(57)【要約】【課題】洗浄効率を高めることができる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供すること。【解決手段】実施形態に係る基板洗浄装置は、液供給部と、液化処理部とを備える。液供給部は、凍結する際に体積が収縮する処理液を基板に対して供給する。また、液化処理部は、液供給部によって基板に供給されて基板上で凍結した処理液を液化させる。【選択図】図５
2014022664.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凍結する際に体積が収縮する処理液を基板に対して供給する液供給部と、
前記液供給部によって前記基板に供給されて前記基板上で凍結した前記処理液を液化させる液化処理部と
を備えることを特徴とする基板洗浄装置。
【請求項２】
前記処理液は、常温よりも高い温度で凍結する性質を有すること
を特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
【請求項３】
前記液供給部によって前記基板に供給された前記処理液を冷却して該処理液を凍結させる凍結処理部
をさらに備えることを特徴とする請求項１または２に記載の基板洗浄装置。
【請求項４】
前記凍結処理部は、
前記処理液の凍結点よりも低い温度の流体を前記基板の裏面に供給することによって前記処理液を凍結させること
を特徴とする請求項３に記載の基板洗浄装置。
【請求項５】
前記処理液の温度を該処理液の凍結点よりも高い第１の温度に維持する処理液供給源と、
前記処理液供給源から供給される処理液の温度を前記第１の温度よりも低い凍結点近傍の温度である第２の温度に調整するに調整する温度調整部と
をさらに備え、
前記液供給部は、
前記温度調整部によって凍結点近傍の温度に調整された前記処理液を前記基板に対して供給すること
を特徴とする請求項１〜４のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
【請求項６】
前記液化処理部は、
前記基板上で凍結した前記処理液に対して前記処理液の凍結点よりも高い温度の流体を供給することによって、前記処理液を液化させること
を特徴とする請求項１〜５のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
【請求項７】
前記流体は、純水、前記処理液および気体の何れかであること
を特徴とする請求項６に記載の基板洗浄装置。
【請求項８】
装置内部に気流を発生させる気流発生部
をさらに備え、
前記液供給部によって前記基板に前記処理液が供給された後、前記処理液が凍結するまでの所定期間において、前記気流発生部を停止または流量を減少させること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
【請求項９】
前記基板を回転可能に保持する回転保持部
をさらに備え、
前記液供給部によって前記基板に前記処理液が供給された後、前記処理液が凍結する 
までの所定期間において、前記回転保持部の回転を停止または減速させること
を特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
【請求項１０】
前記基板の上方を覆うとともに、前記液供給部によって供給される前記処理液を通過させる開口部が形成されたトッププレート
をさらに備え、
前記液供給部は、
前記トッププレートに形成された開口部を介して前記基板に対して前記処理液を供給すること
を特徴とする請求項１〜９のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
【請求項１１】
振動を発生させる振動発生部
をさらに備え、
前記液供給部によって前記基板に前記処理液が供給された後、前記処理液が凍結するまでの所定期間において、前記振動発生部を用いて前記処理液に振動を付与すること
を特徴とする請求項１〜１０のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
【請求項１２】
前記処理液は、炭酸エチレンであること
を特徴とする請求項１〜１１のいずれか一つに記載の基板洗浄装置。
【請求項１３】
凍結する際に体積が収縮する処理液を基板に対して供給する液供給工程と、
前記基板に供給されて前記基板上で凍結した前記処理液を液化させる液化処理工程と
を含むことを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項１４】
前記液供給工程において前記基板に供給した前記処理液を冷却して該処理液を凍結させる凍結工程
をさらに含むことを特徴とする請求項１３に記載の基板洗浄方法。
【請求項１５】
前記凍結工程は、
前記基板を冷却することによって前記処理液を冷却して該処理液を凍結させること
を特徴とする請求項１４に記載の基板洗浄方法。
【請求項１６】
前記凍結工程は、
前記処理液の凍結点よりも低い温度の流体を前記基板の裏面に供給することによって前記基板を冷却すること
を特徴とする請求項１５に記載の基板洗浄方法。
【請求項１７】
前記凍結工程は、
前記処理液の凍結点よりも低い温度に調整された冷却板を前記基板の裏面に接触させることによって前記基板を冷却すること
を特徴とする請求項１５に記載の基板洗浄方法。
【請求項１８】
前記液化処理工程において液化した前記処理液を洗い流すリンス工程
をさらに含むことを特徴とする請求項１３〜１７のいずれか一つに記載の基板洗浄方法。
【請求項１９】
前記凍結工程において、前記処理液の周囲の気流を抑制する気流抑制処理を行うこと
を特徴とする請求項１４〜１８のいずれか一つに記載の基板洗浄方法。
【請求項２０】
前記液化処理工程の後において、前記基板を乾燥させる乾燥工程
をさらに含み、
前記乾燥工程において、前記基板の周囲に気流を形成すること
を特徴とする請求項１３〜１９のいずれか一つに記載の基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
開示の実施形態は、基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、シリコンウェハや化合物半導体ウェハ等の基板に付着したパーティクルの除去を行う基板洗浄装置が知られている。
【０００３】
従来の基板洗浄装置は、基板の表面に液体や気体等の流体を供給することによって、基板の表面に付着したパーティクルと流体との間に摩擦抵抗を生じさせ、かかる摩擦抵抗によってパーティクルを除去する（たとえば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平８−３１８１８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述した従来技術には、洗浄効率を高めるという点でさらなる改善の余地があった。たとえば、従来技術のように摩擦抵抗を利用してパーティクルを除去する手法は、粒子径の小さなパーティクルやパターンの隙間に入り込んだパーティクルを除去することが容易ではなかった。
【０００６】
実施形態の一態様は、洗浄効率を高めることができる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
実施形態の一態様に係る基板洗浄装置は、液供給部と、液化処理部とを備える。液供給部は、凍結する際に体積が収縮する処理液を基板に対して供給する。また、液化処理部は、液供給部によって基板に供給されて基板上で凍結した処理液を液化させる。
【０００８】
また、実施形態の一態様に係る基板洗浄方法は、液供給工程と、液化処理工程とを含む。液供給工程は、凍結する際に体積が収縮する処理液を基板に対して供給する工程である。また、液化処理工程は、基板に供給されて基板上で凍結した処理液を液化させる工程である。
【発明の効果】
【０００９】
実施形態の一態様によれば、洗浄効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る基板洗浄システムの概略構成を示す模式図である。
【図２Ａ】図２Ａは、基板洗浄方法の説明図である。
【図２Ｂ】図２Ｂは、基板洗浄方法の説明図である。
【図２Ｃ】図２Ｃは、基板洗浄方法の説明図である。
【図３】図３は、第１の実施形態に係る基板洗浄装置の構成を示す模式図である。
【図４】図４は、処理液供給源の構成を示す模式図である。
【図５】図５は、基板洗浄装置が実行する基板洗浄処理の処理手順を示すフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは、基板洗浄装置の動作説明図である。
【図６Ｂ】図６Ｂは、基板洗浄装置の動作説明図である。
【図６Ｃ】図６Ｃは、基板洗浄装置の動作説明図である。
【図６Ｄ】図６Ｄは、基板洗浄装置の動作説明図である。
【図６Ｅ】図６Ｅは、基板洗浄装置の動作説明図である。
【図６Ｆ】図６Ｆは、基板洗浄装置の動作説明図である。
【図７Ａ】図７Ａは、液化処理の他の例を示す図である。
【図７Ｂ】図７Ｂは、液化処理の他の例を示す図である。
【図８】図８は、第３の実施形態に係る基板洗浄装置の構成を示す模式図である。
【図９】図９は、第３の実施形態に係る基板洗浄装置の動作説明図である。
【図１０】図１０は、炭酸エチレンに振動を付与する場合の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本願の開示する基板洗浄装置および基板洗浄方法の実施形態を詳細に説明する。なお、以下に示す実施形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１２】
（第１の実施形態）
＜基板洗浄システムの概略構成＞
まず、第１の実施形態に係る基板洗浄システムの概略構成について図１を用いて説明する。図１は、第１の実施形態に係る基板洗浄システムの概略構成を示す図である。
【００１３】
なお、以下においては、位置関係を明確にするために、互いに直交するＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸を規定し、Ｚ軸正方向を鉛直上向き方向とする。また、以下では、Ｘ軸負方向側を基板洗浄システムの前方、Ｘ軸正方向側を基板洗浄システムの後方と規定する。
【００１４】
図１に示すように、基板洗浄システム１００は、搬入出ステーション１と、搬送ステーション２と、処理ステーション３とを備える。これら搬入出ステーション１、搬送ステーション２および処理ステーション３は、基板洗浄システム１００の前方から後方へ、搬入出ステーション１、搬送ステーション２および処理ステーション３の順で配置される。
【００１５】
搬入出ステーション１は、複数枚（たとえば、２５枚）のウェハＷを水平状態で収容するキャリアＣが載置される場所であり、たとえば４個のキャリアＣが搬送ステーション２の前壁に密着させた状態で左右に並べて載置される。
【００１６】
搬送ステーション２は、搬入出ステーション１の後方に配置され、内部に基板搬送装置２ａと基板受渡台２ｂとを備える。かかる搬送ステーション２では、基板搬送装置２ａが、搬入出ステーション１に載置されたキャリアＣと基板受渡台２ｂとの間でウェハＷの受け渡しを行う。
【００１７】
処理ステーション３は、搬送ステーション２の後方に配置される。かかる処理ステーション３には、中央部に基板搬送装置３ａが配置され、かかる基板搬送装置３ａの左右両側にそれぞれ複数（ここでは、６個ずつ）の基板洗浄装置５が前後方向に並べて配置される。かかる処理ステーション３では、基板搬送装置３ａが、搬送ステーション２の基板受渡台２ｂと各基板洗浄装置５との間でウェハＷを１枚ずつ搬送し、各基板洗浄装置５が、ウェハＷに対して１枚ずつ基板洗浄処理を行う。
【００１８】
また、基板洗浄システム１００は、処理液供給源６と、制御装置７とを備える。処理液供給源６は、ウェハＷの洗浄に用いる処理液である炭酸エチレンを各基板洗浄装置５に供給する。かかる処理液供給源６の具体的な構成については、図４を用いて後述する。
【００１９】
制御装置７は、基板洗浄システム１００の動作を制御する装置である。かかる制御装置７は、たとえばコンピュータであり、図示しない制御部と記憶部とを備える。記憶部には、基板洗浄処理等の各種の処理を制御するプログラムが格納される。制御部は記憶部に記憶されたプログラムを読み出して実行することによって基板洗浄システム１００の動作を制御する。
【００２０】
なお、かかるプログラムは、コンピュータによって読み取り可能な記録媒体に記録されていたものであって、その記録媒体から制御装置７の記憶部にインストールされたものであってもよい。コンピュータによって読み取り可能な記録媒体としては、たとえばハードディスク（ＨＤ）、フレキシブルディスク（ＦＤ）、コンパクトディスク（ＣＤ）、マグネットオプティカルディスク（ＭＯ）、メモリカードなどがある。
【００２１】
なお、図１では、便宜上、処理液供給源６および制御装置７が、基板洗浄システム１００の外部に設けられる場合を示しているが、処理液供給源６および制御装置７は、基板洗浄システム１００の内部に設けられてもよい。たとえば、処理液供給源６および制御装置７は、基板洗浄装置５の下部スペースに収容することができる。
【００２２】
このように構成された基板洗浄システム１００では、まず、搬送ステーション２の基板搬送装置２ａが、搬入出ステーション１に載置されたキャリアＣから１枚のウェハＷを取り出し、取り出したウェハＷを基板受渡台２ｂに載置する。基板受渡台２ｂに載置されたウェハＷは、処理ステーション３の基板搬送装置３ａによって搬送され、いずれかの基板洗浄装置５に搬入される。
【００２３】
基板洗浄装置５に搬入されたウェハＷは、かかる基板洗浄装置５によって基板洗浄処理を施された後、基板搬送装置３ａにより基板洗浄装置５から搬出され、基板受渡台２ｂに再び載置される。そして、基板受渡台２ｂに載置された処理済のウェハＷは、基板搬送装置２ａによってキャリアＣに戻される。
【００２４】
ここで、従来の基板洗浄装置においては、摩擦抵抗を利用してパーティクルを除去する手法が一般的に採用されている。しかしながら、この手法は、粒子径の小さなパーティクルやパターンの隙間に入り込んだパーティクルを除去することが容易ではなかった。なお、この理由としては、粒子径が小さいパーティクルほど摩擦抵抗が働き難いことや、パターンの隙間においては処理液の流れが滞り易いことなどが考えられる。
【００２５】
そこで、第１の実施形態に係る基板洗浄装置５では、従来の摩擦抵抗を利用したパーティクル除去に代えて、処理液の体積変化を利用したパーティクル除去を行うこととした。これにより、従来では困難であった粒子径の小さなパーティクルやパターンの隙間に入り込んだパーティクルの除去を容易化することができる。さらに、第１の実施形態に係る基板洗浄装置５では、凍結する際に体積が収縮する処理液を用いて上記のパーティクル除去を行うこととした。これにより、ウェハＷ上に形成されたパターンの倒壊を防止することができる。
【００２６】
＜基板洗浄方法の内容＞
第１の実施形態に係る基板洗浄装置５が行う基板洗浄方法の内容について図２Ａ〜図２Ｃを用いて説明する。図２Ａ〜図２Ｃは、基板洗浄方法の説明図である。
【００２７】
図２Ａに示すように、第１の実施形態では、処理液として炭酸エチレンを用いる。かかる炭酸エチレンは、凍結する際に体積が収縮する物質である。具体的には、炭酸エチレンの液体から固体への状態変化に伴う体積収縮率は約−５％である。
【００２８】
また、炭酸エチレンは、常温においては透明な固体である。具体的には、炭酸エチレンの凍結点は常温よりも高い３４〜３７℃であり、かかる温度を超えた場合に無色無臭の液体となる。さらに、炭酸エチレンは、水溶性を有する。なお、前述の常温とは、基板洗浄装置５が設置されるクリーンルーム等の場所の温度であり、具体的には２３〜２５℃程度の温度である。
【００２９】
基板洗浄装置５は、後述する処理液供給源６（図１参照）によって液体状態に維持された炭酸エチレンをウェハＷに供給して、ウェハＷの上面に炭酸エチレンの液膜を形成する（図２Ａ参照）。
【００３０】
ウェハＷの上面に供給された炭酸エチレンが凍結に伴って体積収縮を起こすと、かかる体積収縮によって歪み（引張り力）が生じる。これにより、パターン等に付着したパーティクルは、パターン等から引き離される（図２Ｂ参照）。
【００３１】
つづいて、基板洗浄装置５は、凍結後の炭酸エチレンを再度液体状態へ戻す液化処理を行う。これにより、パターン等から引き離されたパーティクルは、液体状態となった炭酸エチレン中に浮遊した状態となる（図２Ｃ参照）。その後、基板洗浄装置５は、液体状態の炭酸エチレンをウェハＷから除去する。これにより、パーティクルは、炭酸エチレンとともにウェハＷから除去される。なお、液化処理としては、たとえば、凍結した炭酸エチレンを加熱して解凍する処理や、凍結した炭酸エチレンを溶媒である純水に溶解させる処理などがある。
【００３２】
このように、第１の実施形態に係る基板洗浄方法は、処理液の体積変化を利用してパーティクルの除去を行う。これにより、従来の基板洗浄方法では除去が困難なパーティクル、すなわち、粒子径が小さいパーティクルやパターンの隙間に入り込んだパーティクルであっても容易に除去することができる。
【００３３】
また、上述したように、凍結する際に体積が収縮する物質を処理液として用いることで、パターン倒れを生じ難くすることもできる。
【００３４】
すなわち、凍結する際に体積が膨張する処理液（たとえば、純水）をウェハＷへ供給して凍結させたとすると、凍結した処理液が体積膨張を起こしてパターンを圧迫するため、パターン倒れが生じ易い。
【００３５】
これに対し、第１の実施形態に係る基板洗浄方法では、炭酸エチレンが凍結に伴って収縮した場合、かかる収縮によって生じた隙間に液体状態の炭酸エチレンが入り込むことで（図２Ｂ参照）、炭酸エチレンの体積収縮による力がパターンに直接的に影響し難い。したがって、第１の実施形態に係る基板洗浄方法によれば、凍結する際に体積が膨張する液体を処理液として用いた場合と比較して、パターン倒れを生じ難くすることができる。
【００３６】
また、体積変化率が約＋９％である純水と比較して、炭酸エチレンの体積変化率は約−５％と絶対値が小さい。すなわち、炭酸エチレンの体積変化率は、純水と比べて穏やかである。この点においても、処理液として純水を用いた場合と比較して、パターン倒れを生じ難くすることができる。
【００３７】
さらに、炭酸エチレンは、凍結点が常温よりも高いため、積極的に冷却させなくても凍結させることができる。しかも、炭酸エチレンは、凍結点が０℃である純水と比較して、凍結点が常温に近いため、純水と比較して状態変化を起こさせることが容易であり、短時間で処理することができる。
【００３８】
また、炭酸エチレンは水溶性を有するため、上記の液化処理と、後述するＣＤＩＷ（常温の純水）を用いたリンス処理とを共通化することも可能である。
【００３９】
なお、炭酸エチレンは、常温で放置しておくことによって自然に凍結させることもできるが、第１の実施形態に係る基板洗浄装置５では、ウェハＷへ供給された炭酸エチレンの温度を積極的に下げることによって、炭酸エチレンが凍結するまでの時間をさらに短縮することとしている。
【００４０】
＜基板洗浄装置の構成および動作＞
次に、第１の実施形態に係る基板洗浄装置５の構成および動作について具体的に説明する。図３は、第１の実施形態に係る基板洗浄装置５の構成を示す模式図である。なお、図３では、基板洗浄装置５の特徴を説明するために必要な構成要素のみを示しており、一般的な構成要素についての記載を省略している。
【００４１】
図３に示すように、基板洗浄装置５は、チャンバ１０内に、基板保持部２０と、液供給部３０Ａ，３０Ｂと、回収カップ４０と、ファンフィルタユニット５０とを備える。
【００４２】
基板保持部２０は、ウェハＷを回転可能に保持する回転保持機構２１と、かかる回転保持機構２１の中空部２１ｄに挿通され、ウェハＷの裏面に気体を供給する気体供給部２２とを備える。
【００４３】
回転保持機構２１は、チャンバ１０の略中央に設けられる。かかる回転保持機構２１の上面には、ウェハＷを側面から支持する支持部２１ａが設けられており、ウェハＷは、かかる支持部２１ａによって回転保持機構２１の上面からわずかに離間した状態で水平保持される。
【００４４】
また、回転保持機構２１は、駆動機構２１ｂを備え、かかる駆動機構２１ｂによって鉛直軸まわりに回転する。具体的には、駆動機構２１ｂは、モータ２１ｂ１と、モータ２１ｂ１の出力軸に取り付けられたプーリ２１ｂ２と、プーリ２１ｂ２および回転保持機構２１の外周部に捲回されたベルト２１ｂ３とを備える。
【００４５】
かかる駆動機構２１ｂは、モータ２１ｂ１の回転によってプーリ２１ｂ２を回転させ、かかるプーリ２１ｂ２の回転をベルト２１ｂ３によって回転保持機構２１へ伝達することで、回転保持機構２１を鉛直軸まわりに回転させる。そして、回転保持機構２１が回転することによって、回転保持機構２１に保持されたウェハＷが回転保持機構２１と一体に回転する。なお、回転保持機構２１は、軸受２１ｃを介してチャンバ１０および回収カップ４０に回転可能に支持される。
【００４６】
気体供給部２２は、回転保持機構２１の中央に形成された中空部２１ｄに挿通された長尺状の部材である。気体供給部２２の内部には、流路２２ａが形成される。かかる流路２２ａには、バルブ８ａ，８ｂを介してＮ２供給源（図示せず）がそれぞれ接続されている。気体供給部２２は、Ｎ２供給源から供給されるＮ２ガスをバルブ８ａ，８ｂおよび流路２２ａを介してウェハＷの裏面へ供給する。
【００４７】
ここで、バルブ８ａを介して供給されるＮ２ガスは、炭酸エチレンの凍結点よりも低い温度（たとえば、常温程度）のＮ２ガスである。一方、バルブ８ｂを介して供給されるＮ２ガスは、炭酸エチレンの凍結点よりも高い温度（たとえば、４０℃程度）に調整されたＮ２ガスである。
【００４８】
気体供給部２２は、ウェハＷの受け渡しを行う際にも用いられる。具体的には、気体供給部２２の基端部には、気体供給部２２を鉛直方向に移動させる昇降機構２２ｃが設けられる。また、気体供給部２２の上面には、ウェハＷを支持するための支持ピン２２ｄが設けられる。
【００４９】
基板保持部２０は、基板搬送装置３ａ（図１参照）からウェハＷを受け取る場合には、昇降機構２２ｃを用いて気体供給部２２を上昇させた状態で、支持ピン２２ｄの上部にウェハＷを載置させる。その後、基板保持部２０は、気体供給部２２を所定の位置まで降下させた後、回転保持機構２１の支持部２１ａにウェハＷを渡す。また、基板保持部２０は、処理済のウェハＷを基板搬送装置３ａへ渡す場合には、昇降機構２２ｃを用いて気体供給部２２を上昇させ、支持部２１ａによって支持されたウェハＷを支持ピン２２ｄ上に載置させる。そして、基板保持部２０は、支持ピン２２ｄ上に載置させたウェハＷを基板搬送装置３ａへ渡す。
【００５０】
液供給部３０Ａ，３０Ｂは、基板保持部２０によって保持されたウェハＷの上方からウェハＷへ向けて処理液を供給する。各液供給部３０Ａ，３０Ｂは、処理液を吐出するノズル３１Ａ，３１Ｂと、ノズル３１Ａ，３１Ｂを水平に支持するアーム３２Ａ，３２Ｂと、アーム３２Ａ，３２Ｂを旋回および昇降させる旋回昇降機構３３Ａ，３３Ｂとをそれぞれ備える。
【００５１】
液供給部３０Ａは、ウェハＷの洗浄に用いられる処理液である炭酸エチレンをウェハＷへ供給する。また、液供給部３０Ｂは、洗浄後に実施されるリンス処理に用いられる処理液であるＣＤＩＷをウェハＷへ供給する。なお、ＣＤＩＷは、常温の純水である。
【００５２】
液供給部３０Ａには、処理液供給源６が接続され、かかる処理液供給源６から液体状態の炭酸エチレンが供給される。上述したように、炭酸エチレンは、常温よりも高い温度（３４〜３７℃）で凍結する性質を有する。このため、処理液供給源６は、炭酸エチレンの温度を常に凍結点よりも高い温度（「第１の温度」に相当）に維持する機能を備えている。
【００５３】
ここで、処理液供給源６の構成について図４を用いて説明する。図４は、処理液供給源６の構成を示す模式図である。
【００５４】
図４に示すように、処理液供給源６は、貯蔵タンク６１と、配管６２と、ポンプ６３と、フィルタ６４と、ヒータ６５とを備える。
【００５５】
貯蔵タンク６１は、炭酸エチレンを貯蔵するタンクである。配管６２は、両端が貯蔵タンク６１に接続されており、炭酸エチレンの循環経路を形成する。ポンプ６３は、配管６２の中途部に設けられており、貯蔵タンク６１に貯蔵された炭酸エチレンを吸い上げて配管６２内へ送り出す。フィルタ６４は、配管６２内を流れる炭酸エチレンに含まれる不純物を取り除く。
【００５６】
ヒータ６５は、配管６２に沿って設けられており、配管６２内を流れる炭酸エチレンを加熱する。かかるヒータ６５によって、炭酸エチレンは、凍結点よりも十分に高い温度（たとえば、６０℃程度）に保たれる。したがって、循環経路上で炭酸エチレンが凍結することが防止される。
【００５７】
なお、ここでは、ヒータ６５が配管６２に沿って設けられる場合の例を示したが、ヒータ６５は、貯蔵タンク６１に設けられてもよい。
【００５８】
また、配管６２には、各基板洗浄装置５へ分岐する供給管３４がそれぞれ接続されており、配管６２内を流れる炭酸エチレンは、かかる供給管３４を通って各基板洗浄装置５の液供給部３０Ａへ個別に供給される。
【００５９】
一方、液供給部３０Ａは、供給管３４の中途部に温度調整部３５を備える。温度調整部３５は、供給管３４内を流れる炭酸エチレンの温度を炭酸エチレンの凍結点近傍の温度（たとえば、４０℃程度、「第２の温度」に相当）に調整する。液供給部３０Ａは、温度調整部３５によって凍結点近傍の温度に調整された炭酸エチレンをウェハＷへ供給する。
【００６０】
このように、炭酸エチレンは、液供給部３０ＡからウェハＷへ供給される際には、液供給部３０Ａの温度調整部３５によって凍結点近傍の温度（たとえば、４０℃程度）に調整される。これにより、基板洗浄装置５は、ウェハＷへ供給した炭酸エチレンが凍結するまでの時間を短縮することができる。
【００６１】
なお、供給管３４には、温度調整部３５を経てノズル３１Ａへ至る経路と、温度調整部３５を経ずにノズル３１Ａへ至る経路とが設けられている。これらの経路の分岐点に設けられた切替バルブ３６を用いて経路を切り替えることにより、液供給部３０Ａは、炭酸エチレンを高温のままウェハＷへ供給することもできる。
【００６２】
液供給部３０Ｂは、図３に示すように、バルブ８ｃを介して図示しないＣＤＩＷ供給源と接続されており、図示しないＣＤＩＷ供給源からバルブ８ｃを介して供給されるＣＤＩＷを、ノズル３１ＢからウェハＷの上面へ供給する。
【００６３】
回収カップ４０は、処理液の周囲への飛散を防止するために、回転保持機構２１を取り囲むように配置される。かかる回収カップ４０の底部には、排液口４１が形成されており、回収カップ４０によって捕集された処理液は、かかる排液口４１から基板洗浄装置５の外部に排出される。また、回収カップ４０の底部には、排気口４２が形成されており、気体供給部２２によって供給されるＮ２ガスあるいは後述するファンフィルタユニット５０から基板洗浄装置５内に供給される気体が、かかる排気口４２から基板洗浄装置５の外部に排出される。
【００６４】
なお、チャンバ１０の底部にも、気体供給部２２から供給されるＮ２ガスやファンフィルタユニット５０から供給される気体を排気するための排気口１１が形成される。
【００６５】
ファンフィルタユニット５０（以下、「ＦＦＵ５０」と記載する）は、チャンバ１０の天井部に取り付けられており、チャンバ１０内にダウンフローを形成する気流発生部である。具体的には、ＦＦＵ５０は、ダウンフローガス供給管５１と、かかるダウンフローガス供給管５１に連通するバッファ室５２とを備える。ダウンフローガス供給管５１は、図示しないダウンフローガス供給源と接続する。また、バッファ室５２の底部には、バッファ室５２とチャンバ１０内とを連通する複数の連通口５２ａが形成される。
【００６６】
かかるＦＦＵ５０は、常温のダウンフローガス（たとえば、清浄空気やドライエアなど）を、ダウンフローガス供給管５１を介してバッファ室５２へ供給する。そして、ＦＦＵ５０は、バッファ室５２に供給されたダウンフローガスを複数の連通口５２ａを介してチャンバ１０内に供給する。これにより、チャンバ１０内には、ダウンフローが形成される。チャンバ１０内に形成されたダウンフローは、排気口１１または排気口４２から基板洗浄装置５の外部に排出される。
【００６７】
次に、基板洗浄装置５の具体的動作について説明する。図５は、基板洗浄装置５が実行する基板洗浄処理の処理手順を示すフローチャートである。また、図６Ａ〜図６Ｆは、基板洗浄装置５の動作説明図である。具体的には、図６Ａおよび図６Ｂには、図５における液供給処理（ステップＳ１０２）の動作例を、図６Ｃには、図５における凍結処理（ステップＳ１０３）の動作例を示している。また、図６Ｄは、図５における液化処理（ステップＳ１０４）の動作例を、図６Ｅは、図５におけるリンス処理（ステップＳ１０５）の動作例を、図６Ｆは、図５における乾燥処理（ステップＳ１０６）の動作例を示している。なお、図５に示す各処理手順は、制御装置７の制御に基づいて基板洗浄装置５が実行する。
【００６８】
図５に示すように、基板洗浄装置５は、まず、基板搬入処理を行う（ステップＳ１０１）。かかる基板搬入処理において、基板洗浄装置５は、気体供給部２２の支持ピン２２ｄを用いて基板搬送装置３ａからウェハＷを受け取った後、受け取ったウェハＷを回転保持機構２１の支持部２１ａに支持させる。その後、基板洗浄装置５は、駆動機構２１ｂを用いて回転保持機構２１を回転させる。これにより、ウェハＷは、回転保持機構２１に水平保持された状態で回転保持機構２１とともに回転する。
【００６９】
つづいて、基板洗浄装置５は、液供給処理を行う（ステップＳ１０２）。かかる液供給処理において、基板洗浄装置５は、液供給部３０Ａのノズル３１ＡをウェハＷの中央上方に位置させる。その後、基板洗浄装置５は、図６Ａに示すように、ノズル３１ＡからウェハＷの上面へ炭酸エチレンを供給する。上述したように、ノズル３１Ａから供給される炭酸エチレンの温度は、温度調整部３５（図４参照）によって凍結点近傍の温度（たとえば、４０℃程度）に調整されている。
【００７０】
ウェハＷの上面へ供給された炭酸エチレンは、ウェハＷの回転に伴う遠心力によってウェハＷの上面に塗り広げられる。これにより、図６Ｂに示すように、ウェハＷの上面全体に炭酸エチレンの液膜が形成される。なお、遠心力によってウェハＷ上から飛散した炭酸エチレンは、回収カップ４０によって回収される。
【００７１】
つづいて、基板洗浄装置５は、凍結処理を行う（ステップＳ１０３）。かかる凍結処理において、基板洗浄装置５は、図６Ｃに示すように、バルブ８ａ（図３参照）を所定時間開放することによって、炭酸エチレンの凍結点よりも低い温度（たとえば、常温程度）のＮ２ガス（以下、Ｎ２ガス（冷）と記載する）を気体供給部２２からウェハＷの裏面へ供給する。これにより、ウェハＷとともに炭酸エチレンが冷却され、液体状態の炭酸エチレンが凍結して固体化する。
【００７２】
図２Ｂを用いて説明したように、炭酸エチレンは凍結することによって収縮し、かかる収縮に伴って生じる歪み（引張り力）によって、パーティクルがパターン等から引き離される。
【００７３】
このように、基板洗浄装置５では、処理液である炭酸エチレンが常温よりも高い温度で凍結する性質を有するため、かかる炭酸エチレンを容易に凍結させることができる。しかも、炭酸エチレンを積極的に冷却することで、炭酸エチレンが凍結するまでの時間を短縮することができる。なお、気体供給部２２は、液供給部によって基板に供給された処理液を冷却して該処理液を凍結させる凍結処理部の一例である。
【００７４】
また、基板洗浄装置５では、温度調整部３５（図４参照）によって凍結点近傍の温度（たとえば、４０℃程度）に調整された炭酸エチレンをウェハＷへ供給することとしたため、これによっても、炭酸エチレンが凍結するまでの時間を短縮することができる。
【００７５】
また、ここでは、液体化された炭酸エチレンを気体供給部２２を用いて積極的に冷却することとしたが、基板洗浄装置５は、炭酸エチレンをウェハＷへ供給した後、供給した炭酸エチレンが自然に凍結するまで待機してもよい。チャンバ１０内は常温に保たれており、ウェハＷへ供給された炭酸エチレンは積極的に冷却させなくとも自然に凍結する。
【００７６】
ところで、上記の凍結処理中に、炭酸エチレンの周囲に気流が存在すると、炭酸エチレンが凍結するまでの時間が長くなることが確認されている。この原因の１つとしては、気流によって炭酸エチレンの液面が波立って凍結し難くなることが考えられる。そこで、基板洗浄装置５は、上記の凍結処理と並行して気流抑制処理を行ってもよい。
【００７７】
たとえば、基板洗浄装置５は、回転保持機構２１の回転を停止または減速させることによってウェハＷの回転を停止または減速させる。これにより、回転によって相対的に生じる気流により炭酸エチレンの凍結が阻害されることを防止することができる。また、基板洗浄装置５は、ＦＦＵ５０（図３参照）を停止または流量を減少させる。これにより、ＦＦＵ５０が形成するダウンフローにより炭酸エチレンの凍結が阻害されることを防止することができる。
【００７８】
なお、回転保持機構２１を停止または減速させる期間は、液供給部３０ＡによってウェハＷに炭酸エチレンが供給された後、かかる炭酸エチレンが凍結するまでの所定期間であればよい。たとえば、基板洗浄装置５は、炭酸エチレンがウェハＷに供給され、回転によって炭酸エチレンをウェハＷの上面に塗り広げた後で回転保持機構２１を停止または減速させてもよい。ＦＦＵ５０についても同様である。
【００７９】
つづいて、基板洗浄装置５は、ウェハＷ上で凍結した炭酸エチレンを再び液化させる液化処理を行う（ステップＳ１０４）。なお、基板洗浄装置５は、上述した気流抑制処理を行った場合には、回転保持機構２１を通常の速度で再び回転させ、あるいは、ＦＦＵ５０を再び作動させた後で、液化処理を行う。
【００８０】
液化処理において、基板洗浄装置５は、図６Ｄに示すように、バルブ８ｂ（図３参照）を所定時間開放することによって、炭酸エチレンの凍結点よりも高い温度（たとえば、４０℃程度）に調整されたＮ２ガス（以下、Ｎ２ガス（温）と記載する）を気体供給部２２からウェハＷの裏面へ供給する。これにより、炭酸エチレンが解凍されて再び液体状態へ戻る。
【００８１】
この結果、ステップＳ１０３の凍結処理においてパターン等から引き離されたパーティクルは、液体化した炭酸エチレン中に浮遊した状態となる（図２Ｃ参照）。このように、気体供給部２２は、液供給部によって基板に供給されて基板上で凍結した処理液を液化させる液化処理部の一例でもある。
【００８２】
つづいて、基板洗浄装置５は、液化処理後のウェハＷの上面をＣＤＩＷですすぐリンス処理を行う（ステップＳ１０５）。かかるリンス処理において、基板洗浄装置５は、図６Ｅに示すように、バルブ８ｃ（図３参照）を所定時間開放することによって、液供給部３０Ｂのノズル３１ＢからウェハＷの上面へＣＤＩＷを供給して、液化した炭酸エチレンを洗い流す。
【００８３】
具体的には、ウェハＷ上に供給されたＣＤＩＷは、ウェハＷの回転によってウェハＷ上に拡散しながら、液体状態の炭酸エチレンとともにウェハＷの外方へ飛散する。かかるリンス処理によって、炭酸エチレン中に浮遊するパーティクルは、炭酸エチレンおよびＣＤＩＷとともにウェハＷから除去される。また、ＦＦＵ５０によって形成されるダウンフローによって速やかに排気を行うことができる。
【００８４】
つづいて、基板洗浄装置５は、乾燥処理を行う（ステップＳ１０６）。かかる乾燥処理において、基板洗浄装置５は、ウェハＷを所定時間回転させる。これにより、ウェハＷの上面に残存するＣＤＩＷが振り切られて、ウェハＷが乾燥する（図６Ｆ参照）。その後、基板洗浄装置５は、ウェハＷの回転を停止させる。
【００８５】
そして、基板洗浄装置５は、基板搬出処理を行う（ステップＳ１０７）。かかる基板搬出処理において、基板洗浄装置５は、昇降機構２２ｃ（図３参照）を用いて気体供給部２２を上昇させ、支持部２１ａによって支持されたウェハＷを支持ピン２２ｄ上に載置させる。そして、基板洗浄装置５は、支持ピン２２ｄ上に載置させたウェハＷを基板搬送装置３ａへ渡す。かかる基板搬出処理を終えると、基板洗浄装置５は、１枚のウェハＷについての基板洗浄処理を終える。
【００８６】
上述してきたように、第１の実施形態に係る基板洗浄装置５は、液供給部３０Ａと、気体供給部２２とを備える。液供給部３０Ａは、凍結する際に体積が収縮する処理液である炭酸エチレンをウェハＷに対して供給する。また、気体供給部２２は、液供給部３０ＡによってウェハＷに供給されてウェハＷ上で凍結した処理液を液化させる。
【００８７】
したがって、第１の実施形態に係る基板洗浄装置５によれば、従来の基板洗浄方法では除去が困難であった粒子径の小さなパーティクルやパターンの隙間に入り込んだパーティクルを容易に除去することができるため、洗浄効率を高めることができる。
【００８８】
また、第１の実施形態に係る基板洗浄装置によれば、凍結の際に体積が収縮する処理液を用いることとしたため、パターン倒れを防止することもできる。
【００８９】
（第２の実施形態）
ところで、上述した第１の実施形態では、液化処理の一例として、炭酸エチレンの凍結点よりも高い温度のＮ２ガスを供給することによって、凍結した炭酸エチレンを解凍して液化する場合の例を示した。しかし、液化処理はこれに限ったものではない。そこで、以下では、液化処理の他の例について図７Ａおよび図７Ｂを用いて説明する。
【００９０】
図７Ａおよび図７Ｂは、液化処理の他の例を示す図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００９１】
たとえば図７Ａに示すように、基板洗浄装置５は、液化処理において、ウェハＷ上で凍結した炭酸エチレンに対し、液供給部３０Ｂ（図２参照）のノズル３１ＢからＨＤＩＷを供給することとしてもよい。ＨＤＩＷは、常温よりも高い所定の温度（４５〜８０℃程度）に加熱された高温の純水である。かかるＨＤＩＷを供給することで、炭酸エチレンを解凍して液化することができる。また、上述したリンス処理と同様の効果を得ることができるため、リンス処理を省略することもできる。
【００９２】
このように、ウェハＷ上で凍結した炭酸エチレンに対して炭酸エチレンの凍結点よりも高い温度の純水を供給することによって、凍結した炭酸エチレンを液化させることとしてもよい。これにより、リンス処理を省略することが出来るため、基板洗浄処理を効率化させることができる。
【００９３】
なお、かかる場合、液供給部３０Ｂは、ＣＤＩＷ供給源に代えてＨＤＩＷ供給源に接続すればよい。
【００９４】
また、図７Ｂに示すように、基板洗浄装置５は、液化処理において、ウェハＷ上で凍結した炭酸エチレンに対し、液供給部３０Ａ（図３参照）のノズル３１Ａから高温の炭酸エチレンを供給することとしてもよい。すなわち、基板洗浄装置５は、図４に示す切替バルブ３６を切り替えて、温度調整部３５を経ない経路で炭酸エチレンをノズル３１Ａに供給する。これにより、炭酸エチレンを高温（６０℃程度）のままウェハＷへ供給することができる。かかる高温の炭酸エチレンを供給することで、ウェハＷ上の炭酸エチレンを解凍して液化することができる。また、かかる場合も上述したリンス処理と同様の効果を得ることができるため、リンス処理を省略することもできる。
【００９５】
（第３の実施形態）
次に、第３の実施形態に係る基板洗浄装置について説明する。図８は、第３の実施形態に係る基板洗浄装置の構成を示す模式図である。なお、以下の説明では、既に説明した部分と同様の部分については、既に説明した部分と同一の符号を付し、重複する説明を省略する。
【００９６】
図８に示すように、第３の実施形態に係る基板洗浄装置５’は、第１の実施形態に係る基板洗浄装置５が備えるチャンバ１０、基板保持部２０および回収カップ４０に代えて、チャンバ１０’、基板保持部２０’および回収カップ４０’を備える。さらに、基板洗浄装置５’は、保持部材２１２によって保持されたウェハＷの上方を覆うトッププレート２１３を備える。
【００９７】
基板保持部２０’は、ウェハＷを回転可能に保持する回転保持機構２１’と、回転保持機構２１’によって保持されるウェハＷの下方を覆うアンダープレート２２’とを備える。
【００９８】
回転保持機構２１’は、アンダープレート２２’が挿通される本体部２１１と、本体部２１１に設けられ、アンダープレート２２’から離間させた状態でウェハＷを保持する保持部材２１２とを備える。
【００９９】
保持部材２１２は、ウェハＷの裏面を支持する支持ピン２１２ａを複数（たとえば３個）備えており、かかる支持ピン２１２ａにウェハＷの裏面を支持させることによってウェハＷを水平保持する。
【０１００】
トッププレート２１３は、ウェハＷの上面を覆う大きさに形成され、中央には、液供給部３０Ａ，３０Ｂによって供給される処理液を通過させるための開口部２１３ａが設けられている。ウェハＷに処理液を供給する場合には、かかる開口部２１３ａからウェハＷの中央部へ処理液を供給する。トッププレート２１３は、トッププレート２１３を水平に支持するアーム２１３ｂと、アーム２１３ｂを旋回及び昇降させる駆動機構２１３ｃとを備える。
【０１０１】
駆動機構２１３ｃがアーム２１３ｂを上昇させると、これに伴いトッププレート２１３が上昇してウェハＷから離隔する。一方、駆動機構２１３ｃがアーム２１３ｂを降下させると、トッププレート２１３がウェハＷに近接した位置で保持される。このように、トッププレート２１３は、ウェハＷの上面に近接しウェハＷの上方を覆う位置（以下、「処理位置」と記載する）と、ウェハＷの上面から離隔しウェハＷの上方を開放する位置（以下、「退避位置」と記載する）との間で移動することができる。
【０１０２】
なお、回転保持機構２１’は、第１の実施形態に係る回転保持機構２１と同様、軸受２１ｃを介してチャンバ１０’および回収カップ４０’に回転可能に支持されるとともに、駆動機構２１ｂによって鉛直軸まわりに回転する。
【０１０３】
アンダープレート２２’は、回転保持機構２１’によって保持されるウェハＷの裏面を覆う大きさに形成された部材である。アンダープレート２２’の内部には、流路２２ｅが形成される。かかる流路２２ｅには、バルブ８ｄを介して処理液供給源６が接続される。これにより、アンダープレート２２’は、バルブ８ｄおよび流路２２ｅを介してウェハＷの裏面へ炭酸エチレンを供給することもできる。なお、ここでは、図示を省略するが、アンダープレート２２’は、液供給部３０Ａと同様の温度調整部３５および切替バルブ３６を備えており、かかる切替バルブ３６の切り替えにより、凍結点近傍の温度に調整された炭酸エチレンまたは凍結点よりも十分に高い温度の炭酸エチレンをウェハＷの裏面へ供給することができる。また、流路２２ｅには、バルブ８ｅを介してＣＤＩＷ供給源が接続される。
【０１０４】
また、アンダープレート２２’の基端部には、アンダープレート２２’を鉛直方向に移動させる昇降機構２２ｃが設けられている。かかる昇降機構２２ｃによって、アンダープレート２２’は、ウェハＷの裏面に近接した位置（以下、「処理位置」と記載する）と、ウェハＷの裏面から離隔した位置（以下、「退避位置」と記載する）との間で位置を変更することができる。
【０１０５】
次に、第３の実施形態に係る基板洗浄装置５’が実行する基板洗浄処理の内容について説明する。図９は、第３の実施形態に係る基板洗浄装置５’の動作説明図である。
【０１０６】
図９に示すように、基板洗浄装置５’は、トッププレート２１３およびアンダープレート２２’をそれぞれ処理位置に移動させる。すなわち、トッププレート２１３をウェハＷの上面に近接しウェハＷの上方を覆う位置に、アンダープレート２２’をウェハＷの裏面に近接した位置に、それぞれ位置させる。これにより、トッププレート２１３とウェハＷの上面との間、および、アンダープレート２２’とウェハＷの裏面との間には、それぞれ１ｍｍ程度の狭い隙間が形成される。
【０１０７】
つづいて、基板洗浄装置５’は、駆動機構２１ｂ（図８参照）を用いて本体部２１１を回転させることにより、保持部材２１２とウェハＷを回転させる。そして、基板洗浄装置５’は、ノズル３１ＡからウェハＷの上面へ炭酸エチレンを供給するとともに、アンダープレート２２’からウェハＷの裏面へ、凍結点近傍の温度に調整された炭酸エチレンを供給する。
【０１０８】
ノズル３１Ａおよびアンダープレート２２’からそれぞれ供給された炭酸エチレンは、ウェハＷの回転による遠心力によってウェハＷの外周方向へ拡散する。これにより、ウェハＷの上面に炭酸エチレンが液盛りされるとともに、アンダープレート２２’とウェハＷの裏面との間に形成された隙間が炭酸エチレンで満たされた状態となる。その後、基板洗浄装置５’は、ウェハＷの回転を停止させる。
【０１０９】
また、アンダープレート２２’には、温度調節部２３が設けられている。基板洗浄装置５’は、かかる温度調節部２３を用いて凍結処理および液化処理を行う。
【０１１０】
まず、基板洗浄装置５’は、温度調節部２３を用いて炭酸エチレンの温度を凍結点よりも低い温度まで低下させることによって、液体状態の炭酸エチレンを凍結させる。これにより、炭酸エチレンの凍結に伴う体積収縮によってウェハＷに付着したパーティクルがウェハＷから引き離される。
【０１１１】
なお、第３の実施形態に係る基板洗浄装置５’では、トッププレート２１３によってウェハＷの上方が覆われた状態となっている。このため、第３の実施形態に係る基板洗浄装置５’によれば、凍結処理中における気流の影響をトッププレート２１３によって抑えることができる。
【０１１２】
つづいて、基板洗浄装置５’は、トッププレート２１３を退避位置に移動させ、ウェハＷを再び回転させた後、温度調節部２３を用いて炭酸エチレンの温度を凍結点を越える温度まで上昇させることによって、固体状態の炭酸エチレンを解凍する。そして、基板洗浄装置５’は、液供給部３０Ｂのノズル３１Ｂおよびアンダープレート２２’からウェハＷの上面および裏面に対してＣＤＩＷを供給する。ウェハＷ上に供給されたＣＤＩＷは、ウェハＷの回転によってウェハＷ上に拡散しながら、液体状態の炭酸エチレンとともにウェハＷの外方へ飛散する。かかるリンス処理によって、炭酸エチレン中に浮遊するパーティクルが、炭酸エチレンおよびＣＤＩＷとともにウェハＷから除去される。
【０１１３】
なお、トッププレート２１３を退避位置に移動させてウェハＷの上方を開放することで、ダウンフローにより速やかに排気を行うことができる。
【０１１４】
その後、基板洗浄装置５’は、第１の実施形態に係る基板洗浄装置５と同様、乾燥処理および基板搬出処理を行って基板洗浄処理を終える。
【０１１５】
このように、第３の実施形態に係る基板洗浄装置５’は、ウェハＷの上面を覆うとともに、液供給部３０Ａによって供給される炭酸エチレンを通過させる開口部２１３ａが形成されたトッププレート２１３を備える。そして、液供給部３０Ａは、トッププレート２１３に形成された開口部２１３ａを介してウェハＷに対して炭酸エチレンを供給することとした。したがって、凍結処理中における気流の影響をトッププレート２１３によって抑えることができる。
【０１１６】
また、第３の実施形態に係る基板洗浄装置５’は、ウェハＷの下面を覆うとともに、ウェハＷに供給された炭酸エチレンの温度を調節するための温度調節部２３が設けられたアンダープレート２２’を備える。これにより、基板洗浄装置５’は、アンダープレート２２’に設けられた温度調節部２３を用いて液体状態の炭酸エチレンを凍結させ、固体状態の炭酸エチレンを解凍することができる。
【０１１７】
なお、アンダープレート２２’とウェハＷの裏面との間に供給される液体は、炭酸エチレンに限らず、純水であってもよい。
【０１１８】
また、炭酸エチレンを液盛りした後、アンダープレート２２’とウェハＷの裏面との間に炭酸エチレンの凍結点より低い温度の気体を供給することによって、ウェハＷを冷却するようにしてもよい。また、温度調節部２３を備えるアンダープレート２２’（冷却板に相当）をウェハＷに接触させることによって、アンダープレート２２’がウェハＷを直接冷却するようにしてもよい。
【０１１９】
また、ここでは、アンダープレート２２’にのみ温度調節部２３を設ける場合の例を示したが、トッププレート２１３およびアンダープレート２２’の両方に温度調節部２３を設けてもよいし、トッププレート２１３にのみ温度調節部２３を設けてもよい。
【０１２０】
ところで、上述したように、第３の実施形態に係る基板洗浄装置５’では、アンダープレート２２’とウェハＷの裏面との間に形成された隙間が炭酸エチレンで満たされる。そこで、基板洗浄装置５’は、かかる隙間に満たされた炭酸エチレンに対して振動を付与することによって、パーティクルの除去効率を高めることとしてもよい。かかる場合について図１０を用いて説明する。図１０は、炭酸エチレンに振動を付与する場合の変形例を示す図である。
【０１２１】
図１０に示すように、たとえばアンダープレート２２’の下部に複数の超音波振動子２４を設ける。そして、基板洗浄装置５’は、上述した凍結処理中にかかる超音波振動子２４を一定時間作動させて、凍結直前の炭酸エチレンに対して振動を付与する。これにより、炭酸エチレンの体積収縮に伴う引張り力に加え、超音波振動子２４からの振動がパーティクルに付与されるため、ウェハＷに付着したパーティクルをより確実にウェハＷから引き離すことができる。
【０１２２】
このように、基板洗浄装置５’は、振動を発生させる超音波振動子２４を備え、液供給部３０ＡによってウェハＷに炭酸エチレンが供給された後、炭酸エチレンが凍結するまでの所定期間において、超音波振動子２４を用いて炭酸エチレンに振動を付与することとしてもよい。これにより、パーティクルの除去効率を高めることができる。
【０１２３】
また、ここでは、振動発生部の一例として超音波振動子２４を用いたが、振動発生部は、炭酸エチレンに対して振動を付与できるものであればよく、超音波振動子２４に限定されない。
【０１２４】
上述してきた各実施形態では、処理液として炭酸エチレンを用いた場合の例について説明したが、処理液は、凍結する際に体積が収縮する物質であればよく、炭酸エチレンに限定されるものではない。このような処理液としては、たとえば、ハイドロフルオロカーボン（hydrofluorocarbon：ＨＦＣ）などがある。
【０１２５】
また、上述してきた各実施形態では、基板洗浄装置が、処理液の体積変化を利用したパーティクル除去のみを行う場合の例を示したが、かかるパーティクル除去に先立って、摩擦抵抗を利用したパーティクル除去を実施してもよい。このように、摩擦抵抗を利用したパーティクル除去によって粒径の大きいパーティクルを除去した後、摩擦抵抗を利用したパーティクル除去では除去が困難な粒径の小さなパーティクル等を処理液の体積変化を利用した基板洗浄によって除去することとすれば、基板の洗浄効率をさらに高めることができる。
【０１２６】
また、上述してきた各実施形態では、凍結処理の内容として、Ｎ２ガス（冷）を供給する場合、自然冷却する場合、温度調節部２３を用いて冷却する場合について示したが、これらに限ったものではない。たとえば、ウェハＷの裏面にＣＤＩＷを供給することによって炭酸エチレンを冷却してもよいし、ウェハＷを回転させて炭酸エチレンを冷却してもよい。さらに、ウェハＷの裏面にＣＤＩＷを供給して炭酸エチレンを過冷却状態とした後で、超音波振動子２４等を用いて炭酸エチレンに振動を付与することにより、炭酸エチレンの凍結を促進させることもできる。
【０１２７】
また、上述してきた各実施形態では、基板洗浄装置が、２つの液供給部を備える場合の例を示したが、１つの液供給部を備える構成であってもよい。かかる場合、切替バルブ等を用いて炭酸エチレンの供給経路とＣＤＩＷ等の供給経路とを切り替えるように構成すればよい。
【０１２８】
さらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。
【符号の説明】
【０１２９】
Ｗ  ウェハ
５  基板洗浄装置
６  処理液供給源
１０  チャンバ
２０  基板保持部
２１  回転保持機構
２２  気体供給部
３０Ａ，３０Ｂ  液供給部
３１Ａ，３１Ｂ  ノズル
３５  温度調整部
４０  回収カップ
５０  ファンフィルタユニット
１００  基板洗浄システム
【図１】
2014022664.tif 000003
【図２Ａ】
2014022664.tif 000004
【図２Ｂ】
2014022664.tif 000005
【図２Ｃ】
2014022664.tif 000006
【図３】
2014022664.tif 000007
【図４】
2014022664.tif 000008
【図５】
2014022664.tif 000009
【図６Ａ】
2014022664.tif 000010
【図６Ｂ】
2014022664.tif 000011
【図６Ｃ】
2014022664.tif 000012
【図６Ｄ】
2014022664.tif 000013
【図６Ｅ】
2014022664.tif 000014
【図６Ｆ】
2014022664.tif 000015
【図７Ａ】
2014022664.tif 000016
【図７Ｂ】
2014022664.tif 000017
【図８】
2014022664.tif 000018
【図９】
2014022664.tif 000019
【図１０】
2014022664.tif 000020