表面に凹凸パターンが形成された半導体基板を所定温度に加熱しながら前記半導体基板の表面に水蒸気を供給する工程と、前記加熱及び水蒸気の供給の停止に伴い前記半導体基板を-40°C以下に冷却し、前記半導体基板上の水分を凍結させる工程と、前記水分の凍結後に、前記半導体基板上に純水を供給し、凍結膜を融解させる工程と、前記凍結膜の融解後に、前記半導体基板を乾燥させる工程と、を備え、前記水蒸気はイソプロピルアルコールを含み、前記イソプロピルアルコール濃度は5~30wtであることを特徴とする半導体基板の洗浄方法。表面に凹凸パターンが形成された半導体基板を所定温度に加熱しながら前記半導体基板の表面に水蒸気を供給する工程と、前記加熱及び水蒸気の供給の停止に伴い前記半導体基板を冷却し、前記半導体基板上の水分を凍結させる工程と、前記水分の凍結後に、前記半導体基板上に純水を供給し、凍結膜を融解させる工程と、前記凍結膜の融解後に、前記半導体基板を乾燥させる工程と、を備える半導体基板の洗浄方法。前記水蒸気はイソプロピルアルコールを含むことを特徴とする請求項2に記載の半導体基板の洗浄方法。前記イソプロピルアルコール濃度は5~30wtであることを特徴とする請求項3に記載の半導体基板の洗浄方法。前記半導体基板を-40°C以下に冷却して前記半導体基板上の水分を凍結させることを特徴とする請求項2乃至4のいずれかに記載の半導体基板の洗浄方法。表面に凹凸パターンが形成された半導体基板を保持し、前記半導体基板を回転させる基板保持部と、前記基板保持部に保持された前記半導体基板に水蒸気を供給する第1供給部と、前記第1供給部が前記半導体基板に水蒸気を供給している際に、前記半導体基板を所定温度に加熱する加熱部と、前記基板保持部に保持された前記半導体基板の表面に付着した水分を凍結させる冷却部と、前記基板保持回転部に保持された前記半導体基板の表面に純水を供給し、前記半導体基板上の凍結膜を融解させる第2供給部と、を備える半導体基板の洗浄装置。前記水蒸気はイソプロピルアルコールを含むことを特徴とする請求項6に記載の半導体基板の洗浄装置。本発明は、微細パターンに与えられるダメージを抑制しつつ、半導体基板上のパーティクルを効果的に除去することができる半導体基板の洗浄方法及び装置を提供することを目的とする。本実施形態によれば、半導体基板の洗浄方法は、表面に凹凸パターンが形成された半導体基板を所定温度に加熱しながら前記半導体基板の表面に水蒸気を供給する工程と、前記加熱及び水蒸気の供給の停止に伴い前記半導体基板を冷却し、前記半導体基板上の水分を凍結させる工程と、前記水分の凍結後に、前記半導体基板上に純水を供給し、凍結膜を融解させる工程と、前記凍結膜の融解後に、前記半導体基板を乾燥させる工程と、を備える。本発明の実施形態の説明に先立ち、発明者らが本発明をなすに至った経緯について説明する。図1は、比較例による凍結洗浄処理を説明するフローチャートである。比較例による凍結洗浄処理は、まず、半導体基板上に純水を供給しステップS1、半導体基板を回転させ純水の一部を基板外に振り切ることで、半導体基板の表面に薄い液膜水膜を形成するステップS2。次に、半導体基板に冷却ガスを吐出して液膜を凍結させ、液体から固体への相変化時の堆積膨張力を使って凍結膜氷膜にパーティクルを取り込むステップS3。そして、半導体基板に純水を供給して凍結膜を融解させステップS4、スピン乾燥により、純水とともにパーティクルを半導体基板上から排出するステップS5。図2は、このような凍結洗浄処理を行った際の、パーティクル除去率及び微細凹凸構造を有するデバイスパターンのパターンダメージ数と、ステップS3における冷却温度との関係を示すグラフである。図2に示すように、パーティクル除去率は凍結温度が低いほど向上する。これは、凍結温度を下げることで氷の結晶が成長し、堆積膨張率が大きくなるためである。しかし、図2に示すように、凍結温度の低下に伴い、パターンダメージ数が増加する。従って、図1に示すような凍結洗浄処理では微細凹凸パターンへのダメージを抑制しつつ、パーティクル除去率向上を達成出来無いことが分かった。発明者らは、上記のパターンダメージ問題を解決するために、詳細にパターンダメージの発生状況を調べた。図3に300mmウェーハにおいてパターン倒壊した欠陥発生部位を示すマップと、倒壊したパターンダメージ箇所のSEM走査型電子顕微鏡写真を示す。SEM像から分かるように、パターンダメージ異常を示した箇所は殆ど密集パターンの端の凸部であり、その隣には幅広い凹部が存在している。図4に示すように、密集パターンの端の凸部601は、幅広い凹部602と、密集パターンの狭い凹部603との間に位置している。凹部602と凹部603とでは、凍結する水の量が異なるため、凍結時の氷の堆積膨張量が異なると言える。つまり、凹部602側に形成される氷の堆積膨張量が増えるため、凸部601には強い力がかかり、凸部601が倒壊し、ダメージが発生すると言える。このようなパターンダメージの発生を抑制するためには、凹部において凍結する水を少なくすることが求められる。また、発明者らは、上記の凍結洗浄処理を行った際に除去されたパーティクルと除去されなかったパーティクルを系統的に調べた。図5に示すように、除去されたパーティクルは、パターンが密集している部位ではなく、平面部に付着している傾向があった。一方、除去されなかったパーティクルは、微細パターンが密集している凸部上に付着している傾向があった。パーティクルの除去傾向が付着部位によって異なるという特徴が見られた。このことは、パーティクルが受ける水の凍結時の堆積膨張力の違いによるものと考えられる。すなわち、図6aに示すような平面部611に付着したパーティクル610は、図6bに示すように、平面部611との接触点612を中心とした円周部分613で、水の凍結時の堆積膨張力を受ける。一方、図6cに示すような凸部621上に付着したパーティクル620は、図6dに示すように、凸部621との接触点622近傍の極微小点623で、水の凍結時の堆積膨張力を受ける。つまり、凸部621上のパーティクル620が受ける堆積膨張力は小さいため、このようなパーティクルが除去され難くなると考えられる。なお、図6a、cは縦断面図であり、図6b、dは上面図となっている。以下の実施形態においては、上記のような課題を解決することができる。以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図7に本発明の実施形態に係る半導体基板の洗浄装置の概略構成を示す。洗浄装置は、保持加熱部100、蒸気供給部200、冷却部300、及び温水供給部400を備える。保持加熱部100は、スピンカップ101、回転軸102、スピンベース103、チャックピン104、及びヒータ110を有する。回転軸102は略鉛直方向に延び、回転軸102の上端に円盤状のスピンベース103が取り付けられている。回転軸102及びスピンベース103は、図示しないモータにより回転させることができる。チャックピン104はスピンベース103の周縁部に設けられている。チャックピン104が基板ウェーハWを狭持することで、保持加熱部100は基板Wをほぼ水平に保持して回転させることができる。基板Wの表面の回転中心付近に、温水供給部400から温純水が供給されると、液体は基板Wの半径方向に広がる。また、保持加熱部100は、基板Wのスピン乾燥を行うことができる。基板Wの半径方向に飛散した余分な液体は、スピンカップ101に捕らえられ、廃液管105を介して排出される。ヒータ110は、基板Wを所望の温度に加熱することができる。ヒータ110には、例えば、スピンベース103と一体型になった抵抗加熱ヒータ方式の加熱ステージを用いることができる。ヒータ110は、基板Wを一定温度に保つことができればよく、スピンベース103と一体型である必要はなく、温水供給方式等の加熱機構としてもよい。蒸気供給部200は、保持加熱部100に保持された基板Wに蒸気を供給する。蒸気供給部200は、配管201~203及び気化器204を有している。気化器204は、配管201を介して供給される純水を、配管202を介して供給されるキャリアガスを用いて気化し、水蒸気を生成する。キャリアガスは例えば窒素である。気化器204により生成された水蒸気は、配管203を介して、ノズルNから基板Wに供給される。冷却部300は、液体窒素等の冷却溶媒を供給する配管301を有している。冷却溶媒はノズルNから基板Wに供給される。冷却部300は、液体窒素等の冷却ガスを使用するものでもよいし、液体冷媒を用いた間接冷却を行うものでもよい。温水供給部400は、温純水を供給する配管401を有している。温純水はノズルNから基板Wに供給される。温純水は例えば50°C程度の純水である。温水供給部400から、温純水だけでなく、常温の純水を供給できるようにしてもよい。保持加熱部100及びノズルNは、図示しない処理チャンバ内に設けられている。図7に示す洗浄装置は、水蒸気、冷却溶媒、及び温純水が同一のノズルNから供給される構成になっているが、水蒸気、冷却溶媒、及び温純水の各々に対応するように3つのノズルを設けてもよいし、2つのノズルを設け、例えば、一方のノズルから水蒸気及び温純水を供給し、他方のノズルから冷却溶媒を供給するようにしてもよい。また、図8に示すように、保持加熱部100に基板Wの昇降機能を設け、基板Wに冷却溶媒を供給する際に、基板Wを上昇させてノズルN近傍に配置するようにしてもよい。このような洗浄装置を用いて半導体基板の洗浄を行う方法について図9に示すフローチャートを用いて説明する。なお、保持加熱部100、蒸気供給部200、冷却部300、及び温水供給部400の動作は図示しない制御部により制御することができる。ステップS101表面に凹凸パターンが形成された半導体基板Wが搬送部図示せずにより搬入され、保持加熱部100に保持される。凹凸パターンは、例えば、RIEReactiveIonEtching法により形成され、半導体基板W上には加工残渣等のパーティクルが存在している。ステップS102ヒータ110を用いて半導体基板Wを加熱しつつ、蒸気供給部200から半導体基板Wの表面に水蒸気を供給する。処理チャンバ内は加湿雰囲気になり、半導体基板Wの表面に水分が吸着する。半導体基板Wはヒータ110により所定温度に保たれている。このような環境下では、水蒸気は半導体基板W上で吸着脱離平衡状態となり、飽和水蒸気濃度までしか半導体基板W上に吸着することができない。室温状態下では、半導体基板W上に供給された水蒸気が、半導体基板W上の凹凸パターン内にて結露し、液膜が形成されてしまうため、半導体基板Wの表面温度が40°C~80°Cとなるようにヒータ110を制御し、吸着水分量を調整する。これにより、半導体基板Wの表面には吸着水分層が形成される。半導体基板W上の凹凸パターンには、様々な種類の膜、例えばCVD-SiO2膜、塗布SiO2膜、CVD-SiN膜、ポリシリコン膜、ボロン添加ポリシリコン膜、タングステン膜などが混在しており、表面吸着する水分との反応例えば水素結合反応の有無により水分吸着量が異なる。従って、凹凸パターン状態及び表面露出膜状態に応じて、半導体基板Wの表面温度を調整する必要がある。ステップS103蒸気供給部200からの水蒸気の供給及びヒータ110による加熱を停止する。そして、加熱停止直後に、冷却部300から半導体基板Wの表面に冷却溶媒を供給し、半導体基板Wの表面に吸着していた水分を凍結させる。半導体基板W上の水分が固体へ相変化する時の堆積膨張力を使って半導体基板Wとパーティクルとが接触していた部分を離すことができる。本ステップでは半導体基板Wの表面に吸着していた水分、及びパーティクル表面に吸着していた水分のみが凍結されるため、凹パターンを被いつくすような水の凍結は起こらない。半導体基板Wの表面は、例えば-40°C以下に冷却される。ステップS104温水供給部400が、半導体基板Wの表面の回転中心付近に温純水を供給し、保持加熱部100が半導体基板Wを回転させる。温純水が半導体基板Wの回転による遠心力を受けて、半導体基板W表面全域に行き渡る。これにより、凍結膜が溶解する。温純水の供給後、半導体基板W上に常温の純水を供給してもよい。ステップS105半導体基板Wの乾燥処理を行う。例えば半導体基板Wの回転速度を所定のスピンドライ回転速度に上げて、半導体基板Wの表面に残っている純水を振り切って乾燥させるスピンドライ処理を行う。半導体基板W上のパーティクルは、ステップS104で溶解した純水とともに半導体基板W上から除去される。図1に示す比較例による凍結洗浄処理では、半導体基板上に液体水を供給し、半導体基板を回転させることで半導体基板上の水量を徐々に減らし、液膜を形成する。この手法では、半導体基板上の水量を減らす際に、凹凸パターンの凹部の水を取り除くことができず、図10aに示すように、凹凸パターン内に水が満たされたような液膜701が形成される。一方、本実施形態では、ステップS102において、液体水を供給するのでなく、加湿雰囲気下で、半導体基板Wの表面温度及び凹凸パターンの材料に基づく水分の吸着脱離平衡状態まで水分吸着量を徐々に増やし、半導体基板W表面に吸着水分層を形成する。そのため、図10bに示すように、凹凸パターン表面にのみ水が吸着された吸着水分層702を形成することができ、ステップS103の凍結処理時に、凹部において凍結する水の量を少なくすることができる。このように、凹凸パターン内に水を満たさない状態を作ることにより、凍結温度を低くしても、幅広い凹部704と、密集パターンの狭い凹部705との間に位置している密集パターンの端の凸部703には、凹部704と凹部705の凍結時の氷の堆積膨張量の違いにより加わる力が極めて小さくなり、ダメージの発生を抑制することができる。また、本実施形態による洗浄方法によれば、図11に示すように、凸パターン803上のパーティクル801の表面にも吸着水分層802を形成することができる。そのため、凍結時に十分な堆積膨張力が得られ、凍結膜の融解スピン乾燥により、融解した純水とともにパーティクル801を半導体基板上から容易に排出することができ、パーティクル除去率を向上させることができる。このように、本実施形態によれば、微細パターンに与えられるダメージを抑制しつつ、凍結洗浄により半導体基板上のパーティクルを効果的に除去することができる。上記実施形態において、配管201を介して気化器204に供給される純水に、IPAイソプロピルアルコールを添加し、5~30wt程度の濃度としてもよい。これにより、表面張力が低下し、パーティクルの直下まで吸着水分が侵入し、パーティクル除去率をさらに向上させることができる。なお、IPA濃度を上記濃度より高めると、表面張力はさらに低下するが、凍結する水分が減り、パーティクル除去率が低下するおそれがあることに留意すべきである。本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。