TWI820602B - 基板處理裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種能抑制基板的溫度產生面內分布的偏差的基板處理裝置。本發明的實施方式的基板處理裝置包括：載置部，包含能載置基板的載置台，能使所載置的所述基板旋轉；冷卻噴嘴，能向所述載置台與所述基板之間的空間供給冷卻氣體；液體供給部，能向所述基板的與所述載置台側相反的面供給液體；以及分散板，設置在所述冷卻噴嘴的所述冷卻氣體的排出側。所述分散板包含貫通厚度方向的第一孔。從沿著所述冷卻噴嘴的中心軸的方向觀察，所述第一孔設置在與所述冷卻噴嘴的中心軸重疊的位置。

Description

基板處理裝置
本發明的實施方式是有關於一種基板處理裝置。
作為將附著在壓印用模板、光刻用掩膜、半導體晶圓等基板的表面的微粒等污染物去除的方法，提出有凍結洗淨法。
在凍結洗淨法中，例如在使用純水作為用於洗淨的液體的情況下，首先向旋轉的基板的表面供給純水和冷卻氣體。接著，停止純水的供給，將已供給的純水的一部分排出而在基板的表面形成水膜。水膜被供給到基板的冷卻氣體凍結。在水膜凍結而形成冰膜時，微粒等污染物被冰膜奪取，由此，得以從基板的表面分離。接著，向冰膜供給純水而使冰膜融化，將污染物與純水一起從基板的表面去除。
不過，當向基板的形成有水膜之側供給冷卻氣體時，會從水膜的表面側（水膜的與基板側相反的一側）開始凍結。當從水膜的表面側開始凍結時，難以將附著在基板表面的雜質從基板表面分離。 因此，提出有向基板背面（基板的與水膜形成側為相反側的面）供給冷卻氣體的技術。（例如參照專利文獻1）
然而，若只是向基板背面供給冷卻氣體，則有時會在基板的面內產生溫度分布的偏差。若基板的面內產生溫度分布的偏差，則難以提高污染物的去除率。 因此，業界期望開發一種能抑制基板的面內產生溫度分布的偏差的基板處理裝置。 [現有技術文獻] [專利文獻]
[專利文獻1]日本專利特開2018-026436號公報
[發明所要解決的問題] 本發明所要解決的問題在於提供一種能抑制基板的面內產生溫度分布的偏差的基板處理裝置。 [解決問題的技術手段]
實施方式的基板處理裝置包括：載置部，包含能載置基板的載置台，能使所載置的所述基板旋轉；冷卻噴嘴，能向所述載置台與所述基板之間的空間供給冷卻氣體；液體供給部，能向所述基板的與所述載置台側相反的面供給液體；以及分散板，設置在所述冷卻噴嘴的所述冷卻氣體的排出側。所述分散板包含貫通厚度方向的第一孔。從沿著所述冷卻噴嘴的中心軸的方向觀察，所述第一孔設置在與所述冷卻噴嘴的中心軸重疊的位置。 [發明的效果]
根據本發明的實施方式，得以提供一種能抑制基板的面內產生溫度分布的偏差的基板處理裝置。
以下，一邊參照附圖，一邊對實施方式進行例示。再者，各附圖中，對同樣的結構要素標注同一符號並適當省略詳細說明。 以下例示的基板100例如可以設為用於半導體晶圓、壓印用模板、光刻用掩膜、微機電系統（Micro Electro Mechanical Systems，MEMS）的板狀體等。 在此情況下，基板100可為在表面形成有作為圖案的凹凸部的基板，也可為形成凹凸部之前的基板（例如所謂的塊狀基板（bulk substrate））。
另外，下文中，作為一例，對基板100為光刻用掩膜的情況進行說明。在基板100為光刻用掩膜的情況下，基板100的平面形狀可以設為大致方形。
圖1為用於例示本實施方式的基板處理裝置1的示意圖。 如圖1所示，基板處理裝置1中設置有載置部2、冷卻部3、第一液體供給部4、第二液體供給部5、殼體6、送風部7、檢測部8、排氣部9、分散部10以及控制器11。
載置部2包含載置台2a、轉軸2b以及驅動部2c。 載置台2a可旋轉地設置在殼體6內部。載置台2a呈板狀。在載置台2a的其中一主面設置有支承基板100的多個支承部2a1。在使基板100支承在多個支承部2a1上時，基板100的表面100b（洗淨進行側的面）朝向與載置台2a側相反的一方。
基板100的背面100a的緣（邊緣）與多個支承部2a1接觸。支承部2a1的與基板100的背面100a的緣接觸的部分可以設為錐面或傾斜面。若支承部2a1的與基板100的背面100a的緣接觸的部分呈錐面，則能使支承部2a1與基板100的背面100a的緣作點接觸。若支承部2a1的與基板100的背面100a的緣接觸的部分呈傾斜面，則能使支承部2a1與基板100的背面100a的緣作線接觸。若使支承部2a1與基板100的背面100a的緣作點接觸或線接觸，則能抑制基板100發生污損等。
另外，在載置台2a的中央部分設置有貫通載置台2a的厚度方向的孔2aa。
轉軸2b呈筒狀。轉軸2b的其中一端部側接合於載置台2a。轉軸2b的另一端部側設置在殼體6的外部。轉軸2b在殼體6的外部與驅動部2c連接。
在轉軸2b的與載置台2a側為相反側的端部安裝有後文敘述的冷卻噴嘴3d。在轉軸2b的與載置台2a側為相反側的端部與冷卻噴嘴3d之間設置有未圖示的轉軸密封件。因此，轉軸2b的與載置台2a側為相反側的端部以成氣密的方式被密封。
驅動部2c設置在殼體6的外部。驅動部2c與轉軸2b連接。驅動部2c可以包含馬達等旋轉設備。驅動部2c的旋轉力經由轉軸2b傳遞至載置台2a。因此，通過驅動部2c，能使載置台2a還有載置台2a上載置的基板100旋轉。
另外，驅動部2c不僅能改變旋轉的開始和旋轉的停止，還能改變轉速（旋轉速度）。驅動部2c例如可以包括伺服馬達等控制馬達。 即，載置部2包含能載置基板100的載置台2a，能使所載置的基板100旋轉。
冷卻部3向載置台2a與基板100的背面100a之間的空間供給冷卻氣體3a1。冷卻部3包含冷卻液部3a、過濾器3b、流量控制部3c以及冷卻噴嘴3d。冷卻液部3a、過濾器3b以及流量控制部3c設置在殼體6的外部。
冷卻液部3a進行冷卻液的收納以及冷卻氣體3a1的生成。冷卻液是將冷卻氣體3a1液化而成。冷卻氣體3a1無特別限定，只要是不易與基板100的材料發生反應的氣體即可。冷卻氣體3a1例如可以設為氮氣、氦氣、氬氣等惰性氣體。
在此情況下，若使用比熱高的氣體，則能縮短基板100的冷卻時間。例如，若使用氦氣，則能縮短基板100的冷卻時間。另外，若使用氮氣，則能降低基板100的處理費用。
冷卻液部3a包含槽罐和氣化部，所述槽罐收納冷卻液，所述氣化部使槽罐中收納的冷卻液氣化。槽罐上設置有用於維持冷卻液的溫度的冷卻裝置。氣化部使冷卻液的溫度上升而從冷卻液生成冷卻氣體3a1。氣化部例如可以利用外部空氣溫度或者使用熱介質參與下的加熱。冷卻氣體3a1的溫度只要是液體101的凝固點以下的溫度即可，例如可以設為-170℃。
再者，例示的是通過使槽罐中收納的冷卻液氣化來生成冷卻氣體3a1的冷卻液部3a，但也可通過冷卻器等對氮氣等進行冷卻來形成冷卻氣體3a1。如此一來，能簡化冷卻液部。
過濾器3b經由配管連接於冷卻液部3a。過濾器3b抑制冷卻液中包含的微粒等污染物流出至基板100側。
流量控制部3c經由配管連接於過濾器3b。流量控制部3c控制冷卻氣體3a1的流量。流量控制部3c例如可以設為質量流量控制器（Mass Flow Controller，MFC）等。另外，流量控制部3c也可通過控制冷卻氣體3a1的供給壓力來間接地控制冷卻氣體3a1的流量。在此情況下，流量控制部3c例如可以設為自動壓力控制器（Auto Pressure Controller，APC）等。
冷卻液部3a中從冷卻液生成的冷卻氣體3a1的溫度呈大致規定溫度。因此，通過借助流量控制部3c對冷卻氣體3a1的流量進行控制，可以控制基板100的溫度還有處於基板100的表面100b的液體101的溫度。在此情況下，通過借助流量控制部3c對冷卻氣體3a1的流量進行控制，可以在後文敘述的過冷步驟中將液體101設為過冷狀態。
冷卻噴嘴3d呈筒狀。冷卻噴嘴3d的其中一端部連接於流量控制部3c。在冷卻噴嘴3d內部設置有沿著冷卻噴嘴3d的中心軸的孔3d1（參照圖2的（b））。在冷卻噴嘴3d的另一端部（冷卻氣體3a1的排出側的端部）設置有擴徑部3da。擴徑部3da的外徑例如為圓形，比冷卻噴嘴3d的流量控制部3c側的外徑大。擴徑部3da的外形優選比基板100的外形小。例如，擴徑部3da的外形宜設為比基板100的內切圓小。擴徑部3da設置在孔2aa內部，所述孔2aa設置在載置台2a的中央部分。擴徑部3da的端面可以設置在載置台2a的基板100側的面的附近。 冷卻噴嘴3d將經流量控制部3c控制流量後的冷卻氣體3a1從冷卻噴嘴3d的其中一端部經由孔3d1供給至擴徑部3da。供給到擴徑部3da的冷卻氣體3a1在撞擊至分散部10之後被供給至載置台2a與基板100的背面100a之間的空間還有基板100的背面100a。
第一液體供給部4向基板100的表面100b供給液體101。在後文敘述的凍結步驟中，當液體101變為固體時，體積發生變化，所以產生壓力波。認為所述壓力波使得附著在基板100的表面100b的污染物被分離。因此，液體101無特別限定，只要是不易與基板100的材料發生反應的液體即可。再者，過冷狀態的液體101還具有液膜的溫度不均勻所引起的密度變化、微粒等污染物的存在、振動等成為凍結開始的起點的性質。即，凍結開始的起點有時也是污染物。
再者，還認為若設為液體101凍結時體積增大的液體，則可以利用伴隨體積增加而來的物理力將附著在基板100表面的污染物加以分離。因此，液體101優選設為不易與基板100的材料發生反應而且在凍結時體積增大的液體。例如，液體101可以設為水（例如純水、超純水等）或者以水為主成分的液體等。以水為主成分的液體例如可以設為水與乙醇的混合液、水與酸性溶液的混合液、水與鹼溶液的混合液等。 另外，可以使氣體溶於液體101中。氣體例如可以設為二氧化碳、臭氧氣體、氫氣等。
第一液體供給部4例如包含液體收納部4a、供給部4b、流量控制部4c以及液體噴嘴4d。液體收納部4a、供給部4b以及流量控制部4c設置在殼體6外部。
液體收納部4a收納前文所述的液體101。液體101以高於凝固點的溫度收納於液體收納部4a中。液體101的溫度例如為常溫（20℃）。
供給部4b經由配管連接於液體收納部4a。供給部4b朝液體噴嘴4d供給液體收納部4a中收納的液體101。供給部4b例如為具有對液體101的耐性的泵等。
流量控制部4c經由配管連接於供給部4b。流量控制部4c對由供給部4b供給的液體101的流量進行控制。流量控制部4c例如可以設為流量控制閥。另外，流量控制部4c還能進行液體101的供給的開始和供給的停止。
液體噴嘴4d設置在殼體6內部。液體噴嘴4d呈筒狀。液體噴嘴4d的其中一端部經由配管連接於流量控制部4c。液體噴嘴4d的另一端部與載置台2a上載置的基板100的表面100b相向。因此，從液體噴嘴4d噴出的液體101被供給至基板100的表面100b。
另外，液體噴嘴4d的另一端部（液體101的噴出口）位於基板100的表面100b的大致中央。從液體噴嘴4d噴出的液體101從基板100的表面100b的大致中央開始擴散，在基板100的表面100b形成具有大致固定厚度的液膜。再者，下文中，將基板100的表面100b上形成的液體101的膜稱為液膜。
第二液體供給部5向基板100的表面100b供給液體102。 第二液體供給部5包含液體收納部5a、供給部5b、流量控制部5c以及液體噴嘴4d。
液體102可以在後文敘述的解凍步驟中使用。因此，液體102無特別限定，只要是不易與基板100的材料發生反應而且在後文敘述的乾燥步驟中不易殘留在基板100的表面100b的液體即可。液體102例如可以設為水（例如純水、超純水等）或者水與乙醇的混合液等。
液體收納部5a可以與前文所述的液體收納部4a相同。供給部5b可以與前文所述的供給部4b相同。流量控制部5c可以與前文所述的流量控制部4c相同。
再者，在液體102與液體101相同的情況下，可以省去第二液體供給部5。另外，例示的是共用液體噴嘴4d的情況，但也能分別設置噴出液體101的液體噴嘴與噴出液體102的液體噴嘴。
液體102的溫度可以設為比液體101的凝固點高的溫度。另外，液體102的溫度可以設為能使凍結後的液體101解凍的溫度。液體102的溫度例如可以設為常溫（20℃）左右。
再者，在省去第二液體供給部5的情況下，在解凍步驟中使用第一液體供給部4。即，使用液體101。液體101的溫度可以設為能使凍結後的液體101解凍的溫度。液體101的溫度例如可以設為常溫（20℃）左右。
殼體6呈箱狀。在殼體6內部設置有蓋6a。蓋6a接擋被供給至基板100、因基板100旋轉而被排出到基板100外部的液體101、液體102。蓋6a呈筒狀。蓋6a的與載置台2a側為相反側的端部的附近（蓋6a的上端附近）朝蓋6a的中心彎曲。因此，能使朝基板100上方飛散的液體101、液體102的捕捉變得容易。
另外，在殼體6內部設置有分隔板6b。分隔板6b設置在蓋6a的外表面與殼體6的內面之間。
在殼體6的底面側的側面設置有多個排出口6c。在圖1中例示的殼體6的情況下，設置有2個排出口6c。用過的冷卻氣體3a1、空氣7a、液體101以及液體102從排出口6c排出至殼體6外部。排出口6c上連接有排氣管6c1，排氣管6c1上連接有排放用過的冷卻氣體3a1、空氣7a的排氣部9（例如泵）。另外，排出口6c上連接有排出液體101、液體102的排出管6c2。
排出口6c相較於基板100而言設置在下方。因此，通過從排出口6c排放冷卻氣體3a1，形成向下流的流動。結果，能防止微粒飛舞。
送風部7設置在殼體6的頂板面。送風部7包括風機等送風機和過濾器。過濾器例如可以設為高效空氣過濾器（High Efficiency Particulate Air Filter，HEPA）等。
送風部7向分隔板6b與殼體6的頂板之間的空間供給空氣7a（外部空氣）。因此，分隔板6b與殼體6的頂板之間的空間的壓力高於外部的壓力。結果，容易將由送風部7供給的空氣7a引導至排出口6c。另外，能抑制微粒等污染物從排出口6c侵入至殼體6內部。
檢測部8設置在分隔板6b與殼體6的頂板之間的空間內。檢測部8對液膜和液體101凍結而成的凍結膜的溫度進行檢測。在此情況下，檢測部8例如可以設為輻射溫度計、熱觀察器、熱電偶、測溫電阻器。另外，檢測部8也可設為對液膜的厚度和凍結膜的表面位置進行檢測。在此情況下，檢測部8例如可以設為雷射位移計、超聲波位移計等。另外，檢測部8也可設為檢測液膜的表面狀態和凍結膜的表面狀態的圖像傳感器等。
檢測到的液膜的溫度、厚度、表面狀態可以在後文敘述的過冷步驟中用於控制液體101的過冷狀態。再者，所謂控制過冷狀態，是對處於過冷狀態的液體101的溫度變化的曲線進行控制而避免液體101被驟然冷卻而凍結，即，維持過冷狀態。
此處，若只是向基板100的背面100a供給冷卻氣體3a1，則有時會在基板100的面內產生溫度分布的偏差。例如，在基板100的熱導率低等情況下，基板100的被吹到冷卻氣體3a1的區域的溫度降低，但遠離所述區域的區域的溫度變得比所述區域的溫度高。當在基板100的面內產生溫度分布的偏差時，在後文敘述的冷卻步驟（過冷步驟+凍結步驟）中，有時會導致基板100的每一區域內污染物的去除率出現偏差而難以提高基板100的整個區域內的污染物的去除率。 因此，在本實施方式的基板處理裝置1中設置有分散部10。
如圖1所示，分散部10（分散板10a）設置在冷卻噴嘴3d的冷卻氣體3a1的排出側。 圖2的（a）為用於例示分散部10的示意俯視圖。 圖2的（b）為圖2的（a）中的分散部10的A-A線截面圖。 如圖2的（a）、圖2的（b）所示，分散部10例如包含分散板10a及支承部10b。分散板10a及支承部10b可以一體地形成。
分散板10a呈板狀。分散板10a的厚度優選比基板100的厚度薄。但如後文所述，分散板10a會被冷卻氣體3a1冷卻。因此，分散板10a的厚度優選設為能耐受熱膨脹的厚度。能耐受熱膨脹的厚度例如為2 mm。另外，分散板10a優選設為金屬等熱導率好的材料。 分散板10a設置在冷卻噴嘴3d的擴徑部3da內部。分散板10a可以設置在擴徑部3da的開口附近。具體而言，設置成在沿著冷卻噴嘴3d的中心軸的方向上載置台2a的基板100側的面與分散板10a的基板100側的面在同一高度（同一位置）。即，支承於支承部2a1的基板100的背面100a與載置台2a的基板100側的面的距離與支承於支承部2a1的基板100的背面100a與分散板10a的基板100側的面的距離相同。 分散板10a的中心軸可以設置在與冷卻噴嘴3d的中心軸重疊的位置。即，分散板10a可以設置在冷卻噴嘴3d的孔3d1的正上方。分散板10a的面可以與冷卻噴嘴3d的中心軸正交。
本實施方式的分散板10a的平面形狀為圓形。但不限定於此。例如，分散板10a的平面形狀可以設為能視為圓形的角為偶數個的正多邊形等。如後文所述，撞在分散板10a上的冷卻氣體3a1的一部分在擴徑部3da內部流動，而且從擴徑部3da的開口排出。因此，若分散板10a的平面形狀為圓形，則可以使分散板10a與擴徑部3da的內壁之間的尺寸還有流路阻力大致固定。因而，能抑制從擴徑部3da的開口排出的冷卻氣體3a1的流速和流量發生不平衡。
另外，分散板10a包含貫通厚度方向的孔10aa（相當於第一孔的一例）。從沿著冷卻噴嘴3d的中心軸的方向觀察，孔10aa設置在與冷卻噴嘴3d的中心軸重疊的位置。例如，孔10aa設置在分散板10a的中央部分。
在冷卻噴嘴3d的擴徑部3da內部，支承部10b將分散板10a支承在規定位置。支承部10b呈梁狀，設置在分散板10a的側面與冷卻噴嘴3d的擴徑部3da的內壁之間。支承部10b的厚度例如可以與分散板10a的厚度相同。只要至少設置有1個支承部10b即可。但若是設置有多個支承部10b，則能夠穩定分散板10a的位置和姿態。
如圖2的（b）所示，在冷卻噴嘴3d的孔3d1內部流動的冷卻氣體3a1撞在分散板10a上，流動方向發生變化。此時，撞在分散板10a上的冷卻氣體3a1的一部分經由分散板10a的孔10aa供給至基板100的背面100a。被分散板10a改變了流動方向的冷卻氣體3a1在擴徑部3da內部流動，而且從擴徑部3da的開口排出。另外，也能使冷卻氣體3a1的一部分滯留在擴徑部3da內部。
在撞擊至分散部10之後從擴徑部3da的開口排出的冷卻氣體3a1在載置台2a與基板100的背面100a之間的空間內流動，而且供給至基板100的背面100a。
只要設置有分散部10（分散板10a），與從冷卻噴嘴3d向基板100的背面100a直接供給冷卻氣體3a1的情況相比，就能避免冷卻氣體3a1直接撞在基板的中央部。因此，能抑制基板100的背面100a的中央部與基板100外周相比被過度冷卻。另外，相較於冷卻氣體3a1被直接供給至基板100的背面100a而言，冷卻氣體3a1撞擊至分散部10能將冷卻氣體3a1的溫度保持在較低狀態（這方面的詳情於後文敘述）。因此，相較於直接供給至基板100的背面100a的情況而言，可以在將冷卻氣體3a1的溫度保持在較低狀態的情況下將冷卻氣體3a1供給至更廣的區域。因而，能抑制基板100的面內產生溫度分布的偏差。結果，在後文敘述的冷卻步驟（過冷步驟+凍結步驟）中，能抑制基板100的每一區域內污染物的去除率出現偏差，所以能提高基板100的整個區域內的污染物的去除率。
基板100的面內的溫度分布的偏差可以通過分散板10a的平面尺寸D1、孔10aa的截面尺寸（例如直徑）進行調整。 根據本發明者得到的見解，分散板10a的平面尺寸D1優選與冷卻噴嘴3d的孔3d1的直徑D2相同或大一些。例如，分散板10a的平面尺寸D1可以比孔3d1的直徑D2大1 mm～3 mm左右。 另外，孔10aa的大小比孔3d1的直徑D2小。孔10aa的截面尺寸優選設為1 mm以上、2.5 mm以下。 若如此設定分散板10a的平面尺寸D1、孔10aa的截面尺寸，則容易抑制基板100的面內產生溫度分布的偏差。因此，可以進一步提高污染物的去除率。
控制器11對基板處理裝置1中設置的各要素的動作進行控制。控制器11例如包含中央處理器（Central Processing Unit，CPU）等運算部和半導體存儲器等存儲部。控制器11例如為電腦。存儲部中可以存放對基板處理裝置1中設置的各要素的動作進行控制的控制程序。運算部使用存儲部中存放的控制程序、由操作者輸入的數據、來自檢測部8的數據等對基板處理裝置1中設置的各要素的動作進行控制。
例如，液體101的冷卻速度與液膜的厚度有相關關係。例如，液膜的厚度越薄，液體101的冷卻速度便越快。相反，液膜的厚度越厚，液體101的冷卻速度便越慢。因此，控制器11可以根據由檢測部8檢測到的液體101的厚度（液膜的厚度）來控制冷卻氣體3a1的流量還有液體101的冷卻速度。再者，液體101的溫度和冷卻速度的控制是在後文敘述的過冷步驟中控制液體101的過冷狀態時進行。因此，例如控制器11可以控制基板100的旋轉、冷卻氣體3a1的流量以及液體101的供給量。
接著，對基板處理裝置1的作用進行例示。 圖3為用於例示基板處理裝置1的作用的時間圖。 再者，圖3是基板100為6025石英（Qz）基板（152 mm×152 mm×6.35 mm）、液體101為純水的情況。
首先，經由殼體6的未圖示的搬入搬出口將基板100搬入至殼體6內部。搬入後的基板100載置、支承在載置台2a的多個支承部2a1上。
在基板100支承於載置台2a之後，如圖3所示進行包括預備步驟、冷卻步驟（過冷步驟+凍結步驟）、解凍步驟以及乾燥步驟的凍結洗淨步驟。
首先，如圖3所示執行預備步驟。在預備步驟中，控制器11控制供給部4b及流量控制部4c而向基板100的表面100b供給規定流量的液體101。另外，控制器11控制流量控制部3c而向基板100的背面100a供給規定流量的冷卻氣體3a1。另外，控制器11控制驅動部2c而使基板100以第二轉速旋轉。 因此，成為液體101以規定流量供給至旋轉的基板100的狀態。
例如，第二轉速為50 rpm～500 rpm左右。例如，液體101的流量為0.1 L/min～1 L/min左右。例如，冷卻氣體3a1的流量為40 NL/min～200 NL/min左右。例如，預備步驟的步驟時間為1800秒左右。再者，預備步驟的步驟時間只要是基板100的面內溫度變得大致均勻的時間即可，可以通過預先進行實驗或模擬來求出。
由於是以規定流量供給液體101的狀態，所以預備步驟中的液膜的溫度與所供給的液體101的溫度大致相同。例如，在所供給的液體101的溫度為常溫（20℃）左右的情況下，液膜的溫度便為常溫（20℃）左右。
接著，如圖3所示執行冷卻步驟（過冷步驟+凍結步驟）。再者，在本實施方式中，將冷卻步驟中的從液體101變為過冷狀態起到開始凍結為止的步驟稱為「過冷步驟」，將過冷狀態的液體101變為凍結狀態、通過解凍步驟開始解凍為止稱為「凍結步驟」。
此處，若液體101的冷卻速度過快，則液體101不會變為過冷狀態而會立刻凍結。因此，控制器11對冷卻氣體3a1的流量以及基板100的轉速中的至少任一者進行控制，由此使得基板100的表面100b的液體101變為過冷狀態。
在冷卻步驟（過冷步驟+凍結步驟）中，如圖3所例示，在設為第一轉速後，停止預備步驟中供給的液體101的供給。例如，第一轉速為0 rpm～50 rpm左右。第一轉速為如下程度的轉速：從供給部4b供給的液體101在基板100的表面100b擴散而形成均勻厚度的液膜，而且得以維持均勻厚度的液膜。即，控制器11使基板100以比預備步驟時的轉速少的轉速旋轉。另外，此時的液體101的液膜的厚度可以設為基板100的表面100b上設置的凹凸部的高度尺寸以上。再者，在液膜的厚度薄的情況下，有時會難以形成過冷。在這樣的情況下，液膜的厚度宜設為大致100 μm以上。關於具體的轉速的條件，優選通過進行實驗或模擬來適當決定。另外，維持冷卻氣體3a1的流量與預備步驟相同。
如此，在冷卻步驟（過冷步驟+凍結步驟）中，通過停止液體101的供給以及將基板100的轉速設為比第二轉速少的第一轉速，使得基板100上存在的液體101停滯下來。因此，持續供給到基板100的背面100a的冷卻氣體3a1使得基板100上的液膜的溫度相較於預備步驟中的液膜的溫度而言進一步下降，成為過冷狀態。 再者，也能以第一轉速實施預備步驟、當基板100的面內溫度變得均勻時停止液體101的供給。
液體101成為過冷狀態的條件受到基板100的大小、液體101的黏度、冷卻氣體3a1的比熱等的影響。因此，液體101成為過冷狀態的控制條件優選通過進行實驗或模擬來適當決定。
在過冷狀態下，例如會因液膜的溫度、微粒等污染物或氣泡的存在、振動等而開始液體101的凍結。例如，在有微粒等污染物的情況下，當液體101的溫度變為-35℃以上、-20℃以下時，會開始液體101的凍結。另外，也可以通過使基板100的旋轉發生變動等而對液體101施加振動來開始液體101的凍結。
當開始過冷狀態的液體101的凍結時，從過冷步驟轉移至凍結步驟。即使在凍結步驟中，也持續將冷卻氣體3a1供給到基板100的背面100a。因此，在基板100的表面100b上已成為過冷狀態的液體101經過液體101和液體101凍結物混合的狀態，然後完全凍結而形成凍結膜。
再者，使已成為過冷狀態的液體101凍結的條件不限定於示例。例如，也可增加冷卻氣體3a1的流量。另外，也可對處於過冷狀態的液體101施加振動等而使液體101凍結。例如，可改變基板100的轉速或者設置超聲波發生裝置，所述超聲波發生裝置經由轉軸2b等間接地或者直接對基板100上的液體101施加振動。
接著，如圖3所示執行解凍步驟。再者，圖3中例示的是液體101與液體102為相同液體的情況。因此，圖3中記作液體101。在解凍步驟中，控制器11控制供給部4b及流量控制部4c而向基板100的表面100b供給規定流量的液體101。再者，在液體101與液體102不同的情況下，控制器11控制供給部5b及流量控制部5c而向基板100的表面100b供給規定流量的液體102。
另外，控制器11控制流量控制部3c而停止冷卻氣體3a1的供給。另外，控制器11控制驅動部2c而使基板100的轉速增加至第三轉速。第三轉速例如為200 rpm～700 rpm左右。若基板100的旋轉加快，則可以通過離心力甩掉液體101和液體101凍結物。因此，可以將液體101和液體101凍結物從基板100的表面100b排出。此時，從基板100的表面100b分離後的污染物也與液體101和液體101凍結物一起被排出。
再者，液體101或液體102的供給量無特別限定，只要能解凍即可。另外，基板100的第三轉速無特別限定，只要能排出液體101、液體101凍結物以及污染物即可。 另外，並非必須對凍結膜進行解凍的開始，例如也可在過冷狀態的液體101的至少一部分已凍結的狀態下開始解凍。
接著，如圖3所示執行乾燥步驟。在乾燥步驟中，控制器11控制供給部4b及流量控制部4c而停止液體101的供給。再者，在液體101與液體102為不同液體的情況下，控制器11控制供給部5b及流量控制部5c而停止液體102的供給。
另外，控制器11控制驅動部2c而使基板100的轉速增加至比第三轉速快的第四轉速。若基板100的旋轉加快，則能迅速進行基板100的乾燥。再者，基板100的第四轉速無特別限定，只要能實現乾燥即可。
凍結洗淨結束後的基板100經由殼體6的未圖示的搬入搬出口被搬出至殼體6外部。 由此，能進行基板100的處理（污染物的去除）。
再者，本實施方式的基板處理裝置1中包括分散部10。因此，以下使用比較例對分散部10的作用（凍結膜的溫度、去除率）進行說明。 圖4為表示基板100的中心到外周的即將解凍前的凍結膜的溫度的圖。 從基板的中心往外周區分為基板中心部、基板中央部、基板外周部。再者，基板中心部的長度與分散板10a的半徑大致相同。另外，基板中心部與基板中央部相加得到的長度與冷卻噴嘴3d的擴徑部3da的半徑大致相同。
虛線表示使用如下冷卻噴嘴的情況下的即將解凍前的凍結膜的溫度，所述冷卻噴嘴包含無擴徑部的頂端。以下稱為比較例1。 單點劃線表示僅使用冷卻噴嘴3d的情況下的即將解凍前的凍結膜的溫度，所述冷卻噴嘴3d包含擴徑部3da。以下稱為比較例2。 實線表示使用冷卻噴嘴3d及分散部10的情況下的即將解凍前的凍結膜的溫度，所述冷卻噴嘴3d包含擴徑部3da，所述分散部10包含孔10aa為2 mm的分散板10a。以下稱為實施例1。
對實施例1與比較例1進行比較。如圖4所示，在基板中心部，實施例1的即將解凍前的凍結膜的溫度高。但在基板中間部及基板外周部，實施例1的即將解凍前的凍結膜的溫度低於比較例1。在實施例1中，認為凍結膜的基板中心部的溫度相較於比較例1而言上升是因為分散板10a使得供給到基板中心部的冷卻氣體3a1的量與比較例1相比有了減少。另外，認為在實施例1中，與比較例1相比熱損失少的冷卻氣體3a1變得容易流到基板100外周。結果，在實施例1中，相較於比較例1而言凍結膜的溫度從基板中間部到基板外周部降低。
接著，對實施例1與比較例2進行比較。如圖4所示，實施例1中，即將解凍前的凍結膜的溫度在基板中心部較高。但在基板中間部及基板外周部，實施例1的即將解凍前的凍結膜的溫度低於比較例2。比較例2沒有分散板10a。因此，從冷卻噴嘴3d供給的冷卻氣體3a1直接撞擊至基板100的背面100a。因此認為，在基板中心部，比較例2相較於實施例1而言，與基板100進行熱的授受的冷卻氣體3a1的量增多。結果，認為比較例2的凍結膜的溫度在基板中心部低於實施例1。然而，與基板100進行了熱的授受的冷卻氣體3a1發生熱損失。另外，與基板100的背面100a撞擊後的冷卻氣體3a1朝擴徑部3da的底面流動。於是，在擴徑部3da中發生滯留。但由於因發生了熱損失的冷卻氣體3a1而生成的滯留，所以認為擴徑部內部的溫度高於實施例1。因此認為比較例2的凍結膜的溫度在基板中間部及基板外周部高於實施例1。
圖5為表示基板100的中心到外周的去除率的圖。 虛線表示比較例1的情況下的去除率的分布。 單點劃線表示比較例2的情況下的去除率的分布。 實線表示實施例1的情況下的去除率的分布。
如圖5所示，實施例1與比較例1及比較例2相比，從基板中心部到基板外周部的去除率高。尤其是從基板中間部到基板外周部獲得了高於比較例1及比較例2的去除率。 在實施例1中，從基板中間部到基板外周部獲得了高於比較例1及比較例2的去除率。作為上述的原因，認為是由於對應位置上的即將解凍前的凍結膜的溫度低。因此，相較於比較例1及比較例2而言，實施例1使基板100的面內產生溫度分布的偏差這一情況得到抑制。因而，實施例1能抑制液體101的過冷狀態出現偏差或者液體101的凍結狀態出現偏差。結果，認為污染物的去除率有了提高。
另外，在不含擴徑部3da及分散部10（分散板10a）的以往的冷卻氣體噴嘴的情況下，冷卻氣體3a1從冷卻氣體噴嘴的排出側的端部排出至基板100的背面100a的中央部。與基板100的背面100a的中央部接觸後的冷卻氣體3a1在載置台2a與基板100的背面100a之間的空間內朝基板100外周流動。
此時，冷卻氣體3a1所撞擊的基板100的背面100a的中央部受到的冷卻最強。換句話說，基板100的背面100a的中央部與基板100的外周相比被過度冷卻。並且，與基板100的背面100a撞擊後的冷卻氣體3a1一邊與基板100的背面100a進行熱的授受一邊朝基板100外周流動。因此，越是去往基板100外周，冷卻氣體3a1的溫度便越是升高。因而，基板100也是越到外周溫度便越高，在基板的面內形成溫度分布的偏差。
本實施方式的基板處理裝置1中設置有分散部10（分散板10a）。分散板10a由熱導率高的材料形成，厚度比基板100薄。因此，在預備步驟中，分散板10a的溫度被冷卻至與冷卻氣體3a1的溫度大致相同的溫度。因而，在冷卻步驟（過冷步驟+凍結步驟）中，即便冷卻氣體3a1撞擊至分散板10a，也能減少冷卻氣體3a1的熱損失。
與分散板10a撞擊後的冷卻氣體3a1的一部分繞過分散板10a外周而流至基板100的背面100a。與分散板10a撞擊後的冷卻氣體3a1相較於與基板100的背面100a的中央部撞擊的情況而言減少了熱損失。因此，與分散板10a撞擊後的冷卻氣體3a1的一部分以比以往低的溫度到達至與分散板10a外周相向的基板100的背面100a。因而，與分散板10a撞擊後的冷卻氣體3a1的一部分能進一步冷卻與分散板10a外周相向的基板100的背面100a。 此處，分散板10a設置在擴徑部3da的開口附近。因此，能減少在與分散板10a撞擊後迂回進入基板100的背面100a的中央部的冷卻氣體3a1的量。因而，相較於以往而言，能減少撞擊至基板100的背面100a的中央部的冷卻氣體3a1的量。結果，能抑制基板100的中央部相較於基板100外周而言被過度冷卻。 如前文所述，基板中心部的長度與分散板10a的半徑大致相同。因而，與分散板10a撞擊後的冷卻氣體3a1的一部分能進一步冷卻圖4所示的基板中心部與基板中間部的交界附近。結果，能在基板的面內減小溫度分布的偏差。
另外，在分散板10a的中央設置有比冷卻噴嘴3d的孔3d1小的孔10aa。如前文所述，分散板10a能夠減少迂回進入基板100的背面100a的中央部的冷卻氣體3a1的量。然而，若過於減少迂回進入基板100的背面100a的冷卻氣體3a1的量，則基板100的中央部的溫度會變得比基板100外周的溫度高。因此，為了防止基板100的中央部的溫度變得比基板100外周的溫度高，在分散板10a上設置有孔10aa。通過在分散板10a上設置孔10aa，能抑制基板100的背面100a的中央部相較於基板100外周而言被過度冷卻這一情況以及基板100的背面100a的中央部的溫度變得比基板100外周的溫度高這一情況。即，通過經由孔10aa向基板100的背面100a的中央部供給少量的冷卻氣體3a1，能將基板100的背面100a的中央部的溫度冷卻至與基板100外周的溫度相同的程度。尤其是孔10aa的截面尺寸更優選設為1 mm以上、2.5 mm以下。
另外，本實施方式的基板處理裝置1中，在冷卻噴嘴3d上設置有擴徑部3da。通過在冷卻噴嘴3d上設置擴徑部3da，被分散板10a改變流動方向後的冷卻氣體3a1在擴徑部3da內部流動。於是，流到擴徑部3da內部的冷卻氣體3a1滯留在擴徑部3da內部。滯留在擴徑部3da內部的冷卻氣體3a1對存在於載置台2a與基板100的背面100a之間的空間內的冷卻氣體3a1進行冷卻。因而，滯留在擴徑部3da內部的冷卻氣體3a1對基板100的背面100a間接地進行冷卻。
流到擴徑部3da內部的冷卻氣體3a1因分散板10a而以低於比較例2的溫度滯留在擴徑部3da內部。如前文所述，基板中心部與基板中央部相加得到的長度與冷卻噴嘴3d的擴徑部3da的半徑大致相同。因而，滯留在擴徑部3da內部的冷卻氣體3a1能進一步冷卻基板100的基板中間部。
另外，滯留在擴徑部3da內部的冷卻氣體3a1從擴徑部3da外周排出。如前文所述，流到擴徑部3da內部的冷卻氣體3a1以低於比較例2的溫度滯留在擴徑部3da內部。因此，從擴徑部3da外周排出的冷卻氣體3a1的溫度低於比較例2。因而，從擴徑部3da外周排出的冷卻氣體3a1能進一步冷卻基板100的基板外周部。
本實施方式的基板處理裝置1中，在冷卻噴嘴3d上設置有擴徑部3da及分散部10（分散板10a）。因此，能抑制基板100的面內產生溫度分布的偏差。因而，能抑制液體101的過冷狀態出現偏差或者液體101的凍結狀態出現偏差，所以能提高污染物的去除率。
圖6為用於例示另一實施方式的分散部110的示意截面圖。 如圖6所示，分散部110例如包含分散板110a及支承部110b。 在前文所述的分散部10的情況下，分散板10a設置在冷卻噴嘴3d的擴徑部3da內部。相對於此，在分散部110的情況下，分散板110a設置在冷卻噴嘴3d的擴徑部3da外部。分散板110a呈板狀。分散板110a可以設置在冷卻噴嘴3d的擴徑部3da的開口附近。分散板110a的中心軸可以設置在與冷卻噴嘴3d的中心軸重疊的位置。即，分散板110a可以設置在冷卻噴嘴3d的孔3d1的正上方。分散板110a的面可以與冷卻噴嘴3d的中心軸正交。 分散板110a的平面形狀和尺寸等可以與前文所述的分散板10a相同。
另外，分散板110a包含貫通厚度方向的孔110aa。例如，孔110aa設置在分散板110a的中央部分。孔110aa可以與前文所述的分散板10a的孔10aa相同。
在冷卻噴嘴3d的擴徑部3da外部，支承部110b將分散板110a支承在規定位置。支承部110b呈梁狀，設置在分散板110a的側面與載置台2a的基板100側的面之間。在此情況下，如圖6所示，將凹部設置在載置台2a的基板100側的面。支承部110b中與分散板110a側為相反側的端部也可以設置在設置於載置台2a的基板100側的面的凹部內。支承部110b的厚度例如可以與分散板110a的厚度相同。只要至少設置有1個支承部110b即可。但若是設置有多個支承部110b，則能夠穩定分散板110a的位置和姿態。
如圖6所示，在冷卻噴嘴3d的孔3d1內部流動的冷卻氣體3a1撞在分散板110a上，流動方向發生變化。此時，撞在分散板110a上的冷卻氣體3a1的一部分經由分散板110a的孔110aa供給至基板100的背面100a。被分散板110a改變了流動方向的冷卻氣體3a1在擴徑部3da內部流動，而且從擴徑部3da的開口排出。另外，也能使冷卻氣體3a1的一部分滯留在擴徑部3da內部。
在撞擊至分散部110之後從擴徑部3da的開口排出的冷卻氣體3a1在載置台2a與基板100的背面100a之間的空間內流動，而且供給至基板100的背面100a。
只要設置有分散部110（分散板110a），便能享有與前文所述的分散部10（分散板10a）同樣的效果。分散部110設置在冷卻噴嘴3d的擴徑部3da外部。因此，分散部110與基板100的背面100a的距離短。因而，能進一步減少迂回進入基板100的背面100a的中央部的冷卻氣體3a1的量。因此，對於基板100的中央部與基板100外周相比被進一步過度冷卻的情況比較有效。即，能抑制基板100的面內產生溫度分布的偏差。 另外，分散部110經由支承部110b與載置台2a的基板100側的面連接。因此，分散部110能與載置台2a一起旋轉。冷卻氣體3a1撞擊至正在旋轉的分散部110，由此，冷卻氣體3a1與分散部110一起旋轉。即，冷卻氣體3a1從分散部110獲得旋轉能量。因此，冷卻氣體3a1進一步去往基板100外周。因而，能進一步冷卻基板中心部與基板中間部的交界附近。結果，能在基板的面內減小溫度分布的偏差。 因此，在前文所述的冷卻步驟（過冷步驟+凍結步驟）中，能抑制基板100的每一區域內污染物的去除率出現偏差，所以能提高基板100的整個區域內的污染物的去除率。
圖7為用於例示另一實施方式的分散部210的示意截面圖。 如圖7所示，分散部210例如包含分散板210a。 在前文所述的分散部10的情況下，分散板10a設置在冷卻噴嘴3d的擴徑部3da內部。相對於此，分散板210a設置在不含擴徑部的冷卻噴嘴203d的頂端。分散板210a設置在冷卻噴嘴203d的冷卻氣體3a1的排出側的端部。即，分散部210中未設置有對分散板210a進行支承的支承部。
分散板210a呈板狀。分散板210a的中心軸可以設置在與冷卻噴嘴203d的中心軸重疊的位置。即，分散板210a可以設置於在冷卻噴嘴203d內部延伸的孔203d1（相當於第二孔的一例）的正上方。分散板210a的面可以與冷卻噴嘴203d的中心軸正交。 分散板210a的平面形狀和尺寸等可以與前文所述的分散板10a相同。
另外，分散板210a包含貫通厚度方向的孔210aa。例如，孔210aa設置在分散板210a的中央部分。孔210aa可以與前文所述的分散板10a的孔10aa相同。
另外，在冷卻噴嘴203d的設置有分散板210a的端部的附近設置有多個孔203d2（相當於第三孔的一例）。孔203d2貫通冷卻噴嘴203d的側面與孔203d1之間。 另外，在載置台2a的基板100側的面設置有凹部2a2。凹部2a2的外形例如為圓形或矩形。凹部2a2的外形優選比基板100的外形小。分散板210a和冷卻噴嘴203d的設置有多個孔203d2的部分設置在凹部2a2內部。即，設置凹部2a2代替擴徑部3da。
如圖7所示，在冷卻噴嘴203d的孔203d1內部流動冷卻氣體3a1撞在分散板210a上，流動方向發生變化。此時，撞在分散板210a上的冷卻氣體3a1的一部分經由分散板210a的孔210aa供給至基板100的背面100a。被分散板210a改變了流動方向的冷卻氣體3a1經由多個孔203d2供給至凹部2a2內部。供給到凹部2a2內部的冷卻氣體3a1在凹部2a2內部流動，而且從凹部2a2的開口排出。另外，也能使冷卻氣體3a1的一部分滯留在凹部2a2內部。
從凹部2a2的開口排出的冷卻氣體3a1在載置台2a與基板100的背面100a之間的空間內流動，而且供給至基板100的背面100a。
只要設置有分散部210（分散板210a），便能享有與前文所述的分散部10（分散板10a）同樣的效果。即，能抑制基板100的面內產生溫度分布的偏差。因此，在前文所述的冷卻步驟（過冷步驟+凍結步驟）中，能抑制基板100的每一區域內污染物的去除率出現偏差，所以能提高基板100的整個區域內的污染物的去除率。
尤其優選將凹部2a2的外形設為與基板100相似的形狀，更優選略小於基板100。由此，即便基板100為大致方形，也能使冷卻氣體3a1滯留在基板100的四角。並且，凹部2a2能與基板100一起旋轉。因此，基板100的四角始終被滯留在基板100四角的冷卻氣體3a1冷卻。在此情況下，凹部2a2宜比基板100小5 mm～10 mm。
圖8的（a）為用於例示另一實施方式的分散部310的示意圖。 圖8的（b）為用於例示葉片310c的立體圖。 圖8的（c）為圖8的（a）中的分散部310的B-B線截面圖。 圖8的（d）為圖8的（a）中的分散部310的C-C線截面圖。 如圖8的（a）所示，分散部310例如包含分散板10a、支承部10b以及葉片310c。即，分散部310是對前文所述的分散部10加上葉片310c而成。 葉片310c可以設置在支承部10b與支承部10b之間。葉片310c呈板狀，其中一端部連接於分散板10a，另一端部連接於冷卻噴嘴3d的擴徑部3da的內壁。
如圖8的（b）所示，葉片310c具有從其中一端部去往另一端部而傾斜角度增大的扭轉形態。例如像圖8的（c）及圖8的（d）所示，葉片310c的擴徑部3da側的傾斜角度θ2可以比葉片310c的分散板10a側的傾斜角度θ1大。例如，傾斜角度θ1可以設為10設左右，傾斜角度θ2可以設為60°左右。 只要設置有這樣的葉片310c，便能將撞擊至分散部310之後的冷卻氣體3a1沿葉片310c引導至基板100外周側。
再者，例示的是葉片310c設置在分散板10a上的情況，但也可以在圖6中例示的分散板110a上設置葉片310c。葉片310c如支承部110b那般將其中一端部與分散板110a的側面連接、將另一端部連接至載置台2a的基板100側的面。由此，葉片310c能與載置台2a一起旋轉。例如，在葉片310c如圖8的（b）所示那般設置在分散板110a上的情況下，控制器11使載置台2a順時針旋轉，由此，葉片310c能將冷卻氣體3a1進一步引導至基板側。即，通過使葉片310c沿葉片310c朝下的方向旋轉，能將冷卻氣體3a1進一步引導至基板側。
另外，也可以在圖7中例示的分散板210a上設置葉片310c。在分散板210a上設置葉片310c的情況下，僅葉片310c的其中一端部連接於分散板210a。在此情況下，能將撞擊至分散部310之後的冷卻氣體3a1沿葉片310c引導至基板100外周側。 或者，僅葉片310c的其中一端部連接於載置台2a上設置的凹部2a2的內壁。在此情況下，控制器11使葉片310c沿葉片310c朝下的方向旋轉，由此，將在凹部2a2內部流動的冷卻氣體3a1引導至基板100側。
圖9為用於例示另一實施方式的支承部10ba的示意立體圖。 例如，與支承部10b一樣，支承部10ba呈梁狀，設置在分散板10a的側面與冷卻噴嘴3d的擴徑部3da的內壁之間。 如圖9所示，例如，支承部10ba可以是在支承部10b的側面設置螺旋狀的凹部10bb而成。只要在支承部10ba的側面設置有螺旋狀的凹部10bb，便能使接觸到螺旋狀的凹部10bb的冷卻氣體3a1沿螺旋的方向流動。因此，與沒有螺旋狀的凹部10bb的支承部10b相比，能夠增加去往基板100的背面100a的冷卻氣體3a1。
再者，也可在支承部110b的側面設置螺旋狀的凹部10bb（參照圖9）。尤其是宜在支承部110b的與水平方向平行的部分的側面設置螺旋狀的凹部10bb。支承部110b隨著載置台2a的旋轉而旋轉。此時，能進一步使接觸到螺旋狀的凹部10bb的冷卻氣體3a1沿螺旋的方向流動。結果，能夠增加去往基板100的背面100a的冷卻氣體3a1。
圖10為用於例示另一實施方式的擴徑部13da的示意截面圖。 本實施方式與所述實施方式的共通點在於，冷卻噴嘴3d是固定的（無法旋轉），而不同點在於，在冷卻噴嘴3d與轉軸2b之間形成有間隙，且不存在轉軸密封件等密封構件。在這樣的結構中，可以不需要密封構件，另一方面，供給到載置台2a與基板100的背面100a之間的空間內的冷卻氣體3a1容易通過所述間隙漏出至殼體6外部。
為了防止這一現象，如圖10所示，擴徑部13da可以是在前文所述的擴徑部3da的側面設置凸緣13db而成。凸緣13db呈板狀。凸緣13db的上表面可以與擴徑部3da的上表面設為同一面。 另外，可以在載置台2a的孔2aa的周緣設置凹部2ab，所述凹部2ab開設於載置台2a的基板100側的面。凸緣13db隔著間隙設置在凹部2ab內部。即，在凸緣13db的背面（凹部2ab的底面側的面）與凹部2ab的底面之間設置有間隙。另外，在凸緣13db的側面與凹部2ab的側面之間設置有間隙。因此，旋轉的載置台2a與不旋轉的凸緣13db不會發生接觸。另外，設置在凸緣13db與凹部2ab的內壁之間的間隙的長度成為沿著凹部2ab內壁的長度。
此處，設置在凸緣13db與凹部2ab的內壁之間的間隙的長度比形成於擴徑部3da與孔2aa之間的間隙的長度（參照圖2的（b））長。因此，設置在凸緣13db與凹部2ab的內壁之間的間隙的流路阻力比形成於擴徑部3da與孔2aa之間的間隙的流路阻力大。因而，能抑制供給到載置台2a與基板100的背面100a之間的空間內的冷卻氣體3a1經由所述間隙漏出。另外，能抑制外部空氣經由所述間隙侵入至載置台2a與基板100的背面100a之間的空間。因而，能提高冷卻效率。 轉軸2b的長度越短，形成於擴徑部3da與孔2aa之間的間隙的長度便越短。因此，在冷卻噴嘴3d與轉軸2b之間有間隙且轉軸2b的長度越短，本實施方式的擴徑部13da便越是理想。
圖11為用於例示另一實施方式的擴徑部113da的示意截面圖。 如圖11所示，擴徑部113da是在前文所述的凸緣13db的背面（凹部2ab的底面側的面）進而設置環狀的凸部13dc而成。在凹部2ab的底面的與凸部13dc相向的位置設置有環狀的凹部2ac，所述環狀的凹部2ac開設於凹部2ab的底面。凸部13dc隔著間隙設置在凹部2ac內部。因此，旋轉的載置台2a與不旋轉的凸緣13db及凸部13dc不會發生接觸。只要設置有凸部13dc及凹部2ac，便能進一步增大設置於凸緣13db與凹部2ab的內壁之間的間隙的流路阻力。因此，能進一步抑制供給到載置台2a與基板100的背面100a之間的空間內的冷卻氣體3a1經由所述間隙漏出。另外，能進一步抑制外部空氣經由所述間隙侵入至載置台2a與基板100的背面100a之間的空間。因而，能進一步提高冷卻效率。
圖12為用於例示分散部310a中設置的葉片310ca的另一實施方式的示意立體圖。 與圖8的（a）中例示的葉片310c一樣，葉片310ca可以設置在支承部10b與支承部10b之間。葉片310ca呈板狀，其中一端部連接於分散板10a，另一端部連接於冷卻噴嘴3d的擴徑部3da的內壁。 如圖12所示，葉片310ca具有從其中一端部去往另一端部而傾斜角度增大的扭轉形態。扭轉形態可以與圖8的（b）中例示的葉片310c相同。葉片310ca的數量、配置、傾斜角度可以與葉片310c相同。 但葉片310ca的上端310cb相較於分散板10a的上表面而言位於下方。如此一來，沿分散板10a的上表面流動的冷卻氣體3a1流不會被葉片310ca的上端310cb擾亂。 為做到葉片310ca的上端310cb相較於分散板10a的上表面而言位於下方，葉片310ca的連接於分散板10a的其中一端部優選傾斜地安裝在分散板10a的側面。在此情況下，安裝時的傾斜角度宜小於10°。
以上，對實施方式進行了例示。但本發明並不限定於這些記述。只要具備本發明的特徵，則本領域技術人員對前文所述的實施方式適當進行結構要素的追加、刪除或設計變更而成的實施方式或者進行步驟的追加、省略或條件變更而成的實施方式也包含在本發明的範圍內。
例如，基板處理裝置1所配備的各要素的形狀、尺寸、數量、配置等可以適當變更，並不限定於示例。
1:基板處理裝置 2:載置部 2a:載置台 2a1:支承部 2a2:凹部 2aa:孔 2ab:凹部 2ac:凹部 2b:轉軸 2c:驅動部 3:冷卻部 3a:冷卻液部 3a1:冷卻氣體 3b:過濾器 3c:流量控制部 3d:冷卻噴嘴 3d1:孔 3da:擴徑部 4:第一液體供給部 4a:液體收納部 4b:供給部 4c:流量控制部 4d:液體噴嘴 5:第二液體供給部 5a:液體收納部 5b:供給部 5c:流量控制部 6:殼體 6a:蓋 6b:分隔板 6c:排出口 6c1:排氣管 6c2:排出管 7:送風部 7a:空氣 8:檢測部 9:排氣部 10:分散部 10a:分散板 10aa:孔 10b:支承部 10ba:支承部 10bb:凹部 11:控制器 13da:擴徑部 13db:凸緣 13dc:凸部 100:基板 100a:背面 100b:表面 101:液體 102:液體 110:分散部 110a:分散板 110aa:孔 110b:支承部 113da:擴徑部 203d:冷卻噴嘴 203d1:孔 203d2:孔 210:分散部 210a:分散板 210aa:孔 310:分散部 310a:分散部 310c:葉片 310ca:葉片 310cb:葉片的上端 D1:分散板的平面尺寸 D2:孔的直徑 θ1:傾斜角度 θ2:傾斜角度
圖1為用於例示本實施方式的基板處理裝置的示意圖。 圖2的（a）為用於例示分散部的示意俯視圖。圖2的（b）為圖2的（a）中的分散部的A-A線截面圖。 圖3為用於例示基板處理裝置的作用的時間圖。 圖4為表示基板的中心到外周的即將解凍前的凍結膜的溫度的圖。 圖5為表示基板的中心到外周的去除率的圖。 圖6為用於例示另一實施方式的分散部的示意截面圖。 圖7為用於例示另一實施方式的分散部的示意截面圖。 圖8的（a）為用於例示另一實施方式的分散部的示意圖。圖8的（b）為用於例示葉片的立體圖。圖8的（c）為圖8的（a）中的分散部的B-B線截面圖。圖8的（d）為圖8的（a）中的分散部的C-C線截面圖。 圖9為用於例示另一實施方式的支承部的示意立體圖。 圖10為用於例示另一實施方式的擴徑部的示意截面圖。 圖11為用於例示另一實施方式的擴徑部的示意截面圖。 圖12為用於例示分散部中設置的葉片的另一實施方式的示意立體圖。
2a:載置台
2aa:孔
3a1:冷卻氣體
3d:冷卻噴嘴
3d1:孔
3da:擴徑部
10:分散部
10a:分散板
10aa:孔
10b:支承部
100:基板
100a:背面
D1:分散板的平面尺寸
D2:孔的直徑

Claims (11)

  1. 一種基板處理裝置，包括：載置部，包含能夠載置基板的載置台，能夠使所載置的所述基板旋轉；冷卻噴嘴，能夠向所述載置台與所述基板之間的空間供給冷卻氣體；液體供給部，能夠向所述基板的與所述載置台側相反的面供給液體；以及分散板，設置在所述冷卻噴嘴的所述冷卻氣體的排出側，所述冷卻噴嘴包含擴徑部，所述擴徑部設置在所述冷卻氣體的排出側的端部，所述擴徑部的外形比所述基板的外形小，所述分散板的外形比所述擴徑部的內壁小，所述分散板包含貫通厚度方向的第一孔，從沿著所述冷卻噴嘴的中心軸的方向觀察，所述第一孔設置在與所述冷卻噴嘴的中心軸重疊的位置。
  2. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中，在沿著所述冷卻噴嘴的中心軸的方向上，所述載置台的所述基板側的面與所述分散板的所述基板側的面處於同一位置。
  3. 如請求項1所述的基板處理裝置，其中，所述分散板設置在所述擴徑部的外部。
  4. 如請求項1至請求項3中任一項所述的基板處理裝置，其中，所述第一孔的截面尺寸為1mm以上、2.5mm以下。
  5. 如請求項1至請求項3中任一項所述的基板處理裝置，還包括葉片，所述葉片的其中一端部連接於所述分散板，將在所述擴徑部的內部流動的所述冷卻氣體引導至所述基板側。
  6. 如請求項1至請求項3中任一項所述的基板處理裝置，還包括凸緣，所述凸緣設置在所述擴徑部的側面且呈板狀，在所述載置台的所述基板側的面設置有凹部，所述凸緣隔著間隙設置在所述凹部的內部。
  7. 如請求項6所述的基板處理裝置，其中，在所述凸緣的所述凹部的底面側的面設置有環狀的凸部，在所述凹部的底面的與所述凸部相向的位置設置有環狀的凹部，所述環狀的凹部開設於所述凹部的底面，所述環狀的凸部隔著間隙設置在所述環狀的凹部的內部。
  8. 如請求項1至請求項3中任一項所述的基板處理裝置，還包括支承部，所述支承部呈梁狀，其中一端部連接於所述分散板，在側面包含螺旋狀的凹部。
  9. 一種基板處理裝置，包括：載置部，包含能夠載置基板的載置台，能夠使所載置的所述基板旋轉；冷卻噴嘴，能夠向所述載置台與所述基板之間的空間供給冷 卻氣體；液體供給部，能夠向所述基板的與所述載置台側相反的面供給液體；以及分散板，設置在所述冷卻噴嘴的所述冷卻氣體的排出側，所述分散板包含貫通厚度方向的第一孔，從沿著所述冷卻噴嘴的中心軸的方向觀察，所述第一孔設置在與所述冷卻噴嘴的中心軸重疊的位置，所述分散板設置在所述冷卻噴嘴的所述冷卻氣體的排出側的端部，所述冷卻噴嘴包含第三孔，所述第三孔在設置有所述分散板的端部的附近貫通側面與在所述冷卻噴嘴的內部延伸的第二孔之間，在所述載置台的所述基板側的面設置有凹部，所述分散板和所述冷卻噴嘴的設置有所述第三孔的部分設置在所述凹部的內部。
  10. 如請求項9所述的基板處理裝置，其中，所述第一孔的截面尺寸為1mm以上、2.5mm以下。
  11. 如請求項9所述的基板處理裝置，還包括葉片，所述葉片的其中一端部連接於所述分散板，將在所述載置台上設置的所述凹部的內部流動的所述冷卻氣體引導至所述基板側。
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