(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
銅配線が形成された基板表面の化学機械的研磨により銅配線の表面が露出した基板表面を、中性乃至アルカリ性薬液を洗浄液に使用したスクラブ洗浄で一次洗浄を行い、
純水または超純水にＣＯ２ガスを溶解させた炭酸水を２流体ノズルから基板表面に向けて噴出させて該表面を非接触で洗浄する２流体ジェット洗浄で基板表面の仕上げ洗浄を行い、しかる後、
中性乃至アルカリ性薬液を洗浄液に使用したスクラブ洗浄で基板表面の最終仕上げ洗浄を行って乾燥させることを特徴とする基板洗浄方法。
【請求項２】
前記一次洗浄は、ロール洗浄部材を基板表面に擦り付けて該表面を洗浄するロールスクラブ洗浄で、前記最終仕上げ洗浄は、ペンシル型洗浄部材を基板表面に擦り付けて該表面を洗浄するペンシルスクラブ洗浄であることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
【請求項３】
基板表面が疎水性であることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
【請求項４】
基板表面の絶縁膜が低誘電率膜であることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体ウエハ等の基板の表面を洗浄する基板洗浄方法に関し、特にＣＭＰ等の研磨後の基板表面を洗浄する基板洗浄工程で使用される基板洗浄方法に関する。本発明の基板洗浄方法は、例えば、フラットパネル製造、ＣＭＯＳやＣＣＤなどのイメージセンサー製造及びＭＲＡＭの磁性膜製造などの洗浄工程にも適用される。
【背景技術】
【０００２】
例えば、基板表面の絶縁膜内に形成した配線溝を金属で埋めて配線を形成するダマシン配線形成工程においては、ダマシン配線形成後に化学機械的研磨（ＣＭＰ）で基板表面の余分な金属を研磨除去するようにしており、ＣＭＰ後の基板表面には、ＣＭＰに使用されたスラリの残渣（スラリ残渣）や金属研磨屑などが存在する。このため、ＣＭＰ後の基板表面に残る残渣物（パーティクル）を洗浄除去する必要がある。近年、配線金属として銅が、また絶縁膜として、いわゆる低誘電率膜（Low−k膜）が採用されるようなり、Low-k膜が疎水性であることから、基板表面の濡れ性の不均一性が拡大し、洗浄を困難なものとしている。
【０００３】
ＣＭＰ後の基板表面を洗浄する基板洗浄方法として、洗浄液の存在下で、半導体ウエハ等の基板の表面に円柱状の長尺状に水平に延びるロール洗浄部材（ロールスポンジまたはロールブラシ）を接触させながら、基板及びロール洗浄部材を共に回転させて基板の表面を洗浄するロールスクラブ洗浄が知られている。
【０００４】
基板表面が、特に疎水性である場合に、ロールスクラブ洗浄で基板表面を洗浄すると、ロール洗浄部材の汚染に伴って基板表面が逆汚染されることがある。このような場合に、ロールスクラブ洗浄の後に、洗浄液の存在下で、鉛直に延びるペンシル型洗浄部材の下面を基板表面に接触させながら、基板及びペンシル型洗浄部材を共に回転させて基板表面を洗浄するペンシルスクラブ洗浄を行うことが知られている。このように、ペンシルスクラブ洗浄を行うことで、ロール洗浄部材からの逆汚染を回避して、ロールスクラブ洗浄とペンシルスクラブ洗浄の総合的な効果を得て、洗浄性能を高めることができる。
【０００５】
図１は、研磨後の基板表面をロールスクラブ洗浄とペンシルスクラブ洗浄で連続的に洗浄するようにした処理フローの一例を示すブロック図である。まず、研磨後の基板を水平回転させながら、基板表面に酸性薬液からなる洗浄液を供給し、回転中のロール洗浄部材を擦り付けて該表面をロールスクラブ洗浄し、しかる後、基板表面に純水等からなるリンス液を供給して、基板表面に残る洗浄液（薬液）をリンス洗浄する。次に、基板を水平回転させながら、基板表面に酸性薬液からなる洗浄液を供給し、回転中のペンシル型洗浄部材の下面を擦り付けて該表面をペンシルスクラブ洗浄し、しかる後、基板表面に純水等からなるリンス液を供給して、基板表面に残る洗浄液（薬液）をリンス洗浄する。そして、洗浄後の基板を、例えばスピン乾燥で乾燥させる。
【０００６】
基板表面を研磨すると、基板表面に凹部形状となるディッシングやエロージョンが形成されることがある。このディッシング等の内部に存在するパーティクルは、スクラブ洗浄で除去することが一般に困難である。このような場合に、２流体ジェット（２ＦＪ）を使用した２流体ジェット洗浄が有効であることが知られている。この２流体ジェット洗浄は、配線金属が酸化腐食が発生しにくい金属、例えばタングステンである場合や、配線が銅であっても、銅腐食が製品性能に影響しないレベルの製品等に主に適応されている。
【０００７】
２流体ジェット洗浄は、他の非接触洗浄である超音波洗浄とは異なり、キャビテーションによる基板破壊の懸念がない非接触洗浄方法であり、基板表面との固着性が比較的小さく表面上に乗っている状態のパーティクル、特に比較的大きいパーティクル（粒径１００〜２００ｎｍ以上）の除去に有効であることが知られている。また、洗浄液として超純水を用いると、比抵抗値が高く、洗浄対象の表面、例えば絶縁膜表面などを帯電破壊する懸念があることから、洗浄液として、ＣＯ２を純水や超純水に溶解させた炭酸水が一般に用いられている。
【０００８】
洗浄ブラシを使用したスクラブ洗浄と、２流体ノズルを使用した２流体ジェット洗浄を連続して行うことで、洗浄性能を向上させた基板処理方法が提案されている（特許文献１参照）。また、銅配線における信頼性の低下や配線のショートやオープンによる歩留まり低下を防止するため、スクラブ洗浄等の洗浄液にアルカリ性洗浄液を使用することが提案されている（特許文献２参照）。
【０００９】
出願人は、研摩後の基板表面の洗浄等において、ロール洗浄部材等を使用したロールスクラブ洗浄を行った後に、ＣＯ２ガス溶解水（炭酸水）を洗浄液とした２流体ジェット洗浄を行って乾燥させることで、洗浄能力を高めるようにした基板洗浄方法を提案している（特許文献３参照）。
【００１０】
図２は、研磨後の基板表面をロールスクラブ洗浄とペンシルスクラブ洗浄で連続的に洗浄した後、２流体ジェット洗浄を行って乾燥させるようにした処理フローの一例を示すブロック図である。まず、前述の図１に示す例と同様に、研磨後の基板表面の酸性薬液によるロールスクラブ洗浄を行い、基板表面に残る洗浄液（薬液）をリンス洗浄した後、基板表面の酸性薬液によるペンシルスクラブ洗浄を行い、基板表面に残る洗浄液（薬液）をリンス洗浄する。次に、基板表面に向けて、酸性の炭酸水を洗浄液とした２流体ジェット流を噴出させて該表面の非接触による２流体ジェット洗浄を行い、基板表面に残る洗浄液（炭酸水）をリンス洗浄する。そして、２流体ジェット洗浄後の基板を、例えばスピン乾燥で乾燥させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２３１６２８号公報
【特許文献２】特開２００９−２３８８９６号公報
【特許文献３】特開２０１０−２３８８５０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
２流体ジェット洗浄は、帯電抑制のために、洗浄液として、純水や超純水にＣＯ２ガスを溶解させた炭酸水を用いることが一般的であり、炭酸水は酸性を示す。このため、絶縁体の内部に表面を露出させて埋込んだ銅からなる銅配線を表面に有する研磨後の基板の該表面を、炭酸水を洗浄液とした２流体ジェット洗浄で洗浄すると、銅の炭酸水による腐食が誘発される。次世代銅配線デイバスにおいては、銅腐食を抑制するため、酸性洗浄液に代えてアルカリ性洗浄液を使用することが主流となる傾向にある。
【００１３】
前述のように、最先端デバイスの先導役である銅／Low-k膜デバイスにおいては、従来の一般的な洗浄方法、特に炭酸水（酸性洗浄液）を用いた２流体ジェット洗浄方法では銅腐食の影響を回避することが困難である。
【００１４】
つまり、図２に示すように、銅からなる基板Ｗの表面Ｗｆを２流体ジェット洗浄で最終洗浄し、リンス洗浄後にスピン乾燥等で乾燥させると、図３（ａ）に示すように、基板Ｗの表面Ｗｆに洗浄で除去されずに残存するパーティクル（ディフェクト）Ｐの周りに、酸性を示す炭酸水ＣＷが該パーティクルＰに引っかかって残留し易くなり、この残留した炭酸水ＣＷ中に大気中の酸素（Ｏ２）が溶解し、これによって、図３（ｂ）に示すように、乾燥後の基板Ｗの表面ＷｆのパーティクルＰの周囲に銅腐食Ｃが生じてしまう。
【００１５】
図４は、図２に示す処理フローで、銅からなる基板表面を洗浄した時における該表面のＳＥＭ像を示す。この図４から、銅の表面のパーティクル（ディフェクト）が観察される周辺に銅腐食による表面荒れが確認でき、銅腐食が生じていることが判る。
【００１６】
このため、炭酸水を洗浄液に用いた２流体ジェット洗浄を使用することで洗浄性能を向上させ、しかも、銅配線の腐食を抑制できるようにした基板洗浄方法の開発が求められている。
【００１７】
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、次世代銅配線デバイス等に対し、２流体ジェット洗浄を用いた基板表面の洗浄方法の最適化を行い、たとえ２流体ジェット洗浄を研磨後の基板表面の洗浄に適応しても、銅腐食を抑制できるようにした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】
【００１８】
本発明の基板洗浄方法は、銅配線が形成された基板表面の化学機械的研磨により銅配線の表面が露出した基板表面を、中性乃至アルカリ性薬液を洗浄液に使用したスクラブ洗浄で一次洗浄を行い、純水または超純水にＣＯ２ガスを溶解させた炭酸水を２流体ノズルから基板表面に向けて噴出させて該表面を非接触で洗浄する２流体ジェット洗浄で基板表面の仕上げ洗浄を行い、しかる後、中性乃至アルカリ性薬液を洗浄液に使用したスクラブ洗浄で基板表面の最終仕上げ洗浄を行って乾燥させる。
【００１９】
銅腐食の要因となる炭酸水を使用した２流体ジェット洗浄による基板表面の仕上げ洗浄の後に、中性乃至アルカリ性薬液を洗浄液に使用したスクラブ洗浄で基板表面の最終仕上げ洗浄を行うことで、基板表面の残留する炭酸水を速やかに、すなわち、ミクロな視点で酸性を示す残留炭酸水中に大気からの酸素が溶解する前に除去することができ、これによって、２流体ジェット洗浄によるパーティクルの除去効果を維持しつつ、２流体ジェット洗浄による銅腐食の発生を有効に抑制できる。
【００２０】
本発明の好ましい一態様において、前記一次洗浄は、ロール洗浄部材を基板表面に擦り付けて該表面を洗浄するロールスクラブ洗浄で、前記最終仕上げ洗浄は、ペンシル型洗浄部材を基板表面に擦り付けて該表面を洗浄するペンシルスクラブ洗浄である。
【００２１】
このように、ロールスクラブ洗浄で一次洗浄を行い、２流体ジェット洗浄で仕上げ洗浄を行った後、ペンシルスクラブ洗浄で最終仕上げ洗浄を行うことで、ペンシルスクラブ洗浄の負担を低減し、ペンシルスクラブ洗浄特性を長期間維持して、ペンシル型洗浄部材のライフタイムを伸ばすことができる。
【００２２】
本発明の好ましい一態様において、基板表面は疎水性である。また、基板表面の絶縁膜は低誘電率膜である。
【発明の効果】
【００２３】
本発明の基板洗浄方法によれば、基板表面の２流体ジェット洗浄による仕上げ洗浄に使用されて基板表面に残留する炭酸水を、速やかに、すなわち、ミクロな視点で酸性を示す残留炭酸水中に大気からの酸素が溶解する前に除去することができ、これによって、２流体ジェット洗浄によるパーティクルの除去効果を維持しつつ、２流体ジェット洗浄による銅腐食の発生を有効に抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】研磨後の基板表面をロールスクラブ洗浄とペンシルスクラブ洗浄で連続的に洗浄するようにした処理フローの一例を示すブロック図である。
【図２】研磨後の基板表面をロールスクラブ洗浄とペンシルスクラブ洗浄で連続的に洗浄した後、２流体ジェット洗浄を行って乾燥させるようにした処理フローの例を示すブロック図である。
【図３】図２に示す処理フローで銅からなる基板表面を洗浄した時に、銅表面に腐食が生じるメカニズムの説明に付する図である。
【図４】図２に示す処理フローで銅からなる基板表面を洗浄した時における該表面のＳＥＭ像を示す図である。
【図５】本発明の基板洗浄方法が使用される研磨装置の全体構成を示す平面図である。
【図６】図５に示す研磨装置の第１洗浄ユニットを示す斜視図である。
【図７】図５に示す研磨装置の第２洗浄ユニットの概要を示す斜視図である。
【図８】図７の要部を示す平面図である。
【図９】図５に示す研磨装置の乾燥ユニットを示す縦断面図である。
【図１０】図９の平面図である。
【図１１】図９に示す基台の平面図である。
【図１２】図１２（ａ）は、図１１に示す基板支持部材および基台の一部を示す平面図で、図１２（ｂ）は、図１１のＡ−Ａ線断面図で、図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。
【図１３】第２の磁石と第３の磁石の配置を説明するための模式図であり、基板支持部材の軸方向から見た図である。
【図１４】図１４（ａ）は、リフト機構により基板支持部材を上昇させたときの基板支持部材およびアームの一部を示す平面図で、図１４（ｂ）は、リフト機構により基板支持部材を上昇させたときの図１１のＡ−Ａ線断面図で、図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【図１５】図５に示す研磨装置を使用した、本発明の実施形態の基板洗浄方法の処理フローを示すブロック図である。
【図１６】図１５に示す処理フローで銅からなる基板表面を洗浄した時に、銅表面の腐食を防止するメカニズムの説明に付する図である。
【図１７】図１５に示す処理フローで銅からなる基板表面を洗浄した時における該表面のＳＥＭ像を示す図である。
【図１８】表面にLow-k膜を形成した基板の該表面を、種々の洗浄条件（比較例１〜４，実施例１）で洗浄した時にLow-k膜表面に残る１２０ｎｍ以上のパーティクル数（ディフェクト数）を計測した結果を示すグラフである。
【図１９】２流体ジェット洗浄の洗浄条件（揺動アームの揺動速度または２流体ノズルのスキャン方法）を代えて、銅膜の表面を洗浄した時（比較例４ａ〜４ｄ）と、実施例１で銅膜表面を洗浄した時における銅腐食（Ｎ≧２）ディフェクト率を計測した結果を示すグラフである。
【図２０】表面に銅膜とLow-k膜が混在する基板の該表面を、比較例４と実施例１でそれぞれ洗浄した時の銅表面に残る１５０ｎｍ以上のパーティクル数（ディフェクト数）及びLow-k膜表面に残る１２０ｎｍ以上のパーティクル数（ディフェクト数）を計測した結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
図５は、本発明の基板洗浄方法が使用される研磨装置の全体構成を示す平面図である。図５に示すように、研磨装置は、略矩形状のハウジング１０と、多数の半導体ウエハ等の基板をストックする基板カセットが載置されるロードポート１２を備えている。ロードポート１２は、ハウジング１０に隣接して配置されている。ロードポート１２には、オープンカセット、ＳＭＩＦ（Standard  Manufacturing  Interface）ポッド、またはＦＯＵＰ（Front  Opening  Unified  Pod）を搭載することができる。ＳＭＩＦ、ＦＯＵＰは、内部に基板カセットを収納し、隔壁で覆うことにより、外部空間とは独立した環境を保つことができる密閉容器である。
【００２６】
ハウジング１０の内部には、複数（この例では４つ）の研磨ユニット１４ａ〜１４ｄと、研磨後の基板を洗浄する第１洗浄ユニット１６及び第２洗浄ユニット１８と、洗浄後の基板を乾燥させる乾燥ユニット２０が収容されている。研磨ユニット１４ａ〜１４ｄは、研摩装置の長手方向に沿って配列され、洗浄ユニット１６，１８及び乾燥ユニット２０も研摩装置の長手方向に沿って配列されている。第１洗浄ユニット１６は、基板表面の一次洗浄に使用され、第２洗浄ユニット１８は、基板表面の仕上げ洗浄及び最終仕上げ洗浄に使用される。
【００２７】
ロードポート１２、該ロードポート１２側に位置する研磨ユニット１４ａ及び乾燥ユニット２０に囲まれた領域には、第１基板搬送ロボット２２が配置され、また研磨ユニット１４ａ〜１４ｄと平行に、基板搬送ユニット２４が配置されている。第１基板搬送ロボット２２は、研磨前の基板をロードポート１２から受け取って基板搬送ユニット２４に受け渡すとともに、乾燥後の基板を乾燥ユニット２０から受け取ってロードポート１２に戻す。基板搬送ユニット２４は、第１基板搬送ロボット２２から受け取った基板を搬送して、各研磨ユニット１４ａ〜１４ｄとの間で基板の受け渡しを行う。
【００２８】
第１洗浄ユニット１６と第２洗浄ユニット１８の間に位置して、これらの各洗浄ユニット１６，１８との間で基板の受け渡しを行う第２基板搬送ロボット２６が配置され、第２洗浄ユニット１８と乾燥ユニット２０との間に位置して、これらの各ユニット１８，２０との間で基板の受け渡しを行う第３基板搬送ロボット２８が配置されている。
【００２９】
更に、ハウジング１０の内部に位置して、研摩装置の各機器の動きを制御する制御部３０が配置されている。この制御部３０は、下記のように、第２洗浄ユニット１８の揺動アーム４４の動きを制御して２流体ノズル４６の移動速度を制御する制御部としての役割を果たす。
【００３０】
この例では、第１洗浄ユニット１６として、洗浄液の存在下で、基板の表裏両面にロール状に延びるロール洗浄部材を擦り付けて基板を洗浄するロール洗浄ユニットが使用されている。
【００３１】
図６は、第１洗浄ユニット１６を示す斜視図である。図６に示すように、第１洗浄ユニット１６は、表面を上向きにして基板Ｗを水平に保持し回転させる４つのローラ３０１，３０２，３０３，３０４と、基板Ｗの表面及び裏面にそれぞれ接触するロール洗浄部材３０７，３０８と、これらのロール洗浄部材３０７，３０８を回転させる回転機構３１０，３１１と、基板Ｗの表面及び裏面に、中性乃至アルカリ性薬液からなる洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル３１５，３１６と、基板Ｗの表面及び裏面に純水等のリンス液を供給するリンス液供給ノズル３１７，３１８とを備えている。ローラ３０１，３０２，３０３，３０４は、図示しない駆動機構（例えばエアシリンダ）によって、互いに近接および離間する方向に移動可能となっている。
【００３２】
上側ロール洗浄部材３０７を回転させる回転機構３１０は、その上下方向の動きをガイドするガイドレール３２０に取り付けられている。また、この回転機構３１０は昇降駆動機構３２１に支持されており、回転機構３１０および上側ロール洗浄部材３０７は昇降駆動機構３２１により上下方向に移動される。図示しないが、下側ロール洗浄部材３０８を回転させる回転機構３１１もガイドレールに支持されており、昇降駆動機構によって回転機構３１１および下側のロール洗浄部材３０８が上下動する。昇降駆動機構としては、例えばボールねじを用いたモータ駆動機構またはエアシリンダが使用される。
【００３３】
基板Ｗの搬入搬出時には、ロール洗浄部材３０７，３０８は互いに離間した位置にある。基板Ｗの洗浄時には、これらロール洗浄部材３０７，３０８は互いに近接する方向に移動して基板Ｗの表面及び裏面にそれぞれ接触する。ロール洗浄部材３０７，３０８が基板Ｗの表面及び裏面を押圧する力は、それぞれ昇降駆動機構３２１および図示しない昇降駆動機構によって調整される。上側ロール洗浄部材３０７および回転機構３１０は昇降駆動機構３２１によって下方から支持されているので、上側ロール洗浄部材３０７が基板Ｗの上面に加える押圧力は０〔Ｎ〕からの調整が可能である。
【００３４】
ローラ３０１は、保持部３０１ａと肩部（支持部）３０１ｂの２段構成となっている。肩部３０１ｂの直径は保持部３０１ａの直径よりも大きく、肩部３０１ｂの上に保持部３０１ａが形成されている。ローラ３０２，３０３，３０４も、ローラ３０１と同一の構成を有している。基板搬送ユニット２４により搬送されてきた基板Ｗは、まず肩部３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂの上に水平に載置され、その後ローラ３０１，３０２，３０３，３０４が基板Ｗに向かって移動することにより保持部３０１ａ，３０２ａ，３０３ａ，３０４ａに保持される。４つのローラ３０１，３０２，３０３，３０４のうちの少なくとも１つは図示しない回転機構によって回転駆動されるように構成され、これにより基板Ｗはその外周部がローラ３０１，３０２，３０３，３０４に保持された状態で回転する。肩部３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂは下方に傾斜したテーパ面となっており、保持部３０１ａ，３０２ａ，３０３ａ，３０４ａによって保持されている間、基板Ｗは肩部３０１ｂ，３０２ｂ，３０３ｂ，３０４ｂと非接触に保たれる。
【００３５】
第１洗浄ユニット１６による基板Ｗの表面及び裏面の洗浄は、次のように行なわれる。まず、表面を上向きにして基板Ｗをローラ３０１，３０２，３０３，３０４で水平に保持して回転させる。次いで、洗浄液供給ノズル３１５，３１６から、基板Ｗの表面及び裏面に、中性乃至アルカリ性薬液からなる洗浄水を供給する。そして、ロール洗浄部材３０７，３０８をその軸心周りに回転させながら基板Ｗの表面及び裏面にそれぞれ摺接させることによって、基板Ｗの表面及び裏面をロールスクラブ洗浄する。ロールスクラブ洗浄後、ロール洗浄部材３０７，３０８を上方及び下方に待避させ、リンス液供給ノズル３１７，３１８から基板Ｗの表面及び裏面にリンス液（純水）を供給してリンス洗浄し、これによって、基板Ｗの表面及び裏面に残る洗浄液（薬液）をリンス液で洗い流す。
【００３６】
第２洗浄ユニット１８として、基板表面を２流体ジェット洗浄で仕上げ洗浄し、しかる後、ペンシルスクラブ洗浄で最終仕上げ洗浄する洗浄ユニットが使用されている。また、乾燥ユニット２０として、基板を水平に保持し、移動するノズルからＩＰＡ蒸気を噴出して基板を乾燥させ、更に高速で回転させ遠心力によって基板を乾燥させるスピン乾燥ユニットが使用されている。
【００３７】
図７は、図５に示す第２洗浄ユニット１８の概要を示す斜視図で、図８は、図７の要部を示す平面図である。図７及び図８に示すように、第２洗浄ユニット１８は、図示しないチャック等で表面を上向きに保持され該チャック等の回転で水平回転する基板Ｗの周囲を囲繞する洗浄槽４０と、この洗浄槽４０の側方に立設した回転自在な支持軸４２と、この支持軸４２の上端に基部を連結した水平方向に延びる揺動アーム４４を備えている。揺動アーム４４の自由端（先端）に、２流体ノズル４６が上下動自在に取り付けられている。
【００３８】
２流体ノズル４６には、Ｎ２ガス等のキャリアガスを供給するキャリアガス供給ライン５０と、純水または超純水にＣＯ２ガスを溶解させた炭酸水を供給する炭酸水供給ライン５２が接続されており、２流体ノズル４６の内部に供給されたＮ２ガス等のキャリアガスと炭酸水を２流体ノズル４６から高速で噴出させることで、キャリアガス中に炭酸水が微小液滴（ミスト）として存在する２流体ジェット流が生成される。この２流体ノズル４６で生成される２流体ジェット流を回転中の基板Ｗの表面に向けて噴出させて衝突させることで、微小液滴の基板表面への衝突で発生した衝撃波を利用した基板表面のパーティクル等を除去（洗浄）を行うことができる。
【００３９】
この炭酸水として、この例では、酸素を脱気した超純水にＣＯ２を溶解させたものを使用している。このように、２流体ジェット洗浄の洗浄液として、比抵抗値が高い超純水を使用することなく、炭酸水を使用することで、洗浄対象の表面、例えば絶縁膜表面などを帯電破壊する恐れをなくすことができる。
【００４０】
支持軸４２は、支持軸４２を回転させることで該支持軸４２を中心に揺動アーム４４を揺動させる駆動機構としてのモータ５４に連結されている。このモータ５４は、制御部３０からの信号で回転速度が制御され、これによって、揺動アーム４４の角速度が制御されて、２流体ノズル４６の移動速度が制御される。
【００４１】
この例では、揺動アーム４４の先端に、例えばＰＶＡスポンジから成るペンシル型洗浄具６０が上下動自在かつ回転自在に取り付けられている。更に、洗浄槽４０の側上方に位置して、チャック等で保持されて回転中の基板Ｗの表面に、純水等のリンス液を供給するリンス液供給ノズル６２と、中性乃至アルカリ薬液からなる洗浄液を供給する洗浄液供給ノズル６４が配置されている。
【００４２】
これによって、回転中のペンシル型洗浄具６０の下面を、回転中の基板Ｗの表面に所定の押圧力で接触させながら、揺動アーム４４の揺動によってペンシル型洗浄具６０を移動させ、同時に、基板Ｗの表面に、中性乃至アルカリ性薬液からなる洗浄液を供給することで、基板Ｗの表面のペンシルスクラブ洗浄が行われる。また、回転中の基板Ｗの表面にリンス液を供給することで洗浄液（薬液）のリンス洗浄が行われる。
【００４３】
図８に示すように、２流体ノズル４６は、揺動アーム４４の揺動に伴って、オフセット位置Ａから、基板Ｗの中心Ｏの上方位置及び該中心Ｏから所定間隔離間した変位点Ｂの上方位置を通って、基板Ｗの外周部外方の洗浄終了位置Ｃに、円弧状の移動軌跡に沿って移動することで、基板Ｗの表面の洗浄を行う。この洗浄時に、回転中の基板Ｗの表面に向けて、キャリアガス中に炭酸水（洗浄液）が微小液滴（ミスト）として存在する２流体ジェット流を２流体ノズル４６から噴出させる。図８は、２流体ノズル４６が変位点Ｂの上方位置に位置している状態を示している。
【００４４】
第２洗浄ユニット１８による基板Ｗの表面の洗浄は、次のように行なわれる。まず、表面を上向きにして水平に保持した基板Ｗを回転させる。そして、２流体ノズル４６を図８に示すオフセット位置Ａから洗浄終了位置Ｃに移動させながら、回転中の基板Ｗの表面に向けて、Ｎ２ガス等のキャリアガスと炭酸水を２流体ノズル４６から高速で噴出させ、これによって、基板Ｗの表面を２流体ジェット洗浄で洗浄する。そして、基板Ｗの表面にリンス液を供給して、基板Ｗの表面に残る炭酸水をリンス液で洗い流す。
【００４５】
次に、ペンシル型洗浄具６０の下端を、回転中の基板Ｗの表面に所定の押圧力で接触させながら、揺動アーム４４を揺動させてペンシル型洗浄具６０を移動させ、同時に、基板Ｗの表面に、中性乃至アルカリ性薬液からなる洗浄液を供給することで、基板Ｗの表面のペンシルスクラブ洗浄を行う。そして、基板Ｗの表面にリンス液を供給して、基板Ｗの表面に残る洗浄液（薬液）をリンス液で洗い流す。
【００４６】
図９は、乾燥ユニット２０を示す縦断面図で、図１０は、図９の平面図である。この乾燥ユニット２０は、基台４０１と、この基台４０１に支持された４本の円筒状の基板支持部材４０２とを備えている。基台４０１は、回転軸４０５の上端に固定されており、この回転軸４０５は、軸受４０６によって回転自在に支持されている。軸受４０６は、回転軸４０５と平行に延びる円筒体４０７の内周面に固定されている。円筒体４０７の下端は、架台４０９に取り付けられており、その位置は固定されている。回転軸４０５は、プーリ４１１，４１２およびベルト４１４を介してモータ４１５に連結されており、モータ４１５を駆動させることにより、基台４０１は、その軸心を中心として回転する。
【００４７】
基台４０１の上面には回転カバー４５０が固定されている。図９は、回転カバー４５０の縦断面を示している。回転カバー４５０は、基板Ｗの全周を囲むように配置されている。回転カバー４５０の縦断面形状は径方向内側に傾斜している。また、回転カバー４５０の縦断面は滑らかな曲線から構成されている。回転カバー４５０の上端は、基板Ｗに近接しており、回転カバー４５０の上端の内径は、基板Ｗの直径よりもやや大きく設定されている。また、回転カバー４５０の上端には、基板支持部材４０２の外周面形状に沿った切り欠き４５０ａが各基板支持部材４０２に対応して形成されている。回転カバー４５０の底面には、斜めに延びる液体排出孔４５１が形成されている。
【００４８】
基板Ｗの上方には、基板Ｗの表面（フロント面）にリンス液として純水を供給するフロントノズル４５４が配置されている。フロントノズル４５４は、基板Ｗの中心を向いて配置されている。このフロントノズル４５４は、図示しない純水供給源に接続され、フロントノズル４５４を通じて基板Ｗの表面の中心に純水が供給されるようになっている。基板Ｗの上方には、ロタゴニ乾燥を実行するための２つの流体ノズル４６０，４６１が並列して配置されている。流体ノズル４６０は、基板Ｗの表面にＩＰＡ蒸気（イソプロピルアルコールとＮ２ガスとの混合気）を供給するためのものであり、流体ノズル４６１は、基板Ｗの表面の乾燥を防ぐために純水を供給するものである。
【００４９】
これら流体ノズル４６０，４６１は、基台４０１の側方に立設した支持軸５００の上端に連結されて該支持軸５００の回転に伴って揺動する揺動アーム５０２の自由端（先端）に取り付けられている。揺動アーム５０２は、支持軸５００を回転させることで該支持軸５００を中心に揺動アーム５０２を揺動させる駆動機構としてのモータ５０４に連結されている。このモータ５０４は、制御部５０６からの信号で回転速度が制御され、これによって、揺動アーム５０２の角速度が制御されて、流体ノズル４６０，４６１の移動速度が制御される。
【００５０】
回転軸４０５の内部には、純水供給源４６５に接続されたバックノズル４６３と、乾燥気体供給源４６６に接続されたガスノズル４６４とが配置されている。純水供給源４６５には、リンス液として純水が貯留されており、バックノズル４６３を通じて基板Ｗの裏面に純水が供給される。また、乾燥気体供給源４６６には、乾燥気体として、Ｎ２ガスまたは乾燥空気などが貯留されており、ガスノズル４６４を通じて基板Ｗの裏面に乾燥気体が供給される。
【００５１】
円筒体４０７の周囲には、基板支持部材４０２を持ち上げるリフト機構４７０が配置されている。このリフト機構４７０は、円筒体４０７に対して上下方向にスライド可能に構成されている。リフト機構４７０は、基板支持部材４０２の下端に接触する接触プレート４７０ａを有している。円筒体４０７の外周面とリフト機構４７０の内周面との間には、第１の気体チャンバ４７１と第２の気体チャンバ４７２が形成されている。これら第１の気体チャンバ４７１と第２の気体チャンバ４７２は、それぞれ第１の気体流路４７４および第２の気体流路４７５に連通しており、これら第１の気体流路４７４および第２の気体流路４７５の端部は、図示しない加圧気体供給源に連結されている。第１の気体チャンバ４７１内の圧力を第２の気体チャンバ４７２内の圧力よりも高くすると、リフト機構４７０が上昇する。一方、第２の気体チャンバ４７２内の圧力を第１の気体チャンバ４７１内の圧力よりも高くすると、リフト機構４７０が下降する。図９は、リフト機構４７０が下降位置にある状態を示している。
【００５２】
図１１は、図９に示す基台４０１の平面図である。図１１に示すように、基台４０１は、４つのアーム４０１ａを有し、各アーム４０１ａの先端に基板支持部材４０２が上下動自在に支持されている。図１２（ａ）は、図１１に示す基板支持部材４０２および基台４０１の一部を示す平面図であり、図１２（ｂ）は、図１１のＡ−Ａ線断面図であり、図１２（ｃ）は、図１２（ｂ）のＢ−Ｂ線断面図である。基台４０１のアーム４０１ａは、基板支持部材４０２をスライド自在に保持する保持部４０１ｂを有している。なお、この保持部４０１ｂはアーム４０１ａと一体に構成してもよい。保持部４０１ｂには上下に延びる貫通孔が形成されており、この貫通孔に基板支持部材４０２が挿入されている。貫通孔の直径は基板支持部材４０２の直径よりも僅かに大きく、したがって基板支持部材４０２は基台４０１に対して上下方向に相対移動可能となっており、さらに基板支持部材４０２は、その軸心周りに回転可能となっている。
【００５３】
基板支持部材４０２の下部には、スプリング受け４０２ａが取り付けられている。基板支持部材４０２の周囲にはスプリング４７８が配置されており、スプリング受け４０２ａによってスプリング４７８が支持されている。スプリング４７８の上端は保持部４０１ｂ（基台４０１の一部）を押圧している。したがって、スプリング４７８によって基板支持部材４０２には下向きの力が作用している。基板支持部材４０２の外周面には、貫通孔の直径よりも大きい径を有するストッパー４０２ｂが形成されている。したがって、基板支持部材４０２は、図１２（ｂ）に示すように、下方への移動がストッパー４０２ｂによって制限される。
【００５４】
基板支持部材４０２の上端には、基板Ｗが載置される支持ピン４７９と、基板Ｗの周端部に当接する基板把持部としての円筒状のクランプ４８０とが設けられている。支持ピン４７９は基板支持部材４０２の軸心上に配置されており、クランプ４８０は、基板支持部材４０２の軸心から離間した位置に配置されている。したがって、クランプ４８０は、基板支持部材４０２の回転に伴って基板支持部材４０２の軸心周りに回転可能となっている。ここで、基板Ｗと接触する部分の部材としては、帯電防止のために、導電性部材（好適には、鉄、アルミニウム、ＳＵＳ）や、ＰＥＥＫ、ＰＶＣ等の炭素樹脂を使用することが好ましい。
【００５５】
基台４０１の保持部４０１ｂには第１の磁石４８１が取り付けられており、この第１の磁石４８１は基板支持部材４０２の側面に対向して配置されている。一方、基板支持部材４０２には第２の磁石４８２および第３の磁石４８３が配置されている。これら第２の磁石４８２および第３の磁石４８３は、上下方向に離間して配列されている。これらの第１〜第３の磁石４８１，４８２，４８３としては、ネオジム磁石が好適に用いられる。
【００５６】
図１３は、第２の磁石４８２と第３の磁石４８３の配置を説明するための模式図であり、基板支持部材４０２の軸方向から見た図である。図１３に示すように、第２の磁石４８２と第３の磁石４８３とは、基板支持部材４０２の周方向においてずれて配置されている。すなわち、第２の磁石４８２と基板支持部材４０２との中心を結ぶ線と、第３の磁石４８３と基板支持部材４０２との中心を結ぶ線とは、基板支持部材４０２の軸方向から見たときに所定の角度αで交わっている。
【００５７】
基板支持部材４０２が、図１２（ｂ）に示す下降位置にあるとき、第１の磁石４８１と第２の磁石４８２とが互いに対向する。このとき、第１の磁石４８１と第２の磁石４８２との間には吸引力が働く。この吸引力は、基板支持部材４０２にその軸心周りに回転する力を与え、その回転方向は、クランプ４８０が基板Ｗの周端部を押圧する方向である。したがって、図１２（ｂ）に示す下降位置は、基板Ｗを把持するクランプ位置ということができる。
【００５８】
なお、第１の磁石４８１と第２の磁石４８２とは、十分な把持力が発生する程度に互いに近接してさえいれば、基板Ｗを把持するときに必ずしも互いに対向していなくてもよい。例えば、第１の磁石４８１と第２の磁石４８２とが互いに傾いた状態で近接している場合でも、それらの間に磁力は発生する。したがって、この磁力が基板支持部材４０２を回転させて基板Ｗを把持させるのに十分な程度に大きければ、第１の磁石４８１と第２の磁石４８２は必ずしも互いに対向していなくてもよい。
【００５９】
図１４（ａ）は、リフト機構４７０により基板支持部材４０２を上昇させたときの基板支持部材４０２およびアーム４０１ａの一部を示す平面図であり、図１４（ｂ）は、リフト機構４７０により基板支持部材４０２を上昇させたときの図１１のＡ−Ａ線断面図であり、図１４（ｃ）は、図１４（ｂ）のＣ−Ｃ線断面図である。
【００６０】
リフト機構４７０により基板保持部材４０２を図１４（ｂ）に示す上昇位置まで上昇させると、第１の磁石４８１と第３の磁石４８３とが対向し、第２の磁石４８２は第１の磁石４８１から離間する。このとき、第１の磁石４８１と第３の磁石４８３との間には吸引力が働く。この吸引力は基板支持部材４０２にその軸心周りに回転する力を与え、その回転方向は、クランプ４８０が基板Ｗから離間する方向である。したがって、図１４（ａ）に示す上昇位置は、基板をリリースするアンクランプ位置ということができる。この場合も、第１の磁石４８１と第３の磁石４８３とは、基板Ｗの把持を開放するときに必ずしも互いに対向していなくてよく、クランプ４８０を基板Ｗから離間させる方向に基板支持部材４０２を回転させる程度の回転力（磁力）を発生する程度に互いに近接していればよい。
【００６１】
第２の磁石４８２と第３の磁石４８３とは基板支持部材４０２の周方向においてずれた位置に配置されているので、基板支持部材４０２の上下移動に伴って基板支持部材４０２には回転力が作用する。この回転力によってクランプ４８０に基板Ｗを把持する力と基板Ｗを開放する力が与えられる。したがって、基板支持部材４０２を上下させるだけで、基板Ｗを把持し、かつ開放することができる。このように、第１の磁石４８１、第２の磁石４８２、および第３の磁石４８３は、基板支持部材４０２をその軸心周りに回転させてクランプ４８０により基板Ｗを把持させる把持機構（回転機構）として機能する。この把持機構（回転機構）は、基板支持部材４０２の上下動によって動作する。
【００６２】
リフト機構４７０の接触プレート４７０ａは基板支持部材４０２の下方に位置している。接触プレート４７０ａが上昇すると、接触プレート４７０ａの上面が基板支持部材４０２の下端に接触し、基板支持部材４０２はスプリング４７８の押圧力に抗して接触プレート４７０ａによって持ち上げられる。接触プレート４７０ａの上面は平坦な面であり、一方、基板支持部材４０２の下端は半球状に形成されている。この例では、リフト機構４７０とスプリング４７８とにより、基板支持部材４０２を上下動させる駆動機構が構成される。なお、駆動機構としては、上述の例に限らず、例えば、サーボモータを用いた構成とすることもできる。
【００６３】
基板支持部材４０２の側面には、その軸心に沿って延びる溝４８４が形成されている。この溝４８４は円弧状の水平断面を有している。基台４０１のアーム４０１ａ（この例では保持部４０１ｂ）には、溝４８４に向かって突起する突起部４８５が形成されている。この突起部４８５の先端は、溝４８４の内部に位置しており、突起部４８５は溝４８４に緩やかに係合している。この溝４８４および突起部４８５は、基板支持部材４０２の回転角度を制限するために設けられている。
【００６４】
次に、上述のように構成された乾燥ユニット２０の動作について説明する。
まず、モータ４１５により基板Ｗおよび回転カバー４５０を一体に回転させる。この状態で、フロントノズル４５４およびバックノズル４６３から純水を基板Ｗの表面（上面）および裏面（下面）に供給し、基板Ｗの全面を純水でリンスする。基板Ｗに供給された純水は、遠心力により基板Ｗの表面および裏面全体に広がり、これにより基板Ｗの全体がリンスされる。回転する基板Ｗから振り落とされた純水は、回転カバー４５０に捕らえられ、液体排出孔４５１に流れ込む。基板Ｗのリンス処理の間、２つの流体ノズル４６０，４６１は、基板Ｗから離れた所定の待機位置にある。
【００６５】
次に、フロントノズル４５４からの純水の供給を停止し、フロントノズル４５４を基板Ｗから離れた所定の待機位置に移動させるとともに、２つの流体ノズル４６０，４６１を基板Ｗの上方のオフセット位置（乾燥開始位置）に移動させる。そして、基板Ｗを３０〜１５０ｍｉｎ−１の速度で低速回転させながら、流体ノズル４６０からＩＰＡ蒸気を、流体ノズル４６１から純水を基板Ｗの表面に向かって供給する。このとき、基板Ｗの裏面にもバックノズル４６３から純水を供給する。
【００６６】
そして、前述の第２洗浄ユニット１８の揺動アーム４４と同様に、モータ５０４の回転速度を制御部５０６で制御して揺動アーム５０２の角速度を制御し、これによって、２つの流体ノズル４６０，４６１の移動速度を制御して、２つの流体ノズル４６０，４６１を同時に基板Ｗの径方向に沿って基板Ｗの外周部側方まで移動させる。これにより、基板Ｗの表面（上面）が乾燥される。
【００６７】
その後、２つの流体ノズル４６０，４６１を所定の待機位置に移動させ、バックノズル４６３からの純水の供給を停止する。そして、基板Ｗを１０００〜１５００ｍｉｎ−１の速度で高速回転させ、基板Ｗの裏面に付着している純水を振り落とす。このとき、ガスノズル４６４から乾燥気体を基板Ｗの裏面に吹き付ける。このようにして基板Ｗの裏面が乾燥される。
【００６８】
次に、図５に示す研磨装置を使用した、本発明の実施形態の基板洗浄方法の処理フローを、図１５に示すブロック図を参照して説明する。
【００６９】
まず、ロードポート１２内の基板カセットから取り出した基板の表面を、研磨ユニット１４ａ〜１４ｄのいずれかに搬送して研磨する。そして、研磨後の基板を第１洗浄ユニット１６に搬送する。
【００７０】
第１洗浄ユニット１６では、前述のように、表面を上向きにして基板Ｗを水平回転させながら、基板Ｗの表面及び裏面に、中性乃至アルカリ性薬液からなる洗浄水を供給し、ロール洗浄部材３０７，３０８をその軸心周りに回転させて基板Ｗの表面及び裏面に摺接させることによって、基板Ｗの表面及び裏面のロールスクラブ洗浄による一次洗浄を行う。そして、基板Ｗの表面及び裏面にリンス液（純水）を供給してリンス洗浄して、基板Ｗの表面及び裏面に残る洗浄液（薬液）をリンス液で洗い流す。
【００７１】
そして、一次洗浄後の基板Ｗを第１洗浄ユニット１６から第２洗浄ユニット１８に搬送する。
【００７２】
第２洗浄ユニット１８では、前述のように、表面を上向きにして基板Ｗを水平回転させ、２流体ノズル４６を図８に示すオフセット位置Ａから洗浄終了位置Ｃに移動させながら、基板Ｗの表面に向けて、Ｎ２ガス等のキャリアガスと炭酸水を２流体ノズル４６から高速で噴出させ、これによって、基板Ｗの表面の２流体ジェット洗浄による仕上げ洗浄を行う。そして、基板Ｗの表面にリンス液を供給して、基板Ｗの表面に残る炭酸水をリンス液で洗い流す。
【００７３】
次に、回転中のペンシル型洗浄具６０の下面を、回転中の基板Ｗの表面に所定の押圧力で接触させながら、揺動アーム４４を揺動させてペンシル型洗浄具６０を移動させ、同時に、基板Ｗの表面に、中性乃至アルカリ性薬液からなる洗浄液を供給することで、基板Ｗの表面のペンシルスクラブ洗浄による最終仕上げ洗浄を行う。そして、基板Ｗの表面にリンス液を供給して、基板Ｗの表面に残る洗浄液（薬液）をリンス液で洗い流す。
【００７４】
そして、最終洗浄後の基板を第２洗浄ユニット１８から乾燥ユニット２０に搬送し、乾燥ユニット２０でスピン乾燥させた後、乾燥後の基板をロードポート１２の基板カセット内に戻す。
【００７５】
この例によれば、中性乃至アルカリ性薬液を洗浄液として使用したロールスクラブ洗浄による一次洗浄、及び中性乃至アルカリ性薬液を洗浄液として使用したペンシルスクラブ洗浄による最終仕上げ洗浄を行うことで、例えば絶縁体の内部に表面を露出させて埋込んだ銅からなる銅配線を表面に有する研磨後の基板の該表面を、銅腐食を抑制しつつ洗浄することができる。
【００７６】
しかも、銅腐食の要因となる炭酸水を使用した２流体ジェット洗浄による基板Ｗの表面の仕上げ洗浄後に、中性乃至アルカリ性薬液を洗浄液に使用したスクラブ洗浄で基板Ｗの表面の最終仕上げ洗浄を行うことで、基板Ｗの表面の残留する炭酸水を速やかに、すなわち、ミクロな視点で酸性を示す残留炭酸水中に大気からの酸素が溶解する前に除去することができ、これによって、２流体ジェット洗浄によるパーティクルの除去効果を維持しつつ、２流体ジェット洗浄による銅腐食の発生を有効に抑制できる。
【００７７】
図１６は、図１５に示す処理フローで銅からなる基板表面を洗浄した時に、銅表面の腐食を防止するメカニズムの説明に付する図である。つまり、銅からなる基板Ｗの表面Ｗｆを２流体ジェット洗浄で仕上げ洗浄してリンス洗浄すると、図１６（ａ）に示すように、基板Ｗの表面Ｗｆに洗浄で除去されずに残存する比較的大きなパーティクル（ディフェクト）Ｐ１や比較的小さなパーティクル（ディフェクト）Ｐ２の周りに、酸性を示す炭酸水ＣＷが該パーティクルＰ１，Ｐ２に引っかかって残留し易くなる。しかし、２流体ジェット洗浄の直後に、ペンシルスクラブ洗浄による最終仕上げ洗浄を行って乾燥させることで、２流体ジェット洗浄後に表面に残留した炭酸水ＣＷ中に大気中の酸素（Ｏ２）が溶解する前に、図１６（ｂ）に示すように、表面に残留した炭酸水ＣＷ及び比較的大きなパーティクルＰ１を基板Ｗの表面Ｗｆから除去し、これによって、乾燥後の基板Ｗの表面Ｗｆの比較的小さなパーティクルＰ２の周囲に銅腐食が生じてしまうことを防止できる。
【００７８】
図１７は、図１５に示す処理フローで銅からなる基板表面を洗浄した時における該表面のＳＥＭ像を示す。この図１７から、銅の表面のパーティクル（ディフェクト）が観察される周辺に銅腐食による表面荒れが確認できず、これによって、銅の表面に腐食が生じていないことが判る。
【００７９】
更に、ロールスクラブ洗浄で一次洗浄を行い、２流体ジェット洗浄で仕上げ洗浄を行った後、ペンシルスクラブ洗浄で最終仕上げ洗浄を行うことで、ペンシルスクラブ洗浄の負担を低減し、ペンシルスクラブ洗浄特性を長期間維持して、ペンシル型洗浄部材６０のライフタイムを伸ばすことができる。
【００８０】
図１８は、表面にLow-k膜を形成した基板の該表面を、種々の洗浄条件（比較例１〜４，実施例１）で洗浄した時にLow-k膜表面に残る１２０ｎｍ以上のパーティクル数（ディフェクト数）を計測した結果を示すグラフである。図１８において、パーティクル数は、比較例２で洗浄した時のパーティクル数を１とした任意数（ａ．ｕ値）で表している。
【００８１】
比較例１は、図６に示す第１洗浄ユニット１６を使用し、低洗浄条件（ロール洗浄部材の回転速度：２００ｒｍｐ、基板の回転速度：５０ｒｍｐ）で基板表面をロールスクラブ洗浄して乾燥させた時の結果を示している。比較例２は、図６に示す第１洗浄ユニット１６を使用し、高洗浄条件（ロール洗浄部材の回転速度：２００ｒｍｐ、基板の回転速度：１５０ｒｍｐ）で基板表面をロールスクラブ洗浄して乾燥させた時の結果を示している。
【００８２】
比較例３は、比較例２と同じ条件でロールスクラブ洗浄した後、図７に示す第２洗浄ユニット１８を使用した２流体ジェット洗浄で洗浄して乾燥させた時の結果を示している。比較例４は、比較例２と同じ条件でロールスクラブ洗浄した後、図７に示す第２洗浄ユニット１８を使用したペンシルスクラブ洗浄を行い、しかる後、２流体ジェット洗浄で洗浄して乾燥させた時の結果を示している。実施例１は、図１５に示すように、比較例２と同じ条件でロールスクラブ洗浄（一次洗浄）した後、図７に示す第２洗浄ユニット１８を使用した２流体ジェット洗浄（仕上げ洗浄）を行い、しかる後、ロールスクラブ洗浄（最終仕上げ洗浄）して乾燥させた時の結果を示している。
【００８３】
図１８から、実施例１によれば、比較例１〜４と比較して、洗浄後にLow-k膜表面に残るパーティクル数（ディフェクト数）を大幅に低減させた基板洗浄方法を確立できることが判る。
【００８４】
図１９は、前述の比較例４において、２流体ジェット洗浄の洗浄条件（揺動アームの揺動速度または２流体ノズルのスキャン方法）を代えて、銅膜の表面を洗浄した時（比較例４ａ〜４ｄ）と、前述の実施例１で銅膜表面を洗浄した時における銅腐食（Ｎ≧２）ディフェクト率を計測した結果を示すグラフである。
【００８５】
図１９から、比較例４ａ〜４ｄのように、たとえ２流体ジェット洗浄の洗浄条件を代えたとしても、２流体ジェット洗浄を最後に行って乾燥させると、銅の腐食が生じるが、実施例１のように、２流体ジェット洗浄（仕上げ洗浄）を行った後、ロールスクラブ洗浄（最終仕上げ洗浄）して乾燥させることで、銅の腐食を抑制できることが判る。
【００８６】
図２０は、表面に銅膜とLow-k膜が混在する基板の該表面を、比較例４と実施例１でそれぞれ洗浄した時の銅表面に残る１５０ｎｍ以上のパーティクル数（ディフェクト数）及びLow-k膜表面に残る１２０ｎｍ以上のパーティクル数（ディフェクト数）を計測した結果を示すグラフである。図２０に示すパーティクル数は、比較例４で洗浄した時のパーティクル数を１とした任意数（ａ．ｕ値）で表している。
【００８７】
図２０から、実施例１によれば、比較例４と比較して、洗浄後に銅膜表面及びLow-k膜表面に残るパーティクル数（ディフェクト数）を大幅に低減させた基板洗浄方法を確立できることが判る。
【００８８】
以上のように、この例によれば、次世代の銅配線における研摩後の洗浄処理において、２流体ジェット洗浄の特徴を活かしつつ、研磨後の洗浄処理の最終仕上げ洗浄ではなく、現在最終洗浄として主流であるペンシルスクラブ洗浄の前に２流体ジェット洗浄を実施することで、懸念とされる銅腐食を抑制することができる。しかも、ペンシルスクラブ洗浄の前に２流体ジェット洗浄を実施することで、ペンシルスクラブ洗浄の洗浄性能を維持しつつ、ペンシル型洗浄部材のライフタイムを伸ばすことができる。
【００８９】
なお、この例では、ペンシルスクラブ洗浄で最終仕上げ洗浄を行っているが、ロールスクラブ洗浄で、２流体ジェット洗浄による仕上げ洗浄の後の最終仕上げ洗浄を行うようにしてもよい。
【００９０】
これまで本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されず、その技術的思想の範囲内において種々異なる形態にて実施されてよいことは言うまでもない。
【符号の説明】
【００９１】
１４ａ〜１４ｄ  研磨ユニット
１６  第１洗浄ユニット
１８  第２洗浄ユニット
２０  乾燥ユニット
３０  制御部
４０  洗浄槽
４２  支持軸
４４  揺動アーム
４６  ２流体ノズル
５４  モータ
６０  ペンシル型洗浄具
４６０，４６１  流体ノズル
３０７，３０８  ロール洗浄部材
５００  支持軸
５０２  揺動アーム
５０４  モータ
５０６  制御部
【図１】
0005866227.tif 000002
【図２】
0005866227.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0005866227.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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