(57)【要約】【課題】基板表面に形成された微細パターンの残渣を効率よく除去する基板洗浄方法及び基板洗浄装置を提供することにある。【解決手段】基板２０を回転させながら、基板２０表面に洗浄液１４を供給して、基板２０表面を洗浄する基板洗浄方法であって、基板２０表面には開口部１３が形成されており、開口部１３の内部に供給された洗浄液１４に対して、基板２０の回転軸方向に振動させる力を付与しながら洗浄を実行する。洗浄は、基板２０を回転軸方向若しくは回転軸方向と垂直な方向に振動させながら、または、回転軸方向を鉛直方向に対して傾斜させながら実行される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を回転させながら、該基板表面に洗浄液を供給して、該基板表面を洗浄する基板洗浄方法であって、
前記基板表面には開口部が形成されており、
前記開口部の内部に供給された前記洗浄液に対して、前記基板の回転軸方向に振動させる力を付与しながら、前記洗浄を実行することを特徴とする、基板洗浄方法。
【請求項２】
前記基板を、該基板の回転軸方向と垂直な方向に振動させながら、前記洗浄を実行す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】
前記基板を、該基板の回転軸方向に振動させながら、前記洗浄を実行す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】
前記基板を、該基板の回転軸方向を鉛直方向に対して傾斜させながら、前記洗浄を実行す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５】
前記洗浄液を、前記基板と垂直な方向に供給する圧力を変動させながら、前記洗浄を実行す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６】
前記洗浄液の供給は、前記基板に吐出する不活性ガスを付加しながら行われ、
前記不活性ガスを、前記基板と垂直な方向に吐出する圧力を変動させながら、前記洗浄を実行す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７】
前記洗浄液の供給は、前記基板に電界を印加しながら行われ、
前記電界を、前記基板と垂直な方向に印加する方向を変動させながら、前記洗浄を実行す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８】
基板を保持する保持台と、前記保持台を回転させる回転手段と、前記基板に洗浄液を供給する供給手段とを備えた基板洗浄装置であって、
前記保持台に保持された前記基板の洗浄は、前記保持台を前記回転手段で回転させながら、前記基板表面に前記洗浄液を前記供給手段から供給することによって実行され、
前記基板洗浄装置は、前記基板表面に形成された開口部の内部に供給された前記洗浄液に対して、前記回転手段の回転軸方向に振動させる力を付与する振動力付与機構をさらに備えていることを特徴とする、基板洗浄装置。
【請求項９】
振動力付与機構は、前記保持台に前記基板を保持するチャックに設けられた伸縮可動部で構成されている、請求項８に記載の基板洗浄装置。
【請求項１０】
前記振動力付与機構は、前記保持台を、該保持台の回転軸方向と垂直な方向に振動させる第１の振動手段で構成されている、請求項８に記載の基板洗浄装置。
【請求項１１】
前記振動力付与機構は、前記保持台を、該保持台の回転軸方向に振動させる第２の振動手段で構成されている、請求項８に記載の基板洗浄装置。
【請求項１２】
前記振動力付与機構は、前記回転手段に、該保持台の回転軸方向を鉛直方向に対して傾斜して保持する保持手段を付加して構成されている、請求項８に記載の基板洗浄装置。
【請求項１３】
前記洗浄液の供給手段は、該洗浄液を、前記基板と垂直な方向に供給するものであって、
前記振動力付与機構は、前記供給手段から供給する前記洗浄液の流量を変動させる流量変動手段で構成されている、請求項８に記載の基板洗浄装置。
【請求項１４】
前記基板洗浄装置は、前記基板と垂直な方向に不活性ガスを吐出する吐出手段をさらに備え、
前記振動力付与機構は、前記吐出手段から吐出する不活性ガスの圧力を変動させる圧力変動機構で構成されている、請求項８に記載の基板洗浄装置。
【請求項１５】
前記基板洗浄装置は、前記基板に電圧を印加する電圧印加手段をさらに備え、
前記振動力付与機構は、前記電圧印加手段によって、前記基板の垂直方向に発生する電界を変動させる電界変更機構で構成されている、請求項８に記載の基板洗浄装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板表面に形成された微細パターンの残渣を効率よく除去する基板洗浄方法及び基板洗浄装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、半導体装置の高集積化、高性能化に伴い、素子の微細化が進んでいる。通常、半導体基板の表面に、ドライエッチングで微細パターンを形成した場合、微細パターンの開口部に残渣が生成されるので、微細パターン形成後、この残渣を除去すべく、基板表面を洗浄する工程が行われる。
【０００３】
図１９（ａ）〜（ｃ）は、従来の微細パターン形成後の半導体基板の洗浄方法を示した工程断面図である。ここでは、一例として、半導体基板上に形成された層間絶縁膜に、配線パターンに接続するためのコンタクトホールを形成した後、半導体基板を洗浄液で洗浄する工程を説明する。
【０００４】
まず、図１９（ａ）に示すように、層間絶縁膜１０１内に配線パターン１０２が埋設された半導体基板（不図示）を用意し、その上に、層間絶縁膜（例えば、シリコン酸化膜）１０３を形成する。そして、シリコン酸化膜１０３上に、開口部１０５を有するレジストマスク１０４を形成する。そして、レジストマスク１０４をマスクに、シリコン酸化膜１０３を、例えば、ＣＦ４のエッチングガスを用いて、ドライエッチングにより除去して、コンタクトホール１０６を形成する。その後、レジストマスク１０４を、例えばＯ２ガスを用いてアッシングにより除去する。
【０００５】
図１９（ｂ）は、コンタクトホール１０６を形成した後、コンタクトホール１０６の底部にポリマー（残渣）１０７が生成された状態を示した図である。
【０００６】
次に、図１９（ｃ）に示すように、半導体基板の表面に洗浄液（不図示）を供給して、ポリマー１０７を除去する。例えば、配線パターン１０２が銅（Ｃｕ）からなる場合、生成されるポリマー１０７は、ＣｕＯやＳｉＯ２からなる。この場合、洗浄液として、フッ酸（ＨＦ）の薬液を用いることによって、ＨＦとＳｉＯ２やＣｕＯとを反応させ、反応生成物（Ｈ２ＳｉＦ６）をＨＦともに排出することによって、ポリマー１０７を除去する。なお、ポリマー１０７を除去した後、さらに純水で基板の洗浄を行う。
【０００７】
図２０は、このような半導体基板を洗浄する洗浄装置の一般的な構成を示した断面図である。図２０に示すように、表面に微細パターンが形成された半導体基板１２０を、保持台１２１にチャック１２４で保持し、保持台１２１を回転手段１２２によって回転させながら、基板１２０の上方に配置された供給ノズル１２３から洗浄液を基板１２０の表面に供給しながら洗浄を行う（例えば、特許文献１を参照）。
【特許文献１】特開２００４−７１７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
従来の洗浄装置では、半導体基板１２０を回転させながら、洗浄液を基板１２０に供給するため、供給された洗浄液は、基板１２０の回転による遠心力で基板１２０の水平方向に移動し、特に、微細パターンの開口部底部において、洗浄液の置換効率が悪くなる。
【０００９】
図２１は、図１９（ａ）〜（ｃ）に示した方法で、半導体基板にコンタクトホール１０６を形成した後、洗浄液（ＨＦ）を用いて半導体基板の洗浄を行った場合の、コンタクトホール１０６のアスペクト比と、コンタクトホール１０６内に形成したコンタクトプラグのオープン不良率（コンタクトプラグと配線とのコンタクト不良率）との関係を示したグラフである。
【００１０】
図２１に示すように、アスペクト比が１．０以上になると、オープン不良率が増加することが分かる。これは、アスペクト比の大きなコンタクトホール１０６の底部には、洗浄液の供給及び排出がされにくいことに起因しているものと考えられる。すなわち、アスペクト比の大きなコンタクトホール１０６の底部に生成されたポリマー１０７は、従来の洗浄方法では完全に除去されず、その結果、オープン不良率が増加しているものと考えられる。
【００１１】
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その主な目的は、基板表面に形成された微細パターンの残渣を効率よく除去する基板洗浄方法及び基板洗浄装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記の目的を達成するため、本発明に係わる基板洗浄方法は、基板表面に形成された開口部の内部に供給された洗浄液に対して、基板の回転軸方向に振動させる力を付与しながら洗浄を実行する方法を採用する。これにより、開口部内部への洗浄液の供給及び排出を促進する力が洗浄液に加わるので、開口部の底部に生成された残渣を効率よく除去することができる。なお、基板の回転軸方向に振動させる力は、種々の方法によって付与することができ、その具体的な方法及び手段は、本発明の実施形態において詳細に説明する。
【００１３】
本発明に係わる基板洗浄方法は、基板を回転させながら、該基板表面に洗浄液を供給して基板表面を洗浄する方法であって、基板表面には開口部が形成されており、開口部の内部に供給された洗浄液に対して、基板の回転軸方向に振動させる力を付与しながら洗浄を実行することを特徴とする。
【００１４】
ある好適な実施形態において、上記基板を、該基板の回転軸方向に振動させながら洗浄を実行する。また、上記基板を、該基板の回転軸方向と垂直な方向に振動させながら洗浄を実行してもよい。また、上記基板を、該基板の回転軸方向を鉛直方向に対して傾斜させながら洗浄を実行してもよい。
【００１５】
ある好適な実施形態において、上記洗浄液を、基板と垂直な方向に供給する圧力を変動させながら洗浄を実行する。また、上記洗浄液の供給は、基板に吐出する不活性ガスを付加しながら行われ、不活性ガスを、基板と垂直な方向に吐出する圧力を変動させながら洗浄を実行してもよい。また、上記洗浄液の供給は、基板に電界を印加しながら行われ、電界を、基板と垂直な方向に印加する方向を変動させながら洗浄を実行してもよい。
【００１６】
本発明に係わる基板洗浄装置は、基板を保持する保持台と、保持台を回転させる回転手段と、基板に洗浄液を供給する供給手段とを備え、保持台に保持した基板の洗浄は、保持台を回転手段で回転させながら、基板表面に洗浄液を供給手段から供給することによって実行され、基板洗浄装置は、基板表面に形成された開口部の内部に供給された洗浄液に対して、回転手段の回転軸方向に振動させる力を付与する振動力付与機構をさらに備えていることを特徴とする。
【００１７】
ある好適な実施形態において、上記振動力付与機構は、保持台に基板を保持するチャックに設けられた伸縮可動部で構成されている。また、上記振動力付与機構は、保持台を、該保持台の回転軸方向に振動させる第１の振動手段で構成されていてもよい。また、上記振動力付与機構は、保持台を、該保持台の回転軸方向と垂直な方向に振動させる第２の振動手段で構成されていてもよい。また、上記振動力付与機構は、回転手段に、該保持台の回転軸方向を鉛直方向に対して傾斜して保持する保持手段を付加して構成されていてもよい。
【００１８】
ある好適な実施形態において、上記洗浄液の供給手段は、該洗浄液を、基板と垂直な方向に供給するものであって、上記振動力付与機構は、供給手段から供給する洗浄液の流量を変動させる流量変動手段で構成されている。
【００１９】
ある好適な実施形態において、上記基板洗浄装置は、基板と垂直な方向に不活性ガスを吐出する吐出手段をさらに備え、上記振動力付与機構は、吐出手段から吐出する不活性ガスの圧力を変動させる圧力変動機構で構成されている。
【００２０】
ある好適な実施形態において、上記基板洗浄装置は、基板に電圧を印加する電圧印加手段をさらに備え、上記振動力付与機構は、電圧印加手段によって、基板の垂直方向に発生する電界を変動させる電界変更機構で構成されている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明に係る基板洗浄方法及び基板洗浄装置によれば、基板表面に形成された微細パターンの残渣を効率よく除去することができ、基板に形成される電子部品の歩留まりの向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明に係わる基板洗浄方法は、基板表面に形成された開口部の内部に供給された洗浄液に対して、基板の回転軸方向に振動させる力を付与しながら洗浄を実行する方法を特徴とする。
【００２３】
すなわち、従来の基板を回転させながら洗浄を行う方法においては、図１（ａ）に示すように、基板１１表面に供給された洗浄液１４に対して、基板の回転による遠心力Ｆｒが働くため、基板１１表面に形成された微細パターン１２の開口部１３内への洗浄液の供給、及び排出を促進するような力が働いていない。
【００２４】
これに対して、本発明における洗浄方法においては、図１（ｂ）に示すように、遠心力Ｆｒに加え、開口部１３の内部に供給された洗浄液１４に対して、基板１１の回転軸方向、換言すれば、開口部１３の縦方向に振動させる力Ｆ１、Ｆ２を付与しながら洗浄を行うことによって、開口部１３内への洗浄液の供給、及び排出を効率よく促進することができる。これにより、開口部１３内に生成されたポリマー等の残渣を容易に除去することができ、その結果、基板１１に形成された電子部品の歩留まりを向上させることができる。
【００２５】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００２６】
（第１の実施形態）
図２は、本発明の第１の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。
【００２７】
図２に示すように、基板洗浄装置は、基板２０を保持する保持台２１、保持台２１を回転させる回転手段（例えば、駆動モータ）２２、及び基板１１に洗浄液を供給する供給手段（例えば、供給ノズル）２３を備えている。そして、保持台２１に保持された基板２０の洗浄は、保持台２１を回転手段２２で回転させながら、基板２０表面に洗浄液（不図示）を供給手段２３から供給することによって実行される。
【００２８】
本実施形態において、基板１１表面に形成された開口部（不図示）内部に供給された洗浄液に対して、回転手段２２の回転軸方向に振動させる力を付与する機構（以下、「振動力付与機構」という）は、保持台２１に基板２０を保持するチャック２４に設けられた伸縮可動部（例えばバネ等）３０で構成されている。
【００２９】
回転手段２２の回転軸等に生じたブレが保持台２１を介して伸縮可動部３０に伝わり、それによって、伸縮可動部３０が上下方向に振動することによって、開口部内の洗浄液に対して、回転手段の回転軸方向、すなわち、開口部の縦方向に振動させる力を付与することができる。
【００３０】
図３は、伸縮可動部３０を設けていない従来の洗浄方法（ａ）と、伸縮可動部３０を設けた本実施形態における洗浄方法（ｂ）を用いて、図１９（ｂ）に示したコンタクトホールが形成された基板を洗浄したときの、コンタクトプラグのオープン不良率を比較したグラフである。
【００３１】
ここで、伸縮可動部３０にはバネ（バネ定数：３００ｇ／ｍｍ）を用い、バネのたわみ量を１ｍｍ、基板２０の回転速度を６００ｒｐｍとして、３０秒間洗浄を行った。
【００３２】
図３に示したように、従来の洗浄方法（ａ）に比べ、本実施形態の洗浄方法（ｂ）におけるオープン不良率が低減されていることが分かる。
【００３３】
なお、本実施形態において、基板の回転速度は特に制限されないが、回転速度が１００〜１０００ｒｐｍの間で好適に実施される。
【００３４】
（第２の実施形態）
図４は、本発明の第２の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。本実施形態は、振動力付与機構が、保持台２１を回転軸方向と垂直な方向（基板２０表面に平行な方向）に振動させる振動手段３１で構成されている点に特徴がある。
【００３５】
回転する基板２０に、さらに基板２０表面に平行な方向に振動する力を付与することによって、パターン側壁に衝突した薬液が垂直方向に拡散するため、基板２０表面に形成された開口部の縦方向に振動させる力を付与することができる。この場合、第１の実施形態のようにチャック２４を可変にしていないため、第１の実施形態に比べて基板の保持能力が高く、基板の回転速度をより高速にして洗浄することができる。
【００３６】
図５は、本実施形態における洗浄方法を用いて、図１９（ｂ）に示したコンタクトホールが形成された基板を洗浄したときの、コンタクトプラグのオープン不良率を示したグラフである。
【００３７】
ここで、振動手段３１による振動条件は、振幅を１ｍｍ、振動数を１０Ｈｚとし、基板２０の回転速度を、それぞれ４００ｒｐｍ（ａ）、１０００ｒｐｍ（ｂ）、１５００ｒｐｍ（ｃ）として、３０秒間洗浄を行った。
【００３８】
図５に示すように、基板２０の回転速度が４００ｒｐｍと遅い場合には、若干のオープン不良が発生しているが、１０００ｒｐｍ以上の回転速度では、オープン不良は発生していない。これは、回転速度を高速にすることによって、開口部の底部から排出された残渣を速やかに基板外部に除去できることによるものと考えられる。
【００３９】
なお、本実施形態において、基板の回転速度は特に制限されないが、回転速度が１００〜２０００ｒｐｍの間で好適に実施される。また、振動手段３１の条件として、振幅を０．１〜２．０ｍｍ、周波数を１〜１０００Ｈｚにすることが好ましい。
【００４０】
（第３の実施形態）
図６は、本発明の第３の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。本実施形態は、振動力付与機構が、保持台２１を回転軸方向（基板２０表面に垂直な方向）に振動させる振動手段３２で構成されている点に特徴がある。第２の実施形態における基板２０表面に平行な方向に付与する振動よりも、直接的に基板２０表面に垂直な方向に振動を付与することができるので、より効率的に、開口部に生成された残渣を除去することができる。
【００４１】
図７は、第２の実施形態における洗浄方法（ａ）と、本実施形態における洗浄方法（ｂ）を用いて、図１９（ｂ）に示したコンタクトホールが形成された基板を洗浄したときの、コンタクトプラグのオープン不良率を比較したグラフである。
【００４２】
ここで、振動手段３１及び振動手段３２による振動条件は、共に振幅を１ｍｍ、振動数を１０Ｈｚとし、基板２０の回転速度を６００ｒｐｍとして、３０秒間洗浄を行った。
【００４３】
図７に示すように、基板２０表面に平行な方向に振動を付与する第２の実施形態における洗浄方法（ａ）よりも、直接的に基板２０表面に垂直な方向に振動を付与する本実施形態における洗浄方法（ｂ）の方が、オープン不良率をさらに低くすることができる。
【００４４】
なお、本実施形態において、基板の回転速度は特に制限されないが、回転速度が１００〜２０００ｒｐｍの間で好適に実施される。また、また、振動手段３２の条件として、振幅を０．１〜２．０ｍｍ、周波数を１〜１０００Ｈｚにすることが好ましい。
【００４５】
（第４の実施形態）
図８は、本発明の第４の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。本実施形態は、前記振動力付与機構が、回転手段２２に、保持台２１の回転軸方向を鉛直方向に対して傾斜して保持する保持手段３３を付加して構成されている点に特徴がある。
【００４６】
回転する基板２０を傾斜させた場合に、基板２０表面に形成された開口部内の洗浄液に対して、開口部の縦方向に振動させる力が付与される理由を、図９（ａ）、（ｂ）を参照しながら説明する。
【００４７】
図９（ａ）、（ｂ）は、基板２０表面のある部位に形成された開口部１３の断面図を示し、図９（ａ）は、基板２０表面のある部位が、回転時において、低位置から高位置に上昇するときの状態を示し、図９（ｂ）は、基板２０表面のある部位が、回転時において、高位置から低位置に下降するときの状態を示す。すなわち、基板を傾斜させながら回転させると、図９（ａ）と図９（ｂ）に示した状態を交互に繰り返すことになる。
【００４８】
上昇時には、図９（ａ）に示すように、遠心力Ｆｒに加えて、鉛直下方向に慣性力が働くため、鉛直下方に力Ｆ1が加わり、開口部の縦方向成分の力Ｆa1が作用する。また、下降時には、図９（ｂ）に示すように、遠心力にＦrに加えて、鉛直上方に力Ｆ2が加わり、開口部の縦方向成分の力Ｆa2（Ｆa1と反対方向）が作用する。すなわち、基板を傾斜させながら回転させることによって、開口部の縦方向に振動する力を付与することができる。
【００４９】
図１０は、従来の基板を傾斜させずに行う洗浄方法（ａ）と、本実施形態における基板を傾斜させて行う洗浄方法（ｂ）を用いて、図１９（ｂ）に示したコンタクトホールが形成された基板を洗浄したときの、コンタクトプラグのオープン不良率を比較したグラフである。
【００５０】
ここで、基板２０の傾斜角度を４５°とし、基板２０の回転速度を６００ｒｐｍとして、３０秒間（注：下線部に適当な数値をご記入下さい）洗浄を行った。
【００５１】
図１０に示すように、基板２０を傾斜させただけの簡単な構成でも、開口部１３内への洗浄液の供給、及び排出を促進することができ、これにより、開口部１３内に生成されたポリマー等の残渣を簡単に除去することができる。
【００５２】
なお、本実施形態において、基板の回転速度は特に制限されないが、回転速度が１００〜２０００ｒｐｍ間で好適に実施される。また、また、基板２０の傾斜角度は、１５〜６０°にすることが好ましい。
【００５３】
（第５の実施形態）
図１１は、本発明の第５の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。本実施形態は、振動力付与機構が、供給手段２３から供給する洗浄液の流量を変動させる流量変動手段４０で構成されている点に特徴がある。
【００５４】
ここで、流量変動手段４０として、例えば、流量調整バルブを用いることができ、流量調整バルブによって、洗浄液の流量を周期的に変動させることによって、供給手段（供給ノズル）２３から吐出する洗浄液の圧力を周期的に変動させることができる。
【００５５】
図１２は、洗浄液の流量を周期的に変動させて基板１１表面に供給したときの状態を示した断面図で、流量が大きいとき、吐出圧力が高いため、開口部１３の縦方向に対して下方の力Ｆ１が作用し、流量が小さいとき、吐出圧力が下がるため、開口部１３の底部に高圧で供給された洗浄液の反発力により上方の力Ｆ２が作用する。これを繰り返すことによって、開口部１３内の洗浄液の置換効率が上昇し、開口部１３内に生成された残渣を効率よく除去することができる。
【００５６】
図１３は、流量を変動させない従来の洗浄方法（ａ）と、本実施形態における流動を変動させて行う洗浄方法（ｂ）を用いて、図１９（ｂ）に示したコンタクトホールが形成された基板を洗浄したときの、コンタクトプラグのオープン不良率を比較したグラフである。
【００５７】
ここで、洗浄液は、２０００ｍＬ／ｍｉｎの流量で５秒間、５００ｍＬ／ｍｉｎの流量で５秒間、交互に繰り返しながら供給し、基板２０の回転速度を６００ｒｐｍとして、３０秒間洗浄を行った。
【００５８】
図１３に示すように、供給手段２３から供給する洗浄液の流量を変動させることによって、開口部１３内への洗浄液の供給、及び排出を促進することができ、これにより、開口部１３内に生成されたポリマー等の残渣を簡単に除去することができる。
【００５９】
なお、本実施形態において、基板の回転速度は特に制限されないが、回転速度が１００〜２０００ｒｐｍ間で好適に実施される。また、また、洗浄液の流量は、１００〜２０００ｍｌ／ｍｉｎの範囲で変動させることが好ましい。
【００６０】
（第６の実施形態）
図１４は、本発明の第６の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。本実施形態は、基板２０と垂直な方向に不活性ガスを吐出する吐出手段４１をさらに備えたもので、振動力付与機構が、吐出手段４１から吐出する不活性ガスの圧力を変動させる圧力変動機構で構成されている点に特徴がある。
【００６１】
ここで、流量変動手段として、例えば、不活性ガスの吐出手段（吐出ノズル）４１に取り付けられる流量調整バルブを用いることができる。図１４に示すように、洗浄液の供給ノズル２３に並列に不活性ガスの吐出ノズル４１を配置し、供給ノズル２３から供給される洗浄液に対して、吐出ノズル４１から周期的に圧力の変動した不活性ガス（例えば、窒素ガス）を重畳させることによって、第５の実施形態における洗浄液の流量変化と同様の効果を発揮することができる。
【００６２】
図１５は、不活性ガスを吐出させない従来の洗浄方法（ａ）と、本実施形態における不活性ガスを吐出させて行う洗浄方法（ｂ）を用いて、図１９（ｂ）に示したコンタクトホールが形成された基板を洗浄したときの、コンタクトプラグのオープン不良率を比較したグラフである。
【００６３】
ここで、洗浄液は、１０００ｍＬ／ｍｉｎの流量で供給し、窒素ガスを１００Ｌ／ｍｉｎの流量で５秒間、５Ｌ／ｍｉｎの流量で５秒間、交互に繰り返しながら吐出し、基板２０の回転速度を６００ｒｐｍとして、３０秒間洗浄を行った。
【００６４】
図１５に示すように、吐出手段４１から吐出する不活性ガスの流量を変動させることによって、開口部１３内への洗浄液の供給、及び排出を促進することができ、これにより、開口部１３内に生成されたポリマー等の残渣を簡単に除去することができる。また、洗浄液の流量よりも、不活性ガスの流量を幅広いレンジで設定できるため、より制御の高い洗浄を行うことができる。
【００６５】
なお、本実施形態において、基板の回転速度は特に制限されないが、回転速度が１００〜２０００ｒｐｍ間で好適に実施される。また、また、不活性ガスの流量は、０〜２００Ｌ／ｍｉｎの範囲で変動させることが好ましい。
【００６６】
（第７の実施形態）
図１６は、本発明の第７の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。本実施形態は、基板２０に電圧を印加する電圧印加手段５０を備えたもので、振動力付与機構は、電圧印加手段５０によって、基板２０の垂直方向に発生する電界を変動させる電界変更機構で構成されている点に特徴がある。
【００６７】
ここで、電界変動手段として、例えば、電圧印加手段５０に、基板に対して正電位と負電位を交互に印加する交流電源を用いることができる。
【００６８】
図１７（ａ）、（ｂ）は、基板２０に正電位と負電位を交互に印加したときの状態を示した断面図で、（ａ）は、負電位を印加した状態、（ｂ）は、正電位を印加した状態を示す。図１７（ａ）に示すように、負電位を印加したときには、陽イオンによる反応を促進する力Ｆa1が働く一方、陰イオンを排出させる力Ｆb1が働く。また、図１７（ｂ）に示すように、正電位を加えたときには、陰イオンによる反応を促進する力Ｆb2が働く一方、陽イオンを排出させる力Ｆa2が働く。これを繰り返すことにより、洗浄液１４の供給、排出だけでなく、洗浄液とポリマーの反応も促進でき、開口部１３内に生成された残渣を効率よく除去することができる。
【００６９】
図１８は、交流電圧を印加させない従来の洗浄方法（ａ）と、本実施形態における交流電圧を印加させて行う洗浄方法（ｂ）を用いて、図１９（ｂ）に示したコンタクトホールが形成された基板を洗浄したときの、コンタクトプラグのオープン不良率を比較したグラフである。
【００７０】
ここで、交流電圧は、１００ｍＶで５秒間、−１００ｍＶで５秒間、交互に繰り返しながら印加し、基板２０の回転速度を６００ｒｐｍとして、３０秒間洗浄を行った。
【００７１】
図１８に示すように、電圧印加手段５０で、基板２０の垂直方向に発生する電界を変動させることによって、開口部１３内への洗浄液の供給、及び排出を促進することができ、これにより、開口部１３内に生成されたポリマー等の残渣を効率よく除去することができる。
【００７２】
なお、本実施形態において、基板の回転速度は特に制限されないが、回転速度が１００〜２０００ｒｐｍ間で好適に実施される。また、また、交流電圧は、−５００〜５００ｍＶの範囲で変動させることが好ましい。
【００７３】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
基板表面に形成された微細パターンの残渣を効率よく除去することができる基板洗浄方法、及び基板洗浄装置に有効である。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の基板洗浄方法における洗浄液に加わる力を示した図で、（ａ）は従来の洗浄方法における洗浄液に加わる力、（ｂ）は本発明の洗浄方法における洗浄液に加わる力を示した図である。
【図２】本発明の第１の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を示した断面図である。
【図３】第１の実施形態における洗浄方法を用いた場合と、従来の洗浄方法を用いた場合のコンタクトプラグのオープン不良率を比較したグラフである。
【図４】本発明の第２の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。
【図５】第２の実施形態における洗浄方法を用いた場合のコンタクトプラグのオープン不良率を示したグラフである。
【図６】本発明の第３の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。
【図７】第２の実施形態における洗浄方法を用いた場合と、第３の実施形態における洗浄方法を用いた場合のコンタクトプラグのオープン不良率を比較したグラフである。
【図８】本発明の第４の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。
【図９】第４の実施形態の洗浄方法における洗浄液に加わる力を示した図で、（ａ）は低位置から高位置に上昇するときの状態を示し、（ｂ）は高位置から低位置に下降するときの状態を示した図である。
【図１０】第４の実施形態における洗浄方法を用いた場合と、従来の洗浄方法を用いた場合のコンタクトプラグのオープン不良率を比較したグラフである。
【図１１】本発明の第５の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。
【図１２】第５の実施形態の洗浄方法における洗浄液に加わる力を示した図である。
【図１３】第５の実施形態における洗浄方法を用いた場合と、従来の洗浄方法を用いた場合のコンタクトプラグのオープン不良率を比較したグラフである。
【図１４】本発明の第６の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。
【図１５】第６の実施形態における洗浄方法を用いた場合と、従来の洗浄方法を用いた場合のコンタクトプラグのオープン不良率を比較したグラフである。
【図１６】本発明の第７の実施形態における基板の洗浄方法、及び基板洗浄装置を模式的に示した断面図である。
【図１７】第７の実施形態の洗浄方法における洗浄液に加わる力を示した図で、（ａ）は負電位を印加したときの状態を示し、（ｂ）は正電位を印加したときの状態を示した図である。
【図１８】第７の実施形態における洗浄方法を用いた場合と、従来の洗浄方法を用いた場合のコンタクトプラグのオープン不良率を比較したグラフである。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）は、従来の微細パターン形成後の半導体基板の洗浄方法を示した工程断面図である。
【図２０】従来の基板洗浄装置の一般的な構成を示した断面図である。
【図２１】従来の洗浄方法を用いた場合のコンタクトプラグのオープン不良率と、アスペクト比との関係を示したグラフである。
【符号の説明】
【００７６】
１１      基板
１２      微細パターン
１３      開口部
１４      洗浄液
２０      基板
２１      保持台
２２      回転手段
２３      供給手段（供給ノズル）
２４      チャック
３０      伸縮可動部
３１、３２      振動手段
３３      保持手段
４０      流量変動手段
４１      吐出手段（吐出ノズル）
５０      電圧印加手段
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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