(57)【要約】【課題】表面の少なくとも一部がＬｏｗ−ｋ材で形成された基板あるいは表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板を薬液でスクラブ洗浄した後に、基板上に残留したパーティクルや薬液等の汚れを洗浄水で除去する洗浄方法を提供する。【解決手段】表面の少なくとも一部がＬｏｗ−ｋ材で形成された基板２あるいは表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板２を６００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させながら、洗浄水を供給することにより、洗浄水が基板２全面に行き渡るので、薬液でスクラブ洗浄した後に基板２上に残留したパーティクルや薬液等の汚れを除去した洗浄を行うことができる。【選択図】  図１
2005045035.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面の少なくとも一部がＬｏｗ−ｋ材で形成された基板を、一次洗浄機において薬液でスクラブ洗浄する一次洗浄工程と；
前記一次洗浄工程の後に、前記一次洗浄機とは別の二次洗浄機において、所定の時間、６００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させた前記基板に洗浄水を供給して、前記基板を洗浄する二次洗浄工程とを備える；
基板の洗浄方法。
【請求項２】
表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板を、一次洗浄機において薬液でスクラブ洗浄する一次洗浄工程と；
前記一次洗浄工程の後に、前記一次洗浄機とは別の二次洗浄機において、所定の時間、６００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させた前記基板に洗浄水を供給して、前記基板を洗浄する二次洗浄工程とを備える；
基板の洗浄方法。
【請求項３】
前記二次洗浄工程の後に、前記基板の回転速度を低下させる乾燥前段工程と；
前記乾燥前段工程の後に、洗浄水を供給せずに前記基板を加速し高速で回転し、前記基板上の洗浄水を除去する乾燥工程を備える；
請求項１または請求項２に記載の基板の洗浄方法。
【請求項４】
前記第二次洗浄工程における基板の回転速度が、６００ｍｉｎ−１以上１，４００ｍｉｎ−１以下である；
請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板の洗浄方法。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板の洗浄方法による前記基板の洗浄工程と；
前記基板を化学機械研磨する工程とを備える；
基板の研磨及び洗浄方法。
【請求項６】
基板を保持し回転させる第１の回転部と、前記第１の回転部に保持され回転している前記基板に薬液を散布する第１のノズルとを有する一次洗浄機と；
前記基板を保持し回転させる、前記第１の回転部とは別の第２の回転部と、前記第２の回転部に保持され回転している前記基板に洗浄水を供給する第２のノズルとを有する二次洗浄機と；
前記一次洗浄機に保持される基板を、前記二次洗浄機に搬送する搬送機と；
前記一次洗浄機で洗浄された前記基板を、前記搬送機により前記二次洗浄機に搬送し、前記二次洗浄機において、所定の時間、６００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させ洗浄水を供給して洗浄するように制御を行う制御装置とを備える；
基板洗浄装置。
【請求項７】
前記制御装置は、前記二次洗浄機において、第２の洗浄の後に、前記基板の回転速度を低下させ、その後に、洗浄水を供給せずに前記基板を加速し高速で回転させるように制御を行う；
請求項６に記載の基板洗浄装置。
【請求項８】
前記制御装置は、前記二次洗浄機における前記回転速度が６００ｍｉｎ−１以上１，４００ｍｉｎ−１以下となるように制御を行う；
請求項６または請求項７に記載の基板洗浄装置。
【請求項９】
請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の基板洗浄装置と；
前記基板を、スラリーを用いて化学機械研磨する基板研磨装置とを備える；
基板研磨及び洗浄システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の洗浄方法、基板の研磨及び洗浄方法、基板洗浄装置並びに基板研磨及び洗浄システムに関する。特に、表面の少なくとも一部がＬｏｗ−ｋ材で形成された基板あるいは表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板の洗浄方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイスの製造工程においては、半導体ウエハに幾層にもデバイス層を形成することが多くなっている。幾層ものデバイス層を精密に形成するためには、各デバイス層を覆う層の表面を平坦化且つ鏡面化する必要がある。この平坦化及び鏡面化の手段として、化学機械研磨（以下、ＣＭＰと称する）装置により、研磨することが行われている。ＣＭＰ装置は、パッド（研磨布）を貼ったターンテーブルとトップリングとを有し、トップリングで研磨対象基板を保持し、摺動面にスラリー（砥液）を供給しつつ回転するターンテーブル上のパッドに研磨対象基板を一定の圧力で押し付け、研磨対象基板の表面を平坦且つ鏡面状に研磨している。このような研磨後には、スラリーおよび研磨屑などのパーティクルが基板上に残存するので、研磨後に薬液を掛けながらスポンジなどでスクラブすることにより洗浄し、更に純水（以下、ＤＩＷと称する）などの洗浄液で洗い流していた。
【０００３】
近年、半導体デバイスの高集積化が進むに連れて、集積されるデバイスの寸法はより微細化し、配線間距離もより狭くなりつつある。そこで、基板上に配線間距離よりも大きなパーティクルが存在すると、配線がショートするなどの不具合が生ずるので、基板の処理においては、平坦化且つ鏡面化すると共に清浄化を図ることが重要である。そこで、作業効率よく、研磨し、且つ、清浄度の高い基板を提供する研磨装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】特開２００１−３５８２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
更なる半導体デバイスの高集積化のための配線の微細化と配線間距離の狭隘化により生ずる配線遅延（ＲＣ遅延）の問題を解決するため、層間絶縁膜としての基板材料として、Ｌｏｗ−ｋ（ローケイ）（低誘電率）材が用いられるようになりつつある。Ｌｏｗ−ｋ材では、従来の基板材料と異なり、表面が撥水性を有している。Ｌｏｗ−ｋ材に代表される、表面が撥水性を有する材料が用いられるようになると、洗浄水で洗い流そうとしても、表面が撥水性を有するために洗浄水が細い流路をなして基板の外周方向へ流れ出てしまい、基板の全面に行き渡らず、洗い流しできていない箇所が残ることがある。そこで、本発明は、Ｌｏｗ−ｋ（低誘電率）材に代表される、表面が撥水性を有する材料で形成された基板の全面を、洗浄水で洗い流すための基板の洗浄方法、基板の研磨及び洗浄方法、基板洗浄装置並びに基板研磨及び洗浄システム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】
【０００６】
上記の目的を達成するため、請求項１に記載の発明に係る基板の洗浄方法は、例えば図１に示すように、表面の少なくとも一部がＬｏｗ−ｋ材で形成された基板２を、一次洗浄機２０において薬液でスクラブ洗浄する一次洗浄工程ＳＴ２と、一次洗浄工程ＳＴ２の後に、一次洗浄機２０とは別の二次洗浄機３０において、所定の時間、６００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させた基板２に洗浄水を供給して、基板２を洗浄する二次洗浄工程ＳＴ３とを備える。
【０００７】
このように構成すると、薬液でスクラブ洗浄された後に、表面の少なくとも一部がＬｏｗ−ｋ材で形成された基板上にパーティクルや薬液等の汚れが残存していても、６００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させた基板に洗浄水を供給して洗浄するので、洗浄水が基板の全面に行き渡り、基板全面のパーティクルや薬液等の汚れを洗い流すことができる。
【０００８】
前記の目的を達成するため、請求項２に記載の発明に係る基板の洗浄方法は、例えば図１に示すように、表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板２を、一次洗浄機２０において薬液でスクラブ洗浄する一次洗浄工程ＳＴ２と、一次洗浄工程ＳＴ２の後に、一次洗浄機２０とは別の二次洗浄機３０において、所定の時間、６００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させた基板２に洗浄水を供給して、基板２を洗浄する二次洗浄工程ＳＴ３とを備える。
【０００９】
このように構成すると、薬液でスクラブ洗浄された後に、表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板上にパーティクルや薬液等の汚れが残存していても、６００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させた基板に洗浄水を供給して洗浄するので、洗浄水が基板の全面に行き渡り、基板全面のパーティクルや薬液等の汚れを洗い流すことができる。
【００１０】
また、請求項３に記載の発明に係る基板の洗浄方法は、例えば図１に示すように、請求項１または請求項２に記載の基板２の洗浄方法において、二次洗浄工程ＳＴ３の後に、基板２の回転速度を低下させる乾燥前段工程ＳＴ４と、乾燥前段工程ＳＴ４の後に、洗浄水を供給せずに基板２を加速し高速で回転し、基板２上の洗浄水を除去する乾燥工程ＳＴ５を備える。
【００１１】
このように構成すると、二次洗浄後に、基板の回転速度を低下させて、その後に回転速度を加速し、高速で回転させるので、短時間で基板を乾燥させることができる。したがって、ウォーターマークなどが残らず、きれいに乾燥した基板を得ることができる。
【００１２】
また、請求項４に記載の発明に係る基板の洗浄方法は、例えば図１に示すように、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の基板２の洗浄方法において、第二次洗浄工程ＳＴ３における基板２の回転速度が、６００ｍｉｎ−１以上１，４００ｍｉｎ−１以下である。
【００１３】
このように構成すると、二次洗浄工程の基板の回転速度が６００ｍｉｎ−１以上１，４００ｍｉｎ−１以下であるので、洗浄水が基板の全面に行き渡り、基板全面のパーティクルや薬液等の汚れを洗い流すことができ、且つ、基板の高速回転のために発生する気流による薬液を含んだミストや液滴の巻き込みを生ずる回転速度以下の回転速度となる。
【００１４】
前記の目的を達成するため、請求項５に記載の発明に係る基板の研磨及び洗浄方法は、例えば図１に示すように、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板の洗浄方法による基板２の洗浄工程ＳＴ２〜ＳＴ５と、基板２を化学機械研磨する工程ＳＴ１とを備える。
【００１５】
このように構成すると、化学機械研磨し、平坦化且つ鏡面化された基板を、請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の基板の洗浄方法により洗浄するので、表面の少なくとも一部がＬｏｗ−ｋ材で形成された基板であっても表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板であっても、化学機械研磨により平坦化且つ鏡面化され、更に清浄度の高い基板が提供される。
【００１６】
また、前記の目的を達成するため、請求項６に記載の発明に係る基板洗浄装置は、例えば図４に示すように、基板２を保持し回転させる第１の回転部２４（図２参照）と、第１の回転部２４に保持され回転している基板２に薬液を散布する第１のノズル２５、２７（図２参照）とを有する一次洗浄機２０と、基板２を保持し回転させる、第１の回転部２４とは別の第２の回転部３１、３２（図３参照）と、第２の回転部３１、３２に保持され回転している基板２に洗浄水を供給する第２のノズル３４（図３参照）とを有する二次洗浄機３０と、一次洗浄機２０に保持される基板２を、二次洗浄機３０に搬送する搬送機４３、４４と、一次洗浄機２０で洗浄された基板２を、搬送機４３、４４により二次洗浄機３０に搬送し、二次洗浄機３０において、所定の時間、６００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させ洗浄水を供給して洗浄するように制御を行う制御装置６０とを備える。
【００１７】
このように構成すると、一次洗浄機で、第１のノズルから薬液を散布しながら第１の回転部で基板を回転して洗浄し、搬送機で基板を一次洗浄機から二次洗浄機に搬送し、二次洗浄機で洗浄水を供給しながら第２の回転部で所定の時間６００ｍｉｎ−１以上の回転速度で基板を回転するので、基板は第１の洗浄機で薬液により洗浄された後に、二次洗浄機で基板の全面を洗浄水で洗い流すことができる。よって、表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板であっても表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板であっても、基板の全面のパーティクルや薬液等の汚れを洗い流すことができる基板洗浄装置となる。
【００１８】
また、請求項７に記載の発明に係る基板洗浄装置は、例えば図４に示すように、請求項６に記載の基板洗浄装置において、制御装置６０は、二次洗浄機３０において、第２の洗浄の後に、基板２の回転速度を低下させ、その後に、洗浄水を供給せずに基板２を加速し高速で回転させるように制御を行う。
【００１９】
このように構成すると、二次洗浄後に、基板の回転速度を低下させて、その後に回転速度を加速し、高速で回転させるので、短時間で基板を乾燥させることができる。したがって、ウォーターマークなどが残らず、きれいに乾燥した基板を得ることができる。
【００２０】
また、請求項８に記載の発明に係る基板洗浄装置は、例えば図４に示すように、請求項６または請求項７に記載の基板洗浄装置において、制御装置６０は、二次洗浄機３０にて前記基板を６００ｍｉｎ−１以上１，４００ｍｉｎ−１以下の回転速度で回転させて洗浄するように制御を行う。
【００２１】
このように構成すると、二次洗浄工程の基板の回転速度が６００ｍｉｎ−１以上１，４００ｍｉｎ−１以下であるので、洗浄水が基板の全面に行き渡り、且つ、基板の高速回転のために発生する気流による薬液を含んだミストや液滴の巻き込みが生じにくい。
【００２２】
更に、前記の目的を達成するため、請求項９に記載の発明に係る基板研磨及び洗浄システムは、例えば図４に示すように、請求項６乃至請求項８のいずれか１項に記載の基板洗浄装置２０、３０、４３、４４、６０と、基板２を、スラリーを用いて化学機械研磨する基板研磨装置１０とを備える。
【００２３】
このように構成すると、基板研磨装置で化学機械研磨された基板を、基板洗浄装置で洗浄水により基板の全面を洗い流すことができるので、表面の少なくとも一部がＬｏｗ−ｋ材で形成された基板であっても表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板であっても、基板の表面を平坦且つ鏡面に研磨した後に、基板の全面のパーティクルや薬液等の汚れを洗い流す基板研磨及び洗浄システムとなる。
【発明の効果】
【００２４】
表面の少なくとも一部がＬｏｗ−ｋ材で形成された基板あるいは表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板を薬液でスクラブ洗浄する一次洗浄の後に、６００ｍｉｎ−１以上の回転速度で回転させながら基板に洗浄水を供給すると、洗浄水が基板の全面に行き渡るので、基板上に残留したパーティクルや薬液等の汚れを除去する二次洗浄を行うことができる。また、一次洗浄と二次洗浄とを、別体の洗浄機で行うことにより、二次洗浄において、一次洗浄の薬液を含んだミスト等による逆汚染を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図において、互いに同一又は相当する装置には同一符号を付し、重複した説明は省略する。
【００２６】
図１は、本発明に係る基板の研磨及び洗浄方法の作業手順を示す模式図である。基板研磨装置１０は、円形のターンテーブル１１上に、基板を保持するトップリング１２及びスラリーを供給するスラリ−ノズル１３を備えている。ターンテーブル１１上にはパッドが貼り付けられている。トップリング１２は、基板２の非研磨面および側面を覆うように基板２を保持し、その研磨面である鉛直下面を回転するパッドに所定の圧力で押し付け、基板２を研磨する。スラリーノズル１３からは、パッド上にスラリーを供給する。基板２は、電気回路が組み込まれている面を鉛直下向きにしてトップリング１２に保持され、ターンテーブル１１のパッド上のスラリーにより、平坦且つ鏡面に研磨（ＣＭＰ）される（ステップＳＴ１）。
【００２７】
基板研磨装置１０により研磨され、スラリーや研磨屑等のパーティクルが付着している基板２は、一次洗浄機２０に搬送される。一次洗浄機２０において、基板２は薬液を散布しながらスクラブされることにより基板２上のパーティクルを除去する一次洗浄が行われる（ステップＳＴ２）。
【００２８】
ここで、図２の構成図を参照して、一次洗浄機２０について、詳しく説明する。図２（ａ）は、基板２を保持し、回転する部分を示している。即ち、６基のローラ２４が基板の周縁を取り囲むように配置されている。各ローラ２４は、円柱形をしており、その上面の中央に凸部２４ａを備えている。基板２は、その端縁をローラ２４の上面の凸部２４ａに水平方向に押さえられ、ローラ２４の上面で担持されている。ローラ２４が中心軸周りに回転することにより、凸部２４ａによりその端縁を回されるので、基板２はローラ２４の回転につれて、回転する。なお、ローラ２４は６基でなくても、基板２を担持し回転させるように構成されればよい。なお、基板２の回転速度は、１００ｍｉｎ−１程度の低回転速度であることが多いが、それ以外の回転速度であってもよい。
【００２９】
図２（ｂ）は、基板２を洗浄する構成を、模式的に表している。基板２は、電気回路（不図示）が組み込まれている鏡面側２ａを鉛直上方に向けて、ローラ２４に担持されて、回転させられる。基板２を挟み込むようにして、鏡面洗浄部材２２が基板の鏡面側２ａに接するように、裏面洗浄部材２１が基板の裏面側２ｂに接するように、配置されている。鏡面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１は、基板２の交換の障害とならないように、基板２の面２ａ、２ｂから離れ、また接するように、上下可動に構成されている。基板２の鏡面側２ａに向けて上方より薬液を散布する鏡面薬液ノズル２７及びＤＩＷを供給する鏡面純水ノズル２８、並びに、基板２の裏面側２ｂに向けて下方より薬液を散布する裏面薬液ノズル２５及びＤＩＷを供給する裏面純水ノズル２６が配設されている。
【００３０】
一次洗浄機２０で使用する薬液は、ＣＭＰで用いるスラリーによって異なるが、最適な薬液が、鏡面薬液ノズル２７及び裏面薬液ノズル２５から基板２の鏡面側２ａ及び裏面側２ｂ表面上に散布される。回転しながら薬液を散布される基板２に、鏡面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１が、その全面をこするように接する。鏡面洗浄部材２２は、ＰＶＡ（ポリビニルアルコール）スポンジ等を円筒形に形成し、裏面洗浄部材２１は、ＰＶＡスポンジ、不織布等を円筒形に形成したものであり、それぞれ基板２との接触面を変えるために１００〜１５０ｍｉｎ−１で軸周りに回転する。ただし、鏡面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１の回転速度は、上記に限定されない。薬液で活性化された表面のパーティクルは、鏡面洗浄部材２２及び裏面洗浄部材２１が基板２の表面をこすることによりスクラブされ、基板の表面が洗浄される。薬液でスクラブした後に、鏡面純水ノズル２８及び裏面純水ノズル２６からＤＩＷを供給しながら、更にＤＩＷで洗浄してもよい。
【００３１】
図１に戻って、基板の研磨及び洗浄方法の作業手順の説明を続ける。一次洗浄を終えた基板２は、二次洗浄機３０に搬送される。基板２の表面には、一次洗浄で用いた薬液やパーティクル等が残留しており、二次洗浄機３０で、洗浄水としてのＤＩＷを供給することにより残留する薬液やパーティクル等の汚れを洗い流す二次洗浄が行われる（ステップＳＴ３）。洗浄水は、ＤＩＷの他、イオン水、オゾン（Ｏ３）水、水素水等の高機能水を用いてもよい。
【００３２】
ここで、図３の斜視図を参照して、二次洗浄機３０について、詳しく説明する。二次洗浄機３０は、回転テーブル３２上にアーム３１が等間隔に複数設置されている。アーム３１で基板２を把持して、回転テーブル３２を回転することにより基板２を回転させる。基板表面全体にＤＩＷを行き渡らせるために洗浄水ノズル３４から回転する基板２の中心付近にＤＩＷを供給する。図３では、上側からＤＩＷを供給する洗浄水ノズル３４のみが示されているが、下側にも同様に洗浄水ノズル３４（不図示）を備え、基板２上にＤＩＷを供給し、基板２の上面（鏡面）２ａと下面（裏面）２ｂとを同時に洗浄する。
【００３３】
基板２の回転速度を６００ｍｉｎ−１以上という高速回転とする。なお、回転速度は、好ましくは、６００ｍｉｎ−１以上１，４００ｍｉｎ−１以下であり、更に好ましくは、８００ｍｉｎ−１以上１，２００ｍｉｎ−１以下であり、最も好ましくは、９００ｍｉｎ−１以上１，１００ｍｉｎ−１以下である。このような、高速回転とすると、表面の少なくとも一部がＬｏｗ−ｋ材で形成された基板２であっても表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板２であっても、洗浄水ノズル３４から基板２上に供給されたＤＩＷは、細い流路を形成して基板２の外周方向へ流れ出てしまうことがなく、洗浄水が基板２の全面に行き渡る。そのため、基板２上に洗い流しできていない箇所が残らず、基板２の全面の清浄度が高くなる。ここでいうＬｏｗ−ｋ材とは、比誘電率ｋが３程度以下の材料をいい、表面の少なくとも一部がＬｏｗ−ｋ材で形成された基板２とは、基板全てがＬｏｗ−ｋ材で形成されている必要はなく、電気回路が組み込まれている面にＬｏｗ−ｋ材の膜が形成されている基板２を含む。また、撥水性とは、ＪＩＳ  Ｒ  ３２５７による接触角が７０°以上のことをいい、表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板２とは、基板全てが撥水性の材料で形成されている必要はなく、電気回路が組み込まれている面に撥水性の材料の膜が形成されている基板２を含む。
【００３４】
また、一般的な基板径が３００ｍｍの基板では、約１，５００ｍｉｎ−１以上の高速回転とすると、基板等の回転により生ずる洗浄機室内の気流により、洗浄機室内の薬液を含んだミストや液滴を巻き込むことによる逆汚染が起きる可能性が高まる。そこで、１，４００ｍｉｎ−１を超えるような高速回転としないことにより、上記の逆汚染が起きることを防げる。ただし、基板径が２００ｍｍの基板では、約２，０００ｍｉｎ−１以上の回転速度で上記の逆汚染のおそれが生じるので、基板の回転速度を２，０００ｍｉｎ−１程度まで上げてもよい。
【００３５】
更に、一次洗浄工程（ステップＳＴ２）と二次洗浄工程（ステップＳＴ３）とを、別体の一次洗浄機２０と二次洗浄機３０とで行うので、後述のように一次洗浄機２０と二次洗浄機３０とをそれぞれ隔壁で仕切られた部屋に収納することにより（図４参照）、一次洗浄工程（ステップＳＴ２）で生じた薬液を含んだミストや液滴から二次洗浄工程（ステップＳＴ３）における逆汚染が生ずることがない。
【００３６】
なお、二次洗浄工程に要する所定の時間は、回転する基板２の全面にＤＩＷが行き渡るのに十分な時間以上であればよく、実施例の説明にて後述するように、１０秒以上でよく、好ましくは２０秒以上である。
【００３７】
図１に戻って、基板２の研磨及び洗浄方法の作業手順の説明を続ける。二次洗浄を終えると、二次洗浄機３０での基板２を回転する回転速度を低回転速度に下げる乾燥前段工程が行われる（ステップＳＴ４）。これは、後続する乾燥工程（ステップＳＴ５）における高速回転との回転速度の差を顕著なものとし、乾燥工程（ステップＳＴ５）の回転速度の加速段階において、より早く基板２上のＤＩＷを除去するための工程である。そのために回転速度は５００ｍｉｎ−１以下とするのがよく、更に好ましくは、２００ｍｉｎ−１以下とする。なお、乾燥前段工程（ステップＳＴ４）においても、基板２上にＤＩＷを供給し続けるのがよい。ＤＩＷの供給を止めると、基板２表面が生乾きの状態となり、ウォーターマークなどが形成されることがあるからである。
【００３８】
乾燥前段工程（ステップＳＴ４）において基板２の回転速度が低くなると、洗浄水ノズル３４から基板２上へのＤＩＷの供給を停止し、基板２の回転速度を一気に１，５００ｍｉｎ−１以上の高速回転に加速する。この回転速度の加速により、基板２の表面上のＤＩＷの水滴は、短時間で吹き飛ばされる。そして、高回転速度で３０秒程度回転させることにより、基板２を完全に乾燥させることができる（ステップＳＴ５）。回転速度は高速な方が好ましいが、高速にし過ぎると基板２が破損する恐れがあり、また、破損したとすると高速で破片が飛散するため危険でもある。そこで、回転速度は３，０００ｍｉｎ−１程度以下とすることが好ましい。乾燥工程（ステップＳＴ５）では、乾燥を速め、ミスト等による逆汚染を防止するために、清浄な不活性ガスを基板２に供給しながら乾燥してもよい。なお、乾燥工程（ステップＳＴ５）では、ＤＩＷの供給を停止しているため、一般的には、ミスト等による逆汚染は生じない。
【００３９】
次に、図４の模式図を参照して、本発明に係る基板研磨装置並びに基板研磨及び洗浄システムについて説明する。図４は、基板研磨装置１０、一次洗浄機２０及び二次洗浄機３０を２系列有する基板研磨及び洗浄システムを示す模式図である。基板研磨装置１０、一次洗浄機２０、二次洗浄機３０は、それぞれ１台ずつ、隔壁で仕切られた部屋に設置されており、各部屋は独立して排気されて互いの雰囲気が干渉しないようになっている。そのために、基板研磨装置１０でのスラリーを含むミスト等が一次洗浄機機２０や二次洗浄機３０に悪影響を与えず、また、一次洗浄機２０での薬液を含んだミスト等が二次洗浄機３０に悪影響を与えることもない。それぞれの基板洗浄装置１０の部屋には、基板２を一旦置くための受渡台４１も設置されている。基板洗浄装置１０の部屋に隣接して、一次洗浄機２０の部屋が配置されている。２台の一次洗浄機２０の部屋の間には、基板２を搬送する搬送機４３が設置されている。一次洗浄機２０の部屋の隣には基板２の表裏を反転させる反転機４２が系列毎に設置され、その先に二次洗浄機３０の部屋が配置されている。２つの二次洗浄機３０の部屋の間には、基板２を搬送する搬送機４４が設置されている。そして、二次洗浄機３０の部屋と搬送機４４に隣接して、研磨・洗浄しようとするあるいは研磨・洗浄し終えた基板２を複数枚まとめて収納するカセットを設置するロード・アンロード部５０が配置されている。
【００４０】
ロード・アンロード部５０から取り出され、反転機４２により電気回路が組み込まれている面が下向きとされた基板２は、基板研磨装置１０に搬送される。基板研磨装置１０で基板２はスラリーを用いて研磨（ＣＭＰ）され、電気回路が組み込まれている面が平坦化且つ鏡面化される。研磨された基板２は、搬送機４３により、受渡台４１を経て、また、反転機４２で表裏が反転されて（鏡面側が上向きにされて）、一次洗浄機２０に搬送される。一次洗浄機２０では、薬液を散布しながら、表面洗浄部材２２および裏面洗浄部材２１（図１参照）で基板２の表面をスクラブ洗浄する。スクラブ洗浄された基板２は、搬送機４３又は搬送機４４により二次洗浄機３０に搬送される。二次洗浄機３０では、先ず、６００ｍｉｎ−１以上の高速で基板２を回転させながら、洗浄水としてのＤＩＷを供給する二次洗浄により、基板２上のパーティクルや薬液等の汚れを除去する。続いて、回転速度を５００ｍｉｎ−１以下に落とした後、ＤＩＷの供給を停止し、回転速度を一気に１，５００ｍｉｎ−１以上の高速に加速して回転させることにより、基板２を乾燥させる。乾燥した基板２は搬送機４４によりロード・アンロード部５０に戻される。図４に示す基板研磨及び洗浄システムでは、基板研磨装置１０、一次洗浄機２０及び二次洗浄機３０を２系列有するので、並行して、研磨から洗浄・乾燥の作業を行うことができる。
【００４１】
上記の作業は、制御装置６０により制御される。図４では、主な通信経路だけを図示しているが、基板研磨及び洗浄システムの各装置は、それぞれ制御装置６０と繋がっており、制御装置６０からの信号に従い、動作する。制御装置６０では、各運転のプログラムを記憶しており、例えば、基板２の搬送機４３、４４による搬送、二次洗浄機３０での二次洗浄時の回転速度や洗浄時間、乾燥前段で下げる回転速度、乾燥するときの高速の回転速度も組み込まれている。運転プログラムが制御装置に組み込まれていることにより、容易に前記の研磨、洗浄及び乾燥の運転を実現することができた。
【００４２】
なお、基板洗浄装置は、図４に示す基板研磨及び洗浄システムから、基板研磨装置１０、受渡台４１及び反転機４２を取り除いたもので、ロード・アンロード部５０から基板２が直接一次洗浄機２０に運ばれることを除いては、前記の基板研磨及び洗浄システムと同様の構成となる。
【００４３】
上述のように、本発明に係る基板の洗浄方法、基板の研磨及び洗浄方法、基板洗浄装置並びに基板研磨及び洗浄システムによれば、特段の装置を備えることなく、また、ＤＩＷを余剰に供給することなく、表面の少なくとも一部がＬｏｗ−ｋ材で形成された基板であっても表面の少なくとも一部が撥水性の材料で形成された基板であっても、清浄な基板を提供することができる。必要な運転方法を変更し、あるいは、制御装置に運転方法を組み込むことでも、実現することができる。
【実施例１】
【００４４】
以下、実施例及び比較例により、本発明に係る基板の洗浄方法を更に詳しく説明する。本実施例では、電気回路が組み込まれている面がＬｏｗ−ｋ材の膜で形成された基板を用いた。該基板を、スラリーを用いて研磨（ＣＭＰ）した後に、下記のように一次洗浄、二次洗浄を行い、実施例と比較例として、二次洗浄後のＬｏｗ−ｋ材の膜（鏡面）上の汚れを観察した。
【００４５】
実施例では、Ｌｏｗ−ｋ材洗浄用酸系薬液を散布しながらロールスポンジでスクラブして、一次洗浄を行った後に、１，０００ｍｉｎ−１の回転速度で回転する基板に０．５Ｌ／ｍｉｎのＤＩＷを供給して２０秒間の二次洗浄を行った。それに対し、参考例１として、Ｌｏｗ−ｋ材洗浄用酸系薬液を散布しながらロールスポンジでスクラブして、一次洗浄を行った後に、１，０００ｍｉｎ−１の回転速度で回転する基板に０．５Ｌ／ｍｉｎのＤＩＷを供給して５秒間の二次洗浄を行った。この参考例１は、二次洗浄での基板の回転速度は実施例と同じとしたが、二次洗浄の時間が所定の時間を満たしていない洗浄を行ったものである。また、参考例２では、ＤＩＷを散布しながらロールスポンジでスクラブして、一次洗浄を行った後に、１００ｍｉｎ−１の回転速度で回転する基板に０．５Ｌ／ｍｉｎのＤＩＷを供給して５秒間の二次洗浄を行った。更に、参考例３では、Ｌｏｗ−ｋ材洗浄用酸系薬液を散布しながらロールスポンジでスクラブして、一次洗浄を行った後に、１００ｍｉｎ−１の回転速度で回転する基板に０．５Ｌ／ｍｉｎのＤＩＷを供給して５秒間の二次洗浄を行った。参考例２及び参考例３は、従来の洗浄方法により基板を洗浄したものである。
【００４６】
図５に、二次洗浄後のＬｏｗ−ｋ材の膜（鏡面）上の汚れの様子を示す。図５（ａ）は実施例、図５（ｂ）は参考例１、図５（ｃ）は参考例２、図５（ｄ）は参考例３の鏡面上の汚れの様子である。図５でも明らかなように、実施例の汚れは、他の洗浄方法に比べて、極めて少なくなっている。更に、各基板の鏡面上の汚れの個数をカウントしたところ、その数の比は、実施例：参考例１：参考例２：参考例３で、１：２．５：１１．５：４．４であった。このように、本発明に係る実施例では、基板表面の清浄度を格段に高めることができる。
【００４７】
上記の実施例と同じ条件で、基板の回転速度だけを変化させて、ＤＩＷが基板全面へ行き渡る度合いを観察したところ、上記の参考例３のように１００ｍｉｎ−１の回転速度では不十分であるが、６００ｍｉｎ−１の回転速度ではほぼ行き渡ることが観察された。
【００４８】
また、上記の実施例と同じ条件で、二次洗浄の時間だけを変化させて、ＤＩＷが基板全面へ行き渡る度合いを観察したところ、上記の参考例１のように５秒では不十分であるが、１０秒であればほぼ行き渡ることが観察された。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本発明に係る基板の研磨及び洗浄方法の作業手順を示す模式図である。
【図２】一次洗浄機を説明する構成図である。図２（ａ）は、基板を保持し、回転する部分を示している。図２（ｂ）は、基板を洗浄する構成を、模式的に表している。
【図３】二次洗浄機を説明する斜視図である。
【図４】本発明に係る基板研磨及び洗浄システムを説明する模式図である。
【図５】二次洗浄後の基板表面の汚れの様子を示す観察結果である。
【符号の説明】
【００５０】
２          基板
１０        基板研磨装置
２０        一次洗浄機
２１        裏面洗浄部材
２２        鏡面洗浄部材
２４        ローラ
３０        二次洗浄機
３１        アーム
３２        回転テーブル
３４        洗浄水ノズル
４１        受渡台
４２        反転機
４３、４４  搬送機
５０        ロード・アンロード部
【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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