JP6265702B2 - 基板洗浄装置及び基板洗浄方法 - Google Patents

Description

本発明は、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で長尺状に水平に延びるロール洗浄部材を接触させながら、基板及びロール洗浄部材をそれぞれ一方向に回転させて基板表面をスクラブ洗浄する基板洗浄装置及び基板洗浄方法に関する。本発明の基板洗浄装置及び基板洗浄方法は、φ４５０ｍｍの大口径の半導体ウエハにも対応でき、フラットパネル製造工程やＣＭＯＳやＣＣＤなどのイメージセンサー製造工程、ＭＲＡＭの磁性膜製造工程などにも適用される。

近年の半導体デバイスの微細化に伴い、基板上に物性の異なる様々な材料の膜を形成してこれを洗浄することが広く行われている。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、金属膜、バリア膜及び絶縁膜などの水に対する濡れ性の異なる複数種の膜が露出する。

ＣＭＰによって、金属膜、バリア膜及び絶縁膜などが露出した基板表面には、ＣＭＰに使用されたスラリの残渣（スラリ残渣）や金属研磨屑などのパーティクル（ディフェクト）が存在し、基板表面の洗浄が不十分となって基板表面に残渣物が残ると、基板表面の残渣物が残った部分からリークが発生したり、密着性不良の原因になるなど信頼性の点で問題となる。このため、金属膜、バリア膜及び絶縁膜などの水に対する濡れ性の異なる膜が露出した基板表面を高い洗浄度で洗浄する必要がある。

例えばＣＭＰ後の基板表面を洗浄する洗浄方法として、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それぞれ一方向に回転させて基板の表面を洗浄するスクラブ洗浄が知られている（特許文献１〜３参照）。

特開２０１０−２７８１０３号公報 特開２０１０−７４１９１号公報 特開２００３−７７８７６号公報

従来の一般的なダマシン配線にあっては、金属としてタングステンが、絶縁膜として酸化膜がそれぞれ使用されていた。タングステン及び酸化膜は、例えば水に対する接触角が１５°以下の親水性の表面特性を有している。近年、ダマシン配線にあっては、配線金属として銅が、絶縁膜として、誘電率が低い、いわゆるlow−k膜が採用されるようになってきている。この銅及びlow-k膜のＣＭＰ後の表面特性は、例えば水に対する接触角が３０°以上の疎水性である。

洗浄後に基板表面上に残存するスラリ残渣等のパーティクル（ディフェクト）は、半導体デバイスの歩留まり低下を招くことから、表面状態が疎水性である半導体デバイスにおけるＣＭＰ研磨後の基板表面のように、たとえ表面状態が疎水性であっても、基板表面を高い洗浄度で洗浄して基板表面に残存するディフェクト数を低減できるようにした基板洗浄装置及び基板洗浄方法の開発が強く望まれている。このためには、ＣＭＰによって、銅及びlow-k膜が露出した基板表面を、洗浄液の存在下で、水平方向に延びるロール洗浄部材を使用したスクラブ洗浄で洗浄する場合に、スクラブ洗浄が行われる、基板表面のロール洗浄部材と接触する洗浄エリアに新鮮な洗浄液（薬液やリンス液）を過不足なく安定して供給する必要がある。

水平に回転している基板の表面に薬液等の洗浄液を供給すると、基板表面上の洗浄液に基板の回転による遠心力が働き、更にロール洗浄部材の接触による物理洗浄性を高めるために、基板をより高速で回転させると、洗浄液に更に大きな遠心力が作用する。このため、基板表面上に接触した洗浄液は、基板表面の接触点よりも内部へは殆ど行かずに、遠心力の作用を受けて基板の外方に向けて移動する。特に、特性が疎水性の基板表面上に存在する洗浄液は、基板表面の洗浄液に対する濡れ性が悪いことから、この傾向が顕著となる。このため、基板表面に供給された洗浄液の大半は、基板とロール洗浄部材との接触領域である洗浄エリアに到達する前に基板の外方に排出されてしまい、僅かな量の洗浄液しか洗浄に用いられなくなる。

特に、今後シリコンウエハのサイズが、最大でφ３００ｍｍからφ４５０ｍｍの大口径となることから、φ４５０ｍｍのシリコンウエハ等の基板の表面のほぼ全域に洗浄液を行き渡らせることが更に困難になると考えられる。

なお、洗浄液に界面活性剤を混入することで、洗浄液の基板表面等に対する塗れ性を高められることが広く知られている。しかしながら、最先端デバイスでは、界面活性剤の残留などが懸念され、このためＣＭＰ後の基板を洗浄する基板洗浄装置には、一般に界面活性剤を含まない洗浄液が使用される傾向がある。

本発明は上記事情を鑑みて為されたもので、水平に回転している基板の表面にロール洗浄部材を接触させて基板の表面を洗浄する際、たとえ表面特性が疎水性であっても、ロール洗浄部材と互いに接触する基板表面の洗浄エリアに新鮮な洗浄液（薬液及びリンス液）を最適に供給することで、基板表面を高い洗浄度で効率的に洗浄して、基板表面に残存するディフェクト数を低減できるようにした基板洗浄装置及び基板洗浄方法を提供することを目的とする。

本発明の基板洗浄装置は、基板の直径のほぼ全長に亘って直線状に水平に延びるロール洗浄部材と基板とをそれぞれ一方向に回転させつつ、洗浄液の存在下で、前記ロール洗浄部材と基板表面とを互いに接触させて基板表面をスクラブ洗浄する。この基板洗浄装置は、基板表面の前記ロール洗浄部材を挟んで分かれる２つのエリアのうちの一つの片側エリアに薬液を供給する第１薬液供給ノズル及び第２薬液供給ノズルと、基板表面にリンス液を供給するリンス液供給ノズルとを有している。前記第１薬液供給ノズルは、細長く長尺状に延びる第１接触領域で薬液が基板に接触するように基板に向けて薬液を供給するノズルから構成され、前記第２薬液供給ノズルは、楕円状に広がる第２接触領域で薬液が基板に接触するように基板に向けて薬液を供給するノズルから構成され、前記第１薬液供給ノズルと前記第２薬液供給ノズルは、前記第１接触領域が基板の回転方向に沿った前記第２接触領域の下流側に位置するように配置されている。前記リンス液供給ノズルは、基板の回転方向に沿った前記第２接触領域の上流側でリンス液が基板に接触するように配置されている。
本発明において楕円状とは、細長い楕円形、長円形など丸みを帯びた形状を含む概念である。

これにより、基板の回転中心及びその周辺を含む、基板とロール洗浄部材とが互いに接触する洗浄エリアに、遠距離及び近距離から効率的に過不足なく新鮮な洗浄液（薬液及びリンス液）を供給することができ、これによって、基板表面を高い洗浄度で効率的に洗浄して、基板表面に残存するディフェクト数を低減することができる。

本発明の好ましい一態様において、前記片側エリアは、前記ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が掻き出されるロール掻出し側エリアである。
例えば、基板表面上のロール洗浄部材が正面からみて右方向（時計回り方向）に回転している時、ロール洗浄部材を挟んで分かれる２つの基板表面エリアのうち、ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が掻き出されるエリア、つまり左側のエリアがロール掻出し側エリアとなる。このロール掻出し側エリアに洗浄液を供給することで、基板の回転中心を挟んで、基板の回転速度の向きとロール洗浄部材の回転速度の向きが互いに逆向きになってロール洗浄部材と基板が互いに接触することで高い物理洗浄性が得られる、逆方向洗浄エリアに効果的に洗浄液を供給することができる。

本発明の好ましい一態様において、前記ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が巻き込まれるロール巻込み側エリアの方向から、前記ロール洗浄部材に洗浄液を供給する。
例えば、基板表面上のロール洗浄部材が正面からみて右方向（時計回り方向）に回転している時、基板表面のロール洗浄部材を挟んで分かれる２つのエリアのうち、ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が巻き込まれるエリア、つまり右側のエリアがロール巻込み側エリアとなる。このように、ロール巻込み側エリアでロール洗浄部材に洗浄液を供給することで、ロール洗浄部材に洗浄液を保持させて洗浄エリアに効果的に洗浄液を供給することができる。

本発明の好ましい一態様において、前記片側エリアは、前記ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が掻き出されるロール掻出し側エリアと、前記ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が巻き込まれるロール巻込み側エリアの双方である。
このように、基板表面のロール掻出し側エリアとロール巻込み側エリアの双方に洗浄液を供給することで、洗浄効果を更に高めることができる。

本発明の好ましい一態様において、前記第１接触領域は、前記片側エリアにおいて基板の回転方向に沿った下流側に位置し、前記ロール洗浄部材と平行に延びている。
これにより、基板とロール洗浄部材とが互いに接触する洗浄エリアに、ロール洗浄部材の近傍からより均一に薬液を供給することができる。

本発明の好ましい一態様において、前記第１接触領域は、基板の外周端部付近から基板の回転中心を通り前記ロール洗浄部材と直交して水平に延びる直線を越えて前記ロール洗浄部材と平行に延びている。
これにより、基板の回転中心及びその近傍に第１薬液供給ノズルから薬液を確実に供給することができる。

本発明の好ましい一態様において、前記第１薬液供給ノズルの薬液噴射中心線を基板表面上に投影した線と、前記第１接触領域内で前記投影した線と交わる前記ロール洗浄部材の回転軸に直交する直線とのなす角は、前記直交する直線から時計回り方向にみた角度を正の角度θ_１とした場合、−８０°≦θ_１≦６０°である。
これにより、第１薬液供給ノズルから供給された薬液が、基板とロール洗浄部材とが互いに接触する洗浄エリアに達する前に基板の側方から外部に流出してしまうことを防止することができる。

本発明の好ましい一態様において、前記第２薬液供給ノズルの薬液噴射中心線を基板表面上に投影した線は、基板の回転中心または該回転中心よりも基板の回転方向に沿った下流側で前記ロール洗浄部材の回転軸に沿って延びる線と交叉する。
これにより、基板の回転中心及びその近傍に第２薬液供給ノズルから薬液を確実に供給することができる。

本発明の好ましい一態様において、前記第２薬液供給ノズルの薬液噴射中心線を基板表面上に投影した線と前記ロール洗浄部材の回転軸に沿って延びる線とのなす角は、３０°以上で９０°未満である。

本発明の好ましい一態様において、前記リンス液供給ノズルのリンス液噴射中心線を基板表面上に投影した線は、基板の回転中心または該回転中心よりも基板の回転方向に沿った下流側で前記ロール洗浄部材の回転軸に沿って延びる線と交叉する。
これにより、基板の回転中心及びその近傍にリンス液供給ノズルからリンス液を確実に供給することができる。

本発明の好ましい一態様において、前記リンス液供給ノズルのリンス液噴射中心線を基板表面上に投影した線と前記ロール洗浄部材の回転軸に沿って延びる線とのなす角は、１０°以上で６０°以下である。

本発明の基板洗浄方法は、基板の直径のほぼ全長に亘って直線状に水平に延びるロール洗浄部材と基板とをそれぞれ一方向に回転させつつ、洗浄液の存在下で、前記ロール洗浄部材と基板表面とを互いに接触させて基板表面をスクラブ洗浄する。この基板洗浄方法は、基板表面の前記ロール洗浄部材を挟んで分かれる２つのエリアのうちの一つの片側エリアの細長く延びる第１接触領域で薬液が基板に接触し、該第１接触領域より基板の回転方向に沿った上流側に位置する楕円状に広がる第２接触領域で薬液が基板に接触するように薬液を供給しつつ、前記ロール洗浄部材を基板表面に接触させて基板表面を洗浄する。そして、前記ロール洗浄部材を基板表面から離間させ薬液の供給を停止した後、前記第２接触領域より基板の回転方向に沿った上流側にリンス液を供給して基板表面をリンスする。

本発明の好ましい一態様において、前記第２接触領域より基板の回転方向に沿った上流側に位置する第３接触領域でリンス液が基板に接触するようにリンス液を更に供給する。
これにより、基板に供給される薬液を基板に供給されるリンス液で希釈することができる。

本発明によれば、基板の回転中心及びその周辺を含む、基板とロール洗浄部材とが互いに接触する洗浄エリアに、遠距離及び近距離から新鮮な洗浄液（薬液及びリンス液）を効率的に過不足なく供給することができ、これによって、基板表面を高い洗浄度で効率的に洗浄して、基板表面に残存するディフェクト数を低減することができる。

図１は、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す平面図である。 図２は、図１に示す基板処理装置において第１洗浄ユニットとして使用される、本発明の実施形態の基板洗浄装置を示す斜視図である。 図３は、基板表面の各エリアの定義の説明に付する図である。 図４は、基板の回転速度、ロール洗浄部材の回転速度、及び洗浄エリアの説明に付する図である。 図５は、本発明の実施形態の基板洗浄装置を示す平面図である。 図６は、本発明の実施形態の基板洗浄装置を背面側から見た斜視図である。 図７は、図５に示す基板洗浄装置を示す図であり、第２薬液供給ノズル及びリンス液供給ノズルの図示を省略した正面図である。 図８は、発明の実施形態の基板洗浄装置において、第１薬液供給ノズル及び第２薬液供給ノズルから基板に供給される薬液、並びにリンス液供給ノズルから基板に供給されるリンス液が、基板に接触した後に拡がる状態を模式的に示す平面図である。 図９は、本発明の他の実施形態の基板洗浄装置を示す斜視図である。 図１０は、図９に示す基板洗浄装置の平面図である。 図１１は、本発明の更に他の実施形態の基板洗浄装置を示す平面図である。 図１２は、図１１に示す基板洗浄装置の斜視図である。 図１３は、図１２のXIII矢視図である。 図１４は、ロール洗浄部材の一部を拡大して示す斜視図である。 図１５は、実施例１〜３及び比較例における基板表面のディフェクト数の測定結果を示すグラフである。 図１６は、実施例１〜３及び比較例における基板表面のディフェクトムラの発生率を示すグラフである。 図１７（ａ）は、実施例１における基板表面のディフェクトムラの分布状態を示す図で、図１７（ｂ）は、比較例における基板表面のディフェクトムラの分布状態を示す図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置を備えた基板処理装置の全体構成を示す平面図である。図１に示すように、基板処理装置は、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。

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、基板処理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も基板処理装置の長手方向に沿って配列されている。この例では、第１洗浄ユニット１６に本発明の実施形態に係る基板洗浄装置が適用されている。なお、第２洗浄ユニット１８として、第１洗浄ユニット１６と同じ構成の洗浄ユニットを使用してもよい。

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搬送ロボット２２が配置され、研磨ユニット１４ａ〜１４ｄと平行に、搬送ユニット２４が配置されている。第１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。搬送ユニット２４は、第１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。

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、これらの各ユニット１６，１８との間で基板の受け渡しを行う第２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搬送ロボット２８が配置されている。更に、ハウジング１０の内部に位置して、基板処理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。

この例では、第１洗浄ユニット１６として、本発明の実施形態の基板洗浄装置が使用されている。第２洗浄ユニット１８として、洗浄液の存在下で、水平に回転している基板の表面に、鉛直方向に延びる円柱状のペンシル洗浄部材の下端接触面を接触させ、洗浄部材を自転させながら一方向に向けて移動させて、基板表面をスクラブ洗浄するペンシル洗浄装置が使用されている。また、乾燥ユニット２０として、水平に回転する基板に向けて、移動する噴射ノズルからＩＰＡ蒸気を噴出して基板を乾燥させ、更に基板を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。

なお、この例では、第２洗浄ユニット１８として、ペンシル洗浄装置を使用しているが、本発明の実施形態の基板洗浄装置を使用したり、２流体ジェット洗浄により基板表面を洗浄する洗浄装置を使用したりしても良い。

図２は、図１に示す第１洗浄ユニット１６として使用される、本発明の実施形態に係る基板洗浄装置の概要を示す斜視図である。図２に示すように、この第１洗浄ユニット（基板洗浄装置）１６は、表面を上にして半導体ウエハ等の基板Ｗの周縁部を支持し基板Ｗを水平回転させる、水平方向に移動自在な複数本のスピンドル（図示せず）と、スピンドルで支持して回転させる基板Ｗの上方に昇降自在に配置される上部ロールホルダ４０と、スピンドルで支持して回転させる基板Ｗの下方に昇降自在に配置される下部ロールホルダ４２を備えている。

上部ロールホルダ４０には、円柱状で長尺状に延びる、例えばＰＶＡからなる上部ロール洗浄部材（ロールスポンジ）４４が回転自在に支承されている。下部ロールホルダ４２には、円柱状で長尺状に延びる、例えばＰＶＡからなる下部ロール洗浄部材（ロールスポンジ）４６が回転自在に支承されている。

上部ロール洗浄部材４４の長さは、基板Ｗの直径より僅かに長く設定されている。そして、上部ロール洗浄部材４４は、その中心軸（回転軸）Ｏ_１が、基板Ｗの回転中心Ｏ_２とほぼ直交する位置に位置して、基板Ｗの直径の全長に亘って延びるように配置され、これによって、基板Ｗの表面の直径の一方の端部から他方の端部に亘って同時に洗浄される。下部ロール洗浄部材４６の長さも、基板Ｗの直径より僅かに長く設定されていて、前述の基板Ｗの表面とほぼ同様に、基板Ｗの裏面の直径の一方の端部から他方の端部に亘って同時に洗浄される。

上部ロールホルダ４０は、上部ロールホルダ４０を昇降させ、上部ロールホルダ４０で回転自在に支承した上部ロール洗浄部材４４を矢印Ｆ_１に示す方向（左側から見て時計回り方向）に回転させる駆動機構（図示せず）に連結されている。下部ロールホルダ４２は、下部ロールホルダ４２を昇降させ、下部ロールホルダ４２で回転自在に支承した下部ロール洗浄部材４６を矢印Ｆ_２に示す方向（左側から見て反時計回り方向）に回転させる駆動機構（図示せず）に連結されている。

以下、第１洗浄ユニット（基板洗浄装置）１６の基板Ｗの表面（上面）を洗浄するための構成について、上部ロール洗浄部材４４を単にロール洗浄部材４４として説明する。なお、基板Ｗの裏面（下面）を基板Ｗの表面（上面）とほぼ同様の構成で洗浄しても良く、また従来の一般的なロールスクラブ洗浄で洗浄しても良い。

図３は、基板Ｗとロール洗浄部材４４の位置関係を真上から見た図である。図３に示すように、基板Ｗの回転中心Ｏ_２を通りロール洗浄部材４４の回転軸Ｏ_１と直交する直線をＸ軸とし、ロール洗浄部材４４の回転軸Ｏ_１に沿った直線をＹ軸とする。ロール洗浄部材４４は、正面からみて時計回り方向に回転し、基板Ｗは、平面からみて時計回り方向に回転している。

図３に示すように、ロール洗浄部材４４を挟んで、つまりＹ軸を挟んで、基板Ｗの表面を左右２つの片側エリアＲ_Ｉ、Ｒ_Ｏに分ける。ロール洗浄部材４４が時計回りに回転している図３において、右側の片側エリアをロール巻込み側エリアＲ_Ｉと定義し、左側の片側エリアをロール掻出し側エリアＲ_Ｏと定義する。
基板表面のロール巻込み側エリアＲ_Ｉとは、ロール洗浄部材４４の回転によって洗浄液が巻き込まれるほうの片側エリア（図３において右側）であり、基板表面のロール掻出し側エリアＲ_Ｏとは、ロール洗浄部材４４の回転によって洗浄液が掻き出されるほうの片側エリア（図３において左側）である。
更に、片側エリアＲ_Ｉと片側エリアＲ_ＯをさらにＸ軸を境に基板Ｗの回転方向に対して上流側エリアと下流側エリアに分ける。片側エリアＲ_Ｉのうち、Ｘ軸上方の上流側エリアをロール巻込み上流側エリアＲ_Ｉ−Ｗ_Ｕと定義し、Ｘ軸下方の下流側エリアをロール巻込み下流側エリアＲ_Ｉ−Ｗ_Ｄと定義する。片側エリアＲ_Ｏのうち、Ｘ軸下方の上流側エリアをロール掻出し上流側エリアＲ_Ｏ−Ｗ_Ｕと定義し、Ｘ軸上方の下流側エリアをロール掻出し下流側エリアＲ_Ｏ−Ｗ_Ｄと定義する。

図４に示すように、基板Ｗの表面とロール洗浄部材４４とが互いに接触する、Ｙ軸に沿ったエリアが長さＬの洗浄エリア５０となる。基板Ｗの回転中心Ｏ_２を中心とした回転に伴う洗浄エリア５０に沿った基板Ｗの回転速度Ｖ_Ｗの大きさは、基板Ｗの回転中心Ｏ_２上でゼロとなり、回転中心Ｏ_２を挟んで基板Ｗの回転速度Ｖ_Ｗの向き（洗浄方向）が互いに逆となる。一方、ロール洗浄部材４４の回転に伴う洗浄エリア５０に沿った洗浄部分（接触部分）におけるロール洗浄部材４４の回転速度Ｖ_Ｒの大きさは、洗浄エリア５０の全長に亘って一定で、回転速度Ｖ_Ｒの向き（洗浄方向）も同じとなる。

このため、洗浄エリア５０は、基板Ｗの回転中心Ｏ_２を挟んで、基板Ｗの回転速度Ｖ_Ｗの向きとロール洗浄部材４４の回転速度Ｖ_Ｒの向きが同じとなる、長さＬ_ｆの順方向洗浄エリア５２と、基板Ｗの回転速度Ｖ_Ｗの向きとロール洗浄部材４４の回転速度Ｖ_Ｒの向きが互いに逆向きとなる、長さＬ_ｉの逆方向洗浄エリア５４に分けられる。

順方向洗浄エリア５２では、基板Ｗの回転速度Ｖ_Ｗとロール洗浄部材４４の回転速度
Ｖ_Ｒの相対回転速度の大きさが、両者の回転速度の大きさの差の絶対値となって相対的に低くなり、低い物理洗浄性しか得られない。しかも、基板Ｗの回転速度Ｖ_Ｗとロール洗浄部材４４の回転速度Ｖ_Ｒの大きさによっては、両者の相対回転速度の大きさがゼロ（Ｖ_Ｗ＝Ｖ_Ｒ）となって、基板Ｗが洗浄されない領域が生じることがある。この基板Ｗが洗浄されない領域は、基板Ｗとロール洗浄部材４４とが単に接触しているだけで、基板Ｗの表面のロール洗浄部材４４によるスクラブ洗浄が行われず、逆にロール洗浄部材４４に付着した残渣等が基板Ｗの表面に押付けられて再付着し、基板Ｗの表面の汚染の原因となると考えられる。

一方、逆方向洗浄エリア５４では、基板Ｗの回転速度Ｖ_Ｗとロール洗浄部材４４の回転速度Ｖ_Ｒの相対回転速度の大きさが、両者の回転速度の大きさの和となって相対的に高くなり、高い物理洗浄性が得られる。

このため、この例では、基板Ｗの回転中心Ｏ_２を含む逆方向洗浄エリア５４に新鮮な洗浄液（薬液及びリンス液）を効率的に過不足なく供給するため、図２及び図５に示すように、基板Ｗのロール掻出し側エリアＲ_Ｏに薬液を供給する第１薬液供給ノズル６０及び第２薬液供給ノズル６２、並びにリンス液として、この例では純水（ＤＩＷ）を供給するリンス液供給ノズル６４が備えられている。なお、リンス液としては、純水（ＤＩＷ）の他に、水素水等の機能水が使用される。

第１薬液供給ノズル６０として、図５及び図６に示すように、細長く長尺状に延びる第１接触領域６０ａで薬液が基板Ｗの表面に接触するように基板Ｗに向けて薬液を供給する扇状ノズルが使用されている。第２薬液供給ノズル６２として、楕円状に広がる第２接触領域６２ａで薬液が基板Ｗの表面に接触するように基板Ｗに向けて薬液を供給する円錐ノズルが使用されている。リンス液供給ノズル６４として、楕円状に広がる第３接触領域６４ａでリンス液としての純水（ＤＩＷ）が基板Ｗの表面に接触するように基板Ｗに向けてリンス液を供給する円錐ノズルが使用されている。ここでは、第１薬液供給ノズルとして扇状ノズルを使用し、第２薬液供給ノズル及びリンス液供給ノズルとして円錐ノズルを使用しているが、いずれもノズル形状がこれらに限定されることはない。

第１薬液供給ノズル６０及び第２薬液供給ノズル６２は、第１接触領域６０ａが基板Ｗの回転方向Ｅに沿った第２接触領域６２ａの下流側に位置するように配置され、リンス液供給ノズル６４は、基板Ｗの回転方向Ｅに沿った第２接触領域６２ａの上流側でリンス液が基板に接触するように配置されている。

第１薬液供給ノズル６０から供給された薬液が基板Ｗの表面に接触する第１接触領域６０ａは、その大部分が基板Ｗの表面のロール掻出し下流側エリアＲ_Ｏ−Ｗ_Ｄに位置して、ロール洗浄部材４４とほぼ平行に形成される。図５において、第１接触領域６０ａの右端
とロール洗浄部材４４の最外周を基板Ｗの表面に投影した線との距離Ａ_１は、例えば５ｍｍ程度、或いはそれ以下であることが望ましい。

第１接触領域６０ａの長さＡ_２は、逆方向洗浄エリア５４の長さＬｉ以上であり（Ａ_２＞Ｌｉ）、第１接触領域６０ａの一端部は、基板Ｗの表面のロール掻出し上流側エリアＲ_Ｏ−Ｗ_Ｕに達している。ロール掻出し下流側エリアＲ_Ｏ−Ｗ_Ｄを越えてロール掻出し上流側エリアＲ_Ｏ−Ｗ_Ｕ側に及んでいる第１接触領域６０ａの一端部の長さＡ_３は、例えば基板Ｗの半径をＲとしたとき、１／６Ｒ〜１／１２Ｒ（Ａ_３＝１／６Ｒ〜１／１２Ｒ）程度が好ましい。第１接触領域６０ａの外周側端部は、ロール洗浄部材４４に沿った基板Ｗの外周端部付近まで達している。更に、図５の平面において、第１薬液供給ノズル６０の薬液噴射中心線Ｏ_３と、第１接触領域６０ａ内で薬液噴射中心線Ｏ_３と交わるロール洗浄部材４４に直交する直線Ｓ_１とのなす角をθ_１とし、直線Ｓ_１から時計回り方向にみた角度を正の角度とした場合、角度θ_１は、−８０°≦θ_１≦６０°になるように設定されている。図５に示される薬液噴射中心線Ｏ_３，Ｏ_４，Ｏ_５は、それぞれノズルから噴射された液体が広がった角度（平面図における噴射角度）を等分する中心線をいい、中心線の方向は平面図からみた場合のノズルの向きの方向を表している。

上述のように第１薬液供給ノズル６０を設置することにより、第１薬液供給ノズル６０から基板Ｗに供給される薬液のほぼ全量が、基板Ｗの回転に伴う遠心力によって、基板Ｗの外方に流出することなく、基板Ｗの回転中心Ｏ_２及びその周辺を含む逆方向洗浄エリア５４の全域に、より均等に供給される。

図７は、図５に示す基板洗浄装置をロール掻出し上流側エリアＲ_Ｏ−Ｗ_Ｕ及びロール巻込み下流側エリアＲ_Ｉ−Ｗ_Ｄ側から見た正面図であり、第２薬液供給ノズル６２とリンス液供給ノズル６４を省略した図である。
図７に示すように、第１薬液供給ノズル６０の薬液噴射中心線Ｏ_３と基板表面に沿った水平面とのなす角θ_２は、５°〜６０°（５°≦θ_２≦６０°）に設定されている。角度θ_２は、基板Ｗに対する第１薬液の供給角度と考えられる。図７における薬液噴射中心線は、ノズルから噴射された液体が広がった角度（正面図における噴射角度）を等分する中心線をいい、正面図からみた場合のノズルの向きの方向性を表している。このように第１薬液供給ノズル６０を設置することにより、図８に示すように、基板Ｗの表面に接触した新鮮な薬液が、接触後第１接触領域６０ａを中心に横方向に均等に拡がって、逆向洗浄エリア５４に、より均等に行き渡るようになっている。図８は、第１薬液供給ノズルから基板に供給される薬液が、基板に接触した後に拡がる状態を示している。

図５に示すように、第２薬液供給ノズル６２から供給された薬液が基板Ｗの表面に接触する第２接触領域６２ａは、その大部分または全部が基板Ｗの表面のロール掻出し上流側エリアＲ_Ｏ−Ｗ_Ｕに位置して、楕円状に形成される。楕円状とは細長い楕円形や長円形も含む概念である。

図５の平面において、第２薬液供給ノズル６２の薬液噴射中心線Ｏ_４は、基板Ｗの回転中心Ｏ_２でロール洗浄部材４４の回転軸Ｏ_１に沿って延びる直線（Ｙ軸）と交叉している。第２薬液供給ノズル６２の薬液噴射中心線Ｏ_４とロール洗浄部材４４の回転軸Ｏ_１に沿って延びる直線（Ｙ軸）とのなす角θ_３は、例えば３０°以上で９０°未満である（３０≦θ_３＜９０°）。このように第２薬液供給ノズル６２を設置することにより、基板Ｗの表面に接触した薬液が基板Ｗの表面の全域に、より均等に行き渡るようになっている。

図７において、基板Ｗに対する第１薬液の供給角度θ_２を示したが、ここでは、基板Ｗに対する第２薬液の供給角度を考える。第２薬液供給ノズル６２の薬液噴射中心線Ｏ_４と基板表面に沿った水平面とのなす角は、２０°〜８０°に設定されている。このように第２薬液供給ノズル６２を設置することにより、図８に示すように、基板Ｗの表面に接触した新鮮な薬液が、接触後第２接触領域６２ａを中心に外方に均等に拡がって、基板Ｗの回転中心Ｏ_２及びその周辺まで均一に行き渡るようになっている。

図５に示すように、リンス液供給ノズル６４から供給されたリンス液としての純水（ＤＩＷ）が基板Ｗの表面に接触する第３接触領域６４ａは、その大部分または全部が基板Ｗの表面のロール掻出し上流側エリアＲ_Ｏ−Ｗ_Ｕに位置して、楕円状に形成される。楕円状とは細長い楕円形や長円形も含む概念である。

図５の平面において、リンス液供給ノズル６４のリンス液噴射中心線Ｏ_５は、基板Ｗの回転中心Ｏ_２でロール洗浄部材４４の回転軸Ｏ_１に沿って延びる直線（Ｙ軸）と交叉している。リンス液供給ノズル６４のリンス液噴射中心線Ｏ_５とロール洗浄部材４４の回転軸Ｏ_１に沿って延びる直線（Ｙ軸）とのなす角θ_４は、例えば１０°以上で６０°以下である（１０≦θ_４≦６０°）。このようにリンス液供給ノズル６４を設置することにより、基板Ｗの表面に接触したリンス液としての純水（ＤＩＷ）が基板Ｗの表面の全域に、より均等に行き渡るようになっている。θ_３とθ_４との関係は、常にθ_３＞θ_４である。

ここで基板Ｗに対するリンス液の供給角度を考える。リンス液供給ノズル６４のリンス液噴射中心線Ｏ_５と基板表面に沿った水平面とのなす角は、２０°〜８０°で、かつ前記第２薬液供給ノズル６２の薬液噴射中心線Ｏ_４と水平面とのなす角よりも小さく設定されている。このようにリンス液供給ノズルを設置することにより、図８に示すように、基板Ｗの表面に接触したリンス液が、接触後第３接触領域６４ａを中心に外方に均等に拡がって、基板Ｗの回転中心Ｏ_２及びその周辺まで均一に行き渡り、かつリンス液供給ノズル６４からリンス液を、第２薬液供給ノズル６２から薬液を、基板Ｗに向けて同時に供給した時、リンス液の供給位置の上方の位置から薬液が基板Ｗの表面に供給されるようになっている。

図８は、第１薬液供給ノズル６０及び第２薬液供給ノズル６２から基板Ｗに供給される薬液、並びにリンス液供給ノズル６４から基板に供給されるリンス液としての純水が、基板Ｗに接触した後に拡がる状態を模式的に示している。

この例にあっては、基板Ｗを水平に回転させた状態で、第１薬液供給ノズル６０及び第２薬液供給ノズル６２から基板Ｗの表面（上面）のロール掻出し側エリアＲ_Ｏに薬液を供給しつつ、ロール洗浄部材４４を回転させながら下降させて回転中の基板Ｗの表面に接触させることによって、薬液の存在下で、基板Ｗの全表面をロール洗浄部材４４でスクラブ洗浄する。

この時、前述のように、基板Ｗのロール掻出し側エリアＲ_Ｏの回転方向上流側で、楕円状に広がる第２接触領域６２ａで薬液が基板Ｗに接触するように基板Ｗに向けて第２薬液供給ノズル６２から薬液が供給され、基板Ｗのロール掻出し側エリアＲ_Ｏの回転方向下流側で、細長く長尺状に延びる第１接触領域６０ａで薬液が基板Ｗに接触するように基板Ｗに向けて第１薬液供給ノズル６０から薬液が供給される。このため、基板Ｗの回転中心Ｏ_２及びその周辺を含む逆方向洗浄エリア５４に、遠距離及び近距離から新鮮な薬液を効率的に過不足なく供給することができ、これによって、基板Ｗの表面を高い洗浄度で効率的に洗浄して、基板Ｗの表面に残存するディフェクト数を低減することができる。つまり、基板Ｗの表面に供給された薬液が、供給後、逆方向洗浄エリア５４に到達する前に、速やかに基板Ｗの外周縁から外部へ排出されてしまい、基板表面の洗浄に殆ど機能していないといった従来の問題点が解消される。

ここに、第１薬液供給ノズル６０及び第２薬液供給ノズル６２から基板Ｗのロール掻出し側エリアＲ_Ｏに供給される薬液を純水で希釈した場合には、リンス液として純水を使用し、リンス液供給ノズル６４から基板Ｗに向けて純水を薬液の供給と同時に供給する。この時、この例では、基板Ｗの回転方向に沿った第２接触領域６２ａの上流側で純水（リンス液）が基板Ｗに接触し、これによって、第２薬液供給ノズル６２から供給される薬液とリンス液供給ノズル６４から供給されるリンス液（純水）が均一に混合されて逆方向洗浄エリア５４に運ばれる。

そして、基板Ｗを水平に回転させた状態で、ロール洗浄部材４４を基板Ｗの表面から引き離した後、リンス液供給ノズル６４から基板Ｗの表面（上面）に純水（ＤＩＷ）等のリンス液を供給することで、基板Ｗの表面をリンス液でリンスし、これによって、洗浄後に基板Ｗの表面に残った薬液を速やかに取り除く。

図１に示す基板処理装置では、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、研磨後の基板表面を第１洗浄ユニット（基板洗浄装置）１６で粗洗浄した後、第２洗浄ユニット（ペンシル洗浄装置）１８で仕上げ洗浄する。そして、洗浄後の基板を第２洗浄ユニット１８から取り出し、乾燥ユニット２０に搬入してスピン乾燥させ、しかる後、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。

図９は、本発明の他の実施形態の基板洗浄装置を示す斜視図で、図１０は、図９の平面図である。この例の前述の例と異なる点は、以下の通りである。

すなわち、この例の基板洗浄装置は、基板Ｗのロール巻込み側エリアＲ_Ｉにも、薬液を供給する第１薬液供給ノズル７０及び第２薬液供給ノズル７２、並びにリンス液として、この例では純水（ＤＩＷ）を供給するリンス液供給ノズル７４が備えられている。そして、第１薬液供給ノズル７０として、細長く長尺状に延びる第１接触領域７０ａで薬液が基板Ｗの表面に接触するように基板Ｗに向けて薬液を供給する扇状ノズルが使用され、第２薬液供給ノズル７２として、楕円状に広がる第２接触領域７２ａで薬液が基板Ｗの表面に接触するように基板Ｗに向けて薬液を供給する円錐ノズルが使用され、リンス液供給ノズル７４として、楕円状に広がる第３接触領域７４ａでリンス液としての純水（ＤＩＷ）が基板Ｗの表面に接触するように基板Ｗに向けてリンス液を供給する円錐ノズルが使用されている。ここでは、第１薬液供給ノズルとして扇状ノズルを使用し、第２薬液供給ノズル及びリンス液供給ノズルとして円錐ノズルを使用しているが、いずれもノズル形状がこれらに限定されることはない。また、楕円状とは細長い楕円形や長円形も含む概念である。

第１薬液供給ノズル７０及び第２薬液供給ノズル７２は、第１接触領域７０ａが基板Ｗの回転方向Ｅに沿った第２接触領域７２ａの下流側に位置するように配置され、リンス液供給ノズル７４は、基板Ｗの回転方向Ｅに沿った第２接触領域７２ａの上流側でリンス液が基板に接触するように配置されている。

そして、図１０に示す平面において、基板Ｗのロール掻出し側エリアＲ_Ｏにリンス液を供給するリンス液供給ノズル６４のリンス液噴射中心線Ｏ_５は、基板Ｗの回転中心Ｏ_２よりも基板Ｗの回転方向Ｅに沿った下流側でロール洗浄部材４４の回転軸Ｏ_１に沿って延びる線（Ｙ軸）と交叉し、基板Ｗのロール巻込み側エリアＲ_Ｉにリンス液を供給するリンス液供給ノズル７４のリンス液噴射中心線Ｏ_６も、基板Ｗの回転中心Ｏ_２よりも基板Ｗの回転方向Ｅに沿った下流側でロール洗浄部材４４の回転軸Ｏ_１に沿って延びる線（Ｙ軸）と交叉するようになっている。これによって、リンス液供給ノズル６４，７４から基板Ｗの表面に向けてリンス液を同時に供給した時に、この供給されるリンス液がその先端部で互いに衝突してリンス液が淀み、このリンス液の淀みによって、リンスが不完全になってしまうことを防止することができる。

なお、この例では、図１０に示す平面において、基板Ｗのロール掻出し側エリアＲ_Ｏに薬液を供給する第２薬液供給ノズル６２の薬液噴射中心線Ｏ_４は、基板Ｗの回転中心Ｏ_２でロール洗浄部材４４の回転軸Ｏ_１に沿って延びる線（Ｙ軸）と交叉し、基板Ｗのロール巻込み側エリアＲ_Ｉに薬液を供給する第２薬液供給ノズル７２の薬液噴射中心線Ｏ_７も、基板Ｗの回転中心Ｏ_２でロール洗浄部材４４の回転軸Ｏ_１に沿って延びる線（Ｙ軸）と交叉するようになっている。しかしながら、図１０に示すリンス液供給ノズル６４，７４と同様に、基板Ｗのロール掻出し側エリアＲ_Ｏに薬液を供給する薬液供給ノズル６２の薬液噴射中心線Ｏ_４を、基板Ｗの回転中心Ｏ_２よりも基板Ｗの回転方向に沿った下流側でロール洗浄部材４４の回転軸Ｏ_１に沿って延びる線（Ｙ軸）と交叉させ、基板Ｗのロール巻込み側エリアＲ_Ｉに薬液を供給する薬液供給ノズル７２の薬液噴射中心線Ｏ_７も、基板Ｗの回転中心Ｏ_２よりも基板Ｗの回転方向に沿った下流側でロール洗浄部材４４の回転軸Ｏ_１に沿って延びる線（Ｙ軸）と交叉させるようにしてもよい。

この例にあっては、基板Ｗを水平に回転させた状態で、第１薬液供給ノズル６０及び第２薬液供給ノズル６２から基板Ｗの表面（上面）のロール掻出し側エリアＲ_Ｏに薬液を供給し、同時に第１薬液供給ノズル７０及び第２薬液供給ノズル７２から基板Ｗの表面（上面）のロール巻込み側エリアＲ_Ｉに薬液を供給しつつ、ロール洗浄部材４４を回転させながら下降させて回転中の基板Ｗの表面に接触させることによって、薬液の存在下で、基板Ｗの全表面をロール洗浄部材４４でスクラブ洗浄する。この時、前述と同様に、第１薬液供給ノズル７０及び第２薬液供給ノズル７２から基板Ｗのロール巻込み側エリアＲ_Ｉに供給される薬液を純水で希釈した場合には、リンス液として純水を使用し、リンス液供給ノズル７４から基板Ｗに向けて純水を薬液の供給と同時に供給する。

このように、第１薬液供給ノズル６０及び第２薬液供給ノズル６２から基板Ｗの表面（上面）のロール掻出し側エリアＲ_Ｏに薬液を供給し、同時に第１薬液供給ノズル７０及び第２薬液供給ノズル７２から基板Ｗの表面（上面）のロール巻込み側エリアＲ_Ｉに薬液を供給することで、基板Ｗの回転中心Ｏ_２及びその周辺を含む逆方向洗浄エリア５４の他に、順方向洗浄エリア５２にも、遠距離及び近距離から新鮮な薬液を効率的に過不足なく供給することができ、これによって、基板Ｗの表面を高い洗浄度で効率的に洗浄して、基板Ｗの表面に残存するディフェクト数を更に低減することができる。

図１１は、本発明の更に他の実施形態の基板洗浄装置を示す平面図である。図１２は、図１１の斜視図である。図１３は、図１２のXIII矢視図である。図１３においては、図１２に示す基板洗浄装置における第１薬液供給ノズル６０及び第２リンス液供給ノズル８２の図示を省略している。この例の図２乃至図８に示す例と異なる点は、以下の通りである。

すなわち、この基板洗浄装置には、基板Ｗのロール巻込み側エリアＲ_Ｉ側に位置するロール洗浄部材４４の長さ方向のほぼ全長に向けて薬液を噴射する第３薬液供給ノズル８０（図１２においては一対の第３薬液供給ノズル８０）と、基板Ｗのロール巻込み側エリアＲ_Ｉにリンス液を楕円状に供給する第２リンス液供給ノズル８２が配置されている。
この第３薬液供給ノズル８０は、図１２及び図１３に示すように、細長く長尺状に延びる第４接触領域８０ａで薬液がロール巻込み側エリアＲ_Ｉに位置するロール洗浄部材４４の表面に接触するようにロール洗浄部材４４に向けて薬液を供給する扇状ノズルから構成されている。ここでは、第１薬液供給ノズル及び第３薬液供給ノズルとして扇状ノズルを使用し、第２薬液供給ノズル、リンス液供給ノズル及び第２リンス液供給ノズルとして円錐ノズルを使用しているが、いずれもノズル形状がこれらに限定されることはない。また、楕円状とは細長い楕円形や長円形も含む概念である。

この例にあっては、基板Ｗを水平に回転させた状態で、第１薬液供給ノズル６０及び第２薬液供給ノズル６２から基板Ｗの表面（上面）のロール掻出し側エリアＲ_Ｏに薬液を供給し、同時に第３薬液供給ノズル８０からロール洗浄部材４４に薬液を供給しつつ、ロール洗浄部材４４を回転させながら下降させて回転中の基板Ｗの表面に接触させることによって、薬液の存在下で、基板Ｗの全表面をロール洗浄部材４４でスクラブ洗浄する。第３薬液供給ノズル８０からロール洗浄部材４４に供給される薬液を純水で希釈した場合には、リンス液として純水を使用し、第２リンス液供給ノズル８２から純水を供給する。

この例にあっては、ロール洗浄部材４４のある部分が基板Ｗの表面との接触部である洗浄エリア５０へ入り込む前に、ロール洗浄部材４４のある部分を構成するスポンジ等に意図的に薬液を供給して新鮮な薬液を含ませ、スポンジ等の圧縮時にスポンジ等自体から新薬液を排出させることで、洗浄性を向上させることができる。この時、スポンジ等の内部だけでなく、図１４に示すように、スポンジ等の突起部４４ａの間においても、薬液Ｃを保持させることでも、洗浄性を向上できる。

つまり、通常のＰＶＡからなるロール洗浄部材４４には、図１４に示すように、多数の突起物４４ａが設けられ、この突起物４４ａが、供給されてきた薬液（洗浄液）を用いた洗浄に主として寄与する。接触におけるスクラブ洗浄は、個々の突起物においては一瞬であり、瞬間的に突起物４４ａの上端と洗浄液による基板の洗浄が行われる。

これらの突起物４４ａの上端面は、完全な被覆では無いが被膜が形成された構造になっており、物理的に接触して洗浄する面となる。しかしながら、突起物４４ａの上端面以外の側面側には被膜形成が無いのが一般的であり、スポンジ構造と成っている。通常は、洗浄時に接触して潰れていた突起物４４ａの形状が回復するときに薬液がロール洗浄部材のスポンジ構造に吸収されることが想定されるが、ロール洗浄部材４４が一回転する間に、スポンジ構造に吸収されていた薬液が遠心力などにより減少してしまい、洗浄に効果を発揮する突起物４４ａの内部には薬液が殆ど無いことが観察されている。

そこで、この例では、突起物４４ａが潰れていない状態、すなわち、スポンジ構造を維持している状態の時に、突起物４４ａの間に薬液が入り込むように、ロール洗浄部材４４に薬液を供給することで、突起物４４ａの側面側はスポンジ構造であることから、速やかに突起物４４ａ内に薬液を吸収することができる。これにより、回転中の基板Ｗとロール洗浄部材４４との接触による洗浄においては、基板Ｗに供給されて運搬されてきた薬液と、ロール洗浄部材４４が基板Ｗに接触する時に突起物４４ａの内部から物理的に擦り面へ供給される新鮮な薬液が洗浄エリア５０に供給されることから、効果的な洗浄効果が得られる。

ロール洗浄部材４４への薬液供給は、基板Ｗの回転方向の上流側において行われることが最も効果的で、これにより、洗浄性が高い、ロール洗浄部材４４の回転方向と基板Ｗの回転方向が逆方向となる逆方向洗浄エリア５４に対して薬液を積極的に供給することができる。また、基板Ｗの回転方向下流側においてもロール洗浄部材４４への薬液供給を行う場合には、基板の水平回転により遠心力で薬液が基板の外部へ排出されやすいような洗浄形態において、洗浄エリア５０で不足しがちな薬液を確保しやすくなる。

表面特性が疎水性のlow-k膜（ｋ＝２．４）を表面に形成したサンプル基板の該表面（low-k膜）を研磨ユニットで研磨し、図２乃至図８に示す第１洗浄ユニット（基板洗浄装置）１６を使用して、サンプル基板表面（low-k膜表面）を洗浄し、更に洗浄後のサンプル基板をＩＰＡ乾燥させた後に、サンプル基板表面に残った１００ｎｍ以上のパーティクル（ディフェクト）の数を計測した時の結果を図１５に実施例１として示す。同様に、図９及び図１０に示す基板洗浄装置を使用してサンプル基板（low-k膜表面）を洗浄し、その他は実施例１と同様にして、サンプル基板表面に残った１００ｎｍ以上のパーティクル（ディフェクト）の数を計測した時の結果を実施例２として示す。図１１乃至図１３に示す基板洗浄装置を使用してサンプル基板（low-k膜表面）を洗浄し、その他は実施例１と同様にして、サンプル基板表面に残った１００ｎｍ以上のパーティクル（ディフェクト）の数を計測した時の結果を実施例３として示す。

図１５において、従来の一般的な基板洗浄装置を使用してサンプル基板（low-k膜表面）を洗浄し、その他は実施例１と同様にして、サンプル基板表面に残った１００ｎｍ以上のパーティクル（ディフェクト）の数を計測した時の結果を比較例として示している。

図１５から、実施例１〜３は、比較例に比較して、洗浄後にサンプル基板表面に残存する１００ｎｍ以上のディフェクト数を格段（約１／４以下）に減少させ得ることが判る。

図１６は、前記実施例１〜３における基板表面のディフェクトムラ発生率を計測した結果を、前記比較例における基板表面のディフェクトムラ発生率を計測した結果とともに示すグラフである。図１７（ａ）は、実施例１における基板表面のディフェクトムラの分布状態を示す図で、図１７（ｂ）は、比較例における基板表面のディフェクトムラの分布状態を示す図である。

この図１６及び図１７から、実施例１〜３においては、基板表面にディフェクトムラが発生しないことが判る。

本発明によれば、たとえ基板の表面特性が疎水性であっても、基板の表面を高い洗浄度で洗浄することができる。つまり、配線金属として銅を、絶縁膜としてlow−k膜をそれぞれ採用してダマシン配線を形成するため、ＣＭＰによって表面に疎水性の銅及びlow−k膜が露出した基板表面であっても、この基板表面を高い洗浄度で洗浄して表面に残存するディフェクト数を低減することができる。

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。

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
２４ 搬送ユニット
４０ 上部ロールホルダ
４２ 下部ロールホルダ
４４ 上部ロール洗浄部材
４６ 下部ロール洗浄部材
５０ 洗浄エリア
５２ 順方向洗浄エリア
５４ 逆方向洗浄エリア
６０，７０ 第１薬液供給ノズル
６０ａ，７０ａ 第１接触領域
６２，７２ 第２薬液供給ノズル
６２ａ，７２ａ 第２接触領域
６４，７４ リンス液供給ノズル
６４ａ，７４ａ 第３接触領域
８０ 第３薬液供給ノズル
８０ａ 第４接触領域
８２ 第２リンス液供給ノズル

Claims (18)

1. 基板の直径のほぼ全長に亘って直線状に水平に延びるロール洗浄部材と基板とをそれぞれ一方向に回転させつつ、洗浄液の存在下で、前記ロール洗浄部材と基板表面とを互いに接触させて基板表面をスクラブ洗浄する基板洗浄装置において、
   基板表面の前記ロール洗浄部材を挟んで分かれる２つのエリアのうちの一つの片側エリアに薬液を供給する第１薬液供給ノズル及び第２薬液供給ノズルと、
   基板表面にリンス液を供給するリンス液供給ノズルとを有し、
   前記第１薬液供給ノズルは、細長く長尺状に延びる第１接触領域で薬液が基板に接触するように基板に向けて薬液を供給するノズルから構成され、前記第２薬液供給ノズルは、楕円状に広がる第２接触領域で薬液が基板に接触するように基板に向けて薬液を供給するノズルから構成され、
   前記第１薬液供給ノズルと前記第２薬液供給ノズルは、前記第１接触領域が基板の回転方向に沿った前記第２接触領域の下流側に位置するように配置され、
   前記リンス液供給ノズルは、基板の回転方向に沿った前記第２接触領域の上流側でリンス液が基板に接触するように配置されていることを特徴とする基板洗浄装置。
2. 前記片側エリアは、前記ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が掻き出されるロール掻出し側エリアであることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
3. 前記ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が巻き込まれるロール巻込み側エリアの方向から、前記ロール洗浄部材に洗浄液を供給することを特徴とする請求項２に記載の基板洗浄装置。
4. 前記片側エリアは、前記ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が掻き出されるロール掻出し側エリアと、前記ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が巻き込まれるロール巻込み側エリアの双方であることを特徴とする請求項１に記載の基板洗浄装置。
5. 前記第１接触領域は、前記片側エリアにおいて基板の回転方向に沿った下流側に位置し、前記ロール洗浄部材と平行に延びていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
6. 前記第１接触領域は、基板の外周端部付近から基板の回転中心を通り前記ロール洗浄部材と直交して水平に延びる直線を越えて前記ロール洗浄部材と平行に延びていることを特徴とする請求項５に記載の基板洗浄装置。
7. 前記第１薬液供給ノズルの薬液噴射中心線を基板表面上に投影した線と、前記第１接触領域内で前記投影した線と交わる前記ロール洗浄部材の回転軸に直交する直線とのなす角は、前記直交する直線から時計回り方向にみた角度を正の角度θ_１とした場合、−８０°≦θ_１≦６０°であることを特徴とする請求項６に記載の基板洗浄装置。
8. 前記第２薬液供給ノズルの薬液噴射中心線を基板表面上に投影した線は、基板の回転中心または該回転中心よりも基板の回転方向に沿った下流側で前記ロール洗浄部材の回転軸に沿って延びる線と交叉することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
9. 前記第２薬液供給ノズルの薬液噴射中心線を基板表面上に投影した線と前記ロール洗浄部材の回転軸に沿って延びる線とのなす角は、３０°以上で９０°未満であることを特徴とする請求項８に記載の基板洗浄装置。
10. 前記リンス液供給ノズルのリンス液噴射中心線を基板表面上に投影した線は、基板の回転中心または該回転中心よりも基板の回転方向に沿った下流側で前記ロール洗浄部材の回転軸に沿って延びる線と交叉することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の基板洗浄装置。
11. 前記リンス液供給ノズルのリンス液噴射中心線を基板表面上に投影した線と前記ロール洗浄部材の回転軸に沿って延びる線とのなす角は、１０°以上で６０°以下であることを特徴とする請求項１０に記載の基板洗浄装置。
12. 基板の直径のほぼ全長に亘って直線状に水平に延びるロール洗浄部材と基板とをそれぞれ一方向に回転させつつ、洗浄液の存在下で、前記ロール洗浄部材と基板表面とを互いに接触させて基板表面をスクラブ洗浄する基板洗浄方法において、
    基板表面の前記ロール洗浄部材を挟んで分かれる２つのエリアのうちの一つの片側エリアの細長く延びる第１接触領域で薬液が基板に接触し、該第１接触領域より基板の回転方向に沿った上流側に位置する楕円状に広がる第２接触領域で薬液が基板に接触するように薬液を供給しつつ、前記ロール洗浄部材を基板表面に接触させて基板表面を洗浄し、
    前記ロール洗浄部材を基板表面から離間させ薬液の供給を停止した後、前記第２接触領域より基板の回転方向に沿った上流側にリンス液を供給して基板表面をリンスすることを特徴とする基板洗浄方法。
13. 前記片側エリアは、前記ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が掻き出されるロール掻出し側エリアであることを特徴とする請求項１２に記載の基板洗浄方法。
14. 前記ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が巻き込まれるロール巻込み側エリアの方向から、前記ロール洗浄部材に洗浄液を供給することを特徴とする請求項１３に記載の基板洗浄方法。
15. 前記片側エリアは、前記ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が掻き出されるロール掻出し側エリアと、前記ロール洗浄部材の回転によって洗浄液が巻き込まれるロール巻込み側エリアの双方であることを特徴とする請求項１２に記載の基板洗浄方法。
16. 前記第２接触領域より基板の回転方向に沿った上流側に位置する第３接触領域でリンス液が基板に接触するようにリンス液を更に供給することを特徴とする請求項１２乃至１５のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。
17. 前記第１接触領域は、前記片側エリアにおいて基板の回転方向に沿った下流側に位置し、前記ロール洗浄部材と平行に延びていることを特徴とする請求項１２乃至１６のいずれか一項に記載の基板洗浄方法。
18. 前記第１接触領域は、基板の回転中心を通り前記ロール洗浄部材と直交して水平に延びる直線を越えて前記ロール洗浄部材と平行に延びていることを特徴とする請求項１７に記載の基板洗浄方法。

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