JP7334258B2 - 基板洗浄装置および基板洗浄方法 - Google Patents

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Description

本開示は、基板洗浄装置および基板洗浄方法に関する。
半導体製造装置では、製造工程中における基板へのパーティクルの付着が製品の歩留まりを左右する大きな要因の一つになっている。このため基板に対して処理を行う前あるいは後に基板を洗浄することが行われているが、基板へのダメージを抑えながら簡易な手法で確実にパーティクルを除去する洗浄技術の開発が望まれている。パーティクルと基板との間の付着力以上の物理的剪断力を与えて基板の表面からパーティクルを剥離する様々な洗浄技術が研究、開発されており、その一つとしてガスクラスターの物理的剪断力を利用した技術が挙げられる。
ガスクラスターは、高圧のガスを減圧室等により形成された真空中に噴出し、断熱膨張によりガスを凝縮温度まで冷却することによって原子または分子が多数寄り集まった塊（クラスター）である。基板洗浄の際には、このガスクラスターをそのままもしくは適宜加速させて基板に照射してパーティクルを除去している。
また従来より、基板の表面のパターン内に付着しているパーティクルを効果的に除去する技術が開発されている（特許文献１参照）。
このような場合、基板から除去されたパーティクルが巻き上がって基板に再度付着することを防止することができれば、基板をより効果的に洗浄することができる。
特開２０１３－１７５６８１号公報
本開示はこのような点を考慮してなされたものであり、基板から除去されたパーティクルが再度基板に付着することを防止できる基板洗浄装置および基板洗浄方法を提供する。
本開示は、基板を保持する基板保持部と、前記基板との間で減圧雰囲気を形成する減圧室を有するノズルカバーと、前記減圧室の圧力よりも高圧の洗浄ガスを噴射して、前記減圧室内に前記基板を洗浄するガスクラスターを生成するガスノズルと、を備え、前記ノズルカバーは前記減圧室を有するノズルカバー本体と、前記ノズルカバー本体の下端周縁に位置する周縁部とを有し、前記基板保持部側に、前記周縁部に対してガスカーテン用ガスを噴出してガスカーテンを形成するガスカーテン形成部を設けた、基板洗浄装置である。
本開示によれば、基板から除去されたパーティクルが再度基板に付着することを防止できる。
図１は本実施の形態による基板洗浄装置を示す側面図。 図２は図１に示す基板洗浄装置のガスノズルとノズルカバーを示す側面図。 図３は基板洗浄装置の作用を示す側面図。 図４（ａ）～（ｄ）はパーティクルがガスクラスターにより除去される様子を示す側面図。 図５（ａ）～（ｄ）はパーティクルがガスクラスターにより除去される様子を示す側面図。 図６はウエハの表面を示す平面図。 図７は基板洗浄装置が組み込まれた真空処理装置の全体を示す図。 図８はガス流路の変形例を示す図であって図２と同様の図。 図９は基板保持部の変形例を示す図。
＜本実施の形態＞
はじめに本実施の形態による基板洗浄装置を組み込んだ真空処理装置全体について、図７により説明する。図７は、マルチチャンバシステムである真空処理装置１０１の全体構成を示す平面図である。真空処理装置１０１には、例えば２５枚の基板である半導体ウエハ（以下「ウエハ」という）Ｗが収納された密閉型の搬送容器であるＦＯＵＰ１１１を載置するための搬入出ポート１１２が横並びに例えば３箇所に配置されている。また、これら搬入出ポート１１２の並びに沿うように大気搬送室１１３が設けられており、大気搬送室１１３の正面壁には、前記ＦＯＵＰ１１１の蓋と一緒に開閉されるゲートドアＧＴが取り付けられている。
大気搬送室１１３における搬入出ポート１１２の反対側の面には、例えば２個のロードロック室１１４，１１５が気密に接続されている。これらロードロック室１１４，１１５には夫々図示しない真空ポンプとリーク弁とが設けられ、常圧雰囲気と真空雰囲気とを切り替えられるように構成されている。また図１０において、ゲートバルブ（仕切り弁）Ｇが設けられている。また、大気搬送室１１３内には、ウエハＷを搬送するための多関節アームにより構成された第１の基板搬送機構１１６が設けられている。さらに、大気搬送室１１３の正面側から背面側を見て、大気搬送室１１３の右側壁には、基板検査部であるウエハ検査部１１７が設けられ、左側壁には、ウエハＷの向きや偏心の調整を行うアライメント室１１８が設けられている。前記第１の基板搬送機構１１６は、ＦＯＵＰ１１１、ロードロック室１１４，１１５、ウエハ検査部１１７及びアライメント室１１８に対して、ウエハＷの受け渡しを行う役割を有する。このため、第１の基板搬送機構１１６は、例えばＦＯＵＰ１１１の並び方向に（図１中Ｘ方向）に移動自在、昇降自在、鉛直軸回りに回転自在及び進退自在に構成されている。
大気搬送室１１３から見たときに、ロードロック室１１４，１１５の奥側には、真空搬送室１０２が気密に接続されている。また、真空搬送室１０２には、本実施の形態による基板洗浄装置１００と、５個の真空処理モジュール１２１～１２５と、が気密に接続されている。これら真空処理モジュール１２１～１２５は、例えば回路パターン形成用の凹部である銅配線埋め込み用の溝及びビアホールが形成されたウエハＷに対して、銅配線を含む成膜用のＣＶＤ（Ｃｈｅｍｉｃａｌ Ｖａｐｏｒ Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）処理やスパッタリング処理を行う真空処理モジュールとなっている。
また、真空搬送室１０２は、真空雰囲気にてウエハＷの搬送を行う第２の基板搬送機構１２６を備えており、この第２の基板搬送機構１２６により、ロードロック室１１４，１１５、基板洗浄装置１００、真空処理モジュール１２１～１２５に対して、ウエハＷの受け渡しが行われる。第２の基板搬送機構１２６は、鉛直軸回りに回転自在、進退自在に構成された多関節アーム１２６ａを備え、当該多関節アーム１２６ａが基台１２６ｂにより、長さ方向（図１中Ｙ方向）に移動自在に構成されている。
続いて、ウエハ検査部１１７について説明する。ウエハ検査部１１７は、ウエハＷに付着しているパーティクルについて、粒径を含むパーティクル情報を取得するためのものである。前記パーティクル情報とは、例えばウエハＷ上のパーティクルの位置とその大きさとを知るための情報である。ウエハ検査部１１７としては、ウエハ表面のパーティクルの粒径を評価できる装置、例えば正反射光や散乱光を利用する光学式や電子線式の表面欠陥検査装置を用いることができる。また、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）や走査型トンネル顕微鏡（ＳＴＭ）、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）等の走査型プローブ顕微鏡を用いるようにしてもよい。
次いで、本実施の形態による基板洗浄装置１００について述べる。基板洗浄装置１００はウエハＷを内部に収納して付着物の除去処理を行うためのものである。
図１乃至図３に示すように、基板洗浄装置１００は洗浄処理室３１と、洗浄処理室３１内に配置され水平方向に配置されたウエハＷを回転自在に保持する基板保持部１１と、基板保持部１１上のウエハＷに対して洗浄ガスを噴射するガスノズル５０と、ガスノズル５０を囲んで設けられ、ウエハＷとの間で減圧雰囲気を形成する減圧室２０Ａを有するノズルカバー２０とを備えている。
このうち洗浄処理室３１は外気に対して陽圧になるよう形成され、洗浄処理室３１内の上部にクリーンガスを供給するクリーンガス供給部４０が設けられ、このクリーンガス供給部４０には、ガス供給路４１を介してガス供給源４２が接続されている。
また洗浄処理室３１内の下部に、ガス排気路４３を介して排気ファン等のガス排気機構４４が接続されている。また洗浄処理室３１の側壁には、ウエハＷを搬入あるいは搬出するための開口３４が形成され、この開口３４はゲート３５により開閉自在に密閉されている。
また基板保持部１１は、水平方向に配置されたウエハＷを保持する保持部本体１１Ａと、保持部本体１１Ａの外周に設けられ、ウエハＷの外周を側方から囲む保持部サポート１２とを有し、保持部本体１１Ａと保持部サポート１２は、駆動モータ１４により駆動する駆動軸１３により一体に回転することができる。
また、ガスノズル５０は後述のようにウエハＷに対して、二酸化炭素（ＣＯ２）ガスおよびヘリウム（Ｈｅ）ガスを噴射するものであり、このガスノズル５０を囲んでノズルカバー２０が設けられている。
具体的には、図１乃至図３に示すように、ノズルカバー２０は引っ繰り返されたカップ形状をもち、内部に減圧室２０Ａを有するノズルカバー本体２１と、このノズルカバー本体２１の下端周縁に延びる周縁部２２とを有し、このカップ形状のノズルカバー本体２１に、その中央部を貫通してガスノズル５０が取り付けられている。
ノズルカバー２０のノズルカバー本体２１と周縁部２２は一体に形成され、全体としてセラミック製となっている。
またノズルカバー本体２１と周縁部２２とからなるノズルカバー２０は、ウエハＷの全域を覆うよう設けられている。
とりわけ後述のようにノズルカバー２０は移動アーム１７によりウエハＷに対して移動可能となっており、この間ノズルカバー２０の減圧室２０ＡがウエハＷの中心からウエハＷの周縁まで移動する。この場合、減圧室２０ＡがウエハＷの中心からウエハＷの周縁まで移動する間、常時ノズルカバー２０がウエハＷの全域を覆うことができる。これによって、ウエハＷ上から洗浄されて排出されるパーティクルがノズルカバー２０の外方へ飛散することを防止している。
また基板保持部１１のうち、保持部サポート１２のノズルカバー２０側の端部１２Ａは、後述するガス流路１５から供給されるＮ２ガスまたは空気等のガスカーテン用ガスをノズルカバー２０側に向かって噴射する噴射孔を有する。例えば、基板保持部１１の保持部サポート１２に多孔質材料を用いることで、保持部サポート１２のノズルカバー２０側の端部１２Ａが多数の孔を有するように構成し、この孔を噴射孔としてガスカーテン用ガスをノズルカバー２０側に向かって噴射する。このことにより保持部サポート１２のノズルカバー２０側の端部１２Ａにある孔は、保持部サポート１２とノズルカバー２０との間にガスカーテンを形成するガスカーテン形成部として機能する。
また保持部サポート１２には、ガスカーテン用ガス供給源１６に接続されたガス流路１５を通じてＮ２ガスまたは空気からなるガスカーテン用ガスが供給される。ガス流路１５は図２に示すように駆動軸１３から保持部サポート１２まで直接配設されてもよいし、図８に示すように、中空に構成された駆動軸１３および基板保持部１１の内を通るように構成されてもよい。
またノズルカバー２０のノズルカバー本体２１には、ガスノズル５０に隣接して、ノズルカバー２０の減圧室２０Ａ内に減圧雰囲気を形成する減圧生成部２４が設けられ、この減圧生成部２４は連結ライン２８を介して減圧ポンプ２７に接続されている。この場合、連結ライン２８は洗浄処理室３１の壁面を貫通して延び、洗浄処理室３１の外方に設けられた減圧ポンプ２７に至る。
さらにまた、ガスノズル５０はノズルカバー２０のノズルカバー本体２１により保持され、このガスノズル５０はノズルカバー２０とともに、洗浄処理室３１内に配置された移動アーム１７により洗浄処理室３１内で水平方向に移動自在となる。本実施の形態においてこの移動アーム１７により、ガスノズル５０およびノズルカバー２０は基板保持部１１により保持されたウエハＷ上で、ウエハＷの中心から周縁に向かって、あるいはウエハＷの周縁から中心に向かって移動可能となっている。
なお、ガスノズル５０の出口５０ａ側は拡径されており、出口５０ａ先端の外径L１は、例えば１０ｍｍ、ノズルカバー２０の減圧室２０ＡのウエハＷ側の端部の外径L２は、例えば５０～６０ｍｍとなっている。
図１乃至図３に示すように、ウエハＷを保持する基板保持部１１は、保持部本体１１Ａと、保持部本体１１Ａの外周に設けられウエハＷの外周を側方から囲む保持部サポート１２とを有するが、このうち保持部本体１１ＡはＳＵＳ製、アルミニウム製またはセラミック製となっており、その表面の摩擦係数が高くなっている。このため、保持部本体１１Ａ上にウエハＷを載置するだけで、吸着機構を設けることなく、保持部本体１１Ａ上でウエハＷを安定して保持することができる。
また保持部サポート１２はセラミック製等の多孔質材料からなり、保持部サポート１２の上面は、保持部本体１１Ａの上面と同一面上にあることが好ましい。この場合、保持部サポート１２のうち、ノズルカバー２０の周縁部２２に対向する部分のみセラミック等の多孔質材料を露出させ、保持部本体１１Ａの他の部分にコーティングを施したり、この他の部分に多孔質でない材料を貼り付けて周縁部２２に対向する部分からカーテン用ガスを供給してもよい。あるいは保持部サポート１２として、セラミック製材料以外にＳＵＳ製材料あるいはアルミニウム製材料のものを用いることができ、保持部サポート１２はこれらのセラミック製材料、ＳＵＳ製材料、あるいはアルミニウム製材料を機械加工することにより得ることができる。
また図１に示すように、ガスノズル５０には洗浄処理室３１の壁面を貫通して延びる連結ライン５０Ａの一端側が接続されている。洗浄処理室３１内において、連結ライン５０Ａは柔軟構造をもち、ガスノズル５０の移動に追随することができる。また、この連結ライン５０Ａは洗浄処理室３１外方において圧力調整部をなす圧力調整バルブ５１を介して、二酸化炭素（ＣＯ２）ガスの供給路５２と、ヘリウム（Ｈｅ）ガスの供給路５３とに接続されている。供給路５２は、開閉バルブＶ１と、二酸化炭素ガス流量調整部５２ａと、二酸化炭素ガスの供給源５２ｂとを有し、供給路５３は、開閉バルブＶ２と、ヘリウムガス流量調整部５３ａと、ヘリウムガスの供給源５３ｂとを有する。
二酸化炭素ガスは洗浄用のガス（洗浄ガス）であり、このガスによりガスクラスターが形成される。また、ヘリウムガスは押し出し用のガス（押し出しガス）である。ヘリウムガスはクラスターを形成しにくく、二酸化炭素ガスにヘリウムガスを混合すると、二酸化炭素ガスにより生成したクラスターの速度を上げる作用がある。また、連結ライン５０Ａには、連結ライン５０Ａ内の圧力を検出する圧力検出部５４が設けられており、この圧力検出部５４の検出値に基づいて、後述する制御部５５により圧力調整バルブ５１の開度が調整され、減圧室２０Ａ内のガス圧力が制御される。
また、前記圧力検出部５４の検出値に基づいて、制御部５５は二酸化炭素ガス流量調整部５２ａおよびヘリウムガス流量調整部５３ａを制御してガス流量を調整することができる。更にまた、各ガスの開閉バルブＶ１，Ｖ２と圧力調整バルブ５１の間に例えばガスブースターのような昇圧機構を用いて供給圧力を上昇させ、圧力調整バルブ５１で調整してもよい。
なお真空処理装置１０１には、図１および図３に示すように、装置全体の動作のコントロールを行うための例えばコンピュータからなる制御部５５が設けられている。この制御部５５は、ＣＰＵ、プログラム、記憶部を備えている。前記プログラムは、後述の洗浄処理に加えて、真空処理モジュール１２１～１２５にて行われる真空処理に対応した装置の動作を実行するように、ステップ群が組まれている。プログラムは、例えばハードディスク、コンパクトディスク、光磁気ディスク、メモリカード、フレキシブルディスク等の記憶媒体に格納され、そこから制御部５５内にインストールされる。
また、制御部５５の記憶部には、前記ウエハ検査部１１７にて取得されたパーティクル情報が記憶されている。このパーティクル情報とは、ウエハＷの位置とパーティクルのサイズとを対応付けた情報である。パーティクルのサイズは、例えばウエハ検査部１１７にて設定されたパーティクルの粒径の範囲に応じて割り当てられた値であり、例えば２０ｎｍ以上４０ｎｍ未満、４０ｎｍ以上６０ｎｍ未満といった値によりサイズが規定される。
次にこのような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。
図７に示す搬入出ポート１１２にＦＯＵＰ１１１が載置されると、第１の基板搬送機構１１６により当該ＦＯＵＰ１１１からウエハＷが取り出される。このウエハＷには、パターン凹部である銅配線埋め込み用の凹部（溝及びビアホール）が形成されている。次いで、ウエハＷは常圧雰囲気の大気搬送室１１３を介してアライメント室１１８に搬送され、アライメントが行われる。その後、ウエハＷは第１の基板搬送機構１１６によりウエハ検査部１１７に搬送され、ここでパーティクル情報が取得される。取得されたパーティクル情報は制御部５５に送られる。
ウエハ検査部１１７にて検査が行われたウエハＷは、第１の基板搬送機構１１６により常圧雰囲気に設定されたロードロック室１１４，１１５に搬入される。そして、ロードロック室１１４，１１５内の雰囲気が真空雰囲気に切り換えられた後、第２の基板搬送機構１２６により基板洗浄装置１００に搬送され、パーティクルの除去処理が行われる。
図１乃至図３に示すように、基板洗浄装置１００ではまず、基板保持部１１の保持部サポート１２のうち、ノズルカバー２０側の端部から、ガス流路１５を介して供給されるＮ２ガスまたは空気等のガスカーテン用ガスがノズルカバー２０に対して噴射される（図１参照）。ノズルカバー２０に対して噴射されるガスカーテン用ガスは、保持部サポート１２とノズルカバー２０の周縁部２２との間にガスカーテン１２Ｂを形成し、ノズルカバー２０の減圧室２０Ａ内と外方との間を密封する。
この間、減圧ポンプ２７が作動し、減圧生成部２４を介してノズルカバー２０の減圧室２０Ａ内が減圧され、減圧室２０Ａ内がノズルカバー２０の外方に比べて減圧される。
その後ガスノズル５０から洗浄用のガスとして二酸化炭素ガスがノズルカバー２０の減圧室２０Ａ内に供給されるとともに、押し出し用のガスとしてヘリウムガスがノズルカバー２０の減圧室２０Ａ内に供給される。
この場合、ガスノズル５０の出口５０ａから減圧室２０Ａ内に洗浄用ガスとしての二酸化炭素ガスを噴出することにより、減圧室２０Ａにガスクラスターを生成することができ、このガスクラスターを用いてウエハＷ上に存在するパーティクル１を除去することができる（図６参照）。
本実施の形態において、保持部サポート１２のノズルカバー２０側の端部から噴射されるガスカーテン用ガスの噴射量Ｍ１は減圧室２０Ａから減圧生成部２４を介して排気する排気量Ｍ２より大きくなっており、例えばＭ１＝１０～３０Ｌ／ｍｉｎの噴射量、Ｍ２＝Ｍ１×１～２倍の排気量となっている。
ここでガスクラスターを用いてウエハＷ表面からパーティクルを除去する原理について述べる。ガスクラスターとは、ノズルカバー２０の減圧室２０Ａよりも圧力の高い領域から処理雰囲気にガスを供給して、断熱膨張によりガスの凝縮温度まで冷却することによって、ガスの原子または分子が集合体として寄り集まって生成する物質である。例えばノズルカバー２０の減圧室２０Ａにおける処理圧力を例えば０．１～１００Ｐａの真空雰囲気に設定すると共に、ガスノズル５０に対して例えば０．３～５．０ＭＰａの圧力で洗浄用のガス（二酸化炭素ガス）を供給する。この洗浄用のガスは、ノズルカバー２０の減圧室２０Ａの処理雰囲気に供給されると、急激な断熱膨張により凝縮温度以下に冷却されるので、図２および図３に示すように、互いの分子２ａ同士がガスノズル５０の出口５０ａ側においてファンデルワールス力により結合して、集合体であるガスクラスター２となる。ガスクラスター２はこの例では中性である。例えばガスクラスターは、５×１０３原子（分子）／クラスターで８ｎｍ程度であるので、５×１０３原子（分子）／クラスター以上であることが好ましい。
ガスノズル５０の出口５０ａ側で生成するガスクラスター２は、ウエハＷに向かって垂直に照射される。そして、ウエハＷの回路パターンのための凹部内に入り込み、当該凹部内のパーティクル１を吹き飛ばして除去する。
ウエハＷ上のパーティクル１がガスクラスター２により除去される様子について、図４（ａ）～（ｄ）及び図５（ａ）～（ｄ）に模式的に示す。図４（ａ）～（ｄ）は、ウエハＷ上のパーティクル１にガスクラスター２が衝突する場合を示す図である。この場合、ガスクラスター２は、図４（ａ）に示すように、ウエハＷの表面に垂直に照射され、例えばパーティクル１に対しては斜め上方側から衝突する可能性が高い。ガスクラスター２が図４（ｂ）に示すようにパーティクル１にオフセットされた状態（上から見たときにガスクラスター２の中心とパーティクル１の中心とがずれている状態）で衝突すると、図４（ｃ）に示すように、ガスクラスター２の衝突時の衝撃でパーティクル１に対して、横方向へ動かす力が与えられる。この結果、パーティクル１がウエハＷ表面から剥離され、浮き上がって、側方または斜め上方に飛ばされる。
また、ガスクラスター２は、パーティクル１に直接衝突させず、図５（ａ）に示すようにパーティクル１の近傍に照射することによっても当該パーティクル１を除去できる。ガスクラスター２は、ウエハＷに衝突すると、ガスクラスター２の構成分子が横方向に広がりながら分解していく（図８（ｂ）参照）。この際、高い運動エネルギー密度領域が横方向（水平方向）に移動していくため、これによりパーティクル１がウエハＷから剥離され、吹き飛ばされる（図５（ｃ），（ｄ）参照）。こうして、パーティクル１は凹部から飛び出してノズルカバー２０の減圧室２０Ａ内に飛散していき、減圧生成部２４を介して洗浄処理室３１の外部に設けられた減圧ポンプ２７から外方へ除去される。
上述のようにガスノズル５０からウエハＷに対して二酸化炭素ガスとヘリウムガスを噴射させながらガスクラスター２を生成し、ガスクラスターを用いてウエハＷ上のパーティクル１を除去する間、基板保持部１１が回動してウエハＷを回転させ、移動アーム１７によってガスノズル５０とノズルカバー２０をウエハＷ上でウエハＷの中心から周縁まで移動させる。このことによって、ウエハＷの全域に渡ってウエハＷ上のパーティクル１をガスクラスター２によって効果的に除去することができる。
この間、ガスノズル５０がウエハＷの中心から周縁までの間にあるとき（図１および図２参照）、保持部サポート１２のノズルカバー２０側の端部から噴射されるガスカーテン用ガスは、ノズルカバーに向かい、保持部サポート１２のノズルカバー２０との間の隙間Ｇ（例えば０．８５ｍｍ）にガスカーテン１２Ｂを形成し、ノズルカバー２０の減圧室２０Ａ内を密封状態に保つ。
次にガスノズル５０がウエハＷの周縁に達した場合（図３参照）、保持部サポート１２のノズルカバー２０側端部から噴射されるガスカーテン用ガスは、その一部がノズルカバー２０に対して噴射され、残りの部分が減圧室２０Ａ内にも入り込む。しかしながら、減圧室２０Ａ内に入り込むガスカーテン用ガスの流量はわずかであって、減圧室２０Ａの減圧雰囲気に影響を及ぼすことはない。
この場合、保持部サポート１２のノズルカバー２０側端部から噴射されるガスカーテン用ガスは、保持部サポート１２のノズルカバー２０側端部とノズルカバー２０との間の隙間Ｇにガスカーテン１２Ｂを形成し、ノズルカバー２０の減圧室２０Ａ内を密封状態に保つ。
本実施の形態において、保持部サポート１２は保持部本体１１Ａに図示しない止めねじにより固定されており、保持部サポート１２の高さ位置をウエハＷの厚みに応じて調整することができる。図３において、保持部サポート１２の高さ位置が調整されて、保持部本体１１Ａ上のウエハＷの上面は保持部サポート１２の上面と同一平面上にあり、ウエハＷの上面の高さは保持部サポート１２の上面と一致している。
このため、保持部サポート１２のノズルカバー２０側の端部とノズルカバー２０との間の隙間Ｇと、ウエハＷとノズルカバー２０との隙間は一致している。
以上のように本実施の形態によれば、基板保持部１１によりウエハＷを回転させ、ガスノズル５０とノズルカバー２０をウエハＷの中心から周縁に向かって移動アーム１７により移動させることにより、ウエハＷの全域に渡って、ウエハＷ上のパーティクル１をガスクラスター２を用いて除去することができる。またガスノズル５０とノズルカバー２０をウエハＷの周縁に固定し、基板保持部１１によりウエハＷを回転させることにより、ウエハＷの周縁にあるパーティクル１をガスクラスター２を用いて除去することができる。
さらにまたガスノズル５０から二酸化炭素ガスとヘリウムガスをノズルカバー２０の減圧室２０Ａ内に供給してガスクラスター２を生成し、このガスクラスター２を用いてウエハＷ上のパーティクル１を除去するとともに、除去されたパーティクル１は減圧室２０Ａから外方へ排出される。このためウエハＷから除去されたパーティクル１が巻き上げられて、ウエハＷの他の部分に再度付着することはなく、ウエハＷ全体を清浄に保つことができる。
とりわけノズルカバー２０は移動アーム１７によりウエハＷに対して移動可能となっており、ウエハＷ上のパーティクル１をガスクラスター２を用いて除去しながら、ノズルカバー２０の減圧室２０ＡがウエハＷの中心からウエハＷの周縁まで移動する。この場合、減圧室２０ＡがウエハＷの中心からウエハＷの周縁まで移動する間、常時ノズルカバー２０からウエハＷの全域を覆って、ウエハＷ上から洗浄されて排出されるパーティクル１がノズルカバー２０の外方へ飛散することを防止しているため、巻き上げられたパーティクル１がウエハＷに再度付着することを確実に防止することができる。
なお、上記の実施の形態において、洗浄用ガスとして二酸化炭素ガスを、押し出し用ガスとしてヘリウムガスを用いる例を示したが、これに限らず洗浄用ガスにはアルゴンガス等を、押し出し用ガスとして水素ガス等を用いてもよい。二酸化炭素ガスと水素ガスとの組み合わせを用いれば、比較的安価なガスで高い洗浄効果を得ることができる。
また、ノズルカバー２０のウエハＷ側の端部２１ＡからウエハＷに対してＮ２ガスまたは空気のようなガスカーテン用ガスを噴射する例を示したが、これに限らず、ガスクラスターを生成する作用に影響しないその他のガスを用いてもよい。
また、上記の実施の形態において、ガスノズル５０およびノズルカバー２０が移動アーム１７により基板保持部１１により保持されたウエハＷ上を移動する例を示したが、ガスノズル５０およびノズルカバー２０は、ウエハＷ上を相対的に移動可能な構成であればよい。例えば、図９に示すように、駆動部６０ａと駆動アーム６０ｂとを有する駆動機構６０を設けるとともに、駆動アーム６０ｂに基板保持部１１を連結してもよい。この場合、基板保持部１１を駆動モータ１４により回転させ、基板保持部１１に保持されたウエハＷを回転させながら、基板保持部１１を駆動機構６０により水平方向に移動させることで、ガスノズル５０およびノズルカバー２０を移動させなくともウエハＷ全面を洗浄することができる。
１ パーティクル
２ ガスクラスター
１１ 基板保持部
１１Ａ 保持部本体
１２ 保持部サポート
１３ 駆動軸
１４ 駆動モータ
１５ ガス流路
１６ ガスカーテン用ガス供給源
２０ ノズルカバー
２１ ノズルカバー本体
２２ 周縁部
２４ 減圧生成部
２７ 減圧ポンプ
２８ 連結ライン
３１ 洗浄処理室
４０ クリーンガス供給部
４１ ガス供給路
４２ ガス供給源
４３ ガス排気路
４４ ガス排気機構
５０ ガスノズル
６０ 駆動機構
１００ 基板洗浄装置

Claims (8)

  1. 基板を保持する基板保持部と、
    前記基板との間で減圧雰囲気を形成する減圧室を有するノズルカバーと、
    前記減圧室の圧力よりも高圧の洗浄ガスを噴射して、前記減圧室内に前記基板を洗浄するガスクラスターを生成するガスノズルと、を備え、
    前記ノズルカバーは前記減圧室を有するノズルカバー本体と、前記ノズルカバー本体の下端周縁に位置する周縁部とを有し、 前記基板保持部側に、前記周縁部に対してガスカーテン用ガスを噴出してガスカーテンを形成するガスカーテン形成部を設け、
    前記基板保持部は、前記基板を保持する保持部本体と、前記保持部本体の外周に設けられ、前記基板の外周を囲む保持部サポートとを有し、
    前記保持部サポートに、前記ガスカーテン形成部が設けられ、この保持部サポートに、前記ガスカーテン形成部に連通するとともに、前記ガスカーテン形成部側へガスカーテン用ガスを供給するガス流路を接続した、基板洗浄装置。
  2. 前記ノズルカバーは前記基板の全域を覆う、請求項１記載の基板洗浄装置。
  3. 前記基板保持部に対して前記ガスノズルは水平方向に相対移動可能となり、前記減圧室が前記基板の中心から周縁に移動する間、前記ノズルカバーは前記基板の全域を覆う、請求項２に記載の基板洗浄装置。
  4. 前記保持部サポートは多孔質材料からなる、請求項１記載の基板洗浄装置。
  5. 前記保持部本体上の前記基板の上面と前記保持部サポートの上面は同一平面上にある、請求項１または４記載の基板洗浄装置。
  6. 前記ノズルカバーに、前記減圧室内を減圧雰囲気とする減圧生成部を設けた、請求項１乃至５のいずれか記載の基板洗浄装置。
  7. 前記基板保持部は回転可能となっており、前記ガスノズルと、前記基板保持部は、互いに水平方向に相対移動可能となる、請求項１乃至６のいずれか記載の基板洗浄装置。
  8. 基板を保持する基板保持部と、前記基板との間で減圧雰囲気を形成する減圧室を有するノズルカバーと、を備え、前記ノズルカバーは前記減圧室を有するノズルカバー本体と、前記ノズルカバー本体の下端周縁に位置する周縁部とを有する基板洗浄装置を用いた基板洗浄方法において、
    前記基板保持部に設けられたガスカーテン形成部から、前記周縁部に対してガスカーテン用ガスを噴出してガスカーテンを形成する工程と、
    ガスノズルから前記減圧室の圧力よりも高圧の洗浄ガスを噴射して、前記減圧室内に前記基板を洗浄するガスクラスターを生成する工程と、を備え、
    前記基板保持部は、前記基板を保持する保持部本体と、前記保持部本体の外周に設けられ、前記基板の外周を囲む保持部サポートとを有し、
    前記保持部サポートに、前記ガスカーテン形成部が設けられ、この保持部サポートに、前記ガスカーテン形成部に連通するとともに、前記ガスカーテン形成部側へガスカーテン用ガスを供給するガス流路を接続した、基板洗浄方法。
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