WO2021085212A1 - 基板洗浄装置および基板洗浄方法 - Google Patents

基板洗浄装置および基板洗浄方法 Download PDF

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substrate
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nozzle cover
nozzle
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中島　常長
正巳 飽本
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東京エレクトロン株式会社
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Definitions

  • This disclosure relates to a substrate cleaning apparatus and a substrate cleaning method.
  • the adhesion of particles to the substrate during the manufacturing process is one of the major factors that affect the yield of products. For this reason, the substrate is cleaned before or after the substrate is processed, but it is desired to develop a cleaning technique that reliably removes particles by a simple method while suppressing damage to the substrate. ..
  • Various cleaning techniques have been researched and developed to separate particles from the surface of the substrate by applying a physical shear force that exceeds the adhesive force between the particles and the substrate. One of them is the physical shear force of the gas cluster. The technology used can be mentioned.
  • a gas cluster is a mass (cluster) in which a large number of atoms or molecules are gathered together by ejecting a high-pressure gas into a vacuum formed by a decompression chamber or the like and cooling the gas to a condensation temperature by adiabatic expansion.
  • the gas clusters are used as they are or accelerated appropriately to irradiate the substrate to remove particles.
  • Patent Document 1 a technique for effectively removing particles adhering to the pattern on the surface of the substrate has been developed.
  • the substrate can be cleaned more effectively.
  • the present disclosure has been made in consideration of such a point, and provides a substrate cleaning apparatus and a substrate cleaning method capable of preventing particles removed from the substrate from adhering to the substrate again.
  • a nozzle cover having a substrate holding portion for holding a substrate, a nozzle cover having a decompression chamber forming a decompression atmosphere between the substrates, and a cleaning gas having a pressure higher than the pressure of the decompression chamber are injected to reduce the pressure.
  • a gas nozzle for generating a gas cluster for cleaning the substrate is provided in a room, and the nozzle cover has a nozzle cover main body having the decompression chamber and a peripheral edge portion located at the lower end peripheral edge of the nozzle cover main body.
  • FIG. 1 is a side view showing a substrate cleaning device according to the present embodiment.
  • FIG. 2 is a side view showing a gas nozzle and a nozzle cover of the substrate cleaning device shown in FIG.
  • FIG. 3 is a side view showing the operation of the substrate cleaning device.
  • 4 (a) to 4 (d) are side views showing how particles are removed by gas clusters.
  • 5 (a) to 5 (d) are side views showing how particles are removed by gas clusters.
  • FIG. 6 is a plan view showing the surface of the wafer.
  • FIG. 7 is a diagram showing the entire vacuum processing apparatus in which the substrate cleaning apparatus is incorporated.
  • FIG. 8 is a diagram showing a modified example of the gas flow path, and is the same as FIG. 2.
  • FIG. 9 is a diagram showing a modified example of the substrate holding portion.
  • FIG. 7 is a plan view showing the overall configuration of the vacuum processing apparatus 101, which is a multi-chamber system.
  • carry-in / out ports 112 for mounting FOUP 111 which is a closed type transport container in which semiconductor wafers (hereinafter referred to as “wafers”) W which are 25 substrates are housed, are arranged side by side, for example. It is arranged in 3 places.
  • an air transport chamber 113 is provided along the line of these carry-in / out ports 112, and a gate door GT that opens and closes together with the lid of the FOUP 111 is attached to the front wall of the air transport chamber 113.
  • two load lock chambers 114 and 115 are airtightly connected to the opposite surface of the carry-in / out port 112 in the air transport chamber 113.
  • Each of these load lock chambers 114 and 115 is provided with a vacuum pump and a leak valve (not shown) so that the normal pressure atmosphere and the vacuum atmosphere can be switched.
  • a gate valve (partition valve) G is provided in FIG. 10.
  • a first substrate transport mechanism 116 configured by an articulated arm for transporting the wafer W is provided in the atmosphere transport chamber 113.
  • a wafer inspection unit 117 which is a substrate inspection unit, is provided on the right wall of the air transport chamber 113, and the orientation and eccentricity of the wafer W are provided on the left wall.
  • An alignment chamber 118 for adjusting the above is provided.
  • the first substrate transport mechanism 116 has a role of delivering the wafer W to the FOUP 111, the load lock chambers 114 and 115, the wafer inspection unit 117 and the alignment chamber 118. Therefore, the first substrate transport mechanism 116 is configured to be movable, ascending / descending, rotatable about the vertical axis, and advancing / retreating in the arrangement direction of the FOUP 111 (X direction in FIG. 1), for example.
  • the vacuum transport chamber 102 When viewed from the air transport chamber 113, the vacuum transport chamber 102 is airtightly connected to the back side of the load lock chambers 114 and 115. Further, in the vacuum transfer chamber 102, the substrate cleaning device 100 according to the present embodiment and the five vacuum processing modules 121 to 125 are airtightly connected.
  • These vacuum processing modules 121 to 125 are, for example, CVD (Chemical Vapor Deposition) for film formation including copper wiring in a wafer W in which a groove for embedding copper wiring and a via hole, which are recesses for forming a circuit pattern, are formed. It is a vacuum processing module that performs processing and sputtering processing.
  • CVD Chemical Vapor Deposition
  • the vacuum transfer chamber 102 includes a second substrate transfer mechanism 126 that transfers the wafer W in a vacuum atmosphere, and the load lock chambers 114, 115 and the substrate cleaning device are provided by the second substrate transfer mechanism 126.
  • Wafer W is delivered to 100 and the vacuum processing modules 121 to 125.
  • the second substrate transport mechanism 126 includes an articulated arm 126a configured to be rotatable and retractable around a vertical axis, and the articulated arm 126a is provided by a base 126b in the length direction (Y direction in FIG. 1). It is configured to be movable.
  • the wafer inspection unit 117 is for acquiring particle information including the particle size of the particles adhering to the wafer W.
  • the particle information is, for example, information for knowing the positions of particles on the wafer W and their sizes.
  • an apparatus capable of evaluating the particle size of particles on the wafer surface for example, an optical or electron beam type surface defect inspection apparatus using specularly reflected light or scattered light can be used.
  • a scanning probe microscope such as a scanning electron microscope (SEM), a scanning tunneling microscope (STM), or an atomic force microscope (AFM) may be used.
  • the substrate cleaning device 100 is for accommodating the wafer W inside and removing deposits.
  • the substrate cleaning apparatus 100 includes a cleaning processing chamber 31, a substrate holding portion 11 that rotatably holds the wafer W arranged in the cleaning processing chamber 31 and arranged in the horizontal direction, and a substrate.
  • a gas nozzle 50 for injecting cleaning gas onto the wafer W on the holding portion 11 and a nozzle cover 20 having a pressure reducing chamber 20A provided around the gas nozzle 50 and forming a pressure reducing atmosphere with the wafer W are provided. There is.
  • the cleaning treatment chamber 31 is formed so as to have a positive pressure with respect to the outside air, and a clean gas supply unit 40 for supplying clean gas is provided in the upper part of the cleaning treatment chamber 31, and the clean gas supply unit 40 is provided with a clean gas supply unit 40.
  • the gas supply source 42 is connected via the gas supply path 41.
  • a gas exhaust mechanism 44 such as an exhaust fan is connected to the lower part of the cleaning processing chamber 31 via a gas exhaust passage 43.
  • a gas exhaust mechanism 44 such as an exhaust fan is connected to the lower part of the cleaning processing chamber 31 via a gas exhaust passage 43.
  • an opening 34 for carrying in or out the wafer W is formed on the side wall of the cleaning processing chamber 31, and the opening 34 is hermetically sealed by a gate 35 so as to be openable and closable.
  • the substrate holding portion 11 has a holding portion main body 11A for holding the wafer W arranged in the horizontal direction, and a holding portion support 12 provided on the outer periphery of the holding portion main body 11A and surrounding the outer periphery of the wafer W from the side.
  • the holding portion main body 11A and the holding portion support 12 can be integrally rotated by the drive shaft 13 driven by the drive motor 14.
  • the gas nozzle 50 injects carbon dioxide (CO 2 ) gas and helium (He) gas onto the wafer W as described later, and a nozzle cover 20 is provided around the gas nozzle 50.
  • CO 2 carbon dioxide
  • He helium
  • the nozzle cover 20 has a repeated cup shape, and the nozzle cover main body 21 having a decompression chamber 20A inside and the lower end peripheral edge of the nozzle cover main body 21.
  • a gas nozzle 50 is attached to the cup-shaped nozzle cover main body 21 which has an extending peripheral edge portion 22 and penetrates the central portion thereof.
  • the nozzle cover main body 21 and the peripheral edge portion 22 of the nozzle cover 20 are integrally formed, and are made of ceramic as a whole. Further, the nozzle cover 20 including the nozzle cover main body 21 and the peripheral edge portion 22 is provided so as to cover the entire area of the wafer W.
  • the nozzle cover 20 can be moved with respect to the wafer W by the moving arm 17, and during this time, the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20 moves from the center of the wafer W to the peripheral edge of the wafer W.
  • the nozzle cover 20 can always cover the entire area of the wafer W while the decompression chamber 20A moves from the center of the wafer W to the peripheral edge of the wafer W. As a result, the particles washed and discharged from the wafer W are prevented from scattering to the outside of the nozzle cover 20.
  • the end portion 12A of the holding portion support 12 on the nozzle cover 20 side sends a gas curtain gas such as N 2 gas or air supplied from the gas flow path 15 described later to the nozzle cover 20 side. It has an injection hole for injecting toward.
  • a gas curtain gas such as N 2 gas or air supplied from the gas flow path 15 described later to the nozzle cover 20 side.
  • It has an injection hole for injecting toward.
  • the end portion 12A of the holding portion support 12 on the nozzle cover 20 side is configured to have a large number of holes, and these holes are used as injection holes.
  • the gas for the gas curtain is injected toward the nozzle cover 20 side.
  • the hole in the end portion 12A of the holding portion support 12 on the nozzle cover 20 side functions as a gas curtain forming portion for forming a gas curtain between the holding portion support 12 and the nozzle cover 20.
  • the gas for a gas curtain comprising a N 2 gas or air through gas passage 15 connected to the gas curtain gas supply source 16 is supplied.
  • the gas flow path 15 may be arranged directly from the drive shaft 13 to the holding portion support 12 as shown in FIG. 2, or as shown in FIG. 8, the hollow drive shaft 13 and the substrate holding portion 11 It may be configured to pass through.
  • the nozzle cover main body 21 of the nozzle cover 20 is provided with a decompression generation unit 24 that forms a decompression atmosphere in the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20 adjacent to the gas nozzle 50, and the decompression generation unit 24 is connected to the connecting line 28. It is connected to the decompression pump 27 via.
  • the connecting line 28 extends through the wall surface of the cleaning processing chamber 31 and reaches the decompression pump 27 provided outside the cleaning processing chamber 31.
  • the gas nozzle 50 is held by the nozzle cover main body 21 of the nozzle cover 20, and the gas nozzle 50 moves horizontally in the cleaning processing chamber 31 together with the nozzle cover 20 by a moving arm 17 arranged in the cleaning processing chamber 31. Be free.
  • the moving arm 17 causes the gas nozzle 50 and the nozzle cover 20 to move from the center of the wafer W to the peripheral edge or from the peripheral edge of the wafer W toward the center on the wafer W held by the substrate holding portion 11. It is possible to move.
  • the outlet 50a side of the gas nozzle 50 is enlarged, the outer diameter L1 at the tip of the outlet 50a is, for example, 10 mm, and the outer diameter L2 at the end of the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20 on the wafer W side is, for example, 50 to. It is 60 mm.
  • the substrate holding portion 11 for holding the wafer W includes a holding portion main body 11A and a holding portion support 12 provided on the outer periphery of the holding portion main body 11A and surrounding the outer periphery of the wafer W from the side.
  • the holding portion main body 11A is made of SUS, aluminum, or ceramic, and has a high coefficient of friction on its surface. Therefore, by simply placing the wafer W on the holding portion main body 11A, the wafer W can be stably held on the holding portion main body 11A without providing a suction mechanism.
  • the holding portion support 12 is made of a porous material such as ceramic, and the upper surface of the holding portion support 12 is flush with the upper surface of the holding portion main body 11A.
  • the holding portion support 12 only the portion of the holding portion support 12 facing the peripheral portion 22 of the nozzle cover 20 is exposed to a porous material such as ceramic, and the other portion of the holding portion main body 11A is coated or the other portion.
  • a non-porous material may be attached to the surface, and the curtain gas may be supplied from a portion facing the peripheral edge portion 22.
  • a material made of SUS or aluminum other than the ceramic material can be used, and the holding portion support 12 machines these ceramic materials, SUS materials, or aluminum materials. Can be obtained by
  • one end side of a connecting line 50A extending through the wall surface of the cleaning processing chamber 31 is connected to the gas nozzle 50.
  • the connecting line 50A has a flexible structure and can follow the movement of the gas nozzle 50.
  • the connecting line 50A is connected to a carbon dioxide (CO2) gas supply path 52 and a helium (He) gas supply path 53 via a pressure adjustment valve 51 forming a pressure adjustment unit outside the cleaning processing chamber 31. It is connected.
  • CO2 carbon dioxide
  • He helium
  • the supply path 52 has an on-off valve V1, a carbon dioxide gas flow rate adjusting unit 52a, and a carbon dioxide gas supply source 52b, and the supply path 53 includes an on-off valve V2, a helium gas flow rate adjusting unit 53a, and helium. It has a gas supply source 53b.
  • Carbon dioxide gas is a cleaning gas (cleaning gas), and a gas cluster is formed by this gas.
  • the helium gas is a gas for extrusion (extrusion gas). Helium gas does not easily form clusters, and when helium gas is mixed with carbon dioxide gas, it has the effect of increasing the speed of clusters generated by carbon dioxide gas.
  • the connecting line 50A is provided with a pressure detecting unit 54 for detecting the pressure in the connecting line 50A, and based on the detected value of the pressure detecting unit 54, the pressure adjusting valve 51 is provided by the control unit 55 described later. The opening degree is adjusted, and the gas pressure in the decompression chamber 20A is controlled.
  • control unit 55 can adjust the gas flow rate by controlling the carbon dioxide gas flow rate adjusting unit 52a and the helium gas flow rate adjusting unit 53a based on the detected value of the pressure detecting unit 54. Furthermore, the supply pressure may be increased by using a boosting mechanism such as a gas booster between the on-off valves V1 and V2 of each gas and the pressure adjusting valve 51, and adjusted by the pressure adjusting valve 51.
  • a boosting mechanism such as a gas booster between the on-off valves V1 and V2 of each gas and the pressure adjusting valve 51, and adjusted by the pressure adjusting valve 51.
  • the vacuum processing apparatus 101 is provided with a control unit 55 including, for example, a computer for controlling the operation of the entire apparatus.
  • the control unit 55 includes a CPU, a program, and a storage unit.
  • the program in addition to the cleaning process described later, a group of steps is assembled so as to execute the operation of the device corresponding to the vacuum process performed by the vacuum processing modules 121 to 125.
  • the program is stored in a storage medium such as a hard disk, a compact disk, a magneto-optical disk, a memory card, or a flexible disk, and is installed in the control unit 55 from there.
  • the storage unit of the control unit 55 stores the particle information acquired by the wafer inspection unit 117.
  • This particle information is information in which the position of the wafer W and the size of the particles are associated with each other.
  • the particle size is a value assigned according to the particle size range of the particles set by the wafer inspection unit 117, for example, and the size is defined by a value such as 20 nm or more and less than 40 nm and 40 nm or more and less than 60 nm.
  • the wafer W is taken out from the FOUP 111 by the first substrate transport mechanism 116.
  • the wafer W is formed with recesses (grooves and via holes) for embedding copper wiring, which are pattern recesses.
  • the wafer W is transported to the alignment chamber 118 via the atmospheric transport chamber 113 in a normal pressure atmosphere, and alignment is performed.
  • the wafer W is transported to the wafer inspection unit 117 by the first substrate transport mechanism 116, where particle information is acquired.
  • the acquired particle information is sent to the control unit 55.
  • the wafer W inspected by the wafer inspection unit 117 is carried into the load lock chambers 114 and 115 set to the normal pressure atmosphere by the first substrate transfer mechanism 116. Then, after the atmosphere in the load lock chambers 114 and 115 is switched to the vacuum atmosphere, the particles are transferred to the substrate cleaning device 100 by the second substrate transfer mechanism 126, and the particles are removed.
  • N 2 is supplied from the end of the holding portion support 12 of the substrate holding portion 11 on the nozzle cover 20 side via the gas flow path 15.
  • a gas curtain gas such as gas or air is injected onto the nozzle cover 20 (see FIG. 1).
  • the gas for the gas curtain injected to the nozzle cover 20 forms a gas curtain 12B between the holding portion support 12 and the peripheral edge portion 22 of the nozzle cover 20, and is formed inside and outside the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20. Seal between.
  • the decompression pump 27 operates, the inside of the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20 is depressurized via the decompression generation unit 24, and the inside of the decompression chamber 20A is depressurized as compared with the outside of the nozzle cover 20.
  • carbon dioxide gas is supplied from the gas nozzle 50 into the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20 as a cleaning gas, and helium gas is supplied into the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20 as a gas for extrusion.
  • a gas cluster can be generated in the decompression chamber 20A by ejecting carbon dioxide gas as a cleaning gas into the decompression chamber 20A from the outlet 50a of the gas nozzle 50, and the gas cluster can be used on the wafer W. Particle 1 present in can be removed (see FIG. 6).
  • the injection amount M1 of the gas curtain gas injected from the end of the holding portion support 12 on the nozzle cover 20 side is larger than the exhaust amount M2 exhausted from the decompression chamber 20A via the decompression generation unit 24.
  • a gas cluster is an aggregate of gas atoms or molecules by supplying gas to a processing atmosphere from a region having a pressure higher than that of the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20 and cooling the gas to the condensation temperature by adiabatic expansion. It is a substance that gathers together and is produced.
  • the processing pressure in the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20 is set to a vacuum atmosphere of, for example, 0.1 to 100 Pa, and the cleaning gas (carbon dioxide gas) is applied to the gas nozzle 50 at a pressure of, for example, 0.3 to 5.0 MPa. ) Is supplied.
  • Gas cluster 2 is neutral in this example.
  • gas clusters since in 5 ⁇ 10 3 atomic (molecular) / cluster is about 8 nm, it is preferably 5 ⁇ 10 3 atomic (molecular) / cluster or more.
  • the gas cluster 2 generated on the outlet 50a side of the gas nozzle 50 is vertically irradiated toward the wafer W. Then, it enters the recess for the circuit pattern of the wafer W, and the particles 1 in the recess are blown off and removed.
  • 4 (a) to 4 (d) are views showing a case where the gas cluster 2 collides with the particles 1 on the wafer W.
  • the gas cluster 2 is irradiated vertically on the surface of the wafer W, and there is a high possibility that the gas cluster 2 collides with the particles 1 from an obliquely upper side, for example.
  • FIG. 4 As shown in (c) the impact of the collision of the gas cluster 2 gives the particle 1 a force to move it laterally. As a result, the particles 1 are separated from the surface of the wafer W, floated, and are blown laterally or diagonally upward.
  • the gas cluster 2 can also remove the particles 1 by irradiating the vicinity of the particles 1 as shown in FIG. 5A without directly colliding with the particles 1.
  • the constituent molecules of the gas cluster 2 are decomposed while spreading in the lateral direction (see FIG. 8B).
  • the particles 1 are separated from the wafer W and blown off (see FIGS. 5C and 5D). In this way, the particles 1 jump out of the recess and scatter into the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20, and are removed outward from the decompression pump 27 provided outside the cleaning processing chamber 31 via the decompression generation unit 24. ..
  • the gas cluster 2 is generated while injecting carbon dioxide gas and helium gas from the gas nozzle 50 onto the wafer W, and while the gas cluster is used to remove the particles 1 on the wafer W, the substrate holding portion 11 is used.
  • the wafer W is rotated to rotate, and the gas nozzle 50 and the nozzle cover 20 are moved on the wafer W from the center to the periphery of the wafer W by the moving arm 17.
  • the particles 1 on the wafer W can be effectively removed by the gas cluster 2 over the entire area of the wafer W.
  • the gas for the gas curtain injected from the end of the holding portion support 12 on the nozzle cover 20 side is the nozzle cover.
  • a gas curtain 12B is formed in the gap G (for example, 0.85 mm) between the holding portion support 12 and the nozzle cover 20 to keep the inside of the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20 in a sealed state.
  • the gas for the gas curtain injected from the nozzle cover 20 side end of the holding portion support 12 is provided with the gas curtain 12B in the gap G between the nozzle cover 20 side end of the holding portion support 12 and the nozzle cover 20. It is formed and the inside of the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20 is kept in a sealed state.
  • the holding portion support 12 is fixed to the holding portion main body 11A by a set screw (not shown), and the height position of the holding portion support 12 can be adjusted according to the thickness of the wafer W.
  • the height position of the holding portion support 12 is adjusted so that the upper surface of the wafer W on the holding portion main body 11A is in the same plane as the upper surface of the holding portion support 12, and the height of the upper surface of the wafer W is maintained. It coincides with the upper surface of the part support 12.
  • the gap G between the end of the holding portion support 12 on the nozzle cover 20 side and the nozzle cover 20 and the gap between the wafer W and the nozzle cover 20 are the same.
  • the wafer W is rotated by the substrate holding portion 11 and the gas nozzle 50 and the nozzle cover 20 are moved by the moving arm 17 from the center of the wafer W toward the peripheral edge of the wafer W.
  • the particles 1 on the wafer W can be removed by using the gas cluster 2 over the entire area of the wafer W.
  • the particles 1 on the peripheral edge of the wafer W can be removed by using the gas cluster 2.
  • carbon dioxide gas and helium gas are supplied from the gas nozzle 50 into the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20 to generate a gas cluster 2, and the gas cluster 2 is used to remove particles 1 on the wafer W and remove them.
  • the generated particles 1 are discharged to the outside from the decompression chamber 20A. Therefore, the particles 1 removed from the wafer W are not wound up and reattached to other parts of the wafer W, and the entire wafer W can be kept clean.
  • the nozzle cover 20 is movable with respect to the wafer W by the moving arm 17, and the decompression chamber 20A of the nozzle cover 20 is the center of the wafer W while the particles 1 on the wafer W are removed by using the gas cluster 2.
  • the particles 1 that constantly cover the entire area of the wafer W from the nozzle cover 20 and are washed and discharged from the wafer W are the nozzle cover 20. Since it is prevented from scattering to the outside of the wafer W, it is possible to reliably prevent the wound particles 1 from adhering to the wafer W again.
  • a drive mechanism 60 having a drive unit 60a and a drive arm 60b may be provided, and a substrate holding unit 11 may be connected to the drive arm 60b.
  • the substrate holding portion 11 is rotated by the drive motor 14, and the wafer W held by the substrate holding portion 11 is rotated while the substrate holding portion 11 is moved in the horizontal direction by the drive mechanism 60, whereby the gas nozzle 50 and the gas nozzle 50 and The entire surface of the wafer W can be cleaned without moving the nozzle cover 20.

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Abstract

［課題］基板から除去されたパーティクルが基板に再度付着することを防止する。 ［解決手段］基板洗浄装置は基板を保持する基板保持部と、基板保持部上の基板に対して洗浄ガスを噴射するガスノズルと、ガスノズルを囲んで設けられたノズルカバーとを備える。ガスノズルからノズルカバーの減圧室内に洗浄ガスが噴射され、減圧室内に基板上のパーティクルを除去するガスクラスターが生成される。基板保持部の保持部サポートにガスカーテン用ガスがノズルカバー側へ噴射されて、ノズルカバーと保持部サポートとの間にガスカーテンが形成される。

Description

基板洗浄装置および基板洗浄方法
　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 (9)

  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、請求項１乃至３のいずれか記載の基板洗浄装置。
  5. 　前記保持部サポートは多孔質材料からなる、請求項４記載の基板洗浄装置。
  6. 　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４または５記載の基板洗浄装置。
  7. 　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６のいずれか記載の基板洗浄装置。
  8. 　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とは前記基板保持部とは水平方向に相対移動可能となる、請求項１乃至７のいずれか記載の基板洗浄装置。
  9. 　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、を備えた基板洗浄方法。
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