[发明专利]气体团簇照射机构和使用了该气体团簇照射机构的基板处理装置、以及气体团簇照射方法

说明书

技术领域

本发明涉及气体团簇照射机构和使用了该气体团簇照射机构的基板处理装置、以及气体团簇照射方法。

背景技术

最近，对试样表面照射气体团簇来进行试样表面的加工、清洗的气体团簇技术作为能够进行选择性较高的加工、清洗的技术受到关注。

作为对试样表面照射气体团簇的方法，公知有例如使用了使气体团簇离子化并利用电场、磁场加速而与试样表面碰撞的气体团簇离子束的方法(例如，参照专利文献1)。

在使用了上述气体团簇离子束的方法中，担心使团簇离子化而对基板造成电损伤，因此，使用中和器等使团簇离子成为电中性来并与试样碰撞，但是，即使使用这样的方法也难以使团簇完全成为电中性。

所以，作为不产生这样的电损伤的气体团簇照射技术，提出有利用气体的绝热膨胀并照射中性的气体团簇的技术(专利文献2)。

在专利文献2中，将作为反应气体的ClF₃气体和与作为沸点比其低的气体的Ar气体的混合气体以不会液化的范围的压力自喷出部一边绝热膨胀一边喷出到真空处理室内，生成反应性团簇，将该反应性团簇向真空处理室内的试样喷射来对试样表面进行加工。

专利文献

专利文献1：日本特开平8-319105号公报

专利文献2：国际公开第2010/021265号手册

发明内容

发明要解决的问题

可是，在上述专利文献2所公开的技术中，基本上自一个喷射部(喷嘴)喷射气体来生成团簇，但是，自一个喷嘴生成的气体团簇的照射区域是φ几mm，在应用于像半导体晶圆这样的大面积的基板的处理的情况下，生产率成为问题。

像这样的生产率的问题能够通过设置多根气体喷射喷嘴来解决，但是，若设置多个气体喷射喷嘴则气体流量增加，因由此造成的真空度的降低而导致处理性能降低。即、在真空度较低时气体团簇被破坏，因此，当喷嘴的根数增多而真空度比预定值低时，因气体团簇的破坏而使处理性能降低。此外，即使气体团簇喷嘴的根数适当也存在局部真空度降低的情况，在该情况下在该部分处理性能降低。

用于解决问题的方案

本发明是鉴于这样的情况而做成的，本发明的课题在于提供一种能够不破坏气体团簇且以高生产率由气体团簇进行处理的气体团簇照射机构和气体团簇照射方法、以及具有这样的气体团簇照射机构的基板处理装置。

发明的效果

为了解决上述课题，在本发明的第1技术方案中，提供一种气体团簇照射机构，其是如下的气体团簇照射机构：向被保持为真空的处理容器内喷射气体并利用绝热膨胀来生成气体团簇，向配置于上述处理容器内的被处理基板照射气体团簇，该气体团簇照射机构包括：喷嘴单元，其具有多个向上述处理容器内喷射气体的气体喷射喷嘴；以及气体供给部，其向上述喷嘴单元供给用于生成气体团簇的气体，以这样的方式设定上述喷嘴单元的上述气体喷射喷嘴的根数：自上述气体喷射喷嘴以需要的流量供给上述气体时上述处理容器内所到达的压力成为不破坏气体团簇的程度的压力，在上述喷嘴单元中，以这样的方式配置上述多个气体喷射喷嘴中的相邻的气体喷射喷嘴：自该相邻的气体喷射喷嘴喷射出的气体中的无助于气体团簇的形成的残留气体的扩散范围互不重叠。

优选的是，在向上述喷嘴单元供给的气体的供给压力为1Mpa以下时，上述处理容器内的压力为0.3kPa以下，在上述供给压力超过1Mpa且为5Mpa以下时，上述处理容器内的压力为3kPa以下。

优选的是，上述多个气体喷射喷嘴中的相邻的气体喷射喷嘴彼此的距离为20mm以上。此外，能够构成为，上述喷嘴单元和上述被处理基板以能够相对移动的方式设置，一边使上述喷嘴单元和上述被处理基板相对移动一边向上述被处理基板的整个面照射气体团簇。

作为上述气体团簇照射机构，优选的是，该气体团簇照射机构具有多个上述喷嘴单元，自上述多个喷嘴单元中的一个喷嘴单元喷射气体，并且，能够依次改变喷嘴单元来喷射气体。在该情况下，优选上述多个喷嘴单元中的相互相邻的喷嘴单元中的上述气体喷射喷嘴的位置错开。优选的是，将上述相互相邻的喷嘴单元中的上述气体喷射喷嘴的错开的距离设为与来自一个气体喷射喷嘴的气体团簇照射范围相同或比该气体团簇照射范围小，将上述喷嘴单元的数量设为在上述被处理基板的直径方向上不形成没有自上述气体喷射喷嘴照射气体团簇的部分的数量。