[发明专利]气体团簇处理装置和气体团簇处理方法

说明书

向基板(S)照射气体团簇来对基板(S)进行规定的处理的气体团簇处理装置(100)具备：处理容器(1)；气体供给部(13)，其供给用于生成气体团簇的气体；质量流量控制器(14)，其控制从气体供给部(13)供给的气体的流量；团簇喷嘴(11)，其以规定的供给压力供给用于生成气体团簇的气体，将该气体喷出至被保持真空的处理容器内来通过绝热膨胀使该气体团簇化；以及压力控制部(15)，其设置于质量流量控制器(14)与团簇喷嘴(11)的之间的配管(12)，并且具有对用于生成气体团簇的气体的供给压力进行控制的背压控制器(17)。

技术领域

本发明涉及一种气体团簇处理装置和气体团簇处理方法。

背景技术

在半导体器件的制造过程中，附着于基板的微粒会导致产品的缺陷，因此进行将附着于基板的微粒去除的清洗处理。作为用于进行这样的基板清洗处理的技术，向基板表面照射气体团簇，通过该气体团簇的物理作用来去除基板表面的微粒的技术受到关注。

作为向基板表面照射气体团簇的技术，已知如下一种技术：将CO₂等团簇生成用气体设为高压后从喷嘴喷射至真空气氛中，通过绝热膨胀生成气体团簇，利用离子化部使生成的气体团簇离子化，将利用加速电极使离子化后的气体团簇加速而形成的气体团簇离子束照射到基板上(例如参照专利文献1)。

另外，还已知如下一种技术：从喷嘴向真空气氛中喷射CO₂等团簇生成用气体、He等加速用气体等多种气体，并且向基板照射通过绝热膨胀而生成的中性的气体团簇(例如参照专利文献2)。

从喷嘴照射的气体团簇的直径由气体的供给压力决定，因此需要控制气体供给压力，也如专利文献1、2所记载的那样，以往主要通过气体的供给流量来控制气体的供给压力。即，气体的供给压力与供给流量成比例，因此能够通过控制气体的供给流量来控制气体的供给压力。另外，如专利文献2所示的那样，使用压力调整阀来进行供给压力的微调。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特表2006-500741号公报

专利文献2：日本特开2013-175681号公报

发明内容

通常，利用质量流量控制器(捕捉与内部的流路中的气体的质量流量成比例的温度变化并转换为电信号，基于来自外部的与设定流量对应的电信号使流量控制阀工作，从而控制为设定的流量)来控制气体的供给流量，但在利用质量流量控制器进行的流量控制中，需要长时间才达到设定压力。另外，当想要使气体的供给量相比于与设定供给压力对应的供给量增加来缩短达到设定供给压力的时间时，供给压力相对于利用压力调整阀设定的压力而言超调，导致压力的控制性下降。另外，当产生这样的超调时，质量流量控制器下游侧的压力上升而获取不到质量流量控制器前后的压差，气体供给量的控制本身无法进行。

因而，本发明的目的在于提供如下一种技术：在向基板照射气体团簇来进行基板处理时，能够在短时间内达到生成气体团簇所需的气体供给压力，并且气体供给压力的控制性良好。

根据本发明的第一观点，提供一种气体团簇处理装置，所述气体团簇处理装置向被处理体照射气体团簇来对被处理体进行规定的处理，所述气体团簇处理装置的特征在于，具备：处理容器，被处理体配置于该处理容器；气体供给部，其供给用于生成气体团簇的气体；流量控制器，其控制从所述气体供给部供给的气体的流量；团簇喷嘴，其以规定的供给压力供给用于生成所述气体团簇的气体，将所述气体喷出至被保持真空的处理容器内来通过绝热膨胀使所述气体团簇化；以及压力控制部，其设置于所述流量控制器与所述团簇喷嘴之间的配管，并且具有对用于生成所述气体团簇的气体的供给压力进行控制的背压控制器。