基板清洗方法、基板清洗裝置以及真空處理裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種能夠以較高的去除率去除附著于基板表面的微粒的技術(shù)。取得與附著于作為基板的晶圓(W)的微粒(100)有關(guān)的、包括粒徑在內(nèi)的微粒信息(74)，根據(jù)該微粒信息(74)來調(diào)整與清洗用氣體的作為原子或分子的聚集體的氣體團(tuán)簇(200)的粒徑有關(guān)的因素、例如氣體壓力。之后，自壓力比晶圓(W)所處的處理氣氛的壓力高的區(qū)域向處理氣氛噴射上述清洗用氣體，通過絕熱膨脹生成上述氣體團(tuán)簇(200)。當(dāng)將該氣體團(tuán)簇(200)向晶圓(W)的表面垂直地照射時，能夠利用具有與微粒(100)的粒徑相匹配的粒徑的氣體團(tuán)簇(200)來進(jìn)行清洗處理，其結(jié)果，即使在晶圓(W)的表面形成有用于形成電路圖案的凹部(81)，也能夠以較高的去除率去除凹部(81)內(nèi)的微粒(100)。
【專利說明】基板清洗方法、基板清洗裝置以及真空處理裝置

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種利用氣體團(tuán)簇(gas cluster)來去除基板上的微粒的技術(shù)。

【背景技術(shù)】
[0002]在半導(dǎo)體制造裝置中，在制造工序中微粒附著在基板上是影響產(chǎn)品的成品率的較大的因素之一。因此，要在對基板進(jìn)行處理之前或處理之后清洗基板，但希望開發(fā)一種在抑制對基板造成損傷的情況下以簡單的方法可靠地去除微粒的清洗技術(shù)。作為研究、開發(fā)出的清洗技術(shù)，可列舉出施加微粒與基板之間的附著力以上的物理剪切力而將微粒自基板的表面剝離的方法，作為該方法中的一種方法，可列舉出利用氣體團(tuán)簇的物理剪切力的技術(shù)。
[0003]氣體團(tuán)簇是通過向真空中噴出高壓氣體并利用絕熱膨脹將氣體冷卻至冷凝溫度而使許多原子或分子聚集而成的塊(團(tuán)簇)。在清洗基板時，該氣體團(tuán)簇直接向基板照射或在被適當(dāng)加速后向基板照射，以去除微粒。在向基板照射氣體團(tuán)簇時，相對于基板表面傾斜地進(jìn)行照射，但在要去除附著于基板表面的圖案內(nèi)的微粒的情況下，從微粒來看，圖案成為構(gòu)造物。因此，氣體團(tuán)簇受到構(gòu)造物的阻礙而不能到達(dá)微粒，從而難以去除圖案內(nèi)的微粒。
[0004]另外，本發(fā)明人注意到即使使用相同的氣體團(tuán)簇的噴嘴也存在微粒的去除率較高的情況和較低的情況，并發(fā)現(xiàn)該去除率的差異與微粒的粒徑有關(guān)。因此，能夠想到，在微粒的去除率較低的情況下增大氣體團(tuán)簇的加速電壓而提高氣體團(tuán)簇的動能，但這有可能對基板的表面造成損傷。
[0005]在日本特開平4 一 155825號公報中，記載有將稀有氣體的團(tuán)簇向個體表面垂直地入射的圖，但沒有記載去除率因微粒的粒徑而產(chǎn)生差異這樣的著眼點(diǎn)。
[0006]另外，在日本特開平11 - 330033號公報中，記載有在去除微米級細(xì)顆粒和亞微米級細(xì)顆粒情況下的團(tuán)簇的優(yōu)選尺寸，但沒有涉及本發(fā)明的課題，另外，也沒有記載本發(fā)明的課題的解決方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

_7] 發(fā)明要解決的問題
[0008] 本發(fā)明是考慮到這樣的情況而做出的，其目的在于，提供一種能夠以較高的去除率去除附著于基板表面的微粒的技術(shù)。
_9] 用于解決問題的方案
[0010]本發(fā)明提供一種基板清洗方法，其用于去除附著于基板的微粒，其特征在于，該基板清洗方法包括:取得與附著于基板的微粒有關(guān)的、包括粒徑在內(nèi)的微粒信息的工序；根據(jù)由上述工序取得的微粒信息來調(diào)整與清洗用氣體的作為原子或分子的聚集體的氣體團(tuán)簇的粒徑有關(guān)的因素的工序；之后自壓力比基板所處的處理氣氛的壓力高的區(qū)域向處理氣氛噴射上述清洗用氣體、通過絕熱膨脹生成上述氣體團(tuán)簇的工序；以及將上述氣體團(tuán)簇向基板的表面垂直地照射而去除微粒的工序。
[0011]另外，本發(fā)明提供一種基板清洗裝置，其用于去除附著于基板的微粒，其特征在于，該基板清洗裝置包括:清洗處理室，其用于載置基板，在真空氣氛下進(jìn)行基板的清洗處理；噴嘴部，其用于自壓力比上述清洗處理室的處理氣氛的壓力高的區(qū)域向上述清洗室內(nèi)的基板噴射清洗用氣體，通過絕熱膨脹生成清洗用氣體的作為的原子或分子的聚集體的氣體團(tuán)簇；以及控制部，其用于根據(jù)與附著于基板的微粒有關(guān)的、包括粒徑在內(nèi)的微粒信息來輸出用于調(diào)整與氣體團(tuán)簇的粒徑有關(guān)的因素的控制信號，上述噴嘴部以將上述氣體團(tuán)簇向基板的表面垂直地照射的方式設(shè)定。
[0012]并且，本發(fā)明提供一種真空處理裝置，其用于利用真空處理組件對基板進(jìn)行真空處理，其特征在于，該真空處理裝置包括本發(fā)明的基板清洗裝置和用于在上述基板清洗裝置與真空處理組件之間輸送基板的基板輸送機(jī)構(gòu)。
[0013]發(fā)明的效果
[0014]在本發(fā)明中，取得與附著于基板的微粒有關(guān)的、包括粒徑在內(nèi)的微粒信息，根據(jù)該信息來調(diào)整與氣體團(tuán)簇的粒徑有關(guān)的因素并將氣體團(tuán)簇向基板的表面垂直地照射。因此，能夠利用具有與微粒的粒徑相匹配的粒徑的氣體團(tuán)簇來進(jìn)行清洗處理，其結(jié)果，即使在基板的表面形成有圖案凹部，也能夠以較高的去除率去除凹部內(nèi)的微粒。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1是表示本發(fā)明的真空處理裝置的一實(shí)施方式的俯視圖。
[0016]圖2是表不晶圓的表面的俯視圖。
[0017]圖3是表示設(shè)于真空處理裝置的基板清洗裝置的一個例子的縱剖視圖。
[0018]圖4是表示基板清洗裝置的噴嘴部的一個例子的縱剖視圖。
[0019]圖5是表示設(shè)于真空處理裝置的控制部的一個例子的結(jié)構(gòu)圖。
[0020]圖6是表示形成于基板的凹部的縱剖視圖。
[0021]圖7是表示利用氣體團(tuán)簇去除微粒的情形的側(cè)視圖。
[0022]圖8是表示利用氣體團(tuán)簇去除微粒的情形的側(cè)視圖。
[0023]圖9是表不晶圓的表面的俯視圖。
[0024]圖10是表示基板清洗裝置的第2實(shí)施方式的縱剖側(cè)視圖。
[0025]圖11是表示基板清洗裝置的第3實(shí)施方式的縱剖側(cè)視圖。
[0026]圖12是表示基板清洗裝置的第4實(shí)施方式的縱剖側(cè)視圖。
[0027]圖13是表示微粒的去除率與動能之間的關(guān)系的特性圖。
[0028]圖14是表不氣體團(tuán)族的照射如后的晶圓表面的一部分的俯視圖。
[0029]圖15是表示構(gòu)成氣體團(tuán)簇的分子數(shù)量與壓力之間的關(guān)系的特性圖。
[0030]圖16是表示微粒的去除率與動能之間的關(guān)系的特性圖。
[0031]圖17是表示構(gòu)成氣體團(tuán)簇的分子數(shù)量與溫度之間的關(guān)系的特性圖。

【具體實(shí)施方式】
[0032]一邊參照附圖一邊說明裝入有本發(fā)明的基板清洗裝置的真空處理裝置的第I實(shí)施方式。圖1是表示作為多室系統(tǒng)的真空處理裝置I的整體結(jié)構(gòu)的俯視圖。在上述真空處理裝置I中，例如在3處橫向排列地設(shè)有用于對收納有例如25張作為基板的半導(dǎo)體晶圓(以下稱作“晶圓”)W的作為密閉型的輸送容器的FOUPll進(jìn)行載置的輸入輸出部(日文: 一卜)12。另外，以沿著上述輸入輸出部12的排列的方式設(shè)有大氣輸送室13,并在大氣輸送室13的正面壁上安裝有與上述FOUPll的蓋一起進(jìn)行開閉的閘門GT。
[0033]大氣輸送室13的與輸入輸出部12相反的那一側(cè)的面氣密地連接于例如兩個加載互鎖室14、15。在上述加載互鎖室14、15上各自設(shè)有未圖示的真空泵和漏泄閥，用于在常壓氣氛與真空氣氛之間進(jìn)行切換。此外，在圖中，附圖標(biāo)記G是閘閥(隔離閥)。另外，在大氣輸送室13內(nèi)設(shè)有由用于輸送晶圓W的關(guān)節(jié)臂構(gòu)成的第I基板輸送機(jī)構(gòu)16。并且，從上述大氣輸送室13的正面?zhèn)瓤幢趁鎮(zhèn)?，在大氣輸送?3的右側(cè)壁設(shè)有作為基板檢查部的晶圓檢查部17，在大氣輸送室13的左側(cè)壁設(shè)有用于進(jìn)行晶圓W的朝向、偏心的調(diào)整的對準(zhǔn)室18。上述第I基板輸送機(jī)構(gòu)16具有用于相對于FOUPl1、加載互鎖室14、15、晶圓檢查部17以及對準(zhǔn)室18交接晶圓W的作用。因此，第I基板輸送機(jī)構(gòu)16構(gòu)成為在例如FOUPll的排列方向(在圖1中為X方向)上移動自如、升降自如、繞鉛垂軸線旋轉(zhuǎn)自如以及進(jìn)退自如。
[0034]從大氣輸送室13看時，加載互鎖室14、15的進(jìn)深側(cè)與真空輸送室2氣密地連接。另外，真空輸送室2與作為基板清洗裝置的清洗組件3和多個、在該例子中為5個真空處理組件21?真空處理組件25氣密地連接。上述真空處理組件21?真空處理組件25在該例子中構(gòu)成為用于對晶圓W進(jìn)行含有銅布線的成膜用的CVD(Chemical Vapor Deposit1n:化學(xué)氣相沉積)處理、濺射處理的真空處理組件，該晶圓W形成有作為電路圖案形成用的凹部的銅布線埋入用的槽和通孔。
[0035]另外，真空輸送室2包括用于在真空氣氛下輸送晶圓W的第2基板輸送機(jī)構(gòu)26。該基板輸送機(jī)構(gòu)26具有相對于加載互鎖室14、15、清洗組件3、真空處理組件21?真空處理組件25交接晶圓W的作用。該第2基板輸送機(jī)構(gòu)26包括繞鉛垂軸線旋轉(zhuǎn)自如、進(jìn)退自如地構(gòu)成的多關(guān)節(jié)臂26a，該臂26a構(gòu)成為通過基座26b而在長度方向(在圖1中為Y方向)上移動自如。
[0036]接著，說明晶圓檢查部17和清洗組件3。晶圓檢查部17用于取得與附著于晶圓W的微粒有關(guān)的、包括粒徑在內(nèi)的微粒信息。上述微粒信息指的是例如用于獲知晶圓W上的微粒的位置和其大小的信息。作為晶圓檢查部17，能夠使用能夠評價晶圓表面的微粒的粒徑的裝置、例如利用正反射光、散射光的光學(xué)式、電子射線式的表面缺陷檢查裝置。另外，也可以使用掃描型電子顯微鏡(SEM)、掃描型隧道顯微鏡(STM)、以及原子力顯微鏡(AFM)等掃描型探針顯微鏡。
[0037]若列舉晶圓檢查部17的具體裝置，則可列舉出KLA Tencor公司制造的Puma9500系列等帶有暗視場圖案的晶圓檢查裝置、KLA Tencor公司制造的2830系列等帶有明視場圖案的晶圓檢查裝置、日立〃 ^ ^々公司制造的CG4000系列等高分辨率FEB測長裝置、以及日立/、4 T夕公司制造的RS6000系列等缺陷檢查SEM裝置等。此外，本發(fā)明的作為處理對象的晶圓還包括沒有在晶圓上形成圖案凹部的情況，在該情況下，作為晶圓檢查部，能夠使用例如KLA Tencor公司制造的SP3等暗視場無圖案缺陷檢查裝置等。
[0038]在使用上述裝置的情況下，也可以構(gòu)成為，例如，將晶圓W的交接用的輸入輸出部配置在第I基板輸送機(jī)構(gòu)16的能夠達(dá)到的范圍內(nèi)，經(jīng)由輸入輸出部在晶圓檢查部17內(nèi)的檢查區(qū)域與第I基板輸送機(jī)構(gòu)16之間交接晶圓W。另外，也可以將上述檢查裝置中的輸入輸出部拆卸并將檢查裝置主體連接于大氣輸送室13。在晶圓檢查部17中，例如，如圖2所示那樣檢測晶圓W上的表面狀態(tài)，由此取得將微粒的位置和其大小相關(guān)聯(lián)而成的微粒信息。在圖2中，附圖標(biāo)記100是微粒。取得的微粒信息被發(fā)送至后述的控制部7。
[0039]接著，參照圖3說明清洗組件3。該清洗組件3包括由真空容器構(gòu)成的清洗處理室31，該真空容器用于將晶圓W收納在內(nèi)部而進(jìn)行附著物的去除處理。在該清洗處理室31內(nèi)配置有用于載置晶圓W的載置臺32。在該清洗處理室31的頂面的中央部形成有朝向上方側(cè)的突出部33 (例如圓筒形狀)，在該突出部33中設(shè)有作為氣體團(tuán)簇的生成機(jī)構(gòu)的噴嘴部
4。在圖2中，附圖標(biāo)記34是輸送口，附圖標(biāo)記35是用于進(jìn)行該輸送口 34的開閉的閘閥。
[0040]在清洗處理室31的底面中的位于例如偏向輸送口 35的位置處，以貫穿形成于載置臺32的貫通口的方式設(shè)有支承銷(省略圖示)，在此，省略圖示。在載置臺32的下方設(shè)有用于使上述支承銷升降的未圖示的升降機(jī)構(gòu)。上述支承銷和升降機(jī)構(gòu)具有在第2基板輸送機(jī)構(gòu)26與載置臺32之間交接晶圓W的作用。清洗處理室31的底面與用于對該清洗處理室31內(nèi)的氣氛進(jìn)行真空排氣的排氣路徑36的一端側(cè)相連接，該排氣路徑36的另一端側(cè)經(jīng)由蝶閥等壓力調(diào)整部37與真空泵38相連接。
[0041]載置臺32構(gòu)成為利用驅(qū)動部33沿水平方向移動自如，使得噴嘴部4能夠相對于該載置臺32上的晶圓W在整個面內(nèi)相對地進(jìn)行掃描。上述驅(qū)動部33包括在清洗處理室31的底面中的位于載置臺32的下方的部分上設(shè)置的、沿著X軸方向水平地延伸的X軸導(dǎo)軌33a和沿著Y軸方向水平地延伸的Y軸導(dǎo)軌33b。Y軸導(dǎo)軌33b以沿著X軸導(dǎo)軌33a移動自如的方式構(gòu)成，載置臺32支承于該Y軸導(dǎo)軌33b的上方。此外，在載置臺32上設(shè)有用于調(diào)整該載置臺32上的晶圓W的溫度的未圖示的調(diào)溫機(jī)構(gòu)。
[0042]上述噴嘴部4用于自壓力比上述清洗處理室31的處理氣氛的壓力高的區(qū)域向上述清洗處理室31內(nèi)的晶圓W噴射清洗用氣體、并通過絕熱膨脹生成清洗用氣體的作為原子或分子的聚集體的氣體團(tuán)簇。如圖4所示，該噴嘴部4包括壓力室41，該壓力室41以下端部開口的方式形成為例如大致圓筒形狀。該壓力室41的下端部構(gòu)成為節(jié)流部42。該節(jié)流部42與隨著朝向下方去而擴(kuò)徑的氣體擴(kuò)散部43相連接。上述節(jié)流部42的開口口徑例如為0.1mm左右，
[0043]另外，如上所述，噴嘴部4以將上述氣體團(tuán)簇向晶圓W的表面垂直地照射的方式設(shè)置。此處，如圖4所示，“垂直地照射”指的是例如噴嘴部4的長度方向上的中心軸線L與載置臺32的載置面(晶圓W的表面)之間所成的角Θ處于90度±15度的范圍內(nèi)的狀態(tài)。另外，在使來自噴嘴部4的氣體團(tuán)簇在途中離子化并利用彎曲機(jī)構(gòu)使路徑彎曲的情況下，“垂直地照射”指的是，設(shè)計上設(shè)想的路徑與晶圓W的表面之間所成的角在上述范圍內(nèi)的狀態(tài)。上述中心軸線L與晶圓W的表面之間所成的角Θ相當(dāng)于后述的實(shí)施例的氣體團(tuán)簇的照射角度。
[0044]在圖3的例子中，為了改變晶圓W上的氣體團(tuán)簇的照射位置而構(gòu)成為使載置臺32移動。但是，在本發(fā)明中，也可以構(gòu)成為不使載置臺32移動而使噴嘴部4移動。在該情況下，例如能夠構(gòu)成為，在清洗處理室31的頂部設(shè)置能夠使噴嘴部4沿X、Y方向移動的移動機(jī)構(gòu)，并將撓性的氣體供給管連接于噴嘴部4的氣體導(dǎo)入部。
[0045]上述壓力室41的上端部與以貫穿清洗處理室31的頂面的方式延伸的氣體供給路徑6的一端側(cè)相連接。該氣體供給路徑6經(jīng)由構(gòu)成壓力調(diào)整部的壓力調(diào)整閥61而分別與二氧化碳?xì)怏w(CO2)的供給路徑62和氦氣(He)的供給路徑63相連接。上述供給路徑62經(jīng)由開閉閥Vl和流量調(diào)整部62a而與二氧化碳?xì)怏w的供給源62b相連接，上述供給路徑63經(jīng)由開閉閥V2和流量調(diào)整部63a而與氦氣的供給源63b相連接。
[0046]上述二氧化碳?xì)怏w是清洗用氣體，利用該氣體形成氣體團(tuán)簇。另外，氦氣是加速用的氣體。氦氣不易形成團(tuán)簇，當(dāng)將氦氣與二氧化碳?xì)怏w混合時，具有提高由二氧化碳?xì)怏w生成的團(tuán)簇的速度的作用。另外，在氣體供給路徑徑61上設(shè)有用于檢測該氣體供給路徑徑61內(nèi)的壓力的壓力檢測部64，根據(jù)該壓力檢測部64的檢測值，利用后述的控制部7來調(diào)整壓力調(diào)整閥61的開度，以控制壓力室41內(nèi)的氣體壓力。上述壓力檢測部64也可以是用于檢測壓力室41內(nèi)的壓力的構(gòu)件。
[0047]另外，也可以以利用二氧化碳?xì)怏w流量調(diào)整部62a和氦氣流量調(diào)整部63b調(diào)整氣體流量的方式來進(jìn)行基于上述壓力檢測部64的檢測值的壓力調(diào)整。另外，也可以是，在各氣體的開閉閥與壓力調(diào)整閥61之間使用例如氣體升壓器(gas booster)那樣的升壓機(jī)構(gòu)來使供給壓力上升，并利用壓力調(diào)整閥61調(diào)整供給壓力。
[0048]如圖5所示，在該真空處理裝置I中設(shè)有用于進(jìn)行整個裝置的動作控制的由例如計算機(jī)構(gòu)成的控制部7。該控制部7包括CPU71、程序72、以及存儲部73。在上述程序72中編入有步驟組，以便不僅執(zhí)行后述的清洗處理，而且還執(zhí)行裝置的與由真空處理組件21?真空處理組件25進(jìn)行的真空處理相對應(yīng)的動作。程序72存儲在例如硬盤、光盤、光磁盤、存儲卡、軟盤等存儲介質(zhì)中，并從上述存儲介質(zhì)安裝到控制部7內(nèi)。
[0049]另外，在上述存儲部73中存儲有由上述晶圓檢查部17取得的微粒信息74。該微粒信息74指的是，將晶圓W的位置和微粒的尺寸相關(guān)聯(lián)而成的信息。微粒的尺寸是根據(jù)例如由晶圓檢查部17設(shè)定的微粒的粒徑的范圍而相應(yīng)地分配的值，例如，利用20nm以上且小于40nm、40nm以上且小于60nm這樣的值來規(guī)定尺寸。在圖5中，將該尺寸記載為P1、P2...，以標(biāo)準(zhǔn)化了的值來進(jìn)行處理。另外，晶圓W的位置指的是由例如晶圓檢查部17管理的晶圓上的坐標(biāo)位置，在圖5中，記載為K1、K2、K3...。例如將通過形成于晶圓W的、用于表示結(jié)晶方向的凹口的中心與晶圓W的中心的線作為X坐標(biāo)軸，并將與該線正交的線作為Y坐標(biāo)軸，從而能夠利用由上述坐標(biāo)軸確定的X、Y坐標(biāo)系的位置來確定晶圓上的坐標(biāo)位置。
[0050]并且，控制部7具有基于該微粒信息74來制作將微粒的粒徑的范圍和屬于該范圍內(nèi)的微粒的位置相關(guān)聯(lián)而成的數(shù)據(jù)表75的功能。上述微粒的粒徑的范圍是針對預(yù)先設(shè)定的氣體團(tuán)簇的每種尺寸(粒徑)分配的范圍。在圖5中，將該數(shù)據(jù)表75中的微粒的粒徑的范圍記載為PA、PB...，以標(biāo)準(zhǔn)化了的值來進(jìn)行處理。
[0051]如后所述，標(biāo)準(zhǔn)化了的微粒的粒徑與適合于去除微粒的氣體團(tuán)簇的尺寸相對應(yīng)，另外，氣體團(tuán)簇的尺寸與作為決定該尺寸的因素的氣體供給壓力相對應(yīng)。因此，可以說，存儲部73的數(shù)據(jù)表75是對在晶圓W的表面上的氣體團(tuán)簇的照射位置與氣體壓力之間的關(guān)系進(jìn)行規(guī)定的數(shù)據(jù)。通過讀取該數(shù)據(jù)，程序72向清洗組件3的驅(qū)動部33輸出用于使晶圓W依次向氣體團(tuán)簇的照射位置移動的控制信號并為了決定照射氣體團(tuán)簇時的氣體的壓力而輸出壓力調(diào)整閥61的開度的指令信號(控制信號)。
[0052]接著，說明上述實(shí)施方式的作用。在將FOUPll載置于輸入輸出部12之后，利用第I基板輸送機(jī)構(gòu)16將晶圓W自該FOUPlI取出。如圖6所示，在該晶圓W上形成有作為圖案凹部的銅布線埋入用的凹部(槽和通孔)81。接著，將晶圓W經(jīng)由常壓氣氛的大氣輸送室13輸送至對準(zhǔn)室18并進(jìn)行對準(zhǔn)。之后，利用第I基板輸送機(jī)構(gòu)16將晶圓W輸送至晶圓檢查部17，在此處取得微粒信息。將取得的微粒信息發(fā)送至控制部7，在控制部7中制作上述數(shù)據(jù)表75。
[0053]利用第I基板輸送機(jī)構(gòu)16將在晶圓檢查部17中進(jìn)行檢查后的晶圓W輸入至被設(shè)定為常壓氣氛的加載互鎖室14、15。然后，將加載互鎖室14、15內(nèi)的氣氛切換為真空氣氛，之后，利用第2基板輸送機(jī)構(gòu)26將晶圓W輸送至清洗組件3，以進(jìn)行微粒的去除處理。在該例子中，在將在晶圓檢查部17中完成檢查后的晶圓W向清洗組件3輸送時，晶圓W自晶圓檢查部17被交接至第I基板輸送機(jī)構(gòu)16。因此，第I基板輸送機(jī)構(gòu)16相當(dāng)于用于將在晶圓檢查部17中完成檢查后的晶圓W輸送至清洗組件3的基板輸送機(jī)構(gòu)。
[0054]在清洗組件3中，使用氣體團(tuán)簇，進(jìn)行自晶圓W的表面去除微粒的處理。上述氣體團(tuán)簇是如下的物質(zhì):自壓力比晶圓W所處的處理氣氛的壓力高的區(qū)域向處理氣氛供給氣體，該氣體通過絕熱膨脹而冷卻到氣體的冷凝溫度，從而氣體的原子或分子聚集成聚集體而生成。例如,成為處理氣氛的清洗處理室31中的處理壓力被設(shè)定為例如0.1Pa?10Pa的真空氣氛，并且，以例如0.3MPa?5.0MPa的壓力對噴嘴部4供給清洗用氣體(二氧化碳?xì)怏w)。當(dāng)該清洗用氣體被供給到清洗處理室31的處理氣氛時，由于急劇的絕熱膨脹而冷卻到冷凝溫度以下，因此，如圖4所示那樣，分子201彼此通過范德華力結(jié)合，從而成為作為聚集體的氣體團(tuán)簇200。氣體團(tuán)簇200在該例子中為中性。在每個氣體團(tuán)簇的原子數(shù)量(分子數(shù)量)例如為5X 13原子(分子)的情況下，氣體團(tuán)簇的尺寸為8nm左右，因此，每個氣體團(tuán)簇的原子數(shù)量(分子數(shù)量)優(yōu)選為5X 13原子(分子)以上。
[0055]自噴嘴部4生成的氣體團(tuán)簇200朝向晶圓W垂直地照射，并如圖6所示那樣進(jìn)入到晶圓W的用于形成電路圖案的凹部81內(nèi)，從而將該凹部81內(nèi)的微粒100吹走而去除微粒 100。
[0056]圖7和圖8示意性表示晶圓W上的微粒100被氣體團(tuán)簇200去除的情形。圖7是氣體團(tuán)簇200與晶圓W上的微粒100碰撞的情況。在該情況下，如圖7的(a)所示，氣體團(tuán)簇200向晶圓W的表面垂直地照射,從而例如相對于微粒100自斜上方側(cè)碰撞的可能性較高。在氣體團(tuán)簇200如圖7的(b)所示那樣以相對于微粒100偏移的狀態(tài)(從上方看時為氣體團(tuán)簇200的中心與微粒100的中心錯開的狀態(tài))與微粒100碰撞時，如圖7的(c)所示，因碰撞時的沖擊而對微粒100施加使微粒100沿橫向移動的力。其結(jié)果是，微粒100自晶圓W表面被剝離而浮起，并被向側(cè)方或斜上方吹走。
[0057]另外，也可以是，氣體團(tuán)簇200不與微粒100直接碰撞，而是如圖8的(a)所示那樣通過向微粒100的附近照射來去除該微粒100。當(dāng)氣體團(tuán)簇200與晶圓W碰撞時候，構(gòu)成分子201 —邊沿橫向擴(kuò)展一邊分解(參照圖8的(b))。此時，動能密度較高的區(qū)域沿橫向(水平方向)移動，因此，能夠借此將微粒100自晶圓W剝離并將微粒100吹走(參照圖8的(c)、(d))。這樣一來，微粒100自凹部81飛出而飛散到真空氣氛的清洗處理室31內(nèi)，將微粒100經(jīng)由排氣路徑36排出到清洗處理室31的外部。
[0058]接著，說明氣體團(tuán)簇的粒徑和微粒的清洗性能。由后述的實(shí)施例可知，與微粒100的粒徑相對應(yīng)地存在適合于清洗的氣體團(tuán)簇200的大小。也就是說，在氣體團(tuán)簇200遠(yuǎn)大于微粒100的情況下，不能發(fā)揮去除性能，對圖案造成的損傷過大。另一方面，在氣體團(tuán)簇200遠(yuǎn)小于微粒100的情況下，不能夠充分地施加去除所需的物理剝離力，而會導(dǎo)致去除性能不充分。因此，氣體團(tuán)簇的大小優(yōu)選為微粒的粒徑的0.2倍?2倍。由后述的實(shí)施例可知，該氣體團(tuán)簇的大小取決于作為清洗用氣體的二氧化碳?xì)怏w的供給壓力。因而，在控制部7中，如上所述，根據(jù)由晶圓檢查部17取得的微粒信息來設(shè)定用于獲得適當(dāng)?shù)臍怏w團(tuán)簇200的粒徑的二氧化碳?xì)怏w的供給壓力，并通過例如壓力調(diào)整閥61的開度來調(diào)整該供給壓力。
[0059]這樣一來，在清洗組件3中，在根據(jù)晶圓W上的微粒的尺寸而相應(yīng)地調(diào)整了壓力調(diào)整閥61的狀態(tài)下，自噴嘴部4局部地照射氣體團(tuán)簇200而去除微粒100。
[0060]并且，如根據(jù)圖5如上所述那樣，在微粒信息中包括微粒的在附著的晶圓W上的位置信息(圖5所示的kl、k2等)，在控制部7中，存儲有針對每種微粒尺寸排列微粒的位置而成的數(shù)據(jù)。因此，若微粒尺寸相同，則照射條件也相同，因此，會以相同照射條件向與微粒尺寸相對應(yīng)的微粒的位置照射氣體團(tuán)簇。具體而言，以如下方式進(jìn)行清洗處理，若為微粒尺寸PA，則對位置kl、k2、k4...按照適合于去除微粒尺寸PA的微粒的照射條件來照射氣體團(tuán)簇，接著，改變氣體團(tuán)簇照射條件，對微粒尺寸PB的位置k3、k5...按照適合于去除微粒尺寸PB的微粒的照射條件照射氣體團(tuán)簇。
[0061]利用第2基板輸送機(jī)構(gòu)26將在清洗組件3中去除了微粒100后的晶圓W經(jīng)由真空輸送室2輸送至例如用于進(jìn)行濺射處理的真空處理組件，而對凹部81形成例如鈦(Ti)、鎢(W)等的阻隔層。接著，晶圓W被輸送至用于進(jìn)行CVD處理的真空處理組件，此處，例如，為了形成銅布線而埋入銅(Cu)。接著，利用第2基板輸送機(jī)構(gòu)26將晶圓W輸入至被設(shè)定為真空氣氛的加載互鎖室14、15。然后，在將該加載互鎖室14、15內(nèi)的氣氛切換為常壓氣氛，之后，將晶圓W輸送至大氣輸送室13，并利用第I基板輸送機(jī)構(gòu)16將晶圓W送回到輸入輸出部12的例如原來的FOUPlI。
[0062]采用上述實(shí)施方式，檢查晶圓W的表面，并取得包括微粒100的粒徑和微粒100的附著位置在內(nèi)的信息。然后，將根據(jù)該信息而將調(diào)整為與微粒100相對應(yīng)的大小的氣體團(tuán)簇200向晶圓W的表面照射，因此能夠提高附著于晶圓W的微粒100的去除性能。另外，由于將氣體團(tuán)簇200向晶圓W垂直地照射，因此，構(gòu)成凹部81的壁部不會妨礙氣體團(tuán)簇200，能夠向凹部81內(nèi)可靠地照射氣體團(tuán)簇200。因此，會使氣體團(tuán)簇200到達(dá)凹部81內(nèi)的微粒100，由此能夠以較高的去除率去除該微粒100。
[0063]另外，即使將氣體團(tuán)簇200向微粒100的附近照射也能夠去除微粒，因此，氣體團(tuán)簇200的照射量(劑量)較少即可。其原因在于，只要向某一點(diǎn)照射氣體團(tuán)簇200，就能夠去除該照射點(diǎn)的附近的多個微粒100。因而，所照射的氣體團(tuán)簇200的個數(shù)較少即可，由此能夠抑制氣體團(tuán)簇的照射所導(dǎo)致的處理氣氛的壓力上升，能夠?qū)⑶逑刺幚硎?1的壓力維持在較低的狀態(tài)。這樣，由于氣體團(tuán)簇200在較低的壓力下的速度較大，因此，氣體團(tuán)簇200會以高速與晶圓W、微粒100碰撞，從而使碰撞時的沖擊力變大。因而，氣體團(tuán)簇200在分解為構(gòu)成分子201時的破壞力變大，從而對被碰撞的微粒100、附近的微粒100施加的能量增大。這樣，由于能夠通過抑制氣體團(tuán)簇200的照射來提高氣體團(tuán)簇200的速度，因此，在該點(diǎn)上也有助于去除微粒。由此，可以說，氣體團(tuán)簇200的照射量是去除微粒的有效要件之
O
[0064]另一方面，由于微粒100的大小的不同而去除率不同，已知，在利用以往的雙流體噴霧法進(jìn)行清洗時，若微粒100的大小小于200nm，則去除率降低。在該雙流體噴霧法中，將幾十μ m大小的水滴和氮?dú)?N2)混合后以噴霧狀向晶圓W吹送，以去除微粒。
[0065]與此相對，在利用氣體團(tuán)簇200的照射去除微粒時，由后述的實(shí)施例也可知，對于12nm?49nm的微粒100也有效。當(dāng)根據(jù)該實(shí)施例來規(guī)定氣體團(tuán)簇的照射量時，優(yōu)選氣體團(tuán)簇的照射量為每I平方厘米111數(shù)量級?115數(shù)量級。此處，氣體團(tuán)簇的照射量指的是對每單位面積照射的氣體團(tuán)簇的個數(shù)，其能夠利用以下的測定方法求出。
[0066]首先，使生成的氣體團(tuán)簇離子化，并使離子化的氣體團(tuán)簇同位于與氣體團(tuán)簇的平移方向相對的位置的法拉第杯(faraday cup)部分碰撞。通過測量此時的法拉第杯的電流值來算出氣體團(tuán)簇的個數(shù)。
[0067]接著，說明在清洗組件3中去除附著于真空處理之前和真空處理之后的晶圓W的微粒的情況。在該例子中，真空處理組件構(gòu)成為用于進(jìn)行蝕刻處理、灰化處理的組件。另外，在收納于FOUPll的晶圓W的表面層疊有例如圖案形成的光致抗蝕劑掩模。在晶圓檢查部17取得晶圓W的微粒信息之后，對晶圓W進(jìn)行對準(zhǔn)，之后，將晶圓W經(jīng)由加載互鎖室14、15和真空輸送室2輸送至清洗組件3，以上述方式去除微粒。接著，將晶圓W依次輸送至用于進(jìn)行蝕刻處理的真空處理組件和用于進(jìn)行灰化處理的真空處理組件。這樣一來，如圖6所示那樣形成包括凹部81在內(nèi)的圖案。這樣，在進(jìn)行蝕刻處理之前去除晶圓W上的微粒的理由在于，微粒會被當(dāng)做光致抗蝕劑掩模的一部分而成為引起蝕刻不良的主要原因的緣故。
[0068]也可以根據(jù)需要，在蝕刻處理、灰化處理之后，再次利用清洗組件3去除微粒。在該情況下，晶圓W在蝕刻處理、灰化處理之后經(jīng)由真空輸送室2、加載互鎖室14、15而被第I基板輸送機(jī)構(gòu)16接收，并被輸送至晶圓檢查部17而取得微粒信息。接著，晶圓W經(jīng)由大氣輸送室13、加載互鎖室14、15而被第2基板輸送機(jī)構(gòu)26接收，并被輸送至清洗組件3，進(jìn)行因蝕刻處理而附著的微粒的去除處理。清洗處理后的晶圓W經(jīng)由真空輸送室2、加載互鎖室14、15被第I基板輸送機(jī)構(gòu)16接收，并返回到原來的FOUPlI。
[0069]此外，也可以是，晶圓檢查部17在與清洗組件3不同的位置處連接于真空輸送室2，作為晶圓檢查部17，能夠使用SEM等真空系統(tǒng)測量裝置。在這樣的情況下，用于將在晶圓檢查部中完成檢查后的晶圓輸送至清洗組件3的基板輸送機(jī)構(gòu)和用于在清洗組件3與真空處理組件之間輸送基板的基板輸送機(jī)構(gòu)能夠例如共用化。另外，也可以是，晶圓檢查部17不裝入到真空處理裝置中，而是作為單機(jī)裝置使用。在該情況下，將取得的測量信息反映給控制部4。
[0070]另外，在本發(fā)明中，也可以是，對一批中的開頭的晶圓W進(jìn)行微粒的檢查而取得微粒信息，使用根據(jù)該信息設(shè)定的氣體團(tuán)簇照射條件來在清洗組件3中對一批中的所有晶圓W進(jìn)行微粒的去除處理。并且，在本發(fā)明中，也可以是，對一批中的所有晶圓W進(jìn)行微粒檢查，根據(jù)上述信息對每個晶圓設(shè)定氣體團(tuán)簇照射條件，使用該條件來對每個晶圓W進(jìn)行微粒的去除處理。
[0071]另外，在上述實(shí)施方式中，對晶圓W的表面上的附著有微粒的區(qū)域局部地照射了氣體團(tuán)簇。但是，本發(fā)明并不限定于這樣的方法，也可以是，例如，在微粒的量較多的情況下，針對每種微粒尺寸(將微粒的尺寸的范圍標(biāo)準(zhǔn)化后的大小)將附著區(qū)域標(biāo)準(zhǔn)化為例如矩形的規(guī)定大小的劃分區(qū)域S。在本發(fā)明中，例如，也可以采用圖9所示那樣的方法:將晶圓W的表面劃分為格子狀，若微粒包含在劃分區(qū)域S之中，則相對于該劃分區(qū)域S選擇與微粒的尺寸相對應(yīng)的氣體團(tuán)簇的尺寸并對該劃分區(qū)域S照射氣體團(tuán)簇。
[0072]另外，也可以對晶圓W的整個表面照射氣體團(tuán)簇。在該情況下，掌握晶圓W上的微粒的粒徑，并調(diào)整與該粒徑相對應(yīng)的氣體團(tuán)簇的尺寸。然后，根據(jù)微粒的粒徑的不同來對氣體團(tuán)簇的尺寸進(jìn)行多次調(diào)整，例如，針對各種尺寸均進(jìn)行整個表面照射。
[0073]接著，一邊參照圖10—邊說明本發(fā)明的第2實(shí)施方式。該實(shí)施方式是作為用于調(diào)整氣體團(tuán)簇的尺寸的因素而調(diào)整二氧化碳?xì)怏w的溫度的例子。在該例子中，例如，以包圍噴嘴部4和該噴嘴部4附近的氣體供給路徑6的周圍的方式設(shè)有溫度調(diào)整室91。調(diào)溫介質(zhì)供給管92以沿著噴嘴部4的壓力室41的側(cè)壁的方式插入到該溫度調(diào)整室91中，該調(diào)溫介質(zhì)供給管92在上述壓力室41的下方側(cè)附近開口。該調(diào)溫介質(zhì)供給管92與冷卻器(chiller) 93相連接，經(jīng)該冷卻器93調(diào)整為規(guī)定溫度的調(diào)溫介質(zhì)經(jīng)由調(diào)溫介質(zhì)供給管92而被供給至溫度調(diào)整室91內(nèi)。另外，在溫度調(diào)整室91上設(shè)有用于將該溫度調(diào)整室91內(nèi)的調(diào)溫介質(zhì)向冷卻器93循環(huán)供給的供給路徑94。在圖10中，附圖標(biāo)記95是溫度檢測部，附圖標(biāo)記96是流量調(diào)整閥。在該實(shí)施方式中，由溫度調(diào)整室91、調(diào)溫介質(zhì)供給管92以及冷卻器93構(gòu)成用于調(diào)整二氧化碳?xì)怏w的溫度的溫度調(diào)整部。
[0074]由后述的實(shí)施例可知，氣體團(tuán)簇200的尺寸與向壓力室41供給的清洗用氣體(二氧化碳?xì)怏w)的溫度之間存在相關(guān)性，氣體溫度越低，氣體團(tuán)簇200的尺寸越大。因而，在該例子中，在根據(jù)晶圓W表面的微粒100的粒徑而相應(yīng)地決定氣體團(tuán)簇200的尺寸之后，以與該尺寸相配合的方式控制冷卻器93。也就是說，利用例如溫度檢測部95檢測調(diào)溫介質(zhì)的循環(huán)路徑、例如供給路徑94內(nèi)的調(diào)溫介質(zhì)的溫度。然后，根據(jù)該檢測值利用冷卻器93來調(diào)整調(diào)溫介質(zhì)的溫度，使經(jīng)該溫度調(diào)整過的調(diào)溫介質(zhì)在噴嘴部4和氣體供給路徑6的周圍循環(huán)。這樣一來，在第2實(shí)施方式中，調(diào)整二氧化碳?xì)怏w的溫度而控制氣體團(tuán)簇尺寸。另外，也可以是，通過調(diào)整流量調(diào)整閥96的開度來控制調(diào)溫介質(zhì)的供給量，從而調(diào)整二氧化碳?xì)怏w的溫度。
[0075]在該實(shí)施方式中，與上述第I實(shí)施方式同樣地，也將根據(jù)微粒100的粒徑而相應(yīng)地調(diào)整過大小的氣體團(tuán)簇200向微粒100照射，因此能夠提高附著于晶圓W的微粒100的去除性能。另外，由于將氣體團(tuán)簇200向晶圓W垂直地照射，因此能夠以較高的去除率去除凹部81內(nèi)的微粒100。以上，在本發(fā)明中，也可以通過與二氧化碳?xì)怏w相混合的氦氣的混合比來調(diào)整氣體團(tuán)簇200的加速度。氦氣不易形成團(tuán)簇，當(dāng)將氦氣與二氧化碳?xì)怏w混合時，具有提高由二氧化碳?xì)怏w生成的團(tuán)簇的速度的作用。因此，當(dāng)增加氦氣的混合量時，能夠增大氣體團(tuán)簇200的加速度。因而，也可以是，針對例如團(tuán)簇的每種尺寸事先掌握適當(dāng)?shù)暮獾幕旌媳龋谖⒘５那逑磿r將氦氣的混合比調(diào)整為事先掌握的值。也可以是，例如，預(yù)先使二氧化碳?xì)怏w的流量為恒定，使控制部7預(yù)先得到將二氧化碳?xì)怏w與氦氣之間的混合比和氣體團(tuán)簇的尺寸相關(guān)聯(lián)而成的數(shù)據(jù)，根據(jù)氣體團(tuán)簇的尺寸而相應(yīng)地調(diào)整上述混合比(例如氦氣的流量)。
[0076]另外，也可以通過清洗用氣體的壓力和清洗用氣體的溫度這兩者的調(diào)整來進(jìn)行氣體團(tuán)簇的粒徑的調(diào)整。
[0077]另外，一邊參照圖11 一邊說明本發(fā)明的第3實(shí)施方式。第3實(shí)施方式是使氣體團(tuán)簇離子化并利用加速電壓將離子化后的氣體團(tuán)簇加速的例子。在上述噴嘴部4與載置部32之間，自噴嘴部4側(cè)依次設(shè)有差動排氣部51、離子化部52、由加速電極53構(gòu)成的加速照射部和磁體54。上述差動排氣部51包括分離器(skimmer) 51a和中央形成有供團(tuán)簇束通過的孔部的隔離板51b。分離器51a與隔離板51b之間的區(qū)域通過利用未圖示的專用的真空泵進(jìn)行排氣而實(shí)現(xiàn)高真空化。
[0078]上述離子化部52包括絲極(filament)、陽極52a以及引出電極52b，通過對絲極與陽極52a之間施加離子化電壓，從而使通過陽極52a內(nèi)的團(tuán)簇與電子碰撞而離子化。自直流電源部52c對上述引出電極52b施加負(fù)電位，由此引出團(tuán)簇離子。上述加速電極53構(gòu)成為，與電壓可變的直流電源部55相連接而對晶圓W的電位施加正高電壓而構(gòu)成加速電壓，從而使團(tuán)簇離子向晶圓W的方向加速。因而，使載置臺32成為例如接地電位。上述磁體54用于去除在團(tuán)簇離子中含有的單體離子。
[0079]在第3實(shí)施方式中，與上述的圖3 (非離子化類型)同樣地，也根據(jù)微粒信息而相應(yīng)地調(diào)整與團(tuán)簇粒徑有關(guān)的因素，但在還需要動能的情況下，通過利用設(shè)于比噴嘴部4靠下方的位置的離子化部進(jìn)行加速，能夠使動能增加。因此，能夠利用控制部7調(diào)整直流電壓值(加速電壓值)而獲得最佳的團(tuán)簇能量。另外，也可以是，針對例如團(tuán)簇的每種尺寸事先掌握適當(dāng)?shù)募铀匐妷?，在微粒的清洗時將加速電壓調(diào)整為事先掌握的值。
[0080]另外，也可以針對微粒的每種尺寸而準(zhǔn)備多個噴嘴部。這樣的例子能夠應(yīng)用于圖3所示的裝置(非離子化類型)和圖11所示的裝置(離子化類型)中的任意一種裝置中。在這樣的結(jié)構(gòu)中，例如，將微粒尺寸設(shè)定為兩個等級(Pa、Ρβ)，針對微粒尺寸Pa的微粒，自一個噴嘴部以適合于去除微粒尺寸Pa的微粒的照射條件照射氣體團(tuán)簇。另外，針對微粒尺寸Ρβ的微粒，自另一個噴嘴部以適合于去除微粒尺寸Pβ的微粒的照射條件照射氣體團(tuán)簇，以去除微粒。另外，也可以利用兩噴嘴部來分別去除多種微粒尺寸的微粒。
[0081]接著，說明本發(fā)明的第4實(shí)施方式。該例子是將晶圓檢查部連接于真空輸送室2的例子，在該情況下，也可以是，例如，如圖12所示那樣構(gòu)成為將晶圓檢查部17與清洗組件3相組合。圖12所示的例子是將檢查室和清洗處理室31共用的例子，在清洗處理室31的上壁30之上的、與突出部33相鄰的區(qū)域設(shè)有收納部82，該收納部82具有上述晶圓檢查裝置。在圖中，附圖標(biāo)記30a是形成于上壁30的檢查用的開口部，該開口部30a的下方側(cè)為檢查區(qū)域。在該例子中，使載置臺32位于收納部82的下方側(cè)的檢查區(qū)域，經(jīng)由上述開口部30a進(jìn)行微粒檢查，接下來，使載置臺32位于突出部33的下方側(cè)，進(jìn)行微粒的去除處理。
[0082]實(shí)施例
[0083]接著，說明為了確認(rèn)本發(fā)明的效果而實(shí)施的實(shí)施例。
_4] 實(shí)施例1:動能與微粒去除率之間的關(guān)系
[0085]在圖11所示的清洗組件3中，在利用二氧化碳?xì)怏w的氣體團(tuán)簇來去除微粒的過程中，以改變動能的方式進(jìn)行處理，并對微粒的去除率進(jìn)行了評價。此時，如下那樣設(shè)置了處理?xiàng)l件，通過控制向加速電極53供給的供給電壓(加速電壓)而使動能變化。然后，利用SEM觀察清洗處理前后的晶圓表面，由此檢測微粒數(shù)量并求出了去除率。
[0086]清洗對象基板:單晶硅晶圓
[0087]向壓力室供給二氧化碳?xì)怏w的供給壓力:2.0Mpa
[0088]氣體團(tuán)簇的照射角度Θ:90度
[0089]氣體團(tuán)簇的照射量:3 X 11Vcm2
[0090]微粒:粒徑23nm的SO2
[0091]將其結(jié)果表示在圖13中。如后所述，氣體團(tuán)簇的動能存在分布，在圖中，橫軸是動能的強(qiáng)度達(dá)到峰值時的值，縱軸是微粒的去除率。此外，后述的實(shí)施例所示的動能指的是達(dá)到強(qiáng)度分布的峰值時的動能值。由圖13能夠看出，動能與微粒的去除率之間存在良好的相關(guān)性，隨著動能的增加，去除率變高。此時，能夠看出，在動能為50keV/團(tuán)簇時，能夠確保92%的去除率。由此，應(yīng)理解的是，通過使動能為50keV/團(tuán)簇，能夠獲得足以將粒徑23nm的S12顆粒剝離的力。另外，此時，在對形成有圖案的晶圓W照射動能為50keV/團(tuán)簇的氣體團(tuán)簇之后，利用SEM(掃描型電子顯微鏡)對上述圖案的形態(tài)進(jìn)行了觀察，結(jié)果確認(rèn)了沒有產(chǎn)生損傷。
[0092]并且，在動能為25keV/團(tuán)簇時，對粒徑23nm的微粒(S12顆粒)的去除率為11 %。因而，能夠推測出能夠通過使照射量為3X 11Vcm2的10倍來確保90%以上的去除率?；谏鲜龇治?，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)優(yōu)選將每I平方厘米的氣體團(tuán)簇的照射量設(shè)定為115數(shù)量級以下。
[0093]實(shí)施例2:去除圖案內(nèi)部的微粒
[0094]在圖11所示的清洗組件3中，利用二氧化碳?xì)怏w的氣體團(tuán)簇去除圖案內(nèi)部的微粒，并對該去除進(jìn)行了評價。此時，如下那樣設(shè)置了處理?xiàng)l件，通過利用SEM觀察清洗處理iu后的晶圓表面，從而確認(rèn)了去除效果。
[0095]向壓力室供給的二氧化碳?xì)怏w的供給壓力:2.0Mpa
[0096]氣體團(tuán)簇的照射角度Θ:90度
[0097]氣體團(tuán)簇的照射量:3 X 11Vcm2
[0098]團(tuán)簇動能:40keV/團(tuán)簇
[0099]微粒:粒徑23nm的SO2
[0100]圖案:80nmL/S
[0101]將由SEM拍攝的圖案的一部分描繪而成的圖表示在圖14中，圖14的(a)是氣體團(tuán)簇未照射部的狀態(tài)，圖14的(b)是氣體團(tuán)簇照射部的狀態(tài)。如此確認(rèn)了:在氣體團(tuán)簇未照射部，在圖案的凹部81的底部、側(cè)面存在微粒100，而在氣體團(tuán)簇照射部不存在微粒100。由此能夠看出，通過使二氧化碳?xì)怏w的供給壓力為2.0Mpa且氣體團(tuán)簇的動能為40keV/團(tuán)簇，將氣體團(tuán)簇對晶圓W垂直地照射，由此能夠以較高的去除率去除圖案的凹部81內(nèi)部的微粒100。
[0102]實(shí)施例3:氣體團(tuán)簇尺寸與壓力之間的關(guān)系
[0103]在圖11所示的清洗組件3中，在生成二氧化碳?xì)怏w的氣體團(tuán)簇的過程中，以改變向壓力室41供給的二氧化碳?xì)怏w的供給壓力的方式生成氣體團(tuán)簇，并對氣體團(tuán)簇尺寸進(jìn)行了評價。此時，二氧化碳?xì)怏w的供給壓力為lMPa、2MPa、4Mpa，使用飛行時間法和理論公式求出了團(tuán)簇的尺寸分布、即團(tuán)簇的構(gòu)成分子數(shù)量與強(qiáng)度之間的關(guān)系。此外，強(qiáng)度是表示具有上述構(gòu)成分子數(shù)量的團(tuán)簇的個數(shù)的值。
[0104]飛行時間法是利用以下特點(diǎn)的質(zhì)譜篩選法，即，以相同能量加速后的離子因質(zhì)量不同而具有不同的飛行速度。若使離子的質(zhì)量為m、使加速電壓為Va、使離子的電荷為q、使飛行距離為L，則離子的飛行時間t能夠由下述式求出。L、Va是已知的值，因此，能夠通過測定t來求出m/q。具體而言，使氣體團(tuán)簇離子化并利用配置于被照射團(tuán)簇的區(qū)域的MCP檢測器檢測電流。
[0105]t = LX {m/ (2qVa)}1/2
[0106]將其結(jié)果表示在圖15中。在圖中，橫軸表示構(gòu)成I個氣體團(tuán)簇的二氧化碳的分子數(shù)量，縱軸表示強(qiáng)度。越增加二氧化碳?xì)怏w的供給壓力，強(qiáng)度的分布和峰值越向構(gòu)成氣體團(tuán)簇的分子數(shù)量變多的方向偏移。并且，能夠看出，由于當(dāng)構(gòu)成I個氣體團(tuán)簇的分子數(shù)量變多時團(tuán)簇尺寸變大，因此能夠利用氣體壓力來調(diào)整氣體團(tuán)簇的尺寸。
[0107]實(shí)施例4:去除性能的粒徑依賴性
[0108]在圖11所示的清洗組件3中，在利用二氧化碳?xì)怏w的氣體團(tuán)簇去除微粒的過程中，以改變微粒粒徑的方式進(jìn)行處理，并對微粒的去除率進(jìn)行了評價。此時，使用附著有粒徑分別為12nm、23nm、49nm、109nm的微粒的4種基板(裸晶圓)，將氣體團(tuán)簇的粒徑設(shè)定為26nm，并研究了微粒的去除率。如下那樣設(shè)置了處理?xiàng)l件，針對各基板改變氣體團(tuán)簇的動能并進(jìn)行了評價，利用SEM觀察清洗處理前后的晶圓表面，由此求出了去除率。
[0109]清洗對象基板:單晶硅晶圓
[0110]向壓力室供給的二氧化碳?xì)怏w的供給壓力:2.0Mpa
[0111]氣體團(tuán)簇的照射角:90度
[0112]氣體團(tuán)簇的照射量:3X 11Vcm2
[0113]將其結(jié)果表示在圖16中。在圖中，橫軸表示動能，縱軸表示微粒的去除率，對于微粒的粒徑數(shù)據(jù)，分別以如下方式進(jìn)行了描繪:將12nm粒徑的微粒描繪為Λ，將23nm粒徑的微粒描繪為□，將49nm粒徑的微粒描繪為?，將109nm粒徑的微粒描繪為〇。由此能夠看出，在微粒的粒徑分別為12nm、23nm、49nm的情況下,去除率隨著動能的增加而提高，當(dāng)動能為50keV/團(tuán)簇以上時，在上述任何一種情況下，均能夠確保70%以上的去除率。與此相對，在微粒為109nm的情況下,可知，即使施加90keV/團(tuán)簇這樣較高的動能,也不能完全去除微粒。由此證明了，即使使用相對于微粒尺寸相對過小的氣體團(tuán)簇，也不能去除微粒，使用與微粒粒徑相匹配的尺寸的氣體團(tuán)簇的做法是有效的。另外，應(yīng)理解的是，優(yōu)選將氣體團(tuán)簇的尺寸(粒徑)設(shè)定為微粒的尺寸(粒徑)的0.2倍?2倍。
[0114]并且，在該實(shí)施例中，能夠看出，在氣體團(tuán)簇的照射量為3X 11Vcm2時，能夠去除尺寸為12nm、23nm、49nm的微粒。另外，基于對微粒的附近進(jìn)行照射也能夠去除微粒這樣的機(jī)理和能夠去除該照射點(diǎn)的附近的多個微粒的情況，能夠如下理解。即，若每I平方厘米的氣體團(tuán)簇的照射量為111數(shù)量級以上，則能夠去除上述尺寸的微粒。另一方面，若增加氣體團(tuán)簇的照射量，則會使與微粒直接接觸的氣體團(tuán)簇的個數(shù)增加，因此會有效地去除微粒。因而，同時參照實(shí)施例1的結(jié)果，可以說，若每I平方厘米的氣體團(tuán)簇的照射量為111數(shù)量級?115數(shù)量級,則能夠高效地去除49nm以下的微粒。
[0115]實(shí)施例5:氣體團(tuán)簇尺寸與溫度之間的關(guān)系
[0116]在圖17中，示出了在生成二氧化碳?xì)怏w的氣體團(tuán)簇的過程中的、在各個壓力下噴嘴部4的溫度與氣體團(tuán)簇的動能之間的關(guān)系?？芍?，由于當(dāng)噴嘴部4的溫度下降時氣體團(tuán)簇的動能增加，因此會使氣體團(tuán)簇的尺寸變大。因此，氣體團(tuán)簇的尺寸能夠通過調(diào)整氣體溫度來進(jìn)行控制。
【權(quán)利要求】
1.一種基板清洗方法，其用于去除附著于基板的微粒，其特征在于， 該基板清洗方法包括: 取得與附著于基板的微粒有關(guān)的、包括粒徑在內(nèi)的微粒信息的工序； 根據(jù)由上述工序取得的微粒信息來對與清洗用氣體的作為原子或分子的聚集體的氣體團(tuán)簇的粒徑有關(guān)的因素進(jìn)行調(diào)整的工序； 之后自壓力比基板所處的處理氣氛的壓力高的區(qū)域向處理氣氛噴射上述清洗用氣體、通過絕熱膨脹生成上述氣體團(tuán)簇的工序；以及 將上述氣體團(tuán)簇向基板的表面垂直地照射而去除微粒的工序。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基板清洗方法，其特征在于， 在上述基板的表面形成有圖案凹部。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的基板清洗方法，其特征在于， 上述取得微粒信息的工序是將微粒信息存儲于計算機(jī)用的存儲部的工序， 上述對與氣體團(tuán)簇的粒徑有關(guān)的因素進(jìn)行調(diào)整的工序是計算機(jī)根據(jù)存儲于上述存儲部的信息來輸出用于調(diào)整上述因素的控制信號的工序。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的基板清洗方法，其特征在于， 上述氣體團(tuán)簇的照射量是每I平方厘米111數(shù)量級?115數(shù)量級。
5.根據(jù)權(quán)利要求1至4中任一項(xiàng)所述的基板清洗方法，其特征在于， 上述對與氣體團(tuán)簇的粒徑有關(guān)的因素進(jìn)行調(diào)整的工序是對清洗用氣體的供給壓力和清洗用氣體的溫度中的至少一者進(jìn)行調(diào)整的工序。
6.根據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的基板清洗方法，其特征在于， 微粒信息包括將基板上的位置和微粒的粒徑相關(guān)聯(lián)而成的信息。
7.一種基板清洗裝置，其用于去除附著于基板的微粒，其特征在于， 該基板清洗裝置包括: 清洗處理室，其用于載置基板，在真空氣氛下進(jìn)行基板的清洗處理； 噴嘴部，其用于自壓力比上述清洗處理室的處理氣氛的壓力高的區(qū)域向上述清洗室內(nèi)的基板噴射清洗用氣體，通過絕熱膨脹生成清洗用氣體的作為的原子或分子的聚集體的氣體團(tuán)簇；以及 控制部，其用于根據(jù)與附著于基板的微粒有關(guān)的、包括粒徑在內(nèi)的微粒信息來輸出用于調(diào)整與氣體團(tuán)簇的粒徑有關(guān)的因素的控制信號， 上述噴嘴部以將上述氣體團(tuán)簇向基板的表面垂直地照射的方式設(shè)定。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基板清洗裝置，其特征在于， 該基板清洗裝置還包括壓力調(diào)整部，該壓力調(diào)整部用于調(diào)整向上述噴嘴部供給的清洗用氣體的供給壓力， 上述控制信號是用于借助上述壓力調(diào)整部調(diào)整清洗用氣體的壓力的信號。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的基板清洗裝置，其特征在于， 該基板清洗裝置還包括溫度調(diào)整部，該溫度調(diào)整部用于調(diào)整向上述噴嘴部供給的清洗用氣體的溫度， 上述控制信號是用于借助上述溫度調(diào)整部調(diào)整清洗用氣體的溫度的信號。
10.根據(jù)權(quán)利要求7至9中任一項(xiàng)所述的基板清洗裝置，其特征在于， 上述微粒信息包括將基板上的位置和微粒的粒徑相關(guān)聯(lián)而成的信息。
11.一種真空處理裝置，其用于利用真空處理組件對基板進(jìn)行真空處理，其特征在于， 該真空處理裝置包括權(quán)利要求7至10中任一項(xiàng)所述的基板清洗裝置和用于在上述基板清洗裝置與上述真空處理組件之間輸送基板的基板輸送機(jī)構(gòu)。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的真空處理裝置，其特征在于， 該真空處理裝置包括: 基板檢查部，其用于取得與附著于上述真空處理組件中的真空處理前的基板和/或真空處理后的基板上的微粒有關(guān)的、包括粒徑在內(nèi)的微粒彳目息；以及 基板輸送機(jī)構(gòu)，其用于將在上述基板檢查部完成檢查后的基板輸送到上述基板清洗裝置。
【文檔編號】H01L21/304GK104137233SQ201380011286
【公開日】2014年11月5日 申請日期:2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日:2012年2月27日
【發(fā)明者】松尾二郎, 瀨木利夫, 青木學(xué)聰, 土橋和也, 井內(nèi)健介, 齊藤美佐子 申請人:東京毅力科創(chuàng)株式會社, 國立大學(xué)法人京都大學(xué)