CN108475629B - 基片清洗方法、基片清洗装置和团簇生成气体的选择方法 - Google Patents

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Abstract

作为团簇生成气体，使用基于能量K与指标C之积Φ的值选择的气体，其中，上述能量K是由下式(1)给出的从团簇喷嘴喷出时的团簇生成气体的单分子或单原子的能量，上述指标C是由下式(2)给出的表示气体的团簇化容易程度的指标，
Figure DDA0001735929620000011
Figure DDA0001735929620000012
其中，kB是玻尔兹曼常数，γ是团簇生成气体的比热容比，m是团簇生成气体的质量，v是团簇生成气体的速度，T0是气体供给温度，Tb是团簇生成气体的沸点。

Description

基片清洗方法、基片清洗装置和团簇生成气体的选择方法
技术领域
本发明涉及使用气体团簇的基片清洗方法、基片清洗装置和团簇生成气体的选择方法。
背景技术
在半导体器件的制造过程中，由于附着在半导体基片上的颗粒会造成产品的缺陷，所以需要进行将基片上附着的颗粒除去的清洗处理。作为这样的基片清洗技术，对基片表面照射气体团簇，利用其物理作用将基片表面的颗粒除去的技术受到关注。
例如，专利文献1提出了一种将CO2或Ar团簇化，使其与基片碰撞来进行物理清洗的技术。但是，近年来出现了要除去亚微米至纳米量级的微小颗粒的需求，为了高效地除去这样的微小颗粒，需要使用高速的气体团簇，而在单独使用CO2或Ar的情况下难以获得所需速度的气体团簇。
对此，在专利文献2中，作为使用气体团簇来清洗基片表面的方法，公开了一种在CO2等团簇生成气体中混合He等加速用气体来将团簇生成气体加速的技术。但是，在这样的技术中，由于需要提高气体的供给压力并且需要大流量，所以需要升压机等，存在装置变得复杂且大型化等问题。
专利文献3记载了一种技术，通过将用于供给气体团簇生成用的气体的气体管线冷却至100K以下的极低温度，来以较低的供给压力生成大尺寸的气体团簇或气溶胶。然而，所生成的气体团簇或气溶胶的速度较慢，难以高效地除去微小的除去对象物。并且，大尺寸的气体团簇难以除去精细图案内的颗粒，并且对精细图案带来损伤的可能性也会增大。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：美国专利第5062898号说明书
专利文献2：日本特开2014-72383号公报
专利文献3：美国专利第6449873号说明书
发明内容
本发明的目的在于提供一种基片清洗方法和基片清洗装置，无需使用复杂且大型的装置就能够利用气体团簇来高效地除去微小颗粒。
另外，本发明之另一目的在于，提供一种可实现这样的基片清洗的团簇生成气体的选择方法。
本发明第一方案提供一种基片清洗方法，包括：将团簇生成气体以规定压力供给到团簇喷嘴的步骤；从所述团簇喷嘴使所述团簇生成气体喷射到配置有被处理基片且保持为真空的处理容器中的步骤；使所述团簇生成气体绝热膨胀来生成气体团簇的步骤；和对保持在所述处理容器内的被处理基片照射所述气体团簇，将附着在被处理体上的颗粒除去的步骤，其中，作为所述团簇生成气体，使用基于能量K与指标C之积Φ的值选择的气体，其中，所述能量K是由下式(1)给出的从所述团簇喷嘴喷出时的所述团簇生成气体的单分子或单原子的能量，所述指标C是由下式(2)给出的表示气体的团簇化容易程度的指标，
Figure BDA0001735929600000021
其中，kB是玻尔兹曼常数，γ是团簇生成气体的比热容比，m是团簇生成气体的质量，v是团簇生成气体的速度，T0是气体供给温度，
Figure BDA0001735929600000022
其中，Tb是团簇生成气体的沸点，T0是气体供给温度，γ是团簇生成气体的比热容比。
本发明第二方案提供一种使用气体团簇对基片进行清洗的基片清洗装置，包括：用于配置被处理基片的、保持为真空的处理容器；在所述处理容器内保持被处理基片的基片保持部；对所述处理容器内进行排气的排气机构；用于供给团簇生成气体的团簇生成气体供给部；和从所述团簇生成气体供给部以规定压力被供给所述团簇生成气体的团簇喷嘴，所述团簇喷嘴使所述团簇生成气体喷射到所述处理容器中，并使因绝热膨胀而生成的气体团簇照射到被处理基片上，作为所述团簇生成气体，所述团簇气体供给部使用基于能量K与指标C之积Φ的值选择的气体，其中，所述能量K是由下式(1)给出的从所述团簇喷嘴喷出时的所述团簇生成气体的单分子或单原子的能量，所述指标C是由下式(2)给出的表示气体的团簇化容易程度的指标，
Figure BDA0001735929600000031
其中，kB是玻尔兹曼常数，γ是团簇生成气体的比热容比，m是团簇生成气体的质量，v是团簇生成气体的速度，T0是气体供给温度，
Figure BDA0001735929600000032
其中，Tb是团簇生成气体的沸点，T0是气体供给温度，γ是团簇生成气体的比热容比。
本发明第三方案提供一种团簇生成气体的选择方法，在将团簇生成气体以规定压力供给到团簇喷嘴，从所述团簇喷嘴使所述团簇生成气体喷射到配置有被处理基片且保持为真空的处理容器中，使因所述团簇生成气体发生绝热膨胀而生成的气体团簇照射到被处理基片上，来将被处理基片上的颗粒除去时，选择所述团簇生成气体，所述方法的特征在于：基于能量K与指标C之积Φ的值进行选择，其中，所述能量K是由下式(1)给出的从所述团簇喷嘴喷出时的所述团簇生成气体的单分子或单原子的能量，所述指标C是由下式(2)给出的表示气体的团簇化容易程度的指标，
Figure BDA0001735929600000033
其中，kB是玻尔兹曼常数，γ是团簇生成气体的比热容比，m是团簇生成气体的质量，v是团簇生成气体的速度，T0是导入气体温度，
Figure BDA0001735929600000034
其中，Tb是团簇生成气体的沸点，T0是气体供给温度，γ是团簇生成气体的比热容比。
在上述第一～第三方案中，作为所述团簇生成气体，优选选择Φ的值比CO2气体的Φ的值大的气体。
在上述第一和第二方案中，所述团簇生成气体的供给温度优选为220K以上。并且，所述团簇生成气体优选C3H6、C3H8、C4H10的任一者。
在所述团簇生成气体中，能够混合用于使所述气体团簇加速的加速气体，将其作为混合气体供给。作为所述加速用气体能够适当地使用H2或He。
能够通过所述团簇生成气体或混合气体的供给压力、所述团簇生成气体或混合气体的供给温度或者所述团簇喷嘴的节流孔直径，来控制所述气体团簇的尺寸。
根据本发明，由于基于从团簇喷嘴喷出的团簇生成气体的单分子或单原子的能量K与团簇化容易程度的指标C的积Φ，来选择团簇生成气体的气体种类，所以能够选择可生成总能量极高的气体团簇的气体，利用选中的气体的气体团簇，能够高效地除去微小颗粒。并且，通过选择这样的气体，能够降低供给压力、气体流量等，能够消除装置的复杂化和大型化。
附图说明
图1是表示本发明一实施方式的基片清洗装置的截面图。
图2是表示各气体在气体温度27℃(300K)下的团簇化容易程度(团簇形成容易程度)的指标值C、单分子(原子)的能量K和它们的积Φ的图。
图3是表示团簇化容易程度的指标值C与单分子的能量K之积Φ关于各气体的供给温度T0的关系的图，其中针对不活泼气体给出了图示。
图4是表示团簇化容易程度的指标值C与单分子的能量K之积Φ关于各气体的供给温度T0的关系的图，其中针对腐蚀性气体和常温下为液体的气体给出了图示。
图5是表示团簇化容易程度的指标值C与单分子的能量K之积Φ关于各气体的供给温度T0的关系的图，其中针对可燃性气体等给出了图示。
图6是表示本发明的另一实施方式的基片清洗装置的截面图。
具体实施方式
为了获得无需使用复杂且大型的装置就能够高效地除去微小颗粒的气体团簇，发明人反复进行了研究。结果发现，除去对象的颗粒越小，为了获得较高的颗粒除去性能，越重要的是增大与颗粒碰撞来提供将其除去所需之能量的团簇的组成分子的总能量(＝碰撞分子数×单分子的能量)，这一点在要将空间宽度狭窄的图案内部的颗粒除去时尤为显著。并且，以此为基础进一步深入研究，发明人发现，基于能量K与指标C之积来选择团簇生成气体的气体种类是较为有效的，其中，上述能量K是将团簇生成气体从团簇喷嘴喷出时的单分子或单原子的能量，上述指标C是根据该气体的沸点、比热容比和气体温度计算出的表示团簇化容易程度的指标值。
本发明基于这样的认识而完成。
以下参照附图对本发明实施方式进行说明。
<基片清洗装置>
图1是表示本发明一实施方式的基片清洗装置的截面图。
基片清洗装置100利用气体团簇除去附着在基片上的颗粒来进行基片的清洗处理。
该基片清洗装置100具有处理容器1，该处理容器1规定用于进行清洗处理的处理室之边界。处理容器1内设置有用于载置被处理基片S的基片载置台2。作为被处理基片S可列举半导体晶片、平板显示器用玻璃基片等各种基片，只要是有需要除去附着的颗粒的即可，并不特别限定。基片载置台2由驱动机构3驱动。
在处理容器1的侧壁下部设置有排气口4，排气口4与排气配管5连接。排气配管5上设置有真空泵6，利用该真空泵6对处理容器1内进行真空排气。此时的真空度可由设置在排气配管5上的压力控制阀7控制。这些结构构成排气机构，利用排气机构能够将处理容器1内保持为规定的真空度。
在基片载置台2的上方，配置有对被处理基片S照射清洗用的气体团簇的气体团簇照射机构10。气体团簇照射机构10包括团簇喷嘴11、团簇生成气体供给部12、气体供给配管13和温度控制部14，其中，团簇喷嘴11在处理容器1内的上部与基片载置台2相对地设置，团簇生成气体供给部12设置在处理容器1外，对团簇喷嘴11供给用于生成团簇的气体，气体供给配管13将来自团簇生成气体供给部12的气体引导至团簇喷嘴11，温度控制部14控制气体团簇的温度。在气体供给配管13上，从上游侧起设置有压力调节器15、压力计16、流量控制器17和开闭阀18。团簇喷嘴11包括圆筒状的压力室11a和设置在压力室11a前端的呈逐渐扩宽的圆锥状的喷出口11b。压力室11a与喷出口11b之间形成有节流孔。喷出口11b的形状不限于圆锥状。
在从团簇生成气体供给部12供给团簇生成气体时，基于设置在气体供给配管13上的压力计16测得的压力值，利用流量控制器17控制气体流量，并利用压力调节器15将供给压力调节为例如0.1～5.0MPa左右的压力。从气体供给配管13导入到气体团簇喷嘴11内的团簇生成气体以分子或原子的形式存在，但在从压力较高的压力室11a经过节流孔到达喷出口11b时，其压力变成与处理容器1内相同的真空压力，所以在急剧的绝热膨胀的作用下冷却到冷凝温度以下，分子或原子的一部分因范德华力而导致数个至约107个聚集在一起，成为气体团簇C。于是，生成的气体团簇C从喷出口11b喷射到处理容器1(处理室)内，照射在被处理基片S上，将附着在被处理基片S上的微小颗粒除去。
如后文所述，团簇生成气体基于能量K与指标C之积来选择，其中，上述能量K是从团簇喷嘴11喷出时的单分子或单原子的能量，上述指标C是根据该气体的沸点、比热容比和气体温度计算出的表示团簇化容易程度的指标值。
为了使所生成的气体团簇不被破坏地喷射到被处理基片S上，处理容器1内的压力越低越好，例如，在供给到团簇喷嘴11的气体的供给压力为1MPa时优选为300Pa以下，在供给压力为1～5MPa时优选为600Pa以下。
上述驱动机构3例如由XY移动台构成，使基片载置台2在一个平面内移动，以使得从团簇喷嘴11喷射的气体团簇C能够照射到被处理基片S的整个面上。此外，也可以不像这样利用驱动机构3经基片载置台2使被处理基片S平动，而是使团簇喷嘴11平动，另外也可以使基片载置台2和团簇喷嘴11双方进行平动。并且，也可以使基片载置台2转动来使其相对团簇喷嘴发生移动。此外，也可以使基片载置台2既转动又平动。
在处理容器1的侧面设置有用于进行被处理基片S的搬入搬出的搬入搬出口(未图示)，经该搬入搬出口与真空搬运室(未图示)连接。搬入搬出口可由闸阀(未图示)开闭，利用真空搬运室内的基片搬运装置，对处理容器1进行被处理基片S的搬入搬出。
基片清洗装置100具有控制部30。控制部30具有包括微处理器(计算机)的控制器，其控制基片清洗装置100的气体的供给(压力调节器15、流量控制器17和开闭阀18)、气体的排气(压力控制阀7)和驱动机构3对基片载置台2的驱动等。控制器上连接有供操作员为了管理基片清洗装置100而进行指令的输入操作等的键盘、将基片清洗装置100的工作状况可视化显示的显示器等。控制器上还连接有存储处理方案和各种数据库等的存储部，其中处理方案是用于利用控制器的控制来实现基片清洗装置100中的处理的控制程序，或用于根据处理条件来使基片清洗装置100的各结构部执行规定的处理的控制程序。方案存储在存储部中的合适的存储介质上。这样，通过根据需要从存储部调用任意的方案使控制器执行，能够在控制器的控制下进行基片清洗装置100中的期望的处理。
在以上构成的基片清洗装置100中，首先打开闸阀，经搬入搬出口搬入被处理基片S，将其载置在基片载置台2上。接着，利用真空泵6将处理容器1内抽真空至规定压力的真空状态，并且从团簇生成气体供给部12以规定流量供给团簇生成气体，在规定的供给压力下使其从团簇喷嘴11喷射。团簇喷嘴11的压力室11a的压力较高，因此团簇生成气体虽然以分子或原子的形式存在，但在经过节流孔到达喷出口11b时，其压力变成与处理容器1内相同的真空压力，所以在急剧的绝热膨胀的作用下冷却到冷凝温度以下，分子或原子的一部分因范德华力而聚集在一起，成为气体团簇C。气体团簇C从喷出口11b喷射到处理容器1(处理室)内，照射在被处理基片S上，将附着在被处理基片S上的微小颗粒除去。
<团簇生成气体的选择>
接着说明团簇生成气体的选择。
在本实施方式中，团簇生成气体基于能量K与指标C之积来选择，其中，上述能量K是从团簇喷嘴11喷出时的单分子或单原子的能量，上述指标C是根据该气体的沸点、比热容比和气体温度计算出的表示团簇化容易程度的指标值。
具体而言，基于由下式(1)给出的从团簇喷嘴11喷出时的团簇生成气体的单分子或单原子的能量K，与由下式(2)给出的表示气体的团簇化容易程度的指标C的积，即基于Φ＝K×C给出的Φ来选择团簇生成气体的气体种类。
Figure BDA0001735929600000081
其中，kB是玻尔兹曼常数，γ是团簇生成气体的比热容比，m是团簇生成气体的质量，v是团簇生成气体的速度，T0是气体供给温度。
Figure BDA0001735929600000082
其中，Tb是团簇生成气体的沸点，T0是气体供给温度，γ是团簇生成气体的比热容比。
如上所述，除去对象的颗粒越小，为了获得较高的颗粒除去性能，越重要的是增大与颗粒碰撞来提供将其除去所需之能量的气体团簇的组成分子的总能量(＝碰撞分子数×单分子的能量)，这一点在要将空间宽度狭窄的图案内部的颗粒除去时尤为显著。为了提高总能量，重要的是增大团簇生成气体的单分子或单原子的能量K，但即使是单分子或单原子的能量较大的气体种类，如果无法生成团簇也无法成为有效的气体。因而，在本实施方式中，基于从团簇喷嘴11喷出的团簇生成气体的单分子或单原子的能量K与团簇化容易程度的指标C的积Φ，来选择团簇生成气体的气体种类。
图2是表示各气体在气体温度27℃(300K)下的团簇化容易程度的指标值C、单分子(原子)的能量K和它们的积Φ的图。在图2中，各气体的圆圈的大小表示各自的值的大小。如图2所示，例如SF6的单分子的能量K较大，但该温度下团簇化容易程度的指标值C较小，故团簇的生成本身比较困难。因而，团簇化容易程度的指标值C与单分子的能量K的积Φ较大的气体，是在使用气体团簇的清洗工艺中适用的气体。
此外，团簇化容易程度的指标值C和单分子(原子)的能量K是气体供给温度(即团簇喷嘴的温度)T0的函数，故在图3～5中表示Φ与各气体的供给温度T0的关系。图3是不活泼气体，图4是腐蚀性气体和常温下为液体的气体，图5是可燃性气体等。
作为团簇生成气体，一直以来大多使用N2、Ar、CO2，它们在气体供给温度(即团簇喷嘴的温度)为100～220K左右的极低温度下使用。并且，根据图3可知，该温度范围内的N2、Ar、CO2的Φ的值为1.5～740(meV/分子或原子)。其中CO2的Φ的值最大。据此，作为团簇生成气体优选选择Φ的值比CO2更高的气体。另一方面，如图4所示，对于常温下为液体的C2H5OH、CH3OH、H2O和腐蚀性气体ClF3、Cl2、HF、NH3、HCl来说，Φ的值虽然比CO2高，但在常温下难以作为非液态的气体稳定地确保供给压力，并且腐蚀性气体不适于用于团簇生成气体。
为此，考虑到Φ比CO2大，能够作为气体稳定地确保供给压力，并且为非腐蚀性气体这一点进行选择，可知图5所示的碳氢化合物(CxHy)C3H6(丙烯)、C3H8(丙烷)、C4H10(丁烷)较为优选。尤其是，这些气体的Φ的值在气体供给温度为220K以上的情况下也比CO2大，因此能够在比现有技术高的温度下进行团簇化。此外，如图3所示，在不活泼气体之中，随气体供给温度的不同，Xe、SiF4、C2F4的Φ的值也会比CO2大。因而，虽然使用温度范围相比C3H6、C3H8、C4H10受限，但Xe、SiF4、C2F4也能够选作团簇生成气体。
这样，在本实施方式中，基于从团簇喷嘴11喷出的团簇生成气体的单分子或单原子的能量K与团簇化容易程度的指标C的积Φ，来选择团簇生成气体的气体种类。由此，能够选择可生成总能量极高的气体团簇的气体，利用选中的气体的气体团簇，能够高效地除去微小颗粒。并且，通过选择这样的气体，能够降低供给压力、气体流量等，能够消除装置的复杂化和大型化。具体而言，作为团簇生成气体通过选择Φ比现有的CO2大的气体种类，例如C3H6、C3H8、C4H10(根据使用温度范围的不同，也可以是Xe、SiF4、C2F4)，能够有效地发挥上述效果。
并且，选择团簇化容易程度的指标C较大的、容易团簇化的气体，也会带来所生成的气体团簇的尺寸的增大。如日本特开平8-127867号公报中记载的那样，气体团簇尺寸的关系式为下式(3)所示。
Figure BDA0001735929600000101
其中，P0是气体供给压力，D0是团簇喷嘴的节流孔直径，Tb是团簇生成气体的沸点，T0是气体供给温度，γ是团簇生成气体的比热容比。
上述式(3)给出的Ψ是气体团簇尺寸的参数，是在上述团簇化容易程度的指标C上乘以气体供给压力P0和团簇喷嘴的节流孔直径D0而得到的。因而，通过按照本实施方式来增大C，能够利用更低的供给压力P0获得必要尺寸的气体团簇。同样地，团簇喷嘴和节流孔直径D0也能够减小，所以除了上述的降低气体供给压力之外，能够减少导入处理容器1内的气体流量。由此，能够抑制处理容器1内的残留气体与气体团簇发生碰撞导致气体团簇的能量降低等不良影响。
<关于团簇生成的其它参数控制>
在如上所述选择了团簇生成气体的基础上，也能够对以下的关于团簇生成的其它参数进行控制。
(加速用气体的使用)
在上述的基于团簇生成气体的单分子或单原子的能量K与团簇化容易程度的指标C的积Φ而选择的团簇生成气体(例如C3H8)中，混合从团簇喷嘴喷出并经过绝热膨胀过程后尤其变得高速的加速用气体(例如H2、He)，作为混合气体供给到团簇喷嘴来生成气体团簇，从而能够对生成的气体团簇进行加速。
图6是表示使用了加速用气体的基片清洗装置的截面图。
基片清洗装置100’与基片清洗装置100的不同点在于，代替图1的基片清洗装置100的气体团簇照射机构10，设置了能够将团簇生成气体与加速气体混合供给的气体团簇照射机构10’，其它结构与基片清洗装置100相同，故对同一部件标注同一标记并省略说明。
气体团簇照射机构10’包括团簇喷嘴11、团簇生成气体供给部12、加速用气体供给部20、配管系统和温度控制部14，其中，团簇喷嘴11在处理容器1内的上部面对基片载置台2设置，团簇生成气体供给部12设置在处理容器1外，对团簇喷嘴11供给用于生成团簇的气体，加速用气体供给部20设置在处理容器1外，对团簇喷嘴11供给加速用气体，配管系统将团簇生成气体与加速用气体混合而引导至团簇喷嘴11，温度控制部14控制气体团簇的温度。配管系统包括从团簇生成气体供给部12延伸的第一配管21、从加速用气体供给部20延伸的第二配管22和使这些配管合流而将混合气体引导至团簇喷嘴11的混合配管23。在第一配管21上，从上游侧起设置有流量控制器24和开闭阀25。在第二配管22上，从上游侧起设置有流量控制器26和开闭阀27。在混合配管23上，从上游侧起设置有压力调节器41、压力计42和开闭阀43。
在供给团簇生成气体和加速用气体时，利用流量控制器24和26调节它们的流量，对于规定比例的混合气体，基于设置在混合配管23上的压力计41测得的压力值，利用压力调节器41将供给压力调节为例如0.1～5MPa左右的压力。在从混合配管23导入气体团簇喷嘴11内的混合气体之中，团簇生成气体由于从压力较高的气体团簇喷嘴11供给到处理容器1(处理室)内，故因急剧的绝热膨胀而成为气体团簇，加速用气体不发生团簇化，使气体团簇加速。此时加速用气体与混合气体的流量比优选为1～99％的范围。
通过使气体团簇加速能够进一步增大上述K的值，能够增大气体团簇的总能量，所以能够进一步提高清洗能力。但是，在本实施方式中，由于基于团簇生成气体的单分子或单原子的能量K与表示团簇化容易程度的指标C的积Φ，选择与目前使用的CO2相比容易团簇化且单分子的能量较大的团簇气体，所以与现有技术相比，使用加速用气体的必要性较小。即，即使加速用气体相比现有技术减少，也能够生成较高清洗能力的气体团簇。
(气体团簇尺寸的控制)
气体团簇尺寸能够利用团簇生成气体或气体的供给压力、团簇喷嘴(或喷出的气体)的温度或者团簇喷嘴的节流孔直径来控制。
例如，在团簇生成气体的供给压力较低的情况下(在加速用气体的比例较大而团簇组成用气体的比例较小的条件下减小供给压力的情况等)，所生成的气体团簇的尺寸可能会显著减小。这样的情况下，有效的办法是通过降低气体供给温度(＝团簇喷嘴的温度)或增大节流孔直径来增大气体团簇的尺寸。
但是，在增大节流孔直径来增大气体团簇尺寸的情况下，为了维持供给压力所需要的气体流量增大，导致处理容器1内的压力增大。而当处理容器1内的压力增大时，由于处理容器1内的残留气体与气体团簇发生碰撞导致气体团簇的能量降低等，可能会降低工艺性能。在这样的情况下，优选通过降低供给气体的温度来增大气体团簇尺寸。不过，在本实施方式中，由于基于团簇生成气体的单分子或单原子的能量K与表示团簇化容易程度的指标C的积Φ，选择与目前使用的CO2相比容易团簇化且单分子的能量较大的团簇气体，所以不需要达到现有技术中的100～220K这样的极低温度，如上所述，220K以上的例如220～373K左右就足够了。
<其它的应用>
以上对本发明实施方式进行了说明，但本发明不限于上述实施方式，能够在本发明技术思想的范围内进行各种变形。例如，上述实施方式针对仅利用气体团簇的物理作用来清洗基片的情况进行了说明，但也可以通过适当的方式使气体团簇离子化，并利用电场或磁场使之加速。
附图标记说明
1：处理容器，2：基片载置台，3：驱动机构，4：排气口，5：排气配管，6：真空泵，7：压力控制阀，10、10’：气体团簇照射机构，11：团簇喷嘴，12：团簇生成气体供给部，20：加速用气体供给部，30：控制部，100、100’：基片清洗装置，C：气体团簇，S：被处理基片。

Claims (11)

1.一种基片清洗方法，其特征在于，包括：
将团簇生成气体以规定压力供给到团簇喷嘴的步骤；
从所述团簇喷嘴使所述团簇生成气体喷射到配置有被处理基片且保持为真空的处理容器中的步骤；
使所述团簇生成气体绝热膨胀来生成气体团簇的步骤；和
对保持在所述处理容器内的被处理基片照射所述气体团簇，将附着在被处理体上的颗粒除去的步骤，
作为所述团簇生成气体，使用基于能量K与指标C之积Φ的值选择的气体，其中，所述能量K是由下式(1)给出的从所述团簇喷嘴喷出时的所述团簇生成气体的单分子或单原子的能量，所述指标C是由下式(2)给出的表示气体的团簇化容易程度的指标，
Figure FDA0003602548390000011
其中，kB是玻尔兹曼常数，γ是团簇生成气体的比热容比，m是团簇生成气体的质量，v是团簇生成气体的速度，T0是气体供给温度，
Figure FDA0003602548390000012
其中，Tb是团簇生成气体的沸点，T0是气体供给温度，γ是团簇生成气体的比热容比，
作为所述团簇生成气体，选择Φ的值比CO2气体的Φ的值大的气体，
所述团簇生成气体是C2F4。
2.如权利要求1所述的基片清洗方法，其特征在于：
所述团簇生成气体的供给温度为220K以上。
3.如权利要求1所述的基片清洗方法，其特征在于：
在所述团簇生成气体中混合用于使所述气体团簇加速的加速气体，将其作为混合气体供给。
4.如权利要求3所述的基片清洗方法，其特征在于：
所述加速气体是H2或He。
5.如权利要求1所述的基片清洗方法，其特征在于：
通过所述团簇生成气体或混合气体的供给压力、所述团簇生成气体或混合气体的供给温度或者所述团簇喷嘴的节流孔直径，控制所述气体团簇的尺寸。
6.一种使用气体团簇对基片进行清洗的基片清洗装置，其特征在于，包括：
用于配置被处理基片的、保持为真空的处理容器；
在所述处理容器内保持被处理基片的基片保持部；
对所述处理容器内进行排气的排气机构；
用于供给团簇生成气体的团簇生成气体供给部；和
从所述团簇生成气体供给部以规定压力被供给所述团簇生成气体的团簇喷嘴，所述团簇喷嘴将所述团簇生成气体喷射到所述处理容器中，并使因绝热膨胀而生成的气体团簇照射到被处理基片上，
作为所述团簇生成气体，所述团簇生成气体供给部使用基于能量K与指标C之积Φ的值选择的气体，其中，所述能量K是由下式(1)给出的从所述团簇喷嘴喷出时的所述团簇生成气体的单分子或单原子的能量，所述指标C是由下式(2)给出的表示气体的团簇化容易程度的指标，
Figure FDA0003602548390000021
其中，kB是玻尔兹曼常数，γ是团簇生成气体的比热容比，m是团簇生成气体的质量，v是团簇生成气体的速度，T0是气体供给温度，
Figure FDA0003602548390000022
其中，Tb是团簇生成气体的沸点，T0是气体供给温度，γ是团簇生成气体的比热容比，
作为所述团簇生成气体，使用Φ的值比CO2气体的Φ的值大的气体，
所述团簇生成气体是C2F4。
7.如权利要求6所述的基片清洗装置，其特征在于：
作为所述团簇生成气体，使用供给温度为220K以上的气体。
8.如权利要求6所述的基片清洗装置，其特征在于：
还包括加速气体供给部，其供给用于使所述气体团簇加速的加速气体，
在所述团簇生成气体中混合所述加速气体，将其作为混合气体供给到所述团簇喷嘴。
9.如权利要求8所述的基片清洗装置，其特征在于：
所述加速气体是H2或He。
10.如权利要求6所述的基片清洗装置，其特征在于：
所述气体团簇的尺寸是通过所述团簇生成气体或混合气体的供给压力、所述团簇生成气体或混合气体的供给温度或者所述团簇喷嘴的节流孔直径来控制的。
11.一种团簇生成气体的选择方法，其在将团簇生成气体以规定压力供给到团簇喷嘴，从所述团簇喷嘴使所述团簇生成气体喷射到配置有被处理基片且保持为真空的处理容器中，使因所述团簇生成气体发生绝热膨胀而生成的气体团簇照射到被处理基片上，来将被处理基片上的颗粒除去时，选择所述团簇生成气体，所述团簇生成气体的选择方法的特征在于：
基于能量K与指标C之积Φ的值进行选择，其中，所述能量K是由下式(1)给出的从所述团簇喷嘴喷出时的所述团簇生成气体的单分子或单原子的能量，所述指标C是由下式(2)给出的表示气体的团簇化容易程度的指标，
Figure FDA0003602548390000041
其中，kB是玻尔兹曼常数，γ是团簇生成气体的比热容比，m是团簇生成气体的质量，v是团簇生成气体的速度，T0是导入气体温度，
Figure FDA0003602548390000042
其中，Tb是团簇生成气体的沸点，T0是气体供给温度，γ是团簇生成气体的比热容比，
作为所述团簇生成气体，选择Φ的值比CO2气体的Φ的值大的气体，
所述团簇生成气体是C2F4。
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