KR101336089B1 - 표면 처리 방법 및 표면 처리 장치 - Google Patents

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도쿄엘렉트론가부시키가이샤
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Abstract

기판 등의 표면의 평탄성을 향상시키는 표면 처리 방법을 제공한다. 질소를 포함하지 않는 원료의 가스 클러스터 이온 빔을 발생시켜 피처리 부재에 조사하는 제 1 처리 공정과, 질소의 가스 클러스터 이온 빔을 발생시켜 상기 피처리 부재에 조사하는 제 2 처리 공정을 가지는 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법을 제공함으로써 상기 과제를 해결한다.

Description

표면 처리 방법 및 표면 처리 장치{SURFACE TREATMENT METHOD AND SURFACE TREATMENT APPARATUS}
본 발명은 표면 처리 방법 및 표면 처리 장치에 관한 것이다.
복수 개의 원자 등이 응집하여 이루어지는 가스 클러스터는 특이한 물리화학적 거동을 나타내어 넓은 분야에서의 이용이 검토되고 있다. 즉, 가스 클러스터로 이루어지는 클러스터 이온 빔은 종래 곤란했던 고체 표면으로부터 수 나노미터의 깊이의 영역에서 이온 주입, 표면 가공, 박막 형성을 행하는 프로세스에 적합하다.
이러한 가스 클러스터 발생 장치에서는 가압 가스의 공급을 받아 원자의 수가 수 100 ~ 수 1000이 되는 가스 클러스터를 발생시키는 것이 가능하다. 이와 같이 발생시킨 가스 클러스터는 기판 등의 표면의 평탄화에 현저한 효과를 발휘하는 점에서 다양한 검토가 이루어지고 있다.
일본특허공개공보 2008-227283호
그런데, 미세화 및 고정밀화의 요구는 더욱 높아지는 경향에 있고, 이에 수반하여 기판 등의 표면화도 더욱 평탄한 것이 요구되고 있다. 예를 들면, 산소 또는 육불화유황(SF6)의 가스 클러스터를 이용하여 기판 등의 표면의 평탄화를 행했을 경우, 산소 등의 가스 클러스터에 의한 평탄성에는 한계가 있다는 점에서 원하는 평탄성을 얻는 것은 곤란했다. 또한, 기판 등이 단단한(경도가 높은) 재료에 의해 형성되어 있을 경우, CMP(Chemical Mechanical Polishing)에 의해 평탄화된 것의 표면에는 연마 흠집이 형성되는데, 이러한 연마 흠집을 없애고 더욱 평탄화하는 것은 용이하지 않았다.
본 발명은 상기를 감안하여 이루어진 것으로, 기판 등의 표면을 매우 높은 평탄성으로 평탄화할 수 있는 표면 처리 방법 및 표면 처리 장치를 제공하는 것을 목적으로 하는 것이다.
본 발명은, 질소를 포함하지 않는 원료의 가스 클러스터 이온 빔을 발생시켜 피처리 부재에 조사하는 제 1 처리 공정과, 질소의 가스 클러스터 이온 빔을 발생시켜 상기 피처리 부재에 조사하는 제 2 처리 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 피처리 부재는 CMP(Chemical Mechanical Polishing)에 의한 평탄화 처리가 행해지고 있는 것인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 질소를 포함하지 않는 원료는, 아르곤, 산소, 이산화탄소, 물, 육불화유황, 삼불화질소, 크세논 중 어느 1 개 또는 2 이상의 것을 포함하는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 제 2 처리 공정에서의 가스 클러스터에는, 상기 제 1 처리 공정에서의 원료의 가스 클러스터가 포함되지 않은 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 피처리 부재는, 실리콘카바이트, 실리콘, 석영, 글라스, 알루미나, 사파이어, 질화 갈륨, 갈륨 비소, 다이아몬드 라이크 카본, 탄화 붕소, 다결정 다이아몬드 중 어느 1 개 또는 2 이상의 것을 포함하는 것인 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 제 2 처리 공정 후, 상기 질소의 가스 클러스터를 상기 제 2 처리 공정에서의 가속 전압보다 낮은 가속 전압으로 가속하고, 상기 피처리 부재에 조사하는 제 3 처리 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 상기 제 2 처리 공정 후, 상기 제 2 처리 공정에서의 가스 클러스터보다 큰 가스 클러스터를 상기 피처리 부재에 조사하는 제 3 처리 공정을 가지는 것을 특징으로 한다.
또한, 본 발명은, 가스 클러스터를 생성하기 위한 노즐과, 상기 노즐에 상기 가스 클러스터의 원료가 되는 가스를 공급하는 원료 가스 공급부와, 상기 원료 가스 공급부로부터 공급되는 가스를 선택하고 제어하는 제어부를 가지고, 상기 원료 가스 공급부는, 질소를 포함하지 않는 원료를 공급하는 제 1 가스 공급원과, 질소를 공급하는 제 2 가스 공급원을 가지고, 상기 가스 클러스터를 피처리 부재에 조사하는 것을 특징으로 한다.
본 발명에 따르면, 기판 등의 표면에서의 평탄성을 매우 높은 정밀도로 평탄화할 수 있는 표면 처리 방법 및 표면 처리 장치를 제공할 수 있다.
도 1은 제 1 실시예에서의 표면 처리 장치의 구성도이다.
도 2는 제 1 실시예에서의 표면 처리 방법의 플로우 차트이다.
도 3은 제 1 실시예에서의 표면 처리 방법을 설명하는 AFM(Atomic Force Microscope)상이다.
도 4는 제 1 실시예에서의 표면 처리 방법을 설명하는 AFM상이다.
도 5는 제 1 실시예에서의 표면 처리 방법을 설명하는 AFM상이다.
도 6은 가스 클러스터에서의 감쇠상수 특성도이다.
도 7은 제 2 실시예에서의 표면 처리 방법의 플로우 차트이다.
도 8은 제 2 실시예에서의 표면 처리 방법을 설명하는 AFM상이다.
본 발명을 실시하기 위한 형태에 대하여 이하에 설명한다.
[제 1 실시예]
(표면 처리 장치)
먼저, 본 실시예에서의 기판 처리 방법에 이용되는 표면 처리 장치에 대하여 설명한다. 이 표면 처리 장치는 가스 클러스터 이온 빔 조사(照射) 장치이며, 기판 등의 표면에 가스 클러스터 빔을 조사하는 것이 가능한 장치이다.
도 1에는 가스 클러스터 빔 조사 장치의 구성을 도시한다. 이 가스 클러스터 빔 조사 장치(10)는 노즐 챔버(20)와 소스 챔버(30)와 메인 챔버(40)를 가지고 있다. 노즐 챔버(20)에는 가스 클러스터를 생성하기 위한 노즐(21)이 설치되어 있고, 또한 생성된 가스 클러스터를 선별하기 위한 스키머(skimmer)(22)를 가지고 있다. 또한, 노즐(21)은 가스 공급부(23)와 접속되어 있고, 이 가스 공급부(23)로부터 노즐(21)로 가스 클러스터를 생성하기 위한 소스 가스가 공급된다. 가스 공급부(23)는 복수의 소스 가스를 공급할 수 있도록 복수의 가스 공급원이 설치되어 있다. 구체적으로는, 도면에 도시한 바와 같이, 원료가 되는 가스가 저장된 가스 봄베(bombe) 등의 제 1 가스 공급원(24) 및 제 2 가스 공급원(25)이 설치되어 있고, 가스 공급부(23) 내에 설치된 밸브(26)에 의해 제 1 가스 공급원(24)에서의 가스 또는 제 2 가스 공급원(25)에서의 가스 중 어느 하나를 소정량 노즐(21)로 공급할 수 있도록 구성되어 있다. 본 실시예에서는, 예를 들면 제 1 가스 공급원(24)은 아르곤 가스를 공급하기 위한 아르곤 가스 봄베가 이용되고 있고, 제 2 가스 공급원(25)은 질소 가스를 공급하기 위한 질소 가스 봄베가 이용되고 있다. 또한, 가스 공급부(23)에는 제어부(27)가 접속되어 있어, 제어부(27)의 제어에 의해 제 1 가스 공급원(24) 또는 제 2 가스 공급원(25)으로부터 소스 가스가 공급된다.
노즐(21)에서 생성된 가스 클러스터는 스키머(22)에서 선별되어 소스 챔버(30)로 도입된다. 소스 챔버(30)에서는 가스 클러스터를 이온화하기 위한 이온화부(31)가 설치되어 있고, 이온화부(31)에서 가스 클러스터는 이온화되고, 이온화된 가스 클러스터는 가속부(32)에서 가속된다.
이후, 가속되고 이온화된 가스 클러스터는 메인 챔버(40) 내에 설치된 전극부(41)에서 소정의 크기의 가스 클러스터 등으로 선별되어, 표면 처리가 행해지는 기판 등의 피처리 부재(50)에 조사된다.
또한, 본 실시예에서의 가스 클러스터 빔 조사 장치에는 노즐(21)에 수 기압으로 가압된 소스 가스가 공급되어 있고, 노즐(21)로부터 진공 상태의 노즐 챔버(20) 내로 초음속으로 소스 가스가 분출됨으로써, 단열 팽창에 의해 급격하게 소스 가스가 냉각되어 매우 약한 원자간 또는 분자간의 결합에 의해 가스 클러스터가 형성되는 것이다.
(표면 처리 방법)
이어서, 도 2에 기초하여 본 실시예에서의 표면 처리 방법에 대하여 설명한다. 본 실시예에서는, 피처리 부재(50)로서 SiC(실리콘카바이트) 기판을 이용하여 이 SiC 기판의 표면을 평탄화 처리할 경우에 대하여 설명한다. 그런데, SiC는 알루미나 등보다 단단하고, 다이아몬드, 탄화 붕소 다음으로 단단한 재료로 알려져 있어, 높은 정밀도로 표면을 평탄화하는 것이 용이하지 않은 재료의 일종이다.
먼저, 스텝(S102)에서, 기계적 평탄화 처리로서 SiC 기판의 표면을 CMP(Chemical Mechanical Polishing)에 의해 평탄화한다. 이에 따라 SiC 기판의 표면은 육안으로는 평탄한 상태로 할 수 있다. 그러나, SiC 기판의 표면에는 육안으로는 인식할 수 없는 미세한 연마 흠집이 무수하게 형성되어 있다. CMP 등의 연마 방법만으로는 SiC 등의 단단한 재료에서 이러한 연마 흠집이 형성되는 것은 피할 수 없다.
도 3은 CMP에 의한 평탄화 처리를 행한 후의 SiC 기판의 표면의 AFM(Atomic Force Microscope: 원자간력 현미경)상이다. 또한, 원자간력 현미경(AFM)이란, '탐침과 표면 간의 원자 척도 영역에서 작용하는 힘의 크기를, 그 선단에 탐침이 형성된 캔틸레버의 휨 혹은 그 공명 진동수의 어긋남으로부터 판독하는' 것이다('이와나미 이화학 사전' 이와나미서점, '주사형 프로브 현미경'의 란에서 발췌). 도 3의 (a)는 사시도이며, 도 3의 (b)는 상면도이다. 도 3에 도시한 바와 같이, 무수한 연마 흠집이 형성되어 있다(도 3의 (b)에서의 화살표는 특히 굵은 연마 흠집을 도시함). 이 상태에서의 10 μm 각(角)의 영역의 표면 거칠기는 Rms가 3.34 nm, Ra가 2.53 nm이다. 이 때문에, CMP에 의한 연마에 의해 형성된 SiC 기판의 표면의 평탄성은 높은 정밀도로 평탄하다고는 할 수 없다.
이어서, 스텝(S104)에서, 제 1 평탄화 처리로서 SiC 기판의 표면에 아르곤(Ar)의 가스 클러스터를 조사한다. 즉, CMP에 의해 평탄화된 SiC 기판의 표면에 아르곤의 가스 클러스터를 조사한다. 도 4는 아르곤의 클러스터를 조사한 후의 SiC 기판의 표면의 AFM상을 도시한 것이다. 도 4의 (a)는 10 μm 각의 영역을 도시한 것이며, 도 4의 (b)는 1 μm 각의 영역을 도시한 것이다. 도 4에 도시한 바와 같이, 아르곤의 가스 클러스터를 조사함으로써 CMP에 의한 기계적 평탄화 처리에 의해 형성되는 연마 흠집을 없앨 수 있어, SiC 기판의 표면을 평탄하게 할 수 있다. 또한, 이 상태에서의 10 μm 각의 영역의 표면 거칠기는 Rms가 2.20 nm, Ra가 1.67 nm이며, 1 μm 각의 영역의 표면 거칠기는 Rms가 2.23 nm, Ra가 1.70 nm이다.
이어서, 스텝(S106)에서, 제 2 평탄화 처리로서 SiC 기판의 표면에 질소의 가스 클러스터를 조사한다. 도 5는 질소의 클러스터를 조사한 후의 SiC 기판의 표면의 AFM상을 도시한 것이다. 도 5의 (a)는 10 μm 각의 영역을 도시한 것이며, 도 5의 (b)는 1 μm 각의 영역을 도시한 것이다. 도 5에 도시한 바와 같이, 질소의 가스 클러스터를 조사함으로써, Ar의 가스 클러스터를 조사한 후의 상태보다 더욱 SiC 기판의 표면을 평탄하게 할 수 있다. 또한, 이 상태에서의 10 μm 각의 영역의 표면 거칠기는 Rms가 1.10 nm, Ra가 0.79 nm이며, 1 μm 각의 영역의 표면 거칠기는 Rms가 0.58 nm, Ra가 0.46 nm이다.
이와 같이 CMP에 의한 기계적 평탄화 처리를 행한 후, Ar 등의 가스 클러스터에 의한 제 1 평탄화 처리, 질소의 가스 클러스터에 의한 제 2 평탄화 처리를 행함으로써, SiC 기판의 표면을 Ar 등의 가스 클러스터만을 이용하여 평탄화 처리를 행한 경우와 비교하여 더욱 SiC 기판의 표면을 평탄하게 할 수 있다. 또한, 질소의 가스 클러스터만으로 평탄화를 행하는 것도 가능할지 모르지만, 평탄화를 위하여 방대한 시간을 필요로 하기 때문에 실용적이지 않다.
본 실시예에서의 표면 처리 방법에서는 SiC 기판의 표면을 제 1 평탄화 처리 공정에서 Ar 등의 가스 클러스터를 이용하여 평탄화하고, 이후 제 2 평탄화 처리 공정에서 질소 등의 가스 클러스터를 이용하여 평탄화하는 것이다. 이는, Ar 등의 가스 클러스터의 평탄화 처리는 CMP에 의한 연마에 의해 형성된 흠집을 제거하는 등의 비교적 거친 평탄화 처리에 적합하고, 질소 등의 가스 클러스터의 평탄화는 비교적 미세한 평탄화 처리에 적합하기 때문이다.
이를 도 6에 기초하여 설명한다. 도 6은 한 원자당 에너지와 감쇠상수의 관계를 나타낸 것이며, 각각의 가스 클러스터가 파괴되기 쉬운 정도를 나타낸 것이다. 또한, Va 30은 가속 전압이 30 kV, Va 20은 가속 전압이 20 kV, Va 10은 가속 전압이 10 kV를 나타낸다. 이 도면에 나타낸 바와 같이, 질소의 가스 클러스터는 Ar의 가스 클러스터보다 감쇠상수가 높아 파괴되기 쉬워, SiC 등의 기판의 표면에 가스 클러스터가 충돌 등을 했을 때에 가스 클러스터는 파괴될 것으로 생각된다. 이 때문에, SiC 등의 기판의 표면에 질소의 가스 클러스터가 충돌할 때에는 비교적 약한 에너지로 충돌하는 것으로 생각되며, 이 때문에 기판 등의 표면의 평탄화를 보다 매끄럽게 행할 수 있는 것으로 생각된다.
한편, 아르곤의 가스 클러스터의 경우, 아르곤의 가스 클러스터는 비교적 파괴되기 어렵기 때문에, SiC 등의 기판의 표면에 아르곤의 가스 클러스터가 충돌할 때, 비교적 강한 에너지로 충돌하는 것으로 생각된다. 따라서, CMP 등에 의한 연마 흠집을 제거할 수 있지만, 아르곤의 가스 클러스터의 평탄화에 의한 평탄성에는 일정한 한계가 있다.
따라서, 아르곤의 가스 클러스터에 의한 평탄화를 행한 후, 질소의 가스 클러스터에 의한 평탄화를 행함으로써, CMP 등에 의한 연마 흠집을 제거할 수 있고, 또한 기판 등의 표면을 보다 평탄하게 할 수 있다.
이와 같이, 가스 클러스터에 의해 기판 등의 표면의 표면 처리를 행할 경우, 이용되는 가스 클러스터의 감쇠상수와 가스 클러스터에 의해 평탄화된 것의 평탄성 간에는 상관 관계가 있는 것으로 생각되며, 가스 클러스터의 감쇠상수가 높을수록 기판 등의 표면에서의 평탄성을 향상시킬 수 있는 것으로 생각된다.
따라서, 먼저 감쇠상수가 낮은 원료의 가스 클러스터에 의해 기판 등의 표면의 표면 처리를 행하고, 이어서 감쇠상수가 높은 원료의 가스 클러스터에 의해 기판 등의 표면 처리를 행함으로써 기판 등의 표면의 평탄성을 보다 높일 수 있다.
아르곤의 클러스터와 동일한 감쇠상수를 가지는 클러스터로서는 산소(O2)의 가스 클러스터가 있고, 아르곤의 가스 클러스터보다 감쇠상수가 낮은 클러스터로서는 이산화탄소(CO2)의 가스 클러스터가 있다.
또한, 질소의 가스 클러스터는 실용적인 가스 클러스터 중에서는 가장 감쇠상수가 낮은 가스 클러스터 중 하나이다. 따라서, 가스 클러스터에 의한 평탄화를 복수의 공정에서 행할 때에는 마지막에 질소의 가스 클러스터에 의한 평탄화를 행하는 것이 바람직하다.
또한, 본 실시예에서의 표면 처리 방법에서, 제 1 평탄화 처리를 행하는 데에 바람직한 재료로서는 아르곤, 산소, 이산화탄소 이외에도 물(H2O), 육불화유황(SF6), 삼불화질소(NF3), 크세논(Xe) 등을 들 수 있다.
또한, 제 2 평탄화 처리를 행하는 원료로서는 질소가 바람직하고, 특히 제 1 평탄화 처리에 이용되는 원료가 포함되지 않은 것이 바람직하다.
또한, 표면 처리가 행해지는 기판 등의 재료로서는 SiC 이외에도 실리콘, 석영, 글라스, 알루미나, 사파이어, 질화 갈륨, 갈륨 비소, 다이아몬드 라이크 카본, 탄화 붕소, 다결정 다이아몬드 등을 들 수 있고, 특히 단단한 재료의 평탄화에 적합하다.
또한, 본 실시예에서의 표면 처리 방법이 행해지는 피처리 부재(50)는 기판 등에 한정되지 않고, 표면의 평탄화가 필요한 모든 부재가 포함되는 것이다.
[제 2 실시예]
이어서, 제 2 실시예에 대하여 설명한다. 본 실시예는 제 1 실시예에서의 표면 처리 방법보다 더욱 평탄성을 높일 수 있는 표면 처리 방법이다. 도 7에 기초하여 본 실시예에 대하여 설명한다.
먼저, 스텝(S202)에서, 기계적 평탄화 처리로서 SiC 기판의 표면을 CMP에 의해 평탄화한다. 이에 따라, SiC 기판의 표면은 육안으로 평탄한 상태로 할 수 있지만, SiC 기판의 표면에는 육안으로는 인식할 수 없는 미세한 연마 흠집이 무수하게 형성되어 있다.
이어서, 스텝(S204)에서, 제 1 평탄화 처리로서 SiC 기판의 표면에 아르곤의 가스 클러스터를 조사한다. 즉, CMP에 의해 평탄화된 SiC 기판의 표면에 아르곤의 가스 클러스터를 조사한다. 아르곤의 가스 클러스터를 조사함으로써, CMP에서의 기계적 평탄화 처리에 의해 형성되는 연마 흠집을 제거할 수 있어 SiC 기판의 표면은 평탄화된다.
이어서, 스텝(S206)에서, 제 2 평탄화 처리로서 SiC 기판의 표면에 질소의 가스 클러스터를 조사한다. 질소의 가스 클러스터를 조사함으로써, Ar의 가스 클러스터를 조사한 후의 상태보다 SiC 기판의 표면을 보다 평탄하게 할 수 있다. 또한, 제 2 처리 공정에서의 질소의 클러스터의 가속 전압은 20 kV이다.
이어서, 스텝(S208)에서, 제 3 평탄화 처리로서 제 2 평탄화 처리에서의 가속 전압보다 낮은 10 kV의 가속 전압으로 질소의 가스 클러스터를 조사한다. 이에 따라, 제 2 평탄화 처리보다 더욱 SiC 기판의 표면을 보다 평탄하게 할 수 있다. 구체적으로는, 가스 클러스터의 평탄화 처리를 할 때에 가속 전압을 낮춤으로써 가스 클러스터의 에너지를 낮출 수 있어, SiC 기판에 가스 클러스터가 충돌했을 때의 에너지를 낮출 수 있다. 이러한 가스 클러스터를 이용하여 SiC 기판의 표면을 평탄화함으로써, SiC 기판의 표면을 보다 평탄하게 할 수 있다.
상술한 제 2 평탄화 처리 및 제 3 평탄화 처리에 대하여 도 8에 기초하여 설명한다. 도 8의 (a) 및 (b)는 모두 아르곤의 평탄화 처리를 행한 후에, 질소의 가스 클러스터에 의해 평탄화 처리를 행한 것이다. 도 8의 (a)는 질소의 클러스터의 가속 전압이 20 kV로 평탄화 처리를 행했을 경우의 SiC 기판의 표면의 AFM상이며, 도 8의 (b)는 질소의 클러스터의 가속 전압이 10 kV로 평탄화 처리를 행했을 경우의 SiC 기판의 표면의 AFM상이다. 도 8에 도시한 바와 같이, 동일한 원료를 이용하여 가스 클러스터를 생성했을 경우에도 가속 전압을 낮춤으로써, SiC 기판 표면의 평탄성을 보다 높일 수 있다. 따라서, 제 2 평탄화 처리를 행하고, 그 후 제 3 평탄화 처리를 행함으로써, SiC 기판의 표면을 보다 평탄하게 할 수 있는 것으로 생각된다.
또한, 동일한 가속 전압의 가스 클러스터에서, 큰 클러스터일수록 표면의 평탄성을 높일 수 있는 것도 지견으로서 얻어진다. 따라서, 제 2 평탄화 처리 공정에서 작은 질소의 가스 클러스터를 이용하여 평탄화를 행한 후, 제 3 평탄화 처리 공정에서 큰 질소의 가스 클러스터를 이용하여 평탄화를 행해도 피처리 부재의 표면에서의 평탄성을 보다 높일 수 있는 것으로 생각된다.
이상, 본 발명의 실시에 관한 형태에 대하여 설명했지만, 상기 내용은 발명의 내용을 한정하는 것은 아니다.
10: 가스 클러스터 이온 빔 발생 장치
20: 노즐 챔버
21: 노즐
22: 스키마
23: 원료 가스 공급부
24: 제 1 가스 공급원
25: 제 2 가스 공급원
26: 밸브
27: 제어부
30: 소스 챔버
31: 이온화부
32: 가속부
40: 메인 챔버
41: 전극부
50: 피처리 부재

Claims (14)

  1. 아르곤 가스 클러스터 이온 빔을 발생시켜 피처리 부재에 조사(照射)하는 제 1 처리 공정과,
    상기 제 1 처리 공정을 행한 후,
    질소의 가스 클러스터 이온 빔을 발생시켜 상기 피처리 부재에 조사하는 제 2 처리 공정과,
    상기 제 2 처리 공정을 행한 후,
    상기 질소의 가스 클러스터 이온 빔을 상기 제 2 처리 공정에서의 가속 전압보다 낮은 가속 전압으로 가속하여, 상기 피처리 부재에 조사하는 제 3 처리 공정
    을 가지는 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법.
  2. 아르곤을 포함하고, 산소 및 이산화탄소 중 하나 이상을 추가로 포함하는 원료의 가스 클러스터 이온 빔을 발생시켜 피처리 부재에 조사하는 제 1 처리 공정과,
    상기 제 1 처리 공정을 행한 후,
    질소의 가스 클러스터 이온 빔을 발생시켜 상기 피처리 부재에 조사하는 제 2 처리 공정과,
    상기 제 2 처리 공정을 행한 후,
    상기 질소의 가스 클러스터 이온 빔을 상기 제 2 처리 공정에서의 가속 전압보다 낮은 가속 전압으로 가속하여, 상기 피처리 부재에 조사하는 제 3 처리 공정
    을 가지는 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피처리 부재는 상기 제 1 처리 공정 이전에 CMP(Chemical Mechanical Polishing)에 의한 평탄화 처리가 행해진 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 2 처리 공정에서의 가스 클러스터에는, 상기 제 1 처리 공정에서의 원료의 가스 클러스터가 포함되지 않은 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 피처리 부재는, 실리콘카바이트, 실리콘, 석영, 글라스, 알루미나, 사파이어, 질화 갈륨, 갈륨 비소, 다이아몬드 라이크 카본, 탄화 붕소, 다결정 다이아몬드 중 어느 1 개 또는 2 이상의 것을 포함하는 것인 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법.
  6. 삭제
  7. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 제 3 처리 공정은, 상기 제 2 처리 공정에서의 가스 클러스터보다 큰 가스 클러스터를 상기 피처리 부재에 조사하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 방법.
  8. 가스 클러스터를 생성하기 위한 노즐과,
    상기 노즐에 상기 가스 클러스터의 원료가 되는 가스를 공급하는 원료 가스 공급부와,
    상기 원료 가스 공급부로부터 공급되는 가스를 선택하고 제어하는 제어부
    를 가지고,
    상기 원료 가스 공급부는, 아르곤을 공급하는 제 1 가스 공급원과, 질소를 공급하는 제 2 가스 공급원을 가지고,
    상기 제어부의 제어에 의해서, 상기 제 1 가스 공급원으로부터 아르곤을 공급한 후, 상기 제 2 가스 공급원으로부터 질소를 공급하고,
    상기 노즐에서 생성된 아르곤 가스 클러스터 및 질소의 가스 클러스터를 이온화하여 아르곤 가스 클러스터 이온 빔 및 질소의 가스 클러스터 이온 빔을 발생시키고,
    제 1 처리 공정으로 상기 아르곤 가스 클러스터 이온 빔을 피처리 부재에 조사(照射)하고, 제 2 처리 공정으로 상기 질소의 가스 클러스터 이온 빔을 상기 피처리 부재에 조사한 후, 제 3 처리 공정으로 상기 질소의 가스 클러스터 이온 빔을 제 2 처리 공정에서의 가속 전압보다 낮은 가속 전압으로 가속하여 상기 피처리 부재에 조사하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  9. 가스 클러스터를 생성하기 위한 노즐과,
    상기 노즐에 상기 가스 클러스터의 원료가 되는 가스를 공급하는 원료 가스 공급부와,
    상기 원료 가스 공급부로부터 공급되는 가스를 선택하고 제어하는 제어부
    를 가지고,
    상기 원료 가스 공급부는, 아르곤을 포함하고, 산소 및 이산화탄소 중 하나 이상을 추가로 포함하는 원료를 공급하는 제 1 가스 공급원과, 질소를 공급하는 제 2 가스 공급원을 가지고,
    상기 제어부의 제어에 의해서, 상기 제 1 가스 공급원으로부터 원료를 공급한 후, 상기 제 2 가스 공급원으로부터 질소를 공급하고,
    상기 노즐에서 생성된 아르곤 가스 클러스터 및 질소의 가스 클러스터를 이온화하여 아르곤 가스 클러스터 이온 빔 및 질소의 가스 클러스터 이온 빔을 발생시키고,
    제 1 처리 공정으로 상기 아르곤 가스 클러스터 이온 빔을 피처리 부재에 조사(照射)하고, 제 2 처리 공정으로 상기 질소의 가스 클러스터 이온 빔을 상기 피처리 부재에 조사한 후, 제 3 처리 공정으로 상기 질소의 가스 클러스터 이온 빔을 제 2 처리 공정에서의 가속 전압보다 낮은 가속 전압으로 가속하여 상기 피처리 부재에 조사하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  10. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 피처리 부재는, 상기 제 1 처리 공정 이전에 CMP에 의한 평탄화 처리가 행해진 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  11. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 가스 공급원에서의 가스는, 상기 제 1 가스 공급원에서의 가스가 포함되지 않은 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  12. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 피처리 부재는, 실리콘카바이트, 실리콘, 석영, 글라스, 알루미나, 사파이어, 질화 갈륨, 갈륨 비소, 다이아몬드 라이크 카본, 탄화 붕소, 다결정 다이아몬드 중 어느 1 개 또는 2 이상의 것을 포함하는 것인 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
  13. 삭제
  14. 제 8 항 또는 제 9 항에 있어서,
    상기 제 2 가스 공급원으로부터 공급된 질소에 의해 생성된 질소의 가스 클러스터는, 상기 가스 클러스터의 크기를 변화시켜 상기 피처리 부재에 조사하는 것을 특징으로 하는 표면 처리 장치.
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