(57)【要約】      （修正有）【課題】液体原料のクラスターと気体原料のクラスターの比率を容易に制御することのできるクラスタービーム合せい装置を提供する。【解決手段】クラスタービーム２６を発生させるクラスタービーム発生装置１０において、気体原料と液体原料とを混合する混合器４０と、前記混合器４０において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスターとして供給するノズル２１と、前記ノズル２１の温度を調整する温度調整部２３と、を有し、前記温度調整部２３により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスターにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整することを特徴とするクラスタービーム発生装置１０を提供する。【選択図】図１
2011249544.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラスタービームを発生させるクラスタービーム発生装置において、
気体原料と液体原料とを混合する混合器と、
前記混合器において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスタービームとして供給するノズルと、
前記ノズルの温度を調整する温度調整部と、
を有し、
前記温度調整部により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスタービームにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整することを特徴とするクラスタービーム発生装置。
【請求項２】
クラスタービームを発生させるクラスタービーム発生装置において、
気体原料と液体原料とを混合する混合器と、
前記混合器において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスタービームとして供給するノズルと、
前記ノズルの温度を調整する温度調整部と、
を有し、
前記温度調整部により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスタービームにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整するものであって、
前記ノズルの温度は、前記クラスターのサイズが所望のサイズとなるように定められていることを特徴とするクラスタービーム発生装置。
【請求項３】
クラスタービームを発生させるクラスタービーム発生装置において、
気体原料と液体原料とを混合する混合器と、
前記混合器において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスタービームとして供給する複数のノズルと、
前記ノズルの温度を調整する温度調整部と、
を有し、
前記温度調整部により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスタービームにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整するものであって、
前記複数のノズルは、各々のノズルにおける温度設定が異なるものであり、前記複数のノズルは選択して切り換えられるものであることを特徴とするクラスタービーム発生装置。
【請求項４】
前記温度調整部により前記ノズルの温度を制御する制御部を有しており、
前記制御部は前記温度調整部により前記ノズルを第１の温度及び第２の温度に設定することができ、前記第１の温度と前記第２の温度とは異なる温度であって、
前記第１の温度におけるクラスタービームの前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率と、前記第２の温度におけるクラスタービームの前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率とは、異なる値であることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載のクラスタービーム発生装置。
【請求項５】
前記クラスターは所定のサイズの範囲内であることを特徴とする請求項１から４のいずれかに記載のクラスタービーム発生装置。
【請求項６】
請求項１から５のいずれかに記載のクラスタービーム発生装置を有し、
前記クラスタービーム発生装置において発生した前記クラスタービームを基板に照射し、前記基板における基板処理を行うことを特徴とする基板処理装置。
【請求項７】
前記制御部において、前記ノズルを前記第１の温度に設定し、第１の基板処理を行い、前記第１の基板処理の後、前記第２の温度に設定し、第２の基板処理を行う制御を行うことを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項８】
前記第１の温度は、前記クラスタービームにおいて、前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターのうち、一方が多く含まれる温度であって、
前記第２の温度は、前記クラスタービームにおいて、前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターのうち、他方が多く含まれる温度であることを特徴とする請求項６に記載の基板処理装置。
【請求項９】
前記基板処理は、洗浄、レジストの除去、基板表面の平坦化、エッチング残渣の除去、絶縁膜の除去のうち、１または２以上の処理を行うものであることを特徴とする請求項６から８のいずれかに記載の基板処理装置。
【請求項１０】
クラスタービームを発生させるクラスタービーム発生方法において、
前記クラスタービームは、気体原料と液体原料とを混合する混合器と、前記混合器において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスタービームとして供給するノズルと、前記ノズルの温度を調整する温度調整部とを有するクラスタービーム発生装置により発生されるものであって、
前記温度調整部により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスタービームにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整することを特徴とするクラスタービーム発生方法。
【請求項１１】
クラスタービームを発生させるクラスタービーム発生方法において、
前記クラスタービームは、気体原料と液体原料とを混合する混合器と、前記混合器において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスタービームとして供給するノズルと、前記ノズルの温度を調整する温度調整部とを有するクラスタービーム発生装置により発生されるものであって、
前記温度調整部により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスタービームにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整するものであり、
前記ノズルの温度は、前記クラスターのサイズが所望のサイズとなるように定められていることを特徴とするクラスタービーム発生方法。
【請求項１２】
クラスタービームを発生させるクラスタービーム発生方法において、
前記クラスタービームは、気体原料と液体原料とを混合する混合器と、前記混合器において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスタービームとして供給する複数のノズルと、前記ノズルの温度を調整する温度調整部とを有するクラスタービーム発生装置により発生されるものであって、
前記温度調整部により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスタービームにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整するものであり、
前記複数のノズルは、各々のノズルにおける温度設定が異なるものであり、前記複数のノズルは選択して切り換えられるものであることを特徴とするクラスタービーム発生方法。
【請求項１３】
前記温度調整部により前記ノズルの温度を制御する制御部を有しており、
前記制御部は前記温度調整部により前記ノズルを第１の温度及び第２の温度に設定することができ、前記第１の温度と前記第２の温度とは異なる温度であって、
前記第１の温度におけるクラスタービームの前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率と、前記第２の温度におけるクラスタービームの前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率とは、異なる値であることを特徴とする請求項１０から１２のいずれかに記載のクラスタービーム発生方法。
【請求項１４】
前記クラスターは所定のサイズの範囲内であることを特徴とする請求項１０から１３のいずれかに記載のクラスタービーム発生方法。
【請求項１５】
請求項１０から１４のいずれかに記載のクラスタービーム発生方法において発生した前記クラスタービームを基板に照射し、前記基板における基板処理を行うことを特徴とする基板処理方法。
【請求項１６】
前記ノズルを前記第１の温度に設定し、第１の基板処理を行う工程と、
前記第１の基板処理の後、前記第２の温度に設定し、第２の基板処理を行う工程と、
を有することを特徴とする請求項１５に記載の基板処理方法。
【請求項１７】
前記第１の温度は、前記クラスタービームにおいて、前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターのうち、一方が多く含まれる温度であって、
前記第２の温度は、前記クラスタービームにおいて、前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターのうち、他方が多く含まれる温度であることを特徴とする請求項１５または１６に記載の基板処理方法。
【請求項１８】
前記基板処理は、洗浄、レジストの除去、基板表面の平坦化、エッチング残渣の除去、絶縁膜の除去のうち、１または２以上の処理を行うものであることを特徴とする請求項１５から１７のいずれかに基板処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クラスタービーム発生装置、基板処理装置、クラスタービーム発生方法及び基板処理方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
複数個の原子等が凝集してできるガスクラスターは特異な物理化学的挙動を示し、広い分野における利用が検討されている。即ち、ガスクラスターからなるクラスターイオンビームは、従来困難であった固体表面から数ナノメートルの深さの領域で、イオン注入、表面加工、薄膜形成を行うプロセスに適している。
【０００３】
このようなガスクラスター発生装置においては、加圧ガスの供給を受けて原子の数が数１００〜数１０００となるクラスターを発生させることが可能である。
【０００４】
また、このようなガスクラスター発生装置においては、原料としては気体のみならず常温では液体である原料のクラスターが要求される場合があり、特許文献１では、常温で液体となる材料のクラスターを生成するクラスターイオンビーム装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平９−１４３７００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、液体のクラスターを用いて基板等の処理を行う場合には、液体のクラスターと気体のクラスターとの混合比率を迅速に変化させたい場合がある。この場合、マスフローコントローラ等により混合比率を変化させようとすると、ノズル等より供給される液体のクラスターと気体のクラスターとの比率が安定化するまでに時間を要し、また、安定化するまでに、流される原料となる液体及び気体の材料が無駄になってしまう。
【０００７】
一方、気体のクラスターと液体のクラスターとを用いて複数のプロセスを行う場合、同一のクラスタービーム発生装置を用いることができれば、同一チャンバー内において複数の基板処理のプロセスを行うことができスループットが向上し、基板等におけるコンタミネーションを防止することができる。
【０００８】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、液体のクラスターと気体のクラスターとの混合比率を迅速に変化させることのできるクラスタービーム発生装置及び基板処理装置を提供することであり、更に、このクラスタービーム発生装置及び基板処理装置を用いた複数のプロセスを行うクラスタービーム発生方法及び基板処理方法を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、クラスタービームを発生させるクラスタービーム発生装置において、気体原料と液体原料とを混合する混合器と、前記混合器において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスタービームとして供給するノズルと、前記ノズルの温度を調整する温度調整部と、を有し、前記温度調整部により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスタービームにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整することを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、クラスタービームを発生させるクラスタービーム発生装置において、気体原料と液体原料とを混合する混合器と、前記混合器において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスタービームとして供給するノズルと、前記ノズルの温度を調整する温度調整部と、を有し、前記温度調整部により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスタービームにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整するものであって、前記ノズルの温度は、前記クラスターのサイズが所望のサイズとなるように定められていることを特徴とする。
【００１１】
また、本発明は、クラスタービームを発生させるクラスタービーム発生装置において、気体原料と液体原料とを混合する混合器と、前記混合器において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスタービームとして供給する複数のノズルと、
前記ノズルの温度を調整する温度調整部と、を有し、前記温度調整部により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスタービームにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整するものであって、前記複数のノズルは、各々のノズルにおける温度設定が異なるものであり、前記複数のノズルは選択して切り換えられるものであることを特徴とする。
【００１２】
また、本発明は、前記温度調整部により前記ノズルの温度を制御する制御部を有しており、前記制御部は前記温度調整部により前記ノズルを第１の温度及び第２の温度に設定することができ、前記第１の温度と前記第２の温度とは異なる温度であって、前記第１の温度におけるクラスタービームの前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率と、前記第２の温度におけるクラスタービームの前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率とは、異なる値であることを特徴とする。
【００１３】
また、本発明は、前記クラスターは所定のサイズの範囲内であることを特徴とする。
【００１４】
また、本発明は、前記記載のクラスタービーム発生装置を有し、前記クラスタービーム発生装置において発生した前記クラスタービームを基板に照射し、前記基板における基板処理を行うことを特徴とする。
【００１５】
また、本発明は、前記制御部において、前記ノズルを前記第１の温度に設定し、第１の基板処理を行い、前記第１の基板処理の後、前記第２の温度に設定し、第２の基板処理を行う制御を行うことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明は、前記第１の温度は、前記クラスタービームにおいて、前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターのうち、一方が多く含まれる温度であって、前記第２の温度は、前記クラスタービームにおいて、前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターのうち、他方が多く含まれる温度であることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明は、前記基板処理は、洗浄、レジストの除去、基板表面の平坦化、エッチング残渣の除去、絶縁膜の除去のうち、１または２以上の処理を行うものであることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、クラスタービームを発生させるクラスタービーム発生方法において、前記クラスタービームは、気体原料と液体原料とを混合する混合器と、前記混合器において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスタービームとして供給するノズルと、前記ノズルの温度を調整する温度調整部とを有するクラスタービーム発生装置により発生されるものであって、前記温度調整部により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスタービームにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整することを特徴とする。
【００１９】
また、本発明は、クラスタービームを発生させるクラスタービーム発生方法において、前記クラスタービームは、気体原料と液体原料とを混合する混合器と、前記混合器において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスタービームとして供給するノズルと、前記ノズルの温度を調整する温度調整部とを有するクラスタービーム発生装置により発生されるものであって、前記温度調整部により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスタービームにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整するものであり、前記ノズルの温度は、前記クラスターのサイズが所望のサイズとなるように定められていることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明は、クラスタービームを発生させるクラスタービーム発生方法において、前記クラスタービームは、気体原料と液体原料とを混合する混合器と、前記混合器において混合された前記気体原料及び前記液体原料をクラスタービームとして供給する複数のノズルと、前記ノズルの温度を調整する温度調整部とを有するクラスタービーム発生装置により発生されるものであって、前記温度調整部により、前記ノズルの温度を変化させることにより、前記クラスタービームにおける前記液体原料のクラスターと前記気体原料のクラスターとの比率を調整するものであり、前記複数のノズルは、各々のノズルにおける温度設定が異なるものであり、前記複数のノズルは選択して切り換えられるものであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、液体のクラスターと気体のクラスターとの混合比率を迅速に変化させることのできるクラスタービーム発生装置及び基板処理装置を提供することができ、更に、このクラスタービーム発生装置及び基板処理装置を用いた複数のプロセスを行うクラスタービーム発生方法及び基板処理方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】第１の実施の形態におけるクラスタービーム発生装置及び基板処理装置の構成図
【図２】第１の実施の形態における原料供給部分の構成図
【図３】温度を変化させた場合における四重極質量分析スペクトル
【図４】ノズルの温度とクラスターにおける分圧との相関図
【図５】ノズルの温度とクラスターにおけるメタノールの分圧比との相関図
【図６】ノズルの温度とクラスターの大きさとの相関図
【図７】第２の実施の形態における基板処理方法のフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明を実施するための形態について、以下に説明する。
【００２４】
〔第１の実施の形態〕
第１の実施の形態におけるクラスタービーム発生装置及び基板処理装置について説明する。本実施の形態におけるクラスタービーム発生装置は、常温で気体の原料のクラスターと常温では液体の原料のクラスターを発生させることができるものであり、容易に気体原料のクラスターと液体原料のクラスターとの比率を容易に変化させることができるものである。また、本実施の形態における基板処理装置は、本実施の形態におけるクラスタービーム発生装置を用いて基板処理を行うためのものである。
【００２５】
本実施の形態におけるクラスタービーム発生装置及び基板処理装置として、図１及び図２に基づきクラスターイオンビーム発生装置１０について説明する。
【００２６】
図１に示すように、このクラスターイオンビーム発生装置１０は、ノズルチャンバー２０とメインチャンバー３０とを有している。ノズルチャンバー２０にはクラスターを発生させるノズル２１が設けられており、また、発生したクラスターを選別するためのスキマー２２を有しており、このスキマー２２を通過したクラスターがメインチャンバー３０内に導入される。メインチャンバー３０では、クラスターをイオン化するためのイオン化部３１が設けられており、イオン化されたクラスターは加速部３２において加速され、電極部３３においてイオン化したクラスターを選別して、基板３４に照射させる。このように基板３４にクラスターからなるクラスタービーム２６を照射することにより基板処理を行うことができる。ノズル２１には、ヒーター等の温度調節可能な温度調節部２３が設けられており、温度調節部２３における温度制御は温度制御部２４において行われる。また、ノズル２１には、クラスターの原料となる液体原料と気体原料とが混合器４０において混合されたものが供給されている。尚、ノズルチャンバー２０とメインチャンバー３０との間には、シャッター２３が設けられており、シャッター２５を開閉することにより、メインチャンバー３０内へのクラスターの導入を制御することができる。
【００２７】
図２に示すように、混合器４０には、常温で気体である原料（気体原料）がマスフローコントローラ４１を介し供給されており、また、常温で液体である原料（液体原料）がポンプ４２及び液体用フローコントローラ４３を介し供給されている。本実施の形態では、常温で気体である原料としてアルゴン（Ａｒ）が用いされており、常温で液体である原料としてメタノール（ＣＨ３ＯＨ）が用いられている。常温で気体である原料のアルゴンは、マスフローコントローラ４１において２００ｓｃｃｍの流量となるように調節されて混合器４０に供給されている。また、常温で液体である原料のメタノールは、液体用フローコントローラ４３において０．０２ｓｃｃｍの流量となるように調節されて混合器４０に供給されている。図１に示すように混合器４０にはヒーター４４が設けられており、所定の温度に加熱されており、常温で液体であるメタノールは気化した状態となっている。この状態で、アルゴン及び気化したメタノールはノズル２１に供給されている。
【００２８】
次に、本実施の形態におけるクラスタービーム発生装置において、温度調節部２３における温度を変化させた場合について説明する。図３は、温度調節部２３における温度を変化させた場合における四重極質量分析スペクトルを示す。この図３に示すグラフは、ヒーター４４の温度を１５０℃に設定した場合において、メインチャンバー３０に接続された不図示の四重極質量分析装置により内部の状態を測定したものである。図３に示されるように、温度調節部２３における温度、即ち、ノズル２１の温度を変化させると、クラスタービーム２６におけるアルゴンのクラスターとメタノールのクラスターとの比率を変化させることができる。具体的には、温度調節部２３における温度が低い場合、例えば、温度調節部２３における温度が３０℃である場合には、アルゴンのクラスターは極めて多く存在しており、メタノールのクラスターは少ない。しかしながら、温度調節部２３における温度を上昇させることにより、アルゴンのクラスターは急激に減少し、メタノールのクラスターが増加する。
【００２９】
図４は、クラスター（クラスタービーム２６）におけるアルゴンとメタノールの分圧を示すものであり、図５は、メタノールのクラスターの分圧比を示すものである。図４及び図５に示されるように、温度調節部２３における温度、即ち、ノズル２１の温度を変化させることにより、メタノールのクラスターの分圧比を変化させ調節することができる。
【００３０】
このように、メタノールのクラスターの分圧比をノズル２１の温度を変化させることにより調節することができるため、迅速にメタノールのクラスターの分圧比の調節を行うことが可能である。即ち、マスフローコントローラ等による流量制御により、メタノールのクラスターの分圧制御を行う場合には、マスフローコントローラからノズルまで距離があるため、メインチャンバー３０において、メタノールのクラスターが所望の分圧になるまでに時間を要し、また、この間、供給される原料は無駄なものとなってしまう。しかしながら、本実施の形態におけるクラスターイオンビーム発生装置では、ノズル２１における温度制御を行うことにより、メタノールのクラスターの分圧制御を行うことができるため、短時間で迅速にメタノールのクラスターを所望の分圧にすることができ、また、供給される原料の無駄をできるだけ防ぐことができる。よって、基板処理等におけるスループットを向上させることができ、更には、低コストで基板処理等を行うことができる。
【００３１】
次に、図６に基づき、ノズル２１の温度とクラスターの平均的な大きさとの関係について説明する。図６に示されるように、本実施の形態におけるクラスターイオンビーム発生装置では、ノズル２１の温度、即ち、温度調節部２３において温度を変化させても、ノズル２１より供給されるクラスターの大きさは、約１０００〜１４００の間であり、略同じ大きさのクラスターが生成される。よって、クラスターの大きさを変えることなく、メタノールの分圧比、または、アルゴンの分圧比を変化させることができる。
【００３２】
尚、本実施の形態における説明では、クラスターをイオン化させたクラスターイオンビーム発生装置について説明したが、図１に示されるクラスターイオンビーム発生装置１０より、イオン化部３１、加速部３２及び電極部３３を取り除いた構成とすることにより、中性のクラスターを発生させるクラスタービーム発生装置とすることも可能である。
【００３３】
また、本実施の形態におけるクラスタービーム発生装置は、ノズル２１を複数配置し、各々のノズル２１の温度が異なるものであって、温度の異なるノズル２１を用途に応じて選択し切り換えるものであってもよい。
【００３４】
また、本実施の形態における説明では、常温で気体である原料としてアルゴンを用い、常温で液体である原料としてメタノールを用いた場合について説明したが、常温で気体である原料及び常温で液体である原料であれば、どのような原料を用いてもよい。
【００３５】
〔第２の実施の形態〕
次に、第２の実施の形態について説明する。本実施の形態は、第１の実施の形態におけるクラスターイオンビーム発生装置及び基板処理装置を用いた基板処理方法である。
【００３６】
図７に基づき本実施の形態における基板処理方法について説明する。本実施の形態における基板処理方法は、ステップ１０２（Ｓ１０２）において、温度調節部２３によりノズル２１の温度を第１の温度に設定し、第１の基板処理を行い、その後、ステップ１０４（Ｓ１０４）において、温度調節部２３によりノズル２１の温度を第２の温度に設定し、第２の基板処理を行うものである。尚、第１の温度と第２の温度は異なる温度であり、第１の基板処理と第２の基板処理は異なるプロセスの基板処理である。
【００３７】
本実施の形態における基板処理方法としては、具体的には、以下の基板処理方法が挙げられる。
【００３８】
第１の方法は、基板の表面の洗浄を行った後、平坦化を行う基板処理方法である。第１の方法では、液体原料としてエタノールを用い、気体原料としてアルゴンを用いる。最初に、第１の基板処理工程として、ノズル２１の温度を１５０℃等の高温に設定し、クラスタービームに、エタノールのクラスターが多く含まれる条件で、基板の洗浄を行うプロセスを行う。次に、第２の基板処理工程として、ノズル２１の温度を３０℃等の低温に設定し、クラスタービームに、アルゴンのクラスターが多く含まれる条件で、基板表面の平坦化を行うプロセスを行う。これにより、洗浄と平坦化とを一つのチャンバー内で行うことができる。
【００３９】
次に、第２の方法について説明する。第２の方法は、基板に付着しているレジストを除去するための基板処理方法であり、液体原料としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ；Isopropyl alcohol：Ｃ３Ｈ８Ｏ）を用い、気体原料としてアルゴンまたは窒素（Ｎ２）を用いる。最初に、第１の基板処理工程として、ノズル２１の温度を高温に設定し、クラスタービームに、ＩＰＡのクラスターが多く含まれる条件で、基板表面に付着しているレジストを溶解するプロセスを行う。次に、第２の基板処理工程として、ノズル２１の温度を低温に設定し、クラスタービームに、アルゴンまたは窒素のクラスターが多く含まれる条件で、基板に付着しているレジストの残渣の除去を行うプロセスを行う。これにより、レジストの溶解と残渣の除去とを一つのチャンバー内で行うことができる。
【００４０】
次に、第３の方法について説明する。第３の方法は、基板におけるエッチング後の残渣を除去するための基板処理方法であり、液体原料としては、ハロゲン系残渣の場合は、水（Ｈ２Ｏ）を用い、または、ＣＦ系残渣の場合には、イソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用い、更に、気体原料としてアルゴンまたは窒素（Ｎ２）を用いる。最初に、第１の基板処理工程として、ノズル２１の温度を高温に設定し、クラスタービームに、水またはＩＰＡのクラスターが多く含まれる条件で、基板表面に付着している残渣を溶解するプロセスを行う。次に、第２の基板処理工程として、ノズル２１の温度を低温に設定し、クラスタービームに、アルゴンまたは窒素のクラスターが多く含まれる条件で、基板に付着している残渣の除去を行うプロセスを行う。これにより、エッチング後の残渣の溶解と除去を一つのチャンバー内で行うことができる。
【００４１】
次に、第４の方法について説明する。第４の方法は、基板に付着しているＨｉｇｈ−ｋ材料を除去するための基板処理方法であり、液体原料としては、アンモニア水（ＮＨ４ＯＨ）を用い、気体原料として塩化水素（ＨＣｌ）を用いる。最初に、第１の基板処理工程として、ノズル２１の温度を高温に設定し、クラスタービームに、アンモニア水のクラスターが多く含まれる条件で、基板表面に付着しているＨｉｇｈ−ｋ材料を還元するプロセスを行う。次に、第２の基板処理工程として、ノズル２１の温度を低温に設定し、クラスタービームに、塩化水素のクラスターが多く含まれる条件で、基板に付着しているＨｉｇｈ−ｋ材料を塩化し気化させるプロセスを行う。これにより、基板表面に付着しているＨｉｇｈ−ｋ材料の除去を一つのチャンバー内で行うことができる。
【００４２】
次に、第５の方法について説明する。第５の方法は、図７には不図示の第３の基板処理工程を含むものであり、基板に付着している高ドーズレジストの残渣を除去するための基板処理方法である。液体原料としてイソプロピルアルコール（ＩＰＡ）を用い、気体原料として二酸化炭素（ＣＯ２）とアルゴンまたは窒素を用いる。最初に、第１の基板処理工程として、ノズル２１の温度を低温に設定し、クラスタービームに、二酸化炭素のクラスターが多く含まれる条件で、高ドーズレジストの表面のクラスト（Crust）層を破壊するプロセスを行う。次に、第２の基板処理工程として、ノズル２１の温度を高温に設定し、クラスタービームに、ＩＰＡのクラスターが多く含まれる条件で、基板表面に付着しているレジストを溶解するプロセスを行う。次に、図７には不図示の第３の基板処理工程を行う。第３の基板処理工程では、ノズル２１の温度を低温に設定し、クラスタービームに、アルゴンまたは窒素のクラスターが多く含まれる条件で、基板に付着しているレジストの残渣の除去を行うプロセスを行う。このように、第１の基板処理工程から第３の基板処理工程を行うことにより、高ドーズレジストの残渣の除去を一つのチャンバー内で行うことができる。
【００４３】
尚、本実施の形態では、２工程及び３工程における基板処理を行う場合について説明したが、４工程以上の基板処理を行う場合についても、同様の方法により連続して行うことが可能である。
【００４４】
以上、本発明の実施に係る形態について説明したが、上記内容は、発明の内容を限定するものではない。
【符号の説明】
【００４５】
１０        クラスターイオンビーム発生装置
２０        ノズルチャンバー
２１        ノズル
２２        スキマー
２３        温度調節部
２４        温度制御部
２５        シャッター
２６        クラスタービーム
３０        メインチャンバー
３１        イオン化部
３２        加速部
３３        電極部
３４        基板
４０        混合器
４１        マスフローコントローラ
４２        ポンプ
４３        液体用フローコントローラ
４４        ヒーター
【図１】
2011249544.tif 000003
【図２】
2011249544.tif 000004
【図３】
2011249544.tif 000005
【図４】
2011249544.tif 000006
【図５】
2011249544.tif 000007
【図６】
2011249544.tif 000008
【図７】
2011249544.tif 000009