JPS63232337A - ドライクリ−ニング方法 - Google Patents
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- JPS63232337A JPS63232337A JP6378187A JP6378187A JPS63232337A JP S63232337 A JPS63232337 A JP S63232337A JP 6378187 A JP6378187 A JP 6378187A JP 6378187 A JP6378187 A JP 6378187A JP S63232337 A JPS63232337 A JP S63232337A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はドライクリー二／グ方法に係υ、特に半導体基
板表面の清浄化に好適なドライクリーニング方法に関す
る。
板表面の清浄化に好適なドライクリーニング方法に関す
る。
従来、Ｓ工を生たる材料とする半導体製造工程では、半
導体基板の表面に所望の絶砿膜、半導体おるいは導体を
形成する手段として化学的気相成長法やスパッタ法など
が一般的に用いられてきた。
導体基板の表面に所望の絶砿膜、半導体おるいは導体を
形成する手段として化学的気相成長法やスパッタ法など
が一般的に用いられてきた。
それらの方法による膜形成は、専用の装Ｒを用いて行な
われる。−万、膜形成を行なう前に基板の表面を清浄化
する目的でエツチング洗浄が行なわれる。エツチング洗
浄は、７ツ化水素酸や７ツ化アンモニウムなどを含んだ
溶液に基板を浸漬することによって行なわれる。さらに
詳しく言えば。
われる。−万、膜形成を行なう前に基板の表面を清浄化
する目的でエツチング洗浄が行なわれる。エツチング洗
浄は、７ツ化水素酸や７ツ化アンモニウムなどを含んだ
溶液に基板を浸漬することによって行なわれる。さらに
詳しく言えば。
前記浴液中で基板表面の極めて薄い５ｊ０２膜をエツチ
ング除去した後、水中に浸漬し、基板に付着しているエ
ツチング溶液を洗い流した後、基板を乾燥する手順１に
経て前記薄膜形成用の専用装置まで搬送される。
ング除去した後、水中に浸漬し、基板に付着しているエ
ツチング溶液を洗い流した後、基板を乾燥する手順１に
経て前記薄膜形成用の専用装置まで搬送される。
以上の説明は、表面の清浄化を目的とした湿式の処理方
法に関するものでおるが、８ｉ０ｚｋエツチングする方
法に関してはドライエツチング法も広く用いられており
、これに関しては特公昭、昭５７−４１８１７号などに
詳細が述べられている。
法に関するものでおるが、８ｉ０ｚｋエツチングする方
法に関してはドライエツチング法も広く用いられており
、これに関しては特公昭、昭５７−４１８１７号などに
詳細が述べられている。
上記便米の技術には以下の問題がおった。まず湿式エツ
チング法による前洗浄に関して言えは。
チング法による前洗浄に関して言えは。
ガえばＳｉ単精晶や多結晶Ｓｉの表面に形成される自然
成長的５１０２膜を完全に除去できない。すなわち、Ｓ
ｉ表面の自然成長的５ｉＯｚ＠’にエツチング溶液中で
エツチングし、清浄なＳｉ表面を露出嘔せても、その後
に行なう水中洗浄や乾燥の段階、さらに前記博膜形成鉄
直に１板を挿入する段階で３１表面には再びＳｊＯｚｍ
が自然成長の形で形成されてしまう。その膜厚は、高濃
度に不純物を含有したＳｉの表面では２０〜２５人、著
しい場合には５０人にも達してしまう。
成長的５１０２膜を完全に除去できない。すなわち、Ｓ
ｉ表面の自然成長的５ｉＯｚ＠’にエツチング溶液中で
エツチングし、清浄なＳｉ表面を露出嘔せても、その後
に行なう水中洗浄や乾燥の段階、さらに前記博膜形成鉄
直に１板を挿入する段階で３１表面には再びＳｊＯｚｍ
が自然成長の形で形成されてしまう。その膜厚は、高濃
度に不純物を含有したＳｉの表面では２０〜２５人、著
しい場合には５０人にも達してしまう。
一方、ドライエツチング法に関して言えは、エツチング
ガスに含まれる炭素が、Ｓｉ表面に残存して汚染の原因
になること、湿式法に比べて８ｊＯｔとＳｉのエツチン
グ速度の選択性が低いため数１０人オーダーの；３ ｊ
（Ｊ ｚ膜だけを制御性良く除去するのが極めて困難
でおることなどの問題がろる。
ガスに含まれる炭素が、Ｓｉ表面に残存して汚染の原因
になること、湿式法に比べて８ｊＯｔとＳｉのエツチン
グ速度の選択性が低いため数１０人オーダーの；３ ｊ
（Ｊ ｚ膜だけを制御性良く除去するのが極めて困難
でおることなどの問題がろる。
本発明の目的は％Ｓｉ衆面表面成されている極めて薄い
５ｊＯｓ［を除去して表面を清浄化する方法を提供する
Ｏとにある。
５ｊＯｓ［を除去して表面を清浄化する方法を提供する
Ｏとにある。
上記目的は、Ｓｉ衆面金活性な酸素あるいはオゾンに曝
露した後、加熱状態にしてＳｉ表面に水素イオンビーム
を照射することにより達成される。
露した後、加熱状態にしてＳｉ表面に水素イオンビーム
を照射することにより達成される。
不発明：＠は１表面の清浄化を図る目的で、自然成長的
８ｉＬｈが形成されているＳｉ表面に種々の処理を施す
検討を行なった結果、ひとつの真空容器内で上記地理を
連続的に行なうことによって炭素や［素を含まない３ｉ
の表面を得らｎることがわかった。
８ｉＬｈが形成されているＳｉ表面に種々の処理を施す
検討を行なった結果、ひとつの真空容器内で上記地理を
連続的に行なうことによって炭素や［素を含まない３ｉ
の表面を得らｎることがわかった。
最初の段階で行なう活性＃Ｌ＃、あるいはオゾンによる
Ｓｉ表面の処理によって、Ｓｉ表面に吸着している炭′
ｌＡ（ハイドロカーボン）は酸化され、気体となって脱
離し、Ｓｉ表面には純粋な５ｉ（Ｊｚｆｅけが残存する
。続いて水素イオンビームを照射すると、５ｔＣ）２の
形で存在する酸素は水素による還元反応によって脱離し
、その結果、表面に形成さｎていた自然酸化膜などは除
去されて・８１たけの純粋な表面を出現させることがで
きる。
Ｓｉ表面の処理によって、Ｓｉ表面に吸着している炭′
ｌＡ（ハイドロカーボン）は酸化され、気体となって脱
離し、Ｓｉ表面には純粋な５ｉ（Ｊｚｆｅけが残存する
。続いて水素イオンビームを照射すると、５ｔＣ）２の
形で存在する酸素は水素による還元反応によって脱離し
、その結果、表面に形成さｎていた自然酸化膜などは除
去されて・８１たけの純粋な表面を出現させることがで
きる。
以下、本発明の一実施例を第１図、第２図、第３図によ
り説明する。
り説明する。
１ず１本実施例で用いた装置の構成について説明する。
ターボボングｌ′Ｊ？工び油回転ポンプ２から成る冥臣
排気系と、オージェ電子分光分析器１０と、イオン源４
とを備えた真空容器３内に。
排気系と、オージェ電子分光分析器１０と、イオン源４
とを備えた真空容器３内に。
タンタルを材料とする試料台５に載置し九試料（シリコ
ン基板）６ｔ−設置した。試料６には、その表面に厚さ
３０人の自然酸化膜が成長している単結晶８１を用いた
。試料台５の直下ごく近傍に試料台加熱用のハロゲンラ
ンプ８を、また上方のごく近傍にオゾン発生用のハロゲ
ンランプ９を設置した。試料台５は試料台移動機構７に
連結し。
ン基板）６ｔ−設置した。試料６には、その表面に厚さ
３０人の自然酸化膜が成長している単結晶８１を用いた
。試料台５の直下ごく近傍に試料台加熱用のハロゲンラ
ンプ８を、また上方のごく近傍にオゾン発生用のハロゲ
ンランプ９を設置した。試料台５は試料台移動機構７に
連結し。
真空容器内で任意に方向を変換できるようにした。
試料台５の近傍にオージェ電子分光分析器を備え付け、
試料６の表面状態を真空容器内で観測できるようにした
。ガスは、リークパルプ１１を通してカス導入管１２か
ら尋人した。
試料６の表面状態を真空容器内で観測できるようにした
。ガスは、リークパルプ１１を通してカス導入管１２か
ら尋人した。
以上、説明した装置構成のもとて本発明の主旨に関する
表面処理方法について述べる。
表面処理方法について述べる。
リークパルプ１１を制御して真空容器内３の圧力が１０
０ ’ｌ”ｏｒｒになるようにガス導入管１２からば素
を供給した。七の状態でノ・ロケンランプ９に通電して
高温状態とじ、熱励起によジオシンを発生させた。ハロ
ゲンランプに通電した仮の試料６の表面状態を１分経過
するごとにオージェ分析器１０によシ計測した。第２図
は、オージェ電子分光法で得られるエネルギー強度が９
２ｅＶの８１゜２７２６Ｖの炭素、お工び５０３ｅｖの
酸素に注目してオゾン曝露後の一過時間の推移に伴う谷
元素の変化の様子金示しｆｃものでおる。約５分後には
炭素のスペクトルビークは消滅し、Ｓｉと酸素のピーク
だけが残存した。すなわち、表面に存在していた炭素に
オゾンとの反応にＪ脱離除去されたことを示していた。
０ ’ｌ”ｏｒｒになるようにガス導入管１２からば素
を供給した。七の状態でノ・ロケンランプ９に通電して
高温状態とじ、熱励起によジオシンを発生させた。ハロ
ゲンランプに通電した仮の試料６の表面状態を１分経過
するごとにオージェ分析器１０によシ計測した。第２図
は、オージェ電子分光法で得られるエネルギー強度が９
２ｅＶの８１゜２７２６Ｖの炭素、お工び５０３ｅｖの
酸素に注目してオゾン曝露後の一過時間の推移に伴う谷
元素の変化の様子金示しｆｃものでおる。約５分後には
炭素のスペクトルビークは消滅し、Ｓｉと酸素のピーク
だけが残存した。すなわち、表面に存在していた炭素に
オゾンとの反応にＪ脱離除去されたことを示していた。
次に、ｒＲ索の供給を停止し真空容器３内を一旦２ Ｘ
１０−７Ｔｏｒｒｊで排気した後。
１０−７Ｔｏｒｒｊで排気した後。
水素を供給してリークパルプ１１を用いて真空容器内の
圧力が５ Ｘ １０”” Ｔｏｒｒ Ｖｃなる工うに制
御した。それと同時に試料台加熱源用のハロゲンランプ
８を用いて試料６を５ｏｏｃまで昇温させた。
圧力が５ Ｘ １０”” Ｔｏｒｒ Ｖｃなる工うに制
御した。それと同時に試料台加熱源用のハロゲンランプ
８を用いて試料６を５ｏｏｃまで昇温させた。
次いでイオン源４を起動し、水素のイオンビームを試料
６の表面に照射し丸。イオンの加速電圧は１ｋＶとした
。第３図に、第２図と同様に９２ｅＶＯ８ｉを示すスペ
クトルおよび５０３ｅＶの酸素を示すスペクトルに注目
したオージェ電子分光法で得られる表面状態の変化を示
した。横軸は水素イオンビーム照射後のれ適時間を示し
ている。水素イオンビームを照射してから約１９分後に
は酸素を示すスペクトルは消滅し、Ｓｉを示すスペクト
ルだけが残存した。この結果は、水素イオンビームの照
射によ、り５ｉＯｚが還元され、 ＯＨ−？Ｈｚ （Ｊ
の形で酸素が表面から脱離し九ことを示している。
６の表面に照射し丸。イオンの加速電圧は１ｋＶとした
。第３図に、第２図と同様に９２ｅＶＯ８ｉを示すスペ
クトルおよび５０３ｅＶの酸素を示すスペクトルに注目
したオージェ電子分光法で得られる表面状態の変化を示
した。横軸は水素イオンビーム照射後のれ適時間を示し
ている。水素イオンビームを照射してから約１９分後に
は酸素を示すスペクトルは消滅し、Ｓｉを示すスペクト
ルだけが残存した。この結果は、水素イオンビームの照
射によ、り５ｉＯｚが還元され、 ＯＨ−？Ｈｚ （Ｊ
の形で酸素が表面から脱離し九ことを示している。
本実施例におけるオゾン曝露の条件は、圧力１００Ｔｏ
ｒｒ、 試料６は至温とし友が、圧力はｌ’ｌ’ｏｒ
ｒがら大気圧まで、また温度は２ｏｏｃ以下の範囲で有
効でろり、一方水素イオンビームの照射条件は５ Ｘ
１０−’Ｔｏｒｒテ５００ Ｃ（Ｄ温度き用イ友カ、圧
力は５Ｘ１０””’ρλらｌ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ
、 １ｆｃｍＫＦ１４００Ｃ以上の範囲で有効であった
。
ｒｒ、 試料６は至温とし友が、圧力はｌ’ｌ’ｏｒ
ｒがら大気圧まで、また温度は２ｏｏｃ以下の範囲で有
効でろり、一方水素イオンビームの照射条件は５ Ｘ
１０−’Ｔｏｒｒテ５００ Ｃ（Ｄ温度き用イ友カ、圧
力は５Ｘ１０””’ρλらｌ Ｘ １０−’Ｔｏｒｒ
、 １ｆｃｍＫＦ１４００Ｃ以上の範囲で有効であった
。
以上説明した９口く１本実施例によれはひとつのＩｃ
２ ′＃器内でオゾン照射と水素イオンの照射を連続的
に行なうことによって炭素を含む自然成長ＳｉＵｍを除
去することを可能とし純粋な８１衆面全露出できる効果
がるる。なお１本実施例ではＳ！基基板圃面用いたが、
多結晶ｓｉや金属シリサイドあるいは金属るるいはＩｎ
−ＰやＱａ−Ａｓなどの化会物半導体基板の表面に対し
ても同様の効果を得ることができる。
２ ′＃器内でオゾン照射と水素イオンの照射を連続的
に行なうことによって炭素を含む自然成長ＳｉＵｍを除
去することを可能とし純粋な８１衆面全露出できる効果
がるる。なお１本実施例ではＳ！基基板圃面用いたが、
多結晶ｓｉや金属シリサイドあるいは金属るるいはＩｎ
−ＰやＱａ−Ａｓなどの化会物半導体基板の表面に対し
ても同様の効果を得ることができる。
本発明によれば、従来の湿式エツチング法やドライエツ
チング法では央現し得なかった。極めて薄い酸化物層の
みを除去して清＃な基板の表面を露出させることができ
るので、その表面に薄膜を形成しても５ｊＯｚを介在さ
せない極めて清浄な基板と薄膜の界面を得ることができ
る。従って半導体製造工程でしばしば発生する導体める
いは半導体層間の接触抵抗の増大の問題や界面に存在す
るＳ １０ ｘが不純物拡散の障害となる問題、あるい
は単結晶の成長に対する障害となる問題を回避するのに
大きな効果かめる。
チング法では央現し得なかった。極めて薄い酸化物層の
みを除去して清＃な基板の表面を露出させることができ
るので、その表面に薄膜を形成しても５ｊＯｚを介在さ
せない極めて清浄な基板と薄膜の界面を得ることができ
る。従って半導体製造工程でしばしば発生する導体める
いは半導体層間の接触抵抗の増大の問題や界面に存在す
るＳ １０ ｘが不純物拡散の障害となる問題、あるい
は単結晶の成長に対する障害となる問題を回避するのに
大きな効果かめる。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、大気圧以下の雰囲気でラジカルやイオンを用いて基
板の表面を清浄化する方法において、基板に水素イオン
を照射して上記基板の表面を清浄化することを特徴とす
るドライクリーニング方法。 ２、基板に水素イオンを照射する前にオゾンによつて上
記基板の表面を前処理することを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載のドライクリーニング方法。 ３、上記清浄化は、炭素の吸着層を含む厚さ５０Å以下
の基板表面の酸化物を除去することによつて達成される
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項もしくは第２項
記載のドライクリーニング方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6378187A JPS63232337A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | ドライクリ−ニング方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6378187A JPS63232337A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | ドライクリ−ニング方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63232337A true JPS63232337A (ja) | 1988-09-28 |
Family
ID=13239265
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6378187A Pending JPS63232337A (ja) | 1987-03-20 | 1987-03-20 | ドライクリ−ニング方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63232337A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5637512A (en) * | 1990-11-16 | 1997-06-10 | Seiko Epson Corporation | Method for fabricating a thin film semiconductor device |
-
1987
- 1987-03-20 JP JP6378187A patent/JPS63232337A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5637512A (en) * | 1990-11-16 | 1997-06-10 | Seiko Epson Corporation | Method for fabricating a thin film semiconductor device |
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