JPH0541368A - 膜形成基体の表面清浄化方法 - Google Patents
膜形成基体の表面清浄化方法Info
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- JPH0541368A JPH0541368A JP19648191A JP19648191A JPH0541368A JP H0541368 A JPH0541368 A JP H0541368A JP 19648191 A JP19648191 A JP 19648191A JP 19648191 A JP19648191 A JP 19648191A JP H0541368 A JPH0541368 A JP H0541368A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 基体の膜形成面を基体に悪影響をおよぼすこ
となく清浄化できる膜形成基体の表面清浄化方法を提供
する。 【構成】 基体2に膜を被覆するに当たり、当該基体2
の膜被覆面にハロゲン元素単体あるいはハロゲン元素よ
りなる化合物のガスをプラズマ化させて照射すると同時
に、該プラズマ中へ水素あるいは水素化合物よりなるガ
スを導入し、前記ハロゲン元素単体あるいはハロゲン元
素よりなる化合物のガスと水素あるいは水素化合物のガ
スのプラズマ中での混合量を制御しながら、当該基体2
を清浄化させる膜形成基体の表面清浄化方法。
となく清浄化できる膜形成基体の表面清浄化方法を提供
する。 【構成】 基体2に膜を被覆するに当たり、当該基体2
の膜被覆面にハロゲン元素単体あるいはハロゲン元素よ
りなる化合物のガスをプラズマ化させて照射すると同時
に、該プラズマ中へ水素あるいは水素化合物よりなるガ
スを導入し、前記ハロゲン元素単体あるいはハロゲン元
素よりなる化合物のガスと水素あるいは水素化合物のガ
スのプラズマ中での混合量を制御しながら、当該基体2
を清浄化させる膜形成基体の表面清浄化方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種膜を基体上に形成
させて、例えば基体の耐摩耗性や耐食性を改善させた
り、あるいは、基体上に機能性薄膜を形成させることで
半導体分野等での応用を可能にさせる際に、膜と基体と
の密着性を改善させたり、膜の特性を劣化させないため
に行う膜形成基体の表面清浄化方法に関するものであ
る。
させて、例えば基体の耐摩耗性や耐食性を改善させた
り、あるいは、基体上に機能性薄膜を形成させることで
半導体分野等での応用を可能にさせる際に、膜と基体と
の密着性を改善させたり、膜の特性を劣化させないため
に行う膜形成基体の表面清浄化方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】現在、各種の膜を基体上に形成させて、
基体の特性を改善させたり、あるいは膜のもつ機能を利
用しようとする試みが盛んに行われている。例えば基体
の上に高硬度の膜を形成させることにより、基体の耐摩
耗性を向上させたり、各種保護膜を形成させることによ
り、基体の耐食性を改善させる応用が急速に広まってい
る。また、各種機能をもった膜を基体上に形成させて、
例えば、ガラス基体上に発光する膜を形成させて発光素
子として用いたり、トランジスタ機能をもつ膜を形成さ
せて半導体素子として利用したりすることも、半導体分
野において盛んに行われている。
基体の特性を改善させたり、あるいは膜のもつ機能を利
用しようとする試みが盛んに行われている。例えば基体
の上に高硬度の膜を形成させることにより、基体の耐摩
耗性を向上させたり、各種保護膜を形成させることによ
り、基体の耐食性を改善させる応用が急速に広まってい
る。また、各種機能をもった膜を基体上に形成させて、
例えば、ガラス基体上に発光する膜を形成させて発光素
子として用いたり、トランジスタ機能をもつ膜を形成さ
せて半導体素子として利用したりすることも、半導体分
野において盛んに行われている。
【0003】この際、膜を基体上に形成させる場合にお
いて、基体の膜形成面が汚染されていると、膜の基体と
の密着性が劣り、実用化させる際に剥離を生じたり、ま
た、当該汚染物質が膜の結晶性を阻害したり、膜内に拡
散して当該膜の特性を劣化させたりする。そのため、膜
を形成する前に、水、溶剤等を用いて基体を湿式洗浄
し、基体の汚れを除去した後、当該基体上に膜を形成す
ることが一般に行われている。
いて、基体の膜形成面が汚染されていると、膜の基体と
の密着性が劣り、実用化させる際に剥離を生じたり、ま
た、当該汚染物質が膜の結晶性を阻害したり、膜内に拡
散して当該膜の特性を劣化させたりする。そのため、膜
を形成する前に、水、溶剤等を用いて基体を湿式洗浄
し、基体の汚れを除去した後、当該基体上に膜を形成す
ることが一般に行われている。
【0004】また、この湿式法に替えて、プラズマを利
用した清浄化法も提案されている。これは例えばC
F4 、HFのような化学的に活性なハロゲン元素よりな
る化合物ガスをプラズマにし、それを基体に照射して、
乾式によって基体を清浄化するものである。
用した清浄化法も提案されている。これは例えばC
F4 、HFのような化学的に活性なハロゲン元素よりな
る化合物ガスをプラズマにし、それを基体に照射して、
乾式によって基体を清浄化するものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記湿
式洗浄では、汚染物質の種類によっては完全に除去でき
ないものがあり、例えば、水は油脂のような親油性の化
合物に対する洗浄力が劣る。そのため、親油性の汚れに
対しては界面活性剤やアルカリ剤を併用することによっ
て対処するが、今度は逆にそれら界面活性剤やアルカリ
剤が基体に吸着され、洗浄後も基体上に残存し、新たな
汚染の原因になることがある。また、アルカリ性、酸性
の溶剤、またはその他の溶剤を用いて汚染が除去できた
としても、それら洗浄中に基体が変質したりする恐れが
ある。さらに、これら湿式の洗浄は、洗浄液、洗浄器具
等の汚れが基体に付着する危険性を常にもちあわせてお
り、また、乾燥時にいわゆるシミといった汚染を新たに
形成する困難も生じてくる。
式洗浄では、汚染物質の種類によっては完全に除去でき
ないものがあり、例えば、水は油脂のような親油性の化
合物に対する洗浄力が劣る。そのため、親油性の汚れに
対しては界面活性剤やアルカリ剤を併用することによっ
て対処するが、今度は逆にそれら界面活性剤やアルカリ
剤が基体に吸着され、洗浄後も基体上に残存し、新たな
汚染の原因になることがある。また、アルカリ性、酸性
の溶剤、またはその他の溶剤を用いて汚染が除去できた
としても、それら洗浄中に基体が変質したりする恐れが
ある。さらに、これら湿式の洗浄は、洗浄液、洗浄器具
等の汚れが基体に付着する危険性を常にもちあわせてお
り、また、乾燥時にいわゆるシミといった汚染を新たに
形成する困難も生じてくる。
【0006】このように、基体上に微量に吸着した有機
物や水分を湿式洗浄によって完全に除去させるのは困難
である。この点、前記プラズマによる清浄化法では、湿
式法における問題点の幾つかを克服することができる。
しかし、プラズマを利用する浄化法では、例えばCF4
のガスを利用する場合には、様々な放電手段によってガ
スを解離させ、その結果生じたCF3 + イオンによっ
て、基体上の酸化物等の汚染物質を除去させようとする
ものであるが、フッ素元素を含有するガスの化学的な高
活性は、基体に対しても作用し、そのため基体自身がエ
ッチングされたり、腐食したりする危険性を有してお
り、洗浄に有効な手段であるにも拘らず、その実用化は
困難なものになっている。
物や水分を湿式洗浄によって完全に除去させるのは困難
である。この点、前記プラズマによる清浄化法では、湿
式法における問題点の幾つかを克服することができる。
しかし、プラズマを利用する浄化法では、例えばCF4
のガスを利用する場合には、様々な放電手段によってガ
スを解離させ、その結果生じたCF3 + イオンによっ
て、基体上の酸化物等の汚染物質を除去させようとする
ものであるが、フッ素元素を含有するガスの化学的な高
活性は、基体に対しても作用し、そのため基体自身がエ
ッチングされたり、腐食したりする危険性を有してお
り、洗浄に有効な手段であるにも拘らず、その実用化は
困難なものになっている。
【0007】そこで本発明は、基体の膜形成面を基体に
悪影響をおよぼすことなく清浄化できる膜形成基体の表
面清浄化方法を提供しようとするものである。
悪影響をおよぼすことなく清浄化できる膜形成基体の表
面清浄化方法を提供しようとするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】本発明者は前記目的を達
成するため研究を重ね、前記プラズマによる乾式浄化法
において、例えば、フッ素元素よりなるガス、例えばH
FやCF4 をプラズマによってイオン化した場合、その
際生成されるCF3 + 等の活性種とフッ素ラジカルの量
の割合が基体への損傷や、基体上の汚染物質の除去速度
を決定すること、従って、これら量を制御することがで
きれば、前記基体への損傷や、基体上の汚染物質の除去
速度を制御できることに着目した。さらに研究の結果、
例えば前記フッ素元素よりなるガスのプラズマを生成さ
せる際に、水素ガスあるいは水素化合物ガスを導入し、
それがイオン化することによって生成した水素イオンと
前記フッ素ラジカルを結合させ、前記CF3 + 等の活性
種とフッ素ラジカルの量の割合を調整すれば、基体への
悪影響なく、且つ、汚染物質の除去をコントロールでき
ることを見出し、本発明を完成した。
成するため研究を重ね、前記プラズマによる乾式浄化法
において、例えば、フッ素元素よりなるガス、例えばH
FやCF4 をプラズマによってイオン化した場合、その
際生成されるCF3 + 等の活性種とフッ素ラジカルの量
の割合が基体への損傷や、基体上の汚染物質の除去速度
を決定すること、従って、これら量を制御することがで
きれば、前記基体への損傷や、基体上の汚染物質の除去
速度を制御できることに着目した。さらに研究の結果、
例えば前記フッ素元素よりなるガスのプラズマを生成さ
せる際に、水素ガスあるいは水素化合物ガスを導入し、
それがイオン化することによって生成した水素イオンと
前記フッ素ラジカルを結合させ、前記CF3 + 等の活性
種とフッ素ラジカルの量の割合を調整すれば、基体への
悪影響なく、且つ、汚染物質の除去をコントロールでき
ることを見出し、本発明を完成した。
【0009】すなわち本発明は、基体に膜を被覆するに
当たり、当該基体の膜被覆面にハロゲン元素単体あるい
はハロゲン元素よりなる化合物のガスをプラズマ化させ
て照射すると同時に、該プラズマ中へ水素あるいは水素
化合物よりなるガスを導入し、前記ハロゲン元素単体あ
るいはハロゲン元素よりなる化合物のガスと水素あるい
は水素化合物のガスのプラズマ中での混合量を制御しな
がら、当該基体を清浄化させることを特徴とする膜形成
基体の表面清浄化方法を提供するものである。
当たり、当該基体の膜被覆面にハロゲン元素単体あるい
はハロゲン元素よりなる化合物のガスをプラズマ化させ
て照射すると同時に、該プラズマ中へ水素あるいは水素
化合物よりなるガスを導入し、前記ハロゲン元素単体あ
るいはハロゲン元素よりなる化合物のガスと水素あるい
は水素化合物のガスのプラズマ中での混合量を制御しな
がら、当該基体を清浄化させることを特徴とする膜形成
基体の表面清浄化方法を提供するものである。
【0010】前記ハロゲン元素よりなるガスあるいはハ
ロゲン元素よりなる化合物ガスとしては、フッ素、塩
素、臭素等の単体のガスあるいはそれらよりなる化合物
(CC14 等)や炭化水素化合物(CF4 、C2F6 、
CHF3 等)あるいはケイ素化合物(SF6 等)、水素
化合物(HF等)等任意のものを用いることができる。
また、水素あるいは水素化合物のガスには例えばH2 、
H2 O等任意のものを用いることができる。
ロゲン元素よりなる化合物ガスとしては、フッ素、塩
素、臭素等の単体のガスあるいはそれらよりなる化合物
(CC14 等)や炭化水素化合物(CF4 、C2F6 、
CHF3 等)あるいはケイ素化合物(SF6 等)、水素
化合物(HF等)等任意のものを用いることができる。
また、水素あるいは水素化合物のガスには例えばH2 、
H2 O等任意のものを用いることができる。
【0011】また、前記ガスをプラズマ化させる手法は
特に限定されず、高周波、直流、マイクロ波、あるいは
ECR等による任意のものを採用できる。
特に限定されず、高周波、直流、マイクロ波、あるいは
ECR等による任意のものを採用できる。
【0012】
【作用】本発明方法によると、ハロゲン元素単体あるい
はハロゲン元素よりなる化合物のガスをプラズマ化でき
る装置内に基体が設置され、該装置内にハロゲン元素単
体あるいはハロゲン元素よりなる化合物のガスが所定量
導入され、プラズマ化される。基体の膜被覆面はこのプ
ラズマに曝され、同時に、該装置内に水素または水素化
合物よりなるガスが所定量導入され、かくして、基体の
膜被覆面が、基体自身に悪影響なく、浄化される。
はハロゲン元素よりなる化合物のガスをプラズマ化でき
る装置内に基体が設置され、該装置内にハロゲン元素単
体あるいはハロゲン元素よりなる化合物のガスが所定量
導入され、プラズマ化される。基体の膜被覆面はこのプ
ラズマに曝され、同時に、該装置内に水素または水素化
合物よりなるガスが所定量導入され、かくして、基体の
膜被覆面が、基体自身に悪影響なく、浄化される。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明方法を実施する装置の1例を示して
いる。この装置において、1はコイル、2は膜形成用の
基体、3はそれを納める容器、4は真空排気装置、5は
コイル1に接続した高周波電源である。この例では、石
英やガラスでできた容器3の回りにコイル1が巻いてあ
り、4の真空排気装置にて、容器3内が所定の真空度に
真空排気された後、6のガス導入口よりハロゲン元素単
体ガスあるいはハロゲン元素化合物ガスが所定の量導入
される。その後、電源5によりより高周波電圧が印加さ
れる。その際、容器内で生じる高周波放電によって前記
ガスがプラズマ化、基体2の膜形成面がこのプラズマに
曝される。それと同時に7のガス導入口より水素ガスあ
るいは水素化合物ガスが同じく所定の量導入される。か
くして、基体2の膜被覆面が、基体2に悪影響無く、制
御性良く清浄化される。
する。図1は本発明方法を実施する装置の1例を示して
いる。この装置において、1はコイル、2は膜形成用の
基体、3はそれを納める容器、4は真空排気装置、5は
コイル1に接続した高周波電源である。この例では、石
英やガラスでできた容器3の回りにコイル1が巻いてあ
り、4の真空排気装置にて、容器3内が所定の真空度に
真空排気された後、6のガス導入口よりハロゲン元素単
体ガスあるいはハロゲン元素化合物ガスが所定の量導入
される。その後、電源5によりより高周波電圧が印加さ
れる。その際、容器内で生じる高周波放電によって前記
ガスがプラズマ化、基体2の膜形成面がこのプラズマに
曝される。それと同時に7のガス導入口より水素ガスあ
るいは水素化合物ガスが同じく所定の量導入される。か
くして、基体2の膜被覆面が、基体2に悪影響無く、制
御性良く清浄化される。
【0014】以下、具体的な実施例について説明する。 実施例1 鉄(純度3N、寸法25×25×1t、表面粗度Ra=
1000Å)よりなる基体を図1に示す容器3内に納
め、容器内を5×10-7torrの真空度に保持した。
その後、容器内にCF4 ガス(純度3N)を容器内の圧
力が2×10-5torrになるまで導入し、高周波コイ
ル1と高周波電源5を用いて容器内に高周波放電を生じ
させ、前記基体をCF4 ガスをプラズマ化させたものに
曝した。また、これと同時に、容器内のCF3 + イオン
とフッ素ラジカルの状態をプラズマ発光分光分析器によ
りモニターし、前記フッ素ラジカルの発光ピークが消失
するように水素ガス(純度4N)を容器内に導入した。
このようにして、前記基体の表面を3分間洗浄し、その
後、X線光電子分光器(XPS)にて、基体表面の清浄
度を分析したところ、洗浄前は炭素(C)元素の存在を
示す光電子ピークが確認されていたのに対し、洗浄後は
鉄元素以外の元素からの光電子ピークが確認されず、ま
た、洗浄後の基体の表面粗度も変化していないことが確
認され、本実施例によって基体の表面が損傷されること
無く、清浄化されたことがわかった。
1000Å)よりなる基体を図1に示す容器3内に納
め、容器内を5×10-7torrの真空度に保持した。
その後、容器内にCF4 ガス(純度3N)を容器内の圧
力が2×10-5torrになるまで導入し、高周波コイ
ル1と高周波電源5を用いて容器内に高周波放電を生じ
させ、前記基体をCF4 ガスをプラズマ化させたものに
曝した。また、これと同時に、容器内のCF3 + イオン
とフッ素ラジカルの状態をプラズマ発光分光分析器によ
りモニターし、前記フッ素ラジカルの発光ピークが消失
するように水素ガス(純度4N)を容器内に導入した。
このようにして、前記基体の表面を3分間洗浄し、その
後、X線光電子分光器(XPS)にて、基体表面の清浄
度を分析したところ、洗浄前は炭素(C)元素の存在を
示す光電子ピークが確認されていたのに対し、洗浄後は
鉄元素以外の元素からの光電子ピークが確認されず、ま
た、洗浄後の基体の表面粗度も変化していないことが確
認され、本実施例によって基体の表面が損傷されること
無く、清浄化されたことがわかった。
【0015】比較例1 実施例1と同じ基体を用い、実施例1と同じく図1の容
器を用いて、基体をCF4 ガスをプラズマ化させたもの
に3分間曝した。その後、実施例と同じく、ESCAに
よって基体表面の元素分析をしたところ、鉄元素以外か
らの光電子ピークが確認されず、基体が清浄化されたこ
とが確認されたが、基体の表面粗度がRa=5000Å
に変化し、基体の表面が損傷されたことが確認された。
器を用いて、基体をCF4 ガスをプラズマ化させたもの
に3分間曝した。その後、実施例と同じく、ESCAに
よって基体表面の元素分析をしたところ、鉄元素以外か
らの光電子ピークが確認されず、基体が清浄化されたこ
とが確認されたが、基体の表面粗度がRa=5000Å
に変化し、基体の表面が損傷されたことが確認された。
【0016】このように、比較例1のものは、実施例1
と異なり、基体の損傷を防ぐことができなかった。 比較例2 比較例1と同様にして、図1の容器を用いて、基体をC
F4 ガスをプラズマ化させたものに30秒間曝した。そ
の後、実施例と同じく、洗浄後の表面粗度を測定したと
ころ、Ra=1000Åは変化していなかったものの、
ESCAによって基体表面の元素分析をしたところ、洗
浄前より確認されていた炭素元素からの光電子ピークが
確認され、基体の清浄化が不十分であった。
と異なり、基体の損傷を防ぐことができなかった。 比較例2 比較例1と同様にして、図1の容器を用いて、基体をC
F4 ガスをプラズマ化させたものに30秒間曝した。そ
の後、実施例と同じく、洗浄後の表面粗度を測定したと
ころ、Ra=1000Åは変化していなかったものの、
ESCAによって基体表面の元素分析をしたところ、洗
浄前より確認されていた炭素元素からの光電子ピークが
確認され、基体の清浄化が不十分であった。
【0017】このように、基体表面の損傷が防げるよう
に時間をコントロールしたものは、清浄化度が不十分な
ものとなった。
に時間をコントロールしたものは、清浄化度が不十分な
ものとなった。
【0018】
【発明の効果】本発明方法によれば、次の利点がある。 1.化学的活性の高いハロゲン元素よりなるガスをプラ
ズマ化して基体に照射させるため、基体上の汚染物質が
効率良く除去される。 2.水素あるいは水素化合物のガスを前記プラズマ中に
導入し、水素イオンを生成させることにより、該水素イ
オンとハロゲン元素のラジカル種と結合させ、基体への
損傷あるいは汚染物質の除去能力をコントロールするこ
とができる。 3.乾式の清浄化方法であるため、従来の湿式洗浄化法
のようなシミの発生、表面への水分の吸着、あるいは洗
浄器具からの汚染といった問題が発生しない。
ズマ化して基体に照射させるため、基体上の汚染物質が
効率良く除去される。 2.水素あるいは水素化合物のガスを前記プラズマ中に
導入し、水素イオンを生成させることにより、該水素イ
オンとハロゲン元素のラジカル種と結合させ、基体への
損傷あるいは汚染物質の除去能力をコントロールするこ
とができる。 3.乾式の清浄化方法であるため、従来の湿式洗浄化法
のようなシミの発生、表面への水分の吸着、あるいは洗
浄器具からの汚染といった問題が発生しない。
【図1】本発明方法の実施に用いる装置例の概略構成を
示す図である。
示す図である。
1 コイル 2 基体 3 容器 4 高周波電源 6 ハロゲン元素単体又はハロゲン元素化合物のガス導
入口 7 水素又は水素化合物のガス導入口
入口 7 水素又は水素化合物のガス導入口
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江部 明憲 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項1】 基体に膜を被覆するに当たり、当該基体
の膜被覆面にハロゲン元素単体あるいはハロゲン元素よ
りなる化合物のガスをプラズマ化させて照射すると同時
に、該プラズマ中へ水素あるいは水素化合物よりなるガ
スを導入し、前記ハロゲン元素単体あるいはハロゲン元
素よりなる化合物のガスと水素あるいは水素化合物のガ
スのプラズマ中での混合量を制御しながら、当該基体を
清浄化させることを特徴とする膜形成基体の表面清浄化
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19648191A JPH0541368A (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 膜形成基体の表面清浄化方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP19648191A JPH0541368A (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 膜形成基体の表面清浄化方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0541368A true JPH0541368A (ja) | 1993-02-19 |
Family
ID=16358510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19648191A Withdrawn JPH0541368A (ja) | 1991-08-06 | 1991-08-06 | 膜形成基体の表面清浄化方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0541368A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6136386A (en) * | 1996-06-27 | 2000-10-24 | Nissin Electric Co., Ltd. | Method of coating polymer or glass objects with carbon films |
| US6893720B1 (en) | 1997-06-27 | 2005-05-17 | Nissin Electric Co., Ltd. | Object coated with carbon film and method of manufacturing the same |
-
1991
- 1991-08-06 JP JP19648191A patent/JPH0541368A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6136386A (en) * | 1996-06-27 | 2000-10-24 | Nissin Electric Co., Ltd. | Method of coating polymer or glass objects with carbon films |
| US6893720B1 (en) | 1997-06-27 | 2005-05-17 | Nissin Electric Co., Ltd. | Object coated with carbon film and method of manufacturing the same |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
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