JPH0682643B2 - 表面処理方法 - Google Patents
表面処理方法Info
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- JPH0682643B2 JPH0682643B2 JP62056635A JP5663587A JPH0682643B2 JP H0682643 B2 JPH0682643 B2 JP H0682643B2 JP 62056635 A JP62056635 A JP 62056635A JP 5663587 A JP5663587 A JP 5663587A JP H0682643 B2 JPH0682643 B2 JP H0682643B2
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- plasma
- substrate
- laser
- oxide film
- hydrogen
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- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、半導体装置の表面処理方法に係り、特に、自
然酸化膜等の被膜を表面に有する半導体あるいは金属基
板の表面を、清浄化するのに好適な表面処理方法に関す
るものである。
然酸化膜等の被膜を表面に有する半導体あるいは金属基
板の表面を、清浄化するのに好適な表面処理方法に関す
るものである。
超高真空中で結晶半導体基板に半導体材料を蒸着して、
エピタキシャル結晶薄膜を作成する分子線蒸着法は、比
較的低い基板温度で結晶成長を行わせることができるの
で、半導体装置製造における重要な技術の１つになって
いる。
エピタキシャル結晶薄膜を作成する分子線蒸着法は、比
較的低い基板温度で結晶成長を行わせることができるの
で、半導体装置製造における重要な技術の１つになって
いる。
しかし、通常エピタキシャル結晶成長基板として用いる
結晶半導体基板の表面には、厚さが１〜3nmの自然酸化
膜の層が存在するので、上記酸化膜層を除去して、清浄
な結晶半導体表面を露出したのちに蒸着しないと、界面
特性がよい結晶薄膜は得られない。
結晶半導体基板の表面には、厚さが１〜3nmの自然酸化
膜の層が存在するので、上記酸化膜層を除去して、清浄
な結晶半導体表面を露出したのちに蒸着しないと、界面
特性がよい結晶薄膜は得られない。
そのため、従来の方法ではエス・エム・ゼー編「ヴィ、
エル、エス、アイ技術」マクグローヒル書店刊、1983年
（“VLSI Technology",ed.by S.M.Sze,Mc Graw−Hill I
nternational Book Company,1983）の76頁に論じられて
いるように、基板がSi単結晶である場合につぎの２つの
方法が実施されている。第１の方法は、SiO2状の自然酸
化膜を表面に有するSi単結晶基板の温度を、1000℃以上
1250℃以下に数十分間保つことで、自然酸化膜を熱的に
分解して除去するものである。第２の方法は、低エネル
ギーの希ガスイオンビームを処理基板表面に照射し、上
記基板表面に存在する自然酸化膜をスパッタエッチング
法によって除去し、その後、Si基板表面にイオン照射を
することにより発生した結晶損傷を、800℃〜900℃にSi
基板を短時間加熱して取除くものである。
エル、エス、アイ技術」マクグローヒル書店刊、1983年
（“VLSI Technology",ed.by S.M.Sze,Mc Graw−Hill I
nternational Book Company,1983）の76頁に論じられて
いるように、基板がSi単結晶である場合につぎの２つの
方法が実施されている。第１の方法は、SiO2状の自然酸
化膜を表面に有するSi単結晶基板の温度を、1000℃以上
1250℃以下に数十分間保つことで、自然酸化膜を熱的に
分解して除去するものである。第２の方法は、低エネル
ギーの希ガスイオンビームを処理基板表面に照射し、上
記基板表面に存在する自然酸化膜をスパッタエッチング
法によって除去し、その後、Si基板表面にイオン照射を
することにより発生した結晶損傷を、800℃〜900℃にSi
基板を短時間加熱して取除くものである。
上記従来技術は、結晶成長時の基板温度が400℃〜800℃
と比較的低いにもかかわらず、結晶成長のための前処理
ともいえる自然酸化膜除去には、800℃以上の高温の基
板温度を必要とする。すなわち、従来技術では、上記基
板前処理も結晶成長技術の一部と考えた場合、800℃以
上の高温処理を含むため、全プロセスの温度を低温化す
る配慮がなされていない。したがって、高温処理が適用
できない有機物や低融点金属を構成材料とする半導体装
置、あるいは、拡散係数が大きな不純物を含んだ半導体
装置の作成にあたっては、従来技術を適用することに問
題があった。
と比較的低いにもかかわらず、結晶成長のための前処理
ともいえる自然酸化膜除去には、800℃以上の高温の基
板温度を必要とする。すなわち、従来技術では、上記基
板前処理も結晶成長技術の一部と考えた場合、800℃以
上の高温処理を含むため、全プロセスの温度を低温化す
る配慮がなされていない。したがって、高温処理が適用
できない有機物や低融点金属を構成材料とする半導体装
置、あるいは、拡散係数が大きな不純物を含んだ半導体
装置の作成にあたっては、従来技術を適用することに問
題があった。
本発明の目的は、基板を汚染することなく、結晶成長時
の基板温度と同程度、あるいは上記基板温度以下の温度
領域で、基板表面に存在する自然酸化膜等の被膜層を除
去して、結晶成長に必要な結晶基板表面を得る方法を得
ることにある。
の基板温度と同程度、あるいは上記基板温度以下の温度
領域で、基板表面に存在する自然酸化膜等の被膜層を除
去して、結晶成長に必要な結晶基板表面を得る方法を得
ることにある。
上記目的は、自然酸化膜を還元する性質を有している原
子状水素、および水素プラズマを、上記自然酸化膜に照
射することにより達成される。
子状水素、および水素プラズマを、上記自然酸化膜に照
射することにより達成される。
本発明では、還元作用を有する原子状水素および水素プ
ラズマを発生する手段として、第６図に示すように、大
出力レーザ装置１より発生するレーザ光２を集光光学系
３で集光し、窓５を通して真空容器４内に導入する。上
記真空容器４内に導入された水素あるいはハロゲン元素
を含む還元性ガス６が、上記レーザ光２により電離して
プラズマ化させる方法である。上記方法で発生した還元
性ガスのプラズマ７は、ヒータ８により加熱された処理
基板９に照射され、上記基板９の表面に存在する自然酸
化膜等の被膜を還元する作用を有している。
ラズマを発生する手段として、第６図に示すように、大
出力レーザ装置１より発生するレーザ光２を集光光学系
３で集光し、窓５を通して真空容器４内に導入する。上
記真空容器４内に導入された水素あるいはハロゲン元素
を含む還元性ガス６が、上記レーザ光２により電離して
プラズマ化させる方法である。上記方法で発生した還元
性ガスのプラズマ７は、ヒータ８により加熱された処理
基板９に照射され、上記基板９の表面に存在する自然酸
化膜等の被膜を還元する作用を有している。
電界強度が106〜107V/cmに達するレーザ光によるプラズ
マの生成法は、すでに古くから知られている方法で、核
融合の分野においては広く研究されている。その大きな
特徴は、高密度のプラズマを空間的に局所化して生成で
きることにある。
マの生成法は、すでに古くから知られている方法で、核
融合の分野においては広く研究されている。その大きな
特徴は、高密度のプラズマを空間的に局所化して生成で
きることにある。
レーザ核融合の場合にはレーザ光で生成されたプラズマ
を核融合反応をおこすためのエネルギー源として用いる
のに対し、本発明では、レーザ生成プラズマを基板表面
に存在する自然酸化膜等の被膜を還元するために用いる
もので、レーザ生成プラズマの化学的な作用を利用して
いる点が異なる。本発明におけるレーザ生成プラズマ
は、集光光学系によりレーザ光を集光して、レーザ光の
電界強度がある一定値以上になった局所的な空間でだけ
還元性ガスを電離して作られたものである。上記一定値
は用いるガスの種類によって異なるが、106〜107V/cmの
範囲にある。このようにレーザ光を用いるプラズマ生成
法は、電極を一切用いないために、電極を用いてガスを
電離し作られた直流放電プラズマや高周波放電プラズマ
などが、スパッタリングされた電極材料を不純物として
含むような現象はほとんどない。したがって、本発明の
レーザ生成プラズマは、電極などによる汚染が少ないプ
ラズマである。
を核融合反応をおこすためのエネルギー源として用いる
のに対し、本発明では、レーザ生成プラズマを基板表面
に存在する自然酸化膜等の被膜を還元するために用いる
もので、レーザ生成プラズマの化学的な作用を利用して
いる点が異なる。本発明におけるレーザ生成プラズマ
は、集光光学系によりレーザ光を集光して、レーザ光の
電界強度がある一定値以上になった局所的な空間でだけ
還元性ガスを電離して作られたものである。上記一定値
は用いるガスの種類によって異なるが、106〜107V/cmの
範囲にある。このようにレーザ光を用いるプラズマ生成
法は、電極を一切用いないために、電極を用いてガスを
電離し作られた直流放電プラズマや高周波放電プラズマ
などが、スパッタリングされた電極材料を不純物として
含むような現象はほとんどない。したがって、本発明の
レーザ生成プラズマは、電極などによる汚染が少ないプ
ラズマである。
また、無電極の高周波放電プラズマやマイクロ波放電プ
ラズマと比較しても、レーザ生成プラズマでは、レーザ
電界強度が107〜108V/cmになる位置が、真空容器壁から
十分離れた場所になるように集光光学系を調節すれば、
真空容器壁から離れた局所的な空間でプラズマを発生さ
せることができる。一方、高周波放電プラズマにして
も、二酸化けい素やアルミナ磁器等で作られた放電管の
内部の領域にプラズマが発生し、上記プラズマと放電管
壁との接触により、放電管壁の構成材料である酸素など
が上記プラズマ中に混入されることが多い。その場合
は、水素やハロゲン元素で構成された還元性プラズマに
よる半導体・金属基板表面被覆の還元反応は大いに抑制
される。また、放電管壁から発生した酸素などの不純物
が、基板表面層に汚染としてとりこまれるなどの欠点が
ある。
ラズマと比較しても、レーザ生成プラズマでは、レーザ
電界強度が107〜108V/cmになる位置が、真空容器壁から
十分離れた場所になるように集光光学系を調節すれば、
真空容器壁から離れた局所的な空間でプラズマを発生さ
せることができる。一方、高周波放電プラズマにして
も、二酸化けい素やアルミナ磁器等で作られた放電管の
内部の領域にプラズマが発生し、上記プラズマと放電管
壁との接触により、放電管壁の構成材料である酸素など
が上記プラズマ中に混入されることが多い。その場合
は、水素やハロゲン元素で構成された還元性プラズマに
よる半導体・金属基板表面被覆の還元反応は大いに抑制
される。また、放電管壁から発生した酸素などの不純物
が、基板表面層に汚染としてとりこまれるなどの欠点が
ある。
上記の欠点に対し、集光されたレーザ光の電界の作用に
より水素あるいはハロゲン元素を含む還元性プラズマを
作る本発明の方法は、汚染源となる可能性が高い電極や
放電管を一切必要としない。したがって、真空容器内壁
より十分離れた位置に、レーザ光を集光して作られた本
発明のレーザ生成プラズマは、酸素や電極を構成する金
属原子などによる汚染が少ないプラズマであるといえ
る。
より水素あるいはハロゲン元素を含む還元性プラズマを
作る本発明の方法は、汚染源となる可能性が高い電極や
放電管を一切必要としない。したがって、真空容器内壁
より十分離れた位置に、レーザ光を集光して作られた本
発明のレーザ生成プラズマは、酸素や電極を構成する金
属原子などによる汚染が少ないプラズマであるといえ
る。
つぎに、水素、ハロゲン元素のいずれか一方、あるいは
両者を含むガスを、上記方法で電離させて作ったレーザ
生成プラズマ中には、化学的に還元作用を有する解離水
素原子、水素イオン、解離ハロゲン原子、ハロゲンイオ
ンが存在する。この還元性プラズマを自然酸化物などの
被膜をもつ半導体・金属基板表面に照射すれば、例えば
二酸化けい素を被膜として有するSi単結晶基板の場合に
は、SiO2＋4H→Si＋2H2O↑の反応がおこり、二酸化けい
素被膜が還元されて、被膜をもたないSi単結晶基板の表
面が得られる。還元反応の結果生じるH2Oは、上記基板
を加熱することで真空中に脱離して除去される。ハロゲ
ン原子も二酸化けい素と反応をおこし、シリコンのハロ
ゲン化物と酸素を形成し、エッチングされて除去され
る。
両者を含むガスを、上記方法で電離させて作ったレーザ
生成プラズマ中には、化学的に還元作用を有する解離水
素原子、水素イオン、解離ハロゲン原子、ハロゲンイオ
ンが存在する。この還元性プラズマを自然酸化物などの
被膜をもつ半導体・金属基板表面に照射すれば、例えば
二酸化けい素を被膜として有するSi単結晶基板の場合に
は、SiO2＋4H→Si＋2H2O↑の反応がおこり、二酸化けい
素被膜が還元されて、被膜をもたないSi単結晶基板の表
面が得られる。還元反応の結果生じるH2Oは、上記基板
を加熱することで真空中に脱離して除去される。ハロゲ
ン原子も二酸化けい素と反応をおこし、シリコンのハロ
ゲン化物と酸素を形成し、エッチングされて除去され
る。
上記のように、水素、ハロゲン元素の少なくとも一方、
あるいは両者を含むようなガスのレーザ生成プラズマを
作成し、半導体・金属基板表面に照射すると、上記レー
ザ生成プラズマ中に存在する解離水素原子、水素イオン
やハロゲン原子の還元作用により、二酸化けい素などの
酸化物や窒化物などの表面被膜を還元することができ
る。
あるいは両者を含むようなガスのレーザ生成プラズマを
作成し、半導体・金属基板表面に照射すると、上記レー
ザ生成プラズマ中に存在する解離水素原子、水素イオン
やハロゲン原子の還元作用により、二酸化けい素などの
酸化物や窒化物などの表面被膜を還元することができ
る。
つぎに本発明の実施例を図面とともに説明する。第１図
は本発明による表面処理方法の第１実施例を示す構成
図、第２図は上記実施例におけるSi表面の酸化膜膜厚と
処理時間との関係を示す図、第３図は本発明による表面
処理方法の第２実施例を示す構成図、第４図は磁界によ
り表面処理速度を向上させる原理説明図、第５図は電界
により表面処理速度を向上させる原理説明図である。
は本発明による表面処理方法の第１実施例を示す構成
図、第２図は上記実施例におけるSi表面の酸化膜膜厚と
処理時間との関係を示す図、第３図は本発明による表面
処理方法の第２実施例を示す構成図、第４図は磁界によ
り表面処理速度を向上させる原理説明図、第５図は電界
により表面処理速度を向上させる原理説明図である。
第１実施例 本発明の第１実施例を示す第１図において、パルス発振
のKrFエキシマレーザ21より発生する波長248nmのレーザ
光22を、溶融石英からなる焦点距離50cmの凸レンズ23と
窓24を通して、真空容器25内に導入する。上記真空容器
25は、真空排気ポンプ26により排気され、水素ガス27を
ガスリークバルブを通じて流すことにより、真空容器25
内の真空度を１×10-2Torrに保つ、厚さが１〜2nmの自
然酸化膜（二酸化けい素）を表面にもつSi（100）単結
晶基板28を、ヒータ29付きの基板ホルダ30上に設置し、
その温度を600℃に保つ。
のKrFエキシマレーザ21より発生する波長248nmのレーザ
光22を、溶融石英からなる焦点距離50cmの凸レンズ23と
窓24を通して、真空容器25内に導入する。上記真空容器
25は、真空排気ポンプ26により排気され、水素ガス27を
ガスリークバルブを通じて流すことにより、真空容器25
内の真空度を１×10-2Torrに保つ、厚さが１〜2nmの自
然酸化膜（二酸化けい素）を表面にもつSi（100）単結
晶基板28を、ヒータ29付きの基板ホルダ30上に設置し、
その温度を600℃に保つ。
パルス幅10nsec、パルスエネルギー300mJ、断面ビーム
の大きさ10mm×40mmのKrFパルスレーザ光22を、上記凸
レンズ光学系23により基板28の上方10mmの位置で0.1mm
×0.4mmに集光すると、水素ガスが電離して局所的な水
素プラズマ31が生成されたことが、赤色の水素プラズマ
からの発光で確認された。レーザパルスの繰返し周波数
を10Hzとし約10秒間、上記水素プラズマにSi基板28をさ
らした。その間、真空容器25に取付けたエリプソメータ
装置32により自然酸化膜の膜厚を測定したところ、第２
図に示すように初期の膜厚2.5nmであったのが、水素プ
ラズマ照射８分後には膜厚0nmを示すようになり、８分
経過以降は0nmで飽和した。上記のように、約10分間の
プラズマ照射によって、Si基板28表面の自然酸化膜は除
去されたことが判る。
の大きさ10mm×40mmのKrFパルスレーザ光22を、上記凸
レンズ光学系23により基板28の上方10mmの位置で0.1mm
×0.4mmに集光すると、水素ガスが電離して局所的な水
素プラズマ31が生成されたことが、赤色の水素プラズマ
からの発光で確認された。レーザパルスの繰返し周波数
を10Hzとし約10秒間、上記水素プラズマにSi基板28をさ
らした。その間、真空容器25に取付けたエリプソメータ
装置32により自然酸化膜の膜厚を測定したところ、第２
図に示すように初期の膜厚2.5nmであったのが、水素プ
ラズマ照射８分後には膜厚0nmを示すようになり、８分
経過以降は0nmで飽和した。上記のように、約10分間の
プラズマ照射によって、Si基板28表面の自然酸化膜は除
去されたことが判る。
その後、レーザ光の照射と水素ガスの供給とを停止し、
真空排気ポンプ26により真空容器25内の真空度を１×10
-10Torrまで排気したのち、Si蒸発源33よりSi蒸気を30
分蒸発させ、Si基板28上に蒸着した。この時のSi基板28
の温度は700℃であった。上記Si基板28を真空容器25か
ら取出し、蒸着部分の膜厚を測定したら100nmであっ
た。また、反射電子線回折法により上記蒸着膜の結晶性
を評価すると、上記基板28と同じ結晶面Si（100）を示
した。しかしながら、真空容器25内において本発明の水
素プラズマ照射を行わず、自然酸化膜で蔽われたSi（10
0）単結晶板に、上記蒸着条件と同じ条件でSi蒸着を行
って作成したSi膜は、結晶学的にみてアモルファス構造
であった。
真空排気ポンプ26により真空容器25内の真空度を１×10
-10Torrまで排気したのち、Si蒸発源33よりSi蒸気を30
分蒸発させ、Si基板28上に蒸着した。この時のSi基板28
の温度は700℃であった。上記Si基板28を真空容器25か
ら取出し、蒸着部分の膜厚を測定したら100nmであっ
た。また、反射電子線回折法により上記蒸着膜の結晶性
を評価すると、上記基板28と同じ結晶面Si（100）を示
した。しかしながら、真空容器25内において本発明の水
素プラズマ照射を行わず、自然酸化膜で蔽われたSi（10
0）単結晶板に、上記蒸着条件と同じ条件でSi蒸着を行
って作成したSi膜は、結晶学的にみてアモルファス構造
であった。
上記から、レーザ生成水素プラズマを照射することは、
半導体表面の自然酸化膜を還元し除去して、清浄な半導
体表面を得るのに有効な表面処理法であることが判る。
半導体表面の自然酸化膜を還元し除去して、清浄な半導
体表面を得るのに有効な表面処理法であることが判る。
また、本処理前に表面に付着した有機物を除去しておく
と、さらに効果的である。例えば、レーザ誘起の酸素プ
ラズマを前もって処理し、その後、上記表面処理を行う
ことにより清浄な半導体あるいは金属等の表面が得られ
る。
と、さらに効果的である。例えば、レーザ誘起の酸素プ
ラズマを前もって処理し、その後、上記表面処理を行う
ことにより清浄な半導体あるいは金属等の表面が得られ
る。
第２実施例 第３図に示す第２実施例は、１台のレーザを用いて複数
の基板の表面処理を行う実施例であり、出力20J/パル
ス、発振周波数1Hz、パルス幅30nsecのＱスイッチパル
ス発振ルビーレーザ42を用いて、波長692.9nmおよび69
4.3nmのレーザ光43を、焦点距離500mm mの凸レンズ44で
直径0.05mmφに集光して、真空容器45内に導入した。上
記真空容器45には塩素ガス（５％）と水素ガス（95％）
との混合気体46を導入し、その圧力を1Torrにした。レ
ーザ光43をレンズ44で集光した位置は、２個のSi基板41
の近傍であり、上記集光位置で水素プラズマ47が発生
し、上記水素プラズマ47を２個のSi基板41に均等に照射
した。この時、上記２個のSi基板41はそれぞれヒータ48
によって第１実施例と同様に600℃に加熱されている。
上記水素プラズマの照射を、繰返し周波数1Hzで30分間
行うことで、Si基板41上の自然酸化膜を還元できること
を第１実施例と同様に確認した。
の基板の表面処理を行う実施例であり、出力20J/パル
ス、発振周波数1Hz、パルス幅30nsecのＱスイッチパル
ス発振ルビーレーザ42を用いて、波長692.9nmおよび69
4.3nmのレーザ光43を、焦点距離500mm mの凸レンズ44で
直径0.05mmφに集光して、真空容器45内に導入した。上
記真空容器45には塩素ガス（５％）と水素ガス（95％）
との混合気体46を導入し、その圧力を1Torrにした。レ
ーザ光43をレンズ44で集光した位置は、２個のSi基板41
の近傍であり、上記集光位置で水素プラズマ47が発生
し、上記水素プラズマ47を２個のSi基板41に均等に照射
した。この時、上記２個のSi基板41はそれぞれヒータ48
によって第１実施例と同様に600℃に加熱されている。
上記水素プラズマの照射を、繰返し周波数1Hzで30分間
行うことで、Si基板41上の自然酸化膜を還元できること
を第１実施例と同様に確認した。
第３実施例 第４図に示す第３実施例は、レーザ光で生成されたプラ
ズマ51と基板52が置かれている位置に、磁界53を印加し
て上記基板52の表面に形成された自然酸化膜の還元、除
去を増速させる方法で、本発明の１つの適用例を示すも
のである。
ズマ51と基板52が置かれている位置に、磁界53を印加し
て上記基板52の表面に形成された自然酸化膜の還元、除
去を増速させる方法で、本発明の１つの適用例を示すも
のである。
基板52の背後に磁界53を発生するための永久磁石54を設
置し、上記基板52の近傍で0.1Teslaの磁界を発生した。
本実施例を第２実施例に適用したところ、磁界印加をし
ない場合は、25Å厚さのSiO2自然酸化膜を還元、除去す
るのに30分のレーザ照射が必要であったのに対し、本実
施例を適用した場合はレーザ照射時間が20分に短縮され
た。本実施例では磁界53を発生するのに永久磁石54を使
用したが、コイルなどの他の磁界発生源を用いても差支
えない。
置し、上記基板52の近傍で0.1Teslaの磁界を発生した。
本実施例を第２実施例に適用したところ、磁界印加をし
ない場合は、25Å厚さのSiO2自然酸化膜を還元、除去す
るのに30分のレーザ照射が必要であったのに対し、本実
施例を適用した場合はレーザ照射時間が20分に短縮され
た。本実施例では磁界53を発生するのに永久磁石54を使
用したが、コイルなどの他の磁界発生源を用いても差支
えない。
第４実施例 第５図に示す第４実施例は、レーザ光で生成されたプラ
ズマ62と基板63との間に、電極61を用いて電界64を印加
し、プラズマ62中のイオンあるいは電子を加速して上記
基板63に照射し、基板63の表面の自然酸化膜を還元、除
去させる方法で、本発明の１つの適用例を示すものであ
る。
ズマ62と基板63との間に、電極61を用いて電界64を印加
し、プラズマ62中のイオンあるいは電子を加速して上記
基板63に照射し、基板63の表面の自然酸化膜を還元、除
去させる方法で、本発明の１つの適用例を示すものであ
る。
Siを材料とした電極61を用い、上記電極61と基板63との
間に、電源65により100Vの電位差を印加する本実施例を
第１実施例に適用したところ、電界64を印加しない場合
は、25Å厚さのSiO2自然酸化膜を還元、除去するのに10
分のレーザ照射が必要であったのに対し、本実施例の適
用によってレーザ照射時間を５分に短縮することができ
た。
間に、電源65により100Vの電位差を印加する本実施例を
第１実施例に適用したところ、電界64を印加しない場合
は、25Å厚さのSiO2自然酸化膜を還元、除去するのに10
分のレーザ照射が必要であったのに対し、本実施例の適
用によってレーザ照射時間を５分に短縮することができ
た。
上記各実施例では、KrFエキシマレーザ、あるいはルビ
ーレーザを用いた場合を示したが、使用するレーザとし
ては、水素ガスなどの還元性ガスをプラズマ化するだけ
の電界強度106〜107V/cmを、焦点位置で発生できるもの
であれば、如何なるものでも差支えない。
ーレーザを用いた場合を示したが、使用するレーザとし
ては、水素ガスなどの還元性ガスをプラズマ化するだけ
の電界強度106〜107V/cmを、焦点位置で発生できるもの
であれば、如何なるものでも差支えない。
また、自然酸化膜を還元、除去するための還元性プラズ
マを生成するためのガスとしては、上記各実施例で水素
ガスを使用したが、これ以外にもハロゲンを構成元素と
したガス、HClやHF、Cl2、SF6など、またはこれらの混
合物も使用することができる。
マを生成するためのガスとしては、上記各実施例で水素
ガスを使用したが、これ以外にもハロゲンを構成元素と
したガス、HClやHF、Cl2、SF6など、またはこれらの混
合物も使用することができる。
表面処理を行う基板としては、表面に酸化膜を有するも
のであれば如何なるものでもよく、特にSiに限らない。
InPやGaAsなどの化合物半導体や、AlやＷの金属表面な
どの清浄化にも本発明は有効である。
のであれば如何なるものでもよく、特にSiに限らない。
InPやGaAsなどの化合物半導体や、AlやＷの金属表面な
どの清浄化にも本発明は有効である。
上記のように本発明による表面処理方法は、表面が酸化
膜等の被膜で覆われた処理基板の表面処理方法におい
て、少なくとも水素あるいはハロゲン元素の一方または
両方を構成元素として含むガスに、レーザ光を照射して
電離させ、化学的に還元作用をもつプラズマを生成し、
上記プラズマを処理基板に照射して、上記処理基板表面
の被覆層を還元することにより、清浄な還元性雰囲気下
で、化学的に活性な水素原子、ならびに水素イオンの生
成と、処理基板への照射ができるので、自然酸化膜を10
分〜30分の短時間で、かつ基板温度が800℃以下という
低い温度で還元し除去できる効果がある。また、生成プ
ラズマと処理基板との間の空間に磁界あるいは電界を印
加することにより、上記酸化膜の除去時間をさらに短縮
することができ、処理コストを低減することが可能であ
る。
膜等の被膜で覆われた処理基板の表面処理方法におい
て、少なくとも水素あるいはハロゲン元素の一方または
両方を構成元素として含むガスに、レーザ光を照射して
電離させ、化学的に還元作用をもつプラズマを生成し、
上記プラズマを処理基板に照射して、上記処理基板表面
の被覆層を還元することにより、清浄な還元性雰囲気下
で、化学的に活性な水素原子、ならびに水素イオンの生
成と、処理基板への照射ができるので、自然酸化膜を10
分〜30分の短時間で、かつ基板温度が800℃以下という
低い温度で還元し除去できる効果がある。また、生成プ
ラズマと処理基板との間の空間に磁界あるいは電界を印
加することにより、上記酸化膜の除去時間をさらに短縮
することができ、処理コストを低減することが可能であ
る。
第１図は本発明による表面処理方法の第１実施例を示す
構成図、第２図は上記実施例におけるSi表面の酸化膜膜
厚と処理時間との関係を示す図、第３図は本発明による
表面処理方法の第２実施例を示す構成図、第４図は磁界
により表面処理速度を向上させる原理説明図、第５図は
電界により表面処理速度を向上させる原理説明図、第６
図は本発明の原理を示す基本構成図である。 22、43……レーザ光、27、46……水素ガス 28、41、52、63……処理基板 31、47、51、62……プラズマ 53……磁界、54……永久磁石 61……電極、64……電界
構成図、第２図は上記実施例におけるSi表面の酸化膜膜
厚と処理時間との関係を示す図、第３図は本発明による
表面処理方法の第２実施例を示す構成図、第４図は磁界
により表面処理速度を向上させる原理説明図、第５図は
電界により表面処理速度を向上させる原理説明図、第６
図は本発明の原理を示す基本構成図である。 22、43……レーザ光、27、46……水素ガス 28、41、52、63……処理基板 31、47、51、62……プラズマ 53……磁界、54……永久磁石 61……電極、64……電界
Claims (4)
- 【請求項１】表面が酸化膜の被膜で覆われた処理基板の
表面処理方法において、少なくとも水素あるいはハロゲ
ン元素の一方または両方を構成元素として含むガスに、
レーザ光を照射して電離させ、化学的に還元作用をもつ
プラズマを生成し、上記プラズマを処理基板に照射し
て、上記処理基板表面の被覆層を還元することを特徴と
する表面処理方法。 - 【請求項２】上記処理基板は、上記レーザ生成プラズマ
の周辺に配置された、複数個の処理基板であることを特
徴とする特許請求の範囲第１項に記載した表面処理方
法。 - 【請求項３】上記生成プラズマは、上記処理基板との間
の空間に、磁界が印加されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項に記載した表面処理方
法。 - 【請求項４】上記生成プラズマは、上記処理基板との間
の空間に、電界が印加されていることを特徴とする特許
請求の範囲第１項または第２項に記載した表面処理方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62056635A JPH0682643B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 表面処理方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62056635A JPH0682643B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 表面処理方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63224233A JPS63224233A (ja) | 1988-09-19 |
| JPH0682643B2 true JPH0682643B2 (ja) | 1994-10-19 |
Family
ID=13032780
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62056635A Expired - Lifetime JPH0682643B2 (ja) | 1987-03-13 | 1987-03-13 | 表面処理方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0682643B2 (ja) |
Families Citing this family (10)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02290050A (ja) * | 1989-02-23 | 1990-11-29 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置およびその製造方法 |
| JPH03255628A (ja) * | 1990-03-05 | 1991-11-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 表面清浄化装置及び方法 |
| JP2667930B2 (ja) * | 1990-11-19 | 1997-10-27 | キヤノン株式会社 | 微細加工方法及び装置 |
| JPH04144135A (ja) * | 1990-10-05 | 1992-05-18 | Canon Inc | 半導体装置の製造法および装置 |
| EP0589049B1 (en) * | 1992-03-25 | 2000-01-12 | Kanegafuchi Chemical Industry Co., Ltd. | Thin polysilicon film and production thereof |
| KR20020064028A (ko) * | 2001-01-31 | 2002-08-07 | 한빛 세마텍(주) | 펄스형 자외선조사에 의한 세정 및 표면처리 장치 |
| KR100489596B1 (ko) * | 2002-10-15 | 2005-05-16 | 주식회사 아이엠티 | 플라즈마 표면처리 장치 |
| US7604708B2 (en) * | 2003-02-14 | 2009-10-20 | Applied Materials, Inc. | Cleaning of native oxide with hydrogen-containing radicals |
| WO2006100915A1 (ja) * | 2005-03-18 | 2006-09-28 | Tokyo Institute Of Technology | 水素生成装置、レーザ還元装置、エネルギー変換装置、水素生成方法および発電システム |
| JP7078005B2 (ja) * | 2019-04-01 | 2022-05-31 | 株式会社Sumco | シリコンウェーハの平坦化加工方法 |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS60211841A (ja) * | 1984-04-05 | 1985-10-24 | Fuji Electric Corp Res & Dev Ltd | エツチング方法 |
| JPS6132429A (ja) * | 1984-07-25 | 1986-02-15 | Hitachi Ltd | 半導体素子の製造装置 |
| JPH0799742B2 (ja) * | 1986-02-19 | 1995-10-25 | ソニー株式会社 | 半導体装置の製造方法 |
| US4731158A (en) * | 1986-09-12 | 1988-03-15 | International Business Machines Corporation | High rate laser etching technique |
-
1987
- 1987-03-13 JP JP62056635A patent/JPH0682643B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63224233A (ja) | 1988-09-19 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |