JPS6175528A - 多重レ−ザ−ビ−ム照射Ｓｉ表面処理法 - Google Patents
多重レ−ザ−ビ−ム照射Ｓｉ表面処理法Info
- Publication number
- JPS6175528A JPS6175528A JP59197419A JP19741984A JPS6175528A JP S6175528 A JPS6175528 A JP S6175528A JP 59197419 A JP59197419 A JP 59197419A JP 19741984 A JP19741984 A JP 19741984A JP S6175528 A JPS6175528 A JP S6175528A
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- JP
- Japan
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- etching
- laser
- irradiation
- excimer laser
- fluorine
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
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-
- H—ELECTRICITY
- H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- H10P—GENERIC PROCESSES OR APPARATUS FOR THE MANUFACTURE OR TREATMENT OF DEVICES COVERED BY CLASS H10
- H10P50/00—Etching of wafers, substrates or parts of devices
Landscapes
- Drying Of 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、電子デバイス製造プロセスに用いるＳｉ衣表
面ドライをエッチング、洗浄処理を行う方法に関するも
のである。
面ドライをエッチング、洗浄処理を行う方法に関するも
のである。
（従来技術）
従来の８１のイオンビームをエッチング装置としては、
イオン源よシ真空中にイオンビームを引き出し、これを
真空中または活性ガス雰囲気中で一定時間Ｓ１に照射す
ることＫよってをエッチングを行う装置が知られている
。（Ｈ，Ｒ，Ｋａｕｆｆｍａｎｎ 、ジャーナル・オブ
・バキューム・サイエンス・テクノロジ（Ｊ、Ｖａｃ、
Ｓｃ１．Ｔｅａｈｎｏｌ、 ） １６巻１９７９年１７
９イージ）。
イオン源よシ真空中にイオンビームを引き出し、これを
真空中または活性ガス雰囲気中で一定時間Ｓ１に照射す
ることＫよってをエッチングを行う装置が知られている
。（Ｈ，Ｒ，Ｋａｕｆｆｍａｎｎ 、ジャーナル・オブ
・バキューム・サイエンス・テクノロジ（Ｊ、Ｖａｃ、
Ｓｃ１．Ｔｅａｈｎｏｌ、 ） １６巻１９７９年１７
９イージ）。
（発明が解決しようとする問題点）
このような装置においては、真空中でイオンビームをエ
ッチングを行う場合にはをエッチングレイトが遅く、ま
たフッ素などの活性ガス雰囲気中でイオンビームをエッ
チングを行う場合にはをエッチングレイトは増加するが
イオン衝撃及び活性ガス分子吸着の相乗効果によるダメ
ージがＳｉ衣表面形成されるという欠点があった。
ッチングを行う場合にはをエッチングレイトが遅く、ま
たフッ素などの活性ガス雰囲気中でイオンビームをエッ
チングを行う場合にはをエッチングレイトは増加するが
イオン衝撃及び活性ガス分子吸着の相乗効果によるダメ
ージがＳｉ衣表面形成されるという欠点があった。
また、Ｓｌの表面洗浄は従来ウェット式の方法が一般的
で、ドライ洗浄技術は発展途上にあるのが実情である。
で、ドライ洗浄技術は発展途上にあるのが実情である。
本発明は、このような従来のイオンをエッチングの欠点
を除去し、Ｓｌのイオンをエッチング後の表面の洗浄化
・低欠陥化を含めたドライをエッチング方法を提供する
とともに、同様の方法で８１のドライ洗浄を行うための
方法を提供することを目的とする。
を除去し、Ｓｌのイオンをエッチング後の表面の洗浄化
・低欠陥化を含めたドライをエッチング方法を提供する
とともに、同様の方法で８１のドライ洗浄を行うための
方法を提供することを目的とする。
（問題点を解決するだめの手段）
本発明は、フッ素ガス雰囲気中にあるＳｉ衣表面対しＣ
Ｏ２レーザーを照射すると同時にＸｅ１３ｒエキシマレ
ーザ−１ＸｅＣｔエキシマレーザ−１ＸｅＦエキシマレ
ーザ−またはＵＶランプ光を照射し、場合によっては不
活性ガスイオンビームも照射してＳ１表面ををエッチン
グし、あるいは、その後、フッ素ガスを排気してＳｉを
真空中に設置し、このＳｉ衣表面対して上記のＣＯ２レ
ーザー及びエキシマレ−サーマたはＵＶランプ光を同時
照射して表面を清浄化・低損傷化するものである。この
とき８１基板は５００℃以下に加熱する。この方法によ
り、をエッチング後のＳｉ衣表面容易に清浄化・低損傷
化することができる。また、表面のドライ洗浄を行う場
合は、フッ素雰囲気中に試料を設置して表面へのフッ素
吸着を図った後にフッ素ガスを排気し、同様のＣＯ２レ
ーザ−、エキシマレーザ−またはＷランプ光の同時照射
と基板加熱とを行うことによシ、ドライ処理で清浄・低
損傷の８１弐面を得ることができる。
Ｏ２レーザーを照射すると同時にＸｅ１３ｒエキシマレ
ーザ−１ＸｅＣｔエキシマレーザ−１ＸｅＦエキシマレ
ーザ−またはＵＶランプ光を照射し、場合によっては不
活性ガスイオンビームも照射してＳ１表面ををエッチン
グし、あるいは、その後、フッ素ガスを排気してＳｉを
真空中に設置し、このＳｉ衣表面対して上記のＣＯ２レ
ーザー及びエキシマレ−サーマたはＵＶランプ光を同時
照射して表面を清浄化・低損傷化するものである。この
とき８１基板は５００℃以下に加熱する。この方法によ
り、をエッチング後のＳｉ衣表面容易に清浄化・低損傷
化することができる。また、表面のドライ洗浄を行う場
合は、フッ素雰囲気中に試料を設置して表面へのフッ素
吸着を図った後にフッ素ガスを排気し、同様のＣＯ２レ
ーザ−、エキシマレーザ−またはＷランプ光の同時照射
と基板加熱とを行うことによシ、ドライ処理で清浄・低
損傷の８１弐面を得ることができる。
この清浄化法は、他のをエッチング方法でをエッチング
したＳＩの表面に対しても利用できる。
したＳＩの表面に対しても利用できる。
以下に本発明方法を具体的に説明する。
フッ素ガス雰囲気中にある８１基板を、ヒーターによっ
て５００℃以下に低温加熱する。フッ素雰囲気中のＳｌ
は、基板加熱によってをエッチングされる。
て５００℃以下に低温加熱する。フッ素雰囲気中のＳｌ
は、基板加熱によってをエッチングされる。
このような装置中の８１基板に対し、ＣＯ２レーザーか
ら出た赤外レーザービームを照射する。ＣＷ ＣＯ２レ
ーザ、６μｍ及び１１．０〜１１．６．＃ｍ、 １０．
６〜１１．０１１ｔｈ及び１１．０〜１１．５μｍ、１
０〜１２５μｍ）に近い。このため、フ、、紫ガスによ
る自発的をエッチングが生じている表面に対するＣＯ２
レーザーの照射は、Ｓｉとフッ素との化学反応を促進さ
せる効果がある。
ら出た赤外レーザービームを照射する。ＣＷ ＣＯ２レ
ーザ、６μｍ及び１１．０〜１１．６．＃ｍ、 １０．
６〜１１．０１１ｔｈ及び１１．０〜１１．５μｍ、１
０〜１２５μｍ）に近い。このため、フ、、紫ガスによ
る自発的をエッチングが生じている表面に対するＣＯ２
レーザーの照射は、Ｓｉとフッ素との化学反応を促進さ
せる効果がある。
さらに同時に、エキシマレーザ−から出た紫外レーザー
ビームまたはＵＶ光源から出た紫外光を同じＳｉ衣表面
照射する。紫外レーザービームはＸｅＣｔエキシマレー
ザ−（３０８ｎｍ）、ＸｅＦエキシマレーザ−（３５２
ｎｍ ）またはＸｅＢｒエキシマレーザ−（２８２ｎｍ
）である。また、Ｘｓ−Ｈｇ ＵＶランプの紫外光の波
長は２００〜４２０ ｎｍである。これらの紫外レーザ
ービームの波長で８１は高い吸収係数（１５〜２０ Ｘ
１０５ｃｍ−’ ）を持つため、表面の８１の電子状
態が励起され、フッ素との反応が促進される。
ビームまたはＵＶ光源から出た紫外光を同じＳｉ衣表面
照射する。紫外レーザービームはＸｅＣｔエキシマレー
ザ−（３０８ｎｍ）、ＸｅＦエキシマレーザ−（３５２
ｎｍ ）またはＸｅＢｒエキシマレーザ−（２８２ｎｍ
）である。また、Ｘｓ−Ｈｇ ＵＶランプの紫外光の波
長は２００〜４２０ ｎｍである。これらの紫外レーザ
ービームの波長で８１は高い吸収係数（１５〜２０ Ｘ
１０５ｃｍ−’ ）を持つため、表面の８１の電子状
態が励起され、フッ素との反応が促進される。
従ってＣＯ２レーザーからの赤外レーザービームとエキ
シマレーザ−からの紫外レーザービームまたはＵＶラン
プ光の同時照射は、フッ素によるＳｉの自発的をエッチ
ング効果を十分に促進することができる。また、さらに
同時に不活性ガスイオンビームを照射すると、イオンを
エッチングによって工゛ ツチング速度が速くなる。
シマレーザ−からの紫外レーザービームまたはＵＶラン
プ光の同時照射は、フッ素によるＳｉの自発的をエッチ
ング効果を十分に促進することができる。また、さらに
同時に不活性ガスイオンビームを照射すると、イオンを
エッチングによって工゛ ツチング速度が速くなる。
この場合はイオン衝撃によって表面に欠陥が入るため、
これを取シ除くためにイオンをエッチング終了後にフッ
素ガス雰囲気中でＣＯ２レーザー、エキシマレーザ−ま
たはＵＶランプ光の照射によるをエッチングをわずかに
行う。
これを取シ除くためにイオンをエッチング終了後にフッ
素ガス雰囲気中でＣＯ２レーザー、エキシマレーザ−ま
たはＵＶランプ光の照射によるをエッチングをわずかに
行う。
さて、これらのをエッチングの後、装置中のフッ素ガス
雰囲気を排気し、真空中でＣＯ２レーザー及びエキシマ
レーザ−またはＵＶランプ光を照射する。
雰囲気を排気し、真空中でＣＯ２レーザー及びエキシマ
レーザ−またはＵＶランプ光を照射する。
Ｆ原子が化学吸着している表面のＳｉ原子は、ＳｉＦ２
の形でｌ ｅＶ程度のエネルギーで離脱するため、紫外
レーザー光または紫外光によってｓｉの電子状態を励起
し同時に赤外レーザー光で５ｉ−Ｆボンドを振動させる
ことによ）、表面ＯＦ原子を吸着させたＳｉの層は容易
に除去され、清浄な８１表面が現れる。
の形でｌ ｅＶ程度のエネルギーで離脱するため、紫外
レーザー光または紫外光によってｓｉの電子状態を励起
し同時に赤外レーザー光で５ｉ−Ｆボンドを振動させる
ことによ）、表面ＯＦ原子を吸着させたＳｉの層は容易
に除去され、清浄な８１表面が現れる。
この光面清浄化方法は他のをエッチング方法でをエッチ
ングしたＳｉ表面に対しても利用できる。その場合は、
イオンビーム照射を付加した場合と同様、をエッチング
後にフッ素雰囲気中でＣＯ２レーザー光、エキシマレー
ザ−光またはＵＶランプ光によるをエッチングを行った
後、真空中で００２レーザー光、エキシマレーザ−光ま
たはＵＶランプ光を照射し、表面清浄化を行う。
ングしたＳｉ表面に対しても利用できる。その場合は、
イオンビーム照射を付加した場合と同様、をエッチング
後にフッ素雰囲気中でＣＯ２レーザー光、エキシマレー
ザ−光またはＵＶランプ光によるをエッチングを行った
後、真空中で００２レーザー光、エキシマレーザ−光ま
たはＵＶランプ光を照射し、表面清浄化を行う。
（実施例）
第１図に本発明の実施例を示す。Ｓｉ基板１１をヒータ
ー１２によって５００℃以下に加熱する。この時装置中
はガス導入管１３から導入されたフッ素ガス分子１４で
１Ｏ−４Ｔｏｒｒ 〜Ｎｏ−３Ｔｏｒｒで満たされてい
る。
ー１２によって５００℃以下に加熱する。この時装置中
はガス導入管１３から導入されたフッ素ガス分子１４で
１Ｏ−４Ｔｏｒｒ 〜Ｎｏ−３Ｔｏｒｒで満たされてい
る。
このような装置中のＳｉ基板１１に対し、ＣＯ２レーザ
ー１５から出た赤外レーザービーム１７ （９，１２〜
１１．０４μｍ）を、赤外線透過窓１６を通して照射す
る。
ー１５から出た赤外レーザービーム１７ （９，１２〜
１１．０４μｍ）を、赤外線透過窓１６を通して照射す
る。
マタ同時に、エキシマレーザ−１８から出た紫外レーザ
ービーム（３０８ｎｍまたは３５２ｎｍまたは２８２ｎ
ｍ）を、紫外透過窓１９を通して照射する。さらにイオ
ン源１１１からイオンビーム１１２を照射し、これらの
照射によって８１基板１１のをエッチングを行う。
ービーム（３０８ｎｍまたは３５２ｎｍまたは２８２ｎ
ｍ）を、紫外透過窓１９を通して照射する。さらにイオ
ン源１１１からイオンビーム１１２を照射し、これらの
照射によって８１基板１１のをエッチングを行う。
次に、イオンビーム１】２の照射を停止し、またフッ素
ガス１４の導入も停止して、真空中で赤外レーザービー
ム】７と紫外レーザービーム１１０を照射してＳｉ衣表
面清浄化を行う。
ガス１４の導入も停止して、真空中で赤外レーザービー
ム】７と紫外レーザービーム１１０を照射してＳｉ衣表
面清浄化を行う。
第２図に、本発明の方法でＣＯ２レーザー、ＸｅＣｔエ
キシマレーザ−、イオンビームの同時照射によシエッチ
ングした場合のをエッチング速度を、従来の方法によシ
イオンビーム照射のみによってをエッチングした場合の
をエッチング速度とともに示す。
キシマレーザ−、イオンビームの同時照射によシエッチ
ングした場合のをエッチング速度を、従来の方法によシ
イオンビーム照射のみによってをエッチングした場合の
をエッチング速度とともに示す。
横軸はフッ素分圧、縦軸はをエッチング速度で、２１が
従来の方法による場合、２２が本発明による場合である
。本発明の方法を用いた場合、従来の方法による場合よ
シもをエッチング速度が大幅に増加しているととが分る
。
従来の方法による場合、２２が本発明による場合である
。本発明の方法を用いた場合、従来の方法による場合よ
シもをエッチング速度が大幅に増加しているととが分る
。
従来のフッ素雰囲気中におけるイオンビームをエッチン
グ法によって１０００ Ｘのをエッチングを行ったＳｉ
衣表面 Ｏ８Ｆを肪起させた場合、その密度は通常４〜
７×１０６コ／ｃｍ”が観察された。これに対し、本発
明の方法でフッ素雰囲気中及びそれに続く真空中のＣＯ
２レーザー光、エキシマレーザ−光またはαランプ光の
同時照射を行った場合には、同じフッ素分圧・イオン電
流密度条件でＯ８Ｆの数が］／１００以下とな９１本方
法によって表面の欠陥が緩和されて減少することが判明
した。
グ法によって１０００ Ｘのをエッチングを行ったＳｉ
衣表面 Ｏ８Ｆを肪起させた場合、その密度は通常４〜
７×１０６コ／ｃｍ”が観察された。これに対し、本発
明の方法でフッ素雰囲気中及びそれに続く真空中のＣＯ
２レーザー光、エキシマレーザ−光またはαランプ光の
同時照射を行った場合には、同じフッ素分圧・イオン電
流密度条件でＯ８Ｆの数が］／１００以下とな９１本方
法によって表面の欠陥が緩和されて減少することが判明
した。
また、従来のフシ累雰囲気中におけるイオンビームをエ
ッチング後のＳＳ表面のＡＥＳスペクトルではフッ素の
信号が観測されるが、本発明の方法によシエッチング後
に真空中におけるＣＯ２レーザー光、エキシマレーザ−
光またはＵＶランプ光の同時照射を行った場合にはその
ピーク強度は従来の場合の１／ｌＯ以下となシ、はとん
ど検出されない。この結果から、本方法によって８１表
面が清浄化されたことがわかる。
ッチング後のＳＳ表面のＡＥＳスペクトルではフッ素の
信号が観測されるが、本発明の方法によシエッチング後
に真空中におけるＣＯ２レーザー光、エキシマレーザ−
光またはＵＶランプ光の同時照射を行った場合にはその
ピーク強度は従来の場合の１／ｌＯ以下となシ、はとん
ど検出されない。この結果から、本方法によって８１表
面が清浄化されたことがわかる。
（発明の効果）
以上詳細に述べた通シ、本発明によれば、Ｓｌをエッチ
ングをよシ高速で行うことができると同時に・をエッチ
ング後の８１表面を低損傷化・清浄化することができる
。このような本発明による方法を電子デバイスプロセス
中に用いた場合にその波及効果は多大であること明らか
である。
ングをよシ高速で行うことができると同時に・をエッチ
ング後の８１表面を低損傷化・清浄化することができる
。このような本発明による方法を電子デバイスプロセス
中に用いた場合にその波及効果は多大であること明らか
である。
第１図は本発明の実施例を示す構成図、第２図は従来の
方法及び本発明の方法を用いてをエッチングを行った場
合のをエッチングレイトとフッ素分圧との関係を示す図
でおる。 １１・・・８１基板、１２・・・基板加熱ヒーター、１
３・・・ガス導入口、１４・・・酸素分子、１５・・・
ＣＯ２レーザ−，１６・・・赤外線透過窓、１７・・・
赤外レーザービーム、１９・・・エキシマレーザ−２１
９・・・紫外線透過窓、１１０・・・紫外レーザービー
ム、１１１・・・イオン源、１１２・・・イオンビーム
。
方法及び本発明の方法を用いてをエッチングを行った場
合のをエッチングレイトとフッ素分圧との関係を示す図
でおる。 １１・・・８１基板、１２・・・基板加熱ヒーター、１
３・・・ガス導入口、１４・・・酸素分子、１５・・・
ＣＯ２レーザ−，１６・・・赤外線透過窓、１７・・・
赤外レーザービーム、１９・・・エキシマレーザ−２１
９・・・紫外線透過窓、１１０・・・紫外レーザービー
ム、１１１・・・イオン源、１１２・・・イオンビーム
。
Claims (1)
- （１）フッ素ガス雰囲気中またはフッ素ガス排気後の真
空中にさらされたＳｉの表面に、ＣＯ＿２レーザーを照
射すると同時にＸｅＢｒエキシマレーザー、ＸｅＣｌエ
キシマレーザー、ＸｅＦエキシマレーザーまたはＵＶラ
ンプ光を照射してＳｉ表面をエッチングまたは表面の洗
浄を行うことを特徴とする多重レーザービーム照射Ｓｉ
表面処理法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59197419A JPS6175528A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 多重レ−ザ−ビ−ム照射Ｓｉ表面処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59197419A JPS6175528A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 多重レ−ザ−ビ−ム照射Ｓｉ表面処理法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6175528A true JPS6175528A (ja) | 1986-04-17 |
Family
ID=16374201
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59197419A Pending JPS6175528A (ja) | 1984-09-20 | 1984-09-20 | 多重レ−ザ−ビ−ム照射Ｓｉ表面処理法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6175528A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63228720A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Jeol Ltd | イオンビ−ム装置 |
| JPS6427231A (en) * | 1986-06-30 | 1989-01-30 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| US5151135A (en) * | 1989-09-15 | 1992-09-29 | Amoco Corporation | Method for cleaning surfaces using UV lasers |
-
1984
- 1984-09-20 JP JP59197419A patent/JPS6175528A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6427231A (en) * | 1986-06-30 | 1989-01-30 | Nec Corp | Manufacture of semiconductor device |
| JPS63228720A (ja) * | 1987-03-18 | 1988-09-22 | Jeol Ltd | イオンビ−ム装置 |
| US5151135A (en) * | 1989-09-15 | 1992-09-29 | Amoco Corporation | Method for cleaning surfaces using UV lasers |
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