JP2008028020A - Device and method for heating surface of substrate - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To correctly control the depth of heating and the temperature of the surface of a substrate. <P>SOLUTION: A device for heating the substrate surface by irradiating accelerated electron against the surface of the substrate includes an electron producing means for producing electron between opposed electrodes 12, by discharging a gas between the opposed electrodes 12 arranged in a vacuum vessel 11; a bias application means for applying DC bias on the opposed electrodes 12 and the substrate 18, in order to irradiate electron against the surface of the substrate 18 installed in the vacuum vessel 11; and an irradiation control means for reading the amount of irradiated electron as the value of current and control the amount of irradiation of the electron against the substrate 18, by integrating the values of the current. According to this method, the depth of heating and the temperature of the surface of the substrate 18 are controlled correctly. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は基板表面加熱装置及び基板表面加熱方法に関し、特に真空中で加速された電子を基板表面に照射する基板表面加熱装置及びその加熱方法に関する。   The present invention relates to a substrate surface heating apparatus and a substrate surface heating method, and more particularly to a substrate surface heating apparatus and a heating method for irradiating a substrate surface with electrons accelerated in a vacuum.

半導体装置製造における加熱処理(アニール)は、半導体材料の結晶性回復やドーパント不純物拡散、電気的活性化で主に行われる。昨今の半導体素子の微細化に伴い、加熱処理は不必要な原子拡散の要因となることから、深さ50nm以下の極浅接合の形成用途など、表面から原子層オーダー(0.1〜1nm)の領域での加熱技術が必要とされている。   Heat treatment (annealing) in the manufacture of semiconductor devices is mainly performed by crystallinity recovery of semiconductor materials, dopant impurity diffusion, and electrical activation. With the recent miniaturization of semiconductor elements, heat treatment becomes a cause of unnecessary atomic diffusion, so the atomic layer order (0.1 to 1 nm) from the surface, such as for forming ultra shallow junctions with a depth of 50 nm or less. Heating technology in the area is needed.

現在、表面加熱技術として、赤外線によるRTA(Rapid Thermal Annealing)や紫外光によるレーザーアニールがある。
赤外線によるアニールでは、深さ方向に対する分解能が低い。このため深さ方向の温度を充分に制御できない。一方、紫外光のレーザーアニールを用いても、分解能はシリコン基板で深さ5nm程度であり、原子層オーダーでの加熱は困難である。
Currently, surface heating techniques include RTA (Rapid Thermal Annealing) using infrared rays and laser annealing using ultraviolet light.
In the infrared annealing, the resolution in the depth direction is low. For this reason, the temperature in the depth direction cannot be controlled sufficiently. On the other hand, even if laser annealing of ultraviolet light is used, the resolution is about 5 nm at the silicon substrate, and heating in the atomic layer order is difficult.

また、プラズマ中の活性種を照射する方法が開示されている(例えば、特許文献1参照)。この方法では、試料を構成する原子との弾性衝突による活性種侵入に対する阻止能が大きく、極浅領域での加熱が可能となる。しかし、活性種を衝突させる方法は、活性種自体の質量が大きく、素子表面のダメージを誘発する。従って、この方法は深さ50nm以下の極浅接合の用途には不向きである。   Further, a method of irradiating active species in plasma is disclosed (for example, see Patent Document 1). In this method, the ability to prevent active species from entering due to elastic collision with atoms constituting the sample is large, and heating in an extremely shallow region is possible. However, the method of causing the active species to collide has a large mass of the active species and induces damage on the surface of the element. Therefore, this method is not suitable for the application of an ultra-shallow junction having a depth of 50 nm or less.

この点、電子を照射する方法は有効である。電子を所定の電圧で加速して照射した場合、固体中では電子の侵入長を極めて短く制御できるからである。例えば、電圧が1keV以下での電子の平均自由行程1nm以下である。   In this respect, the method of irradiating electrons is effective. This is because when the electrons are accelerated and irradiated with a predetermined voltage, the penetration depth of the electrons can be controlled to be extremely short in the solid. For example, the mean free path of electrons at a voltage of 1 keV or less is 1 nm or less.

電子を照射する方法の電子源としては、プラズマ中に発生する電子の照射が開示されている(例えば、特許文献2、3参照)。
特開2003−68666号公報 特開平8−165563号公報 特開2001−28343号公報
As an electron source for the method of irradiating electrons, irradiation of electrons generated in plasma is disclosed (for example, see Patent Documents 2 and 3).
JP 2003-68666 A JP-A-8-165563 JP 2001-28343 A

しかしながら、特開平8-165563号公報では、表面温度の制御に放射温度計が用いられており、表面からどの程度の深さまでが正確に加熱されているかの制御性に欠ける。   However, JP-A-8-165563 uses a radiation thermometer for controlling the surface temperature, and lacks controllability to what extent the surface is heated accurately.

一方、特開2001-28343号公報では、プラズマ源とグリッド電極を対向させ、グリッド電極に正の電位を印加させている。そして、グリッド電極を通過した電子をガスに照射させプラズマ化し、基板の処理を施す装置構成が開示されている。   On the other hand, in Japanese Patent Laid-Open No. 2001-28343, a plasma source and a grid electrode are opposed to each other, and a positive potential is applied to the grid electrode. And the apparatus structure which irradiates the electron which passed the grid electrode to gas, plasmifies, and processes a board | substrate is disclosed.

このような構成では、基板がグリッド電極の下方に配置されているため、基板の直上においては、均一な電界が形成されず、電子の衝突散乱によるエネルギー分布が大きくなる。さらに、プラズマ源として、アーク放電を用いているため、プラズマ源の電子密度に分布が生じ、基板への均一な量の電子照射ができないという問題がある。また、100V以下の低電圧加速において、グリッド電極への電子流入により、試料への照射量を十分に得ることが難しい。   In such a configuration, since the substrate is disposed below the grid electrode, a uniform electric field is not formed immediately above the substrate, and the energy distribution due to collisional scattering of electrons increases. Furthermore, since arc discharge is used as the plasma source, there is a problem in that the electron density of the plasma source is distributed, and a uniform amount of electrons cannot be irradiated onto the substrate. In addition, in low voltage acceleration of 100 V or less, it is difficult to obtain a sufficient dose for the sample due to the inflow of electrons to the grid electrode.

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、基板表面の加熱処理に関し、制御性に優れた基板表面加熱装置及びその加熱方法を提供することを目的とする。   This invention is made | formed in view of such a point, It aims at providing the substrate surface heating apparatus excellent in controllability, and its heating method regarding the heat processing of a substrate surface.

本発明では上記課題を解決するために、加速された電子を基板表面に照射させて基板表面を加熱する基板表面加熱装置において、真空容器内に配置した電極間で気体を放電させ、前記電極間に電子を生成する電子生成手段と、前記電子を前記真空容器内に設置した基板の表面に照射するために、前記電極及び前記基板に直流バイアスを印加するバイアス印加手段と、照射された前記電子の量を電流値として読み取り、電流値を積算することによって前記基板への前記電子の照射量を制御する照射制御手段と、を有することを特徴とする基板表面加熱装置が提供される。   In the present invention, in order to solve the above-described problem, in a substrate surface heating apparatus that heats the substrate surface by irradiating the substrate surface with accelerated electrons, gas is discharged between the electrodes arranged in a vacuum vessel, Electron generating means for generating electrons, bias applying means for applying a DC bias to the electrodes and the substrate to irradiate the electrons on the surface of the substrate installed in the vacuum vessel, and the irradiated electrons There is provided a substrate surface heating apparatus, comprising: an irradiation control means for controlling the irradiation amount of the electrons to the substrate by reading the amount of the current as a current value and integrating the current value.

また、本発明では、加速された電子を基板表面に照射させて基板表面を加熱する基板表面加熱方法において、真空容器内に配置した電極間で気体を放電させ、前記電極間に電子を生成するステップと、前記電子を前記真空容器内に設置した基板の表面に照射するために、前記電極及び前記基板に直流バイアスを印加するステップと、照射された前記電子の量を電流値として読み取り、電流値を積算することによって前記基板への前記電子の照射量を制御するステップと、を有することを特徴とする基板表面加熱方法が提供される。   In the present invention, in the substrate surface heating method of irradiating the substrate surface with accelerated electrons to heat the substrate surface, gas is discharged between the electrodes arranged in the vacuum vessel, and electrons are generated between the electrodes. A step of applying a DC bias to the electrode and the substrate to irradiate the surface of the substrate placed in the vacuum vessel with the electrons, and reading the amount of the irradiated electrons as a current value, And a step of controlling the irradiation amount of the electrons to the substrate by integrating the values.

これらの基板表面加熱装置、基板表面加熱方法では、真空容器内に配置した電極間で気体が放電され、電極間に電子が生成される。電極及び真空容器内に設置した基板には、直流バイアスが印加され、直流バイアスを印加することによって生じた直流電界中で電子が加速され、基板の表面に照射される。そして、照射された電子の量を電流値として読み取り、電流値を積算することによって基板への電子の照射量が制御される。   In these substrate surface heating apparatuses and substrate surface heating methods, gas is discharged between the electrodes arranged in the vacuum vessel, and electrons are generated between the electrodes. A DC bias is applied to the electrode and the substrate placed in the vacuum vessel, and electrons are accelerated in a DC electric field generated by applying the DC bias, and are irradiated onto the surface of the substrate. Then, the amount of electrons irradiated onto the substrate is controlled by reading the amount of irradiated electrons as a current value and integrating the current values.

本発明では、基板表面加熱装置、基板表面加熱方法において、真空容器内に配置した電極間で気体を放電させ、電極間に電子を生成させた。電極及び真空容器内に設置した基板には、直流バイアスを印加し、直流バイアスを印加することによって生じた直流電界中で電子を加速させ、基板の表面に照射した。そして、照射された電子の量を電流値として読み取り、電流値を積算することによって基板への電子の照射量を制御するようにした。   In the present invention, in the substrate surface heating apparatus and the substrate surface heating method, gas is discharged between the electrodes arranged in the vacuum vessel, and electrons are generated between the electrodes. A DC bias was applied to the electrode and the substrate placed in the vacuum vessel, and electrons were accelerated in a DC electric field generated by applying the DC bias, and the surface of the substrate was irradiated. Then, the amount of electrons irradiated is read as a current value, and the amount of electrons irradiated onto the substrate is controlled by integrating the current value.

これにより、加速された電子を基板表面に照射させて基板表面を加熱する基板表面加熱装置及びその加熱方法において、加熱される深さ及び表面温度について制御性に優れた基板表面加熱装置及びその加熱方法の実現が可能になる。   Accordingly, in the substrate surface heating apparatus and the heating method for irradiating the substrate surface with accelerated electrons to heat the substrate surface, the substrate surface heating apparatus having excellent controllability with respect to the depth and surface temperature to be heated and the heating thereof Realization of the method becomes possible.

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して詳細に説明する。
最初に第1の実施の形態について説明する。
図1は基板表面加熱装置の基本構造を説明する要部断面模式図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
First, the first embodiment will be described.
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of an essential part for explaining the basic structure of a substrate surface heating apparatus.

基板表面加熱装置10は、枚葉式の装置であり、真空容器11の上部に対向電極12が配置されている。対向電極12には、電源13が接続され、対向電極12で気体を放電させ、真空容器11に電子を生成する。そして、電源13には直流電源であるプラズマ基準電源14が接続され、プラズマ空間電位をプラズマ基準電源14により調整することができる。真空容器11は接地されている。尚、電源13は直流電源または交流電源のいずれでもよい。   The substrate surface heating device 10 is a single-wafer type device, and a counter electrode 12 is disposed on an upper portion of a vacuum vessel 11. A power source 13 is connected to the counter electrode 12, and gas is discharged by the counter electrode 12 to generate electrons in the vacuum container 11. A plasma reference power supply 14 that is a DC power supply is connected to the power supply 13, and the plasma space potential can be adjusted by the plasma reference power supply 14. The vacuum vessel 11 is grounded. The power source 13 may be either a DC power source or an AC power source.

真空容器11の側部には、真空容器11内に放電用のガスを供給するためのガス導入口15と、ガスを排気するためのガス排気口16が設けられている。
真空容器11の下部には、基板支持台17が設置され、基板支持台17の上に基板18が設置されている。基板支持台17は、基板バイアス電源19に接続され、基板18に直流バイアスを印加できるようになっている。具体的には、プラズマ空間電位に対し、基板18が正の電位となるように、基板支持台17に直流バイアスを印加する。また、基板支持台17には例えば、抵抗過熱型ヒータやチラーからの冷媒を流すことが可能な金属配管を埋め込むことで、必要に応じて基板18全体の温度を室温以上、または以下に制御することができる。基板18の上には、シャッタ20が設置されている。
A gas inlet 15 for supplying a discharge gas into the vacuum vessel 11 and a gas exhaust port 16 for exhausting the gas are provided on the side of the vacuum vessel 11.
A substrate support 17 is installed below the vacuum vessel 11, and a substrate 18 is installed on the substrate support 17. The substrate support 17 is connected to a substrate bias power source 19 so that a DC bias can be applied to the substrate 18. Specifically, a DC bias is applied to the substrate support 17 so that the substrate 18 is at a positive potential with respect to the plasma space potential. Further, for example, a metal pipe capable of flowing a refrigerant from a resistance superheater heater or a chiller is embedded in the substrate support base 17, so that the temperature of the entire substrate 18 is controlled to be above or below room temperature as necessary. be able to. A shutter 20 is installed on the substrate 18.

基板バイアス電源19と接地間には、電流計21が設けられている。電流計21で計測され、読み取られた電流値は、信号経路を介してコントローラ22に送信される。そして、コントローラ22は、受信した電流値の積算量をもとに、制御信号をプラズマ基準電源14、基板バイアス電源19、シャッタ20に送信し、プラズマ基準電位、基板のバイアス、シャッタの状態を制御する。   An ammeter 21 is provided between the substrate bias power source 19 and the ground. The current value measured and read by the ammeter 21 is transmitted to the controller 22 via the signal path. Then, the controller 22 transmits a control signal to the plasma reference power source 14, the substrate bias power source 19, and the shutter 20 based on the integrated amount of the received current value, and controls the plasma reference potential, the substrate bias, and the shutter state. To do.

次に、基板18に電子を照射させ、加熱する深さ、表面温度を制御する方法について説明する。
図2は基板表面温度を制御する方法を説明するフロー図である。
Next, a method for irradiating the substrate 18 with electrons and controlling the heating depth and surface temperature will be described.
FIG. 2 is a flowchart illustrating a method for controlling the substrate surface temperature.

基板18を加熱する深さ、表面温度の制御は、基板の表面に照射される電子の照射時間を変化させ、照射量を直接的に計量することによって制御する。
先ず、シャッタ20を閉じたまま、放電用のガスとして、例えば希ガスであるAr(アルゴン)ガスをガス導入口15から導入する。そして、真空容器11内の雰囲気を所定の圧力に維持できるようにガス排気口16からArガスを排気する。例えば、Ar雰囲気の圧力を30Paとなるように、Arガスを導入、排気する。
The depth and surface temperature for heating the substrate 18 are controlled by changing the irradiation time of electrons irradiated on the surface of the substrate and directly measuring the irradiation amount.
First, with the shutter 20 closed, for example, Ar (argon) gas, which is a rare gas, is introduced from the gas inlet 15 as a discharge gas. And Ar gas is exhausted from the gas exhaust port 16 so that the atmosphere in the vacuum vessel 11 can be maintained at a predetermined pressure. For example, Ar gas is introduced and exhausted so that the pressure in the Ar atmosphere is 30 Pa.

電源13から対向電極12に直流電圧を400V印加し、Arガスを放電させ、対向電極12間に低温プラズマを発生させ、真空容器11内に電子を生成させる(ステップS1)。   A DC voltage of 400 V is applied from the power source 13 to the counter electrode 12 to discharge Ar gas, to generate low-temperature plasma between the counter electrodes 12, and to generate electrons in the vacuum vessel 11 (step S1).

プラズマ放電条件については、放電の安定性を確保するために、ガスの種類、圧力、放電電圧については固定する。尚、この基板表面加熱装置10では、プラズマ中心から基板表面までの距離は、例えば45cmである。そして、目的とする加熱の深さ、表面温度をコントローラ22に入力する。   Regarding the plasma discharge conditions, the gas type, pressure, and discharge voltage are fixed in order to ensure the stability of the discharge. In the substrate surface heating apparatus 10, the distance from the plasma center to the substrate surface is 45 cm, for example. Then, the target heating depth and surface temperature are input to the controller 22.

次に、入力した加熱の深さ、表面温度からコントローラ22の演算部に格納されているデータベースをもとに、コントローラ22内の演算によって基板バイアス電源19及びプラズマ基準電源14のバイアス値が決定される。   Next, the bias values of the substrate bias power supply 19 and the plasma reference power supply 14 are determined by the calculation in the controller 22 based on the database stored in the calculation unit of the controller 22 from the input heating depth and surface temperature. The

これらのバイアス値は制御信号に変換され、制御手段によって基板バイアス電源19及びプラズマ基準電源14が制御される。
そして、電子を真空容器11内に設置した基板18の表面に照射するために、対向電極12及び基板18に直流バイアスが印加される(ステップS2)。
These bias values are converted into control signals, and the substrate bias power source 19 and the plasma reference power source 14 are controlled by the control means.
A direct current bias is applied to the counter electrode 12 and the substrate 18 in order to irradiate the surface of the substrate 18 installed in the vacuum vessel 11 with electrons (step S2).

即ち、プラズマ基準電源14によるプラズマ空間電位、基板バイアス電源19による基板18の直流バイアスの調整によって、プラズマ空間電位に対して、基板18が正の電位となるように直流電界が形成する。   That is, by adjusting the plasma space potential by the plasma reference power source 14 and the DC bias of the substrate 18 by the substrate bias power source 19, a DC electric field is formed so that the substrate 18 becomes a positive potential with respect to the plasma space potential.

そして、プラズマ空間電位に対して、基板18が正の電位の条件では、プラズマ中の電子が基板18の方向へ加速する(ステップS3)。ここで、基板18に入射する電子は、その電位差(プラズマ空間電位と基板バイアス電位との電位差)で加速されたエネルギーを有している。   Then, under the condition that the substrate 18 is positive with respect to the plasma space potential, electrons in the plasma are accelerated toward the substrate 18 (step S3). Here, the electrons incident on the substrate 18 have energy accelerated by the potential difference (potential difference between the plasma space potential and the substrate bias potential).

そして、シャッタ20を開状態にし、基板18の表面に電子を照射する。照射された全ての電子量が電流値として電流計21で測定され、照射量がコントローラ22内で積算される。   Then, the shutter 20 is opened, and the surface of the substrate 18 is irradiated with electrons. All the irradiated electron quantities are measured by the ammeter 21 as current values, and the irradiation quantities are integrated in the controller 22.

コントローラ22内のデータベースには、所定の電位差で加速された電子の照射量と、所定の加熱される深さ、表面温度の関係が格納されている。そして、電子の照射量(電流値×照射時間)を積算しながら、目標の温度に到達した時点で基板バイアス電源21及びプラズマ基準電源14をオフ状態またはシャッタを閉状態にする。即ち、所定の電位差で加速された電子の基板18への照射量が制御される(ステップS4)。   The database in the controller 22 stores the relationship between the electron irradiation accelerated by a predetermined potential difference, the predetermined heating depth, and the surface temperature. Then, while integrating the electron irradiation amount (current value × irradiation time), the substrate bias power source 21 and the plasma reference power source 14 are turned off or the shutter is closed when the target temperature is reached. That is, the irradiation amount to the substrate 18 of electrons accelerated by a predetermined potential difference is controlled (step S4).

図3は電子照射条件と加熱の深さ及び表面温度の関係を説明する図である。
この図は、照射条件が1〜4の場合について、加熱の深さ(加熱領域)と表面温度をシミュレーションにより算出した。計算をする際に、表面温度は照射する電子のエネルギーが加熱する深さにおいて全て熱に変換するものとして算出した。また基板全体の温度は計算を簡略化するために室温とした。電流については実測により求めた。尚、図3に示すデータは、コントローラ22の演算部に格納されているデータベースの一例であり、このデータ以外の照射条件のデータがコントローラ22内に格納されている。
FIG. 3 is a diagram for explaining the relationship between electron irradiation conditions, heating depth and surface temperature.
In this figure, the heating depth (heating region) and the surface temperature were calculated by simulation for the irradiation conditions of 1 to 4. In the calculation, the surface temperature was calculated on the assumption that all the energy of the irradiated electrons was converted into heat at the depth of heating. The temperature of the entire substrate was set to room temperature to simplify the calculation. The current was obtained by actual measurement. The data shown in FIG. 3 is an example of a database stored in the calculation unit of the controller 22, and irradiation condition data other than this data is stored in the controller 22.

この図から、電位差が+10V(プラズマ空間電位に対し、基板バイアス電源+10V)の場合、電流値が13μA/cm2で1.5秒間、電子を基板18の表面に照射させると、電子の照射量の増加に伴い、加熱される深さは2nmで、基板18の表面が25℃から541℃まで上昇する。3.0秒の照射では、電子の照射量の増加に伴い、加熱される深さは2nmで、基板18の表面が25℃から1050℃まで上昇する。 From this figure, when the potential difference is +10 V (substrate bias power supply +10 V with respect to the plasma space potential), when the surface of the substrate 18 is irradiated with electrons at a current value of 13 μA / cm 2 for 1.5 seconds, the electron irradiation amount As the temperature increases, the heated depth is 2 nm, and the surface of the substrate 18 rises from 25 ° C. to 541 ° C. In the irradiation for 3.0 seconds, the heating depth is 2 nm and the surface of the substrate 18 rises from 25 ° C. to 1050 ° C. as the electron irradiation amount increases.

また、電位差が+15Vの場合、電流値が17μA/cm2で0.4秒間、電子を基板18の表面に照射させると、電子の照射量の増加に伴い、加熱される深さは1nmで、基板18の表面が25℃から599℃まで上昇する。0.8秒の照射では、電子の照射量の増加に伴い、加熱される深さは1nmで、基板18の表面が25℃から1170℃まで上昇する。 In addition, when the potential difference is + 15V, when the surface of the substrate 18 is irradiated with electrons at a current value of 17 μA / cm 2 for 0.4 seconds, the heating depth is 1 nm as the electron irradiation amount increases. The surface of the substrate 18 rises from 25 ° C. to 599 ° C. With 0.8 second irradiation, the heating depth is 1 nm and the surface of the substrate 18 rises from 25 ° C. to 1170 ° C. as the electron irradiation amount increases.

そして、上述したように、加熱温度が目標の温度に到達した時点で基板バイアス電源19及びプラズマ基準電源14をオフ状態またはシャッタを閉状態にする。即ち、所定の電位差で加速された電子の照射量を計量することによって、加熱する深さと表面温度を制御することができる。   Then, as described above, when the heating temperature reaches the target temperature, the substrate bias power source 19 and the plasma reference power source 14 are turned off or the shutter is closed. That is, the heating depth and the surface temperature can be controlled by measuring the irradiation amount of electrons accelerated by a predetermined potential difference.

このような方法によれば、プラズマ源と基板表面の間に直流電界を形成させ、且つ、所定の電位差で加速された電子の照射量を電流計で直接的に計量しているので、加熱の深さ、表面温度を正確に制御することができる。特に、プラズマ状態にわずかな変動が生じ、プラズマ中の電子密度に変動が生じても、所定の電位差で加速された電子の照射量を電流計で直接的に計量しているので、原子層オーダーで加熱する深さ、表面温度を正確に制御することができる。   According to such a method, since a direct current electric field is formed between the plasma source and the substrate surface, and the irradiation amount of electrons accelerated by a predetermined potential difference is directly measured by an ammeter, Depth and surface temperature can be accurately controlled. In particular, even if slight fluctuations occur in the plasma state and fluctuations occur in the electron density in the plasma, the irradiation amount of electrons accelerated by a predetermined potential difference is directly measured by an ammeter, so atomic layer order The heating depth and surface temperature can be accurately controlled.

次に、第2の実施の形態について説明する。第2の実施の形態の説明では、図1と同一の要素については、同一の符号を付し、その詳細の説明については省略する。
図4は基板表面加熱装置の変形例を説明する要部断面模式図である。
Next, a second embodiment will be described. In the description of the second embodiment, the same elements as those in FIG. 1 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of an essential part for explaining a modification of the substrate surface heating apparatus.

基板18を加熱する深さ、表面温度の制御は、バイパスライン23a、23b、23cの少なくとも一つを選択することにより基板の表面に照射される電子の通過距離を変化させ、照射量を直接的に計量することによって制御する。この制御では、バイパスラインとしての距離が長くなる程、基板18付近の電離した電子密度が減少し、基板18に入射する電子量が減少するという性質を利用する。   Control of the depth and surface temperature at which the substrate 18 is heated can be achieved by changing the passing distance of electrons irradiated on the surface of the substrate by selecting at least one of the bypass lines 23a, 23b and 23c, and directly changing the irradiation amount. Control by weighing into. This control utilizes the property that the ionized electron density near the substrate 18 decreases and the amount of electrons incident on the substrate 18 decreases as the distance as the bypass line increases.

この基板表面加熱装置30では、図1に示す部材の要素の他、真空容器11の側部に複数のバイパスライン23a、23b、23cが設けられている。また、真空容器11の中部には、真空容器11を上部と下部を離隔するバルブ24が設けられ、放電中は閉状態とする。真空容器11の下部には、真空容器11内のガスを排気するガス排気口25が設けられている。   In the substrate surface heating device 30, a plurality of bypass lines 23 a, 23 b, and 23 c are provided on the side of the vacuum vessel 11 in addition to the elements of the members shown in FIG. 1. In addition, a bulb 24 that separates the upper and lower parts of the vacuum vessel 11 is provided in the middle of the vacuum vessel 11 and is closed during discharge. A gas exhaust port 25 for exhausting the gas in the vacuum vessel 11 is provided at the lower portion of the vacuum vessel 11.

そして、基板バイアス電源19と接地間に電流計21が設けられ、電流計21で計測された電流値は、信号経路を介してコントローラ22に送信される。
コントローラ22は、受信した電流値をもとに、制御信号をプラズマ基準電源14、基板バイアス電源19、シャッタ20に送信し、プラズマ基準電位、基板のバイアス、シャッタの状態を制御する。さらに、コントローラ22は、制御信号を複数のバイパスライン23a、23b、23cに送信し、複数のバイパスライン23a、23b、23cの少なくとも一つが選択される。
An ammeter 21 is provided between the substrate bias power source 19 and the ground, and the current value measured by the ammeter 21 is transmitted to the controller 22 via the signal path.
Based on the received current value, the controller 22 transmits a control signal to the plasma reference power supply 14, the substrate bias power supply 19, and the shutter 20, and controls the plasma reference potential, the substrate bias, and the shutter state. Further, the controller 22 transmits a control signal to the plurality of bypass lines 23a, 23b, and 23c, and at least one of the plurality of bypass lines 23a, 23b, and 23c is selected.

次に、基板18に電子を照射させ、加熱する深さ、表面温度を制御する方法について説明する。
先ず、シャッタ20を閉じたまま、放電用のガスとして、例えば希ガスであるArガスをガス導入口15から導入する。真空容器11内の雰囲気を所定の圧力に維持できるようにガス排気口16からArガスを排気する。例えば、Ar雰囲気の圧力を30Paとなるように、Arガスを導入、排気する。
Next, a method for irradiating the substrate 18 with electrons and controlling the heating depth and surface temperature will be described.
First, Ar gas that is a rare gas, for example, is introduced from the gas inlet 15 as a discharge gas while the shutter 20 is closed. Ar gas is exhausted from the gas exhaust port 16 so that the atmosphere in the vacuum vessel 11 can be maintained at a predetermined pressure. For example, Ar gas is introduced and exhausted so that the pressure in the Ar atmosphere is 30 Pa.

電源13から対向電極12に直流電圧を例えば、400V印加しArガスを放電させ、対向電極12間に、例えば低温プラズマを発生させ、電子を生成させる。ここで、プラズマ放電条件については、放電の安定性を確保するために、ガスの種類、圧力、放電電圧については固定させる。そして、目的とする加熱の深さ、表面温度をコントローラ22に入力する。   A DC voltage, for example, 400 V is applied from the power source 13 to the counter electrode 12 to discharge Ar gas, and for example, low temperature plasma is generated between the counter electrodes 12 to generate electrons. Here, with respect to the plasma discharge conditions, the gas type, pressure, and discharge voltage are fixed in order to ensure the stability of the discharge. Then, the target heating depth and surface temperature are input to the controller 22.

次に、入力した加熱の深さ、表面温度からコントローラ22内に格納されているデータベースをもとに、コントローラ22内の演算によって基板バイアス電源19及びプラズマ基準電源14のバイアス値、照射時間、バイパスライン23a、23b、23cの少なくとも一つが決定される。ここで、同一のバイアス値、同一の照射時間でも、バイパスライン23aを選択する場合に比べ、バイパスライン23cを選択した方が、その距離が長い分、電子密度が減少し、表面温度をより低く制御することができる。   Next, based on a database stored in the controller 22 based on the input heating depth and surface temperature, the bias values of the substrate bias power supply 19 and the plasma reference power supply 14, irradiation time, and bypass are calculated by the calculation in the controller 22. At least one of the lines 23a, 23b, 23c is determined. Here, even when the same bias value and the same irradiation time are used, when the bypass line 23c is selected, the electron density decreases and the surface temperature is lower when the bypass line 23c is selected because the distance is longer. Can be controlled.

バイアス値は制御信号に変換され、制御手段によって基板バイアス電源19及びプラズマ基準電源14が制御される。
そして、電子を真空容器11内に設置した基板18の表面に照射するために、対向電極12及び基板18に直流バイアスが印加される。
The bias value is converted into a control signal, and the substrate bias power source 19 and the plasma reference power source 14 are controlled by the control means.
A direct current bias is applied to the counter electrode 12 and the substrate 18 in order to irradiate the surface of the substrate 18 installed in the vacuum vessel 11 with electrons.

即ち、プラズマ基準電源14によるプラズマ空間電位、基板バイアス電源19による基板18のバイアスの調整によって、プラズマ空間電位に対して、基板18が正の電位となるようにする。そして、プラズマ空間電位に対して、基板18が正の電位の条件では、プラズマ中の電子がバイパスライン23a、23b、23cの少なくとも一つを通して基板18の方向へ加速する。基板18に入射する電子は、その電位差(プラズマ空間電位と基板バイアス電位との電位差)で加速されたエネルギーを有している。   That is, by adjusting the plasma space potential by the plasma reference power source 14 and the bias of the substrate 18 by the substrate bias power source 19, the substrate 18 becomes positive with respect to the plasma space potential. Then, when the substrate 18 is at a positive potential with respect to the plasma space potential, electrons in the plasma are accelerated toward the substrate 18 through at least one of the bypass lines 23a, 23b, and 23c. The electrons incident on the substrate 18 have energy accelerated by the potential difference (potential difference between the plasma space potential and the substrate bias potential).

そして、シャッタ20を開状態にし、基板18の表面にバイパスライン23a、23b、23cの少なくとも一つを通して照射される電子が電流値として電流計21で測定され、照射量がコントローラ22内で積算される。   Then, the shutter 20 is opened, the electrons irradiated on the surface of the substrate 18 through at least one of the bypass lines 23a, 23b, and 23c are measured by the ammeter 21 as a current value, and the irradiation amount is integrated in the controller 22. The

コントローラ22内の演算部のデータベースには、電位差で加速された電子の照射量と、加熱する深さ、表面温度、対向電極12と基板18間距離(バイパスライン)の関係が格納されている。そして、電子の照射量(電流値×照射時間)を積算しながら、目標の温度に到達した時点で基板バイアス電源19及びプラズマ基準電源14をオフ状態またはシャッタを閉状態にする。   The database of the calculation unit in the controller 22 stores the relationship between the electron irradiation accelerated by the potential difference, the heating depth, the surface temperature, and the distance between the counter electrode 12 and the substrate 18 (bypass line). Then, while integrating the electron irradiation amount (current value × irradiation time), when the target temperature is reached, the substrate bias power source 19 and the plasma reference power source 14 are turned off or the shutter is closed.

図5は電子照射条件と加熱の深さ及び表面温度の関係を説明する図である。
この図に示すように、電位差が+15V(プラズマ空間電位に対し、基板バイアス電源+15V)の場合、バイパスラインのいずれかを選択した場合の、電子照射による電流値を23aで1μA/cm2、23bで0.5μA/cm2、23cで0.25μA/cm2と仮定すると、10秒間の電子照射で、表面から深さ1nmの領域が、室温25℃からそれぞれ850、450、250℃まで加熱される。
FIG. 5 is a diagram for explaining the relationship between electron irradiation conditions, heating depth, and surface temperature.
As shown in this figure, when the potential difference is +15 V (substrate bias power supply +15 V with respect to the plasma space potential), when any of the bypass lines is selected, the current value by electron irradiation at 23 a is 1 μA / cm 2 , 23 b Assuming 0.5 μA / cm 2 at 25 ° C. and 0.25 μA / cm 2 at 23c, a region 1 nm deep from the surface is heated from 25 ° C. to 850, 450 and 250 ° C., respectively, by electron irradiation for 10 seconds. The

このような方法によれば、プラズマ放電条件、例えばガスの種類、圧力、放電電圧については固定させた状態で、バイパスライン23a、23b、23cの少なくとも一つを選択することにより、基板18の表面に到達する電子密度を変化させ、加熱する深さ、表面温度を制御することができる。   According to such a method, the surface of the substrate 18 is selected by selecting at least one of the bypass lines 23a, 23b, and 23c in a state where the plasma discharge conditions, for example, the type of gas, the pressure, and the discharge voltage are fixed. It is possible to control the depth of heating and the surface temperature by changing the electron density reaching the temperature.

即ち、プラズマ放電条件を変動させることなく、同一の放電条件で維持させたまま、バイパスライン23a、23b、23cのいずれかを選択することにより、対向電極12から基板18の表面までの電子の通過距離を変化させることにより、基板18の表面に到達する電子密度を変化させ、加熱する深さ、表面温度を制御することができる。   That is, the passage of electrons from the counter electrode 12 to the surface of the substrate 18 can be performed by selecting any of the bypass lines 23a, 23b, and 23c while maintaining the same discharge conditions without changing the plasma discharge conditions. By changing the distance, the electron density reaching the surface of the substrate 18 can be changed, and the heating depth and surface temperature can be controlled.

次に、第3の実施の形態について説明する。第3の実施の形態の説明では、図1、2と同一の要素については、同一の符号を付し、その詳細の説明については省略する。
図6は基板表面加熱装置の変形例を説明する要部断面模式図である。
Next, a third embodiment will be described. In the description of the third embodiment, the same elements as those in FIGS. 1 and 2 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof is omitted.
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view of an essential part for explaining a modification of the substrate surface heating apparatus.

基板18を加熱する深さ、表面温度の制御は、基板支持台17の位置を移動させることにより基板の表面に照射される電子の通過距離を変化させ、照射量を直接的に計量することによって制御する。この制御では、プラズマ源と基板18の距離が長くなる程、電子の真空容器11の内壁への衝突頻度が増大し、基板18に入射する電子密度が減少するという性質を利用する。   The depth and surface temperature of the substrate 18 are controlled by moving the position of the substrate support 17 to change the passing distance of electrons irradiated on the surface of the substrate and directly measuring the irradiation amount. Control. In this control, the longer the distance between the plasma source and the substrate 18, the higher the frequency of collision of electrons with the inner wall of the vacuum vessel 11 and the lower the density of electrons incident on the substrate 18.

この基板表面加熱装置40では、図1に示す部材の要素の他、基板支持台17が上下に移動できるようになっている。
そして、基板バイアス電源19と接地間に電流計21が設けられ、電流計21で計測された電流値は、信号経路を介してコントローラ22に送信される。
In this substrate surface heating device 40, the substrate support 17 can be moved up and down in addition to the elements shown in FIG.
An ammeter 21 is provided between the substrate bias power source 19 and the ground, and the current value measured by the ammeter 21 is transmitted to the controller 22 via the signal path.

コントローラ22は、受信した電流値をもとに、制御信号をプラズマ基準電源14、基板バイアス電源19、シャッタ20に送信し、プラズマ基準電位、基板のバイアス、シャッタ20の状態を制御する。さらに、コントローラ22は、制御信号を基板支持台17に送信し、その上下方向の位置を制御することができる。   Based on the received current value, the controller 22 transmits a control signal to the plasma reference power source 14, the substrate bias power source 19, and the shutter 20 to control the plasma reference potential, the substrate bias, and the state of the shutter 20. Furthermore, the controller 22 can transmit a control signal to the substrate support base 17 to control the vertical position thereof.

次に、基板18に電子を照射させ、加熱する深さ、表面温度を制御する方法について説明する。
先ず、シャッタ20を閉じたまま、放電用のガスとして、例えば希ガスであるArガスをガス導入口15から導入する。真空容器11内の雰囲気を所定の圧力に維持できるようにガス排気口16からArガスを排気する。例えば、Ar雰囲気の圧力を30Paとなるように、Arガスを導入、排気する。
Next, a method for irradiating the substrate 18 with electrons and controlling the heating depth and surface temperature will be described.
First, Ar gas that is a rare gas, for example, is introduced from the gas inlet 15 as a discharge gas while the shutter 20 is closed. Ar gas is exhausted from the gas exhaust port 16 so that the atmosphere in the vacuum vessel 11 can be maintained at a predetermined pressure. For example, Ar gas is introduced and exhausted so that the pressure in the Ar atmosphere is 30 Pa.

電源13から対向電極12に直流電圧を400V印加し、Arガスを放電させ、対向電極12間に、例えば低温プラズマを発生させ、電子を生成させる。ここで、プラズマ放電条件については、放電の安定性を確保するために、ガスの種類、圧力、放電電圧については固定させる。そして、目的とする加熱の深さ、表面温度をコントローラ22に入力する。   A DC voltage of 400 V is applied from the power source 13 to the counter electrode 12 to discharge Ar gas, and for example, low temperature plasma is generated between the counter electrodes 12 to generate electrons. Here, with respect to the plasma discharge conditions, the gas type, pressure, and discharge voltage are fixed in order to ensure the stability of the discharge. Then, the target heating depth and surface temperature are input to the controller 22.

次に、入力した加熱の深さ、表面温度からコントローラ22内に格納されているデータベースをもとに、コントローラ22内の演算によって基板バイアス電源19及びプラズマ基準電源14のバイアス値、照射時間、基板18の上下方向の位置が決定される。ここで、同一のバイアス値、同一の照射時間でも、プラズマ源と基板18が長い程、電子密度が減少し、表面温度をより低く制御することができる。   Next, based on a database stored in the controller 22 based on the input heating depth and surface temperature, the bias values of the substrate bias power source 19 and the plasma reference power source 14, the irradiation time, the substrate, and the like are calculated in the controller 22. 18 positions in the vertical direction are determined. Here, even with the same bias value and the same irradiation time, the longer the plasma source and the substrate 18, the lower the electron density and the lower the surface temperature.

バイアス値は制御信号に変換され、制御手段によって基板バイアス電源19及びプラズマ基準電源14が制御される。
そして、電子を真空容器11内に設置した基板18の表面に照射するために、対向電極12及び基板18に直流バイアスが印加される。
The bias value is converted into a control signal, and the substrate bias power source 19 and the plasma reference power source 14 are controlled by the control means.
A direct current bias is applied to the counter electrode 12 and the substrate 18 in order to irradiate the surface of the substrate 18 installed in the vacuum vessel 11 with electrons.

即ち、プラズマ基準電源14によるプラズマ空間電位、基板バイアス電源19による基板18のバイアスの調整によって、プラズマ空間電位に対して、基板18が正の電位となるようにする。そして、プラズマ空間電位に対して、基板18が正の電位の条件では、プラズマ中の電子が基板18の方向へ加速する。ここで、基板18に入射する電子は、その電位差(プラズマ空間電位と基板バイアス電位との電位差)で加速されたエネルギーを有している。   That is, by adjusting the plasma space potential by the plasma reference power source 14 and the bias of the substrate 18 by the substrate bias power source 19, the substrate 18 becomes positive with respect to the plasma space potential. When the substrate 18 is at a positive potential with respect to the plasma space potential, electrons in the plasma accelerate toward the substrate 18. Here, the electrons incident on the substrate 18 have energy accelerated by the potential difference (potential difference between the plasma space potential and the substrate bias potential).

そして、シャッタ20を開状態にし、位置が固定された基板18の表面に照射される電子が電流値として電流計21で測定され、照射量がコントローラ22内で積算される。
コントローラ22内のデータベースには、電位差で加速された電子の照射量と、加熱する深さ、表面温度、通過距離(プラズマ源と基板との距離)の関係が格納されている。そして、電子の照射量(電流値×照射時間)を積算しながら、目標の温度に到達した時点で基板バイアス電源19及びプラズマ基準電源14をオフ状態またはシャッタ20を閉状態にする。
Then, the shutter 20 is opened, the electrons irradiated on the surface of the substrate 18 whose position is fixed are measured by the ammeter 21 as a current value, and the irradiation amount is integrated in the controller 22.
The database in the controller 22 stores the relationship between the electron irradiation amount accelerated by the potential difference, the heating depth, the surface temperature, and the passing distance (the distance between the plasma source and the substrate). Then, while integrating the electron irradiation amount (current value × irradiation time), when the target temperature is reached, the substrate bias power supply 19 and the plasma reference power supply 14 are turned off or the shutter 20 is closed.

図7は電子照射条件と加熱の深さ及び表面温度の関係を説明する図である。
この図に示すように、電位差が+15Vの場合、対向電極12と基板18間の距離を50、45、40cmとしたときの、前述の通り電子密度はプラズマ電極から離れるほど低くなることから、電子照射による電流値をそれぞれ2μA/cm2、1μA/cm2、0.5μA/cm2と仮定すると、5秒間の電子照射で、表面から深さ1nmの領域が、室温25℃からそれぞれ850、450、250℃まで加熱される。
FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between electron irradiation conditions, heating depth, and surface temperature.
As shown in this figure, when the potential difference is +15 V, the electron density decreases with increasing distance from the plasma electrode as described above when the distance between the counter electrode 12 and the substrate 18 is 50, 45, and 40 cm. the current due to irradiation respectively 2μA / cm 2, 1μA / cm 2, assuming 0.5 .mu.A / cm 2, an electron irradiation for 5 seconds, a region of depth 1nm from the surface, respectively, from room temperature 25 ℃ 850,450 , Heated to 250 ° C.

このような方法によれば、プラズマ放電条件、例えばガスの種類、圧力、放電電圧については固定させた状態で、基板18の位置を移動させることにより、基板18の表面に到達する電子密度を変化させ、加熱する深さ、表面温度を制御することができる。   According to such a method, the density of electrons reaching the surface of the substrate 18 is changed by moving the position of the substrate 18 in a state where the plasma discharge conditions, for example, the type of gas, pressure, and discharge voltage are fixed. And the heating depth and surface temperature can be controlled.

即ち、プラズマ放電条件を変動させることなく、同一の放電条件で維持させたまま、基板18の位置を移動させ、対向電極12から基板18の表面までの電子の通過距離を変化させることにより、基板18の表面に到達する電子密度を変化させ、加熱する深さ、表面温度を制御することができる。   That is, the position of the substrate 18 is moved while maintaining the same discharge conditions without changing the plasma discharge conditions, and the passage distance of electrons from the counter electrode 12 to the surface of the substrate 18 is changed to thereby change the substrate. The electron density that reaches the surface of 18 can be changed, and the heating depth and surface temperature can be controlled.

尚、上記の説明で、具体的にプラズマ空間電位に対して基板18が正の電位となるように制御するには、プラズマ空間電位に対する基板18の電位差を変化させ、電位差と電流の特性を測定することにより行う。   In the above description, in order to specifically control the substrate 18 to be positive with respect to the plasma space potential, the potential difference of the substrate 18 with respect to the plasma space potential is changed, and the characteristics of the potential difference and current are measured. To do.

例えば、電流計21で計量された電流が0(A)の場合は、プラズマ空間電位と基板18の電位が等電位にある。一方、負電流が流れた場合は、基板18の電位がプラズマ空間電位に対して正の電位となる。そして、その電位差と電流の特性を測定し、所定の電位差をプラズマ基準電源14、基板バイアス電源19の調整により決定する。このような方法により、正確にプラズマ空間電位と基板18の電位差を求めることができる。   For example, when the current measured by the ammeter 21 is 0 (A), the plasma space potential and the potential of the substrate 18 are equipotential. On the other hand, when a negative current flows, the potential of the substrate 18 becomes a positive potential with respect to the plasma space potential. Then, the potential difference and current characteristics are measured, and a predetermined potential difference is determined by adjusting the plasma reference power source 14 and the substrate bias power source 19. By such a method, the plasma space potential and the potential difference between the substrate 18 can be accurately obtained.

また、基板表面加熱装置10、30、40には、プラズマ放電用の電極として容量結合型の対向電極12を用いているが、電極の形状は特に容量結合型に限る必要はなく、誘導結合型でもよい。   Further, the substrate surface heating devices 10, 30, and 40 use the capacitively coupled counter electrode 12 as an electrode for plasma discharge, but the shape of the electrode is not limited to the capacitively coupled type. But you can.

また、上記の第1、2、3の実施の形態は、複数以上の実施の形態を組み合わせたものでもよい。これにより、より正確に加熱の深さ、表面温度の制御を行うことができる。
(付記1) 加速された電子を基板表面に照射させて前記基板表面を加熱する基板表面加熱装置において、
真空容器内に配置した電極間で気体を放電させ、前記電極間に電子を生成する電子生成手段と、
前記電子を前記真空容器内に設置した基板の表面に照射するために、前記電極及び前記基板に直流バイアスを印加するバイアス印加手段と、
照射された前記電子の量を電流値として読み取り、電流値を積算することによって前記基板への前記電子の照射量を制御する照射制御手段と、
を有することを特徴とする基板表面加熱装置。
The first, second, and third embodiments may be a combination of a plurality of embodiments. Thereby, the depth of heating and the surface temperature can be controlled more accurately.
(Supplementary note 1) In a substrate surface heating apparatus that heats the substrate surface by irradiating the substrate surface with accelerated electrons,
An electron generating means for discharging gas between electrodes arranged in a vacuum vessel and generating electrons between the electrodes;
A bias applying means for applying a DC bias to the electrode and the substrate in order to irradiate the surface of the substrate placed in the vacuum container with the electrons;
An irradiation control means for controlling the irradiation amount of the electrons to the substrate by reading the amount of the irradiated electrons as a current value and integrating the current value;
A substrate surface heating apparatus comprising:

(付記2) 前記電子を前記真空容器内に設置した前記基板の表面に照射することによって加熱される基板表面の深さが1乃至2nmであることを特徴とする付記1記載の基板表面加熱装置。   (Supplementary note 2) The substrate surface heating apparatus according to supplementary note 1, wherein a depth of the substrate surface heated by irradiating the surface of the substrate placed in the vacuum vessel with the electrons is 1 to 2 nm. .

(付記3) 前記基板への前記電子の照射量を制御する照射制御手段においては、前記電極から前記基板の表面までの前記電子の通過距離を変化させることによって制御する手段であることを特徴とする付記1又は2記載の基板表面加熱装置。   (Supplementary note 3) The irradiation control means for controlling the irradiation amount of the electrons to the substrate is a means for controlling by changing the passing distance of the electrons from the electrode to the surface of the substrate. The substrate surface heating apparatus according to Supplementary Note 1 or 2, wherein:

(付記4) 前記電子の通過距離を変化させることによって制御する手段については、前記真空容器の側部に複数のバイパスラインの少なくとも一つを選択することによって制御する手段又は基板支持台が上下に移動させることによって制御する手段であることを特徴とする付記3記載の基板表面加熱装置。   (Additional remark 4) About the means to control by changing the passage distance of the said electron, the means to control by selecting at least one of several bypass lines in the side part of the said vacuum vessel, or a board | substrate support stand up and down The apparatus for heating a substrate surface according to supplementary note 3, which is means for controlling by moving the substrate surface.

(付記5) 前記基板への前記電子の照射量を制御する照射制御手段においては、照射時間によって照射量を制御することを特徴とする付記1乃至4のいずれか1項に記載の基板表面加熱装置。   (Supplementary note 5) The substrate surface heating according to any one of supplementary notes 1 to 4, wherein the irradiation control means for controlling the irradiation amount of the electrons to the substrate controls the irradiation amount according to an irradiation time. apparatus.

(付記6) 加速された電子を基板表面に照射させて前記基板表面を加熱する基板表面加熱方法において、
真空容器内に配置した電極間で気体を放電させ、前記電極間に電子を生成するステップと、
前記電子を前記真空容器内に設置した基板の表面に照射するために、前記電極及び前記基板に直流バイアスを印加するステップと、
照射された前記電子の量を電流値として読み取り、電流値を積算することによって前記基板への前記電子の照射量を制御するステップと、
を有することを特徴とする基板表面加熱方法。
(Supplementary Note 6) In the substrate surface heating method of heating the substrate surface by irradiating the substrate surface with accelerated electrons,
Discharging a gas between electrodes arranged in a vacuum vessel to generate electrons between the electrodes;
Applying a DC bias to the electrode and the substrate to irradiate the surface of the substrate placed in the vacuum vessel with the electrons;
Reading the amount of the irradiated electrons as a current value, and controlling the irradiation amount of the electrons to the substrate by integrating the current value;
A substrate surface heating method characterized by comprising:

(付記7) 前記電子を前記真空容器内に設置した前記基板の表面に照射することによって加熱される基板表面の深さが1乃至2nmであることを特徴とする付記6記載の基板表面加熱方法。   (Supplementary note 7) The substrate surface heating method according to supplementary note 6, wherein a depth of the substrate surface heated by irradiating the surface of the substrate placed in the vacuum vessel with the electrons is 1 to 2 nm. .

(付記8) 前記基板への前記電子の照射量を制御するステップにおいては、前記電極から前記基板の表面までの前記電子の通過距離を変化させることによって制御するステップであることを特徴とする付記6又は7記載の基板表面加熱方法。   (Supplementary Note 8) The step of controlling the irradiation amount of the electrons to the substrate is a step of controlling by changing a passing distance of the electrons from the electrode to the surface of the substrate. 8. The substrate surface heating method according to 6 or 7.

(付記9) 前記電子の通過距離を変化させることによって制御する場合において、前記真空容器の側部に複数のバイパスラインの少なくとも一つを選択することによって制御するステップまたは基板支持台が上下に移動させることによって制御するステップであることを特徴とする付記8記載の基板表面加熱方法。   (Supplementary Note 9) In the case of controlling by changing the electron passage distance, the step of controlling by selecting at least one of a plurality of bypass lines on the side of the vacuum vessel or the substrate support table moves up and down 9. The method of heating a substrate surface according to appendix 8, wherein the step of controlling is performed.

(付記10) 前記基板への前記電子の照射量を制御するステップにおいては、照射時間によって照射量を制御することを特徴とする付記6乃至9のいずれか1項に記載の基板表面加熱方法。   (Supplementary note 10) The substrate surface heating method according to any one of supplementary notes 6 to 9, wherein in the step of controlling the irradiation amount of the electrons to the substrate, the irradiation amount is controlled by an irradiation time.

基板表面加熱装置の基本構造を説明する要部断面模式図である。It is a principal part cross-sectional schematic diagram explaining the basic structure of a substrate surface heating apparatus. 基板表面温度を制御する方法を説明するフロー図である。It is a flowchart explaining the method of controlling a substrate surface temperature. 電子照射条件と加熱の深さ及び表面温度の関係を説明する図である(その1)。It is a figure explaining the relationship between electron irradiation conditions, the depth of heating, and surface temperature (the 1). 基板表面加熱装置の変形例を説明する要部断面模式図である(その1)。It is a principal part cross-sectional schematic diagram explaining the modification of a substrate surface heating apparatus (the 1). 電子照射条件と加熱の深さ及び表面温度の関係を説明する図である(その2)。It is a figure explaining the relationship between electron irradiation conditions, the depth of heating, and surface temperature (the 2). 基板表面加熱装置の変形例を説明する要部断面模式図である(その2)。It is a principal part cross-sectional schematic diagram explaining the modification of a substrate surface heating apparatus (the 2). 電子照射条件と加熱の深さ及び表面温度の関係を説明する図である(その3)。It is a figure explaining the relationship between electron irradiation conditions, the depth of heating, and surface temperature (the 3).

符号の説明Explanation of symbols

10、30、40 基板表面加熱装置
11 真空容器
12 対向電極
13 電源
14 プラズマ基準電源
15 ガス導入口
16、25 ガス排気口
17 基板支持台
18 基板
19 基板バイアス電源
20 シャッタ
21 電流計
22 コントローラ
23a、23b、23c バイパスライン
24 バルブ

10, 30, 40 Substrate surface heating device 11 Vacuum vessel 12 Counter electrode 13 Power source 14 Plasma reference power source 15 Gas introduction port 16, 25 Gas exhaust port 17 Substrate support stand 18 Substrate 19 Substrate bias power source 20 Shutter 21 Ammeter 22 Controller 23a, 23b, 23c Bypass line 24 Valve

Claims (5)

加速された電子を基板表面に照射させて前記基板表面を加熱する基板表面加熱装置において、
真空容器内に配置した電極間で気体を放電させ、前記電極間に電子を生成する電子生成手段と、
前記電子を前記真空容器内に設置した基板の表面に照射するために、前記電極及び前記基板に直流バイアスを印加するバイアス印加手段と、
照射された前記電子の量を電流値として読み取り、電流値を積算することによって前記基板への前記電子の照射量を制御する照射制御手段と、
を有することを特徴とする基板表面加熱装置。
In the substrate surface heating apparatus that irradiates the substrate surface with accelerated electrons and heats the substrate surface,
An electron generating means for discharging gas between electrodes arranged in a vacuum vessel and generating electrons between the electrodes;
A bias applying means for applying a DC bias to the electrode and the substrate in order to irradiate the surface of the substrate placed in the vacuum container with the electrons;
An irradiation control means for controlling the irradiation amount of the electrons to the substrate by reading the amount of the irradiated electrons as a current value and integrating the current value;
A substrate surface heating apparatus comprising:
前記基板への前記電子の照射量を制御する照射制御手段においては、前記電極から前記基板の表面までの前記電子の通過距離を変化させることによって制御する手段であることを特徴とする請求項1記載の基板表面加熱装置。   2. The irradiation control means for controlling the irradiation amount of the electrons to the substrate is a means for controlling by changing the passing distance of the electrons from the electrode to the surface of the substrate. The substrate surface heating apparatus as described. 前記電子の通過距離を変化させることによって制御する手段については、前記真空容器の側部に複数のバイパスラインの少なくとも一つを選択することによって制御する手段又は基板支持台が上下に移動させることによって制御する手段であることを特徴とする請求項2記載の基板表面加熱装置。   With respect to the means for controlling by changing the electron passage distance, the means for controlling by selecting at least one of a plurality of bypass lines on the side of the vacuum vessel or the substrate support is moved up and down. 3. The substrate surface heating apparatus according to claim 2, wherein the substrate surface heating apparatus is a control means. 前記基板への前記電子の照射量を制御する照射制御手段においては、照射時間によって照射量を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の基板表面加熱装置。   4. The substrate surface heating apparatus according to claim 1, wherein the irradiation control unit that controls the irradiation amount of the electrons to the substrate controls the irradiation amount according to an irradiation time. 5. 加速された電子を基板表面に照射させて前記基板表面を加熱する基板表面加熱方法において、
真空容器内に配置した電極間で気体を放電させ、前記電極間に電子を生成するステップと、
前記電子を前記真空容器内に設置した基板の表面に照射するために、前記電極及び前記基板に直流バイアスを印加するステップと、
照射された前記電子の量を電流値として読み取り、電流値を積算することによって前記基板への前記電子の照射量を制御するステップと、
を有することを特徴とする基板表面加熱方法。
In the substrate surface heating method of heating the substrate surface by irradiating the substrate surface with accelerated electrons,
Discharging a gas between electrodes arranged in a vacuum vessel to generate electrons between the electrodes;
Applying a DC bias to the electrode and the substrate to irradiate the surface of the substrate placed in the vacuum vessel with the electrons;
Reading the amount of the irradiated electrons as a current value, and controlling the irradiation amount of the electrons to the substrate by integrating the current value;
A substrate surface heating method characterized by comprising:
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