JPH01204426A - 固体表面清浄化方法およびその装置 - Google Patents

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。

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られる固体表
面清浄化方法およびその装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、固体基板表面を清浄化するには、例えばＳｉ基板
に対しては、Ｓｉ基板を真空室外で、酸などの混合液中
に入れて加熱し、洗浄する方法（Ｗ、Ｋｅｒｎ　ｅｔ　
ａｌ、、ＲＣＡレビュー、３１巻、３号、１０２７ペー
ジ、１９７０年）や、紫外光によって生成したオゾンに
よって固体基板表面の不純物を取除く方法（Ｖｉｑ、ジ
ャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アンド・テ
クノロジー、Ａ３巻、３号、１０２７ページ、１９８５
年）等が用いられている。

［発明が解決しようとする課題］ しかしながら、従来の方法によれば、プロセス中の固体
基板をいったん真空室外に出した後に洗浄を行い、その
後再び真空室内に導入するために固体表面上の汚染物が
大気中で洗浄前に酸化され、除去しにくくなるという欠
点があった。また、洗浄後の固体表面が大気中で再汚染
され、また溶液中での洗浄によって酸化されるという欠
点もあった。

また紫外光によって生成したオゾンを用いるという洗浄
方法は固体基板表面に酸化膜が形成されるという欠点が
あった。

従って以上の方法による場合にはいずれの場合も酸化膜
除去のために酸によるウェットエツチングが必要であり
、プロセスのドライ化を行うことができないという問題
点があった。

本発明の目的はこのような従来の固体表面清浄化方法の
欠点を除去し、真空室内で行うことのできる固体表面清
浄化方法、および真空室内にて連続的に行う真空−貫プ
ロセス中で用いることを可能ならしめた固体表面清浄化
装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］ 本発明は、ドライプロレス後の固体基板表面に対し、真
空中で紫外光を照射してなることを特徴とする固体表面
清浄化方法、およびドライプロセス後の固体基板を真空
中で搬送し、搬送後の固体基板表面に対し、真空中で紫
外光を照射してなることを特徴とする連続真空プロセス
中における固体表面清浄化方法であり、またこれらの方
法に用いられる装置は、真空排気手段と、固体基板を保
持する基板ホルダと、前記固体基板の近傍に設けられた
ヒータと、前記固体基板に紫外光を照射する紫外光源と
が配設されてなることを特徴とする固体表面清浄化装置
、および真空排気手段と、固体基板を保持する基板ホル
ダと、前記固体基板の近傍に設けられたヒータと、前記
固体基板に紫外光を照射する紫外光源とが配設され、１
以上のドライプロセス処理室と真空中で連結するゲート
・バルブおよび前記固体基板を前記ドライプロセス処理
室間で搬送する搬送装置を備えてなることを特徴とする
固体表面清浄化装置である。

本発明において、固体基板表面への紫外光の照射は、基
板を昇温させつつ行うと基板表面の温度が上昇して表面
反応生成物の脱離が促進され、固体表面の清浄化がより
良く達成される場合がある。

［作用］ 本願第１番目の方法によれば、紫外光の照射によって基
板表面が紫外光を吸収し、基板表面温度が上昇して表面
の反応生成物が蒸発・脱離する。

基板と表面反応生成物の種類によっては、紫外光のエネ
ルギーによって表面または表面反応生成物の電子状態が
励起され、反応生成物と基板との結合切断に奇与する。

基板の昇温は、表面温度の上昇による表面反応生成物の
脱離を促進する。

また本願第２番目の発明によれば、紫外光の照射によっ
て基板表面が紫外光を吸収し、基板表面温度が上昇して
表面の反応生成物が蒸発・脱離する。基板の昇温は、蒸
発温度の高い反応生成物の脱離を促進する。基板と表面
反応生成物の種類によっては、紫外光のエネルギーによ
って表面または表面反応生成物の電子状態が励起され、
反応生成物と基板との結合切断に奇与する。基板の昇温
は、表面温度の上昇による表面反応生成物の脱離を促進
する。ドライプロセス後の基板を真空中で搬送し、引続
き清浄化処理を行うことにより、基板表面の反応生成物
が大気中での酸化によって除去され難くなるのを防ぐこ
とかできる。この処理後の基板表面を、次のプロセスを
行う真空室に真空中で搬送することにより、表面清浄化
後の固体表面を大気中での汚染および表面酸化から防ぐ
ことができる。このような方法により、連続真空プロセ
ス中での固体表面清浄化を行うことができる。

［実施例］ 以下、本発明の実施例について図面を参照して詳細に説
明する。

第１図は本発明の固体表面清浄化装置の一実施例を示す
概略構成図で、図中、１１は真空装置の真空室、１２お
よび１３は基板ホルダを兼ねるドライエツチング用の平
行平板電極、１４は真空排気手段を兼ねるドライエツチ
ング用ガス導入バルブでおる。

真空室１１において、固体基板１５を載置する電極１３
は基板加熱用ヒータ１６を備えている。真空室１３は紫
外光を通過させることが可能な窓１７を有し、窓１７を
通して紫外光１８を照射する紫外光源１９が配設されて
いる。

次に上記の装置を用いた本発明の第１の方法による処理
について説明する。ドライエツチング用ガス導入バルブ
１４から導入されたガスと平行平板電極１２．１３によ
り固体基板１５のドライエツチングを行った後、ガスを
排気して真空を回復する。この時、固体基板１５の表面
にはドライエツチングによる反応生成物２０が残留して
いる。次に、真空中の固体基板１５に対して、紫外光源
１９から紫外光１８を窓１７を通して照射することによ
り、前記反応生成物２０は脱離・除去される。同時にヒ
ータ１６によって基板の昇温を行うと、反応生成物の脱
離が促進される。この時、紫外光１８は固体基板表面の
温度上昇によって、また固体基板および反応生成物の種
類によってはそれらの電子状態の励起によって脱離の促
進に寄与している。

第２図は上記の方法を用いて、Ｃβ２ガスによるドライ
エツチング後のＳｉ基板表面に紫外光を照射した場合に
ついて、表面のＣβ溌度およびＳｔ濃度をオージェ電子
分光によって測定した結果を示す。表面のＣｌはＣ２を
含む反応生成物の存在を示す。横軸に示した紫外光照射
時間が増加するに伴い、表面ＣＸ′ａ度が減少し、一方
、表面５ｉ１１度が増加して、反応生成物が表面から脱
離していることが分かる。

第３図はＣｌ１２ガスによるドライエツチング後のＳｉ
基板表面の反射高速電子線回折パターンを示したもので
、このうち第３図（ａ）はドライエツチング後に紫外光
を照射しない場合、第３図（ｂ）はドライエツチングに
続いて紫外光を１５分間照射した場合の反射高速電子線
回折パターンをそれぞれ示したものである。紫外光照射
を行わない第３図（ａ）ではパターンは表面にアモルフ
ァス層が存在することを示しているが、紫外光照射を行
った第３図（ｂ）の場合ではパターンは清浄表面のパタ
ーンに近いものとなっており、表面が清浄化されたこと
が分かる。

なお、本発明の第１の方法における紫外光照射前のドラ
イプロセスは上記実施例のようなドライエツチングに限
定されるものではなく、またドライエツチングガスもＣ
ｌ２に限定されるものではない。従って、他のドライプ
ロセスや、他のドライエツチングガスを用いてもよく、
また真空室内に複数のドライプロセスを行う装置が装着
されていても良い。

第４図は本発明の固体表面清浄化装置の別の一実施例を
示す概略構成図で、図中、１１１は真空装置の真空室、
１１２および１１３はドライエツチング用の平行平板電
極、１１４はドライエツチング用ガス導入バルブである
。真空室１１１において、固体基板１１５は電極１１３
上に載置される。この真空室１１１は、ゲート・バルブ
１１６を介して真空室１１７に接続されている。真空室
１１１と真空室１１７間の固体基板１１５の搬送は搬送
装置たる真空搬送棒１１８によって行われる。真空室１
１７内では、固体基板１１５は基板加熱用ヒータ１１９
を備えた基板ホルダ１２０上に載置される。真空室１１
７は紫外光を通過させることが可能な窓１２１を有し、
窓１２１を通して紫外光１２２を照射する紫外光源１２
３が配設されている。

次に上記の装置を用いた本発明の第２の方法による処理
について説明する。ドライエツチング用ガス導入バルブ
１１４から導入されたガスと平行平板電極１１２．１１
３により固体基板１１５のドライ・エツチングを行った
後、カスを排気して真空を回復する。この時、固体基板
１１５の表面にはドライエツチングによる反応生成物１
２４が残留している。次に、ゲートバルブ１１６を開い
て真空搬送棒１１８により固体基板１１５を真空室１１
７に搬送する。このあと、真空中の固体基板１１５に対
して、紫外光源１２３から紫外光１２２を窓１２１を通
して照射することにより、前記反応生成物１２４は脱離
・除去される。同時にヒータ１１９によって基板の昇温
を行うと、反応生成物の脱離が促進される。この時、紫
外光１２２は固体基板表面の温度上昇によって、また固
体基板および反応生成物の種類によってはそれらの電子
状態の励起によって脱離の促進に寄与している。

上記の方法による紫外光照射によって、第２図および第
３図に示した本発明の第１の方法による効果と同じ効果
が得られた。

なお、本発明の第２の方法における紫外光照割前のドラ
イプロセスは上記実施例のようなドライエツチングに限
定されるものではなく、他のドライプロセスを用いても
よい。また紫外光を照射する真空室に、複数のドライプ
ロセスを行う複数の真空室が接続されていても良く、あ
るいは複数のドライプロセスの途中における表面清浄化
装置として用いることもできる。またドライエツチング
ガスもＣｆ１２に限定されるものではなく、他のドライ
エツチングガスを用いてもよい。

［発明の効果］ 以上詳細に述べたように、本発明によればドライプロセ
ス後の固体基板表面上の反応生成物を表面の酸化や再汚
染から防ぎ、ドライプロセス後の固体基板を大気中に出
すことなく真空中で清浄化することができる。また複数
のドライプロセス中における表面清浄化装置として本発
明を用いることにより、真空−貫ドライプロセスか可能
になる。

従って本発明を電子デバイス製造プロセスに用いること
により製造プロセスを簡略化できるばかりではなく、デ
バイス特性の向上に大きく寄与できる効果を有するもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例における固体表面清浄化装置
の概略構成図、第２図は本発明の第１の方法の処理によ
るＳｉ基板表面のＣＩ濃度とＳｉ淵度の変化をオージェ
電子分光強度と紫外光照射時間との関係において測定し
た結果を示す図、第３図は本発明の第１の方法によって
１ｑられたＳｉ基板表面の反射高速電子線回折パターン
を従来例による場合と比較して示す図、第４図は本発明
の別の実施例における固体表面清浄化装置の概略構成図
である。 １１．１１１，１１７・・・真空室 １２、１３．１１２．１１３・・・平行平板電極１４、
１１４・・・ガス導入バルブ（真空排気手段）１５、１
１５・・・固体基板　　　　１６．１１９・・・ヒータ
１７、１２１・・・窓　　　　　　　１８．１２２・・
・紫外光１９、１２３・・・紫外光源　　　　２０．１
２４・・・反応生成物１１６・・・ゲートバルブ　　　
１１８・・・真空１ｆＲ送棒１２０・・・基板ホルダ

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）ドライプロセス後の固体基板表面に対し、真空中
   で紫外光を照射してなることを特徴とする固体表面清浄
   化方法。
2. （２）ドライプロセス後の固体基板を真空中で搬送し、
   搬送後の固体基板表面に対し、真空中で紫外光を照射し
   てなることを特徴とする連続真空プロセス中における固
   体表面清浄化方法。
3. （３）真空排気手段と、固体基板を保持する基板ホルダ
   と、前記固体基板の近傍に設けられたヒータと、前記固
   体基板に紫外光を照射する紫外光源とが配設されてなる
   ことを特徴とする固体表面清浄化装置。
4. （４）真空排気手段と、固体基板を保持する基板ホルダ
   と、前記固体基板の近傍に設けられたヒータと、前記固
   体基板に紫外光を照射する紫外光源とが配設され、１以
   上のドライプロセス処理室と真空中で連結するゲート・
   バルブおよび前記固体基板を前記ドライプロセス処理室
   間で搬送する搬送装置を備えてなることを特徴とする固
   体表面清浄化装置。