JPH03218628A - 半導体基板表面清浄化方法及び装置 - Google Patents

Abstract

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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） 本発明は半導体基板表面から重金属を除去する半導体基
板表面清浄化方法及びその装置に関する。

（従来の技術） 半導体基板の製造工程で基板中に混入する重金属および
半導体プロセスにおいて基板表面を汚染する重金属は半
導体デバイス接合部での逆方向耐圧の劣化およびリーク
電流の増大の原因となり、デバイス特性を劣化させ、ま
たデバイスの歩留を低下させる。それを避けるために重
金属の基板表面での密度を低減させる試みがなされてい
る。

基板表面の重金属汚染は形態上、イオン状汚染と粒子状
汚染に大別される。前者はイオンが表面に吸着した状態
で、アルカリ金属に特有であり、後者は金属を含む微粒
子または金属原子が表面に付着または吸着した状態であ
る。汚染された半導体基板の洗浄方法には化学的方法と
物理的方法がある。前者は、１９８８（昭和６３）年、
■工業調査会発行、［最新ＬＳＩプロセス技術］、第１
０５頁から第１２４頁に記載されているように、主に湿
式方法によって行われている。即ち、純粋による水洗、
酸．アルカリによる表面処理、酸化還元による表面処理
等の方法がある。これらの操作は濃厚および希釈酸．ア
ルカリ排水系と排気系のついたドラフト流しで行われる
。排水系と排気系の末端には中和装置が備えられる。物
理的方法には研磨、ブラッシング、高圧ブロー、洗浄時
の超音波利用等の方法がある。化学的、物理的方法とも
にクリーンルーム内で行われるのが普通である。酸・ア
ルカリまたは酸化還元による表面処理の場合には、金属
の種類によって組成の異なる洗浄液を用いる場合がある
。例えば、Ｃｕの洗浄には硝酸、発煙硝酸が、ＡｇやＡ
ｕには王水が、ＡＩには水酸化カリウムが有効と言われ
ている。塩酸と過酸化水素の水溶液やアンモニアと過酸
化水素の水溶液は重金属一般の除去に有効である。複数
種の洗浄を連続的に行う場合にはドラフト流しにそれら
の溶液専用の洗浄槽が設けられる。湿式洗浄は重金属に
対してのみならず有機物に対してもある程度有効である
。代表的な洗浄方法として知られているＲＣＡ洗浄法で
は、■アンモニアと過酸化水素、■純水リンス、■フッ
酸、■純水リンス、■塩酸と過酸化水素、■純水リンス
、■スピンドライという多くの工程で洗浄が行われてい
る。

半導体基板の製造工程で基板に混入する重金属の基板表
層における密度を低減させる方法としてはゲッタリング
が知られている。１９８７（昭和６２）年、オーム社発
行、岸野正剛、［超ＬＳＩ材料．プロセスの基礎Ｊ、第
８３頁に記載されているように、基板から重金属を取り
除くことをせず、適当な密度で酸素を含むＳｉ基板を熱
処理することでＳｉ基板の厚み方向の中央部に意図的に
Ｓｉ０２を析出させ、それに伴い格子間Ｓｉを生成させ
ることで重金属を捕捉するイントリンシックゲッタリン
グは重金属の悪影響をおさえる技術として知られている
。さらに、この様な重金属を捕捉する作用は酸素自身に
もあることが知られている（前記文献の第２０６頁参照
）。イントリンシックゲッタリングに必要な熱処理は拡
散炉を用いて行われている。また、基板の裏面に人為的
に欠陥を作り、重金属を捕捉して表面におけるその密度
を低下させるエクストリンシックゲッタリングも行われ
ている。その方法としては、研磨、エキシマレーザ照射
、アルゴンイオン打ち込み、ＣＶＤ窒化膜形成等が知ら
れている。それぞれに専用の全く異なる装置が必要であ
る。

（発明が解決しようとする課題） 従来の湿式の基板洗浄方法及び装置では、いろいろな洗
浄液による多段階の洗浄と純水による洗浄液洗い流しを
繰り返すため工程数が比較的多くなること、および、そ
れら洗浄液、純水にも重金属や微粒子状の不純物、さら
に微生物の死骸が含まれることが問題である。そのため
に基板表面における重金属を十分に基板外に取り除き、
有機汚染を十分に除去することは困難である。

イントリンシックゲッタリングおよびエクストリンシッ
クゲッタリングにおいては、基板表面における重金属を
基板外に取り除くことはせずに、基板内部または裏面に
偏在させ、基板の厚み方向に重金属の密度勾配を作るに
とどめるため、基板表面における重金属原子の密度が依
然大きいことが問題である。また、イントリンシックゲ
ッタリングの熱処理によって外方向拡散する酸素との反
応、あるいは大気中の酸素との反応で表面に生成した重
金属酸化物の融点、沸点は千数百度と高いので、基板の
高温熱処理によってそれらを表面から除去することは困
難であり、基板表面に重金属酸化物が残留することも問
題である（１９８６（昭和６１）年、須賀久明氏による
日本結晶成長学会誌、第１３巻、第１７３頁参照）。

本発明の目的は、半導体基板表面における重金属を真空
中で、比較的単純な操作によって取り除き、表面におけ
る重金属密度の極めて低い半導体基板を提供する表面洗
浄化方法及びその装置を提供することにある。

（課題を解決するための手段） 本発明の半導体基板表面清浄化方法では半導体基板を真
空中で高温加熱しながら該半導体基板表面に酸素ガスを
吹き付ける操作と、該操作によって該基板表面に生成す
る重金属酸化物を、該基板表面に軟Ｘ線を照射すること
によって分解し、該基板表面から除去する操作を含み、
該両操作を同時または順次行うことを特徴とする。

あるいは半導体基板を真空中で高温加熱して該半導体基
板表面に重金属酸化物を生成する工程と、該基板表面に
軟Ｘ線を照射して該重金属酸化物を分解除去する工程を
備え、前記２つの工程を同時または順次行うことを特徴
とする。この方法は特に酸素を含んだ半導体基板に有効
である。

本発明の半導体基板表面洗浄化装置では、真空チェンバ
ーに、半導体基板の加熱装置と基板保持具と、該半導体
基板表面に軟Ｘ線を照射し得る位置に軟Ｘ線照射機構を
備えることで、真空中で該基板表面に重金属酸化物を生
成させて、該重金属酸化物を光分解させることを特徴と
する。さらに該基板表面から脱離するイオン、分子、ま
たは原子を検出することができる位置に質量分析装置を
備えることによって光分解による重金属酸化物除去の終
点を検知することを特徴とする。また軟Ｘ線照射と同時
もしくは順序該半導体基板表面に酸素ガスを供給し得る
位置に酸素分子線源を具備することによって、該基板表
面における該重金属酸化物の生成効率を向上させること
を特徴とする。

（作用） 本発明の請求項１の半導体基板表面清浄化方法では真空
中で純粋の酸素ガスを半導体基板表面に吹きつけて、そ
の供給量と基板温度を最適化することで、基板の表層に
生成する薄い酸化膜を蒸発させて除去しながら重金属酸
化物を基板表面に生成させることができる。

基板表面に残留する重金属酸化物を除去するために、基
板表面に軟Ｘ線を照射して重金属酸化物を光イオン化し
て分解させる。具体的には重金属酸化物の構成元素であ
る金属原子または酸素原子の内殻準位を光励起して重金
属酸化物をイオン化する。内殼準位に空孔ができるとオ
ージエ過程が起こる。すなわち、外殻電子が遷移して内
殻の空孔を埋める。そのとき内、外殻のエネルギー差に
相当するエネルギーが放出され、このエネルギーで外殻
電子が放出される。結局、外殻に空孔が２個できて２価
の陽イオンとなる。この２個の空孔がさらに外側の軌道
の電子によって埋められた場合には、結局４個の空孔が
生成する。こうして多価イオンができると、あたかも電
荷同士の反発によるかのように分子は分解する。このい
わゆる［クーロン爆発Ｊを利用することによって、比較
的簡単な低温でのこの工程で半導体表面の重金属酸化物
を分解して基板表面より除去することができる。

請求項２の発明の方法について説明する。半導体基板内
に過飽和状態で固溶する酸素は高温熱処理によって、析
出、拡散することが知られている。

表層近傍での酸素は外方向拡散によって基板外に蒸発す
る。基板内部の酸素はＳｉと反応してＳｉ０２が生成し
、格子間にＳｉ原子が放出され金属原子と反応してシリ
サイドが形成される（星氏等による日経マイクロデバイ
ス誌の１９８６（昭和６１）年７月号、第８７頁参照）
。表面層に存在する重金属は外方向拡散してきた酸素と
反応して金属酸化物が生成する。７００°Ｃ程度以上の
高温熱処理によって、重金属酸化物を基板の表面に生成
させ、また酸化物とすることによって基板内部への表面
重金属の拡散を抑制することができる。一方、基板の内
部では重金属のイントリンシノクゲッタリングが成り立
つ。

さらに、請求項１の方法も使用できる。即ち金属酸化物
を構成する酸素を基板内部からばかりでなく外部から基
板表面に吹き付けて供給することもできる。酸素ガスの
供給量と基板温度を最適化することで、基板の表面に生
成する薄い酸化膜を蒸発させて除去しながら金属酸化物
を基板表面に生成させることができる。外部からの酸素
の供給は表面での重金属酸化物の生成速度を速める効果
がある。

この重金属酸化物を除去する方法は請求項１の場合と同
じである。

本発明の請求項３，　４．　５について説明する。

本発明の装置では酸素の外方向拡散を利用した重金属酸
化物生成のために真空中で熱処理を行うための真空チェ
ンバーと加熱手段を有する。加熱手段は抵抗加熱、赤外
線加熱あるいは高周波加熱装置等、通常プロセス装置、
成長装置で用いられるものが使うことができる。また複
数の装置を用いてもよい。一例としては基板保持具に基
板ヒーターを備えるとよい。

また本発明の装置では、純粋の酸素ガスを半導体基板に
吹きつけて基板表面に重金属酸化物を生成させるために
は酸素分子線発生装置を用いる。

基板加熱装置は基板に固溶した酸素の外方向拡散のため
のみならず、酸素分子線照射時に生成するシリコン酸化
物の蒸発を効果的に行うためにも有効である。

本発明では基板表面の重金属酸化物を除去するために軟
Ｘ線の光源を用いる。重金属酸化物にクーロン爆発を誘
起するには、強力な軟Ｘ線光源であるシンクロトロン放
射光（ＳＲ）を利用するのが都合がよい。従来の軟Ｘ線
源より強力で、指向性の良い連続光源であるからである
。光源から放射される軟Ｘ線を真空チェンバー中で全て
基板に照射してもクーロン爆発は起きるが、基板に対す
る放射線損傷をできるだけ押さえるために、ＳＲ分光器
を用いてＳＲを分光して特定の元素の内殼準位のみを光
励起するのが望ましい。

更に上述基板表面浄化装置において質量分析装置を具備
することによって、上述の軟Ｘ線照射によって基板表面
から脱離する重金属イオン量を実時間で検知できるので
、重金属イオンが検出されなくなったことをもって、脱
離の終点を知ることができる。このことにより、軟Ｘ線
の照射を過不足なく効率的に行うこと−ができ基板に不
必要な損傷を与えることなく重金属酸化物の除去の完了
を確認することが可能になる。

（実施例） 以下、本発明の請求項１の実施例について第１図に示し
た工程の流れ図を参照して説明する。一例として基板を
Ｓｉとする。本実施例では第１の工程として、表面が重
金属で汚染されたＳｉ基板を真空チェンバーの中で７０
０°Ｃ以上の温度で高温熱処理すると同時に基板表面に
酸素ガスを吹き付ける。これによって基板表面に重金属
酸化物を十分な速度で生成させることができる。基板表
面では重金属酸化物ばかりでなくシリコンの酸化膜も形
成されるが、７００°Ｃ以上に高温加熱した状態での酸
化であるので、表面に形成されるシリコン酸化物はＳｉ
Ｏ分子として蒸発し、基板表面には重金属酸化物が残る
。従って第１の工程では、基板の表面を汚染する重金属
の一部が酸化物として表面に吸着された基板ができる。

第２の工程では、第１の工程を経たＳｉ基板に真空チェ
ンバーの中で軟Ｘ線を照射して重金属酸化物を光イオン
化して分解させ、表面から重金属酸化物を選択的に除去
する。具体的には重金属酸化物の構成元素である金属原
子または酸素原子の内殻準位を光励起して重金属酸化物
をイオン化する。例えばＦｅの酸化物を分解、脱離させ
る場合には、７００ｅＶ以上のエネルギーの軟Ｘ線を照
射してＦｅ原子のＬ殻に空孔をつくりＬＭＭオージエ過
程を誘起する。５８０ｅＶ以上のエネルギーの軟Ｘ線を
照射した場合にはＯ原子のＫＬＬオージェ過程を誘起で
きる。空孔になるＬ殼またはＭ殼が結合性の分子軌道に
大きく寄与しているときには分子は分解する。本発明に
おける第２の工程では、第１の工程で基板表面に生成し
た重金属酸化物を低温で除去できる。第１の工程と第２
の工程を順次行わず、同時に行ってもよい。次に終点検
出を行ない、完了する。

本発明の方法では、表面重金属酸化物密度が１０１４個
ｌｃｍ２で軟Ｘ線強度が１０１６光子／ｃｍ２ｓｅｃの
とき、１００秒間の軟Ｘ線照射によって重金属酸化物を
ほぼ１００％分解除去できる。

プラズマエッチングの後、本発明の半導体基板表面清浄
化を行ったＳｉ基板とそれを行わないＳｉ基板を用いて
ショットキーダイオードを作製し、その電流一電圧特性
を比較したところ、前者の方が高電流領域まで理論曲線
に一致する結果を得た。これによって本発明の方法で半
導体基板と電極界面、すなわち半導体表面における重金
属密度を低減させることができることが明かとなった。

本発明の方法は、Ｆｅ酸化物に限らず、ＡＩ，　Ａｕ，
Ｃｒ，　Ｍｏ，　Ｉｎ，　Ｎｉ等の半導体基板に含まれ
る重金属の酸化物の分解、除去に使用できる。また、Ｓ
ｉ基板に限らすＧａＡｓ基板等の化合物半導体基板の重
金属除去にも適用できる。後に述べる実施例においても
同様である。

以下、本発明の請求項２の第一の実施例について第１図
に示した工程流れ図を参照して説明する。本実施例では
第１の工程として酸素を過飽和状態で含み、重金属を含
むＳｉ基板を真空チェンバーの中で７００°Ｃ以上の温
度で高温熱処理する。０２吹きつけは必要でない。基板
表層近傍に固溶した酸素は外方向拡散によって基板外に
蒸発すると同時に、表面層に存在する重金属原子と反応
して重金属酸化物が形成される。基板内部では酸素はＳ
ｉと反応してＳｉ０２が生成し、格子間にＳｉ原子が放
出され金属原子と反応してシリサイドが形成され、イン
トリンシノクゲッタリングが成り立つ。結局、第１の工
程では、重金属はイントリンシックゲッタリングされる
と同時に、基板表面の重金属の一部は酸化物となって表
面に吸着される。第２の工程以下は前述の請求項１の実
施例と同じである。本実施例により得られる効果も請求
項１の実施例と同様に良好であった。

本発明の方法の別の実施例について第１図に示した工程
流れ図を参照して説明する。本実施例では第１の工程と
して、重金属を含むＳｉ基板を真空チャンバーの中で７
００°Ｃ以上の温度で高温熱処理すると同時に基板表面
に酸素ガスを吹き付ける。この工程によって、重金属酸
化物が基板表面に大きな速度で生成する。結局、第１の
工程で重金属はイントリンシノクゲッタリングされると
同時に、基板表面の重金属の一部は請求項２の第一の実
施例の場合よりも高収率で酸化物となって表面に吸着さ
れる。第２の工程は実施例１記載のものと同じである。

また、第１の工程と第２の工程を順次行わず、高温熱処
理と同時に軟Ｘ線照射を行ってもよい。

第１の工程として酸素を基板に吹きつける工程を加える
半導体基板表面清浄化方法によれば、表面重金属酸化物
密度を請求項２の第一の実施例に比べて高めることがで
きる。そのため表面重金属の除去率も向上する。本発明
の半導体基板表面清浄化を施したＳｉ基板とそれを行わ
ないＳｉ基板を用いてショットキーダイオードを作成し
、その電流一電圧特性を比較したところ、請求項２の第
一の実施例の場合以上に高電流領域で理論曲線に一致す
る結果を得た。これによって半導体表面における重金属
密度を低減させる効果が、より一層優れていることが明
らかとなった。

本発明の方法は、前述の実施例と同様にＦｅの酸化物に
限らず、ＡＩ，　Ａｕ，　Ｃｒ，　Ｍｏ，　Ｉｎ，　Ｎ
ｉ等の半導体基板に含まれる重金属の酸化物の分解、除
去に使用できる。金属が変った場合軟Ｘ線のエネルギー
を最適化すればよい。また、Ｓｉ基板に限らすＧａＡｓ
基板等の化合物半導体基板の重金属除去にも適用できる
。その場合基板加熱温度はＧａＡｓ基板にあわせて最適
化すればよい。

本発明の請求項３の実施例について第２図に示した半導
体基板表面清浄化装置の断面略図を参照して説明する。

本実施例では酸素が過飽和状態で固溶し重金属を含むＳ
ｉ基板を、基板保持具１に備えられたヒーターを利用し
て、真空排気系５によって超高真空状態にされた真空チ
ェンバー２の中で７００°Ｃ以上の温度で高温熱処理す
ることで基板表面に重金属酸化物を生成させる。

基板表層近傍に固溶した酸素は基板の高温加熱によって
外方向拡散して基板外に蒸発すると同時に、表面を汚染
する重金属原子と反応して重金属酸化物が形成される。

基板内部では酸素はＳｉと反応してＳｉ０２が生成し、
格子間にＳｉ原子が放出され金属原子と反応してシリサ
イドが形成され、イントリンシソクゲッタリングが成り
立つ。表面で生成した重金属酸化物の融点、沸点は千数
百度と高いので基板の高温熱処理によっても表面から蒸
発せず、また基板内部に拡散しにくい。従って、基板表
面の重金属の一部は酸化物となって表面に吸着される。

この酸化工程の後、または酸化工程と同時にＳＲ光源７
からのＳＲをＳＲ分光器６を通してＳｉ基板に照射して
、重金属酸化物を光イオン化して分解させ、表面から除
去する。その原理は請求項１の実施例で述べたことと同
じである。

通常の連続Ｘ線源を用いることもできるが強度が弱いた
め、光分解の効率はＳＲを珀いた場合に比べて著しく小
さい。ＳＲ照射量の制御にはＳＲ強度測定器３を用いる
。本実施例ではＳＲ強度測定法として、金の表面から放
出される光電子の電流測定を実施したが、イオンチェン
バー法等の他の絶対値測定法によってもよい。

本発明の装置を用いてＳｉ表面の重金属酸化物の除去を
試みた結果、基板表面の重金属酸化物密度が１０１４個
ｌｃｍ２で、ＳＲ強度が１０１６光子ｌｃｍ２ｓｅｃの
とき、１００秒間のＳＲ照射によって重金属酸化物密度
を高感度蛍光Ｘ線分析の検出限界（１０１１個／ｃｍ２
）以下に低減させることができた。基板の高温熱処理の
後、本発明の半導体基板表面清浄装置を用いて表面清浄
化を行ったＳｉ基板とそれを行わないＳｉ基板を用いて
ショットキーダイオードを作成し、その電流一電圧特性
を比較したところ、前者の方が高電流領域まで理論曲線
に一致する結果を得た。これらの結果から杢発明の装置
で半導体基板と電極界面、すなわち半導体表面における
重金属密度を低減させることができることが明かとなっ
た。

本発明の請求項４の一実施例について第２図に示した半
導体基板表面清浄化装置の断面略図を参照して説明する
。本実施例は８の酸素分子線装置を有するところに特徴
がある。本実施例では真空排気系５により超高真空状態
にされた真空チェンバー２の中で、プラズマプロセス等
により表面が重金属で汚染されたＳｉ基板を７００°Ｃ
以上の温度で高温熱処理すると同時に、基板表面に酸素
ガスを吹き付ける。この工程には酸素分子線発生装置８
を用いた。

基板表層近傍に固溶した酸素は基板の高温熱処理によっ
て外方向拡散して基板外に蒸発すると同時に、表面を汚
染する重金属原子と反応して重金属酸化物が形成される
。基板表面に酸素ガスを吹き付けることによって、この
重金属酸化物の生成速度を単に基板の高温熱処理のみの
場合に比べて大幅に速めることができる。基板表面では
重金属酸化物の他にＳｉの酸化膜も形成されるが、７０
０°Ｃ以上に高温加熱した状態での酸化であるので、表
面に形成されるＳｉ酸化物はＳｉＯ分子として蒸発し、
基板表面には重金属酸化物が残る。表面で生成した重金
属酸化物の融点、沸点は千数百度と高いので基板の高温
熱処理によって表面から蒸発せず、また基板内部に拡散
しにくい。従って、基板の表面を汚染する重金属の一部
が酸化物として表面に吸着された基板ができる。

ＳＲを照射して重金属酸化物を光イオン化して分解させ
、表面から重金属酸化物を選択的に除去するのに用いる
装置は実施例１と同一である。

本発明の装置を用いて表面の重金属酸化物の除去を試み
た結果、表面重金属酸化物密度が１０１５個ｌｃｍ２で
ＳＲ強度が１０１６光子／ｃｍ２ｓｅｃのとき、１００
０秒間のＳＲ照射によって重金属酸化物密度を高感度蛍
光Ｘ線分析の検出感度以下に低減させることができた。

プラズマエッチングの後、本発明の半導体基板表面清浄
化装置を用いて清浄化を行ったＳｉ基板とそれを行わな
いＳｉ基板を用いてショットキーダイオードを作成し、
その電流一電圧特性を比較したところ、前者の方が高電
流領域まで理論曲線に一致する結果を得た。これらの結
果から高密度に表面が重金属で汚染された基板に対して
も、基板の外部から酸素分子を供給する分子線装置を備
えた本発明の表面清浄化装置で半導体基板と電極界面、
すなわち半導体表面における重金属密度を低減させるこ
とができることが明かとなった。

本発明の請求項５の一実施例について第２図に示した半
導体基板表面清浄化装置の断面略図を参照して説明する
。本実施例は９の質量分析装置を備えたことに特徴があ
る。本実施例では半導体基板表面に重金属酸化物を生成
させ、それと同時またはその工程の後のＳＲ照射によっ
て重金属酸化物を光分解して基板表面から除去する工程
を前述の実施例と同様に行うが、その時、前述の装置に
加えて質量分析装置９を真空チェンバー２に設置するこ
とで重金属酸化物除去の終点検出を可能とした。例えば
、Ｆｅの酸化物の除去の場合に基板表面から放出される
Ｆｅ＋イオンを質量分析装置９で検出し、それが観測さ
れなくなることをもって終点とみなしてＳＲ照射を停止
する。終点検出することでＳＲ照射を過不足なく効率的
に行うことができ、また重金属酸化物除去の完了を確認
することが可能となった。

本発明の半導体基板表面清浄化装置によれば、表面重金
属酸化物密度が１０１４個ｌｃｍ２でＳＲ強度が１０１
６光子ｌｃｍ２ｓｅｃのとき、正確には７０秒間のＳＲ
照射によって重金属酸化物密度を高感度蛍光Ｘ線分析の
感度以下に低減できることがわかった。本発明の半導体
基板表面清浄化装置を用いて終点検出を行ったＳｉ基板
とそれを行わずに７０秒の一定時間の照射を行ったＳｉ
基板を用いてショットキーダイオードを作成し、その電
流一電圧特性を比較したところ、後者の方法によるサン
プルのながに理論曲線とのズレが大きいものが数例みら
れた。これはサンプル毎の重金属汚染のバラッキによっ
て、７０秒のＳＲ照射によっては十分に汚染が除去でき
ながったものが数例あったことを示している。質量分析
装置を用いて光分解反応の進行を実時間で監守して、重
金属酸化物の分解除去の終点を確実に知ることによって
、デバイスを形成した場合の歩留を向上させることがで
きる。

（発明の効果） 以上説明したように軟Ｘ線吸収により重金属酸化物の構
成元素の内殻準位を光励起して分子の分解、表面からの
脱離を誘起することを特徴とする本発明の半導体基板表
面清浄化によれば、半導体基板表面を汚染する重金属を
清浄な真空中で半導体基板表面から比較的簡単な操作で
除去することが可能となった。従って重金属汚染に起因
するデバイス特性の劣化を押え、また半導体デバイス製
造工程に応用した場合には歩留まりを大きく向上させる
効果がある。

また、ゲノタリングしてもなお半導体基板表面に不純物
として残存する重金属を清浄な真空中で半導体基板表面
から除去することも可能となった。

本発明の半導体基板表面清浄化装置を用いると半導体基
板表面に生成した重金属酸化物を軟Ｘ線吸収によりその
構成元素の内殼準位を光励起して分子の分解、表面から
の脱離が可能となる。すなわち半導体基板表面を汚染す
る重金属を清浄な超高真空中で半導体基板表面から比較
的簡単な工程で除去することが可能となる。従って、重
金属汚染に起因するデバイス特性の劣化を押さえ、また
デバイスの歩留を大きく向上させる効果がある。

また質量分析器を用いれば基板への損傷を最小限に抑え
かつ有効に重金属を除くことができるので一層デバイス
特性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の半導体基板表面清浄化方法の一実施例
の工程流れ図である。 第２図は本発明の半導体基板表面清浄化装置の−実施例
の構造図である。 各図において １・・・基板保持具、２・・・真空チャンバー、３・・
・ＳＲ強度測定器、４・・・半導体基板、５・・・真空
排気系、６、ＳＲ分光器、７・・・ＳＲ光源、８・・・
酸素分子線発生装置、９．．．質量分析装置である。

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）半導体基板を真空中で高温加熱しながら該半導体
   基板表面に酸素ガスを吹き付ける操作と、該操作によっ
   て該基板表面に生成する重金属酸化物を、該基板表面に
   軟Ｘ線を照射することによって分解し、該基板表面から
   除去する操作を含み、該両操作を同時または順次行うこ
   とを特徴とする半導体基板表面清浄化方法。
2. （２）半導体基板を真空中で高温加熱して該半導体基板
   表面に重金属酸化物を生成する工程と、該基板表面に軟
   Ｘ線を照射して該重金属酸化物を分解除去する工程を備
   え、前記２つの工程を同時または順次行うことを特徴と
   する半導体基板表面清浄化方法。
3. （３）真空チャンバーに、半導体基板を加熱する装置と
   、基板保持具と、該半導体基板表面に軟Ｘ線を照射し得
   る位置に軟Ｘ線照射機構を具備することを特徴とする半
   導体基板表面清浄化装置。
4. （４）真空チャンバーに、半導体基板の加熱装置と基板
   保持具と、該半導体基板表面に軟Ｘ線を照射し得る位置
   に軟Ｘ線照射機構を備え、且つ前記軟Ｘ線照射と同時も
   しくは順次該半導体基板表面に酸素ガスを供給し得る位
   置に酸素分子線源を具備することを特徴とする半導体基
   板表面清浄化装置。
5. （５）真空チャンバーに、半導体基板の加熱装置と基板
   保持具と、該半導体基板表面に軟Ｘ線を照射し得る位置
   に軟Ｘ線照射機構を備え、且つ基板表面から脱離するイ
   オン、分子、または原子を検出することができる位置に
   質量分析装置を具備することを特徴とする半導体基板表
   面清浄化装置。