JPH033328A - 固体試料表面の改質方法 - Google Patents
固体試料表面の改質方法Info
- Publication number
- JPH033328A JPH033328A JP13601789A JP13601789A JPH033328A JP H033328 A JPH033328 A JP H033328A JP 13601789 A JP13601789 A JP 13601789A JP 13601789 A JP13601789 A JP 13601789A JP H033328 A JPH033328 A JP H033328A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solid sample
- wafer
- energy value
- rays
- atoms
- 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
Links
- 239000007787 solid Substances 0.000 title claims abstract description 33
- 238000012986 modification Methods 0.000 title description 3
- 230000004048 modification Effects 0.000 title description 3
- 125000004429 atom Chemical group 0.000 claims abstract description 29
- 238000000034 method Methods 0.000 claims abstract description 29
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 claims abstract description 19
- 238000010894 electron beam technology Methods 0.000 claims abstract description 19
- 230000001678 irradiating effect Effects 0.000 claims abstract description 8
- 125000004430 oxygen atom Chemical group O* 0.000 claims abstract description 4
- 239000010408 film Substances 0.000 claims description 18
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 claims description 14
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 7
- 239000010409 thin film Substances 0.000 claims description 3
- 239000012495 reaction gas Substances 0.000 claims description 2
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 claims description 2
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 abstract description 5
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 abstract description 5
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 3
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 229910052709 silver Inorganic materials 0.000 abstract description 2
- 239000012530 fluid Substances 0.000 abstract 1
- 229910000510 noble metal Inorganic materials 0.000 abstract 1
- 230000002269 spontaneous effect Effects 0.000 abstract 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 10
- 239000000758 substrate Substances 0.000 description 8
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 5
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 5
- 230000005284 excitation Effects 0.000 description 5
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 5
- 230000005469 synchrotron radiation Effects 0.000 description 5
- CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N Carbon dioxide Chemical compound O=C=O CURLTUGMZLYLDI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 3
- 150000002500 ions Chemical class 0.000 description 3
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 3
- 238000001451 molecular beam epitaxy Methods 0.000 description 3
- 229910000673 Indium arsenide Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 2
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 2
- 229910002092 carbon dioxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000001569 carbon dioxide Substances 0.000 description 2
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 2
- 238000003795 desorption Methods 0.000 description 2
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 description 2
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 description 2
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 2
- RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N indium arsenide Chemical compound [In]#[As] RPQDHPTXJYYUPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- 238000001420 photoelectron spectroscopy Methods 0.000 description 2
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Chemical compound O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- NGZUCVGMNQGGNA-UHFFFAOYSA-N 7-[5-(2-acetamidoethyl)-2-hydroxyphenyl]-3,5,6,8-tetrahydroxy-9,10-dioxoanthracene-1,2-dicarboxylic acid 7-[5-(2-amino-2-carboxyethyl)-2-hydroxyphenyl]-3,5,6,8-tetrahydroxy-9,10-dioxoanthracene-1,2-dicarboxylic acid 3,5,6,8-tetrahydroxy-7-[2-hydroxy-5-(2-hydroxyethyl)phenyl]-9,10-dioxoanthracene-1,2-dicarboxylic acid 3,6,8-trihydroxy-1-methyl-9,10-dioxoanthracene-2-carboxylic acid Chemical compound Cc1c(C(O)=O)c(O)cc2C(=O)c3cc(O)cc(O)c3C(=O)c12.OCCc1ccc(O)c(c1)-c1c(O)c(O)c2C(=O)c3cc(O)c(C(O)=O)c(C(O)=O)c3C(=O)c2c1O.CC(=O)NCCc1ccc(O)c(c1)-c1c(O)c(O)c2C(=O)c3cc(O)c(C(O)=O)c(C(O)=O)c3C(=O)c2c1O.NC(Cc1ccc(O)c(c1)-c1c(O)c(O)c2C(=O)c3cc(O)c(C(O)=O)c(C(O)=O)c3C(=O)c2c1O)C(O)=O NGZUCVGMNQGGNA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N Dioxygen Chemical compound O=O MYMOFIZGZYHOMD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001218 Gallium arsenide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000010306 acid treatment Methods 0.000 description 1
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000003486 chemical etching Methods 0.000 description 1
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 1
- 238000007796 conventional method Methods 0.000 description 1
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 229910001882 dioxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 description 1
- 230000005684 electric field Effects 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000029142 excretion Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000004093 laser heating Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 239000000463 material Substances 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 238000002715 modification method Methods 0.000 description 1
- 239000005416 organic matter Substances 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 230000001737 promoting effect Effects 0.000 description 1
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 1
- 230000027756 respiratory electron transport chain Effects 0.000 description 1
- 239000002356 single layer Substances 0.000 description 1
- 238000006557 surface reaction Methods 0.000 description 1
- 238000002834 transmittance Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/02041—Cleaning
- H01L21/02043—Cleaning before device manufacture, i.e. Begin-Of-Line process
- H01L21/02046—Dry cleaning only
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
- H01L21/18—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer the devices having semiconductor bodies comprising elements of Group IV of the Periodic Table or AIIIBV compounds with or without impurities, e.g. doping materials
- H01L21/26—Bombardment with radiation
- H01L21/263—Bombardment with radiation with high-energy radiation
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Toxicology (AREA)
- Cleaning Or Drying Semiconductors (AREA)
- Analysing Materials By The Use Of Radiation (AREA)
- 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〕
本発明は固体表面一般の改質処理方法に係わり。
特に半導体基板表面の清浄化に関するものである。
〔従来の技術〕
LSiの高集積化に伴い、半導体基板表面の清浄化は益
々重要な問題となっている。このため、半導体基板に損
傷や汚染を与えることなく、表面上のごく薄い酸化膜や
汚れを選択的に取り除くことが要求される。しかし、現
在のところ、このための理想的な方法は見い畠されてい
ない。いくつか提案されている中で、”Anhydro
us Vapor HFを用いたSiウェーハ表面の自
然酸化膜除去″(半導体・集積回路技術第34回シンポ
ジウム講演論文集、P31.東京(1988))に記載
のように、HFの蒸気中でSiウェーハ表面の5i(h
を化学的にエツチングする方法が最も有望視されている
。しかし、この方法では加熱が必要であること、あるい
は、水蒸気の併用等により、Siウェーハ表面への再汚
染が避けがたいなどの大きな問題を残している。
々重要な問題となっている。このため、半導体基板に損
傷や汚染を与えることなく、表面上のごく薄い酸化膜や
汚れを選択的に取り除くことが要求される。しかし、現
在のところ、このための理想的な方法は見い畠されてい
ない。いくつか提案されている中で、”Anhydro
us Vapor HFを用いたSiウェーハ表面の自
然酸化膜除去″(半導体・集積回路技術第34回シンポ
ジウム講演論文集、P31.東京(1988))に記載
のように、HFの蒸気中でSiウェーハ表面の5i(h
を化学的にエツチングする方法が最も有望視されている
。しかし、この方法では加熱が必要であること、あるい
は、水蒸気の併用等により、Siウェーハ表面への再汚
染が避けがたいなどの大きな問題を残している。
また、表面原子と吸着原子との結合エネルギーと同じエ
ネルギーを有する光を照射して、吸着原子を解離させる
方法が提案されている(特開昭64−8631号公報)
、シかしこの方法では、切断された結合は再び、速やか
に修復されてしまうので。
ネルギーを有する光を照射して、吸着原子を解離させる
方法が提案されている(特開昭64−8631号公報)
、シかしこの方法では、切断された結合は再び、速やか
に修復されてしまうので。
吸着原子が脱離する確率は極めて小さいものである。ま
た、赤外レーザーや紫外レーザーを多重に照射させて表
面原子を脱離させる方法が提案されている(特開昭61
−87338号公報)、シかしこの方法ではレーザー加
熱による昇温脱離であり、表を照射して酸化膜を除去す
る方法が示されている。
た、赤外レーザーや紫外レーザーを多重に照射させて表
面原子を脱離させる方法が提案されている(特開昭61
−87338号公報)、シかしこの方法ではレーザー加
熱による昇温脱離であり、表を照射して酸化膜を除去す
る方法が示されている。
しかし分子線の場合、上述のイオン照射の場合と同様に
、粒子の運動エネルギー変換によって表面原子をスパッ
タするものであり、選択性は低く、また、半導体基板へ
のダメージも大きい。
、粒子の運動エネルギー変換によって表面原子をスパッ
タするものであり、選択性は低く、また、半導体基板へ
のダメージも大きい。
上述した従来技術はいずれも表面で生じる化学反応の選
択性の点について配慮がされておらず、その上再汚染や
ダメージ発生などの問題があった。
択性の点について配慮がされておらず、その上再汚染や
ダメージ発生などの問題があった。
本発明の目的は再汚染やダメージを発生することなく、
固体表面から特定分子あるいは原子を選択的に脱離させ
得る固体表面の改質方法を提供することにある。
固体表面から特定分子あるいは原子を選択的に脱離させ
得る固体表面の改質方法を提供することにある。
上記目的を達成するために、固体試料の表面を構成すう
□、。内、a1□。イオユメ−2わ、イー□越えるエネ
ルギー値を有するX線又は電子線を上記固体試料の表面
に照射することによって上記固体試料の表面上に存在す
る特定の原子を選択的に脱離させ、上記固体試料の表面
の原子組成を変えて改質を行うようにしたものである。
□、。内、a1□。イオユメ−2わ、イー□越えるエネ
ルギー値を有するX線又は電子線を上記固体試料の表面
に照射することによって上記固体試料の表面上に存在す
る特定の原子を選択的に脱離させ、上記固体試料の表面
の原子組成を変えて改質を行うようにしたものである。
さらに好適には、X%、もしくは電子線照射のもとての
表面反応を効率良く行わせしめるために、照射雰囲気に
気体を導入したものである。また、同じ目的から、該表
面に分子あるいは原子の吸着層を形成させたものである
。
表面反応を効率良く行わせしめるために、照射雰囲気に
気体を導入したものである。また、同じ目的から、該表
面に分子あるいは原子の吸着層を形成させたものである
。
固体試料の表面を構成する原子の内殻電子のイオAネル
ギー値を越えるエネルギー値をもつX線、もしくは電子
線を固体表面に照射すると、試料表面上に存在する原子
あるいは分子のうち、特定の原子あるいは分子を構成す
る原子が脱離する。
ギー値を越えるエネルギー値をもつX線、もしくは電子
線を固体表面に照射すると、試料表面上に存在する原子
あるいは分子のうち、特定の原子あるいは分子を構成す
る原子が脱離する。
この脱離反応機構は表面原子あるいは分子を構成する原
子の内殻電子の励起、イオン化に引き続いて、Auge
r過程等の多電子緩和が起こり、これにより表面に多価
イオンが形成されて、そのクーロン反発力によって表面
原子もしくは分子が脱離するものである。この場合、X
線や電子線の照射は表面原子あるいは分子を構成する原
子の電子的励起を起こすのみであり、従来のイオン照射
の場合のように格子原子の変位は無視しうるほど小さい
ため、照射による基板材料の損傷は極めて少ないもので
ある。
子の内殻電子の励起、イオン化に引き続いて、Auge
r過程等の多電子緩和が起こり、これにより表面に多価
イオンが形成されて、そのクーロン反発力によって表面
原子もしくは分子が脱離するものである。この場合、X
線や電子線の照射は表面原子あるいは分子を構成する原
子の電子的励起を起こすのみであり、従来のイオン照射
の場合のように格子原子の変位は無視しうるほど小さい
ため、照射による基板材料の損傷は極めて少ないもので
ある。
さらに、X線もしくは電子線の照射を気体雰囲気で行う
か、あるいは表面に分子を吸着させて行うことにより、
表面原子の結合状態を変えることが出来、これにより、
特定原子あるいは分子の脱離反応の反応効率を高めるこ
とが可能となる。
か、あるいは表面に分子を吸着させて行うことにより、
表面原子の結合状態を変えることが出来、これにより、
特定原子あるいは分子の脱離反応の反応効率を高めるこ
とが可能となる。
なお、上述した照射線のエネルギーはX線の場合は光子
エネルギーであり、電子線の場合は電子値を越えること
が必要である。
エネルギーであり、電子線の場合は電子値を越えること
が必要である。
m:本発明をSiウェーハ表面の清浄化に適用した実施
例を第1図(a)〜(e)により説明する。Bドープの
比抵抗10Ω−1の(100)Siウェーハ1を準備し
た。初めに、ウェーハ上に付着しているハイドロカーボ
ン等の有機物2やCu、Ag等の重金属3を除去するた
めに、洗浄液4によるwet洗浄を行った(第1図(a
))。
例を第1図(a)〜(e)により説明する。Bドープの
比抵抗10Ω−1の(100)Siウェーハ1を準備し
た。初めに、ウェーハ上に付着しているハイドロカーボ
ン等の有機物2やCu、Ag等の重金属3を除去するた
めに、洗浄液4によるwet洗浄を行った(第1図(a
))。
洗浄液4は2種類あり、それぞれ、(N H40H。
H* Oz * Hz O)と(HC2、HxOz、
HzO)をその組成としている。主に、前者は有機物の
除去に、後者は金属の除去に有効である。洗浄後のSi
ウェーハ1を乾燥させるとその表面には自然酸化膜6が
形成される(第1図(b))、次に、Siウェーハ1を
Xs照射室に入れ、室内を1×10−’Pa以下迄排気
した後、Siウェーハ1の表面にX線5を照射した(第
1図(C))。X線源にはシンクロトロン放射光(電子
加速エネルギー:2.5GeV)を用いる。放射光ビー
ムの拡幅用ミラーの反射特性およびシンクロトロンの真
空保護用Be窓の透過率によって、試料であるSiウェ
ーハ1に照射されるX線5の波長域は0.5〜lnmの
範囲となる。第2図はSiウェーハ1表面のJS子組成
についてAuger分析を行い、酸素原子および単体S
iの原子濃度のX線照射量依存性を測定した結果を示し
たグラフである。 J/I’l子濃度は表面のAuge
r電子(SiLVVおよび0KLL)の強度より求めた
。このグラフからエネルギー強度が1.2J/−以上の
X線5の照射によって0にLL値が零となり、Siウェ
ーハ1表面上の自然酸化11116から酸素原子だけが
選択的に脱離し、単体Siのみの表面状態になっている
ことが判る(第1図(d))。
HzO)をその組成としている。主に、前者は有機物の
除去に、後者は金属の除去に有効である。洗浄後のSi
ウェーハ1を乾燥させるとその表面には自然酸化膜6が
形成される(第1図(b))、次に、Siウェーハ1を
Xs照射室に入れ、室内を1×10−’Pa以下迄排気
した後、Siウェーハ1の表面にX線5を照射した(第
1図(C))。X線源にはシンクロトロン放射光(電子
加速エネルギー:2.5GeV)を用いる。放射光ビー
ムの拡幅用ミラーの反射特性およびシンクロトロンの真
空保護用Be窓の透過率によって、試料であるSiウェ
ーハ1に照射されるX線5の波長域は0.5〜lnmの
範囲となる。第2図はSiウェーハ1表面のJS子組成
についてAuger分析を行い、酸素原子および単体S
iの原子濃度のX線照射量依存性を測定した結果を示し
たグラフである。 J/I’l子濃度は表面のAuge
r電子(SiLVVおよび0KLL)の強度より求めた
。このグラフからエネルギー強度が1.2J/−以上の
X線5の照射によって0にLL値が零となり、Siウェ
ーハ1表面上の自然酸化11116から酸素原子だけが
選択的に脱離し、単体Siのみの表面状態になっている
ことが判る(第1図(d))。
エネルギー強度がり、2J/dのX線5の照射を行って
自然酸化膜6を除去したSiウェーハ1表面に真空中で
AQを蒸着し、通常のホトエツチング法によって100
μm角の大きさのパターン7に加工した(第1図(8)
)、このAQパターン7を電極として、A Q / S
iのコンタクト抵抗を測定した結果、第3図に示すよ
うに、未洗浄の場合の約115の抵抗値、従来のvst
洗浄のみの場合の約173の抵抗値(約50Ω)まで下
げることが出来た。このコンタクト抵抗の低下はSiウ
ェーハ1表面の自然酸化膜6が除去された即ちSiウェ
ーハ1表面が清浄化された効果によるものである。
自然酸化膜6を除去したSiウェーハ1表面に真空中で
AQを蒸着し、通常のホトエツチング法によって100
μm角の大きさのパターン7に加工した(第1図(8)
)、このAQパターン7を電極として、A Q / S
iのコンタクト抵抗を測定した結果、第3図に示すよ
うに、未洗浄の場合の約115の抵抗値、従来のvst
洗浄のみの場合の約173の抵抗値(約50Ω)まで下
げることが出来た。このコンタクト抵抗の低下はSiウ
ェーハ1表面の自然酸化膜6が除去された即ちSiウェ
ーハ1表面が清浄化された効果によるものである。
失胤族又:本発明をMOSメモリーのキャパシタ形成に
適用した実施例について述べる。キャパシタ用絶縁膜の
形成前の状態にあるSiウェーハの表面を実施例1と同
様にwet洗浄する。Siウェーハを乾燥した後、X線
照射室に入れ、室内をlXl0−7Pa以下に排気する
。この後、試料であるSiウェーハを一100℃に冷却
しながら、反応ガスSFsあるいはX e ?’ zあ
るいはHz(圧力I X I O’″’Pa)に1分間
曝し、Siウェーハ表面にSFsあるいはXeFzを吸
着させる。
適用した実施例について述べる。キャパシタ用絶縁膜の
形成前の状態にあるSiウェーハの表面を実施例1と同
様にwet洗浄する。Siウェーハを乾燥した後、X線
照射室に入れ、室内をlXl0−7Pa以下に排気する
。この後、試料であるSiウェーハを一100℃に冷却
しながら、反応ガスSFsあるいはX e ?’ zあ
るいはHz(圧力I X I O’″’Pa)に1分間
曝し、Siウェーハ表面にSFsあるいはXeFzを吸
着させる。
SFeの吸着した表面では電子の移11!lJが生じ、
表面の酸素原子とSi原子との結合が弱まる。この後、
室内を再び排気した後、X線を照射する。さらに、吸着
−排気−照射を繰返し、実施例1の場合に比べて低照射
量である総f1300 m J / alのX線を照射
することにより、厚さ1.5nm程度の自然酸化膜を除
去した。この後、室内にNHJIを導入し、Siウェー
ハの表面を窒化した(厚さ2nm)、さらに、CVD法
により、5iaNa膜(厚さ5nm)を形成した後、酸
化膜(厚さ1nm)を形成してキャパシタとした。キャ
パシタのリーク電流が1μA/−になる電界を測定した
結果、従来のwet洗浄のみの場合が8MV/amであ
るのに対し、本発明の清浄化処理を行った場合では12
MV/cnが得られ、キャパシタの絶msの品質が著し
く向上していることが判る。なお、X線にかえて電子線
を用いても同様のことができる。
表面の酸素原子とSi原子との結合が弱まる。この後、
室内を再び排気した後、X線を照射する。さらに、吸着
−排気−照射を繰返し、実施例1の場合に比べて低照射
量である総f1300 m J / alのX線を照射
することにより、厚さ1.5nm程度の自然酸化膜を除
去した。この後、室内にNHJIを導入し、Siウェー
ハの表面を窒化した(厚さ2nm)、さらに、CVD法
により、5iaNa膜(厚さ5nm)を形成した後、酸
化膜(厚さ1nm)を形成してキャパシタとした。キャ
パシタのリーク電流が1μA/−になる電界を測定した
結果、従来のwet洗浄のみの場合が8MV/amであ
るのに対し、本発明の清浄化処理を行った場合では12
MV/cnが得られ、キャパシタの絶msの品質が著し
く向上していることが判る。なお、X線にかえて電子線
を用いても同様のことができる。
太1上II3:実施例1と同じくBドープS i (1
00)ウェーハをウェット洗浄した後、電子線照射室に
入れ、室内をI X 10−”P a以下に排気した後
。
00)ウェーハをウェット洗浄した後、電子線照射室に
入れ、室内をI X 10−”P a以下に排気した後
。
その表面に電子線を照射した。照射した電子線の加速エ
ネルギーは2KaV、照射量は5 X I Q−”C/
dである。照射後、真空中でAQ電極を形成し、コンタ
クト抵抗を測定した結果、wet洗浄のみの場合の約1
73に相当する60Ωが得られた。
ネルギーは2KaV、照射量は5 X I Q−”C/
dである。照射後、真空中でAQ電極を形成し、コンタ
クト抵抗を測定した結果、wet洗浄のみの場合の約1
73に相当する60Ωが得られた。
失痙泄A−:実施例1と同しくBドープS i (10
(1)ウェーハをウェット洗浄・乾燥した後、軟X線照
射室に入れ、室内をI X 10−”P a以下に排気
した。X線照射方法ならびに照射条件は実施例1と同じ
である。但し、本実施例では、X線照射中に室内にSF
s気体を導入し、その気体圧力は1〜10Torrの範
囲とした。ここで、X&l励起反応により活性化された
Si表面とSFe分解活性種とにより化学反応が進み、
Si表面の酸化膜が選択的に除去される。したがって、
このSF6気体の効果により、実施例1の場合に比べて
Xs照射伝が約1桁低いO,tJ/dにおいても、コン
タクト抵抗50Ωを達成することが出来た。なお、X線
にかえて電子・線を用いても同様のことができる。
(1)ウェーハをウェット洗浄・乾燥した後、軟X線照
射室に入れ、室内をI X 10−”P a以下に排気
した。X線照射方法ならびに照射条件は実施例1と同じ
である。但し、本実施例では、X線照射中に室内にSF
s気体を導入し、その気体圧力は1〜10Torrの範
囲とした。ここで、X&l励起反応により活性化された
Si表面とSFe分解活性種とにより化学反応が進み、
Si表面の酸化膜が選択的に除去される。したがって、
このSF6気体の効果により、実施例1の場合に比べて
Xs照射伝が約1桁低いO,tJ/dにおいても、コン
タクト抵抗50Ωを達成することが出来た。なお、X線
にかえて電子・線を用いても同様のことができる。
〉シ治」11−:本発明と分子線エピタキシーとを併用
することにより2次元の量子効果デバイス(fL′/−
細線)を作成する方法を第4図(a)〜(d)を用いて
説明する* GaAs結晶基板ll上に分子線エピタキ
シーによってAQAsの単分子層12を形成する(第4
図(a))、次に、Auパターンク 図(b))、X線14の照射方法、照射条件は実施例1
と同じである。照射量は500mJ/aJである。ここ
で、AΩAs単分子層12のうちXM14が照射された
領域はAQAg分子がGaAs結品基板11から選択的
に脱離され、AuAs単分子層パターン12が形成され
る(第4図(b))。
することにより2次元の量子効果デバイス(fL′/−
細線)を作成する方法を第4図(a)〜(d)を用いて
説明する* GaAs結晶基板ll上に分子線エピタキ
シーによってAQAsの単分子層12を形成する(第4
図(a))、次に、Auパターンク 図(b))、X線14の照射方法、照射条件は実施例1
と同じである。照射量は500mJ/aJである。ここ
で、AΩAs単分子層12のうちXM14が照射された
領域はAQAg分子がGaAs結品基板11から選択的
に脱離され、AuAs単分子層パターン12が形成され
る(第4図(b))。
次に1分子線エピタキシーにより、全面にInAsの単
分子層15を形成する(第4図(c))、以降、AQA
sとI n A sどの分子線エピタキシーを交互にく
り返すことにより、AQAs単分子層12−2.12−
3とI nAs単分子層15−1゜15−2とが交互に
形成され、量子細線が形成される(第4図(d))。現
状の量子効果デバイスでは分子線エピタキシーを用いた
1次元の址子効果デバイスのみが実現されているが1本
発明の表面改質法をこれに併用することによって、初め
て、2次元の量子効果デバイスが作成された。
分子層15を形成する(第4図(c))、以降、AQA
sとI n A sどの分子線エピタキシーを交互にく
り返すことにより、AQAs単分子層12−2.12−
3とI nAs単分子層15−1゜15−2とが交互に
形成され、量子細線が形成される(第4図(d))。現
状の量子効果デバイスでは分子線エピタキシーを用いた
1次元の址子効果デバイスのみが実現されているが1本
発明の表面改質法をこれに併用することによって、初め
て、2次元の量子効果デバイスが作成された。
失胤叢且:本実施例は酸処理などのν8tプロセスを一
切行うことなしに、Siミラニー衣表面全ての清浄化工
程をシンクロトロン放射光を励起光源に用いて行うもの
である。実施例1と同様に、未洗浄の(100)Siウ
ェハをXi照射室に入れ、1×10″″’Pa以下に排
気する。次に、室内に酸素ガスを導入し、圧力を10〜
100Torrの範囲とする。これにシンクロトロン放
射光を照射すると、酸素分子の内殻励起により、化学的
に活性な原子状酸素が発生する。この原子状酸素が81
表面に吸着しているハイドロカーボンと反応し、二酸化
炭素(CO2)と水(HzO)とに変換され。
切行うことなしに、Siミラニー衣表面全ての清浄化工
程をシンクロトロン放射光を励起光源に用いて行うもの
である。実施例1と同様に、未洗浄の(100)Siウ
ェハをXi照射室に入れ、1×10″″’Pa以下に排
気する。次に、室内に酸素ガスを導入し、圧力を10〜
100Torrの範囲とする。これにシンクロトロン放
射光を照射すると、酸素分子の内殻励起により、化学的
に活性な原子状酸素が発生する。この原子状酸素が81
表面に吸着しているハイドロカーボンと反応し、二酸化
炭素(CO2)と水(HzO)とに変換され。
これらは表面から脱離される。したがって、この場合、
Siウェーハを100〜200℃に加熱しておくことは
、上記脱離反応を促進する上で有効である。これにより
、Si表面は酸化膜の厚さがやや増加するものの、ハイ
ドロカーボン付着物は完全に除去される0次に、Slウ
ェーハ表面の酸化膜を実施例1と同様に、シンクロトロ
ン放射光を照射することにより除去することが出来る。
Siウェーハを100〜200℃に加熱しておくことは
、上記脱離反応を促進する上で有効である。これにより
、Si表面は酸化膜の厚さがやや増加するものの、ハイ
ドロカーボン付着物は完全に除去される0次に、Slウ
ェーハ表面の酸化膜を実施例1と同様に、シンクロトロ
ン放射光を照射することにより除去することが出来る。
第5図は本実施例により処理したSiウェーハ表面の光
電子分光の測定結果、および、実施例1のwet処理の
みを行った表面の測定結果である。この結果、wet処
理のみの場合には、Siウェーハ表面にSif!が残っ
ているが、シンクロトロン放射光の照射によって5in
sは完全に除去され、清浄なSiウェーハ表面が現れて
いることが判る。
電子分光の測定結果、および、実施例1のwet処理の
みを行った表面の測定結果である。この結果、wet処
理のみの場合には、Siウェーハ表面にSif!が残っ
ているが、シンクロトロン放射光の照射によって5in
sは完全に除去され、清浄なSiウェーハ表面が現れて
いることが判る。
本実施例では、ハイドロカーボン付着物と酸化物との除
去を高真空中で連続して行うことが出来るので、清浄な
Siウェーハ表面が安定に得られるという特徴を有する
。
去を高真空中で連続して行うことが出来るので、清浄な
Siウェーハ表面が安定に得られるという特徴を有する
。
本発明によれば、半導体ウェーハ表面の自然酸化膜の選
択的除去(すなわち表面の清浄化)などを従来に比べて
、より選択的に、かつより低損傷な条件で可能になる。
択的除去(すなわち表面の清浄化)などを従来に比べて
、より選択的に、かつより低損傷な条件で可能になる。
この清浄化された表面に半導体素子に必要な各種薄膜を
形成することにより、これらの薄膜の品質は著しく向上
し、これによって素子の性能ならびに信頼度の向上に大
きく貢献するものである。
形成することにより、これらの薄膜の品質は著しく向上
し、これによって素子の性能ならびに信頼度の向上に大
きく貢献するものである。
第1図(a)〜(6)は本発明による実施例1の処理工
程毎の断面図、第2図は実施例1におけるX線照射量と
Siウェーハ表面の組成との関係を示す図、第31!M
は実施例1におけるコンタクト抵抗の測定値を示す図、
第4図は実施例5の量子細線作成工程の断面図、第5図
は実施例6により達成されたSi表面の光電子分光測定
結果である。 1・・・Siウェーハ、2・・・有機物、3・・・重金
属、4・・・wet洗浄液、5,14・・・X線、6・
・・自然酸化膜、7・・・AMパターン、11・・・G
aAs結品基板、12・・・A fJ A s単分子層
、13・・・X線マスク、% 2 図 % 3 図 自!!、d賢P4乙月l【 AlハeZ−ン 万 4 呂 rz−+ rl hAsRIJR 12A1As勅I 不 図 葦[今エネル〜’−(C7〕
程毎の断面図、第2図は実施例1におけるX線照射量と
Siウェーハ表面の組成との関係を示す図、第31!M
は実施例1におけるコンタクト抵抗の測定値を示す図、
第4図は実施例5の量子細線作成工程の断面図、第5図
は実施例6により達成されたSi表面の光電子分光測定
結果である。 1・・・Siウェーハ、2・・・有機物、3・・・重金
属、4・・・wet洗浄液、5,14・・・X線、6・
・・自然酸化膜、7・・・AMパターン、11・・・G
aAs結品基板、12・・・A fJ A s単分子層
、13・・・X線マスク、% 2 図 % 3 図 自!!、d賢P4乙月l【 AlハeZ−ン 万 4 呂 rz−+ rl hAsRIJR 12A1As勅I 不 図 葦[今エネル〜’−(C7〕
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、固体試料の表面を構成する原子の内殻電子のイオン
化エネルギー値を越えるエネルギー値を有するX線又は
電子線を上記固体試料の表面に照射することによつて上
記固体試料の表面上に存在する特定の原子を選択的に脱
離させることを特徴とする固体試料表面の改質方法。 2、上記X線又は電子線の照射を反応ガス雰囲気中で行
うことを特徴とする請求項1の固体試料表面の改質方法
。 3、上記X線又は電子線の照射を上記固体試料表面に分
子又は原子の吸着層を形成させてから行うことを特徴と
する請求項1の固体試料表面の改質方法。 4、上記X線又は電子線の照射を上記固体試料表面の特
定領域に選択的に行うことを特徴とする請求項1の固体
試料表面の改質方法。 5、自然酸化膜が形成された半導体ウェーハの表面上に
上記ウェーハの表面を構成する原子の内殻電子のイオン
化エネルギー値を越えるエネルギー値を有するX線又は
電子線を照射することによつて上記自然酸化膜中の酸素
原子を選択的に脱離させて上記自然酸化膜を除去するこ
とを特徴とする半導体ウェーハ表面の清浄化方法。 6、上記半導体ウェーハがSiウェーハであることを特
徴とする請求項5の半導体ウェーハ表面の清浄化方法。 7、単分子層が形成された半導体ウェーハの表面上に上
記ウェーハの表面を構成する原子の内殻電子のイオン化
エネルギー値を越えるエネルギー値を有するX線又は電
子線をマスクを介して照射することによつて上記単分子
層の被照射領域を除去して上記単分子層のパターンを形
成することを特徴とするパターン形成方法。 8、固体試料の表面を洗浄する洗浄工程と、所定雰囲気
中において上記固体試料の表面を構成する原子の内殻電
子のイオン化エネルギー値を越えるエネルギー値を有す
るX線又は電子線を洗浄された上記固体試料の表面に照
射する照射工程と、照射された上記固体試料の表面上に
薄膜を形成する膜形成工程とを備えることを特徴とする
固体試料表面の改質方法。 9、上記所定雰囲気が真空雰囲気であることを特徴とす
る請求項8の固体試料表面の改質方法。 10、上記所定雰囲気が反応ガス雰囲気であることを特
徴とする請求項8の固体試料表面の改質方法。 11、上記反応ガスがSF_8あるいはXeF_2ある
いはH_2であることを特徴とする請求項2又は10の
固体試料表面の改質方法。 12、上記固体試料が半導体ウェーハであることを特徴
とする請求項8の固体試料表面の改質方法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13601789A JPH033328A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 固体試料表面の改質方法 |
EP19900110374 EP0400651A3 (en) | 1989-05-31 | 1990-05-31 | Method of modification on surface of solid sample |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13601789A JPH033328A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 固体試料表面の改質方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH033328A true JPH033328A (ja) | 1991-01-09 |
Family
ID=15165238
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13601789A Pending JPH033328A (ja) | 1989-05-31 | 1989-05-31 | 固体試料表面の改質方法 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
EP (1) | EP0400651A3 (ja) |
JP (1) | JPH033328A (ja) |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH05275402A (ja) * | 1992-03-27 | 1993-10-22 | Hitachi Ltd | 固体表面加工方法 |
US5510277A (en) * | 1994-06-29 | 1996-04-23 | At&T Corp. | Surface treatment for silicon substrates |
JP3540047B2 (ja) * | 1995-03-31 | 2004-07-07 | 株式会社島津製作所 | 微細パターン作成方法 |
US6554950B2 (en) | 2001-01-16 | 2003-04-29 | Applied Materials, Inc. | Method and apparatus for removal of surface contaminants from substrates in vacuum applications |
US7838431B2 (en) | 2008-06-14 | 2010-11-23 | Applied Materials, Inc. | Method for surface treatment of semiconductor substrates |
Family Cites Families (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60211930A (ja) * | 1984-04-06 | 1985-10-24 | Canon Inc | パタ−ン形成方法 |
US4590091A (en) * | 1984-12-17 | 1986-05-20 | Hughes Aircraft Company | Photochemical process for substrate surface preparation |
GB8806800D0 (en) * | 1988-03-22 | 1988-04-20 | British Telecomm | Etching methods |
-
1989
- 1989-05-31 JP JP13601789A patent/JPH033328A/ja active Pending
-
1990
- 1990-05-31 EP EP19900110374 patent/EP0400651A3/en not_active Withdrawn
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0400651A2 (en) | 1990-12-05 |
EP0400651A3 (en) | 1991-12-11 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR100391840B1 (ko) | 반도체기판표면상의절연막형성방법및그형성장치 | |
US4695327A (en) | Surface treatment to remove impurities in microrecesses | |
JPH10513612A (ja) | 洗浄方法 | |
JPH08264500A (ja) | 基板の洗浄方法 | |
KR970003887B1 (ko) | 집적 회로 어셈블리로부터 금속-함유 오염물질을 제거하기 위한 기체상 세정제 및 이를 사용하는 방법 | |
Kim et al. | Facile dry surface cleaning of graphene by UV treatment | |
JP2005134170A (ja) | 電子分光分析方法及び分析装置 | |
Kaneko et al. | Low Temperature Silicon Surface Cleaning by HF Etching/Ultraviolet Ozone Cleaning (HF/UVOC) Method (II)–in situ UVOC | |
JPH033328A (ja) | 固体試料表面の改質方法 | |
Nakamura et al. | Comparison of initial oxidation of Si (111) 7× 7 with ozone and oxygen investigated by second harmonic generation | |
JPH0496226A (ja) | 半導体装置の製造方法 | |
JPH02137313A (ja) | シリコン固体表面へのパターン形成法 | |
JP2694625B2 (ja) | 化合物半導体基体のエッチング方法および製造方法 | |
JPH06333917A (ja) | 半導体ウエーハの酸化前処理方法 | |
JP2768760B2 (ja) | レジストアッシング装置 | |
JP2737613B2 (ja) | 微細パターンの形成方法 | |
Massey et al. | On the possibility of using low-energy electron stimulated desorption of ions as a surface probe: Analysis of Au substrates | |
JPS63228620A (ja) | 表面クリ−ニング方法 | |
JPH03218628A (ja) | 半導体基板表面清浄化方法及び装置 | |
JPH09190993A (ja) | 表面清浄化方法 | |
JPH06291095A (ja) | パターン形成方法 | |
JPS63232337A (ja) | ドライクリ−ニング方法 | |
JPH04213824A (ja) | プラズマ重合膜および重金属汚染の除去方法 | |
JP2003146778A (ja) | 炭化ケイ素焼結体の洗浄方法 | |
Woo et al. | Metallurgical sample surface cleaning using UV/ozone |