JPH05198509A - 表面処理方法及び表面処理装置 - Google Patents
表面処理方法及び表面処理装置Info
- Publication number
- JPH05198509A JPH05198509A JP817392A JP817392A JPH05198509A JP H05198509 A JPH05198509 A JP H05198509A JP 817392 A JP817392 A JP 817392A JP 817392 A JP817392 A JP 817392A JP H05198509 A JPH05198509 A JP H05198509A
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- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- surface treatment
- catalyst
- vacuum chamber
- treatment method
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- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 比較的低い基板温度で、イオンを使用せず、
また、磁場を印加すること無く、高真空中で基板表面の
変成層を除去することができる表面処理方法及びその装
置を提供すること。 【構成】 真空槽１１に、基板ホルダー１４に保持され
た基板１３に向けられたガスノズル１９を設ける。ガス
ノズル１９には触媒が装填されており、ノズル１９を通
過する水素は活性な水素原子に解離する。解離した水素
原子を真空槽１１内に導入し、基板１３の表面に照射す
ると、基板表面の変成層は除去される。
また、磁場を印加すること無く、高真空中で基板表面の
変成層を除去することができる表面処理方法及びその装
置を提供すること。 【構成】 真空槽１１に、基板ホルダー１４に保持され
た基板１３に向けられたガスノズル１９を設ける。ガス
ノズル１９には触媒が装填されており、ノズル１９を通
過する水素は活性な水素原子に解離する。解離した水素
原子を真空槽１１内に導入し、基板１３の表面に照射す
ると、基板表面の変成層は除去される。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、基板の表面処理方法に
係り、特に、半導体製造装置等の真空チャンバ内に導入
された基板の表面処理方法に関する。
係り、特に、半導体製造装置等の真空チャンバ内に導入
された基板の表面処理方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】一般に、分子線エピタキシー（ＭＢＥ）
等の半導体製造装置により基板結晶或いは、結晶上に形
成された異種薄膜上に他の薄膜を形成する場合、良好な
界面を形成するために、基板最表面に大気中で形成され
る自然酸化膜等の変成層を何等かの方法で除去する必要
がある。
等の半導体製造装置により基板結晶或いは、結晶上に形
成された異種薄膜上に他の薄膜を形成する場合、良好な
界面を形成するために、基板最表面に大気中で形成され
る自然酸化膜等の変成層を何等かの方法で除去する必要
がある。
【０００３】従来、変成層の除去は、熱エッチングや、
プラズマを利用したラジカルエッチング等の方法が用い
られていた。
プラズマを利用したラジカルエッチング等の方法が用い
られていた。
【０００４】例えば、ジャパニーズ・ジャーナル・オブ
・アプライド・フィジックス 第２８巻 Ｌ７〜Ｌ９頁
（１９８９年）に記載されているように、ＧａＡｓ結晶
基板表面上にＧａＡｓ等のIII −Ｖ族化合物半導体を成
長する場合には、真空中でＡｓ分子を基板表面に照射し
ながら基板温度を５５０℃以上にすることによって、熱
エッチングが行われている。また、同文献に記載されて
いるように、比較的低温で酸化膜を除去する方法とし
て、ＥＣＲ（エレクトロンサイクロトロン共鳴）プラズ
マにより励起された電子を基板表面に照射することによ
ってエッチングが行われている。
・アプライド・フィジックス 第２８巻 Ｌ７〜Ｌ９頁
（１９８９年）に記載されているように、ＧａＡｓ結晶
基板表面上にＧａＡｓ等のIII −Ｖ族化合物半導体を成
長する場合には、真空中でＡｓ分子を基板表面に照射し
ながら基板温度を５５０℃以上にすることによって、熱
エッチングが行われている。また、同文献に記載されて
いるように、比較的低温で酸化膜を除去する方法とし
て、ＥＣＲ（エレクトロンサイクロトロン共鳴）プラズ
マにより励起された電子を基板表面に照射することによ
ってエッチングが行われている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
熱エッチングによる表面処理方法では、基板温度が例え
ば５５０℃と高く、ヘテロ構造結晶を再成長する際にヘ
テロ界面の無秩序化を誘起するなどの熱的ダメージがあ
るという問題点がある。
熱エッチングによる表面処理方法では、基板温度が例え
ば５５０℃と高く、ヘテロ構造結晶を再成長する際にヘ
テロ界面の無秩序化を誘起するなどの熱的ダメージがあ
るという問題点がある。
【０００６】また、プラズマを用いる方法では、プラズ
マ発生の臨界圧力が１０-2Ｐａと低いため、その後の結
晶成長などの超高真空プロセスとの整合性がないという
問題点がある。また、プラズマ中の高エネルギーイオン
が基板表面に物理的ダメージを与えるという問題点もあ
る。さらに、結晶表面を電子線でモニターする場合に、
プラズマ閉じ込め磁場の影響によってモニターすること
ができないという問題点がある。
マ発生の臨界圧力が１０-2Ｐａと低いため、その後の結
晶成長などの超高真空プロセスとの整合性がないという
問題点がある。また、プラズマ中の高エネルギーイオン
が基板表面に物理的ダメージを与えるという問題点もあ
る。さらに、結晶表面を電子線でモニターする場合に、
プラズマ閉じ込め磁場の影響によってモニターすること
ができないという問題点がある。
【０００７】本発明は、比較的低い基板温度で、イオン
を使用せず、また、磁場を印加すること無く、高真空中
で基板表面の変成層を除去することができる表面処理方
法及びその装置を提供することを目的とする。
を使用せず、また、磁場を印加すること無く、高真空中
で基板表面の変成層を除去することができる表面処理方
法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、大気中
から真空チャンバ内に基板を導入し、真空状態下で前記
基板の表面処理を行う表面処理方法において、水素を触
媒によって解離し、解離した水素原子を前記真空チャン
バ内に導入し、前記基板の表面に照射するようにしたこ
とを特徴とする表面処理方法が得られる。
から真空チャンバ内に基板を導入し、真空状態下で前記
基板の表面処理を行う表面処理方法において、水素を触
媒によって解離し、解離した水素原子を前記真空チャン
バ内に導入し、前記基板の表面に照射するようにしたこ
とを特徴とする表面処理方法が得られる。
【０００９】また、本発明によれば、真空チャンバに、
触媒が装填されたガス導入手段を設けたことを特徴とす
る表面処理装置が得られる。
触媒が装填されたガス導入手段を設けたことを特徴とす
る表面処理装置が得られる。
【００１０】
【作用】触媒に触れた水素ガスは、クラッキングされ、
活性な水素原子となる。基板表面に照射された活性な水
素原子は基板表面の自然酸化膜と反応して酸化膜がエッ
チングされる。
活性な水素原子となる。基板表面に照射された活性な水
素原子は基板表面の自然酸化膜と反応して酸化膜がエッ
チングされる。
【００１１】
【実施例】以下に図面を参照して、本発明の実施例を説
明する。
明する。
【００１２】図１に本発明の一実施例に使用される結晶
成長装置の側断面概略図を示す。この結晶成長装置は、
真空槽１１とゲートバルブ１２を介して接続された別の
真空槽（ロードロック室、図示せず）とを有している。
真空槽１１の内部には、半導体基板１３を保持するため
の基板ホルダー１４、基板ホルダー１４を介して基板を
加熱するための基板ヒータ１５、及び基板ヒータ１５を
保持するための基板マニプレータ１６が設けられてい
る。また、真空槽１１の内部には、液体窒素シュラウド
１７が設けられている。真空槽１１の壁面には、結晶成
長原料を供給するための分子線セル１８、表面処理用の
ガスを供給する触媒を装填したガスセル１９、基板表面
観測用の電子銃２０及び蛍光スクリーン２１が設けられ
ている。
成長装置の側断面概略図を示す。この結晶成長装置は、
真空槽１１とゲートバルブ１２を介して接続された別の
真空槽（ロードロック室、図示せず）とを有している。
真空槽１１の内部には、半導体基板１３を保持するため
の基板ホルダー１４、基板ホルダー１４を介して基板を
加熱するための基板ヒータ１５、及び基板ヒータ１５を
保持するための基板マニプレータ１６が設けられてい
る。また、真空槽１１の内部には、液体窒素シュラウド
１７が設けられている。真空槽１１の壁面には、結晶成
長原料を供給するための分子線セル１８、表面処理用の
ガスを供給する触媒を装填したガスセル１９、基板表面
観測用の電子銃２０及び蛍光スクリーン２１が設けられ
ている。
【００１３】次に、図２を参照してガスセル１９につい
て説明する。ガスセル１９は、真空槽１１の壁面に固定
されるフランジ２２、フランジ２２に対して垂直方向に
延在する円筒系の熱遮断板２３、熱遮蔽板２３内部に同
心状に配置され内部にガスを通すＳＵＳ製ノズル２４、
ノズル２４を加熱するためのヒータ２５、ノズル内部に
装填される触媒２６、及び触媒固定用の白金リング２７
を有している。
て説明する。ガスセル１９は、真空槽１１の壁面に固定
されるフランジ２２、フランジ２２に対して垂直方向に
延在する円筒系の熱遮断板２３、熱遮蔽板２３内部に同
心状に配置され内部にガスを通すＳＵＳ製ノズル２４、
ノズル２４を加熱するためのヒータ２５、ノズル内部に
装填される触媒２６、及び触媒固定用の白金リング２７
を有している。
【００１４】以下、本発明の一実施例の表面処理方法を
説明する。ここではＧａＡｓ基板の表面処理について説
明する。
説明する。ここではＧａＡｓ基板の表面処理について説
明する。
【００１５】まず、大気中で、硫酸系エッチング液によ
ってＧａＡｓ基板の表面を湿式エッチングし、流水洗浄
した。その後、ロードロック室を介して内部を高真空状
態にした真空槽１１にＧａＡｓ基板を導入し、基板ホル
ダー１４に保持させた。こうして導入されたＧａＡｓ基
板の表面には、極めて薄い自然酸化膜が形成されている
はずである。このことは、電子銃２０からの電子線をＧ
ａＡｓ基板表面に照射して、蛍光スクリーン２１に映し
出される電子線回折パターン（ＲＨＥＥＤパターン）に
より確認することができる。
ってＧａＡｓ基板の表面を湿式エッチングし、流水洗浄
した。その後、ロードロック室を介して内部を高真空状
態にした真空槽１１にＧａＡｓ基板を導入し、基板ホル
ダー１４に保持させた。こうして導入されたＧａＡｓ基
板の表面には、極めて薄い自然酸化膜が形成されている
はずである。このことは、電子銃２０からの電子線をＧ
ａＡｓ基板表面に照射して、蛍光スクリーン２１に映し
出される電子線回折パターン（ＲＨＥＥＤパターン）に
より確認することができる。
【００１６】ＲＨＥＥＤパターンがハローパターンであ
る（自然酸化膜が存在する）ことを確認した後、基板温
度を３００℃に保持した。このときのＲＨＥＥＤパター
ンもハローパターンであった。
る（自然酸化膜が存在する）ことを確認した後、基板温
度を３００℃に保持した。このときのＲＨＥＥＤパター
ンもハローパターンであった。
【００１７】次に、触媒２６としてＰｔ／γ−Ａｌ2 Ｏ
3 触媒（γ−Ａｌ2 Ｏ3 に担持されたＰｔ触媒；Ｐｔ≦
５重量％）を装填したガスセル１９を通して、Ｈ2 ガス
をＧａＡｓ基板１３上に照射した。ここで、Ｈ2 ガスは
ノズル２４の内部で触媒に触れ、解離（クラッキング）
され、活性な水素原子となっている。
3 触媒（γ−Ａｌ2 Ｏ3 に担持されたＰｔ触媒；Ｐｔ≦
５重量％）を装填したガスセル１９を通して、Ｈ2 ガス
をＧａＡｓ基板１３上に照射した。ここで、Ｈ2 ガスは
ノズル２４の内部で触媒に触れ、解離（クラッキング）
され、活性な水素原子となっている。
【００１８】Ｈ2 ガスの照射を３０分続けた後、ガスの
照射を停止し、ＲＨＥＥＤパターンを確認すると、ハロ
ーパターンからストリークパターンに変化していること
が確認された。即ち、基板温度３００℃という比較的低
い温度で（加熱処理による酸化膜の除去は５００℃以
上）、自然酸化膜を除去することができた。
照射を停止し、ＲＨＥＥＤパターンを確認すると、ハロ
ーパターンからストリークパターンに変化していること
が確認された。即ち、基板温度３００℃という比較的低
い温度で（加熱処理による酸化膜の除去は５００℃以
上）、自然酸化膜を除去することができた。
【００１９】この後、分子線セル１８のシャッターを開
閉することにより、所定の半導体薄膜を成長することが
出来た。
閉することにより、所定の半導体薄膜を成長することが
出来た。
【００２０】なお、上記実施例では、ヒータ２５は使用
していないが、ヒータ２５に通電して触媒を加熱するこ
とにより自然酸化膜除去の効率を上げることができる。
また、基板に通電するための通電部を真空槽内１１に設
け、基板に通伝加熱を行うことにより、さらに自然酸化
膜除去の効率を上げることができる。
していないが、ヒータ２５に通電して触媒を加熱するこ
とにより自然酸化膜除去の効率を上げることができる。
また、基板に通電するための通電部を真空槽内１１に設
け、基板に通伝加熱を行うことにより、さらに自然酸化
膜除去の効率を上げることができる。
【００２１】さらにまた、上記実施例では、半導体成長
装置を用いた場合に着いて説明したが、分子線セル１８
を備えていない、表面処理装置であっても同様に表面処
理が行えることはいうまでもない。
装置を用いた場合に着いて説明したが、分子線セル１８
を備えていない、表面処理装置であっても同様に表面処
理が行えることはいうまでもない。
【００２２】
【発明の効果】本発明によれば、水素を触媒によって解
離し、解離した水素原子を真空チャンバ内に導入し、基
板の表面に照射するようにしたことで、低温で、イオン
を使用せず、磁場の印加も必要無い表面処理方法を提供
することができ、表面にダメージを与えること無く高真
空中で基板の表面処理を行うことができる。
離し、解離した水素原子を真空チャンバ内に導入し、基
板の表面に照射するようにしたことで、低温で、イオン
を使用せず、磁場の印加も必要無い表面処理方法を提供
することができ、表面にダメージを与えること無く高真
空中で基板の表面処理を行うことができる。
【図１】本発明の一実施例に使用される半導体成長装置
の側断面概略図である。
の側断面概略図である。
【図２】図１の半導体成長装置に備えられたガスノズル
の断面図である。
の断面図である。
１１ 真空槽 １２ ゲートバルブ １３ 半導体基板 １４ 基板ホルダー １５ 基板ヒータ １６ 基板マニプレータ １７ 液体窒素シュラウド １８ 分子線セル １９ ガスセル ２０ 電子銃 ２１ 蛍光スクリーン ２２ フランジ ２３ 熱遮断板 ２４ ノズル ２５ ヒータ ２６ 触媒 ２７ 白金リング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 野村 康彦 茨城県つくば市竹園２−16−12 三洋竹園 社宅32号 (72)発明者 井須 俊郎 大阪府豊中市北緑丘３丁目１−24−201
Claims (5)
- 【請求項１】 大気中から真空チャンバ内に基板を導入
し、真空状態下で前記基板の表面処理を行う表面処理方
法において、水素を触媒によって解離し、解離した水素
原子を前記真空チャンバ内に導入し、前記基板の表面に
照射するようにしたことを特徴とする表面処理方法。 - 【請求項２】 前記基板を加熱すると共に、前記触媒を
加熱し、加熱された前記基板の表面に、前記触媒を介し
て加熱された水素原子を照射することを特徴とする請求
項１記載の表面処理方法。 - 【請求項３】 前記基板に通電することを特徴とする請
求項１又は請求項２記載の表面処理方法。 - 【請求項４】 真空チャンバに、触媒が装填されたガス
導入手段を設けたことを特徴とする表面処理装置。 - 【請求項５】 前記真空チャンバ内に、該真空チャンバ
内に導入された基板に通電するための通電手段を設けた
ことを特徴とする請求項４記載の表面処理装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP817392A JPH05198509A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 表面処理方法及び表面処理装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP817392A JPH05198509A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 表面処理方法及び表面処理装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05198509A true JPH05198509A (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=11685938
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP817392A Withdrawn JPH05198509A (ja) | 1992-01-21 | 1992-01-21 | 表面処理方法及び表面処理装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05198509A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0897193A (ja) * | 1994-02-15 | 1996-04-12 | At & T Corp | 半導体素子の製造方法 |
| US7750654B2 (en) | 2002-09-02 | 2010-07-06 | Octec Inc. | Probe method, prober, and electrode reducing/plasma-etching processing mechanism |
-
1992
- 1992-01-21 JP JP817392A patent/JPH05198509A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0897193A (ja) * | 1994-02-15 | 1996-04-12 | At & T Corp | 半導体素子の製造方法 |
| US7750654B2 (en) | 2002-09-02 | 2010-07-06 | Octec Inc. | Probe method, prober, and electrode reducing/plasma-etching processing mechanism |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 19990408 |