JPH0630354B2 - Ｓｉ表面の乾式による洗浄方法 - Google Patents
Ｓｉ表面の乾式による洗浄方法Info
- Publication number
- JPH0630354B2 JPH0630354B2 JP16122287A JP16122287A JPH0630354B2 JP H0630354 B2 JPH0630354 B2 JP H0630354B2 JP 16122287 A JP16122287 A JP 16122287A JP 16122287 A JP16122287 A JP 16122287A JP H0630354 B2 JPH0630354 B2 JP H0630354B2
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- Japan
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- substrate
- vacuum container
- ultraviolet light
- gas
- oxide film
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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Si基
板の表面洗浄方法に関する。
板の表面洗浄方法に関する。
［従来の技術］ 従来のSi表面の洗浄方法としてはおもに湿式エッチング
によりSi表面層を除去したり、あるいは沸騰した酸また
はアルカリ溶液中にSi基板を浸して表面の不純物を取除
くとともに、表面を薄く酸化した後、または酸化しつつ
同時に、形成された酸化膜をエッチングする方法が用い
られていた。またドライエッチング後のSi表面の損傷層
を除去する方法としてはSi表面を 950℃、 H2 ： O2 ＝
１：１のガス雰囲気中で 200Å程度熱酸化し、その後、
希釈したフッ酸で酸化膜を除去するなどの方法が行われ
ている。
によりSi表面層を除去したり、あるいは沸騰した酸また
はアルカリ溶液中にSi基板を浸して表面の不純物を取除
くとともに、表面を薄く酸化した後、または酸化しつつ
同時に、形成された酸化膜をエッチングする方法が用い
られていた。またドライエッチング後のSi表面の損傷層
を除去する方法としてはSi表面を 950℃、 H2 ： O2 ＝
１：１のガス雰囲気中で 200Å程度熱酸化し、その後、
希釈したフッ酸で酸化膜を除去するなどの方法が行われ
ている。
［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、湿式による表面洗浄方法の場合、たとえ
ば湿式エッチングを行った後、Si表面は必ず空気にさら
されているためSi表面には約20Åの厚さの自然酸化膜が
形成される。このSi自然酸化膜は MOSトランジスタのソ
ース・ドレインのコンタクト配線を行う際のコンタクト
不良の原因となることがある。また、ドライエッチング
による表面損傷層を除去する場合においては、前記方法
によりSi表面を熱酸化するため、Si基板を高温に加熱す
る必要があり、このため基板に注入した不純物のプロフ
ァイルが変化して設計通りの不純物分布が得られなかっ
たり、また高温加熱によって新たに結晶欠陥が発生する
可能性がある、などの欠点があった。また、従来法では
酸化膜除去の際に希釈フッ酸に浸すという湿式の方法を
採っているため、前述の自然酸化膜が形成されるという
問題もあり、またプロセスの総乾式化を妨げるものでも
あった。
ば湿式エッチングを行った後、Si表面は必ず空気にさら
されているためSi表面には約20Åの厚さの自然酸化膜が
形成される。このSi自然酸化膜は MOSトランジスタのソ
ース・ドレインのコンタクト配線を行う際のコンタクト
不良の原因となることがある。また、ドライエッチング
による表面損傷層を除去する場合においては、前記方法
によりSi表面を熱酸化するため、Si基板を高温に加熱す
る必要があり、このため基板に注入した不純物のプロフ
ァイルが変化して設計通りの不純物分布が得られなかっ
たり、また高温加熱によって新たに結晶欠陥が発生する
可能性がある、などの欠点があった。また、従来法では
酸化膜除去の際に希釈フッ酸に浸すという湿式の方法を
採っているため、前述の自然酸化膜が形成されるという
問題もあり、またプロセスの総乾式化を妨げるものでも
あった。
本発明の目的はこのような湿式による表面洗浄方法の欠
点を除去せしめて、十分な表面洗浄効果のある表面洗浄
を低温のプロセスで、かつ乾式で行う方法を提供するこ
とにある。
点を除去せしめて、十分な表面洗浄効果のある表面洗浄
を低温のプロセスで、かつ乾式で行う方法を提供するこ
とにある。
［問題点を解決するための手段］ 本発明は、Si基板に、フロロシラン系ガスと窒素との混
合ガスのマイクロ波放電により生成される活性種を真空
容器内で放射した後、同一真空容器内において、塩素ガ
ス雰囲気中で、前記Si基板に紫外光を照射することを特
徴とするSi表面の乾式による洗浄方法である。
合ガスのマイクロ波放電により生成される活性種を真空
容器内で放射した後、同一真空容器内において、塩素ガ
ス雰囲気中で、前記Si基板に紫外光を照射することを特
徴とするSi表面の乾式による洗浄方法である。
［作用］ 真空容器内で、フロロシラン系ガスと窒素との混合ガス
のマイクロ波放電を起させることによりフッ素原子
（Ｆ）、窒素原子（Ｎ）等の活性種が生成される。これ
らの活性種をSi基板に放射することにより、Si基板上に
Siの酸化膜(SiO2 )が存在する場合にはＦ原子はSiと反
応して SiF４となって揮発性ガスとなり、また残った酸
素（Ｏ）はＮ原子と反応し、NOあるいはNO2 となって除
去される。しかしながら、酸化膜が除去されSi表面が露
出した時点からＦによるSiのエッチング反応と、フロロ
シラン系ガスの分解によるSiの堆積反応との競合がおこ
り、マイクロ波放電によって生成される活性種の中でＦ
の占める割合の大小によって、エッチング反応か堆積反
応のどちらかが支配的になる。すなわち、Ｆの割合が大
きい時にはエッチング反応が進行し、Ｆの割合が小さい
時にはSiの堆積反応が進行する。このＦの割合を制御す
るための方法としては、ＳｉＨｘＦｙ（ｘ＋ｙ＝４）と
いう式で代表されるフロロシラン系ガスのｘとｙの値を
適当に決めたものを添加するか、あるいはＨ２ガスを添
加することにより、放電によって生成したＨとＦとが反
応してＨＦとなって除去され、Siのエッチングに寄与す
るＦの濃度を制御することができる。したがって、酸化
膜を除去した後において、Siの堆積が進行するようにＦ
の濃度を調整し、自然酸化膜の除去後、Si堆積が始まっ
た時点でマイクロ波放電を停止する。しかるのち、塩素
（Cl２）雰囲気中で紫外光照射を行って生成したCl原子
と、Si基板上に堆積したSiおよびSi基板のSiとを反応さ
せ、エッチングすることにより、Siの清浄表面が得られ
る。本発明では以上のプロセスを全て室温で行うことが
できるので基板の劣化を防ぐことができ、歩留りが向上
する。
のマイクロ波放電を起させることによりフッ素原子
（Ｆ）、窒素原子（Ｎ）等の活性種が生成される。これ
らの活性種をSi基板に放射することにより、Si基板上に
Siの酸化膜(SiO2 )が存在する場合にはＦ原子はSiと反
応して SiF４となって揮発性ガスとなり、また残った酸
素（Ｏ）はＮ原子と反応し、NOあるいはNO2 となって除
去される。しかしながら、酸化膜が除去されSi表面が露
出した時点からＦによるSiのエッチング反応と、フロロ
シラン系ガスの分解によるSiの堆積反応との競合がおこ
り、マイクロ波放電によって生成される活性種の中でＦ
の占める割合の大小によって、エッチング反応か堆積反
応のどちらかが支配的になる。すなわち、Ｆの割合が大
きい時にはエッチング反応が進行し、Ｆの割合が小さい
時にはSiの堆積反応が進行する。このＦの割合を制御す
るための方法としては、ＳｉＨｘＦｙ（ｘ＋ｙ＝４）と
いう式で代表されるフロロシラン系ガスのｘとｙの値を
適当に決めたものを添加するか、あるいはＨ２ガスを添
加することにより、放電によって生成したＨとＦとが反
応してＨＦとなって除去され、Siのエッチングに寄与す
るＦの濃度を制御することができる。したがって、酸化
膜を除去した後において、Siの堆積が進行するようにＦ
の濃度を調整し、自然酸化膜の除去後、Si堆積が始まっ
た時点でマイクロ波放電を停止する。しかるのち、塩素
（Cl２）雰囲気中で紫外光照射を行って生成したCl原子
と、Si基板上に堆積したSiおよびSi基板のSiとを反応さ
せ、エッチングすることにより、Siの清浄表面が得られ
る。本発明では以上のプロセスを全て室温で行うことが
できるので基板の劣化を防ぐことができ、歩留りが向上
する。
［実施例］ 次に本発明の一実施例について図面を参照して詳細に説
明する。
明する。
第１図は本発明の方法を実施するための真空装置の一例
を示したものである。以下、第１図を用いて本発明の方
法を説明する。
を示したものである。以下、第１図を用いて本発明の方
法を説明する。
この真空装置１は主として基板の洗浄を行う真空容器
９、紫外光源６およびマイクロ波放電を起させるキャビ
ティ４から構成されている。真空容器９には石英チュー
ブ３が接続されており、石英チューブ３の他端部にはガ
ス流量調節用のマスフロー・コントローラ８が配設され
たガス導入管２が接続している。石英チューブ３にはマ
イクロ波発生装置５に接続した、マイクロ波放電を起さ
せるキャビティ４が設けられている。一方、真空容器９
には圧力調整バルブ12を介して真空排気口10が配設さ
れ、該排気口10はポンプ11に連結されている。さらに、
真空容器９は紫外光を透過できる石英窓７を備えてお
り、この石英窓７外方には該窓７を通して真空容器５内
に置かれた試料基板14全面への紫外光照射が可能な位置
に紫外光源６が配設されている。また、試料基板14は、
基板保持板15に付設された回転機構13によって、真空容
器９内で基板表面が石英チューブ３の中心軸に垂直にな
る位置から紫外線が全面照射される位置まで90゜回転さ
せることができる。
９、紫外光源６およびマイクロ波放電を起させるキャビ
ティ４から構成されている。真空容器９には石英チュー
ブ３が接続されており、石英チューブ３の他端部にはガ
ス流量調節用のマスフロー・コントローラ８が配設され
たガス導入管２が接続している。石英チューブ３にはマ
イクロ波発生装置５に接続した、マイクロ波放電を起さ
せるキャビティ４が設けられている。一方、真空容器９
には圧力調整バルブ12を介して真空排気口10が配設さ
れ、該排気口10はポンプ11に連結されている。さらに、
真空容器９は紫外光を透過できる石英窓７を備えてお
り、この石英窓７外方には該窓７を通して真空容器５内
に置かれた試料基板14全面への紫外光照射が可能な位置
に紫外光源６が配設されている。また、試料基板14は、
基板保持板15に付設された回転機構13によって、真空容
器９内で基板表面が石英チューブ３の中心軸に垂直にな
る位置から紫外線が全面照射される位置まで90゜回転さ
せることができる。
次に以上のように構成された真空装置を用いたSi表面の
洗浄化方法について説明する。
洗浄化方法について説明する。
まず、ガス導入管２よりフロロシラン系ガス、本実施例
では SiH2F2 （ジフロロシラン）と N２の混合ガスを75
sccm、石英チューブ３内に送り込む。このときの SiH2F
2 と N２の流量比は２：１とした。ガス流量はマスフロ
ー・コントローラ８により制御する。石英チューブ３内
およびそれに続く真空容器９内はポンプ11で排気されて
おり、圧力調整バルブ12により真空容器９内の圧力は10
0mTorrに調整されている。マイクロ波発生装置５により
発生した2.45GHz のマイクロ波のキャビティ４に導くこ
とにより、石英チューブ３内に放電が起り SiH2F2 と N
２によるプラズマが発生する。このとき試料基板14は試
料表面が石英チューブ３の開口部に正対するように配置
されており、マイクロ波放電によって生成された活性種
は試料基板14面に垂直な方向から真空容器９内に放射さ
れる。この活性種により前述したようにSi表面の自然酸
化膜がエッチングされる。マイクロ波の放電時間は、あ
らかじめ SiO2 がエッチングされる速度を求めておき、
実験値から逆算して決定する。次に所定時間後にマイク
ロ波放電を停止し、ガス導入管２から SiH2F2 と N２と
の混合ガスの代りにCl２を送り込む。このときのガス流
量は 100sccm、真空容器９の圧力は400mTorrとなるよう
に調整する。次いで、真空容器９の石英窓７を通して紫
外光源６から発した紫外光を試料基板14に照射する。こ
のとき、試料表面が紫外光源６と対向するようにあらか
じめ回転機構13により試料基板14を回転させておく。紫
外光の照射時間は、あらかじめSiがエッチングされる速
度を求めておき、実験値から逆算して決定する。本実施
例では上記した工程をすべて室温で行った。以上のよう
にしてSi基板上の自然酸化膜だけでなく、ドライエッチ
ングによる表面損傷層をも同様に除去できた。
では SiH2F2 （ジフロロシラン）と N２の混合ガスを75
sccm、石英チューブ３内に送り込む。このときの SiH2F
2 と N２の流量比は２：１とした。ガス流量はマスフロ
ー・コントローラ８により制御する。石英チューブ３内
およびそれに続く真空容器９内はポンプ11で排気されて
おり、圧力調整バルブ12により真空容器９内の圧力は10
0mTorrに調整されている。マイクロ波発生装置５により
発生した2.45GHz のマイクロ波のキャビティ４に導くこ
とにより、石英チューブ３内に放電が起り SiH2F2 と N
２によるプラズマが発生する。このとき試料基板14は試
料表面が石英チューブ３の開口部に正対するように配置
されており、マイクロ波放電によって生成された活性種
は試料基板14面に垂直な方向から真空容器９内に放射さ
れる。この活性種により前述したようにSi表面の自然酸
化膜がエッチングされる。マイクロ波の放電時間は、あ
らかじめ SiO2 がエッチングされる速度を求めておき、
実験値から逆算して決定する。次に所定時間後にマイク
ロ波放電を停止し、ガス導入管２から SiH2F2 と N２と
の混合ガスの代りにCl２を送り込む。このときのガス流
量は 100sccm、真空容器９の圧力は400mTorrとなるよう
に調整する。次いで、真空容器９の石英窓７を通して紫
外光源６から発した紫外光を試料基板14に照射する。こ
のとき、試料表面が紫外光源６と対向するようにあらか
じめ回転機構13により試料基板14を回転させておく。紫
外光の照射時間は、あらかじめSiがエッチングされる速
度を求めておき、実験値から逆算して決定する。本実施
例では上記した工程をすべて室温で行った。以上のよう
にしてSi基板上の自然酸化膜だけでなく、ドライエッチ
ングによる表面損傷層をも同様に除去できた。
なお、本実施例の真空装置と、他のプロセスのための真
空装置とをバルブを介して結合し、各真空装置間で試料
搬送ができるような機構を設けることにより、試料を大
気中に出すことなく乾式の連続プロセスを行うことが可
能である。
空装置とをバルブを介して結合し、各真空装置間で試料
搬送ができるような機構を設けることにより、試料を大
気中に出すことなく乾式の連続プロセスを行うことが可
能である。
［発明の効果］ 以上説明したように、本発明によれば乾式により低温で
Si基板の洗浄を効率よく行うことができる。また、他の
処理工程と組合わせて乾式の連続プロセスを構成するこ
とにより、プロセスの信頼性を向上させ、歩留り向上を
図ることができる等の利点を有する。
Si基板の洗浄を効率よく行うことができる。また、他の
処理工程と組合わせて乾式の連続プロセスを構成するこ
とにより、プロセスの信頼性を向上させ、歩留り向上を
図ることができる等の利点を有する。
第１図は本発明の方法を実施するための装置の一例を示
す概略構成図である。 １……真空装置、２……ガス導入管 ３……石英チューブ、４……キャビティ ５……マイクロ波発生装置 ６……紫外光源、７……石英窓 ８……マスフロー・コントローラ ９……真空容器、10……真空排気口 11……ポンプ、12……圧力調整バルブ 13……回転機構、14……基板保持板
す概略構成図である。 １……真空装置、２……ガス導入管 ３……石英チューブ、４……キャビティ ５……マイクロ波発生装置 ６……紫外光源、７……石英窓 ８……マスフロー・コントローラ ９……真空容器、10……真空排気口 11……ポンプ、12……圧力調整バルブ 13……回転機構、14……基板保持板
Claims (1)
- 【請求項１】Si基板に、フロロシラン系ガスと窒素との
混合ガスのマイクロ波放電により生成される活性種を真
空容器内で放射した後、同一真空容器内において、塩素
ガス雰囲気中で、前記Si基板に紫外光を照射することを
特徴とするSi表面の乾式による洗浄方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16122287A JPH0630354B2 (ja) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | Ｓｉ表面の乾式による洗浄方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP16122287A JPH0630354B2 (ja) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | Ｓｉ表面の乾式による洗浄方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS647623A JPS647623A (en) | 1989-01-11 |
| JPH0630354B2 true JPH0630354B2 (ja) | 1994-04-20 |
Family
ID=15730945
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP16122287A Expired - Lifetime JPH0630354B2 (ja) | 1987-06-30 | 1987-06-30 | Ｓｉ表面の乾式による洗浄方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0630354B2 (ja) |
Families Citing this family (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2565740B2 (ja) * | 1988-05-23 | 1996-12-18 | 三菱電機株式会社 | プラズマエッチング方法 |
| JP3277094B2 (ja) * | 1995-05-01 | 2002-04-22 | 株式会社ブリヂストン | 加硫金型の清浄方法 |
| JP3277095B2 (ja) * | 1995-05-02 | 2002-04-22 | 株式会社ブリヂストン | 加硫金型の清浄方法 |
| CN106748794B (zh) * | 2017-01-12 | 2020-04-21 | 山东德普化工科技有限公司 | 一种二(三氯甲基)碳酸酯的合成装置与方法 |
-
1987
- 1987-06-30 JP JP16122287A patent/JPH0630354B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS647623A (en) | 1989-01-11 |
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