JPH07297156A - 水素ラジカル発生装置 - Google Patents

水素ラジカル発生装置

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JPH07297156A
JPH07297156A JP6088581A JP8858194A JPH07297156A JP H07297156 A JPH07297156 A JP H07297156A JP 6088581 A JP6088581 A JP 6088581A JP 8858194 A JP8858194 A JP 8858194A JP H07297156 A JPH07297156 A JP H07297156A
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hydrogen
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    • C30B25/00Single-crystal growth by chemical reaction of reactive gases, e.g. chemical vapour-deposition growth
    • C30B25/02Epitaxial-layer growth
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C30CRYSTAL GROWTH
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    • C30B23/00Single-crystal growth by condensing evaporated or sublimed materials
    • C30B23/02Epitaxial-layer growth
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 高ラジカル発生効率で、かつ不純物汚染の問
題を少なくすることのできる、水素ラジカル発生装置を
提供する。 【構成】 高融点金属よりなる円錐パイプ1の内側にフ
ィラメント2が配置される。円錐パイプ1はPBNリン
グ3により保持され、周囲とは電気的に絶縁されてい
る。水素ラジカル発生装置に導入された水素4は円錐パ
イプ1により、フィラメント2の近傍に集められ、フィ
ラメント2と接触した水素分子は、解離して水素ラジカ
ル5となり、基板6に照射される。又、脱ガス防止カバ
ー7を、水素ラジカル発生装置の高温部を覆うように上
からかぶせ、その開口部8をフィラメント2からの輻
射、および発生した水素ラジカル5のうち、基板6以外
の方向成分をすべて遮断するように設計することも効果
的である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、水素ラジカル発生装置
に関するものである。
【0002】
【従来の技術】ホットフィラメントにより水素ラジカル
を発生させる装置として、水素クラッキングセルがある
(ジャパニーズ・ジャーナル・オブ・アプライド・フィ
ジックス(Japanese Journal of
Applied Physics)、30巻、L402
頁、1991年)。その構造を図2に示す。このセルで
は、長さ100mmのタングステンによるフィラメント2
が、内径4mmφのBNパイプ(窒化ホウ素パイプ)9の
中に配置される。フィラメント2に電流を流して高温に
し、BNパイプ9に水素4を流すと水素分子が解離して
原子状水素、すなわち水素ラジカル5が発生する。
【0003】水素ラジカルを発生させる装置として、ホ
ットフィラメントを用いずに熱キャピラリーを用いる方
法もある(特開平5−890号公報等)。この方法によ
れば、高融点金属よりなる多数の細管中に水素を通すこ
とで高いラジカル発生効率が得られる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】水素ラジカルを発生さ
せるための温度は1500〜2000℃と、非常に高温
である。半導体製造装置内で、基板の清浄化プロセスで
水素ラジカルを用いる場合、水素ラジカル発生装置周辺
からの脱ガスが問題となる。特に蒸気圧の高いII−V
I族半導体材料などを使用する場合は深刻である。した
がって、温度に対して発生熱量が小さくて済むホットフ
ィラメントによるラジカル発生が不可欠である。それで
も蒸気圧の高い材料を使用している場合、フィラメント
の熱による周囲からの脱ガスによりかえって基板を汚染
させてしまう場合があった。
【0005】ところで、フィラメントは細いほど温度に
対して発生熱量は小さくなるが、水素がフィラメントと
衝突する断面積が減少し、ラジカル発生効率が低下す
る。ホットフィラメントを用いた従来例ではこの問題を
回避するために、窒化ホウ素のパイプ中にフィラメント
を配置しているが、今度は窒化ホウ素からの脱ガスが問
題となる。フィラメント温度は前述のように、1500
〜2000℃と非常に高温であるため、ホウ素汚染の問
題が発生する。
【0006】この問題を解決するために、例えば窒化ホ
ウ素のパイプを高融点金属のパイプに置き換えたとする
と、電気的絶縁の問題が発生する。高融点金属からなる
パイプにフィラメントが接触すると、電流がリークして
所望の温度までフィラメント全体を加熱することは不可
能になる。この問題を回避するためには、フィラメント
の経時変化による変形も考慮した上で、パイプ径をフィ
ラメントに対して十分大きく取る必要がある。そうする
と、先ほどのラジカル発生効率の低下の問題が現れる。
【0007】また、水素ラジカルは活性であるため、基
板以外の領域に照射されたラジカルが装置内壁に付着し
た材料と反応して水素化物を生成し、それが汚染の原因
となることがあった。例えば、Teを含む材料が付着し
た半導体製造装置内で水素ラジカルをSi基板上に照射
したとき、Si表面にTeの汚染がX線光電子分光法
(XPS)により観測された(図3)。
【0008】本発明はこのような従来の事情に鑑みてな
されたもので、高ラジカル発生効率で、かつ不純物汚染
の問題を少なくすることのできる、水素ラジカル発生装
置を提供することを目的とする。
【0009】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、第1の発明の水素ラジカル発生装置においては、ホ
ットフィラメントにより水素ラジカルを発生する装置に
おいて、高融点金属よりなる円錐パイプと、該円錐パイ
プの内部に配置されたタングステン等よりなるフィラメ
ントとを備え、かつ円錐パイプは、フィラメントやその
他の周囲物とは電気的に絶縁されていることを特徴とし
ている。絶縁方法としては、高融点金属よりなる円錐パ
イプ中に絶縁材料を塗布することも可能であるが、PB
N、窒化アルミ、アルミナ等の絶縁材料よりなるリング
を用い円錐パイプを固定することによって絶縁すること
が好ましい。又円錐パイプの先端部の径をフィラメント
のサイズ近くまで絞るとさらに高効率に水素ラジカルの
発生が可能となる。又、タングステン、タンタル、また
はレニウム等の高融点金属は蒸気圧が低いため、さらに
効果的である。
【0010】又、第2の発明における水素ラジカル発生
装置においては、ラジカル照射が必要な方向のみに開口
部を設けた脱ガス抑止カバーを有することを特徴とする
ものである。
【0011】
【作用】このような構造を持った第1の発明における水
素ラジカル発生装置においては、原料となる水素は円錐
パイプにより強制的にフィラメントの周りに集められ
る。そのため、水素分子がフィラメントと接触する確率
が高められ、ラジカル発生効率が向上する。また、フィ
ラメントと基板との間に遮蔽物は無いので、発生した水
素ラジカルが基板に到達するまでに他の元素と反応して
しまう可能性が極めて低くなる。なお、フィラメントが
経時変化により変形すると、円錐パイプの先端部とフィ
ラメントが接触する可能性があるが、円錐パイプを周り
とは電気的に絶縁すれば、電流がそこでリークすること
はない。また、接触により円錐パイプの温度が上がる可
能性があるが、円錐パイプは高融点金属からなり、その
蒸気圧は極めて小さく脱ガスの問題はない。もし、円錐
パイプとフィラメントとの接触部の温度が局所的に高く
なって、フィラメント温度に近づいたとしても、そこで
水素ラジカル発生が起こり、ラジカル発生効率の向上に
寄与するだけである。
【0012】第2の発明における水素ラジカル発生装置
における脱ガス抑止カバーは、基板方向に開けられた開
口部を除いて、水素ラジカル発生装置の高温部を覆う構
造になっている。そのため、基板方向以外のフィラメン
トからの輻射は、すべてこれにより遮断され、周辺部か
らの脱ガスを防止する。
【0013】また、水素ラジカルも基板方向以外は遮断
され、装置内壁に付着した材料との反応を極力減らすこ
とができる。脱ガス防止カバーにより遮断された水素ラ
ジカルは、脱ガス防止カバーの内面に吸着するか、反応
性の少ない水素分子となって再放出される。ただし、脱
ガス防止カバーの材料としては、水素ラジカルと反応し
て水素化物を生成しないものである必要がある。このよ
うなものとしてタングステン、タンタル、レニウム、P
BN等が使用できる。
【0014】なお、この脱ガス防止カバーは第1の発明
によるラジカル発生装置とあわせて用いると効果的であ
ることはもちろんだが、従来例によるラジカル発生装置
とあわせても優れた効果が得られることはいうまでもな
い。
【0015】
【実施例】以下、本発明の実施例について、図面を参照
して説明する。
【0016】第1の発明における水素ラジカル発生装置
において、タングステンよりなる円錐パイプ1の内側
に、やはりタングステンよりなるフィラメント2が配置
される(図1)。フィラメント2のらせんの太さは2m
m、円錐パイプ1の先端部の内径は5mmである。円錐パ
イプ1はPBNリング3により保持され、周囲とは電気
的に絶縁されている。水素ラジカル発生装置に導入され
た水素4は円錐パイプ1により、フィラメント2の近傍
に集められる。このうち、フィラメント2と接触した水
素分子は、解離して水素ラジカル5となり、基板6に照
射される。
【0017】本実施例では、分子線エピタキシー成長装
置内で、Si(001)基板に対して水素ラジカル照射
を行った。Si(001)清浄面を反射高速電子線回折
(RHEED)により<110>方向から観察すると2
倍構造のパターンが観察される。水素ラジカルが照射さ
れるとSi表面のダングリングボンドが水素により終端
され、RHEEDパターンは1倍構造に変化する。水素
分子だけが照射された場合はこのような変化はみられな
い。
【0018】本実験では、基板温度は室温、水素照射量
はクライオポンプで排気したときの背圧が1×10-6
orrとなるように設定した。照射実験の結果、照射開
始ら数秒以内でRHEEDパターンは2倍から1倍に変
化し、高いラジカル発生効率を確認することができた。
【0019】第2の発明における脱ガス防止カバー7
は、タングステンよりなる。また、水素ラジカル発生装
置の高温部を覆うように上からかぶせられる。開口部8
は、フィラメントからの輻射、および発生した水素ラジ
カル5のうち、基板6以外の方向成分をすべて遮断する
ようにそのサイズを決定した。
【0020】本実施例では、内壁がTe、HgおよびC
dで覆われた分子線エピタキシー成長装置を用いてラジ
カル照射実験が行われた。基板はSi(001)であ
る。水素照射量はクライオポンプで排気したときの背圧
が1×10-6Torrである。
【0021】まず、Si基板に約10オングストローム
の保護酸化膜を付けた状態で導入し、成長室内で700
℃に保持した。次に水素ラジカルを照射し、Si表面の
酸化膜を除去し、清浄化を行った。その後、水素ラジカ
ル照射を終了し、室温まで降温してXPSにて表面不純
物分析を行った。
【0022】その結果、脱ガス防止カバーが無い場合
は、Si表面にTeが検出されたのに対して(図3)、
脱ガス防止カバー7を用いた場合はSi以外の元素は全
く検出されなかった(図4)。これにより脱ガス防止カ
バーの効果が実証された。
【0023】
【発明の効果】第1の発明では、高いラジカル発生効率
が得られる。また、高温部が高融点金属のみで構成され
るため、その部分からの脱ガス等による不純物汚染の心
配が無い。さらに第2の発明では、蒸気圧の高い材料や
水素化物を生成しやすい材料を用いた装置内において
も、周囲からの脱ガスや水素化物生成等による不純物汚
染を極めて少なくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明における水素ラジカル発生装置とその脱
ガス防止カバーを示す図である。
【図2】ホットフィラメントを用いた水素ラジカル発生
装置の従来例を示す図である。
【図3】脱ガス防止カバーを用いない場合の基板表面の
XPSスペクトルを示す図である。
【図4】脱ガス防止カバーを用いた場合の基板表面のX
PSスペクトルを示す図である。
【符号の説明】
1 円錐パイプ 2 フィラメント 3 PBNリング 4 水素 5 水素ラジカル 6 基板 7 脱ガス防止カバー 8 開口部 9 BNパイプ

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】ホットフィラメントにより水素ラジカルを
    発生する装置において、高融点金属よりなる円錐パイプ
    と、該円錐パイプの内部に配置されたフィラメントとを
    備え、かつ該円錐パイプが、該フィラメントやその他の
    周囲物とは電気的に絶縁されていることを特徴とする水
    素ラジカル発生装置。
  2. 【請求項2】円錐パイプがタングステン、タンタル、レ
    ニウムから選ばれた金属よりなることを特徴とする請求
    項1記載の水素ラジカル発生装置。
  3. 【請求項3】円錐パイプが、絶縁材料よりなるリングに
    よって保持されていることを特徴とする請求項1記載の
    水素ラジカル発生装置。
  4. 【請求項4】ラジカル照射が必要な方向のみに開口部を
    有し、かつ水素ラジカルと反応して水素化物を生成しな
    い材料よりなる脱ガス抑止カバーを有することを特徴と
    する水素ラジカル発生装置。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0784337A3 (en) * 1996-01-10 1998-06-03 Nec Corporation Method of removing a carbon-contaminated layer from a silicon substrate surface for subsequent selective silicon epitaxial growth thereon and apparatus for selective silicon epitaxial growth
JP2010034421A (ja) * 2008-07-30 2010-02-12 Fujikura Ltd 酸化物基板の清浄化方法と酸化物薄膜の製造方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5820681A (en) * 1995-05-03 1998-10-13 Chorus Corporation Unibody crucible and effusion cell employing such a crucible
US5827371A (en) * 1995-05-03 1998-10-27 Chorus Corporation Unibody crucible and effusion source employing such a crucible
US5698168A (en) * 1995-11-01 1997-12-16 Chorus Corporation Unibody gas plasma source technology
JPH10340857A (ja) * 1997-06-10 1998-12-22 Mitsubishi Electric Corp 半導体装置の製造方法及び半導体製造装置
KR100277833B1 (ko) * 1998-10-09 2001-01-15 정선종 라디오파 유도 플라즈마 소스 발생장치
US9560730B2 (en) * 2013-09-09 2017-01-31 Asml Netherlands B.V. Transport system for an extreme ultraviolet light source

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3916034A (en) * 1971-05-21 1975-10-28 Hitachi Ltd Method of transporting substances in a plasma stream to and depositing it on a target
JPS60221395A (ja) * 1984-04-19 1985-11-06 Yoshio Imai ダイヤモンド薄膜の製造方法
JPS6159821A (ja) * 1984-08-31 1986-03-27 Ulvac Corp ラジカルビ−ムプロセス装置
US4859490A (en) * 1986-07-23 1989-08-22 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for synthesizing diamond
US4900628A (en) * 1986-07-23 1990-02-13 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Gaseous phase synthesized diamond and method for synthesizing same
US5269848A (en) * 1987-03-20 1993-12-14 Canon Kabushiki Kaisha Process for preparing a functional thin film by way of the chemical reaction among active species and apparatus therefor
JPH01232651A (ja) * 1988-03-11 1989-09-18 Hitachi Ltd ラジカルビーム発生装置
US5145712A (en) * 1991-02-08 1992-09-08 Center For Innovative Technology Chemical deposition of diamond
JP2803396B2 (ja) * 1991-06-21 1998-09-24 日本電気株式会社 ダイヤモンド薄膜合成装置
JPH05343374A (ja) * 1992-06-05 1993-12-24 Hitachi Ltd 化合物半導体の加工方法及び加工装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0784337A3 (en) * 1996-01-10 1998-06-03 Nec Corporation Method of removing a carbon-contaminated layer from a silicon substrate surface for subsequent selective silicon epitaxial growth thereon and apparatus for selective silicon epitaxial growth
EP1045432A3 (en) * 1996-01-10 2000-12-13 Nec Corporation Method of removing a carbon-contaminated layer from a silicon substrate surface for subsequent selective silicon epitaxial growth thereon
JP2010034421A (ja) * 2008-07-30 2010-02-12 Fujikura Ltd 酸化物基板の清浄化方法と酸化物薄膜の製造方法

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