JPS60107821A - 分子線結晶成長装置 - Google Patents
分子線結晶成長装置Info
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- JPS60107821A JPS60107821A JP21398683A JP21398683A JPS60107821A JP S60107821 A JPS60107821 A JP S60107821A JP 21398683 A JP21398683 A JP 21398683A JP 21398683 A JP21398683 A JP 21398683A JP S60107821 A JPS60107821 A JP S60107821A
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- JP
- Japan
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- substrate
- growth
- cleaning
- wafer
- oxide film
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- Pending
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- 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
- H01L21/02104—Forming layers
- H01L21/02365—Forming inorganic semiconducting materials on a substrate
- H01L21/02612—Formation types
- H01L21/02617—Deposition types
- H01L21/02631—Physical deposition at reduced pressure, e.g. MBE, sputtering, evaporation
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- H01L21/02656—Special treatments
- H01L21/02658—Pretreatments
- H01L21/02661—In-situ cleaning
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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】
〔発明の利用分野〕
本冗明は分子線結晶成長装置に係シ、特に成長基板の成
長前最終洗浄に好適な洗浄装置を有する分子、−結晶成
長装置と該装置を用いた結晶成長法に関する。
長前最終洗浄に好適な洗浄装置を有する分子、−結晶成
長装置と該装置を用いた結晶成長法に関する。
結晶成長において、成長直前に基板結晶の表面クリーニ
ングは不可欠であり、分子線結晶成長法（％ｏｌｅｃｕ
ｒＪｒ Ｂｅａｍ ｇｐｉ ｔａｘｙ ＭＢＥ ）も例
外ではない。ＭＢＥにおける最終基板洗浄法とじては、
スパッタリングによる方法と、基板温度を成長温度より
１ｏｏｔ：’程度高い温度にして焼出すサーマルクリー
ニング法とがある。スパッタリング法は基板表面の損傷
及び、イオンによるチャンバ壁からの２次汚染が問題と
なり、結晶成長前処理としては好ましい方法ではない。
ングは不可欠であり、分子線結晶成長法（％ｏｌｅｃｕ
ｒＪｒ Ｂｅａｍ ｇｐｉ ｔａｘｙ ＭＢＥ ）も例
外ではない。ＭＢＥにおける最終基板洗浄法とじては、
スパッタリングによる方法と、基板温度を成長温度より
１ｏｏｔ：’程度高い温度にして焼出すサーマルクリー
ニング法とがある。スパッタリング法は基板表面の損傷
及び、イオンによるチャンバ壁からの２次汚染が問題と
なり、結晶成長前処理としては好ましい方法ではない。
他方サーマルクＩＪ ＝フグ法は上記の様な欠点はない
。ＭＢＥ法で最も問題となるのは、基板表面上の炭素（
Ｃ）である。このためサーマルクリーニング法おいては
、Ｈ２Ｓ０Ｊ系ＧａＡ＆エツチ液等でウェハー表面を！ エッチした後の水洗中に生じる自然酸化膜を積極的に用
いている。即ち酸化膜によシ基板結晶表面のその後の工
程における炭素等による汚染を防止し、サーマルクリー
ニング時に酸化膜と共に飛はしてしまうという方法であ
る。発明者らはエツチング後３日間空気中に放置したＧ
ａＡＳウェハー上の酸化膜の厚さを知るためにＲＨＥＥ
Ｄとレーザーエリプソを用いて測定したが、測定するこ
とはできなかった。これらのことは、自然酸化膜を用い
たサーマルクリーニング法では、エツチング後、サーマ
ルクリーニング工程まで間におけるウェハー表面の汚染
をさけることはでさないこと示している。
。ＭＢＥ法で最も問題となるのは、基板表面上の炭素（
Ｃ）である。このためサーマルクリーニング法おいては
、Ｈ２Ｓ０Ｊ系ＧａＡ＆エツチ液等でウェハー表面を！ エッチした後の水洗中に生じる自然酸化膜を積極的に用
いている。即ち酸化膜によシ基板結晶表面のその後の工
程における炭素等による汚染を防止し、サーマルクリー
ニング時に酸化膜と共に飛はしてしまうという方法であ
る。発明者らはエツチング後３日間空気中に放置したＧ
ａＡＳウェハー上の酸化膜の厚さを知るためにＲＨＥＥ
Ｄとレーザーエリプソを用いて測定したが、測定するこ
とはできなかった。これらのことは、自然酸化膜を用い
たサーマルクリーニング法では、エツチング後、サーマ
ルクリーニング工程まで間におけるウェハー表面の汚染
をさけることはでさないこと示している。
本発明の目的はＭＢＥにおける炭素等の汚染物質の除去
及び積極的な酸化膜形成を行うことのできる装置を有す
る分子巌結晶成長装置を提供することにめる。
及び積極的な酸化膜形成を行うことのできる装置を有す
る分子巌結晶成長装置を提供することにめる。
本発明はしＶ （Ｕｌ ｔｒａ−Ｖｉｏｌｅｔ ／ Ｑ
３クリーニング装置の有する有機物の分解能力と酸化能
力に脇目してなされたものでるる。Ｕ Ｖ ／ Ｏｓク
リーニングとは紫外線（［Ｊｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ
−ｒａｙ）による有機化合物の化学結合の切断効果とオ
ゾンの強力な酸化動床によシウエノ・−表面の有機汚染
物を分解カス化して除去する方法である。この時ウェハ
ー表面は０３によシ薄く酸化され表面保護に充分なば化
膜が形成される。
３クリーニング装置の有する有機物の分解能力と酸化能
力に脇目してなされたものでるる。Ｕ Ｖ ／ Ｏｓク
リーニングとは紫外線（［Ｊｌｔｒａ−ｖｉｏｌｅｔ
−ｒａｙ）による有機化合物の化学結合の切断効果とオ
ゾンの強力な酸化動床によシウエノ・−表面の有機汚染
物を分解カス化して除去する方法である。この時ウェハ
ー表面は０３によシ薄く酸化され表面保護に充分なば化
膜が形成される。
以下本冗明をｍ１通例に基づき詳細に説明する。
第１図は本開明のＭＢＥ装置を示したものである。図中
１１はＭＢＥ成長室、１２は準備室である。１３は該準
備室１２内に設けた紫外線ランプであシ、波長約１８５
ｎｍの光と約２５４ｎｍの光を放出する。通常の洗浄を
終えたウェハー１４はウェハーホルダーに取付は準備室
１２内に入れる。この時ウェハーは紫外線ランプ１３の
ドに置く。次にパルプ１５，１６．２４を開け、フィル
ターを通して除塵した窒素、酸素を８：２の流量比で準
備室１２に導入し、充分置換した後紫外線をウェハー上
に照射し洗浄を行う。ただ希釈用ガスはＮ２に限定され
るものではない。洗浄即ち紫外線の照射は１０分間行っ
た。なお、この時の基板温度はヒータ２５で加熱して２
００Ｃとした。
１１はＭＢＥ成長室、１２は準備室である。１３は該準
備室１２内に設けた紫外線ランプであシ、波長約１８５
ｎｍの光と約２５４ｎｍの光を放出する。通常の洗浄を
終えたウェハー１４はウェハーホルダーに取付は準備室
１２内に入れる。この時ウェハーは紫外線ランプ１３の
ドに置く。次にパルプ１５，１６．２４を開け、フィル
ターを通して除塵した窒素、酸素を８：２の流量比で準
備室１２に導入し、充分置換した後紫外線をウェハー上
に照射し洗浄を行う。ただ希釈用ガスはＮ２に限定され
るものではない。洗浄即ち紫外線の照射は１０分間行っ
た。なお、この時の基板温度はヒータ２５で加熱して２
００Ｃとした。
第２図（ａ） 、 （ｂ）は１０分間のＵ Ｖ ／ ０
３クリーニング全実施したウェハー表面クリーニング前
後での炭素の有無のオージ太工電子分光（Ａ、ＥＳ）測
定結果を示したものである。クリーニング前に見られた
炭素の大きなピーク〔第２図（ａ）〕は、ククリーニン
グ後第２図（ｂ）〕には全く児Φことが出来ない。この
ことは本クリーニング法がウェハー表面に付着した有機
汚染物の除去洗浄に非常に有効であることを示している
。
３クリーニング全実施したウェハー表面クリーニング前
後での炭素の有無のオージ太工電子分光（Ａ、ＥＳ）測
定結果を示したものである。クリーニング前に見られた
炭素の大きなピーク〔第２図（ａ）〕は、ククリーニン
グ後第２図（ｂ）〕には全く児Φことが出来ない。この
ことは本クリーニング法がウェハー表面に付着した有機
汚染物の除去洗浄に非常に有効であることを示している
。
第３図は本クリーニング法による有機物除去の際生成さ
れる酸化膜のＵＶ照射時間依存性を示したものである。
れる酸化膜のＵＶ照射時間依存性を示したものである。
（ａ）は基板結晶温度が室温（〜２４Ｃ）の場合を、（
ｂ）は２００Ｃの場合を示す。これらのことは、サーマ
ルクリーニングによる酸化膜の除去によって、超高真空
中で酸素あるいはその他の汚染物質の存在しない高清浄
な基板結晶面を用いた結晶成長が行なえることを示して
いる。以を 上の様な洗浄工程ｐなった後準備室を真空ポンプ２０を
用いて大略１０−７Ｔｏｒｒの真空度まで排気し、ウェ
ハー１４葡ヒータ２６まで移送する。その後成長室を排
気し、ヒータ２６を用いて基板納品の温度を６００Ｃま
で上げ、２０分間放置し、先程生成させた基板結晶面上
の酸化物を蒸発させた。なおこのサーマルクリーニング
は原基板結晶からの砒素の解離を防ぐために砒素の入っ
たクヌードセンセル２２から砒素を蒸発させ、大略５×
１０−７Ｔｏｒｒの砒素芽囲気中で行なった。第４図（
ａ）、 （ｂ）はサーマルクリーニング前後の基板結晶
面上の酸素についてＡＥＳ分析を行なった結果である。
ｂ）は２００Ｃの場合を示す。これらのことは、サーマ
ルクリーニングによる酸化膜の除去によって、超高真空
中で酸素あるいはその他の汚染物質の存在しない高清浄
な基板結晶面を用いた結晶成長が行なえることを示して
いる。以を 上の様な洗浄工程ｐなった後準備室を真空ポンプ２０を
用いて大略１０−７Ｔｏｒｒの真空度まで排気し、ウェ
ハー１４葡ヒータ２６まで移送する。その後成長室を排
気し、ヒータ２６を用いて基板納品の温度を６００Ｃま
で上げ、２０分間放置し、先程生成させた基板結晶面上
の酸化物を蒸発させた。なおこのサーマルクリーニング
は原基板結晶からの砒素の解離を防ぐために砒素の入っ
たクヌードセンセル２２から砒素を蒸発させ、大略５×
１０−７Ｔｏｒｒの砒素芽囲気中で行なった。第４図（
ａ）、 （ｂ）はサーマルクリーニング前後の基板結晶
面上の酸素についてＡＥＳ分析を行なった結果である。
本結果に見られる様に２０分間のサーマルクリーニング
後には酸化膜が除去されていることがわかる。このこと
は超清浄基板結晶表面が実現されていることを示すもの
である。これらのクリーニング工程が終了した後は通常
のＭＢＥを行なう。
後には酸化膜が除去されていることがわかる。このこと
は超清浄基板結晶表面が実現されていることを示すもの
である。これらのクリーニング工程が終了した後は通常
のＭＢＥを行なう。
なお本笑施例では窒素及び酸素ガスを導入してクリーニ
ングする例を示したが、基板結晶挿入の際準備室に導入
されポ空気を用いても同様の効果が得られることは言う
までもない。
ングする例を示したが、基板結晶挿入の際準備室に導入
されポ空気を用いても同様の効果が得られることは言う
までもない。
以上述べた様にＭＢＥ装置の準υ１η室にＵＶ１０３ク
リーニング機構を設けることにより、通常のウェット洗
浄後の基板結晶表面の付着有機物の除去、特に問題とな
る炭素の除去に効果が大！ある。更に故意に酸化させた
表面酸化膜を成長直前に加熱蒸発させることによシ清浄
表面を得ることが出来る。これは液相、気相成長におけ
るメルトバンク、気相エッチに相当するのであシ、従来
ＭＢＥで充分でなかった表面エツチングを可能にした点
での効果は絶対である。又該装置を設けたことによシ最
終洗浄から結晶成長までの工程において、基板結晶金一
般大気にさらすことなく処理出来る。このことは半導体
プロセスにおいては極めて貞要なことである。更に附首
ずれば本侮成の装置はＭＨＨに限らず一般蒸着装置にも
適用出来ることは首うまでもないし、又表面洗浄の効果
も全く変ることはない。
リーニング機構を設けることにより、通常のウェット洗
浄後の基板結晶表面の付着有機物の除去、特に問題とな
る炭素の除去に効果が大！ある。更に故意に酸化させた
表面酸化膜を成長直前に加熱蒸発させることによシ清浄
表面を得ることが出来る。これは液相、気相成長におけ
るメルトバンク、気相エッチに相当するのであシ、従来
ＭＢＥで充分でなかった表面エツチングを可能にした点
での効果は絶対である。又該装置を設けたことによシ最
終洗浄から結晶成長までの工程において、基板結晶金一
般大気にさらすことなく処理出来る。このことは半導体
プロセスにおいては極めて貞要なことである。更に附首
ずれば本侮成の装置はＭＨＨに限らず一般蒸着装置にも
適用出来ることは首うまでもないし、又表面洗浄の効果
も全く変ることはない。
第１図は本発明のＭＨＥ装置の構造断面を示す模式図、
第２図（ａ）、（ｂ）は基板結晶表面のＵＶ１０ｓクリ
一ニング前後の炭素除去効果を示す曲線図、第３図（ａ
）、 （ｂ）はＧａＡＳ基板結晶上に形成され咳化膜厚
さの時間依存性を示す線図、第４図（ａ）、（ｂ）は酸
素に着目して、サーマルクリーニング前後の酸化除去効
果を示す曲線図、である。 １１・・・Ｍ Ｂ Ｅ成長室、１２・・・紫外線ランプ
１３を設αｔした準備室、１５，１６．２４・・・酸素
及び酸素を希釈するガス等の導入パルプ、２５・・・基
板結晶洗浄時に基板温度を上げるためのヒーター・２６
・・・サーマルクリーニングのための基板加熱ヒ第 １
図 箭 Ｚ 図 （＾） （ｂ） ρ ２θθ ｄｌｏ １／）ｂ ｆｌｏ ／１１）ｌ）
を手工ネルｆ”−（ｅ’Ｖ） ￥Ｊ ３ 図 （ａ−） ρ ｌθ ２σ ３σ ４θ ５ρ ｕｖが射１ｔ−？Ｉｆｌ（釣 （ｂ） ρ ２４１ ♂ ｌθ （ｌＶ？！、射Ｂ’ｒｌＩ（＋〕 ■４図 （ｉ 電子エネルギー（ｅＶ〕 （ｂ）
第２図（ａ）、（ｂ）は基板結晶表面のＵＶ１０ｓクリ
一ニング前後の炭素除去効果を示す曲線図、第３図（ａ
）、 （ｂ）はＧａＡＳ基板結晶上に形成され咳化膜厚
さの時間依存性を示す線図、第４図（ａ）、（ｂ）は酸
素に着目して、サーマルクリーニング前後の酸化除去効
果を示す曲線図、である。 １１・・・Ｍ Ｂ Ｅ成長室、１２・・・紫外線ランプ
１３を設αｔした準備室、１５，１６．２４・・・酸素
及び酸素を希釈するガス等の導入パルプ、２５・・・基
板結晶洗浄時に基板温度を上げるためのヒーター・２６
・・・サーマルクリーニングのための基板加熱ヒ第 １
図 箭 Ｚ 図 （＾） （ｂ） ρ ２θθ ｄｌｏ １／）ｂ ｆｌｏ ／１１）ｌ）
を手工ネルｆ”−（ｅ’Ｖ） ￥Ｊ ３ 図 （ａ−） ρ ｌθ ２σ ３σ ４θ ５ρ ｕｖが射１ｔ−？Ｉｆｌ（釣 （ｂ） ρ ２４１ ♂ ｌθ （ｌＶ？！、射Ｂ’ｒｌＩ（＋〕 ■４図 （ｉ 電子エネルギー（ｅＶ〕 （ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、分子線結晶成長装置において、成長準備室に紫外線
ランプを設置したことを特徴とする分子線結晶成長装置
。 ２、成長準備室に紫外線ランプとガス導入機構を設けた
ことを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の分子線結
晶成長装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21398683A JPS60107821A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 分子線結晶成長装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP21398683A JPS60107821A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 分子線結晶成長装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60107821A true JPS60107821A (ja) | 1985-06-13 |
Family
ID=16648352
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP21398683A Pending JPS60107821A (ja) | 1983-11-16 | 1983-11-16 | 分子線結晶成長装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60107821A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169718A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-13 | Fujitsu Ltd | 半導体結晶成長方法及びそれを実施する装置 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6047414A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 薄膜成長方法及び薄膜成長装置 |
| JPS6057937A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-03 | Ushio Inc | 紫外線洗浄方法 |
-
1983
- 1983-11-16 JP JP21398683A patent/JPS60107821A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6047414A (ja) * | 1983-08-26 | 1985-03-14 | Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> | 薄膜成長方法及び薄膜成長装置 |
| JPS6057937A (ja) * | 1983-09-09 | 1985-04-03 | Ushio Inc | 紫外線洗浄方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63169718A (ja) * | 1987-01-08 | 1988-07-13 | Fujitsu Ltd | 半導体結晶成長方法及びそれを実施する装置 |
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