JPS6276632A - Surface treatment device - Google Patents

Surface treatment device

Info

Publication number
JPS6276632A
JPS6276632A JP21653585A JP21653585A JPS6276632A JP S6276632 A JPS6276632 A JP S6276632A JP 21653585 A JP21653585 A JP 21653585A JP 21653585 A JP21653585 A JP 21653585A JP S6276632 A JPS6276632 A JP S6276632A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
substrate
gas
container
wafer
surface treatment
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
Application number
JP21653585A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Makoto Sekine
誠 関根
Haruo Okano
晴雄 岡野
Yasuhiro Horiike
靖浩 堀池
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Toshiba Corp
Original Assignee
Toshiba Corp
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Toshiba Corp filed Critical Toshiba Corp
Priority to JP21653585A priority Critical patent/JPS6276632A/en
Publication of JPS6276632A publication Critical patent/JPS6276632A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Abstract

PURPOSE:To carry out a surface treatment continuously without exposing a substrate to be treated to the atmosphere by providing a first container for subjecting the surface of the substrate to be treated to a pretreatment by a means not accompanying bombardment of ion particles, a second container for performing a surface treatment by optical excitation in a gas atmosphere, and a transportation mechanism for transporting the substrate to be processed between those containers. CONSTITUTION:For example, CF4 gas is introduced into a first reactor 1 and it is held at about 0.1 torr. An electron beam 10 is caused to go by above a wafer in parallel to that and CF4 gas is dissociated to remove a natural oxide film on the surface of the wafer. The reactor 1 is evacuated again and the wafer is introduced into a second reactor 16 by a transportation mechanism 24 without being exposed to the atmosphere. For example, Cl2 is introduced as an etching gas and a pressure is held at about 100 torr. A light 23 from an XeCl excimer laser as a light source optically dissociates Cl2 efficiently and the irradiation beam promotes etching. Accordingly, as the natural oxide film is not produced again after a pretreatment, the good-reproducibility etching becomes possible.

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の技術分野〕 本発明は、半導体装置の表面処理を行う表面処理装置に
係わり、特、に光励起を利用した表面処理装置に関する
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Technical Field of the Invention] The present invention relates to a surface treatment apparatus that performs surface treatment on semiconductor devices, and particularly relates to a surface treatment apparatus that utilizes optical excitation.

(発明の技術的背景とその問題点〕 近年、半導体集積回路の急速な発展に伴い、該回路を形
成していく前に半導体基板表面から有機不純物や重金属
類を除去する技術が重要となっている。つまり、現在多
くの半導体集積回路は、半導体表面の特性を利用し、そ
こへ特定の不純物を拡散或いは誘電体膜や導電性の薄膜
を局所的に形成していくことでトランジスタ、キャパシ
タを形成して電気回路を構成する。このため、該表面に
有機物或いは重金属の不純物が存在するまま回路を構成
すると、該回路の電気的特性は著しく不安定或いはバラ
ツキの大きいものとなり、数1005個の素子のついて
等しい特性を持たせることを必要とする集積回路の製造
は不可能となる。例えば、重金腐は電気容量として働<
5i02中に不純物単位を形成し、トランジスタのしき
い値或いはキャパシタの電荷の保持時間に大きな影響を
及ぼす。
(Technical background of the invention and its problems) In recent years, with the rapid development of semiconductor integrated circuits, technology for removing organic impurities and heavy metals from the surface of a semiconductor substrate before forming the circuit has become important. In other words, many semiconductor integrated circuits today utilize the characteristics of the semiconductor surface to form transistors and capacitors by diffusing specific impurities or locally forming dielectric films or conductive thin films. Therefore, if a circuit is constructed with organic matter or heavy metal impurities present on the surface, the electrical characteristics of the circuit will become extremely unstable or highly variable, resulting in several thousand It becomes impossible to manufacture integrated circuits that require equal characteristics of the elements.For example, heavy metal rot acts as a capacitor.
Impurity units are formed in 5i02, and have a large effect on the threshold value of a transistor or the charge retention time of a capacitor.

現在、このような表面処理には、硫酸、塩酸。Currently, such surface treatments include sulfuric acid and hydrochloric acid.

過酸化水素の混合液或いは弗酸溶液等の危険な強酸が多
く用いられている。また、処理後の洗浄には大量の超純
水(微小な粒子、不純物、バクテリア等を除去した水)
が必要であり、さらに処理槽には高価な高純度石英が必
要である。また、廃液の処理にも大規模な装置を必要と
する。そのため、この前処理を真空或いは特定のガス雰
囲気中で行う試みが最近多く報告されている。しかし、
例えば高周波電力によるプラズマを用いる方法等は、荷
電粒子により半導体基板に結晶欠陥等のダメージを与え
ることもあり、有効な手段は未だ開発されていない。
Dangerous strong acids such as hydrogen peroxide mixtures or hydrofluoric acid solutions are often used. In addition, a large amount of ultrapure water (water from which minute particles, impurities, bacteria, etc. have been removed) is used for cleaning after processing.
Furthermore, the treatment tank requires expensive high-purity quartz. Additionally, large-scale equipment is required to treat waste liquid. Therefore, many attempts have been recently reported to perform this pretreatment in a vacuum or in a specific gas atmosphere. but,
For example, methods using plasma using high-frequency power may cause damage such as crystal defects to the semiconductor substrate due to charged particles, and effective means have not yet been developed.

一方、無ダメージの表面処理方法として最近、光励起反
応を利用したエツチング、薄膜形成技術等が提案されて
いる。しかし、これらの表面での化学反応を利用したエ
ツチング、堆積技術等は、被処理基体の表面状態に著し
く影響される。例えば、紫外光で励起した塩素原子を用
いてSiをエツチングする方法では、表面に自然酸化膜
(大気中にSiを放置した際に生じる数10人の酸化、
1!! )が存在するだけでエツチングが進まなくなる
。また、W F sガスを熱解離し選択的に81表面に
W膜を形成する技術においても、自然酸化膜が存在する
と、選択堆積を行うことはできない。従って、現在の被
処理基体を処理した後に一度大気中に放置し、次の表面
処理を行う装置では、上述のような光励起プロセスに対
応することは不可能である。
On the other hand, as damage-free surface treatment methods, etching and thin film forming techniques using photoexcitation reactions have recently been proposed. However, these etching, deposition techniques, etc. that utilize chemical reactions on the surface are significantly influenced by the surface condition of the substrate to be processed. For example, in the method of etching Si using chlorine atoms excited by ultraviolet light, a natural oxide film on the surface (several 100% oxidation, which occurs when Si is left in the atmosphere,
1! ! ), the mere presence of this will prevent etching from proceeding. Further, even in the technique of selectively forming a W film on the surface of 81 by thermally dissociating W F s gas, selective deposition cannot be performed if a natural oxide film exists. Therefore, with current apparatuses that process a substrate and then leave it in the atmosphere for the next surface treatment, it is impossible to handle the photoexcitation process as described above.

〔発明の目的〕[Purpose of the invention]

本発明は上記事情を考慮してなされたもので、その目的
とするところ(1、ガス雰囲気中で表面処理を行い、そ
の後被処理基体を大気に晒すことなく、連続して光励起
による表面処理を行うことができ、半導体集積回路の高
性能化を実現し得る表面処理装置を提供することにある
The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and its objectives are (1) surface treatment in a gas atmosphere, and then continuous surface treatment by optical excitation without exposing the substrate to the atmosphere; The object of the present invention is to provide a surface treatment apparatus that can perform surface treatment and realize high performance of semiconductor integrated circuits.

(発明のi要〕 本発明の骨子は、荷電粒子の衝撃を伴わない反応により
被処理基体の表面の自然酸化膜や不純物等を除去する前
処理を行った後、この基体を大気に晒すことなく真空中
で他の反応容器に搬送し、特定の処理ガスを解離或いは
イオン化する光ビームを該ガス中に配置した被処理基体
或いはその表面付近に照射することで該ガスの活性種を
生成し、この活性種との反応によって該被処理基体に表
面処理を施すことにある。
(Summary of the Invention) The gist of the present invention is to perform pretreatment to remove natural oxide films, impurities, etc. on the surface of a substrate to be treated by a reaction that does not involve the impact of charged particles, and then expose this substrate to the atmosphere. A light beam that dissociates or ionizes a specific processing gas is irradiated onto the substrate to be processed or near its surface placed in the gas to generate active species of the gas. The purpose of this method is to perform surface treatment on the substrate by reaction with the active species.

即ち本発明は、被処理基体の表面処理を行う表面処理装
置において、荷電粒子の衝撃を伴わない手段により被処
理基体の表面に前処理を施す第1の容器と、この容器に
ゲートバルブを介して真空的に連結され、所定のガス雰
囲気中で光励起により上記被処理基体に表面処理を施す
第2の容器と、前記第1及び第2の容器間で前記被処理
基体を搬送する搬送機構とを設けるようにしたものであ
る。
That is, the present invention provides a surface treatment apparatus for surface-treating a substrate to be treated, which includes a first container for pre-treating the surface of the substrate to be treated by a means that does not involve the impact of charged particles, and a gate valve connected to the first container. a second container connected in vacuum to perform surface treatment on the substrate to be processed by optical excitation in a predetermined gas atmosphere; and a transport mechanism to transport the substrate to be processed between the first and second containers. It was designed to provide a.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、強酸等の溶液を用いずに、ガス雰囲気
中で半導体基板表面の清浄化を行うことができる。従っ
て、将来のVLSIの非常に微細な溝の中等、溶液では
処理できない場合も十分対応できる。また、励起ビーム
のエネルギーをガスに合わせ適宜選択し、比較的低エネ
ルギーのガス励起エネルギー程度とすることで、プラズ
マ等を用いた場合に比べ、被処理基体への照射損傷を低
減することができる。
According to the present invention, the surface of a semiconductor substrate can be cleaned in a gas atmosphere without using a solution such as a strong acid. Therefore, it is possible to sufficiently handle cases that cannot be treated with solutions, such as very fine grooves in future VLSIs. In addition, by appropriately selecting the energy of the excitation beam according to the gas and setting it to a relatively low gas excitation energy level, irradiation damage to the substrate to be processed can be reduced compared to when using plasma or the like. .

また、表面の不純物除去等の処理を施した後、真空中を
搬送し、連続して次の表面処理を行うため、始めの処理
後に被処理基体の汚染、自然酸化膜の形成を防ぐことが
できる。従って、次の処理において再現性のある高精度
、清浄な処理を行うことができ、半導体装置デバイスの
性能が向上される。
In addition, after the surface has been treated to remove impurities, it is transported in a vacuum and the next surface treatment is performed continuously, which prevents contamination of the substrate to be treated and the formation of a natural oxide film after the first treatment. can. Therefore, it is possible to perform highly accurate and clean processing with reproducibility in the next processing, and the performance of the semiconductor device is improved.

〔発明の実施例〕[Embodiments of the invention]

以下、本発明の詳細を図示の実施例によって説明する。 Hereinafter, details of the present invention will be explained with reference to illustrated embodiments.

第1図は本発明の第1の実施例に係わる表面処理装置を
示す概略構成図であり、第2図は第1図のA−A方向矢
視図である。図中1は前処理を行うための第1の反応容
器であり、この容器1内には被処理基体2を載置するサ
セプタ3が配置されている。サセプタ3は、図示しない
温度制御機構により、一定温度に保たれる。また、容器
1には、ガスを導入するためのガス導入口4及び容器1
内を排気するためのガス排気口5が設けられている。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing a surface treatment apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view taken along the arrow AA in FIG. 1. In the figure, reference numeral 1 denotes a first reaction vessel for performing pretreatment, and within this vessel 1 is arranged a susceptor 3 on which a substrate 2 to be treated is placed. The susceptor 3 is kept at a constant temperature by a temperature control mechanism (not shown). The container 1 also includes a gas inlet 4 for introducing gas and a gas inlet 4 for introducing gas into the container 1.
A gas exhaust port 5 is provided for exhausting the inside.

ここで、容器1内に導入するガスとしては、H2等の還
元性のガス、02等の酸化性のガス、さらにハロゲン元
素を含む反応性のガスを適宜選択すればよい。
Here, the gas introduced into the container 1 may be appropriately selected from a reducing gas such as H2, an oxidizing gas such as 02, and a reactive gas containing a halogen element.

容器1の右側には、スリット13を通して真空的に連結
された真空容器6が配置されている。この容器6には、
電子銃9が収容されている。また、容器6内は専用の排
気装置に連結された排気ロアにより高真空に保たれるか
、或いはガス導入口8より不活性ガスが導入され、これ
により長時間安定した電子ビーム10を生成できるよう
にした。
On the right side of the container 1, a vacuum container 6 is arranged which is vacuum connected through a slit 13. In this container 6,
An electron gun 9 is housed therein. Further, the inside of the container 6 is maintained at a high vacuum by an exhaust lower connected to a dedicated exhaust device, or an inert gas is introduced through a gas inlet 8, thereby making it possible to generate a stable electron beam 10 for a long time. I did it like that.

また、図中11は電子ビームの電流を測定する吸収用金
焉板、12はガス流量計、67は直流或いは交流電源で
ある。
Further, in the figure, 11 is an absorption metal plate for measuring the current of the electron beam, 12 is a gas flow meter, and 67 is a DC or AC power source.

第1の反応容器1の左側には、表面処理を行うための第
2の反応容器16がゲートバルブ15を介して連結され
ている。第2の反応容器16の上部には、光導入窓20
が設けられており、例えばxecxxキシマレーザ(波
長308nm)22からの光23が被処理基体19に照
射される。第2の反応容器16は排気口17を通して高
真空に排気された後、流量コントローラ21を通してガ
スが導入される。サセプタ18には、図示はしないが加
熱或いは冷却手段が設けられており、適宜基板の温度を
制御するものとなっている゛。また、図中24はウェハ
の搬送機構であり、真空シール25によってチャンバの
外側より駆動している。
A second reaction vessel 16 for performing surface treatment is connected to the left side of the first reaction vessel 1 via a gate valve 15 . A light introduction window 20 is provided in the upper part of the second reaction vessel 16.
For example, light 23 from an xecxx ximer laser (wavelength: 308 nm) 22 is irradiated onto the substrate 19 to be processed. After the second reaction vessel 16 is evacuated to a high vacuum through the exhaust port 17, gas is introduced through the flow controller 21. Although not shown, the susceptor 18 is provided with a heating or cooling means to appropriately control the temperature of the substrate. Further, numeral 24 in the figure is a wafer transport mechanism, which is driven from outside the chamber by a vacuum seal 25.

第1の反応容器1の右側には、大気中から被処理基体2
7を導入する真空容器26が配置されている。この真空
容器26の上部壁30は被処理基体27を導入するため
に取り外しが可能な構造となっている。また、31はウ
ェハ搬送機構であり、排気口29より真空排気した後、
ゲート1<)レブ33を開けて第1の反応容器1へ導入
する。また、図示していない被処理基体を大気中に出す
ための真空容器が第2の反応容器16の側面に配置され
ている。その構成は、ウェハ導入用の真空容器26と全
く同様である。
On the right side of the first reaction vessel 1, a substrate to be processed 2 is exposed from the atmosphere.
A vacuum vessel 26 into which 7 is introduced is arranged. The upper wall 30 of this vacuum container 26 has a structure that can be removed in order to introduce a substrate 27 to be processed. Further, 31 is a wafer transport mechanism, which after evacuation is performed from the exhaust port 29,
Gate 1<) Rev 33 is opened to introduce into the first reaction vessel 1. Further, a vacuum container (not shown) for releasing the substrate to be processed into the atmosphere is arranged on the side surface of the second reaction container 16. Its configuration is exactly the same as the vacuum container 26 for introducing wafers.

次に、上記装置を用いた光励起エツチングの例について
説明する。
Next, an example of photoexcitation etching using the above apparatus will be explained.

まず、ウェハを本装置に導入し、第1の反応容器1内に
配置した後、第1の反応容器1内にCF4ガスを導入し
、排気口5のバルブを調面し、容器1内を0.1 [t
orr]に保つ。その後、ウェハの上方に平行に電子ビ
ーム10を通過させ、CF4ガスを解離し、ウェハ表面
の自然酸化膜を除去する。
First, a wafer is introduced into this apparatus and placed in the first reaction vessel 1, and then CF4 gas is introduced into the first reaction vessel 1, the valve of the exhaust port 5 is adjusted, and the inside of the vessel 1 is opened. 0.1 [t
orr]. Thereafter, an electron beam 10 is passed in parallel above the wafer to dissociate the CF4 gas and remove the natural oxide film on the wafer surface.

第3図にウェハ表面付近の様子を示した。第3図(a)
に示す如くSiウェハ37表面にはエツチングマスクと
なる厚さ3000 [大コの5i02膜36と自然酸化
膜38が形成されている。35は導入されたCF4ガス
、34は電子ビームである。ここで、電子ビームの加速
エネルギーはCF4の解離エネルギー以上に設定すれば
よいが、ウェハ上方をウェハ全面に亙って進行させるた
めには数[KeV]の加速が必要である。また、この時
、基板37に第2図に示した電源67で、例えば直流電
圧を印加することにより、気相中で生成されたCF、3
+イオン等を基板側へ引込み、処理の高速化が行なえる
Figure 3 shows the state near the wafer surface. Figure 3(a)
As shown in the figure, a 5i02 film 36 and a natural oxide film 38 having a thickness of 3000 mm and serving as an etching mask are formed on the surface of the Si wafer 37. 35 is the introduced CF4 gas, and 34 is an electron beam. Here, the acceleration energy of the electron beam may be set to be higher than the dissociation energy of CF4, but acceleration of several [KeV] is required in order to advance the electron beam over the entire surface of the wafer. At this time, by applying, for example, a DC voltage to the substrate 37 from the power supply 67 shown in FIG.
By drawing positive ions, etc. to the substrate side, processing speed can be increased.

上記の処理の後、反応容器1は再び真空排気され、ウェ
ハは搬送!fil124によりゲートバルブ15を通し
て第2の反応容器16に導入される。
After the above process, the reaction vessel 1 is evacuated again and the wafer is transferred! fil 124 into the second reaction vessel 16 through the gate valve 15.

ここでは、例えばエツチングガスとしてCQ2が導入さ
れ、圧力は100[torr]に保たれる。光源のXe
(lエキシマレーザからの光は波長308 [nmコで
あり、CQ2を効率良く光解離する。さらに、照射光が
エツチングを促進し、第3図(b)に示す如<Siの溝
41が形成される。
Here, for example, CQ2 is introduced as an etching gas, and the pressure is maintained at 100 [torr]. Xe light source
(The light from the excimer laser has a wavelength of 308 nm and efficiently photodissociates CQ2. Furthermore, the irradiated light promotes etching, forming grooves 41 of <Si> as shown in FIG. 3(b). be done.

ここで、溝41の側壁が傾斜しているのは、3i(10
0)基板37を光でエツチングした場合に、エツチング
され難い(111)面が現れるためでぁる。このエツチ
ングにおいては、3iと8102のエツチング速度の比
は略無限大であり、SiO2をエツチングすることはで
きない。従ッて、僅かな自然酸化膜でも除去しておかな
いと、エツチングは進行しない。
Here, the slope of the side wall of the groove 41 is 3i (10
0) This is because when the substrate 37 is etched with light, a (111) plane that is difficult to be etched appears. In this etching, the ratio of the etching speeds of 3i and 8102 is almost infinite, and SiO2 cannot be etched. Therefore, etching will not proceed unless even a small amount of the native oxide film is removed.

このように本実施例によれば、前処理を溶液を用いずに
行うことができ、さらに前処理後に再び自然酸化膜の生
じることがないので、再現性の良いエツチングが可能と
なった。エツチング終了後のウェハはウェハ取出し用の
真空容器を通って大気中に出される。この手順を1ウエ
ハづづ繰返しエツチングを進めていくこととなる。
As described above, according to this embodiment, the pretreatment can be performed without using a solution, and furthermore, a natural oxide film is not formed again after the pretreatment, so that etching with good reproducibility is possible. After etching, the wafer is taken out into the atmosphere through a vacuum chamber for taking out the wafer. This procedure is repeated one wafer at a time to proceed with etching.

また、第3図(C)は同図(a)の処理後にWの選択堆
積を行った例であり、基板を昇温し、W F 5ガスを
導入した場合である。Slの露出した部分59に選択的
にw 60が成長し、5iOz36上にはWは成長しな
い。この例においても、僅かな自然酸化膜はW成長の障
壁となり、本実施例によって常に再現性のあるプロセス
が可能となる。さらに、SlとWとの接合部における接
触抵抗も安定する。
Moreover, FIG. 3(C) is an example in which W was selectively deposited after the process shown in FIG. 3(a), in which the temperature of the substrate was raised and W F 5 gas was introduced. W 60 grows selectively on the exposed portion 59 of Sl, and W does not grow on 5iOz 36. In this example as well, a small amount of native oxide film acts as a barrier to W growth, and this embodiment enables a process with constant reproducibility. Furthermore, the contact resistance at the junction between Sl and W is also stabilized.

なお、この実施例は種々の変形が可能である。Note that this embodiment can be modified in various ways.

例えば、第1の反応容器1にH2を導入しても同様にS
iO2を除去することができる。また、o2或いは酸化
性のCO等を導入することによって表面に付着した有橢
物或いは重金属類を、酸化物或いは金属カルボニルとす
ることで除去することができる。このような不純物の場
合、半導体基板の表面層まで入り込んでいる場合が多く
、上述のガスの他に半導体基板をエツチングするガス〈
例えばF2 、CF4 )等を共に導入するようにして
もよい。また、第2の反応容器16では、導入するガス
に合わせてそのガスを解離するように照射光の波長が選
−択される。また、エツチングに限らず、SiH+を導
入し光CVD法によってa−8i膜の堆積或いはSlの
エピタキシャル成長。
For example, even if H2 is introduced into the first reaction vessel 1, S
iO2 can be removed. Further, by introducing O2 or oxidizing CO, it is possible to remove sludge or heavy metals attached to the surface by converting them into oxides or metal carbonyls. In the case of such impurities, they often penetrate to the surface layer of the semiconductor substrate, and in addition to the above-mentioned gases, there are also gases that can etch the semiconductor substrate.
For example, F2, CF4), etc. may be introduced together. Furthermore, in the second reaction vessel 16, the wavelength of the irradiation light is selected in accordance with the gas to be introduced so as to dissociate the gas. In addition to etching, SiH+ may be introduced and an a-8i film may be deposited by photo-CVD or Sl may be epitaxially grown.

酸化の前処理等に用いφことも容易である。いずれの場
合も、事前に第1の反応容器1内で用途に合わせた前処
理を行い、大気中に晒すことなくすぐさま上述のプロセ
スを開始することで、得られた膜等の質は大幅に向上す
る・ 第4図は本発明の第2の実施例を示す概略構成図である
。この実施例は、第1の真空容器内1で電子ビームと光
とを同時に用いた例である。電子ビーム10はシート状
にして被処理基体3の上方を通過させ、一方例えば紫外
光43を被処理基体3の全面に垂直に照射して反応を促
進する。
It is also easy to use for oxidation pretreatment etc. In either case, the quality of the obtained film can be significantly improved by performing pretreatment in advance in the first reaction vessel 1 according to the intended use and immediately starting the above process without exposing it to the atmosphere. Improved Fig. 4 is a schematic configuration diagram showing a second embodiment of the present invention. This embodiment is an example in which an electron beam and light are used simultaneously in the first vacuum container 1. The electron beam 10 is formed into a sheet and passes above the substrate 3 to be processed, while, for example, ultraviolet light 43 is irradiated perpendicularly to the entire surface of the substrate 3 to promote the reaction.

第5図は本発明の第3の実施例の要部構成を示す概略構
成図である。この実施例は、第1の真空容器1の上部に
電子光学系44を設け、所望の回路パターンに沿って電
子ビーム48を照射しながらその部分のみ自然酸化膜の
除去を行うものである。この場合には、光導入!20を
通して紫外光47を導入し、或いはシート状の電子ビー
ムを用いて気相中でのガス励起を補うとよい。ここで、
45はウェハ走査別構を示している。
FIG. 5 is a schematic configuration diagram showing the configuration of main parts of a third embodiment of the present invention. In this embodiment, an electron optical system 44 is provided above the first vacuum container 1, and the native oxide film is removed only in that portion while irradiating an electron beam 48 along a desired circuit pattern. In this case, light introduction! It is preferable to introduce ultraviolet light 47 through 20 or use a sheet-shaped electron beam to supplement gas excitation in the gas phase. here,
Reference numeral 45 indicates a separate wafer scanning structure.

第6図は本発明の第4の実施例の要部構成を示す概略構
成図である。この実施例は、第2の反応容器を石英製に
して比較的高温の処理を可能とした例である。ここで、
図中49は石英チューブ、50は加熱用のヒータ、51
はウェハ、52は石英製のサセプタである。ガスは導入
口53より導入され、排気口54から排気される。55
はゲートバルブ、56は第1の搬送機構である。他の真
空容器がSUS製のため、5Bで石英とSUSのシール
を行っている。この装置では、熱CVD法や不純物拡散
等、高温を用いるため金属性の真空容器では汚染が心配
される場合にも利用できる。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing the configuration of main parts of a fourth embodiment of the present invention. This example is an example in which the second reaction vessel is made of quartz, allowing processing at relatively high temperatures. here,
In the figure, 49 is a quartz tube, 50 is a heater, 51
is a wafer, and 52 is a susceptor made of quartz. Gas is introduced through the inlet 53 and exhausted through the exhaust port 54. 55
56 is a gate valve, and 56 is a first conveyance mechanism. Since the other vacuum containers are made of SUS, 5B is used to seal the quartz and SUS. This device can also be used in cases where high temperatures are used, such as thermal CVD or impurity diffusion, so there is concern about contamination in a metallic vacuum container.

第7図は本発明の第5の実施例の要部構成を示す模式図
である。この実施例は、第1図の第2の反応容器16に
おいて、中に配置したウェハ上にパターンを投影し表面
処理を選択的に行うようにした例である。水銀ランプ6
1の光は、反射鏡62からレンズ63を通り、石英板6
4上に形成されたパターン65に照射される。光の通過
部分を通過した光はレンズ66、窓67を通してウェハ
2上に照射される。この方式により光照射部分のみ選択
的にエツチング、堆積等を行っていくことができる。例
えば、ガスとしてトリメチルアルミニウムを導入するこ
とにより、AQのパターンを形成できる。また、エツチ
ングガスを導入すれば、光照射部分のみ選択堆積が可能
となる。この方式においても、この第2の反応容器16
へ試料を導入する前に第1の反応容器1において次のプ
ロセスに対応させた前処理(酸化膜除去1表面の有機物
除去)を行うことで、再現性良く良好に達成されるわけ
である。
FIG. 7 is a schematic diagram showing the main structure of a fifth embodiment of the present invention. This embodiment is an example in which a pattern is projected onto a wafer placed inside the second reaction vessel 16 of FIG. 1 to selectively perform surface treatment. mercury lamp 6
The light of 1 passes through the lens 63 from the reflecting mirror 62 and hits the quartz plate 6.
A pattern 65 formed on 4 is irradiated with light. The light that has passed through the light passing portion is irradiated onto the wafer 2 through a lens 66 and a window 67. With this method, etching, deposition, etc. can be selectively performed only on the light irradiated portion. For example, an AQ pattern can be formed by introducing trimethylaluminum as a gas. Furthermore, if an etching gas is introduced, selective deposition can be performed only on the light irradiated areas. Also in this method, this second reaction vessel 16
This can be achieved with good reproducibility by performing pretreatment (removal of organic matter on the surface of oxide film removal 1) corresponding to the next process in the first reaction vessel 1 before introducing the sample into the first reaction vessel 1.

なお、本発明は上述した各実施例に限定されるものでは
ない。前記基板材料は、Slに限らずゲルマニウムやI
nP、GaAS等の複合材料、窒化膜、酸化膜等の誘電
体膜、チタン、タングステン、アルミニウム、モリブデ
ン等の金属膜、それらのシリサイド膜等、半導体デバイ
スに用いられるあらゆる材料を用いることができ、され
らの表面清浄化とその後の処理に応用することができる
Note that the present invention is not limited to the embodiments described above. The substrate material is not limited to Sl, but may also be germanium or I.
All materials used in semiconductor devices can be used, including composite materials such as nP and GaAS, dielectric films such as nitride films and oxide films, metal films such as titanium, tungsten, aluminum, and molybdenum, and their silicide films. It can be applied to surface cleaning and subsequent treatment.

また、電子ビームのエネルギーを下げること或いはウェ
ハには直接に照射せずに平行に上方を通過させることで
、プラズマを用いた方法に比べ、照射損傷を低減でき、
下層にデバイスが既に作成されているウェハの上層の処
理にも利用することができる。
In addition, by lowering the energy of the electron beam or passing it above the wafer in parallel without directly irradiating it, irradiation damage can be reduced compared to methods using plasma.
It can also be used to process the upper layer of a wafer on which devices have already been fabricated.

また、本発明では、処理債の被処理基体は大気に晒され
ることなく、次の工程の反応容器に移されるため、清浄
なドライプロセスであり、将来のさらに微細化、薄膜化
の進む半導体デバイスの製造に適するのは勿論のこと、
年々進む製造工程の自動化にも容易に対応できる方法で
あり、自動化の一つのネックである液体を用いた前処理
技術に代わるものである。また、本発明は、さらに第3
゜第4と反応容器を接続してゆき、LSIの全ての工程
を次々とウェハ1枚づづ進めていくことを可能とするも
のであり、大きな発展性を与えるものである。
In addition, in the present invention, the substrate to be processed is transferred to the reaction vessel for the next step without being exposed to the atmosphere, so it is a clean dry process, and semiconductor devices that will become even finer and thinner in the future. Of course, it is suitable for the production of
This method can easily accommodate the increasing automation of manufacturing processes year by year, and is an alternative to pretreatment technology using liquids, which is one of the bottlenecks in automation. Further, the present invention further provides a third aspect of the present invention.
By connecting the fourth reactor to the reaction vessel, it is possible to proceed with all LSI processes one wafer at a time, providing great expandability.

上述の実施例で、は励起ビームとして電子ビーム。In the above embodiment, is an electron beam as the excitation beam.

光ビームを用いた例を示したが、本発明においてはこれ
らを適宜イオンビーム、中性の原子或いは分子ビーム等
に置換え工使用することが可能である。例えば、前記第
5図に示した電子光学系と略同様な構成のイオンビーム
光学系を用いて被処理基体表面に選択的にイオンビーム
照射することで、部分的に表面層の改質或いは除去を行
い、選択エツチング堆積を特徴とする特に、イオンビー
ムを用いた場合は、物理的なスパッタ作用を利用でき、
励起種との化学反応では除去し難い物質等には極めて有
効である。
Although an example using a light beam has been shown, in the present invention, it is possible to replace these with an ion beam, a neutral atomic or molecular beam, etc. as appropriate. For example, by selectively irradiating the surface of the substrate with an ion beam using an ion beam optical system having a configuration similar to the electron optical system shown in FIG. 5, the surface layer can be partially modified or removed. In particular, when an ion beam is used, physical sputtering action can be utilized, which is characterized by selective etching deposition.
It is extremely effective for substances that are difficult to remove by chemical reactions with excited species.

その他、本発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々変形し
て実施することができる。
In addition, various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図乃至第3図はそれぞれ本発明の第1の実施例を説
明するためのもので第1図は全体構成を示す概略構成図
、第2図は第1図のA−A方向矢視図、第3図は作用を
説明するための工程断面図、第4図は本発明の第2の実
施例の要部構成を示す模式図、第5図は本発明の第3の
実施例の要部構成を示す概略構成図、第6図は本発明の
第4の実施例の要部構成を示す概略構成図、第7図は本
発明の第5の実施例の要部構成を示す模式図である。 1・・・第1の反応容器、16・・・第2の反応容器、
2.19,27.51・・・被処理基体くウェハ)、1
0.34.48・・・電子ビーム、3.18.28゜5
2・・・サセプタ、15.33.55・・・ゲートバル
ブ、23.39.43.47・・・光、24.31゜4
5.56・・・ウェハ搬送機構、37・・・3iウエハ
、36・・・5iOzマスク、41・・・エツチング溝
。 出願人代理人 弁理士 鈴江武彦 ↓ 第5図 第7図
1 to 3 are for explaining the first embodiment of the present invention, and FIG. 1 is a schematic configuration diagram showing the overall configuration, and FIG. 2 is a view taken in the direction of arrow A-A in FIG. 3 are process sectional views for explaining the operation, FIG. 4 is a schematic diagram showing the main part configuration of the second embodiment of the present invention, and FIG. 5 is a diagram of the third embodiment of the present invention. FIG. 6 is a schematic configuration diagram showing the configuration of the main parts of the fourth embodiment of the present invention, and FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the main parts of the fifth embodiment of the present invention. It is a diagram. 1... first reaction container, 16... second reaction container,
2.19, 27.51...substrate to be processed (wafer), 1
0.34.48...Electron beam, 3.18.28°5
2... Susceptor, 15.33.55... Gate valve, 23.39.43.47... Light, 24.31°4
5.56...Wafer transport mechanism, 37...3i wafer, 36...5iOz mask, 41...Etching groove. Applicant's agent Patent attorney Takehiko Suzue ↓ Figure 5 Figure 7

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)荷電粒子の衝撃を伴わない手段により被処理基体
の表面に前処理を施す第1の容器と、この容器に真空的
に連通可能に連結され、所定のガス雰囲気中で光励起に
より上記被処理基体に表面処理を施す第2の容器と、前
記第1及び第2の容器間で前記被処理基体を搬送する搬
送機構とを具備してなることを特徴とする表面処理装置
(1) A first container for pre-processing the surface of a substrate to be processed by a means that does not involve the impact of charged particles; A surface treatment apparatus comprising: a second container for surface-treating a substrate to be treated; and a conveyance mechanism for conveying the substrate to be treated between the first and second containers.
(2)前記第2の容器には、前記被処理基体の表面に対
して垂直或いは平行に光を照射する機構が設けられてい
ることを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の表面処
理装置。
(2) The surface treatment according to claim 1, wherein the second container is provided with a mechanism for irradiating light perpendicularly or parallel to the surface of the substrate to be treated. Device.
(3)前記光は、前記被処理基体上で走査或いは被処理
基体全面に照射されるものであることを特徴とする特許
請求の範囲第2項の表面処理装置。
(3) The surface treatment apparatus according to claim 2, wherein the light is scanned over the substrate to be treated or is irradiated onto the entire surface of the substrate to be treated.
(4)前記第1の容器は前記被処理基体表面の自然酸化
膜を除去するものであり、前記第2の容器は前記被処理
基体表面上をエッチング若しくは該表面上に薄膜を形成
するものであることを特徴とする特許請求の範囲第1項
記載の表面処理装置。
(4) The first container is for removing a natural oxide film on the surface of the substrate to be processed, and the second container is for etching or forming a thin film on the surface of the substrate to be processed. The surface treatment apparatus according to claim 1, characterized in that:
JP21653585A 1985-09-30 1985-09-30 Surface treatment device Pending JPS6276632A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21653585A JPS6276632A (en) 1985-09-30 1985-09-30 Surface treatment device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP21653585A JPS6276632A (en) 1985-09-30 1985-09-30 Surface treatment device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPS6276632A true JPS6276632A (en) 1987-04-08

Family

ID=16689958

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP21653585A Pending JPS6276632A (en) 1985-09-30 1985-09-30 Surface treatment device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPS6276632A (en)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6459822A (en) * 1987-08-31 1989-03-07 Nec Corp Cleaning of si surface and its apparatus
JPH01296626A (en) * 1988-05-24 1989-11-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Plasma vapor-phase reaction device
JPH03255628A (en) * 1990-03-05 1991-11-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Surface cleaning device and process

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS6459822A (en) * 1987-08-31 1989-03-07 Nec Corp Cleaning of si surface and its apparatus
JPH01296626A (en) * 1988-05-24 1989-11-30 Semiconductor Energy Lab Co Ltd Plasma vapor-phase reaction device
JPH03255628A (en) * 1990-03-05 1991-11-14 Nippon Telegr & Teleph Corp <Ntt> Surface cleaning device and process

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3086719B2 (en) Surface treatment method
US5620559A (en) Hydrogen radical processing
US5030319A (en) Method of oxide etching with condensed plasma reaction product
EP0456479B1 (en) Pattern forming process and process for preparing semiconductor device utilizing said pattern forming process
US5174881A (en) Apparatus for forming a thin film on surface of semiconductor substrate
US5885361A (en) Cleaning of hydrogen plasma down-stream apparatus
US20060207724A1 (en) Method of removing oxide film on a substrate with hydrogen and fluorine radicals
KR100215594B1 (en) Silicon wafer treating method
US6764572B2 (en) Apparatus and method for semiconductor wafer etching
EP0946978B1 (en) Irradiation/halogen treatment for dry etching of an oxide
US6551947B1 (en) Method of forming a high quality gate oxide at low temperatures
KR100544226B1 (en) Method and apparatus for radical oxidation of silicon
JPS6276632A (en) Surface treatment device
JPS63224233A (en) Surface treatment
JP2535517B2 (en) Processing method
JPH0517291A (en) Treatment of substrate for deposition of diamond thin film
JP2983244B2 (en) Surface treatment method
JPH0897206A (en) Forming method of thermal oxidation film
JPH03155621A (en) Dry etching method
JP2717165B2 (en) Method for forming structure of compound semiconductor
JP2709175B2 (en) Method of forming etching pattern
JPS63160324A (en) Molecular beam epitaxial crystal growth
KR920007449B1 (en) Surface treatment method and there apparatus of semiconductor device manufacturing process
JPH05308064A (en) &#39;on the spot&#39; elimination method and device of silicon natural oxide film
JPH03255628A (en) Surface cleaning device and process