JPS6286731A - レ−ザ−ビ−ム照射Si表面処理装置 - Google Patents

レ−ザ−ビ−ム照射Si表面処理装置

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JPS6286731A
JPS6286731A JP22626185A JP22626185A JPS6286731A JP S6286731 A JPS6286731 A JP S6286731A JP 22626185 A JP22626185 A JP 22626185A JP 22626185 A JP22626185 A JP 22626185A JP S6286731 A JPS6286731 A JP S6286731A
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JP
Japan
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etching
gas
bond
substrate
target
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Pending
Application number
JP22626185A
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English (en)
Inventor
Nahomi Aoto
青砥 なほみ
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NEC Corp
Original Assignee
NEC Corp
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Publication date
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電子デバイス製造グロセスに用いるレーザー
ビーム照射Si表面処理装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来のSlのイオンビームエツチング装置としては、第
2図に示すような、真空装置21中のイオン源22より
イオンビーム23を引き出し、これを真空中またはガス
導入管から導入した活性ガス分子24の雰囲気中で一定
時間Si基板26に照射することによって工、チングを
行う装置が知られている(カウフマン、ジャーナル・オ
ブ・バキューム・サイエンス・テクノロジ(J、Vaa
、Sci、Technol、)16巻1979年179
ページ)。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところがこのような装置においては、真空中でイオンビ
ームエツチングを行う場合には工、テングレイトが遅く
、また活性ガス雰囲気中でイオンビームエツチングを行
う場合には工、チングレイトは増加するがイオン衝撃及
び活性ガス分子吸着の相乗効果によるダメージがSi表
面に形成されるという欠点があった。
ま念、従来のSi表面洗浄装置としては1通常、HCA
I、H2O2,NH30H,H2BO3などのうち数種
類を混合した溶液を加熱し、これをSt基板を浸して洗
浄するクエ、ト洗浄装置が用いられている(W、Ksr
n andD、A、Puotin@n) RCAレビ、
 −(RCA、 Review) 6月号1970年1
87ページ)。このような装置を用いた場合、ウェット
の洗浄装置であるために洗浄の基礎となる水の中の不純
物(特にバクテリア)や他の無機・有機溶媒中のゴミや
不純物によってsi表面が汚染されるという欠点があっ
た。また、近年エツチングなどのプロセスがドライ化す
る中で。
洗浄プロセス装置がウェット式装置であることは、プロ
セスの一貫ドライ化による簡便化・清浄化を妨げるもの
であった。
本発明は、このような従来のイオンエツチング装置・表
面洗浄装置の欠点を除去せしめて、Slのイオンエツチ
ング後の表面の清浄化・低欠陥化を含めたドライエツチ
ングを行う装置を提供するとともに、同様の装置で簡便
かつ洗浄中の逆汚染の少ないStのドライ洗浄を行うS
t表面処理装置を提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明はSi基板を搭載するターゲットを内蔵した真空
装置に、フッ素ガス、塩素ガス、水素ガスを導入する導
入口と、Si基板に外部から照射するCO2レーデ光を
透過させる赤外線透過窓と、Sl基板に外部から照射す
るエキシマレーデ元又はUVランプ光を透過させる紫外
線透過窓とを備え、前記ターゲットにヒータを設けたこ
とを特徴とするレーザビーム照射Si表面処理装置であ
る。
〔実施例〕
以下に本発明の実施例を図によって示す。真空装置11
は、排気系12によって真空排気する。St基板13を
設置するターゲット14内にヒーター15を設け、電流
導入端子16を通して通電可能としている。S1ウエハ
ー13にイオンビーム17が照射可能な位置にイオン源
18を設置する。また、sl基板13にC02レーザー
光19が照射可能な位置に赤外線透過窓110及びCO
2レーザ−111を設置する。さらに、St基板13に
エキシマレーザー光112が照射可能な位置に紫外線透
過窓113及びエキシマレーザ−114を設置する。真
空装置11には、活性ガス分子115を導入するために
、塩素ガス導入口116゜水素ガス導入口117、フッ
素ガス導入口118を設置する。
まず、通常のイオンエツチングと同様にイオン源からタ
ーグツ) 14上のSiウエハー13に、不活性ガス又
はフッ素ガス、塩素ガス、水素ガス、またはそれ等の混
合ガスを照射してエツチングを行う。次にCO2レーザ
ー光19をStウェハー13に照射することにより、ウ
ェハー13がフッ素雰囲気中にある場合には5i−F結
合の振動を選択的に大きく促進させ、それ以外の雰囲気
中の場合にはSi表面全般を加熱してSi表面でのエツ
チング及び洗浄を促進する。塩素ガスまたはフッ素ガス
または水素ガス雰囲気中及びこれらのガス充填後排気後
の真空中では、Si基板表面にはこれらのガスが吸着し
ている。表面にs t−ct結合、5t−H結合、 S
i−F結合がある場合、Siのパ、り?ンドは通常の5
t−st結合よりも弱くなっているため、昇温またはC
O2レーザ−ビーム19の照射によって表面のSt塩化
物またはSt水素化物またはSiフ、化物が脱離する可
能性が大きい。この際に1表面に強く吸着していた汚染
不純物は表面siとともに離脱し、表面が清浄化される
。さらにXeCL tたはXeFまたはXeBrエキシ
マレーザ−光112、またはUVランプ光をSiウエハ
ー13に照射することによりSi表面の電子状態を励起
し、Si表面でのエツチング効果及び洗浄効果を促進す
る。S1ウエハーが塩素雰囲気中にある場合には、エキ
シマレーザ−光マたはUVランプ光の照射により塩素の
電子状態を励起することができ、Si表面でのエツチン
グ効果及び洗浄効果を促進することができる。ターゲッ
ト14内のヒーター15にて、Slウェハー13を必要
に応じて加熱することにより、Si表面でのエツチング
効果及び洗浄効果を促進することができる。イオン源1
8、CO2レーザー111,エキシマレーザ−114は
、状況に応じてその内の1つまたは2つの使用を中止し
、遅いエツチングレイトでエツチングまたは洗浄を行う
ことも可能であるのは言うまでもない。
第3図に、本発明の装置を用いてC02レーザー1X@
CLエキシマレーザー1不活性イオンビームの同時照射
によりフッ素雰囲気中でエツチングした場合のエツチン
グ速度を、従来の方法によりエツチングした場合のエツ
チング速度とともに示す。横軸はフッ素分圧、縦軸はエ
ツチング速度で、31が従来の装置によりエツチングし
た場合、32が本発明の装置によりエツチングした場合
である。本発明の装置を用いた場合2従来の装置による
場合よりもエツチング速度が大幅に増加する。
従来のフッ素雰囲気中におけるイオンビームエ、チング
装置によって1000Xのエツチングを行ったsi衣表
面O8Fを誘起させた場合、その密度は通常4〜7X1
0”コ/an”が観察される。これに対し、本発明の装
置で7.累算囲気中及びそれに引き続きフッ素排気後の
真空中でCO2レーザー光、エキシマレーザ−光をイオ
ンビームと同時に照射した場合は、同じフッ素分圧、イ
オン電流密度の条件下でO8Fの数が17100以下と
なり、本装置を用いたエツチングでは表面の欠陥が減少
することがわかる。
また、第4図に本発明の装置で002レーザー、エキシ
マレーザ−、Ar、ffス・水素ガス混合イオンビーム
の同時照射によつて表面洗浄した場合のSi表面のオー
ジェスペクトル41を、従来のウェット式(H2O:H
20□:HC1= 6:1:1,90℃)で洗浄した場
合のオージェスペクトル42とともに示す。本発明の装
置によるSi表面のオージェスペクトル41の方が従来
の装置で洗浄した場合のオージェスペクトル42よりも
C,Oを示すピークが小さい。
本発明の装置を用いたドライ洗浄の過程において。
洗浄中の洗浄物質によるSi表面の逆汚染の可能性があ
る要素は装置の真空度()’yり・グラウンド)の悪さ
及び使用するガスの純度の悪さである。しかし、これら
はどちらも、装置の設計・高純度ガスの選択によって回
避できる問題であり、ウェット洗浄装置の場合の洗浄物
質によるSi表面逆汚染のように本質的な問題ではない
。このように、本発明によって洗浄中にSi表面が汚染
される可能性は大幅に減少した。
また、本発明によってSi表面洗浄プロセスをドライ化
することにより、洗浄装置をドライエツチング装置など
と結合させた一貫ドライプロセス装置を製作する可能性
が生まれ、よシ汚染の少ないプロセス設計に必須な一段
階が達成されたと言える。
〔発明の効果〕 以上詳細に述べた通り、本発明の装置によれば、Stの
エツチングをより高速に行うことができると同時に、エ
ツチング後のSi表面を低損傷化・清浄化することがで
きる。本発明の装置は、エツチング及び表面清浄化のそ
れぞれについて、単機能装置としても、両用装置として
も用いることができるのは言うまでもない。このような
本発明の装置を電子デバイスプロセスに用いた場合、そ
の波及効果は多大であると言える。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の実施例を示す構成図、第2図は従来の
イオンビームエツチング装置を示す図、第3図は本発明
の装置及び従来の装置でエツチングした場合のエツチン
グ速度を示す図、第4図は本発明の装置及び従来の装置
で表面洗浄した場合のS1表面のオージェスペクトルを
示す図である。 図において、 11・・・真空装置、12・・・排気系、13・・・S
i基板、14・・・ターゲット、15・・・ヒーター、
16・・・電流導入端子、17・・・イオンビーム、1
8・・・イオン源、 19・・・Co  レーザー光、
 110・・・赤外線透過窓、 111・・・CO□レ
ーザー、112・・・エキシマレーザ−光、113・・
・紫外線透過光%114・・・エキシマレーザ−,11
5・・・活性ガス分子、116・・・塩素ガス導入口、
117・・・水素ガス導入口、118・・・フッ素ガス
導入口。 21:真空製I 22:イオン源 23:イオンビーム 24:活性ガス分子 26:SL′iL@ 第2図 0     0.05    0A      O,j
5    0.2CJ!、2)jj圧(Torr) 第3図

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Si基板を搭載するターゲットを内蔵した真空装
    置に、フッ素ガス、塩素ガス、水素ガスを導入する導入
    口と、Si基板に外部から照射するCO_2レーザー光
    を透過させる赤外線透過窓と、Si基板に外部から照射
    するエキシマレーザー光又はUVランプ光を透過させる
    紫外線透過窓とを備え、前記ターゲットにヒータを設け
    たことを特徴とするレーザービーム照射Si表面処理装
    置。
JP22626185A 1985-10-11 1985-10-11 レ−ザ−ビ−ム照射Si表面処理装置 Pending JPS6286731A (ja)

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Cited By (6)

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
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