JPS635531A - Ｓｉ表面清浄化・平坦化方法及びその装置 - Google Patents
Ｓｉ表面清浄化・平坦化方法及びその装置Info
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- JPS635531A JPS635531A JP15038786A JP15038786A JPS635531A JP S635531 A JPS635531 A JP S635531A JP 15038786 A JP15038786 A JP 15038786A JP 15038786 A JP15038786 A JP 15038786A JP S635531 A JPS635531 A JP S635531A
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Landscapes
- Drying Of Semiconductors (AREA)
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】
〔産業上の利用分野〕
本発明は半導体結晶製造技術及び電子デバイス製造プロ
セスに用いるＳｉ表面清浄化・平坦化方法およびその装
置に関するものである。
セスに用いるＳｉ表面清浄化・平坦化方法およびその装
置に関するものである。
従来、Ｓｉ基板表面を清浄化するには、Ｓｉ基板を真空
室に搬入する前に酸などの混合液中に入れて加熱し、洗
浄する方法（Ｖ、Ｋｅｒｎ ｅｔａｌ、、ＲＣＡレビュ
ー、３１巻１８７ページ、 １９７０年）や、紫外光に
よって生成したオゾンによってＳｉ基板表面の不純物を
取り除く方法（ｖｉｇ？ジャーナル・オブ・バキューム
・サイエンス・アンド・テクノロジー、 Ａ３巻、３号
、１０２７ページ、 １９８５年）などが用いられてい
る。
室に搬入する前に酸などの混合液中に入れて加熱し、洗
浄する方法（Ｖ、Ｋｅｒｎ ｅｔａｌ、、ＲＣＡレビュ
ー、３１巻１８７ページ、 １９７０年）や、紫外光に
よって生成したオゾンによってＳｉ基板表面の不純物を
取り除く方法（ｖｉｇ？ジャーナル・オブ・バキューム
・サイエンス・アンド・テクノロジー、 Ａ３巻、３号
、１０２７ページ、 １９８５年）などが用いられてい
る。
また、平坦なＳｉ表面を形成するには真空中での高温加
熱などの方法（Ｉｓｈｉｚａｋａ ｅｔａｌ、、ジャー
ナル・オブ・エレクトロケミカル・サイエンス・アンド
・テクノロジー、１３３巻、４号、６６７ページ、 １
９８６年）が用いられている。
熱などの方法（Ｉｓｈｉｚａｋａ ｅｔａｌ、、ジャー
ナル・オブ・エレクトロケミカル・サイエンス・アンド
・テクノロジー、１３３巻、４号、６６７ページ、 １
９８６年）が用いられている。
従来の方法によれば、洗浄後のＳｉ基板を一旦大気中に
出した後に結晶製造または電子デバイス製造のためのプ
ロセスに投入するため、洗浄後の表面は大気中で再汚染
され、さらに溶液中での洗浄によってＳｉ基板表面に自
然酸化膜が形成されるという欠点があった。
出した後に結晶製造または電子デバイス製造のためのプ
ロセスに投入するため、洗浄後の表面は大気中で再汚染
され、さらに溶液中での洗浄によってＳｉ基板表面に自
然酸化膜が形成されるという欠点があった。
また紫外光によって生成したオゾンを用いる洗浄方法は
Ｓｉ基板表面に酸化膜が形成されるという欠点があった
。
Ｓｉ基板表面に酸化膜が形成されるという欠点があった
。
以上の方法による場合、酸化膜除去のためには酸による
ウェットエツチングが必要であり、プロセスのドライ化
を行うことができない、またこのようにして形成したＳ
ｉ表面は原子層レベルまで平坦とは言えず、この点がエ
ピタキシ、ヤル成長などの前処理としては欠点となる場
合があった。
ウェットエツチングが必要であり、プロセスのドライ化
を行うことができない、またこのようにして形成したＳ
ｉ表面は原子層レベルまで平坦とは言えず、この点がエ
ピタキシ、ヤル成長などの前処理としては欠点となる場
合があった。
真空中での高温加熱の方法によれば、高温熱処理を行う
ために電子デバイス製造プロセス中のＳｉ基板において
は基板内の不純物プロファイルが変化してしまうという
欠点があった。
ために電子デバイス製造プロセス中のＳｉ基板において
は基板内の不純物プロファイルが変化してしまうという
欠点があった。
本発明の目的はこのような従来のＳｉ表面清浄化・平坦
化方法の欠点を除去し、真空装置にて行うドライプロセ
スによる表面への酸化膜の形成を阻止し、さらに低温処
理を可能ならしめたＳｉ表面の清浄化・平坦化方法及び
装置を提供することにある。
化方法の欠点を除去し、真空装置にて行うドライプロセ
スによる表面への酸化膜の形成を阻止し、さらに低温処
理を可能ならしめたＳｉ表面の清浄化・平坦化方法及び
装置を提供することにある。
本発明はＳｉＣｌ４ガス、５ｉｌｌ、Ｑ、ガス、５ｉ）
Ｉ、 Ｃらガス、ＳｉＨ，ＣＡガスまたはこれらのガス
の混合ガス、または前記ガスにＣｌ、ガス若しくはＨ（
Ｊガスを混合したガス雰囲気を形成しこの雰囲気中にて
Ｓｉ基板の温度上昇またはＳｉ基板表面への紫外線照射
またはレーザー光照射またはその組合せによる処理にて
Ｓｉ表面の単原子層ごとのエツチングを行うか、或いは
ＡｒイオンビームまたはＣＩ！インオビームによってＳ
ｉ基板表面のエツチングを行った後に前記の処理を行う
ことを特徴とするＳｉ表面清浄化・平坦化方法及び、 真空室内にてＡｒイオンビームまたはＣｌイオンビーム
によってＳｉ基板表面のエツチングを行い、次いで該真
空室内に、ＳｉＣｌ＊ガス、ＳｉＨＣｌ３ガス、５ｉ８
２Ｃ２２ガス、５ｉＨ３Ｃｌガスまたはこれらのガスを
混合した混合ガスとＨ２ガスとの混合ガス、または前記
ガスにさらにＨ（、Ｑガスを加えた混合ガスの雰囲気を
形成し、この雰囲気中にて前記Ｓｉ基板の温度上昇また
は紫外光照射またはレーザー光照射またはその組合せに
よる処理を行い該Ｓｉ表面上へのＳｉ薄膜のエピタキシ
ャル成長を行うことを特徴とするＳｉ表面清浄化・平坦
化方法並びに、真空室内にてＳｉ基板を保持するホルダ
と、前記Ｓｉ基板にイオンを照射するイオン銃と、前記
Ｓｉ基板を加熱する加熱器と、前記Ｓｉ基板上に紫外線
。
Ｉ、 Ｃらガス、ＳｉＨ，ＣＡガスまたはこれらのガス
の混合ガス、または前記ガスにＣｌ、ガス若しくはＨ（
Ｊガスを混合したガス雰囲気を形成しこの雰囲気中にて
Ｓｉ基板の温度上昇またはＳｉ基板表面への紫外線照射
またはレーザー光照射またはその組合せによる処理にて
Ｓｉ表面の単原子層ごとのエツチングを行うか、或いは
ＡｒイオンビームまたはＣＩ！インオビームによってＳ
ｉ基板表面のエツチングを行った後に前記の処理を行う
ことを特徴とするＳｉ表面清浄化・平坦化方法及び、 真空室内にてＡｒイオンビームまたはＣｌイオンビーム
によってＳｉ基板表面のエツチングを行い、次いで該真
空室内に、ＳｉＣｌ＊ガス、ＳｉＨＣｌ３ガス、５ｉ８
２Ｃ２２ガス、５ｉＨ３Ｃｌガスまたはこれらのガスを
混合した混合ガスとＨ２ガスとの混合ガス、または前記
ガスにさらにＨ（、Ｑガスを加えた混合ガスの雰囲気を
形成し、この雰囲気中にて前記Ｓｉ基板の温度上昇また
は紫外光照射またはレーザー光照射またはその組合せに
よる処理を行い該Ｓｉ表面上へのＳｉ薄膜のエピタキシ
ャル成長を行うことを特徴とするＳｉ表面清浄化・平坦
化方法並びに、真空室内にてＳｉ基板を保持するホルダ
と、前記Ｓｉ基板にイオンを照射するイオン銃と、前記
Ｓｉ基板を加熱する加熱器と、前記Ｓｉ基板上に紫外線
。
レーザー光を照射する紫外線源及びレーザー央源と、５
ｉＣｆ１４ガス、５ｉＨＣＲ，ガス、ＳｉＨ，Ｃらガス
、 ＳｉＨ。
ｉＣｆ１４ガス、５ｉＨＣＲ，ガス、ＳｉＨ，Ｃらガス
、 ＳｉＨ。
Ｃ０ガス、ｃｎ、ガス、ＨＣｌガス、Ｈ３ガス、Ａｒガ
スを選択的に真空室内に供給するガス供給源とを有する
ことを特徴とするＳｉ表面清浄化・平坦化装置である。
スを選択的に真空室内に供給するガス供給源とを有する
ことを特徴とするＳｉ表面清浄化・平坦化装置である。
特許請求の範囲に記載された第１番目の発明によれば、
５ｉ（４，、５ｉＨＣＡ、、 ＳｉＨ，ｌｊ２．、 Ｓ
ｉＨ，Ｃｌまたはこれらの混合ガス、または前記ガスに
Ｃもガス若しくはＨＣＡガスを混合したガス雰囲気を形
成し、この雰囲気中にてＳｉ基板の温度上昇またはＳｉ
基板表面への紫外線照射またはレーザー光照射またはそ
の組合せによる処理を行う。基板の温度上昇及び紫外光
、レーザー光照射による処理を行うことにより、Ｓｉ表
面と各ガスとが反応する。 ５ｉＣｎ４ ガスに関して
はＳｉＣｌ４ガス単体及びＣｌ２ガスまたはＨＣ２ガス
との混合ガスにて、また５ｉＨ（、Ｑ、 、ＳｉＨ３Ｃ
ｌ． 。
５ｉ（４，、５ｉＨＣＡ、、 ＳｉＨ，ｌｊ２．、 Ｓ
ｉＨ，Ｃｌまたはこれらの混合ガス、または前記ガスに
Ｃもガス若しくはＨＣＡガスを混合したガス雰囲気を形
成し、この雰囲気中にてＳｉ基板の温度上昇またはＳｉ
基板表面への紫外線照射またはレーザー光照射またはそ
の組合せによる処理を行う。基板の温度上昇及び紫外光
、レーザー光照射による処理を行うことにより、Ｓｉ表
面と各ガスとが反応する。 ５ｉＣｎ４ ガスに関して
はＳｉＣｌ４ガス単体及びＣｌ２ガスまたはＨＣ２ガス
との混合ガスにて、また５ｉＨ（、Ｑ、 、ＳｉＨ３Ｃ
ｌ． 。
ＳｉＨ，Ｃｌの各ガスに関してはＣｌ２ガスまたはＨＣ
ｌガスとの混合ガスにてＳｉ表面のエツチング反応が生
じ、表面の不純物に汚染されたＳＬ層を取り除くことが
できる。このとき、真空度の良い高真空または超高真空
の下にて処理を行うことにより、エツチング速度を十分
におさえ、汚染された表面層のみのエツチングにとどめ
ることができる。また、シリコン化合物のガスをエツチ
ングに用いることにより、ＨＣｌ、 Ｃｌ、の各ガスに
よるエツチングの場合のような表面荒れを生じさせず、
平坦なエツチング面を得ることができる。これはシリコ
ン化合物のガス分子がＳｉ表面上で十分長距離にわたっ
て表面泳動することが可能であり、表面の原子層の段差
までたどりついてから吸着し、エツチング反応を生じさ
せるためである。Ｃ魁ガスを含む混合ガスの場合の紫外
線照射はｃｍ２ガスの光分解によるエツチング作用によ
って５ｉ（ｊｌ、吸着サイトとなる原子層の段差を増や
し、表面の清浄化をより速く行うことを可能とさせる。
ｌガスとの混合ガスにてＳｉ表面のエツチング反応が生
じ、表面の不純物に汚染されたＳＬ層を取り除くことが
できる。このとき、真空度の良い高真空または超高真空
の下にて処理を行うことにより、エツチング速度を十分
におさえ、汚染された表面層のみのエツチングにとどめ
ることができる。また、シリコン化合物のガスをエツチ
ングに用いることにより、ＨＣｌ、 Ｃｌ、の各ガスに
よるエツチングの場合のような表面荒れを生じさせず、
平坦なエツチング面を得ることができる。これはシリコ
ン化合物のガス分子がＳｉ表面上で十分長距離にわたっ
て表面泳動することが可能であり、表面の原子層の段差
までたどりついてから吸着し、エツチング反応を生じさ
せるためである。Ｃ魁ガスを含む混合ガスの場合の紫外
線照射はｃｍ２ガスの光分解によるエツチング作用によ
って５ｉ（ｊｌ、吸着サイトとなる原子層の段差を増や
し、表面の清浄化をより速く行うことを可能とさせる。
この処理の前にＡｒイオンビームまたはＣｌイオンビー
ムによるＳｉ基板表面のエツチングを行うと。
ムによるＳｉ基板表面のエツチングを行うと。
不純物汚染層の除去をより効果的に行うことができる。
このイオンビームエツチングの後に前述の処理を行えば
、イオンビームエツチングによる表面の段差を低減させ
るように１表面泳動距離が長いＳｉ化合物ガスを含むガ
スによるエツチングが生じ、これによってＳｉ表面の清
浄化・平坦化を行うことができる。
、イオンビームエツチングによる表面の段差を低減させ
るように１表面泳動距離が長いＳｉ化合物ガスを含むガ
スによるエツチングが生じ、これによってＳｉ表面の清
浄化・平坦化を行うことができる。
また特許請求の範囲に記載された第２番目の発明によれ
ば、真空室内にてＡｒイオンビームまたはＣｎイオンビ
ームによってＳｉ基板表面のエツチングを行い１表面の
不純物汚染層を除去し表面の清浄化を行う０次いで前記
真空室内にＳｉＣｌ、、 ５ｉＨＣｌｓｔＳｉＨ□Ｃｌ
、、 ＳｉＨ，Ｃｌの各ガスまたはこれらの混合ガスと
Ｈ２ガスの混合ガス、または前記ガスにさらにＨＣｌガ
スを加えた混合ガスの雰囲気を形成し、この雰囲気中に
て前記ＳＬ基板の温度上昇または紫外線照射またはレー
ザー光照射またはその組合せによる処理を行う、基板の
温度上昇及び紫外光、レーザー光照射による処理にてＳ
ｉ化合物ガスとＨ２ガス、ＨＣｌガスとが反応し、前記
Ｓｉ基板上にＳＬがエピタキシャル成長する。Ｓｉ化合
物ガスはＳｉ基板表面で表面泳動し、イオンビームエツ
チングによって荒れた表面上の最も段差が大きい部位が
より安定な吸着サイトであるためにそのような部位から
結晶成長する。このために、エピタキシャル成長によっ
て表面荒れは回復し、Ｓｉ表面の平坦化を行うことがで
きる１以上のようにして、Ｓｉ表面の清浄化・平坦化を
行うことができる。
ば、真空室内にてＡｒイオンビームまたはＣｎイオンビ
ームによってＳｉ基板表面のエツチングを行い１表面の
不純物汚染層を除去し表面の清浄化を行う０次いで前記
真空室内にＳｉＣｌ、、 ５ｉＨＣｌｓｔＳｉＨ□Ｃｌ
、、 ＳｉＨ，Ｃｌの各ガスまたはこれらの混合ガスと
Ｈ２ガスの混合ガス、または前記ガスにさらにＨＣｌガ
スを加えた混合ガスの雰囲気を形成し、この雰囲気中に
て前記ＳＬ基板の温度上昇または紫外線照射またはレー
ザー光照射またはその組合せによる処理を行う、基板の
温度上昇及び紫外光、レーザー光照射による処理にてＳ
ｉ化合物ガスとＨ２ガス、ＨＣｌガスとが反応し、前記
Ｓｉ基板上にＳＬがエピタキシャル成長する。Ｓｉ化合
物ガスはＳｉ基板表面で表面泳動し、イオンビームエツ
チングによって荒れた表面上の最も段差が大きい部位が
より安定な吸着サイトであるためにそのような部位から
結晶成長する。このために、エピタキシャル成長によっ
て表面荒れは回復し、Ｓｉ表面の平坦化を行うことがで
きる１以上のようにして、Ｓｉ表面の清浄化・平坦化を
行うことができる。
以下、本発明の一実施例を図により説明する。
第１図は本発明に係る方法を実施するための装置を示す
ものである。第１図において、超高真空度或いは高真空
度に保持される真空装置の真空室１１内にＳｉ基板１２
を搭載するホルダ１３を設置する。
ものである。第１図において、超高真空度或いは高真空
度に保持される真空装置の真空室１１内にＳｉ基板１２
を搭載するホルダ１３を設置する。
ホルダ１３はＳｉ基板加熱用ヒータ１４を備えている。
真空室１１にはＳｉＣｌ４ガスボンベ１５．５ｉＨＣｌ
、ガスボンベ１６．５ｉＨ２Ｃ，Ｑ２ガスボンベ１７．
５ｉ）１，１．Ｑガスボンベ１８より各ガス開閉弁ｖ１
の操作により選択的に導入可能なガス導入口１９及び、
Ｃ葛ガスボンベ２０． ＨＣｌガスボンベ２１より各ガ
ス開閉弁ｖ２の操作により選択的に導入可能なガス導入
口２２並びに、Ｈ□ガスボンベ２３よりＨ２ガスを開閉
弁■、の操作により導入可能なガス導入口２４を設置し
である。
、ガスボンベ１６．５ｉＨ２Ｃ，Ｑ２ガスボンベ１７．
５ｉ）１，１．Ｑガスボンベ１８より各ガス開閉弁ｖ１
の操作により選択的に導入可能なガス導入口１９及び、
Ｃ葛ガスボンベ２０． ＨＣｌガスボンベ２１より各ガ
ス開閉弁ｖ２の操作により選択的に導入可能なガス導入
口２２並びに、Ｈ□ガスボンベ２３よりＨ２ガスを開閉
弁■、の操作により導入可能なガス導入口２４を設置し
である。
Ａｒガスボンベｚ６またはＣｌ、□ガスボンベ２７から
各ガスを導入しその各ガスのイオン２８を真空室１１内
のＳｉ基板１２に照射するイオン源２５を備え、−方真
空室１１の窓３０ 、３１通してレーザー光３０、紫外
線３２を照射するレーザー光源２９及び紫外線源３１を
備えている。
各ガスを導入しその各ガスのイオン２８を真空室１１内
のＳｉ基板１２に照射するイオン源２５を備え、−方真
空室１１の窓３０ 、３１通してレーザー光３０、紫外
線３２を照射するレーザー光源２９及び紫外線源３１を
備えている。
次に本発明の第１の方法による処理について説明する。
すなわち第１図に示すようにＳｉ基板１４をＡｒイオン
２８にてスパッタエツチングした後、真空室１１中にガ
ス導入口１９より５ｉＣｎ、ガス３５を、またガス導入
口２２よりＣｌ、ガス３６をそれぞれ導入し、このガス
雰囲気にてＳｉ基板１１に対しレーザー光３０としてＡ
ｒＦエキシマレーザ−を照射し、また紫外線３２を照射
する。イオン２８によるスパッタエッチングにて不純物
が除去された表面は清浄に近づく一方表面荒れを生じて
いるが、ＳｉＣ２，ガスの表面泳動を利用したＳｉＣｌ
、ガス分子３５及びＣもガス分子３６による原子層ごと
のエツチングによりＳｉ基板１１の表面はさらに清浄に
かつ平坦にすることが可能となる。このとき、紫外線３
２はＣｌ、の光分解及びＳｉ基板表面の励起に、−方レ
ーザー光３０は同様の作用及び基板表面の薄い領域の温
度上昇にそれぞれ寄与している。尚、本発明の第１の方
法におけるガス雰囲気は実施例のものに限定されるもの
ではなく 、５ｉＨＣｌ３ガＸ、 ＳｉＨ，Ｃ（１，ガ
ス、 ＳｉＨ，ＣＩＬガスまたはこれらのガスの混合ガ
ス、または前記ガスにＣｌ２ガス若しくはＨ（Ｊｔガス
を混合したガス雰囲気にてＡｒイオンと照射してエツチ
ングを行ってもよい、また、第１の方法としては５ｉＨ
Ｃ４，ガス、５ｉＨ２Ｃもガス、ＳｉＨ，Ｃｊｌガスま
たはこれらのガスの混合ガス、または前記ガスにＣらガ
ス若しくはＨＣｌガスを混合したガス雰囲気を真空室内
に形成し、この雰囲気中にてＳｉ基板の温度上昇または
Ｓｉ基板表面への紫外線照射またはレーザー光照射また
はその組合せによる処理にてＳｉ表面の単原子層ごとの
エツチングを行うか、或いはＣｌイオンビームによって
Ｓｉ基板表面のエツチングを行った後に前記の処理を行
うようにしても良い。
２８にてスパッタエツチングした後、真空室１１中にガ
ス導入口１９より５ｉＣｎ、ガス３５を、またガス導入
口２２よりＣｌ、ガス３６をそれぞれ導入し、このガス
雰囲気にてＳｉ基板１１に対しレーザー光３０としてＡ
ｒＦエキシマレーザ−を照射し、また紫外線３２を照射
する。イオン２８によるスパッタエッチングにて不純物
が除去された表面は清浄に近づく一方表面荒れを生じて
いるが、ＳｉＣ２，ガスの表面泳動を利用したＳｉＣｌ
、ガス分子３５及びＣもガス分子３６による原子層ごと
のエツチングによりＳｉ基板１１の表面はさらに清浄に
かつ平坦にすることが可能となる。このとき、紫外線３
２はＣｌ、の光分解及びＳｉ基板表面の励起に、−方レ
ーザー光３０は同様の作用及び基板表面の薄い領域の温
度上昇にそれぞれ寄与している。尚、本発明の第１の方
法におけるガス雰囲気は実施例のものに限定されるもの
ではなく 、５ｉＨＣｌ３ガＸ、 ＳｉＨ，Ｃ（１，ガ
ス、 ＳｉＨ，ＣＩＬガスまたはこれらのガスの混合ガ
ス、または前記ガスにＣｌ２ガス若しくはＨ（Ｊｔガス
を混合したガス雰囲気にてＡｒイオンと照射してエツチ
ングを行ってもよい、また、第１の方法としては５ｉＨ
Ｃ４，ガス、５ｉＨ２Ｃもガス、ＳｉＨ，Ｃｊｌガスま
たはこれらのガスの混合ガス、または前記ガスにＣらガ
ス若しくはＨＣｌガスを混合したガス雰囲気を真空室内
に形成し、この雰囲気中にてＳｉ基板の温度上昇または
Ｓｉ基板表面への紫外線照射またはレーザー光照射また
はその組合せによる処理にてＳｉ表面の単原子層ごとの
エツチングを行うか、或いはＣｌイオンビームによって
Ｓｉ基板表面のエツチングを行った後に前記の処理を行
うようにしても良い。
第２図は本発明の前記第１の方法を用いてＳｉ基板にＡ
ｒイオンによるスパッタエツチングを施した後、基板温
度５００℃、 ５ｉＣＬガス９０％、 ｃｍ、ガス１０
％の組成で真空装置内圧力を１０””Ｔｏｒｒとして紫
外線照射及びＡｒＦエキシマレーザ−照射を行っている
際に基板表面の反射高速電子線回折の強度をモニターす
ることによって観察した例を示す、ガス導入後、時間経
過に伴って上記回折線の強度が上昇するが、これは、表
面荒れの突起部分を削るようにＳｉ表面のエツチングが
生じることにより、基板表面の平坦性が増していること
による。さらに時間経過に伴って前記回折線の強度が振
動をはじめるが、これはＳｉ表面が単原子層とと°にエ
ツチングされ、表面、の平坦性が増していることを示す
。
ｒイオンによるスパッタエツチングを施した後、基板温
度５００℃、 ５ｉＣＬガス９０％、 ｃｍ、ガス１０
％の組成で真空装置内圧力を１０””Ｔｏｒｒとして紫
外線照射及びＡｒＦエキシマレーザ−照射を行っている
際に基板表面の反射高速電子線回折の強度をモニターす
ることによって観察した例を示す、ガス導入後、時間経
過に伴って上記回折線の強度が上昇するが、これは、表
面荒れの突起部分を削るようにＳｉ表面のエツチングが
生じることにより、基板表面の平坦性が増していること
による。さらに時間経過に伴って前記回折線の強度が振
動をはじめるが、これはＳｉ表面が単原子層とと°にエ
ツチングされ、表面、の平坦性が増していることを示す
。
第３図（ｃ）は本発明の第１の方法すなわち、ムｒイオ
ンスパッタエツチング後、５ｉＣＬガス、Ｃもガス中で
の加熱及び紫外線、レーザー光照射による処理にて清浄
化・平坦化した後のＳｉ基板表面のオージェ電子分光ス
ペクトルを示す、従来方法である酸混液中での加熱によ
る処理後のオージェ電子分光スペクトルである第３図（
ａ）で強く現れた酸素がほとんど現れていない、第３図
Ｑ、）は本発明の第１の方法のうち、 Ａｒイオンビー
ムによるスパッタエツチングを行わない方法を用い、そ
れ以外は上記方法と同じ方法すなわち、５ｉＣ４，ガス
、Ｃａ２ガス中での加熱、紫外線、レーザー光照射によ
る処理にて清浄化・平坦化を行った場合のオージェ電子
分光スペクトルである。（Ｃ）に比べてやや酸素が多く
見られるが、従来方法に比べて十分に少なくなっている
。
ンスパッタエツチング後、５ｉＣＬガス、Ｃもガス中で
の加熱及び紫外線、レーザー光照射による処理にて清浄
化・平坦化した後のＳｉ基板表面のオージェ電子分光ス
ペクトルを示す、従来方法である酸混液中での加熱によ
る処理後のオージェ電子分光スペクトルである第３図（
ａ）で強く現れた酸素がほとんど現れていない、第３図
Ｑ、）は本発明の第１の方法のうち、 Ａｒイオンビー
ムによるスパッタエツチングを行わない方法を用い、そ
れ以外は上記方法と同じ方法すなわち、５ｉＣ４，ガス
、Ｃａ２ガス中での加熱、紫外線、レーザー光照射によ
る処理にて清浄化・平坦化を行った場合のオージェ電子
分光スペクトルである。（Ｃ）に比べてやや酸素が多く
見られるが、従来方法に比べて十分に少なくなっている
。
第４図は本発明の第２の方法すなわち、Ｓｉ基板にＡｒ
イオンによるスパッタエツチングを施した後、基板温度
７００℃、５ｉＣｆｌ、ガス２０％、Ｈ，ガス７０％の
組成で真空室１１内の圧力を１０″″’ Ｔｏｒｒ台と
してＡｒＦエキシマレーザ−照射を行っている際に基板
表面の反射高速電子線回折の強度をモニターすることに
よってＩ！ｍｕた例を示す、ガス導入後、時間経過に伴
って上記の回折線の強度が上昇するが、これは基板表面
の表面荒れを埋めるようにＳｉのエピタキシャル成長が
生じることにより、表面の平坦性が増していることを示
す、さらに時間経過に伴って上記回折線の強度が振動を
はじめるが、これはＳｉ表面上にＳｉが単原子層ごとに
エピタキシャル成長し、表面の平坦性がさらに増してい
、ることを示している。
イオンによるスパッタエツチングを施した後、基板温度
７００℃、５ｉＣｆｌ、ガス２０％、Ｈ，ガス７０％の
組成で真空室１１内の圧力を１０″″’ Ｔｏｒｒ台と
してＡｒＦエキシマレーザ−照射を行っている際に基板
表面の反射高速電子線回折の強度をモニターすることに
よってＩ！ｍｕた例を示す、ガス導入後、時間経過に伴
って上記の回折線の強度が上昇するが、これは基板表面
の表面荒れを埋めるようにＳｉのエピタキシャル成長が
生じることにより、表面の平坦性が増していることを示
す、さらに時間経過に伴って上記回折線の強度が振動を
はじめるが、これはＳｉ表面上にＳｉが単原子層ごとに
エピタキシャル成長し、表面の平坦性がさらに増してい
、ることを示している。
第３図（（１）に、上記方法によって清浄化・平坦化を
行った後のＳｉ基板表面のオージェ電子分光スペクトル
を示す、従来方法による処理後のスペクトルである（ａ
）に比べて、酸素、炭素はほとんど現れない、また塩素
の残留も少なく、良好な処理表面が得られていることが
わかる。
行った後のＳｉ基板表面のオージェ電子分光スペクトル
を示す、従来方法による処理後のスペクトルである（ａ
）に比べて、酸素、炭素はほとんど現れない、また塩素
の残留も少なく、良好な処理表面が得られていることが
わかる。
尚、本発明の第２の方法におけるガス雰囲気は実施例の
ものに限定されるものではなく、ＳｉＣ２゜ガス、Ｓｉ
ＨＣｌ３ガス、ＳｉＨ，Ｃもガス、ＳｉＨ，Ｃｆｉガス
またはこれらのガスを混合した混合ガスとＨ１ガスとの
混合ガス、または前記ガスにさらにＨＣｎガスを加えた
混合ガスによるガス雰囲気としてもよい。
ものに限定されるものではなく、ＳｉＣ２゜ガス、Ｓｉ
ＨＣｌ３ガス、ＳｉＨ，Ｃもガス、ＳｉＨ，Ｃｆｉガス
またはこれらのガスを混合した混合ガスとＨ１ガスとの
混合ガス、または前記ガスにさらにＨＣｎガスを加えた
混合ガスによるガス雰囲気としてもよい。
また第２の方法としては、真空室内にて０２イオンビー
ムによってＳｉ基板表面のエツチングを行い、次イテ該
真空室内１ｃＳｉ（、Ｑ４ガス、５ｉＨＣｌｓガス、５
Ｌ）ｌ、Ｃらガス、ＳｉＨ３Ｃｌガスまたはこれらのガ
スを混合した混合ガスとＨ２ガスとの混合ガス、または
前記ガスにさらにＨＣＯガスを加えた混合ガスの雰囲気
を形成し、この雰囲気中にて前記Ｓｉ基板の温度上昇ま
たは紫外光照射またはレーザー光照射またはその組合せ
による処理を行い該Ｓｉ表面上へのＳｉ薄膜のエピタキ
シャル成長を行うようにしてもよい。
ムによってＳｉ基板表面のエツチングを行い、次イテ該
真空室内１ｃＳｉ（、Ｑ４ガス、５ｉＨＣｌｓガス、５
Ｌ）ｌ、Ｃらガス、ＳｉＨ３Ｃｌガスまたはこれらのガ
スを混合した混合ガスとＨ２ガスとの混合ガス、または
前記ガスにさらにＨＣＯガスを加えた混合ガスの雰囲気
を形成し、この雰囲気中にて前記Ｓｉ基板の温度上昇ま
たは紫外光照射またはレーザー光照射またはその組合せ
による処理を行い該Ｓｉ表面上へのＳｉ薄膜のエピタキ
シャル成長を行うようにしてもよい。
以上詳細に述べたように本発明によれば、Ｓｉ基板表面
を酸化膜の形成を十分に抑えて清浄化するとともに平坦
化することができ、またこの処理を従来よりも低温で行
うことができる。従って本発明をＳＬ結晶製造技術及び
電子デバイス製造技術に用いることにより、結晶性の向
上、デバイス特性の向上に大きく寄与できる効果を有す
るものである。
を酸化膜の形成を十分に抑えて清浄化するとともに平坦
化することができ、またこの処理を従来よりも低温で行
うことができる。従って本発明をＳＬ結晶製造技術及び
電子デバイス製造技術に用いることにより、結晶性の向
上、デバイス特性の向上に大きく寄与できる効果を有す
るものである。
第１図は本発明の実施例における装置を示す構成図、第
２図は本発明の第１の方法による処理中のＳｉ表面の反
射高速電子線回折強度の時間変化を示す図、第３図値云
ｉ七民毎はＳｉ表面のオージェ電子分光スペクトルを示
す図、第４図は本発明の第２の方法による処理中のＳｉ
表面の反射高速電子線回折強度の時間変化を示す図であ
る。
２図は本発明の第１の方法による処理中のＳｉ表面の反
射高速電子線回折強度の時間変化を示す図、第３図値云
ｉ七民毎はＳｉ表面のオージェ電子分光スペクトルを示
す図、第４図は本発明の第２の方法による処理中のＳｉ
表面の反射高速電子線回折強度の時間変化を示す図であ
る。
Claims (3)
- （１）ＳｉＣｌ＿４ガス、ＳｉＨＣｌ＿３ガス、ＳｉＨ
＿２Ｃｌ＿２ガス、ＳｉＨ＿２Ｃｌガスまたはこれらの
ガスの混合ガス、または前記ガスにＣｌ＿２ガス若しく
はＨＣｌガスを混合したガス雰囲気を形成し、この雰囲
気中にてＳｉ基板の温度上昇またはＳｉ基板表面への紫
外線照射またはレーザー光照射またはその組合せによる
処理を行いＳｉ表面の単原子層ごとのエッチングを行う
か、或いはＡｒイオンビームまたはＣｌインオビームに
よってＳｉ基板表面のエッチングを行った後に前記の処
理を行うことを特徴とするＳｉ表面清浄化・平坦化方法
。 - （２）真空室内にてＡｒイオンビームまたはＣｌイオン
ビームによるＳｉ基板表面のエッチングを行い、次いで
該真空室内に、ＳｉＣｌ＿４ガス、ＳｉＨＣｌ＿３ガス
、ＳｉＨ＿２Ｃｌ＿２ガス、ＳｉＨ＿３Ｃｌガスまたは
これらのガスを混合した混合ガスとＨ＿２ガスとの混合
ガス、または前記ガスにさらにＨＣｌガスを加えた混合
ガスの雰囲気を形成し、この雰囲気中にて前記Ｓｉ基板
の温度上昇または紫外光照射またはレーザー光照射また
はその組合せによる処理を行い該Ｓｉ表面上へのＳｉ薄
膜のエピタキシャル成長を行うことを特徴とするＳｉ表
面清浄化・平坦化方法。 - （３）真空室内にてＳｉ基板を保持するホルダと、前記
Ｓｉ基板にイオンを照射するイオン銃と、前記Ｓｉ基板
を加熱する加熱器と、前記Ｓｉ基板上に紫外線、レーザ
ー光を照射する紫外線及びレーザー光源と、ＳｉＣｌ＿
４ガス、ＳｉＨＣｌ＿３ガス、ＳｉＨ＿２Ｃｌ＿２ガス
、ＳｉＨ＿３Ｃｌガス、Ｃｌ＿２ガス、ＨＣｌガス、Ｈ
＿２ガス、Ａｒガスを選択的に真空室内に供給するガス
供給源とを有することを特徴とするＳｉ表面清浄化・平
坦化装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15038786A JPS635531A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | Ｓｉ表面清浄化・平坦化方法及びその装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15038786A JPS635531A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | Ｓｉ表面清浄化・平坦化方法及びその装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS635531A true JPS635531A (ja) | 1988-01-11 |
Family
ID=15495880
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15038786A Pending JPS635531A (ja) | 1986-06-25 | 1986-06-25 | Ｓｉ表面清浄化・平坦化方法及びその装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS635531A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0281430A (ja) * | 1988-09-16 | 1990-03-22 | Mitsubishi Electric Corp | 半導体装置の処理装置 |
| US5683547A (en) * | 1990-11-21 | 1997-11-04 | Hitachi, Ltd. | Processing method and apparatus using focused energy beam |
| JP2008529306A (ja) * | 2005-01-31 | 2008-07-31 | アプライド マテリアルズ インコーポレイテッド | 基板表面とチャンバ表面のためのエッチング剤処理プロセス |
| US7916889B2 (en) | 2008-05-30 | 2011-03-29 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus |
| EP2642001A1 (en) * | 2010-11-17 | 2013-09-25 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method for producing epitaxial silicon carbide single crystal substrate |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61124123A (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-11 | Hitachi Ltd | 表面光処理方法 |
-
1986
- 1986-06-25 JP JP15038786A patent/JPS635531A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS61124123A (ja) * | 1984-11-21 | 1986-06-11 | Hitachi Ltd | 表面光処理方法 |
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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| US8488833B2 (en) | 2008-05-30 | 2013-07-16 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Electronic apparatus |
| EP2642001A1 (en) * | 2010-11-17 | 2013-09-25 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corporation | Method for producing epitaxial silicon carbide single crystal substrate |
| EP2642001A4 (en) * | 2010-11-17 | 2015-03-25 | Nippon Steel & Sumitomo Metal Corp | PROCESS FOR PREPARING AN EPITACTIC SILICON CARBIDE SINGLE CRYSTAL SUBSTRATE |
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