JPS61279690A - Surface treatment device - Google Patents
Surface treatment deviceInfo
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- JPS61279690A JPS61279690A JP12045585A JP12045585A JPS61279690A JP S61279690 A JPS61279690 A JP S61279690A JP 12045585 A JP12045585 A JP 12045585A JP 12045585 A JP12045585 A JP 12045585A JP S61279690 A JPS61279690 A JP S61279690A
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- surface treatment
- light
- wafer
- light source
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- Chemical Vapour Deposition (AREA)
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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。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は、光を用いる表面処理装置に係り、特に処理特
性に優れた表面処理装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Application of the Invention] The present invention relates to a surface treatment apparatus using light, and particularly to a surface treatment apparatus with excellent treatment characteristics.
従来、エツチング等の表面処理はプラズマを用いて行な
われてきた。この方法は原材料気体を真空容器内に導入
して放電させ、放電によって生成される活性な粒子が関
与する光学反応により表面処理を行なおうとする方法で
ある。しかし、この方法には以下に述べる欠点がある。Conventionally, surface treatments such as etching have been performed using plasma. In this method, raw material gas is introduced into a vacuum container and discharged, and the surface is treated by an optical reaction involving active particles generated by the discharge. However, this method has the following drawbacks.
(1)プラズマ中で生成されるイオンが試料表面に入射
するために、試料表面の損傷が生じる。ブト
ラズマエッチングを例にとると、たとえばRF(13,
56M Hz )プラズマエツチング装置では、試料表
面に入射するイオンの運動エネルギーは数百eVにも達
する。このような大きな運動エネルギーを有するイオン
が入射した場合、試料 1表面近傍の格子構
造に乱れが生じ、この結果、最終的な素子特性に悪影響
を及ぼす、また、損傷とは若干具なるが、Sin、等絶
縁物の薄膜(たとえばMOSのゲート材料等)を加工す
る場合、加工中にこの絶縁物薄膜がcharge up
Llて絶縁破壊を起こすという問題点があることが指
摘されている。(1) Damage to the sample surface occurs because ions generated in the plasma enter the sample surface. Taking butotrazma etching as an example, for example, RF (13,
In a 56 MHz) plasma etching apparatus, the kinetic energy of ions incident on the sample surface reaches several hundred eV. When ions with such large kinetic energy are incident, the lattice structure near the surface of the sample 1 is disturbed, which adversely affects the final device characteristics. , when processing a thin insulating film (for example, MOS gate material, etc.), this insulating thin film is charged up during processing.
It has been pointed out that there is a problem in that Ll causes dielectric breakdown.
(2)プラズマ中では多種の活性粒子が生成される。(2) Various types of active particles are generated in plasma.
このため、光学反応が複雑になり、表面処理に関与する
化学反応の制御が困難となる。この結果、プラズマを用
いた表面処理では、高度の特性を有する表面処理を再現
性良く行なうことは困難となる。This complicates the optical reaction and makes it difficult to control the chemical reactions involved in surface treatment. As a result, in surface treatment using plasma, it is difficult to perform surface treatment with advanced characteristics with good reproducibility.
これらの欠点を解消するために光誘起反応を利用する表
面処理が提案されている(たとえば、特開昭59−18
2530号、59−181538号、59−18252
0号等)。In order to eliminate these drawbacks, surface treatments using photo-induced reactions have been proposed (for example, Japanese Patent Laid-Open No. 59-18
No. 2530, No. 59-181538, No. 59-18252
0 etc.).
光誘起反応を利用する方法では、放電のかわりに光エネ
ルギーにより原材料気体の原子・分子を励起・解離して
活性粒子を作り出し、これら粒子が関与する化学反応に
より基板の表面処理が行なわれる。紫外線ランプや紫外
レーザから放出される光は単色性に優れているので、光
を原材料気体に照射することにより気体分子中の特定の
結合のみを切断したり、あるいは気体原子・分子を特定
の準位へのみ励起して活性化できる。また、光のエネル
ギーはたかだか6eV程度であるので、一般的には光照
射によりイオンが生成されることはないと考えてよい、
従って、光誘起反応を利用した表面処理では、(1)イ
オン照射による傷損やcharge upによる絶縁破
壊の心配はない、(2)化学反応を特定の粒子のみが関
与する反応に限定したり、あるいは選択的に特定の反応
を誘起することにより、化学反応を単純化して反応制御
を容易にすることが可能である。In methods that utilize photo-induced reactions, active particles are created by exciting and dissociating the atoms and molecules of the raw material gas using light energy instead of electric discharge, and the surface of the substrate is treated through a chemical reaction involving these particles. The light emitted from ultraviolet lamps and ultraviolet lasers has excellent monochromaticity, so by irradiating the raw material gas with light, it is possible to break only specific bonds in gas molecules, or to control gas atoms and molecules to specific states. It can be activated by excitation only to the position. Furthermore, since the energy of light is approximately 6 eV at most, it can be assumed that ions are generally not generated by light irradiation.
Therefore, with surface treatment using photo-induced reactions, (1) there is no need to worry about damage due to ion irradiation or dielectric breakdown due to charge up, (2) chemical reactions are limited to reactions involving only specific particles, Alternatively, by selectively inducing a specific reaction, it is possible to simplify the chemical reaction and facilitate reaction control.
特開昭59−181538号、 59−182520号
、59−182530号等によれば、光誘起反応を利用
する表面処理装置の構成概略は第1図および第2図に示
されるようなものである0図に示された装置では、光は
ウェハ5に垂直あるいは垂直に近い形で照射されている
が、装置によっては光がウェハ面に平行に入射する場合
もある。According to Japanese Patent Application Laid-open Nos. 59-181538, 59-182520, 59-182530, etc., the schematic structure of a surface treatment device that utilizes a photo-induced reaction is as shown in FIGS. 1 and 2. In the apparatus shown in FIG. 0, the light is irradiated perpendicularly or nearly perpendicularly to the wafer 5, but depending on the apparatus, the light may be incident parallel to the wafer surface.
半導体回路素子が微細化した場合、表面処理中の処理室
(真空容器)内での発塵対策が不可欠となる。ドライエ
ツチングやデポジションにおいて、よ、M□ゎえ。、、
ア、よっ、工よ、ああ 1性粒子が基板表面と反
応するだけでなく、気相中で活性粒子同士が反応して(
たとえば重合反応等)反応生成物が処理室内壁上に付着
、堆積する。これら堆積物はやがて剥離、落下するが、
ウェハ上へ落下した場合には微細加工特性へ大きく影響
する。すなわち、エツチングではエッチ残りや断線の原
因となり、またデポジションでは膜特性の劣化の原因と
なる。As semiconductor circuit elements become smaller, it becomes essential to take measures to prevent dust generation within the processing chamber (vacuum container) during surface treatment. In dry etching and deposition, M□wae. ,,
Ah, yo, engineering, ah! Not only do monoparticles react with the substrate surface, but active particles also react with each other in the gas phase (
For example, reaction products (such as polymerization reactions) adhere and accumulate on the walls of the processing chamber. These deposits will eventually peel off and fall, but
If it falls onto the wafer, it will greatly affect the microfabrication characteristics. That is, etching causes etching residue and disconnection, and deposition causes deterioration of film characteristics.
光誘起反応を用いる表面処理装置でも、程度の差はある
が、反応生成物の処理室内壁上への付着。Even in surface treatment equipment that uses photo-induced reactions, reaction products adhere to the inner walls of the processing chamber, although to varying degrees.
堆積がある。また、光を導入する導入窓への付着。There is accumulation. It also adheres to the introduction window that introduces light.
堆積も避けられない、一方、従来装置では、第1図に示
すように導入窓2の下方にウェハ5があり。On the other hand, in the conventional apparatus, the wafer 5 is located below the introduction window 2, as shown in FIG.
また、第2図に示すように、光源6の下方にウェハ5が
ある。従って、導入窓2あるいは反応管8に付着した堆
積物が直接ウェハ5上に落下するため、優れた表面処理
特性は得られない。Further, as shown in FIG. 2, a wafer 5 is located below the light source 6. Therefore, deposits attached to the introduction window 2 or the reaction tube 8 fall directly onto the wafer 5, making it impossible to obtain excellent surface treatment characteristics.
光誘起反応を用いる表面処理装置をサブμmプロセスに
適用するためには、処理室内壁上、あるいは光を導入す
るための導入窓上に付着、堆積した反応生成物のウェハ
上への落下を防止することが不可欠である。In order to apply surface treatment equipment that uses light-induced reactions to sub-μm processes, it is necessary to prevent reaction products that have adhered or accumulated on the walls of the processing chamber or the introduction window for introducing light from falling onto the wafer. It is essential to do so.
本発明の目的は表面処理特性に優れた。光を用パ67“
mowt□提”t 6 = h t= $ 6・
1〔発明の概要〕
1付着、堆積した反応生成物の
落下は重力によつ [てひき起こされる。従
って、落下物がウェハ表面 [y=(7)
b tt y、よう1o0□1o12、つ、2、。□あ
一環すべき面の法線と重力の作用方向とのなす角
が 190°以内になるようにすればよい。The object of the present invention is to provide excellent surface treatment properties. Use light 67"
mowt □ t 6 = h t= $ 6・
1 [Summary of the invention]
1. Falling of deposited reaction products is caused by gravity. Therefore, the falling object is on the wafer surface [y=(7)
b tt y, 1o0□1o12, tsu, 2,. □A The angle between the normal of the surface to be integrated and the direction of gravity should be within 190°.
;〔発明の実施例〕
ミ
以下1本発明の実施例を図により説明する。
II)′:
〈実施例1〉
[:□3..。□□わ□□−、え。オア□
;;l
では・′−ザ16からの′−ザ光を鏡12で反射
1して石英製窓13を通してウェハ5に照射して
い 11;i
る、yX材料気体はリークバルブ11を介して処理
C室9内に導入される。ウェハ5の表面処理す
べき :・□□;′i:
面は矢印で示した重力作用方向に向いている。つエバ5
の試料台10への固定は静電吸着を用いるが、適当な治
具等を用いて固定してもよい。[Embodiments of the Invention] Below, one embodiment of the present invention will be explained with reference to the drawings.
II)′: <Example 1>
[:□3. .. . □□Wow□□-, eh. Or□
;;l Then, the '-za light from the '-za 16 is reflected by the mirror 12.
1 and irradiates the wafer 5 through the quartz window 13. The yX material gas is processed through the leak valve 11.
It is introduced into the C chamber 9. Surface treatment of wafer 5:・□□;'i: The surface faces in the direction of gravity shown by the arrow. Tsueba 5
is fixed to the sample stage 10 using electrostatic adsorption, but it may also be fixed using a suitable jig or the like.
以上の手段をとることにより、処理室9の内壁や石英製
窓13に付着、堆積した反応生成物がウェハ5上に落下
、付着することはない、従って。By taking the above-described measures, the reaction products that have adhered or accumulated on the inner wall of the processing chamber 9 or the quartz window 13 will not fall or adhere to the wafer 5.
処理特性に優れた表面処理が可能である。Surface treatment with excellent processing properties is possible.
本実施例では、光源としてレーザを用いているが、レー
ザ以外のランプ光源(たとえば、紫外線ランプ等)を用
いることも可能である。また、必要に応じて、レーザ光
路中にレンズ等の光学素子を配置することも可能である
。Although a laser is used as the light source in this embodiment, it is also possible to use a lamp light source other than a laser (for example, an ultraviolet lamp). Furthermore, if necessary, it is also possible to arrange an optical element such as a lens in the laser optical path.
〈実施例2〉
第4図は、第3図に示した実施例にざらにウェハ面と平
行にレーザを照射する機能を付加した実施例である0本
実施例においては、リークバルブ11.11’ を介し
て2種類の原材料気体A、 Bを処理室9内に導入して
いる。レーザ16からのレーザ光は気体Aの、レーザ1
6′からのレーザ光は気体Bの原子・分子を励起・解離
するために必要な波長を有している。このようにするこ
とにより、実施例1に比べより複合的な効果(たとえば
、光誘起化学反応により側壁保護膜を形成して垂直エッ
チを行なう等)を生み出すことが可能である。<Embodiment 2> FIG. 4 shows an embodiment in which a function of irradiating a laser roughly parallel to the wafer surface is added to the embodiment shown in FIG. ' Two types of raw material gases A and B are introduced into the processing chamber 9 through. The laser beam from the laser 16 is the gas A, the laser 1
The laser beam from 6' has a wavelength necessary to excite and dissociate atoms and molecules of gas B. By doing so, it is possible to produce more complex effects than in Example 1 (for example, forming a sidewall protective film by photo-induced chemical reaction and performing vertical etching).
本実施例では一方のレーザ光のみをウェハ面に平行に入
射しているが、両方のレーザ光をウェハ面に平行に入射
してもよい、また両方のレーザ光をウェハ面に直接照射
してもよい。さらに、2種類以上複数のレーザ光を用い
ることも可能である。In this example, only one laser beam is incident parallel to the wafer surface, but both laser beams may be incident parallel to the wafer surface, or both laser beams may be irradiated directly onto the wafer surface. Good too. Furthermore, it is also possible to use two or more types of laser beams.
〈実施例3〉
第5図は紫外線ランプ等ランプ光源とレーザを組合せた
実施例である。効果等は実施例2と同じである。目的に
よってはレーザ16′のかわりに適当なランプ光源を使
用してもよい、また、本実施例では光源数は2つである
が、ランプ光源とレーザとを2つ以上組み合わせて使用
してもよい。<Embodiment 3> FIG. 5 shows an embodiment in which a lamp light source such as an ultraviolet lamp and a laser are combined. The effects and the like are the same as in the second embodiment. Depending on the purpose, a suitable lamp light source may be used in place of the laser 16', and although the number of light sources is two in this embodiment, it is also possible to use a combination of two or more lamp light sources and lasers. good.
〈実施例4〉
本実施例はウェハ上にマスクを形成しないでエツチング
、あるいはパターンどおりのデポジションを行なうため
の実施例である。光源20からの光は光学系17により
平行化された後、マスク19を通してウェハ5表面に照
射される。この時、光が照射された面のみ光誘起反応が
促進されるような原材料気体および光源20を選択して
おけばマスクどおりのエツチング、デポジションが可能
である。Embodiment 4 This embodiment is an embodiment for performing etching or pattern-based deposition without forming a mask on a wafer. After the light from the light source 20 is collimated by the optical system 17, it is irradiated onto the surface of the wafer 5 through the mask 19. At this time, if the raw material gas and light source 20 are selected so that the photo-induced reaction is promoted only on the surface irradiated with light, etching and deposition can be performed in accordance with the mask.
本実施例では、試料台10が移動することによりマスク
パターンがウェハ5全面に転写されるが逆に、マスク1
9が光学系17と共に移動する方法も可能である。また
、実施例2もしくは3に示されたように、レーザ光等を
ウェハ面に平行に照射する手段をさらに付加してもよい
。また、図には示されていないが、光源20と光学系1
7の間に適当な波長調整装置を設置すれば、より高精度
に光の波長を選択できる。In this embodiment, the mask pattern is transferred to the entire surface of the wafer 5 by moving the sample stage 10;
A method in which the optical system 9 moves together with the optical system 17 is also possible. Furthermore, as shown in Embodiment 2 or 3, a means for irradiating laser light or the like parallel to the wafer surface may be further added. Although not shown in the figure, the light source 20 and the optical system 1
If an appropriate wavelength adjustment device is installed between 7 and 7, the wavelength of light can be selected with higher precision.
〈実施例5〉
本実施例では、試料台10が中心軸21のまわりに回転
可能である。この方式により、たとえば斜めエツチング
等が可能になる。ウェハ面への反応生成物の落下防止や
被処理面へのレーザ光照射の限界を考えると、被処理面
の法線Xと重力の作用方向を示す線分yとの成す角θは
一90°くθ〈90°である。8′:
以上いくつかの実施例を示したが、これら実施例の組合
せも本特許に含まれるものとする・
l〔発明の効果〕
11゛
本発明によれば、処理室内壁や光を導入するた
・1めの透明窓等に付着した・反応生成物のウーハ
上へ;1゜
g7. (JltiltJfr!、a°゛″′″′″y
aL:I[tb Q。<Example 5> In this example, the sample stage 10 is rotatable around the central axis 21. This method allows, for example, diagonal etching. Considering the limitations of preventing reaction products from falling onto the wafer surface and irradiating laser light onto the surface to be processed, the angle θ formed by the normal X to the surface to be processed and the line segment y indicating the direction of gravity is -90. ° θ〈90°. 8': Although several embodiments have been shown above, combinations of these embodiments are also included in this patent.
l [Effects of the invention]
11゛According to the present invention, the wall of the processing chamber and the
・Reaction products attached to the first transparent window etc. onto the woofer; 1°g7. (JltiltJfr!, a°゛″′″′″y
aL:I[tb Q.
た表面処理が可能である。surface treatment is possible.
[1・)[1・)
第1図は光プロセス装置、第2図は光プロセス装置、第
3図〜第5図は光誘起反応を用いた表面処理装置、第6
図〜第7図はマスクを使用した光 14誘起
反応表面処理装置、:′□
、j
1・・・反応容器、2・・・導入窓、3・・・載置台、
4・・・マ ・21[
:、、、、510.ウェ71,610.光源、761.
排気系、801. ・・:・;
反応管、9・・・処理室、10・・・試料台、11 、
11 ’ 、J・・・リークバルブ、12
・・・鏡、13.13’・・・石英 1゛1
:′
!1窓、14,14’・・・Oリング、15・・・移動
機構、 □″′:16.16’・・・レーザ
、17,17’・・・光学系、18・・・ランプ光源、
19・・・温度調節機構、2o・・・光源、21・・・
回転軸。Figure 1 is a photoprocessing device, Figure 2 is a photoprocessing device, Figures 3 to 5 are surface treatment devices using photo-induced reactions, and Figure 6 is a photoprocessing device.
Figures 1 to 7 show a light-induced reaction surface treatment device using a mask.
4...Ma ・21[ :,,,,510. 71,610. light source, 761.
Exhaust system, 801.・・・:・; Reaction tube, 9... Processing chamber, 10... Sample stand, 11,
11', J...Leak valve, 12
...mirror, 13.13'...quartz 1゛1
:′! 1 window, 14, 14'... O ring, 15... Moving mechanism, □''': 16.16'... Laser, 17, 17'... Optical system, 18... Lamp light source,
19...Temperature adjustment mechanism, 2o...Light source, 21...
Axis of rotation.
Claims (1)
体の前記真空容器内への導入手段と、前記真空容器内に
試料を保持する手段と、原材料気体へエネルギーを供給
するための光源とからなる表面処理装置において、試料
の表面処理を受けるべき面より試料外部に向かつて引か
れた表面処理を受けるべき面の法線と重力の作用方向と
の成す角が、90°よりも小さくなるように試料を設置
することを特徴とする表面処理装置。 2、上記エネルギーを供給するための光源が、少なくと
も1つ以上の紫外線光源より成ることを特徴とする特許
請求範囲第1項記載の表面処理装置。[Scope of Claims] 1. A vacuum container, means for evacuating the vacuum container, means for introducing raw material gas into the vacuum container, means for holding a sample in the vacuum container, and supplying energy to the raw material gas. In a surface treatment device consisting of a light source for supplying light, the angle formed by the normal to the surface to be treated, which is drawn toward the outside of the sample from the surface to be treated, and the direction of gravity, A surface treatment apparatus characterized in that a sample is placed so that the angle is smaller than 90°. 2. The surface treatment apparatus according to claim 1, wherein the light source for supplying the energy comprises at least one ultraviolet light source.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12045585A JPS61279690A (en) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | Surface treatment device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP12045585A JPS61279690A (en) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | Surface treatment device |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS61279690A true JPS61279690A (en) | 1986-12-10 |
Family
ID=14786602
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP12045585A Pending JPS61279690A (en) | 1985-06-05 | 1985-06-05 | Surface treatment device |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS61279690A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62120476A (en) * | 1985-11-19 | 1987-06-01 | Nec Corp | Method and apparatus for photochemical reaction processing |
US6890387B2 (en) | 2000-10-19 | 2005-05-10 | Laserfront Technologies, Inc. | Method and device for correcting pattern film on a semiconductor substrate |
-
1985
- 1985-06-05 JP JP12045585A patent/JPS61279690A/en active Pending
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS62120476A (en) * | 1985-11-19 | 1987-06-01 | Nec Corp | Method and apparatus for photochemical reaction processing |
JPH041069B2 (en) * | 1985-11-19 | 1992-01-09 | Nippon Electric Co | |
US6890387B2 (en) | 2000-10-19 | 2005-05-10 | Laserfront Technologies, Inc. | Method and device for correcting pattern film on a semiconductor substrate |
DE10151724B4 (en) * | 2000-10-19 | 2007-03-22 | Laserfront Technologies, Inc., Sagamihara | Method and apparatus for correcting a pattern film on a semiconductor substrate |
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