薄膜形成と表面分析

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ALD、XPS、MBEシステムのための炭素系汚染の除去

薄膜形成装置や表面分析のための損傷を与えない表面汚染除去

コーティング前のサンプルの炭素系汚染と自然酸化物の除去

表面汚染、特に炭素系の汚染は、ALD、SIMS、XPSなどの多くの薄膜形成装置や表面分析装置にとって頭の痛い問題でした。試料を1時間空気中にさらすと、サンプルの最表面層は炭化水素汚染の層でコーティングされます。ダウンストリームプラズマクリーニング技術は、ロードロックチャンバーや成膜・分析チャンバーに取り付けられたリモートプラズマクリーナーを利用して、酸素や水素、さらにはフッ素を含むラジカル種を発生させ、炭素系・酸化物の表面汚染を除去します。

EM-KLEENとSEMI-KLEENのリモートプラズマクリーナーは、無電極誘導結合プラズマ放電技術を採用しており、他のタイプのプラズマソースで問題となる金属スパッタリングを回避することができます。独自のプラズマソース設計により、プラズマシースから流れ出るイオンのエネルギーを決定するプラズマ電位を低減します。EM-KLEENとSEMI-KLEENのプラズマソースは、イオンスパッタリングによる損傷を与えることなくサンプル表面をクリーニングできることが実証されています。このように、表面の汚れを傷つけずに除去するためには、プラズマ電位が非常に低いプラズマソースを構築することと、プラズマ中に発生するラジカル種からの化学的な腐食に耐えられるチャンバー材料を選択することが重要です。SEMI-KLEEN sapphrieでは、サファイア製プラズマチューブと耐薬品性に優れた真空シールを採用しており、NF3、CF4、H2S、HF、NH3などの腐食性の強いプラズマにも対応しています。

低圧放電技術は、再結合損失が少ないため、H2などのプロセスガスのクリーニング効率を向上させます。以下のXPSでの分析結果は、SEMI-KLEENプラズマクリーナーがInGaAsサンプル上の炭化水素系汚染を2秒で完全に除去できることを示しています。

InGaAsサンプルのリモート水素プラズマ洗浄によるXPS分析結果
[UCSDのKummel教授、Dr. Mary Edmonds氏提供]

ALDシステムに搭載されたSEMI-KLEENリモートプラズマクリーナー

参考文献

Rapid In-Situ Carbon and Oxygen Cleaning of In0.53Ga0.47As(001) and Si0.5Ge0.5(110) Surfaces via a H2 RF Downstream Plasma. ECS Trans. 2016 72(4): 291-302.

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