DE4122587C2 - Verfahren zur Behandlung der Oberfläche eines Siliziumsubstrates - Google Patents

Verfahren zur Behandlung der Oberfläche eines Siliziumsubstrates

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Ver­ fahren zur Behandlung der Oberfläche eines Siliziumsub­ strates nach dem Oberbegriff des Anspruches 1. Die Erfindung be­ zieht sich weiter auf die Verwendung des Verfahrens zur Herstellung einer Halbleitereinrichtung.
Die Oberfläche eines Halbleitersubstrates, zum Beispiel eines Siliziumsubstrates, muß gereinigt werden, um eine hochgradig zuverlässige Halbleitereinrichtung herzustellen.
Die Fig. 6A bis 6D sind Querschnittsdarstellungen, die ein herkömmliches Behandlungsverfahren für die Oberfläche eines Halbleitersubstrates zeigen, wie es in dem Beitrag "Si Surface Treatment using Deep UV Irradiation" von E. Ikawa et al., 1985 Dry Process Symposium, S. 25-29, beschrieben ist.
Wie Fig. 6 zeigt, ist üblicherweise auf der Oberfläche eines Siliziumsubstrates 1 eine natürliche Oxidschicht 2 gebildet. Diese natürliche Oxidschicht 2 wird durch reaktives Ionenätzen unter Nutzung eines CHF3-Gases entfernt. Zu dieser Zeit wird, wie Fig. 6B zeigt, auf der Oberfläche des Silizi­ umsubstrates 1 eine Fluorkohlenstoffschicht (eine Polymer­ schicht von CFx) 3 gebildet. Da die Oberfläche des Silizium­ substrates 1 einer Plasmabestrahlung ausgesetzt wird, wird in der Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 eine geschädigte Oberflächenschicht 31 gebildet.
Wie Fig. 6C zeigt, wird die Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 mit ultravioletten Strahlen in einer Cl2-Gasatmosphäre be­ strahlt, um die Fluorkohlenstoffschicht 3 zu entfernen. Damit wird, wie Fig. 6D zeigt, die Fluorkohlenstoffschicht 3, die an der Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 haftet, entfernt.
Bei diesem Verfahren besteht jedoch der Nachteil, daß, obwohl die Fluorkohlenstoffschicht 3 ohne verbleibende natürliche Oxidschicht 2 entfernt werden kann, die geschädigte Oberflä­ chenschicht 31, die in der Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 gebildet ist, nicht entfernt werden kann.
Die Fig. 7A bis 7D sind Querschnittsdarstellungen, die ein anderes Beispiel eines herkömmlichen Behandlungsverfahrens einer Halbleitersubstratoberfläche zeigen.
Nach Fig. 7A wird eine auf der Oberfläche eines Siliziumsub­ strates 1 gebildete natürliche Oxidschicht 2 durch reaktives Ionenätzen unter Nutzung eines CHF3-Gases oder eines Misch­ gases aus CmFn, H2 oder ähnlichem entfernt.
Zu diesem Zeitpunkt wird, wie Fig. 7B zeigt, eine Fluorkoh­ lenstoffschicht (eine Polymerschicht von CFx) 3 auf der Ober­ fläche des Siliziumsubstrates 1 gebildet. Da die Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 einer Plasmabestrahlung ausgesetzt wird, wird in der Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 eine geschädigte Oberflächenschicht 31 gebildet. Nach Fig. 7C und 7D wird die Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 durch eine Glimmentladung unter Nutzung eines Mischgases aus CF4 und O2 leicht geätzt, um die Fluorkohlenstoffschicht 3 und die geschädigte Oberflächenschicht 31 zu entfernen. Herkömmli­ cherweise wird die Oberfläche des Siliziumsubstrates durch dieses Verfahren behandelt, wodurch der elektrische Wider­ stand des Substrates gesenkt wird.
Außerdem wird dieses Verfahren nicht nur auf den Schritt des Entfernens der natürlichen Oxidschicht 2, sondern auch als eigenständiger Schritt zur Herstellung eines Transistors an­ gewandt, d. h. als Schritt des selektiven Ätzens einer Sili­ ziumoxidschicht, die die Oberfläche des Substrates bedeckt, um Seitenwandabstandshalter auf den Seitenwänden eines Gates zu schaffen.
Nach Fig. 7D hat das Oberflächenbehandlungsverfahren dieser herkömmlichen Art jedoch den Nachteil, daß in Form einer SiFx-Schicht 4 in der Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 Fluor verbleibt.
Wenn in der Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 eine solche SiFx-Schicht 4 existiert, entsteht folgendes Problem. Wie Fig. 8A zeigt, verursacht das Fluor eine anormale Beschleuni­ gung der Oxidationsreaktion beim Schritt des Bildens einer Gateoxidschicht 41 zur Bildung beispielsweise eines Transi­ stors auf einem Siliziumsubstrat 1. Das heißt, wenn die Gateoxidschicht 41 mit einer Schichtdicke d1, wie in Fig. 8A gezeigt, auf dem Siliziumsubstrat 1 gebildet wird, ergibt sich das Problem, daß eine Gateoxidschicht 41 mit einer ex­ trem großen Schichtdicke d2 (d2 < d1) erhalten wird, wie in Fig. 8B gezeigt. Wenn die Schichtdicke der Gateoxidschicht 41 wächst, wird die Grenzflächenzustandsdichte der Gateoxid­ schicht höher, was zu einem Abfallen der Gateübergangsspan­ nung führt. Der Abfall der Gateübergangsspannung verursacht eine Verschlechterung der elektrischen Eigenschaften, was sich in einer niedrigeren Zuverlässigkeit der Halbleiterein­ richtung auswirkt.
Aus J. Vac Sci. Technol. B5 (2), März/April 1987, Seiten 590 bis 593 ist ein Verfahren zur Behandlung der Oberfläche eines Siliziumsubstrates, auf dem eine Oxidschicht gebildet ist, nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1 bekannt. Bei dem bekannten Verfahren wird ein zweifaches Plasmaätzen der Siliziumoxidschicht offenbart. Es werden Schäden in der Oberfläche des Substrates beschrieben, die durch Erwärmen auf 900°C beseitigt werden sollen. Das Verfahren dient insbesondere zur Herstellung von Kontaktlöchern und Seitenwandabstandshaltern.
Aus JP 2-63 118 A ist ein Verfahren zur Behandlung der Oberfläche eines Siliziumsubstrates zur Reinigung der Oberfläche bekannt. Bei dem Verfahren wird die Oberfläche nahezu senkrecht mit ultravioletten Strahlen bestrahlt. Dabei wird Chlorgas dissoziiert und ätzt die Oberfläche des Substrates. So kann eine Beschädigungsschicht beseitigt werden. Das Chlorgas wird durch Vakuum entfernt.
Aus IBM TDB Bd. 32, Nr. 6a, November 1989, Seiten 362 bis 363 ist es bekannt, daß reaktives Ionenätzen Schäden an einer Halbleiterstruktur ausübt, die durch einen trockenen Plasmavorgang beseitigt werden können. Das Plasma wird aus einem Gasgemisch aus O₂/CF₄ bereitgestellt.
Aus Jap. Journal of Applied Physics, Bd. 28, Nr. 11, November 1989, Seiten 2368 bis 2371 ist es bekannt, mit einer Gasmischung aus CF₄/O₂ oder NF₃/O₂ bei hohen Temperaturen Si und SiO₂ zu ätzen. Die Temperaturen betragen bis zu 600°C. Der eigentliche Ätzvorgang wird durch ein Plasma der genannten Gase durchgeführt.
Aus IBM TDB Bd. 24, Nr. 11B, April 1982, Seite 6001 ist es bekannt, daß Halbleiterprodukte Korrosion durch Chlorgas unterliegen können. Das Chlorgas kann durch Behandeln mit einem Plasma aus Formgas beseitigt werden.
Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zur Reinigung der Oberfläche eines Halbleitersubstrates, insbesondere zur Entfernung einer natürlichen Oxidschicht, einer SiFx-Schicht und/oder einer geschädigten Oberflächen­ schicht auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrates, z. B. eines Siliziumsubstrates, bereitzustellen.
Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, damit ein Verfahren zur Herstellung einer hochgradig zuverlässigen Halbleitereinrich­ tung, die z. B. einen MOSFET oder ein Kontaktloch oder einen Graben (Trench) enthält, bereitzustellen.
Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Anspruches 1.
Die Erfindung ist auf ein Oberflächenbehandlungsverfahren für ein Halbleitersubstrat gerichtet, auf dem eine Oxidschicht gebildet ist. Die Oberfläche des Halbleitersubstrates wird einem Plasmaätzprozeß unter Nutzung eines fluorhaltigen Gases unterzogen, um die Oxidschicht zu entfernen (Schritt (a)). Die Oberfläche des Halbleitersubstrates wird einem weiteren Plasmaätzen unter Nutzung des fluorhaltigen Gases unterzogen, um eine geschädigte Oberflächenschicht und eine im obigen Schritt (a) gebildete Fluorkohlenstoffschicht zu entfernen (Schritt (b)). Die Oberfläche des Halbleitersubstrates wird dann mit ultravioletten Strahlen unter niedrigem Druck unter Beaufschlagung der Oberfläche des Siliziumsubstrates mit einem Wasserstoffatome enthaltenden reduzierenden Gas oder reduzierenden Radikal be­ strahlt, um eine Dissoziation und Entfernung der Fluoratome zu bewirken, die chemisch an die Oberfläche des Halbleiter­ substrates im Schritt (b) adsorbiert wurden.
Die Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen wird vorzugsweise während eines Aufheizens des Halbleitersubstrates auf 100 bis 300°C ausgeführt.
Da die Oberfläche des Halbleitersubstrates unter niedrigem Druck nach dem Schritt (b) mit ultravioletten Strahlen bestrahlt wird, werden die im Schritt (b) an die Oberfläche des Halbleitersubstrates che­ misch adsorbierten Fluoratome dissoziiert und entfernt.
Dabei wird, wenn ein reduzierendes Gas oder reduzierende Ra­ dikale zur Oberfläche des Halbleitersubstrates zugeführt wer­ den, der dissoziierte Fluor effektiv entfernt.
Die Aufgabe wird auch gelöst durch die Verwendung des Verfahrens mit den Merkmalen der Ansprüche 8 oder 9.
Es folgt die Erläuterung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1A bis 1F Querschnittsdarstellungen, die Behand­ lungsschritte nach einer Ausführungsform zeigen;
Fig. 2 die Prinzipdarstellung einer Photoreakti­ onskammer zur Nutzung bei der Oberflächenbehandlung;
Fig. 3 eine Darstellung, die das Ergebnis einer röntgenemissionsspektroskopischen Analyse eines Halbleitersubstrates, das der Oberflächenbehandlung un­ terzogen wurde, mit Referenzwerten zeigt;
Fig. 4A bis 4H ein Beispiel, bei dem das Oberflächenbehandlungsverfahren auf Verfahrensschritte zur Herstellung einer einen LDD-MOSFET enthaltenden Halbleiter­ einrichtung angewandt wurde;
Fig. 5A bis 5F ein Beispiel, bei dem das Oberflächenbehandlungsverfahren auf Verfahrensschritte zur Herstellung einer ein Kontaktloch enthaltenden Halbleiter­ einrichtung angewandt wurde;
Fig. 6A bis 6D Querschnittsdarstellungen, die herkömmli­ che Prozeßschritte zur Behandlung einer Halbleitersubstratoberfläche zeigen;
Fig. 7A bis 7D Querschnittsdarstellungen, die ein wei­ teres herkömmliches Beispiel von Verfah­ rensschritten zur Behandlung einer Halb­ leitersubstratoberfläche zeigen; und
Fig. 8A und 8B Darstellungen, die die Problematik bei der Bildung einer SiFx-Schicht auf der Oberfläche eines Halbleitersubstrates zeigen.
Fig. 1A bis 1F sind Querschnittsdarstellungen, die die Schritte bei der Behandlung einer Halbleitersubstratoberflä­ che nach einer Ausführungsform zeigen. Fig. 2 ist eine Prin­ zipdarstellung, die den genauen Aufbau einer Photoreaktions­ kammer zur Durchführung des Verfahrens zeigt.
Zuerst wird der genaue Aufbau der Photoreaktionskammer unter Bezugnahme auf Fig. 2 beschrieben, bevor eine Beschreibung der Verfahrensschritte nach den Fig. 1A bis 1F erfolgt.
Eine Photoreaktionskammer 17 enthält eine Behandlungskammer 29 zur Behandlung einer Oberfläche eines Halbleitersubstrates 23 mit Licht im Hochvakuum. Die Behandlungskammer 29 beinhal­ tet einen Probenhalter 24 zur Aufnahme des Halbleitersub­ strates. Eine Plasmaerzeugungskammer 28 zur Erzeugung eines Plasmas durch Mikrowellenentladung oder ähnliches ist mit der Behandlungskammer 29 verbunden. Die Plasmaerzeugungskammer 28 weist einen Gaseinlaß 28a zur Einleitung eines Gases in die Plasmaerzeugungskammer 28 auf.
Die Behandlungskammer 29 weist einen Gasauslaß 27 zum Evakuieren des Inneren der Behandlungskammer 29 auf einen Hochvaku­ umzustand auf. Eine UV-Lichtquelle 20 (eine Niederdruck- Quecksilberlampe) zur Erzeugung ultravioletter Strahlen ist außerhalb der Behandlungskammer in einer dem Probenhalter 24 gegenüberliegenden Position angeordnet. Die UV-Lichtquelle 20 ist horizontal bewegbar. Die Behandlungskammer 29 weist ein Fenster 21 auf, durch das das von der UV-Lichtquelle 20 emit­ tierte Licht in die Behandlungskammer 29 eintritt. An der Oberseite der Behandlungskammer 29 ist eine Infrarotlampe 25, die als Lichtquelle zum Aufheizen der Probe dient, angeord­ net. Die Behandlungskammer 29 weist ein Fenster 26 zum Ein­ leiten der Infrarotstrahlen, die von der Infrarotlampe 25 emittiert werden, in die Behandlungskammer 29 auf.
Im folgenden werden die Behandlungsschritte gemäß einer Aus­ führungsform beschrieben.
Nach Fig. 1A wird eine auf der Oberfläche eines Siliziumsub­ strats 1 gebildete natürliche Oxidschicht 2 durch reaktives Ionenätzen unter Nutzung eines CHF3-Gases oder eines Misch­ gases aus CmFn, H2 oder ähnlichem entfernt. Zu diesem Zeit­ punkt wird, wie Fig. 1B zeigt, eine Fluorkohlenstoffschicht (eine Polymerschicht von CFx) 3 auf der Oberfläche des Sili­ ziumsubstrates 1 gebildet. Zur gleichen Zeit wird, da die Si­ liziumoberfläche einer Plasmabestrahlung unterzogen wird, in der Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 eine geschädigte Oberflächenschicht 31 gebildet.
Wie Fig. 1C zeigt, wird unter Nutzung eines Mischgases aus CF4 und O2 oder eines NF3-Gases ein sanftes Ätzen (eine Ober­ flächenbehandlung durch Glimmentladung) ausgeführt, um die Fluorkohlenstoffschicht 3 und die geschädigte Oberflächen­ schicht 31 zu entfernen. Zu dieser Zeit ist, wie Fig. 1D zeigt, Fluor in Form einer SiFx-Schicht 4 in der Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 verblieben.
Dann wird, wie Fig. 1E zeigt, eine Behandlung mittels ultra­ violetter Strahlen ausgeführt.
Wie Fig. 2 zeigt, ist das einer sanften Ätzbehandlung zu un­ terziehende Halbleitersubstrat 23 auf dem Probenhalter 24 be­ festigt. Die Photoreaktionskammer 29 wird durch den Gasauslaß 27 mittels einer Turbomolekularstrahlpumpe evakuiert, bis der Druck in der Photoreaktionskammer 29 1,3×10-5 bis 1,3×10-6 mbar erreicht. Die Infrarotlampe 25 wird eingeschaltet, so daß durch das Fenster 26 Infrarotstrahlen auf den Probenhalter 24 gerichtet werden, um das Halbleitersubstrat 23 auf 250°C aufzuheizen. Dann wird in die Plasmaerzeugungskammer 28 durch den Gaseinlaß 28a mit einer Durchflußrate von 200 cm³ pro Minute untere Normalbedingungen (200 sccm) ein hochgradig reduzierendes Gas wie H2-Gas oder NH3-Gas einge­ leitet. Durch Mikrowellen-Glimmentladung werden in der Plas­ maerzeugungskammer 28 Wasserstoffradikale erzeugt und dann in die Behandlungskammer 29 eingeleitet. Während in der Behand­ lungskammer 29 diese Atmosphäre aufrechterhalten wird, wird die Niederdruck-Quecksilberlampe 20 eingeschaltet, so daß in die Behandlungskammer 29 ultraviolette Strahlen einer Wellen­ länge von 184,9 nm eingeleitet werden. Die Bestrahlungsstärke der UV-Strahlen beträgt 100 mW/cm2. Der Gasdruck in der Be­ handlungskammer 29 wird bei 0,4 mbar gehalten. Die Oberflä­ chenbehandlung wird für 10 Minuten ausgeführt. Bei dieser Be­ handlung läuft die folgende Reaktion ab:
SiFx+H→Si+HFx
Obgleich beispielhaft davon ausgegangen wurde, daß in die Be­ handlungskammer 29 in diesem Schritt Wasserstoffradikale ein­ geleitet werden, ist das Verfahren darauf nicht beschränkt, und das reduzierende Gas kann auch so, wie es ist, in die Be­ handlungskammer 29 eingeleitet werden.
Wie Fig. 1F zeigt, wird auf diese Weise ein Siliziumsubstrat 1 mit einer sauberen Oberfläche erhalten.
Zur Bewertung des Effekts wurde das auf diese Weise behan­ delte Siliziumsubstrat einer röntgenemissionsspektroskopi­ schen Analyse unterzogen.
Fig. 3 zeigt das Ergebnis der röntgenemissionsspektroskopi­ schen Analyse eines Si2p-Niveaus, wobei die Ordinate relative Werte der SiFx-Kopplung zur Si(Volumen)-Kopplung darstellt. In der Abbildung repräsentiert der mit (C) bezeichnete Punkt den Wert des Halbleitersubstrates, das allen Schritten der Fig. 1A bis 1F unterzogen wurde. Der mit (A) bezeichnete Punkt stellt den Wert eines Halbleitersubstrates dar, das nur dem Schritt der Fig. 1A unterzogen wurde (dem reaktiven Ionenätzen), d. h. den Wert des Fig. 1B gezeigten Halbleiter­ substrates. Der mit (B) bezeichnete Punkt stellt den Wert für das Halbleitersubstrat dar, das den Schritten der Fig. 1A bis 1D (dem reaktiven Ionenätzen und dem sanften Ätzen) unterzo­ gen wurde. Wie aus Fig. 3 deutlich wird, bestätigt sich, daß die Ausführung der UV-Bestrahlung nach Fig. 1E die SiFx-Kopp­ lung abschwächt und daß das Fluor von der Oberfläche des Si­ liziumsubstrates effizient entfernt wird.
Obgleich beispielhaft der Fall behandelt wurde, daß die Be­ strahlungsstärke der UV-Strahlen 100 mW/cm2 beträgt, ist das Verfahren darauf nicht beschränkt, befriedigende Ergebnisse können erreicht werden, wenn die Bestrahlungsstärke höher oder gleich 50 mW/cm2 ist.
Außerdem ist, obgleich der Fall dargestellt wurde, daß das Halbleitersubstrat auf 250°C aufgeheizt wird, das Verfahren darauf nicht beschränkt, und gute Ergebnisse können in einem Temperaturbereich von 100 bis 300°C erreicht werden.
Des weiteren ist, obgleich in der vorangehenden Ausführungs­ form Radikale durch Mikrowellen-Glimmentladung gebildet wer­ den, das Verfahren darauf nicht beschränkt, es kann vielmehr jedes Verfahren, das zur Radikalbildung in der Lage ist, ver­ wendet werden.
Obgleich bei der vorangehenden Ausführungsform die Wellen­ länge der UV-Strahlen als 184,9 nm gewählt wurde, ist das Verfahren darauf nicht beschränkt, es können UV-Strahlen mit einer Wellenlänge von 200 nm oder weniger als 300 nm verwen­ det werden.
Obgleich bei der dargestellten Ausführungsform der Gasdruck in der Behandlungskammer bei 0,4 mbar gehalten wurde, ist das Verfahren darauf nicht beschränkt, vielmehr können befriedi­ gende Ergebnisse mit einem Druck im Bereich von 0,4 bis 6,7 mbar erhalten werden.
Die Fig. 4A bis 4H zeigen ein Beispiel, bei dem das Verfahren der Oberflächenbehandlung mit Licht auf Schritte der Herstel­ lung einer Halbleitereinrichtung mit einem MOSFET vom LDD-Typ angewandt wurde.
Nach Fig. 4A wird auf einem Siliziumsubstrat 1 eine Gateoxid­ schicht 41 gebildet. Auf der Gateoxidschicht 41 wird eine Gateelektrode 42 gebildet. Unter Nutzung der Gateelektrode 42 als Maske werden n--Verunreinigungsionen in die Hauptoberflä­ che des Siliziumsubstrates 1 implantiert, wodurch eine n-- Störstellenschicht 43 in der Hauptoberfläche des Siliziumsub­ strates 1 gebildet wird.
Nach Fig. 4B wird auf dem Siliziumsubstrat 1 zur Bedeckung der Gateelektrode 42 eine SiO2-Schicht 44 durch ein CVD-Ver­ fahren gebildet.
Nach Fig. 4C wird die SiO2-Schicht 44 einem reaktiven Ionen­ ätzen unter Nutzung eines CHF3-Gases unterzogen, so daß Sei­ tenwandabstandshalter 45 auf den Seitenwänden der Gateelek­ trode 42 zurückbleiben. Zu diesem Zeitpunkt wird auf dem Si­ liziumsubstrat 1 eine Fluorkohlenstoffschicht 3 und in der Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 eine geschädigte Oberflä­ chenschicht 31 gebildet.
Nach Fig. 4D wird die Oberfläche des Siliziumsubstrates 1 einem sanften Ätzen (einer Oberflächenbehandlung durch Glimm­ entladung) unter Nutzung eines Mischgases aus CF4 und O2 un­ terzogen, um die Fluorkohlenstoffschicht 3 und die geschä­ digte Oberflächenschicht 31 zu entfernen.
Zu dieser Zeit verbleibt Fluor in Form einer SiFx-Schicht 4 in der Oberfläche des Siliziumsubstrates 1, wie Fig. 4E zeigt.
Nach Fig. 4F wird die Oberfläche des Siliziumsubstrates 1, die dem sanften Ätzen unterzogen wurde, unter niedrigem Druck mit UV-Strahlen bestrahlt.
Wie Fig. 4G zeigt, werden damit die chemisch an die Oberflä­ che des Siliziumsubstrates 1 adsorbierten Fluoratome dissozi­ iert und entfernt.
Wie Fig. 4H zeigt, werden unter Nutzung der Seitenwand-Ab­ standshalter 45 als Maske n⁺-Verunreinigungsionen in die Hauptoberfläche des Siliziumsubstrates 1 implantiert. Damit wird ein MOSFET vom LDD-Typ erhalten. Da durch die Oberflä­ chenbehandlung mit Licht die SiFx-Schicht von der Hauptober­ fläche des Siliziumsubstrates 1 entfernt wurde, wird ein MOSFET mit ausgezeichneten Halbleitercharakteristiken erhal­ ten.
Die Fig. 5A bis 5F sind Darstellungen, die ein Beispiel zei­ gen, bei dem das Oberflächenbehandlungsverfahren mit Licht auf Schritte bei der Herstellung einer Halbleitereinrichtung mit einem Kontaktloch angewandt wurde.
Nach Fig. 5A wird auf einem Siliziumsubstrat 1 eine Gateelek­ trode 42 gebildet. Auf dem Siliziumsubstrat 1 wird zur Be­ deckung der Gateelektrode 42 ein Zwischenschichtisolierfilm 50 gebildet. Ein Resist 51 mit einem vorbestimmten Muster wird auf dem Zwischenschichtisolierfilm 50 gebildet. Unter Nutzung des Resists 51 als Maske wird der Zwischenschichtiso­ lierfilm 50 einem reaktiven Ionenätzen unterzogen, wodurch im Zwischenschichtisolierfilm 50 ein Kontaktloch 52 erzeugt wird, in dem eine Kontaktoberfläche 1a des Siliziumsubstrates 1 freigelegt ist. Die folgenden Schritte werden unter Bezug­ nahme auf eine vergrößerte Darstellung des durch das Bezugs­ zeichen A bezeichneten Abschnittes in Fig. 5A beschrieben.
Nach Fig. 5B wird während des Plasmaätzens des Zwischen­ schichtisolierfilms 50 auf der Kontaktoberfläche 1a eine Fluorkohlenstoffschicht 3 gebildet. Zu dieser Zeit wird, da die Kontaktoberfläche einer Plasmabestrahlung ausgesetzt wird, auf der Oberfläche der Kontaktoberfläche 1a auch eine geschädigte Oberflächenschicht 31 gebildet.
Nach Fig. 5C wird die Kontaktoberfläche 1a einem sanften Ätzen (einer Oberflächenbehandlung durch Glimmentladung) un­ ter Nutzung eines Mischgases aus CF4 und O2 oder eines NF3- Gases unterzogen, um die Fluorkohlenstoffschicht 3 und die gestörte Oberflächenschicht 31 zu entfernen. Zu diesem Zeit­ punkt verbleibt, wie Fig. 5D zeigt, Fluor in Form einer SiFx- Schicht auf der Oberfläche der Kontaktoberfläche 1a.
Nach Fig. 5E wird die Kontaktoberfläche mit UV-Strahlen unter niedrigem Druck bestrahlt. Damit werden die chemisch an die Kontaktoberfläche 1a adsorbierten Fluoratome dissoziiert und entfernt. Auf diese Weise wird, wie Fig. 5F zeigt, eine Halb­ leitereinrichtung mit sauberer Kontaktoberfläche 1a erhalten.

Claims (9)

1. Verfahren zur Behandlung der Oberfläche eines Siliziumsubstrates (1), auf dem eine Oxidschicht (2) gebildet ist, mit den Schritten:
  • a) Plasmaätzen der Oberfläche des Siliziumsubstrates (1) unter Nutzung eines fluorhaltigen Gases zur Entfernung der Oxidschicht (2) und
  • b) erneutes Plasmaätzen der Oberfläche des Siliziumsubstrates (1) unter Nutzung eines fluorhaltigen Gases zur Entfernung einer in Schritt (a) gebildeten geschädigten Oberflächenschicht (31) und Fluorkohlenstoffschicht (3);
    gekennzeichnet durch den Schritt:
  • c) Bestrahlen der Oberfläche des Siliziumsubstrates mit ultravioletten Strahlen unter niedrigem Druck unter Beaufschlagung der Oberfläche des Siliziumsubstrates (6) mit einem Wasserstoffatome enthaltenden, reduzierenden Gas oder reduzierenden Radikal zur Dissoziierung und Entfernung von chemisch in der Oberfläche des Siliziumsubstrates (1) in dem Schritt (b) adsorbierten Fluoratome durch eine durch die Reaktionsformel SiFx + H → Si + HFxgegebene photochemische Reaktion.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen unter Aufheizen des Siliziumsubstrates (1) auf 100 bis 300°C ausgeführt wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Intensität der ultravioletten Strahlen höher oder gleich 50 mW/cm2 ist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierende Gas Wasserstoffgas aufweist.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das reduzierende Radikal ein Wasserstoffradikal aufweist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die ultravioletten Strahlen ultraviolette Strahlen mit einer Wellenlänge von kleiner oder gleich 300 nm, bevorzugt von nicht mehr als 200 nm aufweisen.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen unter niedrigem Druck von kleiner oder gleich 0,4 bis 6,7 mbar ausgeführt wird.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung bei der Herstellung einer Halbleitereinrichtung mit einem MOSFET, mit den Schritten:
  • d) Bilden einer Gateelektrode (42) auf dem Siliziumsubstrat (1),
  • e) Bilden einer Oxidschicht (44) auf dem Siliziumsubstrat (1) zur Bedeckung der Gateelektrode (42),
  • a1) Plasmaätzen der Oxidschicht unter Anwendung des fluor­ haltigen Gases zur Erzeugung eines auf einer Seitenwand der Gateelektrode (42) verbleibenden Seitenwand-Abstandshalters (45).
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, gekennzeichnet durch die Verwendung bei der Herstellung einer Halbleitereinrichtung mit einem Kontaktloch mit den Schritten:
  • e1) Bilden eines Zwischenschichtisolierfilms (50) auf dem Siliziumsubstrat (1),
  • a2) selektives Plasmaätzen des Zwischenschichtisolierfilms (50) unter Nutzung des fluorhaltigen Gases zur Bildung eines Kontaktlochs (52) in dem Zwischenschichtisolierfilm (50) unter Freilegen einer Kontaktoberfläche (1a) des Siliziumsubstrates (1).
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