JP2002134454A - Contamination removal method - Google Patents

Contamination removal method

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JP2002134454A
JP2002134454A JP2000328401A JP2000328401A JP2002134454A JP 2002134454 A JP2002134454 A JP 2002134454A JP 2000328401 A JP2000328401 A JP 2000328401A JP 2000328401 A JP2000328401 A JP 2000328401A JP 2002134454 A JP2002134454 A JP 2002134454A
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contamination
substance
wafer
oxide film
plasma
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Japanese (ja)
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Akio Saito
昭男 斉藤
Hitoshi Oka
齊 岡
Hideki Tomioka
秀起 富岡
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Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To remove micro-quantity of contamination, especially metallic contamination and organic contamination on a wafer, which obstructs the yield improvement of higher density integrated circuits formed on a substrate, such as a semiconductor wafer. SOLUTION: A means which etches a substrate and a film and a means, which changes contaminants into substances with high vapor pressures, are used simultaneously, alternately, or periodically to remove the metallic contaminants and organic contaminants on the wafer. With such a constitution, the yield of electronic components, such as semiconductor devices, can be improved.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、半導体装置の製造
工程等において、半導体ウエハ等半導体基板の表面を清
浄にする汚染除去方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for removing contaminants for cleaning the surface of a semiconductor substrate such as a semiconductor wafer in a semiconductor device manufacturing process or the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体ウエハ等の基板の表面に形成され
る集積回路は、近年ますます集積度が増加しており、パ
ターンの線幅が微細化してきている。最小加工寸法は6
4MbitDRAMで0.3μm、256MbitDR
AMで0.2μmであり、その製造工程において微量な
汚染が製品の品質や歩留まりを著しく低下させている。
微量な汚染として特に問題となるのは、Fe、Cu、N
i等の金属汚染や有機物汚染である。
2. Description of the Related Art In recent years, the degree of integration of integrated circuits formed on the surface of a substrate such as a semiconductor wafer has been increasing more and more, and the line width of a pattern has been reduced. Minimum processing size is 6
0.3μm with 4Mbit DRAM, 256MbitDR
AM is 0.2 μm, and a very small amount of contamination in the manufacturing process significantly reduces product quality and yield.
Of particular concern as trace contamination are Fe, Cu, N
Metal contamination such as i and organic contamination.

【0003】上記汚染に対し基板表面を洗浄する手段と
して、アールシーエーレビュー31(1970年)第1
87頁から206頁〔RCA Review, 31
(1970) P.187〜206〕で述べられている
ように、アンモニア水と過酸化水素水の混合物や塩酸と
過酸化水素水の混合物を80℃程度に加熱し、これにウ
エハを浸漬する方法(RCA洗浄)が一般に行なわれて
いる。これらのウエット洗浄法は液中で処理するため、
汚染の再付着が不可避であること、高段差部分や複雑な
素子構造への液浸透が充分でないことなどの理由で早晩
限界が生ずることが予想されている。そこで、汚染の再
付着が原理的に起こり得ず、高段差部分の洗浄が容易
な、プラズマ、光、熱で励起した活性分子や活性原子に
よりウエハ上の汚染を除去する洗浄法が提案されてい
る。これはドライ洗浄と呼ばれ、特開昭62−4253
0号公報で述べられているように、塩素ガスに紫外光を
照射することでSiウエハ上の金属汚染を除去する方法
や、特開平4ー75324号公報で述べられているよう
に、酸素ガスにプラズマを印加してSiウエハ上の有機
物を除去する方法等が知られている。
As a means for cleaning the substrate surface against the above-mentioned contamination, RCCA Review 31 (1970), No. 1
Pages 87 to 206 [RCA Review, 31
(1970) P.A. 187-206], a method of heating a mixture of aqueous ammonia and hydrogen peroxide or a mixture of hydrochloric acid and aqueous hydrogen peroxide to about 80 ° C. and immersing the wafer in the mixture (RCA cleaning) is known. Generally done. Since these wet cleaning methods are performed in liquid,
It is expected that a limit will occur sooner or later due to the fact that re-adhesion of contamination is inevitable, or the liquid permeation into a high step portion or a complicated element structure is not sufficient. Therefore, a cleaning method has been proposed that removes contamination on a wafer by active molecules or active atoms excited by plasma, light, or heat, in which re-adhesion of contamination cannot occur in principle and high-step portions can be easily cleaned. I have. This is called dry cleaning.
As described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 0-75324, a method for removing metal contamination on a Si wafer by irradiating ultraviolet light to chlorine gas, and as described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 4-75324, For removing organic substances on a Si wafer by applying plasma to the substrate.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】前述したようにドライ
洗浄法は原理的に再付着が起こり得ないため、高い清浄
度が実現されると予想されるが、単に公知の技術を用い
ても表面清浄度は十分に良好な値とはならず、汚染の除
去が不十分であることがわかった。これは、ウエハ表面
に付着している汚染のうち、一部は除去されるが、その
他のものは公知の技術を行使することにより基板内ある
いは膜中に入ってしまい公知の技術では除去できなくな
るためと考えられる。ウエハを150〜200℃程度に
加熱することが原因と考えられるが、加熱なしでは除去
効果が低下するので上記従来技術の大きな問題点と言え
る。
As described above, the dry cleaning method is not expected to achieve re-adhesion in principle, so that high cleanliness is expected to be realized. The cleanliness did not reach a sufficiently good value, indicating that the removal of contamination was insufficient. This is because some of the contaminants adhering to the wafer surface are removed, but others can enter the substrate or film by using a known technique and cannot be removed by a known technique. It is thought to be. Heating the wafer to about 150 to 200 [deg.] C. is considered to be a cause. However, without heating, the removal effect is reduced, which can be said to be a major problem of the above-described conventional technology.

【0005】基板内や膜中の汚染といえども、実際の製
造ラインにおいては、熱処理行程等を経るにしたがって
デバイス特性を悪化させるようになり、大きな問題にな
ることが予想される。
[0005] Even in the case of contamination in a substrate or a film, in an actual production line, device characteristics are degraded as a heat treatment step or the like is performed, and it is expected that a serious problem will occur.

【0006】従って、半導体集積回路等の半導体装置を
高い歩留りで製造するためには、基板内や膜中に入って
しまった汚染も同時に除去できるようなドライ洗浄法を
開発することが不可欠である。
Therefore, in order to manufacture a semiconductor device such as a semiconductor integrated circuit at a high yield, it is indispensable to develop a dry cleaning method capable of simultaneously removing contamination that has entered a substrate or a film. .

【0007】本発明の目的は上記従来の問題点を解消す
ることにあり、その第1の目的は基板内あるいは膜中に
入ってしまった金属汚染あるいは有機物汚染を除去する
方法を、第2の目的はそれを用いた洗浄装置、および洗
浄装置と成膜装置等を組み合わせた洗浄、成膜一貫装置
をそれぞれ提供することにある。
An object of the present invention is to solve the above-mentioned conventional problems, and a first object of the present invention is to provide a method for removing metal or organic contaminants that have entered a substrate or a film. An object of the present invention is to provide a cleaning apparatus using the same, and a cleaning and film forming apparatus combining a cleaning apparatus and a film forming apparatus.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】本発明は基板や膜をエッ
チングしながら汚染を除去することにより、基板内や膜
中に入ってしまった汚染も除去できることを基本概念と
している。従来の汚染除去法にエッチングを組み合わせ
ることにより、汚染除去能力が著しく向上するという大
きな効果が実験により確かめられた。具体的には、Si
基板に対しては、表面を酸化する手段と生成した酸化膜
をエッチングする手段を組み合わせることで基板エッチ
ングを実現し、膜特に酸化膜については酸化膜をエッチ
ングする手段により膜のエッチングを実現する。これ
に、金属汚染と反応し蒸気圧の高い物質に変化せしめる
手段あるいは有機物汚染と反応し蒸気圧の高い物質に変
化せしめる手段を同時にあるいは交互に組み合わせるこ
とで、本発明の目的を達成する。後述するように基板や
膜のエッチング量が本発明を実現するためのポイントで
ある。
SUMMARY OF THE INVENTION The basic concept of the present invention is to remove contaminants in a substrate or a film by removing the contamination while etching the substrate or the film. Experiments have confirmed a great effect that the contamination removal ability is significantly improved by combining the conventional contamination removal method with etching. Specifically, Si
For a substrate, substrate etching is realized by combining a means for oxidizing the surface and a means for etching a generated oxide film. For a film, particularly an oxide film, the film is etched by means for etching the oxide film. The object of the present invention can be achieved by simultaneously or alternately combining means for reacting with metal contamination to change to a substance having a high vapor pressure or means for reacting with organic contamination to change to a substance having a high vapor pressure. As will be described later, the amount of etching of the substrate or the film is a point for realizing the present invention.

【0009】また、本発明の洗浄装置は、上記手法を実
現するためのガス供給系とガスを励起するためのプラズ
マ発生部、紫外光光源あるいは加熱部を、ウエハ等を搬
送できる真空装置に組み合わせたものである。また、こ
の洗浄装置を成膜装置等と組み合わせることで洗浄、成
膜一貫処理装置が構成される。
In the cleaning apparatus of the present invention, a gas supply system for realizing the above method, a plasma generating section for exciting the gas, an ultraviolet light source or a heating section are combined with a vacuum apparatus capable of transporting a wafer or the like. It is a thing. Further, by combining this cleaning apparatus with a film forming apparatus or the like, an integrated cleaning and film forming processing apparatus is configured.

【0010】基板内あるいは膜中に入ってしまった汚染
は、基板あるいは膜を単にエッチングすることで除去で
きるようになると考えられる。発明者は数々の実験を行
なった結果、汚染除去効果を高めるためには基板あるい
は膜のエッチング量がポイントであることを見い出し
た。図2は、実施例にて後述する方法によりFeで汚染
させたウエハ(熱酸化膜なし)を実施例1に示すの方
法で処理したものと、Cuで汚染させたウエハ(熱酸化
膜なし)を実施例1に示すの方法で処理したものにつ
いて、ウエハエッチング量と表面汚染量の関係を示した
ものである。
It is considered that the contamination that has entered the substrate or the film can be removed by simply etching the substrate or the film. As a result of many experiments, the inventor has found that the point of etching the substrate or the film is the key to enhancing the effect of removing contamination. FIG. 2 shows a wafer treated with the method shown in Example 1 on a wafer contaminated with Fe (without a thermal oxide film) by a method described later in the example, and a wafer contaminated with Cu (without a thermal oxide film). FIG. 4 shows the relationship between the amount of wafer etching and the amount of surface contamination for the substrate treated by the method shown in Example 1. FIG.

【0011】いずれも、エッチング量50Å以上で良好
な汚染除去効果が見られた。また、300Å程度で評価
装置の検出限界以下となった。従って、エッチング量と
しては50Å以上必要であり、300Å位までの処理が
好ましい。
In each case, a satisfactory effect of removing contamination was observed at an etching amount of 50 ° or more. In addition, the temperature fell below the detection limit of the evaluation device at about 300 °. Therefore, the etching amount needs to be 50 ° or more, and processing up to about 300 ° is preferable.

【0012】また、汚染と反応し蒸気圧の高い物質に変
化せしめる手段において、当該物質の蒸気圧については
おおむね室温で10~5Pa以上であることが望ましい。
これは、以下の計算から得られたものである。まず、除
去すべき汚染の総量を求める。製造ラインで発生する金
属汚染はお多い場合で1013個/cm2程度であるか
ら、ウエハ径300mmで約7×1015個となる。これ
は、約10~8モルである。さて、反応生成物の蒸気圧
p、処理容器の容積V、真空装置の排気速度Lとする
と、処理容器内にある気体状態の反応生成物の量(モ
ル)はpV/RT、容器内を1回排気するのに要する時
間はV/Tであるから、1秒間に排気できる反応生成物
の量(モル)は、pL/RTとなる。ここで、Tは絶対
温度、Rは気体定数である。従って、10秒以下で上記
した量の汚染を除去するためには、10~9RT/L<p
でなければならない。圧力の単位をatm、容量の単位
をlとすると、R=0.082となり、L=200、T
=300で計算するとp>10~10atmが得られる。
ここで、1atm=105paであることが必要であ
る。
[0012] In the means for reacting with contamination to change into a substance having a high vapor pressure, the vapor pressure of the substance is desirably about 10 to 5 Pa or more at room temperature.
This is obtained from the following calculation. First, the total amount of contamination to be removed is determined. The metal contamination generated in the production line is about 10 13 / cm 2 in most cases, and is about 7 × 10 15 at a wafer diameter of 300 mm. This is about 10 to 8 moles. Now, assuming that the vapor pressure p of the reaction product, the volume V of the processing vessel, and the evacuation speed L of the vacuum apparatus are, the amount (mol) of the reaction product in the gas state in the processing vessel is pV / RT, and 1 in the vessel. Since the time required for exhausting once is V / T, the amount (mol) of the reaction product that can be exhausted per second is pL / RT. Here, T is an absolute temperature, and R is a gas constant. Therefore, in order to remove the above amount of contamination in 10 seconds or less, 10 to 9 RT / L <p
Must. Assuming that the unit of pressure is atm and the unit of volume is 1, R = 0.082, L = 200, T
= 300, p> 10 to 10 atm is obtained.
Here, it is necessary that 1 atm = 10 5 pa.

【0013】また、本発明の原理から考えて、洗浄以前
に膜中に存在する汚染に対しても本発明が有効であるこ
とは明らかである。ただし、必要なエッチング量は汚染
の膜中での分布に依存するため特に限定することはでき
ない。
In view of the principle of the present invention, it is clear that the present invention is also effective for contamination existing in the film before cleaning. However, the required amount of etching depends on the distribution of contamination in the film, and thus cannot be particularly limited.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下本発明の実施例を図面を用い
て詳細に説明する。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.

【0015】(実施例1)まず、検討に用いた汚染ウエ
ハの作成法について述べる。次に述べる2種類のウエハ
で実験した。
Embodiment 1 First, a method for preparing a contaminated wafer used in the study will be described. Experiments were performed on the following two types of wafers.

【0016】(1)フッ酸中に浸漬したウエハ。(1) A wafer immersed in hydrofluoric acid.

【0017】(2)950℃、60分、酸素雰囲気下で
熱酸化膜を形成したウエハ。
(2) A wafer on which a thermal oxide film is formed at 950 ° C. for 60 minutes in an oxygen atmosphere.

【0018】金属イオンによる汚染は、Ni,Fe,C
uの原子吸光用標準試薬を所定量添加した水溶液中にウ
エハを一定時間浸漬した後、水洗、乾燥することにより
行なった。ウエハ上の金属汚染量は全反射蛍光X線によ
りあらかじめ測定した。
The contamination by metal ions is Ni, Fe, C
The wafer was immersed in an aqueous solution to which a predetermined amount of a standard reagent for atomic absorption of u was added for a certain period of time, washed with water, and dried. The amount of metal contamination on the wafer was measured in advance by total reflection X-ray fluorescence.

【0019】熱酸化膜を形成していない上記(1)のウ
エハを用いて汚染を生じさせたものを用い、図1(a)に
示すようにウエハ1に洗浄ガス4を導入し、プラズマ5
あるいは紫外線6により励起した。生じた活性分子ある
いは活性原子が基板をエッチングあるいは汚染と反応す
る。具体的には下記処理を施し、汚染量の変化を測定し
た。尚、処理時間はエッチング量が300Å程度となる
値とし各実験により異なる。
Using the wafer (1) on which a thermal oxide film is not formed and causing contamination, a cleaning gas 4 is introduced into the wafer 1 as shown in FIG.
Alternatively, it was excited by ultraviolet rays 6. The generated active molecules or atoms react with the substrate to etch or contaminate it. Specifically, the following treatment was performed, and the change in the amount of contamination was measured. The processing time is set to a value at which the etching amount is about 300 °, and differs depending on each experiment.

【0020】O2+NF3+Cl2の混合気体に紫外光
を照射する。ウエハ温度約300℃。
The mixed gas of O 2 + NF 3 + Cl 2 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 300 ° C.

【0021】O2+CF4+Cl2の混合気体にプラズ
マを印加する。ウエハ温度約300℃。
Plasma is applied to a mixed gas of O 2 + CF 4 + Cl 2 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0022】O2+SF6+Cl2の混合気体にプラズ
マを印加し、紫外光を照射する。ウエハ温度約300
℃。
Plasma is applied to a mixed gas of O 2 + SF 6 + Cl 2 and irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 300
° C.

【0023】Cl2に紫外光を照射する。ウエハ温度
約300℃。
The Cl 2 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 300 ° C.

【0024】O2+NF3の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約300℃。
A plasma is applied to a gas mixture of O 2 + NF 3 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0025】O2+CF4の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約300℃。
Plasma is applied to a gas mixture of O 2 + CF 4 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0026】O2+SF6の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約300℃。
Plasma is applied to a gas mixture of O 2 + SF 6 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0027】O2にプラズマを印加する。ウエハ温度
約300℃。
A plasma is applied to O 2 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0028】上記処置の内〜は、O2中でウエハを
加熱してウエハ表面を酸化し、フッ素系ガスをプラズマ
あるいは紫外光を用いて励起して酸化膜をエッチング
し、Cl2をプラズマあるいは紫外光で励起して金属汚
染と反応させ蒸気圧の高い物質に変え除去している。こ
こに示したものは一例にすぎず、加熱温度、使用ガスの
組み合わせ等は上記に示したものに限定されない。また
は従来技術による比較例である。実施例2,3,5,
7と比べて、比較例での値が良好となっているが、塩素
ガスはシリコン面をエッチングするため基板中の汚染も
除去しているためであると考えられる。しかし、その効
果は本発明より明らかに劣る。
In the above treatments, the wafer is heated in O 2 to oxidize the wafer surface, the fluorine gas is excited by plasma or ultraviolet light to etch the oxide film, and Cl 2 is plasma or It is excited by ultraviolet light, reacts with metal contamination, and is converted into a substance with a high vapor pressure and removed. What is shown here is merely an example, and the heating temperature, the combination of the used gases, and the like are not limited to those described above. Or, it is a comparative example according to the prior art. Examples 2, 3, 5,
The value in the comparative example is better than that of 7, which is considered to be because chlorine gas etches the silicon surface and also removes contamination in the substrate. However, the effect is clearly inferior to the present invention.

【0029】〜は有機物汚染に対するもので、O2
中でウエハを加熱してウエハ表面を酸化し、フッ素系ガ
スをプラズマを用いて励起して酸化膜をエッチングし、
2をプラズマで励起して有機物汚染と反応させ蒸気圧
の高い物質に変え除去している。ここに示したものは一
例にすぎず、加熱温度、使用ガスの組み合わせ等は上記
に示したものに限定されない。また、は従来技術によ
る比較例である。
Is for organic matter contamination, and O 2
Heating the wafer in the inside, oxidizing the wafer surface, exciting the fluorine-based gas using plasma and etching the oxide film,
O 2 is excited by plasma to react with organic contaminants and is removed by converting it into a substance having a high vapor pressure. What is shown here is merely an example, and the heating temperature, the combination of the used gases, and the like are not limited to those described above. Is a comparative example according to the prior art.

【0030】各汚染に上記処理を施した時の汚染量変化
を表1に示す。
Table 1 shows the change in the amount of contamination when the above treatment was applied to each contamination.

【0031】[0031]

【表1】 [Table 1]

【0032】比較例に比べ、金属汚染、有機物汚染とも
大幅に低減していることがわかる。 (実施例2)実施例1に示した熱酸化膜を形成した
(2)のウエハを用いて汚染を生じさせたものを用い、
図1(b)に示すように洗浄ガス4を導入し、プラズマ
5あるいは紫外光6により励起した。生じた活性分子あ
るいは活性原子が基板をエッチングあるいは汚染と反応
する。具体的には下記処理を施し、汚染量の変化を測定
した。尚、処理時間はエッチング量が300Å程度とな
る値とし各実験により異なる。
It can be seen that both metal contamination and organic matter contamination are significantly reduced as compared with the comparative example. (Embodiment 2) Using the wafer of (2) on which the thermal oxide film is formed as shown in Embodiment 1 and causing contamination,
As shown in FIG. 1B, a cleaning gas 4 was introduced, and was excited by plasma 5 or ultraviolet light 6. The generated active molecules or atoms react with the substrate to etch or contaminate it. Specifically, the following treatment was performed, and the change in the amount of contamination was measured. The processing time is set to a value at which the etching amount is about 300 °, and differs depending on each experiment.

【0033】NF3+Cl2の混合気体に紫外光を照射
する。ウエハ温度約150℃。
The mixed gas of NF 3 + Cl 2 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 150 ° C.

【0034】CF4+Cl2の混合気体にプラズマを印
加する。ウエハ温度約150℃。
Plasma is applied to a mixed gas of CF 4 + Cl 2 . Wafer temperature about 150 ° C.

【0035】SF6+Cl2の混合気体にプラズマを印
加し、紫外光を照射する。ウエハ温度約150℃。
Plasma is applied to a mixed gas of SF 6 + Cl 2 and irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 150 ° C.

【0036】Cl2に紫外光を照射する。ウエハ温度
約150℃。
The Cl 2 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 150 ° C.

【0037】O2+NF3の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約150℃。
A plasma is applied to a gas mixture of O 2 + NF 3 . Wafer temperature about 150 ° C.

【0038】O2+CF4の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約150℃。
Plasma is applied to a mixed gas of O 2 + CF 4 . Wafer temperature about 150 ° C.

【0039】O2+SF6の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約150℃。
Plasma is applied to the gas mixture of O 2 + SF 6 . Wafer temperature about 150 ° C.

【0040】O3+NF3の混合気体に紫外光を照射す
る。ウエハ温度約150℃。
The mixed gas of O 3 + NF 3 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 150 ° C.

【0041】O2にプラズマを印加する。ウエハ温度
約150℃。
A plasma is applied to O 2 . Wafer temperature about 150 ° C.

【0042】上記処置の内〜は、フッ素系ガスをプ
ラズマあるいは紫外光を用いて励起して酸化膜をエッチ
ングし、Cl2をプラズマあるいは紫外光で励起して金
属汚染と反応させ蒸気圧の高い物質に変え除去してい
る。ここに示したものは一例にすぎず、加熱温度、使用
ガスの組み合わせ等は上記に示したものに限定されな
い。または従来技術による比較例である。
In the above treatments, the fluorine-based gas is excited by using plasma or ultraviolet light to etch the oxide film, and Cl 2 is excited by plasma or ultraviolet light to react with metal contamination to cause a high vapor pressure. It is changed to a substance and removed. What is shown here is merely an example, and the heating temperature, the combination of the used gases, and the like are not limited to those described above. Or, it is a comparative example according to the prior art.

【0043】〜は、フッ素系ガスをプラズマあるい
は紫外光を用いて励起して酸化膜をエッチングし、O2
をプラズマで励起あるいはO3を紫外光で励起して有機
物汚染と反応させ蒸気圧の高い物質に変え除去してい
る。ここに示したものは一例にすぎず、加熱温度、使用
ガスの組み合わせ等は上記に示したものに限定されな
い。また、は従来技術による比較例である。
[0043] ~ is a fluorine-based gas to etch the oxide film is excited by a plasma or ultraviolet light, O 2
Is excited by plasma or O 3 is excited by ultraviolet light to react with organic contaminants and remove them by converting them into substances having a high vapor pressure. What is shown here is merely an example, and the heating temperature, the combination of the used gases, and the like are not limited to those described above. Is a comparative example according to the prior art.

【0044】各汚染に上記処理を施した時の汚染量変化
を表2に示す。
Table 2 shows the change in the amount of contamination when the above treatment was applied to each contamination.

【0045】[0045]

【表2】 [Table 2]

【0046】比較例に比べ、金属汚染、有機物汚染とも
大幅に低減していることがわかる。 (実施例3)図1(c)に示すように、Siウエハ1に
酸化膜2を形成しリソグラフィ技術により孔部3を形成
した後、上記実施例1に示した方法により金属汚染、有
機物汚染を生じさせた。洗浄ガス4を導入し、プラズマ
5あるいは紫外光6により励起した。生じた活性分子あ
るいは活性原子がシリコン基板や酸化膜をエッチング
し、汚染と反応する。具体的には下記処理を施し、汚染
量の変化を測定した。尚、処理時間はエッチング量が3
00Å程度となる値とし各実験により異なる。
It can be seen that both metal contamination and organic matter contamination are significantly reduced as compared with the comparative example. (Embodiment 3) As shown in FIG. 1 (c), after an oxide film 2 is formed on a Si wafer 1 and a hole 3 is formed by a lithography technique, metal contamination and organic matter contamination are carried out by the method shown in the above Embodiment 1. Was generated. A cleaning gas 4 was introduced and excited by plasma 5 or ultraviolet light 6. The generated active molecules or active atoms etch the silicon substrate or the oxide film and react with the contamination. Specifically, the following treatment was performed, and the change in the amount of contamination was measured. Note that the processing time is 3 hours for the etching amount.
The value is about 00 ° and varies depending on each experiment.

【0047】O2+NF3+Cl2の混合気体に紫外光
を照射する。ウエハ温度約300℃。
The mixed gas of O 2 + NF 3 + Cl 2 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 300 ° C.

【0048】O2+CF4+Cl2の混合気体にプラズ
マを印加する。ウエハ温度約300℃。
Plasma is applied to a mixed gas of O 2 + CF 4 + Cl 2 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0049】O2+SF6+Cl2の混合気体にプラズ
マを印加し、紫外光を照射する。ウエハ温度約300
℃。
A plasma is applied to a gas mixture of O 2 + SF 6 + Cl 2 and irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 300
° C.

【0050】Cl2に紫外光を照射する。ウエハ温度
約300℃。
The Cl 2 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 300 ° C.

【0051】O2+NF3の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約300℃。
A plasma is applied to the gas mixture of O 2 + NF 3 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0052】O2+CF4の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約300℃。
Plasma is applied to a mixed gas of O 2 + CF 4 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0053】O2+SF6の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約300℃。
Plasma is applied to the gas mixture of O 2 + SF 6 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0054】O3+NF3の混合気体に紫外光を照射す
る。ウエハ温度約300℃。
The mixed gas of O 3 + NF 3 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 300 ° C.

【0055】O2にプラズマを印加する。ウエハ温度
約300℃。
A plasma is applied to O 2 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0056】上記処理の内〜は、O2中でウエハを
加熱してウエハ表面を酸化し、フッ素系ガスをプラズマ
あるいは紫外光を用いて励起して酸化膜をエッチング
し、Cl2をプラズマあるいは紫外光で励起して金属汚
染と反応させ蒸気圧の高い物質に変え除去している。こ
こに示したものは一例にすぎず、加熱温度、使用ガスの
組み合わせ等は上記に示したものに限定されない。また
は従来技術による比較例である。
Among the above processes, the wafer is heated in O 2 to oxidize the wafer surface, the fluorine gas is excited by plasma or ultraviolet light to etch the oxide film, and Cl 2 is plasma or It is excited by ultraviolet light, reacts with metal contamination, and is converted into a substance with a high vapor pressure and removed. What is shown here is merely an example, and the heating temperature, the combination of the used gases, and the like are not limited to those described above. Or, it is a comparative example according to the prior art.

【0057】〜は、O2中でウエハを加熱してウエ
ハ表面を酸化し、フッ素系ガスをプラズマを用いて励起
して酸化膜をエッチングし、O2をプラズマで励起ある
いはO3を紫外光で励起して有機物汚染と反応させ蒸気
圧の高い物質に変え除去している。ここに示したものは
一例にすぎず、加熱温度、使用ガスの組み合わせ等は上
記に示したものに限定されない。また、は従来技術に
よる比較例である。
Are for heating the wafer in O 2 to oxidize the wafer surface, exciting a fluorine-based gas using plasma to etch the oxide film, exciting O 2 with plasma or emitting O 3 with ultraviolet light. Excitation and react with organic contaminants to remove high-pressure substances. What is shown here is merely an example, and the heating temperature, the combination of the used gases, and the like are not limited to those described above. Is a comparative example according to the prior art.

【0058】各汚染に上記処理を施した時の汚染量変化
を表3に示す。
Table 3 shows the change in the amount of contamination when the above treatment was applied to each contamination.

【0059】[0059]

【表3】 [Table 3]

【0060】比較例に比べ、金属汚染、有機物汚染とも
大幅に低減していることがわかる。 (実施例4)熱酸化膜を形成していない上記実施例1に
示した(1)のウエハを用いて汚染を生じさせ、下記処
理を施し、汚染量の変化を測定した。尚、処理時間はエ
ッチング量が300Å程度となる値とし各実験により異
なる。
It can be seen that both metal contamination and organic matter contamination are significantly reduced as compared with the comparative example. (Example 4) Contamination was caused using the wafer (1) shown in the above-mentioned Example 1 in which a thermal oxide film was not formed, and the following treatment was performed to measure the change in the amount of contamination. The processing time is set to a value at which the etching amount is about 300 °, and differs depending on each experiment.

【0061】O2,NF3,Cl2を順番に5秒おきに
導入しながら紫外光を照射する。ウエハ温度約300
℃。
Ultraviolet light is irradiated while introducing O 2 , NF 3 , and Cl 2 in order every 5 seconds. Wafer temperature about 300
° C.

【0062】O2,CF4,Cl2を順番に5秒おきに
導入しながらプラズマを印加する。ウエハ温度約300
℃。
The plasma is applied while introducing O 2 , CF 4 , and Cl 2 sequentially every 5 seconds. Wafer temperature about 300
° C.

【0063】O2,SF6,Cl2を順番に5秒おきに
導入しながらプラズマを印加し、紫外光を照射する。ウ
エハ温度約300℃。
Plasma is applied while introducing O 2 , SF 6 , and Cl 2 sequentially every 5 seconds, and ultraviolet light is irradiated. Wafer temperature about 300 ° C.

【0064】Cl2に紫外光を照射する。ウエハ温度
約300℃。
The Cl 2 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 300 ° C.

【0065】O2,NF3を交互に5秒おきに導入しな
がらプラズマを印加する。ウエハ温度約300℃。
Plasma is applied while introducing O 2 and NF 3 alternately every 5 seconds. Wafer temperature about 300 ° C.

【0066】O2,CF4を交互に5秒おきに導入しな
がらプラズマを印加する。ウエハ温度約300℃。
Plasma is applied while introducing O 2 and CF 4 alternately every 5 seconds. Wafer temperature about 300 ° C.

【0067】O2,SF6を交互に5秒おきに導入しな
がらプラズマを印加する。ウエハ温度約300℃。
The plasma is applied while introducing O 2 and SF 6 alternately every 5 seconds. Wafer temperature about 300 ° C.

【0068】O2にプラズマを印加する。ウエハ温度
約300℃。
A plasma is applied to O 2 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0069】ここに示したものは一例にすぎず、導入間
隔、加熱温度、使用ガスの組み合わせ等は上記に示した
ものに限定されない。ハロゲン系ガスは酸素ガス等に比
べ排気に時間を要するので、ハロゲン系ガス導入後数秒
間のガス導入停止時間を設けても良い。,は従来技
術による比較例である。
The above description is merely an example, and the introduction interval, the heating temperature, the combination of the used gases, and the like are not limited to those described above. Since a halogen-based gas requires a longer time to exhaust gas than an oxygen gas or the like, a gas introduction stop time of several seconds after the introduction of the halogen-based gas may be provided. , Are comparative examples according to the prior art.

【0070】各汚染に上記処理を施した時の汚染量変化
を表4に示す。
Table 4 shows the change in the amount of contamination when the above treatment was applied to each contamination.

【0071】[0071]

【表4】 [Table 4]

【0072】比較例に比べ、金属汚染、有機物汚染とも
大幅に低減していることがわかる。 (実施例5)熱酸化膜を形成した上記実施例1に示した
(1)のウエハを用いて、下記処理を施し、汚染量の変
化を測定した。尚、処理時間はエッチング量が300Å
程度となる値とし各実験により異なる。
It can be seen that both metal contamination and organic matter contamination are significantly reduced as compared with the comparative example. (Example 5) Using the wafer (1) shown in Example 1 above on which a thermal oxide film was formed, the following treatment was performed, and the change in the amount of contamination was measured. Note that the processing time is such that the etching amount is 300 mm.
It is a value that becomes a degree and varies depending on each experiment.

【0073】NF3,Cl2を交互に5秒おきに導入し
ながら紫外光を照射する。ウエハ温度約150℃。
Ultraviolet light is irradiated while introducing NF 3 and Cl 2 alternately every 5 seconds. Wafer temperature about 150 ° C.

【0074】CF4,Cl2を交互に5秒おきに導入し
ながらプラズマを印加する。ウエハ温度約150℃。
Plasma is applied while introducing CF 4 and Cl 2 alternately every 5 seconds. Wafer temperature about 150 ° C.

【0075】SF6,Cl2を交互に5秒おきに導入し
ながらプラズマを印加し、紫外光を照射する。ウエハ温
度約150℃。
Plasma is applied while SF 6 and Cl 2 are alternately introduced every 5 seconds, and ultraviolet light is irradiated. Wafer temperature about 150 ° C.

【0076】Cl2に紫外光を照射する。ウエハ温度
約150℃。
The Cl 2 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 150 ° C.

【0077】O2,NF3を交互に5秒おきに導入しな
がらプラズマを印加する。ウエハ温度約150℃。
The plasma is applied while introducing O 2 and NF 3 alternately every 5 seconds. Wafer temperature about 150 ° C.

【0078】O2,CF4を交互に5秒おきに導入しな
がらプラズマを印加する。ウエハ温度約150℃。
Plasma is applied while introducing O 2 and CF 4 alternately every 5 seconds. Wafer temperature about 150 ° C.

【0079】O2,SF6を交互に5秒おきに導入しな
がらプラズマを印加する。ウエハ温度約150℃。
The plasma is applied while introducing O 2 and SF 6 alternately every 5 seconds. Wafer temperature about 150 ° C.

【0080】O3,NF3を交互に5秒おきに導入しな
がら紫外光を照射する。ウエハ温度約150℃。
Ultraviolet light is irradiated while introducing O 3 and NF 3 alternately every 5 seconds. Wafer temperature about 150 ° C.

【0081】O2にプラズマを印加する。ウエハ温度
約150℃。
A plasma is applied to O 2 . Wafer temperature about 150 ° C.

【0082】ここに示したものは一例にすぎず、導入間
隔、加熱温度、使用ガスの組み合わせ等は上記に示した
ものに限定されない。また,は従来技術による比較
例である。
The above description is merely an example, and the introduction interval, the heating temperature, the combination of the gases used, and the like are not limited to those described above. Is a comparative example according to the prior art.

【0083】各汚染に上記処理を施した時の汚染量変化
を表5に示す。
Table 5 shows the change in the amount of contamination when the above treatment was applied to each contamination.

【0084】[0084]

【表5】 [Table 5]

【0085】比較例に比べ、金属汚染、有機物汚染とも
大幅に低減していることがわかる。 (実施例6)洗浄前に、基板内あるいは膜中にあらかじ
め汚染を拡散した場合について検討した。まず、汚染ウ
エハの作成法について述べる。金属イオンによる汚染
は、Ni,Fe,Cuの原子吸光用標準試薬を所定量添
加した水溶液中にウエハを一定時間浸漬した後、水洗、
乾燥することにより行なう。ウエハ上の金属汚染量は全
反射蛍光X線によりあらかじめ測定しておく。次に、以
下に示す2通りの方法で汚染を拡散させる。
It can be seen that both metal contamination and organic matter contamination are significantly reduced as compared with the comparative example. (Example 6) The case where contamination was diffused in the substrate or in the film before cleaning was examined. First, a method for producing a contaminated wafer will be described. Contamination by metal ions is performed by immersing the wafer in an aqueous solution to which a predetermined amount of a standard reagent for atomic absorption of Ni, Fe, or Cu is added for a certain period of time, followed by washing with water,
It is performed by drying. The amount of metal contamination on the wafer is measured in advance by total reflection X-ray fluorescence. Next, the contamination is diffused by the following two methods.

【0086】(1)Niは500℃、10分、Fe,C
uは200℃、10分加熱し汚染を基板内へ拡散させ
る。
(1) Ni: 500 ° C., 10 minutes, Fe, C
u is heated at 200 ° C. for 10 minutes to diffuse contamination into the substrate.

【0087】(2)Niは500℃、10分、Fe,C
uは200℃、10分、酸素雰囲気下で熱酸化膜を形成
し汚染を膜中に拡散させる。また、有機物汚染は、界面
活性剤(ドデシル硫酸トリエタノールアミン)を所定量
添加した水溶液中にウエハを一定時間浸漬した後、水
洗、乾燥することにより行なう。表面汚染量はオージェ
電子分光法によりあらかじめ測定しておく。次に、以下
に示す2通りの方法で汚染を拡散させる。
(2) Ni: 500 ° C., 10 minutes, Fe, C
u forms a thermal oxide film at 200 ° C. for 10 minutes in an oxygen atmosphere and diffuses contamination into the film. Organic contamination is performed by immersing the wafer in an aqueous solution to which a predetermined amount of a surfactant (triethanolamine dodecyl sulfate) is added, followed by washing with water and drying. The surface contamination amount is measured in advance by Auger electron spectroscopy. Next, the contamination is diffused by the following two methods.

【0088】(1)900℃、10分加熱し汚染を基板
内へ拡散させる。
(1) Heat at 900 ° C. for 10 minutes to diffuse contamination into the substrate.

【0089】(2)900℃、10分、酸素雰囲気下で
熱酸化膜を形成し汚染を膜中に拡散させる。
(2) A thermal oxide film is formed at 900 ° C. for 10 minutes in an oxygen atmosphere to diffuse contamination into the film.

【0090】熱酸化膜を形成していない上記(1)で作
成したウエハを用いて、下記処理を施し、汚染量の変化
を測定した。
Using the wafer prepared in the above (1) on which no thermal oxide film was formed, the following treatment was performed, and the change in the amount of contamination was measured.

【0091】O2+NF3+Cl2の混合気体に紫外光
を照射する。ウエハ温度約600℃。
The mixed gas of O 2 + NF 3 + Cl 2 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 600 ° C.

【0092】O2+CF4+Cl2の混合気体にプラズ
マを印加する。ウエハ温度約600℃。
Plasma is applied to a mixed gas of O 2 + CF 4 + Cl 2 . Wafer temperature about 600 ° C.

【0093】O2+SF6+Cl2の混合気体にプラズ
マを印加し、紫外光を照射する。ウエハ温度約600
℃。
Plasma is applied to a gas mixture of O 2 + SF 6 + Cl 2 and ultraviolet light is irradiated. Wafer temperature about 600
° C.

【0094】Cl2に紫外光を照射する。ウエハ温度
約300℃。
Irradiate Cl 2 with ultraviolet light. Wafer temperature about 300 ° C.

【0095】O2+NF3の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約600℃。
A plasma is applied to the gas mixture of O 2 + NF 3 . Wafer temperature about 600 ° C.

【0096】O2+CF4の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約600℃。
Plasma is applied to a mixed gas of O 2 + CF 4 . Wafer temperature about 600 ° C.

【0097】O2+SF6の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約600℃。
A plasma is applied to the gas mixture of O 2 + SF 6 . Wafer temperature about 600 ° C.

【0098】O2にプラズマを印加する。ウエハ温度
約300℃。
A plasma is applied to O 2 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0099】上記処理の内〜は、O2中でウエハを
約600℃に加熱してウエハ表面を酸化し、フッ素系ガ
スをプラズマあるいは紫外光を用いて励起して酸化膜を
エッチングし、Cl2をプラズマあるいは紫外光で励起
して金属汚染と反応させ蒸気圧の高い物質に変え除去し
ている。従って、加熱温度、使用ガスの組み合わせ等は
上記に示したものに限定されない。または従来技術に
よる比較例である。
In the above processes, the wafer is heated to about 600 ° C. in O 2 to oxidize the wafer surface, and a fluorine-based gas is excited by using plasma or ultraviolet light to etch the oxide film, 2 is excited by plasma or ultraviolet light, reacts with metal contamination, and is converted into a substance with a high vapor pressure and removed. Therefore, the heating temperature, the combination of the gases used, and the like are not limited to those described above. Or, it is a comparative example according to the prior art.

【0100】〜は、O2中でウエハを約600℃に
加熱してウエハ表面を酸化し、フッ素系ガスをプラズマ
を用いて励起して酸化膜をエッチングし、O2をプラズ
マで励起して有機物汚染と反応させ蒸気圧の高い物質に
変え除去している。従って、加熱温度、使用ガスの組み
合わせ等は上記に示したものに限定されない。または
従来技術による比較例である。
Are heated to about 600 ° C. in O 2 to oxidize the wafer surface, to excite fluorine-based gas using plasma to etch an oxide film, and to excite O 2 with plasma. It reacts with organic contaminants and removes them by converting them into substances with high vapor pressure. Therefore, the heating temperature, the combination of the gases used, and the like are not limited to those described above. Or, it is a comparative example according to the prior art.

【0101】各汚染に上記処理を施した時の汚染量変化
を表6に示す。
Table 6 shows the change in the amount of contamination when the above treatment was applied to each contamination.

【0102】[0102]

【表6】 [Table 6]

【0103】比較例に比べ、金属汚染、有機物汚染とも
大幅に低減していることがわかる。 (実施例7)上記実施例6に(2)で示した熱酸化膜を
形成したウエハを用いて、下記処理を施し、汚染量の変
化を測定した。
It can be seen that both metal contamination and organic matter contamination are significantly reduced as compared with the comparative example. (Example 7) The following processing was performed using the wafer on which the thermal oxide film shown in (2) was formed in Example 6 described above, and the change in the amount of contamination was measured.

【0104】NF3+Cl2の混合気体に紫外光を照射
する。ウエハ温度約300℃。
The gas mixture of NF 3 + Cl 2 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 300 ° C.

【0105】CF4+Cl2の混合気体にプラズマを印
加する。ウエハ温度約300℃。
Plasma is applied to a mixed gas of CF 4 + Cl 2 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0106】SF6+Cl2の混合気体にプラズマを印
加し、紫外光を照射する。ウエハ温度約300℃。
A plasma is applied to a mixed gas of SF 6 + Cl 2 and irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 300 ° C.

【0107】Cl2に紫外光を照射する。ウエハ温度
約300℃。
The Cl 2 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 300 ° C.

【0108】O2+NF3の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約300℃。
A plasma is applied to the gas mixture of O 2 + NF 3 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0109】O2+CF4の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約300℃。
A plasma is applied to the gas mixture of O 2 + CF 4 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0110】O2+SF6の混合気体にプラズマを印加
する。ウエハ温度約300℃。
A plasma is applied to the gas mixture of O 2 + SF 6 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0111】O3+NF3の混合気体に紫外光を照射す
る。ウエハ温度約300℃。
The mixed gas of O 3 + NF 3 is irradiated with ultraviolet light. Wafer temperature about 300 ° C.

【0112】O2にプラズマを印加する。ウエハ温度
約300℃。
The plasma is applied to O 2 . Wafer temperature about 300 ° C.

【0113】上記処理の内〜は、フッ素系ガスをプ
ラズマあるいは紫外光を用いて励起して酸化膜をエッチ
ングし、Cl2をプラズマあるいは紫外光で励起して金
属汚染と反応させ蒸気圧の高い物質に変え除去してい
る。従って、加熱温度、使用ガスの組み合わせ等は上記
に示したものに限定されない。または従来技術による
比較例である。
In the above processes, the oxide film is etched by exciting the fluorine-based gas using plasma or ultraviolet light, and the Cl 2 is excited by plasma or ultraviolet light to react with metal contamination to increase the vapor pressure. It is changed to a substance and removed. Therefore, the heating temperature, the combination of the gases used, and the like are not limited to those described above. Or, it is a comparative example according to the prior art.

【0114】〜は、フッ素系ガスをプラズマあるい
は紫外光を用いて励起して酸化膜をエッチングし、O2
をプラズマで励起あるいはO3を紫外光で励起して有機
物汚染と反応させ蒸気圧の高い物質に変え除去してい
る。従って、加熱温度、使用ガスの組み合わせ等は上記
に示したものに限定されない。また、は従来技術によ
る比較例である。
[0114] ~ is a fluorine-based gas to etch the oxide film is excited by a plasma or ultraviolet light, O 2
Is excited by plasma or O 3 is excited by ultraviolet light to react with organic contaminants and remove them by converting them into substances having a high vapor pressure. Therefore, the heating temperature, the combination of the gases used, and the like are not limited to those described above. Is a comparative example according to the prior art.

【0115】各汚染に上記処理を施した時の汚染量変化
を表7に示す。
Table 7 shows the change in the amount of contamination when the above treatment was applied to each contamination.

【0116】[0116]

【表7】 [Table 7]

【0117】比較例に比べ、金属汚染、有機物汚染とも
大幅に低減していることがわかる。実施例6,7の結果
から、洗浄前に基板内や膜中に拡散している汚染も本発
明により効果的に除去できることがわかった。
It can be seen that both metal contamination and organic matter contamination are significantly reduced as compared with the comparative example. The results of Examples 6 and 7 indicate that the present invention can also effectively remove contamination that diffuses in the substrate or in the film before cleaning.

【0118】(実施例8)実施例1に示した方法により
有機物で汚染させたSiウエハ(熱酸化膜なし)にCV
D法を用いて酸化膜(SiO2膜)を形成後、図3に示
すようにリソグラフィにより孔部3を設けた。
(Embodiment 8) A CV is applied to a Si wafer (without a thermal oxide film) contaminated with an organic substance by the method shown in Embodiment 1.
After forming an oxide film (SiO 2 film) using Method D, a hole 3 was formed by lithography as shown in FIG.

【0119】上記実施例1のに示す方法により処理し
た後、CVD法によりポリSi膜7を形成した。実施例
1で比較例として示したの方法により処理して成膜し
たものと比較して、コンタクト抵抗が1/2〜1/5に
低減した。すなわち、本発明による洗浄、成膜一貫処理
により特性の良い半導体装置が製造できる。
After processing according to the method described in Example 1, a poly-Si film 7 was formed by the CVD method. The contact resistance was reduced to 2〜 to し て as compared with a film formed by processing according to the method shown as a comparative example in Example 1. In other words, a semiconductor device with good characteristics can be manufactured by the integrated cleaning and film forming process according to the present invention.

【0120】(実施例9)実施例1に示した方法により
Feで汚染させたSiウエハ(熱酸化膜なし)を、上記
実施例1のに示す方法により処理した後、酸素雰囲気
中で850℃、40分処理し、図4に示すように熱酸化
膜2を形成した。
(Example 9) A Si wafer (without a thermal oxide film) contaminated with Fe by the method shown in Example 1 was treated by the method shown in Example 1 and then subjected to 850 ° C in an oxygen atmosphere. For 40 minutes to form a thermal oxide film 2 as shown in FIG.

【0121】得られたウエハを水素中でアニールした
後、ライフタイムの測定を行なった。実施例1で比較例
として示したの方法により処理し熱酸化膜を形成した
場合ライフタイム値が100〜150μsであったのに
対し、本実施例で作成したものは160〜210μsと
良好な値が得られた。
After annealing the obtained wafer in hydrogen, the lifetime was measured. In the case of forming a thermal oxide film by processing according to the method shown as a comparative example in Example 1, the lifetime value was 100 to 150 μs, whereas the one made in this example was as good as 160 to 210 μs. was gotten.

【0122】(実施例10)実施例1に示した方法によ
りFeで汚染させたSiウエハ(熱酸化膜なし)を、図
5に示すように素子分離し、上記実施例1のに示す方
法により処理した後、酸素雰囲気中で850℃、40分
処理し、熱酸化膜2を形成した。
Example 10 A Si wafer (without a thermal oxide film) contaminated with Fe by the method shown in Example 1 was subjected to element separation as shown in FIG. After the treatment, the substrate was treated at 850 ° C. for 40 minutes in an oxygen atmosphere to form a thermal oxide film 2.

【0123】さらに、CVD法によりポリSi膜7を形
成し、リソグラフィにより加工した後、イオン注入によ
りドーパントを導入した。ドーパントの活性化や電極付
け等を行ない、MOSブレークダウン特性を評価した結
果、実施例1で比較例として示したの方法により処理
したものと比べ、特性の平均値で20%程度向上した。
Further, a poly-Si film 7 was formed by a CVD method, processed by lithography, and then a dopant was introduced by ion implantation. As a result of activating the dopants and attaching electrodes, and evaluating the MOS breakdown characteristics, the average value of the characteristics was improved by about 20% as compared with that treated by the method shown as a comparative example in Example 1.

【0124】(実施例11)本発明による洗浄装置の一
例を図6に示す。
(Embodiment 11) FIG. 6 shows an example of a cleaning apparatus according to the present invention.

【0125】真空チャンバ10内に試料ウエハ11を設
置する。ガス導入口17より導入されたガスがキャビテ
ィ13によりプラズマ化され、またガス導入口18より
導入されたガスが紫外線ランプ15により励起され、試
料11表面を洗浄する。ガスの種類、励起方法等の一例
は上記実施例で示したものがあげられる。
The sample wafer 11 is set in the vacuum chamber 10. The gas introduced from the gas inlet 17 is turned into plasma by the cavity 13, and the gas introduced from the gas inlet 18 is excited by the ultraviolet lamp 15 to clean the surface of the sample 11. Examples of the type of gas, the excitation method, and the like include those described in the above embodiment.

【0126】なお、図6において、12は試料加熱台、
14はマイクロ波電源、16は石英窓、19は真空排気
装置である。
In FIG. 6, reference numeral 12 denotes a sample heating table,
14 is a microwave power supply, 16 is a quartz window, and 19 is a vacuum exhaust device.

【0127】(実施例12)本発明による洗浄、成膜一
貫装置の一例を図7に示す。
(Embodiment 12) FIG. 7 shows an example of an integrated cleaning and film forming apparatus according to the present invention.

【0128】洗浄装置21は実施例11に示した構成を
有し、モニタ24を装備している。成膜装置22はCV
D法によりポリSi膜を形成するもので、ガス導入口2
6よりシラン系ガスを導入し試料11を加熱用ランプ2
5により加熱することで成膜が行なわれる。ここに示し
た洗浄、成膜一貫装置は真空を破ることなく、試料導入
室20、洗浄室21、成膜室22間の試料ウエハ11の
移動を可能とする搬送系を有している。
The cleaning device 21 has the structure shown in the eleventh embodiment and is equipped with a monitor 24. The film forming device 22 is a CV
A poly-Si film is formed by the method D.
A silane-based gas is introduced from 6 and the sample 11 is heated 2
The film formation is carried out by heating with the step (5). The integrated cleaning and film forming apparatus shown here has a transfer system that enables the movement of the sample wafer 11 between the sample introduction chamber 20, the cleaning chamber 21, and the film formation chamber 22 without breaking the vacuum.

【0129】なお、図7において、12は試料加熱台、
19は真空排気装置、23はゲートバルブである。
In FIG. 7, reference numeral 12 denotes a sample heating table,
19 is a vacuum exhaust device, and 23 is a gate valve.

【0130】[0130]

【発明の効果】本発明によれば、ウエハ上の金属汚染、
有機物汚染を除去できるため、半導体装置等のエレクト
ロニクス部品の歩留まりを高めることができ、低コスト
で上記製品を製造することができる。
According to the present invention, metal contamination on a wafer,
Since organic contamination can be removed, the yield of electronic components such as semiconductor devices can be increased, and the above-mentioned products can be manufactured at low cost.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の原理を示した図。FIG. 1 is a diagram showing the principle of the present invention.

【図2】本発明の一実施例の結果を示した図。FIG. 2 is a diagram showing the results of one example of the present invention.

【図3】本発明の一実施例を示した図。FIG. 3 is a diagram showing one embodiment of the present invention.

【図4】本発明の一実施例を示した図。FIG. 4 is a diagram showing one embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施例を示した図。FIG. 5 is a diagram showing one embodiment of the present invention.

【図6】本発明の洗浄装置の一例を示した図。FIG. 6 is a diagram showing an example of the cleaning device of the present invention.

【図7】本発明の洗浄、成膜一貫装置の一例を示した
図。
FIG. 7 is a diagram showing an example of an integrated cleaning and film forming apparatus of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…Si基板、2…酸化膜、3…孔部、4…洗浄ガス5
…プラズマ、6…紫外光、7…ポリSi膜、8…素子分
離のための酸化膜、9…ドーパントが注入された活性領
域、10…真空チャンバ、11…試料ウエハ、12…試
料加熱台、13…キャビティ、14…マイクロ波電源、
15…紫外線ランプ、16…石英窓、17…ガス導入系
(1)、18…ガス導入系(2)、19…真空排気装置、20
…試料導入室、21…洗浄8装置、22…成膜装置、2
3…ゲートバルブ、24…モニタ、25…加熱用ラン
プ、26…ガス導入系(3)。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Si substrate, 2 ... oxide film, 3 ... hole part, 4 ... cleaning gas 5
... plasma, 6 ... ultraviolet light, 7 ... poly Si film, 8 ... oxide film for element isolation, 9 ... active region into which dopant is injected, 10 ... vacuum chamber, 11 ... sample wafer, 12 ... sample heating table, 13 ... cavity, 14 ... microwave power supply,
15 ... UV lamp, 16 ... Quartz window, 17 ... Gas introduction system
(1), 18: gas introduction system (2), 19: vacuum exhaust device, 20
... Sample introduction chamber, 21 ... Cleaning 8 devices, 22 ... Film forming device, 2
3 gate valve, 24 monitor, 25 heating lamp, 26 gas introduction system (3).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 富岡 秀起 東京都青梅市新町六丁目16番地の3 株式 会社日立製作所デバイス開発センタ内 Fターム(参考) 3B116 AA03 AB01 BB82 BB89 BC01 CC05 5F004 AA14 BB05 CA04 DA01 DA04 DA17 DA18 DA26 DA27 DB03 EA28 FA07  ────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of the front page (72) Inventor Hideki Tomioka 3-16-16 Shinmachi, Ome-shi, Tokyo F-term in the Hitachi, Ltd. Device Development Center Co., Ltd. 3B116 AA03 AB01 BB82 BB89 BC01 CC05 5F004 AA14 BB05 CA04 DA01 DA04 DA17 DA18 DA26 DA27 DB03 EA28 FA07

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 表面酸化膜等をエッチングする手段およ
び金属汚染と反応し蒸気圧の高い物質に変化せしめる手
段を同時にあるいは交互にあるいは周期的に行使するこ
とを特徴とする汚染除去方法。
1. A method for removing contamination, wherein means for etching a surface oxide film or the like and means for reacting with metal contamination and changing it to a substance having a high vapor pressure are used simultaneously, alternately or periodically.
【請求項2】 表面酸化膜等をエッチングする手段およ
び有機物汚染と反応し蒸気圧の高い物質に変化せしめる
手段を同時にあるいは交互にあるいは周期的に行使する
ことを特徴とする汚染除去方法。
2. A method for removing contamination, wherein means for etching a surface oxide film and the like and means for reacting with organic contaminants and changing them to a substance having a high vapor pressure are used simultaneously, alternately or periodically.
【請求項3】 ウエハ表面を酸化する手段、生成した酸
化膜をエッチングする手段、金属汚染と反応し蒸気圧の
高い物質に変化せしめる手段を同時にあるいは交互にあ
るいは周期的に行使することを特徴とする汚染除去方
法。
3. A means for oxidizing a wafer surface, a means for etching a formed oxide film, and a means for reacting with metal contamination to change to a substance having a high vapor pressure, simultaneously, alternately or periodically. Decontamination method.
【請求項4】 ウエハ表面を酸化する手段、生成した酸
化膜をエッチングする手段、有機物汚染と反応し蒸気圧
の高い物質に変化せしめる手段を同時にあるいは交互に
あるいは周期的に行使することを特徴とする汚染除去方
法。
4. A means for oxidizing a wafer surface, a means for etching a formed oxide film, and a means for reacting with organic contaminants to change to a substance having a high vapor pressure, simultaneously, alternately or periodically. Decontamination method.
【請求項5】 上記ウエハの表面酸化膜エッチング量が
50Å以上であることを特徴とする請求項3又は4記載
の汚染除去方法。
5. The method according to claim 3, wherein the etching amount of the surface oxide film on the wafer is 50 ° or more.
【請求項6】 上記ウエハ表面酸化膜をエッチングする
手段として、フッ素系ガスにプラズマを印加あるいは紫
外光を照射することを特徴とする請求項3又は4記載の
汚染除去方法。
6. The method according to claim 3, wherein the means for etching the wafer surface oxide film comprises applying plasma or irradiating ultraviolet light to a fluorine-based gas.
【請求項7】 上記金属汚染と反応し蒸気圧の高い物質
に変化せしめる手段として、当該物質の室温での蒸気圧
が10~5Pa以上であることを特徴とする請求項1又は
3記載の汚染除去方法。
7. The method according to claim 1, wherein the means for reacting with the metal contamination and changing the substance into a substance having a high vapor pressure has a vapor pressure of the substance at room temperature of 10 to 5 Pa or more. Pollution removal method.
【請求項8】 上記金属汚染と反応し蒸気圧の高い物質
に変化せしめる手段として、塩素系ガスにプラズマを印
加あるいは紫外光を照射あるいは加熱することを特徴と
する請求項1又は3記載の汚染除去方法。
8. The contamination according to claim 1, wherein the means for reacting with the metal contamination and changing the substance into a substance having a high vapor pressure is to apply plasma to a chlorine-based gas, or to irradiate or heat ultraviolet light. Removal method.
【請求項9】 上記有機物汚染と反応し蒸気圧の高い物
質に変化せしめる手段として、酸素ガスまたはオゾンガ
スにプラズマを印加する、あるいはオゾンガスに紫外光
を照射することを特徴とする請求項2又は4記載の汚染
除去方法。
9. The method according to claim 2, wherein the means for reacting with the organic substance contamination and changing the substance into a substance having a high vapor pressure includes applying plasma to oxygen gas or ozone gas, or irradiating the ozone gas with ultraviolet light. The decontamination method described.
【請求項10】 請求項1〜9いずれかに記載の汚染除
去方法に連続して、CVD、スパッタ法等により成膜す
ることを特徴とする洗浄、成膜一貫処理方法。
10. A continuous cleaning and film forming method, wherein a film is formed by a CVD method, a sputtering method, or the like, successively to the contamination removing method according to claim 1.
【請求項11】 請求項1〜9いずれかに記載の汚染除
去方法に連続して、熱酸化を行ないゲート酸化膜等を形
成することを特徴とする洗浄、熱酸化一貫処理方法。
11. A cleaning and thermal oxidation integrated processing method, wherein a gate oxide film or the like is formed by performing thermal oxidation continuously to the contamination removal method according to claim 1.
【請求項12】 請求項1〜9いずれかに記載の汚染除
去方法に連続して、熱酸化を行ないゲート酸化膜等を形
成し、さらにCVD、スパッタ法等によりゲート電極等
を成膜することを特徴とする洗浄、熱酸化、成膜一貫処
理方法。
12. A method according to claim 1, wherein thermal oxidation is performed to form a gate oxide film and the like, and a gate electrode and the like are formed by CVD, sputtering, or the like. Cleaning, thermal oxidation, film forming integrated processing method.
【請求項13】 請求項10から12いずれかに記載の
一貫処理方法において、清浄度をモニタすることにより
成膜等への切り替えを行なうことを特徴とする処理方
法。
13. The processing method according to claim 10, wherein switching to film formation or the like is performed by monitoring cleanliness.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2017152513A (en) * 2016-02-24 2017-08-31 株式会社東芝 Method of manufacturing semiconductor device, and etching method

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