JP2003059897A - Method for removing native oxide - Google Patents
Method for removing native oxideInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、半導体デバイスを
製造するに際し半導体ウェハ（シリコンウェハ）上の自
然酸化膜を除去する方法に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for removing a natural oxide film on a semiconductor wafer (silicon wafer) when manufacturing a semiconductor device.
【０００２】[0002]
【従来の技術】近年、半導体デバイスの高集積化、微細
化は急速な進展をみせており、現在のサブハーフミクロ
ンからサブクォータミクロンへと着実に移行しようとし
ている。このような半導体デバイスの高集積化、微細化
の流れにおいては、半導体ウェハを大気中に置いた際に
生ずる自然酸化膜（ＳｉＯ2）を除去することが極めて
重要となってきている。2. Description of the Related Art In recent years, high integration and miniaturization of semiconductor devices have made rapid progress, and steadily shifting from the present sub-half micron to sub-quarter micron. In such a trend toward high integration and miniaturization of semiconductor devices, it has become extremely important to remove the natural oxide film (SiO 2 ) generated when the semiconductor wafer is placed in the atmosphere.
【０００３】従来、自然酸化膜を除去する技術として
は、Ａｒのプラズマによりドライエッチングを行うもの
が主流であった。しかしながら、例えばコンタクトホー
ルを有するＳｉＯ2膜が形成された半導体ウェハに対
し、ドライエッチングによる自然酸化膜除去を行った場
合、Ａｒイオンがコンタクトホールの入口縁部を削り、
その形状を損なう場合があるという問題があった。Conventionally, as a technique for removing the natural oxide film, dry etching using Ar plasma has been the mainstream. However, for example, when a natural oxide film is removed by dry etching on a semiconductor wafer on which a SiO 2 film having a contact hole is formed, Ar ions scrape the entrance edge of the contact hole,
There is a problem that the shape may be impaired.
【０００４】そこで、近年においては、ＮＦ3及びＨｅ
ガスをプラズマ化し、ＳｉＯ2と反応させてＳｉＦ4等の
ガスに変えて除去する方法が注目されている。Therefore, in recent years, NF 3 and He
Attention has been focused on a method of converting a gas into plasma, reacting it with SiO 2, and changing it to a gas such as SiF 4 to remove it.
【０００５】この方法では、高密度のプラズマを生成す
ることが有効であることから、図１に示すような誘導結
合方式のプラズマ反応装置１０が用いられる。このプラ
ズマ反応装置１０は、内部が減圧される反応容器１２
と、反応容器１２内に配置されたウェハ支持体１４とを
備えている。反応容器１２の半球状の上部部分はアルミ
ナ等の絶縁材料からなる高周波導入窓１６となってお
り、その周囲には高周波アンテナ１８と称されるコイル
が配置されている。このアンテナ１８に高周波電力を印
加することで、反応容器１２の内部に導入されたガス、
すなわちＮＦ3及びＨｅはプラズマ化される。そして、
ウェハ支持体１４と反応容器１２の下部の容器壁２０と
の間に高周波電力を印加することで、Ｆイオン等がウェ
ハ支持体１４上の半導体ウェハＷ表面の自然酸化膜に導
かれ、前記反応が生ずることとなる。In this method, since it is effective to generate high density plasma, an inductively coupled plasma reactor 10 as shown in FIG. 1 is used. The plasma reactor 10 includes a reaction container 12 whose inside is depressurized.
And a wafer support 14 arranged in the reaction container 12. A hemispherical upper portion of the reaction vessel 12 is a high frequency introduction window 16 made of an insulating material such as alumina, and a coil called a high frequency antenna 18 is arranged around the high frequency introduction window 16. By applying high frequency power to the antenna 18, the gas introduced into the reaction container 12
That is, NF 3 and He are turned into plasma. And
By applying high-frequency power between the wafer support 14 and the container wall 20 below the reaction container 12, F ions and the like are guided to the natural oxide film on the surface of the semiconductor wafer W on the wafer support 14, and the reaction is performed. Will occur.
【０００６】[0006]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たような従来の自然酸化膜除去方法では、除去プロセス
が完了した後、プラズマ反応装置から処理済みの半導体
ウェハを取り出すと、その半導体ウェハに傷が付いてい
ることがあり、場合によっては破損していることもあっ
た。However, in the conventional natural oxide film removal method as described above, when the processed semiconductor wafer is taken out from the plasma reactor after the removal process is completed, the semiconductor wafer is damaged. Sometimes it was attached and sometimes it was damaged.
【０００７】本発明は、自然酸化膜除去プロセスに伴う
上述したような半導体ウェハの損傷を防止することを主
目的とする。The main object of the present invention is to prevent the semiconductor wafer from being damaged as described above due to the natural oxide film removal process.
【０００８】[0008]
【課題を解決するための手段】従来一般のプラズマ反応
装置は内部を目視により観察することができないため、
半導体ウェハの破損等の原因は不明であるが、本発明者
は種々検討した結果、プラズマにより半導体ウェハが負
に帯電し、ウェハ支持体に静電的に固定されたためであ
ると考えた。すなわち、処理中に半導体ウェハがウェハ
支持体に静電的に固着しため、半導体ウェハを取り出す
ためにリフト装置のリフトピンにより半導体ウェハを持
ち上げようとしたとき、半導体ウェハがウェハ支持体か
ら無理に引き剥がされ、リフトピン上で飛び跳ねた結果
と考えたのである。In the conventional general plasma reactor, the inside cannot be visually observed.
Although the cause of breakage of the semiconductor wafer is unknown, the inventors of the present invention have made various studies and thought that the reason is that the semiconductor wafer was negatively charged by plasma and electrostatically fixed to the wafer support. That is, since the semiconductor wafer electrostatically adheres to the wafer support during processing, when the semiconductor wafer is lifted by the lift pins of the lift device to take out the semiconductor wafer, the semiconductor wafer is forcibly pulled from the wafer support. I thought it was the result of being peeled off and bouncing on the lift pins.
【０００９】本発明はかかる知見に基づいてなされたも
のであり、高周波導入窓を有する反応容器と、高周波導
入窓の周囲に配置されたコイル状の高周波アンテナと、
反応容器内に配置されたウェハ支持体と、高周波アンテ
ナに高周波電力を印加する第１の高周波電源と、ウェハ
支持体に高周波電力を印加する第２の高周波電源とを備
える誘導結合式のプラズマ反応装置を用意する第１ステ
ップと、ウェハ支持体により半導体ウェハを支持し、反
応容器内を所定の真空度に減圧し、反応容器内にＮＦ3
ガス及びＨｅガスを導入し、第１の高周波電源により高
周波アンテナに第１の所定値の電力を印加し、且つ、第
２の高周波電源によりウェハ支持体に第２の所定値の電
力を印加する第２ステップと、第２ステップの後、反応
容器内へのへのＮＦ3ガスの導入を停止し、第２の高周
波電源による印加電圧を第２の所定値よりも低い第３の
所定値とする第３ステップとを含む自然酸化膜除去方法
を特徴としている。The present invention has been made on the basis of such findings, and a reaction container having a high-frequency introduction window, a coil-shaped high-frequency antenna arranged around the high-frequency introduction window,
Inductively coupled plasma reaction including a wafer support disposed in the reaction container, a first high frequency power supply for applying high frequency power to the high frequency antenna, and a second high frequency power supply for applying high frequency power to the wafer support. The first step of preparing the apparatus is to support the semiconductor wafer by the wafer support, depressurize the inside of the reaction vessel to a predetermined degree of vacuum, and NF 3 inside the reaction vessel.
Gas and He gas are introduced, a first high frequency power source applies a first predetermined value of electric power to the high frequency antenna, and a second high frequency power source applies a second predetermined value of electric power to the wafer support. In the second step, after the second step, the introduction of NF 3 gas into the reaction vessel is stopped, and the voltage applied by the second high frequency power source is set to a third predetermined value lower than the second predetermined value. And a natural oxide film removing method including a third step.
【００１０】かかる方法では、第２ステップを実行する
ことで自然酸化膜であるＳｉＯ2が除去される。その
後、ＮＦ3ガスの供給を停止して自然酸化膜の除去を終
了すると共に、第２の高周波電源によるウェハ支持体へ
の印加電力の値を下げることで、半導体ウェハの負の帯
電量が低減される。その結果として、静電的な固着、い
わゆるスティッキィ（sticky）が解消ないしは軽減され
る。In this method, the second step is executed to remove the SiO 2 which is a natural oxide film. After that, the supply of NF 3 gas is stopped to complete the removal of the natural oxide film, and at the same time, the value of the power applied to the wafer support by the second high-frequency power supply is reduced to reduce the negative charge amount of the semiconductor wafer. To be done. As a result, electrostatic sticking, so-called sticky, is eliminated or reduced.
【００１１】なお、第３ステップにおいて、ＮＦ3ガス
の供給を停止すると共に、反応容器内にＡｒガスを導入
することが有効である。Ｈｅガスのみではプラズマがた
ちにくいため、低流量でもプラズマが安定して生成され
るＡｒガスを導入することとしたのである。In the third step, it is effective to stop the supply of NF 3 gas and introduce Ar gas into the reaction vessel. Since the plasma is difficult to reach only with He gas, it was decided to introduce the Ar gas that stably generates plasma even at a low flow rate.
【００１２】また、第２ステップの後であって、第３ス
テップの前に、第２の高周波電源による印加電圧を第２
の所定値よりも低い第３の所定値とする第４ステップを
行うことが好ましい。この第４ステップにより、パーテ
ィクルの半導体ウェハへの付着を防止することができ
る。Further, after the second step and before the third step, the voltage applied by the second high frequency power source is changed to the second voltage.
It is preferable to perform the fourth step with a third predetermined value lower than the predetermined value of. The fourth step can prevent particles from adhering to the semiconductor wafer.
【００１３】[0013]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
適な実施形態について詳細に説明する。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, preferred embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
【００１４】図１は、本発明による自然酸化膜除去方法
が実行され得るプラズマ反応装置を示している。このプ
ラズマ反応装置１０は、内部が減圧される反応容器１２
を備えている。反応容器１２は、ステンレス鋼のような
導電性の金属材料からなる円筒状の容器壁２０と、その
上部に取り付けられた半球ドーム状の高周波導入窓１６
とから構成されている。高周波導入窓１６はアルミナ等
から作られている。FIG. 1 shows a plasma reactor in which the method for removing a native oxide film according to the present invention can be carried out. The plasma reactor 10 includes a reaction container 12 whose inside is depressurized.
Is equipped with. The reaction container 12 includes a cylindrical container wall 20 made of a conductive metal material such as stainless steel, and a hemispherical dome-shaped high-frequency introduction window 16 attached to the upper part thereof.
It consists of and. The high frequency introduction window 16 is made of alumina or the like.
【００１５】高周波導入窓１６の外側には、反応容器１
２内に高周波を誘導してプラズマ維持のためのエネルギ
を供給するための高周波アンテナ１８がコイル状に巻回
されている。このアンテナ１８の両端には整合器２２を
介して第１の高周波電源２４が接続されている。The reaction vessel 1 is provided outside the high frequency introduction window 16.
A high-frequency antenna 18 for inducing high-frequency waves to supply energy for plasma maintenance is wound in a coil shape in the coil 2. A first high frequency power supply 24 is connected to both ends of the antenna 18 via a matching unit 22.
【００１６】反応容器１２の内部には、被処理基体であ
る半導体ウェハＷを載置するサセプタ（ウェハ支持体）
１４が配置されている。符号２６で示す部分はＡｌ2Ｏ3
からなるサセプタカバーであり、その上面に半導体ウェ
ハＷが載置、支持される。サセプタ１４は電極としても
機能し、反応容器１２の容器壁２０との間に、整合器２
８及び第２の高周波電源３０が接続されている。Inside the reaction vessel 12, a susceptor (wafer support) on which a semiconductor wafer W, which is a substrate to be processed, is placed.
14 are arranged. The portion indicated by reference numeral 26 is Al 2 O 3
The semiconductor wafer W is placed and supported on the upper surface of the susceptor cover. The susceptor 14 also functions as an electrode, and is disposed between the susceptor 14 and the container wall 20 of the reaction container 12 so that the matching device 2
8 and the second high frequency power source 30 are connected.
【００１７】サセプタ１４の下方には、反応容器１２の
外部に配置されているウェハ搬送ロボットとサセプタ１
４との間の半導体ウェハＷの受渡しを可能とするための
リフト装置が配置されている。リフト装置は、垂直上方
に延びる少なくとも３本のリフトピン３２と、これらの
リフトピン３２を上下させるための駆動機構（図示しな
い）とを備えている。リフトピン３２は、サセプタ１４
の対応の位置に形成された貫通孔３４を通して上下動さ
れ、その上端をサセプタ１４の上面よりも高い位置に配
置することが可能となっている。Below the susceptor 14, the wafer transfer robot disposed outside the reaction container 12 and the susceptor 1 are provided.
4, a lift device is arranged to enable the delivery of the semiconductor wafer W to and from the semiconductor wafer W. The lift device includes at least three lift pins 32 extending vertically upward and a drive mechanism (not shown) for moving the lift pins 32 up and down. The lift pin 32 is used for the susceptor 14.
It is possible to move up and down through the through holes 34 formed at the corresponding positions, and the upper end thereof can be arranged at a position higher than the upper surface of the susceptor 14.
【００１８】また、反応容器１２には、ガス供給源（図
示しない）から供給されるガスを内部に導入するための
ガス供給口３６が設けられている。本実施形態では、ガ
ス供給源はＮＦ3ガス、Ｈｅガス及びＡｒガス用の３種
類がある。また、反応容器１２の排気口３８には真空ポ
ンプが接続されている。Further, the reaction vessel 12 is provided with a gas supply port 36 for introducing a gas supplied from a gas supply source (not shown) into the inside. In the present embodiment, there are three types of gas supply sources for NF 3 gas, He gas and Ar gas. A vacuum pump is connected to the exhaust port 38 of the reaction container 12.
【００１９】次に、このような構成のプラズマ反応装置
１０を用いて、本発明の方法により自然酸化膜を除去す
る手順について説明する。Next, the procedure for removing the natural oxide film by the method of the present invention using the plasma reactor 10 having such a structure will be described.
【００２０】まず、特許請求の範囲でいう第１ステップ
として上記構成のプラズマ反応装置１０を用意する。First, as the first step referred to in the claims, the plasma reactor 10 having the above construction is prepared.
【００２１】次いで、サセプタ１４上に半導体ウェハＷ
を載せ、静電チャック２６により固定する。そして、真
空ポンプを起動し、反応容器１２内を所定の真空度まで
減圧する。このプラズマ反応装置１２は誘導結合型であ
り、比較的高真空でのプラズマ生成が可能であることか
ら、例えば３〜２０ｍＴｏｒｒ、好ましくは４〜６ｍＴ
ｏｒｒの真空度とする。また、自然酸化膜除去のための
処理ガスとして、ガス供給源からＮＦ3ガスを３ｓｃｃ
ｍ、Ｈｅガスを４７ｓｃｃｍの流量で反応容器１２内に
導入する。この後、高周波アンテナ１８に例えば１００
Ｗの高周波電力を印加すると共に、サセプタ１４と容器
壁２０との間に７５Ｗの高周波電力を印加する。Next, the semiconductor wafer W is placed on the susceptor 14.
Is mounted and fixed by the electrostatic chuck 26. Then, the vacuum pump is started to reduce the pressure in the reaction container 12 to a predetermined vacuum degree. The plasma reactor 12 is an inductively coupled type and can generate plasma in a relatively high vacuum.
The degree of vacuum is orr. In addition, as a processing gas for removing the natural oxide film, 3 sccc of NF 3 gas from a gas supply source is used.
m and He gas are introduced into the reaction container 12 at a flow rate of 47 sccm. After this, the high frequency antenna 18 is, for example, 100
A high frequency power of W is applied, and a high frequency power of 75 W is applied between the susceptor 14 and the container wall 20.
【００２２】サセプタ１４による半導体ウェハＷの支持
から高周波電力の印加までのプロセスは特許請求の範囲
にいう第２ステップであるが、このプロセスにより、高
周波アンテナ１８から高周波導入窓１６を介して減圧容
器１２の内部に電磁界が誘導され、処理ガスがプラズマ
化される。そして、サセプタ１４上の半導体ウェハＷ表
面の自然酸化膜（ＳｉＯ2）はＮＦ3と反応し、ＳｉＦ4
等のガスとなって除去され、ＳｉＦ4等のガスは排気口
３８から排出される。The process from the supporting of the semiconductor wafer W by the susceptor 14 to the application of the high frequency power is the second step in the claims. An electromagnetic field is induced inside 12 and the processing gas is turned into plasma. Then, the natural oxide film (SiO 2 ) on the surface of the semiconductor wafer W on the susceptor 14 reacts with NF 3 and SiF 4
The gas such as SiF 4 is removed, and the gas such as SiF 4 is discharged from the exhaust port 38.
【００２３】このプロセスにおいて、反応容器１２内の
プラズマは高周波導入窓１６の内壁面を浸食し、アルミ
ニウム系のパーティクルを発生させ、自然酸化膜からも
シリコン系のパーティクルを発生させる。このようなパ
ーティクルの大部分は、反応容器１２内が高真空とされ
ているため、真空ポンプにより反応容器１２から排出さ
れるが、その一部は、極く僅かであるが、半導体ウェハ
Ｗ上に静電的に吸着されるおそれがある。この吸着はサ
セプタ１４に大きな高周波電力が供給されているからと
考えられる。In this process, the plasma in the reaction vessel 12 erodes the inner wall surface of the high frequency introducing window 16 to generate aluminum-based particles and also silicon-based particles from the natural oxide film. Most of such particles are discharged from the reaction container 12 by the vacuum pump because the inside of the reaction container 12 is in a high vacuum, but some of them are very small on the semiconductor wafer W. May be electrostatically adsorbed by. It is considered that this adsorption is because a large high frequency power is supplied to the susceptor 14.
【００２４】そこで、第１の高周波電源２４による１０
０Ｗ高周波電力の印加及び第２の高周波電源３０による
７５Ｗ高周波電力の印加を所定時間行った後、反応容器
１２内の真空度、ＮＦ3ガス及びＨｅガスの導入流量、
並びに、第１の高周波電源２４による印加電力を上記の
まま維持する一方、第２の高周波電源３０からの電力を
１Ｗ程度に低下させ、その状態を数秒間、例えば４秒間
維持する。Therefore, the first high frequency power source 24
After the application of 0 W high-frequency power and the application of 75 W high-frequency power by the second high-frequency power source 30 for a predetermined time, the degree of vacuum in the reaction vessel 12, the introduction flow rates of NF 3 gas and He gas,
Further, while the power applied by the first high frequency power supply 24 is maintained as it is, the power from the second high frequency power supply 30 is reduced to about 1 W and the state is maintained for several seconds, for example, 4 seconds.
【００２５】このプロセス（特許請求の範囲にいう第４
ステップ）においては、第１の高周波電源２４からの電
力は１００Ｗに維持されているため、反応容器１２内の
プラズマは維持される。従って、ＮＦ3との反応による
自然酸化膜の除去も継続して行われる。一方、第２の高
周波電源３０の電力は１Ｗ程度に低減されるため、自然
酸化膜除去の効率は低下するが、半導体ウェハＷの帯電
量が印加電力の低下に伴って減じられるため、反応容器
１２内に浮遊しているパーティクルが半導体ウェハＷに
静電的に付着することが防止される。更に、既に半導体
ウェハＷに付着したパーティクルも、半導体ウェハＷか
ら容易に分離して反応容器１２内に放散される。このよ
うに、半導体ウェハＷに付着せず反応容器１２内で浮遊
しているパーティクルは、真空ポンプにより反応容器１
２から排出されることになる。This process (No. 4 in the claims)
In the step), the electric power from the first high-frequency power source 24 is maintained at 100 W, so that the plasma in the reaction vessel 12 is maintained. Therefore, the natural oxide film is continuously removed by the reaction with NF 3 . On the other hand, since the power of the second high-frequency power source 30 is reduced to about 1 W, the efficiency of removing the natural oxide film is reduced, but the charge amount of the semiconductor wafer W is reduced as the applied power is reduced, so that the reaction container is reduced. Particles floating in 12 are prevented from electrostatically adhering to the semiconductor wafer W. Further, the particles already attached to the semiconductor wafer W are easily separated from the semiconductor wafer W and diffused into the reaction container 12. As described above, the particles floating in the reaction container 12 without adhering to the semiconductor wafer W are removed from the reaction container 1 by the vacuum pump.
It will be discharged from 2.
【００２６】なお、このプロセス（第４ステップ）は、
プラズマが不安定となり、長時間このプロセスを維持す
ることはできない。また、半導体ウェハＷの依存性によ
り、プラズマが不安定となるタイミングが区々であると
いう問題もある。そこで、このプロセスは比較的短時
間、例えば４秒程度としている。This process (fourth step) is
The plasma becomes unstable and the process cannot be maintained for a long time. There is also a problem that the plasma becomes unstable at different timings due to the dependency of the semiconductor wafer W. Therefore, this process is set to a relatively short time, for example, about 4 seconds.
【００２７】続いて、第１の高周波電源２４による１０
０Ｗ高周波電力の印加及び第２の高周波電源３０による
１Ｗ高周波電力の印加を維持すると共に、反応容器１２
内の真空度を維持したまま、ＮＦ3ガスの導入を停止
し、Ｈｅガスの導入流量を１０ｓｃｃｍに減じる。同時
に、Ａｒガス供給源からＡｒガスを１０ｓｃｃｍの流量
で供給する。Then, the first high frequency power source 24
While maintaining the application of 0 W high frequency power and the application of 1 W high frequency power by the second high frequency power source 30, the reaction container 12
While maintaining the degree of vacuum inside, the introduction of NF 3 gas is stopped and the introduction flow rate of He gas is reduced to 10 sccm. At the same time, Ar gas is supplied from the Ar gas supply source at a flow rate of 10 sccm.
【００２８】このプロセス（特許請求の範囲にいう第３
ステップ）では、ＮＦ3ガスの導入が停止された時点
で、実質的に自然酸化膜の除去は終了する。また、引き
続き第２の高周波電源３０によりサセプタ１４に印加さ
れる電力は１Ｗ程度とされているため、半導体ウェハＷ
の帯電量は更に低減し、半導体ウェハＷのサセプタ１４
に対する静電的固着が解消される。勿論、帯電量の更な
る低減により、未だ半導体ウェハＷ上に静電的に付着し
ているパーティクルも分離し、真空ポンプにより吸引除
去されることになる。This process (the third part of the claims)
In the step), the removal of the natural oxide film is substantially completed when the introduction of the NF 3 gas is stopped. Further, since the electric power continuously applied to the susceptor 14 by the second high frequency power supply 30 is about 1 W, the semiconductor wafer W
The amount of charge on the susceptor 14 of the semiconductor wafer W is further reduced.
The electrostatic sticking to is eliminated. As a matter of course, by further reducing the charge amount, particles still electrostatically attached to the semiconductor wafer W are also separated and sucked and removed by the vacuum pump.
【００２９】なお、反応容器１２内のプラズマが消失し
た場合には、印加電圧を下げても半導体ウェハＷの帯電
量を減じることができないため、プラズマを維持するた
めの最小限のガス量としてＨｅガス及びＡｒガスの導入
流量をそれぞれ１０ｓｃｃｍとした。また、導入ガスが
Ｈｅガスのみであっても半導体ウェハＷの帯電量を減じ
ることが可能であるが、Ｈｅガスのみではプラズマがた
ちにくいため、低流量でも安定してプラズマを生成でき
るＡｒガスを導入することとした。When the plasma in the reaction vessel 12 disappears, the amount of charge on the semiconductor wafer W cannot be reduced even by lowering the applied voltage, so He is used as the minimum gas amount for maintaining the plasma. The introduction flow rates of the gas and Ar gas were each 10 sccm. Further, even if the introduced gas is only He gas, it is possible to reduce the charge amount of the semiconductor wafer W. However, since plasma is difficult to reach only with He gas, Ar gas that can stably generate plasma even at a low flow rate is used. I decided to introduce it.
【００３０】このプロセスを数秒間、例えば５秒間程度
行った後、サセプタ１４から半導体ウェハＷを持ち上げ
るためにリフトピン３２を上昇させても、半導体ウェハ
Ｗとサセプタ１４との間の静電的な固着は解消されてい
るので、半導体ウェハＷがリフトピン３２上で跳ねるこ
とはない。After this process is performed for several seconds, for example, about 5 seconds, even if the lift pins 32 are lifted to lift the semiconductor wafer W from the susceptor 14, electrostatic sticking between the semiconductor wafer W and the susceptor 14 is performed. Therefore, the semiconductor wafer W does not bounce on the lift pins 32.
【００３１】実際に上述した全てのプロセスを実行した
後、リフトピン３２に移載された半導体ウェハＷをロボ
ットにより反応容器１２から取り出し、検査すると、従
来生じていた損傷はなく、パーティクルの付着も殆どな
いことが確認された。After all the above-mentioned processes have been actually carried out, the semiconductor wafer W transferred to the lift pins 32 is taken out from the reaction container 12 by a robot and inspected, there is no damage that has occurred conventionally, and almost no particles adhere. It was confirmed that there was not.
【００３２】以上、本発明の好適な実施形態について詳
細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されない
ことはいうまでもない。The preferred embodiments of the present invention have been described above in detail, but it goes without saying that the present invention is not limited to the above embodiments.
【００３３】例えば、各ガスの流量は上記のものに限ら
れない。For example, the flow rate of each gas is not limited to the above.
【００３４】また、電力の大きさも上記に限られない。
特に、第２の高周波電源３０による電力については、半
導体ウェハＷがリフトピン３２上で跳ねることがなけれ
ば、半導体ウェハＷとサセプタ１４との間に若干の静電
的固着が残っていたとしても実用上問題がないため、上
述した１Ｗに限定する必要はない。The magnitude of electric power is not limited to the above.
In particular, regarding the electric power from the second high frequency power supply 30, if the semiconductor wafer W does not bounce on the lift pins 32, even if some electrostatic sticking remains between the semiconductor wafer W and the susceptor 14, it is practical. Since there is no problem on the above, it is not necessary to limit to 1 W described above.
【００３５】[0035]
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、Ｎ
Ｆ3ガスを用いて自然酸化膜を除去した後、従来生じて
いた半導体ウェハの損傷が防止され、また、パーティク
ル付着も大幅に抑制された。従って、本発明は、半導体
デバイスの性能や歩留まりの向上にも寄与するものであ
る。As described above, according to the present invention, N
After removing the natural oxide film by using F 3 gas, the conventional damage of the semiconductor wafer was prevented, and the adhesion of particles was significantly suppressed. Therefore, the present invention also contributes to improving the performance and yield of semiconductor devices.
【図１】本発明の方法を実施し得るプラズマ反応装置を
概略的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory view schematically showing a plasma reactor capable of carrying out the method of the present invention.
１０…プラズマ反応装置、１２…反応容器、１４…サセ
プタ（ウェハ支持体）、１６…高周波導入窓、１８…高
周波アンテナ、２０…容器壁、２４…第１の高周波電
源、３０…第２の高周波電源、３２…リフトピン。DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 ... Plasma reactor, 12 ... Reaction container, 14 ... Susceptor (wafer support), 16 ... High frequency introduction window, 18 ... High frequency antenna, 20 ... Vessel wall, 24 ... First high frequency power supply, 30 ... Second high frequency Power supply, 32 ... lift pin.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 横山 靖典 千葉県成田市新泉14−３野毛平工業団地内 アプライド マテリアルズ ジャパン 株式会社内 Ｆターム(参考） 5F004 AA06 BA20 BB11 BC06 CA02 CA03 DA17 DA22 DB03 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page (72) Inventor, Yasunori Yokoyama 14-3 Shinsen, Narita-shi, Chiba Nogedaira Industrial Park Applied Materials Japan Within the corporation F-term (reference) 5F004 AA06 BA20 BB11 BC06 CA02 CA03 DA17 DA22 DB03
Claims (3)
高周波導入窓の周囲に配置されたコイル状の高周波アン
テナと、前記反応容器内に配置されたウェハ支持体と、
前記高周波アンテナに高周波電力を印加する第１の高周
波電源と、前記ウェハ支持体に高周波電力を印加する第
２の高周波電源とを備える誘導結合式のプラズマ反応装
置を用意する第１ステップと、 前記ウェハ支持体により半導体ウェハを支持し、前記反
応容器内を所定の真空度に減圧し、前記反応容器内にＮ
Ｆ3ガス及びＨｅガスを導入し、前記第１の高周波電源
により前記高周波アンテナに第１の所定値の電力を印加
し、且つ、前記第２の高周波電源により前記ウェハ支持
体に第２の所定値の電力を印加する第２ステップと、 前記第２ステップの後、前記反応容器内へのＮＦ3ガス
の導入を停止し、前記第２の高周波電源による印加電圧
を前記第２の所定値よりも低い第３の所定値とする第３
ステップとを含む自然酸化膜除去方法。1. A reaction container having a high-frequency introduction window, a coil-shaped high-frequency antenna arranged around the high-frequency introduction window, and a wafer support arranged in the reaction container.
A first step of preparing an inductively coupled plasma reactor including a first high frequency power source for applying high frequency power to the high frequency antenna and a second high frequency power source for applying high frequency power to the wafer support; A semiconductor wafer is supported by a wafer support, the inside of the reaction container is depressurized to a predetermined vacuum degree, and N
Introducing F 3 gas and He gas, applying a first predetermined value of electric power to the high frequency antenna by the first high frequency power supply, and applying a second predetermined power to the wafer support by the second high frequency power supply. A second step of applying a value of electric power, and after the second step, the introduction of NF 3 gas into the reaction vessel is stopped, and the voltage applied by the second high frequency power source is set to be lower than the second predetermined value. The third predetermined value which is also low
A method for removing a native oxide film, the method comprising:
器内にＡｒガスを導入する請求項１に記載の自然酸化膜
除去方法。2. The natural oxide film removal method according to claim 1, wherein Ar gas is introduced into the reaction vessel in the third step.
３ステップの前に、前記第２の高周波電源による印加電
圧を前記第２の所定値よりも低い第３の所定値とする第
４ステップを含む請求項１又は２に記載の自然酸化膜除
去方法。3. After the second step and before the third step, a voltage applied by the second high frequency power source is set to a third predetermined value lower than the second predetermined value. The natural oxide film removal method according to claim 1 or 2, including 4 steps.
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2001
- 2001-07-31 JP JP2001232339A patent/JP2003059897A/en active Pending
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