JPH04213824A - Plasma polymerized film and method of removing heavy metal contamination - Google Patents

Plasma polymerized film and method of removing heavy metal contamination

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JPH04213824A
JPH04213824A JP40976690A JP40976690A JPH04213824A JP H04213824 A JPH04213824 A JP H04213824A JP 40976690 A JP40976690 A JP 40976690A JP 40976690 A JP40976690 A JP 40976690A JP H04213824 A JPH04213824 A JP H04213824A
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JP
Japan
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ultraviolet light
heavy metal
plasma polymerized
polymerized film
metal contamination
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Application number
JP40976690A
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Japanese (ja)
Inventor
Shinichi Kato
慎一 加藤
Masaaki Sato
政明 佐藤
Mutsunobu Arita
有田 睦信
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
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Abstract

PURPOSE:To remove without damage the plasma polymerized film and heavy metal contamination generated on Si surface by conducting reactive ion etching. CONSTITUTION:The silicon substrate 5, on which reactive ion etching has been finished, is put in a treatment chamber 7, and then the silicon oxide film is removed by etching. These processes are repeated two or more times.

Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

【0001】0001

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置等の製造工
程において、反応性イオンエッチング後にシリコン表面
上に形成されるプラズマ重合膜および重金属汚染の除去
方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for removing heavy metal contamination and a plasma polymerized film formed on a silicon surface after reactive ion etching in the manufacturing process of semiconductor devices.

【0002】0002

【従来の技術】半導体装置等の製造工程において、反応
性イオンエッチング(以下RIEと呼ぶ)を行った後に
シリコン(Si)表面に形成されるプラズマ重合膜の除
去工程では、酸素プラズマエッチング、あるいは酸素R
IEを用いた除去方法が多用されている。これらの除去
方法では、プラズマにより生成される反応性に富んだ酸
素原子と、プラズマ重合膜との反応により、二酸化炭素
(CO2 )等の揮発性の酸化物を生成した後、さらに
Si表面を清浄化するために、湿式の化学洗浄法、例え
ば、硫酸(H2 SO4 )/過酸化水素水(H2 O
2 )溶液、H2 SO4/硝酸(HNO3 )溶液、
あるいはフッ酸等による処理が行われている。これらの
処理については、例えば、文献「ヤング等、ジャーナル
・オブ・ザ・エレクトロケミカル・ソサェティー、12
2 巻、5号、675 頁、1975年」( M.G.
Yang.et.al, Journal of th
e Blectrochcmical Society
, Vol.122, No.5, 675(1975
))、「ミュー等、ジャーナル・オブ・アプライド・フ
ィジクス、59巻、8号、2958頁、1986年」 
(X. C. Mu. et. al. Joural
 of Applied Physics, Vol.
 59, No.8, 2967(1986))、「ガ
ンピノ等、ジャーナル・オブ・ザ・エレクトロケミカル
・ソサェティー、137 巻、3号、976 頁、19
90年」( J.P. Gambino.et.al,
 Journal of theElectroche
mical Society, Vol.137.No
.3, 976(1990)) 等に記載されている。
2. Description of the Related Art In the manufacturing process of semiconductor devices, oxygen plasma etching or oxygen R
A removal method using IE is often used. In these removal methods, highly reactive oxygen atoms generated by plasma react with the plasma polymerized film to generate volatile oxides such as carbon dioxide (CO2), and then the Si surface is further cleaned. wet chemical cleaning methods, such as sulfuric acid (H2 SO4)/hydrogen peroxide (H2 O
2) solution, H2SO4/nitric acid (HNO3) solution,
Alternatively, treatment with hydrofluoric acid or the like is performed. These treatments are described, for example, in the article "Young et al., Journal of the Electrochemical Society, 12
Volume 2, No. 5, Page 675, 1975” (M.G.
Yang. etc. Al, Journal of th
e Blectrochcmical Society
, Vol. 122, No. 5, 675 (1975
)), “Mew et al., Journal of Applied Physics, Vol. 59, No. 8, p. 2958, 1986.”
(X. C. Mu. et. al. Jural
of Applied Physics, Vol.
59, No. 8, 2967 (1986)), Gampino et al., Journal of the Electrochemical Society, Vol. 137, No. 3, p. 976, 19
'90' (J.P. Gambino.et.al,
Journal of theElectroche
mical Society, Vol. 137. No
.. 3, 976 (1990)) etc.

【0003】一方、Si表面の有機物、あるいはレジス
ト等の有機被膜の除去方法として、紫外光を用いた方法
が提案されている。この方法は、酸素、もしくは空気雰
囲気中において、紫外光照射を行うことにより生成され
る活性な酸素原子が、Si表面上の炭素、あるいはレジ
スト材料の主たる構成元素の一つである炭素と結合し、
CO2 等の揮発性の酸化物を形成させて炭素を除去す
ることにより、上述した有機物あるいはレジスト等の除
去を行う。これらの技術に関しては、例えば、文献「ジ
ャーナル・オブ・バキューム・サイエンス・アンド・テ
クノロジーA、A3巻、3号、1027頁、1985年
」( Journal of Vacuum Scie
nce & Technology A.Vol.A3
. No.3,1027(1985)) 、「ジャーナ
ル・オブ・ザ・エレクトロケミカル・ソサェテー、13
4 巻、8号、2052頁、1987年」(Journ
al of the Electrochemical
 Socicty. Vol.134,No.8, 2
052(1987))、「ジャーナル・オブ・ザ・エレ
クトロケミカル・ソサェテイー、136 巻、5号、1
474頁、1989年」(Journal of th
e Electrochemical Socicty
.Vol.136,No.5,1474(1989))
 等に記載されている。また、上述した技術を応用した
有機被膜の除去装置に関する発明が提案されている(特
開平2−1911号公報)
On the other hand, a method using ultraviolet light has been proposed as a method for removing organic substances on the Si surface or organic coatings such as resist. In this method, active oxygen atoms generated by irradiation with ultraviolet light in an oxygen or air atmosphere combine with carbon on the Si surface or with carbon, which is one of the main constituent elements of the resist material. ,
By forming a volatile oxide such as CO2 and removing carbon, the above-mentioned organic substances, resist, etc. are removed. Regarding these techniques, for example, the document "Journal of Vacuum Science and Technology A, Volume A3, No. 3, Page 1027, 1985" (Journal of Vacuum Science
nce & Technology A. Vol. A3
.. No. 3, 1027 (1985)), “Journal of the Electrochemical Society, 13
4, No. 8, p. 2052, 1987” (Journ
al of the electrochemical
Society. Vol. 134, No. 8, 2
052 (1987)), “Journal of the Electrochemical Society, Vol. 136, No. 5, 1
474 pages, 1989” (Journal of th
e Electrochemical Society
.. Vol. 136, No. 5,1474 (1989))
It is described in etc. Furthermore, an invention related to an organic film removal device applying the above-mentioned technology has been proposed (Japanese Patent Application Laid-open No. 1911/1999).

【0004】0004

【発明が解決しようとする課題】RIE後にSi表面上
に形成されるプラズマ重合膜の除去において、上述した
酸素プラズマエッチング、あるいは酸素RIEを用いる
方法では、プラズマ中で生成される荷電粒子(イオン、
電子)、および中性粒子が処理室内壁のあらゆる表面を
衝撃する。このため、処理室内壁に重金属などの汚染物
質があるとき、あるいは処理室内壁が、例えば、ステン
レスなどの金属材料で構成されているとき、その表面が
前記粒子との衝突によりスパッタされ、重金属等の汚染
物質がSi表面に付着する。また、処理室内壁と同様に
、Si表面もまた前記粒子による衝撃を受けるため、S
i表面近傍に欠陥が発生したり、RIEによりSi表面
に付着した重金属等の汚染物質が、Si基板内部へ侵入
するといった問題がある。紫外光を用いる方法では、荷
電粒子、もしくは中性粒子による衝撃がないため、上述
したような重金属汚染を低減することができる。RIE
後に生じるプラズマ重合膜、重金属汚染、あるいはプラ
ズマ照射による損傷層の除去方法としての検討は行われ
ていない。
[Problems to be Solved by the Invention] In removing the plasma polymerized film formed on the Si surface after RIE, the above-mentioned oxygen plasma etching or method using oxygen RIE removes charged particles (ions, etc.) generated in the plasma.
electrons), and neutral particles bombard every surface of the processing chamber walls. For this reason, when there are contaminants such as heavy metals on the walls of the processing chamber, or when the walls of the processing chamber are made of a metal material such as stainless steel, the surface may be sputtered due to collision with the particles, resulting in heavy metals and other contaminants. contaminants adhere to the Si surface. In addition, like the inner wall of the processing chamber, the Si surface is also affected by the particles, so the S
There are problems such as defects occurring near the i-surface and contaminants such as heavy metals attached to the Si surface by RIE entering the inside of the Si substrate. In the method using ultraviolet light, there is no impact from charged particles or neutral particles, so heavy metal contamination as described above can be reduced. R.I.E.
No study has been conducted as a method for removing the plasma-polymerized film, heavy metal contamination, or damaged layer caused by plasma irradiation that occurs later.

【0005】本発明の目的は上記の欠点を改善するため
に提案されたもので、そのRIE後にSi表面に生じる
プラズマ重合膜、重金属汚染およびSi表面近傍のプラ
ズマ照射損傷層を、上述したようなプラズマ重合膜除去
に伴う重金属汚染、あるいは損傷を発生させることなく
除去するための方法を提供することにある。
The purpose of the present invention was proposed in order to improve the above-mentioned drawbacks, and the purpose of the present invention was to eliminate the plasma polymerized film, heavy metal contamination, and plasma irradiation damage layer near the Si surface that are generated on the Si surface after RIE. It is an object of the present invention to provide a method for removing a plasma polymerized film without causing heavy metal contamination or damage during removal.

【0006】[0006]

【課題を解決するための手段】本発明では、上記の目的
を達成するため、図1に示すように、プラズマ重合膜1
の付着したSi基板4に対して、空気、あるいは酸素雰
囲気の処理室内において紫外光照射を行うことにより、
紫外光とこれにより生成されるオゾンによりプラズマ重
合膜の酸化を行い、Si表面上のプラズマ重合膜の除去
を行う。次に、Si上のシリコン酸化膜(SiO2 )
を除去するためにフッ酸等に浸す。この後、再び、前記
雰囲気内での紫外光照射、あるいは湿式の有機物除去を
行う。このときSi表面にSiO2 が形成されるので
、フッ酸等を用いて、このSiO2 の除去を行う。本
発明は、前記方法により、重金属汚染、および損傷なく
プラズマ重合膜の除去を行い、また、RIEにより生じ
たSi表面上の重金属汚染2、およびSi表面近傍の損
傷層3を除去することを特徴とする。
[Means for Solving the Problems] In order to achieve the above object, the present invention provides a plasma polymerized film 1 as shown in FIG.
By irradiating the Si substrate 4 with attached ultraviolet light in a processing chamber with an air or oxygen atmosphere,
The plasma polymerized film is oxidized by ultraviolet light and ozone generated by the ultraviolet light, and the plasma polymerized film on the Si surface is removed. Next, silicon oxide film (SiO2) on Si
Soak in hydrofluoric acid, etc. to remove. After this, ultraviolet light irradiation or wet organic substance removal is performed again in the atmosphere. At this time, SiO2 is formed on the Si surface, so this SiO2 is removed using hydrofluoric acid or the like. The present invention is characterized in that the method described above removes the plasma polymerized film without heavy metal contamination and damage, and also removes the heavy metal contamination 2 on the Si surface and the damaged layer 3 near the Si surface caused by RIE. shall be.

【0007】[0007]

【作用】空気中、もしくは酸素雰囲気中で紫外光を照射
すると、酸素分子が励起されて、活性な酸素原子および
オゾンを生成する。さらに、このオゾンもまた紫外光に
より励起されて、酸素原子を生成する。これらの酸素原
子は強力な酸化剤として働き、Si表面上のプラズマ重
合膜を酸化し、例えば、二酸化炭素(CO2 )等の揮
発性の酸化物を生成し、プラズマ重合膜の除去が行われ
る。また、活性な酸素原子はSiと結合し、SiO2 
を形成する。このSiO2 を、フッ酸等を用いて除去
することによって、SiO2と共にSi表面上の重金属
汚染を除去することができる。しかしながら、Si表面
近傍に、例えばRIEにより損傷層が存在するとき、上
記した紫外光照射により生じる酸素原子はこの損傷層を
十分に酸化することができず、酸化が停止する。そこで
、上記方法によりプラズマ重合膜の除去を行ったSi表
面に再度紫外光照射を行うか、もしくは薬液を用いてS
i表面の酸化を行う。これにより、Si表面近傍の損傷
層が酸化される。このようにして形成されたSiO2 
をフッ酸等を用いて除去することにより、損傷層を除去
することができる。
[Operation] When irradiated with ultraviolet light in air or an oxygen atmosphere, oxygen molecules are excited and active oxygen atoms and ozone are generated. Furthermore, this ozone is also excited by ultraviolet light to produce oxygen atoms. These oxygen atoms act as a strong oxidizing agent, oxidize the plasma polymerized film on the Si surface, generate volatile oxides such as carbon dioxide (CO2), and remove the plasma polymerized film. In addition, active oxygen atoms combine with Si, resulting in SiO2
form. By removing this SiO2 using hydrofluoric acid or the like, heavy metal contamination on the Si surface can be removed together with SiO2. However, when a damaged layer exists near the Si surface due to, for example, RIE, the oxygen atoms generated by the above-mentioned ultraviolet light irradiation cannot sufficiently oxidize this damaged layer, and oxidation stops. Therefore, the Si surface from which the plasma polymerized film has been removed by the above method is irradiated with ultraviolet light again, or a chemical solution is used to remove the Si surface.
i Oxidize the surface. As a result, the damaged layer near the Si surface is oxidized. SiO2 thus formed
The damaged layer can be removed by removing it using hydrofluoric acid or the like.

【0008】[0008]

【実施例】次に本発明の実施例について説明する。なお
実施例は一つの例示であって、本発明の精神を逸脱しな
い範囲で、種々の変更あるいは改良を行いうることは云
うまでもない。図2は本発明の装置の概略図を示す。ウ
ェハ5を紫外光源6が設置された処理室7のウェハサセ
プタ8に置き、空気、もしくは酸素をガス導入口9より
処理室7にする。その後、紫外光源6から発生する紫外
光を用いてウェハ5の処理を行う。ガス導入口9から導
入されたガス、および紫外光照射により生成される揮発
性のガス等は、ガス排出口10から排気される。ウェハ
5と紫外光源6との距離はなるべく近接させた方が効果
があると考えられる。なぜならば、紫外光照射により生
成されるオゾンは、波長260nmを中心として広い吸
収帯を持っているからである。この実施例では、紫外光
源6には低圧水銀ランプを用いた。また、紫外光のパワ
ー密度は、紫外光線から30mmの距離において50m
V/cm2 であった。
[Example] Next, an example of the present invention will be described. It should be noted that the embodiments are merely illustrative, and it goes without saying that various changes and improvements can be made without departing from the spirit of the present invention. FIG. 2 shows a schematic diagram of the device of the invention. The wafer 5 is placed on a wafer susceptor 8 in a processing chamber 7 in which an ultraviolet light source 6 is installed, and air or oxygen is introduced into the processing chamber 7 through a gas inlet 9. Thereafter, the wafer 5 is processed using ultraviolet light generated from the ultraviolet light source 6. Gas introduced through the gas inlet 9 and volatile gas generated by ultraviolet light irradiation are exhausted through the gas exhaust port 10. It is considered that it is more effective to make the distance between the wafer 5 and the ultraviolet light source 6 as close as possible. This is because ozone generated by ultraviolet light irradiation has a wide absorption band centered around a wavelength of 260 nm. In this embodiment, a low-pressure mercury lamp was used as the ultraviolet light source 6. In addition, the power density of ultraviolet light is 50m at a distance of 30mm from the ultraviolet light.
It was V/cm2.

【0009】この実施例では、単結晶シリコンに対して
、フロン14(CF4 )と水素(H2 )の混合ガス
をエッチングガスとしてRIEを行い、前記Si表面に
プラズマ重合膜を形成したものを試料として用いた。前
記試料をウェハサセプタ8に設置した後、空気中で紫外
光を照射した。紫外光の照射時間は20分とした。
In this example, RIE was performed on single crystal silicon using a mixed gas of fluorocarbon 14 (CF4) and hydrogen (H2) as an etching gas, and a plasma polymerized film was formed on the Si surface. Using. After the sample was placed on the wafer susceptor 8, it was irradiated with ultraviolet light in the air. The irradiation time of ultraviolet light was 20 minutes.

【0010】紫外光を照射した試料は親水性を示した。 この結果は、紫外光照射により、Cの脱離によるプラズ
マ重合膜の除去および表面付近におけるSiO2 の形
成がおこなわれたことを示唆している。
[0010] The sample irradiated with ultraviolet light showed hydrophilicity. This result suggests that ultraviolet light irradiation caused the removal of the plasma polymerized film by desorption of C and the formation of SiO2 near the surface.

【0011】次に、SiO2 を除去するために希釈フ
ッ酸に浸したが、試料は依然として親水性を示した。こ
れから清浄なSi表面が露出していないということがわ
かる。この結果は、紫外光の照射時間を長くしても同様
であった。図3に、紫外光の照射時間と、エリプソメー
ターにより測定したSiO2膜厚の関係を示す。照射時
間が20分以上では、膜厚が飽和し、酸化が進んでいな
いということがわかる。
[0011] Next, the sample was immersed in dilute hydrofluoric acid to remove SiO2, but the sample still showed hydrophilicity. It can be seen from this that no clean Si surface is exposed. This result was the same even if the irradiation time of ultraviolet light was increased. FIG. 3 shows the relationship between the ultraviolet light irradiation time and the SiO2 film thickness measured with an ellipsometer. It can be seen that when the irradiation time is 20 minutes or more, the film thickness is saturated and oxidation is not progressing.

【0012】この試料の表面近傍における炭素(C)、
酸素(O)、およびシリコン(Si)をオージェ電子分
光(AES)により調べた。図4および5に、RIE直
後および上述した希釈フッ酸処理後の試料のAES結果
を示す。上述した試料では、RIE直後に比べると、C
が大きく減少しており、Cの脱離によるプラズマ重合膜
の除去が行われたことがわかる。しかしながら、表面付
近ではSiと同程度のCが検出されており、Si表面に
はSiとCの化合物が形成されていることが考えられる
。このように1回の紫外光照射では、SiO2 の成長
が停止し、また十分にCの除去ができなかった理由とし
ては、RIEによりSi表面付近に生じた損傷層により
、活性な酸素原子の拡散が阻害されたためであると考え
られる。
Carbon (C) near the surface of this sample,
Oxygen (O) and silicon (Si) were investigated by Auger electron spectroscopy (AES). 4 and 5 show the AES results of the sample immediately after RIE and after the diluted hydrofluoric acid treatment described above. In the sample mentioned above, compared to immediately after RIE, C
It can be seen that the plasma polymerized film was removed by desorption of C. However, the same amount of C as Si was detected near the surface, and it is considered that a compound of Si and C is formed on the Si surface. The reason why the growth of SiO2 was stopped and C could not be removed sufficiently with one UV light irradiation is that the damage layer created near the Si surface by RIE caused the diffusion of active oxygen atoms. This is thought to be due to the inhibition of

【0013】そこで、この試料に再び紫外光照射を10
分間行い、その後、希釈フッ酸に試料を浸した。この結
果、試料は疎水性を示し、2回目の紫外光照射により、
Cの脱離およびSi表面の酸化がさらに進行し、その後
の希釈フッ酸処理により、清浄なSi表面が露出したと
考えれる。この試料をAESにより調べた結果を図6に
示す。1回目の紫外光照射の後、希釈フッ酸で処理を行
った試料のAES結果(図5)と比較して、Cはさらに
減少しており、表面のSiO2も除去されていることが
確認された。これらの結果から、表面のプラズマ重合膜
は、上述した方法により除去でき、また、清浄なSi表
面を得られるということがわかった。
Therefore, this sample was again irradiated with ultraviolet light for 10
After that, the sample was immersed in diluted hydrofluoric acid. As a result, the sample showed hydrophobicity, and after the second UV light irradiation,
It is considered that the desorption of C and the oxidation of the Si surface further progressed, and the subsequent diluted hydrofluoric acid treatment exposed the clean Si surface. FIG. 6 shows the results of examining this sample by AES. After the first UV light irradiation, compared to the AES results of the sample treated with diluted hydrofluoric acid (Figure 5), C was further reduced, and it was confirmed that SiO2 on the surface was also removed. Ta. From these results, it was found that the plasma polymerized film on the surface could be removed by the method described above and that a clean Si surface could be obtained.

【0014】RIE後に形成されるプラズマ重合膜の一
般的な除去方法の一つとして、酸素RIEを行った後、
H2 SO4 /H2 O2 溶液による表面の洗浄を
行い、その後、希釈フッ酸、もしくは緩衝フッ酸により
酸化物を除去する方法がよく用いられている。そこで、
比較のために、この従来法によりプラズマ重合膜の除去
を行った試料のAES分析を行った。結果を図7に示す
。図6と比較すると、紫外光照射を用いた本実施例によ
る除去方法ではCの低減に大きな効果のあることがわか
った。
As one of the general methods for removing the plasma polymerized film formed after RIE, after performing oxygen RIE,
A commonly used method is to clean the surface with a H2 SO4 /H2 O2 solution and then remove oxides with diluted hydrofluoric acid or buffered hydrofluoric acid. Therefore,
For comparison, AES analysis was performed on a sample from which the plasma polymerized film was removed by this conventional method. The results are shown in FIG. Comparison with FIG. 6 shows that the removal method according to this example using ultraviolet light irradiation has a large effect on reducing C.

【0015】Si表面における重金属汚染量は、全反射
蛍光X線分析装置(TXRF)により調べた。この結果
、RIEによりSi表面に生じた重金属汚染は、図8に
示すように、前記の従来法で鉄(Fe)が約1/3に減
少したのに対して、本発明による除去方法を用いた場合
には、Feが約1/5に減少した。これは紫外光照射に
よりSi表面に形成されたSiO2 の除去と共に、S
i表面に存在した重金属汚染も除去されたためであり、
本発明によるプラズマ重合膜の除去方法は、重金属汚染
の低減に関して、極めて有効な方法であることがわかっ
た。
The amount of heavy metal contamination on the Si surface was investigated using a total internal reflection fluorescent X-ray spectrometer (TXRF). As a result, as shown in FIG. 8, heavy metal contamination generated on the Si surface by RIE was reduced to about 1/3 using the conventional method, whereas iron (Fe) was reduced to about 1/3 using the removal method of the present invention. In this case, Fe was reduced to about 1/5. This involves the removal of SiO2 formed on the Si surface by ultraviolet light irradiation, and the
This is because the heavy metal contamination that existed on the i surface was also removed.
It has been found that the method for removing plasma polymerized films according to the present invention is an extremely effective method for reducing heavy metal contamination.

【0016】次に、第2の実施例として、第1の実施例
における2回目の紫外光照射の代わりに、薬液による表
面清浄化処理を行った場合について述べる。試料は、第
1の実施例と同一な条件で作製したウェハを用いた。こ
の試料に対して、第1の実施例で示したのと同様に、空
気中で20分間紫外照射を行った後、希釈フッ酸に浸し
て試料表面のSiO2 を除去した。次に、試料を湿式
の有機物除去法として一般的に用いられているH2 S
O4 /H2 O2 溶液に5分間浸して、有機物除去
を行った。 前記薬液による処理後、試料は親水性を示した。これは
表面にSiO2 が形成されていることを示している。 そこで、十分な水洗の後、試料を希釈フッ酸に浸し、試
料表面のSiO2 の除去を行った。この処理後の試料
は疎水性を示した。また、この試料をAESにより調べ
た結果、Cが減少しており、表面のプラズマ重合膜が除
去されたことがわかった。また、TXRFにより調べた
Si表面における重金属汚染量は、酸素RIEを用いた
従来法とほぼ同等であった。しかしながら、本発明によ
る除去方法は、Si基板に対する損傷が少ないという点
で優れていると考えられ、従来方法より低損傷なブロセ
スとして有効である。
Next, as a second embodiment, a case will be described in which a surface cleaning treatment using a chemical solution is performed instead of the second ultraviolet light irradiation in the first embodiment. As a sample, a wafer manufactured under the same conditions as in the first example was used. This sample was subjected to ultraviolet irradiation for 20 minutes in air, as in the first example, and then immersed in diluted hydrofluoric acid to remove SiO2 on the sample surface. Next, the sample was treated with H2S, which is commonly used as a wet method for removing organic matter.
Organic matter was removed by immersion in O4 /H2 O2 solution for 5 minutes. After treatment with the chemical solution, the sample showed hydrophilicity. This indicates that SiO2 is formed on the surface. Therefore, after sufficient water washing, the sample was immersed in diluted hydrofluoric acid to remove SiO2 from the sample surface. The sample after this treatment showed hydrophobicity. Further, as a result of examining this sample by AES, it was found that C was decreased and the plasma polymerized film on the surface was removed. In addition, the amount of heavy metal contamination on the Si surface investigated by TXRF was almost the same as in the conventional method using oxygen RIE. However, the removal method according to the present invention is considered to be superior in that it causes less damage to the Si substrate, and is more effective as a process with less damage than the conventional method.

【0017】[0017]

【発明の効果】以上説明したように、本発明のプラズマ
重合膜の除去方法は、RIE後にSi表面上に生じるプ
ラズマ重合膜を、紫外光照射、およびそれにより生じる
オゾンにより酸化して、Si基板上のプラズマ重合膜を
低汚染かつ低損傷で除去すると共に、Si表面に形成さ
れるSiO2 をフッ酸等を用いて除去することにより
、RIEにより損傷を受けたSi表面、およびSi表面
上の重金属汚染を除去して、清浄なSi面を露出させる
ものである。従って、半導体装置の浅い接合上のコンタ
クトホールの加工をRIEにより行った際の後処理とし
て本発明を適用すると、例えば、酸素RIEを用いる従
来方法に比べて、浅い接合部への損傷を低減することが
でき、また重金属汚染の少ない清浄なSi表面を得るこ
とができる。そのため、接合リーク電流が少なく、また
コンタクト抵抗の低い高性能な半導体装置を製造するこ
とができる。
As explained above, the plasma polymerized film removal method of the present invention oxidizes the plasma polymerized film formed on the Si surface after RIE with ultraviolet light irradiation and ozone generated thereby, and removes the Si substrate. By removing the plasma polymerized film on the Si surface with low contamination and damage, and removing SiO2 formed on the Si surface using hydrofluoric acid, the Si surface damaged by RIE and heavy metals on the Si surface can be removed. This removes contamination and exposes a clean Si surface. Therefore, when the present invention is applied as a post-processing process when a contact hole on a shallow junction of a semiconductor device is processed by RIE, damage to the shallow junction can be reduced compared to, for example, a conventional method using oxygen RIE. In addition, a clean Si surface with less heavy metal contamination can be obtained. Therefore, a high-performance semiconductor device with low junction leakage current and low contact resistance can be manufactured.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

【図1】RIEを行った後のSi表面の構造を示す。FIG. 1 shows the structure of the Si surface after RIE.

【図2】本発明を実施するための除去装置の一例を示す
概略構造図を示す。
FIG. 2 shows a schematic structural diagram showing an example of a removal device for carrying out the present invention.

【図3】紫外光の照射時間と、エリプソメーターにより
測定した酸化膜厚の関係を示す。
FIG. 3 shows the relationship between the irradiation time of ultraviolet light and the oxide film thickness measured with an ellipsometer.

【図4】RIE直後の深さ方向のAES分析結果を示す
FIG. 4 shows the results of AES analysis in the depth direction immediately after RIE.

【図5】紫外光照射および希釈フッ酸処理後の深さの方
向のAES分析結果を示す。
FIG. 5 shows the results of AES analysis in the depth direction after ultraviolet light irradiation and diluted hydrofluoric acid treatment.

【図6】紫外光照射および希釈フッ酸処理を2回繰り返
した後の深さの方向のAES分析結果を示す。
FIG. 6 shows the results of AES analysis in the depth direction after repeating ultraviolet light irradiation and diluted hydrofluoric acid treatment twice.

【図7】従来法で処理した試料の分析結果を示す。FIG. 7 shows the analysis results of a sample processed by a conventional method.

【図8】本発明を含めた各種処理方法と、TXRFによ
り調べた重金属汚染量の関係を示す。
FIG. 8 shows the relationship between various treatment methods including the present invention and the amount of heavy metal contamination investigated by TXRF.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1  プラズマ重合膜 2  重金属汚染 3  損傷層 4  Si 5  ウェハ 6  紫外光源 7  処理室 8  ウェハサセプタ 9  ガス導入口 10  ガス排出口。 1 Plasma polymerized membrane 2 Heavy metal pollution 3 Damage layer 4 Si 5 Wafer 6 Ultraviolet light source 7 Processing room 8 Wafer susceptor 9 Gas inlet 10 Gas outlet.

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】  反応性イオンエッチングによりエッチ
ングを行ったシリコン基板を、紫外光照射装置を有する
処理室内に装填し、空気中もしくは酸素雰囲気中で、前
記シリコン表面に対して、紫外光照射によるシリコン表
面の酸化を行った後、このシリコン酸化膜のエッチング
を行う、これらの工程を2回以上繰り返し行うことによ
り、反応性イオンエッチングによりシリコン表面上に生
じるプラズマ重合膜、シリコン表面上の重金属汚染およ
びプラズマ照射による表面付近の損傷層を除去する方法
1. A silicon substrate etched by reactive ion etching is loaded into a processing chamber equipped with an ultraviolet light irradiation device, and the silicon surface is etched by ultraviolet light irradiation in air or an oxygen atmosphere. After oxidizing the surface, this silicon oxide film is etched. By repeating these steps two or more times, a plasma polymerized film formed on the silicon surface due to reactive ion etching, heavy metal contamination on the silicon surface, and A method of removing damaged layers near the surface by plasma irradiation.
【請求項2】  反応性イオンエッチングによりエッチ
ングを行ったシリコン基板を、前記処理室内に充填し、
空気中もしくは酸素雰囲気中で、前記シリコン表面に対
して、紫外光照射によるシリコン表面の酸化を行い、そ
の後、このシリコン酸化膜のエッチングを行い、さらに
、薬液によりシリコン表面を再び酸化し、このシリコン
酸化膜のエッチングを行うことにより、反応性イオンエ
ッチングによりシリコン表面上に生じるプラズマ重合膜
、シリコン表面上の重金属汚染およびプラズマ照射によ
る表面付近の損傷層を除去する方法。
2. Filling the processing chamber with a silicon substrate etched by reactive ion etching,
The silicon surface is oxidized by irradiation with ultraviolet light in air or an oxygen atmosphere, then this silicon oxide film is etched, and the silicon surface is further oxidized again with a chemical solution to oxidize the silicon surface. A method of etching the oxide film to remove a plasma polymerized film formed on the silicon surface by reactive ion etching, heavy metal contamination on the silicon surface, and damaged layers near the surface due to plasma irradiation.
JP40976690A 1990-12-10 1990-12-10 Plasma polymerized film and method of removing heavy metal contamination Pending JPH04213824A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005064392A (en) * 2003-08-19 2005-03-10 Neomax Co Ltd METHOD OF MANUFACTURING SiC SINGLE-CRYSTAL SUBSTRATE

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