리모트 수소 플라즈마를 이용하여 Si 기판 위의 구리 오염의 제거 효과에 관하여 조사하였다. 최적의 공정 조건을 찾기 위하여 Si 기판을 1ppm ${CuCI}_{2}$ 표준 화학 용액으로 인위적으로 오염시킨 후 rf power와 세정시간, 거리 (수소플라즈마 중심에서 Si 기판표면까지의 거리)등의 공정 변수를 변화시키며 리모트 수소 플라즈마 세정을 실시하였다. 리모트 수소 플라즈마 세정 후 Si 표면의 분석을 위하여 TXRF(total x-ray reflection fluorescence)와 AFM(atomic force microscope)측정을 실시하였다. 리모트 수소 플라즈마 세정이 Cu의 제거에 효과적이며 Si 표면의 거칠기에 나쁜 영향을 주지 않음을 TXRF와 AFM 분석결과로부터 알 수 있었다. Cu 불순물의 흡착 메커니즘은 산화 환원 전위 이론으로 설명될 수 있으며, Cu 불순물의 제거 메커니즘은 XPS(x-ray photoelectron spectroscopy)분석결과를 근거로 하여 다음과 같이 설명할 수 있다. :먼저 Cu 이온이 Si 표면에 흡착되어 화학적 산화막을 생성한다. 그 다음, 수소 플라즈마 중의 반응성이 강한 수소이온이 이 산화막을 분해시켜 제거하며 Cu 불순물은 산화막이 제거될 때 함께 제거된다.
Removal of Cu impurities on Si substrates using remote H-plasma was investigated. Si substrates were intentionally contaminated by 1ppm ${CuCI}_{2}$, standard chemical solution. To determine the optimal process condition, remote H-plasma cleaning was conducted varying the parameters of rf power, cleaning time and remoteness(the distance between the center of plasma and the surface of Si substrate). After remote H-plasma cleaning was conducted, Si surfaces were analysed by TXRF(total x-ray reflection fluorescence) and AFM(atomic force microscope). The concentration of Cu impurity was reduced by more than a factor of 10 and its RMS roughness was improved by more than 30% after remote H-plasma cleaning. TXRF analysis results show that remote H-plasma cleaning is effective in eliminating Cu impurity on Si surface when it is performed under the optimal process condition. AFM analysis results also verifies that remote H-plasma cleaning makes no damage to the Si surface. The deposition mechanism of Cu impurity may be explained by the redox potential(oxidation-reduction reaction potential) theory. Based on the XPS analysis results we could draw a conclusion that Cu impurities on the Si substrate are removed together with the oxide by a "lift-off" mechanism when the chemical oxide( which forms when Cu ions are adsorbed on the Si surface) is etched off by reactive hydrogen atoms.gen atoms.
