DE10133663A1

DE10133663A1 - Verfahren zum Entfernen eines Resistrests und Herstellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung unter Verwendung eines solchen Verfahrens

Info

Publication number: DE10133663A1
Application number: DE2001133663
Authority: DE
Inventors: Seiji Muranaka
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2000-11-17
Filing date: 2001-07-11
Publication date: 2002-06-06
Also published as: JP2002158206A; KR20020038460A

Abstract

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Wasserwaschverfahren für ein Substrat und insbesondere ein Verfahren zum Entfernen eines Resistrests nach Entfernen des Resists. In dem Verfahren wird eine Prozeßfolge (100, 150) mit einer Entfernerbehandlung mit einem Entferner auf Fluorgrundlage (101, 105) kurzzeitig ausgeführt, so daß sich eine Halbleitervorrichtung nicht verschlechtert, wobei diese Folge (100, 150) wenigstens zweimal wiederholt wird. Somit wird es möglich, ein Verfahren zum Entfernen eines Resistrests zu schaffen, das keine nachteiligen Wirkungen auf eine Halbleitervorrichtung wie etwa Aussparungen in einem Zwischenschicht-Isolierfilm, Vorsprünge in einem Kontaktloch und eine Rauhigkeit auf der Verdrahtung hat.

Description

Die Erfindung betrifft das Gebiet der Wasserwaschverfahren für ein Substrat und insbesondere ein Verfahren zum Entfernen eines Resistrests nach Entfernen des Resists.

Mit den feiner werdenden Strukturen von Halbleitervorrichtun gen gibt es ständig wachsende Forderungen nach Hochleistungs verfahren zum Entfernen eines Resistrests im Halbleiterher stellungsprozeß. Mit anderen Worten, es gibt Forderungen nach Verfahren, mit denen lediglich der Resistrest vollständig entfernt wird, ohne daß sich die Verfahren nachteilig auf die Bestandteile einer Halbleitervorrichtung wie etwa Drähte und Zwischenschicht-Isolierfilme auswirken.

In bezug auf ein Verfahren zum Entfernen eines solchen Resi strests ist gegenwärtig ein Verfahren unter Verwendung eines Entferners auf Fluor-Grundlage, der Ammoniumfluorid usw. ent hält, weithin bekannt.

Um den Resistrest vollständig zu entfernen, muß in dem oben erwähnten Verfahren unter Verwendung des Entferners auf Fluor-Grundlage aber die Verarbeitungszeit verlängert werden, wobei die verlängerte Verarbeitungszeit zum Verbessern der Entfernungseigenschaft wegen der Neigung des Entferner auf Fluor-Grundlage zum Korrodieren von Oxidfilmen und zum Verur sachen einer Oberflächenrauhigkeit auf den Elektroden aber zu Problemen einer Verringerung der Filmdicke eines Zwischen schicht-Isolierfilms als Bestandteil einer Halbleitervorrich tung führt, während die Kontaktlöcher vergrößert werden, wo bei diese Probleme zu einer Verschlechterung der Eigenschaf ten der Halbleitervorrichtung führen. Falls beispielsweise bei Anwendung eines USG-Films (eines Films aus undotiertem Silikatglas) als Zwischenschicht-Isolierfilm der obenerwähnte Entferner auf Fluorbasis 10 Minuten lang angewendet wird, um den aus der Bildung von Kontaktlöchern herrührenden Resist rest darin zu entfernen, wächst jedes Kontaktloch um etwa 30 nm, was zur Verringerung des Integrationsgrads und zur Verschlechterung der Zuverlässigkeit führt.

Außerdem wird der Zwischenschicht-Isolierfilm in vielen Fäl len durch Stapeln verschiedenartiger Oxidfilme ausgebildet, wobei beim Ausbilden von Kontaktlöchern in einem solchen Zwi schenschicht-Isolierfilm ein weiteres Problem entsteht, daß in dem Kontaktloch wegen Unterschieden in bezug auf den Be trag des Abtrags in den Oxidfilmen durch den Entferner auf Fluorgrundlage Stufendifferenzen ausgebildet werden, die we gen fehlender Ausbildung von Verdrahtungsmaterialien usw. zu Leerräumen und folglich zur Verschlechterung der Zuverlässig keit der elektrischen Charakteristiken und der Verdrahtung führen.

Wenn die Elemente in Zukunft feiner werden, wird es immer schwieriger, die Verdrahtung und die Kontaktlöcher so zu be arbeiten, wie sie entworfen wurden. Aus diesem Grund ist in dem Trockenätzprozeß in den Ätzbedingungen eine bessere Ab scheidungseigenschaft erforderlich, wobei unter diesen Bedin gungen ausgebildete Resistreste härter als zuvor werden, was zu einer weiter verlängerten Verarbeitungszeit unter Verwen dung des Entferners auf Fluorgrundlage führt und die obener wähnten Probleme verschärft.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Entfernen eines Resistrests zu schaffen, mit dem die Ei genschaft des Entfernens des Resistrests verbessert werden kann, während der Abtrag in Oxidfilmen wie etwa in dem Zwi schenschicht-Isolierfilm verringert und die Oberflächenrau higkeit auf den Elektroden minimiert wird, und das somit die obenerwähnten Probleme nicht besitzt.

Diese Aufgabe wird gelöst durch ein Verfahren zum Entfernen eines Resistrests nach Anspruch 1 oder 2 bzw. durch ein Her stellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung nach einem der Ansprüche 6, 8, 10 und 12. Weiterbildungen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.

Gemäß einem Merkmal schafft die Erfindung ein Herstellungs verfahren für eine Halbleitervorrichtung, in dem das obener wähnte Verfahren zum Entfernen eines Resistrests verwendet wird.

Gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Entfernen eines Resistrests eine Vorkehrung, in der eine Prozeßfolge, die einen Prozeß für eine Entfernungsbehandlung auf einem Substrat unter Verwendung eines Entferners auf Flu orgrundlage umfaßt, wenigstens zweimal nacheinander wieder holt wird.

Da in diesem Aspekt der Erfindung die Prozeßfolge mit einer Behandlung unter Verwendung eines Entferners auf Fluor-Grund lage wenigstens zweimal wiederholt wird, können Resistreste entfernt werden, ohne daß dies zu einer Verschlechterung des Substrats führt.

Gemäß einem zweiten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Entfernen eines Resistrests eine Vorkehrung, in der eine Prozeßfolge, die Prozesse für eine Entfernungsbehandlung auf einem Substrat unter Verwendung eines Entferners auf Fluor grundlage, für das Waschen des mit dem Entferner behandelten Halbleitersubstrats mit Wasser und für eine Trocknungsbehand lung an dem Substrat nach der Wasserwaschbehandlung umfaßt, zweimal nacheinander wiederholt wird.

Da die Prozeßfolge in diesem Aspekt der Erfindung eine Be handlung mit einem Entferner auf Fluor-Grundlage umfaßt, wäh rend eine Wasserwaschbehandlung oder einer Trocknungsbehand lung wenigstens zweimal wiederholt wird, können Resistreste ausreichend entfernt werden, ohne daß dies zu irgendeiner Verschlechterung des Substrats führt.

Gemäß einem dritten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Entfernen eines Resistrests eine Vorkehrung, in der zwi schen dem Entfernungsbehandlungsprozess und dem Wasserwaschbe handlungsprozeß ferner ein Spülprozeß vorgesehen ist.

In diesem Aspekt kann die Eigenschaft der Entfernung des Re sistrests ebenfalls verbessert werden.

Gemäß einem vierten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Entfernen eines Resistrests eine Vorkehrung, in der der Entferner auf Fluorgrundlage Ammoniumfluorid ist.

In diesem Aspekt kann der Resistrest effizienter entfernt werden.

Gemäß einem fünften Aspekt der Erfindung umfaßt ein Verfahren zum Entfernen eines Resistrests eine Vorkehrung, in der die Entfernungsbehandlungsprozesse der jeweiligen Prozeßfolgen auf eine Gesamtzeit von 10 Minuten eingestellt sind.

In diesem Aspekt können Resistreste entfernt werden, wobei die Verschlechterung der Bestandteile einer Halbleitervor richtung vorzugsweise auf einen spezifizierten Wert gesteuert werden kann.

Gemäß einem sechsten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Herstel lungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung die folgenden Schritte: Ausbilden eines Zwischenschicht-Isolierfilms auf einem Halbleitersubstrat; Ausbilden eines ersten leitenden Films auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm; Ausbilden eines zweiten leitenden Films auf dem ersten leitenden Film mit einem eingelagerten dielektrischen Film; Ausbilden eines Re sistfilms auf dem zweiten leitenden Film; Ausbilden einer Kondensatorelektrode durch aufeinanderfolgendes Ätzen des zweiten leitenden Films, des dielektrischen Films und des ersten leitenden Films, wobei der Resistfilm als Maske ver wendet wird; und Entfernen des Resistfilms, wobei der nach Entfernen des Resists verbleibende Resistrest unter Verwen dung des Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung entfernt wird.

In diesem Aspekt der Erfindung wird der Kondensator unter Verwendung des Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests ausgebildet, in dem die Prozeßfolge mit einer Behandlung mit Entferner auf Fluor-Grundlage und einer Wasserwaschbehandlung oder einer Trocknungsbehandlung wenigstens zweimal wiederholt wird; somit kann eine Halbleitervorrichtung mit hoher Zuver lässigkeit geschaffen werden, die frei von Resistresten ist.

Gemäß einem siebenten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Her stellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung eine Vor kehrung, in der der erste und der zweite leitende Film wenig stens ein aus der folgenden Gruppe ausgewähltes Material ent halten: Polysilicium, Titannitrid, Wolfram, Wolframnitrid, Tantalnitrid, Ruthenium, Platin und eine Platin-Iridium-Le gierung, während der dielektrische Film wenigstens ein aus der folgenden Gruppe ausgewähltes Material enthält: Silicium dioxid, Siliciumoxinitrid, Siliciumnitrid, Tantaloxid, BST und PZT.

In diesem Aspekt kann eine Halbleitervorrichtung mit höherer Zuverlässigkeit geschaffen werden.

Gemäß einem achten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Herstel lungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung die folgenden Schritte: Ausbilden eines Zwischenschicht-Isolierfilms mit einem Kontaktloch auf einem Halbleitersubstrat, wobei das Kontaktloch das Halbleitersubstrat erreicht; Ausbilden eines Metallstopfens in dem Kontaktloch; Ausbilden eines leitenden Films auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm und auf dem Me tallstopfen; Ausbilden eines Resistfilms auf dem leitenden Film in der Weise, daß er wenigstens einen Teil der Oberflä che des Metallstopfens bedeckt; Ausbilden einer Verdrahtung durch Ätzen des leitenden Films, wobei der Resistfilm als Maske verwendet wird; und Entfernen des Resistfilms, wobei der nach Entfernen des Resists verbleibende Resistrest unter Verwendung des Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung entfernt wird.

In diesem Aspekt der Erfindung wird die Verdrahtung mit einem darin eingelagerten Metallstopfen unter Verwendung des Ver fahrens zum Entfernen eines Resistrests ausgebildet, in dem die Prozeßfolge mit einer Behandlung mit einem Entferner auf Fluor-Grundlage und einer Wasserwaschbehandlung oder einer Trocknungsbehandlung wenigstens zweimal wiederholt wird; so mit kann eine Halbleitervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit geschaffen werden, die von Resistresten frei ist.

Gemäß einem neunten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Herstel lungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung eine Vorkeh rung, in der der Metallstopfen Wolfram oder Polysilicium ent hält, während die Verdrahtung eine Aluminiumlegierung oder Wolfram enthält.

Gemäß einem zehnten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Herstel lungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung die folgenden Schritte: Ausbilden einer Verdrahtung auf einem Halbleiter substrat; Ausbilden eines Zwischenschicht-Isolierfilms auf dem Halbleitersubstrat und auf der Verdrahtung; Ausbilden eines Resistfilms auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm in der Weise, daß er wenigstens einen Teil der Oberfläche der Ver drahtung mit einem Öffnungsabschnitt davon bedeckt; Ausbilden eines Kontaktlochs, das die Oberfläche der Verdrahtung er reicht, unter Verwendung des Resistfilms als Maske; und Ent fernen des Resistfilms, wobei der nach Entfernen des Resists verbleibende Resistrest unter Verwendung des Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests gemäß dem zweiten Aspekt der Er findung entfernt wird.

In diesem Aspekt der Erfindung wird die Kontaktstruktur auf der Verdrahtung unter Verwendung des Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests ausgebildet, in dem die Prozeßfolge mit einer Behandlung mit einem Entferner auf Fluor-Grundlage und einer Wasserwaschbehandlung oder einer Trocknungsbehandlung wenigstens zweimal wiederholt wird; somit kann eine Halblei tervorrichtung mit hoher Zuverlässigkeit geschaffen werden.

Gemäß einem elften Aspekt der Erfindung umfaßt ein Herstel lungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung eine Vorkeh rung, in der die Verdrahtung eine Aluminiumlegierung oder Kupfer enthält.

Gemäß einem zwölften Aspekt der Erfindung umfaßt ein Herstel lungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung die folgenden Schritte: Ausbilden eines Gate-Isolierfilms auf einem Halb leitersubstrat; Ausbilden eines Metallfilms auf dem Gate-Iso lierfilm; Ausbilden eines Isolierfilms auf dem Metallfilm; Ausbilden eines Resistfilms auf dem Isolierfilm; Ausbilden einer Metall-Gate-Elektrode durch Ätzen des Isolierfilms und des Metallfilms unter Verwendung des Resistfilms als Maske; Entfernen des Resistfilms; und Ausbilden einer leitenden Schicht durch Ionenimplantation in das Halbleitersubstrat unter Verwendung des Isolierfilms und des Metallfilms als Masken, wobei der nach Entfernen des Resists oder nach der Ioneninjektion verbleibende Resistrest unter Verwendung des Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests gemäß dem zweiten Aspekt der Erfindung entfernt wird.

In diesem Aspekt der Erfindung wird die Metall-Gate-Elektrode unter Verwendung des Verfahrens zum Entfernen eines Resist rests ausgebildet, in dem die Prozeßfolge mit einer Behand lung mit einem Entferner auf Fluor-Grundlage und einer Was serwaschbehandlung oder einer Trocknungsbehandlung wenigstens zweimal wiederholt wird; somit kann eine Halbleitervorrich tung mit hoher Zuverlässigkeit geschaffen werden.

Gemäß einem dreizehnten Aspekt der Erfindung umfaßt ein Her stellungsverfahren für eine Halbleitervorrichtung eine Vor kehrung, in der der Metallfilm ein leitender Einschicht- oder Mehrschichtfilm ist, der ein Metallmaterial enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Wolfram, Wolframnitrid, Titan und Titannitrid enthält.

Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsformen der Erfindung anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:

Fig. 1A, 1B Konzeptionszeichnungen einer Prozeßfolge für Resistrestbehandlungen gemäß einer ersten be vorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 2A-6 Querschnittsansichten eines Herstellungspro zesses einer Halbleitervorrichtung gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform;

Fig. 7A-7C Konzeptionszeichnungen einer Prozeßfolge für Resistrestbehandlungen unter Verwendung von Behandlungssystemen gemäß der ersten bevorzug ten Ausführungsform;

Fig. 8A, 8B Konzeptionszeichnungen einer Prozeßfolge für Resistrestbehandlungen gemäß einer zweiten be vorzugten Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 9A-9D Konzeptionszeichnungen einer Prozeßfolge für Resistrestbehandlungen unter Verwendung der Behandlungssysteme gemäß der zweiten bevorzug ten Ausführungsform;

Fig. 10A-12B Querschnittsansichten eines Herstellungspro zesses einer Halbleitervorrichtung gemäß einer dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung;

Fig. 13A-16B Querschnittsansichten des Herstellungsprozes ses einer Halbleitervorrichtung gemäß einer vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung; und

Fig. 17A-18B Querschnittsansichten eines Herstellungspro zesses einer Halbleitervorrichtung gemäß einer fünften bevorzugten Ausführungsform der Erfin dung.

Erste bevorzugte Ausführungsform

Die Fig. 1A und 1B zeigen eine Prozeßfolge eines Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests gemäß der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

In den folgenden Figuren sind diejenigen Teile, die die glei chen Funktionen besitzen, mit den gleichen Bezugszeichen be zeichnet, wobei ihre Beschreibung in einigen Fällen weggelas sen wird.

Fig. 1A zeigt eine Prozeßfolge 100 als Grundeinheit für das Restentfernungsverfahren in der vorliegenden bevorzugten Aus führungsform mit einer Folge aufeinanderfolgender Prozesse einschließlich eines Entfernerprozesses 101 unter Verwendung eines Entferners auf Fluorgrundlage, eines Wasserwaschprozes ses 102 mit Reinwasser und einer Trocknungsbehandlung 103.

Wie in Fig. 1B gezeigt ist, besteht ein Merkmal der vorlie genden bevorzugten Ausführungsform darin, daß die Prozeßfol gen 100a, 100b und 100c, die für die Entfernerbehandlung in der obenerwähnten Prozeßfolge 100 jeweils eine verkürzte Be handlungszeit aufweisen, aufeinanderfolgend wiederholt wer den.

Mit anderen Worten, die Behandlungszeit unter Verwendung des Entferners auf Fluorgrundlage in einer Prozeßfolge wird ver kürzt, um die nachteiligen Auswirkungen auf die Bestandteile einer Halbleitervorrichtung zu unterdrücken, während die Ver ringerung der Entfernungseigenschaft wegen der verkürzten Entfernungsbehandlungszeit durch Wiederholen der Prozeßfolge ausgeglichen wird.

Die Behandlungszeit unter Verwendung des Entferners jeder Prozeßfolge und die Anzahl der wiederholten Prozesse werden in der Weise gewählt, daß ihre nachteiligen Wirkungen auf die Bestandteile einer Halbleitervorrichtung auf einen spezifi zierten Wert begrenzt werden, obgleich der Resistrest ausrei chend entfernt wird.

Nachfolgend wird ein spezifisches Beispiel erläutert, in dem das obenerwähnte Verfahren zum Entfernen eines Resistrests auf einen Prozeß zum Ausbilden eines Zwischenschicht-Isolier films mit einem Kondensator und einem Kontaktloch, das den Kondensator einer Halbleitervorrichtung erreicht, angewendet wird.

Die Fig. 2A bis 5 sind Querschnittsansichten von Prozessen zum Ausbilden des Zwischenschicht-Isolierfilms mit einem Kon densator und einem Kontaktloch, das den Kondensator einer Halbleitervorrichtung erreicht.

Wie zunächst in Fig. 2A gezeigt ist, werden auf einen Zwi schenschicht-Isolierfilm 2, der einen Siliciumdioxidfilm (SiO₂) enthält, der ein nicht gezeigtes Halbleiterelement enthält, aufeinanderfolgend ein erster leitender Film 3a, der Polysilicium enthält, ein dielektrischer Film 5a, der einen Siliciumoxinitridfilm (SiON) enthält, und ein zweiter leiten der Film 7a, der Polysilicium enthält, ausgebildet.

Neben Polysilicium können die jeweiligen leitenden Filme Ti tannitrid (TiN), Wolfram (W), Wolframnitrid (WN), Tantalni trid (TaN), Ruthenium (Ru), Platin (Pt) und eine Platin-Iri dium-Legierung (PT/Ir-Legierung) enthalten. Außerdem können in bezug auf den dielektrischen Film neben dem obenerwähnten Oxinitridfilm die folgenden Materialien verwendet werden:
Siliciumdioxid, Siliciumnitrid (SiN), Tantaloxid (Ta₂O₅), Ba riumstrontiumtitanat (BST), Bleizirkonattitanat (PZT) usw.

Wie in Fig. 2B gezeigt ist, werden nach Ausbilden eines Re sistfilms 9 mit einem Muster des Kondensators auf dem zweiten leitenden Film 7a der zweite leitende Film 7a, der dielektri sche Film 5a und der erste leitende Film 3a durch anisotropes Trockenätzen unter Verwendung von Chlorgasplasma (Cl₂-Plasma) mit dem als Maske dienenden Resistfilm 9 geätzt, so daß ein Kondensator 8 mit einer Schichtstruktur mit einer unteren Kondensatorelektrode 7, einem Kondensatorisolierfilm 5 und einer oberen Kondensatorelektrode 3 ausgebildet wird.

Wie in Fig. 3A gezeigt ist, wird nachfolgend der unnötige Resistfilm 9 durch einen Veraschungsprozeß unter Verwendung von Sauerstoffplasma entfernt. Gleichzeitig bleiben die Re sistreste 11a, 11b und 11c auf den Seitenflächen und auf der Oberfläche des Kondensators 8 und auf der Oberfläche des Zwi schenschicht-Isolierfilms 2 zurück. Es wird angenommen, daß diese Resistreste durch Verbindungen von Ätzgas mit dem Re sistfilm oder mit Komponenten des leitenden Films, die wäh rend des Trockenätzprozesses gemischt werden, gebildet wer den.

Die Resistreste werden hier unter Verwendung des obenerwähn ten Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests entfernt.

Die Fig. 7A-7C zeigen eine Prozeßfolge, in der ein für das Entfernungsverfahren geeignetes Behandlungssystem verwendet wird.

Fig. 7A zeigt ein Einzelwaferverarbeitungs-Sprühentferner- Behandlungssystem 300, während Fig. 7B ein Einzelwaferverar beitungs-Wasserwasch-Behandlungssystem 310 und Fig. 7C ein Einzelwaferverarbeitungs-Trocknungsbehandlungssystem 400 zeigt. Außerdem enthalten sowohl das Sprühentferner-Behand lungssystem 300 als auch das Wasserwasch-Behandlungssystem 310 einen Tisch 302, auf dem ein Halbleitersubstrat 1 ange ordnet wird, sowie eine Sprühdüse 301 zur Abgabe eines Ent ferners auf Fluorgrundlage bzw. eine Sprühdüse 311 zur Abgabe von Reinwasser, so daß die Behandlung dadurch ausgeführt wird, daß die Sprühdüse 301 bzw. 311 die Behandlungslösungen abgibt, während sich der Tisch 302 dreht.

Unter Verwendung dieser Behandlungssysteme wird die Behand lung zunächst gemäß der in Fig. 1B gezeigten Prozeßfolge 100a ausgeführt.

Zunächst wird eine Entfernerbehandlung 101a ausgeführt. In der Entfernerbehandlung 101a wird ein Halbleitersubstrat 1 mit darauf verbliebenen Resistresten mit dem Entfernerbehand lungssystem 300 aus Fig. 7A dadurch behandelt, daß der Ent ferner während des Drehens des Tisches 302 mit dem darauf angeordneten Halbleitersubstrat 1 während einer vorgegebenen Zeitdauer von beispielsweise 3 Minuten und 20 Sekunden aus der Sprühdüse 301 auf den Tisch abgegeben wird. In bezug auf den Entferner wird als Entferner auf Fluorgrundlage eine Am moniumfluoridlösung verwendet.

Nachfolgend folgt auf die obenerwähnte Entfernerbehandlung die Wasserwaschbehandlung 102.

Unter Verwendung des Wasserwasch-Behandlungssystems 310 aus Fig. 7B wird während einer vorgegebenen Zeitdauer von bei spielsweise 2 Minuten und 20 Sekunden von der Düse 311 Rein wasser abgegeben, während sich der Tisch 302 mit dem darauf angeordneten Halbleitersubstrat 1 dreht.

Nachfolgend wird die Trocknungsbehandlung 103 ausgeführt.

Unter Verwendung des Trocknungsbehandlungssystems 400 aus Fig. 7C wird das Halbleitersubstrat 1 während einer vorgege benen Zeitdauer von beispielsweise 7 Minuten und 15 Sekunden in einer Stickstoffatmosphäre (N₂-Atmosphäre) bei 23°C ge trocknet.

Somit ist die erste Prozeßfolge 100a abgeschlossen.

Nachfolgend folgt auf die Prozeßfolge 100a die zweite Prozeß folge, die gemäß der Prozeßfolge 100b aus Fig. 1B ausgeführt wird. Die Prozeßfolge 100b wird unter den gleichen Bedingun gen wie die Prozeßfolge 100a ausgeführt.

Schließlich folgt auf die Prozeßfolge 100b die dritte Prozeß folge 100c, die unter den gleichen Bedingungen wie die Pro zeßfolgen 100a oder 100b ausgeführt wird; somit ist der Rest entfernungsprozeß schließlich abgeschlossen.

Wie in Fig. 3B gezeigt ist, wird folglich ein sauberer Kon densator 8 ohne Reste ausgebildet, der frei von Aussparungen in dem Zwischenschicht-Isolierfilm 2 und von einer Oberflä chenrauhigkeit auf der Kondensatorelektrode 8 ist.

Wie in Fig. 4A gezeigt ist, wird nachfolgend auf dem Zwi schenschicht-Isolierfilm 2 ein Zwischenschicht-Isolierfilm 13, der Siliciumdioxid enthält, in der Weise ausgebildet, daß er den Kondensator 8 bedeckt, worauf nach Ausbilden eines Resistfilms 15 mit einem Muster eines Kontaktlochs darauf mit dem als Maske dienenden Resistfilm 15 ein Kontaktloch 17 aus gebildet wird, das den Kondensator 8 erreicht.

Wie in Fig. 4B gezeigt ist, wird nachfolgend der unnötige Resistfilm 15 durch einen Veraschungsprozeß unter Verwendung von Sauerstoffplasma entfernt.

Gleichzeitig verbleiben die Resistreste 19a, 19b und 19c auf der Seitenfläche und auf der Unterseite des Kontaktlochs 17 und auf der Oberfläche des Zwischenschicht-Isolierfilms 13.

Die Resistreste werden hier unter Verwendung der in den Fig. 7A bis 7C gezeigten Behandlungssysteme gemäß der in Fig. 1B gezeigten Entfernungsprozeßfolge unter den gleichen Behandlungsbedingungen wie oben beschrieben entfernt.

Wie in Fig. 5 gezeigt ist, kann mit dieser Vorkehrung in dem Zwischenschicht-Isolierfilm 13 und in den Vorsprüngen in dem Kontaktloch 17 eine saubere Kontaktlochstruktur ohne Re sistreste ausgebildet werden, die frei von Aussparungen ist.

Die obenerwähnten Beispiele haben sich hier mit einem Fall beschäftigt, in dem ein Einschicht-Zwischenschicht-Isolier film 13 verwendet wird; wie in Fig. 6 gezeigt ist, können aber beispielsweise selbst im Fall einer Zweischicht-Film struktur mit einem BPTEOS-Film (Bor-Phosphor-Tetraethyl-Or thosilikat-Film) 13b und einem NSG-Film 13a Resistreste na hezu entfernt werden, ohne daß dies zu Unterschieden in bezug auf den Betrag des Abtrags wegen der Abhängigkeit des Entfer ners auf Fluor-Grundlage von den unterschiedlichen Arten der Filme führt. Somit kann die Einbettungseigenschaft des lei tenden Films usw. in dem Kontaktloch 17 verbessert werden. Die gleichen Wirkungen können unabhängig von den Art der Filme selbst im Fall einer Mehrschicht-Filmstruktur mit nicht weniger als drei Schichten erhalten werden.

Außerdem wird in der obenerwähnten Operation zum Entfernen eines Resistrests als Behandlungssystem das Einzelwaferverar beitungs-Sprühbehandlungssystem verwendet; es kann aber auch ein Stapel-Sprühbehandlungssystem verwendet werden, das die Behandlung auf mehreren Halbleitersubstraten gleichzeitig ausführen kann.

Außerdem wird die Wasserwaschbehandlung in den obenerwähnten Beispielen unmittelbar nach der Entfernerbehandlung ausge führt; vorzugsweise wird die Wasserwaschbehandlung aber bei einem Minimum an Restentferner ausgeführt und aus diesem Grund ein sogenannter Abschüttelprozeß ausgeführt, in dem durch Drehen des Tischs mit hoher Geschwindigkeit nach der in Fig. 7A gezeigten Entfernerbehandlung der Restentferner ent fernt wird, so daß die Reste wirksamer entfernt werden.

In dem Verfahren zum Entfernen eines Resistrests der ersten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Prozeß folge mit einer Entfernungsbehandlung unter Verwendung eines Entferners auf Fluorgrundlage wie oben beschrieben kurzzeitig ausgeführt, so daß sie sich nicht nachteilig auf die Bestand teile einer Halbleitervorrichtung auswirkt, während diese Folge wenigstens zweimal wiederholt wird, um die Resistreste zu entfernen; somit können die Resistreste ausreichend ent fernt werden, während die nachteiligen Auswirkungen auf die Bestandteile der Halbleitervorrichtung minimiert werden.

Außerdem kann das Restentfernungsverfahren auch auf den Kon densatorausbildungsprozeß angewendet werden, so daß eine Halbleitervorrichtung mit einem Kondensator mit hoher Zuver lässigkeit erhalten werden kann.

Zweite bevorzugte Ausführungsform

Die folgende Beschreibung diskutiert ein Verfahren zum Ent fernen eines Resistrests gemäß der zweiten bevorzugten Aus führungsform der Erfindung in bezug auf einen Fall, in dem ein Kondensator in der gleichen Weise wie in der ersten be vorzugten Ausführungsform ausgebildet wird.

Zunächst zeigen die Fig. 8A und 8B eine Prozeßfolge eines Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests gemäß der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung.

Fig. 8A zeigt eine Prozeßfolge 150 als Grundeinheit für das Restentfernungsverfahren mit einer Folge aufeinanderfolgender Prozesse einschließlich eines Entfernerprozesses 151 unter Verwendung eines Entferners auf Fluorgrundlage, eines Spül prozesses 152 mit einem Lösungsgemisch aus IPA (Isopropylal kohol) und Wasser, eines Wasserwaschprozesses 153 mit Rein wasser und einer Trocknungsbehandlung 154.

Wie in Fig. 8B gezeigt ist, weist die vorliegende bevorzugte Ausführungsform das Merkmal auf, daß die Prozeßfolgen 150a und 150b, die in der obenbeschriebenen Prozeßfolge 150 je weils eine verkürzte Behandlungszeit für die Entfernerbehand lung aufweisen, in der gleichen Weise wie in der ersten be vorzugten Ausführungsform nacheinander wiederholt werden.

Nachfolgend wird ein spezifisches Beispiel erläutert, in dem die in Fig. 3A gezeigten Resistreste entfernt werden.

Die Fig. 9A bis 9D zeigen eine Prozeßfolge, in der ein für das Entfernungsverfahren geeignetes Behandlungssystem verwen det wird.

Fig. 9A zeigt ein Tauch-Entfernerbehandlungssystem 500 eines Stapelsystems, während Fig. 9B ein Tauch-Spülbehandlungssy stem 510 eines Stapelsystems, Fig. 9C ein Tauch-Wasserwasch- Behandlungssystem 520 eines Stapelsystems und Fig. 9D ein Trocknungsbehandlungssystem 450 zeigt.

Außerdem zeigen die Fig. 9A bis 9C einen Tauchbehälter 501 zur Aufnahme einer Behandlungslösung, während die Fig. 9A bis 9D außerdem einen Halter 502 zur Aufnahme eines Halbleiter substrats 1 zeigen.

Die Behandlung wird zunächst gemäß der Prozeßfolge 150a aus Fig. 8B ausgeführt.

Zunächst wird eine Entfernerbehandlung 151a ausgeführt. In der Entfernerbehandlung 151a werden mehrere Halbleitersub strate 1 mit darauf verbliebenen Resistresten (beispielsweise für jedes Los) auf den Halter 502 gesetzt und während einer vorgegebenen Zeitdauer von beispielsweise 3 Minuten und 20 Sekunden in den mit einem Entferner auf Fluorgrundlage des in Fig. 9A gezeigten Entfernerbehandlungssystems 500 gefüllten Tauchbehälter 501 getaucht. Gleichzeitig können die somit getauchten Halbleitersubstrate yertikal und seitlich ge schwenkt werden, so daß der Entferner ihre Oberflächen voll ständig erreicht.

Als Entferner auf Fluorgrundlage wird hier eine Ammoniumfluo ridlösung verwendet.

Auf den obenerwähnten Entfernerprozeß 151a folgt nachfolgend der Spülprozeß 152. In der gleichen Weise wie im Entferner prozeß 151a werden auch in diesem Fall die mehreren Halblei tersubstrate unter Verwendung des Spülbehandlungssystems 510 während einer vorgegebenen Zeitdauer von beispielsweise 2 Minuten und 20 Sekunden in den mit einer Spüllösung gefüllten Tauchbehälter getaucht, wobei diese vertikal und seitlich ge schwenkt werden können. Als Spüllösung wird diesmal ein durch Mischen von IPA und Wasser im Volumenverhältnis von 4 : 1 gebildetes Lösungsgemisch verwendet.

Nachfolgend folgt auf den obenerwähnten Spülprozeß der Was serwaschprozeß 153. In der gleichen Weise wie im Entferner prozeß und im Spülprozeß werden die mehreren Halbleitersub strate unter Verwendung des Spülbehandlungssystems 520 wäh rend einer vorgegebenen Zeitdauer von beispielsweise 2 Minu ten und 20 Sekunden in einen mit Reinwasser gefüllten Tauch behälter getaucht, wobei diese vertikal und seitlich ge schwenkt werden können.

Schließlich wird die Trocknungsbehandlung 154 ausgeführt. Die dem Wasserwaschprozeß ausgesetzten Halbleitersubstrate werden unter Verwendung des Trocknungsbehandlungssystems 450 während einer vorgegebenen Zeitdauer von beispielsweise 7 Minuten und 15 Sekunden in einer Stickstoffatmosphäre bei 23°C getrock net.

Somit ist die erste Prozeßfolge 150a abgeschlossen.

Nach der Prozeßfolge 150a wird nachfolgend gemäß der in Fig. 8B gezeigten Prozeßfolge 150b die zweite Prozeßfolge ausgeführt. Die Prozeßfolge 150b wird in der gleichen Weise wie die jeweiligen Prozesse der Prozeßfolge 150a ausgeführt.

Schließlich wird unter den gleichen Bedingungen wie in der Prozeßfolge 150a oder 150b die dritte Prozeßfolge 150c ausge führt, womit die Restentfernungsprozesse schließlich abge schlossen sind.

Wie in Fig. 3B gezeigt ist, kann somit in dem Zwischen schicht-Isolierfilm 1 ein sauberer Kondensator ohne Reste ausgebildet werden, der frei von Aussparungen usw. ist.

Nachfolgend wird nach den gleichen Prozessen wie in der er sten bevorzugten Ausführungsform und nach dem Verfahren zum Entfernen eines Resistrests eine wie in Fig. 6 gezeigte Kon taktlochstruktur erhalten, die die Oberfläche des Kondensa tors erreicht.

Wie oben beschrieben wurde, wird in dem Verfahren zum Entfer nen eines Resistrests der zweiten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung die Prozeßfolge mit einer Entfernungsbehandlung mit einem Entferner auf Fluorgrundlage kurzzeitig ausgeführt, so daß sie sich nicht nachteilig auf die Bestandteile einer Halbleitervorrichtung auswirkt, wobei diese Folge wenigstens zweimal wiederholt wird, um die Resistreste zu entfernen; somit können die Resistreste ausreichend entfernt werden, während die nachteiligen Auswirkungen auf die Bestandteile der Halbleitervorrichtung minimiert werden können. Da diese Prozesse als Stapelprozeß vorgesehen sind, kann außerdem der Durchsatz erhöht werden.

Außerdem kann das Restentfernungsverfahren auch auf den Kon densatorausbildungsprozeß angewendet werden, so daß ein Kon densator mit hoher Zuverlässigkeit und eine Halbleitervor richtung mit einer Kontaktlochstruktur, die diesen Kondensa tor mit hoher Zuverlässigkeit erreicht, erhalten werden kön nen.

Dritte bevorzugte Ausführungsform

In der folgenden Beschreibung wird die dritte bevorzugte Aus führungsform der Erfindung diskutiert.

In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform wird das obenerwähnte Verfahren zum Entfernen eines Resistrests auf einen Herstellungsprozeß für eine Halbleitervorrichtung mit einer Verdrahtungsstruktur unter Verwendung eines darin ein gelagerten Metallstopfens angewendet.

Die Fig. 10A bis 12B sind Querschnittsansichten eines Teils der Verdrahtung einer Halbleitervorrichtung während des Pro zesses. Die folgende Erläuterung wird mit Bezug auf diese Figuren gegeben.

Wie in Fig. 10A gezeigt ist, wird zunächst auf einem Silici umsubstrat 21, das eine leitende Schicht enthält, ein Zwi schenschicht-Isolierfilm 23 ausgebildet, der Siliciumdioxid enthält, wobei nach Ausbilden eines Resistfilms 25 mit einem Muster eines Kontaktlochs auf dieser Schicht der Zwischen schicht-Isolierfilm 23 mit dem als Maske dienenden Resistfilm 25 trockengeätzt wird, so daß beispielsweise ein Kontaktloch 27 ausgebildet wird, das eine in dem Siliciumsubstrat 21 aus gebildete nicht gezeigte leitende Schicht erreicht.

Wie in Fig. 10B gezeigt ist, wird nachfolgend unnötiger Re sistfilm 25 durch einen Veraschungsprozeß unter Verwendung von Sauerstoffplasma entfernt.

Gleichzeitig verbleiben Resistreste 29a, 29b und 29c an der Seitenfläche und an der Unterseite des Kontaktlochs 27 sowie auf der Oberfläche des Zwischenschicht-Isolierfilms 23.

Die Resistreste werden hier unter den gleichen Behandlungsbe dingungen wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der in Fig. 1B gezeigten Entfernungsprozeßfolge unter Verwen dung der in den Fig. 7A bis 7c gezeigten Behandlungssysteme entfernt.

Mit dieser Vorkehrung kann eine saubere Kontaktlochstruktur ohne Resistreste ausgebildet werden, die frei von Aussparun gen in dem Zwischenschicht-Isolierfilm 23 und von Vorsprüngen in dem Kontaktloch 27 ist.

Selbst wenn der obenerwähnte Zwischenschicht-Isolierfilm 23 eine Mehrschichtstruktur, beispielsweise eine Dreischicht struktur, die von oben her aufgebrachtes Plasma- TEOS/SOG/Plasma-TEOS enthält, besitzt, können hier Resistre ste nahezu vollständig entfernt werden, ohne daß dies zu Un terschieden in bezug auf den Betrag des Abtrags wegen der Abhängigkeit des Entferners auf Fluor-Grundlage von den un terschiedlichen Arten der Filme führt. Damit wird es möglich, die Einbettungseigenschaft des später beschriebenen Me tallstopfens usw. in das Kontaktloch 27 in der gleichen Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform zu verbessern.

Wie in Fig. 10C gezeigt ist, wird nachfolgend nach Ausbilden einer Barrierenschicht 31 mit einer Schichtstruktur aus TiN/Ti auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 23 einschließlich des Innern des Kontaktlochs 27 in dem Kontaktloch 27 ein Me tallstopfen 33 ausgebildet, der Wolfram enthält.

Wie in Fig. 11A gezeigt ist, werden nachfolgend auf der Bar rierenschicht 31 und auf dem Metallstopfen 33 ein leitender Film 34, der eine Aluminiumlegierung enthält, und ein Antire flexionsfilm 35, der Titannitrid enthält, aufeinanderfolgend ausgebildet, während weiter ein Resistfilm 37 mit einem Ver drahtungsmuster in der Weise ausgebildet wird, daß er den Metallstopfen 33 bedeckt.

Wie in Fig. 11B gezeigt ist, werden nachfolgend aufeinander folgend der Antireflexionsfilm 35, der leitende Film 34 und die Barrierenschicht 31 einem Trockenätzprozeß unter Verwen dung eines Gasplasmagemischs aus CHF₃/Ar/Cl₂/BCl₃ mit dem als Maske dienenden Resistfilm 37 unterworfen, so daß die Alumi niumverdrahtung 36 ausgebildet wird, die die Barrierenschicht 31, den leitenden Film 34 und den Antireflexionsfilm 35 ent hält.

Wie in Fig. 12A gezeigt ist, wird daraufhin der unnötige Re sistfilm 37 durch einen Veraschungsprozeß unter Verwendung von Sauerstoffplasma entfernt. Zu diesem Zeitpunkt verbleiben die Resistreste 39a, 39b und 39c auf den Seitenflächen und auf der Oberfläche der Aluminiumverdrahtung 36 sowie auf der Oberfläche des Zwischenschicht-Isolierfilms 23.

Die Resistreste werden hier gemäß der in Fig. 1B gezeigten Entfernungsprozeßfolge in der gleichen Weise wie in der er sten bevorzugten Ausführungsform unter Verwendung der in den Fig. 7A bis 7C gezeigten Behandlungssysteme entfernt.

Zunächst werden gemäß der Prozeßfolge 100a aus Fig. 1B die Entfernerbehandlung, die Wasserwaschbehandlung und die Trock nungsbehandlung aufeinanderfolgend ausgeführt. Die Behand lungszeiten werden in diesem Fall auf 3 Minuten und 20 Sekun den, 2 Minuten und 20 Sekunden bzw. 7 Minuten und 15 Sekunden eingestellt.

Nachfolgend wird nach der ersten Prozeßfolge 100a unter den gleichen Behandlungsbedingungen die zweite Prozeßfolge 100b ausgeführt.

Schließlich wird nach der zweiten Prozeßfolge 100b wieder die dritte Prozeßfolge 100c unter den gleichen Behandlungsbedin gungen ausgeführt, womit die Entfernungsprozesse schließlich abgeschlossen sind.

Als Entferner wird hier Ammoniumfluorid, d. h. ein Entferner aus Fluorgrundlage, verwendet, während in der Wasserwaschbe handlung Reinwasser verwendet wird. Außerdem wird die Trock nungsbehandlung in einer Stickstoffatmosphäre bei 23°C aus geführt.

Wie in Fig. 12B gezeigt ist, kann mit dieser Vorkehrung eine saubere Aluminiumverdrahtungsstruktur ohne Reste geschaffen werden, die frei von Aussparungen in dem Zwischenschicht-Iso lierfilm 23 und von der Oberflächenrauhigkeit auf der Ober fläche der Aluminiumverdrahtung 36 ist.

In den obenerwähnten Beispielen wurde hier ein Fall gezeigt, in dem der Metallstopfen 33 Wolfram enthält, während der lei tende Film 34 eine Aluminiumlegierung enthält; der Me tallstopfen 33 kann aber Polysilicium enthalten, während der leitende Film 34 Wolfram enthalten kann. Im Fall des leiten den Films 34 aus Wolfram wird in dem Trockenätzprozeß ein Gasplasmagemisch aus SF₆/Cl₂ verwendet.

Wie oben beschrieben wurde, wird die Prozeßfolge mit einer Entfernungsbehandlung unter Verwendung eines Entferners auf Fluorgrundlage in dem Verfahren zum Entfernen eines Resi strests der dritten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kurzzeitig ausgeführt, so daß sie sich nicht nachteilig auf die Bestandteile einer Halbleitervorrichtung auswirkt, wobei diese Folge wenigstens zweimal wiederholt wird, um die Re sistreste zu entfernen; somit können die Resistreste ausrei chend entfernt werden, während in dem Zwischenschicht-Iso lierfilm auftretende Aussparungen usw. minimiert werden. So mit kann eine Halbleitervorrichtung mit einer Verdrahtungs struktur mit hoher Zuverlässigkeit geschaffen werden.

Vierte bevorzugte Ausführungsform

Die folgende Beschreibung diskutiert die vierte bevorzugte Ausführungsform der Erfindung.

In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform wird das Ver fahren zum Entfernen eines Resistrests gemäß der ersten be vorzugten Ausführungsform auf einen Prozeß zum Ausbilden ei ner Verdrahtungskontaktlochstruktur angewendet, in dem das Kontaktloch, das die Verdrahtung erreicht, ausgebildet wird.

Die folgende Erläuterung wird mit Bezug auf die Fig. 13A bis 16B gegeben, die Querschnittsansichten während des Prozesses zeigen.

Wie in Fig. 13A gezeigt ist, wird auf einem Zwischenschicht- Isolierfilm 2 zunächst eine Aluminiumverdrahtung 46 ausgebil det, die eine Barrierenschicht 41, die Titannitrid/Titan ent hält, einen leitenden Film 43, der eine Aluminiumlegierung enthält, und einen Antireflexionsfilm 45, der Titannitrid enthält, umfaßt.

Wie in Fig. 13B gezeigt ist, wird nachfolgend auf dem Zwi schenschicht-Isolierfilm 2 ein Zwischenschicht-Isolierfilm 47 in der Weise ausgebildet, daß er die Aluminiumverdrahtung 46 bedeckt. Nach Ausbilden eines Resistfilms 49 mit einem Kon taktlochmuster darauf wird der Zwischenschicht-Isolierfilm 47 einem Trockenätzprozeß mit einem Gasplasmagemisch aus C₄F₈/Ar/O₂ ausgesetzt, wobei dieser Film als Maske dient, so daß ein Kontaktloch 51 ausgebildet wird, das die Aluminium verdrahtung 46 erreicht.

Wie in Fig. 14A gezeigt ist, wird nachfolgend der unnötige Resistfilm 49 durch einen Veraschungsprozeß unter Verwendung von Sauerstoffplasma entfernt. Zu diesem Zeitpunkt verbleiben die Resistreste 52a, 52b und 52c auf der Seitenfläche und auf der Unterseite des Kontaktlochs 51 sowie auf der Oberfläche des Zwischenschicht-Isolierfilms 47.

Die Resistreste werden hier in der gleichen Weise wie in der ersten bevorzugten Ausführungsform gemäß der in Fig. 1B ge zeigten Entfernungsprozeßfolge unter Verwendung der in den Fig. 7A bis 7C gezeigten Behandlungssysteme entfernt.

Zunächst werden gemäß der Prozeßfolge 100a aus Fig. 1B die Entfernerbehandlung, die Wasserwaschbehandlung und die Trock nungsbehandlung aufeinanderfolgend ausgeführt. Die Behand lungszeiten betragen in diesem Fall 3 Minuten und 20 Sekun den, 2 Minuten und 20 Sekunden bzw. 7 Minuten und 15 Sekun den.

Nachfolgend wird nach der ersten Prozeßfolge 100a die zweite Prozeßfolge 100b unter den gleichen Behandlungsbedingungen ausgeführt.

Als Entferner wird hier Aluminiumfluorid, d. h. ein Entferner auf Fluorgrundlage, verwendet, während in der Wasserwaschbe handlung Reinwasser verwendet wird. Außerdem wird die Trock nungsbehandlung in einer Stickstoffgasatmosphäre bei 23°C ausgeführt.

Wie in Fig. 14B gezeigt ist, kann mit dieser Vorkehrung eine saubere Kontaktlochstruktur einer Aluminiumverdrahtung ohne Reste geschaffen werden, die frei von Aussparungen in dem Zwischenschicht-Isolierfilm 47 und Vorsprüngen usw. in dem Kontaktloch 51 ist.

Nachfolgend wird mit Bezug auf die Fig. 15A bis 16B, die Querschnittsansichten während des Prozesses zeigen, ein zwei tes abgewandeltes Beispiel der vorliegenden bevorzugten Aus führungsform erläutert. Die obenerwähnte bevorzugte Ausfüh rungsform zeigt eine Verbindungsstruktur, in der als Verdrah tung eine Aluminiumverdrahtung verwendet wird; das vorlie gende abgewandelte Beispiel bezieht sich dagegen auf ein Ver fahren zum Entfernen eines Resistrests in dem Fall, daß ein Kontaktloch in einer Kupferverdrahtung (Cu-Verdrahtung) aus gebildet wird.

Wie in Fig. 15A gezeigt ist, wird auf einem Zwischenschicht- Isolierfilm 2, der Siliciumdioxid enthält, zunächst ein Kupferdiffusions-Schutzfilm 53 ausgebildet, der Siliciumni trid (SiN) enthält, während auf diesem ein Zwischenschicht- Isolierfilm 55 ausgebildet wird. Darauf wird in den Zwischen schicht-Isolierfilm 55 die Kupferverdrahtung 59 eingebettet und darin ausgebildet. Beiderseits der Seitenflächen der Kup ferverdrahtung 59 werden hier die Barrierenschichten 57 aus gebildet, die Tantalnitrid enthalten. Außerdem wird auf dem Zwischenschicht-Isolierfilm 55 und auf der Kupferverdrahtung 59 ein Kupferdiffusions-Schutzfilm 61 ausgebildet.

Wie in Fig. 15B gezeigt ist, wird nachfolgend auf dem Kupfer diffusions-Schutzfilm 61 ein Zwischenschicht-Isolierfilm 63 ausgebildet, der Siliciumdioxid enthält und einem darauf aus gebildeten Resistfilm 65 mit einem Kontaktlochmuster als Maske dient, wobei der Zwischenschicht-Isolierfilm 63 und der Kupferdiffusions-Schutzfilm 61 einem Trockenätzprozeß unter Verwendung eines Gasplasmagemischs aus C₄F₈/Ar/O₂ ausgesetzt werden, so daß ein Kontaktloch 67 ausgebildet wird, das die Kupferverdrahtung 59 erreicht.

Wie in Fig. 16A gezeigt ist, wird nachfolgend unnötiger Re sistfilm 65 durch einen Veraschungsprozeß unter Verwendung von Sauerstoffplasma entfernt. Zu diesem Zeitpunkt verbleiben die Resistreste 69a, 69b und 69c auf der Seitenfläche und auf der Unterseite des Kontaktlochs 67 sowie auf der Oberfläche des Zwischenschicht-Isolierfilms 63.

Die Resistreste werden hier unter den gleichen Bedingungen wie in dem obenerwähnten Beispiel gemäß der in Fig. 1B ge zeigten Entfernungsprozeßfolge unter Verwendung der in den Fig. 7A bis 7C gezeigten Behandlungssysteme entfernt.

Wie in Fig. 13B gezeigt ist, kann mit dieser Vorkehrung eine saubere Kontaktlochstruktur einer Kupferverdrahtung ohne Re ste geschaffen werden, die frei von Aussparungen in dem Zwi schenschicht-Isolierfilm 63 und Vorsprüngen usw. in dem Kon taktloch 67 ist.

Selbst wenn der obenerwähnte Zwischenschicht-Isolierfilm 63 im Querschnitt von oben her eine Zweischichtstruktur mit USG/FLARE (fluoriertem Polyacrylenether; Film mit niedrigem k) besitzt, können Resistreste nahezu vollständig entfernt werden, ohne daß dies zu Unterschieden in bezug auf den Be trag des Abtrags wegen der Abhängigkeit des Entferners auf Fluor-Grundlage von den unterschiedlichen Arten der Filme führt. FLARE ist ein Warenzeichen der Honeywell Inc.

Wie oben beschrieben wurde, wird die Prozeßfolge mit einer Entfernungsbehandlung unter Verwendung eines Entferners auf Fluorgrundlage in dem Verfahren zum Entfernen eines Resi strests der vierten bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kurzzeitig ausgeführt, so daß sie sich nicht nachteilig auf die Bestandteile einer Halbleitervorrichtung auswirkt, wobei diese Folge wenigstens zweimal wiederholt wird, um die Resi streste zu entfernen; somit können die Resistreste ausrei chend entfernt werden, während in dem Zwischenschicht-Iso lierfilm auftretende Aussparungen und Vorsprünge usw. in dem Kontaktloch minimiert werden. Somit kann eine Halbleitervor richtung mit einer Verdrahtungsstruktur mit dem Kontaktloch mit hoher Zuverlässigkeit geschaffen werden.

Fünfte bevorzugte Ausführungsform

In der folgenden Beschreibung wird die fünfte bevorzugte Aus führungsform der Erfindung diskutiert.

In der vorliegenden bevorzugten Ausführungsform wird das Ver fahren zum Entfernen eines Resistrests der ersten bevorzugten Ausführungsform auf einen Prozeß zum Ausbilden eines Metall- Gate-Elektroden-Transistors einer Halbleitervorrichtung ange wendet.

Die folgende Erläuterung wird mit Bezug auf die Fig. 17A bis 18B gegeben, die Querschnittsansichten während des Prozesses zeigen.

Wie in Fig. 17A gezeigt ist, werden auf einem Siliciumsub strat 21 zunächst aufeinanderfolgend ein Gate-Isolierfilm 71, der Siliciumdioxid enthält, ein Polysiliciumfilm 73, ein Wolframnitridfilm 75, ein Wolframfilm 77, ein Siliciumnitrid film 79 und ein TEOS-Oxidfilm 81 ausgebildet, während auf dem TEOS-Oxidfilm 81 ein Resistfilm 83 mit einem Gate-Elektroden muster ausgebildet wird.

Wie in Fig. 17B gezeigt ist, wird nachfolgend der TEOS-Oxid film 81 mit dem als Maske dienenden Resistfilm 73 trockenge ätzt, während der Siliciumnitridfilm 79, der Wolframfilm 77, der Wolframnitridfilm 75 und der Polysiliciumfilm 73 aufein anderfolgend weiter trockengeätzt werden, so daß eine Metall- Gate-Elektrode 78 ausgebildet wird, die den Wolframfilm 77, den Wolframnitridfilm 75 und den Polysiliciumfilm 73 enthält.

Wie in Fig. 18A gezeigt ist, wird nachfolgend der unnötige Resistfilm 83 durch einen Veraschungsprozeß unter Verwendung von Sauerstoffplasma entfernt. Zu diesem Zeitpunkt verbleiben Resistreste 85a, 85b und 85c auf den Seitenflächen und auf der Oberfläche der Metall-Gate-Elektrode 78 sowie auf der Oberfläche des Zwischenschicht-Isolierfilms 71.

Die Resistreste werden hier unter den gleichen Behandlungsbe dingungen wie in der obenerwähnten ersten bevorzugten Ausfüh rungsform gemäß der in Fig. 1B gezeigten Entfernungsprozeß folge unter Verwendung der in den Fig. 7A bis 7C gezeigten Behandlungssysteme entfernt.

Wie in Fig. 18B gezeigt ist, kann mit dieser Vorkehrung eine saubere Metall-Gate-Elektrode 78 ohne Resistreste geschaffen werden, ohne daß der Zwischenschicht-Isolierfilm 71 geätzt wird.

Anschließend wird mit der als Maske dienenden Metall-Gate- Elektrode eine Ioneninjektion ausgeführt, so daß auf der Oberfläche des Siliciumsubstrats eine vorgegebene Source 87a und ein vorgegebener Drain 87b ausgebildet werden, womit ein Metall-Gate-Transistor 90 fertiggestellt ist.

In dem obenerwähnten Beispiel wird die Behandlung zum Entfer nen eines Resistrests hier nach Ausbilden der Gate-Elektrode ausgeführt; mit den gleichen Entfernungswirkungen kann sie aber nach Ausbilden der Source und des Drains durch Ionenin jektion ausgeführt werden.

Außerdem sollen die Materialien und die Struktur der Metall- Gate-Elektrode nicht durch das obenerwähnte Beispiel be schränkt sein, wobei irgendwelche Materialien und irgendeine Struktur verwendet werden können.

In dem obenbeschriebenen Verfahren zum Entfernen eines Resi strests der fünften bevorzugten Ausführungsform der Erfindung wird die Prozeßfolge mit einer Entfernungsbehandlung unter kurzzeitiger Verwendung eines Entferners auf Fluorgrundlage, der sich nicht nachteilig auf die Bestandteile einer Halblei tervorrichtung auswirkt, wenigstens zweimal wiederholt, um die Resistreste zu entfernen; somit können die Resistreste ausreichend entfernt werden, während verhindert wird, daß der Gate-Isolierfilm geätzt wird. Somit kann eine Halbleitervor richtung mit einem Transistor mit einer Metall-Gate-Elektrode mit hoher Zuverlässigkeit geschaffen werden.

In den obenerwähnten Restentfernungsverfahren wurde ein Fall erläutert, in dem die Gesamtzeitdauer der Entfernerbehandlun gen der jeweiligen Prozeßfolgen auf 10 Minuten (3 Minuten und 20 Sekunden × 3) eingestellt ist bzw. die Gesamtzahl der Wie derholungen der Prozeßfolge drei beträgt; die Zeitdauer für die Entfernerbehandlung jeder Prozeßfolge, deren Gesamtzeit dauer und die Anzahl der Wiederholungen der Prozeßfolge kön nen vorzugsweise je nach den Eigenschaften, dem Haftgrad usw. der von Unterschieden in dem Herstellungsprozeß der Halblei tervorrichtung herrührenden Reste und nach den Elementgrößen usw. bestimmt werden. Beispielsweise kann im Fall harter Re ste die Zeitdauer der Entfernerbehandlung jeder Prozeßfolge auf 2 Minuten und die Anzahl der Wiederholungen auf 5 einge stellt werden. Außerdem brauchen die Zeitdauern der Entfer nerbehandlung der jeweiligen Prozeßfolgen nicht notwendig gleich eingestellt zu werden, sondern diese können verschie den eingestellt werden, solange die Gesamtzeitdauer die glei che ist.

Außerdem wird als Entferner auf Fluorgrundlage beispielsweise Ammoniumfluorid verwendet; die Erfindung soll darauf aber nicht beschränkt sein, wobei irgendeine Lösung verwendet wer den kann, die eine Fluorverbindung enthält.

Außerdem haben die obenerwähnte dritte bis fünfte bevorzugte Ausführungsform beispielhaft Fälle unter Verwendung eines Einzelwaferverarbeitungs-Sprühbehandlungssystems gezeigt; in der gleichen Weise wie in der zweiten bevorzugten Ausfüh rungsform kann aber das Tauchbehandlungssystem eines Stapel systems verwendet werden, wobei die gleichen Wirkungen er zielt werden. In diesem Fall wird die wie in den Fig. 9A-9D gezeigte Prozeßfolge ausgeführt.

Obgleich die Erfindung ausführlich gezeigt und beschrieben wurde, ist die vorstehende Beschreibung in sämtlichen Aspek ten erläuternd und nicht einschränkend. Es ist somit selbst verständlich, daß zahlreiche weitere Abwandlungen und Ände rungen konstruiert werden können, ohne vom Umfang der Erfin dung abzuweichen.

Claims

1. Verfahren zum Entfernen eines Resistrests, bei dem eine Prozeßfolge, die den Schritt einer Entfernungsbehandlung auf einem Substrat unter Verwendung eines Entferners auf Fluor grundlage umfaßt, wenigstens zweimal nacheinander wiederholt wird.

2. Verfahren zum Entfernen eines Resistrests mit einer Prozeßfolge (100, 150) mit den folgenden Schritten:
Entfernungsbehandlung auf einem Substrat unter Verwendung eines Entferners auf Fluorgrundlage (101, 151);
Wasserwaschbehandlung des Halbleitersubstrats, das mit dem Entferner (102, 153) behandelt wurde; und
Trocknungsbehandlung (103, 154) an dem Substrat nach der Wasserwaschbehandlung (102, 153), wobei
die Prozeßfolge (100, 150) wenigstens zweimal nacheinan der wiederholt wird.

3. Verfahren zum Entfernen eines Resistrests nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem Entfernungsbe handlungsprozeß (151) und dem Wasserwaschbehandlungsprozeß (153) ein Spülprozeß (152) vorgesehen ist.

4. Verfahren zum Entfernen eines Resistrests nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Entferner auf Fluor grundlage Ammoniumfluorid enthält.

5. Verfahren zum Entfernen eines Resistrests nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Entfer nungsbehandlungsprozesse (101, 151) der jeweiligen Prozeßfol gen (100, 150) auf eine Gesamtzeit von 10 Minuten eingestellt sind.

6. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit den folgenden Schritten:
Ausbilden eines Zwischenschicht-Isolierfilms (2) auf ei nem Halbleitersubstrat;
Ausbilden eines ersten leitenden Films (3a) auf dem Zwi schenschicht-Isolierfilm (2);
Ausbilden eines zweiten leitenden Films (7a) auf dem er sten leitenden Film (3a) mit einem eingelagerten dielektri schen Film (5a);
Ausbilden eines Resistfilms (9) auf dem zweiten leitenden Film (7a);
Ausbilden eines Kondensators (8) durch aufeinanderfolgen des Ätzen des zweiten leitenden Films (7a), des dielektri schen Films (5a) und des ersten leitenden Films (3a), wobei der Resistfilm (9) als Maske verwendet wird; und
Entfernen des Resistfilms (9), wobei der nach Entfernen des Resists (9) verbleibende Re sistrest unter Verwendung des Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests nach Anspruch 2 entfernt wird.

7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
der erste und der zweite leitende Film (3a, 7a) wenig stens ein aus der folgenden Gruppe ausgewähltes Material ent halten: Polysilicium, Titannitrid, Wolfram, Wolframnitrid, Tantalnitrid, Ruthenium, Platin und eine Platin-Iridium-Le gierung,
der dielektrische Film (5a) wenigstens ein aus der folgenden Gruppe ausgewähltes Material enthält: Siliciumdio xid, Siliciumoxinitrid, Siliciumnitrid, Tantaloxid, BST und PZT.

8. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit den folgenden Schritten:
Ausbilden eines Zwischenschicht-Isolierfilms (23) mit einem Kontaktloch (27) auf einem Halbleitersubstrat (21), wobei das Kontaktloch (27) das Halbleitersubstrat erreicht;
Ausbilden eines Metallstopfens (33) in dem Kontaktloch (27);
Ausbilden eines leitenden Films (34) auf dem Zwischen schicht-Isolierfilm (23) und auf dem Metallstopfen (33);
Ausbilden eines Resistfilms (37) auf dem leitenden Film (34) in der Weise, daß er wenigstens einen Teil der Oberflä che des Metallstopfens (33) bedeckt;
Ausbilden einer Verdrahtung (36) durch Ätzen des leiten den Films (34), wobei der Resistfilm (37) als Maske dient;
und
Entfernen des Resistfilms (37), wobei der nach Entfernen des Resists (37) verbleibende Resi strest unter Verwendung des Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests nach Anspruch 2 entfernt wird.

9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallstopfen (33) Wolfram oder Polysilicium enthält, während die Verdrahtung (36) eine Aluminiumlegierung oder Wolfram enthält. .

10. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit den folgenden Schritten:
Ausbilden einer Verdrahtung (59) auf einem Halbleitersub strat;
Ausbilden eines Zwischenschicht-Isolierfilms (6) auf dem Halbleitersubstrat und auf der Verdrahtung (59);
Ausbilden eines Resistfilms (65) auf dem Zwischenschicht- Tsolierfilm (6) in der Weise, daß er wenigstens einen Teil der Oberfläche der Verdrahtung (59) mit einem Öffnungsab schnitt davon bedeckt;
Ausbilden eines Kontaktlochs (67), das die Oberfläche der Verdrahtung (59) erreicht, unter Verwendung des Resistfilms (65) als Maske; und
Entfernen des Resistfilms (65), wobei der nach Entfernen des Resists (65) verbleibende Resi strest unter Verwendung des Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests nach Anspruch 2 entfernt wird.

11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Verdrahtung (59) eine Aluminiumlegierung oder Kupfer ent hält.

12. Verfahren zum Herstellen einer Halbleitervorrichtung mit den folgenden Schritten:
Ausbilden eines Gate-Isolierfilms (71) auf einem Halblei tersubstrat;
Ausbilden eines Metallfilms (73, 75, 77) auf dem Gate- Isolierfilm (71);
Ausbilden eines Isolierfilms (79, 81) auf dem Metallfilm (73, 75, 77);
Ausbilden eines Resistfilms (83) auf dem Isolierfilm (79, 81);
Ausbilden einer Metall-Gate-Elektrode (78) durch Ätzen des Isolierfilms (79, 81) und des Metallfilms (73, 75, 77) unter Verwendung des Resistfilms (83) als Maske;
Entfernen des Resistfilms (83); und
Ausbilden einer leitenden Schicht (87a, 87b) durch Ionenimplantation in das Halbleitersubstrat unter Verwendung des Isolierfilms (79, 81) und des Metallfilms (73, 75, 77) als Masken, wobei
der nach Entfernen des Resists (83) oder nach der Ioneninjektion verbleibende Resistrest unter Verwendung des Verfahrens zum Entfernen eines Resistrests nach Anspruch 2 entfernt wird.

13. Verfahren nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß der Metallfilm (73, 75, 77) ein leitender Einschicht- oder Mehrschichtfilm ist, der ein Metallmaterial enthält, das aus der Gruppe ausgewählt ist, die Polysilicium, Wolfram, Wolf ramnitrid, Titan und Titannitrid enthält.