DE10157223A1 - Verfahren zur Herstellung eines Kontaktes bei einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung einer Cluster-Vorrichtung mit zumindest einem Plasmavorbehandlungsmodul - Google Patents

Verfahren zur Herstellung eines Kontaktes bei einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung einer Cluster-Vorrichtung mit zumindest einem Plasmavorbehandlungsmodul

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Abstract

Ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktes bei einer Halbleitervorrichtung enthält eine Reihe von Vorbehandlungsprozessen bzw. -verfahren, die alle in einem Plasmavorbehandlungsmodul durchgeführt werden. Ein Halbleitersubstrat weist eine Zwischenschicht auf, die auf einer Unterschicht aus einem Material, das Silizium enthält, ausgebildet wird. Eine Kontaktöffnung wird in der Zwischenschicht zum Freilegen einer Oberfläche der Unterschicht ausgebildet. Anschließend wird das Halbleitersubstrat in das Plasmavorbehandlungsmodul geladen. Das Photoresistmuster wird durch Veraschung in dem Plasmavorbehandlungsmodul entfernt. Eine beschädigte Schicht auf der Oberfläche, die durch die Kontaktöffnung freigelegt worden ist, wird anschließend in dem Plasmavorbehandlungsmodul entfernt. Anschließend wird das Halbleitersubstrat in dem Plasmavorbehandlungsmodul vorgereinigt. Das Halbleitersubstrat wird anschließend, während es sich in einem Vakuum befindet, zu einem Abscheidungsmodul übertragen. Dort wird eine obere Schicht auf dem Substrat zum Auffüllen der Kontaktöffnung ausgebildet.

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung eines Kontaktes bei einer Halbleitervorrichtung unter Verwendung einer Vorrichtung mit einem Plasma­ vorbehandlungsmodul. Insbesondere betrifft die vorliegende Erfindung Vorbehand­ lungsverfahren vom Zeitpunkt einer Kontaktöffnungsausbildung unter Verwendung eines Photoresistmusters an bis zum Zeitpunkt einer Materialabscheidung in der Kon­ taktöffnung.
2. Beschreibung des Stands der Technik
Eine hochintegrierte Halbleitervorrichtung wird durch Aufeinanderstapeln von zahlreichen leitenden oder halbleitenden Schichten mit jeweils dazwischen angeordne­ ten Isolationsschichten und einem Verbinden der leitenden oder halbleitenden Schichten miteinander hergestellt. Typischerweise wird eine Kontaktöffnung zum elektrischen Verbinden der leitenden Schichten oder halbleitenden Schichten verwendet. Ein Verfah­ ren zum Ausbilden einer derartigen hochintegrierten Halbleitervorrichtung enthält die Schritte eines Ausbildens einer unteren (leitenden oder halbleitenden) Schicht, Ausbil­ den einer Isolationsschicht darauf, Ausbilden einer Kontaktöffnung durch die Isolati­ onsschicht hindurch, wobei die Kontaktöffnung die untere Schicht freilegt, und Ausbil­ den einer oberen (leitenden oder halbleitenden) Schicht auf der Isolationsschicht, die die Kontaktöffnung mit einem leitenden Material auffüllt.
Im Allgemeinen wird die Kontaktöffnung durch ein Plasmatrockenätzverfahren ausgebildet. Bei diesem Verfahren wird die Isolationsschicht durch reaktive Ionen des Plasmas geätzt, die sich mit hohen Geschwindigkeiten bewegen. Da die Herstellung einer Halbleitervorrichtung fast immer ein anisotropes Ätzen beinhaltet, ist das Plasma­ trockenätzverfahren eines der wesentlichen Verfahren bei der Halbleiterherstellung.
Wenn jedoch das Plasmatrockenätzen ausgeführt wird, erzeugen die reaktiven Io­ nen des Plasmas einen Gitterfehler auf der Oberfläche des Wafers oder beschädigen die Oberfläche, die am Boden der Kontaktöffnung freigelegt wird. Falls dies zugelassen werden würde, würde ein Fehler oder Schaden die elektrischen Eigenschaften der Vor­ richtung nachteilig beeinflussen.
Dementsprechend enthalten herkömmliche Behandlungsverfahren ein Wärmebe­ handlungsverfahren des Wafers (Tempern), um zu verhindern, daß seine Oberfläche während des Plasma-Ätzverfahrens beschädigt wird, und ein Plug-Implantationsverfahren, nach dem die Kontaktöffnung ausgebildet worden ist, um jeglichen Schaden auf der Oberfläche, die dem Boden der Kontaktöffnung bestimmt, zu korrigieren. Ebenso ist ein Verfahren zum Entfernen der beschädigten Schicht an dem Boden der Kontaktöffnung bekannt.
Fig. 1 zeigt ein herkömmliches Herstellungsverfahren von dem Zeitpunkt einer Kontaktöffnungsausbildung an bis zu dem Zeitpunkt der Ausbildung einer oberen lei­ tenden oder halbleitenden Schicht. Gemäß Fig. 1 wird die Kontaktöffnung durch eine Plasmatrockenätz-Vorrichtung (S10) ausgebildet. Im Allgemeinen wird die Kontaktöff­ nung durch Ausbilden einer Isolationsschicht auf einem Halbleitersubstrat oder einer anderen bestimmten Unterschicht (oder "Bodenschicht"), Ausbilden eines Photore­ sistmusters, auf der Isolationsschicht unter Verwendung eines photolithographischen Verfahrens und Ätzen der Isolationsschicht unter Verwendung des Photoresistmusters als eine Ätzmaske ausgebildet.
Als nächstes wird das Halbleitersubstrat zu einer Veraschungsvorrichtung (Ashing-Vorrichtung) bewegt, worauf das Photoresistmuster verascht und entfernt wird (S12). Als nächstes wird ein Photoresist-Stripping-Verfahren (Photoresist = PR) durch­ geführt (S14). Bei diesem Verfahren wird das Halbleitersubstrat von derVeraschungs­ vorrichtung zu einem Naßbad transferiert bzw. transportiert, die mit Schwefelsäure zum Entfernen von Resten des Photoresistmusters, die durch das Veraschungsverfahren nicht entfernt worden sind, gefüllt ist.
Ein Rückstandsverarbeitungsverfahren wird zum Entfernen einer beschädigten Schicht, die durch das Plasmatrockenätzverfahren auf der Oberfläche des Halbleitersub­ strats oder auf der Oberfläche einer bestimmten Unterschicht, die den Boden der Kon­ taktöffnung bestimmt, durchgeführt (S16). Das Rückstandsverarbeitungsverfahren wird unter Verwendung einer niedrigen Vorspannungsbedingung (low bias condition) und CF4 oder Sauerstoffgas durchgeführt. Als nächstes wird ein Vorbehandlungsreinigungs­ verfahren in dem Naßbad durchgeführt (S18), um eine andere beschädigte Schicht, die durch das Rückstandsverarbeitungsverfahren ausgebildet worden ist, zu entfernen und jegliche Restverunreinigungen, wie beispielsweise Kohlenstoff, aus der Kontaktöffnung zu entfernen.
Anschließend wird das vorverarbeitete Halbleitersubstrat zu einer Abscheidungs­ vorrichtung transportiert, wobei die obere Schicht zum Auffüllen der Kontaktöffnung ausgebildet wird (S20).
Jedoch sind herkömmliche Herstellungsverfahren Gegenstand folgender Proble­ me.
  • 1. Zunächst erfordert das Photoresist-Stripping-Verfahren eine beträchtliche Verfah­ renszeitdauer und erhöht die Wahrscheinlichkeit, daß das Halbleitersubstrat verun­ reinigt wird, da das PR-Streifenverfahren in einer Naßröhre mit einer Schwefelsäure durchgeführt wird.
  • 2. Die Oberfläche, die durch die Kontaktöffnung freigelegt ist, kann durch das Rück­ standsverarbeitungsverfahren, das mit der Trockenätz-Vorrichtung durchgeführt wird, beschädigt werden. Jedoch variieren die Ätzraten von verschiedenen Schich­ ten, die die Seitenwände der Kontaktöffnungen bestimmen, in Bezug auf die Reini­ gungslösung, die bei dem Vorbehandlungsreinigungsverfahren verwendet wird, ob­ wohl die beschädigte Schicht beim Durchführen eines Vorbehandlungsreinigungs­ verfahrens in einem Naßbad entfernt werden kann. Somit werden die Seitenwände, die die Kontaktöffnung bestimmen, uneben und das Muster, das auf dem Halbleiter­ substrat ausgebildet wird, verschlechtert sich aufgrund von Überätzen.
  • 3. Auch nachdem das Vorbehandlungsreinigungsverfahren durchgeführt worden ist, bildet sich eine neue natürliche Oxidschicht auf der Oberfläche, die den Boden der Kontaktöffnung bestimmt, während das Halbleitersubstrat zu der Abscheidungsvor­ richtung transportiert wird. Die natürliche Oxidschicht verhindert, daß sich zwischen der Oberfläche der unteren Schicht, die den Boden der Kontaktöffnung bestimmt, und der unteren Schicht, die durch das Abscheidungsverfahren ausgebildet worden ist, sich ein guter Kontakt bildet.
  • 4. Es ist schwierig, die Verfahren zu integrieren, da im allgemeinen die Trockenät­ zungs- und Abscheidungsverfahren auf einen Wafer zu einem Zeitpunkt durchge­ führt werden, wo hingegen das Photoresist-Stripping-Verfahren und das Vorbe­ handlungsreinigungsverfahren, bei der die Verwendung eines Naßbades vorkommt, Batch-Verfahren ("Stapelverarbeitungsverfahren") sind. Dementsprechend müssen die Halbleitersubstrate verschiedene getrennte Verarbeitungsvorrichtungen durch­ laufen, wobei das Substrat mehr dazu neigt, verunreinigt zu werden. Obgleich eine große Menge an Verarbeitungszeit aufgewendet wird, werden viele der Vorrichtun­ gen daher minderwertige elektrische Eigenschaften aufweisen.
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, die voranstehend beschreibenen Probleme des Stands der Technik zu lösen.
Insbesondere ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Verfahren zum Ausbilden eines Kontaktes bei einer Halbleitervorrichtung zu schaffen, bei welcher die Vorbehandlungsverfahren, die zum Ausbilden eines guten Kontaktes notwendig sind, in einer relativ kurzen Zeit durchgeführt werden können.
Eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, ein Verfahren zum Aus­ bilden eines Kontaktes bei einer Halbleitervorrichtung zu schaffen, bei welchem die Vorbehandlungsverfahren, die zum Ausbilden eines guten Kontaktes notwendig sind, ausgeführt werden, ohne daß das Halbleitersubstrat in der Zeit zwischen den Prozessen verunreinigt wird.
Um diese Aufgaben zu lösen, schafft die vorliegende Erfindung ein Verfahren, bei welchem die Vorbehandlungsverfahren von dem Zeitpunkt an, zu dem die Kon­ taktöffnung ausgebildet worden ist, bis zu dem Zeitpunkt, zu dem die Kontaktöffnung aufgefüllt wird, ohne die Verwendung eines Plasmas durchgeführt werden.
Die Kontaktöffnung wird unter Verwendung eines Photoresistmusters als eine Ätzmaske ausgebildet, wobei die Oberfläche eines unterliegenden Materials, das Silizi­ um aufweist, freigelegt wird. Anschließend wird das Halbleitersubstrat in eine Cluster- Vorrichtung geladen, die eine oder mehrere Plasmavorbehandlungs- und Abschei­ dungsmodule (Deposition) aufweist, die durch eine andere Vorrichtung verbunden ist, in welcher ein Vakuum aufrecht erhalten werden kann. Bei einem ersten Vorbehand­ lungsverfahren wird das Photoresistmuster durch Veraschung entfernt. Bei einem zwei­ ten Vorbehandlungsverfahren wird die beschädigte Schicht an der Oberfläche, die durch die Kontaktöffnung freigelegt ist, entfernt. Bei einem dritten Vorbehandlungsverfahren wird das Halbleitersubstrat gereinigt. Das Halbleitersubstrat wird anschließend zu dem Abscheidungsmodul transferiert, wobei das Substrat in einem Vakuum gehalten wird. Dort wird ein Film bzw. eine Schicht auf dem Substrat ausgebildet, um die Kontaktöff­ nung aufzufüllen und dadurch einen elektrischen Kontakt mit der Unterschicht zu bil­ den.
Die Unterschicht kann aus einer Silizium-, Polysilizium- oder Silizidschicht be­ stehen. Die obere Schicht, die zum Auffüllen der Kontaktöffnungen ausgebildet wird, ist eine leitende Schicht, beispielsweise eine, die aus einer Polysiliziumschicht und einer Metallschicht ausgebildet worden ist.
Das Plasmavorbehandlungsmodul ist zum Erzeugen eines Remote-Plasmas (d. h. räumlich vom Abscheidungsraum getrennten Plasmas) unter Verwendung von Mikro­ wellen entworfen worden. In diesem Zusammenhang wird das Verfahren der Vera­ schung des Photoresistmusters unter Verwendung von Stickstoffgas und Sauerstoffgas in einem Plasmazustand durchgeführt, gefolgt von einer Anwendung von UV-Licht. Das Verfahren zum Entfernen der beschädigten Schicht wird unter Verwendung von Stickstoffgas und Sauerstoffgas in einem Plasmazustand und einem auf Flour basieren­ den Gas in einem Plasmazustand oder in einem normalen Gaszustand durchgeführt. Zudem weist das Reinigungsverfahren die Verwendung von Wasserstoffgas und einem auf Flour basierenden Gas in einem Plasmazustand auf, um eine chemische Reaktion mit einer Oxidschicht auf der Oberfläche der Unterschicht, die an dem Boden der Kon­ taktöffnung freigelegt ist, zu bewirken, wodurch eine Reaktionsschicht sich ausbildet und eine Wärmebehandlung (Tempern) der Reaktionsschicht verdampft diese.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann ein Veraschungsverfahren, ein Rück­ standsverarbeitungsverfahren und ein Vorbehandlungsreinigungsverfahren ununterbro­ chen in einem Plasmavorbehandlungsmodul einer Cluster-Vorrichtung durchgeführt werden. Somit kann die Vorbehandlungsverarbeitungszeit minimiert werden. Ebenso wird die Ansammlung von Verunreinigungen an den Kontaktöffnung im Gegensatz zu dem Fall verhindert, bei welchem das Halbleitersubstrat zu verschiedenen Verarbei­ tungsvorrichtungen des Stands der Technik transferiert wird.
Außerdem kontaktieren das abgeschiedene Material und die Oberfläche, die durch die Kontaktöffnung freigelegt worden ist, gut miteinander, da ein Vakuum zwi­ schen den Plasmavorbehandlungsmodul und dem Abscheidungsmodul aufrecht erhalten wird, um das Wachstum einer natürlichen Oxidschicht auf der freigelegten Oberfläche zu verhindern, nach dem das Vorbehandlungsreinigungsverfahren durchgeführt worden ist.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
Die obigen und andere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Er­ findung werden durch Bezugnahme auf die vorliegende detaillierte Beschreibung von bevorzugten Ausführungsformen und unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung besser ersichtlich, in welcher:
Fig. 1 ein Blockdiagramm eines herkömmlichen Verfahrens zum Ausbilden eines Kontaktes bei einem Verfahren der Halbleiterherstellung zeigt;
Fig. 2 ein Blockdiagramm eines Verfahrens zum Ausbilden eines Kontaktes einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 3 eine schematische Draufsicht auf eine Vorrichtung zum Ausbilden eines Kontaktes bei dem Verfahren der Herstellung einer Halbleitervorrich­ tung gemäß der vorliegenden Erfindung zeigt;
Fig. 4 ein schematisches Diagramm einer ersten Ausführungsform eines Plas­ mavorbehandlungsmoduls der in Fig. 3 gezeigten Vorrichtung zeigt;
Fig. 5 ein schematisches Diagramm einer anderen Ausführungsform des Plas­ mavorbehandlungsmoduls zeigt; und
Fig. 6-10 Schnittansichten eines Substrats zeigen, die ein Verfahren zum Ausbilden eines Kontaktes gemäß der vorliegenden Erfindung darstellen.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf die beigefügte Zeichnung einge­ hender beschrieben. Es ist jedoch zu beachten, das wenn eine Schicht als "auf" einer anderen Schicht oder Substrat beschrieben wird, eine derartige Beschreibung bedeutet, daß die fragliche Schicht direkt auf einer anderen Schicht oder Substrat angeordnet sein kann oder Zwischenschichten dazwischen angeordnet sein können.
Fig. 2 zeigt die grundlegenden Verfahrensschritte, die das Verfahren zum Ausbil­ dens des Kontaktes gemäß der vorliegenden Erfindung bilden. Kurz gesagt, nachdem eine Kontaktöffnung unter Verwendung einer Trockenätz-Vorrichtung ausgebildet wor­ den ist (Schritt S40), werden in einem Vorbehandlungsmodul ein Veraschungsverfahren (Schritt S42), ein Rückstandsverarbeitungsverfahren (Schritt S44) und ein Vorbehand­ lungsverfahren (Schritt S46) zusammen in einem Vorbehandlungsmodul durchgeführt. Anschließend wird eine obere Schicht in einem Abscheidungsmodul ausgebildet (Schritt S48).
Bevor jedoch das Verfahren zum Ausbilden eines Kontaktes gemäß der vorlie­ genden Erfindung detaillierter beschrieben wird, soll die Vorrichtung, in welcher das Verfahren ausgeführt wird, beschrieben werden. Gemäß Fig. 3 weist die Vorrichtung einen Cluster aus jeweiligen Verfahrensmodulen auf. Ein Transfermodul 100, in wel­ chem ein gleichförmiges Vakuum aufrecht erhalten wird, ist in der Mitte der Vorrich­ tung angeordnet. Um das Transfermodul 100 herum sind Lade- und Entlademodule 110 bzw. 120, ein Kühlmodul 130, Vorbehandlungsmodule 140, 150 und 160 und Abschei­ demodule 170 und 180 angeordnet.
Eine nicht näher dargestellte Transfervorrichtung ist in der Mitte des Transfermo­ duls 100 vorgesehen. Mittels der Transfervorrichtung wird ein Wafer von dem Belade­ modul 110 zu einem bestimmten Vorbehandlungsmodul 140, 150 oder 160 transferiert bzw. transportiert. Nachdem die Vorbehandlungsverfahren durchgeführt worden sind, wird der Wafer von einem Vorbehandlungsmodul zu einem Abscheidungsmodul 170 oder 180 durch das Transfermodul 100, in welchem ein Vakuum aufrecht erhalten wird, transportiert. Die obere Schicht, die die Kontaktöffnung auffüllt, wird auf dem Wafer in einem Abscheidungsmodul ausgebildet. Falls die Temperatur des Wafers nach dem letzten Vorbehandlunsgverfahren zu hoch ist, kann der Wafer zu dem Kühlmodul 130 transportiert werden, bevor die obere Schicht ausgebildet wird. Das Kühlmodul 130 kann ebenso zum Kühlen des Wafers auf eine geeignete Temperatur nach dem Abschei­ dungsprozess aber bevor der Wafer zum Entlademodul 120 transportiert wird, verwen­ det werden. Obgleich in Fig. 3 drei Vorbehandlungsmodule und zwei Abscheidungsmo­ dule dargestellt sind, kann, falls notwendig, die Vorrichtung eine andere Anzahl an Vorbehandlungs- und Abscheidungsmodulen aufweisen.
Fig. 4 zeigt eine Ausführungsform eines Vorbehandlungsmoduls, das eine Re­ mote-Plasmaerzeugungsvorrichtung aufweist. Eine derartige Re­ mote-Plasmaerzeugungsvorrichtung ist in der koreanischen Patentanmeldung Nr. 99-46365 offenbart.
Gemäß Fig. 4 enthält das Vorbehandlungsmodul eine Vakuumkammer 10, einen Mikrowellenleiter 44, welcher eine Remote-Plasmaerzeugungsvorrichtung zum Erregen von Reaktionsgas in einen Plasmazustand und Transportieren des Reaktionsgases im Plasmazustand zu der Vakuumkammer 10 bildet, einen Gasdiffusor, eine Heizvorrich­ tung 54 zum Durchführen eines Wärmebehandlungsverfahrens (Tempern) in der glei­ chen Kammer und einen Suszeptor 12 zum Positionieren des Wafers in der Vakuum­ kammer 10. Genauer gesagt ist der Suszeptor 12, auf welchem der Wafer 14 moniert ist, in der Mitte der Vakuumkammer 10 angeordnet. Der Suszeptor 12 kann von dem unte­ ren Abschnitt der Vakuumkammer 10 zu dem oberen Abschnitt der Vakuumkammer 10 und umgekehrt (wie durch den Pfeil ↕ angedeutet) über die Welle 20 und den Motor 22 bewegt werden. Die Temperatur des Wafers 14 wird durch die Temperatur des Suszep­ tors 12 gesteuert. Eine Kühlleitung 16a erstreckt sich durch den Suszeptor 12 zum Zu­ führen von Kühlwasser oder Kühlgas, um die Temperatur des Suszeptors 12 zu steuern, und somit des Wafers 14, um die Reproduzierbarkeit der Verfahren sicherzustellen. Ein erstes Rohr 16 zum Zuführen des Kühlwassers oder des Kühlgases von einer Kühlwas­ ser- oder Kühlgas-Versorgungsvorrichtung 18 ist mit der Kühlleitung 16a verbunden.
Das Reaktionsgas wird der Vakuumkammer 10 durch den Gasdiffusor zugeführt. Der Gasdiffusor enthält eine Vorbereitungskammer 50 zum Aufnehmen des Reaktions­ gases aus zweiten und dritten Rohren 32 und 34, die sich außerhalb der Vakuumkammer 10 erstrecken, und eine perforierte Platte 52, die mit dem Boden der Vorbereitungs­ kammer 50 zum gleichmäßigen Verteilen des Gases in der Vakummkammer 10 verbun­ den ist. Das zweite Rohr 32 dient zum Zuführen vom Gas in einem Plasmazustand. Eine Wasserstoffgasversorgungsquelle (mit "H2" bezeichnet) und eine Versorgungsquelle für das auf Fluor basierende Gas (mit "NF3" bezeichnet) sind einem Ende des zweiten Rohrs 32 verbunden. Schaltventile 36 und 38 und Massenflußsteuervorrichtungen (mass flow controller = MFC) 40 und 42 zum Steuern der Gasmenge sind nahe der Versor­ gungsquelle für das Wasserstoffgas bzw. das auf Fluor basierende Gas installiert. Gas aus der Versorgungsquelle für das auf Fluor basierende Gas und des Wasserstoffgases passiert durch die Schaltventile 36 und 38 bzw. die Masssenflußsteuervorrichtungen 40 und 42 zu dem Mikrowellenleiter 44, wobei das Gas angeregt wird. Das dritte Rohr 34 dient zum Zuführen eines natürlichen auf Fluor basierenden Gases. Eine Versorgungs­ quelle für das auf Fluor basierende Gas (mit NF3 bezeichnet) ist mit einem Ende des dritten Rohrs 34 verbunden. Ein Schaltventil 46 und eine MFC 48 sind in dem dritten Rohr 34 nahe der Versorgungsquelle für ein auf Fluor basierendes Gas installiert.
Das Quellgas, das bei dem Verfahren der vorliegenden Erfindung verwendet wird, ist jedoch nicht auf Wasserstoff (H2) oder auf ein auf Fluor basierendes Gas (NF3) be­ schränkt. Beispielsweise können Sauerstoff (O2), Stickstoff (N2) und Argon (Ar) als Quellgase verwendet werden.
Ein Auslaßanschluß 24 ist an dem Boden der Vakuumkammer 10 zum Abführen von Gas aus der Vakuumkammer 10 vorgesehen, um einen geeigneten Vakuumwert in der Vakuumkammer 10 aufrecht zu erhalten. Ein viertes Rohr 26 ist mit der Auslaßöff­ nung 24 verbunden und ein Schaltventil 28 und eine Vakuumpumpe 30 sind in dem vierten Rohr 26 installiert.
Der Druck innerhalb der Vakuumkammer wird automatisch durch ein nicht näher dargestelltes programmierbares Ventil (Smart-Ventil) gesteuert, das in den Boden der Vakuumkammer 10 installiert ist. Eine Heizvorrichtung 54 zum Tempern (Annealing) des Wafers 14 ist zwischen der Decke der Vorbereitungskammer 50 und dem Rahmen bzw. der Decke der Vakuumkammer 10 vorgesehen. Die Heizvorrichtung 54 kann aus einer Ultraviolettlampe (UV-Lampe) oder einem Laser bestehen.
Fig. 5 zeigt schematisch eine andere Ausführungsform des Vorbehandlungsmo­ duls. Das Vorbehandlungsmodul dieser Ausführungsform enthält eine Vakuumkammer 60, einen Mikrowellenleiter 90, welcher eine Remote-Plasmaerzeugungsvorrichtung zum Anregen des Reaktionsgases in einen Plasmazustand und zum Tranpsortieren des Reaktionsgases in einem Plasmazustand zu der Vakuumkammer 60 bildet, einen Gasdif­ fusor, UV-Lampen 78 zum Durchführen eines Temperverfahrens in der Kammer 60 und einen Suszeptor 62 zum Unterstützen bzw. Tragen eines Wafers 64.
Die Innenwände der Vakuumkammer 60 sind mit einer anodisierten Schicht bezo­ gen, um zu verhindern, daß die Innenwände durch Fluorionen erodiert werden. Die Sei­ tenwände der Vakuumkammer 60 sind mit Heizvorrichtungen 96 vorgesehen. Die obere Wand 76 der Vakuumkammer ist domförmig. Genauer gesagt, weist die obere Wand eine Lichtfixierungseinheit 76, in welcher die UV-Lampen 78 integriert sind, und ein transparentes Fenster 74 auf, das aus Saphir hergestellt ist, und sich kurz unterhalb der UV-Lampen 78 erstreckt.
Der Suszeptor 62, auf welchen ein Wafer 64 montiert ist, ist in der Mitte des unte­ ren Abschnitts der Vakuumkammer 60 angeordnet. Ein Hebestift 72 zum Auf- und Ab­ bewegen des Wafers 74 erstreckt sich durch den Suszeptor 62. Der Hebelstift 72 ist auf einem Stifthalter 70 montiert, welcher für eine Bewegung nach oben und unten ange­ trieben wird. Die Temperatur des Wafers 64 wird durch die Temperatur des Suszeptors 62 gesteuert. Eine Kühlleitung erstreckt sich durch den Suszeptor 62 zum Zuführen von Kühlwasser oder Kühlgas, um die Temperatur des Suceptors 62 zu steuern, und somit auch die des Wafers 64, um die Reproduzierbarkeit der Verfahren sicher zu stellen. Ein erstes Rohr 66 zum Zuführen des Kühlwassers oder des Kühlgases von einer Kühlwas­ ser- oder Kühlgasversorgungsvorrichtung 68 ist mit der Kühlleitung verbunden.
Das Reaktionsgas wird in die Vakuumkammer 60 durch den Gasdiffusor zuge­ führt. Der Gasdiffusor enthält eine Vorbereitungskammer 80 zum Aufnehmen eines Reaktionsgases aus dem zweiten Rohr 98, das sich außerhalb der Vakuumkammer 60 erstreckt, und eine perforierte Platte 82, die mit dem Boden der Vorbereitungskammer 80 zum gleichmäßigen Verteilen des Gases in der Vakuumkammer 60 verbunden ist. Ein Rohr ist mit einer Versorgungsquelle eines auf Fluor basierenden Gases ("NF3"; im folgenden NF3-Gas genannt) verbunden, das wiederum mit dem zweiten Rohr 98 zum Zuführen des auf Fluor basierenden Gases in die Vakuumkammer verbunden ist. Ein Schaltventil 92a und eine MFC 94a sind in dem Rohr installiert, womit die Zufuhr von auf Fluor basierenden Gas (NF3) gesteuert wird. Ein Mikrowellenleiter 90 für die Plas­ maerzeugung ist bei dem zweiten Rohr 98 installiert. Die Versorgung von Stickstoffgas, Sauerstoffgas, Wasserstoffgas, Argongas und NF3-Gas durch die Röhre 98 zu dem Mi­ krowellenleiter 90 wird durch die MFCs 92b, 92c, 92d und 92f bzw. Schaltventile 94b, 94c, 94d und 94f gesteuert.
Ein Auslaßanschluß ist an dem Boden der Vakuumkammer 60 zum Abführen von Gas aus der Vakuumkammer 60 angeordnet, um ein Vakuum in der Vakuumkammer 60 sicher zu stellen. Ein drittes Rohr 84 ist mit dem Auslaßanschluß verbunden und ein Schaltventil 86 und eine Vakuumpumpe 88 sind in dem dritten Rohr 84 installiert.
Im Folgenden wird das Ausbilden eines Kontaktes gemäß der vorliegenden Erfin­ dung unter Verwendung einer Vorrichtung, die ein Vorbehandlungsmodul des in Fig. 4 oder 5 gezeigten Typs enthält, beschrieben.
Fig. 6 bis 10 zeigen die Verfahrensschritte zum Ausbilden eines selbst ausgerich­ teten Kontaktes (self-aligned contact = SAC) einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung.
Gemäß Fig. 6 wird ein Gateelektrodenmuster auf einem Siliziumsubstrat 200 aus­ gebildet. Zunächst werden eine Gate-Isolationsschicht 202, eine Polysiliziumschicht 204, eine Silizidschicht 206 und eine Maskenschicht 208 aus Siliziumnitrid auf den Si­ liziumsubstrat 200 sequentiell bzw. aufeinander folgend ausgebildet. Anschließend werden die vorangehend erwähnten Schichten unter Verwendung von herkömmlicher Photolithographie zum Ausbilden von Gateelektroden gemustert bzw. maskiert. Spacer 210 werden auf den Seitenwänden der Gateelektroden durch Ausbilden einer Silizium­ nitridschicht über die gesamte Struktur und anschließenden Ätzen der Silizidschicht von der Oberfläche des Siliziumsubstrats 200 ausgebildet.
Gemäß Fig. 7 wird eine Ätz-Stopp-Schicht 212 aus Siliziumnitrid auf der gesam­ ten Oberfläche des Siliziumsubstrats 200 durch eine chemische Dampfphasenabschei­ dung (CVD) ausgebildet. Die Ätz-Stopp-Schicht 212 dient zum Stoppen des darauffol­ genden Ätzverfahrens, das zum Ausbilden des SAC verwendet wird, und verhindert somit, daß die Oberfläche des Siliziumsubstrats 200 zwischen den Gateelektrodenmu­ stern beschädigt wird.
Gemäß Fig. 8 wird eine dielektrische Zwischenschicht 214 aus Siliziumoxid, das eine Ätzselektivität bezüglich der Ätz-Stopp-Schicht 212 aufweist, bis zu einer vorbe­ stimmten Dicke ausgebildet. Als nächstes wird eine Kontaktöffnung in die dielektrische Zwischenschicht 214 unter Verwendung der Trockenätzvorrichtung ausgebildet (Schritt S40). Genauer gesagt wird die Kontaktöffnung durch ein SAC-Verfahren ausgebildet.
In diesem Zusammenhang wird ein Photoresistmuster 216 in dem Vorbehand­ lungsmodul ausgebildet. Das Photoresistmuster wird zum Ausbilden einer Kontaktöff­ nung verwendet, deren Breite dem Raum zwischen den Gateelektrodenmustern ent­ spricht. Je kleiner der Raum zwischen den Gateelektrodenmustem ist, desto schwieriger wird es, das Photoresistmuster unter Verwendung eines herkömmlichen photolithogra­ phischen Verfahrens auszubilden, da inhärente Begrenzungen bei der Auflösung der Verfahren auftreten. Dementsprechend wird das Photoresistmuster derart entworfen, daß es eine Kontaktöffnung ausbildet, die größer als die Breite des Raums zwischen den Gateelektrodenmustern ist. Die dielektrische Zwischenschicht 214 wird unter Verwen­ dung des Photoresistmusters als eine Ätzmaske anisotrop geätzt, wobei die Kontaktöff­ nung durch die Maskenschicht 208 und die Spacer 210 jedes Gateelektrodenmusters selbstausgerichtet sind. Wenn die dielektrische Zwischenschicht 214 geätzt wird, wird die Ätz-Stopp-Schicht 212 zwischen den Gateelektrodenmustem freigelegt.
Gemäß Fig. 9 wird das Siliziumsubstrat 200 zwischen Gateelektrodenmustern durch Ätzen der Ätz-Stopp-Schicht 212 unter Ätzbedingungen freigelegt, die sich von denen, bei den die dielektrische Zwischenschicht 214 geätzt wird, unterscheiden. Somit wird eine Kontaktöffnung ausgebildet. Hierbei wird an der Oberfläche des freigelegten Siliziumsubstrats 200 zwischen den Gateelektrodenmustern eine beschädigte Schicht 218 erzeugt. Außerdem verbleiben verschiedene Verunreinigungen an der Oberfläche des freigelegten Siliumsubstrats 200 zwischen den Gateelektrodenmustern.
Nachdem das Siliziumsubstrat 200, in welchem die Kontaktöffnung ausgebildet ist, zu dem Vorbehandlungsmodul, das in Fig. 4 oder 5 gezeigt ist, transportiert worden ist, wird das Veraschungsverfahren S42, das Rückstandsverarbeitungsverfahren S44 und das Vorbehandlungsreinigungsverfahren S46 sequentiell ausgeführt. Die Bedingungen, die in dem Vorbehandlungsmodul während dieser Verfahren vorherrschen, werden im folgenden im Detail beschrieben.
Zunächst wird das Veraschungsverfahren zum Entfernen des Photoresistmusters 216 durchgeführt. Bei diesem Verfahren emittiert die UV-Lampe UV-Licht mit einer Wellenlänge von 200-500 nm und wird mit einer Leistung von 300-1000 Watt betrie­ ben. Die Leistung des Mikrowellenleiters beträgt 500-2000 Watt. Der Druck in dem Vorbehandlungsmodul beträgt 0,1-10 Torr. Die Temperatur des Siliziumsubstrats 200 beträgt 25-300°C. Das Veraschungsverfahren wird unter diesen Bedingungen mit Stick­ stoff und Sauerstoff, das in das Modul im Zustand eines Plasmas mit einer Geschwin­ digkeit bzw. Rate von 10-2000 sccm bzw. 10-2000 sccm zugeführt wird, durchgeführt. Zu beachten ist, daß das Photoresistmuster durch UV-Licht effektiver entfernt werden kann, als durch die bei dem herkömmlichen Veraschungsverfahren verwendete Vor­ richtung. Somit ist ein zusätzliches Stripping-Verfahren nicht erforderlich.
Als nächstes wird das Rückstandsverarbeitungsverfahren zum Entfernen der be­ schädigten Schicht 218 durch Zuführen von Stickstoff und Sauerstoff in das Modul in einen Zustand eines Plasmas und durch Zuführen eines auf Fluor basierenden Gases in das Modul durchgeführt. Bei diesem Verfahren beträgt die Leistung des Mikrowellen­ leiters 500-2000 Watt. Der Druck in dem Vorbehandlungsmodul beträgt 0,1-10 Torr. Die Temperatur des Siliziumsubstrats beträgt 5-300°C. Der Stickstoff wird als Reakti­ onsgas mit Rate von 10-2000 sccm zugeführt, der Sauerstoff mit einer Rate von 10- 2000 sccm und das auf Fluor basierende Gas (NF3) mit einer Rate von 30-300 sccm.
Die Verwendung eines Plasmas zum Entfernen der beschädigten Schicht erzeugt relativ geringere Schäden im Vergleich zum Gebrauch von herkömmlichen Rückstand­ verarbeitungsverfahren. Überdies wird die freigelegte Oberfläche des Siliziumsubstrats 200 nicht Kohlenstoff verunreinigt, da NF3 im Gegensatz zu einem CF-basierten Gas verwendet wird.
Schließlich wird das Vorbehandlungsreinigungsverfahren in zwei Schritten durchgeführt, nämlich einem chemischen Reaktionsschritt und einem Wärmebehand­ lungsschritt (Tempern). Der chemische Reaktionsschritt beinhaltet ein Zuführen von Wasserstoff und auf Fluor basierendem Gas in das Modul und ein chemisches Reagieren der zwei Gase mit der Oxidschicht, die auf der Oberfläche des Siliziumsubstrats 200 ausgebildet ist, das den Boden der Kontaktöffnung bestimmt, um dadurch eine Reakti­ onsschicht auszubilden. Der Wärmebehandlungsschritt entfernt die so ausgebildete Re­ aktionsschicht.
Als nächstes werden die bestimmten Bedingungen bei dem Ausbildungsschritt der Reaktionsschicht beschrieben. Die Leistung des Mikrowellenleiters beträgt 500-2000 Watt. Der Druck in dem Plasmavorbehandlungsmodul beträgt 1-10 Torr. Die Tempera­ tur des Siliziumsubstrats beträgt 0-50°C. Der als Reaktionsgas dienende Stickstoff wird mit einer Geschwindigkeit von 10-2000 sccm zugeführt, der Wasserstoff wird mit einer Rate von 5-200 sccm zugeführt und NF3 wird mit einer Rate von 10-300 sccm zuge­ führt. Folglich wird die natürliche Oxidschicht in eine Reaktionsschicht aus beispiels­ weise (NH4)2SiF6 umgewandelt. Eine derartige Reaktionsschicht kann verdampft und somit entfernt werden.
Das auf Fluor basierende Gas kann in einem Plasmazustand oder in einem nor­ malen gasförmigen Zustand zugeführt werden. NF3, SF6 oder CEF3 können als das auf Fluor basierende Gas verwendet werden. Bei der bevorzugten Ausführungsform wird NF3 verwendet. Der Wasserstoff wird in das Modul in einem Plasmazustand zugeführt bzw. eingebracht. Wenn der Wasserstoff und das auf Fluor basierende Gas im Plasma­ zustand zugeführt werden, wird das Verhältnis von NF3-Gas zu Wasserstoffplasma auf beispielsweise 0,1-100 eingestellt, und das Gemisch reagiert chemisch mit der Oxid­ schicht, die aus SiO2 besteht. Ein Nebenprodukt der Reaktion, d. h. (NH4)2SiF6, wird dort ausgebildet, wo das Gemisch und die Oxidschicht aufeinandertreffen. Wenn die Reaktionsschicht einmal eine bestimmte Dicke erreicht, dient die Reaktionsschicht als eine Sperrschicht bezüglich der chemischen Reaktion. Somit stoppt die chemische Re­ aktion. Das Wärmebehandlungsverfahren wird, nachdem die chemische Reaktion zwi­ schen der Gaszufuhr und der Oxidschicht stoppt, durchgeführt, wobei die Reaktions­ schicht verdampft und aus dem Moduls nach außerhalb abgeführt wird. Hierbei wird das Wärmebehandlungsverfahren vorzugsweise bei einer Temperatur von 100-500°C für 20-600 Sekunden durchgeführt. Nachdem Verunreinigungen wie beispielsweise die natürliche Oxidschicht und das Oberflächenoxid entfernt worden sind, wird eine Passi­ vierungsschicht, die mit Wasserstoffatomen kombiniert ist, auf der freigelegten Oberflä­ che ausgebildet. Dementsprechend wird die Oberfläche des Halbleitersubstrats an einer Reoxidation gehindert.
Falls die zu entfernende Oxidschicht so dünn wie eine natürliche Oxidschicht ist, kann die Oxidschicht in einem Zyklus des Vorbehandlungreinigungsverfahrens entfernt werden. Jedoch können die zwei Schritte des Vorbehandlungsreinigungsverfahrens wie­ derholt durchgeführt werden, wenn es durch die Dicke der zu entfernenden Oxidschicht erforderlich ist.
Überdies wird bei dem Vorbehandlungsreinigungsverfahren der chemische Reak­ tionsschritt und der Wärmebehandlungsschritt aufeinanderfolgend in dem Vorbehand­ lungsmodul ausgeführt. Wenn das in Fig. 4 gezeigte Vorbehandlungsmodul verwendet wird, kann der chemische Reaktionsschritt ausgeführt werden, während das Halbleiter­ substrat in dem unteren Abschnitt der Vakuumkammer 10 positioniert ist, und der Wärmebehandlungsschritt kann ausgeführt werden, während das Halbleitersubstrat im oberen Abschnitt der Vakuumkammer 10 positioniert ist, in welchem die UV-Lampe 54 angeordnet ist.
Gemäß Fig. 10 wird das Siliziumsubstrat 200, welches einem Vorbehandlungsrei­ nigungsverfahren unterzogen worden ist, von einem Vorbehandlungsmodul 140, 150 oder 160 (Fig. 3) zu einem Abscheidungsmodul 170 oder 180 der Fig. 3 durch das Transfer- bzw. Transportmodul 100 transportiert werden, während es sich in einem Va­ kuum befindet. Die darauffolgende (obere) Schicht 220 wird anschließend ausgebildet. Als die obere Schicht 220 können verschiedene leitende Metallschichten verwendet werden.
Wie für den Fachmann ersichtlich verringert die vorliegende Erfindung die Verarbei­ tungszeit und die Herstellungskosten im Vergleich mit dem Stand der Technik, da (1) das Veraschungsverfahren, das Rückstandsverarbeitungsverfahren und das Vorbehand­ lungsreinigungsverfahren in einem Vorbehandlungsmodul unter Verwendung von Plasma aufeinanderfolgend (sequentiell) durchgeführt werden, und (2) ein PR- Stripping-Verfahren nicht erforderlich ist, da das Photoresist durch das Veraschungsver­ fahren, das unter Verwendung von Sauerstoffplasma und UV-Licht durchgeführt wird, sehr effizient entfernt wird.
Zweitens kann die vorliegende Erfindung kann zum Erzeugen einer Halbleitervor­ richtung mit verbesserten elektrischen Eigenschaften verwendet werden, da ein auf Fluor basierendes Gas und Sauerstoff zum Entfernen der beschädigten Schicht an dem Boden der Kontaktöffnung verwendet wird, anstelle eines Gases, das Kohlenstoff aufweist. D. h., das Rückstandsverarbeitungsverfahren der vorliegenden Erfindung minimiert je­ den weiteren Schaden auf der Schicht, die an dem Boden der Kontaktöffnung freigelegt ist, und hinterläßt keine Kohlenstoffverschmutzung darin.
Drittens verschlechtert die Verwendung der vorliegenden Erfindung nicht das Profil der Kontaktöffnung oder hinterläßt Wasserspritzer, da das Vorbehandlungsverfahren unter Verwendung eines Plasmatrockenätzens anstelle eines herkömmlichen Naßätzens aus­ geführt wird.
Viertens minimiert die vorliegende Erfindung die Verunreinigung des Substrats und verhindert, daß während der Zeit zwischen den Verfahren eine natürliche Oxidschicht wieder aufwächst, da das Vorbehandlungsmodul und das Abscheidungsmodul in einer Clusteranordnung vorgesehen und durch eine Vorrichtung verbunden sind, die ein Va­ kuum aufrecht erhalten kann.
Obgleich die vorliegende Erfindung unter Bezugnahme auf die Ausbildung eines SACs zwischen der Gateelektrodenmustern genau gezeigt und beschrieben worden ist, ist es für den Fachmann ersichtlich, daß die Erfindung nicht dahingehend beschränkt ist und verschiedene andere Verfahren zur Herstellung von Halbleitervorrichtungen, wie beispielsweise die Verfahren zum Ausbilden von Metall- und Bitleitungskontakten, an­ wendbar sind. Ebenso kann die vorliegende Erfindung zum Ausbilden einer Kontaktöff­ nung in einer Zwischenschicht, die auf einer unterliegenden Schicht, die beispielsweise aus Silizium besteht, angewendet werden; dazu gehört beispielsweise das Ausbilden einer Kontaktöffnung, die eine Polysiliziumschicht oder Silizidschicht freilegt. Daher sind all diese Anwendungen, die innerhalb des Umfangs der beigefügten Ansprüche fallen, so auszulegen, daß sie in dem Inhalt der vorliegenden Erfindung enthalten sind.

Claims (29)

1. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktes bei einer Halbleitervorrichtung, das folgende Schritte aufweist:
Vorsehen eines Halbleitersubstrats, auf welchem eine Zwischenschicht auf einer Unterschicht, die Silizium aufweist, ausgebildet ist;
Ausbilden einer Kontaktöffnung in der Zwischenschicht unter Verwendung eines Photoresistmusters als eine Ätzmaske, wobei eine Oberfläche der Unterschicht an dem Boden der Kontaktöffnung freigelegt ist;
Laden des Halbleitersubstrats in eine Vorrichtung mit einem Plasmavorbehand­ lungsmodul und einem Abscheidungsmodul, die miteinander verbunden sind;
Transferieren des Halbleitersubstrats zu dem Plasmavorbehandlungsmodul;
Veraschung des Photoresistmusters in dem Plasmavorbehandlungsmodul, um das Photoresistmuster zu entfernen;
darauffolgendes Entfernen einer beschädigten Schicht an der Oberfläche der Un­ terschicht, die den Boden der Kontaktöffnung bestimmt, in dem Plasmavorbe­ handlungsmodul;
darauffolgendes Reinigen des Halbleitersubtrats in dem Plasmavorbehandlungs­ modul;
darauffolgendes Transferieren des Halbleitersubstrats zu dem Abscheidungsmo­ dul, während es sich in einem Vakuum befindet; und
Abscheiden von Material auf dem Substrat, das die Kontaktöffnung füllt, in dem Abscheidungsmodul.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Veraschung, das Entfernen der beschädig­ ten Schicht und die Vorreinigung jeweils ein Anregen von Gas außerhalb des Vorbehandlungsmoduls unter Verwendung von Mikrowellen aufweist, um einen Plasmazustand zu induzieren, und Richten des sich im Plasmazustand befindli­ chen Gases in Richtung des Substrats innerhalb des Vorbehandlungsmoduls.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei die Veraschung ein Erwärmen des Substrats in dem Vorbehandlungsmodul aufweist.
4. Verfahren nach Anspruch 3, wobei das Erwärmen ein Erzeugen von ultraviolettem Licht (UV-Licht) innerhalb des Vorbehandlungsmoduls aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 4, wobei die Veraschung ein Anregen von Stickstoffgas und Sauerstoffgas außerhalb des Vorbehandlungsmoduls unter Verwendung von Mikrowellen, um den Plasmazustand zu induzieren, sowie ein Zuführen des Stick­ stoffgases und des Sauerstoffgases in einen Plasmazustand in Richtung des Sub­ strats innerhalb des Vorbehandlungsmoduls aufweist.
6. Verfahren nach Anspruch 5. wobei die Veraschung aufweist:
Zuführen des Stickstoffgases mit einer Rate von 10-2000 sccm und des Sauer­ stoffgases mit einer Rate von 10-2000 sccm als Reaktionsgase,
Anregen des Gases mit einer Mikrowellenleistung von S00-2000 W,
Aufrechterhalten eines Druckes von 0,1-10 Torr innerhalb des Plasmavorbe­ handlungsmoduls,
Regulieren der Temperatur des Substrats auf 25-300°C und
Betreiben einer UV-Lampe mit einer Leistung von 300-1000 W zur Versorgung mit UV-Licht.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Entfernen der beschädigten Schicht ein Anregen des Stickstoffgases und des Sauerstoffgases außerhalb des Vorbehand­ lungsmoduls unter Verwendung von Mikrowellen zum Induzieren eines Plasma­ zustands sowie ein Zuführen des Stickstoffgases und des Sauerstoffgases in dem Plasmazustand und eines auf Fluor basierenden Gases in Richtung des Substrats innerhalb des Vorbehandlungsmoduls aufweist.
8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei das auf Fluor basierende Gas NF3 ist.
9. Verfahren nach Anspruch 8, wobei das Entfernen der beschädigten Schicht auf­ weist:
Zuführen des Stickstoffgases mit einer Rate von 10-2000 sccm, des Sauerstoff­ gases mit einer Rate von 10-2000 sccm und des NF3-Gases mit einer Rate von 30-300 sccm als Reaktionsgase,
Anregen des Stickstoffgäses und des Sauerstoffgases mit einer Mikrowellenlei­ stung von 500-2000 W,
Aufrechterhalten eines Druckes von 0,1-10 Torr innerhalb des Plasmasvorbe­ handlungsmoduls und
Regulieren der Temperatur des Halbleitersubstrats auf 5-300°C.
10. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Reinigung aufweist:
Zuführen von Wasserstoffgas in einem Plasmazustand und einem auf Fluor basie­ renden Gas auf das Substrat, um eine chemische Reaktion mit einer Oxidschicht auf der siliziumaufweisenden Unterschicht zu bewirken, wodurch eine Reaktions­ schicht ausgebildet wird, und Tempern der Reaktionsschicht um diese zu ver­ dampfen.
11. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das auf Fluor basierende Gas in einem gas­ förmigen Zustand zugeführt wird.
12. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Zuführen des auf Fluor basierenden Ga­ ses aufweist;
Anregen des auf Fluor basierenden Gases außerhalb des Vorbehandlungsmoduls unter Verwendung von Mikrowellen, um einen Plasmazustand zu induzieren, und
Richten des auf Fluor basierenden Gases in dem Plasmazustand auf das Substrat.
13. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das auf Fluor basierende Gas aus der Gruppe bestehend aus NF3, SF6 und CTF3 ausgewählt wird.
14. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Reinigung aufweist:
Zuführen des Sauerstoffgases bei einer Rate von 10-2000 sccm, des Wasser­ stoffgases mit einer Rate von 5-200 sccm und des auf Fluor basierenden Gases mit einer Rate von 10-300 sccm als Reaktionsgase,
Anregen des Gases mit einer Mikrowellenleistung von 500-2000 W,
Aufrechterhalten eines Druckes von 0,1-10 Torr innerhalb des Plasmavorbe­ handlungsmoduls und
Regulieren der Temperatur des Halbleitersubstrats auf 0-50°C.
15. Verfahren nach Anspruch 10, wobei die Reinigung aufweist:
Positionieren des Halbleitersubstrats in einem unteren Abschnitt des Vorbehand­ lungsmoduls während das Gas zum Bewirken der chemischen Reaktion zugeführt wird, und
Positionieren des Substrats in einem oberen Abschnitt des Vorbehandlungsmoduls während das Tempern durchgeführt wird.
16. Verfahren nach Anspruch 10, wobei das Tempern ein Erwärmen des Halbleiter­ substrats innerhalb eines Bereichs von 100-500°C aufweist.
17. Verfahren zur Herstellung eines Kontaktes bei einer Halbleitervorrichtung, das folgende Schritte aufweist:
Vorsehen eines Halbleitersubstrats, auf welchem eine Zwischenschicht auf einer Silizium aufweisenden Unterschicht ausgebildet wird;
Ausbilden einer Kontaktöffnung in der Zwischenschicht unter Verwendung eines Photoresistmusters als eine Ätzmaske, wobei eine Oberfläche der Unterschicht an dem Boden der Kontaktöffnung freigelegt wird;
Veraschung des Photoresistmusters unter Verwendung von Plasma und UV-Licht zum Entfernen des Photoresistmusters in einer Plasmavorbehandlungsverarbei­ tungskammer;
darauffolgendes Entfernen einer beschädigten Schicht an der Oberfläche der Un­ terschicht, die den Boden der Kontaktöffnung bestimmt, unter Verwendung eines Plasmas und eines auf Fluor basierenden Gases in einer Plasmavorbehandlungs­ verarbeitungskammer, wobei ein Oxid an der Oberfläche ausgebildet wird; darauffolgendes Reinigen des Halbleitersubstrats zum Entfernen des Oxids in ei­ ner Plasmavorbehandlungsverarbeitungskammer, wobei die Reinigung ein Rich­ ten eines Plasmas, das chemisch mit dem Oxid reagiert, auf die Oberfläche um ei­ ne Reaktionsschicht auszubilden, und ein Tempern des Substrats zum Verdamp­ fen der Reaktionsschicht aufweist;
darauffolgendes Transferieren des Halbleitersubstrats, während es sich in einem Vakuum befindet, zu einer Äbscheidungsvorrichtung und
Abscheiden von Material auf dem Substrat, das die Kontaktöffnung auffüllt, in der Abscheidungsvorrichtung.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Veraschung, das Entfernen der beschä­ digten Schicht und das Reinigen jeweils ein Anregen von Gas unter Verwendung von Mikrowellen aufweist.
19. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Veraschung ein Anregen von Stickstoff­ gas und Sauerstoffgas unter Verwendung von Mikrowellen zum Hervorrufen ei­ nes Plasmazustands aufweist.
20. Verfahren nach Anspruch 19, wobei die Veraschung aufweist:
Zuführen des Stickstoffgases mit einer Rate von 10-2000 sccm und des Sauer­ stoffgases mit einer Rate von 10-2000 sccm als Reaktionsgase,
Anregen des Gases mit einer Mikrowellenleistung von 500-2000 W,
Aufrechthalten eines Druckes von 0,1-10 Torr innerhalb der Plasmavorbehand­ lungsverarbeitungskammer, in welcher der Veraschungsprozeß ausgeführt wird,
Regulieren der Temperatur des Substrats auf 25-300°C und
Betreiben einer UV-Lampe mit 300-1000 W Leistung zum Versorgen mit UV- Licht aufweist.
21. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das auf Fluor basierende Gas NF3 ist.
22. Verfahren nach Anspruch 21, wobei das Entfernen der beschädigten Schicht auf­ weist:
Zuführen des Stickstoffgases mit einer Rate von 10-2000 sccm und des Sauer­ stoffgases mit einer Rate von 10-2000 sccm und des NF3-Gases mit einer Rate von 30-300 sccm als Reaktionsgase,
Anregen des Stickstoffgases und des Sauerstoffgases mit einer Mikrowellenlei­ stung von 500-2000 W,
Aufrechterhalten eines Drucks von 0,1-10 Torr innerhalb der Vorbehandlungs­ verarbeitungskammer, in welcher das Entfernen der beschädigten Schicht ausge­ führt wird, und
Regulieren der Temperatur des Halbleitersubstrats auf 500-300°C.
23. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Reinigung aufweist:
Zuführen von Wasserstoffgas und Stickstoffgas in einen Plasmazustand und ei­ nem auf Fluor basierenden Gas auf das Substrat.
24. Verfahren nach Anspruch 23, wobei das auf Fluor basierende Gas in einem gas­ förmigen Zustand zugeführt wird.
25. Verfahren nach Anspruch 24, wobei das Zuführen des auf Fluor basierenden Ga­ ses eine Anregen des auf Fluor basierenden Gases unter Verwendung von Mikro­ wellen zum Induzieren eines Plasmazustands aufweist.
26. Verfahren nach Anspruch 25, wobei das auf Fluor basierende Gas aus der Gruppe bestehend aus NF3, SF6 und CIF3 ausgewählt wird.
27. Verfahren nach Anspruch 23, wobei die Reinigung aufweist:
Zuführen des Stickstoffgases mit einer Rate von 10-2000 sccm, des Wasser­ stoffgases mit einer Rate von 5-200 sccm und des auf Fluor basierenden Gases mit einer Rate von 10-300 sccm als Reaktionsgase,
Anregen der Gase mit einer Mikrowellenleistung von 500-2000 W,
Aufrechterhalten eines Drucks von 0,1-10 Torr innerhalb der Vorbehandlungs­ verarbeitungskammer, in welcher das Reinigen durchgeführt wird, und
Regulieren der Temperatur des Halbleitersubstrats von 0-50°C.
28. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Reinigen aufweist:
Positionieren des Halbleitersubstrats in einem unteren Abschnitt der Vorbehand- lungsverarbeitungskammer, während die chemische Reaktion bewirkt wird, und Positionieren des Substrats in einem oberen Abschnitt der Vorbehandlungsverar­ beitungskammer, während das Tempern durchgeführt wird.
29. Verfahren nach Anspruch 17, wobei das Tempern ein Erwärmen des Halbleiter­ substrats innerhalb eines Bereichs von 100-500°C aufweist.
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