DE4114741A1 - Verfahren und vorrichtung zur bildung eines verbindungsmusters und halbleitereinrichtung mit einem derartigen verbindungsmuster - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zur bildung eines verbindungsmusters und halbleitereinrichtung mit einem derartigen verbindungsmuster

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Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Ver­ fahren zur Bildung von Verbindungsmustern und spezieller auf ein verbessertes Verfahren zur Bildung von Verbindungsmu­ stern, das die Verhinderung der Korrosion von Metallverbin­ dungen erlaubt. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Halbleitereinrichtung mit einem solchen Verbindungsmuster. Die Erfindung bezieht sich auch auf eine Vorrichtung zur Her­ stellung einer solchen Halbleitereinrichtung.
Bei der Herstellung einer Halbleitereinrichtung ist der Schritt des Bildens von Verbindungsmustern unverzichtbar. Fig. 4A und 4B zeigen Querschnittsdarstellungen, die den Schritt der Bildung von Verbindungsmustern zeigen.
Nach Fig. 4A werden ein Gate 31 und ein Zwischenschichtiso­ lierfilm 32 auf einem Halbleitersubstrat 30 gebildet. Ein Kontaktloch 33b zum Freilegen der Source-/Drain-Gebiete (nicht gezeigt) eines Transistors und ein Kontaktloch 33a zum Freilegen eines Teiles der Oberfläche des Gates 31 werden im Zwischenschichtisolierfilm 32 gebildet. Eine Verbindungs­ schicht 34 aus einer Aluminiumlegierungsschicht wird dann auf dem Zwischenschichtisolierfilm 32 so gebildet, daß sie diese Kontaktlöcher 33a und 33b ausfüllt. Ein Resist 35, der in einer vorgegebenen Form gemustert ist, wird auf der Verbin­ dungsschicht 34 gebildet.
Nach Fig. 4B werden Verbindungsmuster 36 durch selektives Ät­ zen der Verbindungsschicht 34 unter Verwendung des Resists 35 als Maske gebildet.
Als herkömmliches Verfahrens des Bildens von Verbindungsmu­ stern aus einer Aluminiumlegierung ist ein Verfahren verfüg­ bar, nach dem die Aluminiumverbindungsschicht 34 einem Naßätzprozeß unter Verwendung einer gemischten Lösung von Phosphorsäure, Salzpetersäure etc. unter Verwendung des Resits 35 ausgesetzt wird. Dieses Verfahren führt jedoch zu Schwierigkeiten bei der Bildung von Mikromustern, die kleiner oder gleich 3 µm sind, infolge eines verstärkten Sich-Er­ streckens des Ätzens unter die Resistmuster 35, dem sogenann­ ten Unterätzen. Daher hat sich ein Verfahren unter Nutzung des reaktiven Ionenätzens (im folgenden als RIE-Ätzen be­ zeichnet) unter Nutzung eines Gases wie Chlor oder einer chlorhaltigen Verbindung, d. h. Cl2, SiCl4, BCl3 etc. zur Bildung solcher Mikromuster durchgesetzt.
Es wird eine detaillierte Beschreibung des herkömmlichen Ver­ fahrens der Bildung von Verbindungsmustern durch RIE-Ätzen und ebenso der Nachteile des herkömmlichen Verfahrens gege­ ben.
Eine untere Isolatorschicht 3 wird auf einem Halbleitersub­ strat 30 nach Fig. 5A gebildet. Eine Metallverbindungsschicht 2, wie etwa aus AlSi, AlSiCu, Cu, Mg etc., wird dann auf der unteren Isolierschicht 3 gebildet. Ein Resistmuster 1 vorbe­ stimmter Form wird dann auf der Metallverbindungsschicht 2 gebildet.
Nach Fig. 5B wird die Metallverbindungsschicht 2 einem reak­ tiven Ionenätzen unter Nutzung eines Gases vom Halogentyp, das Chlor enthält, wie Cl2, SiCl4, BCl3 usw., unter Nutzung des Resistmusters 1 als Maske ausgesetzt. Dieses reaktive Ionenätzen verursacht selektives Ätzen der Metallverbindungs­ schicht 2, was zur Bildung eines Verbindungsmusters 2a führt. Zu dieser Zeit wird auf Seitenwänden des Resistmusters 1 und des Verbindungsmusters 2a eine halogenhaltige Schutzschicht 4 gebildet. Die Schutzschicht 4 dient dazu, isotropes Ätzen zu unterdrücken und die Anisotropie zu verstärken. Diese Schutz­ schicht wird durch eine komplizierte Reaktion von Komponenten des Resists, der Verbindungsschicht und des Gases vom Halo­ gentyp erzeugt und enthält Halogen.
Ein Veraschungsverfahren (Ätzen) mit O2-Gas 5 wird durchge­ führt, um das Resistmuster 1 zu entfernen, wie in Fig. 5B und 5C gezeigt. Auch nach dem Veraschungsverfahren verbleibt eine halogenhaltige Schutzschicht 6 auf der Seitenwand des Verbin­ dungsmusters 2a. Auf diese Weise wird das Mikro-Verbindungs­ muster 2a gebildet.
Dieses Verfahren hat jedoch den Nachteil, daß, wenn die Halb­ leitereinrichtung an die Atmosphäre gebracht wird, auf der Seitenwand des Verbindungsmusters 2a, wie in Fig. 5D gezeigt, ein korrodierter Abschnitt 9 gebildet wird, was zur Unterbre­ chung des Verbindungsmusters 2a führt.
Die Ursache für die Korrosion sind die folgenden:
Die Schutzschicht 6 enthält Halogen, z. B. Chlor, und wenn dieses der Atmosphäre ausgesetzt wird, reagiert es mit Was­ sermolekülen 7 in der Atmosphäre unter Bildung von Salzsäure. Die gebildete Salzsäure wirkt auf das Verbindungsmuster 2a ein und erzeugt Reaktionsprodukte 8 (z. B. Metallchlorid). Wenn die Reaktionsprodukte 8 von der Seitenwand des Verbin­ dungsmusters 2a getrennt werden, korrodiert das Verbindungs­ muster 2a zunehmend.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein verbes­ sertes Verfahren der Bildung von Verbindungsmustern bereitzu­ stellen, das die Verhütung der Korrosion von Metallverbindun­ gen erlaubt, auch dann, wenn die Metallverbindungen in Kon­ takt mit dem Wasser der Atmosphäre kommen. Es ist weiter Auf­ gabe der Erfindung, korrosionshindernde Verbindungsschichten auch für die Naßverarbeitung bereitzustellen, die einen nach der Bildung von Verbindungsmustern durchzuführenden Verfah­ rensschritt darstellt.
Es ist weiter Aufgabe der Erfindung, eine Vorrichtung anzuge­ ben, mit der antikorrosive Verbindungsmuster erzeugt werden können.
Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, eine Halbleiterein­ richtung anzugeben, die ein Verbindungsmuster enthält, das auch dann keiner Korrosion unterliegt, wenn es in Kontakt mit Wasser oder ähnlichem in der Atmosphäre kommt.
In einem Verfahren zur Bildung von Verbindungsmustern nach einem ersten Aspekt der Erfindung wird zuerst eine Verbin­ dungsschicht auf einem Substrat gebildet. Die Verbindungs­ schicht wird selektiv unter Nutzung eines Gases vom Halogen­ typ geätzt, um so ein Verbindungsmuster zu bilden. Das Ver­ bindungsmuster wird dann mit ultravioletten Strahlen in einer Atmosphäre, die reduzierende Spezies enthält, bestrahlt.
Entsprechend einer bevorzugten Ausführungsform des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens zur Bildung eines Verbindungsmusters wird eine Oxid- oder Carbidschicht auf der Oberfläche des Verbindungsmusters nach der Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen gebildet.
Bei einem Verfahren zur Bildung eines Verbindungsmusters nach einem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird zuerst eine Verbindungsschicht auf einem Substrat gebildet. Die Ver­ bindungsschicht wird selektiv unter Nutzung eines Gases vom Halogentyp geätzt, um ein Verbindungsmuster zu bilden. Das Verbindungsmuster wird dann in einem fluorhaltigen Gas mit ultravioletten Strahlen bestrahlt.
Eine Vorrichtung zur Bildung von Verbindungsmustern nach ei­ nem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung enthält eine Ätzkammer zum selektiven Ätzen einer auf einem Halbleitersub­ strat gebildeten Verbindungsschicht durch reaktives Ionenät­ zen unter Nutzung eines Resists, um ein Verbindungsmuster zu bilden, eine Veraschungskammer zum Entfernen des Resists durch Veraschen und eine Photoreaktionskammer zum Ausführen einer Oberflächenbehandlung des Verbindungsmusters mit Licht. Die Vorrichtung enthält weiter eine erste Transporteinrich­ tung zum Transport des Halbleitersubstrates unter Luftab­ schluß von der Ätzkammer zur Veraschungskammer und eine zweite Transporteinrichtung zum Transport des Halbleitersub­ strates unter Luftabschluß von der Veraschungskammer zur Pho­ toreaktionskammer.
Eine Halbleitereinrichtung nach einem vierten Aspekt der vor­ liegenden Erfindung enthält ein Halbleitersubstrat und ein auf dem Halbleitersubstrat gebildetes Verbindungsmuster. Eine Carbidschicht ist zur Bedeckung der Oberfläche des Verbin­ dungsmusters gebildet.
Beim Verfahren zur Bildung des Verbindungsmusters nach dem ersten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Verbin­ dungsmuster mit ultravioletten Strahlen in einer reduzierende Spezies enthaltenden Atmosphäre bestrahlt. Durch diesen Schritt der Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen wird auch dann, wenn eine halogenhaltige Schutzschicht auf der Seiten­ wand des Verbindungsmusters durch das reaktive Ionenätzen ge­ bildet wird, das Halogen z. B. durch die folgende Reduktions­ reaktion entfernt.
In dieser Formel bezeichnet M einen Bestandteil der Schutz­ schicht (die Einzelheiten dieses Bestandteiles sind nicht klar) und X Halogen.
Auf diese Weise wird das Halogen aus der Schutzschicht ent­ fernt. Im Ergebnis dessen wird auch dann kein Wasserstoffha­ logenid, das die Korrosion von Metallverbindungen verursacht, erzeugt, wenn die Schutzschicht in Kontakt mit Wasser in der Atmosphäre kommt.
Beim Verfahren zur Herstellung eines Verbindungsmusters nach dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird das Ver­ bindungsmuster mit ultravioletten Strahlen in einem fluorhal­ tigen Gas bestraht. Durch diese ultraviolette Bestrahlung wird das Halogen auch dann, wenn eine halogenhaltige Schutz­ schicht auf der Seitenwand des Verbindungsmusters durch reak­ tives Ionenätzen gebildet wird, z. B. durch eine Fluorsubsti­ tutionsreaktion nach unten angegebener Formel entfernt.
Die Schutzschicht, bei der das Fluoratom substituiert wurde, erzeugt auch dann kein Wasserstoffhalogenid durch Hydrolyse, wenn sie in Kontakt mit Wasser in der Atmosphäre kommt. Dementsprechend kommt es mit den Metallverbindungen zu keiner Korrosion.
In der Vorrichtung zur Bildung von Verbindungsmustern nach dem dritten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird nach der Bildung des Verbindungsmusters das Halbleitersubstrat unter Luftabschluß in die Veraschungskammer und weiter in die vor­ dere Reaktionskammer transportiert. Auf diese Weise kommt das Halbleitersubstrat während der Verfahrensschritte nicht in Kontakt mit Wasser in der Atmosphäre.
In der Halbleitereinrichtung nach dem vierten Aspekt der vor­ liegenden Erfindung verhindert, da zur Bedeckung der Oberflä­ che des Verbindungsmusters eine Carbidschicht gebildet wird, diese Carbidschicht, daß Wasser in der Atmosphäre in direkten Kontakt mit dem Metall der Verbindungsschicht kommt. Im Er­ gebnis dessen wird eine Korrosion des Verbindungsmusters ver­ hindert.
Weitere Merkmale und Zweckmäßigkeiten der Erfindung ergeben sich aus der Beschreibung von Ausführungsbeispielen anhand der Figuren. Von den Figuren zeigen:
Fig. 1A bis 1E Querschnittsdarstellungen, die die Schritte der Bildung von Verbindungsmustern nach einer Ausführungsform zeigen;
Fig. 2 eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Bildung von Verbindungsmustern nach einer Ausführungsform;
Fig. 3 eine Prinzipdarstellung, die den genauen Aufbau einer Photoreaktionskammer zeigt;
Fig. 4A und 4B Querschnittsdarstellungen, die den Schritt des Bildens von Verbindungsmustern, der ein Schritt des Herstellungsverfahrens einer Halbleitereinrichtung ist, zeigen;
Fig. 5A bis 5D Querschnittsdarstellungen, die Nachteile des herkömmlichen Verfahrens der Bildung von Verbindungsmustern zeigen; und
Fig. 6A bis 6D Querschnittsdarstellungen, die den Schritt des Bildens einer Carbidschicht auf der Oberfläche eines Verbindungsmusters nach einer weiteren Ausführungsform zeigen.
Fig. 2 ist eine Prinzipdarstellung einer Vorrichtung zur Durchführung der in Fig. 1B bis 1E gezeigten Schritte. Die Vorrichtung weist eine Beladungskammer 19 auf. Die Beladungs­ kammer 19 ist mit einer Waferübergabekammer 18 verbunden. Eine Ätzkammer 15 ist mit der Waferübergabekammer 18 verbun­ den. Eine Veraschungskammer 16 ist mit der Waferübergabekam­ mer 18 verbunden. Eine Photoreaktionskammer 17 ist ebenso mit der Waferübergabekammer 18 verbunden. Die Vorrichtung weist eine Transporteinrichtung zum Transport des Halbleitersub­ strates von der Beladungskammer 19 zur Ätzkammer 15 unter Luftabschluß und eine Transporteinrichtung zum Transport des Halbleitersubstrates von der Ätzkammer 15 in die Veraschungs­ kammer 16 unter Luftabschluß auf. Die Vorrichtung weist wei­ terhin eine Transporteinrichtung zum Transport des Halblei­ tersubstrates von der Veraschungskammer 16 zur Photoreakti­ onskammer 17 unter Luftabschluß auf. Fig. 3 ist eine Prin­ zipdarstellung, die den genauen Aufbau der Photoreaktionskam­ mer 17 zeigt.
Nun wird eine Beschreibung eines Verfahrens der Bildung eines Verbindungsmusters auf dem Halbleitersubstrat unter Bezug­ nahme auf die Figuren gegeben.
Eine untere Isolierschicht 3 wird auf einem Halbleitersub­ strat 30 nach Fig. 1A gebildet. Eine Metallverbindungsschicht 2 wird dann auf der unteren Isolierschicht 3 gebildet. Die Metallverbindungsschicht 2 wird aus einem Metall wie Al, AlSi, AlSiCu, Cu, Mg, Al-Cu usw. gebildet. Ein Resistmuster 1 wird auf der Metallverbindungsschicht 2 gebildet.
Gemäß den Fig. 1A und 2 wird das Halbleitersubstrat mit dem darauf gebildeten Resistmuster 1 in die Beladungskammer 19 eingesetzt. Das Halbleitersubstrat wird von der Beladungskam­ mer 19 über die Waferübergabekammer 18 zur Ätzkammer 15 transportiert. In der Ätzkammer 15 wird ein in Fig. 1B ge­ zeigter Bearbeitungsschritt ausgeführt.
Das heißt, unter Bezugnahme auf Fig. 1B, es wird ein reakti­ ves Ionenätzen durch ein Gas vom Halogentyp ausgeführt, z. B. ein Plasma eines Mischgases aus SiCl4/Cl2/BCl3, unter Nutzung des Resistmusters 1 als Maske. Dies ermöglicht selektives Ät­ zen der Metallverbindungsschicht 2 und dann die Bildung eines Verbindungsmusters 2a. Während dieses reaktiven Ionenätzens wird auf einer Seitenwand des Resistmusters 1 und des Verbin­ dungsmusters 2a eine halogenhaltige Schutzschicht 4 gebildet.
Nach Bildung des Verbindungsmusters durch reaktives Ionenät­ zen wird das Halbleitersubstrat unter Luftabschluß von der Ätzkammer 15 in die Veraschungskammer 16 gebracht, wie Fig. 2 zeigt. In der Veraschungskammer wird der in Fig. 1C gezeigte Bearbeitungsschritt ausgeführt.
Das heißt, nach Fig. 1C wird das Resistmuster 1 durch Ver­ aschen mit O2-Gas entfernt. Zu diesem Zeitpunkt bleibt eine Schutzschicht 6 unter Einschluß des verbleibenden Halogens (Cl) auf der Seitenwand des Verbindungsmusters 2a zurück.
Danach wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 das Halbleitersub­ strat unter Luftabschluß von der Veraschungskammer 16 in die Photoreaktionskammer 17 gebracht. Ein in Fig. 1D gezeigter Bearbeitungsschritt wird in der Photoreaktionskammer ausge­ führt.
Eine Beschreibung des genauen Aufbaus der Photoreaktionskam­ mer 17 wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 vor der Beschreibung des Bearbeitungsschrittes nach Fig. 1D gegeben. Die Photore­ aktionskammer 17 weist eine Bearbeitungskammer 29 zum Ausfüh­ ren einer Oberflächenbehandlung eines Halbleitersubstrates 23 mit Licht im Hochvakuum auf. Eine Probenplatte 24 zum Anord­ nen des Halbleitersubstrates 23 darauf ist in der Bearbei­ tungskammer 29 vorgesehen. Ein Gaseinlaß zum Einleiten eines Gases für die Oberflächenbehandlung mittels Licht ist in der Bearbeitungskammer 29 vorgesehen. Ein Gasauslaß 27 zum Evaku­ ieren der Bearbeitungskammer 29 zum Hochvakuumzustand ist in der Bearbeitungskammer 29 angeordnet. Eine Plasmaerzeugungs­ kammer 28 zur Erzeugung eines Plasmas durch Mikrowellenentla­ dung oder ähnliches ist mit der Bearbeitungskammer 29 verbun­ den. Ein Gaseinlaß 28a zum Einleiten eines Gases in die Plas­ maerzeugungskammer 28 ist in der Plasmaerzeugungskammer 28 vorgesehen. Eine Niederdruck-Quecksilberlampe (ultraviolette Lichtquelle) 20 ist in einer Position außerhalb der Bearbei­ tungskammer 29 und der Probenplatte 24 gegenüberliegend ange­ ordnet. Die Niederdruck-Quecksilberlampe 20 emittiert ultra­ violette Strahlen von 184,9 nm und 253,7 nm. Die Bearbei­ tungskammer 29 hat ein Fenster 21, durch das von der Nieder­ druck-Quecksilberlampe 20 emittiertes Licht in die Bearbei­ tungskammer 29 eindringen kann. Eine Infrarotlampe 25, die als Lichtquelle zum Aufheizen der Probe dient, ist unter der Bearbeitungskammer 29 angeordnet. Die Bearbeitungskammer 29 hat ein Fenster 26 für den Eintritt der von der Infrarotlampe emittierten infraroten Strahlen in die Bearbeitungskammer 29.
Nun wird das Halbleitersubstrat 23, das dem Veraschungsprozeß ausgesetzt wird, auf die Probenplatte 24 gebracht, wie Fig. 3 zeigt. Ein reduzierendes Gas wie H2, NH3, Si2H2 usw. wird dann durch den Gaseinlaß 22 in die Bearbeitungskammer 29 ein­ geleitet. In diesem Falle kann in der Plasmaerzeugungskammer 28 ein aktiv reduzierendes Radikal (H*) gebildet werden, um anstelle des durch den Gaseinlaß 22 eingeleiteten reduzie­ renden Gases in die Bearbeitungskammer 29 eingeleitet zu wer­ den. Die Niederdruck-Quecksilberlampe 20 wird eingeschaltet, um ultraviolette Strahlen von 184,9 nm und 253,71 nm in die Bearbeitungskammer 29 einzustrahlen. Eine Verbesserung der Strahlungsverteilung wird durch horizontale Bewegung der Nie­ derdruck-Quecksilberlampe 25 erreicht. Die Temperatur der Probenplatte 24 wird durch Nutzung einer Infrarotlampe 25 er­ höht. Das Gas wird durch den Gasauslaß 27 abgesaugt, um in der Bearbeitungskammer 29 einen vorgegebenen Druck aufrecht­ zuerhalten. Durch die genannten Bearbeitungsschritte wird nach Fig. 1D das Halogen (Cl), das in der Schutzschicht 6 enthalten ist und an der Seitenwand des Verbindungsmusters 2a haftet, zu Wasserstoffhalogenidgas (HCl) 12 durch nachfol­ gende Reduktion und wird dann entfernt.
Nach der Oberflächenbehandlung mit Licht, wie in Fig. 1D ge­ zeigt ist, wird die Atmosphäre in der Bearbeitungskammer 29 durch eine Atmosphäre eines oxidierenden Gases wie O2, O3 usw. ersetzt. Das heißt, das Gas vom Halogentyp wird durch den Gasauslaß 27 abgeleitet, und das oxidierende Gas wie O2, O3 und ähnliches wird in die Bearbeitungskammer 19 durch den Gaseinlaß 22 eingeleitet. In diesem Falle kann ein aktives oxidierendes Radikal (O) in der Plasmaerzeugungskammer 28 ge­ bildet und in die Bearbeitungskammer 29 anstelle der Einlei­ tung des oxidierenden Gases durch den Gaseinlaß 22 eingelei­ tet werden. Während in der Bearbeitungskammer 29 diese Atmo­ sphäre aufrechterhalten wird, wird die Niederdruck-Quecksil­ berlampe 20 eingeschaltet, um ultraviolette Strahlen in die Bearbeitungskammer 29 einzustrahlen. Diese Bearbeitung ermög­ licht gleichförmige und gut gesteuerte Bildung einer dünnen Schicht aus Oxid auf der Oberfläche des Verbindungsmusters 2a, aus der das Halogen durch Reduktion entfernt wurde, wie in Fig. 1E gezeigt. In Fig. 1E bezeichnet die Bezugsziffer 10 ultraviolette Strahlen, und 13 bezeichnet O-Atome oder O-Ra­ dikale. Bevorzugte Bedingungen der Oberflächenbehandlung mit Licht sind in Tabelle 1 gezeigt:
Gas-Durchflußrate
Reduzierendes Gas (H₂) 50∼100 sccm
Oxidierendes Gas (O₃) 2300 sccm
Gasdruck @ Reduzierende Atmosphäre 0,1∼1 Torr
Oxidierende Atmosphäre 1∼300 Torr
Strahlungsdichte der Niederdruck-Hg-Lampe 50 mW/cm² oder mehr
Probentemperatur 100°C
Licht-Oberflächenbehandlungszeit @ Reduzierende Atmosphäre 5 min
Oxidierende Atmosphäre 5 min
In der vorangehenden Ausführungsform wird das reduzierende Gas unter Bezugnahme auf Fig. 1D verwendet, die vorliegende Erfindung ist jedoch darauf nicht beschränkt. Das heißt, das reduzierende Gas kann durch fluorhaltiges Gas, z. B. NF3-Gas ersetzt werden. In diesem Falle wird das Halogen (F), das in der Schutzschicht 6, die an der Seitenwand des Verbindungsmu­ ster 2a haftet, enthalten ist, durch die unten angegebene Fluor-Substitutionsreaktion entfernt:
Die Schutzschicht, in der ein Fluoratom ersetzt ist, bildet im Kontakt mit Wasser in der Atmosphäre kein Wasserstoffhalo­ genid. Dementsprechend kommt in den Metallverbindungen keine Korrosion vor.
Außerdem kann, obwohl in der vorangegangenen Ausführungsform der Fall beschrieben wurde, daß auf der Oberfläche des Ver­ bindungsmusters 2a eine dünne Oxidschicht gebildet wird, auf der Oberfläche des Verbindungsmusters 2a durch Einleitung von CO2- oder CO-Gas anstelle des oxidierenden Gas Carbid gebil­ det werden. Dieses Carbid oder eine oxidierende Schutzschicht ist der Lage, Metallverbindungen vor Wassermolekülen in der Atmosphäre zu schützen, Unterbrechungen der Metallverbindung zu verhindern und die Zuverlässigkeit der Halbleitereinrich­ tung zu erhöhen. Da die Bildung von Carbid oder oxidierenden Schichten ein Schritt ist, der nach der Bildung des Verbin­ dungsmusters durchgeführt wird, hat das Carbid oder die oxi­ dierende Schicht den Effekt, das Verbindungsmuster bei der Naßbearbeitung vor Korrosion zu schützen.
Die Fig. 6A bis 6D sind Querschnittsdarstellungen, die den Schritt der Bildung einer Carbidschicht auf der Oberfläche eines Verbindungsmusters nach einer weiteren Ausführungsform zeigen. Da die Schritte der Fig. 6A bis 6C dieselben wie die der Fig. 1A bis 1C sind, werden für einander entsprechende Teile gleiche Bezugszeichen verwendet, und deren Beschreibung wird hier nicht wiederholt.
Nachdem der Resist 1 durch Veraschen entfernt wurde, wird, wie in Fig. 6D gezeigt, das Verbindungsmuster 2a mit ultra­ violetten Strahlen 10 bestrahlt, während es einem CO2- oder CO-Gasplasma ausgesetzt ist. Auf diese Weise wird auf der Oberfläche des Verbindungsmusters 2a Carbid 24 zur Bedeckung der Schutzschicht 6 gebildet. Wenn das Verbindungsmuster 2a aus Aluminium gebildet ist, hat das Carbid 24 die Zusammen­ setzung AlxCy. Bei dieser Ausführungsform ist eine Halogen­ (Cl-)haltige Schicht 6 auf dem Verbindungsmuster 2a verblie­ ben, da jedoch das Carbid 24 existiert, kommt die Schutz­ schicht 6 nicht in direkten Kontakt mit Wasser in der Atmo­ sphäre. Infolgedessen gibt es das Problem, daß das in der Schutzschicht enthaltene Halogen (Cl) einer Hydrolyse unter­ liegt und so HCl erzeugt wird, nicht.
Wie im vorangehenden beschrieben, wird beim Verfahren zur Bil­ dung eines Verbindungsmuster nach dem ersten Aspekt der vor­ liegenden Erfindung das Verbindungsmuster mit ultravioletten Strahlen in einer reduzierende Spezies enthaltenden Atmo­ sphäre bestrahlt. Auch wenn eine halogenhaltige Schutzschicht auf der Seitenwand des Verbindungsmusters während des reakti­ ven Ionenätzens gebildet wurde, wird das Halogen durch Reduk­ tion im Schritt des Bestrahlens mit ultravioletten Strahlen entfernt. Demnach wird, auch wenn die Schutzschicht in Kon­ takt mit Wasser in der Atmosphäre kommt, kein eine Korrosion der Metallverbindungen erzeugendes Wasserstoffhalogenid er­ zeugt. Dies verhindert Unterbrechungen der Metallverbindun­ gen, was zu einer Erhöhung der Zuverlässigkeit der Einrich­ tung führt.
Im Verfahren zur Bildung eines Verbindungsmusters nach dem zweiten Aspekt der Erfindung wird das Verbindungsmuster mit ultravioletten Strahlen in einem Fluor einschließenden Gas bestrahlt. Dementsprechend wird, auch wenn die halogenhaltige Schutzschicht auf der Seitenwand des Verbindungsmusters wäh­ rend des reaktiven Ionenätzens gebildet wird, das Halogen durch Fluoratome ersetzt. Dadurch wird, wenn die halogenhal­ tige Schutzschicht auf der Seitenwand des Verbindungsmusters während des reaktiven Ionenätzens gebildet wurde, das Halogen durch Fluoratome substituiert. Die Fluor-substituierte Schutzschicht bildet im Kontakt mit Wasser in der Atmosphäre nicht durch Hydrolyse Wasserstoffhalogenid. Dies verhindert Korrosion und Unterbrechungen der Metallverbindungen.
Die Vorrichtung zur Bildung eines Verbindungsmusters nach dem dritten Aspekt der Erfindung ermöglicht es, nach der Bildung des Verbindungsmusters das Halbleitersubstrat unter Luftab­ schluß zur Veraschungskammer und weiter zur Photoreaktions­ kammer zu transportieren. Auf diese Weise kommt das Halblei­ tersubstrat nicht in Kontakt mit Wasser in der Atmosphäre während der Bearbeitungsschritte. Dies führt zu dem Ergebnis, daß die Korrosion der Metallverbindungen infolge von Wasser in der Atmosphäre während der Bearbeitungsschritte verhindert werden kann.
Bei der Halbleitereinrichtung nach dem vierten Aspekt der Er­ findung verhindert, da eine Carbidschicht zur Bedeckung der Oberfläche des Verbindungsmusters gebildet ist, die Carbid­ schicht, daß Wasser in der Atmosphäre in direkten Kontakt mit dem Metall des Verbindungsmusters kommt. Damit wird die Kor­ rosion des Verbindungsmusters verhindert.

Claims (22)

1. Verfahren zur Bildung eines Verbindungsmusters mit den Schritten
Bilden eines Verbindungsmusters auf einem Substrat,
selektives Ätzen des Verbindungsmusters unter Nutzung eines halogenhaltigen Gases zur Bildung eines Verbindungsmusters und
Bestrahlen des Verbindungsmusters mit ultravioletten Strahlen in einer reduzierende Spezies enthaltenden Atmosphäre.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierende Spezies ein Gas von H2, NH3 oder Si2H2 aufweist.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die reduzierende Spezies ein H2-, NH3- oder Si2H3-Plasma im Radi­ kalzustand aufweist.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch ge­ kennzeichnet, daß der Druck der reduzierende Spezies enthal­ tenden Atmosphäre 0,1 bis 1 Torr beträgt.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Bestrahlungsintensität der ultraviolet­ ten Strahlen 50 mW/cm2 ist.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter enthal­ tend einen Schritt des Bildens einer Oxidschicht auf der Oberfläche des Verbindungsmusters nach der Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen.
7. Verfahren nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens einer Oxidschicht einen Schritt des Be­ strahlens des Verbindungsmusters mit ultravioletten Strahlen in einer Atmosphäre aufweist, die ein Gas mit hochgradig oxi­ dierendem Charakter enthält.
8. Verfahren nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Druck der Atmosphäre, die hochgradig oxidierendes Gas ent­ hält, 1 bis 300 Torr beträgt.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, weiter enthal­ tend einen Schritt des Bildens von Carbid auf der Oberfläche des Verbindungsmusters nach der Bestrahlung mit ultraviolet­ ten Strahlen.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens von Carbid auf der Oberfläche des Verbindungsmusters einen Schritt des Bestrahlens des Verbin­ dungsmusters mit ultravioletten Strahlen in einer Atmosphäre eines Kohlenstoffatome enthaltenden Gases aufweist.
11. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffatome enthaltende Gas CO2 enthält.
12. Verfahren nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Kohlenstoffatome enthaltende Gas CO enthält.
13. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß der Schritt des Bildens von Carbid auf der Oberfläche des Verbindungsmusters einen Schritt des Bestrahlens des Verbin­ dungsmusters mit ultravioletten Strahlen in einer ein Kohlen­ stoffradikal enthaltenden Atmosphäre aufweist.
14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Verbindungsschicht aus Aluminium be­ steht.
15. Verfahren zur Bildung eines Verbindungsmusters mit den Schritten
Bilden einer Verbindungsschicht auf einem Substrat,
selektives Ätzen der Verbindungsschicht unter Nutzung eines halogenhaltigen Gases zur Bildung eines Verbindungsmusters,
Bestrahlen des Verbindungsmusters mit ultravioletten Strahlen in einem fluorhaltigen Gas.
16. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch einen Schritt des Bildens einer Oxidschicht auf der Oberflä­ che des Verbindungsmusters nach der Bestrahlung mit ultravio­ letten Strahlen.
17. Verfahren nach Anspruch 14 oder 15, gekennzeichnet durch einen Schritt des Bildens von Carbid auf der Oberfläche des Verbindungsmusters nach der Bestrahlung mit ultravioletten Strahlen.
18. Verfahren zur Bildung eines Verbindungsmusters mit den Schritten,
Bilden einer Verbindungsschicht auf dem Substrat,
Aufbringen eines Resists auf die Oberfläche der Verbindungs­ schicht,
selektives Ätzen der Verbindungsschicht unter Nutzung eines halogenhaltigen Gases und unter Nutzung des Resists als Maske zur Bildung des Verbindungsmusters,
Bilden einer halogenhaltigen Schutzschicht auf den Seitenwän­ den des Verbindungsmusters und des Resists,
Veraschen des Musters zur Entfernung des Resists und
Entfernen des Halogens von den Seitenwänden des Verbindungs­ musters durch Bestrahlen der Seitenwände des Verbindungsmu­ sters mit ultravioletten Strahlen in einer eine reduzierende Spezies enthaltenden Atmosphäre.
19. Verfahren zur Bildung eines Verbindungsmusters mit den Schritten,
Bilden einer Verbindungsschicht auf einem Substrat,
Aufbringen eines Resists auf die Oberfläche der Verbindungs­ schicht,
selektives Ätzen der Verbindungsschicht unter Nutzung eines halogenhaltigen Gases und unter Nutzung des Resists als Maske zur Bildung eines Verbindungsmusters,
Bilden einer halogenhaltigen Schutzschicht auf den Seitenwän­ den des Verbindungsmusters und des Resists,
Veraschen des Verbindungsmusters zur Entfernung des Resists und
Bestrahlen des Verbindungsmusters mit ultravioletten Strahlen in einer fluorhaltigen Atmosphäre.
20. Verfahren zur Bilden eines Verbindungsmusters mit den Schritten,
Bilden einer Verbindungsschicht auf einem Substrat,
Aufbringen eines Resists auf die Oberfläche der Verbindungs­ schicht,
selektives Ätzen der Verbindungsschicht unter Nutzung eines halogenhaltigen Gases und unter Nutzung des Resists als Maske zur Bildung eines Verbindungsmusters,
Bildung einer halogenhaltigen Schutzschicht auf den Seiten­ wänden des Verbindungsmusters und des Resists,
Veraschen des Verbindungsmusters zur Entfernung des Resists und
Bilden einer Carbidschicht zum Bedecken der Oberfläche des Verbindungsmusters.
21. Vorrichtung zur Bildung eines Verbindungsmusters auf ei­ nem Halbleitersubstrat mit
einer Ätzkammer (15) zum selektiven Ätzen einer Verbindungs­ schicht auf dem Halbleitersubstrat durch reaktives Ionenätzen unter Nutzung eines Resists zur Bildung eines Verbindungsmu­ sters,
einer Veraschungskammer (16) zur Entfernung des Resists durch Veraschen,
einer Photoreaktionskammer (17) zur Durchfürung einer Ober­ flächenbehandlung des Verbindungsmusters mit Licht,
einem ersten luftdichten Transportweg zum in-situ-Transport des Halbleitersubstrates von der Ätzkammer in die Ver­ aschungskammer und
einem zweiten luftdichten Transportweg zum in-situ-Transport des Halbleitersubstrates von der Veraschungskammer in die Photoreaktionskammer.
22. Halbleitereinrichtung mit einem Substrat (30),
einem auf dem Substrat (30) gebildeten Verbindungsmuster (2a) und
einer zur Bedeckung der Oberfläche des Verbindungsmusters (2a) gebildeten Carbidschicht.
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