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Dokumentenidentifikation DE69728953T2 14.04.2005
EP-Veröffentlichungsnummer 0000845805
Titel Verfahren zur Herstellung einer Halbleiter-Anordnung
Anmelder Canon K.K., Tokio/Tokyo, JP
Erfinder Fukumoto, Yoshihiko, Ohta-ku, Tokyo, JP
Vertreter Tiedtke, Bühling, Kinne & Partner GbR, 80336 München
DE-Aktenzeichen 69728953
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 27.11.1997
EP-Aktenzeichen 973095664
EP-Offenlegungsdatum 03.06.1998
EP date of grant 06.05.2004
Veröffentlichungstag im Patentblatt 14.04.2005
IPC-Hauptklasse H01L 21/321

Beschreibung[de]
HINTERGRUND DER ERFINDUNG Gebiet der Erfindung

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung und insbesondere auf ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung, welches durch seinen Waschschritt gekennzeichnet ist.

Verwandter Stand der Technik

Integrationsgrade von LSI, welche ein DRAM und eine MPU umfassen, nehmen Jahr für Jahr zu, und mit der Zunahme der Integration nehmen die Design- bzw. Konzeptionsmaßstäbe ab und es besteht die Tendenz, dass eine Verdrahtung in einem mehrschichtigen Aufbau gebildet wird. Mit Fortschritten in der Tendenz eines Mehrschichtzwischenverbindungsaufbaus bzw. -struktur wurde die CMP-Technologie (Chemische Mechanische Poliertechnologie) zum Abflachen bzw. Ebnen eines Schichtisolationsfilms bei der Herstellung von 0,35-&mgr;m-Logik-LSI eingeführt, um den Fokusrand (fokus margin) eines Belichtungssystems bzw. Freilegesystems zu gewährleisten. Das chemische mechanische Polieren (CMP) ist ein Polierverfahren zum Ausführen eines Polierens unter Verwendung der chemischen Ätzaktivität einer in einem Schleifmittel enthaltenen chemischen Komponente und der mechanischen Polieraktivität, welche das Schleifmittel ursprünglich aufweist. Die bei Herstellungsvorgängen von LSI verwendeten CMP-Techniken umfassen ein Abflachungs- bzw. Ebnungs-CMP und ein Vertiefungs-CMP; das Ebnungs-CMP ist eine Technik zum Abflachen bzw. Ebnen von Vorrichtungsstufen durch Polieren eines Isolationsfilms aus BPSG, SiO2, oder dergleichen, welche an den Stufen von Vorrichtungen, wie beispielsweise Transistoren, Drähten, usw. abgelagert bzw, abgeschieden sind; das Vertiefungs-CMP ist eine Technik zum Bilden einer verdeckten Elementisolation, eines Schlitzkondensators, eines Kontaktsteckers oder einer Damascene-Verdrahtung, indem ein Isolierfilm aus SiO2 oder dergleichen oder ein Metallfilm aus Poly-Si, Al, Cu, W oder dergleichen in einem Loch oder in einem Schlitz verdeckt werden, welche an einer Vorrichtung gebildet sind, und der an Bereichen außer dem Loch- oder dem Schlitzbereich abgeschiedene Abscheidungsfilm durch Polieren entfernt wird. Eine der beiden Techniken weist das Merkmal auf, dass sie in der Lage ist, im Vergleich zu der bisher verwendeten SOG-Planarisierungstechnologie und Rückätzplanarisierungstechnologie eine globale Abflachung bzw. Ebenheit zu realisieren.

Unter derartigen Umständen wird es überlegt, dass die Schichtisolationsfilm-Ebnungs-CMP-Technologie und die herkömmliche Verdrahtungsbildungstechnologie zur Herstellung von LSI von 0,25 &mgr;m und größeren Maßstäben ausgestaltbar sind, jedoch für 0,18 &mgr;m und kleinere Maßstäbe die verdeckte Verdrahtungsstruktur durch Dual-Damascene unter Verwendung der Metall-CMP-Technologie zur Bildung einer mehrschichtigen Verdrahtung aufgrund von Faktoren, wie beispielsweise der Grenze der Ätztechnologie von Verdrahtungsmaterial und einer Garantie eines Elektromigrationswiderstands, wesentlich werden wird.

Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf 26 bis 32 ein Bildungsverfahren einer verdeckten Verdrahtung durch Dual-Damascene unter Verwendung des Metall-CMP beschrieben.

In 26 bezeichnet Bezugszeichen 1 ein p-Typ-Halbleitersubstrat, 2 n-Typ-Senken bzw. -Quellen bzw. Wells, 3 Hochkonzentrations-p+-Typ-Sourceelektroden, 4 Hochkonzentrations-p+-Typ-Drainelektroden, und 5 Gateelektroden, und um die Sourceelektroden 3 und Drainelektroden 4 herum sind Niedrigkonzentrations-p-Typ-elektrisches-Feld-Entspannungsregionen 3', 4' zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit des Transistors zur Verfügung gestellt. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet selektive Oxidregionen zur Elementisolation.

Dann wird, wie in 27 gezeigt, NSG (nicht dotiertes Glas) 7 durch CVD oder TEOS abgeschieden und danach wird dieses NSG 7 durch CMP poliert und geebnet. Das hierbei eingesetzte CMP poliert unter Verwendung eines Schleifgewebes, welches eine Laminierung bzw. Schichtung aus einem Schaumgewebe, wie beispielsweise IC-1000 ist, welches im allgemeinen für CMP eines Schichtisolationsfilms Verwendung findet, und einem Gewebe des Vliesstofftyps ist, und eines auf Siliziumdioxid- bzw. Aluminiumoxid basierenden Schlamms, wie beispielsweise SC-1, welcher Aluminiumoxidpulver verwendet. Dann wird p-SiN (ein durch den Plasmaverbesserten- bzw. Plasma-erweiterten-CVD-Vorgang gebildeter Siliziumnitridfilm) 8 abgeschieden und danach wird p-SiO (ein durch den Plasma erweiterten CVD-Vorgang gebildeter Siliziumnitridfilm) 9 abgeschieden.

Als nächstes wird, wie in 28 gezeigt, in dem p-SiO 9 ein Verdrahtungsmuster 10 durch Abdeckschicht- bzw. Fotolackmusterung und Trockenätzen gebildet. Bei dem Ereignis des Trockenätzens findet das p-SiN 8 als ein Ätzstopper Verwendung, wodurch das Verdrahtungsmuster 10 an einer stabilen Grundlage bzw. Basis gebildet werden kann. Dann wird ein Kontaktmuster 11 durch Fotolackmusterung und Trockenätzen gebildet.

Nachfolgend wird, wie in 29 gezeigt, ein Verdrahtungsmaterial 12 abgeschieden. Hierbei kann ein Verfahren zur Abscheidung des Verdrahtungsmaterials 12 aus einer Vielzahl von Verfahren ausgewählt werden, unter welchen in Hinblick auf Produktionskosten, Zuverlässigkeit und Verbesserung der Charakteristika der Vorrichtung ein Sprührückflussverfahren von Al- oder auf Cu basierendem Metallmaterial effektiv ist. Ein effektiver Weg zur Verbesserung der Zuverlässigkeit und der Rückflusscharakteristika besteht darin, eine Schicht aus Barriere- bzw. Sperrmetall, wie beispielsweise Ti/TiN als eine Grundschicht vor der voranstehenden Abscheidung durch Sprührückfluss zu bilden.

Als nächstes wird, wie in 30 gezeigt, das CMP für Metall ausgeführt, um das Verdrahtungsmaterial zu polieren und zu ebnen, wodurch eine verdeckte Verdrahtung 13 gebildet wird. Das Voranstehende beschrieb das Verfahren zum Bilden der verdeckten Verdrahtung durch Dual-Damascene. Durch das ähnliche Verfahren kann eine Verdrahtung 13' der zweiten Schicht und eine Verdrahtung 13'' der dritten Schicht gebildet werden, wie in 31 und 32 gezeigt, wodurch der noch mehrschichtigere Aufbau einer Verdrahtung erlangt wird.

Wie zuvor beschrieben, ist das Polieren durch CMP als ein Mittel zur Planarisierung effektiv, jedoch weist es einige Punkte auf, welche zu verbessern sind. Eines davon ist das Problem des Waschens nach dem CMP. Da der CMP-Schritt selbst ein Polierschritt zur Bearbeitung der Waferoberfläche mit dem der Schlamm genannten Schleifmittel ist, haften bei dem Polierschritt hergestellte Schleifpartikel des Schlamms und des Chips und von Produkten nach dem CMP an der Waferoberfläche an. Diese müssen durch Waschen entfernt werden. Da das Verdrahtungsmaterial das auf Al oder Cu basierende Metallmaterial ist, würde ein chemisches Waschen mit einer Säure oder einem Alkali das Problem einer Korrosion des Materials aufwerfen und ist folglich kaum anwendbar. Nur durch Waschen mit reinem Wasser wird keine ausreichende Sauberkeit erlangt. Was das Schrubbwaschen betrifft, welches ein physikalisches Waschen unter Verwendung von reinem Wasser und einem PVA-Schwamm oder einer Mohairbürste ist, würden an der Waferoberfläche anhaftende Staubpartikel, da das Verdrahtungsmaterial ein weiches Metallmaterial ist, der Grund einer Produktion von feine Mängel bzw. Fehler genannten Kratzern an der Oberfläche des Verdrahtungsmaterials sein, welche das Problem der Zuverlässigkeit aufwerfen würden, wie beispielsweise eine Elektromigration.

Zusätzlich zu den voranstehenden Verfahren wird auch ein Waschverfahren vorgeschlagen, welches beispielsweise Feld-ionisiertes Wasser mit einer niedrigeren Metallätzeigenschaft verwendet (H. Aoki, et al., 1994 VLSI Technical Dig., S. 79 (1994)), jedoch besteht die gegenwärtige Situation, dass die an der Waferoberfläche anhaftenden Schleifpartikel durch dieses Verfahren nicht ausreichend bzw. zufriedenstellend entfernt werden können.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung beabsichtigt, ein Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung zur Verfügung zu stellen, welches, nach einem Bilden eines elektrisch leitenden Materialfilms, einen Schritt umfasst, welcher in der Lage ist, eine Oberfläche des elektrisch leitenden Materialfilms mit einer hohen Sauberkeit ohne Korrosion des Films und ohne Erzeugung von Kratzern stabil zu waschen.

Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung zur Verfügung gestellt, mit einem Schritt des Bildens eines elektrisch leitenden Materials an einem Substrat, einem Schritt des Polierens des elektrisch leitenden Materialfilms, und einem Schritt des Waschens der polierten Oberfläche des elektrisch leitenden Materialfilms, gefolgt von einem Schritt des physikalischen Waschens, wobei der Waschschritt ein Schritt des Ausführens eines Ultraschallwaschens mit reinem Wasser ist, an welches eine Ultraschallwelle mit einer Frequenz in einer Spanne bzw. einem Bereich von 1 MHz bis 3 MHz angelegt ist, wobei sowohl 1 MHz als auch 3 MHz umfasst sind, während das Substrat mit der polierten Oberfläche darauf mit 1000 bis 2500 U/min (rpm) gedreht wird.

Es sei erwähnt, dass die polierte Oberfläche des elektrisch leitenden Materialfilms unter Verwendung von reinem Wasser, an welches die Ultraschallwelle angelegt ist, vor dem physikalischen Waschen gewaschen wird, wodurch durch Polieren hergestellte Chips und Schleifpartikel von Schlamm effektiv entfernt werden können. Durch dieses Verfahren kann der elektrisch leitende Materialfilm zum Bilden der Verdrahtung, der Elektroden, usw. ohne eine Erzeugung von Kratzern, oder mit einer sehr geringen Erzeugung davon, und mit hoher Sauberkeit gewaschen werden. Das beschriebene Herstellungsverfahren einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung kann eine Halbleitervorrichtung, welche das elektrisch leitende Materialteil mit der extrem flachen Oberfläche aufweist, ohne einen Kratzer und mit exzellenter Zuverlässigkeit zur Verfügung stellen.

Es wird anerkannt, dass ein Waschen in reinem Wasser als ein Mittel der Behandlung von metallisierten Substraten nach einem Polieren bekannt ist. Insbesondere wird auf die Europäische Patentanmeldung EP-A-0768710 verwiesen, welche hierin unter Bezugnahme auf Artikel 54 (3) & (4) EPC gewürdigt wird. Wie dort beschrieben, wird ein Halbleitersubstrat, welches auf dem Halbleitersubstrat einen gemusterten Aluminiumfilm aufweist, chemisch mechanisch poliert und dann mit Megaschalldrehwaschen mit Kathodenwasser mit einem höheren pH-Wert als 7, welches bei einer Elektrolyse von reinem Wasser erlangt wird, und durch Schrubben mit einer PVA-Bürste gereinigt.

Reinigen bei einer Megaschallfrequenz insbesondere bei einer Frequenz von ungefähr 850 kHz war bekannt und wurde auf ein Reinigen von Grundsilikon und Silikonwafern angewendet, welche nur thermisch gewachsene Oxide aufweisen – ein als das „das RCA-Verfahren" benannter chemischer Reinigungsvorgang. Eine Abänderung bzw. Modifikation dieses Verfahrens, welches speziell zum Entfernen von Metallverunreinigungen ausgelegt ist, ist in der Deutschen Patentanmeldung DE-A-195 25 521 (identisch mit US-Patent US-8-6274059) beschrieben. Bei dieser Variante des Verfahrens finden Lösungen aus Zitronensäure oder Oxalsäure und eine gemischte Lösung dieser beiden Reagenzien mit pH-Werten von ungefähr 1,6–2,8 Verwendung. Hierbei wird jedoch ein Waschen eines polierten elektrisch leitenden Materialfilms berücksichtigt. Wie bereits zuvor dargelegt, würde ein chemisches Waschen mit einer säurehaltigen bzw. sauren Lösung das Problem von Korrosion aufwerfen, und ist folglich kaum auf die technische Lösung des vorliegenden Problems anwendbar.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

1 ist eine erläuternde Zeichnung des ersten Ausführungsbeispiels des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

2 ist eine erläuternde Zeichnung des ersten Ausführungsbeispiels des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

3 ist eine erläuternde Zeichnung des ersten Ausführungsbeispiels des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

4 ist eine erläuternde Zeichnung des ersten Ausführungsbeispiels des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

5 ist eine erläuternde Zeichnung des ersten Ausführungsbeispiels des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

6 ist eine erläuternde Zeichnung des ersten Ausführungsbeispiels des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

7 ist eine erläuternde Zeichnung des ersten Ausführungsbeispiels des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung;

8 ist eine SEM-Fotografie einer Al-Oberfläche nach einem Metall-CMP;

9 ist eine vergrößerte Fotografie von 8;

10 ist eine optische Mikroskop-Fotografie eines Kratzers an einer Al-Oberfläche;

11 ist eine Zeichnung, welche experimentelle Ergebnisse einer Wafer-U/min-Entsprechung (Wafer-rpm-Entsprechung) der Megaschallwaschwirkung zeigt;

12 ist eine SEM-Fotografie einer Al-Oberfläche nach einem Megaschallwaschen;

13 zeigt Messergebnisse von Staubpartikeln von 0,3 &mgr;m und mehr nach einem Megaschallwaschen;

14 ist eine SEM-Fotografie einer Al-Oberfläche nach einem Waschen gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel;

15 zeigt einen Graphen, welcher die Frequenzabhängigkeit einer Waschleistung einer Waschlösung zeigt, an welche die Ultraschallwelle angelegt ist;

16 ist eine erläuternde Zeichnung eines Herstellungsverfahrens einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps gemäß der vorliegenden Erfindung;

17 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps gemäß der vorliegenden Erfindung;

18 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps gemäß der vorliegenden Erfindung;

19 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps gemäß der vorliegenden Erfindung;

20 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps gemäß der vorliegenden Erfindung;

21 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps gemäß der vorliegenden Erfindung;

22 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps gemäß der vorliegenden Erfindung;

23 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps gemäß der vorliegenden Erfindung;

24 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps gemäß der vorliegenden Erfindung;

25 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens der Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps gemäß der vorliegenden Erfindung;

26 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß dem herkömmlichen Beispiel;

27 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß dem herkömmlichen Beispiel;

28 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß dem herkömmlichen Beispiel;

29 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß dem herkömmlichen Beispiel;

30 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß dem herkömmlichen Beispiel;

31 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß dem herkömmlichen Beispiel;

32 ist eine erläuternde Zeichnung des Herstellungsverfahrens einer Halbleitervorrichtung gemäß dem herkömmlichen Beispiel; und

33 ist eine erläuternde Zeichnung der Konfiguration eines Waschgeräts.

AUSFÜRHLICHE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELE

So wie der Begriff „elektrisch leitendes Material" hierin verwendet wird, bedeutet er ein beliebiges Material, welches auf den Gebieten der Halbleiterindustrie als ein Verdrahtungsmaterial oder als ein Elektrodenmaterial Verwendung findet.

Spezielle Beispiele des elektrisch leitenden Materials sind Al, Au, Cr, Mo, Pt, Ti, Pt und Polysilizium, welche als Metall zur Verdrahtung, Metall zur Sperre bzw. Barriere, Metall zur engen Anpassung, Metall für einen Kontakt, Metall für einen Puffer, oder dergleichen, oder als Legierungen davon, eine transparente Elektrode verwendendes ITO (Indium Zinnoxid), usw. verwendet werden.

Ein Verfahren zur Filmbildung dieser elektrisch leitenden Materialien wird aus einem Sprühen (sputtering), einer Vakuumdampfabscheidung, einer CVD (chemische Dampfabscheidung), usw. ausgewählt, und das Verfahren ist nicht darauf beschränkt.

Das Polierverfahren des elektrisch leitenden Materialfilms kann abhängig von den Charakteristika und Anwendungen des Films geeignet ausgewählt werden, jedoch ist das chemische mechanische Polieren (CMP) ein vorzugsweise anwendbares Verfahren.

Ein Beispiel des hierbei anwendbaren chemischen mechanischen Polierens (CMP) ist ein Verfahren des Entfernens von Reaktionsprodukten, welche durch eine chemische Reaktion zwischen der in dem Schleifmittel enthaltenden chemischen Komponente und der polierten Probenoberfläche erzeugt werden, indem mit dem Schleifmittel und dem Schleifgewebe mechanisch poliert wird. Der Prozess bzw. der Vorgang des CMP umfasst einen Schritt des Montierens der zu polierenden Probe an einem rotierbaren bzw. drehbaren Polierkopf und einen Schritt des danach Ausführens des Polierens beim Pressen der Oberfläche der polierten Probe gegen eine sich drehende Platte (Schleifplatte). Mit der Oberfläche der Platte ist ein Polster (Schleifgewebe) verbunden und durch den an diesem Polster befestigten Schlamm (Schleifmittel) findet ein Polieren statt.

Beispiele des vorzugsweise anwendbaren Schleifgewebes sind von Rodel Inc. erhältliches Supreme RN und ein ununterbrochenes Schaumvelourledergewebe, wie beispielsweise von Fujimi Corporation erhältliches Surfin IV–1. Beispiele des vorzugsweise anwendbaren Schlamms sind auf Kolloid-Siliziumdioxid basierende Schlämme mit hoher Dispergierfähigkeit, deren erstere und zweitere Partikelgrößen von Schleifpartikeln nicht größer als 10 nm sind, wie beispielsweise das von Fujimi Corporation erhältliche PLANERLITE-5102, oder auf Aluminiumoxid basierende Schlämme, wie beispielsweise das von Rodel Inc. erhältliche XJFW-8099, usw.

Das bei der vorliegenden Erfindung anwendbare Ultraschallwaschen ist das des Rotierens bzw. Drehens eines Gegenstandes zum Waschen (Waschgegenstand) mit 1000–2500 U/min (rpm) und des Ausstoßens von reinem Wasser, an welches die Ultraschallwelle angelegt ist, vorzugsweise aus einer schwingenden Düse auf den Waschgegenstand, um den Waschgegenstand zu waschen. Die Frequenz der angelegten Ultraschallwelle wird unter Berücksichtigung einer Beschädigung des Waschgegenstands aus Frequenzen von 1 MHz bis 3 MHz ausgewählt, wobei sowohl 1 MHz als auch 3 MHz umfasst sind.

Bei der vorliegenden Erfindung bedeutet „physikalisches Waschen" ein allgemeines physikalisches Waschen, welches in Unterscheidung zu dem chemischen Waschen Verwendung findet. Spezielle Beispiele des physikalischen Waschens umfassen Bürstenschrubben, Hochdruckstrahlwaschen usw. Das Bürstenschrubben wird normalerweise wie folgt ausgeführt. Der Waschgegenstand wird gedreht, es wird eine Waschlösung (reines Wasser, ein Tensid, oder dergleichen) dem Waschgegenstand zugeführt, und zu derselben Zeit wie dieses, wird eine sich drehende Bürste an dem Waschgegenstand bewegt, wodurch abgeschiedene Partikel an dem Waschgegenstand physikalisch beseitigt bzw. entfernt werden können. Typische Beispiele von Materialien für die Bürste sind Mohair, Schwamm, Nylon, Ziegenhaar usw. Unter diesen sind vorzugsweise die Mohairbürste und die Schwammbürste (beispielsweise eine PVA-Schwammbürste (Polyvinylalkohol-Schwammbürste)) anwendbar. Das Hochdruckstrahl-Waschverfahren ist ein Waschverfahren zum Ausstoßen von reinem Wasser, welches bis ungefähr 50 bis 100 kgf/cm2 durch eine Pumpe, durch eine Düsenspitze auf die Oberfläche des Waschgegenstands, mit einem Druck beaufschlagt wird. Dieses Waschverfahren ist auch das Waschen, welches ausgeführt wird, während der Waschgegenstand gedreht wird und die Strahldüse geschwungen wird.

Als typische Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung werden ein Mehrschichtzwischenverbindungsprozess bzw. -vorgang der Halbleitervorrichtung und ein Herstellungsprozess bzw. -vorgang einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps beschrieben. Auch wenn die folgende Beschreibung des Prozesses bzw. des Vorgangs unter Verwendung eines Halbleitersubstrats vorgenommen wird, ist das Substrat nicht immer auf das Halbleitersubstrat beschränkt. Beispielsweise kann das Substrat ein SOI(Silizium-An-Isolator-)Substrat oder ein transparentes Substrat sein.

Der Mehrschichtzwischenverbindungsprozess kann auf Herstellungsprozesse von Speicherelementen, wie beispielsweise ein DRAM, und Logikelemente, wie beispielsweise eine MPU oder ASIC, angewendet werden.

Bei der folgenden Beschreibung sind alle Schaltelemente eines die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung bildenden aktiven Matrixsubstrats der MOSFET-Typ, jedoch können sie auch der Dioden-Typ, der Bipolartransistor-Typ oder der TFT-Typ sein.

Die Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps wird effektiv als eine Anzeigevorrichtung, wie beispielsweise ein Haushaltsfernsehgerät, ein Projektor, eine Kopf-montierte Anzeige, ein Videokonferenzsystem, oder ein Feld eines Flugzeugs verwendet.

Erstes Ausführungsbeispiel

1 bis 7 sind erläuternde Zeichnungen des Mehrschichtzwischenverbindungs-Herstellungsprozesses einer Halbleitervorrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung. In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein p-Typ-Halbleitersubstrat, 2 n-Typ-Senken, 3 Hochkonzentrations-p+-Typ-Sourceelektroden, 4 Hochkonzentrations-p+-Typ-Drainelektroden, und 5 Gateelektroden. Um die Sourceelektroden 3 und Drainelektroden 4 herum sind Niedrigkonzentrations-p-Typ-elektrisches-Feld-Entspannungsregionen 3', 4' zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit eines Transistors zur Verfügung gestellt. Beispielsweise betragen Offset-Beträge der elektrisches-Feld-Entspannungsregionen 3', 4' vorzugsweise 0,5 bis 2,0 &mgr;m. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet selektive Oxidregionen zur Elementisolation.

Dann wurde, wie in 2 gezeigt, NSG (nicht dotiertes Glas) 7 von CVD oder TEOS abgeschieden, und danach wurde dieses NSG 7 durch CMP poliert und geebnet. Das CMP von NSG 7 wurde hierbei vorzugsweise unter Verwendung eines Schleifgewebes, welches eine Laminierung bzw. Schichtung eines Schaumtextils, wie beispielsweise IC-1000 (erhältlich von Rodel Inc.), welches normalerweise für ein CMP eines Schichtisolierfilms Verwendung findet, und eines Gewebes aus Vliesstoff war, und eines auf Siliziumdioxid basierenden Schlamms wie beispielsweise SC-1 (erhältlich von Cabot Inc.) unter Verwendung von Quarzstaub bzw. Kieselpulver oder Kolloidal-Siliziumdioxid ausgeführt. Dann wurde p-SiN (ein durch das Plasma-CVD gebildeter Siliziumnitridfilm) 8 abgeschieden und nachfolgend wurde p-SiO (ein von dem Plasma-CVD gebildeter Siliziumoxidfilm) 9 abgeschieden. Da das p-SiN 8 beim Mustern bzw. Gestalten von p-SiO 9 als ein Ätzstopper Verwendung findet, wird die Dicke des p-SiN 8 als nicht weniger als 50 nm (500 Å) bestimmt. Da die Dicke von p-SiO 9 die Dicke der Al-Verdrahtung bestimmt, muss die Dicke von p-SiO 9 gleich oder größer als die Dicke einer notwendigen Al-Verdrahtung für eine Vorrichtung sein.

Dann wurde, wie in 3 gezeigt, das p-SiO 9 durch eine Fotolackmusterung und trockenes Ätzen in ein Verdrahtungsmuster 10 aus Al gemustert. Bedingungen des hierbei eingesetzten trockenen Ätzens waren wie folgt: Fließraten des Ätzgases CF4/CHF3 = 50 ccm/10 ccm; der Gesamtdruck betrug 133 Pa (1000 mTorr); die Leistung betrug 750 W. Die Ätzselektivität für das p-SiN 8 betrug zu dieser Zeit p-SiO-Ätzrate/p-SiN-Ätzrate = 2,2. Nachfolgend wurde das Kontaktmuster 11 durch Fotolackmusterung und trockenes Ätzen angefertigt. Hierbei bestand der zu ätzende Zwischenschichtfilm beim Ätzen des Kontakts aus der Laminierung von verschiedenen Filmen aus p-SiN 8 und NSG 7, und folglich bestand das trockene Ätzen aus einem zwei-Schritt-Ätzen. Die Ätzbedingungen des ersten Schritts zum Ätzen des p-SiN 8 waren CF4/CHF3 = 100 ccm/20 ccm, der Gesamtdruck betrug 226 Pa (1700 mTorr), und die Leistung betrug 750 W; die Ätzbedingung des zweiten Schritts zum Ätzen des NSG 7 und des Gateoxidfilms waren CF4/CHF3 = 50 ccm/10 ccm, der Gesamtdruck betrug 133 Pa (1000 mTorr), und die Leistung betrug 750 W.

Dann wurde, wie in 4 gezeigt, Verdrahtungsmaterial 12 abgeschieden. Im allgemeinen ist das Verdrahtungsmaterial 12 eines der Metallmaterialien, wie beispielsweise AlSi, AlCu, oder AlSiCu. Wird ein Verdecken von Kontaktlöchern 11 unter Verwendung der Sprührückflusstechnologie als ein Abscheideverfahren von derartigen Materialien durchgeführt, wird die Zuverlässigkeit der Vorrichtung effektiv verbessert. Wenn vor dem Sprührückfluss ein Barrieremetall aus Ti/TiN als eine Grundschicht zur Verfügung gestellt wird, wird der Kontaktwiderstand vermindert und die Rückflusscharakteristika des Verdrahtungsmaterials aus AlSi oder dergleichen werden verbessert, wodurch das Verdecken von Kontaktlöchern 11 vereinfacht wird. Ein weiteres effektives Verfahren zum Verdecken der Kontaktlöcher 11 ist ein Verfahren, welches selektives CVD von Wolfram verwendet. Dann wurde das Verdrahtungsmaterial 12 durch Metall-CMP poliert und geebnet und das Verdrahtungsmaterial blieb nur in dem Verdrahtungsmuster 10 und den Kontaktlöchern 11 zurück, wodurch eine verdeckte Verdrahtung 13 gebildet wird (5). In diesem Fall wurde ein Polieren unter Verwendung des Schleifgewebes aus von der Fujimi Corporation erhältlichem Surfin IV–1, dem Schlamm aus von der Fujimi Corporation erhältlichem PLANERLITE-5102, und dem von der Ebara Corp. erhältlichen CMP-Gerät EPO-114 ausgeführt. Spezifische Polierbedingungen waren wie folgt: die Last des oberen Rings betrug 300 gf (Grammkraft)/cm2; die Anzahl von Umdrehungen des Trägers betrug 49 U/min (rpm); die Anzahl von Umdrehungen der Polierplatte betrug 50 U/min (rpm); der Rückseitendruck betrug 100 gf/cm2; die Endbearbeitung bzw. das Finishing war eine In-situ-Endbearbeitung (welche eine Endbearbeitung des gleichzeitigen Ausführens eines Polierens und einer Endbearbeitung ist) bei der Anzahl von Umdrehungen einer Nylonbürste von 51 U/min und ihrer Last von 42 gf/cm2; die Schlammfließrate betrug 100 ml/min. Wurde AlSi mit einem Gehalt an Silizium von 1 wt% unter den voranstehenden Bedingungen poliert, wurde die Polierrate von 5 nm/sec (3000 Å/min) und einer in-Ebenen-Ungleichmäßigkeit &sgr;/Polierrate ≤ 5% erzielt, ohne dass bei dem Polierschritt ein Kratzer erzeugt wurde.

8 zeigt eine SEM-Fotografie der Al-Oberfläche unmittelbar nach dem Metall-CMP. 9 ist eine vergrößerte SEM-Fotografie von 8. Es ist ersichtlich, dass eine große Anzahl von Schleifpartikeln 21 an der Al-Oberfläche 20 verbleiben. Die durchschnittliche Dichte von nicht entfernbaren Partikeln 21 an der Al-Oberfläche 20 betrug ungefähr 200 Partikel/&mgr;m2. Zusätzlich zu den nicht entfernbaren Partikeln 21 blieben mehrere tausend Staubpartikel von 0,3 &mgr;m und mehr an dem 6-Inch-Wafer (ein Inch = 2,54 cm) zurück. Folglich müssen derartige Schleifpartikel und Staubpartikel ohne eine Erzeugung eines Kratzers durch den Waschschritt nach dem Metall-CMP entfernt werden.

Wurde das im allgemeinen oft verwendete Schrubbwaschen mit der PVA-Bürste auf das Waschen der Al-Oberfläche nach der Metall-CMP angewendet, erschienen viele Kratzer 22, die in der optischen Mikroskop-Fotografie von 10 gezeigt sind. Als der Grund der Kratzer werden relativ lange Partikel oder Aggregatpartikel vermutet, welche vor dem Waschen an der Al-Oberfläche vorhanden waren. Es ist folglich notwendig, die Staubpartikel oder Schleifpartikel, welche der Grund eines Kratzers sein können, durch eine physikalische kontaktlose Technik vor dem Bürstenschrubbwaschens des physikalischen Kratzens der Oberfläche abzuwaschen.

Der Erfinder verwendete das Megaschallwaschen zum Waschen der Oberfläche eines Wafers mit einem Fluss von reinem Wasser, welches mit einer Hochfrequenzvibration beaufschlagt ist. Bedingungen des reinen Megaschallwassers wurden derart bestimmt, dass die Vibration mit der Frequenz von 1,5 MHz und der Leistung von 40 W von einem Oszillator angelegt wurde, welcher in einer Düse für das reine Wasser zur Verfügung steht, welches mit der Rate von 1 l/min durch die Spitze der den Durchmesser von 6 mmϕ aufweisenden Düse fließt. Es wurde bestätigt bzw. verifiziert, dass der Wascheffekt von Schleifpartikeln an der Al-Oberfläche durch das Megaschallwaschen von der Anzahl von Umdrehungen des Wafers beim Waschen abhing, wie in 11 gezeigt. Sowohl 0 mm, als auch 30 mm, als auch 60 mm, welche in 11 beschrieben sind, zeigen eine Entfernung bzw. einen Abstand von dem Zentrum des Wafers zu einem Messpunkt an und die Bedingungen der Megaschalldüse bestehen in der Abtastgeschwindigkeit von 10 mm/sec und der Anzahl von Abtastungen von 20. Wie aus 11 ersichtlich, beträgt die Anzahl von Umdrehungen des Wafers bei dem Megaschallwaschen vorzugsweise nicht weniger als 1500 U/min (rpm) und noch bevorzugter nicht weniger als 2000 U/min (rpm). 33 ist eine erläuternde Zeichnung der Konfiguration einer Waschvorrichtung. Wie in 33 gezeigt, ist die Düse 51 zum Ausstoßen der Waschlösung über den Wafer 52 bewegbar. Der Pfeil 53 gibt Bewegungsrichtungen der Düse an.

Als nächstes wurde eine Waschwasservibrations-Frequenzabhängigkeit des Wascheffekts von Schleifpartikeln an der Al-Oberfläche geprüft bzw. untersucht. Die Ergebnisse sind in 15 gezeigt. Bei dieser Untersuchung wurden Messungen unter derartigen Bedingungen durchgeführt, dass die Anzahl von Umdrehungen des Wafers beim Waschen 2000 U/min (rpm) betrug, die Abtastgeschwindigkeit der Waschwasserdüse 10 mm/sec, die Anzahl von Abtastungen der Düse 20 betrug, und Frequenzen variiert wurden. Aus der Zeichnung ist zu entnehmen, dass der Entfernungseffekt von an der Al-Oberfläche anhaftenden Partikeln anfängt aufzutreten, wenn die dem Waschwasser beaufschlagte Vibrationsfrequenz 800 kHz wird, und dass der extrem große Wascheffekt in dem Bereich von Frequenzen in der Größenordnung von MHz auftritt.

Im allgemeinen ist das Waschen, welches niedrige Frequenzen im Bereich von mehreren zehn kHz bis ungefähr 400 kHz verwendet, ein Waschverfahren zum Entfernen der Staubpartikel mit Größen von mehreren mm bis mehreren zehn &mgr;m an der Oberfläche eines Substrats, indem starke Schockwellen an die Oberfläche eines Substrats durch Flüssigkeitskaviation bzw. Flüssigkeitshohlraumbildung angelegt werden, welche aus einer Flüssigkeitsresonanz resultieren. Dieses Waschverfahren weist das Problem auf, dass der Schock durch diese Flüssigkeitskavitation Mikromuster beschädigen könnte. Daher wird es bei Halbleiterprozessen für 4M-DRAM und danach nicht verwendet. Bei der Untersuchung durch den Erfinder entstand bei dem Waschen bei 80 kHz und 400 kHz das Problem einer Abblätterung von gemustertem Al. Andererseits wurde keine Beschädigung des Musters bei Frequenzen nicht geringer als 800 kHz festgestellt.

Unter Berücksichtigung des vorangehenden Wascheffekts und der Musterbeschädigung ist eine Verwendung von hohen Frequenzen von nicht geringer als 800 kHz zum Abwaschen von an der Al-Oberfläche anhaftenden Schleifpartikeln effektiv. Es ist zu verstehen, dass die Frequenz hierbei in dem Bereich von 1 MHz bis 3 MHz bestimmt wird, wobei sowohl 1 MHz als auch 3 MHz umfasst sind.

Als nächstes wurde die Al-Oberfläche unter derartigen Bedingungen gewaschen, dass die Frequenz 1,5 MHz betrug, die Anzahl von Umdrehungen des Wafers den Wert 2000 U/min aufwies, die Abtastgeschwindigkeit der Düse 10 mm/sec betrug, und die Anzahl von Abtastungen der Düse den Wert 20 aufwies. Als Folge davon wurden die Partikel an der Al-Oberfläche bis herunter zu der Dichte von 30 Partikeln/&mgr;m2 oder geringer entfernt. 12 zeigt eine SEM-Fotografie der unter den vorangehenden Bedingungen gewaschenen Al-Oberfläche. Die Entfernung von dem Zentrum des Wafers zu dem Messpunkt in 12 beträgt 30 mm. In der Fotografie bezeichnet das Bezugszeichen 20' die Al-Oberfläche und 21' bezeichnet Schleifpartikel. Es war möglich, die Staubpartikel von 0,3 &mgr;m und größer bis ungefähr mehrere zehn Partikel an dem 6-Inch-Wafer zu entfernen. 13 zeigt die Ergebnisse einer Messung von Partikeln von 0,3 &mgr;m und größer durch ein Partikeluntersuchungsgerät IS-3270, welches von Hitachi, Ltd. erhältlich ist. Während des voranstehenden Megaschallwaschens wurde die Rückseite des Wafers mit einer Dusche aus reinem Wasser immer in einem nassen Zustand gehalten.

Dann wurde ein simultanes Bürstenschrubbwaschen ausgeführt, um die Al-Oberfläche nach dem Megaschallwaschen mit einem Stifttyp-PVA-Schwamm zu reinigen, und um die Rückseite des Wafers mit einem Walzentyp-PVA-Schwamm zu reinigen. Die Waschbedingungen waren wie folgt. Für die Al-Oberfläche betrug ein Druckbetrag des Stifttyp-PVA-Schwamms 1 mm, die Anzahl von Umdrehungen des Schwamms betrug 60 U/min, die Anzahl von Umdrehungen des Wafers betrug 100 U/min, die Abtastgeschwindigkeit des Stifttyp-PVA-Schwamms betrug 10 mm/sec, und die Anzahl von Abtastungen betrug 3. Für die Rückseite des Wafers betrug ein Druckbetrag des Walzentyp-PVA-Schwamms 1 mm, die Anzahl von Umdrehungen des Walzenschwamms betrug 100 U/min, und die Waschzeit wies den Wert von 60 sec auf. Zudem wurde das Megaschallwaschen erneut nach dem Schrubbwaschen ausgeführt. Die Waschbedingungen waren genau dieselben wie die zuvor erwähnten Megaschallwaschbedingungen, außer dass die Anzahl von Abtastungen der Düse 3 betrug. Danach wurde der Wafer durch Drehtrocknen bei der Anzahl von Umdrehungen des Wafers von 2300 U/min für 30 Sekunden getrocknet. 14 zeigt eine SEM-Fotografie der Al-Oberfläche, welche nach den vorangehenden Waschoperationen resultierte. In der Fotografie steht das Bezugszeichen 20'' für die Al-Oberfläche. Es ist ersichtlich, dass die Schleifpartikel und Staubpartikel sauber entfernt sind.

Als nächstes wurde, wie in 6 gezeigt, eine Laminierung bzw. Schichtung der zweiten Schicht p-SiN 8' und der zweiten Schicht p-SiO 9' nacheinander abgeschieden, und danach wurde die zweite Schicht einer verdeckten Verdrahtung 13' mit demselben Verfahren wie dem Dual-Damascene gebildet, wie es unter Bezugnahme auf 3 bis 5 beschrieben ist. Dann wurde eine verdeckte Verdrahtung 13'' der dritten Schicht durch dieselbe Technik gebildet, wie in 7 gezeigt. In der Zeichnung bezeichnet das Bezugszeichen 8'' eine dritte Schicht p-SiN und 9'' bezeichnet eine dritte Schicht p-SiO. Es muss nicht erwähnt werden, dass eine verdeckte Verdrahtung der vierten Schicht und danach weiter durch das ähnliche Dual-Damascene gebildet werden kann. Das Material für die verdeckte Verdrahtung jeder Schicht kann auch aus hoch elektrisch leitenden Materialien, wie beispielsweise Ag, Au, Pt, Cr, oder Cu, ausgewählt werden.

Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde die Waferoberfläche mit freigelegtem Metall nach einer Bildung der verdeckten Verdrahtung dem folgenden Waschen nach dem Metall-CMP des Dual-Damascene-Prozesses unterzogen. Nach Beendigung des Polierens wurde das Substrat zuerst dem Ultraschallwaschen unterzogen, dann dem Schrubbwaschen mit dem PVA-Schwamm oder der Mohair-Bürste und zudem dem Megaschall-(Ultraschall-)Waschen. Danach wurde der Wafer durch Drehtrocknen getrocknet. Es sei jedoch erwähnt, dass der Grundansatz der vorliegenden Erfindung darin besteht, das Ultraschallwaschen vor dem physikalischen Waschen auszuführen, und dass die vorliegende Erfindung in keinem Fall auf das hierin beschriebene Ausführungsbeispiel beschränkt ist.

Der Wascheffekt des vorangehenden Schrubbwaschens wird zudem durch Ausführung einer Vielzahl von Waschprozessen bei einer Vielzahl von verschiedenen Wascheinheiten verbessert. Durch Einsetzen der vorangehenden Waschsequenz bzw. Waschablaufs wird das Waschen mit extrem hoher Sauberkeit erlangt, ohne dass ein Kratzer in der Oberfläche eines Verdrahtungsmaterials und über der gesamten Oberfläche des Wafers erzeugt wird, so dass hoch zuverlässige Halbleitervorrichtungen mit hohem Ertrag zur Verfügung gestellt werden können.

Zweites Ausführungsbeispiel

Unter Bezugnahme auf 16 bis 25 wird ein Beispiel einer Anwendung beschrieben, bei der die vorliegende Erfindung auf einen Herstellungsprozess des aktiven Matrixsubstrats einer Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps angewendet wird.

In 16 bezeichnet das Bezugszeichen 1 ein p-Typ-Halbleitersubstrat, 2 n-Typ-Senken, 3 Hochkonzentrations-p+-Typ-Sourceelektroden, 4 Hochkonzentrations-p+-Typ-Drainelektroden, und 5 Gateelektroden. Um die Sourceelektroden 3 und Drainelektroden 4 herum sind Niedrigkonzentrations-p-Typ-elektrisches-Feld-Entspannungsregionen 3', 4' zur Erhöhung der Spannungsfestigkeit eines Transistors zur Verfügung gestellt. Beispielsweise betragen Offset-Beträge der elektrisches-Feld-Entspannungsregionen 3', 4' vorzugsweise 0,5 bis 2,0 &mgr;m. Das Bezugszeichen 6 bezeichnet selektive Oxidregionen zur Elementisolation.

Dann wurde, wie in 17 gezeigt, NSG (nicht dotiertes Glas) 7 von CVD oder TEOS abgeschieden, und danach wurde dieses NSG 7 durch CMP poliert und geebnet. Das CMP von NSG 7 wurde hierbei vorzugsweise unter Verwendung eines Schleifgewebes ausgeführt, welches eine Laminierung eines Schaumgewebes, wie beispielsweise IC-1000, welches normalerweise für ein CMP eines Schichtisolierfilms Verwendung findet, und des Gewebes aus Vliesstoff war, und des auf Siliziumdioxid basierenden Schlamms wie beispielsweise SC-1 unter Verwendung von Quarzstaub bzw. Kieselpulver oder Kolloidal-Siliziumdioxid ausgeführt. Dann wurde p-SiN (ein durch das Plasma-CVD gebildeter Siliziumnitridfilm) 8 abgeschieden und nachfolgend wurde p-SiO (ein von dem Plasma-CVD gebildeter Siliziumoxidfilm) 9 abgeschieden. Da das p-SiN 8 beim Mustern von p-SiO 9 als ein Ätzstopper Verwendung findet, beträgt die Dicke des p-SiN 8 nicht weniger als 50 nm (500 Å). Da die Dicke von p-SiO 9 die Dicke einer Al-Verdrahtung bestimmt, muss die Dicke von p-SiO 9 gleich oder größer als die Dicke einer notwendigen Al-Verdrahtung für eine Vorrichtung sein.

Dann wurde, wie in 18 gezeigt, das p-SiO 9 durch eine Fotolockmusterung und trockenes Ätzen in ein Verdrahtungsmuster 10 aus Al gemustert. Bedingungen des hierbei eingesetzten trockenen Ätzens waren wie folgt: Fließraten des Ätzgases wiesen einen Wert von CF4/CHF3 = 50 ccm/10 ccm auf; der Gesamtdruck betrug 1000 mTorr; die Leistung betrug 750 W. Die Ätzselektivität für das p-SiN 8 betrug zu dieser Zeit p-SiO-Ätzrate/p-SiN-Ätzrate = 2,2. Nachfolgend wurde das Kontaktmuster 11 durch Fotolackmusterung und trockenes Ätzen angefertigt. Hierbei bestand der zu ätzende Zwischenschichtfilm beim Ätzen des Kontakts aus der Laminierung von verschiedenen Filmen aus p-SiN 8 und NSG 7, und folglich bestand das trockene Ätzen aus einem zwei-Schritt-Ätzen. Die Ätzbedingungen des ersten Schritts zum Ätzen des p-SiN 8 waren CF4/CHF3 = 100 ccm/20 ccm, der Gesamtdruck betrug 1700 mTorr, und die Leistung wies einen Wert von 750 W auf; die Ätzbedingung des zweiten Schritts zum Ätzen des NSG 7 und des Gateoxidfilms waren CF4/CHF3 = 50 ccm/10 ccm, der Gesamtdruck betrug 1000 mTorr, und die Leistung betrug 750 W.

Dann wurde, wie in 19 gezeigt, Verdrahtungsmaterial 12 abgeschieden.

Dann wurde das Verdrahtungsmaterial 12 durch Metall-CMP poliert und geebnet und das Verdrahtungsmaterial blieb nur in dem Verdrahtungsmuster 10 und den Kontaktlöchern 11 zurück, wodurch eine verdeckte Verdrahtung 13 gebildet wird (20). Das zuvor beschriebene Verfahren zum Bilden der verdeckten Verdrahtung 13 ist dasselbe wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.

Nach Beendigung des Polierens durch CMP wurde p-SiO 30 abgeschieden, und dann wurde eine Abschirmschicht 31 abgeschieden, wie in 21 gezeigt. Für die Abschirmschicht 31 effektiv anwendbare Materialien sind Metallmaterialien, wie beispielsweise Ti, Mo, Al, W, Ag, Pt, oder Cr, und bei diesem Ausführungsbeispiel wurde Ti in der Dicke von 200 nm (2000 Å) abgeschieden. Dann wurde die Abschirmschicht 31 gemustert.

Dann wurde, wie in 22 gezeigt, p-SiO 33 in der Dicke von 100 nm (1000 Å) oder mehr abgeschieden, und das p-SiO 33 wurde unter Verwendung der Abschirmschicht 31 als ein Ätzstopper gemustert. Nachfolgend wurde ein Kapazitätsfilm 34 abgeschieden. Für den Kapazitätsfilm 34 effektiv anwendbare Materialien sind hoch dielektrische Materialien, wie beispielsweise p-SiN oder Ta2O5, und bei diesem Ausführungsbeispiel wurde p-SiN in der Dicke von 400 nm (4000 Å) abgeschieden.

Als nächstes wurden, wie in 23 gezeigt, der Kapazitätsfilm 34 und p-SiO 30 gemustert und dann wurde reflektierendes Elektrodenmaterial 35 in der Dicke abgeschieden, welche größer als die von p-SiO 33 ist. Für die reflektierende Elektrode geeignete Materialien sind elektrisch leitfähige Materialien mit einem hohen Reflexionsvermögen in dem sichtbaren Lichtbereich, wie beispielsweise Al, Ag, Pt, oder Cr. Bei dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wurde Al verwendet.

Dann wurde, wie in 24 gezeigt, das reflektierende Elektrodenmaterial 35 von dem CMP poliert und geebnet. Ein Polierbetrag war derart bestimmt, dass die Oberfläche poliert wurde, um so p-SiO 33 in der Waferoberfläche freizulegen. Bei diesem Ausführungsbeispiel wurde die reflektierende Elektrode 36 durch das Metall-CMP aus Al gebildet. Die Bedingungen bei der zuvor erwähnten Bildung einer verdeckten Verdrahtung 13 gelten entsprechend für die Bedingungen des Metall-CMP von Al und dem Waschen nach dem Polieren.

Dann wurde der reflexionsverbessernde Film 37 abgeschieden, wie in 25 gezeigt. Ein Material für den reflexionsverbessernden Film 37 wird aus Dielektrika mit hohem Brechungsindex, wie beispielsweise ZnS oder TiO2, ausgewählt, und der reflexionsverbessernde Film 37 wird in der Dicke gleich einem Viertel der Wellenlänge des bei der Anzeigevorrichtung verwendeten Lichts abgeschieden. Ein effektiverer Aufbau ist eine Laminierung bzw. Schichtung von Schichten mit erhöhten Brechungsindices von unten und jeweils in der Dicke gleich einem Viertel der voranstehenden Wellenlänge von Licht, wie beispielsweise p-SiO/p-SiN/TiO2.

Das Merkmal des vorliegenden Ausführungsbeispiels besteht darin, dass bei dem Waschen nach dem Metall-CMP zur Bildung der reflektierenden Elektrode 36 durch Dual-Damascene die Waferoberfläche zuerst durch Megaschallwaschen gewaschen wird, nachdem ein Polieren beendet ist, und nachfolgend durch physikalisches Waschen gewaschen wird. Beim Einsetzten bzw. Anwenden einer derartigen Waschsequenz bzw. -abfolge wird eine reflektierende Elektrode 36 mit einer sauberen Oberfläche ohne irgendeinen Kratzer realisiert, und es kann eine Flüssigkristall-Anzeigevorrichtung des Reflexionstyps mit einer großen Leuchtdichte bzw. Leuchtkraft und einer hohen Präzision bzw. Bildschärfe zur Verfügung gestellt werden.


Anspruch[de]
  1. Verfahren zur Herstellung einer Halbleitervorrichtung mit einem Schritt des Bildens eines elektrisch leitenden Materialfilms an einem Substrat, einem Schritt des Polierens des elektrisch leitenden Materialfilms, und einem Schritt des Waschens der polierten Oberfläche des elektrisch leitenden Materialfilms, gefolgt von einem Schritt des physikalischen Waschens, wobei der Waschschritt ein Schritt des Ausführens eines Ultraschallwaschens mit reinem Wasser ist, an welches eine Ultraschallwelle mit einer Frequenz in einem Bereich von 1 MHz bis 3 MHz angelegt ist, wobei sowohl 1 MHz als auch 3 MHz umfasst sind, während das Substrat mit der polierten Oberfläche darauf mit 1000–2500 U/min gedreht wird.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Substrat mit der polierten Oberfläche darauf mit 1500–2500 U/min gedreht wird, während das Ultraschallwaschen ausgeführt wird.
  3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Substrat mit der polierten Oberfläche darauf mit 2000–2500 U/min gedreht wird, während das Ultraschallwaschen ausgeführt wird.
  4. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei der Polierschritt durch ein chemischmechanisches Polieren ausgeführt wird.
  5. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das Ultraschallwaschen ausgeführt wird, während das reine Wasser aus einer Düse ausgestoßen wird.
  6. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei das physikalische Waschen aus einem Bürstenschrubbwaschen und einem Hochdruckdüsenwaschen ausgewählt wird.
  7. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Bürstenschrubben unter Verwendung von entweder einer Mohairbürste oder einer Schwammbürste ausgeführt wird.
  8. Verfahren nach Anspruch 7, wobei für den Schwamm PVA (Polyvinylalkohol) Verwendung findet.
  9. Verfahren nach einem der vorangehenden Ansprüche, wobei nach dem physikalischen Waschen erneut das Ultraschallwaschen ausgeführt wird.
Es folgen 15 Blatt Zeichnungen






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