DE102004063036A1

DE102004063036A1 - Verfahren zum Ausbilden von Kontaktflecken

Info

Publication number: DE102004063036A1
Application number: DE102004063036A
Authority: DE
Inventors: Ronald Naumann; Volker Grimm; Tino Meinhold
Original assignee: Advanced Micro Devices Inc
Current assignee: GlobalFoundries Inc
Priority date: 2004-12-28
Filing date: 2004-12-28
Publication date: 2006-07-06
Also published as: US20060141758A1; US7166530B2

Abstract

In einem Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur wird ein Substrat mit mindestens einem Kontaktfleck bereitgestellt. Über dem Substrat wird eine Passivierungsschicht ausgebildet. Eine Maske, die einen Teil der Passivierungsschicht, der sich über dem mindestens einen Kontaktfleck befindet, nicht bedeckt, wird über der Passivierungsschicht ausgebildet. Ein Ätzprozess, der dafür ausgelegt ist, ein Material der Passivierungsschicht zu entfernen, wird durchgeführt und die Maske wird entfernt. Anschließend kann ein zweiter Ätzprozess, der dafür ausgelegt ist, Reste der Passivierungsschicht von dem Kontaktfleck zu entfernen, durchgeführt werden. Das Entfernen der Maske kann bei einer Temperatur des Substrats in einem Bereich von ungefähr -20 DEG C bis ungefähr 100 DEG C durchgeführt werden. Der zweite Ätzprozess kann ein Aussetzen des Suubstrats an ein gasförmiges Ätzmittel, das Wasserstoff und Fluor enthält, umfassen, wobei eine Wasserstoffmenge im Ätzmittel ungefähr gleich einer Fluormenge oder größer ist. Dadurch kann eine Bildung von Oxiden und/oder Fluoriden auf dem mindestens einen Kontaktfleck vermieden werden.

Description

GEBIET DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Ausbilden integrierter Schaltkreise und insbesondere auf das Ausbilden von Kontaktflecken zum Herstellen elektrischer Verbindungen mit einer Halbleiterstruktur.
BESCHREIBUNG DES STANDS DER TECHNIK
Integrierte Schaltkreise umfassen eine große Anzahl einzelner Schaltkreiselemente wie beispielsweise Transistoren, Kondensatoren und Widerstände, die auf einem Substrat ausgebildet sind. Diese Elemente werden intern mit Hilfe elektrisch leitfähiger Leitungen verbunden, um komplexe Schaltkreise wie Speichervorrichtungen, Logikbausteine und Mikroprozessoren auszubilden. Um all die elektrisch leitfähigen Leitungen, die benötigt werden, um die Schaltkreiselemente in modernen integrierten Schaltkreisen miteinander zu verbinden, unterzubringen, sind die elektrisch leitfähigen Leitungen in mehreren übereinandergestapelten Ebenen angeordnet. Um den integrierten Schaltkreis elektrisch mit anderen elektronischen Bauteilen zu verbinden, sind Eingangsanschlüsse und Ausgangsanschlüsse vorgesehen.

Ein Verfahren zum Ausbilden einer elektrischen Verbindung mit einer Halbleiterstruktur nach dem Stand der Technik wird nun mit Bezug auf 1a bis 1c beschrieben.

Eine Halbleiterstruktur 100 umfasst ein Substrat 101, das beispielsweise ein Halbleiterwafer, auf dem mehrere Schaltkreiselemente und elektrisch leitfähige Leitungen, die die Schaltkreiselemente miteinander verbinden, ausgebildet wurden, sein kann. Auf einer Oberfläche des Substrats 102 ist ein Kontaktfleck 103 bereitgestellt. Das Substrat 101, das den Kontaktfleck 103 umfasst, kann mit Hilfe den Fachleuten bekannter fortschrittlicher Techniken der Abscheidung, Oxidation, Ionenimplantation und Fotolithografie ausgebildet werden.

Auf dem Substrat 101 wird eine Passivierungsschicht 104 ausgebildet, beispielsweise mit Hilfe plasmaverstärkter chemischer Dampfabscheidung oder chemischer Dampfab scheidung. Die Passivierungsschicht 104 kann ein dielektrisches Material wie beispielsweise Siliciumnitrid, Siliciumoxynitrid oder Siliciumdioxid umfassen. Die Passivierungsschicht 104 verhindert, dass Feuchtigkeit in die Halbleiterstruktur 100 eindringt. Dadurch können elektrische Verluste und Korrosionserscheinungen, die zu einem Versagen elektronischer Schaltkreise in der Halbleiterstruktur 100 führen könnten, deutlich reduziert werden.

Über der Passivierungsschicht 104 wird eine Maske 105 ausgebildet. Die Maske 105 bedeckt einen Teil der Passivierungsschicht 104, der sich über dem Kontaktfleck 103 befindet, nicht. Die Maske 105 kann einen Fotoresist umfassen. Wenn die Maske 105 einen Fotoresist umfasst, kann sie ausgebildet werden, indem der Fotoresist auf die Halbleiterstruktur 100 aufgebracht wird, der Fotoresist durch eine Fotomaske belichtet wird und entweder die Teile, die bei der Belichtung beleuchtet wurden, oder die nicht beleuchteten Teile in einem Entwickler aufgelöst werden.

Eine schematische Skizze der Halbleiterstruktur in einem späteren Stadium des Verfahrens nach dem Stand der Technik ist in 1b gezeigt.

Nach dem Ausbilden der Maske 105 wird ein erster Ätzprozess durchgeführt. Der erste Ätzprozess kann ein Trockenätzprozess sein. Beim Trockenätzen erzeugt eine Glimmentladung bei Radiofrequenz aus einem relativ reaktionsträgen molekularen Gas, das einem Reaktionsgefäß zugeführt wird, eine chemisch reaktionsfreudige Teilchensorte wie etwa Atome, Radikale und Ionen. Die reaktionsfreudige Teilchensorte reagiert chemisch mit dem zu ätzenden Material, wobei ein flüchtiges Reaktionsprodukt erzeugt wird.

Die Maske 105 schützt die von der Maske 105 bedeckten Teile der Passivierungsschicht 104 davor, von einem Ätzmittel, das beim ersten Ätzprozess verwendet wird, angegriffen zu werden. Diejenigen Teile der Passivierungsschicht 104 über dem Kontaktfleck 103, die nicht von der Maske 105 bedeckt sind, werden jedoch geätzt und es bildet sich eine Vertiefung 106 in der Passivierungsschicht 104.

Der erste Ätzprozess wird beendet bevor der Teil der Passivierungsschicht 104 über dem Kontaktfleck 103 vollständig entfernt ist. Dadurch bleibt ein Rest 107 der Passivierungsschicht 104 am Boden der Vertiefung 106 über dem Kontaktfleck 103.

Anschließend wird die Maske 105 mit Hilfe eines Plasma-Resiststrip-Verfahrens entfernt. Bei dem Plasma-Resiststrip-Verfahren wird die Halbleiterstruktur 100 einem Plasma ausgesetzt, das durch eine elektrische Entladung in einem sauerstoffhaltigen Gas erzeugt wird. Die Halbleiterstruktur wird auf einer Temperatur, die deutlich höher als Raumtemperatur ist, gehalten, beispielsweise 200°C bis 300°C. Sauerstoffradikale im Plasma reagieren chemisch mit dem Material der Maske 105, wobei ein gasförmiges Reaktionsprodukt entsteht, das abgepumpt wird.

Ein Zweck des Belassens des Rests 107 der Passivierungsschicht 104 über dem Kontaktfleck 103 ist, dass diese als Schutzschicht für den Kontaktfleck 103 dienen und einen Kontakt zwischen den Sauerstoffradikalen im Plasma und dem Kontaktfleck 103 verhindern und damit eine unerwünschte Oxidation des Kontaktflecks 103 verhindern soll.

Aufgrund von Schwankungen beim Ausbilden der Passivierungsschicht 104 und/oder bei dem Ätzprozess, der beim Ausbilden der Vertiefung 106 durchgeführt wird, kann es jedoch vorkommen, dass eine Dicke und/oder Dichte von Teilen des Rests 107 der Passivierungsschicht 104 nicht ausreicht, einen Kontakt zwischen dem Sauerstoff und dem Kontaktfleck 103 zu verhindern. Bei den Prozessbedingungen, die beim konventionellen Resiststrip angewendet werden, oxidiert der Kontaktfleck 103, wenn er ein Metall wie beispielsweise Kupfer enthält, sehr schnell, sobald er dem Sauerstoff ausgesetzt wird. Insbesondere fördert die relativ hohe Temperatur von 200°C oder mehr die Oxidation von Metallen. Da die Diffusion ein thermisch aktivierter Vorgang ist, diffundiert der Sauerstoff außerdem bei hohen Temperaturen schneller durch durchlässige Teile des Rests 107 der Passivierungsschicht, wodurch die Wahrscheinlichkeit, dass eine Oxidation des Kontaktflecks 103 stattfindet, weiter vergrößert wird. Deshalb kann sich auf einer Oberfläche des Kontaktflecks 103 ein oxidierter Bereich 108 ausbilden.

Eine schematische Querschnittsansicht der Halbleiterstruktur 100 in einem weiteren Stadium des Herstellungsprozesses nach dem Stand der Technik ist in 1c gezeigt.

Ein zweiter Ätzprozess wird durchgeführt, um den Rest 107 der Passivierungsschicht 104 von dem Kontaktfleck 103 zu entfernen. Der zweite Ätzprozess kann ein Trockenätzprozess sein. Üblicherweise wird im zweiten Ätzprozess ein Ätzgas, das Trifluoromethan (CHF₃) und Kohlenstofftetrafluorid (CF₄) enthält, verwendet. Eine Flussrate des Trifluoromethans ist ungefähr gleich groß wie eine Flussrate des Kohlenstofftetrafluorids. Deshalb ist eine Fluormenge im Ätzgas größer als eine Wasserstoffmenge im Ätzgas. Während des zweiten Ätzprozesses bildet sich über einer Oberfläche des Kontaktflecks 103 eine Polymerschicht aus, die den Kontaktfleck im Wesentlichen davor schützt, von dem Fluor im Ätzgas angegriffen zu werden.

Es kann vorkommen, dass während des zweiten Ätzprozesses oder während anderer Schritte des Herstellungsprozesses, die danach durchgeführt werden, Materialschichten, die in der Halbleiterstruktur 100 vorhanden sind, abblättern. Dieses Abblättern kann die Funktionsfähigkeit der Halbleiterstruktur 100 nachteilig beeinflussen. Außerdem können während des ersten Ätzprozesses, beim Entfernen der Maske und/oder während des zweiten Ätzprozesses Verunreinigungsschichten, die Nebenprodukte chemischer Reaktionen, die während des Ätzprozesses gebildet werden, beispielsweise Polymere, enthalten, auf den Wänden der Reaktionsgefäße abgeschieden werden. Von solchen Verunreinigungsschichten können beispielsweise während des zweiten Ätzprozesses Teilchen abblättern und sich auf der Halbleiterstruktur 100 ablagern, wie in 1c durch das Bezugszeichen 109 angedeutet.

Nach dem zweiten Ätzprozess liegt der Kontaktfleck 103 frei und kann dafür verwendet werden, elektrischen Kontakt zwischen der Halbleiterstruktur 100 und anderen elektronischen Bauteilen herzustellen.

Beispielsweise kann dies dadurch geschehen, dass elektrisch leitfähige Drähte an dem Kontaktfleck 103 und anderen Kontaktflecken in der Halbleiterstruktur 100 befestigt werden. Alternativ können Flip-Chip-Verfahren, bei denen auf den Kontaktflecken Kontakthöcker ausgebildet werden, verwendet werden, um die Halbleiterstruktur 100 an einer Platine zu befestigen.

Ein Nachteil des Verfahrens zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer Halbleiterstruktur nach dem Stand der Technik ist, dass sich während des Resiststrip-Prozesses oxidierte Bereiche auf dem Kontaktfleck 103 ausbilden können. Da der Kontaktfleck 103 ein Metall (beispielsweise Kupfer) umfasst und Metalloxide wie etwa Kupferoxid elektrische Isolatoren sind, kann das Vorhandensein der oxidierten Bereiche einen relativ großen Kontaktwiderstand zwischen dem Kontaktfleck 103 und dem damit verbundenen Draht oder Kontakthöcker verursachen. Außerdem können Oxide auf den Kontaktflecken 103 eine Haftung zwischen den Kontaktflecken und den Drähten oder Kontakthöckern verringern. Dies kann zu einer verringerten Stabilität der Verbindung führen.

Ein weiterer Nachteil des Verfahrens zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer Halbleiterstruktur nach dem Stand der Technik ist, dass während des zweiten Ätzprozesses ein Abblättern von Schichten der Halbleiterstruktur 100 stattfinden kann, das die Funktionsfähigkeit der Halbleiterstruktur nachteilig beeinflussen kann.

Noch ein weiterer Nachteil des Verfahrens zum Herstellen eines elektrischen Kontakts mit einer Halbleiterstruktur nach dem Stand der Technik ist, dass während des zweiten Ätzprozesses Teilchen, die Nebenprodukte chemischer Reaktionen enthalten, von den Wänden der Reaktionsgefäße abblättern und sich auf der Halbleiterstruktur ablagern können. Um eine solche Ablagerung von Teilchen zumindest zu verringern, muss das Reaktionsgefäß häufig gereinigt werden, um die Nebenprodukte von den Wänden des Reaktionsgefäßes zu entfernen. Solche Reinigungsprozesse erhöhen jedoch die Ausfallzeit der Reinigungsvorrichtung, was die Herstellungskosten der Halbleiterstrukturen nachteilig beeinflussen kann.

Im Hinblick auf die oben erwähnten Nachteile besteht ein Bedarf nach einem zuverlässigeren Verfahren zum Ausbilden von Kontaktflecken zur Herstellung eines elektrischen Kontakts mit einem integrierten Schaltkreis.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur Bereitstellen eines Substrats.

Das Substrat umfasst mindestens einen Kontaktfleck. Über dem Substrat wird eine Passivierungsschicht ausgebildet. Über der Passivierungsschicht wird eine Maske ausgebildet. Die Maske bedeckt einen Teil der Passivierungsschicht, der sich über dem mindestens einen Kontaktfleck befindet, nicht. Ein Ätzprozess, der dafür ausgelegt ist, ein Material der Passivierungsschicht zu entfernen, wird durchgeführt. Die Maske wird entfernt. Das Entfernen der Maske umfasst ein Aussetzen des Substrats an ein sauerstoffhaltiges Gas. Das Entfernen der Maske wird bei einer Temperatur des Substrats im Bereich von ungefähr –20°C bis ungefähr 100°C durchgeführt.

Gemäß einer weiteren veranschaulichenden Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur Bereitstellen eines Substrats. Das Substrat umfasst mindestens einen Kontaktfleck. Über dem Substrat wird eine Passivierungsschicht ausgebildet. Über der Passivierungsschicht wird eine Maske ausgebildet. Die Maske bedeckt einen Teil der Passivierungsschicht, der sich über dem mindestens einen Kontaktfleck befindet, nicht. Ein erster Ätzprozess, der dafür ausgelegt ist, ein Material der Passivierungsschicht zu entfernen, wird durchgeführt. Die Maske wird entfernt. Ein zweiter Ätzprozess, der dafür ausgelegt ist, Reste der Passivierungsschicht von dem mindestens einen Kontaktfleck zu entfernen, wird durchgeführt. Der zweite Ätzprozess umfasst ein Aussetzen des Substrats an ein gasförmiges Ätzmittel, das Wasserstoff und Fluor enthält. Eine Wasserstoffmenge im Ätzgas ist ungefähr gleich groß wie eine Fluormenge im Ätzgas oder größer.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den beigefügten Patentansprüchen definiert und werden anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung besser ersichtlich, wenn diese mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen verwendet wird. Es zeigen:
1a bis 1c schematische Querschnittsansichten einer Halbleiterstruktur in einem Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach dem Stand der Technik;
2a bis 2d schematische Querschnittsansichten einer Halbleiterstruktur in einem Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung; und
3 eine schematische Querschnittsansicht eines Reaktors, der für Ätzprozesse und Verfahren zum Entfernen einer Maske gemäß der vorliegenden Erfindung geeignet ist.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug auf die in der folgenden ausführlichen Beschreibung und in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsformen beschrieben wird, sollte verstanden werden, dass die folgende ausführliche Beschreibung und die Zeichnungen nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen veranschaulichenden Ausführungsformen, die offenbart werden, einzuschränken, sondern dass vielmehr die beschriebenen veranschaulichenden Ausführungsformen lediglich Beispiele für die verschiedenen Aspekte der vorliegenden Erfindung, deren Umfang durch die beigefügten Patentansprüche definiert ist, geben.
In einigen Ausführungsformen eines Verfahrens zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Entfernen einer Maske, die beim Ätzen einer Passivierungsschicht über einem Kontaktfleck verwendet wird, bei einer Substrattemperatur im Bereich von ungefähr –20°C bis ungefähr 100°C durchgeführt. Durch die relativ niedrige Temperatur kann eine Oxidation des Kontaktflecks vorteilhafterweise erheblich reduziert werden.
Außerdem wird in einigen Ausführungsformen eines Verfahrens zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur gemäß der vorliegenden Erfindung bei einem Ätzprozess, der durchgeführt wird, um Reste einer Passivierungsschicht von mindestens einem Kontaktfleck zu entfernen, ein Ätzgas, das Wasserstoff und Fluor enthält, verwendet. Eine Wasserstoffmenge im Ätzgas ist ungefähr gleich groß wie eine Fluormenge im Ätzgas oder größer. Die Reste der Passivierungsschicht können auf dem Kontaktfleck belassen worden sein, um eine Oxidation eines Materials des Kontaktflecks beim Entfernen einer Maske zu verhindern. Der Wasserstoff im Ätzgas, der in Form molekularen Wasserstoffs oder in chemisch gebundener Form vorhanden sein kann, reagiert mit überschüssigem Fluor im Ätzgas. Dadurch wird gasförmiger Fluorwasserstoff (HF) gebildet, der aus der Reaktionskammer gepumpt werden kann. Dies hilft dabei, nachteilige Auswirkungen der Anwesenheit von Fluor wie etwa ein Abblättern von Schichten der Halbleiterstruktur oder nachteilige Auswirkungen einer Verunreinigungsschicht auf den Wänden der Reaktionsgefäße zu vermeiden.
Weitere veranschaulichende Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nun mit Bezug auf die 2a bis 2d beschrieben.
2a zeigt eine schematische Querschnittsansicht einer Halbleiterstruktur 200 in einem ersten Stadium eines Herstellungsprozesses gemäß der vorliegenden Erfindung. Die Halbleiterstruktur 200 umfasst ein Substrat 201. Das Substrat 201 umfasst einen Kontaktfleck 203, der auf einer Oberfläche 202 des Substrats 201 bereitgestellt werden kann.
Zusätzlich kann das Substrat 201 weitere Kontaktflecken (nicht gezeigt) ähnlich dem Kontaktfleck 203 umfassen. Somit umfasst das Substrat 201 mindestens einen Kontaktfleck. Das Substrat 201 kann auch mehrere Schaltkreiselemente wie beispielsweise Transistoren, Kondensatoren und Widerstände, die durch elektrisch leitfähige Leitungen verbunden sind, umfassen (nicht gezeigt). Diese Schaltkreiselemente können unter dem Kontaktfleck 203 und/oder unter der Oberfläche 202 des Substrats vorgesehen sein. Mindestens einige der Schaltkreiselemente können elektrisch mit dem Kontaktfleck 203 verbunden sein.
Der mindestens eine Kontaktfleck 203 kann ein elektrisch leitfähiges Material, beispielsweise ein Metall wie etwa Kupfer umfassen.
Das Substrat 201 kann mit Hilfe bekannter fortschrittlicher Techniken, die eine Abscheidung, eine Oxidation, eine Ionenimplantation, eine Fotolithografie und ein Polieren umfassen, ausgebildet werden. Insbesondere kann der Kontaktfleck 203 mit Hilfe eines den Fachleuten bekannten Damascene-Verfahrens ausgebildet werden.
Über dem Substrat 201 wird eine Passivierungsschicht 204 ausgebildet. Dies kann mit Hilfe bekannter Abscheidungstechniken, die eine plasmaverstärkte chemische Dampfabscheidung oder eine chemische Dampfabscheidung umfassen, geschehen. Die Passivierungsschicht 204 kann ein dielektrisches Material, beispielsweise Siliciumnitrid und/oder Siliciumoxynitrid enthalten. Ähnlich wie die Passivierungsschicht 104 in dem oben mit Bezug auf die 1a bis 1c beschriebenen Verfahren nach dem Stand der Technik verhindert die Passivierungsschicht 204, dass Feuchtigkeit in die Halbleiterstruktur 201 eindringt. Dadurch kann die Wahrscheinlichkeit elektrischer Verluste in der Halbleiterstruktur und eines Versagens der Halbleiterstruktur 201 erheblich verringert werden.
Die Passivierungsschicht 204 kann eine einzelne Schicht aus einem Material umfassen. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Passivierungsschicht 204 einen Stapel aus mehreren Schichten, die unterschiedliche Materialien enthalten, umfassen.
Über dem Substrat 201 wird eine Maske 205 ausgebildet. Die Maske 205 kann einen Fotoresist enthalten und kann mit Hilfe bekannter Techniken der Fotolithografie ausgebildet werden. Die Maske bedeckt einen Teil der Passivierungsschicht 204, der sich über dem Kontaktfleck 203 befindet, nicht. Außerdem kann die Maske 205 Teile der Passivierungsschicht 204, die sich über anderen Kontaktflecken im Substrat 201 befinden, freilassen.
Eine schematische Skizze der Halbleiterstruktur 200 in einem späteren Stadium des Herstellungsprozesses ist in 2b gezeigt.
Ein erster Ätzprozess, der dafür ausgelegt ist, ein Material der Passivierungsschicht 204 zu entfernen, wird durchgeführt. Der erste Ätzprozess kann ein Trockenätzprozess sein.
3 zeigt einen Reaktor 300, in dem ein Trockenätzprozess durchgeführt werden kann. Der Reaktor 300 umfasst ein Gefäß 301 mit einem Einlass 302 und einem Auslass 303. Der Einlass 302 kann mit einer Gasquelle, die dafür ausgelegt ist, das Gefäß 301 mit einem Ätzgas zu versorgen, verbunden sein. Der Auslass 303 kann mit einer Vakuumpumpe, die dafür ausgelegt ist, einen Druck im Gefäß 301 zu steuern und un verbrauchtes Ätzgas und Produkte chemischer Reaktionen, die im Gefäß 301 stattfinden, zu entfernen, verbunden sein.
Im Gefäß 301 sind eine erste Elektrode 304 und eine zweite Elektrode 305 bereitgestellt. Die Elektroden 304, 305 sind durch Drähte 306, 307 mit einer Stromquelle 308 verbunden. Die Stromquelle 308 ist dafür ausgelegt, eine Wechselspannung mit Radiofrequenz an die Elektroden 304, 305 anzulegen. Zusätzlich kann die Stromquelle 308 dafür ausgelegt sein, eine Vorspannung, die eine Gleichspannung oder eine Wechselspannung niedriger Frequenz sein kann, an die Elektroden 304, 305 anzulegen.
Beim Betrieb des Reaktors 300 wird die Halbleiterstruktur 200 auf oder in der Nähe einer der Elektroden 304, 305, beispielsweise der zweiten Elektrode 305, bereitgestellt. Anschließend lässt man durch den Einlass 302 ein Ätzgas in das Gefäß 301 strömen. Daraufhin wird die Stromquelle 308 aktiviert, um die Wechselspannung mit Radiofrequenz und optional auch die Vorspannung an die Elektroden 304, 305 anzulegen. Dadurch wird eine elektrische Entladung im Ätzgas erzeugt. Die elektrische Entladung erzeugt eine reaktionsfreudige Teilchensorte, die mit Materialien der Halbleiterstruktur 200 reagieren kann. Die Vorspannung kann Ionen in dem von der elektrischen Entladung erzeugten Plasma auf die Halbleiterstruktur 200 zu beschleunigen. Dadurch wird die Halbleiterstruktur 200 einem Ionenbombardement ausgesetzt, das zum Entfernen von Material von der Halbleiterstruktur 200 beitragen kann.
Beim ersten Ätzprozess ist das Ätzgas so ausgelegt, dass reaktionsfreudige Teilchensorten, die mit dem Material der Passivierungsschicht 204 reagieren, erzeugt werden. Beispielsweise können in einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, in der die Passivierungsschicht 204 Siliciumnitrid, Siliciumoxynitrid und/oder Siliciumdioxid enthält, bekannte Ätzchemien, die Kohlenstofffluoride oder fluorierte Kohlenwasserstoffe enthalten, verwendet werden. Produkte der Reaktion zwischen der reaktionsfreudigen Teilchensorte und dem Material der Passivierungsschicht 204 sind gasförmig und werden durch den Auslass 303 aus dem Gefäß 301 gepumpt. Dadurch wird von den Teilen der Passivierungsschicht 204, die nicht von der Maske 205 bedeckt sind, Material entfernt und eine Vertiefung 206 in der Passivierungsschicht 204 ausgebildet.
Während des ersten Ätzprozesses kann aus dem Ätzgas Fluor erzeugt werden. Das Fluor kann in atomarer oder molekularer Form oder in Form von Fluor-Ionen vorhanden sein. Das Fluor kann mit wasserstoffhaltigen Stoffen in der Maske reagieren. Bei solchen Reaktionen entsteht gasförmiger Fluorwasserstoff (HF), der durch den Auslass 303 aus dem Gefäß 301 gepumpt wird. Somit fängt in der Maske 205 enthaltener Wasserstoff überschüssiges Fluor im Plasma ein.
Der erste Ätzprozess wird beendet, bevor der Teil der Passivierungsschicht 204 über dem Kontaktfleck 203 vollständig entfernt ist. Dadurch bleibt ein Rest 207 der Passivierungsschicht 204 über dem Kontaktfleck 203 übrig. Der Ätzprozess kann auf Grundlage des Verstreichens einer vorbestimmten Ätzzeit oder auf Grundlage von Messungen der Dicke des Rests 207 der Passivierungsschicht 204, die mit Hilfe den Fachleuten bekannter interferometrischer Verfahren durchgeführt werden können, beendet werden. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Passivierungsschicht 204 eine Ätzstoppschicht, die anzeigt, dass die Vertiefung 206 eine vorbestimmte Tiefe erreicht hat, umfassen.
Nach dem ersten Ätzprozess wird die Maske 205 entfernt.
Das Entfernen der Maske 205 kann mit Hilfe eines Reaktors ähnlich dem oben mit Bezug auf 3 beschriebenen Reaktor 300 durchgeführt werden. Während in manchen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung für den ersten Ätzprozess und das Entfernen der Maske 205 derselbe Reaktor verwendet werden kann, können in anderen Ausführungsformen verschiedene Reaktoren verwendet werden.
Die Halbleiterstruktur 200 wird auf einer der Elektroden 304, 305, beispielsweise der zweiten Elektrode 305, bereitgestellt. Anschließend lässt man ein sauerstoffhaltiges Gas in das Gefäß 301 des Reaktors 300 strömen.
Die Stromquelle 308 wird eingeschaltet, um eine Wechselspannung mit Radiofrequenz an die Elektroden 304, 305 anzulegen. Dadurch wird in dem Gas eine elektrische Ladung erzeugt und zwischen den Elektroden 304, 305 wird ein Plasma, das Sauerstoffradikale und Sauerstoffionen enthält, erzeugt.
Das Entfernen der Maske 205 kann bei einer relativ niedrigen Temperatur der Halbleiterstruktur 200 durchgeführt werden. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann sich die Temperatur der Halbleiterstruktur 200 in einem Bereich von ungefähr –20°C bis ungefähr 100°C und/oder in einem Bereich von ungefähr 0°C bis ungefähr 40°C befinden. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Temperatur der Halbleiterstruktur 200 ungefähr Raumtemperatur sein. Weitere Parameter des Prozesses des Entfernens, beispielsweise eine an die Elektroden 304, 305 angelegte Vorspannung, ein Druck des Ätzgases und/oder eine Leistung der Wechselspannung mit Radiofrequenz können angepasst werden, um bei der relativ niedrigen Substrattemperatur akzeptable Raten des Entfernens der Maske 205 zu erhalten.
Um die Temperatur der Halbleiterstruktur 200 zu steuern, kann der Reaktor 300 eine an die Halbleiterstruktur gekoppelte Temperatursteuerung umfassen. Die Temperatursteuerung kann eine Kühlvorrichtung und/oder eine Heizvorrichtung umfassen.
Wegen der relativ niedrigen Temperatur, bei der die Maske 205 entfernt wird, sind Raten chemischer Reaktionen zwischen dem elektrisch leitfähigen Material im Kontaktfleck 203 und dem Sauerstoff deutlich niedriger als im oben beschriebenen Verfahren nach dem Stand der Technik. Bei niedriger Temperatur der Halbleiterstruktur 200 ist auch die Diffusionsrate von Sauerstoff durch den Rest 207 der Passivierungsschicht 204 über dem Kontaktfleck 203 kleiner. Deshalb bildet sich auf dem Kontaktfleck 203 erheblich weniger Oxid als im oben beschriebenen Verfahren nach dem Stand der Technik oder im Wesentlichen überhaupt kein Oxid. Folglich werden nachteilige Effekte einer Oxidation des Materials des Kontaktflecks 203 wie beispielsweise eine Zunahme des Kontaktwiderstands zwischen dem Kontaktfleck 203 und einer damit verbundenen elektrischen Verbindung oder eine verringerte Haftung zwischen dem Kontaktfleck 203 und der elektrischen Verbindung vorteilhafterweise deutlich verringert.
Beim Entfernen der Maske 205 kann zusätzlich zur Wechselspannung mit Radiofrequenz eine Vorspannung zwischen den Elektroden 304, 305 angelegt werden. Die Vorspannung ist dafür ausgelegt, Sauerstoffionen im Plasma auf die Halbleiterstruktur 200 zu zu beschleunigen. Beispielsweise kann die Elektrode 305, auf der die Halbleiterstruktur 200 bereitgestellt wird, negativ geladen werden, um positiv geladene Ionen anzuziehen. Dadurch wird die Halbleiterstruktur 200 einem Bombardement von Sauerstof fionen ausgesetzt. Die Energie der auf der Halbleiterstruktur 200 auftreffenden Sauerstoffionen, die in dem von der Vorspannung erzeugten elektrischen Feld beschleunigt wurden, ermöglicht es, Energiebarrieren chemischer Reaktionen zwischen dem Sauerstoff und dem Material der Maske 205 zu überwinden. Somit ermöglicht die Vorspannung ein schnelleres Entfernen der Maske 205. Die Vorspannung kann einen Wert im Bereich von ungefähr –50V bis ungefähr –150V haben.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst die Halbleiterstruktur 200 einen runden Halbleiterwafer mit einem Durchmesser von ungefähr 200 mm und eine Leistung der Wechselspannung mit Radiofrequenz kann sich in einem Bereich von ungefähr 100 W bis ungefähr 500 W befinden. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann eine Leistung der Wechselspannung mit Radiofrequenz, die beim Entfernen der Maske 205 angelegt wird, in Relation zu einer Fläche einer Oberfläche des Substrats 201 skaliert werden. Ein Verhältnis zwischen der Leistung der Wechselspannung mit Radiofrequenz und einer Fläche der Oberfläche des Substrats kann einen Wert in einem Bereich von ungefähr 0,32 W/cm² bis ungefähr 1,60 W/cm² haben. In speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst die Halbleiterstruktur 200 einen runden Halbleiterwafer mit einem Durchmesser von ungefähr 300 mm.
Beim Entfernen der Maske 205 kann sich ein Druck des Gases in einem Bereich von ungefähr 100 mTorr bis ungefähr 1000 mTorr befinden.
Die elektrische Entladung im Reaktor 300 kann beendet werden, sobald die Maske 205 von der Halbleiterstruktur 200 im Wesentlichen entfernt ist. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden die Wechselspannung mit Radiofrequenz und/oder die Vorspannung während einer vorbestimmten Zeitspanne angelegt, die experimentell bestimmt werden kann, indem mehrere Teststrukturen ähnlich der Halbleiterstruktur 200 bereitgestellt werden und jede der Teststrukturen unterschiedlich lange den beim Entfernen der Maske 205 verwendeten Bedingungen ausgesetzt wird. Anschließend können die Teststrukturen geprüft werden, beispielsweise mit Hilfe der Mikroskopie, und eine zum Entfernen der Maske 205 ausreichende Zeit kann ermittelt werden.
In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird eine Endpunkt-Detektion durchgeführt. Zu diesem Zweck kann während des Entfernens der Maske 205 eine für eine chemische Reaktion zwischen dem Material der Maske 205 und dem Sauerstoffplasma repräsentative Emissionsintensität gemessen werden. Dies kann geschehen, indem eine Emissionsintensität mindestens einer Spektrallinie, die von einem Produkt einer chemischen Reaktion zwischen dem Sauerstoffplasma und dem Material der Maske 205 emittiert wird, gemessen wird, was mit Hilfe den Fachleuten bekannter Verfahren geschehen kann. Die Emissionsintensität ist ein Maß für die Konzentration des Produkts, die für die Rate, mit der die chemische Reaktion abläuft, repräsentativ ist.
Sobald die Maske 205 im Wesentlichen entfernt ist, verringert sich die Emissionsintensität deutlich. Diese Verringerung der Emissionsintensität kann detektiert werden, indem die gemessene Emissionsintensität mit einem Schwellwert verglichen wird, der mit Hilfe von Experimenten, bei denen mehrere Teststrukturen ähnlich der Halbleiterstruktur 200 unterschiedlich lange den beim Entfernen der Maske im Reaktor 300 vorliegenden Bedingungen ausgesetzt werden, bestimmt werden kann. Dabei wird die Emissionsintensität der Spektrallinie gemessen. Danach werden die Teststrukturen überprüft, beispielsweise mit Hilfe der Mikroskopie, um die unmittelbar vor dem Ende des Aussetzens der Teststruktur an das Sauerstoffplasma gemessenen Emissionsintensitäten mit der Anwesenheit oder Abwesenheit der Maske 205 bzw. von Resten dieser in Beziehung zu setzen. Der Schwellwert kann auf Grundlage typischer Werte der Emissionsintensität, die in Abwesenheit von Resten der Maske 205 gemessen werden, bestimmt werden.
In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in denen die Maske 205 einen Fotoresistumfasst, kann eine Emissionsintensität einer Spektrallinie von Kohlenmonoxid (CO), das bei chemischen Reaktionen zwischen dem Sauerstoffplasma und organischen Verbindungen im Fotoresist gebildet wird, gemessen werden, um die Endpunktdetektion durchzuführen.
Vorteilhafterweise werden beim oben beschriebenen Entfernen der Maske 205 im Wesentlichen keine polymeren Verbindungen, die sich auf den Wänden des Gefäßes 301 des Reaktors 300 und/oder der Halbleiterstruktur 200 ablagern können, gebildet. Deshalb können Verunreinigungen der Halbleiterstruktur 200, die nachteilige Auswirkungen auf die Funktionsfähigkeit der Halbleiterstruktur 200 haben können, deutlich verringert werden. Zusätzlich werden Verunreinigungen der Wände des Gefäßes 300 deutlich verringert. Deshalb kann der Reaktor 300 zwischen Reinigungsmaßnahmen, die durchgeführt werden, um solche Verunreinigungen zu entfernen, relativ lange betrieben werden.
Eine schematische Querschnittsansicht der Halbleiterstruktur 200 in noch einem weiteren Stadium eines Herstellungsprozesses gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 2c gezeigt.
Nach dem Entfernen der Maske 205 kann ein zweiter Ätzprozess, der dafür ausgelegt ist, die Reste 207 der Passivierungsschicht 204 von dem Kontaktfleck 203 zu entfernen, durchgeführt werden.
Der zweite Ätzprozess kann ein Trockenätzprozess, bei dem die Halbleiterstruktur 200 einen wasserstoffhaltigen Ätzgas ausgesetzt wird, sein. Der Wasserstoff kann in Form molekularen Wasserstoffs (H₂) oder chemisch gebunden in einem wasserstoffhaltigen Stoff wie beispielsweise Difluoromethan (CH₂F₂), Methylfluorid (CH₃F), Methan (CH₄) oder Ammoniak (NH₃) bereitgestellt werden. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann der Wasserstoff in Form einer als "Schutzgas" bekannten Mischung aus Wasserstoff und Stickstoff bereitgestellt werden. Beispielsweise kann das Schutzgas eine Abmischung von ungefähr 4 % Wasserstoff in Stickstoff enthalten. Zusätzlich kann das Ätzgas Fluor, beispielsweise in chemisch gebundener Form in Verbindungen wie beispielsweise Difluoromethan (CH₂F₂), Methylfluorid (CH₃F) oder Kohlenstofftetrafluorid (CF₄) enthalten. Ferner kann das Ätzgas Sauerstoff enthalten. Vorteilhafterweise wird durch einen Zusatz von Sauerstoff zum Ätzgas die Bildung von Polymeren erheblich verringert, was dabei hilft, die Bildung von Verunreinigungsschichten auf den Wänden des Gefäßes 301 zu vermeiden.
Eine Wasserstoffmenge im Ätzgas kann ungefähr gleich einer Fluormenge im Ätzgas oder größer sein. Wasserstoffmengen und Fluormengen können beispielsweise in Form von Anzahlen von Molen jedes der chemischen Elemente angegeben werden. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Wasserstoffmenge größer als ungefähr das Doppelte der Fluormenge, größer als ungefähr das Fünffache der Fluormenge und/oder größer als ungefähr das Zehnfache der Fluormenge sein.
Der zweite Ätzprozess kann in einem Reaktor ähnlich dem oben mit Bezug auf 3 beschriebenen Reaktor 300 durchgeführt werden. Während in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung der zweite Ätzprozess im gleichen Reaktor wie der erste Ätzprozess und/oder das Entfernen der Maske 205 durchgeführt wird, können in anderen Ausführungsformen verschiedene Reaktoren verwendet werden. Vorteilhafterweise kann das sauerstoffhaltige Plasma Verunreinigungen von den Wänden des Reaktors entfernen, wenn der zweite Ätzprozess im gleichen Reaktor durchgeführt wird wie das Entfernen der Maske. Dies kann dabei helfen, für den zweiten Ätzprozess eine saubere Kammer und immer die gleichen Kammerbedingungen bereitzustellen.
Die Halbleiterstruktur 200 wird auf einer der Elektroden 304, 305, beispielsweise der zweiten Elektrode 305, bereitgestellt. Anschließend wird im Ätzgas eine elektrische Entladung erzeugt, indem die Stromquelle 308 eingeschaltet wird, um eine Wechselspannung mit Radiofrequenz und/oder eine Vorspannung an die Elektroden 304, 305 anzulegen. Die elektrische Entladung erzeugt aus dem Ätzgas ein Plasma, das eine reaktionsfreudige Teilchensorte enthält. Die reaktionsfreudige Teilchensorte reagiert chemisch mit dem Material der Passivierungsschicht 204, wobei sie das Material des Kontaktflecks 203 im Wesentlichen unversehrt lässt. Gasförmige Reaktionsprodukte verlassen das Gefäß 301 durch die Auslassöffnung 303.
Während des zweiten Ätzprozesses ist die Maske 205 nicht mehr vorhanden. Deshalb wird im Gegensatz zum ersten Ätzprozess überschüssiges Fluor im Plasma nicht durch Wasserstoff, der in der Maske 205 enthalten ist, eingefangen. Vorteilhafterweise wird durch Bereitstellen einer Wasserstoffmenge im Ätzgas, die größer als die Fluormenge ist, sichergestellt, dass genügend Wasserstoff im Plasma vorhanden ist, um überschüssiges Fluor einzufangen. Das überschüssige Fluor reagiert chemisch mit dem Wasserstoff, wobei gasförmiger Fluorwasserstoff (HF) gebildet wird, der durch die Auslassöffnung 303 aus dem Gefäß 301 abgepumpt werden kann. Dadurch können vorteilhafterweise nachteilige Auswirkungen überschüssigen Fluors, etwa eine Bildung von Fluoriden des Materials des Kontaktflecks 203, beispielsweise die Bildung von Kupferfluoriden (CuF_X) im Fall eines kupferhaltigen Kontaktflecks 203, oder ein Abblättern von Materialschichten in der Halbleiterstruktur 200 im Wesentlichen verhindert werden.
Der zweite Ätzprozess kann bei relativ niedrigen Temperaturen in einem Bereich von ungefähr –20°C bis ungefähr 100°C und/oder in einem Bereich von ungefähr 0°C bis ungefähr 40°C durchgeführt werden. In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung wird der zweite Ätzprozess ungefähr bei Raumtemperatur durchgeführt. Dadurch kann eine Oxidation des Materials des Kontaktflecks 203 aufgrund von chemischen Reaktionen mit Sauerstoff, der im Ätzgas vorhanden ist, vorteilhafterweise vermieden werden.
Außerdem kann die Wechselspannung mit Radiofrequenz im zweiten Ätzprozess eine relativ geringe Leistung aufweisen. In Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, in denen das Substrat 201 einen runden Halbleiterwafer mit einem Durchmesser von ungefähr 200 mm umfasst, kann die Wechselspannung mit Radiofrequenz eine Leistung in einem Bereich von ungefähr 50 W bis ungefähr 300 W haben. In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann die Leistung der Wechselspannung mit Radiofrequenz in Relation zu einer Fläche der Oberfläche des Substrats 201 skaliert werden. Ein Verhältnis zwischen der Leistung der Wechselspannung mit Radiofrequenz und der Fläche der Oberfläche des Substrats 201 kann einen Wert in einem Bereich von ungefähr 0,16 W/cm² bis ungefähr 0,95 W/cm² haben. In speziellen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung umfasst das Substrat 201 einen runden Halbleiterwafer mit einem Durchmesser von ungefähr 300 mm.
Neben der Wechselspannung mit Radiofrequenz kann in einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung eine Vorspannung im Bereich von ungefähr –50V bis ungefähr –300V an die Elektrode 305, auf der das Substrat 200 bereitgestellt wird, angelegt werden.
Wie beim Entfernen der Maske 205 werden beim zweiten Ätzprozess im Wesentlichen keine polymeren Nebenprodukte erzeugt. Dadurch kann vorteilhafterweise eine Verunreinigung der Halbleiterstruktur 200 und/oder des Reaktors 300 durch polymerhaltige Verunreinigungsschichten im Wesentlichen vermieden werden. Dies ist hilfreich, um nachteilige Auswirkungen von Polymeren auf der Halbleiterstruktur 200 im Wesentlichen zu verhindern und hilft auch dabei, häufige Reinigungen des Reaktors 300 im Wesentlichen zu vermeiden.
Nachdem der Rest 207 des Teils der Passivierungsschicht 204 über dem Kontaktfleck 203 im Wesentlichen entfernt wurde, wird der zweite Ätzprozess beendet. Dies kann dadurch geschehen, dass der zweite Ätzprozess während einer vorbestimmten Zeitspanne durchgeführt wird, oder indem wie oben beschrieben eine Endpunkt-Detektion durchgeführt wird.
Beim zweiten Ätzprozess werden sowohl der Rest 207 des Teils der Passivierungsschicht 204 über den Kontaktfleck 203 als auch die anderen Teile der Passivierungsschicht 204, die während des ersten Ätzprozesses von der Maske 205 geschützt wurden, von der reaktionsfreudigen Teilchensorte im Plasma angegriffen. Der entsprechende Materialverlust in den anderen Teilen der Passivierungsschicht 204 kann im Voraus berücksichtigt werden, indem eine Dicke der Passivierungsschicht entsprechend vergrößert wird.
Eine schematische Querschnittsansicht der Halbleiterstruktur 200 in einem weiteren Stadium eines Herstellungsprozesses gemäß der vorliegenden Erfindung ist in 2d gezeigt.
Nach dem zweiten Ätzprozess kann der Kontaktfleck 203 dazu verwendet werden, einen elektrischen Kontakt mit der Halbleiterstruktur 200 herzustellen.
In einigen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung kann dies dadurch geschehen, dass ein Kontakthöcker 210 über dem Kontaktfleck 203 ausgebildet und anschließend die Halbleiterstruktur 200 mit einer Platine 212, die eine Leiterbahn 211 umfasst, verbunden wird. Dies kann mit Hilfe den Fachleuten bekannter Flip-Chip-Techniken wie etwa Solderbumping-Prozessen, Plated Bump Flip-Chip, Gold Stud Bump Flip-Chip und Adhesive Flip Chip geschehen. Neben dem Kontakthöcker 210 können weitere Kontakthöcker auf anderen Kontaktflecken der Halbleiterstruktur 210 als dem Kontaktfleck 203 ausgebildet werden. Jeder der Kontakthöcker kann anschließend einen elektrischen Kontakt zu einer von mehreren Leiterbahnen der Platine 212 herstellen. Dadurch kann die Halbleiterstruktur 200 mit anderen elektronischen Bauteilen eines Schaltkreises verbunden werden. Abschließend kann ein Raum zwischen der Halbleiterstruktur 200 und der Platine 212 mit einem Underfill Adhesive gefüllt werden.
In anderen Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung können den Fachleuten bekannte Drahtverbindungstechniken dazu verwendet werden, die Halbleiterstruktur 200 elektrisch mit anderen elektronischen Bauteilen zu verbinden. Bei der Drahtverbindung wird ein Draht mit dem Kontaktfleck 203 verbunden, und unter Umständen werden weitere Drähte mit anderen Kontaktflecken der Halbleiterstruktur 200 verbunden.
Wie oben genauer ausgeführt, wird durch das Verfahren gemäß der vorliegenden Erfindung die Bildung von Oxiden und Fluoriden von Materialien des Kontaktflecks 203 und weiterer Kontaktflecken der Halbleiterstruktur verringert. Da solche Oxide und Fluoride eine Haftung zwischen dem Kontakthöcker 210 und dem Kontaktfleck 203 oder eine Haftung zwischen dem Kontaktfleck 203 und einem damit verbundenen Draht verringern können, ermöglicht es die vorliegende Erfindung, eine Haftung zwischen dem Kontaktfleck 203 und weiteren damit verbundenen elektrischen Elementen zu verbessern. Außerdem können durch die vorliegende Erfindung im Vergleich zu einer Halbleiterstruktur, die mit Hilfe von Verfahren nach dem Stand der Technik ausgebildet wurde, Leckströme verringert werden und ein Kontaktwiderstand zwischen dem Kontaktfleck 203 und einem elektrischen Element wie etwa einem damit verbundenen Kontakthöcker oder einem Draht wird vorteilhafterweise verringert.
Weitere Abwandlungen und Varianten der vorliegenden Erfindung werden den Fachleuten anhand dieser Beschreibung offensichtlich. Dementsprechend soll diese Beschreibung als lediglich veranschaulichend ausgelegt werden und dient dem Zweck, den Fachleuten die allgemeine Art, die vorliegende Erfindung auszuführen, zu lehren. Es soll verstanden werden, dass die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung als die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen angesehen werden sollen.

Claims

Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur mit: Bereitstellen eines Substrats mit mindestens einem Kontaktfleck; Ausbilden einer Passivierungsschicht über dem Substrat; Ausbilden einer Maske über der Passivierungsschicht, wobei die Maske einen Teil der Passivierungsschicht, der sich über dem mindestens einen Kontaktfleck befindet, nicht bedeckt; Durchführen eines Ätzprozesses, der dafür ausgelegt ist, zumindest einen Teil der Passivierungsschicht zu entfernen; und Entfernen der Maske, wobei das Entfernen der Maske ein Aussetzen des Substrats an ein sauerstoffhaltiges Gas umfasst und das Entfernen der Maske bei einer Temperatur des Substrats in einem Bereich von ungefähr –20°C bis ungefähr 100°C durchgeführt wird.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 1, bei dem das Entfernen der Maske bei einer Temperatur des Substrats in einem Bereich von ungefähr 0°C bis ungefähr 40°C durchgeführt wird.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 1, bei dem das Entfernen der Maske zusätzlich Erzeugen einer elektrischen Entladung im Gas umfasst.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 3, bei dem das Erzeugen der elektrischen Entladung Anlegen einer Wechselspannung mit Radiofrequenz umfasst, wobei ein Verhältnis zwischen einer Leistung der Wechselspannung mit Radiofrequenz und einer Fläche einer Oberfläche des Substrats einen Wert in einem Bereich von ungefähr 0,32 W/cm² bis ungefähr 1,60 W/cm² hat.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 3, zusätzlich mit Anlegen einer Vorspannung, die dafür geeignet ist, Sauerstoffionen auf das Substrat zu zu beschleunigen.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 5, bei dem die Vorspannung einen Wert in einem Bereich von ungefähr –50V bis ungefähr –100V hat.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 1, bei dem das Entfernen der Maske bei einem Druck des Gases in einem Bereich von ungefähr 100 mTorr bis ungefähr 1000 mTorr durchgeführt wird.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 1, zusätzlich mit Durchführen eines zweiten Ätzprozesses, der dafür geeignet ist, Reste der Passivierungsschicht von dem mindestens einen Kontaktfleck zu entfernen.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 8, bei dem der zweite Ätzprozess ein Aussetzen des Substrats an ein gasförmiges Ätzmittel, das Wasserstoff und Fluor enthält, umfasst, wobei eine Wasserstoffmenge in dem gasförmigen Ätzmittel ungefähr gleich einer Fluormenge in dem gasförmigen Ätzmittel oder größer ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 9, bei dem die Wasserstoffmenge größer als ungefähr das Doppelte der Fluormenge ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 10, bei dem die Wasserstoffmenge größer als ungefähr das Fünffache der Fluormenge ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 11, bei dem die Wasserstoffmenge größer als ungefähr das Zehnfache der Fluormenge ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 9, bei dem das gasförmige Ätzmittel eine wasserstoffhaltige Substanz, die Wasserstoff (H₂), Methylfluorid (CH₃F), Methan (CH₄) und/oder Ammoniak (NH₃) enthält, umfasst.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 9, bei dem das gasförmige Ätzmittel eine Mischung aus Wasserstoff (H₂) und Stickstoff (N₂) enthält.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 1, zusätzlich mit Ausbilden eines Kontakthöckers über dem Kontaktfleck.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 1, zusätzlich mit Befestigen eines Drahts an dem Kontaktfleck.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur mit: Bereitstellen eines Substrats mit mindestens einem Kontaktfleck; Ausbilden einer Passivierungsschicht über dem Substrat; Ausbilden einer Maske über der Passivierungsschicht, wobei die Maske einen Teil der Passivierungsschicht, der sich über dem mindestens einen Kontaktfleck befindet, nicht bedeckt; Durchführen eines ersten Ätzprozesses, der dafür geeignet ist, zumindest einen Teil der Passivierungsschicht zu entfernen; Entfernen der Maske; Durchführen eines zweiten Ätzprozesses, der dafür geeignet ist, Reste der Passivierungsschicht von dem mindestens einen Kontaktfleck zu entfernen, wobei der zweite Ätzprozess ein Aussetzen des Substrats an ein gasförmiges Ätzmittel, das Wasserstoff und Fluor enthält, umfasst, und wobei eine Wasserstoffmenge im Ätzgas ungefähr gleich einer Fluormenge im Ätzgas oder größer ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 17, bei dem die Wasserstoffmenge größer als ungefähr das Doppelte der Fluormenge ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 18, bei dem die Wasserstoffmenge größer als ungefähr das Fünffache der Fluormenge ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 19, bei dem die Wasserstoffmenge größer als ungefähr das Zehnfache der Fluormenge ist.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 17, bei dem das gasförmige Ätzmittel eine wasserstoffhaltige Substanz, die Wasserstoff (Hz), Difluoromethan (CH₂F₂), Methylfluorid (CH₃F), Methan (CH₄) und/oder Ammoniak (NH₃) enthält, umfasst.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 17, bei dem das gasförmige Ätzmittel eine Mischung aus Wasserstoff (H₂) und Stickstoff (N₂) enthält.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 17, bei dem der zweite Ätzprozess ein Erzeugen einer elektrischen Entladung in dem gasförmigen Ätzmittel umfasst.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 23, bei dem das Erzeugen der elektrischen Entladung ein Anlegen einer Wechselspannung mit Radiofrequenz umfasst, wobei ein Verhältnis zwischen einer Leistung der Wechselspannung mit Radiofrequenz und einer Fläche einer Oberfläche des Substrats einen Wert in einem Bereich von ungefähr 0,16 W/cm² bis ungefähr 0,95 W/cm² hat.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 23, zusätzlich mit Anlegen einer Vorspannung, die dafür geeignet ist, Ionen auf das Substrat zu zu beschleunigen.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 25, bei dem die Vorspannung einen Wert in einem Bereich von ungefähr –50 V bis ungefähr 300 V hat.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 17, bei dem der zweite Ätzprozess bei einer Temperatur des Substrats in einem Bereich von ungefähr –20°C bis ungefähr 100°C durchgeführt wird.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 27, bei dem der zweite Ätzprozess bei einer Temperatur des Substrats in einem Bereich von ungefähr 0°C bis ungefähr 40°C durchgeführt wird.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 17, zusätzlich mit Ausbilden mindestens eines Kontakthöckers über dem mindestens einen Kontaktfleck.
Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiterstruktur nach Anspruch 17, zusätzlich mit Befestigen mindestens eines Drahts an dem mindestens einen Kontaktfleck.