JP2001237389A

Method of manufacturing semiconductor device

Abstract

[Task] In a method for manufacturing a semiconductor device including a ruthenium film forming step, it is necessary to sufficiently dissolve and remove unnecessary ruthenium-based metal and effectively prevent reattachment of the dissolved ruthenium-based metal.

Solution.The ruthenium-based metal 6'attached to the peripheral surface, end surface and back surface of the element forming surface of the silicon substrate 10 is (a) a salt containing chloric acid, perchloric acid, iodiic acid, perioic acid, bromion oxide, and manganese oxide ion. One or more compounds selected from the group consisting of salts containing and tetravalent cerium ions, and (b) one or more acids selected from the group consisting of nitric acid, acetic acid, iodic acid, chloric acid. Is removed using the first removing solution containing. After the removal treatment, washing is performed with hydrofluoric acid to remove the residue of the removal liquid.

JP2001237389A, drawing sheet 1
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29 claims: 9 independent, 20 dependent

  1. 1
    【特許請求の範囲】 【請求項1】 半導体基板上の素子形成領域に絶縁膜を成膜する工程と、該絶縁膜上にバリアメタル膜を成膜する工程と、該バリアメタル膜上に第一のルテニウム膜を成膜する工程と、前記素子形成領域以外の領域に付着したルテニウム系金属を、(a)塩素酸、過塩素酸、沃素酸、過沃素酸、酸化ブロムイオンを含む塩、酸化マンガンイオンを含む塩および4価セリウムイオンを含む塩からなる群から選ばれる一または二以上の化合物と、(b)硝酸、酢酸、沃素酸、塩素酸からなる群から選ばれる一または二以上の酸とを含有する第一の除去液を用いて除去する工程と、第一の洗浄液を用いて第一の除去液の残留物を除去する工程と、第一のルテニウム膜をパターニングした後、容量絶縁膜および第二のルテニウム膜をこの順で成膜する工程と、前記素子形成領域以外の領域に付着したルテニウム系金属を、(a)塩素酸、過塩素酸、沃素酸、過沃素酸、酸化ブロムイオンを含む塩、酸化マンガンイオンを含む塩および4価セリウムイオンを含む塩からなる群から選ばれる一または二以上の化合物と、(b)硝酸、酢酸、沃素酸、塩素酸からなる群から選ばれる一または二以上の酸とを含有する第二の除去液を用いて除去する工程と、第二の洗浄液を用いて第二の除去液の残留物を除去する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  2. 2
    【請求項2】 半導体基板上の素子形成領域に絶縁膜を成膜する工程と、該絶縁膜上にバリアメタル膜を成膜する工程と、該バリアメタル膜上に第一のルテニウム膜を成膜する工程と、前記素子形成領域以外の領域に付着したルテニウム系金属を、(a)塩素酸、過塩素酸、沃素酸、過沃素酸、酸化ブロムイオンを含む塩、酸化マンガンイオンを含む塩および4価セリウムイオンを含む塩からなる群から選ばれる一または二以上の化合物と、(b)硝酸、酢酸、沃素酸、塩素酸からなる群から選ばれる一または二以上の酸とを含有する第一の除去液を用いて除去する工程と、第一のルテニウム膜をパターニングした後、容量絶縁膜および第二のルテニウム膜をこの順で成膜する工程と、前記素子形成領域以外の領域に付着したルテニウム系金属を、(a)塩素酸、過塩素酸、沃素酸、過沃素酸、酸化ブロムイオンを含む塩、酸化マンガンイオンを含む塩および4価セリウムイオンを含む塩からなる群から選ばれる一または二以上の化合物と、(b)硝酸、酢酸、沃素酸、塩素酸からなる群から選ばれる一または二以上の酸とを含有する第二の除去液を用いて除去する工程と、第二の洗浄液を用いて第二の除去液の残留物を除去する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  3. 3
    【請求項3】 半導体基板上の素子形成領域に絶縁膜を成膜する工程と、該絶縁膜上にバリアメタル膜を成膜する工程と、該バリアメタル膜上に第一のルテニウム膜を成膜する工程と、第一のルテニウム膜をパターニングした後、容量絶縁膜および第二のルテニウム膜をこの順で成膜する工程と、前記素子形成領域以外の領域に付着したルテニウム系金属を、(a)塩素酸、過塩素酸、沃素酸、過沃素酸、酸化ブロムイオンを含む塩、酸化マンガンイオンを含む塩および4価セリウムイオンを含む塩からなる群から選ばれる一または二以上の化合物と、(b)硝酸、酢酸、沃素酸、塩素酸からなる群から選ばれる一または二以上の酸とを含有する第二の除去液を用いて除去する工程と、第二の洗浄液を用いて第二の除去液の残留物を除去する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  4. 4
    【請求項4】 第一の洗浄液が、フッ化水素酸含有液であることを特徴とする請求項1に記載の半導体装置の製造方法。
  5. 5
    【請求項5】 半導体基板を略水平に保持して回転させ、該半導体基板の所定部分に第一の除去液を吹き付けることにより、第一の除去液を用いたルテニウム系金属の除去を行うことを特徴とする請求項1、2または4に記載の半導体装置の製造方法。
  6. 6
    【請求項6】 第一の除去液を用いたルテニウム系金属の除去を行う際、半導体基板の素子形成領域を有する面に気体または液体を吹き付けることを特徴とする請求項1、2、4または5に記載の半導体装置の製造方法。
  7. 7
    【請求項7】 第一の除去液を用いてルテニウム系金属を除去した後、半導体基板の素子形成領域を有する面に水を吹き付けて水洗することを特徴とする請求項1、2、4、5または6に記載の半導体装置の製造方法。
  8. 8
    【請求項8】 第一のルテニウム膜を成膜した後、第一の除去液を用いてルテニウム系金属を除去する前に、半導体基板のブラシスクラブ洗浄を行うことを特徴とする請求項1、2、4、5、6または7に記載の半導体装置の製造方法。
  9. 9
    【請求項9】 ブラシスクラブ洗浄を行う際、水、アンモニア水、電解カソード水または水素溶存水を使用することを特徴とする請求項8に記載の半導体装置の製造方法。
  10. 10
    【請求項10】 半導体基板を略水平に保持して回転させ、該半導体基板の所定部分に第二の除去液を吹き付けることにより、第二の除去液を用いたルテニウム系金属の除去を行うことを特徴とする請求項1乃至9いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  11. 11
    【請求項11】 第二の除去液を用いたルテニウム系金属の除去を行う際、半導体基板の素子形成領域を有する面に気体または液体を吹き付けることを特徴とする請求項1乃至10いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  12. 12
    【請求項12】 第二の除去液を用いてルテニウム系金属を除去した後、第二の洗浄液を用いて第二の除去液の残留物を除去する前に、半導体基板の素子形成領域を有する面に水を吹き付けて水洗することを特徴とする請求項1乃至11いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  13. 13
    【請求項13】 第二のルテニウム膜を成膜した後、第二の除去液を用いてルテニウム系金属を除去する前に、半導体基板のブラシスクラブ洗浄を行うことを特徴とする請求項1乃至12いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  14. 14
    【請求項14】 ブラシスクラブ洗浄を行う際、水またはアンモニア水を使用することを特徴とする請求項13に記載の半導体装置の製造方法。
  15. 15
    【請求項15】 第二の洗浄液が、フッ化水素酸含有液であることを特徴とする請求項1乃至14いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  16. 16
    【請求項16】 第二の洗浄液が、フッ化水素酸を20質量%以上含有する水溶液であることを特徴とする請求項15に記載の半導体装置の製造方法。
  17. 17
    【請求項17】 第一および第二のルテニウム膜の成膜をCVD法により行うことを特徴とする請求項1乃至16いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  18. 18
    【請求項18】 (b)成分が、硝酸または酢酸であることを特徴とする請求項1乃至17いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  19. 19
    【請求項19】 半導体基板上の素子形成領域に、下部電極膜、容量絶縁膜および上部電極膜をこの順で形成する工程を含む半導体装置の製造方法であって、前記下部電極膜および/または前記上部電極膜がルテニウム膜であり、前記ルテニウム膜の成膜後、半導体基板上の素子形成領域以外の領域に付着したルテニウム系金属を、(a)塩素酸、過塩素酸、沃素酸、過沃素酸、酸化ブロムイオンを含む塩、酸化マンガンイオンを含む塩および4価セリウムイオンを含む塩からなる群から選ばれる一または二以上の化合物と、(b)硝酸、酢酸、沃素酸、塩素酸からなる群から選ばれる一または二以上の酸とを含有する除去液を用いて除去し、次いで、洗浄液を用いて前記除去液の残留物を取り除くことを特徴とする半導体装置の製造方法。
  20. 20
    【請求項20】 洗浄液が、フッ化水素酸含有液であることを特徴とする請求項19に記載の半導体装置の製造方法。
  21. 21
    【請求項21】 洗浄液が、フッ化水素酸を20質量%以上含有する水溶液であることを特徴とする請求項20に記載の半導体装置の製造方法。
  22. 22
    【請求項22】 (b)成分が、硝酸または酢酸であることを特徴とする請求項19乃至21いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  23. 23
    【請求項23】 ルテニウム膜をCVD法により形成することを特徴とする請求項19乃至22いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  24. 24
    【請求項24】 半導体基板上の素子形成領域にルテニウム膜を成膜する工程と、該半導体基板を略水平に保持して回転させ、該半導体基板の所定の部分に、(a)塩素酸、過塩素酸、沃素酸、過沃素酸、酸化ブロムイオンを含む塩、酸化マンガンイオンを含む塩および4価セリウムイオンを含む塩からなる群から選ばれる一または二以上の化合物と、(b)硝酸、酢酸、沃素酸、塩素酸からなる群から選ばれる一または二以上の酸とを含有する除去液を吹き付け、素子形成領域以外の領域に付着したルテニウム系金属を除去する工程とを有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
  25. 25
    【請求項25】 除去液によるルテニウム系金属の除去を行った後、洗浄液を用いて前記除去液の残留物を取り除くことを特徴とする請求項24に記載の半導体装置の製造方法。
  26. 26
    【請求項26】 洗浄液が、フッ化水素酸含有液であることを特徴とする請求項25に記載の半導体装置の製造方法。
  27. 27
    【請求項27】 洗浄液が、フッ化水素酸を20質量%以上含有する水溶液であることを特徴とする請求項26に記載の半導体装置の製造方法。
  28. 28
    【請求項28】 (b)成分が、硝酸または酢酸であることを特徴とする請求項24乃至27いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
  29. 29
    【請求項29】 ルテニウム膜をCVD法により形成することを特徴とする請求項24乃至28いずれかに記載の半導体装置の製造方法。
Independent claims29