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Gebiet der vorliegenden Offenbarung
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Die
vorliegende Offenbarung betrifft Allgemein das Gebiet der Herstellung
von Halbleiterbauelementen und betrifft insbesondere Metallisierungssysteme
mit dielektrischen Material mit kleinem ε.
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Beschreibung des Stands der
Technik
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Der
heutige globale Markt zwingt Hersteller von Massenprodukten dazu,
Produkte mit hoher Qualität
bei geringem Preis anzubieten. Es ist daher wichtig, die Ausbeute
und die Prozesseffizienz zu verbessern, um damit die Herstellungskosten
zu minimieren. Dies gilt insbesondere auf dem Gebiet der Halbleiterherstellung,
da es hier wesentlich ist, modernste Technologie mit Massenproduktionstechniken
zu kombinieren. Ein wichtiger Aspekt in der Realisierung der obigen
Strategie wird darin gesehen, die Bauteilqualität im Hinblick auf das Leistungsverhalten
und die Zuverlässigkeit
ständig
zu verbessern, während
auch die Vielfalt der Funktionen von Halbleiterbauelementen erhöht wird.
Diese Vorteile werden typischerweise mit einer Verringerung der
Abmessungen der einzelnen Schaltungselemente, etwa von Transistoren,
und dergleichen, erreicht. Auf Grund der ständigen Verringerung kritischer
Strukturgrößen müssen ggf.
zumindest in einigen Phasen des gesamten Fertigungsprozesses häufig neue
Materialien eingeführt
werden, um die Bauteileigenschaften den kleineren Strukturgrößen anzupassen.
Ein wichtiges Beispiel in dieser Hinsicht ist die Herstellung aufwendiger
Metallisierungssysteme von Halbleiterbauelementen, in denen anspruchsvolle
Metallmaterialien, etwa Kupfer, Kupferlegierungen und dergleichen
in Verbindung mit dielektrischen Materialien mit kleinem ε verwendet
werden, die als dielektrische Materialien zu verstehen sind, die
eine dielektrische Konstante von ungefähr 3,0 und deutlich kleiner
aufweisen, in welchem Falle diese Materialien auch als Dielektrika mit
sehr kleinem ε (ULK)
bezeichnet werden. Durch Verwendung gut leitender Metalle, etwa
von Kupfer, kann die geringere Querschnittsfläche von Metallleitungen und
Kontaktdurchführungen
zumindest teilweise durch die höhere
Leitfähigkeit
des Kupfers im Vergleich zu beispiels weise Aluminium ausgeglichen werden,
das das Metall der Wahl über
die letzten Jahrzehnte war, auch wenn aufwendige integrierte Bauelemente
betrachtet werden.
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Andererseits
wird die Einführung
des Kupfers in die Halbleiterherstellung zu einer Vielzahl von Problemen,
etwa im Hinblick auf die Empfindlichkeit freigelegter Kupferoberflächen in
Bezug auf reaktive Komponenten, etwa Sauerstoff, Fluor und dergleichen,
im Hinblick auf die erhöhte
Diffusionsaktivität von
Kupfer in einer Vielzahl von Materialien, die typischerweise in
Halbleiterbauelementen eingesetzt werden, etwa Silizium, Siliziumdioxid,
eine Vielzahl dielektrischer Materialien mit kleinem ε und dergleichen,
im Hinblick auf die Eigenschaft des Kupfers keine flüchtigen
Nebenprodukte auf der Grundlage typischerweise verwendeter plasmaunterstützter Ätzprozesse
zu bilden, und dergleichen. Aus diesen Gründen wurden anspruchsvolle
Einlege- oder Damaszenerprozesstechniken entwickelt, in denen typischerweise
das dielektrische Material zuerst strukturiert werden muss, um damit
Gräben
und Kontaktdurchführungsöffnungen
zu bilden, die dann mittels einem geeigneten Barrierenmaterial beschichtet
werden, woran sich das Abscheiden des Kupfermaterials anschließt. Folglich
sind zur Herstellung aufwendiger Metallisierungssysteme eine Vielzahl
höchst
komplexer Prozesse erforderlich, etwa das Abscheiden anspruchsvoller
Materialstapel zur Herstellung des dielektrischen Zwischenschichtmaterials
mit Dielektrika mit kleinem ε,
das Strukturieren des dielektrischen Materials, das Vorsehen geeigneter
Barrieren- und Saatmaterialien, das Einführen des Kupfermaterials, das
Entfernen von überschüssigem Material
und dergleichen, wobei die gegenseitigen Wechselwirkungen dieser
Prozesse schwer abzuschätzen
sind, insbesondere wenn die Materialzusammensetzungen und die Prozessstrategien
häufig
geändert
werden im Hinblick auf eine weitere Verbesserung des Gesamtleistungsverhaltens
der Halbleiterbauelemente.
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Beispielsweise
erfordert die ständige
Verringerung der kritischen Abmessungen auch kleinere Abmessungen
für Metallleitungen
und Kontaktdurchführungen,
die in dem Metallisierungssystem komplexer Halbleiterbauelemente
hergestellt sind, was zu dichtliegenden Metallleitungen führt, die
wiederum zu erhöhten
RC-(Widerstands-Kapazitäts-)Zeitkonstanten
führen.
Diese parasitären
RC-Zeitkonstanten führen
zu einer deutlichen Signalausbreitungsverzögerung, wodurch das Gesamtleistungsverhalten
des Halbleiterbauelements begrenzt wird, obwohl Transistorelemente
mit kleinsten Abmessungen in der Bauteilebene verwendet werden.
Aus diesem Grunde werden die parasitären RC-Zeitkonstanten unter Anwendung
gut leitender Metalle, etwa Kupfer, in Verbindung mit dielektrischen
Materialien mit sehr kleiner Permittivität, die auch als ULK-Materialien
bezeichnet werden, wie dies zuvor erläutert ist, verringert. Andererseits
zeigen diese Materialien eine nicht geringere mechanische und chemische
Stabilität, wenn
diese beispielsweise den diversen reaktiven Ätzatmosphären ausgesetzt werden, beispielsweise während der Ätzprozesse,
dem Lackabtragungsprozess und dergleichen, wodurch zunehmend eine
geschädigte
Zone an den freigelegten Oberflächenbereichen
dieser empfindlichen dielektrischen Materialien aufgebaut wird.
Die geschädigten
Oberflächenbereiche
führen
jedoch zu einer geringeren Zuverlässigkeit des gesamten Metallisierungssystems,
d. h. es kann ein vorzeitiger Bauteilausfall während des Betriebs des Bauelements
auftreten und/oder nachfolgende Prozessschritte können durch
die geschädigten
Oberflächenbereiche
deutlich beeinflusst werden, wodurch ebenfalls zu einem geringeren
Gesamtleistungsvermögen
und einer reduzierten Zuverlässigkeit
beigetragen wird. Aus diesem Grunde werden die geschädigten Oberflächenbereiche
vor nachfolgenden Prozessschritten entfernt, das jedoch ebenfalls
mit gewissen negativen Auswirkungen auf das letztlich erhaltene
Halbleiterbauelement verknüpft
ist, wie dies detaillierter mit Bezug zu den 1a und 1b beschrieben
ist.
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1a zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht eines Halbleiterbauelements 100 in
einer Fertigungsphase, in der ein Metallisierungssystem auf der
Grundlage empfindlicher dielektrischer Materialien in Kombination
mit gut leitenden Metallen herzustellen ist. Wie gezeigt, umfasst
das Halbleiterbauelement 100 ein Substrat 101, über welchem
mehrere Bauteilebenen ausgebildet sind, d. h. diverse Ebenen, in
denen Schaltungselemente und andere Bauteilstrukturelemente ausgebildet
sind. Beispielsweise besitzt das Substrat 101 darin integriert
eine geeignete Halbleiterschicht, in und über welcher Schaltungselemente,
etwa Transistoren und dergleichen, gemäß den Entwurfsregeln hergestellt
sind. Des weiteren sind geeignete Kontaktstrukturen vorgesehen, die
der Einfachheit halber in 1a nicht
gezeigt sind und die Verbindung zu den Schaltungselementen herstellen.
Ein Metallisierungssystem 120 umfasst mehrere Metallisierungsschichten,
von denen eine Metallisierungsschicht 110 und eine benachbarte
Metallisierungsschicht 130 in 1a gezeigt
sind. Beispielsweise enthält
die Metallisierungsschicht 110 ein geeignetes dielektrisches
Material 111, etwa ein dielektrisches Material mit kleinem ε, dessen
Dielektrizitätskonstante
3,0 oder deutlich weniger beträgt, wenn
ein ULK-Material verwendet wird. Es sollte auch beachtet werden,
dass das dielektrische Material 111 unterschiedliche Materialzusammensetzungen
aufweisen kann, wobei dies von den gesamten Bauteilerfordernissen
abhängt.
Des weiteren sind mehrere Metallleitungen 112 in dem dielektrischen Material 111 ausgebildet
und repräsentieren
entsprechende Metallleitungen oder andere Metallgebiete, wie dies
gemäß dem gesamten
Schaltungsaufbau des Bauelements 100 erforderlich ist.
Die Metallleitungen 112 enthalten ein leitendes Barrierenmaterial 112a,
das als eine Grenzfläche
zwischen einem gut leitenden Metall 112b, etwa Kupfer,
einer Kupferlegierung und dergleichen, und dem dielektrischen Material 111 dient.
Somit kann das leitende Barrierenmaterial 112a eine Diffusion
von reaktiven Komponenten, etwa von Sauerstoff, Fluor und dergleichen zu
dem kupferbasierten Metall 112b unterdrücken, um damit ein unerwünschte chemische
Reaktion zu vermeiden, während
andererseits das Herausdiffundieren von Kupferatomen in das umgebende
dielektrische Material 111 ebenfalls durch das Barrierenmaterial 112a unterdrückt wird.
Beispielsweise sind Tantalnitrid, Tantal und dergleichen gut etablierte
Barrierenmaterialien, die zur Bereitstellung der gewünschten
chemischen und mechanischen Integrität des kupferbasierten Metalls 112 sorgen.
Dielektrische Schichten 113 und 114 sind über dem
dielektrischen Material 111 ausgebildet, um als eine Grenzfläche für das Bereitstellen
der erforderlichen chemischen und mechanischen Eigenschaften zu
dienen. Beispielsweise fungiert die Schicht 113 als eine
effiziente Ätzstoppschicht
und sorgt auch für
einen gewünschten Einschluss
des Metalls 112b in den Metallleitungen 112. Beispielsweise
wird Siliziumnitrid häufig
verwendet, wobei jedoch in anspruchsvollen Anwendungen die moderat
hohe dielektrische Konstante des Siliziumnitridmaterials als ungeeignet
erachtet wird und daher werden Siliziumkarbid basierte Materialien
eingesetzt, oder andere dielektrische Materialien, die eine geringere
dielektrische Konstante besitzen, wobei dennoch die gewünschten
Eigenschaften im Hinblick auf den Metalleinschluss und/oder die Ätzstoppeigenschaften
erhalten werden. In ähnlicher
Weise kann die Schicht 114 als ein geeignetes Basismaterial
dienen, um darauf ein empfindliches dielektrisches Material mit
kleinem ε,
etwa ein ULK-Material 131 der Metallisierungsschicht 130 zu
bilden. Des weiteren enthält
die Metallisierungsschicht 130 mehrere Öffnungen entsprechend den gesamten
Bauteilerfordernissen. Beispielsweise sind Grabenöffnungen 131t in einem
oberen Bereich des dielektrischen Materials 131 ausgebildet,
wobei eine Kontaktdurchführungsöffnung 131v vorgesehen
ist, um die Gräben 131t mit einer
der Metallleitungen 112 in der Metallisierungsschicht 110 an
einer geeigneten Position zu verbinden. Wie zuvor erläutert ist,
müssen
insbesondere die Kontaktdurchführungsöffnungen 131v entsprechend
präzise
festgelegter Prozesstoleranzen abgestellt werden und typischerweise
repräsentieren
die Strukturelemente mit den kritischen Abmessungen in der jeweiligen
Metallisierungsebene, da die Kontaktdurchführungsöffnungen 131v zu den
Metallleitungen 112 justiert sein müssen, die ebenfalls auf der Grundlage
präzise
festgelegter lateraler Abmessungen hergestellt sind.
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Typischerweise
kann das Halbleiterbauelement 100 auf der Grundlage gut
etablierter Prozesstechniken hergestellt werden, wozu die Herstellung von
Schaltungselementen in der Bauteilebene (nicht gezeigt), gehört, woran
sich eine geeignete Fertigungssequenz zum Vorsehen einer Kontaktstruktur anschließt. Danach
wird das Metallisierungssystem 120 gebildet, indem ein
geeignetes dielektrisches Material, etwa die Schichten 113, 114 abhängig von den
Materialeigenschaften der tieferliegenden Bauteilebene abgeschieden
wird. Es sollte beachtet werden, dass die Metallisierungsschicht 110 gemäß den im
Wesentlichen gleichen Prozesstechniken hergestellt werden kann,
wie dies auch in Bezug auf die Metallisierungsschicht 130 erläutert wird.
Somit wird eine entsprechende Erläuterung weggelassen. Nach dem
Herstellen der Metallisierungsschicht 110 wird das dielektrische
Material 131 beispielsweise in Form eines siliziumenthaltenden
Materials abgeschieden, das die gewünschte geringe dielektrische
Konstante aufweist, wie dies zuvor erläutert ist. Zu diesem Zweck
sind eine Vielzahl gut etablierter CVD (chemische Dampfabscheide-)Techniken
verfügbar.
Anschließend
wird ein komplexer Strukturierungsablauf ausgeführt, beispielsweise das Abscheiden
von ARC-(antireflektierende Beschichtungs-)Materialien in Verbindung
mit Lackmaterialien, um eine geeignete Ätzmaske zu schaffen, um beispielsweise
zunächst
die Kontaktdurchführungsöffnungen 131f zu bilden.
Die entsprechende Strukturierungssequenz repräsentiert eine kritische Prozesssequenz,
da die Lithographie sowie die nachfolgenden Ätzstrukturierungsstrategien
so gestaltet sind, dass die kleinsten Strukturgrößen erzeugt werden, die konsistent
erreichbar sind, so dass eine weitere Verringerung der lateralen
Abmessungen, beispielsweise der Kontaktdurchführungsöffnung 131v nicht
mit der entsprechenden Fertigungssequenz kompatibel wäre. Somit wird
die Kontaktdurchführungsöffnung 131v auf
der Grundlage einer entsprechenden lithographisch definierten Ätzmaske
gebildet, die nachfolgend entfernt wird und es wird eine weitere Ätzmaske
durch Lithographie hergestellt, um die Position und die laterale Größe der Grabenöffnungen 131t zu
definieren. In einem nachfolgenden Ätzprozess werden die Öffnungen 131t in
dem oberen Bereich des dielektrichen Materials 131 erzeugt,
wobei auch die Öffnung 131v geöffnet wird,
so dass diese sich bis zu den entsprechenden Metallleitungen 112 erstreckt.
Danach wird Lackmaterial entfernt und die schließlich erhaltene Oberfläche wird
geeigneten Reinigungsprozessen unterzogen, wobei dies von der gesamten
Prozessstrategie abhängt.
Wie zuvor erläutert
ist, wird während
des vorhergehenden aufwendigen Strukturierungsprozesses das Material 131 reaktiven
Umgebungen ausgesetzt, was zu einem gewissen Grade an Schädigung führt, wodurch
eine geschädigte Oberflächenschicht 132 gebildet
wird, die auch an inneren Oberflächenbereichen
der Grabenöffnungen 131t und
der Kontaktdurchführungsöffnungen 131v vorhanden
ist. Auf Grund der deutlich unterschiedlichen Materialeigenschaften
der geschädigten
Oberflächenschicht 132 können ernste
Zuverlässigkeitsprobleme
während
der weiteren Bearbeitung und während
des Betriebs des Bauelements 100 auftreten. Folglich wird
die geschädigte
Oberflächenschicht 132 mittels
eines geeigneten Ätzrezepts
entfernt, das typischerweise auf geeigneten Säuren oder anderen Mitteln,
etwa HCL und dergleichen beruht.
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1b zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement 100 während eines
entsprechenden isotropen Ätzprozesses 102,
beispielsweise auf der Grundlage von HCL, um die Schicht 132 zu
entfernen. Abhängig
von der gesamten Prozessstrategie liegt eine Dicke der Schicht 132 in
1 bis 10 nm und somit werden die Prozessparameter, etwa die Ätzzeit und
dergleichen, während
des Prozesses 102 so festgelegt, dass die Schicht 132 im
Wesentlichen vollständig
abgetragen wird, selbst wenn die Dicke der Schicht 132 abhängig von
der gesamten Bauteiltopographie variiert. Folglich werden die Abmessungen
der Öffnungen 131t, 131v entsprechend
der Dicke der Schicht 132 und den Parameter des Ätzprozesses 102 vergrößert, woraus
sich eine Zunahme der entsprechenden „kritischen” Abmessungen
ergibt. Folglich muss die weitere Bearbeitung auf der Grundlage
größerer kritischer
Abmessungen erfolgen, da eine entsprechende Zunahme nicht berücksichtigt
werden kann, wenn die entsprechende Strukturierungssequenz zur Herstellung
der Öffnungen 131t, 131v angewendet
wird auf Grund der Beschränkungen
im Hinblick auf die Lithographie und die zugehörigen Ätztechniken. Folglich muss
die Zunahme der kritischen Abmessungen in dem gegen den Bauteilentwurf
des Bauelements 100 berücksichtigt
werden, dass zu einem weniger ausgeprägten Leistungszuwachs führt, wenn
kritische Abmessungen von Halbleiterbauelementen weiter reduziert werden.
Andererseits führt
eine Fortsetzung der Bearbeitung des Bauelements 100 auf
der Grundlage der minimalen kritischen Abmessungen, d. h. ohne das
Abtragen der geschädigten
Schicht 132, ggf. zu einem nicht akzeptablen Anstieg der
Ausbeuteverluste.
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Angesichts
der zuvor beschriebenen Situation betrifft die vorliegende Offenbarung
Verfahren und Halbleiterbauelemente zur Verbesserung der Bauteilintegrität und/oder
der Verringerung kritischer Abmessungen in empfindlichen dielektrischen
Materialien, während
eines oder mehrere der oben erkannten Probleme vermieden oder zumindest
in ihren Auswirkungen reduziert werden.
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Überblick über die Offenbarung
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Offenbarung Techniken und Halbleiterbauelemente,
in denen eine erhöhte
Integrität
von Metallstrukturelementen in empfindlichen dielektrischen Materialien erreicht
wird, wobei im Wesentlichen eine gewünschte kritische Abmessung
beibehalten wird oder die kritischen Abmessungen entsprechend einem
gewünschten
Sollwert sogar verringert werden, der kleiner ist als ein Sollwert,
der zum Strukturieren des empfindlichen dielektrischen Materials
auf der Grundlage von Lithographie und Ätztechniken angewendet wird.
Zu diesem Zweck wird ein dielektrisches Material mit gut steuerbarer
Materialzusammensetzung und Dicke auf freigelegten Oberflächenbereichen
einer Öffnung
abgeschieden, die in einem empfindlichen dielektrischen Material
ausgebildet ist, etwa einem Material mit kleinem ε oder einem ULK-Material,
wobei ein hohes Maß an
Selektivität
im Hinblick auf andere Oberflächenbereiche
erreicht wird, etwa freiliegende Oberflächenbereich eines Metallgebiets
einer tieferliegenden Bauteilebene. Auf Grund der verbesserten Steuerbarkeit
im Hinblick auf die Materialzusammensetzung und die Schichtdicke kann
eine höhere
Integrität
des empfindlichen dielektrischen Materials in Verbindung mit einem
Metallstrukturelement, das durch eine Öffnung zu bilden ist, erreicht
werden, beispielsweise durch geeignetes Gestalten der gesamten gewünschten
Eigenschaften in Bezug auf die Haftung und dergleichen, so dass eine
bessere Kompatibilität
mit einem metallenthaltenden Material und dem empfindlichen dielektrischen
Material erreicht wird. In anderen hierin offenbarten anschaulichen
Aspekten kann das zusätzliche dielektrische
Material eine gewünschte
kritische Abmessung wieder herstellen oder kann sogar verwendet
werden, um eine gewünschte
kleinere kritische Abmessung abhängig
von der gesamten Prozessstrategie einzustellen. In einigen anschaulichen
hierin offenbarten Aspekten wird das Abscheiden des dielektrischen
Materials auf der Grundlage einer selbstbegrenzenden Abscheidetechnik,
etwa ALD (Atomlagenabscheidung) erreicht, in der mehrere Abscheidezyklen
ausgeführt
werden, wovon jeder ein selbstbegrenzendes Verhalten zeigt. Folglich kann
bei Bedarf jeder Abscheidezyklus auf der Grundlage eines geeignet
ausgewählten
Vorstufenmaterials ausgeführt
werden, so dass die gesamten Materialeigenschaften auf Basis einzelner
Abscheidezyklen eingestellt werden können.
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Ein
anschauliches hierin offenbartes Verfahren umfasst das Bilden einer Öffnung in
einem dielektrischen Material mit kleinem ε, wobei die Öffnung sich zu einem Metallgebiet
er streckt, das in einer Metallisierungsschicht eines Halbleiterbauelements
gebildet ist. Das Verfahren umfasst ferner das Passivieren eines
freigelegten Oberflächenbereichs
des Metallgebiets und das Bilden eines dielektrischen Materials
auf inneren Seitenwandflächen
der Öffnung durch
Ausführen
eines selbstbegrenzenden Abscheideprozesses, wobei der passivierte
Oberflächenbereich
als ein die Abscheidung behinderndes Material verwendet wird.
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Ein
weiteres hierin offenbartes anschauliches Verfahren umfasst das
Behandeln eines dielektrischen Materials mit kleinem ε eines Halbleiterbauelements
derart, dass diese eine hydrophobe Oberfläche erhält, wobei das dielektrische
Material mit kleinem ε eine Öffnung aufweist,
die sich zu einem Kontaktbereich erstreckt. Das Verfahren umfasst
ferner das Behandeln eines Oberflächenbereichs des Kontaktbereichs,
der durch die Öffnung
freigelegt ist, so dass dieser hydrophil wird. Schließlich umfasst das
Verfahren das selektive Abscheiden eines dielektrischen Materials
auf der hydrophoben Oberfläche.
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Ein
anschauliches hierin offenbartes Halbleiterbauelement umfasst ein
dielektrisches Material mit kleinem ε, das über einem Substrat ausgebildet
ist, und umfasst ein metallenthaltendes Gebiet, das in dem dielektrischen
Material mit kleinem ε gebildet
ist. Des weiteren enthält
das Halbleiterbauelement eine Grenzflächenschicht, die zwischen dem
dielektrischen Material mit kleinem ε und dem metallenthaltenden
Gebiet ausgebildet ist, wobei die Grenzflächenschicht ein dielektrisches
Material mit einer ersten Materialzusammensetzung an einer ersten
Oberfläche
aufweist, die mit dem dielektrischem Material mit kleinem ε in Kontakt
ist, und weiterhin eine zweite Materialzusammensetzung an einer
zweiten Oberfläche
aufweist, die mit dem metallenthaltenden Gebiet in Kontakt ist.
Des weiteren sind die erste und die zweite Materialzusammensetzung
unterschiedlich zueinander.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere
Ausführungsformen
der vorliegenden Offenbarung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert
und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung
hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert
wird, in denen:
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1a und 1b schematisch
Querschnittsansichten eines modernen Halbleiterbauelements während diverser
Fertigungsphasen zeigen, wobei ein Metallisierungssystem auf der
Grundlage konventioneller Strategien hergestellt wird;
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2a bis 2c schematisch
Querschnittsansichten eines Halbleiterbauelements während diverser
Fertigungsphasen bei der Herstellung einer Öffnung in einem empfindlichen
dielektrischen Material gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
zeigen;
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2d bis 2g vergrößerte Ansichten
eines Teils des in den 2a bis 2c gezeigten Halbleiterbauelements
während
eines selbstbegrenzenden Abscheideprozesses gemäß anschaulicher Ausführungsformen
repräsentieren;
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2h und 2i schematisch
das Halbleiterbauelement während
weiter fortgeschrittener Fertigungsphasen zeigen, wobei ein Metallstrukturelement
in einem empfindlichen dielektrischen Material gemäß noch weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
hergestellt wird;
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2j schematisch
eine Querschnittsansicht eines komplexen Metallisierungssystems
des Halbleiterbauelements zeigt, wobei ein dielektrisches Material
selektiv mittels einer zyklischen Abscheidetechnik gemäß noch weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
aufgebracht wird; und
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2k schematisch
das Halbleiterbauelement während
einer Fertigungssequenz zur Herstellung von Metallstrukturelementen
zeigt, wobei Defekte, die durch eine nicht perfekte Justiergenauigkeit hervorgerufen
werden, auf der Grundlage eines dielektrischen Materials während einer
Wiederherstellungseinstellung kritischer Abmessungen gemäß noch weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
aufgefüllt
werden.
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Detaillierte Beschreibung
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Es
ist zu beachten, dass obwohl die vorliegende Offenbarung mit Bezug
zu den Ausführungsformen
beschrieben ist, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung
dargestellt sind, die detaillierte Beschreibung nicht beabsichtigt,
die vorliegende Offenbarung auf die speziellen offenbarten Ausführungsformen
einzuschränken,
sondern die beschriebenen Ausführungsformen
stellen lediglich beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden
Offenbarung dar, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert
ist.
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Offenbarung Techniken und Halbleiterbauelemente,
in denen das Entfernen einer geschädigten empfindlichen dielektrischen
Oberflächenschicht
während
des Strukturierens von dielektrischen Materialien mit kleinem ε kompensiert
oder sogar überkompensiert
wird, indem ein dielektrisches Material als „Grenzfläche” in einer gut steuerbaren
Weise gebildet wird, wodurch eine weitere Größenreduzierung des Bauelements für vorgegebene
Eigenschaften eines Lithographieprozesses und eines Ätzprozesses
möglich
ist, wobei auch die Möglichkeit
geschaffen wird, dielektrische Materialien mit einer noch kleineren
Dielektrizitätskonstante
im Hinblick auf eine weitere Verbesserung der gesamten Bauteileigenschaften
einzusetzen. Zu diesem Zweck wird in einigen anschaulichen Ausführungsformen
das Abscheiden des zusätzlichen
dielektrischen Materials in einer sehr selektiven Weise erreicht,
indem andere freiliegende Oberflächenbereiche,
etwa eine freigelegte Oberfläche
eines Metallgebiets, in geeigneter Weise behandelt wird, so dass diese
eine hydrophobe Eigenschaft erhält,
wodurch für
einen hohen Grad an Selektivität
während
eines nachfolgenden Abscheideprozesses gesorgt wird, in welchem
Material vorzugsweise auf hydrophilen Oberflächenbereichen des dielektrischen
Materials mit kleinem ε abgeschieden
wird. Folglich können
gut etablierte Abtragungstechniken, beispielsweise auf der Grundlage
von HCL und dergleichen, zum Entfernen der geschädigten Oberflächenbereiche
des dielektrischen Materials mit kleinem ε eingesetzt werden, wodurch
die gewünschten
hydrophilen Oberflächeneigenschaften
geschaffen werden, so dass ein hohes Maß an Kompatibilität mit konventionellen Prozessstrategien
beibehalten wird. Andererseits nehmen die hydrophoben Oberflächenbereiche
im Wesentlichen nicht an einem entsprechend gestalteten Abscheidezyklus
teil, so dass eine gewünschte Materialzusammensetzung
und/oder Schichtdicke für
das zusätzliche
dielektrische Material eingestellt werden kann, ohne dass im Wesentlichen
die hydrophoben Oberflächenbereiche
beeinflusst werden. Auf Grund des hohen Grades an Steuerbarkeit
des Abscheideprozesses können
die Materialeigenschaften während
des Aufwachsens des zusätzlichen
dielektrischen Materials variiert werden, um damit eine noch bessere
Gesamtintegrität
zu schaffen. Beispielsweise können
Teile des zusätzlichen
dielektrischen Materials mit einer gewünschten geringen dielektrischen
Konstante vorgesehen werden, während andere
Bereiche, beispielsweise Oberflächenbereiche,
die mit einem Metallgebiet in Verbindung stehen, eine geeignete
Oberfläche
erhalten, um damit die gesamte Haftung zu verbessern, wodurch die
Zuverlässigkeit
des resultierenden Metallstrukturelements erhöht wird. Durch geeignetes Gestalten
der Grenzflächeneigenschaften
im Hinblick auf das Metallstrukturelement wird somit ein hohes Maß an Flexibilität erreicht,
beispielsweise im Hinblick auf das Auswählen unterschiedlicher Barrierenmaterialien,
so dass das zusätzliche
dielektrische Material als eine geeignete Grenzflächenschicht
dient, die die Verwendung unterschiedlicher Materialien auf beiden
Seiten der Grenzfläche
ermöglicht.
In einigen hierin offenbarten anschaulichen Aspekten enthält das zusätzliche
dielektrische Material geeignete Komponenten, die im Hinblick auf
Strahlung, etwa UV-Licht, empfindlich sind, um damit die Vernetzung
des dielektrischen Materials zu verbessern, wodurch für einen
effizienten Mechanismus zur Erhöhung
der Gesamtintegrität
eines komplexen Metallisierungssystems auf der Grundlage empfindlicher
dielektrischer Materialien geschaffen wird.
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Es
sollte beachtet werden, dass die hierin offenbarten Prinzipien vorteilhafter
Weise auf modernen Metallisierungssystemen angewendet werden können, da
in diesem Zusammenhang die Zunahme der Leistungsverbesserung von
Halbleiterbauelementen durch die Verwendung von dielektrischen Materialien
mit einer noch geringeren relativen Permittivität in Verbindung mit kleineren
kritischen Abmessungen sehr ausgeprägt ist. Folglich kann in dieser
Situation die Entwicklung entsprechender „skalierter” Lithographie-
und Ätztechniken
verschoben werden, da die geschädigten
Oberflächenschichten, die
im Verhältnis
mit einer weiteren Verringerung der kritischen Abmessungen anwachsen
und/oder das Voranschreiten zu dielektrischen Materialien mit einer
noch kleineren relativen Permittivität beschränkter Fähigkeiten dieser Lithographie-
oder Ätztechniken
kompensieren. Jedoch können
die hierin offenbarten Prinzipien auch weniger kritische Metallisierungssysteme
und auf andere Bauteilebenen angewendet werden, in denen empfindliche
dielektrische Materialien auf der Grundlage eingeschränkter Lithographie-
und Ätzeigenschaften
herzustellen sind. Somit sollte die vorliegende Offenbarung nicht
auf die Herstellung von Metallisierungssystemen eingeschränkt gesehen
werden, sofern derartige Einschränkungen
nicht explizit in den angefügten
Patentansprüchen
oder entsprechenden Ausführungsformen,
die in der Beschreibung dargestellt sind, angegeben sind.
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Mit
Bezug zu den 2a bis 2k werden nunmehr
weitere anschauliche Ausführungsformen detaillierter
beschrieben.
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2a zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht eines Halbleiterbauelements 200 in
einer Fertigungsphase, in der ein empfindliches dielektrisches Material
zu strukturieren ist, um eine Öffnung zu
erhalten, die mit einem metallenthaltenden Material zu füllen sind.
In der gezeigten Ausführungsform umfasst
das Halbleiterbauelement 200 ein Substrat 201, das
ein beliebiges geeignetes Trägermaterial
repräsentiert,
um darauf und darin Schaltungselemente, etwa Transistoren, Kondensatoren
und dergleichen zu bilden, die der Einfachheit halber in 2a nicht
gezeigt sind. Beispielsweise besitzt in einigen anschaulichen Ausführungsformen
das Substrat 201 darauf ausgebildet eine Halbleiterschicht,
in und über welcher
Transistorelemente mit kritischen Abmessungen von 50 nm und weniger
vorgesehen sind, die somit ebenfalls geeignete gestaltete Metallstrukturelemente
in einem Metallisierungssystem 220 erfordern. Das Metallisierungssystem 220 enthält eine Metallisierungsschicht 230,
in der ein geeignetes Metallstrukturelement, etwa eine Kontaktdurchführung, eine
Metallleitung und dergleichen, herzustellen ist. In der gezeigten
Ausführungsform
umfasst die Metallisierungsschicht 230 ein dielektrisches
Material 231, das ein geeignetes dielektrisches Material,
etwa ein dielektrisches Material mit kleinem ε und einer gewünschten
geringen Permittivität
aufweisen kann, wie dies auch zuvor erläutert ist. Es sollte beachtet werden,
dass das dielektrische Material 231 aus unterschiedlichen
Materialschichten abhängig
von den gesamten Prozess- und Bauteilerfordernissen aufgebaut sein
kann. Des weiteren umfasst in der gezeigten Ausführungsform das Metallisierungssystem 220 eine
Metallisierungsschicht 210 mit einem geeigneten dielektrischen
Material 211, in welchem ein Metallgebiet 212 eingebettet
ist. Beispielsweise enthält das
Metallgebiet 212 ein leitendes Barrierenmaterial 212a in
Verbindung mit einem gut leitenden Metall 212b, etwa Kupfer
und dergleichen. In anderen anschaulichen Ausführungsformen repräsentiert
das Gebiet 212 ein beliebiges Kontaktgebiet eines Schaltungselements,
etwa eines Drain- oder Sourcebereichs, eines Gateelektrodenanschlusses
und dergleichen, zu welchem eine elektrische Verbindung über die
Metallisierungsschicht 230 herzustellen ist. Ferner kann
eine Öffnung 231v in
dem dielektrischen Material 231 vorgesehen sein, die sich
zu dem Metallgebiet 212 erstreckt, wodurch ein Oberflächenbereich 212s freigelegt
wird. Des weiteren ist eine Ätzmaske 203 über dem
dielektrischen Material 231 möglicherweise in Verbindung
mit anderen geeigneten Materialien, etwa ARC-Materialien und dergleichen,
vorgesehen, wie dies zum Strukturieren des dielektrischen Materials 231 erforderlich
ist.
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Das
Halbleiterbauelement 200 kann auf der Grundlage von Prozesstechniken
hergestellt werden, wie sie auch zuvor mit Bezug zu dem Bauelement 100 beschrieben
sind. Es sollte beachtet werden, dass die Öffnung 231v eine beliebige
gewünschte Öffnung repräsentiert,
etwa eine Kontaktdurchführungsöffnung,
einen Graben und dergleichen, während
in anderen Fällen
ein zusätzlicher
Graben in dem dielektrischen Material 231 so gebildet wird, dass
dieser mit der Öffnung 231v gemäß gut etablierter
dualer Damaszener-Strategien verbun den ist. Somit sollte die vorliegende
Offenbarung nicht auf einen speziellen Prozessablauf zur Strukturierung
des dielektrischen Materials 231 eingeschränkt betrachtet werden,
sofern derartige Einschränkungen
nicht explizit in den angefügten
Patentansprüchen
dargelegt sind.
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Die
Metallisierungsschicht 210 kann auf der Grundlage ähnlicher
Prozesstechniken hergestellt werden, wie sie ebenfalls angewendet
werden können,
wenn die Metallisierungsschicht 230 strukturiert wird,
wie dies auch nachfolgend detaillierter erläutert ist. Folglich wird das
dielektrische Material 231 mit einer geeigneten Abscheidetechnik
aufgebracht, um damit die gewünschte
Materialeigenschaften zu erhalten. In einigen anschaulichen Ausführungsformen umfasst
das Material 231 Silizium in Verbindung mit anderen Komponenten,
etwa Wasserstoff, Sauerstoff und dergleichen. Z. B. sind eine Vielzahl
von dielektrischen Materialien mit kleinem ε auf Grundlage dieser Sorten
im Stand der Technik gut bekannt. Beispielsweise kann eine Materialzusammensetzung mit
Silizium, Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff verwendet werden,
wobei die dielektrische Konstante auf der Grundlage des Grades an
Porosität,
den Abscheidebedingungen und dergleichen eingestellt werden kann.
Im Allgemeinen führt
eine geringere Dichte des Materials zur einer geringeren dielektrischen
Konstante. Anschließend
wird die Ätzmaske 203 gebildet
und es wird ein Ätzprozess 204 ausgeführt, um
durch das Material 231 zu ätzen, während andere Materialschichten,
etwa, Ätzstoppmaterialien und
dergleichen anschließend
geätzt
werden, um schließlich
den Oberflächenbereich 212s freizulegen.
Wie zuvor erläutert
ist, führen
die Eigenschaften des Ätzprozesses 204 und
des zur Bereitstellung der Ätzmaske 203 angewendeten
Lithographieprozesses zu einer gewissen minimalen kritischen Abmessung 231c,
die die minimale kritische Abmessung repräsentiert, die für die weitere
Bearbeitung des Bauelements 200 erforderlich ist, während in
anderen Fällen
eine noch geringere kritische Abmessung erforderlich ist, wenn modernste
Halbleiterbauelement betrachtet werden, in denen die Eigenschaften
aktuell verfügbare
Lithographieprozess und/oder des Ätzprozesses 204 eine
weitere Verringerung der kritischen Abmessung 231c nicht
zulassen.
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2b zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement 200 in einem weiter
fortgeschrittenen Herstellungsstadium nach dem Entfernen der Ätzmaske 204.
Wie zuvor erläutert
ist, führt
die Einwirkung auf das dielektrische Material 213 durch
die diversen reaktiven Umgebungen, etwa einer Plasmaumgebung zum
Entfernen von Ätzmasken
und Lackmaterial und dergleichen, zu einem Grad an Schädigung,
der von den Eigenschaften der vorhergehen den Ätzprozesse und den Eigenschaften
des Materials 231 abhängt. Typischerweise
führt eine
geringere Dielektrizitätskonstante
zu einer größeren Dicke
einer geschädigten
Materialschicht 232. Daher wird die Schicht 232 entfernt,
was auf der Grundlage gut etablierter Prozesstechniken bewerkstelligt
werden kann, etwa unter Anwendung einer geeigneten Chemie in Form
von HCL und dergleichen. Während
des Ätzprozesses 202 wird
daher die Schicht 232 abgetragen, wobei in einigen anschaulichen
Ausführungsformen
die Ätzchemie
des Prozesses 202 geeignet so gewählt wird, dass der freigelegte
Oberflächenbereich 212f im
Hinblick auf einen Abscheideprozess passiviert wird, der in einer
späteren
Fertigungsphase ausgeführt
wird. Beispielsweise sind geeignete Passivierungsmaterialien für Kupfermaterial
gut bekannt und können
zu diesem Zweck eingesetzt werden. Beispielsweise können Triazol
oder Abkömmlinge
davon, etwa BTA (Benzentriazol) und dergleichen in Verbindung mit
reaktiven Mitteln, etwa HCl eingesetzt werden. In anderen Fällen wird
ein anderes geeignetes schwefelenthaltendes Mittel verwendet, solange
eine gewünschte
Passivierung des freigelegten Oberflächenbereichs 212s erreicht
wird. In einigen anschaulichen Ausführungsformen wird die Passivierung
des freigelegten Oberflächenbereichs 212s bewerkstelligt,
indem eine hydrophobe Oberflächeneigenschaft
am Bereich 212s auf der Grundlage der chemischen Reaktion
des passivierenden Mittels während
des Ätzprozesses 202 geschaffen
wird. In anderen anschaulichen Ausführungsformen wird der Vorgang
des Passivierens des freigelegten Oberflächenbereichs 212s als
ein separater Schritt ausgeführt,
beispielsweise vor oder nach dem Entfernen der geschädigten Oberflächenschicht 232.
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2c zeigt
schematisch das Bauelement 200 nach dem Entfernen der Schicht 232 und
mit einer Passivierungsschicht 232p, die auf dem Oberflächenbereich 212s gebildet
ist. Folglich besitzt die Öffnung 231v eine
größere laterale
Abmessung, wie sie durch 231d angegeben ist.
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2d zeigt
schematisch eine größere Ansicht
eines Teils des Bauelements 200, wie dies durch den Kreis
in 2c angegeben ist. Wie gezeigt, besitzt die Passivierungsschicht 212p eine
hydrophobe Oberfläche,
wie dies durch die entsprechenden Oberflächenbindungen „R” angegeben
ist, die im Wesentlichen nicht einer chemischen Reaktion während eines
nachfolgenden Abscheideprozesses teilnehmen. Andererseits besitzt
die Siliziumsorte an einer Oberfläche 231s innerhalb
der Öffnung 231v und
auch an anderen freiliegenden Oberflächenbereichen des dielektrischen
Materials 231 eine hydrophile Eigenschaft auf Grund der
vorhergehenden Behandlung 202 (siehe 2b).
Folglich sind entsprechende Hydroxilgruppen für eine Oberflächenreaktion
für einen
nachfolgenden Abscheideprozess verfügbar.
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2i zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement während eines Abscheideprozesses 205, der
in einigen anschaulichen Ausführungsformen
einen selbstbeschränkenden
Abscheideprozess repräsentiert,
in welchem mehrere Abscheidezyklen ausgeführt werden, um mehrere Oberflächenschichten mit
gut definierter Dicke und Materialzusammensetzung zu bilden. In
der gezeigten Ausführungsform wird
ein Vorstufengas 205a eingeführt, das mit den OH-Gruppen
der hydrophilen Oberflächenbereiche reagiert,
während
die Passivierungsschicht 212p im Wesentlichen nicht an
der chemischen Reaktion teilnimmt. Beispielsweise enthalten die
Moleküle
des Vorstufenmaterials 205a CL-Bindungen mit einem zentralen
Siliziumatom und besitzen auch Funktionsgruppen Y1 und Y2, die so
ausgewählt
werden können,
dass die gesamten Eigenschaften des abzuscheidenden dielektrischen
Materials eingestellt werden. Beispielsweise werden die Y1, Y2 Gruppen
so ausgewählt,
um in geeigneter Weise die schließlich erreichte Lichteigenschaft
einzustellen, beispielsweise unter Anwendung von Fertigmolekülen, um
ein äußerst poröses dielektrisches
Material mit einem gut definierten Kerndurchmesser, der durch die
Geometrie der Moleküle
Y1 und/oder Y2 definiert ist, zu erzeugen. In anderen Fallen werden
einfachere Moleküle
verwendet, beispielsweise in speziellen Phasen des Abscheideprozesses 205,
um ein dichteres Material zu erzeugen, wobei auch eine Anpassung
an andere Materialien erreicht werden kann, die in die Öffnung 231v in
einer späteren
Fertigungsphase eingefüllt
werden. Beispielsweise wird in einer abschließenden Phase des Abscheideprozesses 205 ein
geeignetes Material, etwa Stickstoff und dergleichen, in die Vorstufensorte 205a eingeführt, um
die Haftung an ein Barrierenmaterial, etwa Tantalnitrid und dergleichen
zu verbessern. Des weiteren werden in einigen anschaulichen Ausführungsformen
UV reaktive organische Moleküle
verwendet für
Molekül
Y1 und/oder das Molekül
Y2, wodurch eine durch UV hervorgerufene Vernetzung des dielektrischen
Materials, das während
des Prozesses 205 abgeschieden wird, ermöglicht wird.
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Beispielsweise
reagiert beim Einführen
des Vorstufenmaterials 205a eine der Chlorverbindungen mit
einer entsprechenden OH-Gruppe, wodurch HCL freigesetzt wird und
eine Oberflächenschicht
gebildet wird, in deren Dichte auf der Grundlage der Temperatur
während
des Abscheideprozesses 205 einstellbar ist. Beispielsweise
kann eine Temperatur von ungefähr
20 Grad C bis 300 Grad C angewendet werden.
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2f zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement 200 nach einem ersten
Abscheideschritt des Prozesses 205. Somit ist eine erste
Schicht 233a auf einen freigelegten hydrophilen Oberflächenbereich gebildet,
wobei die Materialeigenschaften im Wesentlichen durch die Gruppen
Y1 und Y2 festgelegt sind, wie dies zuvor erläutert ist.
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2g zeigt
schematisch das Bauelement 200 während eines weiteren Schritts
des Abscheideprozesses 205. Wie gezeigt, wird das Bauelement mit
Wasser gespült,
wodurch die verbleibenden Chlorverbindungen der Schicht 233 aktiviert
werden, so dass eine weitere OH-Gruppe für einen weiteren Abscheidezyklus
verfügbar
ist. Folglich kann abhängig
von der gewünschten
Materialzusammensetzung und der Dicke des dielektrischen Materials
eine entsprechende Anzahl an Abscheide- und Spülzyklen eingesetzt werden.
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2h zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement 200 nach dem Ende
des Abscheideprozesses 205. Wie gezeigt, ist eine dielektrische
Materialschicht 233 so gebildet, dass diese eine gewünschte Dicke
aufweist, um damit die gewünschte
kritische Abmessung 231e zu erhalten, die gemäß den gesamten
Bauteilerfordernissen eingestellt wird. Beispielsweise ist die kritische
Abmessung 231e ungefähr
gleich der kritischen Abmessung 231c (siehe 2a)
oder diese kann auch kleiner sein, wie dies zuvor erläutert ist.
Des weiteren umfasst in der gezeigten Ausführungsform die dielektrische
Materialschicht 233 die Schicht 233a und mindestens
eine weitere Schicht 233b mit einer anderen Materialzusammensetzung
im Vergleich zur Schicht 233a. Beispielsweise sind die
Materialzusammensetzungen der Schichten 233a, 233b so
ausgewählt,
dass eine geeignete Grenzfläche
geschaffen wird, um eine Verbindung mit dem Material 231 auf
der einen Seite und eine Verbindung mit einem metallenthaltenden
Material herzustellen, das in die Öffnung 231V in einer späteren Fertigungsphase
einzufüllen.
Es sollte jedoch beachtet werden, dass mehrere unterschiedliche
Materialzusammensetzungen durch geeignetes Auswählen eines oder beider der
Moleküle
Y1, Y2 eingestellt werden können,
wie dies zuvor erläutert ist.
Danach wird die weitere Bearbeitung auf der Grundlage gut etablierter
Prozesstechniken fortgesetzt. D. h., es kann ein Barrierenmaterial
abgeschieden werden und nachfolgend wird die Öffnung 231v mit einem
geeigneten Metall, etwa Kupfer, gefüllt, was auf Grundlage elektrochemischer
Abscheidetechniken bewerkstelligt werden kann.
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2i zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement 200 in einer weiter
fortgeschrittenen Fertigungsphase, in der ein Metallgebiet 235,
beispielsweise in Form einer Kontaktdurchführung, eines Grabens und dergleichen,
vorgesehen ist und ein leitendes Barrierenmaterial 235a und
ein gut leitendes Metall 235b aufweist. Des weiteren bietet
die dielektrische Materialschicht 233 die gewünschten
Grenzflächeneigenschaften
zwischen dem Metallgebiet 235 und dem dielektrischen Material 231.
Beispielsweise kann durch das Vorsehen eines moderat dichten Materials
in der Schicht 233b eine erhöhte Integrität des Metallstrukturelements 235 erreicht
werden, beispielsweise im Hinblick auf die weitere Bearbeitung und
vorhergehende Prozesse, etwa CMP (chemisch-mechanisches Polieren),
das typischerweise zum Entfernen von überschüssigem Material eingesetzt
wird, wenn das leitende Barrierenmaterial 235a und das
Metall 235b eingefüllt
werden. Des weiteren kann eine erhöhte Haftung an dem Barrierenmaterial 235a erreicht
werden, indem die Eigenschaften zumindest der Schicht 233b in
geeigneter Weise angepasst werden.
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2j zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement 200 gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen,
in denen die Metallisierungsschicht 230 gemäß einer
dualen Damaszener-Strategie
hergestellt wird, wie dies auch zuvor mit Bezug zu dem Bauelement 100 beschrieben
ist. Folglich umfasst die Metallisierungsschicht 230 zumindest
einige der Metallgebiete 235 in Form von Metallleitungen 235t in
Verbindung mit einer Kontaktdurchführung 235v, die eine
Verbindung zu einem entsprechenden Metallgebiet 212 herstellt,
das in der Metallisierungsschicht 210 gebildet ist. Des
weiteren sind entsprechende dielektrische Materialien 213 und 214 bei
Bedarf vorgesehen, wie dies auch zuvor mit Bezug zu den Schichten 113 und 114 erläutert ist.
Im Hinblick auf die Fertigungssequenz zur Herstellung des Halbleiterbauelements 200,
wie es in 2j gezeigt ist, gelten die gleichen
Kriterien, wie sie zuvor mit Bezug zu dem Bauelement 100 im
Zusammenhang mit dem Bauelement, das zuvor beschrieben ist, angegeben sind,
wenn die dielektrische Materialschicht 233 hergestellt
wird und auch wenn die Dicke und deren Materialzusammensetzung eingestellt
wird.
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2k zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement 200 in einer Fertigungsphase,
in der der Abscheideprozess 205 ausgeführt wird. Wie gezeigt, wurde
während
des vorhergehenden Fertigungsablaufs ein gewisses Maß an Fehljustierung
ggf. während
der Herstellung der Kontaktlochöffnung 231v erzeugt,
so dass die entsprechenden Ätzprozesse
zu einem deutlichen Materialabtrag der Schicht 211 führten. Somit
kann ein entsprechender Hohlraum 211a erzeugt werden, der
gemäß konventioneller Prozesstechniken äußerst proble matisch
im Hinblick auf die Zuverlässigkeit
während
der weiteren Bearbeitung des Bauelements 200 ist. Während des
Abscheideprozesses 205 wird jedoch Material der Schicht 233 auch
in dem Hohlraum 211a abgeschieden, wodurch zumindest dessen
Größe verringert wird,
wodurch bessere Bedingungen während
des nachfolgenden Fertigungsablaufs geschaffen werden, beispielsweise
zur Herstellung des leitenden Barrierenmaterials und des gut leitenden
Metalls.
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Es
gilt also: Die vorliegende Offenbarung stellt Verfahren und Halbleiterbauelemente
bereit, in denen die Integrität
modernster Bauteilstrukturen mit empfindlichen dielektrischen Materialien
verbessert wird und/oder kritische Abmessungen auf der Grundlage
eines selektiven Abscheideprozesses eingestellt werden können, wodurch
ein hohes Maß an Steuerbarkeit
im Hinblick auf die Materialzusammensetzung und die Dicke erreicht
wird. Folglich können gut
etablierte Lithographie- und Ätztechniken
im Zusammenhang mit einer weiteren Reduzierung der Größe von Bauteilabmessungen
und dielektrischen Materialien mit geringer Permittivität eingesetzt
werden, da entsprechende geschädigte
Bereiche effizient mittels eines geeigneten Materials ersetzt werden können, dessen
Dicke und Zusammensetzung in präziser
Weise steuerbar sind.
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Weitere
Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Offenbarung werden
für den
Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese
Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann
die allgemeine Art und Weise des Ausführens der hierin offenbarten
Prinzipien zu vermitteln. Selbstverständlich sind die hierin gezeigten
und beschriebenen Formen als die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zu
betrachten.