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Gebiet der vorliegenden Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft allgemein die Herstellung integrierter Schaltungen und betrifft insbesondere die Kontaktebene eines Halbleiterbauelements, in der Kontaktbereiche von Halbleiterschaltungselementen, etwa von Gateelektroden oder Drain- und Sourcegebieten, mit dem Metallisierungssystem des Halbleiterbauelements auf der Basis von Kontaktelementen verbunden sind.
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Beschreibung des Stands der Technik
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In modernen integrierten Schaltungen, etwa in Mikroprozessoren, Speicherbauelementen und dergleichen, ist eine sehr große Anzahl von Schaltungselementen, insbesondere von Transistoren, vorgesehen und diese werden auf einem beschränkten Chipflächenbereich betrieben. Obwohl ein großer Fortschritt über die vergangenen Jahrzehnte im Hinblick auf eine größere Leistungsfähigkeit und kleinere Strukturgrößen der Schaltungselemente erreicht wurde, zwingt die stetige Forderung nach höherer Funktionsvielfalt in elektronischen Bauelementen die Halbleiterhersteller dazu, die Abmessungen der Schaltungselemente zu verringern und deren Arbeitsgeschwindigkeit zu erhöhen. Die kontinuierliche Verringerung der Strukturgrößen erfordert jedoch große Anstrengungen beim Umgestalten von Prozesstechniken und beim Entwickeln neuer Prozessstrategien und Prozessanlagen, um den Entwurfsregeln zu entsprechen. Im Allgemeinen ist für komplexe Schaltungen, die komplexe Logikbereiche enthalten, die MOS-Technologie aktuell eine bevorzugte Befestigungstechnik im Hinblick auf das Bauteilleistungsverhalten und/oder die Leistungsaufnahme und/oder die Kosteneffizienz. In integrierten Schaltungen mit Logikbereichen, die durch die MOS-Technologie hergestellt sind, wird eine große Anzahl an Feldeffekttransistoren (FET's) vorgesehen, die typischerweise in einem geschalteten Modus betrieben werden, d. h. diese Bauelemente weisen einen sehr gut leitenden Zustand (Ein-Zustand) und einen hochohmigen Zustand (Aus-Zustand) auf. Der Zustand des Feldeffekttransistors wird durch eine Gateelektrode gesteuert, die beim Anlegen einer geeigneten Steuerspannung die Leitfähigkeit eines Kanalgebiets steuert, das zwischen einem Drainanschluss und einem Sourceanschluss ausgebildet ist.
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Auf der Grundlage von Feldeffekttransistoren werden komplexe Schaltungskomponenten aufgebaut, etwa Inverter und dergleichen, wodurch komplexe Logikschaltungen, Speicherbauelemente und dergleichen entstehen. Auf Grund der geringeren Abmessungen erhöhte sich die Arbeitsgeschwindigkeit dieser Schaltungskomponenten bei der Einführung jeder neuen Schaltungsgeneration, wobei jedoch der begrenzende Faktor für die schließlich erreichte Arbeitsgeschwindigkeit komplexer integrierter Schaltungen nicht mehr die einzelnen Transistorelemente sind, sondern das elektrische Verhalten des komplexen Verdrahtungsnetzwerkes ausschlaggebend ist, das über der Bauteilebene ausgebildet ist, die die eigentlichen halbleiterbasierten Schaltungselemente, etwa Transistoren und dergleichen, enthält. Auf Grund der großen Anzahl an Schaltungselementen und auf Grund des erforderlichen komplexen Aufbaus moderner integrierter Schaltungen können typischen die elektrischen Verbindungen der einzelnen Schaltungselemente nicht in der gleichen Bauteileebene hergestellt werden, in der die Schaltungselemente aufgebaut sind, sondern es sind eine oder mehrere zusätzliche Metallisierungsschichten erforderlich, die allgemein metallenthaltende Leitungen, die für die elektrische Verbindung innerhalb der Ebene sorgen, und auch eine Vielzahl an Verbinden zwischen den Ebenen enthalten, die auch als Kontaktdurchführungen bezeichnet werden, enthalten. Diese Verbindungsstrukturen enthalten ein geeignetes Metall und sorgen für die elektrische Verbindungen der einzelnen Schaltungselemente und der diversen gestapelten Metallisierungsschichten.
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Um eine Verbindung der Schaltungselemente mit den Metallisierungsschichten herzustellen, wird eine geeignete Kontaktstruktur vorgesehen, die ein entsprechendes Kontaktgebiet eines Schaltungselements, etwa eine Gateelektrode und/oder die Drain- und Sourcegebiete von Transistoren, mit einer entsprechenden Metallleitung in der ersten Metallisierungsschicht verbindet. Die Kontaktstruktur enthält Kontaktelemente oder Kontaktpfropfen, die in einem dielektrischen Zwischenschichtmaterial ausgebildet sind, das die Schaltungselemente umgibt und passiviert. Bei der weiteren Verringerung der kritischen Abmessungen der Schaltungselemente in der Bauteilebene müssen auch die Abmessungen der Metallleitungen, Kontaktdurchführungen und Kontaktelemente an die kleineren Abmessungen angepasst werden, wodurch komplexe metallenthaltende Materialien und dielektrische Materialien erforderlich sind, um die parasitäre Kapazität in den Metallisierungsschichten zu verringern und um eine ausreichend hohe Leitfähigkeit der einzelnen Metallleitungen und Kontaktdurchführungen sicherzustellen. Beispielsweise wird im komplexen Metallisierungssystemen Kupfer in Verbindung mit dielektrischen Materialien mit kleinem ε verwendet, die als dielektrische Materialien zu verstehen sind, die eine Dielektrizitätskonstante von 3,0 oder weniger besitzen, so dass das erforderliche elektrische Leistungsverhalten und das Elektromigrationsverhalten erreicht wird, wie dies im Hinblick auf die Zuverlässigkeit und das Verhalten der integrierten Schaltungen erforderlich ist. Folglich besitzen in tieferliegenden Metallisierungsebenen Metallleitungen und Kontaktdurchführungen kritische Abmessungen von ungefähr 100 nm und deutlich weniger, um damit die erforderliche „Packungsdichte” entsprechend der Dichte der Schaltungselemente in der Bauteilebene zu erreichen.
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Bei einer weiteren Verringerung der Abmessungen der Schaltungselemente, beispielsweise bei Anwendung kritischer Abmessungen von 50 nm und darunter, müssen somit die Kontaktelemente in der Kontaktebene mit geeigneten kritischen Abmessungen in der gleichen Größenordnung vorgesehen werden. Die Kontaktelemente sind typischerweise Pfropfen, Gräben und dergleichen, die aus einem geeigneten Metall oder einer Metallzusammensetzung hergestellt sind, wobei in komplexen Halbleiterbauelementen Wolfram in Verbindung mit geeigneten Barrierenmaterialien sich als ein zuverlässiges Kontaktmetall erwiesen hat. Bei der Herstellung von wolframbasierten Kontaktelementen wird typischerweise das dielektrische Zwischenschichtmaterial zuerst hergestellt und wird dann strukturiert, um Kontaktöffnungen zu erhalten, die sich durch das dielektrische Zwischenschichtmaterial bis zu den entsprechenden Kontaktbereichen der Schaltungselemente erstrecken. Zu diesem Zweck müssen Öffnungen mit sehr unterschiedlichen Tiefen in dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial hergestellt werden, um eine Verbindung zu Gateelektrodenstrukturen oder anderen leitenden Elementen herzustellen, die über der Halbleiterschicht ausgebildet sind, während andere Kontaktöffnungen sich bis hinab zu der Halbleiterschicht erstrecken, d. h. bis zu Kontaktbereichen, die darin ausgebildet sind. Insbesondere in dicht gepackten Bauteilgebieten beträgt die laterale Größe der Drain- und Sourcebereiche und somit die verfügbare Fläche für die Kontaktgebiete 100 nm und weniger, wodurch extrem komplexe Lithographie- und Ätztechniken erforderlich sind, um die Kontaktöffnungen mit gut definierten lateralen Abmessungen und mit einem hohen Grad an Justiergenauigkeit herzustellen, wobei die unterschiedliche Ätztiefe zusätzlich zur gesamten Komplexität des Strukturierungsprozesses beiträgt. Nach dem Freilegen der Kontaktbereiche, die häufig in Form von Metallsilizidgebieten vorgesehen wird, wird häufig ein Barrierenmaterial bereitgestellt, beispielsweise in Form eines Materialssystems mit Titan und Titannitrid, wobei das Titanmaterial für die erforderlichen Hafteigenschaften sorgt, während das Titannitridmaterial die Integrität des dielektrischen Zwischenschichtmaterials während der nachfolgenden Abscheidung des Wolframmaterials bewahrt, was auf der Grundlage komplexer CVD-Techniken bewerkstelligt wird, in denen ein direkter Kontakt zwischen siliziumdioxidbasierten Materialien und der Abscheideumgebung zum Abscheiden des Wolframmaterials zu vermeiden ist. Typischerweise geht der Abscheidung des Wolframmaterials das Abscheiden einer Nukleationsschicht oder Saatschicht voraus, die auf der Basis von Wolfram hergestellt ist, was bewerkstelligt werden kann mittels eines speziellen Abscheideschrittes, nach welchem das eigentliche Füllmaterial vorgesehen wird. Nach dem Abscheiden dieser Materialien wird überschüssiges Material entfernt, beispielsweise durch CMP (chemisch-mechanisches Polieren), wodurch die isolierten Kontaktelemente in dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial erzeugt werden. Obwohl diese Prozesssequenz zum Strukturieren der Kontaktöffnungen und zum Füllen dieser Öffnungen mit Barrierenmaterialien und Wolfram zu Kontaktelementen mit einem gewünschten Kontaktwiderstand für Halbleiterbauelemente mit kritischen Abmessungen von 50 nm führt, ergibt eine weitere Reduzierung der Größe der Transistoren einen erhöhten Kontaktwiderstand, der dann nicht mehr mit den Bauteilerfordernissen verträglich ist. D. h., bei einer weiteren Größenreduzierung der Bauelemente stellt der erhöhte Kontaktwiderstand, der sich aus konventionellen wolframbasierten Kontaktschemata ergibt, einen begrenzenden Faktor für die Arbeitsgeschwindigkeit der integrierten Schaltungen dar, wodurch zumindest teilweise Vorteile aufgehoben werden, die durch die weitere Verringerung der kritischen Abmessungen der Bauteilebene gewonnen werden.
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Insbesondere der Materialabtragungsprozess zum Entfernen von überschüssigem Material des Wolframs nach dem Füllen der Kontaktöffnungen repräsentiert einen kritischen Prozessschritt, da ein zuverlässiges Entfernen von überschüssigem Metall sichergestellt sein muss, wodurch geeignet eingestellte Nachpolierprozesszeiten erforderlich sind, die jedoch zu einer ausgeprägten Oberflächentopographie führen können. Folglich findet die weitere Bearbeitung, d. h. das Abscheiden und dass Strukturieren des dielektrischen Materials der ersten Metallisierungsschicht, auf der Grundlage der ausgeprägten Oberflächentopographie statt. Ferner wurde insbesondere erkannt, dass ein erhöhter Kontaktwiderstand durch den höheren Widerstand der leitenden Barrierenmaterialien hervorgerufen wird, da bei einer weiteren Bauteilgrößenreduzierung die Menge des Wolframmaterials verringert werden muss, während die Dicke des leitenden Barrierenmaterials nicht in entsprechender Weise verringert werden kann. Folglich steigt der Anteil an dem gesamten Kontaktwiderstand des leitenden Barrierenmaterials bei einer weiteren Verringerung der Bauteilgrößen an. Ferner trägt auch die Diskontinuität in den Materialien zwischen der ersten Metallisierungsschicht und den Kontaktelementen, d. h. der Übergang von dem gut leitenden Kupfer zu dem Wolframmaterial in Verbindung mit dem leitenden Barrierenmaterial, das in der Metallleitung ausgebildet ist, zunehmend zum gesamten Kontaktwiderstand bei, insbesondere wenn die Bauteilgrößen weiter verringert werden. In komplexen Halbleiterbauelementen beeinträchtigen somit die konventionellen wolframbasierten Kontaktschemata zunehmend das Bauteilleistungsverhalten, selbst wenn sehr komplexe Halbleiterkontaktelemente in der Bauteilebene des Halbleiterbauelements vorgesehen sind.
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Angesichts der zuvor beschriebenen Situation betrifft die vorliegende Erfindung Halbleiterbauelemente und Fertigungstechniken, in denen Kontaktelemente in komplexen Halbleiterbauelementen vorgesehen werden, wobei eines oder mehrere der oben erkannten Probleme vermieden oder zumindest in der Auswirkung reduziert werden.
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Überblick über die Erfindung
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Im Allgemeinen stellt die vorliegende Erfindung Halbleiterbauelemente und Fertigungstechniken bereit, in denen die Kontaktebene komplexer Halbleiterbauelemente Kontaktelemente erhält, etwa Kontaktpfropfen, Kontaktgrößen und dergleichen, die ein besseres elektrisches Leistungsverhalten aufweisen, ohne dass zusätzliche komplexe Prozessschritte erforderlich sind. Dazu werden Kontaktöffnungen in dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial hergestellt, d. h. in dem Material, das über und benachbart zu den Schaltungselementen, etwa den Transistoren, in der Bauteilebene des Halbleiterbauelements ausgebildet ist, wobei dies auf der Grundlage eines geeigneten Strukturierungsschemas erfolgt, ohne dass jedoch das Kontaktfüllmaterial vorgesehen wird. Während des Abscheidens des dielektrischen Materials der ersten Metallisierungsschicht wird eine unerwünschte Materialabscheidung in den zuvor strukturierten Kontaktöffnungen unterdrückt und nach dem Ausbilden geeigneter Gräben in dem dielektrischen Material der Metallisierungsschicht werden die Kontaktöffnungen und der Graben mit einem geeigneten leitenden Material, etwa kupferbasierten Materialien, Silber, und dergleichen gefüllt, möglicherweise in Verbindung mit leitenden Barrierenmaterialien, wodurch ein im wesentlichen homogener Übergang zwischen der Metallleitung und dem Kontaktelement erzeugt wird. Folglich wird ein verbesserter gesamter Kontaktwiderstand erreicht, da im Allgemeinen ein Kontaktmaterial mit besserer Leitfähigkeit vorgesehen wird, während gleichzeitig leitende Barrierenmaterialien zwischen den Kontaktelementen und der Metallleitungen der ersten Metallisierungsschicht vermieden werden, die ansonsten zu einem deutlich höheren Kontaktwiderstand in komplexen Halbleiterbauelementen beitragen würden.
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Ein anschauliches hierin offenbartes Verfahren betrifft die Herstellung eines Kontaktelements in einem Halbleiterbauelement. Das Verfahren umfasst das Bilden eines Opferfüllmaterials in einer Kontaktöffnung, die in einem dielektrischen Zwischenschichtmaterial ausgebildet ist, wobei die Kontaktöffnung eine Verbindung zu einem Kontaktbereich eines Schaltungselements herstellt, das in einem Halbleitergebiet eines Halbleiterbauelements ausgebildet ist. Das Verfahren umfasst ferner das Bilden eines dielektrischen Materials einer Metallisierungsschicht über dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial, das das Opferfüllmaterial enthält. Des weiteren umfasst das Verfahren das Bilden eines Grabens in dem dielektrischen Material derart, dass eine Verbindung zu der Kontaktöffnung entsteht, und umfasst das Entfernen des Opferfüllmaterials durch den Graben. Ferner umfasst das Verfahren das Füllen der Kontaktöffnung und des Grabens mit einem leitenden Material.
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Ein noch weiteres anschauliches hierin offenbartes Verfahren umfasst das Bilden einer Kontaktöffnung in einem dielektrischen Zwischenschichtmaterial, das über und benachbart zu einem Schaltungselement eines Halbleiterbauelements ausgebildet ist. Das Verfahren umfasst ferner das Bilden eines dielektrischen Materials einer ersten Metallisierungsschicht über dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial und der Kontaktöffnung. Ferner umfasst das Verfahren das Bilden eines Grabens einer Metallleitung der ersten Metallisierungsschicht in dem dielektrischen Material derart, dass er mit der Kontaktöffnung in Verbindung steht. Des weiteren umfasst das Verfahren das Füllen der Kontaktöffnung und des Grabens mit einem leitenden Material durch Ausführen einer Abscheidesequenz gemeinsam für die Kontaktöffnung und dem Graben.
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Ein anschauliches hierin offenbartes Halbleiterbauelement umfasst ein Schaltungselement, das in und über einem Halbleitergebiet ausgebildet ist, wobei das Schaltungselement einen Kontaktbereich aufweist. Das Halbleiterbauelement umfasst ferner ein dielektrisches Zwischenschichtmaterial, das über und benachbart zu dem Schaltungselement ausgebildet ist, und umfasst ein Kontaktelement, das in dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial ausgebildet ist und mit dem Kontaktbereich in Verbindung steht. Des weiteren umfasst das Halbleiterbauelement eine Metallisierungsschicht mit einem dielektrischen Material und einer Leitung, die in dem dielektrischen Material ausgebildet ist, wobei die Leitung mit dem Kontaktelement in Verbindung steht und mindestens ein leitendes Material aufweist, das sich kontinuierlich zu einer Unterseite des Kontaktelements erstreckt.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung 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 bis 1h schematisch Querschnittsansichten eines Halbleiterbauelements während diverser Fertigungsphasen zeigen, wenn eine Kontaktebene, die eine Verbindung zu einer ersten Metallisierungsschicht herstellt, auf der Grundlage einer Damaszener-Strategie hergestellt wird, um die Kontaktöffnung und die Metallleitung gemäß anschaulicher Ausführungsformen gemeinsam zu füllen;
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1i schematisch das Halbleiterbauelement gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen zeigt, in denen das Strukturieren des dielektrischen Materials der Metallisierungsschicht ohne dass Vorsehen eines Ätzstoppmaterials ausgeführt wird; und
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1j bis 1l schematisch Querschnittsansichten des Halbleiterbauelements gemäß noch weiterer anschaulicher Ausführungsformen zeigen, in denen das dielektrische Material der ersten Metallisierungsschicht über den Kontaktöffnungen ohne dass Aufbringen eines Opferfüllmaterials vorgesehen wird.
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Detaillierte Beschreibung
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Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den Zeichnungen dargestellt sind, sollte beachtet werden, dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen anschaulichen offenbarten Ausführungsformen einzuschränken, sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung dar, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.
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Die vorliegende Erfindung stellt allgemein Halbleiterbauelemente und Fertigungstechniken bereit, in denen Kontaktelemente, etwa Kontaktpfropfen, Kontaktgrößen, und dergleichen mit einem besseren elektrischen Leistungsverhalten hergestellt werden, indem ein im Wesentlichen kontinuierlicher Übergang zwischen dem leitenden Material der Metallleitungen in der ersten Metallisierungsschicht und den Kontaktelementen erzeugt wird. Andererseits wird der Strukturierungsprozess zum Bereitstellen der Kontaktöffnungen von dem Strukturierungsprozess zur Herstellung der Gräben und der ersten Metallisierungsschicht getrennt, wodurch eine bessere Prozesssteuerung ermöglicht wird. In einigen anschaulichen hierin offenbarten Ausführungsformen werden die Kontaktöffnungen mit einem Opferfüllmaterial gefüllt, etwa einem Polymermaterial und dergleichen, das effizient in einer späteren Fertigungsphase entfernt werden kann, das jedoch für eine bessere Oberflächentopographie sorgt, wenn das dielektrische Material des Metallisierungssystems abgeschieden wird. Das dielektrische Material der Metallisierungsschicht umfasst in einigen anschaulichen Ausführungsformen ein Ätzstoppmaterial, um damit eine bessere Prozesssteuerung bei der Ausbildung von Gräben der Metallisierungsschicht zu erreichen. In anderen anschaulichen Ausführungsformen wird das dielektrische Material der Metallisierungsschicht, etwa in Form eines dielektrischen Materials mit kleinem ε, direkt auf dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial und dem Opferfüllmaterial ausgebildet, wodurch die Gesamtprozesskomplexität verringert und das elektrische Verhalten des gesamten Verdrahtungssystems des Halbleiterbauelements verbessert wird.
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In noch anderen anschaulichen Ausführungsformen wird ein Teil des dielektrischen Materials der ersten Metallisierungsschicht über dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial so abgeschieden, dass die Kontaktöffnungen, die darin ausgebildet sind, im Wesentlichen geschlossen werden, ohne dass nennenswerte Mengen des dielektrischen Materials darin abgeschieden werden. Während der weiteren Bearbeitung kann folglich das dielektrische Material so strukturiert werden, dass darin Gräben erzeugt werden, wodurch ebenfalls die Kontaktöffnung vor dem Ausführen eines gemeinsamen Füllprozesses effizient wieder geöffnet wird, um ein gewünschtes leitendes Material für die erste Metallisierungsschicht und die Kontaktebene des Halbleiterbauelements einzufüllen.
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Mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen werden nunmehr weitere anschauliche Ausführungsformen detaillierter beschrieben.
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1a zeigt schematisch eine Querschnittsansicht eines Halbleiterbauelements 100, das ein Substrat 101 und eine Halbleiterschicht 102 aufweist. Das Substrat 101 ist ein beliebiges geeignetes Trägermaterial, um darüber die Halbleiterschicht 102 herzustellen, etwa ein Halbleitermaterial, ein isolierendes Material, und dergleichen. Die Halbleiterschicht 102 umfasst eine geeignete Materialzusammensetzung oder Materialien, etwa Silizium, Germanium, Verbundhalbleiter, und dergleichen, wie dies zur Herstellung von Schaltungselementen 110, etwa von Transistoren, Kondensatoren, und dergleichen in und über der Halbleiterschicht 102 erforderlich ist. Dazu enthält die Schicht 102 mehrere Halbleitergebiete oder aktive Gebiete 102a, die als Bereiche in der Halbleiterschicht 102 zu verstehen sind, in denen pn-Übergänge so vorgesehen werden, dass zumindest ein Halbleiterschaltungselement, etwa ein Transistor, in und über dem Halbleitergebiet 102a gebildet wird. Zu beachten ist, dass das Halbleitergebiet 102a lateral in der Schicht 102 durch geeignete Isolationsstrukturen (nicht gezeigt), etwa flache Grabenisolationen und dergleichen, begrenzt ist. In der gezeigten Ausführungsform in 1a ist das Schaltungselement 110 ein Transistor mit einer Gateelektrodenstruktur 112, die eine kritische Abmessung, etwa eine Gatelänge 1121 von ungefähr 40 nm und weniger besitzt, wenn komplexe Anwendungen betrachtet werden. Der Transistor 110 umfasst ferner Drain- und Sourcegebiete 113. Zu beachten ist jedoch, dass der Transistor 110 ein beliebiges geeignetes halbleiterbasiertes Schaltungselement repräsentieren kann, das auf der Grundlage einer kritischen Abmessung, beispielsweise im oben genannten Bereich, hergestellt wird, wobei dies nicht von der Bauteilarchitektur abhängt. D. h., die hierin offenbarten Prinzipien können auch auf andere Transistorarchitekturen, etwa dreidimensionale Transistoren oder FINFET-Transistoren, Transistoren mit erhabenen Drain- und Sourcegebieten, abgesenkten Drain- und Sourcegebieten, vergrabene Gateelektrodenstrukturen und dergleichen, angewendet werden. In ähnlicher Weise können beliebige geeignete Materialien in dem Schaltungselement 110, etwa dielektrische Materialien mit großem ε, d. h. dielektrische Materialien mit einer Dielektrizitätskonstante von 10,0 oder höher, in Verbindung mit verbesserten Elektrodenmaterialien für die Gateelektrodenstruktur 112 bei Bedarf verwendet werden. Unabhängig von der speziellen Konfiguration des Schaltungselements 110 ist zumindest ein Kontaktbereich 111, beispielsweise in dem Draingebiet oder Sourcegebiet 113 in Form eines Metallsilizids vorgesehen. In dem gezeigten Beispiel ist ein Kontaktgebiet auch in der Gateelektrodenstruktur 112 vorgesehen, wobei in dem gezeigten Beispiel diese Kontaktbereiche an unterschiedlichen Höhenniveaus angeordnet sind, d. h. diese besitzen einen unterschiedlichen Abstand zu der Halbleiterschicht 102.
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Des weiteren umfasst das Halbleiterbauelement 100 eine Kontaktebene 120, die in der gezeigten Fertigungsphase ein geeignetes dielektrisches Material 121 aufweist, das als ein einzelnes homogenes Material zu verstehen ist, oder dass in Form zweier oder mehrerer einzelner Materialschichten vorgesehen sein kann, wie sie in der Materialzusammensetzung, im inneren Verspannungspegel und dergleichen unterscheiden. Beispielsweise werden häufig Materialien, etwa Siliziumnitrid und Siliziumdioxid zusammen für die Herstellung eines dielektrischen Zwischenschichtmaterials vorgesehen, d. h. das Material 121 der Kontaktebene 120. In der gezeigten Fertigungsphase ist ferner eine Ätzmaske 103, etwa eine Lackmaske, ein Hartmaskenmaterial, möglicherweise in Verbindung mit ARC-(antireflektierenden Beschichtungs-)Materialien über dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial 121 vorgesehen, um geeignete Kontaktöffnungen 122 darin herzustellen, die eine Verbindung zu den Kontaktbereichen 111 bilden.
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Das in 1a gezeigte Halbleiterbauelement 100 kann auf der Grundlage der folgenden Prozesse hergestellt werden. Nach dem Bereitstellen des aktiven Gebiets 102a auf der Grundlage einer beliebigen geeigneten Prozessstrategie, beispielsweise durch Erzeugen von Isolationsstrukturen unter Anwendung komplexer Lithographie-, Ätz-, Abscheide- und Einebnungstechniken, wird das Schaltungselement 110 gemäß einer beliebigen geeigneten Prozesstechnik hergestellt. Beispielsweise wird in der CMOS-Technologie die Gateelektrodenstruktur 110 vorgesehen, indem geeignete Materialien abgeschieden und der resultierende Schichtstapel strukturiert wird, so dass die Struktur 112 mit der gewünschten kritischen Abmessung 1121 erzeugt wird. Es sollte beachtet werden, dass in anderen Bauteilstrategien die Gateelektrodenstruktur 112 in einer späteren Fertigungsphase fertiggestellt wird, beispielsweise indem ein oder mehrere Materialien in der Gateelektrodenstruktur 112 durch komplexe Materialien oder Materialsysteme ersetzt werden, die beispielsweise dielektrische Materialien mit großem ε, metallenthaltende Elektrodenmaterialien und dergleichen aufweisen. Ferner werden die Drain- und Sourcegebiete 113 oder ein anderes geeignetes Dotierstoffprofil erzeugt, beispielsweise in Form von Implantationstechniken in Verbindung mit Ausheizprozessen und dergleichen. Bei Bedarf wird die Leitfähigkeit der Kontaktbereiche 111 beispielsweise in den Drain- und Sourcegebieten 113 erhöht, indem ein Metallsilizid hergestellt wird, das auch in der Gateelektrodenstruktur 112 bei Bedarf gebildet werden kann. In anderen Strategien wird das dielektrische Zwischenschichtmaterial 121 oder zumindest ein Teil davon hergestellt und wird als ein Maskenmaterial verwendet, um einen Teil der Gateelektrodenstruktur 112 durch ein gewünschtes komplexes Materialsystem zu ersetzen. Daraufhin wird das dielektrische Zwischenschichtmaterial 121 fertiggestellt, woran sich das Abscheiden des Maskenmaterials 103 und dessen Strukturierung auf der Grundlage komplexer Lithographietechniken anschließen. Folglich wird durch Vorsehen des dielektrischen Zwischenschichtmaterials 121 gemäß einer beliebigen gewünschten Prozessstrategie und durch Strukturieren des Materials unter Anwendung der Ätzmaske 103 ein hoher Grad an Kompatibilität zu konventionellen Prozessstrategien bewahrt, während andererseits die Kontaktöffnungen 122 gemeinsam mit Metallleitungen der ersten Metallisierungsschicht gefüllt werden können, die noch zu erzeugen sind, ohne dass jedoch eine zusätzliche Komplexität beim Strukturieren der Kontaktöffnungen 122 entsteht. Dazu wird ein geeigneter Ätzprozess 104 ausgeführt, beispielsweise mittels gut etablierter anisotroper Ätzrezepte, und dergleichen.
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1b zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase. Wie gezeigt, wird nach dem Entfernen der Ätzmaske 103 (siehe 1a) ein Opferfüllmaterial 105 über dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial 121 so vorgesehen, dass die Kontaktöffnungen 122 gefüllt werden. Beispielsweise ist eine Vielzahl an „Einebnungsmaterialien” verfügbar, die häufig zum Erzeugen einer besseren Oberflächentopographie eingesetzt werden, beispielsweise im Hinblick auf kritische Lithographieprozesse und dergleichen. Typischerweise können derartige Einebnungsmaterialien als organische Materialien vorgesehen werden, die in einem Zustand geringer Viskosität aufgebracht werden, wodurch gute Spaltfülleigenschaften erreicht werden, während gleichzeitig eine im Wesentlichen ebene Oberflächentopographie geschaffen wird. Andererseits können diese Materialien effizient entfernt werden, etwa auf der Grundlage nasschemischer Ätzchemien, plasmaunterstützter Prozesse, etwa durch Sauerstoffplasmaprozesse und dergleichen, wobei eine ausgeprägte Ätzselektivität in Bezug auf eine Vielzahl gut etablierter Materialien, etwa Silizium, Siliziumdioxid, Metallsilizid, und dergleichen beobachtet wird. D. h., das Opferfüllmaterial 105 kann in einer sehr nicht-konformen Weise aufgebracht werden und kann in einer späteren Fertigungsphase effizient abgetragen werden, ohne dass andere Bauteilbereiche und Materialien unnötig beeinflusst werden.
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Es sollte beachtet werden, dass auch andere Materialzusammensetzungen angewendet werden können, beispielsweise durch eine geeignete Abscheidetechnik, etwa CVD (chemische Dampfabscheidung), um das Material 105 mit den gewünschten Ätzeigenschaften vorzusehen.
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Nach dem Abscheiden des Materials 105 können abhängig von der Materialzusammensetzung und den Materialeigenschaften Behandlungen, etwa eine Strahlungsaushärtung, Wärmebehandlungen, und dergleichen angewendet werden, um damit eine gewünschte mechanische Stabilität und Temperaturunempfindlichkeit zu erreichen, so dass eine Störung der weiteren Bearbeitung des Bauelements 100 vermieden wird. Beispielsweise können Polymermaterialien so gehärtet werden, dass diese Temperaturen von mehreren 100 Grad C wiederstehen.
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1c zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase, in der das überschüssige Material des Opferfüllmaterials 105 durch einen Prozess 106a entfernt wird, der einen Ätzprozess repräsentieren kann, während in anderen Fällen zusätzliche oder alternativ ein Polierprozess 106b angewendet wird. Z. B. führt das Anwenden eines Polierprozesses nach dem Abscheiden des Materials 105 und möglicherweise nach der Behandlung desselben zu einer besseren Oberflächentopographie, was wiederum ein effizienteres Entfernen von überschüssigem Material, beispielsweise durch einen Ätzprozess, ermöglicht. In anderen Fallen wird überschüssiges Material effizient abgetragen mittels des Polierprozesses 106b auf der Grundlage eines moderat milden Polierprozesses, wodurch das dielektrische Zwischenschichtmaterial 121 nicht in unerwünschter Weise beeinträchtigt wird. In anderen Fällen, wie dies zuvor erläutert ist, wird der Ätzprozess 106a als ein nasschemischer Ätzprozess oder als ein plasmaunterstützter Prozess ausgeführt, wobei das dielektrische Zwischenschichtmaterial 121 als ein effizientes Ätzstoppmaterial dient, um den Abtragungsprozess 106a zu steuern. Folglich sorgen die Kontaktöffnungen 121 für eine geeignete Oberflächentopographie für die weitere Bearbeitung des Bauelements 100.
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1d zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase, in der ein oder mehrere dielektrischen Materialien einer Metallisierungsschicht 120 über dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial 121 und den Kontaktöffnungen 122, die das Opferfüllmaterial 105 enthalten, gebildet sind. In der gezeigten Ausführungsform ist ein erstes dielektrisches Material 123, das auch als ein Ätzstoppmaterial betrachtet werden kann, vorgesehen, woran sich das eigentliche dielektrische Material der Metallisierungsschicht 130 anschließt, das somit eine geeignete Materialzusammensetzung aufweist, etwa in Form eines dielektrischen Materials mit kleinem ε, und dergleichen, wodurch die parasitäre Kapazität zwischen benachbarten Metallleitungen verringert wird, die in der Metallisierungsschicht 130 zu bilden sind.
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Das dielektrische Material 123 kann auf der Grundlage einer verbesserten Oberflächentopographie hergestellt werden auf Grund der Anwesenheit des Opfermaterials 105 und auf Grund der Tatsache, dass das dielektrische Zwischenschichtmaterial 121 keinem komplexen Metallpolierprozess unterzogen wurde, wie er typischerweise in konventionellen Strategien nach dem Füllen der Kontaktöffnungen 122 mit dem Kontaktmetall erforderlich sind, wie dies auch zuvor beschrieben ist. Das dielektrische Material 123 kann auf der Grundlage einer geeigneten Materialzusammensetzung hergestellt werden, etwa in Form von Siliziumnitrid, möglicherweise in Verbindung mit Kohlenstoff, Siliziumdioxid, und dergleichen. Daraufhin wird das dielektrische Material 131 vorgesehen, beispielsweise durch CVD, Aufschleudertechniken und dergleichen, wobei dies von den Materialeigenschaften und dergleichen abhängt. Als nächstes wird eine Strukturierungssequenz ausgeführt, um Gräben in dem dielektrischen Material 131 und schließlich auch in dem Material 133 zu erzeugen, was bewerkstelligt werden kann unter Anwendung einer beliebigen geeigneten Prozessstrategie. Beispielsweise werden ein oder mehrere Opfermaterialien, etwa Hartmaskenmaterialien, ARC-Materialien und dergleichen vorgesehen und auf der Grundlage eines Lithographieprozesses strukturiert, um damit eine Ätzmaske zu schaffen, die die gewünschten lateralen Abmessungen besitzt. Daraufhin wird ein Ätzprozess angewendet, um durch das dielektrische Material 131 zu ätzen, während die Schicht 133 als ein effizientes Ätzstoppmaterial dient. Dazu ist eine Vielzahl an gut etablierten anisotropen Ätzrezepten verfügbar und diese können somit eingesetzt werden, wobei Siliziumnitrid, Siliziumkarbid basierte dielektrische Materialien und dergleichen effizient als Ätzstoppmaterialien verwendet werden können. Daraufhin wird die Schicht 133 geöffnet, beispielsweise durch geeignetes Ändern der Ätzchemie während eines plasmaunterstützten Ätzprozesses, wo bei das dielektrische Zwischenschichtmaterial 121 als ein effizientes Ätzstoppmaterial dient, während andererseits das Opfermaterial 105 im Wesentlichen eine unerwünschte Wechselwirkung der reaktiven Ätzumgebung mit den Kontaktbereichen 111 vermeidet, selbst wenn das Material 105 eine moderat hohe Abtragsrate während des entsprechenden Ätzprozesses besitzt.
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1e zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100 nach der zuvor beschriebenen Prozesssequenz. Es sind somit Gräben 132 in den dielektrischen Materialien 131 und 133 geschaffen, die zu den speziellen Kontaktöffnungen, etwa den Öffnungen 122, wie sie in 1e gezeigt sind, ausgerichtet sind. Es sollte beachtet werden, dass die Kontaktöffnungen 122 eine beliebige geeignete Form besitzt, beispielsweise sind diese Öffnungen als Strukturelemente vorgesehen, die im Wesentlichen die gleichen lateralen Abmessungen sowohl in der horizontalen Richtung in 1e als auch in einer zweiten lateralen Richtung, d. h. einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene der 1e, besitzen. In anderen Fällen repräsentieren die Öffnungen 122 gabenähnliche Öffnungen, die sich auch entlang eines Teils der Gräben 122 erstrecken, die ihrerseits leitungsartige Strukturelemente repräsentieren, zumindest über eine gewisse Strecke hinweg, um eine Verbindung zu mehreren der Schaltungselemente 110 gemäß einem spezifizierten Schaltungsaufbau herzustellen. Somit wird das Opferfüllmaterial 105 in den Gräben 122 freigelegt und wird somit auf der Grundlage eines geeigneten Ätzprozesses 107 effizient entfernt. Wie zuvor erläutert ist, besitzt das Opfermaterial 105 eine hohe Ätzrate in Bezug auf gewisse nasschemische oder plasmaunterstützte Ätzrezepte, wodurch eine unerwünschte Schädigung anderer Materialien, etwa des dielektrischen Materials 131, vermieden wird. Beispielsweise können sauerstoffplasmabasierte Prozesse möglicherweise in Verbindung mit nasschemischen Reinigungsprozessen angewendet werden, um das Material 105 effizient aus den Kontaktöffnungen 122 zu entfernen.
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1f zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100, wobei das Opfermaterial 105 entfernt ist (siehe 1e), wodurch die Kontaktbereiche 111 des Schaltungselements 110 freigelegt werden. In dieser Fertigungsphase können weitere Prozessschritte ausgeführt werden, um das Bauelement 100 für das Abscheiden leitender Materialien zum Füllen der Gräben 122 und der Kontaktöffnungen 132 während einer gemeinsamen Abscheidesequenz vorzubereiten.
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1g zeigt schematisch das Bauelement 100 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase. Wie gezeigt, wird ein leitendes Barrierenmaterial 134 auf dem dielektrischen Material 131 und den Gräben 132 und den Kontaktöffnungen 122 so gebildet, dass es sich kontinuierlich von den Gräben 132 in die Kontaktöffnungen 122 erstreckt. Des weiteren werden ein oder mehrere weitere Materialien, etwa gut leitende Metalle, und dergleichen, wie dies durch 135 bezeichnet ist, in den Gräben 132 und in den Kontaktöffnungen 122 gebildet. In einigen anschaulichen Ausführungsformen enthält das leitende Material 135 Metalle, etwa Kupfer, Silber und dergleichen, die einen geringen spezifischen Widerstand besitzen, wodurch ein besseres elektrisches Leistungsverhalten im Vergleich zu beispielsweise konventionell verwendeten Wolframmaterialien erreicht wird. Ferner wird das Material 135 homogen in den Gräben 132 und den Kontaktöffnungen 122 hergestellt, wodurch ein homogener Übergang zwischen den Gräben 132 und den Öffnungen 122 geschaffen wird.
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Das leitende Barrierenmaterial 134 kann auf der Grundlage einer beliebigen geeigneten Abscheidetechnik, etwa Sputter-Abscheidung, CVD, elektrochemische Abscheidung, und dergleichen aufgebracht werden. Beispielsweise ist in Verbindung mit Kupfermaterial ein effizientes diffusionsblockierendes Material erforderlich, etwa in Form von Tantal, Tantalnitrid, Titan, Titannitrid, Kobalt, Ruthenium, und dergleichen, die durch diverse Abscheidetechniken aufgebracht werden können. Wenn elektrochemische Abscheideprozesse anzuwenden sind, kann auch ein geeignetes Katalysatormaterial durch CVD, Sputter-Abscheidung, und dergleichen aufgebracht werden. In einigen anschaulichen Ausführungsformen umfasst das Abscheiden des Materials 134 ferner das Abscheiden einer Saatschicht, die nachfolgend während eines elektrochemischen Abscheideprozesses zum Vorsehen des Materials 135 verwendet wird. In anderen Fällen wird das Material 135 durch CVD, und dergleichen aufgebracht.
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1h zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase. Wie gezeigt, sind elektrisch isolierte Metallleitungen 136 in der Metallisierungsschicht 130 ausgebildet und enthalten das leitende Barrierenmaterial 134 und das gut leitende Material 135. Wie zuvor erläutert ist, erstreckt sich das leitende Barrierenmaterial 134 kontinuierlich in die Kontaktelemente 126 und erstreckt sich weiter kontinuierlich zu einer Unterseite 122b der Kontaktöffnungen 122, wodurch eine Verbindung zu den Kontaktbereichen 111 entsteht. In ähnlicher Weise erstreckt sich das gut leitende Material 125 kontinuierlich in das Kontaktelement 126 und bildet somit einen homogenen Übergangsbereich 126t zwischen der Metallleitung 135 und dem Kontaktelement 126. Auf Grund der Anwesenheit des gut leitenden Materials 135 in den Kontaktelementen 126 wird somit ein besseres elektrisches Verhalten erreicht, wobei zusätzlich dazwischenliegende Barrierenmaterialien nicht vorhanden sind, wie dies in konventionellen Strategien der Fall ist, so dass ein noch besseres Leistungsverhalten resultiert.
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Die elektrisch isolierten Metallleitungen 136 können hergestellt werden, indem ein geeigneter Materialabtragungsprozess oder Prozesse, etwa CMP, Elektro-CMP, Ätzen, Kombinationen davon, und dergleichen angewendet werden, um überschüssiges Material des Bauelements 100, wie es in 1g gezeigt ist, zu entfernen.
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Folglich wird ein besseres Leistungsverhalten einer Kontaktebene 120 erreicht auf Grund der besseren elektrischen Eigenschaften der Kontaktelemente 126 im Vergleich zu konventionellen wolframbasierten Kontaktelementen, während zusätzlich ein sehr effizienter gesamter Prozessablauf auf Grund des gemeinsamen Füllens der Metallleitungen 136 und der Kontaktelemente 126 erreicht wird. Andererseits beruht der Strukturierungsprozess auf Aspektverhältnissen der Öffnungen 122 und 132, die durch die Dicke der dielektrischen Materialien 121 und 131 definiert sind, wodurch eine bessere Prozesssteuerung und somit eine bessere Prozessgleichmäßigkeit möglich sind.
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1i zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen, in denen das dielektrische Material der Metallisierungsschicht 130 im Wesentlichen ohne ein spezielles Ätzstoppmaterial vorgesehen wird. Wie gezeigt, wird das Material 131 als eine im Wesentlichen homogene Materialzusammensetzung direkt auf dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial 121 aufgebracht, was zu geringen parasitären Kapazitätswerten führt, da typischerweise Ätzstoppmaterialien, etwa Siliziumnitrid, stickstoffenthaltendes Siliziumkarbid, und dergleichen, eine größere Dielektrizitätskonstante im Vergleich zu dem Material 131 besitzen. Somit können die Gräben 132 effizient unter Anwendung des dielektrischen Zwischenschichtmaterials 121 und des Opferfüllmaterials 105 als Ätzstoppmaterial strukturiert werden, wobei das Material 105 dann entfernt wird, wie dies auch zuvor erläutert ist. Daraufhin wird die Bearbeitung fortgesetzt, wie dies auch zuvor beschrieben ist, d. h. durch Ausführen eines gemeinsamen Füllprozesses und durch Entfernen überschüssigem Material, um damit elektrisch isolierte Metallleitungen in der Schicht 130 zu schaffen, während gleichzeitig sehr leistungsfähige Kontaktelemente in den Kontaktöffnungen 122 erzeugt werden, wie dies auch zuvor beschrieben ist.
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1j zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100 gemäß weiterer anschaulicher Ausführungsformen. Wie gezeigt, sind die Kontaktöffnungen 122 in dem dielektrischen Zwischenschichtmaterial 121 ausgebildet, was bewerkstelligt werden kann auf der Grundlage einer beliebigen Prozessstrategie, wie dies auch zuvor beschrieben ist. Ferner ist ein Teil des dielektrischen Materials, der als 133a bezeichnet ist, der Metallisierungsschicht 130 über dem dielektrischen Material 121 und über den Kontaktöffnungen 122 gebildet, wodurch ein oberer Bereich 122a der Öffnungen im Wesentlichen verschlossen wird. D. h., beim Abscheiden des Materials 133a werden die Abscheideparameter bewusst so ausgewählt, dass ausgeprägte Überhänge sich an den Bereichen 122a in der Anfangsphase des Abscheideprozesses ausbilden, wodurch die Kontaktöffnungen 122 zunehmend verschlossen werden. Beispielsweise können entsprechende Abscheideparameter effizient auf der Grundlage von Experimenten und dergleichen für eine Vielzahl an Materialien ermittelt werden. Z. B. wird das Material 133 in Form eines Ätzstoppmaterials vorgesehen, wie dies auch zuvor erläutert ist, während in anderen anschaulichen Ausführungsformen das Material 133a ein dielektrisches Material mit einer gewünschten Dielektriziätskonstante repräsentiert, so dass die gesamten parasitären Kapazitätswerte nicht unnötig erhöht werden. Beispielsweise wird das Material 133a mit im Wesentlichen der gleichen Materialzusammensetzung wie der verbleibende Teil eines dielektrischen Materials der Metallisierungsschicht 130 vorgesehen, wenn dies als geeignet erachtet wird. Daraufhin geht die Bearbeitung weiter, indem ein weiterer Teil oder ein anderes gewünschtes dielektrisches Material abgeschieden und strukturiert wird, wie dies auch zuvor beschrieben ist. Beim Strukturieren des dielektrischen Materials 133a kann somit auch das Material effizient von den oberen Bereichen 122a abgetragen werden, wodurch die Kontaktöffnungen 122 im Wesentlichen vollständig wieder geöffnet werden.
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1k zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100 gemäß noch weiterer anschaulicher Ausführungsformen, in denen ein Einebnungsprozess 109 in einer geeigneten Phase beim Bereitstellen des Materials 133a ausgeführt wird, wodurch ebenfalls eine bessere Oberflächentopographie für das weitere Abscheiden eines dielektrischen Materials, etwa eines dielektrischen Materials mit kleinem ε und dergleichen, bereitgestellt wird. Während des Abtragungsprozesses 109, der in Form eines CMP-Prozesses ausgeführt werden kann, wird auch überschüssiges Material von den oberen Bereichen 122a abgetragen, wodurch bessere Ätzbedingungen während des nachfolgenden Bearbeitens des Bauelements 100 geschaffen werden.
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1l zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase. Wie gezeigt, sind Gräben 132 in dem dielektrischen Material 131 ausgebildet, das auf dem dielektrischen Material 133a ausgebildet ist, das wiederum die gleiche oder eine andere Zusammensetzung im Vergleich zu dem Material 131 besitzt, wie dies auch zuvor erläutert ist. Das Bauelement 100 ist ferner während eines Ätzprozesses 110 gezeigt, um durch das Material 133a zu ätzen, wodurch die Kontaktöffnungen 122 wieder geöffnet werden, ohne dass das Entfernen von Opfermaterial aus tieferen Bereichen der Kontaktöffnungen 122 erforderlich ist. Folglich können zusätzliche Prozesse zum Entfernen von Materialresten für das Vorbereiten des Bauelements 100 für das nachfolgende Abscheiden von leitenden Füllmaterialien ein deutlich geringeres aggressives Verhalten zeigen, wodurch zu einer besseren Integrität beispielsweise der Kontaktbereiche 111 beigetragen wird.
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Daraufhin wird die Bearbeitung fortgesetzt, indem ein geeignetes Material oder Materialsysteme abgeschieden werden, wie dies auch zuvor beschrieben ist.
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Es gilt also: Die vorliegende Erfindung stellt Halbleiterbauelemente und Fertigungstechniken bereit, in denen Kontaktelemente in einer Kontaktebene mit einem besseren elektrischen Leistungsverhalten versehen werden, indem ein Übergangsbereich mit geringerer Leitfähigkeit zwischen den Metallleitungen der ersten Metallisierungsschicht und den Kontaktelementen vermieden wird. Dazu wird eine gemeinsame Füllabscheidesequenz auf die Metallleitungen und die Kontaktelemente angewendet, wobei jedoch das Strukturieren dieser Strukturelemente in separaten Prozessen ausgeführt wird, wodurch zu einer verbesserten Prozesssteuerung und somit Prozessgleichmäßigkeit beigetragen wird. In einigen anschaulichen Ausführungsformen werden die Kontaktöffnungen mit einem Opferfüllmaterial aufgefüllt, während in anderen Fällen ein geeignetes Verschließen der Kontaktöffnungen auf der Grundlage eines dielektrischen Materials der ersten Metallisierungsschicht bewerkstelligt wird. Da komplexe Metallpolierprozesse in der Kontaktebene vermieden werden, können des weiteren insgesamt bessere Prozessbedingungen zur Herstellung der ersten Metallisierungsschicht geschaffen werden.
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Weitere Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist dient diese Beschreibung lediglich anschaulichen Zwecken und soll dem Fachmann die allgemeine Art und Weise des Ausführens der hierin offenbarten Prinzipien vermitteln. Selbstverständlich sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen als die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zu betrachten.
