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Die vorliegende Anmeldung beansprucht
die Priorität
gemäß 35 USC § 119 der
koreanischen Patentanmeldung Nr. 2003-533, eingereicht am 6. Januar
2003, deren Inhalte hier unter Bezugnahme in vollem Umfang mit einbezogen
werden.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG 1. Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Offenbarung betrifft
eine Bodenelektrode eines Kondensators einer Halbleitervorrichtung
und ein Verfahren zur Herstellung derselben, und betrifft spezieller
eine Bodenelektrode eines zylinderförmig gestalteten Kondensators
und ein Verfahren zur Herstellung derselben.
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Da Computer in den letzten Jahren
weit verbreitet in Anwendung gelangt sind, haben die Forderungen
nach Halbleitervorrichtungen zugenommen. Demzufolge sind Halbleitervorrichtungen
mit hohen Ansprechgeschwindigkeiten und mit hohen Speicherkapazitäten erforderlich.
Um diesen Bedürfnissen
nachzukommen, wurden Halbleitervorrichtung-Herstellungstechniken
entwickelt, gemäß welchen
die Integrationsdichte, die Ansprechgeschwindigkeiten und die Zuverlässigkeit
verbessert werden.
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Beispielsweise besitzt eine Halbleitervorrichtung
wie ein dynamischer Speicher mit wahlfreiem Zugriff (DRAM) eine
große
Speicherkapazität,
wobei Informationsdaten frei eingegeben werden können und/oder ausgegeben werden
können
und zwar in und/oder aus der DRAM Vorrichtung. Die DRAM Vorrichtung
enthält
im allgemeinen eine Speicherzelle, die Informationsdaten in Form
von Ladungen speichert, und enthält
einen peripheren Schaltungsbereich, der die Informationsdaten steuert.
Die Speicherzelle der DRAM Vorrichtung enthält gewöhnlich einen Zugriffstransistor
und einen Sammelkondensator.
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Um hochintegrierte DRAM Vorrichtungen
zu erreichen, wurden vielfältige
Nachforschungen unternommen und zwar hinsichtlich der Ausbildung
eines Kondensators in einer winzigen Speicherzelle, so daß die DRAM
Vorrichtung ausreichend Speicherkapazität bietet. Der Kondensator kann
unter Verwendung verschiedener Verfahren hergestellt werden, die
eine ausreichende Speicherkapazität sicherstellen. Gewöhnlich involvieren
diese die Verwendung eines hochpermeablen Materials wie beispielsweise einer
dielektrischen Schicht oder einer Erhöhung oder Vergrößerung des
effektiven Bereiches des Kondensators durch Anwenden eines Kugel-Siliziumkorn-(HSG)
Wachstumsprozesses.
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Jedoch erfordert der HSG Wachstumsprozeß komplizierte
und kostspielige Schritte, wodurch die Produktivität der DRAM
Vorrichtungen reduziert wird. Wenn zusätzlich ein hochpermeables Material verwendet
wird, wie beispielsweise eine dielektrische Schicht, kann die Produktivität der DRAM
Vorrichtung ebenfalls reduziert werden und zwar aufgrund von Prozeßschwankungen,
wenn der Kondensator ausgebildet wird.
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Demzufolge wurde ein Verfahren zum
Erhöhen
der Höhe
des Kondensators und ein Verfahren zum Variieren der Gestalt des
Kondensators entwickelt, um eine ausreichende Speicherkapazität der DRAM
Vorrichtung zu erreichen. Bei diesem Verfahren wird die Höhe und wird
die Gestalt des Kondensators variiert, während die horizontale Größe oder Abmessung
des Kondensators beibehalten wird. Beispielsweise kann eine Bodenelektrode
mit einer feinen Gestalt oder einer zylinderförmigen Gestalt vorgesehen werden.
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Die Höhe des Kondensators beträgt mehr
als etwa 15.000 Å und
zwar für
die kürzlich
entwickelte Giga-klassifizierte DRAM Vorrichtung. Somit wird ein zyinderförmig gestalteter
Kondensator mit einer Höhe
von mehr als 15.000 Å verwendet,
um die ausreichende Speicherkapazität der DRAM Vorrichtung sicherzustellen.
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Das US Patent nr. 6,228,736 (ausgegeben an
Lee et. al.) und 6,080,620 (ausgegeben an Jeng) offenbaren zyinderförmig gestaltete
Kondensatoren. Wenn allgemein die Höhe des Kondensators zunimmt,
kann die Bodenelektrode des Kondensators während des Kondensator-Herstellungsprozesses kollabieren.
Speziell tritt das Kollabieren der Bodenelektrode häufig dann
auf, wenn der Kondensator eine zylinderförmige Gestalt besitzt, da der
Kondensator dann eine erhöhte
unstabile Struktur mit zunehmender Höhe aufweist.
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Die offengelegte japanische Patentveröffentlichung
Nr. 13-57413 offenbart einen zylinderförmig gestalteten Kondensator
mit einer verbesserten Bodenelektrodenstruktur.
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1 zeigt
ein schematisches Querschnittsdiagramm, welches eine Bodenelektrode
eines herkömmlichen
zylinderförmig
gestalteten Kondensators veranschaulicht.
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Gemäß 1 umfaßt die Bodenelektrode 10 eines
zylinderförmig
gestalteten Kondensators, der auf einem Substrat 15 ausgebildet
ist, einen Kontaktpfropfen 11, der durch ein Isolierschichtmuster 17 hindurch
ausgebildet ist, und einen Knotenpunkt 13, der mit dem
Kontaktpfropfen 11 verbunden ist. Ein Anschlußflag (pad)
(nicht gezeigt) ist unterhalb des Kontaktpfropfens 11 positioniert.
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Der Knotenpunkt 13 der Bodenelektrode 10 ist
in einen oberen Knotenpunkt 13a und einen unteren Knotenpunkt 13b auf
der Grundlage von deren kritischen Abmessungen (CD) aufgeteilt.
Hierbei ist die kritische Abmessung (CD2) des unteren Knoten punktes 13b größer als
die kritische Abmessung (CD1) des oberen Knotenpunktes 13a.
Wenn die kritische Abmessung (CD2) des unteren Knotenpunktes 13b größer ist
als die kritische Abmessung (CD1) des oberen Knotenpunktes 13a,
kann die zylinderförmig
gestaltete Kondensatorstruktur verbessert werden.
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Die 2A und 2B zeigen Querschnittsdiagramme,
die ein herkömmliches
Verfahren zur Herstellung einer Bodenelektrode eines zylinderförmig gestalteten
Kondensators veranschaulichen.
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Gemäß 2A wird, nachdem eine erste Isolierschicht
auf einem Substrat 20 ausgebildet wurde, die erste Isolierschicht
in ein Muster gebracht, um ein erstes Isolierschichtmuster 22 mit
einem ersten Kontaktloch 23 zu bilden.
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Es wird ein leitendes Material auf
dem ersten Isolierschichtmuster 22 niedergeschlagen, um
das erste Kontaktloch 23 auszufüllen, so daß ein Kontaktpfropfen 24 für die Bodenelektrode
in dem ersten Kontaktloch 23 gebildet wird. Hierbei wird
der Kontaktpfropfen 24 elektrisch mit einem Anschlußflag (nicht
gezeigt) für
die Bodenelektrode verbunden. Mit anderen Worten wird der Kontaktpfropfen 24 auf
dem Anschlußflag
ausgebildet.
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Es werden dann eine Ätzstoppschicht 25, eine
zweite Isolierschicht 26 und eine dritte Isolierschicht 28 aufeinanderfolgend
auf dem ersten Isolierschichtmuster 22 und auf dem Kontaktpfropfen 24 ausgebildet.
Die zweite Isolierschicht 26 wird unter Verwendung eines
Materials hergestellt, welches eine Ätzrate besitzt, die von derjenigen
der dritten Isolierschicht 28 verschieden ist.
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Gemäß 2B wird die dritte Isolierschicht 28 geätzt, um
ein drittes Isolierschichtmuster 28a mit einem dritten
Kontaktloch 28b herzustellen. Der Abschnitt der zweiten
Isolierschicht 26, der durch das dritte Isolierschichtmuster 28a freigelegt
ist, wird geätzt,
um ein zweites Isolierschichtmuster 26a mit einem zweiten
Kontaktloch 26b herzustellen, welches den Kontaktpfropfen 24 freilegt.
Das dritte Isolierschichtmuster 28a und das zweite Isolierschichtmuster 26a werden
durch an Ort und Stelle durchgeführte Prozesse
hergestellt. Die Ätzstoppschicht 25 wird
geätzt,
wenn das zweite Isolierschichtmuster 26a hergestellt wird.
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Die Oberfläche des Kontaktpfropfens 24 wird freigelegt,
wenn das zweite Isolierschichtmuster 26a und das dritte
Isolierschichtmuster 28a gebildet werden. Die kritische
Abmessung des zweiten Kontaktloches 26b des zweiten Isolierschichtmusters 26a ist größer als
die kritische Abmessung des dritten Kontaktloches 28b des
dritten Isolierschichtmusters 28a, da die Ätzrate der
zweiten Isolierschicht 26 größer ist als diejenige der dritten
Isolierschicht 28.
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Unglücklicherweise wird auch ein
Teil des ersten Isolierschichtmusters 22, welches auf einem oberen
seitlichen Abschnitt (Zone A) des Kontaktpfropfens 24 ausgebildet
ist, ebenfalls geätzt.
Mit anderen Worten wird der obere seitliche Abschnitt (Zone A) des
Kontaktpfropfens 24 geätzt,
da die Ätzrate der
dritten Isolierschicht 28 verschieden ist von derjenigen
der zweiten Isolierschicht 26. Auch wird der obere seitliche
Abschnitt (Zone A) des Kontaktpfropfens 24 beschädigt, wenn
die dritte Isolierschicht 28 und die zweite Isolierschicht 26 nach
dem Ätzprozeß gereinigt
werden.
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Während
des Ätz-
und Reinigungsprozesses werden der obere seitliche Abschnitt und
der Kontaktpfropfen beschädigt.
Spezifischer ausgedrückt kann
eine elektrische Brücke
zwischen benachbarten Kontaktpfropfen erzeugt werden, wenn ein leitender Film
für die
Bodenelektrode darauf ausgebildet wird. Wenn eine Brücke allgemein
zwischen Kontaktpfropfen erzeugt wird, wird die Zuverlässigkeit
einer Halbleitervorrichtung, welche die Bodenelektrode enthält, ernsthaft
verschlechtert. Ausführungsformen
der Erfindung richten sich gegen diese und weitere Nachteile des
Standes der Technik.
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ZUSAMMENFASSUGN
DER ERFINDUNG
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Unter anderen Vorteilen bieten die
Ausführungsformen
der Erfindung eine Bodenelektrode für einen Kondensator in einer
Halbleitervorrichtung, die ein Schutzschichtmuster enthält, welches
verhindert, daß eine
Brücke
zwischen benachbarten Kontaktpfropfen ausgebildet wird. Ausführungsformen
der Erfindung schaffen ebenfalls eine Bodenelektrode mit einer erhöhten zylinderförmigen Gestalt,
wodurch die elektrischen Eigenschaften verbessert werden und die
Stabilität
eines Kondensators erhöht
wird.
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Die oben angesprochenen und weiteren Merkmale
und Vorteile der Erfindung ergeben sich unmittelbar unter Hinweis
auf die folgende detaillierte Beschreibung in Verbindung mit den
beigefügten Zeichnungen.
Es zeigen:
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1 ein
schematisches Querschnittsdiagramm, welches eine Bodenelektrode
eines herkömmlichen
zylinderförmig
gestalteten Kondensators veranschaulicht;
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2A und 2B Querschnittsdiagramme,
die ein herkömmliches
Verfahren zur Herstellung der Bodenelektrode eines zylinderförmig gestalteten
Kondensators veranschaulichen;
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3A bis 3E Querschnittsdarstellungen, die
ein Verfahren zur Herstellung der Bodenelektrode eines zylinderförmig gestalteten
Kondensators gemäß einer
Ausführungsform
der Erfindung wiedergeben;
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4 ein
vergrößertes Querschnittsdiagramm,
welches die kritische Abmessung der Bodenelektrode eines zylinderförmig gestalteten Kondensators
veranschaulicht, der gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung hergestellt wurde;
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5 und 6 Querschnittsdiagramme,
die ein Verfahren zur Herstellung einer Bodenelektrode eines zylinderförmig gestalteten
Kondensators veranschaulichen, der ein Schutzschichtmuster aufweist und
zwar entsprechend einer noch anderen Ausführungsform der Erfindung;
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7A bis 7D Querschnittsdiagramme,
die ein Verfahren zur Herstellung einer DRAM Vorrichtung gemäß einer
noch anderen Ausführungsform der
Erfindung veranschaulichen.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
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Die Erfindung wird nun im folgenden
vollständiger
unter Hinweis auf die beigefügten
Zeichnungen beschrieben, in welchen bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung gezeigt sind. Die Erfindung kann jedoch auch in vielen
unterschiedlichen Formen realisiert werden und sie ist nicht auf
die Ausführungsformen
beschränkt,
die hier dargestellt sind; vielmehr dienen diese Ausführungsformen
dazu, um eine vollständige
und sorgfältige
Offenbarung zu liefern und um den Rahmen der Erfindung Fachleuten voll
verständlich
zu machen. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen in den Zeichnungen gleiche
Elemente. Die relative Dicke von Schichten in den Darstellungen
kann zum Zwecke der Beschreibung der vorliegenden Erfindung übertrieben
dargestellt sein.
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Die 3A bis 3E sind Querschnittsdiagramme,
die ein Verfahren zur Herstellung einer Bodenelektrode eines zylinderförmig gestalteten
Kondensators veranschaulichen und zwar gemäß einer Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung.
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Gemäß 3A ist ein Substrat 30 mit Anschlußflecken 31 für Bodenelektroden
der Kondensatoren vorgesehen. Die Anschlußflecke 31 sind in Kontaktzonen
zwischen den Gateelektroden (nicht gezeigt) ausgebildet. Jeder der
Anschlußflecke 31 dient
als ein elektrischer Kanal zwischen der Bodenelektrode des Kondensators
und dem Substrat 30.
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Auf dem Substrat 30 ist
eine erste Isolierschicht ausgebildet mit einem Anschlußflag 31,
der darauf ausgebildet ist. Beispielsweise ist die erste Isolierschicht
unter Verwendung von Borphosphorsilicatglas (BPSG) hergestellt.
Wenn die erste Isolierschicht einem BPSG Film entspricht, besitzt
die erste Isolierschicht eine Ätzselektivität relativ
zu einer zweiten Isolierschicht, die nachfolgend ausgebildet wird.
Der BPSG Film enthält
in bevorzugter Weise etwa 3,5 bis 4,5 Gew.-% an Bor (B) und etwa
3,3 bis 3,7 Gew.-% an Phosphor (P).
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Die erste Isolierschicht auf dem
Substrat 30 wird geätzt,
um erste Isolierschichtmuster 32 mit ersten Kontaktlöchern 33 herzustellen,
die die Anschlußflecke 31 freilegen.
Die ersten Isolierschichtmuster 32 werden durch einen photolithographischen Prozeß hergestellt.
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Wenn die ersten Isolierschichtmuster 32 ausgebildet
werden, werden Verunreinigungsteilchen erzeugt. Die Verunreinigungen
können
auf den ersten Isolierschichtmustern 32 zurückbleiben
nachdem die ersten Isolierschichtmuster 32 ausgebildet
worden sind. Wenn die Verunreinigungen auf den ersten Isolierschichtmustern 32 verbleiben,
kann ein Ausfall der Halbleitervorrichtung während nachfolgender Prozesse
resultieren.
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Demzufolge ist die Anwendung eines
Reinigungsprozesses vorteilhaft und er wird nachdem die ersten Kontaktlöcher ausgebildet
worden sind, durchgeführt.
Der Reinigungsprozeß umfaßt einen Feuchtreinigungsprozeß unter
Verwendung einer Standard-Reinigungs-1
(SC-1)-Lösung
oder einer Fluorwasserstoff (HF)-Lösung. In diesem Fall enthält die SC-1-Lösung Ammoniumhydroxid
(NH4OH), Wasserstoffperoxid (H2O2) und deionisiertes Wasser (H2O)
und zwar in einem Volumenverhältnis
von ca. 1:1:5. Obwohl die zwei Lösungen
unabhängig
verwendet werden können,
ist es zu bevorzu gen, aufeinanderfolgend die HF-Lösung und
dann die SC-1-Lösung
während
des Reinigungsprozesses zu verwenden. Bei dem Reinigungsprozeß wird das
Substrat 30 unter Verwendung der HF-Lösung für ca. 100 s gereinigt, und
das Substrat 30 wird dann aufeinanderfolgend gereinigt
und zwar unter Verwendung der SC-1-Lösung für etwa 180 s.
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Wenn der Reinigungsprozeß erreicht
worden ist, nimmt die kritische Abmessung (CD) des ersten Kontaktloches 33 zu,
während
jedoch die Höhe
des ersten Isolierschichtmusters 32 vermindert wird, da das
erste Isolierschichtmuster 32 etwas angeätzt wurde.
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Wenn Strukturen wie beispielsweise
Bitleitungen (nicht gezeigt) unter den ersten Isolierschichtmustern 32 ausgebildet
werden, können
Abschnitte der Strukturen nach dem Reinigungsprozeß freigelegt
werden. Spezielle Abschnitte der Strukturen können in ernsthafter Weise nahe
den Seitenwänden
der ersten Kontaktlöcher 33 freigelegt
werden. Somit können
Ausfälle
wie beispielsweise Muster-Überbrückungen
entsprechend dem Freilegen der Strukturen wie beispielsweise der
Bitleitungen auftreten.
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Betrachtet man das oben erläuterte Problem, so
können
Abstandshalter in vorteilhafter Weise an der Seitenwand der ersten
Kontaktlöcher 33 nach dem
Reinigungsprozeß ausgebildet
werden. In diesem Prozeß kann
der Abstandshalter in der folgenden Weise ausgebildet werden.
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Es wird ein dünner Film für die Abstandshalter durchgehend
an den Seitenwänden
und der Bodenfläche
der ersten Kontaktlöcher 33 und
an den ersten Isolierschichtmustern 32 ausgebildet. Beispielsweise
enthält
der dünne
Film für
die Abstandshalter einen Siliziumnitridfilm oder einen Oxidfilm. Obwohl
diese Filme unabhängig
ausgebildet werden können,
um dadurch den dünnen
Film für
die Abstandshalter zu vervollständigen,
werden der Oxidfilm und der Siliziumnitridfilm abwechselnd in einer Reihenfolge
ausgebildet, um den dünnen
Film für
die Abstandshalter zu vervollständigen.
Hierbei kann der Oxidfilm ein Mitteltemperatur-Oxid (MTO) enthalten.
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Es wird der dünne Film geätzt, um Abschnitte des dünnen Films
zu beseitigen, die an den ersten Isolierschichtmustern 32 und
an den Bodenflächen der
ersten Kontaktlöcher 33 positionier
sind. Damit verbleibt der dünne
Film lediglich an den Seitenwänden
der ersten Kontaktlöcher 33 bestehen.
Die verbleibenden Abschnitte des dünnen Films dienen als Abstandshalter.
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Gemäß 3B wird ein leitender Film, der aus einem
leitenden Material zusammengesetzt ist, auf den ersten Isolierschichtmustern 32 niedergeschlagen
und füllt
die ersten Kontaktlöcher 33 aus. Beispielsweise
kann das leitende Material Polysilizium enthalten.
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Insbesondere wird der leitende Film
auf den ersten Isolierschichtmustern 32 mit den ersten
Kontaktlöchern 33 ausgebildet
und füllt
die ersten Kontaktlöcher 33 auf.
Abschnitte des leitenden Films, die auf den ersten Isolierschichtmustern 32 positioniert sind,
werden entfernt. Hierbei werden die Abschnitte des leitenden Films
in bevorzugter Weise unter Verwendung eines chemisch-mechanischen
Polierprozesses (CMP) entfernt. Bei dem CMP Prozeß wird ein
Polierendpunkt in bevorzugter Weise entsprechend den Oberflächen der
ersten Isolierschichtmuster 32 eingestellt. Das heißt der leitende
Film wird mit Hilfe des CMP Prozesses solange poliert, bis die Oberflächen der
ersten Isolierschichtmuster 32 freigelegt sind. Demzufolge
werden die ersten Kontaktlöcher 33 mit
dem leitenden Material aufgefüllt.
Wenn die ersten Kontaktlöcher 33 mit
dem leitenden Material aufgefüllt
sind, werden Kontaktpfropfen 34 für die Bodenelektroden der Kondensatoren
hergestellt.
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Gemäß 3C werden eine zweite Isolierschicht 36 und
eine dritte Isolierschicht 38 sequentiell auf den ersten
Isolierschichtmustern 32 und auf den Kontaktpfropfen 34 ausgebildet.
Wenn die dritte Isolierschicht 38 und die zweite Isolierschicht 36 geätzt werden,
können
die ersten Isolierschichtmuster 32 beschädigt werden
und zwar aufgrund der Ätzselektivität zwischen
den ersten Isolierschichtmustern 32 und den zweiten und
dritten Isolierschichten 36 und 38.
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Es wird daher in bevorzugter Weise
eine Ätzstoppschicht 35 auf
den ersten Isolierschichtmustern 32 und auf den Kontaktpfropfen 34 ausgebildet.
Die Atzstoppschicht 35 verhindert, daß die ersten Isolierschichtmuster 32 während des Ätzprozesses
beschädigt
werden und zwar des Ätzprozesses
in Verbindung mit der dritten Isolierschicht 38 und der
zweiten Isolierschicht 36. Beispielsweise enthält die Ätzstoppschicht 35 einen
Siliziumnitridfilm oder einen Oxidfilm. Obwohl diese Filme unabhängig ausgebildet
werden können,
um die Ätzstoppschicht 35 zu vervollständigen,
werden der Oxidfilm und der Siliziumnitridfilm abwechselnd in einer
Aufeinanderfolge ausgebildet, um die Ätzstoppschicht 35 zu
vervollständigen.
Der Oxidfilm kann ein Mitteltemperaturoxid (MTO) enthalten.
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Wenn die Ätzselektivität der zweiten
Isolierschicht 36 kleiner ist als diejenige der ersten
Isolierschichtmuster 32, werden die ersten Isolierschichtmuster 32 nahe
den oberen Abschnitten der Kontaktlöcher 33 etwas angeätzt. Wenn
die ersten Isolierschichtmuster 32 nahe den oberen Abschnitten
der Kontaktlöcher 33 geätzt werden,
kann eine Musterbrücke
zwischen benachbarten Kontaktlöchern 33 gebildet
werden. Wenn die Musterbrücke
erzeugt wird, wird die elektrische Funktion des Kondensators beschädigt oder
zerstört.
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Daher ist die Ätzselektivität der zweiten
Isolierschicht 36 in bevorzugter Weise größer als
diejenige der ersten Isolierschichtmuster 32. Mit anderen Worten
ist die Ätzselektivität der zweiten
Isolierschicht 36 in bevorzugter Weise höher als
diejenige der ersten Isolierschichtmuster 32. Beispielsweise wird
die zweite Isolierschicht 36 unter Verwendung von BPSG
hergestellt. Hierbei enthält
das BPSG in bevorzugter Weise etwa 2,3 bis 2,7 Gew.-% an Bor und
etwa 2,25 bis 2,65 Gew.-% an Phosphor.
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In Verbindung mit der zylinderförmig gestalteten
Bodenelektrode des Kondensators, die unter Verwendung eines dritten
Isolierschichtmusters und eines zweiten Isolierschichtmusters ausgebildet
wird, muß die
kritische Abmessung eines unteren Knotenpunktes einen Wert haben,
der größer ist
als derjenige eines oberen Knotenpunktes, um zu verhindern, daß sich die
Bodenelektrode neigt oder kollabiert. Wenn das dritte Iso lierschichtmuster
und das zweite Isolierschichtmuster unter Verwendung des Atzprozesses
für die
dritte Isolierschicht 38 und die zweite Isolierschicht 36 ausgebildet
werden, muß die
kritische Abmessung eines zweiten Kontaktloches, welches durch das
zweite Isolierschichtmuster hindurch ausgebildet wird, einen Wert
haben, der größer ist
als derjenige eines dritten Kontaktloches, welches durch das dritte
Isolierschichtmuster hindurch ausgebildet wird. Beispielsweise enthält die dritte
Isolierschicht 38 einen Oxidfilm wie beispielsweise Tetraethylorthosilicat
(TEOS)-Film.
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Gemäß 3D werden die dritte Isolierschicht 38 und
die zweite Isolierschicht 36 sequentiell geätzt. Der Ätzprozeß wird mit
Hilfe eines photolithographischen Prozesses solange durchgeführt, bis
die Oberflächen
der Kontaktpfropfen 34 freigelegt sind. Die zweite Isolierschicht 36 wird
in bevorzugter Weise geätzt,
um die Ätzstoppschicht 35 freizulegen.
Die nachfolgenden Ätzprozesse
der dritten Isolierschicht 38 und der zweiten Isolierschicht 36 werden
in bevorzugter Weise durch einen Feuchtätzprozeß oder einen Trockenätzprozeß durchgeführt. Der
Feuchtätzprozeß wird in
bevorzugter Weise unter Verwendung einer LAL Lösung durchgeführt. Hierbei
enthält
die LAL Lösung
in bevorzugter Weise eine Fluorverbindung wie beispielsweise HF
oder NH4F. Zusätzlich wird der Ätzprozeß für die Ätzstoppschicht 35 in
bevorzugter Weise durch einen Feuchtätzprozeß durchgeführt und zwar unter Verwendung
einer LAL Lösung
oder einer Phosphorsäurelösung. Wenn
die Ätzstoppschicht 35 einen
Oxidfilm enthält,
wird der Feuchtätzprozeß in vorteilhafter
Weise unter Verwendung der LAL Lösung
durchgeführt.
Wenn die Ätzstoppschicht 35 einen
Siliziumnitridfilm enthält,
wird der Feuchtätzprozeß in adequater
Weise unter Verwendung der Phosphorsäurelösung durchgeführt. Wenn
die Ätzstoppschicht 35 einen
zusammengesetzten Film aus Siliziumnitrid und Oxid enthält, wird der
Feuchtätzprozeß sequentiell
unter Verwendung der Phosphorsäurelösung und
der LAL Lösung durchgeführt.
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Nach diesen Ätzprozessen werden die dritte Isolierschicht 38 und
die zweite Isolierschicht 36 jeweils in dritte Isolierschichtmuster 38a gebracht
und zwar mit dritten Konaktlöchern 38b und
mit zweiten Isolierschichtmustern 36a, die zweite Kontaktlöcher 36b aufweisen.
Da die Ätzselektivität der zweiten
Isolierschicht 36 so eingestellt ist, daß sie einen
Wert hat größer als
derjenige der dritten Isolierschicht 38, ist die kritische
Abmessung des zweiten Kontaktloches 36b, welches durch
das zweite Isolierschichtmuster 36a hindurch ausgebildet
ist, größer als
diejenige des dritten Kontaktloches 38b des dritten Isolierschichtmusters 38a.
Zusätzlich
werden die ersten Isolierschichtmuster 32 nahe den oberen
Abschnitten der Kontaktpfropfen 34, die während des Ätzprozesses für die zweite
Isolierschicht 36 freigelegt werden, kaum angeätzt, da
die Ätzselektivität der zweiten
Isolierschicht 36 so eingestellt ist, daß sie einen
Wert hat größer als
derjenige der ersten Isolierschichtmuster 32.
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Wenn die dritten Isolierschichtmuster 38a und
die zweiten Isolierschichtmuster 36a ausgebildet werden,
können
Verunreinigungsteilchen erzeugt werden. Die Verunreinigungen können auf
den dritten Isolierschichtmustern 38a und auf den zweiten Isolierschichtmustern 38b verbleiben,
wodurch Fehler bei den nachfolgenden Prozessen verursacht werden
können.
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Es wird daher ein Reinigungsprozeß für die dritten
Isolierschichtmuster 38a und für die zweiten Isolierschichtmuster 36a in
bevorzugter Weise durchgeführt.
Der Reinigungsprozeß wird
in bevorzugter Weise als Feuchtreinigungsprozeß unter Verwendung einer SC-1-Lösung oder
einer HF-Lösung durchgeführt. Obwohl
die zwei Lösungen
unabhängig
voneinander verwendet werden können,
ist es zu bevorzugen, sequentiell die HF-Lösung und dann die SC-1-Lösung während des
Reinigungsprozesses zu verwenden. Hierbei wird der Reinigungsprozeß unter Verwendung
der SC-1-Lösung
bei einer Temperatur von etwa 70 °C
für etwa
7 min durchgeführt.
Dann wird der Reinigungsprozeß unter
Verwendung der HF-Lösung
bei einer Temperatur von etwa 70 °C
für etwa
160 s durchgeführt.
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Wenn die dritten Isolierschichtmuster 38a und
die zweiten Isolierschichtmuster 38b gereinigt werden,
können
die ersten Isolierschichtmuster 32 beschädigt werden.
Speziell können
die ersten Isolierschichtmuster 32 nahe den oberen Abschnitten der
Kontaktpfropfen 34 beschädigt werden.
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Es wird daher in bevorzugter Weise
eine Schutzschicht (nicht gezeigt) zum Schützen gegen eine Zerstörung oder
Beschädigung
der ersten Isolierschichtmuster 32 auf den beschädigten Abschnitten
bzw. auf den beschädigbaren
Abschnitten der ersten Isolierschichtmuster 32 hergestellt.
Beispielsweise enthält
die Schutzschicht einen Siliziumnitridfilm oder einen Aluminiumoxidfilm.
Obwohl die zwei Filme unabhängig
voneinander ausgebildet werden können,
um die Schutzschicht zu vervollständigen, kann ein zusammengesetzter
Film, der einen Siliziumnitridfilm und einen Aluminiumoxidfilm enthält, zum
Vervollständigen
der Schutzschicht ausgebildet werden. Speziell wird die Schutzschicht
in der folgenden Weise hergestellt.
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Es wird die Schutzschicht durchgehend
auf den dritten Isolierschichtmustern 38a, auf den Seitenwänden der
dritten Kontaktlöcher 38b und
an den Seitenwänden
der Bodenflächen
der zweiten Kontaktlöcher 36b ausgebildet.
Dann wird die Schutzschicht auf den dritten Isolierschichtmustern 38a mit Hilfe
eines chemisch-mechanischen Polierprozesses (CMP) entfernt. Als
ein Ergebnis verbleibt die Schutzschicht an den Seitenwänden der
dritten Kontaktlöcher 38b und
an den Seitenwänden
und auch an den Bodenflächen
der zweiten Kontaktlöcher 36b.
Obwohl die Schutzschicht an den zerstörbaren Abschnitten der ersten
Isolierschichtmuster 32 lediglich ausgebildet werden kann,
wird die Schutzschicht in bevorzugter Weise auch an den Seitenwänden der dritten
Kontaktlöcher 38b und
auch an den Seitenwänden
und den Bodenflächen
der zweiten Kontaktlöcher 36b ausgebildet.
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Die Schutzschicht verhindert die
Ausbildung von Musterbrücken
zwischen benachbarten Kontaktpfropfen 34, die durch ein
Beschädigen
der ersten Isolierschichtmuster 32 verursacht werden können und
zwar nahe den oberen Abschnitten der Kontaktpfropfen 34.
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Ein leitender Film für die Bodenelektroden der
Kondensatoren wird durchgehend an den Seitenwänden der dritten Kontaktlöcher 38b und
an den Seitenwänden
und den Bodenflächen
der zweiten Kontaktlöcher 36b ausgebildet.
Spezieller gesagt wird der leitende Film auf den dritten Isolierschichtmustern 38a,
an den Seitenwänden
der dritten Kontaktlöcher 38b und
an den Seitenwänden
und den Bodenflächen
der zweiten Kontaktlöcher 36b ausgebildet.
Dann wird der leitende Film auf den dritten Isolierschichtmustern 38a mit
Hilfe eines CMP Prozesses entfernt. Als ein Ergebnis verbleibt der
leitende Film, um dadurch Bodenelektroden 40 zu bilden.
Die Bodenelektroden 40 werden an den Seitenwänden der
dritten Kontaktlöcher 38b,
und an den Seitenwänden
und den Bodenflächen
(benachbart zu den Kontaktpfropfen 34) der zweiten Kontaktlöcher 36b ausgebildet.
Jede der Bodenelektroden 40 besitzt einen oberen Knotenpunkt 40a und
einen unteren Knotenpunkt 40b, wobei die kritische Abmessung
des unteren Knotenpunktes 40b größer ist als diejenige des oberen
Knotenpunktes 40a, da die kritische Abmessung des zweiten
Kontaktloches 36b größer ist
als diejenige des dritten Kontaktloches 38b.
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4 ist
eine vergrößerte Querschnittsdarstellung,
welche die kritische Abmessung der Bodenelektrode des zylinderförmig gestalteten
Kondensators veranschaulicht, der gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung hergestellt wurde.
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Gemäß 4 ist die kritische Abmessung des oberen
Abschnitts (CD41) des oberen Knotenpunktes 40a der Bodenelektrode 40 größer als
diejenige des unteren Abschnitts (CD42) des oberen Knotenpunktes 40a.
Zusätzlich
ist die kritische Abmessung des oberen Abschnitts (CD43) des unteren Knotenpunktes 40b der
Bodenelektrode 40 größer als
diejenige des unteren Abschnitts (CD44) des unteren Knotenpunktes 40b.
Somit besitzt die Bodenelektrode 40 eine geometrisch stabile
Struktur.
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Die Strukturen mit dem leitenden
Film können
als Metallverdrahtungen einer Halbleitervorrichtung verwendet werden.
Insbesondere wird eine Zwischen-Dielektrikumsschicht auf der Struktur
ausgebildet, die den leitenden Film aufweist, und zwar nachdem der
leitende Film ausgebildet wurde. Es wird dann die dielektrische
Zwischenschicht geätzt, um
ein Zwischenschicht-Dielektrikumsschichtmuster zu bilden mit einem
Kontaktloch, durch welches der leitende Film freigelegt ist. Als
nächstes
werden zusätzliche
Filme auf der resultierenden Struktur ausgebildet, um diese elektrisch
mit dem leitenden Film zu verbinden. Wie oben beschrieben ist, kann
der leitende Film als Metallverdrahtungen verwendet werden und zwar
nachdem die Reihe der Prozesse durchgeführt worden ist.
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Um nun auf 3E einzugehen, so werden die zweiten
Isolierschichtmuster 36a und die dritten Isolierschichtmuster 38a entfernt.
Somit werden die zylinderförmig
gestalteten Bodenelektroden 40 der Kondensatoren über dem
Substrat 30 ausgebildet. Hierbei werden die zweiten Isolierschichtmuster 36a und
die dritten Isolierschichtmuster 38a in bevorzugter Weise
mit Hilfe eines Feuchtätzprozesses
unter Verwendung einer LAL Lösung
entfernt.
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Wenn die Schutzschicht ausgebildet
wurde, so wird die Schutzschicht in vorteilhafter Weise entfernt,
um die Bodenelektrode 40 zu vervollständigen. In diesem Fall wird
die Schutzschicht in bevorzugter Weise durch einen Feuchtätzprozeß unter
Verwendung einer LAL Lösung
oder einer Phosphorsäurelösung entfernt.
Wenn die Schutzschicht einen Aluminiumoxidfilm enthält, wird
der Feuchtätzprozeß unter Verwendung
der LAL Lösung
durchgeführt,
um die Schutzschicht zu entfernen. Wenn nun die Schutzschicht einen
Siliziumnitridfilm enthält,
so wird der Feuchtätzprozeß unter
Verwendung der Phosphorsäurelösung ausgeführt, um
die Schutzschicht zu beseitigen.
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Zusätzlich wird auch die Ätzstoppschicht 35, die
auf den ersten Isolierschichtmustern 32 zurückgeblieben
ist, entfernt, wenn die ersten Isolierschichtmuster 32 freigelegt
wurden und zwar gemäß dem Entfernen
der zweiten Isolierschichtmuster 36a und der dritten Isolierschichtmuster 38a.
In einem Fall, bei dem die Ätzstoppschicht 35 ein
Material enthält,
welches im wesentlichen identisch mit demjenigen der Schutzschicht
ist, wird die Ätzstoppschicht 35 gleichzeitig
zusammen mit der Schutzschicht entfernt. Daher wird die Ätzstoppschicht 35 in
vorteilhafter Weise mit Hilfe eines Feuchtätzprozesses unter Verwendung
der LAL Lösung
oder der Phosphorsäurelösung entfernt.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung kann die Ausbildung einer Musterbrücke zwischen den Kontaktpfropfen
dadurch verhindert werden, in dem die Ätzselektivität der Isolierschichtmuster
eingestellt wird, die auf den oberen Abschnitten der Kontaktpfropfen
ausgebildet sind. Die Wahrscheinlichkeit der Ausbildung einer Musterbrücke wird
auch dadurch reduziert, indem man verhindert, daß die Isolierschichtmuster
auf den oberen Abschnitten der Kontaktpfropfen angeätzt werden.
Obwohl die Isolierschichtmuster auf den oberen Abschnitten der Kontaktpfropfen
geringfügig
beschädigt werden,
kann die Ausbildung einer Musterbrücke zwischen den Kontaktpfropfen
effizient verhindert werden, da die Isolierschutzschicht auf den
beschädigten
Isolierschichtmustern ausgebildet ist. Es kann daher die Ausbildung
einer Musterbrücke
zwischen Kontaktpfropfen, was häufig
während
der Ausbildung oder Herstellung des zylinderförmig gestalteten Kondensators
bewirkt wird, effektiv verhindert werden.
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Im folgenden wird ein Verfahren zur
Herstellung einer Schutzschicht gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung beschrieben.
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Die 5 und 6 sind Querschnittsdiagramme,
die ein Verfahren zum Ausbilden der Bodenelektrode eines zylinderförmig gestalteten
Kondensators veranschaulichen, der ein Schutzschichtmuster gemäß einer
anderen Ausführungsform
der Erfindung aufweist.
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Gemäß 5 werden erste Isolierschichtmuster 52 mit
ersten Kontaktlöchern 53 auf
einem Halbleitersubstrat 50 ausgebildet. Es wird dann ein leitendes
Material auf den ersten Isolierschichtmustern 52 niedergeschlagen,
um die ersten Kontaktlöcher 53 aufzufüllen, so
daß Kontaktpfropfen 54 für die Bodenelektroden
der Kondensatoren in den ersten Kontaktlöchern 53 gebildet
werden.
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Es werden dann zweite Isolierschichtmuster 56 und
dritte Isolierschichtmuster 58 aufeinanderfolgend auf den
ersten Isolierschichtmustern 52 ausgebildet. Die zweiten
Isolierschichtmuster 56 mit zweiten Kontaktlöchern 56a,
welche die Kontaktpfropfen 54 freilegen, und die dritten
Isolierschichtmuster 58 mit dritten Kontaktlöchern 58a werden
dabei gebildet. Alternativ kann eine Ätzstoppschicht 55 zusätzlich zwischen
den ersten Isolierschichtmustern 52 und den zweiten Isolierschichtmustern 56 ausgebildet werden.
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Die ersten Isolierschichtmuster 52,
die Kontaktpfropfen 54, die zweiten Isolierschichtmuster 56 und
die dritten Isolierschichtmuster 58 werden durch Prozesse
gebildet, die identisch mit denjenigen sind, die unter Hinweis auf
die 3A bis 3D beschrieben wurden.
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Wenn die zweiten Isolierschichtmuster 56 und
die dritten Isolierschichtmuster 58 ausgebildet werden,
können
die ersten Isolierschichtmuster 52 nahe den oberen Abschnitten
der Kontaktpfropfen 54 beschädigt werden. Wenn die ersten
Isolierschichtmuster 52 ernsthaft beschädigt werden, können sich Musterbrücken zwischen
benachbarten Kontaktpfropfen 54 bilden. Es wird somit eine
Schutzschicht 59 an den Seitenwänden der dritten Kontaktlöcher 58a und
an den Seitenwänden
der Bodenflächen
der zweiten Kontaktlöcher 56a ausgebildet.
Die Schutzschicht 59 wird in der folgenden Weise hergestellt.
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Es wird ein dünner Film für die Schutzschicht 59 durchgehend
auf den dritten Isolierschichtmustern 58, an den Seitenwänden und
an den dritten Kontaktlöchern 58a und
an den Seitenwänden
und den Bodenflächen
der zweiten Kontaktlöcher 56a ausgebildet.
Als nächstes
wird der dünne
Film auf den dritten Isolierschichtmustern 58 mit Hilfe
eines CMP Prozesses entfernt, um die Schutzschicht 59 zu
bilden. Obwohl die Schutzschicht 59 auf den beschädigbaren Abschnitten
der ersten Isolierschichtmuster 52 alleine ausgebildet
werden kann, wird die Schutzschicht 59 in bevorzugter Weise
an den Seitenwänden
der dritten Kontaktlöcher 58a und
an den Seitenwänden und
den Bodenflächen
der zweiten Kontaktlöcher 56a ausgebildet.
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Wenn die ersten Isolierschichtmuster 52 beschädigt werden,
wird die Schutzschicht 59 auf den beschädigten Abschnitten der ersten
Isolierschichtmuster 52 ausgebildet. Beispielsweise enthält die Schutzschicht 59 einen
Siliziumnitridfilm oder einen Aluminiumoxidfilm. Obwohl diese zweite
Filme unabhängig
verwendet werden können,
um die Schutzschicht 59 zu bilden, kann auch ein zusammengesetzter
Film mit einem Siliziumnitridfilm und einem Aluminiumoxidfilm dazu
verwendet werden, um die Schutzschicht 59 zu bilden.
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Es wird dann ein leitender Film für die Bodenelektroden 60 der
Kondensatoren ausgebildet und wird bearbeitet, um die Bodenelektroden 60 mit den
unteren Knotenpunkten 60b und den oberen Knotenpunkten 60a zu
bilden. Hierbei werden die Bodenelektroden 60 gemäß den Prozessen
hergestellt, die unter Hinweis auf die 3D und 3E beschrieben wurden.
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Gemäß 6 werden, nachdem die zweiten Isolierschichtmuster 56 und
die dritten Isolierschichtmuster 58 entfernt worden sind,
die Schutzschicht 59 und die Ätzstoppschicht 55,
die durch das Entfernen der zweiten und der dritten Isolierschichtmuster 56 und 58 freigelegt
wurde, entfernt. Die zweiten Isolierschichtmuster 56, die
dritten Isolierschichtmuster 58, die Schutzschicht 59 und
die Ätzstoppschicht 55 werden
mit Hilfe von Prozessen beseitigt, die im wesentlichen identisch
mit denjenigen sind, welche unter Hinweis auf 3E beschrieben wurden. In diesem Fall
verbleiben Abschnitte der Schutzschicht 59 auf den ersten
Isolierschichtmustern 52, um dadurch Schutzschichtmuster 59a zu
bilden, welche die beschädigten
Abschnitte der ersten Isolierschichtmuster 52 bedecken.
Als ein Ergebnis werden Bodenelektroden 60 mit einer zylinderförmigen Gestalt über dem
Substrat 50 gebildet. Jede der Bodenelektroden 60 enthält einen
Anschlußflag 51,
den Kontaktpfropfen 54, das Schutzschichtmuster 59a,
den oberen Knotenpunkt 60a und den unteren Knotenpunkt 60b. die
oberen und die unteren Knotenpunkte 60a und 60b besitzen
zylinderförmige
Gestalten. Der obere Knotenpunkt 60a ist mit dem unteren
Knotenpunkt 60b verbunden. Hierbei werden die oberen und
unteren Knotenpunkte 60a und 60b zusammenhängend oder
einstückig
ausgebildet. Zusätzlich
ist die kritische Abmessung des unteren Knotenpunktes 60b in bevorzugter
Weise größer als
diejenige des oberen Knotenpunktes (mode) 60a. Spezifischer
ausgedrückt
werden die Schutzschichtmuster 59a nahe den oberen Abschnitten
der Kontaktpfropfen 54 der Bodenelektroden 60 ausgebildet,
wodurch verhindert wird, daß sich
eine Musterbrücke
zwischen den Kontaktpfropfen 54 bildet und zwar aufgrund
der Schutzschichtmuster 59a. Somit wird die Ausbildung
einer Musterbrücke
zwischen den Kontaktpfropfen, die häufig während der Ausbildung des zylinderförmig gestalteten
Kondensators entstehen, mit Hilfe der Schutzschichtmuster 59a verhindert.
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Im folgenden wird ein Verfahren zur
Herstellung einer DRAM Vorrichtung beschrieben und zwar durch Anwendung
der Prozesse zum Ausbilden der Bodenelektrode des zylinderförmig gestalteten
Kondensators.
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Die 7A bis 7D zeigen Querschnittsansichten,
die ein Verfahren zur Herstellung einer DRAM Vorrichtung gemäß einer
noch anderen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung veranschaulichen.
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Gemäß 7A ist ein Substrat 70 vorgesehen,
welches einen Graben aufweist, in dem eine Isolierschicht 72 ausgebildet
ist. Es sind Gateelektroden Ga in einer aktiven Zone des Substrats 70 ausgebildet.
Jede der Gateelektroden Ga enthält
ein Gate-Siliziumoxidfilmmuster 74a, ein Polysiliziumfilmmuster 74b und
ein Wolframsilizid-Filmmuster 74c.
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Es werden leicht dotierte Source/Drain-Zonen 80 an
Abschnitten des Substrats 70 ausgebildet, die zwischen
den Gateelektroden Ga freigelegt sind, was mit Hilfe eines Ionenplantationsprozesses
erfolgt. Es werden Abstandshalter 78a jeweils an den Seitenwänden der
Gateelektroden Ga ausgebildet. Zusätzlich werden Abdeckschichtmuster 76 auf
den oberen Flächen
der Gateelektroden Ga jeweils ausgebildet. Ferner werden schwer
dotierte Source/Drain-Zonen an den freigelegten Abschnitten des Substrats 70 mit
Hilfe eines zusätzlichen
Ionenplantationsprozesses ausgebildet. Als ein Ergebnis werden Gateelektroden
Ga und leicht dotierte Drain (LDD) Source/Drain-Zonen 80 auf
dem Substrat 70 vervollständigt. Hierbei entsprechen
die LDD Source/Drain-Zonen 80 Kontaktzonen wie beispielsweise Kondensatorkontaktzonen
und Bitleitung-Kontaktzonen.
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Es werden Anschlußflecke 82 an den
Kontaktzonen des Substrats 70 zwischen den Gateelektroden
Ga gebildet und zwar durch Einfüllen
eines Polysiliziumfilms zwischen die Gateelektroden Ga. Jeder der
Kontaktflecke 82 enthält
einen ersten Kontaktflag (pad) 82a für die Bodenelektrode eines
Kondensators, und einen zweiten Kontakt flag 82b für eine Bitleitung.
Speziell wird ein Polysiliziumfilm auf den Kontaktzonen den Substrats 70 und
auf den Gateelektroden Ga gebildet. Es wird dann ein CMP Prozeß in Verbindung
mit dem Polysiliziumfilm durchgeführt, bis die Abdeckschichtmuster 76 der
Gateelektroden Ga freigelegt sind. Abschnitte des Polysiliziums,
die lediglich auf den Kontaktzonen verbleiben, werden auf diese
Weise gebildet, wodurch die Anschlußflecke 82 auf den
Kontaktzonen gebildet werden (d.h. die Source/Drain-Zonen 80).
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Nachdem eine erste Zwischen-Dielektrikumsschicht 84 auf
der resultierenden Struktur ausgebildet worden ist, wird die erste
Zwischen-Dielektrikumnsschicht 84 mit Hilfe eines CMP Prozesses oder
eines Rückätzprozesses
planiert. Als nächstes wird
ein Bitleitung-Kontaktloch, welches den zweiten Kontaktflag 82b für eine Bitleitung 88 freilegt,
mit Hilfe eines photolithographischen Prozesses ausgebildet.
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Es wird ein leitendes Material niedergeschlagen,
um das Bitleitung-Kontaktloch zu füllen, so daß ein Bitleitung-Kontaktpfropfen 86 in
dem Bitleitung-Kontaktloch gebildet wird. Die Bitleitung 88 wird auf
der ersten Zwischenschicht-Dielektrikumsschicht 84 ausgebildet
und wird elektrisch mit dem Bitleitung-Kontaktpfropfen 86 verbunden.
Eine Oxidation-Verhinderungsschicht 90 wird dann auf der
Bitleitung 88 gebildet, um eine Oxidation der Bitleitung 88 während nachfolgender
Prozesse zu verhindern.
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Als nächstes wird nachdem eine zweite
Zwischenschicht-Dielektrikumsschicht 92 auf der eine Oxidation
verhindernden Schicht 90 gebildet worden ist, die zweite
Zwischenschicht-Dielektrikumsschicht 92 mit Hilfe eines
CMP Prozesses planiert. Die zweite Zwischenschicht-Dielektrikumsschicht 92 wird
so planiert, daß sie
eine Dicke von etwa 500 Å besitzt. Da
die zweite Zwischenschicht-Dielektrikumsschicht 82 eine
relativ dünne
bzw. geringe Dicke von etwa 500 Å hat, kann die Bitleitung 88 während der
nachfolgenden Prozesse beschädigt
werden. Es wird daher eine Abdeckschicht 94 mit einer Dicke
von etwa 2000 Å auf
der zweiten Zwischenschicht-Dielektrikumsschicht 9
2 ausgebildet
und zwar nach der Planierung der zweiten Zwischen-Dielektrikumsschicht 92.
Die Abdeckschicht 94 enthält einen BPSG Film, der mit
Hilfe eines chemischen Dampfniederschlagsprozesses ausgebildet wird.
In diesem Fall enthält der
BPSG Film etwa 4,0 Gew.-% Bor und etwa 3,5 Gew.-% Phosphor.
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Gemäß 7B werden Kontaktlöcher 96 ausgebildet,
um die ersten Kontaktflecke 82a für die Bodenelektrode freizulegen.
Die Kontaktlöcher 96 werden
mit Hilfe eines Trockenätzprozesses
hergestellt und zwar unter Verwendung eines Photoresistmusters als
eine Ätzmaske.
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Es wird dann ein erster Feuchtreinigungsprozeß für etwa 100
s unter Verwendung einer HF Lösung,
die mit Wasser verdünnt
ist und zwar in einem Verhältnis
von etwa 200:1 durchgeführt.
Es wird dann ein zweiter Feuchtreinigungsprozeß durchgeführt, und zwar für etwa 180
s unter Verwendung einer SC1 Lösung.
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Es werden dann Abstandshalter 98 an
den Seitenwänden
der Kontaktlöcher 96 gebildet.
Speziell werden ein Mitteltemperaturoxidfilm (MTO) und ein Siliziumnitridfilm
durchgehend an den Seitenwänden
und Bodenflächen
der Kontaktlöcher 96 und
auf der Abdeckschicht 94 gebildet. Als nächstes werden der
MTO Film und der Siliziumnitridfilm auf den Bodenflächen der
Kontaktlöcher 96 und
der Abdeckschicht 94 mit Hilfe eines Ätzprozesses beseitigt, wodurch
die Abstandshalter 98 an den Seitenwänden der Kontaktlöcher 96 gebildet
werden.
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Es werden dann Kontaktpfropfen 100 für die Bodenelektrode
in den Kontaktlöchern 96 gebildet,
in dem die Kontaktlöcher 96 mit
einem leitenden Material aufgefüllt
werden. Es wird eine Siliziumoxidschicht auf den Kontaktpfropfen 100 und
auf der Abdeckschicht 94 bis zu einer Dicke von 450 Å gebildet. Die
Siliziumoxidschicht dient als eine Ätzstoppschicht 102.
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Auf der Ätzstoppschicht 102 wird
eine Formungsschicht (molding layer) 104 ausgebildet. Die Formungsschicht
(molding layer) 104 wird dazu verwendet, um die Bodenelektroden
zu bilden, die zylinderförmig
gestaltete Knotenpunkte besitzen und zwar durch einen Formungsprozeß (molding
process). Die Formungsschicht 104 enthält einen BPSG Film 104a und
einen Plasma-erhöhten
TEOS (PE-TEOS) Film 104b. Der BPSG Film 104a enthält etwa
2,5 Gew.-% Bor und etwa 2,45 Gew.-% Phosphor. Die Formungsschicht 104 besitzt
eine Gesamtdicke von etwa 15.000 Å.
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Gemäß 7C wird die Formungsschicht 104 geätzt, um
Forniungsschichtmuster 106 zu bilden, welche BPSG Filmmuster 106a und
PE-TEOS Filmmuster 106b enthalten. Gleichzeitig werden
Kontaktlöcher
durch die Formungsschichtmuster 106 hindurch ausgebildet.
Die BPSG Filmmuster 106a werden an unteren Abschnitten
der Kontaktlöcher
positioniert, während
die PE-TEOS Filmmuster 106b an oberen Abschnitten der Kontaktlöcher positioniert werden.
Hierbei sind die kritischen Abmessungen der BPSG Filmmuster 106a größer als
diejenigen der PE-TEOS Filmmuster 106b. Das heißt, die
unteren Abschnitte der Kontaktlöcher
sind weiter oder breiter als die oberen Abschnitte der Kontaktlöcher.
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Da die Abdeckschicht 94 mehr
Bor und Phosphor enthält
als die BPSG Filmmuster 106a der Formschichtmuster 106,
kann der Ätzprozeß zu einer Ausbildung
des Formungsschichtmusters 106 unzureichend durchgeführt werden.
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Nachdem ein primärer Feuchtreinigungsprozeß in Verbindung
mit der resultierenden Struktur bei einer Temperatur von etwa 70 °C unter Verwendung einer
HF Lösung,
die mit Wasser verdünnt
ist und zwar in einem Verhältnis
von etwa 200:1 für
etwa 100 s durchgeführt
worden ist, wird ein zweiter Feuchtreinigungsprozeß in Verbindung
mit der resultierenden Struktur bei einer Temperatur von etwa 70 °C unter Verwendung
einer SC-1 Lösung
für etwa
180 s durchgeführt.
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Nach der Ausbildung der Formungs-Schichtmuster 106,
wird eine Schutzschicht 108 an den Seitenwänden der
Kontaktlöcher
ausgebildet, die in die Formungs-Schichtmuster 106 eindringt,
um das Ausbilden einer Musterbrücke
zwischen den Kontaktpfropfen 100 zu verhindern. Ein leitender
Film für
die Bodenelektroden 110 wird dann auf der Oberfläche der
Schutzschicht 108 und auf den Bodenflächen der Kontaktlöcher ausgebildet.
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Alternativ kann der leitende Film
für die
Bodenelektroden 110 als Metallverdrahtungen verwendet werden.
Es wird nämlich
eine Zwischen-Dielektrikumsschicht auf der resultierenden Struktur
mit dem leitenden Film für
die Bodenelektroden 110 ausgebildet. Dann wird die Zwischenschicht-Dielektrikumsschicht
in ein Muster gebracht, um Zwischenschicht-Dielektrikumsschichtmuster
mit Kontaktlöchern
herzustellen, die den leitenden Film für die Bodenelektroden 110 freilegen.
Es wird ein zusätzlicher leitender
Film auf den Zwischenschicht-Dielektrikumsschichtmustern ausgebildet,
um den leitenden Film für
die Bodenelektroden 110 elektrisch anzuschließen, wodurch
dann der leitende Film für
die Bodenelektroden 110 als Metallverdrahtungen verwendet
werden kann.
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Gemäß 7D werden die Formungs-Schichtmuster 106,
die Schutzschicht 108 und die Ätzstoppschicht 102,
die auf der Abdeckungsschicht 94 verblieben ist, sequentiell
entfernt.
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Es werden somit die Bodenelektroden 110 über dem
Substrat 70 gebildet. Hierbei enthalten die Bodenelektroden 110 die
oberen Knotenpunkte 110a bzw. die unteren Knotenpunkte 110b.
Die Knotenpunkte 110a und 110b werden elektrisch
mit den ersten Anschlußflecken 82a über die
Kontaktpfropfen 100 verbunden.
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Danach werden die elektrischen Schichten und
obere Elektroden auf den Bodenelektroden 110 ausgebildet,
um die Kondensatoren mit den zylinderförmigen Gestalten zu vervollständigen.
Als ein Ergebnis wird eine DRAM Zelle auf dem Substrat 70 gebildet,
die Transistoren enthält
mit Gatelektroden Ga und mit einer Source/Drain-Zone 80, einer Bitleitung für einen
elektrischen Anschluß und
mit einem Kondensator mit einer zylinderförmigen Gestalt.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung wird die Isolierschicht nahe den oberen Abschnitten
der Kontaktpfropfen für
die Bodenelektroden nicht vollständig
geätzt,
wodurch verhindert wird, daß sich
eine Brücke
zwischen den Kontaktpfropfen bil det, wenn die zylinderförmig gestalteten
Kondensatoren gebildet werden. Obwohl die Isolierschicht nahe den
oberen Abschnitten der Kontaktpfropfen etwas angeätzt wird,
kann die Brückenbildung
zwischen dem Kontaktpfropfen verhindert werden und zwar aufgrund
der verbleibenden Isolierschicht nahe den oberen Abschnitten der
Kontaktpfropfen.
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Das Verfahren der vorliegenden Erfindung kann
in vorteilhafter Weise dazu verwendet werden, um einen zylinderförmig gestalteten
Kondensator mit einer großen
Höhe herzustellen,
wobei gleichzeitig verhindert wird, daß der Kondensator kollabiert.
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Zusätzlich besitzt eine Halbleitervorrichtung, die
den Kondensator enthält,
eine verbesserte elektrische Zuverlässigkeit, da Brücken zwischen
den Kontaktpfropfen verhindert werden, die durch den Ätzvorgang
der oberen Abschnitte der Kontaktpfropfen hervorgerufen werden.
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Ferner kann die Struktur mit dem
leitenden Film für
die Knotenpunkte in ausreichender Weise für Metallverdrahtungen einer
Halbleitervorrichtung verwendet werden.
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Es werden nun Ausführungsformen
der Erfindung in einer nicht einschränkenden Weise beschrieben.
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Bei einem Aspekt der Erfindung wird
ein erstes Isolierschichtmuster, welches eine erste Ätzrate besitzt,
und ein erstes Kontaktloch aufweist, auf einem Substrat gebildet.
Es wird ein Kontaktpfropfen in dem Kontaktloch hergestellt und es
wird eine zweite Isolierschicht mit einer zweiten Ätzrate auf
der ersten Isolierschicht bzw. dem ersten Isolierschichtmuster und
auf dem Kontaktpfropfen ausgebildet. Die zweite Isolierschicht besitzt
eine zweite Ätzrate,
die höher
ist als die erste Atzrate. Die zweite Isolierschicht wird geätzt, um
ein zweites Isolierschichtmuster mit einem zweiten Kontaktloch zu
bilden, welches den Kontaktpfropfen freilegt und einen Abschnitt
des ersten Isolierschichtmusters nahe dem Kontaktloch freilegt. Der Ätzbetrag
bzw. das Ätzausmaß von Abschnitten des
ersten Isolierschichtmusters wird in Einklang mit der Atzratendifferenz zwischen
der zweiten Atzrate und der ersten Atzrate reduziert. Es wird ein
leitender Film durchgehend an der Seitenwand und auf der Bodenfläche des
zweiten Kontaktloches ausgebildet. Es wird dann das zweite Isolierschichtmuster
entfernt.
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Wenn die zweite Isolierschicht geätzt wird, wird
die Ätzrate
des ersten Isolierschichtmusters so eingestellt, daß sie kleiner
ist als diejenige der zweiten Isolierschicht. Daher wird das erste
Isolierschichtmuster nahe dem oberen Abschnitt des Kontaktpfropfens
nicht in einem gewissen Ausmaß geätzt.
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Gemäß einer Ausführungsform
der Erfindung wird eine Brücke
verhindert, die gewöhnlich während des Ätzvorganges
des oberen Abschnitts des Kontaktpfropfens entsteht. Ein zylinderförmig gestalteter
Kondensator mit einer Bodenelektrode mit einer großen Höhe kann
dadurch ohne Gefahr eines Kollabierens hergestellt werden. Als ein
Ergebnis wird die Zuverlässigkeit
der Halbleitervorrichtungen, die den Kondensator enthalten, verbessert.
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Gemäß einem anderen Aspekt der
Erfindung wird auf einem Substrat ein erstes Isolierschichtmuster
mit einem ersten Kontaktloch gebildet. Es wird ein Kontaktpfropfen
für eine
Bodenelektrode eines Kondensators in dem Kontaktloch hergestellt
und es wird dann ein zweites Isolierschichtmuster auf dem ersten Isolierschichtmuster
gebildet. Das zweite Isolierschichtmuster besitzt ein zweites Kontaktloch,
welches den Kontaktpfropfen freilegt. Eine Schutzschicht wird auf
einem Abschnitt des ersten Isolierschichtmusters gebildet, welches
durch das zweite Kontaktloch freigelegt ist, und auch an einer Seitenwand
des zweiten Kontaktloches gebildet. Ein leitender Film für die Bodenelektrode
wird dann durchgehend auf der Schutzschicht und auf dem Kontaktpfropfen
gebildet. Das zweite Isolierschichtmuster wird entfernt und die
Schutzschicht wird dann nur teilweise entfernt.
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Gemäß einer anderen Ausführungsform
der Erfindung kann der Abschnitt des ersten Isolierschichtmusters
nahe dem oberen Abschnitt des Kontaktloches geringfügig während der
Prozesse der Ausbildung des Kondensators angeätzt werden. Die Schutz schickt,
die nahe dem ersten Isolierschichtmuster ausgebildet ist, verhindert
das Erzeugen einer Brücke
zwischen den Kontaktpfropfen. Daher besitzt der Kondensator eine
zylinderförmige
Gestalt, wobei die Höhe
des Kondensators vergrößert werden
kann und zwar ohne Gefahr eines Kollabierens. Als ein Ergebnis wird
die Zuverlässigkeit
einer Halbleitervorrichtung, die den Kondensator enthält, erhöht.
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Gemäß noch einem anderen Aspekt
der Erfindung enthält
eine Bodenelektrode eines Kondensators einen Kontaktpfropfen, der
auf einem Substrat gebildet ist, einen Knotenpunkt, der an dem oberen Abschnitt
des Kontaktpfropfens gebildet ist, und ein Schutzschichtmuster,
welches nahe dem Kontaktpfropfen ausgebildet ist. Der Kontaktpfropfen
ist elektrisch mit dem Knotenpunkt verbunden, das Schutzschichtmuster
verhindert die elektrische Verbindung zwischen dem Kontaktpfropfen
und einem benachbarten Kontaktpfropfen.
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Gemäß einer noch anderen Ausführungsform
der Erfindung enthält
die Bodenelektrode ein Schutzschichtmuster, um die Ausbildung einer
Brücke
zwischen benachbarten Kontaktpfropfen zu verhindern. Wenn die Bodenelektrode,
die das Schutzschichtmuster enthält,
für einen
Kondensator mit einer zylinderförmigen
Gestalt verwendet wird, besitzt der Kondensator verbesserte elektrische
Eigenschaften als auch eine stabile Struktur.
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Es wurden Beispiele von Ausführungsformen
der Erfindung hier beschrieben und, obwohl spezifische Ausdrücke verwendet
wurden, wurden diese nur zu dem Zweck und zur Interpretation in
einer gattungsmäßigen und
beschreibenden Weise angewendet, und nicht zum Zwecke einer Einschränkung. Demzufolge
können
Fachleute auf dem vorliegenden Gebiet erkennen, daß vielfältige Änderungen in
der Form und in Einzelheiten vorgenommen werden können, ohne
dadurch den Rahmen der Erfindung, wie er durch die folgenden Ansprüche festgehalten
ist, zu verlassen.