DE19817558A1

DE19817558A1 - Verbesserte Basisschicht-Struktur zum Abdecken eines Lochs in einer Isolationsschicht einer Halbleitervorrichtung und ihr Herstellungsverfahren

Info

Publication number: DE19817558A1
Application number: DE19817558A
Authority: DE
Inventors: Kuniko Kikuta
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Electronics Corp
Priority date: 1997-04-18
Filing date: 1998-04-20
Publication date: 1998-10-22
Also published as: JP3050161B2; TW436873B; US6051880A; CN1127131C; US6313030B1; KR19980081534A; JPH10294365A; CN1198587A

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Halbleitervorrich tung und insbesondere eine verbesserte Basisschicht-Struk tur, die ein Kontaktfenster oder ein Kontaktloch, das in einer Isolationsschicht einer Halbleitervorrichtung ausge bildet ist, abdeckt und ein Verfahren zum Ausbilden der verbesserten Basisschicht-Struktur.

Im Stand der Technik wird eine Halbleitervorrichtung mit einem Kontaktloch oder einem Kontaktfenster wie folgt her gestellt.

Gemäß Fig. 1A wird ein erster Zwischenschicht-Isolator 3-1 auf einem Siliciumsubstrat 1 ausgebildet. Eine erste Ni veau-Zwischenverbindung 2 wird über dem ersten Zwischen schicht-Isolator 3-1 ausgebildet. Ein zweiter Zwischen schicht-Isolator 3-2 wird auf der ersten Niveau-Zwischen verbindung 2 ausgebildet. Ein Loch, z. B. ein Kontaktloch oder ein Kontaktfenster bzw. ein Anschlußloch oder Verbin dungsloch, wird in dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2 derart ausgebildet, daß ein Teil der ersten Niveau-Zwi schenverbindung 2 durch das Loch hindurch sichtbar ist. Ein spontaner bzw. unmittelbar sich bildender Oxidfilm wird vom Grund oder Boden des Loches entfernt. Ein RF-Sputtern wird an den Kantenabschnitten 4 des Loches in dem zweiten Zwi schenschicht-Isolator 3-2 derart ausgeführt, daß die Kan tenabschnitte des Loches in dem zweiten Zwischen schicht-Isolator 3-2 so geätzt werden, daß sie eine gebogene, ge krümmte bzw. abgerundete Kantenform erhalten.

Gemäß der Fig. 1B wird eine Basisschicht bzw. Grundschicht 5, z. B. eine Titan-Schicht oder eine Titan-Nitrid-Schicht, mittels eines Sputterverfahrens auf der Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2 und an den Boden- und Seitenwänden des Loches abgelagert oder abgeschieden. Eine Aluminiumschicht 6 wird dann durch ein Sputterverfahren auf die Basisschicht 5 derart aufgetragen, daß die Aluminium schicht 6 das Loch füllt und sich über der Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2 erstreckt. Das Sput terverfahren kann bei einer erhöhten Substrattemperatur ausgeführt werden. Es ist auch möglich, einen Ausheilungs vorgang in einer Sputterkammer aus zuführen, nachdem das Sputtern ausgeführt worden ist.

Wenn die Kanten des Loches in dem zweiten Zwischen schicht-Isolator 3-2 nicht, wie in der Fig. 2 dargestellt ist, ge ätzt wurden, kann ein Problem bezüglich des Blockierens des oberen Abschnitts des Lochs mit der Metallschicht 6 auftre ten, wobei ein Leerraum bzw. eine Blase 8 in dem Loch aus gebildet werden kann.

Um das oben stehende Problem zu vermeiden, werden die Kan tenabschnitte des Lochs durch ein Sputterverfahren so ge ätzt, daß die Kantenabschnitte des Lochs eine gekrümmte Form haben, wie in der Fig. 3 dargestellt ist.

In Alternative ist es auch wirksam, um das oben stehende Problem zu vermeiden, ein konisches Loch (vgl. Fig. 4) auszubilden, in dem die Seitenwände 9 des Lochs in Rich tung des Bodens derart konisch oder schräg verlaufen, daß der Durchmesser des Lochs zum Boden hin bzw. nach unten hin abnimmt oder kleiner wird.

Des weiteren ist es in Alternative auch möglich, um das oben stehende Problem zu vermeiden, ausgenommene bzw. abge setzte oder ausgesparte obere Abschnitte 10 des Lochs aus zubilden (vgl. Fig. 5), wobei die ausgesparten Abschnitte durch ein Naßätzen des zweiten Zwischenschicht-Isolators hergestellt werden, bevor das Loch durch Trockenätzen aus gebildet wird.

Nach dem Auftragen der Metallschicht 6 wird dann eine Pho tolack-Maske durch eine Photolithographie-Technik für den nachfolgenden Strukturierungsprozeß der Metallschicht durch ein Trockenätzen ausgebildet, wodurch eine zweite Niveau-Zwischen verbindung und eine Kontaktschicht erzeugt werden, die eine Verbindung zwischen der ersten Niveau-Zwischenver bindung und der zweiten Niveau-Zwischenverbindung bereit stellt.

Da die Notwendigkeit der Verkleinerung der Halbleitervor richtung zunimmt, ist auch die Reduzierung des Durchmessers des Lochs und die Reduzierung der Breite bzw. Abmessung der Zwischenverbindungen erforderlich. Unter diesen Umständen ist es schwieriger geworden, eine genaue Ausrichtung zwi schen dem Loch und der zweiten Niveau-Zwischenverbindung über dem Loch aus zuführen, wenn ein Photolitho graphie-Verfahren zur Erzeugung der Metall-Zwischenverbindung aus geführt wird. Wenn die Metall-Zwischenverbindung gegenüber dem Loch versetzt ist, wird ein Teil der Metallschicht in bzw. an dem oberen Abschnitt des Loches auch bei dem Troc kenätz-Vorgang geätzt, der jedoch beabsichtigt nur dafür ausgeführt wurde, die Metall-Zwischenverbindung, wie in der Fig. 1C dargestellt ist, zu strukturieren, wodurch ein Hohlraum 7 bzw. eine Vertiefung oder Fehlstelle in der Nachbarschaft des Kantenabschnitts mit gekrümmter Form des Loches erzeugt wird.

Da die Breite und die Höhe bzw. der Abstand der Zwischen verbindungen eng oder schmal sind, erfordert ein vollstän diges Ätzen der Metallschicht zur genauen Ausbildung der Zwischenverbindungen ein Überätzen für eine relativ lange Zeit. Wenn in diesem Fall die Metall-Zwischenverbindung ge genüber dem Loch versetzt ist, ist die Metallschicht in dem oberen Abschnitt des Loches durch den Trockenätz-Vorgang stark geätzt. Auch wenn dann ein dritter Zwischen schicht-Isolator über der zweiten Niveau-Zwischenverbindung 6 aus gebildet wird, ist es schwierig, daß der dritte Zwischen schicht-Isolator die Vertiefung 7 aus füllt, da die Vertie fung 7 extrem schmal ist. Das Vorhandensein der Vertiefung in der Nachbarschaft des Kantenabschnitts des Loches resul tiert in der Ausbildung eines schmäleren oberen Abschnitts der Kontaktschicht. Dieser verschmälerte obere Abschnitt der Kontaktschicht verursacht eine Stromkonzentration, die eine Unterbrechung der Kontaktschicht verursachen kann.

Unter den soeben geschilderten Umständen ist es erforder lich, eine neue Basisschicht-Struktur in einem Loch, z. B. einem Kontaktloch oder einem Kontaktfenster, in einer Halb leitervorrichtung derart zu entwickeln, daß die oben ge schilderten Probleme vermieden sind oder nicht mehr auftre ten.

Demnach besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine neue Basisschicht-Struktur bereit zustellen, die in einem Loch, z. B. einem Kontaktloch oder einem Kontakt fenster, in einer Halbleitervorrichtung frei von den oben erläuterten Problemen ausgebildet ist.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine neue Basisschicht-Struktur anzugeben, die in einem Loch, z. B. einem Kontaktloch oder einem Kontaktfen ster, in einer Halbleitervorrichtung ausgebildet ist, um zu vermeiden, daß eine Metallschicht in einem oberen Abschnitt eines Loches geätzt wird.

Darüber hinaus besteht eine weitere Aufgabe der vorliegen den Erfindung darin, eine neue Halbleitervorrichtung mit einer Basisschicht anzugeben, die in einem Loch, z. B. einem Kontaktloch oder einem Kontaktfenster, ausgebildet ist und frei von den oben geschilderten Problemen ist.

Weiterhin besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine neue Halbleitervorrichtung mit einer Basis schicht, die in einem Loch, z. B. einem Kontaktloch oder ei nem Kontaktfenster ausgebildet ist, anzugeben, die vermei det, daß eine Metallschicht in einem oberen Abschnitt des Loches geätzt wird.

Eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein neues Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiter vorrichtung mit einer Basisschicht anzugeben, die in einem Loch, z. B. einem Kontaktloch oder einem Kontaktfenster, ausgebildet ist und frei von den oben geschilderten Proble men ist.

Es ist eine noch weitere Aufgabe der vorliegenden Erfin dung, ein neues Verfahren zum Ausbilden einer Halbleiter vorrichtung mit einer Basisschicht, die in einem Loch, z. B. einem Kontaktloch oder einem Kontaktfenster, ausgebildet ist, anzugeben, um zu vermeiden, daß eine Metallschicht in einem oberen Abschnitt des Lochs geätzt wird.

Weiterhin ist es eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Ausbilden einer Halbleitervorrich tung mit einer Basisschicht anzugeben, die in einem Loch, z. B. einem Kontaktloch oder einem Kontaktfenster, ausgebil det ist, um eine Unterbrechung einer Kontaktschicht, in dem Loch zu vermeiden.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein neues Verfahren zum Ausbilden oder Herstellen einer Halb leitervorrichtung mit einer Basisschicht anzugeben, die in einem Loch, z. B. einem Kontaktloch oder einem Kontaktfen ster, ausgebildet ist, wobei eine hohe Ausbeute gegeben ist.

Diese Aufgaben werden durch die Basisschicht-Struktur gemäß Anspruch 1 oder Anspruch 11 bzw. durch die Halbleitervor richtung gemäß Anspruch 21 oder Anspruch 31 bzw. durch das Verfahren gemäß Anspruch 41 gelöst.

Demnach stellt die vorliegende Erfindung eine Basis schicht-Struktur bereit, die in einem Loch ausgebildet ist, das ei nen oberen Abschnitt hat, der einen größeren Durchmesser als die anderen Abschnitte des Lochs hat. Das Loch wird in einer Isolationsschicht einer Halbleitervorrichtung ausge bildet. Die Basisschicht-Struktur umfaßt eine Basisschicht, die sich zumindest an einem Teil des oberen Abschnitts des Loches und über zumindest einem Teil der Isolationsschicht in der Nachbarschaft des oberen Endes bzw. Rands des Loches erstreckt, wobei die Basisschicht, die sich an oder auf dem oberen Abschnitt erstreckt, eine effektive Dicke in einer Elevationsrichtung oder Höhenrichtung hat, die stärker bzw. dicker als eine Dicke der Basisschicht über dem Isolations film und auch dicker als eine kritische Dicke ist, und die es ermöglicht, daß zumindest ein Teil der Basisschicht an dem oberen Abschnitt des Loches nach einem anisotropen Ätz vorgang verbleibt, wohingegen die Basisschicht, die sich über die Isolationsschicht erstreckt hat, durch den ani sotropen Ätzvorgang geätzt bzw. weggeätzt wird.

Die erfindungsgemäße Basisschicht-Struktur (vgl. Anspruch 1) ist in einem Loch ausgebildet, das einen oberen Ab schnitt hat, der einen größeren Durchmesser bzw. größere Abmessungen als andere Abschnitte des Lochs hat. Das Loch ist in einer Isolationsschicht in einer Halbleitervorrich tung ausgebildet. Die erfindungsgemäße Basis schicht-Struktur umfaßt eine Basisschicht, die sich zumindest an einem Teil des oberen Abschnitts des Lochs und über zumin dest einem Teil der Isolationsschicht in der Nachbarschaft eines oberen Endes des Loches erstreckt, wobei die Basis schicht, die sich an oder auf dem oberen Abschnitt er streckt, eine effektive Dicke in einer Elevationsrichtung oder Höhenrichtung hat, die dicker als eine Dicke der Ba sisschicht über dem Isolationsfilm und auch dicker als eine kritische Dicke ist und die es ermöglicht, daß zumindest ein Teil der Basisschicht an dem oberen Abschnitt des Lo ches nach einem anisotropen Ätzvorgang verbleibt, wohinge gen die Basisschicht, die sich über die Isolationsschicht erstreckt hat, durch den anisotropen Ätzvorgang geätzt wird.

Es wird bevorzugt, daß die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht hat, die dicker als die Basisschicht ist, die sich über dem Isolationsfilm erstreckt.

In diesem Fall, wird es weiterhin bevorzugt, daß die Basis schicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in der Richtung vertikal zur Oberfläche der Basis schicht hat, die dicker als andere Teile der Basisschicht ist.

Es wird auch bevorzugt, daß der obere Abschnitt des Loches eine gekrümmte Kante mit einem konstanten Radius bzw. Krüm mungsradius hat.

Vorzugsweise hat das Loch eine schräge Seitenwand derart, daß ein Durchmesser des Loches nach unten hin abnimmt.

Es wird bevorzugt, daß der obere Abschnitt des Loches einen ausgesparten Abschnitt mit einer gekrümmten oder runden Form hat.

Die Basisschicht erstreckt sich bevorzugt innerhalb des Lo ches, um das Loch zu füllen, und erstreckt sich auch über der Isolationsschicht.

Es wird auch bevorzugt, daß sich die Basisschicht an einer Seite des oberen Abschnitts des Loches erstreckt.

Es wird auch bevorzugt, daß sich die Basisschicht an gegen überliegenden Seiten des oberen Abschnitts des Loches er streckt.

Es wird auch bevorzugt, daß sich die vorgesehene Basis schicht auf einem Boden und den Seitenwänden des Loches und auch an den oberen Abschnitten des Loches erstreckt und sich auch über dem Isolationsfilm erstreckt, und daß eine Metallschicht an bzw. auf der Basisschicht vorgesehen ist, um das Loch zu füllen.

Eine weitere Basisschicht-Struktur (vgl. Anspruch 11) der Erfindung ist in einem Loch ausgebildet, das einen oberen Abschnitt hat, der einen größeren Durchmesser als andere Abschnitte des Lochs aufweist. Das Loch ist in einer Isola tionsschicht in einer Halbleitervorrichtung ausgebildet. Die erfindungsgemäße Basisschicht-Struktur umfaßt weiterhin eine Basisschicht, die sich zumindest an oder auf einem Teil des oberen Abschnitts des Loches aber auch über zumin dest einen Teil der Isolationsschicht in der Nachbarschaft eines oberen Endes des Lochs erstreckt, wobei die Basis schicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basis schicht hat, die dicker als die Basisschicht ist, die sich über dem Isolationsfilm erstreckt.

Vorzugsweise hat die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht, die dicker oder stärker als andere Teile der Basisschicht ist. In diesem Fall wird es weiterhin bevorzugt, daß der obere Abschnitt des Loches eine gekrümmte Kante mit einem konstanten Radius aufweist.

Es wird auch bevorzugt, daß das Loch eine schräge Seiten wand derart hat, daß ein Durchmesser des Loches nach unten hin abnimmt.

Es wird auch bevorzugt, daß der obere Abschnitt des Loches einen ausgesparten Abschnitt mit einer gekrümmten Form hat.

Vorzugsweise erstreckt sich die Basisschicht auf einem Bo den und an Seitenwänden des Loches aber auch an den oberen Abschnitten des Loches und erstreckt sich auch über dem Isolationsfilm, wobei eine Metallschicht an der Basis schicht vorgesehen ist, um das Loch zu füllen.

Es wird auch bevorzugt, daß die Metallschicht eine Alumini um enthaltende Legierungsschicht aufweist.

Die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung (vgl. Anspruch 21) umfaßt eine Isolationsschicht, ein Loch, das in der Isolationsschicht ausgebildet ist und auch einen oberen Ab schnitt hat, der einen größeren Durchmesser als andere Ab schnitte des Lochs hat, eine Basisschicht, die sich zumin dest an einem Teil des oberen Abschnitts des Loches aber auch über zumindest einen Teil der Isolationsschicht in der Nachbarschaft des oberen Randes des Loches erstreckt, und eine Metallschicht, die auf der Basisschicht vorgesehen ist, wobei die Basisschicht, die sich an dem oberen Ab schnitt erstreckt, eine effektive Dicke in einer Höhenrich tung hat, die dicker als die Dicke der Basisschicht über dem Isolationsfilm und auch dicker als eine kritische Dicke ist, die erlaubt, daß zumindest ein Teil der Basisschicht an dem oberen Abschnitt des Loches nach einem anisotropen Ätzvorgang verbleibt, wohingegen die Basisschicht, die sich über die Isolationsschicht erstreckt hat, durch den ani sotropen Ätzvorgang geätzt wird.

Es wird bevorzugt, daß die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht hat, die stärker als die Basisschicht ist, die sich über dem Isolationsfilm erstreckt. In diesem Fall wird es weiterhin bevorzugt, daß die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt er streckt, eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberflä che der Basisschicht hat, die dicker als andere Teile der Basisschicht ist.

Es wird auch bevorzugt, daß der obere Abschnitt des Loches eine gekrümmte Kante mit einem konstanten Radius hat.

Das Loch hat vorzugsweise eine schräge Seitenwand derart, daß ein Durchmesser des Loches nach unten hin abnimmt.

Es wird auch bevorzugt, daß der obere Abschnitt des Loches einen ausgesparten Abschnitt mit gekrümmter Form hat.

Es wird auch bevorzugt, daß sich die Basisschicht innerhalb des Loches erstreckt, um das Loch zu füllen, und sich auch über der Isolationsschicht erstreckt.

Es wird bevorzugt, daß sich die Basisschicht auf einer Sei te des oberen Abschnitts des Loches erstreckt.

Vorzugsweise erstreckt sich die Basisschicht auf einem Bo den und den Seitenwänden des Loches und auch an den oberen Abschnitten des Loches und erstreckt sich auch über dem Isolationsfilm, wobei eine Metallschicht auf der Basis schicht vorgesehen ist, um das Loch zu füllen.

Gemäß einer Alternative umfaßt die Halbleitervorrichtung der Erfindung (vgl. Anspruch 31) eine Isolationsschicht, ein Loch, das in der Isolationsschicht ausgebildet ist und auch einen oberen Abschnitt hat, der einen größeren Durch messer als andere Abschnitte des Lochs hat, eine Basis schicht, die sich auf einem Bodenabschnitt, an Seitenwänden und zumindest an einem Teil des oberen Abschnitts des Lo ches aber auch über zumindest einem Teil der Isolations schicht in der Nachbarschaft des oberen Endes des Loches erstreckt, eine Metallschicht, die auf der Basisschicht vorgesehen ist, wobei die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht hat, die größer als die Basisschicht ist, die sich über dem Isolationsfilm erstreckt.

Es wird bevorzugt, daß die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht hat, die dicker als andere Teile der Basisschicht ist. In diesem Fall, wird es weiterhin bevorzugt, daß der obere Abschnitt des Loches eine gekrümmte Kante mit einem konstanten Radius aufweist.

Es wird auch bevorzugt, daß der obere Abschnitt des Loches einen ausgesparten Abschnitt mit einer gekrümmten Form auf weist.

Es wird auch bevorzugt, daß sich die Basisschicht an gegen überliegenden Seiten des oberen Abschnittes des Loches er streckt.

Es wird auch bevorzugt, daß sich die Basisschicht auf einem Boden und an Seitenwänden des Loches aber auch an den obe ren Abschnitten des Loches erstreckt und sich auch über dem Isolationsfilm erstreckt, wobei eine Metallschicht auf der Basisschicht vorgesehen ist, um das Loch zu füllen.

Es wird auch bevorzugt, daß die Metallschicht eine Legie rungsschicht aufweist, die Aluminium enthält.

Das Verfahren (vgl. Anspruch 41) der Erfindung zum Ausbil den einer Halbleitervorrichtung umfaßt die folgenden Schritte: Ein Loch wird in der Isolationsschicht derart ausgebildet, daß das Loch einen oberen Abschnitt hat, der einen größeren Durchmesser als andere Abschnitte des Loches hat. Eine Basisschicht wird abgelagert bzw. abgeschieden, die sich zumindest an einem Teil des oberen Abschnitts des Loches erstreckt aber sich auch über zumindest einem Teil der oberen Oberfläche der Isolationsschicht in der Nachbar schaft des Loches erstreckt, so daß die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt des Loches erstreckt, eine ef fektive Dicke in einer Höhenrichtung hat, die dicker als die Dicke der Basisschicht über dem Isolationsfilm ist. Ei ne Metallschicht wird auf der Basisschicht abgeschieden. Die Metallschicht und die Basisschicht werden einem ani sotropen Ätzen unterzogen, um selektiv die Metallschicht und die Basisschicht derart zu ätzen, daß zumindest ein Teil der Basisschicht an dem oberen Abschnitt des Loches verbleibt, während die Metallschicht und die Basisschicht, die sich über der Isolationsschicht erstreckt haben, geätzt oder weggeätzt werden.

Es wird bevorzugt, daß die sich erstreckende Basisschicht an einem oberen Abschnitt des Loches abgeschieden wird, um eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht zu haben, die dicker als die Basisschicht ist, die sich über dem Isolationsfilm erstreckt. In diesem Fall wird es weiterhin bevorzugt, daß die Basisschicht an dem oberen Abschnitt des Loches derart abgeschieden wird, daß sie eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht hat, die dicker als andere Teile der Ba sisschicht ist.

Die sich erstreckende Basisschicht wird bevorzugt an dem oberen Abschnitt des Lochs abgeschieden, um eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht zu haben, die dicker als die Basisschicht ist, die sich über dem Isolationsfilm erstreckt. In diesem Fall wird die Ba sisschicht vorzugsweise an dem oberen Abschnitt des Lochs aufgetragen, um eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht zu haben, die dicker als andere Teile der Basisschicht ist.

Es wird auch bevorzugt, daß der obere Abschnitt des Loches durch ein Sputterverfahren geätzt wird, um eine gekrümmte Kante mit konstantem Radius zu erzeugen.

Es wird auch bevorzugt, daß das Loch durch ein anisotropes Ätzen unter solchen Bedingungen ausgebildet wird, daß schräge Seitenwände derart erzeugt werden, daß ein Durch messer des Loches nach unten hin abnimmt.

Es wird auch bevorzugt, daß das Loch durch ein anisotropes bzw. isotropes Ätzverfahren und ein nachfolgendes, isotro pes bzw. anisotropes Ätzverfahren derart ausgebildet wird, daß der obere Abschnitt des Loches einen naßgeätzten Ab schnitt mit einer gekrümmten Form hat.

Es wird auch bevorzugt, daß die Basisschicht innerhalb des Loches, um das Loch anzufüllen, und auch über der Isolati onsschicht abgeschieden wird.

Vorzugsweise wird die Basisschicht derart geätzt, daß sie sich schließlich auf einer Seite des oberen Abschnitt des Loches erstreckt.

Es wird auch bevorzugt, daß die Basisschicht derart geätzt wird, daß sie sich schließlich an gegenüberliegenden Seiten des oberen Abschnitts des Loches erstreckt.

Es wird auch bevorzugt, daß die Basisschicht derart abge schieden wird, daß sie sich auf einem Boden und an Seiten wänden des Loches aber auch an oberen Abschnitten des Lo ches erstreckt und auch über dem Isolationsfilm und daß dann eine Metallschicht auf die Basisschicht aufgebracht wird, um das Loch zu füllen.

Vorteilhafte Weiterbildungen der vorliegenden Erfindung sind den Unteransprüchen zu entnehmen.

Weitere Vorteile, vorteilhafte Weiterbildungen und Anwen dungsmöglichkeiten der vorliegenden Erfindung sind der nachfolgenden Beschreibung von Ausführungsformen der vor liegenden Erfindung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ersichtlich. Es zeigen:

Fig. 1A bis 1C teilweise Querschnittsansichten im Aufriß, die Halbleitervorrichtungen mit Basisschichten darstellen, die in Löchern in sequentiellen Schritten ausgebildet wer den, welche bei dem herkömmlichen Herstellungsverfahren von Halbleitervorrichtungen verwendet werden;

Fig. 2 eine teilweise Querschnittsansicht im Aufriß, die eine herkömmliche Halbleitervorrichtung mit einer Basis schicht, die in einem Loch ausgebildet ist, zum Zwecke der Erläuterung des Problems bei herkömmlichen Herstellungsvor gängen darstellt;

Fig. 3 eine teilweise Querschnittsansicht im Aufriß, die ein Halbleitersubstrat darstellt, über dem ein Zwischen schicht-Isolator mit einem Loch mit einem weiten oberen Kantenabschnitt, der durch einen Sputtervorgang hergestellt wird;

Fig. 4 eine teilweise Querschnittsansicht im Aufriß, die ein Halbleitersubstrat darstellt, über dem ein Zwischen schicht-Isolator vorgesehen ist, der ein Loch mit schrägen bzw. konischen Seitenwänden derart hat, daß das Loch im Durchmesser nach unten hin abnimmt;

Fig. 5 eine teilweise Querschnittsansicht im Aufriß, die ein Halbleitersubstrat darstellt, über dem ein Zwischen schicht-Isolator vorgesehen ist, der ein Loch mit ausge sparten Kantenabschnitten hat, die durch einen Naßätzvor gang erzeugt werden;

Fig. 6 eine teilweise Querschnittsansicht im Aufriß, die eine Halbleitervorrichtung mit einer Basisschicht zeigt, die in einem Loch in einer ersten Ausführungsform in Über einstimmung mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet ist;

Fig. 7A bis 7D teilweise Querschnittsansichten im Aufriß, die Halbleitervorrichtungen darstellen, die Basisschichten haben, welche in Löchern in sequentiellen Schritten eines erfindungsgemäßen Verfahrens zum Ausformen der Halbleiter vorrichtung in einer ersten Ausführungsform in Übereinstim mung mit der vorliegenden Erfindung ausgebildet werden;

Fig. 8 eine teilweise Querschnittsansicht im Aufriß, die eine Halbleitervorrichtung, die eine Basisschicht hat, wel che in einem Loch ausgebildet ist, gemäß einer zweiten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 9A bis 9D teilweise Querschnittsansichten im Aufriß, die Halbleitervorrichtungen darstellen, die Basisschichten haben, welche in Löchern in sequentiellen Schritten des er findungsgemäßen Verfahrens zum Ausbilden der Halbleitervor richtung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erzeugt werden;

Fig. 10 eine teilweise Querschnittsansicht im Aufriß, die eine Halbleitervorrichtung, die eine Basisschicht hat, wel che in einem Loch ausgebildet ist, gemäß einer dritten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung zeigt;

Fig. 11 eine teilweise Querschnittsansicht im Aufriß, die eine Halbleitervorrichtung, die eine Basisschicht hat, wel che in einem Loch ausgebildet ist, gemäß einer vierten Aus führungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;

Fig. 12 eine teilweise Querschnittsansicht im Aufriß, die eine Halbleitervorrichtung, welche eine Basisschicht hat, die in einem Loch ausgebildet ist, gemäß einer fünften Aus führungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und

Fig. 13 eine teilweise Querschnittsansicht im Aufriß, die eine Halbleitervorrichtung mit einer Basisschicht, die in einem Loch ausgebildet ist, gemäß einer sechsten Ausfüh rungsform der vorliegenden Erfindung darstellt.

Erste Ausführungsform

Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf die Fig. 6 beschrieben, die eine erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung mit einer Basisschicht darstellt, die in einem Loch ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung hat die folgende Struktur. Ein erster Zwischenschicht-Isolator 3-1 ist auf einem Siliciumsubstrat 1 ausgebildet. Eine erste Niveau-Zwischen verbindung 2 oder eine Boden-Niveau-Zwischenver bindung ist ausgeformt, die sich über dem ersten Zwischen schicht-Isolator 3-1 erstreckt. Ein zweiter Zwischen schicht-Isolator 3-2 ist über der ersten Niveau-Zwischen verbindung 2 ausgebildet. Ein Loch, z. B. ein Kontaktloch oder ein Kontaktfenster, ist in dem zweiten Zwischen schicht-Isolator 3-2 derart ausgebildet, daß das Loch einen oberen Abschnitt eines Teils der ersten Niveau- Zwischen schicht 2 erreicht. Das Loch hat einen oberen Abschnitt, der im Durchmesser derart aufgeweitet ist, daß Kantenab schnitte des Loches mit gekrümmter Form ausgebildet sind. Eine Basisschicht ist vorgesehen, die sich auf einem Boden abschnitt des Lochs, an Seitenwänden des Lochs und an dem oberen Abschnitt des Lochs erstreckt und sich auch über ei nem Teil der oberen Oberfläche des zweiten Zwischen schicht-Isolators 3-2 erstreckt. Auf einer Seite erstreckt sich die Basisschicht nach oben bis zu einem Teil des oberen Ab schnitts des Loches oder bis zu einem unteren halben Teil des Kantenabschnitts mit gekrümmter Form des Lochs. Auf der anderen Seite erstreckt sich die Basisschicht dagegen nicht nur auf dem gesamten Kantenabschnitt mit gekrümmter Form des Lochs sondern auch über dem zweiten Zwischen schicht-Isolator 3-2 in der Nachbarschaft des Loches. Die Basis schicht variiert in der Dicke, die in einer Richtung verti kal zur Oberfläche der Basisschicht gemessen ist, derart, daß die Basisschicht an dem Kantenabschnitt mit gekrümmter Form dicker als jeder andere Teil der Basisschicht ist, die sich über der oberen Oberfläche des zweiten Zwischen schicht-Isolators 3-2 und auch an den vertikalen Seitenwän den des Lochs und auf dem Boden des Lochs erstreckt. Eine effektive Dicke, die in einer Höhenrichtung bzw. Aufriß richtung der Basisschicht gemessen ist, über dem Kantenab schnitt mit gekrümmter Form des Lochs ist dicker als die wirksame Dicke der Basisschicht über der oberen Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators. Die wirksame Dicke wird hier als eine Dicke definiert, die vorliegt, wenn in der Höhenrichtung entlang der Erstreckung des Lochs gemes sen wird. Die Basisschicht umfaßt eine Schichtfolge aus ei ner Titan-Schicht 51 auf dem zweiten Zwischen schicht-Isolator und einer Titan-Nitrid-Schicht 52 auf der Titan-Schicht 51. Die Titan-Schicht 51 ist in der Dicke gleich förmig, wenn in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Titan-Schicht 51 gemessen wird. Andererseits variiert die Titan-Nitrid-Schicht 52 in der Dicke, wenn in einer Rich tung vertikal zur Oberfläche der Titan-Schicht 51 gemessen wird, derart, daß die Titan-Nitrid-Schicht 52 über dem Kan tenabschnitt mit gekrümmter Form dicker als alle anderen Abschnitte der Titan-Nitrid-Schicht 52 ist. Eine effektive Dicke, die in einer Höhenrichtung gemessen wird, der Titan- Nitrid-Schicht 52 über dem Kantenabschnitt mit gekrümmter Form des Lochs ist dicker, als die effektive Dicke der Ti tan-Nitrid-Schicht 52 über der oberen Oberfläche des zwei ten Zwischenschicht-Isolators 3-2. Eine Metallschicht ist nicht nur über dem Loch vorgesehen, sondern auch innerhalb des Loches. Ein Teil der Metallschicht erstreckt sich se lektiv über und in der Nachbarschaft zu dem Kantenabschnitt des Loches mit gekrümmter Form derart, daß der Teil der Me tallschicht als eine zweite Niveau-Zwischenverbindung oder eine obere Niveau-Zwischenverbindung dient, wohingegen der verbleibende Teil der Metallschicht innerhalb des Loches existiert, um das Loch derart zu füllen, daß der verblei bende Teil der Metallschicht als Kontaktschicht dient, die eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Niveau-Zwischen verbindung 2 und der zweiten Niveau-Zwischenver bindung bereitstellt. Auf der einen Seite erstreckt sich die Metallschicht bis über den unteren halben Teil des Kan tenabschnitt mit gekrümmter Form des Lochs, erstreckt sich aber nicht über den oberen halben Teil des Kantenabschnitts mit gekrümmter Form des Lochs und erstreckt sich auch nicht über die obere Oberfläche des zweiten Zwischen schicht-Isolators 3-2. Auf der besagten anderen Seite erstreckt sich die Metallschicht nicht nur über dem gesamten Loch-Kantenabschnitt mit gekrümmter Form sondern auch über die obere Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2, jedoch in der Nachbarschaft des Lochs. Die Metallschicht umfaßt eine Al-Ti-Legierungsschicht 53 in Kontakt mit der Titan-Nitrid-Schicht 52 und eine Al-Cu-Schicht 61.

Die Titan-Nitrid-Schicht hat eine niedrigere Ätzrate als die Aluminium enthaltende Schicht. Der besagte, in der Dic ke zunehmende Abschnitt der Basisschicht über dem Kantenab schnitt mit gekrümmter Form des Lochs dient als ein Ätz stopper, der verhindert, daß die Metallschicht in dem obe ren Abschnitt des Lochs durch einen Trockenätzvorgang ge ätzt wird, der eigentlich zum Strukturieren der Metall schicht ausgeführt wird, um die zweite Niveau-Zwischenver bindung zu definieren, und zwar auch dann, wenn der Troc kenätzvorgang nicht übermäßig überätzt.

Die nachfolgenden Beschreibungen konzentrieren sich auf das erfinderische Verfahren zum Ausbilden der oben geschilder ten Halbleitervorrichtung unter Bezugnahme auf die Fig. 7A bis 7D.

Gemäß Fig. 7A wird ein erster Zwischenschicht-Isolator 3-1 auf einem Siliciumsubstrat 1 ausgebildet. Eine erste Ni veau-Zwischenverbindung 2 wird auf dem ersten Zwischen schicht-Isolator 3-1 ausgebildet. Ein zweiter Zwischen schicht-Isolator 3-2 wird über der ersten Niveau- Zwischen verbindung 2 ausgebildet. Ein Loch 3a wird in dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2 durch eine Photolithographie technik und einen nachfolgenden Trockenätzvorgang ausgebil det. Danach wird der Kantenabschnitt des Lochs in dem zwei ten Zwischenschicht-Isolator 3-2 durch einen Sputtervorgang derart geätzt, daß der Kantenabschnitt des Lochs eine ge krümmte Form mit einem konstanten Radius hat. Der Ätzbetrag bezüglich des Kantenabschnitts des Lochs in dem zweiten Zwischenschicht-Isolator wird unter Berücksichtigung der gewünschten Vorrichtungsgröße bestimmt, von z. B. ca. 50 nm.

Gemäß der Fig. 7B wird ein Titan-Film 51, der eine Dicke von 20 nm hat, abgeschieden, der sich über der oberen Ober fläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2 erstreckt und sich auch auf dem oberen Abschnitt mit gekrümmter Form und an den vertikalen Seitenwänden des Lochs und auch auf dem Bodenabschnitt des Lochs erstreckt. Ein Titan-Nitrid-Film 52, der eine Dicke von 50 nm hat, wird dann auf dem Titan-Film 51 ausgebildet. Die Dicke des Titan-Nitrid-Films 52 über dem oberen Abschnitt mit gekrümmter Form des Lochs ist dicker als die anderen Teile des Titan-Nitrid-Films 52, wobei die Dicke durch Messen des Titan-Nitrid-Films 52 in einer Richtung vertikal zur Oberfläche des Titan-Nitrid-Films 52 definiert wird. Die Dicke des Titan-Nitrid-Films 52 über dem oberen Abschnitt mit gekrümmter Form des Lochs ist dicker als der Teil des Titan-Nitrid-Films 52 auf dem Boden des Lochs.

Gemäß der Fig. 7C wird ein Aluminiumfilm, der eine Dicke von 4,0 nm (Nanometer) hat, auf dem Titan-Nitrid-Film 52 abgeschieden, wobei sich die Titan-Atome auf einer oberen Oberfläche des Titan-Nitrid-Films 52 befinden. Im Ergebnis kommen Aluminium-Atome in dem Titan-Film, der nun abge schieden wird, in Kontakt mit Titan-Atomen in dem Titan- Nitrid-Film 52, wodurch Titan-Atome bzw. Aluminium-Atome mit Titan-Atomen reagieren, um einen Al-Ti-Legierungsfilm 53 zu erzeugen. Des weiteren wird ein Al-Cu-Film 61 auf dem Al-Ti-Legierungsfilm 53 abgeschieden. Der Al-Cu-Film 61 wird durch ein Sputterverfahren bei 10 kW abgeschieden, um eine Dicke von 0,3 µm zu haben, und nachfolgend bei 0,8 kW abgeschieden, um eine Dicke von 0,4 µm zu erhalten. Bei diesem Sputtervorgang wird ein Heizblock, der das Substrat unterstützt, auf einer Temperatur von 500°C gehalten. Wäh rend des Abscheidens des Al-Cu-Films von 0,3 µm in der Dic ke ist die Substrattemperatur niedrig gehalten, ohne den Fluß von Ar-Gas von der Bodenseite des Substrats. Anderer seits wird während der anderen Abscheidung des Al-Cu-Films von 0,4 µm in der Dicke die Substrattemperatur auf einem hohen Wert gehalten, z. B. auf ungefähr 450°C, unter Injek tion bzw. Zuführung von Ar-Gas von der Bodenseite des Sub strats aus. Die Substrattemperatur kann durch Ändern der Bedingungen der Al-Cu-Abscheidungen niedriger sein. Das Loch wird dadurch vollständig mit Schicht folgen aus Al-Ti-Legierungsfilm 53 und Al-Cu-Film 61 gefüllt.

Gemäß Fig. 7D wird ein Photolack-Muster über dem Al-Cu-Film 61 durch einen Photolithographieprozeß derart ausgebildet, daß die Schichtfolgen aus Al-Cu-Film 61, Al-Ti-Legierungsfilm 53, Titan-Nitrid-Film 52 und Titan-Film 51 durch einen Trockenätzvorgang unter Verwendung des Photo lacks als Maske strukturiert werden können. Auch wenn das Photolackmuster gegenüber dem Loch 3a aufgrund eines Feh lers versetzt ist, und ein Überätzen ausgeführt wird, kann der in der Dicke erhöhte Abschnitt des Titan-Nitrid-Films 52 über dem Kantenabschnitt mit gekrümmter Form des Lochs als Ätzstopper dienen, der dazu in der Lage ist, ein Ätzen des Al-Ti-Legierungsfilms 53 und des Al-Cu-Films in dem oberen Abschnitt des Loches zu verhindern. Dies ermöglicht eine hohe Ausbeute an Halbleitervorrichtungen. Die Herstel lungsschritte für die Halbleitervorrichtung können somit reduziert werden und die Herstellungskosten für die Halb leitervorrichtung können folglich auch vermindert werden.

Zweite Ausführungsform

Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf die Fig. 8 beschrieben, die eine erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung mit einer Basisschicht darstellt, die in einem Loch ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung hat die folgende Struktur. Ein erster Zwischenschicht-Isolator 3-1 ist auf einem Siliciumsubstrat 1 ausgebildet. Eine erste Niveau-Zwischen verbindung 2 oder eine Boden-Niveau-Zwischen verbindung ist ausgebildet, die sich über dem er sten Zwischenschicht-Isolator 3-1 erstreckt. Ein zweiter Zwischenschicht-Isolator 3-2 ist über der ersten Niveau-Zwischen verbindung 2 ausgebildet. Ein Loch 3a, z. B. ein Kontaktloch oder ein Kontaktfenster, ist in dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2 derart ausgebildet, daß das Loch 3a einen oberen Teil der ersten Niveau-Zwischen verbindung 2 erreicht. Das Loch 3a hat einen oberen Ab schnitt, der im Durchmesser derart aufgeweitet ist, daß ei ne gekrümmte Form der Kantenabschnitte des Lochs ausgebil det ist. Eine Basisschicht 53 ist vorgesehen, die sich in nerhalb des Lochs und über einem Teil einer oberen Oberflä che des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2 erstreckt. Auf der einen Seite erstreckt sich die Basisschicht 53 nach oben bis zu einem Teil des oberen Abschnitts des Lochs oder zu einem unteren halben Teil des Kantenabschnitts mit ge krümmter Form des Lochs, erstreckt sich jedoch nicht über einem oberen halben Teil des gekrümmten Kantenabschnitts des Lochs. Auf der anderen Seite erstreckt sich die Basis schicht 53 nicht nur über die Gesamtheit des Kantenab schnitts mit gekrümmter Form des Lochs sondern auch über dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2 in der Nachbar schaft des Lochs. Die Basisschicht 53 variiert in der ef fektiven Dicke, die in einer Höhenrichtung gemessen wird, entlang der sich das Loch 3a derart erstreckt, daß die Ba sisschicht 53 auf dem Kantenabschnitt mit gekrümmter Form dicker in der Höhenrichtung als die Teile der Basisschicht 53 über dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2 ist. Die effektive Dicke, die in einer Höhenrichtung gemessen ist, der Basisschicht über dem Kantenabschnitt mit gekrümmter Form des Lochs ist dicker als die effektive Dicke der Ba sisschicht über der oberen Oberfläche des zweiten Zwischen schicht-Isolators 3-2. Die effektive Dicke wird hier derart definiert, daß sie der Dicke entspricht, wenn in der Höhen richtung gemessen wird, entlang der sich das Loch er streckt. Die Basisschicht 53 kann einen elektrisch leiten den Film, wie z. B. einen Aluminium-Titan-Film aufweisen, der jedoch eine niedrigere Ätzrate als die Aluminium ent haltende Metallschicht derart hat, daß die Basisschicht 53 als Ätzstopper dienen kann. Eine Metallschicht wird auf der Basisschicht 53 vorgesehen. Die Metallschicht erstreckt sich selektiv über dem Kantenabschnitt mit gekrümmter Form des Lochs und über der oberen Oberfläche des zweiten Zwi schenschicht-Isolators derart, daß der Teil der Metall schicht als eine zweite Niveau-Zwischenverbindung oder eine obere Niveau-Zwischenverbindung dient. Auf der besagten ei nen Seite erstreckt sich die Metallschicht bis über den un teren halben Teil des Kantenabschnitts mit gekrümmter Form des Lochs, aber nicht über den oberen halben Teil des Kan tenabschnitts mit gekrümmter Form des Lochs und erstreckt sich auch nicht über der oberen Oberfläche des zweiten Zwi schenschicht-Isolators 3-2. Auf der besagten anderen Seite erstreckt sich die Metallschicht nicht nur über die Gesamt heit des Kantenabschnitts mit gekrümmter Form des Lochs sondern auch über die obere Oberfläche des zweiten Zwi schenschicht-Isolators 3-2, jedoch in der Nachbarschaft des Lochs. Die Metallschicht umfaßt eine Aluminiumschicht 62 in Kontakt mit der Aluminium-Titan-Schicht 53 und eine Al-Cu-Schicht 61.

Die Aluminium-Titan-Schicht hat eine niedrigere Ätzrate als die Aluminium enthaltende Schicht, wie z. B. eine Al-Cu-Schicht. Der oben stehende in der Dicke größere Abschnitt der Basisschicht über dem Kantenabschnitt mit gekrümmter Form des Lochs dient als Ätzstopper, der verhindert, daß die Basisschicht in dem oberen Abschnitt des Lochs durch einen Trockenätzvorgang geätzt wird, der zum Strukturieren der Metallschicht ausgeführt wird, um die zweite Niveau-Zwischen verbindung zu definieren, auch wenn der Trockenätz vorgang nicht übermäßig überätzt.

Die nachfolgende Beschreibung konzentriert sich auf das er findungsgemäße Verfahren zum Ausbilden der oben stehenden Halbleitervorrichtungen in Bezug auf die Fig. 9A bis 9D.

Gemäß Fig. 9A wird ein erster Zwischenschicht-Isolator 3-1 auf einem Siliciumsubstrat 1 ausgebildet. Eine erste Ni veau Zwischenverbindung 2 wird auf dem ersten Zwischen schicht-Isolator 3-1 ausgebildet. Ein zweiter Zwischen schicht-Isolator 3-2 wird über der ersten Niveau- Zwischen verbindung 2 ausgebildet. Ein Loch 3a wird in dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2 durch eine Photolitho graphie-Technik und einen nachfolgenden Trockenätzvorgang ausgebil det. Danach wird der Kantenabschnitt des Lochs in dem zwei ten Zwischenschicht-Isolator 3-2 durch einen Sputtervorgang derart geätzt, daß der Kantenabschnitt des Lochs eine abge rundete bzw. gekrümmte Form mit einem konstanten Radius er hält. Der Ätzbetrag des Kantenabschnitts des Lochs in dem zweiten Zwischenschicht-Isolator wird unter Berücksichti gung der gewünschten Vorrichtungsgröße bestimmt, z. B. auf ca. 50 nm. Ein Titan-Film 51 wird auf der oberen Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2 abgeschieden und auch auf dem Bodenabschnitt und an den vertikalen Seiten wänden des Lochs und auch auf dem Kantenabschnitt mit ge krümmter Form des Lochs. Der Titan-Film 51 hat eine Dicke, z. B. von nicht weniger als 50 nm, was dicker als jene Dicke ist, für die der Kantenabschnitt des Lochs durch den Sput tervorgang geätzt wurde.

Gemäß Fig. 9B wird ein Aluminium-Film 62 auf dem Titan-Film 51 durch eine chemische Dampfabscheidung derart abgeschie den, daß der Aluminium-Film 62 sich innerhalb des Lochs und über dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2 erstreckt. Bei dem chemischen Dampfabscheidungsprozeß (chemical vapor deposition) wird Dimethyl-Aluminium-Hydrid zum Leiten einer Blase mit Wasserstoffgas verwendet. Die Substrattemperatur wird auf 150°C gesetzt. Die Dicke des Aluminium-Films 62 beträgt ungefähr 300 nm, wodurch ein Loch 3a von 0,3 µm im Durchmesser vollständig mit Aluminium-Film 62 gefüllt wird.

Gemäß Fig. 9C wird ein Al-Cu-Film 61 durch einen Sputter prozeß bei einer Substrattemperatur von 400°C abgeschieden bzw. aufgetragen. Bei diesem Vorgang reagieren Titanatome in dem Titanfilm 51 mit Aluminium-Atomen in der Aluminium-Schicht, die durch die chemische Dampfabscheidung abge schieden wurde, wodurch eine Aluminium-Titan-Legierungs schicht 53 ausgebildet wird, die sich über dem zweiten Zwi schenschicht-Isolator 3-2 und innerhalb des Lochs 3a er streckt. Im Ergebnis wird das Loch 3a mit der Aluminium- Titan-Legierungsschicht 53 gefüllt.

Gemäß Fig. 9D wird ein Photolack-Muster über dem Al-Cu-Film 61 durch einen Photolithographie Vorgang derart ausgebil det, daß die Schichtenfolge aus Al-Cu-Film 61, Aluminium-Schicht 62 und dem Al-Ti-Legierungsfilm 53 über dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2 durch einen Trockenätzvorgang unter Verwendung des Photolacks als Maske strukturiert wird. Auch wenn das Photolack-Muster gegenüber dem Loch 3a durch einen Fehler versetzt ist, und ein Überätzen ausge führt wird, kann der Abschnitt mit größerer Dicke des Al-Ti-Legierungsfilms 53 über dem Kantenabschnitt mit gekrümm ter Form des Lochs als Ätzstopper dienen, der dazu in der Lage ist, ein Ätzen des Al-Ti-Legierungsfilms 53 in dem oberen Abschnitt des Loches zu vermeiden. Dies ermöglicht eine hohe Ausbeute an herzustellenden Halbleitervorrichtun gen. Die Herstellungsschritte für die Halbleitervorrichtung können dadurch reduziert werden und die Herstellungskosten für die Halbleitervorrichtung können folglich ebenfalls re duziert werden.

Dritte Ausführungsform

Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf die Fig. 10 beschrie ben, die eine erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung mit einer Basisschicht, die in einem Loch ausgebildet ist, dar stellt. Die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung hat die nachfolgende Struktur. Ein erster Zwischenschicht-Isolator 3-1 ist auf einem Siliciumsubstrat 1 ausgebildet. Eine er ste Niveau-Zwischenverbindung 2 oder eine Boden-Niveau-Zwischen verbindung ist ausgebildet, die sich über dem er sten Zwischenschicht-Isolator 3-1 erstreckt. Ein zweiter Zwischenschicht-Isolator 3-2 ist über der ersten Niveau- Zwischen-Verbindung 2 ausgebildet. Ein Loch, das ein Kon taktloch oder ein Kontaktfenster sein kann, ist in dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2 derart ausgebildet, daß das Loch einen oberen Abschnitt eines Teils der ersten Niveau-Zwischenverbindung 2 erreicht. Das Loch hat konische Seitenwände derart, daß das Loch im Durchmesser nach unten hin abnimmt. Eine Basisschicht 52 ist vorgesehen, die sich auf einem Bodenabschnitt des Lochs, an den schrägen Seiten wänden des Lochs und auch über einem Teil der oberen Ober fläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2 erstreckt. Auf der einen Seite erstreckt sich die Basisschicht 52 bis zu dem oberen Abschnitt des Lochs, erstreckt sich aber nicht über dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2. Auf der anderen Seite erstreckt sich die Basisschicht 52 nicht nur an der Gesamtheit der schrägen Seitenwände des Lochs sondern auch über dem Zwischenschicht-Isolator 3-2 in der Nachbarschaft des Lochs. Die Basisschicht 52 variiert in der Dicke, die in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht gemessen ist, derart, daß die Basisschicht 52 an dem oberen Abschnitt des Lochs dicker als irgendein anderer Teil der Basisschicht ist, die sich über der oberen Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2 er streckt und auch an den schrägen Seitenwänden des Lochs und dem Lochboden erstreckt. Eine effektive Dicke, die in einer Höhenrichtung gemessen ist, der Basisschicht 52 über dem Kantenabschnitt mit gekrümmter Form des Lochs ist dicker als eine effektive Dicke der Basisschicht 52 über der obe ren Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2. Die effektive Dicke ist hier als eine Dicke definiert, wenn in der Höhenrichtung gemessen wird, entlang der sich das Loch erstreckt. Die Basisschicht 52 kann eine Titan-Nitrid-Schicht oder eine Schichtenfolge aus der Titan-Schicht und der Titan-Nitrid-Schicht aufweisen. Eine Metallschicht 61 ist nicht nur über dem Loch sondern auch innerhalb des Lochs vorgesehen. Ein Teil der Metallschicht 61 erstreckt sich selektiv über und in der Nachbarschaft des oberen Ab schnitts des Lochs derart, daß der Teil der Metallschicht 61 als eine zweite Niveau-Zwischenverbindung oder eine obe re Niveau-Zwischenverbindung dient, während der verbleiben de übrige Teil der Metallschicht 61 innerhalb des Lochs vorhanden ist, um das Loch derart zu füllen, daß der übrige Teil der Metallschicht als Kontaktschicht dient, die eine elektrische Verbindung zwischen der ersten Niveau- Zwischen verbindung 2 und der zweiten Niveau-Zwischenverbindung be reitstellt. Auf der einen besagten Seite erstreckt sich die Metallschicht 61 bis über den oberen Abschnitt des Lochs, aber erstreckt sich nicht über die obere Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2. Auf der anderen be sagten Seite erstreckt sich die Metallschicht 61 nicht nur über die Gesamtheit der schrägen Seitenwand des Lochs son dern auch über die obere Oberfläche des zweiten Zwischen schicht-Isolators 3-2, jedoch in der Nachbarschaft des Lochs. Die Metallschicht 61 kann eine Al-Cu-Schicht 61 oder eine Schichtenfolge aus einer Al-Ti-Legierungsschicht und einer Al-Cu-Schicht 61 aufweisen.

Die Titan-Nitrid-Schicht 52 hat eine niedrigere Ätzrate als die Aluminium enthaltende Schicht. Der obenstehende in der Dicke größere Abschnitt der Basisschicht 52 über dem Kan tenabschnitt mit gekrümmt er Form des Lochs dient als ein Ätzstopper, der verhindert, daß die Metallschicht 61 in dem oberen Abschnitt des Lochs durch einen Trockenätzvorgang geätzt wird, der zum Strukturieren der Metallschicht 61 ausgeführt wird, um die zweite Niveau-Zwischenverbindung zu definieren, auch wenn der Trockenätzvorgang nicht übermäßig überätzt. Auch wenn ein Photolack-Muster, das zum Struktu rieren der zweiten Niveau-Zwischenverbindung verwendet wird, gegenüber dem Loch 3a aufgrund eines Fehlers versetzt ist und ein Überätzen ausgeführt wird, kann der Abschnitt mit größerer Dicke der Basisschicht 52 über dem oberen Ab schnitt des Lochs als Ätzstopper dienen, der dazu in der Lage ist, ein Ätzen des Al-Cu-Films 61 in dem oberen Ab schnitt des Loches zu vermeiden. Dies ermöglicht eine höhe re Ausbeute an Halbleitervorrichtungen. Die Herstellungs schritte der Halbleitervorrichtung können reduziert werden und folglich können auch die Herstellungskosten der Halb leitervorrichtung reduziert werden.

Vierte Ausführungsform

Eine vierte Ausführungsform in Übereinstimmung mit der vor liegenden Erfindung wird nachfolgend im Detail unter Bezug nahme auf die Fig. 11 beschrieben, die eine erfindungsgemä ße Halbleitervorrichtung mit einer Basisschicht darstellt, die in einem Loch ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung hat die nachfolgende Struktur. Ein erster Zwischenschicht-Isolator 3-1 ist auf einem Silicium substrat 1 ausgebildet. Eine erste Niveau-Zwischenver bindung 2 oder eine Boden-Niveau-Zwischenverbindung ist ausgebildet, die sich über dem ersten Zwischen schicht-Isolator 3-1 erstreckt. Ein zweiter Zwischen schicht-Isolator 3-2 ist über der ersten Niveau-Zwischenverbindung 2 ausgebildet. Ein Loch 3a, z. B. ein Kontaktloch oder ein Kontaktfenster, ist in dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2 derart ausgebildet, daß das Loch 3a ein oberes Ende ei nes Teils der ersten Niveau-Zwischenverbindung 2 erreicht. Das Loch 3a hat schräge Seitenwände derart, daß das Loch 3a im Durchmesser nach unten hin abnimmt. Eine Basisschicht 53 ist vorgesehen, die sich innerhalb des Lochs und über einem Teil einer oberen Oberfläche des zweiten Zwischen schicht-Isolators 3-2 erstreckt. Auf einer Seite erstreckt sich die Basisschicht 53 bis zu einem Teil des oberen Abschnitts des Lochs, aber erstreckt sich nicht über der oberen Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2. Auf der anderen Seite erstreckt sich die Basisschicht 53 nicht nur auf der Gesamtheit der schrägen Seitenwand des Lochs sondern auch über dem zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2 in der Nach barschaft des Lochs. Die Basisschicht 53 variiert in der effektiven Dicke, die in einer Höhenrichtung gemessen wird, entlang der das Loch 3a sich derart erstreckt, daß die Ba sisschicht 53 auf dem oberen Abschnitt dicker in der Höhen richtung als die Teile der Basisschicht 53 über dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2 ist. Die effektive Dicke, die in einer Höhenrichtung gemessen wird, der Basisschicht über dem oberen Abschnitt des Loches ist dicker als die effekti ve Dicke der Basisschicht über der oberen Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2. Die effektive Dicke ist hier als diejenige Dicke definiert, wenn in der Höhen richtung gemessen wird, entlang der sich das Loch er streckt. Die Basisschicht 53 kann einen elektrisch leiten den Film, z. B. einen Aluminium-Titan-Film aufweisen, hat jedoch ein niedrigere Ätzrate als die Aluminium enthaltende Metallschicht derart, daß die Basisschicht 53 als Ätzstop per dienen kann. Eine Metallschicht ist auf der Basis schicht 53 vorgesehen. Die Metallschicht erstreckt sich se lektiv über die Basisschicht derart, daß der Teil der Me tallschicht als eine zweite Niveau-Zwischenverbindung oder eine obere Niveau-Zwischenverbindung dient. Auf der besag ten einen Seite erstreckt sich die Metallschicht bis über den oberen Abschnitt des Lochs, erstreckt sich aber nicht über die obere Oberfläche des zweiten Zwischen schicht-Isolators 3-2. Auf der besagten anderen Seite erstreckt sich die Metallschicht nicht nur über die Gesamtheit der schrägen Seitenwand des Lochs sondern auch über die obere Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2, je doch in der Nachbarschaft des Lochs. Die Metallschicht um faßt Schichtenfolgen aus einer Aluminiumschicht 62 in Kon takt mit der Aluminium-Titan-Schicht 53 und einer Al-Cu-Schicht 61.

Die Aluminium-Titan-Basisschicht hat eine niedrigere Ätzra te als die Aluminium enthaltende Schicht, z. B. Al-Cu-Schicht. Der oben geschilderte Abschnitt mit vergrößerter Dicke der Basisschicht 53 über dem oberen Abschnitt des Lochs dient als Ätzstopper, der verhindert, daß die Basis schicht in dem oberen Abschnitt des Lochs durch einen Troc kenätzvorgang geätzt wird, der für das Strukturieren der Metallschicht ausgeführt wird, um die zweite Niveau-Zwischen verbindung zu definieren, auch wenn der Trockenätz vorgang nicht übermäßig überätzt. Auch wenn ein Photolack-Muster, das zum Strukturieren der zweiten Niveau-Zwischen verbindung verwendet wird, gegenüber dem Loch 3a aufgrund eines Fehlers versetzt ist und ein Überätzen aus geführt wird, kann der Abschnitt mit vergrößerter Dicke der Basisschicht 53 über dem oberen Abschnitt des Loches als Ätzstopper dienen, der dazu in der Lage ist, ein Ätzen der Basisschicht 53 in dem oberen Abschnitt des Loches zu ver hindern. Dies ermöglicht eine höhere Ausbeute an Halblei tervorrichtungen. Die Herstellungsschritte der Halbleiter vorrichtung werden dadurch reduziert und die Herstellungs kosten der Halbleitervorrichtung können folglich ebenfalls vermindert werden.

Fünfte Ausführungsform

Eine fünfte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfin dung wird im Detail mit Bezug auf die Fig. 12 beschrieben, die eine erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung mit einer Basisschicht, die in einem Loch ausgebildet ist, darstellt. Eine erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung hat die folgen de Struktur. Ein erster Zwischenschicht-Isolator 3-1 ist auf einem Siliciumsubstrat 1 ausgebildet. Eine erste Ni veau-Zwischenverbindung 2 oder eine Boden-Niveau-Zwischen verbindung ist ausgebildet, die sich über dem ersten Zwi schenschicht-Isolator 3-1 erstreckt. Ein zweiter Zwischen schicht-Isolator 3-2 ist über der ersten Niveau- Zwischen verbindung 2 ausgebildet. Ein Loch, z. B. ein Kontaktloch oder ein Kontaktfenster, ist in dem zweiten Zwischen schicht-Isolator 3-2 derart ausgebildet, daß das Loch einen oberen Abschnitt eines Teils der ersten Niveau-Zwischen verbindung 2 erreicht. Das Loch hat einen oberen Abschnitt, der im Durchmesser derart aufgeweitet ist, daß naßgeätzte obere Abschnitte des Loches ausgebildet sind, wobei die naßgeätzten oberen Abschnitte durch ein naßätzen oder einen isotropen Ätzvorgang geformt worden sind. Eine Basisschicht 52 ist vorgesehen, die sich auf einem Bodenab schnitt des Lochs, an den vertikalen Seitenwänden des Lochs und auf dem oberen Abschnitt des Lochs erstreckt und sich auch über einem Teil einer oberen Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2 erstreckt. Auf der einen Sei te erstreckt sich die Basisschicht 52 nach oben bis zu ei nem Teil des oberen Abschnitts des Lochs oder zu einem un teren halben Teil des naßgeätzten oberen Abschnitts des Lochs, erstreckt sich aber nicht über einem oberen halben Teil des naßgeätzten oberen Abschnitts des Lochs. Auf der anderen Seite erstreckt sich die Basisschicht 52 nicht nur an der Gesamtheit des naßgeätzten oberen Abschnitts des Lochs sondern auch über dem zweiten Zwischen schicht-Isolator 3-2 in der Nachbarschaft des Lochs. Die Basis schicht 52 variiert in der Dicke, die in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht 52 gemessen wird, derart, daß die Basisschicht 52 auf dem naßgeätzten oberen Abschnitt dicker als alle anderen Teile der Basisschicht ist, die sich über der oberen Oberfläche des zweiten Zwi schenschicht-Isolators 3-2 erstreckt und auch an den verti kalen Seiten des Lochs und auf dem Boden des Lochs er streckt. Eine effektive Dicke, die in einer Höhenrichtung gemessen wird, der Basisschicht 52 über dem naßgeätzten oberen Abschnitt des Lochs ist dicker als die effektive Dicke der Basisschicht 52 über der oberen Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2. Die effektive Dicke ist hier als eine Dicke definiert, wenn in der Höhenrich tung gemessen wird, entlang der sich das Loch erstreckt. Die Basisschicht 52 kann eine Titan-Nitrid-Schicht oder ei ne Schicht folge aus einer Titanschicht und einer Titan- Nitrid-Schicht aufweisen. Eine Metallschicht 61 ist nicht nur über dem Loch sondern auch innerhalb des Lochs vorgese hen. Ein Teil der Metallschicht 61 erstreckt sich selektiv über und in Nachbarschaft zu dem naßgeätzten oberen Ab schnitt des Lochs derart, daß der Teil der Metallschicht als zweite Niveau-Zwischenverbindung oder als eine obere Niveau-Zwischenverbindung dient, wohingegen der übrige Teil der Metallschicht 61 innerhalb des Lochs ist, um das Loch derart zu füllen, daß der übrige Teil der Metallschicht als Kontaktschicht dient, die eine elektrische Verbindung zwi schen der ersten Niveau-Zwischenverbindung 2 und der zwei ten Niveau-Zwischenverbindung bereitstellt. Auf der besag ten einen Seite erstreckt sich die Metallschicht 61 nach oben bis über den unteren halben Teil des naßgeätzten obe ren Abschnitts des Lochs, aber erstreckt sich nicht über den oberen halben Teil des naßgeätzten oberen Abschnitts des Lochs und auch nicht über die obere Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2. Auf der besagten an deren Seite erstreckt sich die Metallschicht 61 nicht nur über der Gesamtheit des naßgeätzten oberen Abschnitts des Lochs sondern auch über der oberen Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2, jedoch in der Nachbarschaft des Lochs. Die Metallschicht 61 kann eine Al-Cu-Schicht oder Schichtenfolgen aus einer Al-Ti-Legierungsschicht und einer Al-Cu-Schicht aufweisen.

Die Titan-Nitrid-Schicht hat eine niedrigere Ätzrate als die Aluminium enthaltende Schicht. Der oben geschilderte in der Dicke größere Abschnitt der Basisschicht 52 über dem naßgeätzten oberen Abschnitt des Lochs dient als Ätzstop per, der verhindert, daß die Metallschicht 61 in dem oberen Abschnitt durch einen Trockenätzvorgang geätzt wird, der zum Strukturieren der Metallschicht 61 ausgeführt wird, um die zweite Niveau-Zwischenverbindung zu definieren, auch wenn der Trockenätzvorgang nicht übermäßig überätzt. Auch wenn ein Photolack-Muster, das zum Strukturieren der zwei ten Niveau-Zwischenverbindung verwendet wird, gegenüber dem Loch 3a durch einen Fehler versetzt ist und ein Überätzen ausgeführt wird, kann der Abschnitt mit vergrößerter Dicke der Basisschicht 52 über dem oberen Abschnitt des Lochs als Ätzstopper dienen, der dazu in der Lage ist, ein Ätzen der Metallschicht 61 in dem oberen Abschnitt des Loches zu ver meiden. Dies ermöglicht eine hohe Ausbeute an hergestellten Halbleitervorrichtungen. Die Herstellungsschritte der er findungsgemäßen Halbleitervorrichtung sind reduziert und die Herstellungskosten der Halbleitervorrichtung können deshalb auch vermindert werden.

Sechste Ausführungsform

Eine sechste Ausführungsform gemäß der vorliegenden Erfin dung wird nachfolgend im Detail mit Bezug auf die Fig. 13 beschrieben, die eine Halbleitervorrichtung mit einer Ba sisschicht darstellt, die in einem Loch ausgebildet ist. Die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung hat die nachfol gende Struktur. Ein erster Zwischenschicht-Isolator 3-1 ist auf einem Siliciumsubstrat 1 ausgebildet. Eine erste Ni veau-Zwischenverbindung 2 oder eine Boden-Niveau-Zwischen verbindung ist ausgebildet, die sich über dem er sten Zwischenschicht-Isolator 3-1 erstreckt. Ein zweiter Zwischenschicht-Isolator 3-2 ist über der ersten Niveau-Zwischen verbindung 2 ausgebildet. Ein Loch 3a, z. B. ein Kontaktloch oder ein Kontaktfenster, ist in dem zweiten Zwischenschicht-Isolator 3-2 derart ausgebildet, daß das Loch 3a einen oberen Abschnitt eines Teils der ersten Ni veau-Zwischenverbindung 2 erreicht. Das Loch 3a hat einen oberen Abschnitt, der im Durchmesser derart aufgeweitet ist, das naßgeätzte, obere Abschnitte des Loches ausgeformt sind. Eine Basisschicht 53 ist vorgesehen, die sich inner halb des Lochs und über einem Teil der oberen Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2 erstreckt. Auf der einen Seite erstreckt sich die Basisschicht 53 bis zu einem Teil des oberen Abschnitts des Lochs oder zu einem unteren halben Teil des naßgeätzten oberen Abschnitts des Lochs, erstreckt sich aber nicht über einem oberen halben Teil des naßgeätzten oberen Abschnitts des Lochs. Auf der anderen Seite erstreckt sich die Basisschicht 53 nicht nur auf der Gesamtheit des naßgeätzten oberen Abschnitts des Lochs sondern auch über dem zweiten Zwischen schicht-Isolator 3-2 in der Nachbarschaft des Lochs. Die Basis schicht 53 variiert in der effektiven Dicke, die in einer Höhenrichtung gemessen wird, entlang der sich das Loch 3a derart erstreckt, daß die Basisschicht 53 auf dem naßgeätz ten oberen Abschnitt dicker in der Höhenrichtung als die Teile der Basisschicht 53 über dem zweiten Zwischen schicht-Isolator 3-2 ist. Die effektive Dicke, die in der Höhen richtung gemessen wird, der Basisschicht 53 über dem naßge ätzten oberen Abschnitt des Lochs ist dicker als die effek tive Dicke der Basisschicht über der oberen Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2. Die effektive Dicke ist hier als eine Dicke definiert, wenn in der Höhenrich tung gemessen wird, entlang der sich das Loch erstreckt. Die Basisschicht 53 kann einen elektrisch leitenden Film, z. B. einen Aluminium-Titan-Film aufweisen, der jedoch eine niedrigere Ätzrate als die Aluminium enthaltende Metall schicht derart hat, daß die Basisschicht 53 als ein Ätz stopper dienen kann. Eine Metallschicht ist auf der Basis schicht 53 vorgesehen. Die Metallschicht erstreckt sich se lektiv über den naßgeätzten oberen Abschnitt des Lochs und über der oberen Oberfläche des zweiten Zwischen schicht-Isolators 3-2 derart, daß der Teil der Metallschicht als eine zweite Niveau-Zwischenverbindung oder eine obere Ni veau-Zwischenverbindung dient. Auf der besagten einen Seite erstreckt sich die Metallschicht nicht über dem oberen hal ben Teil des naßgeätzten oberen Abschnitt des Lochs und er streckt sich auch nicht über der oberen Oberfläche des zweiten Zwischenschicht-Isolators 3-2. Auf der besagten an deren Seite erstreckt sich die Metallschicht nicht nur über der Gesamtheit des naßgeätzten oberen Abschnitts des Lochs sondern erstreckt sich auch über der oberen Oberfläche des zweiten Zwischen-Isolators 3-2, jedoch in der Nachbarschaft des Lochs. Die Metallschicht kann Schichtenfolgen aus einer Aluminiumschicht 62 und einer Al-Cu-Schicht 61 aufweisen.

Die Aluminium-Titan-Basisschicht 53 hat eine niedrigere Ätzrate als die Aluminium enthaltende Schicht, z. B. die Al-Cu-Schicht 61. Der oben stehende in der Dicke vergrößerte Abschnitt der Basisschicht 53 über dem naßgeätzten oberen Abschnitt des Lochs dient als Ätzstopper, der verhindert, daß die Basisschicht in dem oberen Abschnitt des Lochs durch einen Trockenätzvorgang geätzt wird, der zum Struktu rieren der Metallschicht ausgeführt wird, um die zweite Ni veau-Zwischenverbindung zu definieren, auch wenn der Troc kenätzvorgang nicht übermäßig überätzt. Auch wenn das Pho tolack-Muster gegenüber dem Loch 3a aufgrund eines Fehlers versetzt ist und ein Überätzen ausgeführt wird, kann der in der Dicke größere Abschnitt des Al-Ti-Legierungsfilms 53 über dem naßgeätzten, oberen Abschnitt des Lochs als ein Ätzstopper dienen, der dazu in der Lage ist, ein Ätzen des Al-Ti-Legierungsfilms 53 in dem oberen Abschnitt des Loches zu verhindern. Dies ermöglicht eine hohe Ausbeute an erfin dungsgemäßen Halbleitervorrichtungen. Die Herstellungs schritte für die Halbleitervorrichtung können reduziert werden und die Herstellungskosten für die erfindungsgemäße Halbleitervorrichtung sind damit auch reduziert.

In den vorhergehenden Ausführungsformen umfaßt die Basis schicht die Titan-Nitrid-Schicht oder die Aluminium-Titan-Schicht. Nichtsdestoweniger können verschiedene brechende bzw. hochschmelzende Metall-Silicid-Schichten, z. B. eine Titan-Silicid-Schicht, eine Tantalum-Silicid-Schicht und eine Wolfram-Silicid-Schicht, und auch verschiedene Nitrid schichten, z. B. eine Tantalum-Nitrid-Schicht und Wolfram- Nitrid-Schicht, und zusätzlich Schichtenfolgen dieser Schichten auch verwendet werden, vorausgesetzt, daß die Ba sisschicht eine niedrigere Ätzrate als die Metallschicht der zweiten Niveau-Zwischenverbindung hat.

Des weiteren wird in den vorhergehend geschilderten Ausfüh rungsformen die Aluminium enthaltende Schicht durch ein Sputterverfahren bei einer Substrattemperatur oder durch ein chemisches Dampfabscheidungsverfahren aufgetragen. An dere Auftragungsverfahren, z. B. Hochdruck-Sputterverfahren oder Ionen-Sputterverfahren, sind auch verwendbar. Die elektrisch leitende Schicht, die in das Loch gefüllt ist, kann eine Kupfer enthaltende Legierung sein.

Claims

1. Basisschicht-Struktur, die in einem Loch ausgebildet ist, das einen oberen Abschnitt hat, der einen größeren Durchmesser als andere Abschnitte des Lochs hat, wobei das Loch in eine Isolationsschicht in einer Halbleitervorrich tung ausgebildet ist und wobei die Basisschicht-Struktur eine Basisschicht aufweist, die sich zumindest an einem Teil des oberen Abschnitts des Lochs und zumindest über ei nen Teil der Isolationsschicht in der Nachbarschaft eines oberen Endes des Lochs erstreckt, wobei die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine effektive Dicke in einer Höhenrichtung hat, die dicker als eine Dicke der Basisschicht über dem Isolationsfilm ist und auch dic ker als eine kritische Dicke ist, die ermöglicht, daß zu mindest ein Teil der Basisschicht an dem oberen Abschnitt des Lochs nach einem anisotropen Ätzvorgang verbleibt, wo hingegen die Basisschicht, die sich über der Isolations schicht erstreckt hat, durch den anisotropen Ätzvorgang ge ätzt wird.

2. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Rich tung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht hat, die dic ker als die Basisschicht ist, die sich über dem Isolations film erstreckt.

3. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 2 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Rich tung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht hat, die dic ker als andere Teile der Basisschicht ist.

4. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt des Lochs eine gekrümmte Kante mit einem konstanten Radius aufweist.

5. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch eine schräge Seiten wand derart hat, daß ein Durchmesser des Lochs nach unten hin abnimmt.

6. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt des Lochs einen ausgesparten Abschnitt mit einer gekrümmten Form auf weist.

7. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Basisschicht innerhalb des Lochs erstreckt, um das Loch zu füllen, und sich auch über der Isolationsschicht erstreckt.

8. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Basisschicht an einer Seite des oberen Abschnitts des Lochs erstreckt.

9. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Basisschicht an gegen überliegenden Seiten des oberen Abschnitts des Lochs er streckt.

10. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 1 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht vorgesehen ist, die sich auf einem Boden und an Seitenwänden des Lochs und auch an den oberen Abschnitten des Lochs und auch über dem Isolationsfilm erstreckt, und daß eine Metallschicht auf der Basisschicht vorgesehen ist, um das Loch zu füllen.

11. Basisschicht-Struktur, die in einem Loch ausgebildet ist, das einen oberen Abschnitt hat, der einen größeren Durchmesser als andere Abschnitte des Lochs hat, wobei das Loch in einer Isolationsschicht in einer Halbleitervorrich tung ausgebildet ist und wobei die Basisschicht-Struktur eine Basisschicht aufweist, die sich zumindest an einem Teil des oberen Abschnitts des Lochs aber auch über zumin dest einem Teil der Isolationsschicht in der Nachbarschaft eines oberen Endes des Lochs erstreckt, wobei die Basis schicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basis schicht hat, die dicker als die Basisschicht ist, die sich über dem Isolationsfilm erstreckt.

12. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 11 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Rich tung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht hat, die dic ker als andere Teile der Basisschicht ist.

13. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 11 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt des Lochs eine gekrümmte Kante mit einem konstanten Radius aufweist.

14. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 11 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch eine schräge Seiten wand derart hat, daß ein Durchmesser des Lochs nach unten hin abnimmt.

15. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 11 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt des Lochs einen ausgesparten Abschnitt mit einer gekrümmten Form auf weist.

16. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 11 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Basisschicht innerhalb des Lochs erstreckt, um das Loch zu füllen, und sich auch über der Isolationsschicht erstreckt.

17. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 11 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Basisschicht an einer Seite des oberen Abschnitts des Lochs erstreckt.

18. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 11 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Basisschicht auf ge genüberliegenden Seiten des oberen Abschnitts des Lochs er streckt.

19. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 11 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht vorgesehen ist, die sich auf einen Boden und an Seitenwänden des Lochs und auch an den oberen Abschnitten des Lochs und auch über dem Isolationsfilm erstreckt, und daß eine Metallschicht auf der Basisschicht vorgesehen ist, um das Loch zu füllen.

20. Basisschicht-Struktur, wie in Anspruch 19 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht eine Alumini um enthaltende Legierungsschicht aufweist.

21. Halbleitervorrichtung, die aufweist:
eine Isolationsschicht;
ein Loch, das in der Isolationsschicht ausgebildet ist, wo bei das Loch einen oberen Abschnitt hat, der einen größeren Durchmesser als andere Abschnitte des Lochs hat;
eine Basisschicht, die sich an zumindest einem Teil des oberen Abschnitts des Lochs, aber auch über zumindest einem Teil der Isolationsschicht in der Nachbarschaft eines obe ren Endes des Loches erstreckt;
eine Metallschicht, die auf der Basisschicht vorgesehen ist,
wobei die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine effektive Dicke in einer Höhenrichtung hat, die dicker als eine Dicke der Basisschicht über dem Isola tionsfilm ist und auch dicker als eine kritische Dicke ist, die es ermöglicht, daß zumindest ein Teil der Basisschicht an dem oberen Abschnitt des Lochs nach einem anisotropen Ätzvorgang verbleibt, wohingegen die Basisschicht, die sich über der Isolationsschicht erstreckt hat, durch den ani sotropen Ätzvorgang geätzt wird.

22. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 21 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Rich tung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht hat, die dic ker als die Basisschicht ist, die sich über dem Isolations film erstreckt.

23. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 21 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Rich tung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht hat, die dic ker als andere Teile der Basisschicht ist.

24. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 21 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt des Lochs eine gekrümmte Kante mit einem konstanten Radius aufweist.

25. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 21 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch eine schräge Seiten wand derart hat, daß ein Durchmesser des Lochs nach unten hin abnimmt.

26. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 21 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt des Lochs einen ausgesparten Abschnitt mit einer gekrümmten Form auf weist.

27. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 21 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Basisschicht innerhalb des Lochs erstreckt, um das Loch zu füllen, und sich auch über der Isolationsschicht erstreckt.

28. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 21 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Basisschicht an einer Seite des oberen Abschnitts des Lochs erstreckt.

29. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 21 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Basisschicht an gegen überliegenden Seiten des oberen Abschnitts des Lochs er streckt.

30. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 21 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht vorgesehen ist, die sich auf einem Boden und an Seitenwänden des Lochs und auch an den oberen Abschnitten des Lochs erstreckt und auch über dem Isolationsfilm, und daß eine Metallschicht auf der Basisschicht vorgesehen ist, um das Loch zu füllen.

31. Halbleitervorrichtung, die aufweist:
eine Isolationsschicht;
ein Loch, das in der Isolationsschicht ausgebildet ist, wo bei das Loch einen oberen Abschnitt hat, der einen größeren Durchmesser als andere Abschnitte des Lochs hat;
eine Basisschicht, die sich an zumindest einem Teil des oberen Abschnitts des Lochs aber auch über zumindest einem Teil der Isolationsschicht in der Nachbarschaft eines obe ren Endes des Loches erstreckt;
eine Metallschicht, die auf der Basisschicht vorgesehen ist,
wobei die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine effektive Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht hat, die dicker als eine Dicke der Basisschicht über dem Isolationsfilm ist.

32. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 31 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht, die sich an dem oberen Abschnitt erstreckt, eine Dicke in einer Rich tung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht hat, die dic ker als andere Teile der Basisschicht ist.

33. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 31 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt des Lochs eine gekrümmte Kante mit einem konstanten Radius aufweist.

34. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 31 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß das Loch eine schräge Seiten wand derart hat, daß ein Durchmesser des Lochs nach unten hin abnimmt.

35. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 31 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß der obere Abschnitt des Lochs einen ausgesparten Abschnitt mit einer gekrümmten Form auf weist.

36. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 31 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Basisschicht innerhalb des Lochs erstreckt, um das Loch zu füllen, und sich auch über der Isolationsschicht erstreckt.

37. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 31 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Basisschicht an einer Seite des oberen Abschnitts des Lochs erstreckt.

38. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 31 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß sich die Basisschicht an gegen überliegenden Seiten des oberen Abschnitts des Lochs er streckt.

39. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 31 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Basisschicht vorgesehen ist, die sich auf einem Boden und an Seitenwänden des Lochs und auch an den oberen Abschnitten des Lochs erstreckt und auch über dem Isolationsfilm, und daß eine Metallschicht auf der Basisschicht vorgesehen ist, um das Loch zu füllen.

40. Halbleitervorrichtung, wie in Anspruch 39 beansprucht, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht eine Alumini um enthaltende Legierungsschicht aufweist.

41. Verfahren zum Ausbilden einer Halbleitervorrichtung, das die Schritte aufweist:
Ausbilden eines Lochs in einer Isolationsschicht derart, daß das Loch einen oberen Abschnitt hat, der einen größeren Durchmesser als andere Abschnitte des Lochs hat;
Abscheiden einer Basisschicht, die sich an zumindest einem Teil des oberen Abschnitts des Lochs aber auch über zumin dest einem Teil der oberen Oberfläche der Isolationsschicht in der Nachbarschaft des Lochs erstreckt, so daß die Basis schicht, die sich an dem oberen Abschnitt des Lochs er streckt, eine effektive Dicke in einer Höhenrichtung hat, die dicker als eine Dicke der Basisschicht über dem Isola tionsfilm ist;
Abscheiden einer Metallschicht auf der Basisschicht; und Unterziehen der Metallschicht und der Basisschicht einem anisotropen Ätzen, um selektiv die Metallschicht und die Basisschicht derart zu ätzen, daß zumindest ein Teil der Basisschicht an dem oberen Abschnitt des Loches verbleibt, während die Metallschicht und die Basisschicht, die sich über dem Isolationsfilm erstreckt haben, geätzt werden.

42. Verfahren, wie in Anspruch 41 beansprucht, dadurch ge kennzeichnet, daß die sich erstreckende Basisschicht an dem oberen Abschnitt des Lochs abgeschieden wird, um eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht zu haben, die dicker als die Basisschicht ist, die sich über dem Isolationsfilm erstreckt.

43. Verfahren, wie in Anspruch 41 beansprucht, dadurch ge kennzeichnet, daß die Basisschicht an einem oberen Ab schnitt des Lochs abgeschieden wird, um eine Dicke in einer Richtung vertikal zur Oberfläche der Basisschicht zu haben, die dicker als andere Teile der Basisschicht ist.

44. Verfahren, wie in Anspruch 41 beansprucht, dadurch ge kennzeichnet, daß der obere Abschnitt des Lochs durch ein Sputterverfahren geätzt wird, um eine gekrümmte Kante mit einem konstanten Radius zu erzeugen.

45. Verfahren, wie in Anspruch 41 beansprucht, dadurch ge kennzeichnet, daß das Loch durch ein anisotropes Ätzen un ter derartigen Bedingungen ausgebildet wird, daß schräge Seitenwände derart geformt werden, daß ein Durchmesser des Loches nach unten hin abnimmt.

46. Verfahren, wie in Anspruch 41 beansprucht, dadurch ge kennzeichnet, daß das Loch durch ein isotropes Ätzverfahren und ein nachfolgendes isotropes bzw. anisotropes Ätzverfah ren derart ausgebildet wird, daß der obere Abschnitt des Lochs einen naßgeätzten Abschnitt mit einer gekrümmten Form hat.

47. Verfahren, wie in Anspruch 41 beansprucht, dadurch ge kennzeichnet, daß die Basisschicht innerhalb des Lochs ab geschieden wird, um das Loch zu füllen, und auch über der Isolationsschicht.

48. Verfahren, wie in Anspruch 41 beansprucht, dadurch ge kennzeichnet, daß die Basisschicht geätzt wird, um sich schließlich an einer Seite des oberen Abschnitts des Loches zu erstrecken.

49. Verfahren, wie in Anspruch 41 beansprucht, dadurch ge kennzeichnet, daß die Basisschicht geätzt wird, um sich schließlich an gegenüberliegenden Seiten des oberen Ab schnitts des Loches zu erstrecken.

50. Verfahren, wie in Anspruch 41 beansprucht, dadurch ge kennzeichnet, daß die Basisschicht abgeschieden wird, um sich auf einem Boden und an den Seitenwänden des Lochs aber auch an den oberen Abschnitten des Lochs zu erstrecken und sich auch über dem Isolationsfilm erstreckt, und daß dann eine Metallschicht auf der Basisschicht abgeschieden wird, um das Loch zu füllen.