DE19860769A1 - Verfahren zur Ausbildung eines selbspositionierenden Kontakts in einem Halbleiterbauelement - Google Patents
Verfahren zur Ausbildung eines selbspositionierenden Kontakts in einem HalbleiterbauelementInfo
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Description
Die Erfindung betrifft einen Kontakt in einem
Halbleiterbauelement und ein Verfahren zu dessen
Ausbildung, insbesondere einen selbstpositionierenden
Kontakt und ein Verfahren zu dessen Ausbildung.
In letzter Zeit ist mit dem Fortschritt der
Halbleitertechnik ein Trend in Richtung kleinerer
Entwurfsregeln für Halbleiterbauelemente, wie z. B. DRAMs
mit 1 Gigabit, in dem Umfang fortgeschritten, daß bei der
Justierung eines Kontaktsteckers zu einer Halbleiterschicht
oder einer Verbindungsschicht, die unter dem Kontaktstecker
liegt, die Justierungstoleranz kaum eingehalten werden
kann. In DRAMs mit 1 Gbit, die eine Entwurfsregel mit einem
Rastermaß von 0,45 oder weniger besitzen, ist der maximal
zulässige Linienabstand sehr klein und die Größe der
Kontakte muß 0,15 µm oder geringer sein, und somit ist die
Erzeugung eines Bitkontakts oder eines Kontakts für einen
Speicherknoten unter Verwendung des herkömmlichen
Direktkontaktverfahrens nicht so leicht wie es erscheint.
Folglich wird für Halbleiterbauelemente unterhalb eines
Viertel Mikrometers ein Herstellungsverfahren verwendet,
das gestattet, daß der Kontaktstecker durch
Selbstpositionierung zu einer Halbleiterschicht oder einer
Verbindungsschicht, die unter dem Kontaktstecker liegt,
ausgebildet wird.
Der Vorteil des selbstpositionierenden Kontakts (hierin
nachstehend als "SAC" bezeichnet) besteht darin, daß die
Fehljustierungstoleranz während des
Photolithographieschritts erhöht werden kann und der
Kontaktwiderstand verringert werden kann. Aus diesem Grund
wurde auf das SAC-Verfahren auf dem Fachgebiet besonderer
Wert gelegt.
Da die Strukturgröße jedoch zunehmend kleiner wird, kann
die Möglichkeit des Kurzschlusses zwischen dem Kontaktloch
und der Gateleitung bestehen. Die Kontaktlöcher eines
Bauelements mit hoher Integrationsdichte, wie z. B. eines
Speicherbauelements, bekommen zwangsläufig ein hohes
Seitenverhältnis, das heißt, eine kleinere Fläche im
Vergleich zur Tiefe. Daher tritt während des Schritts der
Ausbildung der Kontaktlöcher ein Ätzstopp-Phänomen auf.
Um die vorstehend angeführten Probleme zu lösen, wurde ein
Verfahren vorgeschlagen, das eine Kontaktstelle verwendet.
Nachstehend wird das herkömmliche Verfahren zur Ausbildung
des Kontaktlochs unter Verwendung der SAC-Kontaktstelle mit
Bezug auf Fig. 1 bis Fig. 2 beschrieben.
Fig. 1 ist eine Draufsicht, die eine SAC-
Kontaktstellenstruktur gemäß dem herkömmlichen Verfahren
zeigt, und Fig. 2A bis Fig. 2B sind Ablaufdiagramme, die
die Verfahrensschritte zur Ausbildung der SAC-Kontaktstelle
zeigen, wobei sie Querschnittsansichten entlang der Linie
A-A' von Fig. 1 sind.
Mit Bezug auf Fig. 2A wird zuerst ein Bauelement-
Isolationsbereich 3 über einem Halbleitersubstrat 1
ausgebildet, um aktive Bereiche 2 und inaktive Bereiche
festzulegen. Der Bauelement-Isolationsbereich 3 kann durch
bin beliebiges geeignetes Verfahren, das auf dem Fachgebiet
gut bekannt ist, beispielsweise Flachgrabenisolation (STT)
und Lokaloxidation von Silizium (LOCOS), ausgebildet
werden. Eine Gateoxidschicht (nicht dargestellt) wird durch
ein herkömmliches Verfahren, d. h. ein
Wärmeoxidationsverfahren, ausgebildet und eine leitende
Gateelektrodenschicht und eine isolierende
Gatemaskenschicht werden auf die Gateoxidschicht in dieser
Reihenfolge laminiert. Die leitende Gateelektrodenschicht
wird im allgemeinen mit Polysilizium und Wolframsilizid
laminiert, und die isolierende Gatemaskenschicht besteht
aus einer Schicht aus Siliziumnitrid (SiN) oder einer
Schicht aus Siliziumoxidnitrid (SiON), die bezüglich der
nachfolgenden dielektrischen Zwischenschicht 6 ein
Ätzselektivitätsverhältnis aufweist. Die auf dem Fachgebiet
gut bekannte Photolithographie wird auf der leitenden
Elektrodenschicht und der Gatemaskenschicht durchgeführt,
um dadurch eine Gateelektrodenstruktur 4, d. h. eine
Gatemaskenschicht 4b und eine Gateelektrode 4a,
auszubilden.
Fremdionen mit niedriger Konzentration werden in den
aktiven Bereich 2 des Halbleitersubstrats 1 auf beiden
Seiten außerhalb der Gateelektrodenstruktur 4 implantiert,
um eine Source/Drain-Zone mit niedriger Konzentration für
eine LDD-(schwach dotierter Drain)-Struktur auszubilden.
Eine Gateabstandsschicht 5 wird an den Seitenwänden der
Gateelektrodenstruktur 4 ausgebildet. Die
Gateabstandsschicht 5 besitzt ebenfalls ein
Ätzselektivitätsverhältnis bezüglich der nachfolgenden
dielektrischen Zwischenschicht 6 und besteht im allgemeinen
aus einer Siliziumnitrid- oder Siliziumoxidnitrid-Schicht.
Anschließend werden Fremdionen mit hoher Konzentration in
den aktiven Bereich 2 des Halbleitersubstrats 1 auf beiden
Seiten außerhalb der Gateabstandsschicht 5 implantiert, um
eine Source/Drain-Zone mit hoher Konzentration und dadurch
einen Transistor mit der LDD-Struktur auszubilden.
Die dielektrische Zwischenschicht 6 wird über dem
Halbleitersubstrat 1 abgeschieden und eine
Photoresiststruktur (nicht dargestellt) für einen
selbstpositionierenden Kontakt wird über der dielektrischen
Zwischenschicht 6 abgeschieden. Die isolierende
Zwischenschicht 6 wird unter Verwendung der
Photoresiststruktur als Maske geätzt, um dadurch
Kontaktlöcher 7a und 7b auszubilden.
Mit Bezug auf Fig. 2B wird die Photoresiststruktur entfernt
und die Kontaktlöcher 7a und 7b werden mit einer Schicht
aus leitfähigem Material, wie z. B. einem Polysilizium,
aufgefüllt. Die Polysiliziumschicht wird dann durch z. B.
CMP (chemisch-mechanisches Polieren) oder Rückätzen
planarisiert, um dadurch selbstpositionierende
Kontaktstellen 8a und 8b auszubilden, d. h., es werden
jeweils eine Bitleitungskontaktstelle 8b und eine
Speicherknotenkontaktstelle 8a ausgebildet. In einem
Bauelement mit hoher Dichte, das eine Entwurfsregel mit
einem Rastermaß von 0,45 oder weniger besitzt, kann es sehr
schwierig sein, die Photolithographie durchzuführen, um die
Kontaktlöcher 7a und 7b auszubilden, die durch die
dielektrische Zwischenschicht 6 mit einer sehr schmalen
Breite "W", die in Fig. 2A gezeigt ist, horizontal
elektrisch isoliert werden müssen.
Bei einem solchen herkömmlichen Verfahren zur Ausbildung
der SAC-Kontaktstelle ist die selbstpositionierende
Kontaktstruktur kreisförmig oder ellipsenförmig, wie in
Fig. 1 gezeigt, d. h., die Photoresiststruktur weist eine
solche kreisförmige oder ellipsenförmige Öffnung auf. Wenn
die Strukturgröße des Bauelements kleiner wird, d. h., wenn
das Seitenverhältnis des Kontaktlochs hoch wird, verringert
sich daher die Fläche, die geätzt werden soll, und die
Tiefe des Kontaktlochs nimmt zu. Folglich sinkt während des
Schritts des Ätzens der isolierenden Zwischenschicht die
Ätzrate und das Reaktionsnebenprodukt kann in einem
schwierigen Fall nicht aus dem Kontaktloch ausdiffundieren,
so daß die Ätzrate signifikant verringert wird und das
Ätzen zum Stillstand kommt, d. h., ein Ätzstopp-Phänomen
tritt auf.
Um das Ätzstopp-Phänomen zu beseitigen, muß das Ätzen unter
der Bedingung durchgeführt werden, daß die Bildung des
Nebenprodukts, wie z. B. Polymer, unterdrückt wird, und die
Ätzzeit muß erhöht werden. Im Fall einer solchen
Ätzbedingung werden jedoch die Gatemaskenschicht und die
Seitenwand-Gateabstandsschicht während des Ätzschritts
geätzt, wodurch es zu einem Kurzschluß zwischen der SAC-
Kontaktstelle und dem Gate kommt.
Für den Zweck der Lösung der vorstehenden Probleme haben Y.
Kohyama et al. in dem Artikel mit dem Titel "A Fully
Printable, Self-aligned and Planarized Stacked Capacitor
DRAM Cell Technology for 1 Gbit DRAM and Beyond", Symp.,
über VLSI-Tech., Auswahl aus den Technical Papers, S. 17-
18, 1997, ein Verfahren zur Ausbildung der SAC-
Kontaktstelle vorgeschlagen, das die Kontaktstruktur
verwendet, die das Speicherknotenkontaktloch und das
Bitleitungskontaktloch kombiniert.
Bei dieser Erfindung ist die Gate-SAC-Struktur (die die
Resistfläche anzeigt) gleich dem aktiven Bereich und ist um
ein halbes Rastermaß in Gate-Richtung verschoben. Daher ist
die Photoresiststruktur-Fläche so klein, daß die
Polymerbildung während des Schritts der Ausbildung des
Kontaktlochs sehr gering ist. Folglich wird das
Ätzselektivitätsverhältnis der isolierenden Zwischenschicht
zur Nitridschicht der Gateabstandsschicht und der
Gatemaskenschicht niedrig. Dies geschieht, da die
Polymerbildung proportional zur Photoresiststruktur-Fläche
ist und das Ätzselektivitätsverhältnis mit der
Polymerbildung zunimmt.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der
Bereitstellung eines selbstpositionierenden Kontakts und
eines Verfahrens zu dessen Ausbildung, die das Ätzstopp-
Phänomen verhindern.
Ferner soll ein vollkommen reproduzierbarer
selbstpositionierender Kontakt sowie ein Verfahren zur
Ausbildung eines selbstpositionierenden Kontakts
bereitgestellt werden, das ein gutes
Ätzselektivitätsverhältnis während des Schritts des Ätzens
des selbstpositionierenden Kontakts aufweist.
Die vorliegende Erfindung stellt ein verbessertes Verfahren
zur Ausbildung eines selbstpositionierenden Kontakts in
einem Halbleitersubstrat bereit. Ein Schlüsselmerkmal der
Erfindung ist die Ausbildung einer Maske für den
selbstpositionierenden Kontakt, die den aktiven Bereich und
einen Teil des inaktiven Bereichs durch eine T-förmige
Öffnung freilegt.
Das Verfahren zur Ausbildung des selbstpositionierenden
Kontakts in einem Halbleiterbauelement umfaßt das Ausbilden
von Gatestapeln, die über einen Halbleiter voneinander
beabstandet sind. Der Gatestapel besteht aus einer
Gateelektrode, einer darauf ausgebildeten Gatemaske aus
einer Nitridschicht und einer Seitenwand-
Gateabstandsschicht aus einer Nitridschicht. Wie gut
bekannt ist, wurde zwischen der Gateelektrode und dem
Halbleitersubstrat eine Gateoxidschicht ausgebildet, und
ein aktiver Bereich und ein inaktiver Bereich werden durch
eine Feldoxidschicht über dem Halbleitersubstrat
festgelegt. Eine Ätzstoppschicht gegen das SAC-Ätzen wird
in dem Zwischenraum zwischen den Gatestapeln und über dem
Gatestapel mit einer Dicke von etwa 100 Å ausgebildet. Die
Ätzstoppschicht besteht aus einem Isolatormaterial, wie
z. B. einer Nitridschicht, die ein
Ätzselektivitätsverhältnis zu einer nachfolgenden
dielektrischen Zwischenschicht aus einer Oxidschicht
aufweist. Die dielektrische Zwischenschicht wird über der
Ätzstoppschicht mit einer Dicke von etwa 3000 Å bis 9000 Å
ausgebildet, um den Gatestapel ausreichend zu bedecken. Die
dielektrische Zwischenschicht wird dann planarisiert, um
die Toleranz des Photolithographieprozesses zu erhöhen.
Alternativ wird der Planarisierungsprozeß bis zu einer
oberen Oberfläche des Gatestapels hinab durchgeführt, und
dann wird eine weitere dielektrische Zwischenschicht über
der resultierenden Struktur mit einer vorbestimmten Dicke
ausgebildet.
Die nächste Prozeßsequenz ist für diese Erfindung
entscheidend. Eine Maskenstruktur, die vorzugsweise aus
einer Photoresistschicht besteht, wird so über der planaren
dielektrischen Zwischenschicht ausgebildet, daß ein aktiver
Bereich und ein Teil eines inaktiven Bereichs freigelegt
wird, und die Maskenstruktur weist einen T-förmigen
Öffnungsbereich auf. Die Maskenstruktur legt nämlich einen
Bitleitungskontaktbereich und einen
Speicherknotenkontaktbereich durch eine Öffnung frei.
Folglich kann das bei dem Verfahren des Standes der Technik
angetroffene Ätzstopp-Phänomen vermieden werden, da der
Öffnungsbereich durch die Maskenstruktur relativ groß ist.
Andererseits ist der Öffnungsbereich relativ klein im
Vergleich zu jenem von Y. Kohyama et al., so daß das
Selektivitätsätzen für den selbstpositionierenden Kontakt
gut ist.
Die dielektrische Zwischenschicht und die Ätzstoppschicht
werden unter Verwendung der Maskenstruktur geätzt, um
dadurch eine selbstpositionierende Kontaktöffnung
auszubilden, die eine obere Oberfläche des
Halbleitersubstrats zwischen den Gatestapeln freilegt.
Nachdem die Maskenstruktur durch ein herkömmliches
Verfahren entfernt ist, wird eine leitfähige Schicht, die
vorzugsweise aus einer Polysiliziumschicht besteht, in der
selbstpositionierenden Kontaktöffnung und über der
dielektrischen Zwischenschicht mit einer Dicke von etwa
3000 Å bis 7000 Å ausgebildet. Das Planarisierungsätzen,
wie z. B. CMP oder Rückätzen, wird auf der leitfähigen
Schicht und der dielektrischen Zwischenschicht
durchgeführt, bis eine obere Oberfläche des Gatestapels,
d. h. der Gatemaske aus der Nitridschicht, freigelegt ist,
um dadurch Kontaktstellen auszubilden, d. h. jeweils eine
Bitleitungskontaktstelle und eine
Speicherknotenkontaktstelle auszubilden.
Bei dem Ätzschritt zur Ausbildung der
selbstpositionierenden Kontaktöffnung kann die Gatemaske
verlorengehen, und folglich besteht die Möglichkeit der
Entstehung einer Mehrfachader. Daher kann Naßätzen oder
Trockenätzen auf einer oberen Oberfläche der Kontaktstellen
weiter durchgeführt werden, um die Mehrfachader zu
entfernen und dadurch eine Brücke zwischen der
Bitleitungskontaktstelle und der
Speicherknotenkontaktstelle zu verhindern. Das Naßätzen
kann SC1 (ein Gemisch aus NH3, H2O2 und entionisiertem
Wasser) verwenden und das Trockenätzen kann eine auf Chlor
basierende Gaschemie verwenden.
Bei einer weiteren Ausführungsform der Erfindung umfaßt das
Verfahren das Ausbilden von Gatestapeln, die über einen
Halbleiter voneinander beabstandet sind. Der Gatestapel
besteht aus einer Gateelektrode, einer darauf ausgebildeten
Gatemaske aus einer Nitridschicht und einer Seitenwand-
Gateabstandsschicht aus einer Nitridschicht. Wie gut
bekannt ist, wurde zwischen der Gateelektrode und dem
Halbleitersubstrat eine Gateoxidschicht ausgebildet, und
ein aktiver Bereich und ein inaktiver Bereich werden durch
eine Feldoxidschicht über dem Halbleitersubstrat
festgelegt. Eine Ätzstoppschicht gegen das SAC-Ätzen wird
in dem Zwischenraum zwischen den Gatestapeln und über dem
Gatestapel mit einer Dicke von etwa 100 Å ausgebildet. Die
Ätzstoppschicht besteht aus einem Isolatormaterial, wie
z. B. einer Nitridschicht, die ein
Ätzselektivitätsverhältnis zu einer nachfolgenden
dielektrischen Zwischenschicht aus einer Oxidschicht
aufweist. Die dielektrische Zwischenschicht wird über der
Ätzstoppschicht mit einer Dicke von etwa 3000 Å bis 9000 Å
ausgebildet, um den Gatestapel ausreichend zu bedecken. Die
dielektrische Zwischenschicht wird dann planarisiert, um
die Toleranz des Photolithographieprozesses zu erhöhen.
Alternativ wird der Planarisierungsprozeß bis zu einer
oberen Oberfläche des Gatestapels hinab durchgeführt, und
dann wird eine weitere dielektrische Zwischenschicht über
der resultierenden Struktur mit einer vorbestimmten Dicke
ausgebildet.
Eine Maskenstruktur, die vorzugsweise aus einer
Photoresistschicht besteht, wird so über der planaren
dielektrischen Zwischenschicht ausgebildet, daß ein aktiver
Bereich und ein Teil eines inaktiven Bereichs freigelegt
wird, und die Maskenstruktur weist einen T-förmigen
Öffnungsbereich auf. Die Maskenstruktur legt nämlich einen
Bitleitungskontaktbereich und einen
Speicherknotenkontaktbereich durch eine Öffnung frei.
Folglich kann das bei dem Verfahren des Standes der Technik
angetroffene Ätzstopp-Phänomen vermieden werden, da der
Öffnungsbereich durch die Maskenstruktur relativ groß ist.
Andererseits ist der Öffnungsbereich relativ klein im
Vergleich zu jenem von Y. Kohyama et al., so daß das
Selektivitätsätzen für den selbstpositionierenden Kontakt
gut ist.
Die dielektrische Zwischenschicht wird unter Verwendung der
Maskenstruktur geätzt, bis die Ätzstoppschicht zwischen den
Gatestapeln freigelegt ist. Anschließend wird die
Maskenstruktur entfernt. Die nächste Prozeßsequenz ist für
dieses Verfahren entscheidend. Eine Materialschicht, die
aus einer Nitridschicht besteht, wird über der
resultierenden Struktur abgeschieden. Die Abscheidung der
Materialschicht wird so durchgeführt, daß sie eine
schlechte Stufenüberdeckung aufweist. Die Materialschicht
wird nämlich auf der dielektrischen Zwischenschicht und
einer oberen Oberfläche des Gatestapels in einer größeren
Menge abgeschieden als auf dem Bodenteil zwischen den
Gatestapeln, d. h. auf der Ätzstoppschicht. Die
Materialschicht wird so abgeschieden, daß sie eine Dicke
von etwa 200 Å bis 1500 Å aufweist, und ein PECVD-
(plasmagestützte chemische Dampfabscheidung) -Verfahren kann
verwendet werden, um vorsätzlich eine schlechte
Stufenüberdeckung vorzusehen. Diese Materialschicht ist
vorgesehen, um den Verlust der Gatemaske während des
Schritts des Ätzens der Ätzstoppschicht zwischen den
Gatestapeln zu kompensieren, wodurch die Stufe zwischen den
Gatestapeln minimiert wird.
Danach werden die Materialschicht und die Ätzstoppschicht
zwischen den Gatestapeln rückgeätzt, um dadurch eine
selbstpositionierende Kontaktöffnung auszubilden.
Eine leitfähige Schicht, die vorzugsweise aus einer
Polysiliziumschicht besteht, wird in der
selbstpositionierenden Kontaktöffnung und über der
dielektrischen Zwischenschicht mit einer Dicke von etwa
3000 Å bis 7000 Å ausgebildet. Planarisierungsätzen, wie
z. B. CMP oder Rückätzen, wird auf der leitfähigen Schicht
und der dielektrischen Zwischenschicht durchgeführt, bis
eine obere Oberfläche des Gatestapels, d. h. der Gatemaske
aus der Nitridschicht, freigelegt ist, um dadurch
Kontaktstellen auszubilden, d. h. jeweils eine
Bitleitungskontaktstelle und eine
Speicherknotenkontaktstelle auszubilden.
Bei dem Ätzschritt zur Ausbildung der
selbstpositionierenden Kontaktöffnung kann die Gatemaske
verlorengehen, und folglich besteht die Möglichkeit der
Entstehung einer Mehrfachader. Daher kann Naßätzen oder
Trockenätzen auf einer oberen Oberfläche der Kontaktstellen
weiter durchgeführt werden, um die Mehrfachader zu
entfernen und dadurch eine Brücke zwischen der
Bitleitungskontaktstelle und der
Speicherknotenkontaktstelle zu verhindern. Das Naßätzen
kann SC1 (ein Gemisch aus NH3, H2O2 und entionisiertem
Wasser) verwenden und das Trockenätzen kann eine auf Chlor
basierende Gaschemie verwenden.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden nachfolgend
anhand der Zeichnung näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht, die eine SAC-
Kontaktstellenstruktur gemäß dem herkömmlichen
Verfahren zeigt;
Fig. 2A bis Fig. 2B Ablaufdiagramme, die die
Verfahrensschritte zur Ausbildung des
selbstpositionierenden Kontakts zeigen, wobei sie
Querschnittsansichten entlang der Linie A-A' von
Fig. 1 darstellen;
Fig. 3A bis Fig. 3G Draufsichten, die die
Verfahrensschritte eines neuen Verfahrens zur
Ausbildung eines selbstpositionierenden Kontakts
gemäß einer Ausführungsform der Erfindung zeigen;
Fig. 4A bis Fig. 4G Ablaufdiagramme, die die
Verfahrensschritte zur Ausbildung des
selbstpositionierenden Kontakts zeigen, wobei sie
Querschnittsansichten jeweils entlang der Linie
B-B' von Fig. 3A bis Fig. 3G darstellen; und
Fig. 5A bis Fig. 5E Ablaufdiagramme, die die
Verfahrensschritte zur Ausbildung des
selbstpositionierenden Kontakts gemäß einer
weiteren Ausführungsform der Erfindung zeigen.
Die bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung
wird nun mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen, Fig. 3
bis Fig. 5, beschrieben. In Fig. 4A bis Fig. 4G sind
dieselben Funktionsteile, wie in Fig. 3A bis Fig. 3G
gezeigt, mit gleichen Bezugsziffern gekennzeichnet.
Fig. 3A bis Fig. 3G sind Draufsichten, die die
Verfahrensschritte eines neuen Verfahrens zur Ausbildung
eines selbstpositionierenden Kontakts gemäß einer
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen, und Fig.
4A bis Fig. 4G sind Ablaufdiagramme, die die
Verfahrensschritte zur Ausbildung des
selbstpositionierenden Kontakts zeigen, wobei sie
Querschnittsansichten jeweils entlang der Linie B-B' von
Fig. 3A bis Fig. 3G sind. Mit Bezug auf Fig. 3A und Fig. 4A
wird zuerst ein Bauelement-Isolationsbereich 102, d. h. eine
Feldoxidschicht, auf dem vorbestimmten Bereich eines
Halbleitersubstrats 100 ausgebildet, um einen aktiven
Bereich 101 und einen inaktiven Bereich festzulegen. Der
Bauelement-Isolationsbereich 102 kann durch ein beliebiges
geeignetes Verfahren, das auf dem Fachgebiet gut bekannt
ist, beispielsweise Flachgrabenisolation (STI) und
Lokaloxidation von Silizium (LOCOS), ausgebildet werden.
Der aktive Bereich 101 wird so ausgebildet, daß er aus der
Draufsicht die Gestalt einer langgestreckten Ellipse
aufweist. Eine Gateoxidschicht (nicht dargestellt) wird
durch ein herkömmliches Verfahren ausgebildet. Eine
leitende Gateelektrodenschicht und eine isolierende
Gatemaskenschicht werden auf die Gateoxidschicht laminiert.
Die leitende Gateelektrodenschicht wird im allgemeinen aus
einer Polysiliziumschicht ausgebildet oder mit
Polysilizium- und Silizidschichten laminiert, so daß sie
eine Dicke von etwa 2000 Å aufweist. Die Gatemaskenschicht
wird aus einer Materialschicht ausgebildet, die ein
Ätzselektivitätsverhältnis zur nachfolgenden dielektrischen
Zwischenschicht 108 aufweist. Die Gatemaskenschicht wird
aus einer Siliziumnitrid-Schicht (SiN) oder einer
Siliziumoxidnitrid-Schicht (SiON) ausgebildet und besitzt
eine Dicke von etwa 1000 Å bis 2000 Å.
Die auf dem Fachgebiet gut bekannte Photolithographie wird
auf der leitenden Elektrodenschicht und der
Gatemaskenschicht durchgeführt, um dadurch eine
Gateelektrodenstrukturlinie 104, d. h. eine
Gatemaskenschicht 104b und eine Gateelektrode 104a,
auszubilden. Hierin wird ein Durchgangsgate mit einem
gebogenen Teil längs der Kante des aktiven Bereichs
ausgebildet, um den Abstand zwischen dem Gate zu erhöhen,
wodurch die Verfahrenstoleranz des Ätzens des
selbstpositionierenden Kontakts erhöht wird und das nicht-
Öffnen eines Kontakts verringert wird.
Fremdionen mit niedriger Konzentration werden in den
aktiven Bereich in dem Halbleitersubstrat 100 auf beiden
Seiten außerhalb der Gateelektrodenstruktur 104
implantiert, um dadurch eine Source/Drain-Zone mit
niedriger Konzentration für eine LDD-(schwach dotierter
Drain) -Struktur auszubilden.
Mit Bezug auf Fig. 3B und Fig. 4B wird eine
Isolationsschicht für eine Gateabstandsschicht 105 so
ausgebildet, daß sie eine Dicke von etwa 500 Å bis 1000 Å
aufweist, und zur Ausbildung der Gateabstandsschicht 105
auf beiden Seitenwänden der Gateelektrodenstruktur 104
rückgeätzt. Hierin weist die Gateabstandsschicht 105
ebenfalls ein Ätzselektivitätsverhältnis bezüglich der
nachfolgenden dielektrischen Zwischenschicht 108 auf und
besteht aus einer Siliziumnitrid- und einer
Siliziumoxidnitrid-Schicht. Anschließend werden Fremdionen
mit hoher Konzentration in den aktiven Bereich in dem
Halbleitersubstrat 100 auf beiden Seiten außerhalb der
Gateabstandsschicht 105 implantiert, um eine Source/Drain-
Zone mit hoher Konzentration auszubilden, wodurch ein
Transistor mit der LDD-Struktur ausgebildet wird.
Mit Bezug auf Fig. 3C und Fig. 4C wird eine dünne Schicht
einer Ätzstoppschicht 106 gegen das anschließende Ätzen des
selbstpositionierenden Kontakts über dem Halbleitersubstrat
100, einschließlich des Transistors, mit einer Dicke von
etwa 100 Å ausgebildet. Die Ätzstoppschicht 106 besteht aus
einer Nitridschicht, wie z. B. einer Siliziumnitrid-Schicht
oder einer Siliziumoxidnitrid-Schicht, die ein
Ätzselektivitätsverhältnis zur dielektrischen
Zwischenschicht 108 aufweist. Die dielektrische
Zwischenschicht 108 wird dann mit einer zur Bedeckung des
Transistors ausreichenden Dicke von etwa 3000 Å bis 9000 Å
abgeschieden. Die dielektrische Zwischenschicht kann aus
einer durch chemische Dampfabscheidung (CVD) mit
hochdichtem Plasma (HDP) gebildeten Oxidschicht, die gute
Fülleigenschaften ohne Bildung von Hohlräumen darin
aufweist, ausgebildet werden. Die dielektrische
Zwischenschicht wird dann planarisiert, um die Toleranz für
den Photolithographieprozeß zu verbessern. Der
Planarisierungsprozeß kann CMP (chemisch-mechanisches
Polieren) oder Rückätzen verwenden und wird bis zur
dielektrischen Zwischenschicht 108 hinab so durchgeführt,
daß sie eine Dicke von etwa 500 Å bis 1000 Å von der oberen
Oberfläche des Transistors aus, d. h. der Gatemaske 104b,
aufweist.
Alternativ kann die Planarisierung bis zur oberen
Oberfläche der Gatemaske 104b hinab durchgeführt werden. In
diesem Fall wird eine weitere dielektrische Zwischenschicht
erneut abgeschieden, so daß sie eine vorbestimmte Dicke,
d. h. etwa 500 Å bis 1000 Å, aufweist.
Die nächste Prozeßsequenz ist für diese Erfindung
entscheidend. Mit Bezug auf Fig. 4D wird eine
Maskenstruktur 110, die vorzugsweise aus Photoresist
besteht, über der planaren dielektrischen Zwischenschicht
108 ausgebildet. Die Photoresiststruktur 110 wird so
ausgebildet, daß sie einen T-förmigen Öffnungsbereich 111
aufweist, der den aktiven Bereich 101 und einen Teil des
inaktiven Bereichs freilegt, wie in Fig. 3D gezeigt. Der T-
förmige Öffnungsbereich 111 legt nämlich gleichzeitig einen
Bitleitungskontaktbereich (b) und einen
Speicherknotenkontaktbereich (a) frei. Folglich kann das
Ätzstopp-Phänomen, das bei dem Verfahren des Standes der
Technik (das eine kreis- oder ellipsenförmige Öffnung
aufweist, wie in Fig. 1 dargestellt) angetroffen wird,
vermieden werden, da der Öffnungsbereich durch die
Maskenstruktur relativ groß ist. Andererseits ist der
Öffnungsbereich relativ klein im Vergleich zu jenem von Y.
Kohyama et al., so daß das Selektivitätsätzen für den
selbstpositionierenden Kontakt gut ist.
In Fig. 3E und Fig. 4E wird die dielektrische
Zwischenschicht 108 unter Verwendung der
Photoresiststruktur 110 als Maske geätzt. Hierin wird der
selbstpositionierende Kontakt durch Atzen der
dielektrischen Zwischenschicht 108 selektiv zu jeder der
Gatemaske 104b, der Seitenwand-Gateabstandsschicht 105 und
der Ätzstoppschicht 106 geöffnet. Dann wird die
Ätzstoppschicht 106 zwischen den Transistoren entfernt, um
dadurch eine selbstpositionierende Kontaktöffnung 111a
auszubilden, die das Halbleitersubstrat 100 zwischen den
Transistoren, d. h. den Bitleitungskontaktbereich (b) und
den Speicherknotenkontaktbereich (a), freilegt.
Nach dem Entfernen der Photoresiststruktur 110 wird eine
leitfähige Schicht 112 für die selbstpositionierende
Kontaktstelle, wie z. B. eine Polysiliziumschicht, in der
selbstpositionierenden Kontaktöffnung 111a und über der
dielektrischen Zwischenschicht 108 abgeschieden. Die
leitfähige Schicht 112 wird so ausgebildet, daß sie eine
Dicke von etwa 3000 Å bis 7000 Å aufweist. Der
Planarisierungsprozeß, wie z. B. CMP oder Rückätzen, wird
ausgeführt, bis eine obere Oberfläche der dielektrischen
Zwischenschicht 108 freigelegt ist, wie in Fig. 3F und Fig.
4F gezeigt. Im Fall des CMP wird eine Aufschlämmung zum
Ätzen der Polysiliziumschicht verwendet.
Schließlich werden die dielektrische Zwischenschicht 108
und die Polysiliziumschicht 112 durch CMP planarisiert und
die selbstpositionierende Bitleitungskontaktstelle 112b und
Speicherknotenkontaktstelle 112a werden ausgebildet, wie in
Fig. 3G und Fig. 4G gezeigt. Das CMP verwendet eine
Aufschlämmung für das Ätzen der Oxidschicht.
Bei dem Ätzschritt zur Ausbildung der
selbstpositionierenden Kontaktöffnung 111a kann die
Gatemaske 104b verlorengehen, und folglich besteht die
Möglichkeit der Entstehung einer Mehrfachader. Daher kann
Naßätzen oder Trockenätzen auf einer oberen Oberfläche der
Kontaktstellen 112a und 112b weiter durchgeführt werden, um
die Mehrfachader zu entfernen und dadurch eine Brücke
zwischen der Bitleitungskontaktstelle 112b und der
Speicherknotenkontaktstelle 112a zu verhindern. Das
Naßätzen kann SC1 (ein Gemisch aus NH3, H2O2 und
entionisiertem Wasser) verwenden und das Trockenätzen kann
eine auf Chlor basierende Gaschemie verwenden.
Praktisch werden, wenn der Schritt der Ausbildung der
selbstpositionierenden Kontaktöffnung direkt, nachdem der
Planarisierungsprozeß bis zur oberen Oberfläche der
Gatemaske hinab ausgeführt ist, durchgeführt wird, etwa 500
Å bis 900 Å der Gatemaske geätzt und dadurch wird die Stufe
zwischen den Transistoren verursacht. Dies macht es
schwierig, die Mehrfachader während des Schritts des Naß-
oder Trockenätzens der Kontaktstellen zu entfernen.
Wie vorstehend beschrieben, wird jedoch gemäß dieser
Erfindung der Planarisierungsprozeß so ausgeführt, daß die
dielektrische Zwischenschicht 108 eine Dicke von etwa 500 Å
bis 1000 Å von der oberen Oberfläche der Gatemaske 104b aus
aufweist. Wenn der Planarisierungsprozeß bis zur oberen
Oberfläche der Gatemaske 104b hinab ausgeführt wird, wird
darauf eine weitere dielektrische Zwischenschicht mit einer
Dicke von etwa 500 Å bis 1000 Å ausgebildet. Daher wird
gemäß der vorliegenden Erfindung nur eine kleine Menge der
Gatemaske 104b, etwa 200 Å, während des Schritts der
Ausbildung der selbstpositionierenden Kontaktöffnung 111a
geätzt. Daher können die guten Eigenschaften der
Kontaktstellen ohne die Mehrfachader erhalten werden.
Fig. 5A bis Fig. 5E sind Ablaufdiagramme, die die
Verfahrensschritte zur Ausbildung des
selbstpositionierenden Kontakts gemäß einer weiteren
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung zeigen.
Mit Bezug auf Fig. 5A wird ein Bauelement-Isolationsbereich
202, d. h. eine Feldoxidschicht, auf dem vorbestimmten
Bereich eines Halbleitersubstrats 200 ausgebildet, um einen
aktiven Bereich 201 und einen inaktiven Bereich
festzulegen. Der Bauelement-Isolationsbereich 202 kann
durch ein beliebiges geeignetes Verfahren, das auf dem
Fachgebiet gut bekannt ist, beispielsweise
Flachgrabenisolation (STI) und Lokaloxidation von Silizium
(LOCOS), ausgebildet werden. Der aktive Bereich 201 wird so
ausgebildet, daß er aus der Draufsicht die Gestalt einer
langgestreckten Ellipse aufweist. Eine Gateoxidschicht
(nicht dargestellt) wird durch ein herkömmliches Verfahren
ausgebildet. Eine leitende Gateelektrodenschicht und eine
isolierende Gatemaskenschicht werden auf die
Gateoxidschicht laminiert. Die leitende
Gateelektrodenschicht wird im allgemeinen aus einer
Polysiliziumschicht ausgebildet oder mit Polysilizium- und
Silizidschichten laminiert, so daß sie eine Dicke von etwa
2000 Å aufweist. Die Gatemaskenschicht wird aus einer
Materialschicht ausgebildet, die ein
Ätzselektivitätsverhältnis zur nachfolgenden dielektrischen
Zwischenschicht 208 aufweist. Die Gatemaskenschicht wird
aus einer Siliziumnitrid-Schicht (SiN) oder einer
Siliziumoxidnitrid-Schicht (SiON) ausgebildet und besitzt
eine Dicke von etwa 1000 Å bis 2000 Å.
Die auf dem Fachgebiet gut bekannte Photolithographie wird
auf der leitenden Elektrodenschicht und der
Gatemaskenschicht durchgeführt, um dadurch eine
Gateelektrodenstrukturlinie 204, d. h. eine
Gatemaskenschicht 204b und eine Gateelektrode 204a,
auszubilden. Hierin wird ein Durchgangsgate mit einem
gebogenen Teil längs der Kante des aktiven Bereichs
ausgebildet, um den Abstand zwischen dem Gate zu erhöhen,
wodurch die Verfahrenstoleranz des Atzens des
selbstpositionierenden Kontakts erhöht wird und das nicht-
Öffnen eines Kontakts verringert wird. Fremdionen mit
niedriger Konzentration werden in den aktiven Bereich in
dem Halbleitersubstrat 200 auf beiden Seiten außerhalb der
Gateelektrodenstruktur 204 implantiert, um dadurch eine
Source/Drain-Zone mit niedriger Konzentration für eine LDD-
(schwach dotierter Drain)-Struktur auszubilden. Eine
Isolationsschicht für eine Gateabstandsschicht 205 wird so
ausgebildet, daß sie eine Dicke von etwa 500 Å bis 1000 Å
aufweist, und zur Ausbildung der Gateabstandsschicht 205
auf beiden Seitenwänden der Gateelektrodenstruktur 204
rückgeätzt. Hierin weist die Gateabstandsschicht 205
ebenfalls ein Ätzselektivitätsverhältnis bezüglich der
nachfolgenden dielektrischen Zwischenschicht 208 auf und
besteht aus einer Siliziumnitrid- und einer
Siliziumoxidnitrid-Schicht. Anschließend werden Fremdionen
mit hoher Konzentration in den aktiven Bereich in dem
Halbleitersubstrat 200 auf beiden Seiten außerhalb der
Gateabstandsschicht 205 implantiert, um eine Source/Drain-
Zone mit hoher Konzentration auszubilden, wodurch ein
Transistor mit der LDD-Struktur ausgebildet wird.
Eine dünne Schicht einer Ätzstoppschicht 206 gegen das
anschließende Ätzen des selbstpositionierenden Kontakts
wird über dem Halbleitersubstrat 200, einschließlich des
Transistors, mit einer Dicke von etwa 100 Å ausgebildet.
Die Ätzstoppschicht 206 besteht aus einer Nitridschicht,
wie z. B. einer Siliziumnitrid-Schicht oder einer
Siliziumoxidnitrid-Schicht, die ein
Ätzselektivitätsverhältnis zur dielektrischen
Zwischenschicht 208 aufweist. Die dielektrische
Zwischenschicht 208 wird dann mit einer zur Bedeckung des
Transistors ausreichenden Dicke von etwa 3000 Å bis 9000 Å
abgeschieden. Die dielektrische Zwischenschicht kann aus
einer durch chemische Dampfabscheidung (CVD) mit
hochdichtem Plasma (HDP) gebildeten Oxidschicht, die gute
Fülleigenschaften ohne Bildung von Hohlräumen darin
aufweist, ausgebildet werden. Die dielektrische
Zwischenschicht 208 wird dann planarisiert, um die Toleranz
für den Photolithographieprozeß zu verbessern. Der
Planarisierungsprozeß kann CMP (chemisch-mechanisches
Polieren) oder Rückätzen verwenden und wird bis zur
dielektrischen Zwischenschicht 208 hinab so durchgeführt,
daß sie eine Dicke von etwa 500 Å bis 1000 Å von der oberen
Oberfläche des Transistors aus, d. h. der Gatemaske 204b,
aufweist.
Alternativ kann die Planarisierung bis zur oberen
Oberfläche der Gatemaske 204b hinab durchgeführt werden. In
diesem Fall wird eine weitere dielektrische Zwischenschicht
erneut abgeschieden, so daß sie eine vorbestimmte Dicke,
d. h. etwa 500 Å bis 1000 Å, aufweist.
Mit Bezug auf Fig. 5B wird eine Maskenstruktur 210, die
vorzugsweise aus Photoresist besteht, über der planaren
dielektrischen Zwischenschicht 208 ausgebildet. Die
Photoresiststruktur 210 wird so ausgebildet, daß sie einen
T-förmigen Öffnungsbereich 211 aufweist, der den aktiven
Bereich 201 und einen Teil des inaktiven Bereichs freilegt,
wie in Fig. 4D gezeigt. Der T-förmige Öffnungsbereich 211
legt nämlich gleichzeitig einen Bitleitungskontaktbereich
und einen Speicherknotenkontaktbereich frei. Folglich kann
das Ätzstopp-Phänomen, das bei dem Verfahren des Standes
der Technik (das eine kreis- oder ellipsenförmige Öffnung
aufweist, wie in Fig. 1 dargestellt) angetroffen wird,
vermieden werden, da der Öffnungsbereich durch die
Maskenstruktur relativ groß ist. Andererseits ist der
Öffnungsbereich relativ klein im Vergleich zu jenem von Y.
Kohyama et al., so daß das Selektivitätsätzen für den
selbstpositionierenden Kontakt gut ist.
Mit Bezug auf Fig. 5C wird die dielektrische
Zwischenschicht 208 unter Verwendung der
Photoresiststruktur 210 als Maske geätzt und dadurch wird
eine selbstpositionierende Kontaktöffnung 211a ausgebildet.
Der selbstpositionierende Kontakt wird durch Ätzen der
dielektrischen Zwischenschicht 208 selektiv zu jeder der
Gatemaske 204b, der Seitenwand-Gateabstandsschicht 205 und
der Ätzstoppschicht 206 geöffnet. Während dieses
selbstpositionierenden Ätzschritts kann die obere
Oberfläche des Transistors, d. h. die Gatemaske 204b, geätzt
werden aufgrund der Stufe zwischen der oberen Oberfläche
des Transistors und dem an den Transistor angrenzenden
Bodenteil. Folglich wird eine größere Menge der
Isolationsschicht auf dem oberen Teil des Transistors als
dem an den Transistor angrenzenden Bodenteil geätzt. Dies
kann zu einem Unterschied in der Höhe des Transistors
führen und es dadurch schwierig machen, die Planarisierung
der nachfolgenden leitfähigen Schicht durchzuführen.
Aus diesem Grund wird eine Materialschicht 220 zur
Kompensation des Verlusts der Gatemaske 204b über der
resultierenden Struktur abgeschieden, wie in Fig. 5D
gezeigt. Folglich muß die Kompensationsmaskenschicht 220
auf einem oberen Teil des Transistors und der
dielektrischen Zwischenschicht 208 in einer größeren Menge
abgeschieden werden als auf dem an den Transistor
angrenzenden Bodenraum. Für diesen Zweck kann die
Siliziumnitrid-Schicht oder die Siliziumoxidnitrid-Schicht
durch plasmagestützte chemische Dampfabscheidung
abgeschieden werden. Die Kompensationsmaske 220 wird so
abgeschieden, daß sie eine Dicke von etwa 200 Å bis 1500 Å
aufweist.
Danach, wie in Fig. 5E gezeigt, werden die Ätzstoppschicht
206 und die Kompensationsmaskenschicht 220 durch einen
Rückätzprozeß entfernt, um dadurch den
Bitleitungskontaktbereich und den
Speicherknotenkontaktbereich zwischen den Transistoren
freizulegen. Die nächsten Verfahrenssequenzen sind
dieselben wie bei der ersten Ausführungsform, welche in
Fig. 4F bis Fig. 4G dargestellt sind. Es wird nämlich eine
leitfähige Schicht (nicht dargestellt) für die
selbstpositionierende Kontaktstelle, wie z. B. eine
Polysiliziumschicht, in der selbstpositionierenden
Kontaktöffnung 211a und über der dielektrischen
Zwischenschicht 208 abgeschieden. Die leitfähige Schicht
wird so ausgebildet, daß sie eine Dicke von etwa 3000 Å bis
7000 Å aufweist. Der Planarisierungsprozeß, wie z. B. CMP
oder Rückätzen, wird durchgeführt, bis eine obere
Oberfläche der dielektrischen Zwischenschicht 208
freigelegt ist. Im Fall des CMP wird eine Aufschlämmung für
das Ätzen der Polysiliziumschicht verwendet.
Schließlich werden die dielektrische Zwischenschicht 208
und die Polysiliziumschicht durch CMP planarisiert und die
selbstpositionierende Bitleitungskontaktstelle und
Speicherknotenkontaktstelle werden ausgebildet. Das CMP
verwendet eine Aufschlämmung für das Ätzen der Oxidschicht.
Wie aus der Erläuterung selbstverständlich ist, werden
gemäß der vorliegenden Erfindung ein
Bitleitungskontaktbereich und ein
Speicherknotenkontaktbereich durch die Verwendung einer
Photoresistschicht-Struktur, die einen T-förmigen
Öffnungsbereich aufweist, gleichzeitig freigelegt. Daher
kann das Ätzstopp-Phänomen vermieden werden und die
Ätzselektivität der dielektrischen Zwischenschicht zu der
Gatemaske und der Abstandsschicht kann verbessert werden.
Ferner werden vollständig reproduzierbare
selbstpositionierende Kontaktstellen mit guter
Zuverlässigkeit ausgebildet.
Obwohl diese Erfindung speziell mit Bezug auf deren
bevorzugte Ausführungsformen gezeigt und beschrieben wurde,
wird es für Fachleute selbstverständlich sein, daß
verschiedene Änderungen an der Form und den Einzelheiten
vorgenommen werden können, ohne vom Gedanken und
Schutzbereich dieser Erfindung abzuweichen.
Claims (25)
1. Verfahren zur Ausbildung eines selbstpositionierenden
Kontakts in einem Halbleiterbauelement mit einem
Halbleitersubstrat, einer Bauelement-Isolationsschicht, die
auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet wird, um aktive und
inaktive Bereiche festzulegen, und einem Transistor, der
auf den aktiven und inaktiven Bereichen ausgebildet wird,
wobei der Transistor aus einer Gateelektrode, einer
Gatemaske darauf und einer Seitenwand-Gateabstandsschicht
ausgebildet wird, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Ausbilden einer Ätzstoppschicht über dem Halbleitersubstrat und über dem Transistor;
Ausbilden einer dielektrischen Zwischenschicht über der Ätzstoppschicht, wobei die dielektrische Zwischenschicht eine planare obere Oberfläche aufweist;
Ausbilden einer Maskenstruktur über der dielektrischen Zwischenschicht, so daß der aktive Bereich und ein Teil des inaktiven Bereichs freigelegt wird, wobei die Maskenstruktur einen T-förmigen Öffnungsbereich aufweist;
aufeinanderfolgendes Ätzen der dielektrischen Zwischenschicht und der Ätzstoppschicht unter Verwendung der Maskenstruktur, um dadurch eine selbstpositionierende Kontaktöffnung auszubilden, die eine obere Oberfläche des Halbleitersubstrats freilegt;
Entfernen der Maskenstruktur;
Ausbilden einer leitfähigen Schicht in der selbstpositionierenden Kontaktöffnung und über der dielektrischen Zwischenschicht; und
Planarisierungsätzen der leitfähigen Schicht und der dielektrischen Zwischenschicht, bis eine obere Oberfläche der Gatemaske freigelegt ist, um dadurch mindestens zwei Kontaktstellen auszubilden.
Ausbilden einer Ätzstoppschicht über dem Halbleitersubstrat und über dem Transistor;
Ausbilden einer dielektrischen Zwischenschicht über der Ätzstoppschicht, wobei die dielektrische Zwischenschicht eine planare obere Oberfläche aufweist;
Ausbilden einer Maskenstruktur über der dielektrischen Zwischenschicht, so daß der aktive Bereich und ein Teil des inaktiven Bereichs freigelegt wird, wobei die Maskenstruktur einen T-förmigen Öffnungsbereich aufweist;
aufeinanderfolgendes Ätzen der dielektrischen Zwischenschicht und der Ätzstoppschicht unter Verwendung der Maskenstruktur, um dadurch eine selbstpositionierende Kontaktöffnung auszubilden, die eine obere Oberfläche des Halbleitersubstrats freilegt;
Entfernen der Maskenstruktur;
Ausbilden einer leitfähigen Schicht in der selbstpositionierenden Kontaktöffnung und über der dielektrischen Zwischenschicht; und
Planarisierungsätzen der leitfähigen Schicht und der dielektrischen Zwischenschicht, bis eine obere Oberfläche der Gatemaske freigelegt ist, um dadurch mindestens zwei Kontaktstellen auszubilden.
2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Gatemaske, die
Seitenwand-Gateabstandsschicht und die Ätzstoppschicht
jeweils aus einem Isolatormaterial mit einem
Ätzselektivitätsverhältnis zur dielektrischen
Zwischenschicht besteht.
3. Verfahren nach Anspruch 2, wobei das Isolatormaterial
aus einem besteht, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die
aus SiN und SiON besteht.
4. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Gatemaske
eine Dicke im Bereich von etwa 1000 Å bis 2000 Å aufweist,
die Seitenwand-Gateabstandsschicht eine Dicke im Bereich
von etwa 500 Å bis 1000 Å aufweist und die Ätzstoppschicht
eine Dicke von etwa 100 Å aufweist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Gatemaske, die
Seitenwand-Gateabstandsschicht und die Ätzstoppschicht
während des Schritts des Ätzens der dielektrischen
Zwischenschicht jeweils als Ätzstoppschicht dient.
6. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die dielektrische
Zwischenschicht eine Dicke im Bereich von etwa 3000 Å bis
9000 Å aufweist und die leitfähige Schicht eine Dicke im
Bereich von etwa 3000 Å bis 7000 Å aufweist.
7. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der T-förmige
Öffnungsbereich ein gemischter Kontaktbereich ist, der
mindestens zwei Kontaktbereiche einschließt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, wobei der Schritt des
Planarisierungsätzens durch eines durchgeführt wird, das
aus einer Gruppe ausgewählt ist, die aus einem CMP-
Verfahren, einem Rückätzverfahren und einer Kombination
davon besteht.
9. Verfahren nach Anspruch 1, das ferner nach dem Schritt
des Planarisierungsätzens das Ätzen eines oberen
Oberflächenteils der Kontaktstellen umfaßt.
10. Verfahren nach Anspruch 9, wobei der Schritt des
Ätzens eines oberen Oberflächenteils der Kontaktstellen
durch eines durchgeführt wird, das aus einer Gruppe
ausgewählt ist, die aus Naßätz- und Trockenätzverfahren
besteht, um eine leitende Ader zwischen den Kontaktstellen
zu entfernen.
11. Verfahren zur Ausbildung eines selbstpositionierenden
Kontakts in einem Halbleiterbauelement mit einem
Halbleitersubstrat, einer Bauelement-Isolationsschicht, die
auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet wird, um aktive und
inaktive Bereiche festzulegen, und einem Transistor, der
auf den aktiven und inaktiven Bereichen ausgebildet wird,
wobei der Transistor aus einer Gateelektrode, einer
Gatemaske darauf und einer Seitenwand-Gateabstandsschicht
ausgebildet wird, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Ausbilden einer Ätzstoppschicht über dem Halbleitersubstrat und über dem Transistor;
Ausbilden einer ersten dielektrischen Zwischenschicht über der Ätzstoppschicht;
Planarisierungsätzen der ersten dielektrischen Zwischenschicht, bis eine obere Oberfläche der Gatemaske freigelegt ist;
Ausbilden einer zweiten dielektrischen Zwischenschicht über der ersten dielektrischen Zwischenschicht;
Ausbilden einer Maskenstruktur über der zweiten dielektrischen Zwischenschicht, so daß der aktive Bereich und ein Teil des inaktiven Bereichs freigelegt wird, wobei die Maskenstruktur einen T-förmigen Öffnungsbereich aufweist;
aufeinanderfolgendes Ätzen der zweiten dielektrischen Zwischenschicht, der ersten dielektrischen Zwischenschicht und der Ätzstoppschicht unter Verwendung der Maskenstruktur, um dadurch eine selbstpositionierende Kontaktöffnung auszubilden, die eine obere Oberfläche des Halbleitersubstrats freilegt;
Entfernen der Maskenstruktur;
Ausbilden einer leitfähigen Schicht in der selbstpositionierenden Kontaktöffnung und über der zweiten dielektrischen Zwischenschicht; und
Planarisierungsätzen der leitfähigen Schicht und der zweiten dielektrischen Zwischenschicht, bis eine obere Oberfläche der Gatemaske freigelegt ist, um dadurch mindestens zwei Kontaktstellen auszubilden.
Ausbilden einer Ätzstoppschicht über dem Halbleitersubstrat und über dem Transistor;
Ausbilden einer ersten dielektrischen Zwischenschicht über der Ätzstoppschicht;
Planarisierungsätzen der ersten dielektrischen Zwischenschicht, bis eine obere Oberfläche der Gatemaske freigelegt ist;
Ausbilden einer zweiten dielektrischen Zwischenschicht über der ersten dielektrischen Zwischenschicht;
Ausbilden einer Maskenstruktur über der zweiten dielektrischen Zwischenschicht, so daß der aktive Bereich und ein Teil des inaktiven Bereichs freigelegt wird, wobei die Maskenstruktur einen T-förmigen Öffnungsbereich aufweist;
aufeinanderfolgendes Ätzen der zweiten dielektrischen Zwischenschicht, der ersten dielektrischen Zwischenschicht und der Ätzstoppschicht unter Verwendung der Maskenstruktur, um dadurch eine selbstpositionierende Kontaktöffnung auszubilden, die eine obere Oberfläche des Halbleitersubstrats freilegt;
Entfernen der Maskenstruktur;
Ausbilden einer leitfähigen Schicht in der selbstpositionierenden Kontaktöffnung und über der zweiten dielektrischen Zwischenschicht; und
Planarisierungsätzen der leitfähigen Schicht und der zweiten dielektrischen Zwischenschicht, bis eine obere Oberfläche der Gatemaske freigelegt ist, um dadurch mindestens zwei Kontaktstellen auszubilden.
12. Verfahren nach Anspruch 11, das ferner nach dem
Schritt des Planarisierungsätzens der leitfähigen Schicht
und der zweiten dielektrischen Zwischenschicht das Ätzen
eines oberen Oberflächenteils der Kontaktstellen umfaßt.
13. Verfahren nach Anspruch 12, wobei der Schritt des
Ätzens eines oberen Oberflächenteils der Kontaktstellen
durch eines durchgeführt wird, das aus einer Gruppe
ausgewählt ist, die aus Naßätz- und Trockenätzverfahren
besteht, um eine leitende Ader zwischen den Kontaktstellen
zu entfernen.
14. Verfahren zur Ausbildung eines selbstppsitionierenden
Kontakts in einem Halbleiterbauelement mit einem
Halbleitersubstrat, einer Vielzahl von auf dem
Halbleitersubstrat ausgebildeten Leiterstrukturen und einer
Verkappungsschicht, die jede der Leiterstrukturen
überzieht, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Ausbilden einer dielektrischen Zwischenschicht über dem Halbleitersubstrat und den Leiterstrukturen, wobei die dielektrische Zwischenschicht eine planare obere Oberfläche aufweist;
Ausbilden einer Maskenstruktur über der dielektrischen Zwischenschicht, wobei die Maskenstruktur einen Öffnungsbereich aufweist, der mindestens zwei Kontaktbereiche einschließt;
Ätzen der dielektrischen Zwischenschicht unter Verwendung der Maskenstruktur, um dadurch eine selbstpositionierende Kontaktöffnung auszubilden, die eine obere Oberfläche des Halbleitersubstrats freilegt;
Entfernen der Maskenstruktur;
Ausbilden einer leitfähigen Schicht in der selbstpositionierenden Kontaktöffnung und über der dielektrischen Zwischenschicht; und
Planarisierungsätzen der leitfähigen Schicht und der dielektrischen Zwischenschicht, bis eine obere Oberfläche der Verkappungsschicht freigelegt ist, um dadurch mindestens zwei Kontaktstellen auszubilden.
Ausbilden einer dielektrischen Zwischenschicht über dem Halbleitersubstrat und den Leiterstrukturen, wobei die dielektrische Zwischenschicht eine planare obere Oberfläche aufweist;
Ausbilden einer Maskenstruktur über der dielektrischen Zwischenschicht, wobei die Maskenstruktur einen Öffnungsbereich aufweist, der mindestens zwei Kontaktbereiche einschließt;
Ätzen der dielektrischen Zwischenschicht unter Verwendung der Maskenstruktur, um dadurch eine selbstpositionierende Kontaktöffnung auszubilden, die eine obere Oberfläche des Halbleitersubstrats freilegt;
Entfernen der Maskenstruktur;
Ausbilden einer leitfähigen Schicht in der selbstpositionierenden Kontaktöffnung und über der dielektrischen Zwischenschicht; und
Planarisierungsätzen der leitfähigen Schicht und der dielektrischen Zwischenschicht, bis eine obere Oberfläche der Verkappungsschicht freigelegt ist, um dadurch mindestens zwei Kontaktstellen auszubilden.
15. Verfahren nach Anspruch 14, das ferner nach dem
Schritt des Planarisierungsätzens der leitfähigen Schicht
und der dielektrischen Zwischenschicht das Ätzen eines
oberen Oberflächenteils der Kontaktstellen umfaßt.
16. Verfahren nach Anspruch 15, wobei der Schritt des
Ätzens eines oberen Oberflächenteils der Kontaktstellen
durch eines durchgeführt wird, das aus einer Gruppe
ausgewählt ist, die aus Naßätz- und Trockenätzverfahren
besteht, um eine leitende Ader zwischen den Kontaktstellen
zu entfernen.
17. Verfahren zur Ausbildung eines selbstpositionierenden
Kontakts in einem Halbleiterbauelement mit einem
Halbleitersubstrat, einer Bauelement-Isolationsschicht, die
auf dem Halbleitersubstrat ausgebildet wird, um aktive und
inaktive Bereiche festzulegen, und einem Transistor, der
auf den aktiven und inaktiven Bereichen ausgebildet wird,
wobei der Transistor aus einer Gateelektrode, einer
Gatemaske darauf und einer Seitenwand-Gateabstandsschicht
ausgebildet wird, wobei das Verfahren die Schritte umfaßt:
Ausbilden einer Ätzstoppschicht über dem Halbleitersubstrat und über dem Transistor;
Ausbilden einer dielektrischen Zwischenschicht über der Ätzstoppschicht, wobei die dielektrische Zwischenschicht eine planare obere Oberfläche aufweist;
Ausbilden einer Maskenstruktur über der dielektrischen Zwischenschicht, so daß der aktive Bereich und ein Teil des inaktiven Bereichs freigelegt wird, wobei die Maskenstruktur einen T-förmigen Öffnungsbereich aufweist;
Ätzen der dielektrischen Zwischenschicht unter Verwendung der Maskenstruktur, bis eine obere Oberfläche der Ätzstoppschicht zwischen dem Transistor und benachbarten Transistoren freigelegt ist;
Entfernen der Maskenstruktur;
Ausbilden einer Kompensationsmaskenschicht über dem Transistor und über der dielektrischen Zwischenschicht, wobei die Kompensationsmaskenschicht auf einem oberen Teil des Transistors und der dielektrischen Zwischenschicht in einer größeren Menge abgeschieden wird als auf dem an den Transistor angrenzenden Bodenraum; und
Ätzen der Kompensationsmaskenschicht und der Ätzstoppschicht, bis eine obere Oberfläche des an den Transistor angrenzenden Halbleitersubstrats freigelegt ist, um dadurch eine selbstpositionierende Kontaktöffnung auszubilden.
Ausbilden einer Ätzstoppschicht über dem Halbleitersubstrat und über dem Transistor;
Ausbilden einer dielektrischen Zwischenschicht über der Ätzstoppschicht, wobei die dielektrische Zwischenschicht eine planare obere Oberfläche aufweist;
Ausbilden einer Maskenstruktur über der dielektrischen Zwischenschicht, so daß der aktive Bereich und ein Teil des inaktiven Bereichs freigelegt wird, wobei die Maskenstruktur einen T-förmigen Öffnungsbereich aufweist;
Ätzen der dielektrischen Zwischenschicht unter Verwendung der Maskenstruktur, bis eine obere Oberfläche der Ätzstoppschicht zwischen dem Transistor und benachbarten Transistoren freigelegt ist;
Entfernen der Maskenstruktur;
Ausbilden einer Kompensationsmaskenschicht über dem Transistor und über der dielektrischen Zwischenschicht, wobei die Kompensationsmaskenschicht auf einem oberen Teil des Transistors und der dielektrischen Zwischenschicht in einer größeren Menge abgeschieden wird als auf dem an den Transistor angrenzenden Bodenraum; und
Ätzen der Kompensationsmaskenschicht und der Ätzstoppschicht, bis eine obere Oberfläche des an den Transistor angrenzenden Halbleitersubstrats freigelegt ist, um dadurch eine selbstpositionierende Kontaktöffnung auszubilden.
18. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Gatemaske, die
Seitenwand-Gateabstandsschicht und die Ätzstoppschicht
jeweils aus einem Isolatormaterial mit einem
Ätzselektivitätsverhältnis zur dielektrischen
Zwischenschicht besteht.
19. Verfahren nach Anspruch 18, wobei das Isolatormaterial
aus einem besteht, das aus einer Gruppe ausgewählt ist, die
aus SiN und SiON besteht.
20. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die Gatemaske, die
Gateabstandsschicht und die Ätzstoppschicht während des
Schritts des Ätzens der dielektrischen Zwischenschicht
jeweils als Ätzstoppschicht dient.
21. Verfahren nach Anspruch 17, wobei der T-förmige
Öffnungsbereich aus einem gemischten Kontaktbereich
besteht, der mindestens zwei Kontaktbereiche einschließt.
22. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die
Kompensationsmaskenschicht aus einem besteht, das aus einer
Gruppe ausgewählt ist, die aus SiN und SiON besteht.
23. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die
Kompensationsmaskenschicht durch ein solches
Abscheidungsverfahren bereitgestellt wird, daß die
Kompensationsmaskenschicht eine schlechte Stufenüberdeckung
aufweist, wobei das Abscheidungsverfahren ein PECVD-
Verfahren umfaßt.
24. Verfahren nach Anspruch 17, wobei die
Kompensationsmaskenschicht so ausgebildet wird, daß sie
eine Dicke im Bereich von etwa 200 Å bis 1500 Å aufweist.
25. Verfahren nach Anspruch 17, das ferner nach dem
Schritt des Ätzens der Kompensationsmaskenschicht und der
Ätzstoppschicht das Ausbilden einer leitfähigen Schicht in
der selbstpositionierenden Kontaktöffnung und über der
dielektrischen Zwischenschicht; und Planarisierungsätzen
der leitfähigen Schicht und der isolierenden
Zwischenschicht, bis eine obere Oberfläche der
Kompensationsmaskenschicht freigelegt ist, umfaßt, um
dadurch mindestens zwei Kontaktstellen auszubilden.
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