DE4311484A1 - Verfahren zur Bildung einer leitfähigen Struktur auf der Oberfläche eines Substrats - Google Patents
Verfahren zur Bildung einer leitfähigen Struktur auf der Oberfläche eines SubstratsInfo
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Description
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf das Gebiet der Halbleiterher
stellung und betrifft im Spezielleren ein Verfahren zur Bildung leit
fähiger Strukturen auf einer Waferoberfläche.
Integrierte Schaltungen werden chemisch und physisch in ein Substrat,
wie zum Beispiel einen Silizium- oder Galliumarsenid-Wafer, integriert,
indem man Bereiche in dem Substrat sowie Schichten auf dem Substrat
in ein Muster bringt. Diese Bereiche und Schichten können für die Her
stellung von Leiterbahnen und Anschlußflächen leitfähig sein. Sie
können auch unterschiedliche Leitfähigkeitstypen aufweisen, was für die
Herstellung von Transistoren und Dioden wesentlich ist. Bis zu eintau
send oder mehr Vorrichtungen werden gleichzeitig auf der Oberfläche
eines einzigen Wafers aus Halbleitermaterial gebildet.
Für Vorrichtungen hoher Dichte mit Strukturgrößen im Submikronbe
reich ist es von wesentlicher Bedeutung, die Herstellung mit einem
ebenen Halbleiterwafer zu beginnen und eine planare Fläche in den
verschiedenen Herstellungsschritten aufrechtzuerhalten. Wenn die Ver
fahrensschritte zur Herstellung der Vorrichtungen auf einer Waferober
fläche durchgeführt werden, die nicht gleichmäßig und planar ausgebil
det ist, können verschiedene Probleme auftreten, die zu einer großen
Anzahl nicht betriebsfähiger Vorrichtungen führen können.
Frühere Verfahren, die zur Gewährleistung der planaren Ausbildung der
Waferoberfläche verwendet wurden, beinhalteten die Bildung eines
Oxids, wie zum Beispiel einer Borophosphosilikatglas-(BPSG)-Schicht
auf der Waferoberfläche, sowie das anschließende Erwärmen des Wafers
zur Wiederverflüssigung und planaren Ausbildung der Oxidschicht.
Dieses "Wiederverflüssigungsverfahren" zur planaren Ausbildung der
Waferoberfläche war bei ziemlich großen Vorrichtungsgeometrien zu
friedenstellend, doch als die Technik kleinere Vorrichtungs
strukturgrößen ermöglichte, erzielte man mit diesem Verfahren keine
zufriedenstellenden Resultate.
Ein weiteres Verfahren, das zur Erzeugung einer planaren Waferober
fläche verwendet wurde, besteht in der Verwendung des vorstehend
beschriebenen Oxid-Wiederverflüssigungsverfahrens, wonach der Wafer
durch Aufschleuderbeschichtung mit Fotoresist beschichtet wurde. Die
Aufschleuderbeschichtung des Materials auf der Waferoberfläche füllt
die Tiefstellen auf und erzeugt eine planare Oberfläche, von der der
Herstellungsvorgang gestartet werden kann. Danach folgt eine Trocken
ätzung, die Fotoresist und Oxid mit einer ausreichend nahe bei dem
Verhältnis von 1:1 liegenden Rate entfernt, wodurch das Fotoresist und
die Erhebungsstellen des Wafer entfernt werden und dadurch auf der
Waferoberfläche eine planare Oxidschicht gebildet wird.
In letzter Zeit hat man chemisch-mechanische Planarisierverfahren zum
planaren Ausbilden der Oberfläche von Wafern in Vorbereitung für die
Herstellung von Vorrichtungen verwendet. Bei dem chemisch-mechani
schen Planarisierverfahren wird ein dünner ebener Wafer aus Halbleiter
material unter einem vorbestimmten, nach unten gehenden Druck gegen
eine rotierende, benetzte Polierkissenfläche gehalten. Dabei kann ein
Polierbrei verwendet werden, bei dem es sich zum Beispiel um eine
Mischung entweder aus einer basischen oder einer sauren Lösung als
chemische Ätzkomponente in Kombination mit Aluminiumoxid- oder
Siliziumdioxidpartikeln handelt. Typischerweise wird ein rotierender
Polierkopf oder Waferträger zum Halten des Wafers unter einem gesteu
erten Druck gegen eine rotierende Polierplatte verwendet. Die Polier
platte ist typischerweise mit einem Polierkissenmaterial, wie aufge
blähtem Polyurethan, bedeckt.
Derartige Vorrichtungen zum Polieren dünner ebener Halbleiterwafer
sind in der einschlägigen Technik allgemein bekannt, wobei solche
Vorrichtungen zum Beispiel in den US-PS 4,193,226, 4,811,522 und
3,841,031 offenbart sind.
Aufgebrachte Leiter sind ein integraler Bestandteil jeder integrierten
Schaltung, und aus leitfähigen Materialien gebildete Zwischenverbin
dungsleitungen übernehmen die Rolle der Oberflächenverschaltung zum
Leiten von Strom. Genauer gesagt werden die aufgebrachten Leiter zum
elektrischen Zusammenschalten der verschiedenen Komponenten ver
wendet, die in der Oberfläche des Wafers ausgebildet sind, wobei die
aufgebrachten Leiter auch zur Verwendung als Anschlußflächen für die
Halbleitervorrichtung dienen. Eine jüngere Entwicklung zur Herstellung
dieser Metallstrukturen besteht in der Verwendung eines damaszierten
Verfahrens, wie es in der US-PS 5,065,273 beschrieben ist. Ein
damasziertes Verfahren erzeugt leitfähige Zwischenverbindungen sowie
andere Strukturen, die ohne Reaktivionenätzvorgang direkt durch das
chemisch-mechanische Planarisieren definiert sind, wobei dieses
damaszierte Verfahren die Möglichkeit zur Herstellung von Zwischen
verbindungen im Submikronbereich beinhaltet. Im Gegensatz zu einem
Schritt bei dem erfindungsgemäßen Verfahren, wie es in Fig. 1 darge
stellt ist, beginnt ein herkömmliches damasziertes Verfahren, wie es in
den Fig. 2 bis 4 dargestellt ist, mit der Bildung eines Dielektrikums 10,
wie z. B. Oxids, über einem Wafersubstrat 12. Das Dielektrikum 10
wird in ein Muster gebracht, und zwar z. B. unter Verwendung eines
lithographischen Verfahrens zur Bildung einer Fotoresistschicht 14. Wie
in Fig. 3 zu sehen ist, werden "Rinnen" bzw. Vertiefungen 20 in dem
Dielektrikum 10 ausgebildet, die an den beiden Seiten durch das Dielek
trikum und am Boden durch das Substrat 12 oder eine nicht gezeigte
Sperrschicht definiert sind, wie dies nachfolgend noch erläutert wird.
Eine konforme vollflächige Schicht aus leitfähigem Material 22, wie z. B.
dotiertes polykristallines Silizium oder ein Metall, wie z. B. Kupfer
oder Wolfram, wird auf der Oberfläche des Wafers aufgebracht.
Schließlich wird die Waferoberfläche poliert, um dadurch das überschüs
sige leitfähige Material zu entfernen, während das gewünschte leitfähige
Material 30 in der in Fig. 4 gezeigten Weise in der planaren dielektri
schen Fläche 10 verbleibt.
Fig. 5 zeigt eine weitere Struktur, die sich mit einem ähnlichen damas
zierten Verfahren erzielen läßt. Eine Kontaktöffnung 40 in einem
Dielektrikum 10 (wie z. B. Oxid), die zu einem aktiven Bereich 42 des
Substrats 12 führt, wird nach Art eines Stopfens mit leitfähigem Material
44, wie z. B. Wolfram, gefüllt. Eine nicht gezeigte Leiterbahn wird
dann mit dem Metallstopfen 44 kontaktiert.
Ein Problem, das während der Herstellung einer Halbleitervorrichtung
unter Verwendung einer damaszierten Ausbildung eines leitfähigen Mate
rials, wie Kupfer oder Wolfram, besteht in der "Einwölbung" der ver
gleichsweise großen Anschlußflächen, Kontakte und anderen großen
Metallflächen. Fig. 6 zeigt eine Draufsicht auf eine Mikrofotografie der
Einwölbung 50 in einer Wolframschicht, die bei Verwendung eines
normalen damaszierten Verfahrens bei einer Anschlußfläche 52 auftreten
kann. Die Einwölbung 50 tritt dann auf, wenn das Polierkissen mehr
Material in der Mitte der großen Struktur als an den äußeren Randberei
chen entfernt. Aufgrund der Elastizität des Polierkissens dauert der
Poliervorgang an den Verbindungsflächen 52 und anderen großen
Metallstrukturbereichen fort, wenn die Grenzfläche zwischen Metall und
Dielektrikum bei einem chemisch-mechanischen Planarisiervorgang
erreicht wird. Das Material in der Mitte der Struktur ist somit dünner
als an den Rändern. In extremen Fällen kann das Material in der Mitte
der Struktur durch das Polierkissen vollständig weggerieben werden. Die
Anschlußfläche bzw. Bondkontaktstelle 52 liegt über einem nicht-leiten
den Substrat 54, so daß das Verlöten des Verbindungsdrahts mit einer
Anschlußfläche mit diesem Einwölbungseffekt zu einer physisch und
elektrisch schwachen Kopplung führt. Der elektrische Widerstand kann
sich erhöhen, da der Oberflächenbereich des Kontakts zwischen dem
Verbindungsdraht und der Anschlußfläche stark vermindert ist.
Es besteht daher ein Bedarf für verbesserte Verfahren zur Bildung leitfä
higer Strukturen auf Halbleiterwafern unter Verwendung eines damas
zierten Verfahrens, bei dem sich die Einwölbung der Strukturoberfläche
vermindern oder eliminieren läßt.
Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht in der Reduzierung der
bei einem damaszierten Polierverfahren auftretenden Einwölbung bei
großen Strukturen aus leitfähigem Material.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist das Verfahren erfindungsgemäß so
geführt, wie es im Kennzeichen der Ansprüche 1 und 2 angegeben ist.
Das erfindungsgemäße Verfahren beinhaltet die Bildung einer in ein
Muster gebrachten Schicht aus einem Material, wie Oxid, wonach eine
vollflächige Schicht aus leitfähigem Material aufgebracht wird. Eine
Schutzschicht aus einem Material, wie Borophosphosilikatglas oder
Tetraethylorthosilikat, oder irgendein Isolator oder Leiter, der sich mit
einer langsameren Rate als die leitfähige Schicht entfernen läßt, wird
über der leitfähigen Schicht aufgebracht. Die Schutzschicht in den vor
stehenden Bereichen bzw. den Erhebungsstellen wird in einem chemisch
mechanischen Planarisierverfahren unter Verwendung eines harten
Polierkissens (mit geringer mechanischer Komprimierbarkeit) entfernt,
das mit einem zum Polieren der Schutzschicht geeigneten Polierbrei
benetzt ist. Schließlich wird noch ein Polierbrei verwendet, der zum
Entfernen des Metalls mit einer höheren Rate als bei der Entfernung der
Schutzschicht ausgelegt ist. Die verbliebene Schutzschicht an den Tief
stellen verlangsamt den Poliervorgang und führt zu einer Metallstruktur,
bei der die Bildung von Einwölbungen stark reduziert ist.
Bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unter
ansprüchen.
Die Erfindung und Weiterbildungen der Erfindung werden im folgenden
anhand der zeichnerischen Darstellungen eines Ausführungsbeispiels
noch näher erläutert. In den Zeichnungen zeigen:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht bei einem Verfahrensschritt
des erfindungsgemäßen Verfahrens;
Fig. 2 eine Querschnittsansicht einer ersten Struktur, wie sie
bei einem damaszierten Verfahren zur Bildung leit
fähiger Strukturen gebildet wird;
Fig. 3 eine Querschnittsansicht der Struktur der Fig. 2 nach
dem Ätzen der dielektrischen Schicht und der Auf
bringung einer Metallschicht;
Fig. 4 eine Querschnittsansicht der Struktur der Fig. 3 nach
der planaren Ausbildung der Metallschicht;
Fig. 5 eine Querschnittsansicht eines in einem damaszierten
Verfahren gebildeten Stopfens zum Kontaktieren eines
aktiven Bereichs eines Substrats;
Fig. 6 eine in einer Mikrofotografie dargestellte Draufsicht
unter Darstellung der sich ergebenden Einwölbung,
wie sie bei herkömmlichen damaszierten Verfahren
auftritt;
Fig. 7 eine Querschnittsansicht unter Darstellung einer bei
dem erfindungsgemäßen Verfahren verwendeten
Schutzschicht;
Fig. 8 eine Querschnittsansicht der Struktur der Fig. 7 nach
dem Entfernen eines Bereichs der Schutzschicht zum
Freilegen der darunterliegenden leitfähigen Schicht;
und
Fig. 9 eine in einer Mikrofotografie dargestellte Draufsicht
unter Darstellung der nicht-eingewölbten Strukturen,
wie sie sich bei dem erfindungsgemäßen Verfahren
ergeben.
Es ist an dieser Stelle darauf hinzuweisen, daß die Zeichnungen der
vorliegenden Anmeldung nicht maßstabsgetreu sind, sondern es sich
dabei lediglich um schematische Darstellungen handelt, die nicht die
speziellen Parameter oder Konstruktionsdetails der vorliegenden Erfin
dung wiedergeben sollen, wie sie für den Fachmann bei Betrachtung der
hierin enthaltenen Informationen erkennbar sind.
Das erfindungsgemäße damaszierte Verfahren verwendet die nachfolgend
geschilderten Schritte. Dabei sind weitere Variationen erwähnt, doch
zusätzlich dazu sind noch andere Variationen und Schritte möglich und
wahrscheinlich, wie sich dies durch die hierin enthaltenen Informationen
ergibt.
Zuerst wird die Oberfläche eines Substrats aus Borophosphosilikatglas
bzw. BPSG unter Verwendung herkömmlicher chemisch-mechanischer
Planarisierverfahren planar ausgebildet. Es sind auch andere Verfahren
durchführbar, und für das Substrat kann auch Tetraethylorthosilikat bzw.
TEOS verwendet werden. Die Oberfläche wird derart planar ausgebildet,
daß eine Abweichung von nicht mehr als ±100 nm (ca. 1000 Q) von
der durchschnittlichen Dicke erreicht wird.
Als nächstes wird das Dielektrikum unter Verwendung lithografischer
Techniken und Ätztechniken in ein Muster gebracht, wodurch die zur
Struktur der Fig. 3 führenden Grenzflächen des leitfähigen Materials
definiert werden. Eine solche in ein Muster gebrachte, dielektrische
Schicht besteht typischerweise aus Kontaktöffnungen und Vertiefungen,
in denen Metallzwischenverbindungen gebildet werden sollen. Zur Bil
dung einer Anschlußfläche ragen die Oxidstrukturen etwa 1 bis 3 µm
von der Waferoberfläche 12 in Fig. 4 weg, wobei es sich hierbei auch
um die sich letztendlich ergebende Dicke der Anschlußflächen handelt.
Danach werden nicht gezeigte Adhäsions- oder Sperrschichten aus Titan,
Titannitrid und/oder Titanwolfram aufgebracht. Eine Schicht aus leitfä
higem Material, im vorliegenden Fall Wolfram, wird auf der Substrat
oberfläche durch chemische Dampfphasenabscheidung gebildet. Im Ideal
fall sollte die obere Oberfläche des leitfähigen Materials bündig mit der
oberen Oberfläche des Dielektrikums ausgebildet sein. Kupfer,
Aluminium oder dotiertes polykristallines Silizium sind drei weitere
mögliche Materialien zur Bildung der leitfähigen Strukturen, und auch
noch andere Materialien können sich als zufriedenstellend erweisen. Im
vorliegenden Fall besaß das Wolfram eine Dicke von ca. 1 µm.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird dann eine dünne Schicht aus
TEOS 60 über der vollflächig aufgebrachten Wolframschicht 22 aufge
bracht, wie dies in Fig. 7 gezeigt ist. Eine TEOS-Schicht 60 mit einer
Dicke zwischen 50 nm und 500 nm (ca. 500 Å bis 5 K Å) ist ausrei
chend, jedoch sind auch andere Dicken möglich. Die am weitesten
vorstehenden bzw. erhabensten Bereiche 62 der TEOS-Schicht 60
werden dann in einem chemisch-mechanischen Planarisiervorgang ent
fernt, und zwar unter Verwendung eines Polierbreis, der Siliziumoxid
enthält, das Abriebeigenschaften zur Freilegung des darunterliegenden
Wolframs 22 besitzt. Idealerweise wird das Wolfram 22 in diesem
Schritt nicht geätzt, obwohl jedoch ein gewisses Ätzen wahrscheinlich
ist. Wie in Fig. 8 zu sehen ist, führt dieser chemisch-mechanische Pla
narisierschritt zu freigelegten Wolframbereichen 70, während andere
Bereiche der Wolframschicht 22 mit der Schutzschicht 60 bedeckt
bleiben. BPSG, Siliziumnitrid, Titan, Titannitrid, Wolfram, Titan
wolfram, Molybdän, Tantal und Tantalnitrid sind ebenfalls als Material
für die Schutzschicht geeignet. Allgemein kann man sagen, daß ein jedes
Material eine angemessene Funktion als Schutzschicht aufweist, das sich
mit einer langsameren Rate als die leitfähige Schicht 72 entfernen läßt.
Schließlich werden die Wolframschicht und die verbliebene TEOS-
Schicht in einem auf Wolfram-Polieren optimierten chemisch-mechani
schen Planarisierverfahren geätzt, so daß eine Struktur der in Fig. 4
gezeigten Art übrigbleibt. Fig. 9 zeigt eine in einer Mikrofotografie
dargestellte Draufsicht auf eine Anschlußfläche 80 und einen Leistungs
bus 82, wie sie unter Verwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens
gebildet werden, wobei keinerlei Einwölbung zu sehen ist. Es sei an
dieser Stelle darauf hingewiesen, daß die Schwankung in der Größe der
Anschlußflächen der Fig. 6 und 9 aus unterschiedlichen Vergrößerungen
resultiert.
Der zum Ätzen des Wolfram und des TEOS verwendete Polierbrei ist
stark selektiv gegenüber Wolfram, so daß eine viel geringere Menge
TEOS entfernt wird. Im vorliegenden Fall handelte es sich bei dem
Polierbrei um eine Lösung mit Aluminiumoxid-Schleifpartikeln, 30%
H2O2 und 70 Volumen-% Wasser, wobei eine Polierraten-Selektivitat
von 20:1 (Wolfram:TEOS) ins Auge gefaßt und erreicht wurde, wobei
das Wolfram bei Verwendung der hierin genannten Parameter in einer
Rate von 100 bis 300 nm/min (1 bis 3 KÅ/min) entfernt wird. Die
Waferoberfläche wird poliert, bis das überschüssige Wolfram, das das
die Vertiefungen definierende Oxid überdeckt, entfernt ist, wodurch in
das Oxid-Dielektrikum eingelegtes Wolfram übrigbleibt. Bei Ausfüh
rungsformen, bei denen ein anderes leitfähiges Material und/oder eine
andere Schutzschicht verwendet wird, ist der Polierbrei ebenfalls anders
geartet. Bei Verwendung von Aluminium als Leiter und TEOS als
Schutzeinrichtung kann z. B. ein Polierbrei aus Phosphorsäure verwen
det werden, wobei eine Polierraten-Selektivität von 300:1
(Aluminium:TEOS) erzielt worden ist.
Bei Verwendung eines herkömmlichen damaszierten Verfahrens hat man
mittels eines Oberflächenmeßgeräts festgestellt, daß das Ausmaß der
Einwölbung einer Anschlußfläche (und zwar eines Quadrats mit einer
Seitenlänge von ca. 100 µm unter Verwendung derzeitiger Technologien)
bei 600 nm (ca. 6 KÅ) lag. Eine Messung bei einer in dem erfindungs
gemäßen Verfahren hergestellten Anschlußfläche zeigte, daß die Ein
wölbung auf ca. 200 nm (ca. 2 KÅ) reduziert wurde.
Man hat festgestellt, daß mehrere Parameter das Ausmaß der Einwöl
bung und/oder der Polierrate beinträchtigen. Man hat erkannt, daß die
elastischen Eigenschaften des Polierkissens sowohl die Einwölbung als
auch die Entfernungsrate der Leiterschicht und der Schutzschicht beein
flussen. Im allgemeinen kann man sagen, daß die Einwölbung desto
geringer ist, je härter das Polierkissen ausgebildet ist. Wenn ein Polier
kissen jedoch übermäßig hart ist, kann es zu einem Verkratzen des
Leiters kommen.
Außerdem hat man festgestellt, daß die Konzentration des Ätzmittels in
dem Polierbrei nur auf die Polierrate eine beträchtliche Auswirkung hat.
Je höher der Prozentsatz des H2O2, desto schneller ist die Polierrate. Im
vorliegenden Fall enthielt der Polierbrei 10% bis 35% H2O2 sowie 90
bis 65 Volumen-% Wasser. Die Temperatur des Ätzmittels hat ebenfalls
nur auf die Polierrate eine Auswirkung. Man hat festgestellt, daß eine
Polierbreitemperatur zwischen 70°C und 100°C bei der vorstehend
beschriebenen Polierbreikonzentration ausreichend ist. Der Polierbrei
kann durch kontinuierliche Zufuhr auf den sich drehenden Wafer aufge
bracht werden, oder aber der Wafer kann in einen "See" aus Polierbrei
eingetaucht werden, wobei eine dammartige Erhebung um die Polier
platte herum verwendet wird.
Eine Geschwindigkeit von ca. 10 bis 100 min-1 hat sich als ausreichende
Rotationsgeschwindigkeit der Polierplatte erwiesen, wobei man eine
Geschwindigkeit von ca. 25 bis 35 min-1 als optimal ermittelt hat. Der
Oszillationsbereich des Trägers variierte von 30 cm bis 60 cm bei einer
Zielsetzung von 50 cm, und die Geschwindigkeit, mit der sich der
Träger über die Platte bewegt, lag im Bereich von 20 bis 35 cm/s bei
einer Zielsetzung von 30 cm/s.
Der Druck des Trägers gegen die Platte lag im Bereich von ca. 1 bis 9
N/cm2 (2 bis 12 psi), und der Träger drehte sich mit ca. 35 bis 50
min-1.
Zur Bildung einer Erhebungsstruktur, wie z. B. eines wegstehenden
Stopfens, kann auch ein Bereich des den Stopfen umgebenden Materials
(normalerweise Oxid) durch chemisch-mechanisches Planarisieren oder
in einem anderen Verfahren als zusätzlicher Schritt entfernt werden. Bei
einem chemisch-mechanisch Planarisierverfahren würde man einen Brei
verwenden, der eine hohe Rate von Oxidentfernung zu Stopfenentfer
nung besitzt. Das Entfernen von ca. 100 nm (ca. 1000 Q) eines Materi
als wie Oxid, das einen Stopfen aus einem Material wie Wolfram um
gibt, sollte zu einer ausreichenden Freilegung des Stopfens führen, um
einen verbesserten Kontakt mit einer nachfolgenden Schicht auf einem
Material, wie aufgestäubtem Aluminium, zu ermöglichen.
Claims (10)
1. Verfahren zur Bildung einer leitfähigen Struktur auf der Ober
fläche eines Substrats (12),
gekennzeichnet durch folgende Schritte:
Bilden einer Schicht aus Dielektrikum (10) auf der Oberfläche des Substrats (12), wobei das Dielektrikum (10) wenigstens ein Paar Erhebungsbereiche zur Bildung einer Vertiefung zur Auf nahme eines Leiters aufweist;
Bilden einer vollflächigen Schicht aus einem Leiter (22) über dem Dielektrikum (10), so daß das Dielektrikum (10) mit dem Leiter (22) bedeckt ist und dadurch eine ungleichmäßige Ober fläche mit erhöhten Bereichen, wo der Leiter das Dielektrikum an den Erhebungsbereichen kontaktiert, sowie tieferliegenden Bereichen, wo der Leiter die Vertiefung kontaktiert, gebildet wird;
Bilden einer Schutzschicht (60) in konformer Weise über der Leiterschicht (22), wobei die Schutzschicht (60) aus einem Material besteht, das sich in einer langsameren Ätzrate als der Entfernungsrate der Leiterschicht (22) entfernen läßt;
Entfernen von über den erhöhten dielektrischen Bereichen liegenden Teilen der Schutzschicht, während der Leiter im wesentlichen intakt bleibt; und
Entfernen des über den erhöhten dielektrischen Bereichen (10) liegenden Leiters (22) und der verbliebenen Schutzschicht (60), so daß in den Vertiefungen befindliches Leitermaterial übrig bleibt.
Bilden einer Schicht aus Dielektrikum (10) auf der Oberfläche des Substrats (12), wobei das Dielektrikum (10) wenigstens ein Paar Erhebungsbereiche zur Bildung einer Vertiefung zur Auf nahme eines Leiters aufweist;
Bilden einer vollflächigen Schicht aus einem Leiter (22) über dem Dielektrikum (10), so daß das Dielektrikum (10) mit dem Leiter (22) bedeckt ist und dadurch eine ungleichmäßige Ober fläche mit erhöhten Bereichen, wo der Leiter das Dielektrikum an den Erhebungsbereichen kontaktiert, sowie tieferliegenden Bereichen, wo der Leiter die Vertiefung kontaktiert, gebildet wird;
Bilden einer Schutzschicht (60) in konformer Weise über der Leiterschicht (22), wobei die Schutzschicht (60) aus einem Material besteht, das sich in einer langsameren Ätzrate als der Entfernungsrate der Leiterschicht (22) entfernen läßt;
Entfernen von über den erhöhten dielektrischen Bereichen liegenden Teilen der Schutzschicht, während der Leiter im wesentlichen intakt bleibt; und
Entfernen des über den erhöhten dielektrischen Bereichen (10) liegenden Leiters (22) und der verbliebenen Schutzschicht (60), so daß in den Vertiefungen befindliches Leitermaterial übrig bleibt.
2. Damasziertes Verfahren zur Bildung einer leitfähigen Struktur
auf der Oberfläche eines Substrats, gekennzeichnet durch fol
gende Schritte:
Bilden einer Schicht aus Dielektrikum (10) auf der Oberfläche des Substrats (12), wobei das Dielektrikum (10) wenigstens ein Paar Erhebungsbereiche zur Bildung einer Vertiefung zur Auf nahme eines Leiters aufweist;
Bilden einer vollflächigen Schicht aus einem Leiter (22) über dem Dielektrikum (10), so daß das Dielektrikum (10) mit dem Leiter (22) bedeckt ist und dadurch eine ungleichmäßige Ober fläche mit erhöhten Bereichen, wo der Leiter (22) das Dielek trikum (10) an den Erhebungsbereichen kontaktiert, sowie tieferliegenden Bereichen, wo der Leiter (22) das Substrat (12) kontaktiert, gebildet wird;
Bilden einer Schutzschicht (60) in konformer Weise über der Leiterschicht (22);
Entfernen von über den erhöhten dielektrischen Bereichen (10) liegenden Teilen der Schutzschicht (60), während der Leiter (22) im wesentlichen intakt bleibt;
Entfernen des über den erhöhten dielektrischen Bereichen (10) liegenden Leiters (22) und der verbliebenen Schutzschicht (60), so daß in den Vertiefungen befindliches Leitermaterial (22) übrigbleibt, so daß sich eine Struktur mit verminderter Einwöl bung ergibt.
Bilden einer Schicht aus Dielektrikum (10) auf der Oberfläche des Substrats (12), wobei das Dielektrikum (10) wenigstens ein Paar Erhebungsbereiche zur Bildung einer Vertiefung zur Auf nahme eines Leiters aufweist;
Bilden einer vollflächigen Schicht aus einem Leiter (22) über dem Dielektrikum (10), so daß das Dielektrikum (10) mit dem Leiter (22) bedeckt ist und dadurch eine ungleichmäßige Ober fläche mit erhöhten Bereichen, wo der Leiter (22) das Dielek trikum (10) an den Erhebungsbereichen kontaktiert, sowie tieferliegenden Bereichen, wo der Leiter (22) das Substrat (12) kontaktiert, gebildet wird;
Bilden einer Schutzschicht (60) in konformer Weise über der Leiterschicht (22);
Entfernen von über den erhöhten dielektrischen Bereichen (10) liegenden Teilen der Schutzschicht (60), während der Leiter (22) im wesentlichen intakt bleibt;
Entfernen des über den erhöhten dielektrischen Bereichen (10) liegenden Leiters (22) und der verbliebenen Schutzschicht (60), so daß in den Vertiefungen befindliches Leitermaterial (22) übrigbleibt, so daß sich eine Struktur mit verminderter Einwöl bung ergibt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Entfernen der Schutzschicht (60) durch chemisch-me
chanische Planarisierung erfolgt.
4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei dem Leiter (22) um ein Material handelt, das
ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Titan,
Titannitrid, Kupfer, Aluminium und polykristallinem Silizium.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei der Schutzschicht (60) um eine Zusammenset
zung handelt, die ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus
Tetraethylorthosilikat und Borophosphosilikat-Glas.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Entfernen des Leiters (22) durch chemisch-mechani
sches Planarisieren unter Verwendung eines Breis bestehend aus
Wasserstoffperoxid, Schleifpartikeln und Wasser erfolgt.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet,
daß es sich bei den Schleifpartikeln um ein Material handelt,
das ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Aluminium
oxid, Titanoxid, Siliziumdioxid und Siliziumoxid.
8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet,
daß Teile des Dielektrikums (10) derart entfernt werden, daß
der Leiter (22) von dem Dielektrikum (10) hervorsteht.
9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 8,
dadurch gekennzeichnet,
daß die verbliebene Schutzschicht (60) in einer langsameren
Rate als der Leiter (22) entfernt wird.
10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Entfernen des Leiters (22) durch chemisch-
mechanisches Planarisieren unter Verwendung eines Breis aus
Wasserstoffperoxid, Schleifpartikeln und Wasser erfolgt, wobei
die Schleifpartikel ausgewählt sind aus der Gruppe bestehend
aus Aluminiumoxid, Titanoxid, Siliziumdioxid und Siliziumoxid
und wobei der Brei zwischen 3 und 50 Volumen-% Wasser
stoffperoxid enthält.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US86637892A | 1992-04-09 | 1992-04-09 |
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ID=25347483
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DE19934311484 Ceased DE4311484A1 (de) | 1992-04-09 | 1993-04-07 | Verfahren zur Bildung einer leitfähigen Struktur auf der Oberfläche eines Substrats |
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JPH07312366A (ja) | 1995-11-28 |
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