DE69838202T2

DE69838202T2 - Endpunktfühlung und Apparat

Info

Publication number: DE69838202T2
Application number: DE69838202T
Authority: DE
Inventors: Gill Young Fishkill Lee
Original assignee: Qimonda AG
Current assignee: Qimonda AG
Priority date: 1997-09-30
Filing date: 1998-09-04
Publication date: 2008-05-29
Anticipated expiration: 2018-09-05
Also published as: KR19990030226A; EP0905765A3; JPH11163154A; EP0905765B1; CN1150606C; US5955380A; CN1213165A; EP0905765A2; TW395028B; KR100567976B1; DE69838202D1

Description

ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
1. Erfindungsgebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft das Design und die Herstellung von Halbleiterbauelementen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere verbesserte Techniken zum Detektieren von Ätzendpunkten bei der Metall-Fuse-Herstellung.
2. Beschreibung des verwandten Stands der Technik
Es gibt eine signifikante Anzahl integrierter Schaltungsanwendungen, die eine gewisse Art programmierbaren Speicher zum Speichern von Informationen erfordern. Ein üblicher Weg zum programmierbaren Speichern von Daten in einem integrierten Schaltungschip besteht darin, sogenannte "Metall-Fuses" auszulegen. Metall-Fuses werden in der Regel aus existierenden Metallisierungsschichten strukturiert, die über dielektrischen Schichten eines Siliciumwafers hergestellt sind. Beispielsweise wird nach dem Abscheiden einer Metallisierungsschicht über einer dielektrischen Schicht ein Aufschleuderprozeß verwendet, um einen Fotolack über der Metallisierungsschicht aufzubringen.
Die Fotolackschicht wird dann mit einer Retikel-Stepper-Vorrichtung strukturiert, mit der eine gewünschte Struktur auf die Fotolackschicht transferiert wird. Nach dem Strukturieren, d.h. Belichten und Entwickeln wird der Fotolack einer Maske ähneln, die bestimmte Gebiete der darunterliegenden Metallisierung exponiert lässt und dabei immer noch andere Abschnitte der Metallisierungsschicht bedeckt. Als nächstes wird eine Ätzoperation durchgeführt, um Abschnitte der Metallisierungsschicht zu entfernen, wo der Fotolack nicht vorlag. An diesem Punkt wird die Metallisierungsschicht strukturiert worden sein, um eine beliebige Anzahl von Merkmalen zu definieren, wie etwa Kopplungsleitungen und Metall-Fuse-Strukturen. Die Metallisierungsschicht kann dann mit einer dielektrischen Schicht bedeckt und Anschluß durch Kontakt-TV-(Terminal Via)-Löcher herab nahe bei den Metall-Fuse-Strukturen geätzt werden. Bei der Metall-Fuse-Technology gibt es jedoch eine allgemeine Anforderung, daß eine gewisse Dicke der dielektrischen Schicht über der Metall-Fuse-Struktur zurückbleibt, um entsprechende Funktionalität sicherzustellen.
Ein übliches Problem beim Ätzen der Anschlußdurch-kontakte besteht darin, daß das Ausmaß, wie die Dicke des über den Metall-Fuse-Strukturen liegenden dielektrischen Materials variiert, von der verwendeten Art von Abscheidungstechnik, dem Ort benachbarter Merkmale und dem Gebiet des Wafers abhängt, das strukturiert wird. Folglich müssen die zeitlich gesteuerten Ätzprozesse variiert werden, um diese und andere Faktoren zu berücksichtigen. Leider können solche Variationen bei der Ausbildung der Anschlußdurchkontakte zu substantiellen Verlusten bei der Produktivität sowie geschädigten Metall-Fuse-Strukturen führen. Das heißt, wenn die Anschlußdurchkontakte-Ätzoperation zu viel von dem darüberliegenden Dielektrikum beseitigt oder bis hinunter in die Metallisierungsschicht ätzt, kann die Metall-Fuse-Struktur möglicherweise zu beschädigt werden, damit sie ihren beabsichtigten Zweck erfüllen kann.
Mit Blick darauf zeigt 1 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers 100 mit einer darauf hergestellten Anzahl von Schichten. Wie gezeigt wird eine die lektrische Schicht 102 üblicherweise über dem Halbleiterwafer 100 bis zu einer Dicke abgeschieden, die alle über den Halbleiterwafer 100 hinweg strukturierten aktiven Bauelemente ausreichend isoliert. Nachdem die dielektrische Schicht 102 abgeschieden worden ist, wird über der dielektrischen Schicht 102 eine Metallisierungsschicht ausgebildet und in dem oben erwähnten Verfahren strukturiert, um ein Metallisierungsstrukturmerkmal 104 auszubilden.
Bei diesem Beispiel wird das Metallisierungsstrukturmerkmal 104 in Form einer Metall-Fuse-Struktur hergestellt, die programmiert werden kann, um Bitdaten zu speichern oder Bauelemente miteinander zu verbinden. In einem nächsten Schritt wird eine Oxidschicht 106 über dem Metallisierungsmerkmal 104 sowie über anderen Merkmalen über den Halbleiterwafer hinweg abgeschieden. Wie oben erwähnt ist es eine übliche Anforderung, daß eine Menge an Oxid, z.B. zu einem Niveau 120 über dem Metallisierungsmerkmal 104 zurückbleiben soll, um eine entsprechende Programmierung zu ermöglichen. In typischen Fällen sollte das Niveau 120 von Oxid, das zurückbleibt, zwischen etwa 1000 Ångström und 3000 Ångström liegen.
Wenn natürlich das darunterliegende Metallisierungsmerkmal 104 (das eine Metall-Fuse-Struktur sein kann) exponiert wird, wird die Programmierungsintegrität der Metall-Fuse-Struktur auf Grund der Unfähigkeit zum Steuern des Grabens über eine Ätzoperation über variierende Oxiddicken leiden. Wenngleich Fuse-Designer in der Regel zeitlich gesteuerte Ätztechniken implementieren, variieren die Zeitsteuerparameter mit Oxiddicken. Als solches werden die Zeitsteuertechniken oftmals beim Durchführen einer Anschlussdurchkontakt-Ätzung einen gewünschten Endpunkt nicht genau detektieren.
Angesichts des oben gesagten besteht ein Bedarf an einem Verfahren und einer Vorrichtung zum Ausbilden von Anschlußdurchkontakten in Metall-Fuse-Strukturen ohne Überätzen darunterliegender Oxidmaterialien. Es besteht außerdem ein Bedarf für Metall-Fuse-Strukturen, die Stressmigrationsprobleme in darunterliegenden Metallisierungsschichten verbessern.
EP 0 762 498 A2 betrifft eine Fuse-Fenster-Struktur und ein Verfahren zum Ausbilden selbiger für ein Halbleiterbauelement. Verschiedene Fuse-Fenster-Strukturen werden ausgebildet durch Verwendung geätzter Stops mit verschiedenen Konfigurationen. Diese Erfindung beinhaltet jedoch nicht die Detektion des Niveaus einer Dotierstoffspezies, die emittiert wird, wenn die dotierte Oxidschicht zu ätzen beginnt, und dort bei Abschluß des Ätzens.
KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG
Allgemein gesprochen erfüllt die vorliegende Erfindung diesen Bedarf durch Bereitstellung eines Verfahrens und einer Vorrichtung, die den Prozeß des Ausbildens von Anschlußdurchkontakten über Metall-Fuse-Strukturen in Bauelementen mit variierenden Oxiddicken verbessern. Bei einer weiteren Ausführungsform wird ein Verfahren zum Detektieren eines Ätzendpunkts während der Ausbildung von Anschlußdurchkontakten bei gleichzeitiger Verbesserung von Stressmigrationsproblemen offenbart. Mehrere erfindungsgemäße Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind unten beschrieben.
Bei einer Ausführungsform wird ein Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur offenbart. Das Verfahren beinhaltet das Aus bilden der Fuse-Struktur aus einer Metallisierungsschicht,
Abscheiden einer unteren Oxidschicht, die eine HDP-Oxidschicht ist, über der Fuse-Struktur, die aus der Metallisierungsschicht ausgebildet ist, Abscheiden einer dotierten Oxidschicht über der Basisoxidschicht,
Abscheiden einer oberen Oxidschicht über der dotierten Oxidschicht, Ätzen durch die obere Oxidschicht,
Detektieren eines erhöhten Niveaus einer Dotierstoffspezies, die emittiert wird, wenn die dotierte Oxidschicht zu ätzen beginnt.
Das Verfahren beinhaltet weiterhin das Beenden der Ätzung, wenn das erhöhte Niveau an Dotierstoffspezies detektiert ist, wobei mindestens die untere Oxidschicht über der Fuse-Struktur bleibt, die aus der Metallisierungsschicht ausgebildet ist.
Bei einer weiteren Ausführungsform wird eine Metall-Fuse-Struktur offenbart. Die Struktur enthält eine Fuse-Struktur, die aus einer Metallisierungsschicht strukturiert ist; eine Basisoxidschicht, die über der Fuse-Struktur liegt, wobei die Basisoxidschicht eine Dicke von zwischen etwa 500 Ångström und etwa 2000 Ångström aufweist; eine Ätzstopsignalschicht, die über der Basisoxidschicht liegt; eine obere Oxidschicht, die über der Ätzstopsignalschicht liegt. Die Struktur enthält weiterhin einen Anschlußdurchkontakt, der durch die obere Oxidschicht definiert ist, die über der Fuse-Struktur liegt, wobei der Anschlußdurchkontakt nicht an der Ätzstopschicht vorbei definiert wird und die über der Fuse-Struktur liegende Basisoxidschicht zurückbleibt.
Bei noch einer weiteren Ausführungsform wird eine Metall-Fuse-Struktur offenbart. Die Struktur enthält eine Fuse-Struktur, die aus einer Metallisierungsschicht strukturiert wird. Eine Basisoxidschicht liegt über der Fuse-Struktur, und die Basisoxidschicht weist eine Dicke von zwischen etwa 500 Ångström und etwa 2000 Ångström auf. Eine Aufschleuderglasätzstopschicht liegt über der Basisoxidschicht. Eine obere Oxidschicht liegt über der Aufschleuderglasätzstopschicht. Die Struktur enthält weiterhin einen Anschlußdurchkontakt, der durch die obere Oxidschicht definiert ist, die über der Fuse-Struktur liegt, und zwar derart, daß der Anschlußdurchkontakt nicht an der Aufschleuderglasätzstopschicht vorbei definiert wird, und wobei die über der Fuse-Struktur liegende Basisoxidschicht zurückbleibt.
Wenn Metall-Fuse-Strukturen ein ausreichendes Ausmaß an Oxid über Anschlußdurchkontakte beibehalten, funktionieren vorteilshafterweise die Metall-Fuse-Strukturen substantiell besser in einer Reihe von Anwendungen, zu denen Zellersatz in DRAM-Bauelementen, Programmieren von Bitdaten oder Mikrocode auf einen Chip usw. zählen können. Deshalb verbessern die kombinierte Fähigkeit zum Aufrechterhalten einer gewünschten Menge an Oxid über einem Anschlußdurchkontakt (ungeachtet von Variationen beim Oxid) und die Einführung von weniger komprimierbaren Materialien in den Intermetalldielektrikumschichten, die Fuse-Leistung und reduzieren Stressmigration in darunterliegenden Metallisierungsstrukturmerkmalen. Andere Aspekte und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen, die beispielhaft die Prinzipien der Erfindung veranschaulichen.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorliegende Erfindung läßt sich durch die folgende ausführliche Beschreibung in Verbindung mit den beilie genden Zeichnungen ohne weiteres verstehen, in denen gleiche Referenzzahlen gleiche Strukturelemente bezeichnen. Es zeigen:
1 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers mit einem in eine darunterliegende Metall-Fuse Metallisierungsschicht übergeätzten Anschlußdurch-kontakt,
2 eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers mit einer darauf abgeschiedenen ersten Oxidschicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
3 eine Querschnittsansicht von 2 nach dem Abscheiden einer hochdichten Plasmaoxidschicht (HDP) über der ersten Oxidschicht und der Metallisierungsschicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
4 eine Querschnittsansicht des Halbleiterwafers von 3 nach dem Abscheiden einer Fluor-(F)-dotierten HDP-Oxidschicht über der HDP-Oxidschicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
5 eine Querschnittsansicht des Halbleiterwafers von 4 nach dem Abscheiden einer weiterem HDP-Oxidschicht über der Fluor-dotierten HDP-Oxidschicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,
6 eine Querschnittsansicht des Halbleiterwafers von 5 nach dem Abscheiden einer weiteren Oxidschicht gefolgt von einem CMP-Prozeß gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, und
7A–7C Querschnittsansichten des Halbleiterwafers nach dem Durchführen von Ätzoperationen zum Öffnen eines Anschlußdurchkontakts (TV) durch eine Oxidschicht und eine HDP-Oxidschicht, die über einer Metall-Fuse-Struktur liegt, gemäß mehrerer Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
Die Erfindung betrifft die Ausbildung von Anschlußdurchkontakten zur Verwendung in integrierten Schaltungen (ICs). Zu solchen ICs zählen beispielsweise RAMs (Random Access Memories), DRAMs (Dynamic Rams), ein SDRAM (Synchronous DRAM), ROM (Read Only Memories). Es eignen sich auch andere ICs wie etwa anwendungsspezifische ICs (ASICs), kombinierte DRAM-Logikschaltungen (eingebettete DRAMs) oder andere Logikschaltungen sind ebenfalls geeignet.
In der Regel werden auf dem Wafer zahlreiche ICs parallel ausgebildet. Nach dem Abschluß der Verarbeitung wird der Wafer zersägt, um die ICs in individuelle Chips zu trennen. Die Chips werden dann gekapselt, was zu einem Endprodukt führt, das beispielsweise in Verbraucherprodukten wie etwa Computersystemen, Mobiltelefonen, PDAs (Personal Digital Assistants) und anderen Elektronikprodukten verwendet wird.
Gemäß der Erfindung wird ein verbesserter Prozeß zum Ausbilden von Anschlußdurchkontakten über Metall-Fuse-Strukturen in Bauteilen mit variierenden Oxiddicken offenbart. Bei einer weiteren Ausführungsform wird auch ein Verfahren offenbart, um zu detektieren, wann bei der Ausbildung von Anschlußdurchkontakten ein Ätzendpunkt erreicht wird, bei gleichzeitiger Einführung einer Eigenstreßentspannungskomponente in einem Prozeß für ein Zwischendielektrikum mit mehreren Höhen. In der folgenden Beschreibung werden zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein eingehendes Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Der Fachmann versteht jedoch, daß die vorliegende Erfindung ohne einige oder alle diese spezifischen Details praktiziert werden kann. Bei anderen Fällen sind wohlbekannte Prozeßoperationen nicht ausführlich beschrieben worden, damit die vorliegende Erfindung nicht unnötig verdunkelt wird.
2 zeigt eine Querschnittsansicht eines Halbleiterwafers 200 mit einer darauf abgeschiedenen ersten Oxidschicht 202 gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In der Regel wird die erste Oxidschicht 202 unter Verwendung eines herkömmlichen Verfahrens der chemischen Gasphasenabscheidung (CVD) zum Abscheiden von Oxidmaterial bis zu einer gewünschten Höhe abgeschieden. Nach der Abscheidung kann die erste Oxidschicht 202 unter Verwendung einer Reihe von Techniken planarisiert werden, einschließlich einer herkömmlichen chemisch-mechanischen Poliertechnik (CMP), die eine im wesentlichen flache Oxidoberfläche produziert. Nach dem Durchführen der CMP-Operation wird ein Metallisierungsmaterial unter Verwendung einer Reihe herkömmlicher Metallabscheidungstechniken wie etwa Sputtern oder dergleichen unstrukturiert über der ersten Oxidschicht 202 abgeschieden. Das Metallisierungsmaterial wird dann unter Verwendung einer nicht gezeigten Fotolackmaske strukturiert, die die Ausbildung von Merkmalen 204a und 204b auf der Metallisierungsschicht 204 ermöglicht.
3 zeigt eine Querschnittsansicht von 2 nach dem Abscheiden einer hochdichten Plasmaoxidschicht (HDP) 302 über der ersten Oxidschicht 202 und der Metallisierungsschicht 204. Wie in der Technik wohl bekannt ist, ist HDP-Oxid eines der besten, für Intermetalldielektrikumsanwendungen verwendeten Spaltfüllprozesse. Bei einer Ausführungsform wird das HDP-Oxid 302 bis zu einer Dicke von zwischen etwa 500 Ångström und etwa 5000 Ångström und besonders bevorzugt zwischen etwa 1000 Ångström und 3000 Ångström und ganz besonders bevorzugt bis zu einer Dicke von etwa 2000 Ångström abgeschieden. Wie zu verstehen ist, kommt es durch Aufbringen der HDP-Oxidschicht 302 zu einem guten konformen Spaltfüllen zwischen den engstrukturierten Metallisierungsstrukturmerkmalen 204a.
4 ist eine Querschnittsansicht des Halbleiterwafers 200 von 3 nach dem Abscheiden einer Fluor-(F)-dotierten HDP-Oxidschicht 402 über der HDP-Oxidschicht 302. Im allgemeinen weißt die Fluor-dotierte HDP-Oxidschicht 402 einen Zugstreß auf, der mindestens eine Ordnung weniger komprimierend ist als nicht-dotierte HDP-Oxide. Deshalb wird der Fluor-Dotierstoff als eine eingebaute Streßentspannung für die über der Metallisierungsschicht 204 ausgebildeten Intermetalldielektrikumsschichten wirken. Bei einer Ausführungsform wird die Fluor-dotierte HDP-Oxidschicht 402 bevorzugt bis zu einer Dicke von zwischen etwa 100 Ångström und etwa 2000 Ångström und besonders bevorzugt 300 Ångström und 1000 Ångström und ganz besonders bevorzugt etwa 500 Ångström abgeschieden. Außerdem beträgt die Fluor-Konzentration in der Fluor-dotierten HDP-Oxidschicht 402 zwischen etwa 2 Gew.-% und etwa 20 Gew.-% und besonders bevorzugt zwischen etwas 3 Gew.-% und etwa 8 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt etwa 5 Gew.-%. Es versteht sich, daß zwar ein Oxid vom HDP-Typ für die Schicht 402 abgeschieden wird, auch andere Oxide wie etwa CVD-Oxid und PECVD-Oxid als ein dotiertes Material mit den oben identifizierten Konzentrationen abgeschieden werden können.
5 zeigt eine Querschnittsansicht des Halbleiterwafers von 4 nach dem Abscheiden einer weiteren HDP-Oxidschicht 502 über Fluor-dotierter HDP-Oxidschicht 402. Allgemein wird die HDP-Oxidschicht 502 bis zu einer Dicke von zwischen etwa 500 Ångström und etwa 5000 Ångström und besonders bevorzugt zwischen etwa 1000 Ångström und etwa 3000 Ångström und ganz besonders bevorzugt etwa 1500 Ångström abgeschieden. Nach dem Abscheiden der HDP-Oxidschicht 502 bis zu einer geeigneten Dicke wird zum Abscheiden einer Oxidschicht 602 wie in 6 gezeigt eine chemische Gasphasenabscheidung (CVD) mit Silan-(SiH4)-Oxid durchgeführt. Bevorzugt wird die Oxidschicht 602 bis zu einer Dicke von zwischen etwa 3000 Ångström und etwa 10000 Ångström und besonders bevorzugt zwischen etwa 4000 Ångström und 7500 Ångström und ganz besonders bevorzugt etwa 6500 Ångström abgeschieden. Nach dem Abscheiden wird die Oxidschicht 602 einem chemisch-mechanischen Polieren (CMP) unterzogen, um die obere Oberfläche der Oxidschicht 602 zu planarisieren und weitere Bearbeitung wie etwa Abscheiden und Strukturieren zusätzlicher Metallisierungsschichten zu ermöglichen.
In 7A zeigt eine Querschnittsansicht des Halbleiterwafers von 6 nach dem Durchführen einer Ätzoperation zum öffnen eines Anschlußdurchkontakts (TV) durch die Oxidschicht 602 und die HDP-Oxidschicht 502. Bei dieser Ausführungsform eignet sich die Fluor-dotierte Oxidschicht 402 gut für das Erzeugen eines Ätzstopsignals 704, wenn das Ätzen auf einen Punkt 702 in der Fluor-dotierten HDP-Oxidschicht 402 trifft. Beispielsweise sind die Fluor-Spezies in der Fluor-dotierten HDP-Schicht 402 gut geeignet, ein detektierbares Signal während des Ätzprozesses zu liefern, das anzeigt, wann das Ätzen stoppen sollte, so daß eine gewünschte Dicke von Oxid über dem Metallisierungsmerkmal 204b (d.h. der Metall-Fuse-Struktur) zurückbleibt. Zusätzlich zu dem Bereitstellen eines guten Ätzstopsig nals liefert die Fluor-dotierte HDP-Oxidschicht 402 auch eine signifikante Verbesserung bei der Stressmigration der Metallisierungsschicht 204.
Folglich profitieren auch die Intermetalldielektrikums-(IMD)-Schichten 302, 402, 502 und 602, in dem sie weniger Druckstreß als undotierte HDP-Oxidmaterialien haben. Dementsprechend wird ein Ätzstopsignal 714, daß in Form von mehr Phosphoratomen vorliegt, anzeigen, daß innerhalb des Anschlußdurchkontakts (TV) ein Punkt 702 erreicht worden ist.

Bei einer Ausführungsform werden zum Ausbilden der Anschlußdurchkontakten bevorzugt Trockenplasmaätzoperationen verwendet. Beispielhaft kann die Trockenätzung in einer Kammer MxP+ von Materials durchgeführt werden, indem entweder eine O2/CHF4- oder eine CF4/Ar-Chemie implementiert wird. Die beispielhaften Rezepte für jede Chemie sind unten in Tabelle A bzw. Tabelle B gezeigt.

Beispielhafte Ätzchemie	TABELLE A O2/CHF3 Ätzwerkzeug: MxP+ von Applied Materials
	HF-Leistung (Watt)	Fließrate		Druck	Temperatur
Bevorzugter Bereich	100 bis 3500	0–100 sccms O₂	0–100 sccms CHF₂	5 bis 1000 mTorr	0°C bis 1000°C
Besonders bevorzugter Bereich	500 bis 1500	0–30 sccms O₂	5–20 sccms CHF₃	20 bis 120 mTorr	5°C bis 30°C
Ganz besonders bevorzugter Bereich	1000	0 sccms O₂	10 sccms CHF₃	40 mTorr	15°C

Beispielhafte Ätzchemie	TABELLE B CF₄/Ar Ätzwerkzeug: MxP+ von Applied Materials
	HF-Leistung (Watt)	Fließrate		Druck	Temperatur
Bevorzugter Bereich	100 bis 3500	0–200 sccms CF₄	0–300 sccms Ar	5 bis 1000 mTorr	0°C bis 1000°C
Besonders bevorzugter Bereich	500 bis 1500	40–80 sccms CF₄	50–200 sccms Ar	20 bis 120 mTorr	5°C bis 30°C
Ganz besonders bevorzugter Bereich	1000	60 sccms CF₄	10 sccms Ar	40 mTorr	15°C

7B zeigt eine Querschnittsansicht des Halbleiterwafers 200 gemäß einer alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die Fluor-dotierte HDP-Oxidschicht 402 durch eine Phosphor-(P)-dotierte HDP-Oxidschicht 712 ersetzt. Die Phosphor-dotierte HDP-Oxidschicht 722 ist bevorzugt bis zu einer Dicke von zwischen etwa 100 Ångström und etwa 2000 Ångström und besonders bevorzugt zwischen etwa 300 Ångström und etwa 1000 Ångström und ganz besonders bevorzugt etwa 500 Ångström abgeschieden. Die Konzentration an Phosphor ist bevorzugt so ausgewählt, daß die zwischen etwa 3 Gew.-% und etwa 20 Gew.-% und besonders bevorzugt zwischen etwa 6 Gew.-% und etwa 12 Gew.-% und ganz besonders bevorzugt etwa 9 Gew.-% beträgt. Wie bei dem vorausgegangenen Beispiel von 7A liefert die Phosphor-dotierte HDP-Oxidschicht 712 ein gutes Ätzstopsignal 714 bei Beginn des Ätzens in die Schicht 712 an einem Punkt 702 innerhalb des Anschlußdurchkontakts (TV). Allgemein wird das Ätzstopsignal in Form einer erhöhten Detektion von Phosphoratomen innerhalb der Plasmaätzkammer vorliegen. Wenngleich ein Oxid vom HDT-Typ für die Schicht 712 abgeschieden wird, können als ein dotiertes Material auch andere Oxide wie etwa ein CVD-Oxid und PECVD-Oxid mit den oben identifizierten Konzentrationen abgeschieden werden.
7C zeigt eine Querschnittsansicht des Halbleiterwafers 200 gemäß noch einer weiteren alternativen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ist die Phosphor-(P)-dotierte HDP-Oxidschicht 712 durch eine Zugstreß-Aufschleuderglas-(SOG-spin-on-glas)-Schicht 722 ersetzt. Bevorzugt ist die Zugstreß-SOG-Schicht 722 ein Organix-SOG, erhältlich von Allied Signal in Sunnyvale, Kalifornien, USA, ein Organic SOG, erhältlich von Dow Corning, Auburn, Michigan, USA, oder ein beliebiges anderes SOG-Material mit einem Zugstreß oder weniger Druckstreß als ein reines HDP-Oxidmaterial.
Bei dieser Ausführungsform wird die Zugstreß-SOG-Schicht 722 bevorzugt bis zu einer Dicke von zwischen etwa 100 Angström und etwa 2000 angström und besonders zwischen etwa 300 Ångström und etwa 1000 Angström und ganz besonders bevorzugt etwa 500 Ångström abgeschieden. Nach dem Aufbringen bis zu einer gewünschten Dicke wird die Zugstreß-SOG-Schicht vor dem Abscheiden der HDP-Oxidschicht 502 gehärtet. Wie bei den vorausgegangenen Beispielen von 7A und 7B liefert die Zugstreß-SOG-Schicht 722 während der Ausbildung von Anschlußdurchkontakten (TV) eine gute physische Ätz stopbarriere, wenn eine selektive Plasmaätzoperation vorgenommen wird.
Das heißt, die Zugstreß-SOG-Schicht 722 dient sowohl zum Reduzieren des Druckstresses der Zwischenmetalldielektrika (d.h. Schichten 302, 502 und 602) als auch zum Liefern eines guten physischen Ätzstops. Vorteilhafterweise wird der physische Ätzstop sicherstellen, daß über eine Metall-Fuse-Struktur (die zum Beispiel aus der Metallisierungsschicht 204 strukturiert werden kann) mindestens zwischen etwa 500 Ångström und etwa 5000 Ångström und besonders bevorzugt zwischen etwa 1000 Ångström und 3000 Ångström und ganz besonders bevorzugt etwa 2000 Ångström an Oxid zurückbleiben.
Wenngleich die obige Erfindung zum Zweck der Klarheit des Verständnisses in einigem Detail beschrieben worden ist, versteht sich, daß innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche gewisse Änderungen und Modifikationen praktiziert werden können. Dementsprechend sollen die vorliegenden Ausführungsformen als veranschaulichend und nicht als restriktiv angesehen werden, und die Erfindung soll nicht auf die hierin angegebenen Details beschränkt sein, sondern kann innerhalb des Schutzbereichs der beigefügten Ansprüche modifiziert werden.

Claims

Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur (204b) umfassend: Ausbilden der Fuse-Struktur (204b) aus einer Metallisierungsschicht (204); Abscheiden einer unteren Oxidschicht (302) über der Fuse-Struktur (204b) die aus der Metallisierungsschicht (204) ausgebildet ist, Abscheiden einer dotierten Oxidschicht (402, 712) über der Basisoxidschicht (302); Abscheiden einer oberen Oxidschicht (602) über der dotierten Oxidschicht (402, 712); Ätzen durch die obere Oxidschicht (602); Detektieren eines erhöhten Niveaus einer Dotierstoffspezies, die emittiert wird, wenn die dotierte Oxidschicht (402, 712) zu ätzen beginnt; und Beenden der Ätzung, wenn das erhöhte Niveau an Dotierstoffspezies detektiert ist, derart, daß mindestens die untere Oxidschicht (302) über der Fuse-Struktur (204b) zurückbleibt, die aus der Metallisierungsschicht (204) ausgebildet ist.
Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur (204b) nach Anspruch 1, wobei die untere Oxidschicht (302) eine Dicke von zwischen etwa 500 Ångström und etwa 2000 Ångström aufweist.
Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur (204b) nach Anspruch 2, wobei die dotierte Oxidschicht (402) ein hochdichtes Plasmaoxid ist, das mit einem Fluor-Dotierstoff dotiert ist.
Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur (204b) nach Anspruch 2, wobei die Fluorkonzentration zwischen etwa 2 Gew.-% und etwa 20 Gew.-% ausgewählt wird.
Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur (204b) nach Anspruch 2, wobei die dotierte Oxidschicht (712) ein hochdichtes Plasmaoxid ist, das mit einem Phosphor-Dotierstoff dotiert ist.
Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur (204b) nach Anspruch 5, wobei die Phosphor-Konzentration zwischen etwa 3 Gew.-% und etwa 20 Gew.-% ausgewählt ist.
Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur (204b) nach Anspruch 3, wobei das Ätzen in einer Plasmaätzkammer unter Verwendung einer Ätzchemie ausgewählt aus der Gruppe aus einer CHF3/02-Chemie und einer CF4/Ar-Chemie durchgeführt wird.
Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur (204b) nach Anspruch 7, weiterhin umfassend: Setzen eines Drucks in der Plasmaätzkammer auf zwischen 20 mTorr und etwa 120 mTorr.
Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur (204b) nach Anspruch 8, weiterhin umfassend: Setzen einer Temperatur in der Plasmaätzkammer auf zwischen etwa 5°C und etwa 30°C.
Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur (204b) nach Anspruch 9, wobei, wenn die CHF3/O2-Chemie ausgewählt ist, das Verfahren weiterhin folgendes umfaßt: Fließenlassen von CHF3 mit einer Rate von zwischen etwa 5 und etwa 20sccms; und Fließenlassen von O2 mit einer Rate von zwischen etwa 0 und etwa 30sccms.
Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur (204b) nach Anspruch 9, wobei, wenn die CF4/Ar-Chemie ausgewählt ist, das Verfahren weiterhin folgendes umfaßt: Fließenlassen von CF4 mit einer Rate von zwischen etwa 40 und etwa 80sccms; und Fließenlassen von Ar mit einer Rate von zwischen etwa 50 und etwa 200sccms.
Verfahren zum Ausbilden eines Anschlußdurchkontakts in einer Fuse-Struktur (204b) nach Anspruch 9, wobei die Fuse-Struktur (204b) in einer DRAM-Schaltung ausgebildet wird.
Metall-Fuse-Struktur umfassend: eine Fuse-Struktur (204b), die aus einer Metallisierungsschicht (204) strukturiert ist; eine Basisoxidschicht (302), die über der Fuse-Struktur (204b) liegt, wobei die Basisoxidschicht (302) eine Dicke von zwischen etwa 500 Angström und etwa 2000 Ångström aufweist; eine Ätzstoppsignalschicht (402, 712), die über der Basisoxidschicht (302) liegt; eine obere Oxidschicht (602), die über der Ätzstopsignalschicht (402, 712) liegt; und einen Anschlußdurchkontakt der durch die obere Oxidschicht (602) definiert ist, die über der Fuse-Struktur (204b) liegt, derart, daß der Anschlußdurchkontakt nicht an der Ätzstopschicht (402, 712) vorbei definiert wird und die über der Fuse-Struktur (204b) liegende Basisoxidschicht (302) zurückbleibt.
Metall-Fuse-Struktur nach Anspruch 13, wobei die über der Basisoxidschicht (302) liegende Ätzstopsignalschicht (402, 712) einen Zugstreß innerhalb eines Intermetalldielektrikumstapels liefert, die die Basisoxidschicht (302), die Ätzstopsignalschicht (402, 712) und die obere Oxidschicht (602) enthält.
Metall-Fuse-Struktur nach Anspruch 14, wobei der Zugstreß Stressmigration in der Metallisierungsschicht (204) reduziert.
Metall-Fuse-Struktur nach Anspruch 15, wobei die über der Basisoxidschicht (302) liegende Ätzstopsignalschicht (402, 712) ein dotiertes hochdichtes Plasmaoxid ist.
Metall-Fuse-Struktur nach Anspruch 16, wobei das dotierte hochdichte Plasmaoxid (402) ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus einem Fluor-dotierten hochdichten Plasmaoxid und einem Phosphor-dotierten hochdichten Plasma (712).
Metall-Fuse-Struktur nach Anspruch 17, wobei das Fluor-dotierte hochdichte Plasmaoxid (402) eine Fluor-Dotierstoff-Konzentration von zwischen etwa 2 Gew.% und etwa 20 Gew.-% aufweist.
Metall-Fuse-Struktur nach Anspruch 18, wobei das Phosphor-dotierte hochdichte Plasmaoxid (712) eine Fluor-Dotierstoff-Konzentration von zwischen etwa 3 Gew.% und etwa 20 Gew.-% aufweist.
Metall-Fuse-Struktur nach Anspruch 13, wobei die Metall-Fuse-Struktur in einer DRAM-Schaltung ausgebildet wird.
Metall-Fuse-Struktur, umfassend: eine Fuse-Struktur (204b), die aus einer Metallisierungsschicht (204) strukturiert ist; eine Basisoxidschicht (302), die über der Fuse-Struktur (204b) liegt, wobei die Basisoxidschicht (302) eine Dicke von zwischen etwa 500 Ångström und etwa 2000 Ångström aufweist; eine Aufschleuderglasätzstopschicht (722), die über der Basisoxidschicht (302) liegt; eine obere Oxidschicht (602), die über der Aufschleuderglasätzstopschicht (722)) liegt; und einen Anschlußdurchkontakt der durch die obere Oxidschicht (602) definiert ist, die über der Fuse-Struktur (204b) liegt, derart, daß der Anschlußdurchkontakt nicht an der Aufschleuderglasätzstopschicht (722) vorbei definiert wird und die über der Fuse-Struktur (204b) liegende Basisoxidschicht (302) zurückbleibt.
Metall-Fuse-Struktur nach Anspruch 21, wobei die über der Basisoxidschicht (302) liegende Aufschleuderglasätzstopschicht (722) einen Zugstreß innerhalb eines Intermetalldielektrikumstapels liefert, die die Basisoxidschicht (302), die Aufschleuderglasätzstopschicht (722) und die obere Oxidschicht (602) enthält.
Metall-Fuse-Struktur nach Anspruch 22, wobei der Zugstreß Stressmigration in der Metallisierungsschicht (204) reduziert.
Metall-Fuse-Struktur nach Anspruch 23, wobei die Metall-Fuse-Struktur in einer DRAM-Schaltung ausgebildet ist.