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Gebiet der
vorliegenden Erfindung
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Im
Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung integrierter
Schaltungen und betrifft insbesondere die Herstellung einer dielektrischen
Zwischenschicht zwischen und über
Schaltungselementen, die gering beabstandete Leitungen, etwa Gateelektroden,
Polysiliziumverbindungsleitungen und dergleichen enthalten.
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Beschreibung
des Stands der Technik
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Die
Herstellung integrierter Schaltungen erfordert das Bilden einer
großen
Anzahl von Schaltungselementen auf einer vorgegebenen Chipfläche entsprechend
einer spezifizierten Schaltungsanordnung. Im Allgemeinen werden
gegenwärtig
eine Reihe von Prozesstechnologien eingesetzt, wobei für komplexe
Schaltungen, etwa Mikroprozessoren, Speicherchips und dergleichen,
die MOS-Technologie auf der Grundlage von Silizium gegenwärtig als die
vielversprechendste Lösung
auf Grund der überlegenen
Eigenschaften im Hinblick auf die Arbeitsgeschwindigkeit und/oder
Leistungsaufnahme und/oder Kosteneffizienz ist. Während der
Herstellung komplexer integrierter Schaltungen unter Einsatz der MOS-Technologie
werden Millionen von Transistoren, d. h. n-Kanaltransistoren und/oder
p-Kanaltransistoren, auf einem Substrat gebildet, das eine kristalline
Siliziumschicht aufweist. Ein MOS-Transistor, unabhängig davon, ob ein n-Kanaltransistor
oder p-Kanaltransistor betrachtet wird, weist sogenannte PN-Übergänge auf,
die durch eine Grenzfläche
stark dotierter Drain- und Sourcegebiete zu einem leicht dotierten
Kanalgebiet gebildet sind, das zwischen dem Draingebiet und dem
Sourcegebiet angeordnet ist. Die Leitfähigkeit des Kanalgebiets, d.
h. die Stromtreiberfähigkeit
des leitenden Kanals, wird durch eine Gateelektrode gesteuert, die
einen leitungsähnlichen
Bereich aufweist und über
dem Kanalgebiet ausgebildet und davon durch eine dünne Isolierschicht
getrennt ist.
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Typischerweise
werden die Schaltungselemente, etwa die MOS-Transistoren, Kondensatoren, Widerstände und
dergleichen in einer gemeinsamen Ebene hergestellt, die im Weiteren
auch als Bauteilebene bzw. Bauteilschicht bezeichnet wird, wohingegen
die „Verdrahtung", d. h. die elektrische
Verbindung von Schaltungselementen entsprechend dem Schal tungsentwurf,
nur zu einem gewissen Grade auf der Grundlage von Polysiliziumleitungen
und dergleichen innerhalb der Bauteilebene erreicht werden kann,
so dass eine oder mehrere zusätzliche „Verdrahtungs-" Schichten, die über der
Bauteilebene ausgebildet sind, erforderlich sein können. Diese Verdrahtungsschichten
enthalten Metallleitungen, die in ein geeignetes dielektrisches
Material, etwa Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, und dergleichen eingebettet sind,
oder in sehr modernen Bauelementen werden Materialien mit kleinem ε mit einer
Permittivität
von 3,5 oder weniger verwendet. Die Metallleitungen und das umgebende
dielektrische Material werden im Weiteren als Metallisierungsschicht
bezeichnet. Zwischen zwei benachbarten Metallisierungsschichten und
auch zwischen der Bauteilebene und der ersten Metallisierungsschicht
sind entsprechende dielektrische Zwischenschichten gebildet, durch
die metallgefüllte Öffnungen
gebildet werden, um damit die elektrische Verbindung zwischen Metallleitungen oder
zwischen Schaltungselementen und Metallleitungen herzustellen. In
typischen Anwendungen ist die dielekrische Zwischenschicht, die
die Bauteilebene von der ersten Metallisierungsschicht trennt, im Wesentlichen
aus Siliziumdioxid aufgebaut, das über einer dielektrischen Ätzstoppschicht
durch gut etablierte plasmaverstärkte
chemische Dampfabscheidungs- (CVD) Techniken abgeschieden wird,
die die Herstellung eines glatten und dichten Siliziumdioxidfilms
mit ausreichender Formanpassung bei moderat hohen Abscheideraten
ermöglichen.
Bei einer weiteren Größenreduzierung
von Bauteilen, die zu Gatelängen
von MOS-Transistoren in der Größenordnung von
50 nm oder sogar weniger führt,
werden auch die Abstände
zwischen benachbarten Schaltungselementen, etwa Polysiliziumleitungen,
Gateelektroden und dergleichen ebenfalls kleiner und haben nunmehr
in modernen CPUs ungefähr
250 nm und darunter erreicht, was ungefähr zu 100 nm oder weniger für die Breite
des Zwischenraums zwischen den dichtliegenden Polysiliziumleitungen
führt.
Es zeigt sich jedoch, dass das Spaltenfüllverhalten gut etablierter
plasmaunterstützter
CVD-Techniken mit hoher Abscheiderate für das Abscheiden von Siliziumnitrid, das
häufig
als Material für
die Ätzstoppschicht
verwendet wird, und für
Siliziumdioxid, das häufig
als Zwischenschichtdielektrikum eingesetzt wird, nicht mehr ausreichend
ist, um ein Zwischenschichtdielektrikum zuverlässig herzustellen, wie dies
detaillierter mit Bezug zu 1 erläutert ist.
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In 1 weist
ein Halbleiterbauelement 100 ein Substrat 101 auf,
das ein Siliziumvollsubstrat oder ein SOI- (Silizium auf Isolator)
Substrat mit einer darauf ausgebildeten Bauteilschicht 102 sein
kann, die beispielsweise eine Siliziumschicht 110 aufweist, die
darin eine Struktur 103 besitzt, die dicht liegende Polysiliziumleitungen 104 aufweisen
kann. Somit kann die Bauteilebene 102 ein im Wesentlichen
kristallines Siliziumgebiet repräsentieren,
in und auf dem Schaltungselemente, etwa Feldeffekttransistoren, Kondensatoren,
und dergleichen gebildet sind. Die Struktur 103 kann einen
Bereich mit mehreren dicht liegenden Polysiliziumleitungen repräsentieren,
oder die Leitungen 104 können Teile von Gateelektroden von
Transistorelementen darstellen. Die Leitungen 104 können an
ihren Seitenwänden
entsprechende Abstandselemente 105 aufweisen, wie sie typischerweise
zur Herstellungen von Gateelektrodenstrukturen verwendet werden.
Die Abstandselemente 105 können mehrere Abstandselemente,
etwa ein Offset-Abstandselement 113 und eine Beschichtung 112 enthalten,
wobei typischerweise die Beschichtung 112 und der Hauptanteil
des Abstandselements 105 aus unterschiedlichen Materialien
hergestellt sind. Eine Ätzstoppschicht 109,
die typischerweise Siliziumnitrid aufweist, ist über der Bauteilebene 102 so ausgebildet,
um die Schicht 110 und die Leitungsstruktur 103 abzudecken.
Eine Siliziumdioxidschicht 107 ist über der Ätzstoppschicht so gebildet,
um die Leitungsstruktur 103 vollständig einzuschließen.
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Ein
typischer konventioneller Prozessablauf zur Herstellung des Bauelements 100,
wie es in 1 gezeigt
ist, kann die folgenden Prozesse umfassen. Nach Herstellungsprozessen
zur Bildung von Schaltungselementen, etwa Transistoren, Kondensatoren
und der Leitungsstruktur 103, wobei gut etablierte Lithographie-,
Abscheide-, Ätz-,
Implantations- und andere Techniken gehören, wird die Ätzstoppschicht 109 typischerweise
durch plasmaunterstützte
chemische Dampfabscheidung (CVD) gebildet, da die plasmaunterstützte CVD
von Siliziumnitrid bei moderat niedrigen Temperaturen von weniger
als ungefähr
600°C durchführbar ist,
was kompatibel mit vorhergehenden Herstellungsprozessen und Materialien,
etwa Metallsiliziden und dergleichen, ist. Wie zuvor erläutert ist,
bringt es die zunehmende Reduzierung der Strukturgrößen auch
mit sich, dass ein Abstand zwischen benachbarten Schaltungselementen,
etwa ein Abstand 111 zwischen den dichtliegenden Leitungen 104 ebenso
reduziert und damit bis zu ungefähr
100 nm in der 130 nm-Technologie betragen kann, wohingegen der Abstand 111 bis
zu 30 nm und sogar weniger für
aktuell hergestellte CPUs der 90 nm-Technologie sein kann. Somit
müssen
Abscheidetechniken zur Herstellung einer dielektrischen Schicht
zum Einbetten der Leitungsstruktur 103, die dazwischen
offene Zwischenräume
aufweist, die Erfordernisse hinsichtlich eines geeigneten Füllverhaltens
erfüllen,
um damit zuverlässig
und vollständig
die leeren Zwischenräume
zwischen den dichtliegenden Leitungen 104 aufzufüllen. Durch
gut etablierte plasmaunterstützte
CVD-Prozessrezepte für
Siliziumnitrid kann die Schicht 109 in einer mehr oder
weniger konformen Weise mit einer Dicke im Bereich von ungefähr 10 bis
80 nm abgeschieden werden. Auf Grund des geringeren Abstands 111 können die
gut etablierten Abscheiderezepte, die in der 130 nm-Technologie
eingesetzt werden, jedoch unter Umständen nicht zu einer defektfreien
Abscheidung der Ätzstoppschicht 109 führen und
können stattdessen
Hohlräume 106a erzeugen.
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Danach
wird die Siliziumdioxidschicht 107 abgeschieden, was typischerweise
durch plasmaunterstützte
CVD auf der Grundlage von Vorstufenmaterialien, wie TEOS (Tetra-Ethyl-Orthosilikat) und Sauerstoff
bewerkstelligt wird, da plasmaunterstütztes CVD im Gegensatz zum
thermischen TEOS CVD das Abscheiden von Siliziumdioxid in moderat
konformer Weise – aber
dennoch mit deutlich geringeren Spaltenfüllqualitäten im Vergleich zum thermischen CVD – bei relativ
hoher mechanischer Stabilität
bei Temperaturen unterhalb von 600°C mit hohen Abscheideraten ermöglicht,
woraus sich eine hohe Produktionsausbeute ergibt. Ferner sind Stapelanlagen für plasmaverstärktes CVD
verfügbar,
so dass die Siliziumnitridschicht 109 und die plasmaunterstützte CVD-Siliziumdioxidschicht 107 in äußerst effizienter Weise
abgeschieden werden können.
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Wenn
jedoch der Abstand 111 ungefähr 30 nm oder sogar darunter
beträgt,
zeigt es sich, dass das Füllvermögen gut
etablierter plasmaunterstützter CVD-Techniken
für das
Abscheiden von Siliziumdioxid auf der Grundlage von TEOS und Sauerstoff
nicht mehr geeignet sein kann, um damit die leeren Zwischenräume zwischen
den Leitungen 104 vollständig aufzufüllen, wodurch möglicherweise
Hohlräume 106b erzeugt
werden, was wiederum in Verbindung mit den Hohlräumen 106a, die in
dem vorhergehenden Abscheideschritt erzeugt worden sein können, zu
ernsten Zuverlässigkeitsproblemen
während
der weiteren Bearbeitung des Halbleiterbauelements 100 führen kann.
Es sollte ferner beachtet werden, dass die Siliziumdioxidschicht 107 eine
gewisse Oberflächenstruktur
aufweist, die von der darunter liegenden Struktur der Bauteilebene 102 hervorgerufen
wird, beispielsweise von der Leitungsstruktur 103, so dass nachfolgende
Herstellungsprozesse, etwa ein Photolithographieschritt zur Bildung
von Kontaktöffnungen zu
darunter liegenden Bereichen von Schaltungselementen, die in der
Schicht 110 oder auf den Leitungen 104 angeordnet
sind, beeinträchtigt
werden kann. Daher ist es in einem standardmäßigen Prozessablauf erforderlich,
dass die Siliziumdioxidschicht 107 eingeebnet wird, was
typischerweise durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) bewerkstelligt
wird, wobei überschüssiges Material
der Siliziumdioxidschicht 107 durch chemische und mechanische
Wechselwirkung mit ei nem Schleifmittel und einem Polierkissen entfernt
wird, um schließlich eine
im Wesentlichen eingeebnete Oberfläche der Siliziumdioxidschicht 107 zu
erhalten. Der CMP-Prozess an sich ist ein äußerst komplexer Vorgang und erfordert
anspruchsvolle Prozessrezepte, die deutlich von den Eigenschaften
der Siliziumdioxidschicht 107, etwa der Dichte, der mechanischen
Verspannung, dem Wasserinhalt und dergleichen, abhängen. Somit
wurde viel Aufwand für
die 130 nm-Technologie betrieben, um entsprechende Prozessrezepte
für zuverlässige und
reproduzierbare CMP-Prozesse für plasmaunterstütztes CVD-TEOS-Siliziumdioxid zu entwickeln,
da dieses Material häufig
als eine dielektrische Zwischenschicht in Halbleiterbauelementen auf
Siliziumbasis und sogar in Bauelementen, die aus anderen Halbleitern
hergestellt sind, verwendet wird. Wie zuvor erläutert ist, kann der Übergang
zu der 90 nm-Technologie diese Prozessrezepte auf Grund des nicht
ausreichenden Spaltenfüllvermögens als
ungeeignet erscheinen lassen.
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Aus
diesem Grunde kann die dielektrische Schicht 107, die auf
der Siliziumnitridschicht 109 gebildet ist, durch eine
andere Abscheidetechnik aufgebracht werden, die ein deutlich verbessertes
Spaltenfüllvermögen besitzt,
um damit zumindest das Erzeugen der Hohlräume 106b zu vermeiden.
Somit kann die Siliziumdioxidschicht 107 durch einen thermischen
CVD-Prozess auf der Grundlage von TEOS und Ozon gebildet werden,
wodurch ein Siliziumdioxidfilm erzeugt wird, der ein ausgezeichnetes
Spaltenfüllvermögen aufweist,
d. h. diese Abscheidetechnik liefert eine ausgezeichnete Konformalität und kann
sogar ein „fließähnliches" Verhalten zeigen,
wodurch die leeren Zwischenräume
zwischen den Leitungen 104 zuverlässig gefüllt werden. Im Hinblick auf
die Filmeigenschaften gilt, dass der thermische CVD-Prozess typischerweise
bei deutlich höheren Drücken im
Vergleich zu der plasmauntestützten
Abscheidetechnik durchgeführt
wird, beispielsweise im Bereich von 200 bis 760 Torr, und daher
wird dieser Prozess als „subatmosphärische" CVD (SACVD) bezeichnet.
Eine weitere Abscheidetechnik für
Siliziumdioxid ist die plasmaunterstützte Abscheidung, in der ein
Plasma mit hoher Dichte verwendet wird, wodurch ebenso eine ausgezeichnete
Formanpassung und ein ausgezeichnetes Spaltenfüllvermögen erreicht wird. Nach der
Herstellung der Siliziumdioxidschicht 107 gemäß einer
dieser beiden Abscheidetechniken geht die weitere Bearbeitung weiter,
wie dies mit Bezug zu 1 beschrieben
ist. D. h., die Siliziumdioxidschicht 107 wird mittels
CMP eingeebnet. Trotz des überlegenen
Spaltenfüllvermögens von SACVD
und CVD mit hochdichtem Plasma (HDCVD) erweist es sich, dass die
sehr unterschiedlichen Filmeigenschaften der Siliziumdioxidschicht
im Vergleich zu dem plasmauntestütztem
CVD-Film vollständig neue
CMP- und Substrathandha bungsstrategien erfordern, und auch eine
deutliche Verringerung der Produktivität auf Grund der kleineren Abscheideraten mit
sich bringt, insbesondere, wenn die SACVD-Technik eingesetzt wird.
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Angesichts
der oben erkannten Probleme besteht ein Bedarf für eine effiziente Technik zum
Bilden einer dielektrischen Zwischenschicht für die erste Metallisierungsschicht,
insbesondere für
Bauteile mit Zwischenräumen
zwischen dichtliegenden Leitungen mit einem Abstand von ungefähr 100 nm
oder weniger.
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Überblick über die
Erfindung
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Im
Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an eine Technik,
die das Herstellen einer Ätzstoppschicht
und einer dielektrischen Zwischenschicht über der Bauteilebene eines
Halbleiterbauelements für
Leitungsstrukturen mit geringem Abstand durch gut etablierte CVD-Techniken
ermöglicht,
und die die Möglichkeit
für eine
weitere Größenreduzierung
der Bauteile bietet, ohne dass aufwendige Anpassungen von Abscheide-
und CMP-Prozessen erforderlich sind. Zu diesem Zwecke werden die
Seitenwandabstandselemente, die an Seitenwänden der dichtliegenden Leitungen
ausgebildet sind, vor dem Abscheiden der Ätzstoppschicht reduziert, wodurch
deutlich die Anforderungen für
die nachfolgende Ätzstoppschichtabscheidung
reduziert werden, da der effektive Abstand zwischen den Leitungen,
der von dem Abscheideprozess „gesehen" wird, deutlich größer wird.
Der Materialabtrag vor dem Abscheiden der Ätzstoppschicht und dem Abscheiden
des Zwischenschichtdielektrikums kann in einer Ausführungsform
durch einen Plasmaätzprozess
auf der Grundlage eines Rezepts erreicht werden, das eine moderat
hohe Selektivität
in Bezug auf das Material in den dichtliegenden Leitungen aufweist.
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Gemäß einer
weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Bilden einer
Struktur mit einer ersten Leitung mit einem ersten Abstandselement,
das an dessen Seitenwand abgebildet ist, und einer zweiten Leitung
mit einem zweiten Abstandselement, das an dessen Seitenwand ausgebildet
ist, wobei das erste und das zweite Abstandselement einander zugewandt
sind. Ferner wird ein metallenthaltendes Gebiet mit erhöhter Leitfähigkeit
auf jeder der Leitungen gebildet. Danach wird Material des ersten
und des zweiten Abstandselements abgetragen, um den Abstand zu vergrößern und
danach wird eine Ätzstoppschicht über der
Struktur abgeschieden.
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In
einer speziellen Ausführungsform
ist der zwischen dem ersten und dem zweiten Abstandselement definierte
Abstand kleiner als ungefähr
100 nm.
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Gemäß einer
noch weiteren anschaulichen Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Bilden einer
Struktur mit einer ersten Leitung mit einem ersten Abstandselement, das
an einer Seitenwand davon ausgebildet ist, und mit einer zweiten
Leitung mit einem zweiten Abstandselement, das an einer Seitenwand
davon ausgebildet ist, wobei das erste und das zweite Abstandselement
einander zugewandt sind und dazwischen ein Abstand definieren. Des
weiteren wird ein metallenthaltendes Gebiet mit erhöhter Leitfähigkeit
in jeder der Leitungen gebildet und es wird Material des ersten
und des zweiten Abstandselements zur Vergrößerung des Abstands mittels
eines selektiven Ätzprozesses
abgetragen, der eine größere Abtragsrate
für das
Abstandsmaterial im Vergleich zu dem metallenthaltenden Gebiet aufweist.
Schließlich
wird eine Ätzstoppschicht über der
Struktur abgeschieden.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnungen
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Weitere
Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert
und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung
hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert
wird; es zeigen:
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1 schematisch
ein Halbleiterbauelement mit dichtliegenden Leitungen während der
Herstellung einer dielektrischen Zwischenschicht für die erste
Metallisierungsschicht gemäß gut etablierter
konventioneller plasmaunterstützter
CVD-Abscheidetechniken;
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2a bis 2d schematisch
ein Halbleiterbauelement während
diverser Herstellungsschritte beim Bilden einer Ätzstoppschicht und einer dielektrischen
Zwischenschicht gemäß anschaulicher
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung;
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3 schematisch
ein Halbleiterbauelement während
der Herstellung einer dielektrischen Zwischenschicht auf einer Ätzstoppschicht,
wobei eine untere Siliziumdioxidschicht durch eine Abscheidetechnik
mit einem guten Spaltenfüllvermögen gemäß weiterer
Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung gebildet wird; und
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4a bis 4c schematisch
ein Halbleiterbauelement während
diverser Herstellungsphasen bei der Bildung einer Ätzstoppschicht
und einer dielektrischen Zwischenschicht, wobei Abstandselemente
vor und nach der Herstellung von metallenthaltenden Gebieten gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung reduziert werden.
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Detaillierte
Beschreibung
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Obwohl
die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben ist,
wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den
Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein,
dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen
nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen
anschaulichen offenbarten Ausführungsformen
einzuschränken,
sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen vielmehr
lediglich die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung dar, deren
Schutzbereich durch die angefügten
Patentansprüche
definiert ist.
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Die
vorliegende Erfindung löst
das Problem der Hohlraumerzeugung während des Abscheidens einer Ätzstoppschicht
und eines Zwischenschichtdielektrikums über der Bauteilebene einer
Halbleiterstruktur, indem Abstandselemente, die typischerweise auf
Leitungen in der Bauteilebene, etwa Polysiliziumleitungen, Gateelektroden,
und dergleichen gebildet werden, zumindest reduziert werden, sobald
die maskierende Wirkung der Seitenwandabstandselemente für den weiteren
Herstellungsvorgang nicht mehr erforderlich ist. Somit können nach
Implantationssequenzen, in denen die Seitenwandabstandselemente
als Implantationsmaske wirken, und nach dem Bilden von metallenthaltenden
Gebieten in den Polysiliziumleitungen mittels Silizidierung, wobei
die Seitenwandabstandselemente als eine Maske für das nahezu vollständige Vermeiden
der Ausbildung von leitenden Verbindungen dienen, die Abstandselemente
entfernt oder deutlich in ihrer Größe reduziert werden, um damit
die Anforderungen für
einen nachfolgenden Abscheideprozess zu verringern, indem eine Breite
des Abstands zwischen dichtliegenden Polysiliziumleitungen deutlich
vergrößert wird. Somit
wird der nachfolgende Abscheideprozess zur Herstellung der Ätzstoppschicht
zu einer deutlich größeren Zuverlässigkeit
in Bezug auf die Erzeugung von Hohlräumen und kann ebenso die Basis
für eine zuverlässigere
Abscheidung eines Zwischenschichtdielektrikums bilden. In einigen
Aspekten der vorliegenden Erfindung kann die Effizienz des teilweisen oder
vollständigen
Abtrags der Abstandselemente noch weiter verbessert werden, indem
ein Abscheideprozess mit verbesserten Spaltenfüllvermögen während des Abscheidens des Zwischenschichtdielektrikums
verwendet wird, so dass in noch zuverlässigerer Weise das Erzeugen
von Hohlräumen
in dem Zwischenschichtdielektrikum nach der im Wesentlichen hohlraumfreien
Abscheidung der Ätzstoppschicht
vermieden wird. In diesen Ausführungen
ist es besonders vorteilhaft, das Zwischenschichtdielektrikum in
Form von Siliziumdioxid mit einer ersten Schicht, die ein verbessertes
Spaltenfüllvermögen zeigt,
und mit einer zweiten Schicht, die die gewünschten mechanischen Eigenschaften
liefert, vorzusehen. Dazu können
gut etablierte Abscheidetechniken, etwa die plasmaunterstützte CVD
auf der Grundlage von TEOS benutzt werden, wohingegen beispielsweise
die subatmosphärische
CVD (SACVD) auf der Grundlage von TEOS für ein „fließähnliches" Abscheideverhalten sorgen kann, wodurch
die Struktur, die die dichtliegenden Leitungen mit der darauf ausgebildeten
im Wesentlichen hohlraumfreien Ätzstoppschicht
beinhaltet, zu einem gewissen Maße „nivelliert" wird. Danach kann
der Hauptanteil des Materials des Siliziumdioxid-Zwischenschichtdielektrikums
durch TEOS-CVD-Techniken mit hoher Ausbeute abgeschieden werden.
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In
anderen Ausführungsformen
können
die Abstandselemente zwei mal in der Größe reduziert werden, wodurch
die Möglichkeit
geschaffen wird, die Anforderungen im Hinblick auf die Selektivität des Ätzprozesses
beim Materialabtrag der Abstandselemente unmittelbar vor dem Abscheiden
der Ätzstoppschicht
zu verringern. Ferner kann eine Verbesserung des Leistungsverhaltens
erreicht werden, indem die Abstandselementsgröße in einzelnen Prozessschritten
individuell angepasst wird. Beispielsweise kann die Funktion der
Abstandselemente als eine Implantationsmaske und als eine Reaktionsmaske
zwei unterschiedliche Größen des
Abstandselements erfordern, so dass nach der Ionenimplantation die
Größe des Abstandselements
reduziert werden kann, um damit optimaler an die nachfolgende Herstellung von
metallenthaltenden Gebieten innerhalb der dichtliegenden Leitungen
angepasst zu sein, wodurch ebenso die Möglichkeit geboten wird, die
Größe des Abstandselements
effizienter unmittelbar vor dem Abscheiden der Ätzstoppschicht zu reduzieren.
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Mit
Bezug zu den 2a bis 2d, 3 und 4a bis 4c werden
diese und weitere anschauliche Ausführungsformen der vorliegenden
Erfindung nunmehr detaillierter beschrieben.
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2a zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht eines Halbleiterbauelements 200 mit
einem Substrat 201, das ein beliebiges geeignetes Halbleitervollsubstrat,
etwa ein Siliziumsubstrat, sein kann, oder das ein isolierendes
Substrat sein kann mit einer darauf ausgebildeten kristallinen Halbleiterschicht. Insbesondere
kann das Substrat 201 ein SOI- (Silizium auf Isolator)
Substrat repräsentieren,
da moderne integrierte Schaltungen zunehmend als SOI-Bauteile auf
Siliziumbasis hergestellt werden. Das Substrat 201 umfasst
eine Bauteilebene bzw. Schicht 202, die eine im Wesentlichen
kristalline Halbleiterschicht 210 enthalten kann, in und
auf der Schaltungselemente, etwa Transistoren, Kondensatoren und
dergleichen gebildet sind. Die Bauteilebene 202 umfasst
ferner eine Struktur 203, die über der Halbleiterschicht 210 ausgebildet
ist, die zumindest eine erste Leitung 204a und eine zweite
Leitung 204b enthält.
Die erste und die zweite Leitung 204a, 204b und
beliebige damit verknüpfte
Komponenten werden als im Wesentlichen identisch angenommen und
daher werden diese Komponenten unter Bezugnahme auf die erste Leitung 204a beschrieben,
wobei entsprechende Komponenten für die zweite Leitung 204b mit
den gleichen Bezugszeichen belegt sind, mit Ausnahme eines „b" anstelle eines „a". An Seitenwänden der ersten
Leitung 204a ist ein Abstandselement 205a ausgebildet,
das von der Leitung 204a durch ein weiteres Abstandselement,
das hierin als Offset-Abstandselement 213a bezeichnet ist,
und eine Beschichtung 212a getrennt sein kann. Des weiteren
ist ein metallenthaltendes Gebiet 215a auf der Leitung 204a gebildet
und kann Metallsilizid enthalten, da die Leitung 204a typischerweise
in modernen integrierten Schaltungen, die auf der Grundlage von
Silizium hergestellt werden, aus Polysilizium gebildet ist. Ferner
kann eine dünne
Isolationsschicht 216a typischerweise zwischen der kristallinen
Halbleiterschicht 210 und der Leitung 204 gebildet
sein. In speziellen Ausführungsformen
repräsentiert
die Isolationsschicht 216a eine Gateisolationsschicht und
die Leitung 204a repräsentiert
die Gateelektrode eines Feldeffekttransistors.
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Wie
gezeigt ist, definieren die entsprechenden Abstandselemente 205a, 205b die
einander zugewandt sind, einen Zwischenraum dazwischen, der durch
einen Abstand 211 definiert ist, der als der Abstand zwischen
den Fußbereichen
der entsprechenden Abstandselemente 205a, 205b definiert
sein kann. In integrierten Schaltungen, die gemäß der 90 nm-Technologie hergestellt werden, d. h.,
die Abmessung einer Leitung und eines entspre chenden Zwischenraums
in einem im Wesentlichen periodischen Muster aus Schaltungsstrukturelementen
mit minimalen Entwurfsabmessungen, beträgt 90 nm, kann der Abstand 211 einen
Entwurfswert von 30nm oder sogar weniger aufweisen, wenn Transistorstrukturen oder
Polysiliziumleitungsstrukturen mit größerer Dicke der Abstandselemente
betrachtet werden. Es sollte beachtet werden, dass der Wert von
30 nm für den
Abstand 211 sich auf den Entwurfswert bezieht und dass
entsprechende Abweichungen in tatsächlichen Bauelementen auf Grund
von Prozesstoleranzen auftreten können. Wie zuvor erläutert ist,
führt der Übergang
von der 130 nm-Technologie, wodurch ungefähr 100 nm für den Abstand 211 entstehen,
zu der 90 nm-Technologie zu merklichen Zuverlässigkeitsproblemen beim Füllen des
Zwischenraums, der durch den Abstand 211 definiert ist,
für einen
Wert von weniger als 100 nm und insbesondere 30 nm und weniger,
was sich jedoch durch Verringern der Größe der Abstandselemente 205a und 205b berücksichtigen
lässt,
wie dies nachfolgend detaillierter erläutert ist.
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Ferner
kann das Bauelement 200 ein metallenthaltendes Gebiet mit
erhöhter
Leitfähigkeit 215 aufweisen,
d. h. eine Metallsilizidschicht, die über einem Source/Drain-Gebiet
gebildet ist, das zwischen der ersten und der zweiten Leitung 204a, 204b ausgebildet
ist, wobei die Abmessung im Wesentlichen durch den Abstand 211 bestimmt
ist. Es sollte jedoch beachtet werden, dass in anderen Konfigurationen die
Abstandselemente 205a, 205b im Wesentlichen überlappen
können,
so dass der resultierende Abstand 211 im Wesentlichen Null
ist. In diesem Falle ist das Gebiet 215 nicht erforderlich.
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Ein
typischer Prozessablauf für
das Halbleiterbauelement 200, wie es in 2a gezeigt
ist, kann im Wesentlichen die gleichen Prozesse beinhalten, wie
sie zuvor mit Bezug zu 1 beschrieben sind. D. h., nach
dem Herstellen einer dünnen
Isolationsschicht durch Abscheidung und/oder Oxidation und nach
dem Abscheiden einer Materialschicht für die dichtliegenden Leitungen 204a, 204b kann
ein entsprechender anspruchsvoller Strukturierungsprozess ausgeführt werden,
um die Leitungen 204a, 204b zu erhalten. Danach
können
die Offset-Abstandselemente 212a, 212b durch Abscheide-
und Ätztechniken
hergestellt werden, an die sich Implantationssequenzen anschließen können. Danach
werden die Abstandselemente 205a, 205b einschließlich der
Beschichtungen 212a, 212b durch Abscheide- und
anisotrope Ätztechniken
hergestellt, woran sich weitere Implantationssequenzen anschließen können. Es
werden dann Ausheizprozesse so durchgeführt, um Dotierstoffe zu aktivieren
und durch die Implantation hervorgerufene Schäden zu rekristallisieren. Danach können die
metallenthaltenden Gebiete 215a, 215b und möglicherweise 215 durch
Abscheiden eines hochschmelzenden Metalls und in Gang setzen einer
chemischen Reaktion mit dem darunter liegenden Halbleitermaterial,
das in dem vorliegenden Beispiel Silizium oder Polysilizium ist,
gebildet werden, wobei die Abstandselemente 205a, 205b als eine
Reaktionsmaske dienen.
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2b zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement 200 in einem weiter
fortgeschrittenen Herstellungsstadium, wobei das Bauelement 200 einem Ätzprozess 220 zum
Entfernen von Material der Abstandselemente 205a, 205b zur
Verringerung ihrer Größe unterliegt.
Die Abstandselemente mit der reduzierten Größe in 2b sind
mit 225a und 225b bezeichnet. Auf Grund der Abstandselemente 225a, 225b mit
reduzierter Größe wird
auch der Abstand 211 vergrößert und ist nunmehr mit 211a bezeichnet. In
speziellen Ausführungsformen
besitzen die Abstandselemente 225a, 225b mit reduzierter
Größe Abmessungen,
so dass der Abstand 211a mit einer Größe vorliegt, die vergleichbar
ist zu entsprechenden Abmessungen in der 130 nm-Technologie. Somit kann
in diesen anschaulichen Ausführungsformen der
Abstand 211a eine Größe in der
Größenordnung von
100 nm aufweisen. In anderen Ausführungsformen besitzen die reduzierten
Abstandselemente 225a, 225b Abmessungen, die zu
ungefähr
70 nm oder mehr für
den Abstand 211a führen.
In anderen anschaulichen Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung können
die Abstandselemente 205a, 205b (2a)
im Wesentlichen entfernt werden, wobei abhängig von dem für den Prozess 220 verwendeten Ätzrezept
die Beschichtung 212a, 212b und die Offset-Abstandselemente 213a, 213b entfernt
werden oder auch nicht.
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Der Ätzprozess 220 kann
in einigen Ausführungsformen
so gestaltet sein, um eine Selektivität zwischen dem Material der
Abstandselemente 205a, 205b und den metallenthaltenden
Gebieten 215a, 215b aufzuweisen, wodurch nur ein
unmerklicher Materialabtrag in diesen metallenthaltenden Gebieten
hervorgerufen wird, während
von den Abstandselementen 205a, 205b deutlich
Material abgetragen wird, wodurch die reduzierten Abstandselemente 225a, 225b hervorgehen,
oder wodurch die Abstandselemente 205a, 205b im
Wesentlichen vollständig entfernt
werden. In einer speziellen Ausführungsform ist
der Ätzprozess 220 als
ein Plasmaätzprozess
auf der Grundlage einer Ätzchemie
vorgesehen, die Kohlenmonoxid (CO), eine Kohlenstoff/Wasserstoff/Fluor (CHF)
Verbindung und Sauerstoff enthält.
Die Kohlenstoff/Wasserstoff/Fluor/Verbindung kann als CH3F vorgesehen sein. Im Prinzip kann jede
geeignete Plasmaätzanlage
für den Ätzprozess 220 verwendet werden,
sofern darin eine geeignete Plasmaatmosphäre erzeugt werden kann. In
einer Ausführungsform
wird der Plasmaätzprozess 220 in
einer TEL-DRM-UNITY-Ätzanlage
ausgeführt,
die mit den folgenden Parameterbereichen verwendet werden kann.
Die Plasmaleistung wird auf ungefähr 220 bis 270 Watt, beispielsweise
ungefähr
250 Watt eingestellt, und der Kammerdruck wird auf ungefähr 30 bis 50
Millitorr, beispielsweise 40 Millitorr eingestellt. Die Ätzchemie
in der Plasmaatmosphäre
kann auf der Grundlage von Kohlenmonoxid mit einer Durchflussrate
von ungefähr
20 bis 40 sccm (Standardkubikzentimeter pro Minute), beispielsweise
ungefähr
30 sccm, bei einer Durchflussrate von CH3F
von ungefähr 20
bis 40 sccm, beispielsweise ungefähr 30 sccm und einer Durchflussrate
von Sauerstoff von ungefähr
100 bis 140 sccm, beispielsweise von ungefähr 120 sccm, erzeugt werden.
Auf der Grundlage der obigen Ätzparameter
kann die schließlich
erreichte Größe der reduzierten
Abstandselemente 225a, 225b durch Steuern der Ätzzeit eingestellt
werden. Beispielsweise führt
für eine
Abstandselementsbreite von ungefähr
70 nm für
die Abstandselemente 205a, 205b und von ungefähr 30 nm
für den
Abstand 211 eine Ätzzeit
von ungefähr
20 bis 30 Sekunden zu einem geeigneten Wert im Bereich von 70 bis
100 nm für
den vergrößerten Abstand 211a.
Basierend auf den obigen Ätzparametern
und mit der spezifizierten Ätzzeit
ist ein Materialabtrag in den metallenthaltenden Gebieten 215a, 215b für das Bauteilverhalten und
die weiteren Herstellungsprozesse nicht nennenswert. In einigen
Ausführungsformen,
wenn selbst ein geringer Betrag an Materialabtrag in den metallenthaltenden
Gebieten 215a, 215b nicht akzeptabel ist, kann
dem entsprechenden Materialverlust durch das Vorsehen einer größeren Anfangshöhe der Leitungen 204a, 204b Rechnung
getragen werden. In anderen Ausführungsformen
kann der geringe Materialverlust der metallenthaltenden Gebiete 215a, 215b durch
entsprechendes Vergrößern der Gesamtgröße der metallenthaltenden
Gebiete 215a, 215b kompensiert werden, wie dies
später
mit Bezug zu den 4a bis 4c erläutert ist.
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Es
sollte beachtet werden, dass die obigen Prozessparameter für den Ätzprozess 220 von
der Gestalt der Ätzanlage,
etwa der Kammergeometrie, abhängen
können,
wobei jedoch auf der Grundlage der obigen Parameterbereiche entsprechende
Prozessrezepte für
beliebige andere Plasmaätzanlagen leicht
herleitbar sind.
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Während des Ätzprozesses 220 können die Beschichtungen 212a, 212b und
die Offset-Abstandselemente 213a, 213b auch
eine deutlich reduzierte Abtragsrate im Vergleich zu dem Material
der Abstandselemente aufweisen, so dass sie zumindest teilweise
als eine Ätzstoppschicht
für freigelegte
Bereiche der Leitungen 204a, 204 und/oder Material
der Halbleiterschicht 210 benachbart zu dem metallenthaltenden
Gebiet 215 dienen. Reste der freigelegten Bereiche der
Beschichtungen 212a, 212b und der Offsetabstandselemente 213a, 213b können nachfolgend
durch einen isotropen nasschemischen Ätzprozess entfernt werden,
beispielsweise auf der Grundlage von Flusssäure (HF), wenn die Beschichtungen 212a, 212b und
die Offset-Abstandselemente 213a, 213b aus Siliziumdioxid
aufgebaut sind.
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2c zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement 200 mit einer Ätzstoppschicht 209,
die beispielsweise Siliziumnitrid aufweist und auf der Struktur 203 gebildet
ist, woran sich ein Zwischenschichtdielektrikum mit einer Schicht 207 anschließt, die
in einer Ausführungsform
als Siliziumdioxid vorgesehen ist. Wie zuvor erläutert ist, verringert der vergrößerte Abstand 211a,
der sich aus den reduzierten Abstandselementen 225a, 225b ergibt,
deutlich die Anforderungen, die dem plasmaunterstützten CVD-Prozess zur
Herstellung der Ätzstoppschicht 209 auferlegt sind,
so dass gut etablierte Abscheiderezepte verwendet werden, möglicherweise
mit geringfügigen Anpassungen,
um eine im Wesentlichen hohlraumfreie Ätzstoppschicht bereitzustellen.
Folglich können die
bestehende Ätzanlagen
in Verbindung mit gut bewährten
Abscheiderezepten, wie sie gegenwärtig für Bauelemente der 130 nm-Technologie für Substrate mit
einem Durchmesser von 200 mm verwendet werden, auch für modernere
Bauelemente eingesetzt werden, die kritische Entwurfsabmessungen
von 90nm und weniger erfordern. In einigen Ausführungsformen können die
gut etablierten Abscheiderezepte für Siliziumdioxid auf der Grundlage
von plasmaunterstützter
CVD aus TEOS weiterhin ohne deutliche Änderungen verwendet werden,
wodurch die gewünschten
Eigenschaften der Zwischenschicht 207 geliefert werden,
insbesondere im Hinblick auf den nachfolgenden CMP-Prozess. Somit
kann nach dem Bilden des Zwischenschichtdielektrikums 207 die
Oberfläche
der Struktur durch chemisch-mechanisches Polieren eingeebnet werden,
wobei gut etablierte Prozessrezepte verwendet werden können, und
danach wird ein Photolithographieprozess ausgeführt, um Kontaktöffnungen
durch das Zwischenschichtdielektrikum 207 und die Ätzstoppschicht 209 zu
bilden.
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2b zeigt
schematisch das Halbleiterbauelement 200 nach der oben
beschriebenen Prozesssequenz. Somit umfasst das Bauelement 200 eine
im Wesentlichen eingeebnete Oberfläche 207a und entsprechende
Kontaktöffnungen 216a, 216b,
die mit den entsprechenden Leitungen 204a, 204b verbunden
sind. Es sollte beachtet werden, dass abhängig von der Architektur der
Struktur 203, beispielsweise abhängig von der Transistorarchitektur,
andere Kontaktöffnungen
gebildet werden können,
die mit dem metallenthaltenden Gebiet 215 oder anderen
Drain- und Sourcegebieten (nicht gezeigt) der Struktur 203 verbunden
sind.
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Es
gilt also: durch Abtragen von Material der Seitenwandabstandselemente 205a, 205b unmittelbar
vor dem Abscheiden der Ätzstoppschicht 209 wird
das Aspektverhältnis
des Zwischenraums, der zwischen den Leitungen 204a, 204b gebildet
ist, verringert, wodurch eine im Wesentlichen hohlraumfreie Abscheidung
der Ätzstoppschicht 209 und
des Zwischenschichtdielektrikums 207 ermöglicht wird.
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3 zeigt
schematisch ein Halbleiterbauelement 300 im Querschnitt,
das gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung hergestellt ist. In 3 sind
Komponenten, die identisch oder ähnlich
zu den in den 2a bis 2d gezeigten
Komponenten sind, mit den gleichen Bezugszeichen belegt, mit Ausnahme
einer führenden „3" anstelle einer „2". Für eine detaillierte Beschreibung
dieser Komponenten sei auf die mit Bezug zu den 2a bis 2b beschriebenen Ausführungsformen
verwiesen. In dieser Ausführungsform
ist die Leitungsstruktur 303, die die Leitungen 304a, 304b enthält, von
der Ätzstoppschicht 306 bedeckt,
woran sich eine erste dielektrische Schicht 317 und eine
zweite dielektrische Schicht 307 anschließt, die
im Wesentlichen identisch sein kann zu dem Zwischenschichtdielektrikum 207 der 2a bis 2d.
Die zusätzliche
dielektrische Schicht 317 kann ein Material aufweisen,
das ein Abscheiden mit verbesserten Spaltenfülleigenschaften ermöglicht.
In einer speziellen Ausführungform
ist die dielektrische Schicht 317 aus Siliziumdioxid aufgebaut,
dessen Eigenschaften sich von den Eigenschaften der dielektrischen
Schicht 307 unterscheiden können, wenn diese Siliziumdioxid
aufweist, da eine andere Abscheidetechnik verwendet ist. Hierbei
kann die dielektrische Schicht 317 durch plasmaunterstütztes CVD
mit hochdichtem Plasma oder durch subatmosophärisches CVD abgeschieden werden,
die beide verbesserte Spaltenfülleigenschaften
und sogar ein fliessähnliches
Abscheideverhalten im Vergleich zur plasmaunterstützten CVD-Technik
auf der Basis von TEOS zeigen, mit der die dielektrische Schicht 307 gebildet
ist. Somit kann durch zunächst
Abscheiden der dielektrischen Schicht 317 die Anforderung
für die
nachfolgende plasmaunterstützte
CVD der Schicht 307 weiter verringert werden, wodurch die Zuverlässigkeit
der Prozessabfolge im Bezug auf das Vermeiden von Hohlräumen innerhalb
der Ätzstoppschicht 309 und/oder
des Zwischenschichtdielektrikums mit den Schichten 317 und 307 weiter
verbessert werden kann. Somit bietet das Abscheiden der dielektrischen
Schicht 317 mit den verbesserten Spaltenfülleigenschaften
in Verbindung mit dem Materialabtrag der Seitenwandabstandselemente,
wodurch die reduzierten Abstandselemente 325a, 325b oder
die Leitungen 304a, 304b im Wesentlichen ohne Abstandselemente
geschaffen werden, die Möglichkeit, Ätzstoppschichten
und Zwischenschichtdielektrika auf der Bauteilebene 302 zuverlässig auf
der Grundlage gut etablierter Rezepte herzustellen, selbst für äußerst größenreduzierte
Halbleiterbauelemente.
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4a zeigt
schematisch eine Querschnittsansicht eines Halbleiterbauelements 400 gemäß weiterer
anschaulicher Ausführungsformen
der vorliegenden Erfindung. Das Bauelement 400 umfasst
ein Substrat 401 mit einer darauf ausgebildeten Bauteilebene 402 mit
einer Halbleiterschicht 410 und einer Leitungsstruktur 403.
Die Leitungsstruktur 403 enthält mehrere Leitungen 404,
etwa Polysiliziumleitungen, wobei an den jeweiligen Seitenwänden Abstandselemente 405 gebildet
sind. Die Leitungen 404 können auf entsprechenden Isolationsschichten 416 gebildet
sein.
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Hinsichtlich
eines Prozessablaufs zur Herstellung des Bauelements 400,
wie es in 4a gezeigt ist, sei auf die
entsprechenden Prozessabläufe verwiesen,
die mit Bezug zu den 1 und 2a beschrieben
sind. Insbesondere können
die Seitenwandabstandselemente 405 so gebildet werden,
um einen spezifizierten Entwurfsabstand 411 zwischen benachbarten
Leitungen 404 zu definieren, wobei der Abstand 411 in
Kombination mit der Breite der Abstandselemente 405 so
gestaltet ist, um die erforderliche Funktionalität bereitzustellen. Beispielsweise können die
Leitungen 404 Gateelektroden einer Transistorstruktur repräsentieren,
wobei die Abstandselemente 405 als Implantationsmasken
während
eines Ionenimplantationsprozesses 430 dienen. Der Ionenimplantationsprozess 430 kann
so gestaltet sein, um eine gewünschte
Dotierstoffkonzentration in der Halbleiterschicht 410 und
den Leitungen 404 zu erzeugen, wobei die Leitung 404 in
Verbindung mit den Abstandselementen 405 das gewünschte laterale
Dotierstoffprofil gewährleisten.
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4b zeigt
schematisch das Bauelement 400 in einem fortgeschrittenen
Herstellungsstadium, in welchem das Bauelement 400 einem
ersten Ätzprozess 421 zum
Entfernen von Material der Abstandselemente 405 unterliegt.
In einigen Ausführungsformen
kann der Ätzprozess 421 als
ein anisotroper Ätzprozess
mit ähnlichen
oder identischen Ätzparametern
ausgeführt
werden, wie sie auch während
der Ausbildung der Abstandselemente 405 ver wendet werden,
wenn eine entsprechend abgeschiedene Abstandsschicht einem anisotropen Ätzprozess unterzogen
wird, der schließlich
zu den Abstandselementen 405 führt. Hierbei kann die Beschichtung 412 (4a)
weiterhin als eine Ätzstoppschicht
dienen, um im Wesentlichen eine ungewünschte Materialentfernung freigelegter
Bereiche der Leitungen 404 und der Schicht 410 zu
vermeiden. Der Ätzprozess 421 ist
ferner so gestaltet, um reduzierte Seitenwandabstandselemente 405r zu
hinterlassen, deren Abmessungen so ausgewählt sind, dass diese als eine
Reaktionsmaske in einem nachfolgenden Silizidierungsprozess dienen.
Dazu kann die Größe der Abstandselemente 405r mit
einer gewünschten
maskierenden Wirkung während
der nachfolgenden Silizidierung in Beziehung gesetzt werden, und
auf der Grundlage dieser Beziehung können entsprechende Prozessparameter,
etwa die Ätzzeit,
so eingestellt werden, um die gewünschte Größe der Abstandselemente 405r zu
erreichen.
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4b zeigt
metallenthaltende Gebiete 415a in den Leitungen 404 und
ein metallenthaltendes Gebiet 415 in der Halbleiterschicht 410,
das im Wesentlichen die Abmessungen aufweist, wie sie durch einen
vergrößerten Abstand 411a spezifiziert sind,
der durch die reduzierten Abstandselemente 405r definiert
ist. Die Gebiete 415a und 415 können durch
Abscheiden eines hochschmelzenden Metalls und in Gang setzen einer
chemischen Reaktion mit dem darunter liegenden Material gebildet
werden, wobei die Abstandselemente 405r als eine Reaktionsmaske
mit geeigneten Abmessungen dient, um das Bilden leitender Verbindungswege
zwischen den Leitungen 404 oder zwischen den Leitungen 404 und dem
Gebiet 415 zu vermeiden. Da ein vergrößerter Oberflächenbereich
der Leitungen 404 für
die chemische Reaktion im Vergleich zu den zuvor beschriebenen Ausführungsformen
verfügbar
ist, kann ein größerer Anteil
der Leitungen 404 in ein äußerst leitfähiges Metallsilizid umgewandelt
werden, wodurch das Bauteilverhalten verbessert und ein Materialverlust kompensiert
oder überkompensiert
werden kann, der sich während
einer nachfolgenden Reduzierung der Abstandselemente 405r einstellen
kann.
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Es
sollte beachtet werden, dass in einigen Ausführungsformen die Abstandselemente 405r vor der
Ionenimplantation 430 und vorteilhafterweise während des
anisotropen Ätzprozesses
zur Bildung der Abstandselemente 405 gebildet werden können. In
diesem Falle kann der Ätzprozess
solange fortgesetzt werden, um die Abstandselemente 405r unmittelbar
aus einer entsprechend abgeschiedenen Abstandsschicht herzustellen,
wodurch die Prozesseffizienz verbessert wird. In diesem Falle kann
eine entsprechende Abhängigkeit
zwischen Prozessparametern des anisotropen Ätzprozesses und einer entsprechenden
Größe der Abstandselemente 405r erstellt
werden, um damit sowohl der Anforderung für eine geeignete Implantationsmaske
während
des Prozesses 430 als auch der Anforderung für eine Reaktionsmaske
während
des Silizidierungsprozesses zu genügen. Mit dieser Prozessstrategie
kann ein größeres Gebiet 415a im
Vergleich zu den mit Bezug zu den 2a bis 2d beschriebenen
Ausführungsformen
erhalten werden, obwohl die Erfordernis für eine geeignete Implantationsmaske
während
des Prozesses 430 möglicherweise
keine so intensive Größenreduzierung
zulässt,
wie dies in der in 4b gezeigten Ausführungsform
der Fall ist. Unabhängig von
der Prozessstrategie zur Herstellung der Abstandselemente 405r kann
danach ein weiterer Ätzprozess
ausgeführt
werden, etwa der Ätzprozess 220 (2b),
um weiterhin Material der Abstandselemente 405r zu entfernen
oder, in einigen Ausführungsformen,
um die Abstandselemente 405r im Wesentlichen vollständig abzutragen.
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4c zeigt
schematisch das Bauelement 400 in einem weiter fortgeschrittenen
Herstellungsstadium. Das Bauelement 400 umfasst reduzierte Abstandselemente 425 und
eine Ätzstoppschicht 409,
die im Wesentlichen ohne Hohlräume
in den Zwischenraum der Leitungen 404 auf Grund eines weiter
vergrößerten Abstands 411b gebildet
sind. Da der Materialabtrag zur Herstellung der reduzierten Abstandselemente 425 auf
der Grudnlage des Ätzprozesses 220 mit
den Abstandselementen 405r beginnt, die im Vergleich zu
den mit Bezug zu den 2a bis 2d beschriebenen
Ausführungsformen
eine reduzierte Dicke aufweisen, kann ein ähnlicher Abstand 411b entsprechend
dem Abstand 211a in einer deutlich kürzeren Ätzzeit erreicht werden, wodurch
ein Materialabtrag der Gebiete 415a und 415 während des Ätzprozesses
weiter verringert wird. Andererseits kann für einen vorgegebenen zulässigen Materialabtrag
der Gebiete 415a, 415 ein deutlich größerer Abstand 411b im
Vergleich zu 211a erreicht werden, wodurch die Zuverlässigkeit
des nachfolgenden Abscheideprozesses für die Herstellung der Ätzstoppschicht 409 im
Wesentlichen ohne Hohlräume
weiter verbessert wird. In Ausführungsformen,
in denen die reduzierten Abstandselemente 405r im Wesentlichen
vollständig
zu entfernen sind, kann der entsprechende Ätzprozess ohne ungewollte Beschädigung des
Gebiets 415a, 415 auf Grund der deutlichen Größenreduzierung
der Abstandselemente 405r durchgeführt werden, wodurch keine unnötige „Ätznachlaufzeit" auf Grund von Prozessungleichförmigkeiten
erforderlich ist. Somit kann durch Bereitstellen der Abstandselemente 405r mit
den reduzierten Abmessungen vor dem Bilden der metallenthaltenden
Gebiete 415a, 415 in Verbindung mit einem weiteren
Materialabtrag nach der Bildung der Gebiete 415a, 415 und
vor dem Abscheiden der Ätz stoppschicht 409 die
Effizienz des Abscheideprozesses und der nachfolgenden Abscheidung
eines Zwischenschichtdielektrikums noch weiter verbessert werden.
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Danach
kann der weitere Prozessablauf durch Abscheiden eines Zwischenschichtdielektrikums
fortgesetzt werden, wobei ein einzelner Abscheideprozess oder zwei
oder mehr Abscheideprozesse angewendet werden können. D. h., die weitere Bearbeitung
kann so fortgesetzt werden, wie dies mit Bezug zu den 2c und 2d oder
mit Bezug zu 3 beschrieben ist.
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Es
gilt also: die vorliegende Erfindung stellte eine Technik bereit,
die das Bilden von im Wesentlichen hohlraumfreien Ätzstoppschichten
und Zwischenschichtdielektrika über
der Bauteilebene von äußerst größenreduzierten
integrierten Schaltungen auf der Grundlage gut etablierter Prozessrezepte
und Prozessanlagen ermöglicht,
indem vor dem Abscheiden der Ätzstoppschicht
ein deutlicher Anteil des Materials von den Seitenwandabstandselementen
entfernt wird, wodurch deren Größe wirkungsvoll
reduziert und damit der effektive Abstand zwischen dichtliegenden
Leitungen vergrößert wird.
Insbesondere in Verbindung mit einer effizienten Abscheidetechnik zum
Abscheiden eines Zwischenschichtdielektrikums, etwa einer Abscheidetechnik
mit überlegenen Spaltfüllvermögen in Verbindung
mit einer standardmäßigen plasmaunterstützten Abscheidung, und/oder
in Verbindung mit einem weiteren Materialabtrag der Seitenwandabstandselemente
vor dem Bilden von Metallsilizidgebieten in dichtliegenden Leitungen
kann die Gesamteffizienz der erfindungsgemäßen Prozessstrategie deutlich
verbessert werden.
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Weitere
Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden
für den
Fachmann angesichts dieser Beschreibung ofenkundig. Daher ist diese
Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann
die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Erfindung
zu vermitteln. Selbstverständlich
sind die hierin gezeigten und beschriebenen Formen der Erfindung
als die gegenwärtig
bevorzugten Ausführungsformen
zu betrachten.