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Gebiet der vorliegenden Erfindung
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Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung integrierte Schaltungen und betrifft insbesondere Kontaktstrukturen zur Verbindung von Kontaktbereichen oder Metallgebieten von Halbleiterauelementen mit Leitungen oder leitenden Gebieten, etwa Metallleitungen, in einer höheren Verdrahtungsebene des Halbleiterbauelements.
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Beschreibung des Stands der Technik
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Die Herstellung von Mikrostrukturen, etwa von integrierten Schaltungen, macht es erforderlich, dass kleinste Gebiete mit genau gesteuerter Größe in einer oder mehreren Materialschichten eines geeigneten Substrats, etwa eines Siliziumsubstrats, eines SOI-(Silizium-auf-Isolator-)Substrats oder anderer geeigneter Trägermaterialien hergestellt werden. Diese kleinsten Gebiete mit genau gesteuerter Größe werden typischerweise gebildet, indem die Materialschicht oder Schichten strukturiert werden mittels Lithographie, Ätzen, Implantation, Abscheideprozesse und dergleichen, wobei typischerweise zumindest in einer gewissen Phase des Strukturierungsprozesses eine Maskenschicht über der zu behandelnden Materialschicht oder Schichten gebildet wird, um diese kleinsten Gebiete zu definieren. Im Allgemeinen besteht eine Maskenschicht aus einer Schicht aus Photolack oder wird aus dieser hergestellt, die wiederum durch einen lithographischen Prozess, typischerweise einen Photolithographieprozess, strukturiert wird. Während des photolithographischen Prozesses wird der Lack auf die Substratoberfläche aufgeschleudert und wird anschließend mit Ultraviolettstrahlung mittels einer entsprechenden Lithographiemaske, etwa einem Retikel, belichtet, wodurch das Retikelmuster in die Lackschicht abgebildet wird, um darin ein latentes Bild zu erzeugen. Nach dem Entwickeln des Photolackes werden, abhängig von der Art des Lackes, d. h. Positivlack oder Negativlack, die belichteten Bereiche oder die nicht belichteten Bereiche entfernt, um das erforderliche Muster in der Photolackschicht zu erzeugen. Auf der Grundlage dieses Lackmusters werden dann die eigentlichen Bauteilmuster durch weitere Fertigungsprozesse, etwa durch Ätzen, Implantation, Ausheizprozesse, und dergleichen hergestellt. Da die Abmessungen der Muster in komplexen integrierten Mikrostrukturbauelementen stetig verringert werden, müssen die Anlagen zum Strukturieren der Bauteilstrukturelemente sehr strenge Anforderungen im Hinblick auf die Auflösung und die Überlagerungsgenauigkeit der beteiligten Herstellungsprozesse erfüllen. In dieser Hinsicht ist die Auflösung als ein Maß zu verstehen, um die konsistente Fähigkeit anzugeben, Abbildungen mit minimaler Größe unter dem Einfluss vordefinierter Fertigungstoleranzen herzustellen. Ein wichtiger Faktor bei der Auflösung ist der lithographische Prozess, in welchem in der Photomaske oder dem Retikel enthaltene Muster optisch auf das Substrat mittels eines optischen Abbildungssystems übertragen werden. Daher werden große Anstrengungen unternommen, um die optischen Eigenschaften des lithographischen Systems, etwa die numerische Apertur, die Fokustiefe und die Wellenlänge der verwendeten Lichtquelle zu verbessern.
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Die Auflösung des optischen Strukturierungsprozesses hängt daher wesentlich von den Abbildungseigenschaften der verwendeten Anlage, den Photolackmaterialien für die spezielle Belichtungswellenlänge und den kritischen Sollabmessungen der Bauteilstrukturelemente, die in der betrachteten Bauteilebene herzustellen sind, ab. Beispielsweise besitzen Gateelektroden von Feldeffekttransistoren, die eine wichtige Komponente moderner Logikschaltungen repräsentieren, eine Länge von 50 nm und weniger in aktuell hergestellten Bauelementen, wobei deutlich geringere Abmessungen für Bauteilgenerationen vorgesehen sind, die aktuell in der Entwicklung sind. In ähnlicher Weise muss auch die Linienbreite von Metallleitungen, die in den vielen Verdrahtungsebenen oder Metallisierungsschichten angeordnet sind, ebenfalls an die kleineren Strukturgrößen in der Bauteilschicht angepasst werden, um damit der erhöhten Packungsdichte Rechnung zu tragen. Folglich sind die tatsächlichen Abmessungen der Strukturelemente deutlich unterhalb der Wellenlänge der aktuell verwendeten Lichtquellen, die in aktuellen lithographischen Systemen vorgesehen sind. Beispielsweise wird aktuell in kritischen Lithographieschritten eine Belichtungswellenlänge von 193 nm verwendet, wodurch komplexe Techniken erforderlich sind, um Lackstrukturelemente mit Abmessungen zu erhalten, die deutlich unterhalb der Belichtungswellenlänge liegen. Daher werden höchst nicht-lineare Prozesse typischerweise eingesetzt, um Abmessungen unterhalb des optischen Auflösungsvermögens zu erhalten. Z. B. werden extrem nicht-lineare Photolackmaterialien verwendet, in denen eine gewünschte photochemische Reaktion auf der Grundlage eines gut definierten Schwellwertes in Gang gesetzt wird, so dass schwächer belichtete Bereiche im Wesentlichen keine Änderung erfahren, wohingegen Bereiche, die den Schwellwert überschritten haben, eine signifikante Änderung ihrer chemischen Stabilität im Hinblick auf einen nachfolgenden Entwicklungsprozess aufweisen.
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Insbesondere während der Strukturierung dielektrischer Materialien von Metallsystemen komplexer Halbleiterbauelemente sind genau definierte Ätzmasken erforderlich, um eine geeignete Schablone bereitzustellen, so dass durch ein moderat dickes dielektrisches Material geätzt werden kann, so dass wesentliche Einschränkungen für die entsprechende Ätzstrategie bestehen. Folglich können sich mögliche Unregelmäßigkeiten, die während des komplexen Lithographieprozesses auftreten, sich als weiter schwerwiegende Unregelmäßigkeiten fortsetzen, nachdem der komplexe Ätzprozess abgeschlossen ist. Auf Grund der komplexen Wechselwirkung zwischen dem Abbildungssystem, das während des Lithographieprozesses verwendet wird, dem Lackmaterial und dem entsprechenden Muster, das auf der Lithographiemaske oder dem Retikel vorgesehen ist, werden typischerweise anspruchsvolle Abbildungstechniken angewendet, die optische Nahbereichskorrekturen (OPC) beinhalten. In OPC-Strategien werden sehr komplexe Berechnungen angewendet, um die Eigenschaften latenter Bilder und Lackstrukturelemente vorherzusagen, nachdem das Muster der Lithographiemaske in die Photolackschicht übertragen wurde. Zu diesem Zweck werden die spezifischen Bedingungen des Lithographieprozesses, etwa die Belichtungswellenlänge, das Lackmaterial, kritische Abmessungen der Strukturelemente und dergleichen, in ein geeignetes Modell eingegeben, das wiederum die geometrische Gestaltung für die einzelnen Schaltungsstrukturelemente, etwa Leitungen und dergleichen, „modifiziert”, um unerwünschte Verzerrungen von Schaltungselementen zu vermeiden oder zu verringern, wenn das Muster von der Photolithographiemaske in das Lackmaterial abgebildet wird. Derartige OPC-Modelle beinhalten eine Vielzahl an Parametern, wobei die Effizienz des betrachteten OPC-Modells wesentlich von dem Bereich vieler Eingangsparameter abhängt. D. h., effiziente OPC-Modelle erfordern einen mehr oder minder eingeschränkten Bereich an Parametern, etwa von kritischen Abmessungen der Schaltungsstrukturelemente, für ansonsten identische Bedingungen. Wenn Schaltungsstrukturelemente, etwa Kontaktöffnungen oder Kontaktdurchführungsöffnungen, in ein Lackmaterial abgebildet werden, in denen ein deutlicher Unterschied in den lateralen Abmessungen erforderlich ist, ist das OPC-Modell unter Umständen weniger effizient und kann daher zu lithographieabhängigen Unregelmäßigkeiten führen.
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Während des komplexen Strukturierungsprozesses zur Herstellung von Metallisierungssystemen von Halbleiterbauelementen wird ferner häufig eine Prozessstrategie angewendet, in der Kontaktlochöffnungen und Gräben in einer Strukturierungssequenz hergestellt werden und diese Öffnungen werden in einem gemeinsamen Abscheideprozess aufgefüllt, so dass die gesamte Prozesseffizienz erhöht ist. Da die Kontaktlochöffnungen und die Gräben sich zu einer unterschiedlichen Tiefe in dem Halbleitermaterial erstrecken, d. h. die Kontaktlochöffnungen liefern eine Verbindung zu einer tieferliegenden Metallisierungsebene, ist eine Strukturierungssequenz erforderlich, in der unterschiedliche Lithographieprozesse auf der Grundlage einer ausgeprägten Oberflächentopographie auszuführen sind, was noch weiter zu Prozessunregelmäßigkeiten beitragen kann, wie dies detaillierter mit Bezug zu den 1a bis 1c beschrieben ist.
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1a zeigt schematisch eine Querschnittsansicht eines Halbleiterbauelements 100, das ein Substrat 101 aufweist, über welchem diverse Ebenen gebildet sind, etwa eine Ebene mit Halbleiterelementen und dergleichen, in Verbindung mit einem Metallisierungssystem 150. Der Einfachheit halber sind Schaltungselemente, etwa Transistoren, Widerstände und dergleichen in 1a nicht gezeigt. In dem dargestellten Beispiel umfasst das Metallisierungssystem 150 eine erste Metallisierungsschicht 110 mit einem geeigneten dielektrischen Material 111 in Verbindung mit Metallgebieten 112A, 112B. Ferner ist eine Deckschicht oder Ätzstoppschicht 113 über dem dielektrischen Material 111 und den Metallgebieten 112A, 112B hergestellt. Das dielektrische Material 111 repräsentiert ein beliebiges geeignetes Material, etwa Siliziumdioxid, dielektrische Materialien mit kleinem ε, die als dielektrische Materialien mit einer Dielektrizitätskonstante von 3,0 oder weniger zu verstehen sind, und dergleichen. In ähnlicher Weise weisen die Metallgebiete 112A, 112B ein geeignetes leitendes Material, etwa Kupfer in Verbindung mit leitenden Barrierenmaterialien und dergleichen auf. Die Ätzstoppschicht 113 ist typischerweise aus siliziumnitridbasierten Material aufgebaut, etwa kohlenstoffenthaltendem Siliziumnitrid und dergleichen. Wie zuvor erläutert ist, liegen die lateralen Abmessungen der Metallgebiete 112A, 112B bei ungefähr 100 nm oder weniger für kritische Strukturelemente, während in der gleichen Ebene auch Metallgebiete mit deutlich größeren Abmessungen vorzusehen sind. Beispielsweise sei angenommen, dass die lateralen Abmessungen des Metallgebiets 112B zumindest zwei mal so groß sind wie die lateralen Abmessungen des Metallgebiets 112A.
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Ferner umfasst das Metallisierungssystem 150 eine zweite Metallisierungsschicht 120, die in der gezeigten Fertigungsphase ein geeignetes dielektrisches Material 121 aufweist, etwa ein dielektrisches Material mit kleinem ε und dergleichen. Eine Ätzmaske 102 ist über dem dielektrischen Material 121 gebildet und weist Öffnungen 102A, 102B auf, die die laterale Position und Größe von Kontaktlochöffnungen definieren, die in dem dielektrischen Material 121 herzustellen sind, um eine Verbindung zu den Metallgebieten 121A, 121B herzustellen. In dem gezeigten Beispiel sind die Maskenöffnungen 102A, 102B der Größe der Metallgebiete 112A, 112B zumindest in einer lateralen Richtung angepasst, d. h. in 1a in der horizontalen Richtung, wodurch ebenfalls die Öffnungen 102A, 102B eine deutlich unterschiedliche laterale Abmessung besitzen müssen, wie dies durch 103A, 103B angegeben ist.
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Das in 1a gezeigte Halbleiterbauelement 100 kann auf der Grundlage einer beliebigen geeigneten Prozessstrategie hergestellt werden, um halbleiterbasierte Schaltungselemente in einer oder mehreren Halbleiterschichten herzustellen, woran sich Prozesstechniken anschließen, um das Metallisierungssystem 150 herzustellen. Der Einfachheit halber wird eine entsprechende Prozessstrategie mit Bezug zu der Metallisierungsschicht 120 erläutert, wobei zu beachten ist, dass ähnliche Prozesstechniken auch zur Herstellung der Metallisierungsschicht 110 angewendet werden können. Somit wird das dielektrische Material 121 auf der Deckschicht oder der Ätzstoppschicht 113 hergestellt, was bewerkstelligt werden kann, indem eine geeignete Abscheidetechnik, etwa CVD (chemische Dampfabscheidung), Aufschleudertechniken und dergleichen angewendet werden. Daraufhin werden geeignete Materialien, etwa ARC-(antireflektierende Beschichtungs-)Materialien, Hartmaskenmaterialien und dergleichen aufgebracht und werden für den nachfolgenden komplexen Lithographieprozess verwendet. Wie zuvor erläutert ist, wird während eines Lithographieprozesses ein gewünschtes Muster in einer Lithographiemaske bereitgestellt und wird in eine Lackschicht (nicht gezeigt) abgebildet, um darin ein latentes Bild herzustellen, wobei die Eigenschaften des Abbildungsprozesses wesentlich von der Art des verwendeten Lackmaterials, der Belichtungswellenlänge, den Eigenschaften der Lithographieanlage, beispielsweise im Hinblick auf die numerische Apertur, die Fokustiefe und dergleichen, abhängen. Ferner kann, wie zuvor erläutert ist, das schließlich erreichte Ergebnis des Lithographieprozesses auch von der Effizienz der optischen Nahbereichskorrekturmechanismen abhängen, die auf geeignet ausgewählten Eingangsparametern und somit OPC-Modellen beruhen. Wenn beispielsweise die laterale Abmessung 103A als eine kritische Abmessung für den betrachteten Lithographieprozess zu betrachten ist, werden entsprechende OPC-Mechanismen derart durchgeführt, dass vorzugsweise die Öffnung 102A mit der kritischen Abmessung 103A mit einem hohen Grad an Genauigkeit erhalten wird, wodurch möglicherweise die Qualität des Abbildungsprozesses im Hinblick auf die Öffnung 102B negativ beeinflusst wird.
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Auf der Grundlage eines entsprechenden Lackmaterials wird die Ätzmaske 102 strukturiert und/oder das Lackmaterial wird selbst, möglicherweise in Verbindung mit zusätzlichen Materialien, als die Ätzmaske 102 verwendet. Nachfolgend wird ein plasmaunterstützter Ätzprozess ausgeführt, in welchem eine geeignete Ätzchemie angewendet wird, um durch das Halbleitermaterial 121 zu ätzen, wobei eine entsprechende Ätzrate in der Ätzmaske 102 deutlich geringer ist. Zu diesem Zweck sind eine Vielzahl gut etablierter Ätzrezepte verfügbar, wobei jedoch die Ätzgenauigkeit von der Qualität der Ätzmaske 102 und Prozessschwankungen während des aufwendigen Ätzprozesses abhängt. Beispielsweise können die lokalen Ätzbedingungen, etwa die Anwesenheit von reaktiven Komponenten, von Polymeradditiven und dergleichen, variieren, wobei dies von der Packungsdichte der Strukturelemente und deren Größe abhängt. Beispielsweise ist auf Grund der größeren lateralen Abmessung 103B die lokale Ätzrate ggf. in diesem Bereich unterschiedlich im Vergleich zu dem Bereich, der der Öffnung 102A entspricht.
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1b zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase, in der Kontaktlochöffnungen 121A und 121B in dem dielektrischem Material 121 gebildet sind und wobei die Ätzmaske 102 (siehe 1a) entfernt ist. Wie gezeigt, erstrecken sich die Öffnungen 121A, 121B zu der Ätzstoppschicht 113, wobei abhängig von der lokalen Schwankung der Ätzbedingungen ein mehr oder minder ausgeprägter Grad an Materialerosion in der Öffnung 121A, 121B auftreten kann.
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1c zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 100 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase. Wie gezeigt ist eine optische Einebnungsschicht (OPL) über dem dielektrischen Material 121 und in den Öffnungen 121A, 121B hergestellt. Das optische Einebnungsmaterial 103 wird typischerweise als ein organisches Material vorgesehen, das auf der Grundlage von Aufschleudertechniken in einem Zustand geringer Viskosität aufgebracht werden kann, wobei die guten Spaltfülleigenschaften dieses Materials zum Auffüllen der Öffnungen 121A, 121B führen, während auch eine zusätzliche Materialschicht über dem dielektrischen Material 121 gebildet wird, so dass die Materialschicht als ein ARC-Material, als ein Ätzmaskenmaterial und dergleichen verwendet werden kann. Bei der ständigen Verringerung der gesamten Strukturgrößen haben jedoch nunmehr die lateralen Abmessungen der Kontaktlochöffnungen Werte von 100 nm und weniger erreicht, so dass das zuverlässige Auffüllen kritischer Öffnungen, etwa der Öffnung 121A zunehmend schwierig wird. Gleichzeitig kann sich das Füllverhalten in deutlich größeren Öffnungen, etwa der Öffnung 121B, deutlich von jenem in der kritischen Öffnung 121A unterscheiden, woraus sich eine ausgeprägte Oberflächentopographie der Schicht 103 ergibt, so dass die „einebnende Wirkung” des Materials 103 auf Grund der Anwesenheit von Öffnungen mit sehr unterschiedlichen lateralen Abmessungen wesentlich beeinträchtigt ist. In einem nachfolgenden Lithographieprozess, in welchem eine Ätzmaske 104, etwa eine Lackmaske, mit entsprechenden Öffnungen 104A, 104B vorzusehen ist, die die laterale Größe und Lage entsprechender Gräben definieren, werden somit noch anspruchsvollere Bedingungen angetroffen. D. h., auf Grund der ausgeprägten Oberflächentopographie können entsprechende Schwankungen in dem Belichtungsprozess auftreten, beispielsweise auf Grund der sehr beschränkten Fokustiefe und dergleichen. Während des nachfolgenden Ätzprozesses zum Strukturieren des Einebnungsmaterials 103 und zum Ätzen in das dielektrische Material 121, um entsprechende Gräben 121C, 121D darin herzustellen, können somit weitere Prozessungleichmäßigkeiten auf Grund von Fehlern der Ätzmaske 104 auftreten, die durch Lithographieunregelmäßigkeiten und auf Grund von Ätzschwankungen hervorgerufen werden, die durch die ausgeprägte Oberflächentopographie verursacht sind.
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Bei der weiteren Bearbeitung, d. h. beim Füllen der Gräben 121C, 121D und der Kontaktlochöffnungen 121A, 121B mit einem leitenden Material, etwa Kupfer und dergleichen, können somit markante Schwankungen in den resultierenden Metallstrukturelementen beobachtet werden, die somit zu deutlich erhöhten Ausbeuteverlusten beitragen können.
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Die
US 2009/0 197 422 A1 offenbart Verfahren zum Reduzieren von Schäden an Materialien mit kleinem ε mittels einer Deckschicht, die beim Entfernen von Photolack die Materialien mit kleinem ε schützt.
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Die
DE 102 29 188 A1 offenbart Verfahren zur Herstellung von Kontakten zu Teilen eines in einem Halbleitersubstrat integrierten Bauelements, wobei die für die Erzeugung eines Kontaktloches verwendete Hartmaske auch für die Strukturierung einer Leitung eingesetzt wird.
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Die
DE 10 2005 030 588 A1 offenbart Verfahren zum Reduzieren von Ätzschäden während der Herstellung von Kontaktdurchführungen und Gräben in Zwischenschichtdielektrika. Durch Ausführen eines ersten gemeinsamen Ätzprozesses zur Ausbildung einer Kontaktlochöffnung und eines Abgrenzungsgrabens in einer Metallisierungsschicht mit unterschiedlichen Abtragsraten kann die Ätzfront in dem Abgrenzungsgraben verzögert werden. Nachfolgend wird der Abgrenzungsgraben bis hinab zu einer Ätzstoppschicht in einem weiteren gemeinsamen Ätzprozess geätzt, während welchem ein Graben über der Kontaktlochöffnung gebildet wird.
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Die
US 6 716 764 B1 offenbart Verfahren zum Bilden einer ersten Ebene einer Metallisierung in einem DRAM-Chip, wobei Öffnungen mit ähnlichen Abmessungen in aufgeteilten Ätzprozessen geätzt werden.
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Angesichts der zuvor beschriebenen Situation ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung Techniken zur Herstellung von Metallisierungssystemen mit Kontakten oder Kontaktdurchführungen mit unterschiedlicher Größe bereitzustellen, wobei eines oder mehrere der erkannten Probleme vermieden oder in der Auswirkung reduziert werden.
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Überblick über die Erfindung
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Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung Fertigungstechniken, in denen Öffnungen in einem dielektrischen Material eines Halbleiterbauelements mit unterschiedlichen lateralen Abmessungen bereitgestellt werden, indem der entsprechende Lithographieprozess in zwei Lithographieschritte aufgeteilt wird, wodurch eine gewünschte Anpassung jedes Lithographieschrittes an die speziellen Prozessbedingungen für die unterschiedlichen kritischen Abmessungen möglich ist. Z. B. können geeignete OPC-Modelle zum Entwerfen und Herstellen der jeweiligen Lithographiemasken speziell für jeden Lithographieschritt angewendet werden, wodurch die Genauigkeit und die Zuverlässigkeit des gesamten Strukturierungsprozesses verbessert werden. In anderen Fällen werden sogar unterschiedliche Lackmaterialien und/oder Belichtungswellenlängen in der unterteilten Lithographiesequenz angewendet, um damit einen hohen Grad an Flexibilität beim geeigneten Einstellen der gesamten Prozessbedingungen zu schaffen. Folglich können Öffnungen selbst mit sehr unterschiedlichen lateralen Abmessungen in der gleichen Metallisierungsebene oder Kontaktebene hergestellt werden, ohne dass das Ergebnis der gesamten Strukturierungssequenz beeinträchtigt ist.
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Ein anschauliches hierin offenbartes Verfahren umfasst das Bilden einer ersten Öffnung in einer dielektrischen Materialschicht einer Metallisierungsschicht eines Halbleiterbauelements. Die erste Öffnung besitzt eine erste kritische Abmessung entlang einer ersten lateralen Richtung und erstreckt sich zu einer Ätzstoppschicht, die unter der dielektrischen Materialschicht gebildet ist. Das Verfahren umfasst ferner das Bilden eines ersten Teils einer zweiten Öffnung in der dielektrischen Materialschicht, während die erste Öffnung maskiert ist, wobei die zweite Öffnung eine zweite kritische laterale Abmessung entlang der ersten lateralen Richtung besitzt, die mindestens zwei mal so groß ist wie die erste dielektrische laterale Abmessung. Des weiteren umfasst das Verfahren das gleichzeitige Bilden eines ersten Grabens um die erste Öffnung herum, eines zweiten Grabens um den zweiten Teil der zweiten Öffnung herum und eines zweiten Teils der zweiten Öffnung, so dass diese sich zu der Ätzstoppschicht erstreckt. Ferner werden der erste und der zweite Graben und die erste und die zweite Öffnung mit einem leitenden Material gefüllt.
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Ein anschauliches hierin offenbartes Verfahren betrifft die Herstellung von Kontaktdurchführungen unterschiedlicher lateraler Größe in einem Halbleiterbauelement. Das Verfahren umfasst das Bilden einer ersten Kontaktlochöffnung in einem dielektrischen Material einer Metallisierungsschicht, wobei die erste Kontaktlochöffnung sich zu einer Ätzstoppschicht erstreckt, die unter dem dielektrischen Material gebildet ist. Das Verfahren umfasst ferner das Bilden einer zweiten Kontaktlochöffnung in dem dielektrischen Material nach dem Bilden der ersten Kontaktlochöffnung, wobei die zweite Kontaktlochöffnung in dem dielektrischen Material mündet. Das Verfahren umfasst ferner das Bilden einer Ätzmaske über dem dielektrischen Material, die eine laterale Lage und Größe des ersten Grabens festlegt, der die erste Kontaktlochöffnung aufnimmt, und die Ätzmaske bestimmt eine laterale Lage und Größe eines zweiten Grabens, der die zweite Kontaktlochöffnung enthält. Ferner umfasst das Verfahren das Bilden eines ersten Grabens und des zweiten Grabens auf der Grundlage der Ätzmaske und das Vergrößern einer Tiefe der ersten und der zweiten Kontaktlochöffnung, so dass diese sich durch die Ätzstoppschicht erstrecken. Schließlich umfasst das Verfahren das Füllen des ersten und des zweiten Grabens und der ersten und der zweiten Kontaktlochöffnung mit einem leitenden Material.
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Ein noch weiteres anschauliches hierin offenbartes Verfahren betrifft die Herstellung von Kontaktelementen zur Verbindung unterschiedlicher Ebenen eines Halbleiterbauelements. Das Verfahren umfasst das Bilden einer ersten Ätzmaske über einem dielektrischen Material durch Ausführen eines ersten Lithographieprozesses unter Anwendung einer ersten Lithographiemaske. Das Verfahren umfasst ferner das Bilden einer ersten Öffnung in dem dielektrischen Material unter Anwendung der ersten Ätzmaske, wobei die erste Öffnung sich durch das dielektrische Material erstreckt. Das Verfahren umfasst ferner das Bilden einer zweiten Ätzmaske über dem dielektrischen Material, das die erste Öffnung enthält, indem ein zweiter Lithographieprozess unter Anwendung einer zweiten Lithographiemaske ausgeführt wird. Der erste und der zweite Lithographieprozess unterscheiden sich in der Belichtungswellenlänge und/oder einem optischen Nahbereichskorrekturmodell, das zum Entwerfen der ersten und der zweiten Lithographiemaske angewendet wurde, und/oder in der Art des Lackmaterials. Des weiteren umfasst das Verfahren das Bilden einer zweiten Öffnung auf der Grundlage der zweiten Ätzmaske, wobei die zweite Öffnung sich in das dielektrische Material erstreckt und darin mündet. Ferner wird eine dritte Ätzmaske über dem dielektrischen Material, das die erste und die zweite Öffnung enthält, gebildet. Ferner umfasst das Verfahren das Bilden des ersten Grabens über der ersten Öffnung und eines zweiten Grabens über der zweiten Öffnung auf der Grundlage der dritten Ätzmaske, wobei eine Tiefe der zweiten Öffnung vergrößert wird, so dass diese sich durch das dielektrische Material erstreckt. Ferner umfasst das Verfahren das Füllen des ersten und des zweiten Grabens und der ersten und der zweiten Öffnung mit einem leitenden Material.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere 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, in denen:
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1a bis 1c schematisch Querschnittsansichten eines Halbleiterbauelements in diversen Fertigungsphasen zeigen, wenn Kontaktdurchführungen mit unterschiedlicher lateraler Größe gemäß konventioneller Strategien hergestellt werden;
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2a schematisch eine Querschnittsansicht eines Halbleiterbauelements in einer Fertigungsphase zeigt, um eine kritische Kontaktlochöffnung gemäß anschaulicher Ausführungsformen zu bilden;
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2b schematisch einen Lithographieprozess zeigt, der zur Herstellung der kritischen Kontaktlochöffnung gemäß anschaulicher Ausführungsformen eingesetzt wird;
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2c und 2d schematisch Querschnittsansichten eines Halbleiterbauelements in weiter fortgeschrittenen Fertigungsphasen zeigen, um eine zweite Ätzmaske zum Definieren einer Kontaktdurchführung mit größerer lateraler Abmessung gemäß anschaulicher Ausführungsformen bereitzustellen;
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2e schematisch einen weiteren Lithographieprozess zeigt, um die Ätzmaske aus 2d gemäß anschaulicher Ausführungsformen zu erzeugen; und
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2f bis 2k schematisch Querschnittsansichten des Halbleiterbauelements während diverser Fertigungsphasen bei der Herstellung von Gräben zeigen, die mit den Kontaktdurchführungen unterschiedlicher lateraler Größen verbunden sind, und wobei die Gräben und die Kontaktlochöffnungen gemäß anschaulicher Ausführungsformen gefüllt werden.
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Detaillierte Beschreibung
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Die vorliegende Erfindung stellt Fertigungstechniken bereit, in denen Öffnungen in einem dielektrischen Material mit deutlich unterschiedlichen lateralen Abmessungen vorgesehen werden, insbesondere im Metallisierungssystem moderner Halbleiterbauelemente, indem unterschiedliche Lithographieprozesse für die Kontaktdurchführungen mit unterschiedlicher lateraler Größe angewendet werden. Wie zuvor erläutert ist, müssen in komplexen Schaltungsanordnungen von Halbleiterbauelementen kritische Kontaktdurchführungen eine Verbindung zu leitenden Gebieten oder Metallgebieten mit lateralen Abmessungen von ungefähr 200 nm und weniger oder 100 nm und weniger herstellen, wodurch geeignet angepasste Kontaktelemente oder Kontaktdurchführungen erforderlich sind. Andererseits erfordert die geometrische Gestaltung das Bereitstellen von Kontaktdurchführungen mit deutlich größeren lateralen Abmessungen, die als eine laterale Abmessung zu verstehen sind, die mindestens zwei mal so groß ist wie die laterale Abmessung der kritischen Kontaktdurchführungen, was zu äußerst anspruchsvollen Prozessbedingungen führt, wie dies auch zuvor mit Bezug zu den 1a bis 1c erläutert ist. Ferner sind unter Umständen sehr große Metallgebiete vorzusehen, beispielsweise in Form von Testbereichen, Metallgebieten zur Verbesserung der allgemeinen mechanischen Stabilität, etwa „Rissstoppgebiete”, und dergleichen. Auf der Grundlage der hierin offenbarten Prinzipien können zumindest die kritischsten Kontaktdurchführungen auf der Grundlage eines speziellen Lithographieprozesses und eines entsprechenden Ätzprozesses hergestellt werden, wodurch die Gleichmäßigkeit und somit die Zuverlässigkeit des resultierenden Metallisierungssystems verbessert werden. Andererseits können die Öffnungen mit größeren lateralen Abmessungen auf der Grundlage eines speziell gestalteten Lithographieprozesses mit einem nachfolgenden Ätzprozess erhalten werden, in welchem in einigen anschaulichen Ausführungsformen diese Öffnungen so gebildet werden, dass diese sich zu einer gewünschten Tiefe erstrecken. Während eines nachfolgenden Einebnungsprozesses werden somit weniger anspruchsvolle Prozessbedingungen geschaffen, wodurch ein zuverlässiges Füllen der teilweise hergestellten Kontaktlochöffnung mit größerer lateraler Abmessung erreicht wird. Während der weiteren Bearbeitung werden geeignete Gräben hergestellt, während gleichzeitig die Öffnung mit der größeren lateralen Abmessung fertig gestellt wird, ohne dass die zuvor strukturierte Kontaktlochöffnung mit der kleineren lateralen Abmessung signifikant beeinflusst wird.
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Durch das Aufteilen des Strukturierungsprozesses können somit die regulären Kontaktlochöffnungen oder Kontaktöffnungen mit hoher Genauigkeit hergestellt werden, ohne dass diese durch die Anwesenheit von Öffnungen mit deutlich größeren lateralen Abmessungen beeinflusst werden. Dies kann bewerkstelligt werden, indem OPC-Modelle und/oder geeignete Belichtungswellenlängen und/oder ein geeignetes Lackmaterial verwendet werden, wodurch ein hohes Maß an Flexibilität bei der Auswahl besserer Prozessbedingungen erreicht wird. In ähnlicher Weise können geeignete Prozessbedingungen für den nachfolgenden Lithographieprozess zur Herstellung einer Ätzmaske für die Öffnung mit größerer lateraler Abmessung geschaffen werden, während gleichzeitig bessere Bedingungen für das Aufbringen eines entsprechenden Einebnungsmaterials erzeugt werden.
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Mit Bezug zu den 2a bis 2k werden nunmehr weitere anschauliche Ausführungsformen beschrieben, wobei bei Bedarf auch auf die 1a bis 1c verwiesen wird.
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2a zeigt schematische eine Querschnittsansicht eines Halbleiterbauelements 200 mit einem Substrat 201, über welchem mehrere Ebenen 230, 240, 250 und dergleichen vorgesehen sind. Das Substrat 201 repräsentiert ein beliebiges geeignetes Trägermaterial, etwa ein Siliziummaterial, ein isolierendes Material, und dergleichen. Die Ebene 230 umfasst ein Halbleitermaterial, etwa ein Siliziummaterial, über welchem Schaltungselemente 231 gebildet sind. Z. B. enthalten die Schaltungselemente 231 Feldeffekttransistoren mit Komponenten, etwa einer Gateelektrodenstruktur mit kritischen Abmessungen von 50 nm und weniger. Die Ebene 240 repräsentiert ebenfalls eine Kontaktebene des Bauelements 200, die als eine „Schnittstelle” verstanden werden kann, die die Schaltungselemente 231 mit der Ebene 250 verbindet, die das Metallisierungssystem des Halbleiterbauelements 200 repräsentiert. Die Kontaktebene 240 umfasst ein beliebiges geeignetes dielektrisches Material 241, etwa Siliziumnitrid, Siliziumdioxid und dergleichen, in welchem Kontaktelemente 242 so gebildet sind, dass sie eine Verbindung zu Kontaktgebieten der Schaltungselemente 231 herstellen. Des weiteren stellen die Kontaktelemente 242 eine Verbindung zu einem oder mehreren Metallgebieten 212A einer Metallisierungsschicht 210 des Metallisierungssystems 250 her. Die Metallisierungsschicht 210 umfasst bei Bedarf Metallgebiete 212B mit deutlich größeren lateralen Abmessungen im Vergleich zu den Metallgebieten 212A. Ferner ist eine Ätzstoppschicht 213 über den Metallgebieten 212A, 212B und einem dielektrischen Material 211 der Metallisierungsschicht 210 vorgesehen. In der gezeigten Fertigungsphase ist ferner eine Metallisierungsschicht 220 vorgesehen, die in der gezeigten Phase durch ein dielektrisches Material 221 mit geeigneter Zusammensetzung repräsentiert ist. Ferner ist eine Ätzmaske 202 über dem dielektrischen Material 221 vorgesehen und weist eine Maskenöffnung 202A, die die laterale Lage und Größe einer Öffnung definiert, die in dem dielektrischen Material 221 und schließlich in der Ätzstoppschicht 213 zu bilden ist, um damit eine Verbindung zu einem der Metallgebiete 212A herzustellen. Wie zuvor erläutert ist, sind die kritischen Abmessungen entsprechender Kontaktdurchführungen oder Kontaktelemente, die zu den unterschiedlichen Bauteilebenen eine Verbindung herstellen, an die gesamten reduzierten Strukturgrößen anderer Schaltungselemente, etwa die Schaltungselemente 231, die Metallgebiete 212A und dergleichen anzupassen. Beispielsweise beträgt die laterale Größe der Öffnung 202A in beiden lateralen Richtungen, d. h. in horizontaler Richtung in der 2a, und in einer Richtung senkrecht zur Zeichenebene der 2a, etwa 200 nm oder weniger oder 100 nm und weniger, wobei dies von den Abmessungen der Metallgebiete 212A abhängt.
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Das in 2a gezeigte Halbleiterbauelement 200 kann auf der Grundlage der folgenden Prozesse hergestellt werden. Die Schaltungselemente 231 in und über der Bauteilebene 230 werden hergestellt, indem eine geeignete Prozessstrategie angewendet wird, wie dies gemäß den Entwurfsregeln und Bauteilerfordernissen notwendig ist. Daraufhin wird die Kontaktebene 240 hergestellt, indem das dielektrische Material 241 abgeschieden und strukturiert wird, um entsprechende Öffnungen zu erzeugen, die schließlich mit einem leitenden Material gefüllt werden, um das Kontaktelement 242 zu erhalten. Daraufhin wird die Metallisierungsschicht 210 hergestellt, beispielsweise durch Abscheiden des dielektrischen Materials 211 und durch Strukturieren dieses Materials auf der Grundlage gut etablierter Prozessstrategien. Daraufhin werden entsprechende Öffnungen mit einem geeigneten leitenden Material gefüllt, etwa Kupfer und dergleichen, möglicherweise in Verbindung mit leitenden Barrierenmaterialien, um damit die Metallgebiete 212A, 212B nach dem Entfernen von überschüssigem Metallmaterial zu erhalten. Als nächstes wird das Ätzstoppmaterial 213 aufgebracht, beispielsweise durch CVD und dergleichen. Es sollte beachtet werden, dass die Metallisierungsschicht 210 und die Kontaktebene 240, oder zumindest ein Teil davon, ebenfalls auf der Grundlage von Prozesstechniken hergestellt werden können, wie dies nachfolgend in Bezug auf die Metallisierungsschicht 220 beschrieben ist. In diesem Falle wird zumindest ein Teil der Kontaktelemente 242 und der Metallgebiete 212A, 212B auf der Grundlage des gleichen leitenden Materials und ähnlicher Strukturierungsstrategien hergestellt, wenn Kontaktelemente mit deutlich unterschiedlicher lateraler Größe in der Kontaktebene 240 bereitzustellen sind.
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Daraufhin wird das dielektrische Material 221 aufgebracht, möglicherweise in Verbindung mit geeigneten Materialien, etwa ARC-Materialien, Hartmaskenmaterialien und dergleichen, um einen komplexen Lithographieprozess auszuführen, so dass die Ätzmaske 202 mit der kritischen Öffnung 202A darin bereitgestellt wird. Zu diesem Zweck wird typischerweise ein Lackmaterial (nicht gezeigt in 2a) vorgesehen und wird lithographisch strukturiert, um damit eine Maske zu erhalten, die zum Bereitstellen der Ätzmaske 202 verwendet wird, oder die selbst als ein Ätzmaterial verwendet wird.
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2b zeigt schematisch das Bauelement 200 während eines Lithographieprozesses 205. Wie gezeigt, wird eine Lithographieanlage 208 in Verbindung mit einer Lithographiemaske 209 verwendet, um ein in der Lithographiemaske 209 enthaltendes Muster in eine Lackschicht 206 abzubilden, wie dies auch zuvor erläutert ist. Während des Belichtungsprozesses 205 wird ein spezielles Lackmaterial für die Lackschicht 206 eingesetzt, das für eine Belichtungswellenlänge 207, die in der Lithographieanlage 208 verwendet wird, geeignet ist. Die Lithographiemaske, die ein geeignetes Muster zum Erzeugen der Öffnung 202A (siehe 2a) enthält, kann entworfen und hergestellt werden auf der Grundlage eines OPC-Modells 260, das speziell die Prozessbedingungen während des Lithographieprozesses 205 berücksichtigt. D. h., u. a. werden die erforderlichen kritischen Abmessungen der Öffnung 202A in Verbindung mit der Belichtungswellenlänge 207, dem Lackmaterial und dergleichen in das Modell 260 eingespeist, um das Ergebnis des Prozesses 205 zu verbessern. Folglich wird nach dem Belichten des Lackmaterials 206 und nach dem Entwickeln des Lackmaterials die Ätzmaske 202 aus 2a erhalten, möglicherweise in Verbindung mit weiteren Materialien, die für den gewünschten Ätzwiderstand während des nachfolgenden Strukturierens des dielektrischen Materials 221 aus 2a sorgen.
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2c zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 200 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase. Der Einfachheit halber ist lediglich ein Teil des Metallisierungssystems 250 in 2c dargestellt. Wie gezeigt, ist eine Öffnung, die auch als Kontaktlochöffnung 221A bezeichnet wird, in dem dielektrischen Material 221 so gebildet, dass diese sich zu der Ätzstoppschicht 213 erstreckt. Die Öffnung 221A besitzt eine laterale kritische Abmessung 203A in einer spezifizierten lateralen Richtung, beispielsweise in 2c die horizontale Richtung, um damit den gesamten Entwurfsbedingungen zu genügen. Die Öffnung 221A kann auf der Grundlage gut etablierter anisotroper Ätztechniken hergestellt werden, wie dies auch zuvor mit Bezug zu dem Bauelement 100 erläutert ist, wobei jedoch im Vergleich zur konventionellen Strategie die Ätzmaske 202 aus 2a mit besserer Genauigkeit und Gleichmäßigkeit bereitgestellt wird. Ferner besteht ein weniger ausgeprägter Unterschied in den Ätzbedingungen und führt zu einer besseren Gleichmäßigkeit des Prozessergebnisses, da beispielsweise eine entsprechende signifikante Schwankung der Ätzrate über das gesamte Substrat hinweg deutlich geringer ist im Vergleich zur konventionellen Strategie. Somit kann eine unerwünschte Einwirkung der reaktiven Atmosphäre und dergleichen im Vergleich zu konventionellen Vorgehensweisen verringert werden.
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2d zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 200 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase. Wie gezeigt, ist ein Einebnungsmaterial 203 über dem dielektrischen Material 221 und in der Öffnung 221A gebildet. Ferner ist eine Ätzmaske 261, etwa in Form eines Lackmaterials über dem Einebnungsmaterial 203 ausgebildet und weist eine Öffnung 261B auf, die im Wesentlichen einer weiteren Öffnung entspricht, die in dem dielektrischen Material 221 zu erzeugen ist. Folglich besitzt die Öffnung 261B deutlich größere laterale Abmessungen, zumindest in einer lateralen Richtung, im Vergleich zur Öffnung 221, wie dies zuvor erläutert ist. Das Einebnungsmaterial 203 kann auf der Grundlage einer geeigneten Technik vorgesehen werden, etwa durch Aufschleudern und dergleichen, wobei ein ausgeprägter Unterschied in der Oberflächentopographie im Hinblick auf Öffnungen vermieden wird, wodurch eine bessere Ebenheit des Materials 203 erreicht wird. Daraufhin wird die Schicht 261 aufgebracht, beispielsweise in Form eines Lackmaterials, was auf der Grundlage geeigneter Prozesstechniken bewerkstelligt wird. Danach wird die Schicht 261 mittels Lithographie strukturiert, um die Öffnung 261B zu erhalten, die wiederum verwendet wird, um die Schicht 203 zu strukturieren, wie dies durch die gestrichelten Linien angezeigt ist.
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2e zeigt schematisch einen weiteren Lithographieprozess 205B, um die Schicht 261 zu strukturieren. Zu diesem Zweck wird eine Lithographieanlage 208B in Verbindung mit einer Lithographiemaske 209B verwendet, die das Bauteilmuster zur Herstellung der Öffnung 261B aus 2d aufweist. Die Lithographiemaske 209B ist auf der Grundlage von Mustern entworfen und hergestellt, die durch ein OPC-Modell 260B erhalten werden. Es sollte beachtet werden, dass die Lithographieprozesse 205, 205B in einigen anschaulichen Ausführungsformen sich zumindest in einem der folgenden Parametern unterscheiden: Belichtungswellenlänge, OPC-Modelle, Art des Lackmaterials. Somit wird ein hoher Grad an Flexibilität beim speziellen Auswählen von Prozessbedingungen während der Lithographieprozesse 205, 205B erreicht, indem der Prozess zur Herstellung unterschiedlich großer Öffnungen in dem dielektrischen Material 221 (siehe 2d) aufgeteilt wird. Es sollte beachtet werden, dass die Lithographieprozesse 205, 205B sich auch in jedem dieser Parameter unterscheiden, etwa der Belichtungswellenlänge, der Art des Lackmaterials und des OPC-Modells, falls dies gewünscht ist.
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2f zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 200 in einer weiter fortgeschrittenen Fertigungsphase, in der eine Öffnung 221B in einem oberen Bereich des dielektrischen Materials 221 gebildet ist. D. h., in dieser Fertigungsphase erstreckt sich die Öffnung 221B bis zu einer Tiefe 221H und mündet damit innerhalb des dielektrischen Materials 221. Beispielsweise erstreckt sich die Öffnung 221B, d. h. der erste Teil, der der Tiefe 221H entspricht, bis ungefähr zur Hälfte der Dicke des dielektrischen Materials 221. Zu diesem Zweck wird ein geeignetes Ätzrezept angewendet, wobei eine bessere Prozessgleichmäßigkeit auf Grund der verbesserten Konfiguration der Ätzmaske 261 (siehe 2d) und auf Grund der besseren Gleichmäßigkeit des Ätzprozesses selbst auf Grund des Fehlens von Öffnungen von deutlich geringeren lateralen Abmessungen erreicht wird.
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2g zeigt schematisch das Halbleiterbauelement in einer weiter fortgeschrittenen Phase, in der das Einebnungsmaterial 203 von dem dielektrischen Material 221 (siehe 2f) entfernt wird, während ein Teil 203R in der Öffnung 221A beibehalten wird. Zu diesem Zweck wird ein geeigneter Materialabtragungsprozess, etwa ein Ätzprozess, angewendet, in welchem Material der Schicht 203 selektiv in Bezug auf das Material 221 abgetragen wird.
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2h zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 200 mit einem weiteren Einebnungsmaterial 263, das über dem dielektrischen Material 221 und in der Öffnung 221B gebildet ist. Ferner ist das Einebnungsmaterial 263 auf dem restlichen Einebnungsmaterial 203R innerhalb der Öffnung 221A gebildet. Eine weitere Ätzmaske 264, etwa eine Lackmaske und dergleichen, ist über dem Einebnungsmaterial 263 ausgebildet und weist Öffnungen 264C, 264D auf, die die laterale Lage und Größe entsprechender Gräben bestimmen, die auch die Öffnungen 221A, 221B enthalten. Das Einebnungsmaterial 263 kann mit besserer Gleichmäßigkeit aufgebracht werden, da Öffnungen mit deutlich unterschiedlichen lateralen Größen nicht vorhanden sind. Die Öffnung 221B besitzt im Gegensatz zu konventionellen Vorgehensweisen eine geringere Tiefe, wodurch ebenfalls die gesamte Prozessgleichmäßigkeit während des Aufbringens des Einebnungsmaterials 263 verbessert wird. Folglich wird die Ätzmaske 264 mit besserer Gleichmäßigkeit bereitgestellt, da ein entsprechender Lithographieprozess auf der Grundlage verbesserter Prozessbedingungen ausgeführt werden kann.
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2i zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 200 nach dem Strukturieren des Einebnungsmaterials 263, wodurch entsprechende Öffnungen 263C, 263D hergestellt werden, die entsprechend mit den Öffnungen 221A, 221B verbunden sind. Zu beachten ist, dass die Ätzmaske 264 (siehe 2h) während des entsprechenden Ätzprozesses entfernt oder verbraucht werden kann, während in anderen Fällen ein Teil der Ätzmaske 264 weiterhin vorhanden ist (nicht gezeigt), wobei dies von der gesamten Prozessstrategie abhängt. Auf der Grundlage zumindest des strukturierten Einebnungsmaterials 263 wird ein weiterer Ätzprozess ausgeführt, in welchem die zugehörigen Gräben so erhalten werden, dass sie die Öffnungen 221A, 221B umgeben, während gleichzeitig eine Tiefe der Öffnung 221B vergrößert wird. Andererseits ist ein Teil des Materials 203R weiterhin in der Öffnung 221A vorhanden, wodurch die Integrität zumindest des unteren Teils der Öffnung 221A und der Ätzstoppschicht 213 bewahrt werden.
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2j zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 200 mit einem Graben 221C, der über und in Verbindung mit der Öffnung 221A gebildet ist, und mit einem Graben 221D der über und in Verbindung mit der Öffnung 221B gebildet ist. Wie zuvor erläutert ist, können die Gräben 221C, 221D gleichzeitig auf der Grundlage einer geeigneten Prozessstrategie hergestellt werden, während gleichzeitig die Öffnung 221B so gebildet wird, dass diese sich bis hinab zu der Ätzstoppschicht 213 erstreckt. Daraufhin werden das Einebnungsmaterial 263 (siehe 2i) und die Reste des Materials 203R (siehe 2i) entfernt auf der Grundlage geeigneter Ätzrezepte, etwa durch Plasmaveraschung und dergleichen. Zu beachten ist, dass während dieses Prozesses auch Lackreste, wenn diese noch vorhanden sind, entfernt werden können. Daraufhin wird ein weiterer Ätzschritt ausgeführt, um durch die Ätzstoppschicht 213 zu ätzen, wodurch die Öffnung 221A mit dem Metallgebiet 212A und die Öffnung 221B mit dem Metallgebiet 212B verbunden wird. Daraufhin werden die Gräben 221C, 221D und die Kontaktlochöffnungen 221A, 221B mit einem geeigneten leitenden Material gefüllt, etwa einem leitenden Barrierenmaterial in Verbindung mit einem Metall, etwa Kupfer und dergleichen. Zu diesem Zweck werden gut etablierte Abscheidetechniken, etwa CVD, Sputter-Abscheidung, stromloses Plattieren und dergleichen angewendet, um ein Barrierenmaterial möglicherweise in Verbindung mit einem Saatmaterial zu bilden, wobei das eigentliche Metall durch elektrochemische Abscheidetechniken aufgebracht wird. Daraufhin wird überschüssiges Material mittels einer geeigneten Einebnungstechnik entfernt, etwa durch CMP (chemisch-mechanisches Polieren), Elektro-CMP, Elektro-Ätzung und dergleichen.
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2k zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 200 nach der zuvor beschriebenen Prozesssequenz. Wie gezeigt, umfasst das Bauelement 200 Metallgebiete 222 und 223, die ein leitendes Barrierenmaterial 224 in Verbindung mit einem gut leitenden Metall 225 aufweisen. Das Metallgebiet 222 umfasst einen Graben 222C, der über und in Kontakt mit einer Kontaktdurchführung 222A gebildet ist, die die gewünschten lateralen Abmessungen besitzt, um damit eine Verbindung zu dem Metallgebiet 212A herzustellen. Andererseits umfasst das Metallgebiet 223 einen Graben 222D, der über und in Verbindung mit einer Kontaktdurchführung 222B mit dem gewünschten größeren lateralen Abmessungen gebildet ist.
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Es gilt also: die vorliegende Erfindung stellt Fertigungstechniken bereit, in denen ein aufgeteilter Lithographie- und Strukturierungsvorgang zur Herstellung von Kontaktlochöffnungen mit sehr unterschiedlicher Größe für bessere Prozessbedingungen sorgt und damit eine verbesserte Zuverlässigkeit und ein besseres Leistungsverhalten des resultierenden Metallisierungssystems ergibt.