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Technisches Gebiet
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Die
vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf ein Verfahren zur
Halbleiterherstellung und insbesondere auf ein Verfahren zum Drucken
von Kontakten auf einem Substrat.
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Hintergrund
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Mit
zunehmender Verkleinerung der Merkmalsgrößen von integrierten Schaltungen
wird die Herstellung bestimmter Strukturen schwieriger als die anderer.
Wenn beispielsweise die Merkmalsgrößen um 70% ihrer Größe reduziert
werden, werden die zweidimensionalen Abmessungen (wie z. B. das Oberflächengebiet)
von Kontakten und anderen Strukturen tatsächlich um 50% verringert. Extrem kleine
(ultrakleine) Kontakte und andere Strukturen können sehr schwierig zu erzeugen
sein auf Grund von Schwierigkeiten, die beim Erzeugen einer geeigneten
Fotomaske, die zum Drucken der ultrakleinen Kontakte verwendet werden
kann, auftreten können. Wenn
ultrakleine Kontakte erzeugt werden, müssen beispielsweise extrem
kleine Nadellöcher
(pinholes) in der Fotomaske erzeugt werden, was zu Abbildungsschwierigkeiten
führen
kann. Wenn die ultrakleinen Kontakte darüber hinaus nahe beieinander platziert
werden müssen,
kann ihre große
Nähe Abbildungsprobleme
verursachen.
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Eine
Technik, die zum Erzeugen der ultrakleinen Anordnungen verwendet
werden kann, bedingt die Verwendung von geladenen Partikeln und
andere exotische Lithographietechniken. Diese Techniken können das
Erzeugen der gewünschten
Anordnungen zulassen.
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Ein
Nachteil des Stands der Technik ist, dass die Verwendung von exotischen
Lithographietechniken die Fabrikationskosten verglichen mit Standard-(und
gut bekannten)Lithographietechniken deutlich erhöhen kann. Weil die exotischen
Litho graphietechniken nicht so gut getestet oder entwickelt sind,
um eine Kostenreduzierung zu unterstützen, kann dieses die Gesamtkosten
der integrierten Schaltung erhöhen.
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Noch
ein anderer Nachteil des Stands der Technik ist, dass mehrere Belichtungen
benötigt
werden können,
um die ultrakleinen Anordnungen zu drucken, was die Fabrikationszeit
erhöhen
kann und zu reduzierten Produktionszahlen ebenso wie zu erhöhten Kosten
führt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Diese
und andere Probleme werden durch bevorzugte Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung,
welche ein Verfahren zum Drucken von ultrakleinen Kontakten unter
Verwendung von fotolithographischer Struktur-Umkehr bereitstellt,
allgemein gelöst
oder umgangen werden, und technische Vorteile werden allgemein erzielt.
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In Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zum Drucken eines
Kontakts auf einem Halbleitersubstrat bereitgestellt. Ein Negativ
des Kontakts wird auf eine Resistschicht gedruckt. Unbelichtete
Teilbereiche der Resistschicht werden zum Freilegen einer ersten
Schicht abgelöst.
Die erste Schicht wird zum Entfernen freiliegender Teilbereiche der
ersten Schicht, die nicht durch das Negativ des Kontakts bedeckt
sind, und zum Freilegen einer zweiten Schicht geätzt. Eine Struktur-Umkehr wird durchgeführt, um
freiliegende Teilbereiche der zweiten Schicht, die nicht durch die
erste Schicht bedeckt sind, auszuhärten.
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Das
Vorangegangene hat die Merkmale und technischen Vorteile von Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung eher breit umrissen, damit die folgende
ausführliche
Beschreibung der Erfindung besser verstanden werden kann. Zusätzliche Merkmale
und Vorteile von Ausführungsbeispielen der
Erfin dung, welche den Gegenstand der Ansprüche der Erfindung ausbilden,
werden nachfolgend hierin beschrieben. Vom Fachmann sollte wahrgenommen
werden, dass die offenbarte Idee und spezifischen Ausführungsbeispiele
leicht als Grundlage verwendet werden können, um andere Strukturen oder
Prozesse, welche die gleiche Zielsetzung wie die vorliegende Erfindung
erfüllen,
abzuändern
oder zu entwickeln. Vom Fachmann sollte ebenfalls wahrgenommen werden,
dass solche gleichwertigen Entwicklungen nicht vom Kern und Umfang
der Erfindung, wie in den beigefügten
Ansprüchen
dargelegt, abweichen.
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Kurzbeschreibung der Zeichnungen
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Für ein besseres
Verständnis
der vorliegenden Erfindung und ihrer Vorteile wird nun Bezug genommen
auf die nachfolgenden Beschreibungen in Zusammenhang mit den begleitenden
Zeichnungen, in denen:
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1a und 1b Darstellungen
von isometrischen Ansichten von ultrakleinen Kontakten sind;
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2a und 2b in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung Darstellungen einer Schnittansicht einer
beispielhaften integrierten Schaltung sind, wobei ultrakleine Kontakte
unter Verwendung einer Struktur-Umkehrtechnik und von Resistinseln
auszubilden sind, und einer Draufsicht einer beispielhaften Fotomaske
sind;
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3a und 3b Darstellungen
einer Schnittansicht und Draufsicht der beispielhaften integrierten
Schaltung in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind, wobei ein ARC-Ätzen durchgeführt worden
ist;
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4a und 4b Darstellungen
einer Schnittansicht und Draufsicht der beispielhaften integrierten
Schaltung in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind, wobei ein optionales Trimm-Ätzen durchgeführt worden
ist;
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5a und 5b Darstellungen
einer Schnittansicht und Draufsicht der beispielhaften integrierten
Schaltung in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind, wobei ein Struktur-Umkehrschritt
durchgeführt
worden ist;
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6a und 6b Darstellungen
einer Schnittansicht und Draufsicht der beispielhaften integrierten
Schaltung in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind, wobei ein Resistablösen und
ein selektives Ätzen
durchgeführt
worden sind;
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7a und 7b Darstellungen
einer Schnittansicht und Draufsicht der beispielhaften integrierten
Schaltung in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind, wobei ein Trockenätzen des
ILD 220 durchgeführt
worden ist;
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8a und 8b Darstellungen
einer Schnittansicht und Draufsicht der beispielhaften integrierten
Schaltung in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind, wobei ein HM-Ablösen, eine
Linerabscheidung und eine Wolframabscheidung durchgeführt worden
sind;
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9a und 9b Darstellungen
einer Schnittansicht und Draufsicht der beispielhaften integrierten
Schaltung in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung sind, wobei ein chemisch-mechanisches
Polieren durchgeführt
worden ist; und
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10 eine
Darstellung einer Folge von Abläufen
bei der Herstellung einer integrierten Schaltung mit ultrakleinen Kontakten
in Übereinstimmung mit
einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung ist.
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Detaillierte Beschreibung
beispielhafter Ausführungsformen
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Die
Herstellung und Verwendung der derzeitig bevorzugten Ausführungsbeispiele
wird nachfolgend im Detail erläutert.
Es sollte jedoch wahrgenommen werden, dass die vorliegende Erfindung
viele anwendbare erfinderische Konzepte bereitstellt, die in einer
breiten Vielzahl von spezifischen Zusammenhängen ausgeführt werden können. Die
erläuterten spezifischen
Ausführungsbeispiele
dienen hauptsächlich
dazu, spezifische Wege, die Erfindung herzustellen und zu verwenden,
zu erläutern
und begrenzen nicht den Umfang der Erfindung.
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Die
vorliegende Erfindung wird mit Bezug auf bevorzugte Ausführungsbeispiele
in einem spezifischen Zusammenhang beschrieben, nämlich dem Drucken
von ultrakleinen Kontakten unter Verwendung einer Halbtonphasen-Fotomaske
(attenuated Phase shifting Photo mask) mit hoher Transmission. Die
Erfindung kann jedoch ebenso für
das Drucken von anderen kleinen Anordnungen und Strukturen zusätzlich zu
Kontakten verwendet werden, die Standardfotolithographietechniken
und Standard- und/oder
außeraxiale
(off-axis) Beleuchtung verwenden (wie z. B. ringförmige, Vierpol
usw.).
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Nun
Bezug nehmend auf die 1a und 1b sind
dort Darstellungen gezeigt, die isometrische Ansichten von auf einem
Halbleitersubstrat ausgebildeten Kontakten darstellen. Die in 1a gezeigte
Darstellung stellt eine isometrische Ansicht 100 von mehreren
auf einem Halbleitersubstrat ausgebildeten Kontakten dar. Kontakte,
wie z. B. Kontakt 105 und Kontakt 106, können eine
spezifische Größe haben,
z. B. 70 Nanometer, und wenn sie in einem regelmäßigen Feld angeordnet sind,
kann es dort ebenso einen Abstand geben (gezeigt als Spanne 110),
z. B. 200 Nanometer. Die in 1b gezeigte Darstellung
stellt eine isometrische Ansicht 150 eines Einzelkontakts 155 dar.
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Wenn
Standardlithographietechniken verwendet werden, können auf
einem Halbleitersubstrat ausgebildete Kontakte, wie z. B. die in
den 1a und 1b gezeigten,
unter Verwendung einer Fotomaske, die durch eine Lichtquelle beleuchtet
wird, auf eine Resistschicht gedruckt werden. Wenn jedoch die Größe der Kontakte
klein sein muss oder wenn mehrere Kontakte in großer Nähe zueinander gedruckt
werden sollen, können
Standardfotolithographietechniken nicht in der Lage sein, die gewünschten
Ergebnisse zu produzieren. Exotische und teure Fotolithographietechniken
können
benötigt werden,
wie z. B. jene, die chromfreie Phasenschiebelithographie (CPL, chromeless
Phase shift lithography) oder direkte Schreibtechnologien mit geladenen
Partikeln verwenden. Des Weiteren können mehrere Belichtungen erforderlich
sein, was insgesamt zu einem teuren Herstellungsprozess der integrierten
Schaltung führen
kann.
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In Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung können
ultrakleine Kontakte (und andere ultrakleine Strukturen) unter Verwendung
von Standardfotolithographietechniken ohne Verletzung der Designregeln verwendet
werden, wenn eine Struktur-Umkehr (pattern reversal) verwendet wird.
Wenn beispielsweise das Drucken ultrakleiner Kontakte mit Standardfotolithographietechniken
zu schwierig (wenn nicht unmöglich)
wird, kann es möglich
sein, von der Struktur-Umkehr Gebrauch zu machen und Fotoresistinseln
an Stelle von Kontakten zu drucken und dann die Fotoresistinseln
während
des Herstellungsprozesses in Kontakte umzuwandeln, wobei Struktur-Umkehr
verwendet wird.
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Nun
auf die 2a und 2b Bezug
nehmend, sind dort Darstellungen gezeigt, die in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung eine Schnittansicht einer beispielhaften
integrierten Schaltung, wobei ultrakleine Kontakte unter Verwendung
einer Struktur- Umkehrtechnik
und Resistinseln herzustellen sind, und eine Draufsicht einer beispielhaften
Fotomaske darstellen. Die in 2a gezeigte
Darstellung stellt die Schnittansicht einer beispielhaften integrierten
Schaltung 200 dar. Die integrierte Schaltung 200 beinhaltet
mehrere Resistinseln, wie z. B. Resistinsel 205. Die Resistinsel 205 kann
unter Verwendung von standardfotolithographischen Techniken ausgebildet
werden, die die Belichtung einer Resistschicht mit einem gewünschten
Satz von Kenndaten mit sich bringen. Das fotolithographische Resistmaterial
kann eines von jedem chemisch verstärkten 193 nm Fotoresist mit
hohem Kontrast sein, der vorzugsweise auf Copolymeren von funktionalisierten Methacrylaten,
Acrylaten, Maleinsäureanhydriden usw.
basiert. Die Resistschicht kann dann zum Entfernen ungewollten Resistmaterials
chemisch gespült
werden, wodurch die Resistinseln 205 zurückgelassen
werden.
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Nun
Bezug nehmend auf 2b, ist dort eine Draufsicht
einer beispielhaften Fotomaske 250 gezeigt. Die Fotomaske 250 kann
optisch opak sein für
das zum Belichten der Resistschicht verwendete Licht und kann eine
Reihe von Löchern
haben, wie z. B. Loch 255. Das Loch 255 kann es
zulassen, dass Licht durch die Fotomaske 250 hindurchtritt
und die Resistschicht belichtet. In Übereinstimmung mit einem bevorzugten
Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung kann die Fotomaske 250 eine
Halbtonphasenmaske mit hoher Transmission (HT Maske) mit zumindest
einer 20% dunklen Transmission sein. Die Fotomaske 250 kann
mit einer Überbelichtung
einer stark außeraxialen
Beleuchtung beleuchtet werden (wie z. B. von ringförmigen,
Vierpol- usw. Lichtern). Bei einer solchen Beleuchtung werden dunkle Gebiete
an Phasenkanten erzeugt, was zu Resistinseln führt, die mit Löchern in
der Fotomaske 250 übereinstimmen.
Umgebende Teilbereiche der Resistschicht werden durch die Überbelichtung
wegbelichtet. Diese Technik erzielt ähnliche Resultate, als wenn
eine CPL-Maske verwendet wird, aber mit einem zusätzlichen
Vorteil eine preiswerte Fotomaskentechnologie zu sein.
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Nun
zurück
auf 2a Bezug nehmend, kann die Resistinsel 205 oben
auf einer antireflektierenden Entspiegelungsschicht (ARC, antireflective coating
layer) 210 ausgebildet werden, welche wiederum oben auf
einer Hartschichtmaske (HM, hard layer mask) 215 ausgebildet
ist. Vorzugsweise kann die ARC 210 eines von jedem antireflektierenden
Material sein, das auf Copolymeren von Polyphenyl, Acrylaten, Methacrylaten,
Estern usw. basiert. Die Hartschichtmaskenmaterialien werden vorzugsweise aus
Siliziumoxid, Siliziumnitrid, polykristallinem Silizium oder jedem
anderen Material ausgewählt,
welches selektiv mit Bezug auf das darunter liegende ILD geätzt werden
kann. Eine Zwischendielektrikumschicht (ILD, interlevel dielectric
layer) 220 kann die ARC 210 und die HM 215 von
einem Substrat 225 trennen. Vorzugsweise kann die ILD 220 eines
von jedem isolierenden organischen oder anorganischen Material sein.
Die ILD 220, die HM 215 und die ARC 210 können auf
dem Substrat 225 unter Verwendung einer der vielen weitverbreiteten
Herstellungstechniken ausgebildet werden und eine Erläuterung
der Ausbildung dieser Schichten auf dem Substrat 225 wird
hierin nicht bereitgestellt werden. Die relativen Dicken der Schichten
und Strukturen in der integrierten Schaltung 200, wie sie
in den 2a und 2b (und
ebenso in den anderen Figuren) gezeigt sind, können nicht maßstabsgerecht
gezeichnet sein.
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Nun
Bezug nehmend auf die 3a und 3b sind
dort Darstellungen gezeigt, die eine Schnittansicht und eine Draufsicht
der beispielhaften integrierten Schaltung 200 in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei ein ARC-Ätzen durchgeführt worden
ist. Die in 3a gezeigte Darstellung stellt
eine Schnittansicht der integrierten Schaltung 200 dar,
nachdem die integrierte Schaltung 200 einem Öffnungs-Ätzen (open etch) zum Entfernen
freiliegender Teilbereiche der ARC 210 unterzogen worden
ist. Teilbereiche der ARC 210 (gezeigt als ARC-Inseln 305)
unterhalb der Resistinsel 205 werden dem Ätzmaterial
nicht ausgesetzt und verbleiben deshalb. Das Entfernen der freiliegenden Teilbereiche
der ARC 210 legt Teilbereiche der HM 215 frei.
Die in 3b gezeigte Darstellung stellt eine
Draufsicht der integrierten Schaltung 200 dar, nachdem
diese dem Öffnungs-Ätzen zum
Entfernen der freiliegenden Teilbereiche der ARC 210 unterzogen
worden ist. Das Entfernen der ARC 210 legt die darunter
liegende HM 215 offen. Die ARC-Insel 305 liegt
direkt unterhalb der Resistinsel 205 und ist in der Draufsicht
nicht sichtbar.
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Nun
auf die 4a und 4b Bezug
nehmend sind dort Darstellungen gezeigt, die eine Schnittansicht
und eine Draufsicht der beispielhaften integrierten Schaltung 200 in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei ein optionales Trimmätzen durchgeführt worden
ist. Die in 4a gezeigte Darstellung stellt
eine Schnittansicht der integrierten Schaltung 200 dar,
nachdem die integrierte Schaltung 200 einem Trimmätzarbeitsgang
unterzogen worden ist, um die Ergebnisse des Öffnungs-Ätzens, das zum Entfernen der
freiliegenden Teilbereiche der ARC 210 verwendet worden
ist, zu reinigen, während
die in 4b gezeigte Darstellung eine Draufsicht
der integrierten Schaltung 200 darstellt. Weil das Trimmätzen nicht
zu substantiellen Änderungen
der integrierten Schaltung 200 führt, sehen die in den 4a und 4b gezeigten
Darstellungen im Wesentlichen genauso aus wie die in den 3a und 3b gezeigten
Darstellungen.
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Nun
auf die 5a und 5b Bezug
nehmend sind dort Darstellungen gezeigt, die eine Schnittansicht
und eine Draufsicht der beispielhaften integrierten Schaltung 200 in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei ein Struktur-Umkehrschritt durchgeführt worden
ist. Nach dem Öffnungs-Ätzen (und optional dem Trimmätzen) sind nun
Teilbereiche der HM 215 freiliegend. Es ist möglich, eine
Struktur-Umkehr mittels Implantieren durchzuführen. In einem alternativen
Aus führungsbeispiel
kann eine dünne
Schicht von Material (eine zweite abgeschiedene Schicht), die von
der Hartmaskenschicht verschieden ist, abgeschieden werden, nachdem
die Hartmaskenschicht aufgeätzt
worden ist und der Fotoresist abgelöst worden ist. Dann können unter
Verwendung von chemisch-mechanischem
Polieren (CMP, chemical mechanical polishing) beide Schichten bis
auf ein gemeinsames Niveau hinunter poliert werden. Anschließend kann
ein selektives Ätzen
verwendet werden, welches nur die Hartmaskenschicht angreift und
die zweite abgeschiedene Schicht nicht beeinflusst. Das selektive Ätzen kann
dann eine Struktur-Umkehr erzielen. Das Implantieren verändert physikalisch
und chemisch die freiliegenden Teilbereiche der HM 215 (Teilbereiche,
die nicht durch die Resistinsel 205 bedeckt sind) und ist
in 5a als Material 505 gezeigt. Die in 5b gezeigte
Darstellung stellt eine Draufsicht der integrierten Schaltung 200 dar,
wobei die freiliegenden Teilbereiche der HM 215 (nun auf
Grund der Implantation umgewandelt und als Material 505 gezeigt)
und die Resistinseln 205 sichtbar sind.
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Nun
auf die 6a und 6b Bezug
nehmend, sind dort Darstellungen gezeigt, die eine Schnittansicht
und eine Draufsicht der beispielhaften integrierten Schaltung 200 in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei ein Resistablösen und
selektives Ätzen
durchgeführt
worden sind. Nach der Struktur-Umkehr (deren Ergebnisse in den 5a und 5b gezeigt
sind) kann ein Resistablösen
(zum Entfernen der Resistinseln 205) und ein selektives Ätzen (zum
Entfernen der nicht freiliegenden HM 215) durchgeführt werden.
Das selektive Ätzen
kann ein Nassätzprozess
sein, der darauf abzielt, nur jedes verbleibende HM 215 zu
entfernen (das selektive Ätzen
entfernt die nicht freiliegenden Teilbereiche von HM 215,
nicht die Teilbereiche von HM 215, die durch die Struktur-Umkehr wie in den 5a und 5b gezeigt
umgewandelt sind). Das Entfernen der nicht freiliegenden Teilbereiche
von HM 215 führt
in der integrierten Schaltung 200 zu einer Reihe von Öffnungen,
wie z. B. Öffnung 605.
Die Öffnung 605 legt
Teile der ILD 220 frei. Die in 6a gezeigte Darstellung
stellt eine Schnittansicht der integrierten Schaltung 200 dar
und die in 6b gezeigte Darstellung stellt
eine Draufsicht der integrierten Schaltung 200 dar, welche
die Öffnungen 605 in
der integrierten Schaltung 200 deutlich zeigen.
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Nun
auf die 7a und 7b Bezug
nehmend sind dort Darstellung gezeigt, die eine Schnittansicht und
eine Draufsicht der beispielhaften integrierten Schaltung 200 in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei ein Trockenätzen der ILD 220 durchgeführt worden
ist. Mit den nicht freiliegenden Teilbereichen der HM 215,
die entfernt sind, kann ein Trockenätzen verwendet werden, um Teilbereiche
der ILD 220, die nun durch das Entfernen der nicht freiliegenden
Teilbereiche des HM 215 freiliegend sind, zu entfernen.
Die in 7a gezeigte Darstellung stellt
eine Schnittansicht der integrierten Schaltung 200 dar,
wobei die Öffnung 605,
welche vor dem Trockenätzen
der ILD 220 bei der ILD 220 stoppte, sich nun
den gesamten Weg durch die ILD 220 bis zum Substrat 205 erstreckt.
Die Öffnung 605 war
ehemals Resistinsel 205, ist nun ein Loch durch die ILD 220 und
wird ein Kontakt werden. Die in 7b gezeigte
Darstellung stellt eine Draufsicht der integrierten Schaltung 200 mit
der Öffnung 605 dar, die
das Material des Substrats 225 zeigt.
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Nun
auf die 8a und 8b Bezug
nehmend, sind dort Darstellungen gezeigt, die eine Schnittansicht
und eine Draufsicht der beispielhaften integrierten Schaltung 200 in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei ein HM-Ablösen, eine
Linerabscheidung und eine Wolframabscheidung durchgeführt worden
sind. Sobald die Öffnung 605 bis
zu dem Substrat 225 verlängert worden ist, kann jeder
verbleibende freiliegende Teilbereich von HM 215 (7a und 7b)
mit einem Ablösearbeitsgang
entfernt werden, wie z. B. mit einem HM-Ablösen.
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Mit
den entfernten freiliegenden Teilbereichen des HM 215 können die
Kontakte erzeugt werden. Eine Liner- und eine Wolfram-(oder irgendein anderes
leitendes Material)Abscheidung kann zum Erzeugen der Kontakte 805 durchgeführt werden. Die
Wolframabscheidung kann unter Verwendung von z. B. physikalischer
Gasphasenabscheidung (PVD, physical vapor deposition) erzielt werden.
Die Kontakte 805 füllen
die Öffnung 605 mit
irgendeinem Überlaufmaterial 810.
Die in den 8a und 8b gezeigten
Darstellungen stellen Schnittansichten und Draufsichten der integrierten
Schaltung 200 dar. Als eine Alternative zu Wolfram können andere
leitende Materialien, wie stark dotiertes polykristallines Silizium
oder Kupfer, verwendet werden.
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Nun
auf die 9a und 9b Bezug
nehmend, sind dort Darstellungen gezeigt, die eine Schnittansicht
und eine Draufsicht der beispielhaften integrierten Schaltung 200 in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung darstellen, wobei ein chemisch-mechanisches Polieren
durchgeführt
worden ist. Das Überlaufmaterial 810 kann
elektrische Kurzschlüsse
verursachen, und muss deshalb vor der Fertigstellung der integrierten
Schaltung 200 entfernt werden. Darüber hinaus kann es einen Wunsch
geben, die Oberfläche
der integrierten Schaltung 200 zur Vorbereitung für irgendeine
zusätzliche
Herstellung zu planarisieren. Ein chemisch-mechanischer Polier-
oder chemisch-mechanischer
Planarisierungs-(CMP, chemical mechanical planarization)Schritt
kann für
die integrierte Schaltung 200 angewandt werden, um das Überlaufmaterial 810 zu entfernen,
ebenso wie die Oberfläche
der integrierten Schaltung 200 zu planarisieren.
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Nun
auf 10 Bezug nehmend ist dort eine Darstellung gezeigt,
welche in Übereinstimmung
mit einem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung einen Ablauf von Ereignissen 1000 bei
der Herstellung einer integrierten Schaltung mit ultrakleinen Kontakten
darstellt. Der Ablauf von Ereignissen 1000 stellt die Herstellung
von ultrakleinen Kontakten unter Verwendung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
der vorliegenden Erfindung dar und stellt nicht irgendeine Prozessierung
dar, die an einem Halbleitersubstrat vor der Herstellung der ultrakleinen
Kontakte oder nach der Herstellung der ultrakleinen Kontakte durchgeführt werden
kann. Beispielsweise kann ein Halbleitersubstrat einer Anzahl von
Herstellungsereignissen vor dem Beginn der Herstellung der ultrakleinen
Kontakte unterzogen werden, wie z. B. einem Ausbilden einer ILD,
einem Abscheiden einer HM-Schicht, einer ARC- und einer Resistschicht
usw.
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Die
Herstellung der ultrakleinen Kontakte kann mit einer Strukturierung
der Resistinseln auf der Resistschicht beginnen (Block 1005).
Die Resistinseln können
ein optisches Negativ der herzustellenden ultrakleinen Kontakte
sein. Die Resistinseln können
unter Verwendung einer Halbtonphasenmaske mit hoher Transmission
(HT Maske) mit zumindest einer 20% dunklen Transmission strukturiert
werden, die mit einer Überbelichtung
einer stark außeraxialen Beleuchtung
beleuchtet wird. Ein Beispiel einer solchen HT Maske ist in 2b gezeigt.
Nach dem Strukturieren der Resistschicht kann ein Resistablösen zum
Entfernen unbelichteter Teilbereiche der Resistschicht angewandt
werden, wodurch die Resistinseln zurückgelassen werden. Ein ARC-Ätzen kann dann
verwendet werden um Teilbereiche des ARC, die nicht unterhalb der
Resistinseln sind, abzuätzen (Block 1010).
Dadurch werden Teilbereiche einer HM-Schicht freigelegt, wobei Teilbereiche
der HM-Schicht durch die Resistinseln bedeckt bleiben. Ein optionales
Trimmätzen
(Block 1015) kann verwendet werden, um die Ergebnisse des
ARC-Ätzens (Block 1010)
zu reinigen. Das Trimmätzen
würde vorzugsweise
Sauerstoff in dem Plasma beinhalten, um die organischen Fotoresiststrukturen
lateral wegzuätzen,
wodurch folglich die Größe der Resistinseln
verkleinert (shrinking) würde.
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Im
Anschluss daran kann eine Struktur-Umkehr erfolgen (Block 1020),
welche freiliegende Teilbereiche der HM-Schicht aushärten wird
und die freiliegenden Teilbereiche der HM-Schicht beständig gegenüber einem
Resist- und HM-Ablösearbeitsgang macht.
Beispielsweise kann die Struktur-Umkehr durch Implantierung erzielt
werden. Ein Resistablösearbeitsgang
(Block 1025) entfernt die Resistinsel. Danach können die
nicht freiliegenden Teilbereiche der HM-Schicht unterhalb der Resistinseln
selektiv unter Verwendung eines Nassätzens geätzt werden. Dieser Arbeitsgang
(Block 1025) wird Teilbereiche des ILD freilegen, welche
mit einem Trockenätzen entfernt
werden können
(Block 1030). Das Trockenätzen des ILD kann freiliegende
Teilbereiche des ILD bis hinunter zum Halbleitersubstrat entfernen.
Ein HM-Ablösen
kann jedes verbleibende ausgehärtete
oder nicht ausgehärtete
HM-Schichtmaterial entfernen (Block 1035). Eine Kontaktlinerabscheidung
zusammen mit einer physikalischen Gasphasenabscheidung eines leitenden
Materials (wie z. B. Wolfram) kann dann verwendet werden, um die Kontakte
tatsächlich
auszubilden (Block 1040). Ein Polieren (oder ein Planarisieren)
kann dann zum Entfernen irgendwelches überschüssigen Linermaterials oder
leitenden Materials verwendet werden (Block 1045).
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Die
verschiedenen Ausführungsbeispiele
der vorliegenden Erfindung beinhalten eine Anzahl von Vorteilen.
Beispielsweise ist ein Vorteil von Ausführungsbeispielen der vorliegenden
Erfindung, dass lithographische Standardtechnologie verwendet wird, so
dass der Herstellungsprozess gut verstanden, ausgetestet und relativ
preiswert ist. Dieses kann zu erhöhten Produktausbeuten und verringerten
Gesamtkosten führen.
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Ein
weiterer Vorteil von Ausführungsbeispielen
der vorliegenden Erfindung ist, dass die Druckzeiten kürzer sind
als bei herkömmlichen
Techniken für das
Drucken ultrakleiner Kontakte. Deshalb können mehr integrierte Schaltungen
innerhalb eines vorgegebenen Zeitintervalls hergestellt werden.
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Obwohl
die vorliegende Erfindung und ihre Vorteile im Detail beschrieben
wurden, sollte verstanden werden, dass zahlreiche Änderungen,
Ersetzungen und Umbauten vorgenommen werden können, ohne vom Kern und Umfang
der durch die beigefügten
Ansprüche
definierten Erfindung abzuweichen.
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Darüber hinaus
ist es nicht beabsichtigt, dass der Umfang der vorliegenden Erfindung
auf die speziellen in der Beschreibung dargestellten Ausführungsbeispiele
des Prozesses, der Vorrichtung, der Herstellung, der Materialzusammensetzung,
der Mittel, der Verfahren und Arbeitsschritte begrenzt werden soll.
Der Fachmann wird aus der Offenbarung der vorliegenden Erfindung
leicht ermessen, dass derzeit existierende und noch zu entwickelnde
Prozesse, Vorrichtungen, Erzeugnisse, Materialzusammensetzungen,
Mittel, Verfahren oder Arbeitsschritte, welche im Wesentlichen die
gleiche Funktion erfüllen
oder im Wesentlichen das gleicher Ergebnis erzielen wie die entsprechenden
hier dargestellten Ausführungsbeispiele,
entsprechend der vorliegenden Erfindung verwendet werden können. Entsprechend
ist es beabsichtigt, dass die beigefügten Ansprüche in ihrem Umfang solche
Prozesse, Vorrichtungen, Erzeugnisse, Materialszusammensetzungen,
Mittel, Verfahren oder Arbeitsschritte beinhalten.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Verfahren zum Drucken von Kontakten auf
einem Substrat
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Ein
Verfahren zum Drucken von Kontakten verwendet eine fotolithographische
Struktur-Umkehr. Ein Negativ des Kontakts wird auf eine Resistschicht gedruckt.
Unbelichtete Teilbereiche der Resistschicht werden zum Freilegen
einer ersten Schicht abgelöst. Die
erste Schicht wird geätzt
zum Erntfernen freiliegender Teilbereiche der ersten Schicht, die
nicht durch das Negativ des Kontakts bedeckt sind, und zum Freilegen
einer zweiten Schicht. Eine Struktur-Umkehr wird durchgeführt zum
Aushärten
freiliegender Teilbereiche der zweiten Schicht, die nicht durch
die erste Schicht bedeckt sind.