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GEBIET DER
ERFINDUNG
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Diese
Erfindung betrifft allgemein die Herstellung von Halbleiterbauelementen
und insbesondere das Strukturieren metallischer Verbindungsschichten
mit einem Submikrometer-Abstand unter Verwendung von Materialien
niedriger Permittivität
zwischen Leitungen.
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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Halbleiter
werden weitverbreitet in integrierten Schaltungen für elektronische
Anwendungen, einschließlich
Radios und Fernsehgeräte,
verwendet. Diese integrierten Schaltungen verwenden typischerweise mehrere
in einkristallinem Silicium gefertigte Transistoren. Viele integrierte
Schaltungen enthalten heutzutage mehrere Metallisierungsebenen für Verbindungen.
Bei sich verkleinernden Geometrien und zunehmender Funktionsdichte
wird es unbedingt erforderlich, die RC-Zeitkonstante innerhalb mehrere
Ebenen aufweisender Metallisierungssysteme zu verkleinern.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Wenngleich
das Dielektrikum, das in der Vergangenheit typischerweise verwendet
wurde, um Metalleitungen voneinander elektrisch zu isolieren, Siliciumdioxid
war, waren neuere Trends auf die Verwendung von Materialien mit
niedrigen Dielektrizitätskonstanten
gerichtet, um die RC-Zeitkonstante zu verkleinern. Viele Isolatoren
mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten
sind entweder reine Polymere (beispielsweise Parylen, Teflon, Polyimid)
oder organisches Spin-On-Glas (OSOG, beispielsweise Silsesquioxan-
und Siloxanglas). Die strukturelle Stärke und/oder die mechanische
Stabilität
dieser Materialien mit einer niedrigen Permittivität, insbesondere
bei den hohen Temperaturen (größer als
400°C),
die bei der heutigen Verarbeitung verwendet werden, sind im allgemeinen
schlechter als diejenigen von Siliciumdioxid.
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Demgemäß ergab
sich aus der Verwendung von Materialien niedriger Permittivität in der
Halbleiterindustrie ein Bedarf an einem Verfahren zum Erhöhen der
strukturellen Unterstützung
von Verbindungen auf einem Halbleiterwafer. Hier werden ein Halbleiterbauelement
und ein Verfahren offenbart, wodurch dieses Problem in neuartiger
Weise gelöst
wird. Materialien niedriger Permittivität werden nur in Bereichen mit
dicht beabstandeten Leitungen verwendet, wodurch die unerwünschte Kapazität zwischen
dicht beabstandeten Leitungen verringert wird, während traditionelle dielektrische
Materialien an anderen Stellen verwendet werden, wodurch eine starke
strukturelle Unterstützung
bereitgestellt wird.
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Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Herstellen von Leitungen
auf einem Halbleiterwafer gemäß den Ansprüchen vorgesehen.
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Ein
Vorteil der Erfindung ist die verbesserte strukturelle Stärke durch
das Anordnen strukturell schwacher Materialien niedriger Permittivität nur dort,
wo es erforderlich ist, nämlich
in Bereichen mit dicht beabstandeten Leitungen.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung ist eine Verringerung der Randkapazität dicht
beabstandeter Metalleitungen. Eine erste strukturelle dielektrische
Schicht oder eine dielektrische Ätzstoppschicht
liegt auf den Metalleitungen, woraus sich eine vergrößerte Höhe des Materials
niedriger Permittivität
auf dicht beabstandeten Metalleitungen ergibt. Dies ermöglicht es,
daß sich
das Material niedriger Permittivität über den oberen Teil der Metalleitungen
hinaus erstreckt, wodurch eine Vergrößerung des Prozeßspielraums
bereitgestellt ist.
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Ein
weiterer Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Durchgänge zu unten liegenden Metalleitungen durch
ein strukturell intaktes und qualitativ hochwertiges dielektrisches
Material gebildet werden können,
so daß traditionelle
Prozesse zur Bildung von Durchgängen
verwendet werden können.
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Ein
weiterer Vorteil besteht in einer einzigen homogenen, strukturellen
dielektrischen Schicht, die über den
weit beabstandeten Leitungen und dem Material niedriger Permittivität aufgebracht
ist.
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KURZBESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNG
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In
der Zeichnung, die einen integralen Teil der Beschreibung bildet
und die in Zusammenhang damit zu lesen ist, wobei gleiche Bezugszahlen
und Symbole zur Bezeichnung ähnlicher
Komponenten in verschiedenen Ansichten verwendet werden, soweit
nichts anderes angegeben ist, zeigen:
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die 1A–1E und 2A–2D Schnittansichten
eines Abschnitts eines Halbleiterbauelements, worin eine erste Ausführungsform
der Erfindung dargestellt ist,
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die 3A–3D, 4A–4D und 5A–5C Schnittansichten
eines Abschnitts eines Halbleiterbauelements, worin eine zweite
Ausführungsform
der Erfindung dargestellt ist, und
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die 6A–6B Schnittansichten
von zwei Ausführungsformen
der Erfindung mit dem zusätzlichen
Merkmal einer über
den Metalleitungen aufgebrachten Passivierungsschicht.
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DETAILLIERTE
BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Die
Herstellung und die Verwendung der gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen
werden nachstehend detailliert erörtert. Es ist jedoch zu verstehen,
daß die
vorliegende Erfindung viele anwendbare erfindungsgemäße Konzepte
bereitstellt, die in einer großen
Vielzahl spezifischer Zusammenhänge
verwirklicht werden können.
Die erörterten
spezifischen Ausführungsformen
dienen lediglich der Erläuterung
spezifischer Verfahren zum Herstellen und Verwenden der Erfindung,
und sie schränken
den Schutzumfang der Erfindung nicht ein.
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Nachstehend
werden mehrere bevorzugte Ausführungsformen
und alternative Ausführungsformen unter
Einschluß von
Herstellungsverfahren beschrieben. Entsprechende Bezugszahlen und
Symbole in den verschiedenen Figuren betreffen entsprechende Teile,
sofern nichts anderes angegeben ist. Die nachstehende Tabelle 1
bietet einen Überblick über die
Elemente der Ausführungsformen
und der Zeichnung.
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Die 1–2 zeigen eine erste Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung. 1A zeigt
einen Halbleiterwafer 10, der ein Substrat 12 aufweist,
das beispielsweise Transistoren, Dioden und andere Halbleiterelemente
(nicht dargestellt) enthalten kann, die auf dem Fachgebiet wohlbekannt
sind. Der Halbleiterwafer 10 kann auch Metallschichten
enthalten. Eine Metallschicht 14 wurde auf das Substrat 12 aufgebracht.
Die Metallschicht 14 kann beispielsweise eine Aluminiumlegierung
oder eine Titan-Wolfram/Aluminium-Legierungs-Doppelschicht aufweisen und ist typischerweise
0,5 bis 2 μm
dick. Die Metallschicht 14 wurde in zwei Abschnitte unterteilt,
nämlich
einen ersten Bereich 15, in dem weit beabstandete Leitungen 16 gebildet
werden, und einen zweiten Bereich 17, in dem wenigstens
benachbarte Abschnitte dicht beabstandeter Leitungen 18 gebildet
werden.
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Eine
einzige Leitung kann Abschnitte aufweisen, die sowohl dicht beabstandet
als auch weit beabstandet sind. Für diesen Fall sind wenigstens
zwei alternative Verfahren zum Blockieren der Bereiche, in denen dicht
beabstandete Leitungen gebildet werden, verfügbar. Ein Verfahren besteht
darin, nur die Abschnitte der Leitung zu maskieren, die sich neben
einer anderen Leitung befinden (benachbarter Abschnitt). Alternativ
kann für
eine Leitung, die wenigstens einen Abschnitt aufweist, der dicht
beabstandet ist, die gesamte dicht beabstandete Leitung blockiert
werden. Für
die Erörterung
ist es zweckmäßig, nur
von "dicht beabstandeten
Leitungen" und "benachbarten Abschnitten" zu sprechen, wobei
die benachbarten Abschnitte aus dicht beabstandeten Leitungen bestehen
(wenigstens einige dieser Leitungen können auch Abschnitte aufweisen,
die anderen Leitungen nicht benachbart sind). Es sei bemerkt, daß die nicht
benachbarten Abschnitte dicht beabstandeter Leitungen entweder mit
den "benachbarten
Abschnitten" oder
den "weit beabstandeten
Leitungen" verarbeitet
werden können.
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Eine
dielektrische Ätzstoppschicht 39 wird
auf die Metallschicht 14 aufgebracht. Eine erste Resistschicht 46 wird
dann auf die dielektrische Ätzstoppschicht 39 aufgebracht.
Die erste Resistschicht 46 besteht vorzugsweise aus Photoresist,
oder es kann ein anderer Resist, wie photoempfindliches Polyimid,
verwendet werden.
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Der
Wafer 10 wird mit dem ersten Retikel 44 maskiert,
das das Leitermuster enthält
(weil alle Leiter dieser Schicht auf einmal strukturiert werden,
werden im allgemeinen Justierungsprobleme vermieden, selbst wenn
nicht alle Leiter gleichzeitig geätzt werden oder falls zwei
Abschnitte eines einzigen Leiters zu verschiedenen Zeiten geätzt werden,
es werden jedoch vorzugsweise alle Abschnitte aller Leiter gemeinsam
geätzt). Das
erste Retikel 44 ist so konfiguriert, daß sowohl
weit beabstandete als auch alle Abschnitte dicht beabstandeter Leitungen
gleichzeitig strukturiert werden. Nicht abgedeckte Abschnitte der
ersten Resistschicht 46 werden belichtet, wie in 1B dargestellt
ist. Die belichteten Abschnitte 48 der ersten Resistschicht
werden entwickelt und entfernt. Eine dielektrische Ätzstoppschicht 39 und
die Metallschicht 14 werden, typischerweise in getrennten
Schritten (1C), geätzt, um weit beabstandete Leitungen 16 und
dicht beabstandete Leitungen 18 zu bilden.
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Die
weit beabstandeten Leitungen 16 haben typischerweise ein
Abstands-Seitenverhältnis von
weniger als eins (das Abstands-Seitenverhältnis ist die Höhe der Metallleitungen
verglichen mit dem Abstand zwischen den Leitungen (geteilt durch
diesen)). Im allgemeinen sind die weit beabstandeten Leitungen 16 in
Abständen
angeordnet, die typischerweise das Eineinhalbfache des minimalen
Abstands von Leitung zu Leitung beträgt oder größer ist. Die Abstände zwischen
solchen weit beabstandeten Leitungen 16 sind ausreichend, um übermäßige kapazitive
Wirkungen zu verhindern, und sie benötigen daher keine Materialien
niedriger Permittivität
zur Isolation.
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Dicht
beabstandete Leitungen 18 haben typischerweise ein Abstands-Seitenverhältnis im
Bereich von größer oder
gleich eins. Im allgemeinen sind die dicht beabstandeten Leitungen 18 in
Abständen
angeordnet, die typischerweise kleiner als ein μm sind, und der Abstand kann
der minimalen Leitungsbreite (Leiterbreite) entsprechen. Die Zwischenräume zwischen
den Leitungen liegen dicht genug beieinander, damit sie eine erhebliche
Streukapazität
aufweisen, und die Struktur profitiert demgemäß von dem Material 34 niedriger
Permittivität
zwischen den dicht beabstandeten Leitungen 18.
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Die
erste Resistschicht 46 wird dann abgehoben (1D).
Das Material 34 niedriger Permittivität wird auf den ganzen Wafer 10 aufgebracht
(1E) und kann planarisiert werden. Das Material 34 niedriger
Permittivität
besteht aus einem Material mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten,
vorzugsweise einem Polymerdielektrikum, wie Parylen oder Teflon,
mit einer Dielektrizitätskonstanten
von weniger als etwa 3.
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Eine
dünne harte
Oxidmaske 52 wird auf das Material 34 niedriger
Permittivität
aufgebracht (2A). Eine zweite Resistschicht 50 wird
auf die harte Oxidmaske 52 aufgebracht und belichtet (durch
ein nicht dargestelltes zweites Retikel) und von Bereichen entfernt,
die die weit beabstandeten Leitungen 16 enthalten (2A).
Die harte Oxidmaske 52 und das Material 34 niedriger
Permittivität
werden von den Bereichen entfernt, die die weit beabstandeten Leitungen 16 enthalten
(2B), sie verbleiben jedoch auf Bereichen des Wafers,
die die dicht beabstandeten Leitungen 18 enthalten. Als
nächstes
wird die harte Oxidmaske 52 von Bereichen entfernt, die
die dicht beabstandeten Leitungen 18 enthalten, und es
wird das Material 34 niedriger Permittivität bis zu
einem Niveau am Oberteil der dielektrischen Ätzstoppschicht 39 (2C)
oder darunter auf den Metalleitungen entfernt (beispielsweise zurückgeätzt). Die
dielektrische Ätzstoppschicht 39 dient
als ein Ätzstopp
für das Ätzmittel
für die
dielektrische Schicht 34 niedriger Permittivität. Vorzugsweise
wird das Material 34 niedriger Permittivität nicht über den
oberen Teil der dicht beabstandeten Metalleitungen 18 hinaus
heruntergeätzt.
Vorzugsweise liegt das Material 34 niedriger Permittivität um einen
Abstand, der gleich 30–50% der
Dicke der Metalleitung 18 ist, oberhalb der oberen Teile
der dicht beabstandeten Metalleitungen 18, um die Randkapazität zwischen
Metalleitungen 18 an den Ecken und oberen Teilen der dicht
beabstandeten Metallleitungen 18 zu beseitigen oder zu
verringern. Das Verringern der Randkapazität ist ein Vorteil der Erfindung, der
sich aus der vergrößerten Höhe des Materials 34 niedriger
Permittivität
ergibt, das sich über
die oberen Teile der dicht beabstandeten Metallleitungen 18 hinaus
erstrecken kann. Daraufhin wird die erste strukturelle dielektrische
Schicht 26 auf den ganzen Wafer 10 aufgebracht
und kann planarisiert werden (2D). Ein
Vorteil der ersten Ausführungsform
besteht darin, daß der
ganze Wafer mit einer einzigen homogenen Schicht (der ersten strukturellen
dielektrischen Schicht 26) beschichtet wird.
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Eine
zweite Ausführungsform
ist in den 3–5 dargestellt. 3A zeigt
einen Halbleiterwafer 10, der ein Substrat 12 und
eine auf das Substrat 12 aufgebrachte Metallschicht 14 aufweist.
Die Metallschicht 14 hat zwei Abschnitte, nämlich einen
ersten Bereich 15, in dem weit beabstandete Leitungen gebildet
werden, und einen zweiten Bereich 17, in dem dicht beabstandete
Leitungen gebildet werden. Die dielektrische Ätzstoppschicht 39 wird
auf die Metallschicht 14 aufgebracht. Eine erste Resistschicht 46 wird
dann auf die dielektrische Ätzstoppschicht 39 aufgebracht.
Die erste Resistschicht 46 besteht vorzugsweise aus Photoresist,
oder es kann ein anderer Resist, wie photoempfindliches Polyimid,
verwendet werden.
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Der
Wafer 10 wird mit dem ersten Retikel 44 maskiert,
das das Leitermuster sowohl für
die weit beabstandeten als auch für die dicht beabstandeten Leitungen
enthält.
Die nicht abgedeckten Abschnitte der ersten Resistschicht 46 werden
belichtet, wie in 3B dargestellt ist. Die belichteten
Abschnitte 48 der ersten Resistschicht 46 werden
entwickelt und entfernt, und die dielektrische Ätzstoppschicht 39 wird
geätzt
(3C). Der Wafer 10 wird mit einer zweiten
Resistschicht 50 abgedeckt, die vorzugsweise aus photoempfindlichem Polyimid
besteht, jedoch vorzugsweise ein Photoresist ist. Die zweite Resistschicht
wird in einem Muster belichtet (durch ein nicht dargestelltes zweites
Retikel), so daß der
zweite Bereich 17 der Metallschicht 14 mit der zweiten
Resistschicht 50 bedeckt bleibt (3D).
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Die
Metallschicht 14 wird unter Bildung weit beabstandeter
Metalleitungen 16 geätzt
(4A). Die erste strukturelle dielektrische Schicht 26 wird
auf den ganzen Wafer 10 aufgebracht (im allgemeinen, wenngleich dies
nicht dargestellt ist, auch auf den strukturierten Resist 50 und
dann von wenigstens dem oberen Teil der zweiten Resistschicht 50 entfernt),
um die Struktur aus 4B zu erhalten. An diesem Punkt
wurden weit beabstandete Leitungen 16 gebildet, wenngleich
der zweite Bereich 17 der Metallschicht 14 ungeätzt bleibt
und auch von der zweiten Resistschicht 50 bedeckt bleibt.
Daraufhin wird die zweite Resistschicht 50 vom zweiten Bereich 17 der
Metallschicht 14 entfernt, der mit der strukturierten dielektrischen Ätzstoppschicht 39 beschichtet
bleibt. Die Metallschicht 14 wird geätzt, um dicht beabstandete
Leitungen 18 zu bilden, wie in 4D dargestellt
ist.
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Als
nächstes
wird das Material 34 niedriger Permittivität auf den
ganzen Wafer 10 (5A) aufgebracht
und bis zu einem Niveau am oberen Teil der dielektrischen Ätzstoppschicht 39 auf
dicht beabstandeten Leitungen 18 (5B) oder
unterhalb von diesem entfernt (beispielsweise mit einem zeitlich
begrenzten Ätzen zurückgeätzt). Wie
gemäß der ersten
Ausführungsform
liegt das Material 34 niedriger Permittivität vorzugsweise
um einen Abstand von 30–50%
der Dicke der Metalleitung 18 oberhalb der oberen Teile
der dicht beabstandeten Metalleitungen 18, um die Randkapazität zwischen
den Metalleitungen 18 an den Ecken und oberen Teilen der
dicht beabstandeten Metalleitungen 18 zu beseitigen oder
zu verringern. Schließlich
wird die zweite strukturelle dielektrische Schicht 36 auf
die dielektrische Ätzstoppschicht 39 über den
dicht beabstandeten Metalleitungen 18, dem Material 34 niedriger
Permittivität
und möglicherweise über der
ersten strukturellen dielektrischen Schicht 26 aufgebracht,
wie in 5C dargestellt ist. Vorzugsweise
wird PETEOS (Plasma-angereichertes Tetraethoxysilan) für die zweite
strukturelle dielektrische Schicht 36 verwendet.
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Typischerweise
bestehen für
diese Erfindung die erste strukturelle dielektrische Schicht 26 und
die zweite strukturelle dielektrische Schicht 36 aus einem
Oxid, und die dielektrische Ätzstoppschicht 39 besteht aus
einem OSOG mit einer niedrigen Dielektrizitätskonstanten von weniger als
3. Es können
jedoch auch andere Materialkombinationen verwendet werden. Beispielsweise
kann die dielektrische Ätzstoppschicht 39 aus einem
Oxid bestehen, während
die erste strukturelle dielektrische Schicht 26 und die
zweite strukturelle dielektrische Schicht 36 beide aus
Teflon oder Parylen bestehen können.
Die letztgenannte Kombination kann speziell kompatibel mit Materialien 34 niedriger
Permittivität
sein, die Aerogel oder Xerogel enthalten.
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6A zeigt
eine Alternative für
die erste Ausführungsform,
wobei nach dem in 1D dargestellten Schritt eine
Passivierungsschicht 38 auf belichteten Abschnitten der
dielektrischen Ätzstoppschicht 39,
der Seitenwände
der weit beabstandeten Leitungen 16 und der dicht beabstandeten
Metalleitungen 18 sowie des Substrats 12 gebildet
wird. Diese Passivierungsschicht 38 ist besonders vorteilhaft
für dicht
beabstandete Leitungen 18, weil sie eine Reaktion zwischen
den Metalleitungen 18 und dem Material 34 niedriger
Permittivität verhindert.
In ähnlicher
Weise ist in 6B eine Alternative für die zweite
Ausführungsform
dargestellt, wobei nach dem in 4D dargestellten
Schritt eine Passivierungsschicht 38 auf belichteten Abschnitten
der dielektrischen Ätzstoppschicht 39,
der Seitenwände
der dicht beabstandeten Metalleitungen 18 und des Substrats 12 gebildet
wird.
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Wenngleich
im allgemeinen der Prozeß aus
den 1A–1E und 2A–2D bevorzugt
ist, können
alternative Prozesse (nicht dargestellt) verwendet werden, um im
wesentlichen die gleichen Ergebnisse zu erreichen. Beispielsweise
kann, ausgehend von der Konfiguration aus 1D (nachdem
alle Leitungen auf dieser Schicht strukturiert worden sind), Resist
verwendet werden, der gegenüber
dem Muster 50 invertiert ist (wodurch Resist belassen wird,
der die weit beabstandeten Leitungen bedeckt), kann das Material
niedriger Permittivität
aufgebracht werden, planarisiert werden, um die dielektrische Ätzstoppschicht 39 freizulegen,
der Resist entfernt werden, um die Konfiguration aus 2C zu
erhalten, und dann das strukturelle Dielektrikum aufgebracht werden,
um die Struktur aus 2D zu erzielen.
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Als
ein anderes Beispiel kann, wiederum ausgehend von der Konfiguration
aus 1D (nachdem alle Leitungen auf dieser Schicht
strukturiert worden sind), eine erste Schicht eines strukturellen
Dielektrikums aufgebracht werden, Resist verwendet werden, der gegenüber dem
Muster 50 invertiert ist, das strukturelle Dielektrikum
geätzt
werden, der Resist entfernt werden, das Material niedriger Permittivität aufgebracht
werden, planarisiert werden, um die dielektrische Ätzstoppschicht 39 freizulegen
(beispielsweise mit einem zeitlich begrenzten Ätzen oder einem chemisch mechanischen
Polieren), und dann eine zweite Schicht des strukturellen Dielektrikums
aufgebracht werden, um die Struktur aus 5C zu
erhalten.
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Als
ein weiteres Beispiel kann, wiederum ausgehend von der Konfiguration
aus 1D (nachdem alle Leitungen auf dieser Schicht
strukturiert worden sind), Resist in dem Muster 50 verwendet
werden, eine erste Schicht eines strukturellen Dielektrikums aufgebracht
werden, planarisiert werden, um die dielektrische Ätzstoppschicht 39 freizulegen,
der Resist entfernt werden, das Material niedriger Permittivität aufgebracht
werden, wiederum planarisiert werden, um die dielektrische Ätzstoppschicht 39 freizulegen,
und dann eine zweite Schicht des strukturellen Dielektrikums aufgebracht
werden.
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Als
ein weiteres Beispiel kann, ausgehend von der Konfiguration aus 3C (nachdem
die dielektrische Ätzstoppschicht 39 strukturiert
worden ist), Resist verwendet werden, der gegenüber dem Muster 50 invertiert
ist, und können
die benachbarten Abschnitte geätzt
werden, kann das Material niedriger Permittivität aufgebracht werden, planarisiert
werden, um die dielektrische Ätzstoppschicht 39 freizulegen,
der Resist entfernt werden, können
die weit beabstandeten Leitungen 16 geätzt werden und kann das strukturelle
Dielektrikum aufgebracht werden, um die Struktur aus 2D zu
erhalten.
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Die
vorliegende Erfindung verwendet generell einen "Konturierungsmusterresist" zum Konturieren
zumindest der Bereiche der weit beabstandeten Leitungen gegenüber zumindest
den Bereichen der benachbarten Abschnitte der dicht beabstandeten
Leitungen und damit zum Ermöglichen
des Aufbringens des Materials niedriger Permittivität zumindest
in Bereichen benachbarter Abschnitte dicht beabstandeter Leitungen
und zum Ermöglichen
des Aufbringens des strukturellen Dielektrikums zumindest in Bereichen
weit beabstandeter Leitungen. Wiederum können nicht benachbarte Abschnitte
dicht beabstandeter Leitungen entweder mit den "benachbarten Abschnitten" oder den "weit beabstandeten
Leitungen" verarbeitet
werden. Wenngleich dieses "Konturierungsmuster" einen zusätzlichen
Maskierungsschritt erfordert (zusätzlich zur herkömmlichen
Leiterstrukturierungsmaske), ist die Justierung dieses zusätzlichen
Maskierungsschritts nicht kritisch, und es ist demgemäß für Justierungstoleranzen
kein zusätzlicher
Aufwand erforderlich. Um Justierungsprobleme weiter zu vermeiden,
sieht diese Erfindung im allgemeinen das Festlegen des Leitermusters
in einem einzigen Maskierungsschritt vor (wenngleich es nicht bevorzugt
ist, können
die weit beabstandeten Leitungen getrennt von wenigstens den benachbarten
Abschnitten dicht beabstandeter Leitungen geätzt werden).
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Das
neuartige Verfahren zur Doppelmaskierung zur selektiven Zwischenraumauffüllung von
Submikrometer-Verbindungen bietet erhebliche Vorteile gegenüber den
herkömmlichen
Prozessen. Erstens wird das strukturell schwache Material niedriger
Permittivität
auf Bereiche beschränkt,
die von ihm profitieren. In den Bereichen, in denen das Material
niedriger Permittivität
nicht erforderlich ist, bietet die strukturelle dielektrische Schicht
mehr strukturelle Unterstützung.
Das Ergebnis ist eine insgesamt stärkere Struktur mit einer besseren Wärmeübertragungsfähigkeit
(weil die Wärmeübertragung
von Materialien niedriger Permittivität im allgemeinen schlecht ist).
Gemäß der ersten
Ausführungsform
ist das strukturelle Dielektrikum eine einzige homogene Schicht,
was ein weiterer Vorteil ist.
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Zweitens
ermöglicht
die erste Ausführungsform
das Strukturieren der ganzen Metallschicht auf einmal, wodurch die
möglichen
Justierungsprobleme der zweiten Ausführungsform beseitigt werden.
Das zweite Retikel, das den zweiten Resist strukturiert, um die
dicht beabstandeten Leitungen zu maskieren, kann verhältnismäßig leicht
von dem ersten Retikel für
die Metallschicht erzeugt werden. Demgemäß kann die Implementation der
ersten Ausführungsform
leichter in aktuelle Prozeßabläufe integriert
werden.
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Drittens
hat die dielektrische Ätzstoppschicht 39 auf
den dicht beabstandeten Leitungen 18 den zusätzlichen
Vorteil, daß die
Randkapazität
zwischen dicht beabstandeten Leitungen 18 verringert wird.
Die dielektrische Ätzstoppschicht 39 ermöglicht eine
vergrößerte Höhe des Materials 34 niedriger
Permittivität
zwischen dicht beabstandeten Leitungen 18, wodurch ermöglicht wird,
daß sich
das Material niedriger Permittivität über den oberen Teil der Metalleitungen
hinaus erstreckt. Hierdurch wird eine Erhöhung der Prozeßtoleranz ermöglicht.
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Ein
vierter Vorteil der Erfindung besteht darin, daß Durchgänge zu unten liegenden Metalleitungen durch
ein strukturell intaktes Dielektrikum hoher Qualität (die dielektrische Ätzstoppschicht 39 auf
den dicht beabstandeten Leitungen 18) gebildet werden können, so
daß traditionelle
Durchgangsbildungsprozesse verwendet werden können.
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Wenngleich
die Erfindung mit Bezug auf erläuternde
Ausführungsformen
beschrieben wurde, sollte diese Beschreibung nicht einschränkend ausgelegt
werden. Verschiedene Modifikationen und Kombinationen der als Beispiel
dienenden Ausführungsformen
sowie andere Ausführungsformen
der Erfindung werden Fachleuten beim Lesen der Beschreibung einfallen.
Es ist daher vorgesehen, daß die
anliegenden Ansprüche
alle dieser Modifikationen oder Ausführungsformen einschließen.