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Dokumentenidentifikation DE4200809A1 24.09.1992
Titel Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements
Anmelder Samsung Electronics Co., Ltd., Suwon, KR
Erfinder Lee, Sang-in, Suwon, KR;
Park, Chang-soo;
Son, Jeong-ha, Seoul/Soul, KR
Vertreter Wilhelm, H., Dr.-Ing.; Dauster, H., Dipl.-Ing., Pat.-Anwälte, 7000 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 15.01.1992
DE-Aktenzeichen 4200809
Offenlegungstag 24.09.1992
Veröffentlichungstag im Patentblatt 24.09.1992
IPC-Hauptklasse H01L 21/90
IPC-Nebenklasse H01L 21/285   H01L 23/532   C22C 14/00   C23C 14/34   C23C 14/14   
Zusammenfassung Ein bekanntes Verfahren erwärmt das Substrat über den Schmelzpunkt des verwendeten Metalls, um Kontaktöffnungen aufzufüllen. Dies erfordert eine genau horizontale Positionierung des Halbleiterwafers. Außerdem können nach Abkühlung - wegen Diffusion an der Halbleiter/Metall(z. B. Si/Al)-Grenzfläche - Si-Ausscheidungen an der Oberfläche und Al-Spitzen in die Tiefe auftreten.
Das neue Verfahren sieht eine schonendere Wärmebehandlung des Metalls bei Temperaturen lediglich zwischen 80% und 100% seiner Schmelztemperatur vor, womit selbst Kontaktlöcher mit großem Tiefen/Breiten-Verhältnis durch Migration der Metallatome unter Verringerung der freien Oberflächenenergie zuverlässig aufgefüllt werden, ohne daß Si-Ausscheidungen oder Al-Spitzen auftreten. Letzteres wird auch dadurch verhindert, daß ein Metall einer zweikomponentigen Verdrahtungsschicht (41, 43) Si enthält, das andere dagegen nicht.
Verwendung für mikroelektronische Halbleiterbauelemente.

Beschreibung[de]

Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements, insbesondere ein Verfahren zur Bildung einer planaren Metallschicht in einem Halbleiterbauelement.

Der Metallisierungsprozeß ist der wichtigste Schritt bei der Herstellung eines Halbleiterbauelements, da er bei Vordringen der Technologie in Richtung ULSI die Funktionsschnelligkeit, die Ausbeute und die Zuverlässigkeit eines Bauelements bestimmt. Die Stufenbedeckung durch das Metall war kein großes Problem, solange nur weniger aggressive Geometrien, Kontaktlöcher mit kleinem Tiefen/Breiten-Verhältnis oder flache Stufen zu bedecken waren. Mit höherer Integrationsdichte in Halbleiterbauelementen sind Kontaktlöcher jedoch bedeutend kleiner geworden, während an der Oberfläche des Halbleitersubstrats ausgebildete störstellendotierte Bereiche viel dünner geworden sind. Bei großem Tiefen/Breiten-Verhältnis von Kontaktlöchern und großen Stufentiefen benötigt der herkömmliche Aluminium(Al)-Metallisierungsprozeß für große Funktionsschnelligkeit, hohe Ausbeute und gute Zuverlässigkeit des Halbleiterbauelements eine Verbesserung, da er mit vielen Problemen, wie Versagen der Zuverlässigkeit der Al-Verbindungen aufgrund des großen Tiefen/Breiten-Verhältnisses der Kontaktlöcher und schlechter Stufenbedeckung des gesputterten Al, durch Silizium(Si)-Ausscheidung verursachtes Anwachsen des Kontaktwiderstands und Verschlechterung der Charakteristik des flachen Übergangs aufgrund der Entstehung von Al-Spitzen, behaftet ist.

Um diese Probleme im herkömmlichen Al-Metallisierungsprozeß zu überwinden, wurden deshalb neue Prozesse vorgeschlagen. Um zum Beispiel verschlechterte Halbleiter-Zuverlässigkeit, die durch Versagen der Al-Verbindungen aufgrund des großen Tiefen/Breiten- Verhältnisses von Kontaktlöchern und schlechter Stufenbedeckung des gesputterten Al bei der Al-Metallisierung verursacht wird, zu vermindern, sind folgende Prozesse bekannt.

In der japanischen Offenlegungsschrift 62-1 32 348 (von Yukiyosu Sugano et al.) wird ein Verfahren für die Verbesserung einer Schichtform gegenüber einer abrupten Stufe eines Halbleiterbauelements vorgeschlagen, das die Bildung einer Metallverdrahtungsschicht auf der auf einem Halbleitersubstrat gebildeten Stufe und danach ein thermisches Schmelzen der Verdrahtungsschicht, um die Metallverdrahtungsschicht planar zu machen, beinhaltet. In der japanischen Offenlegungsschrift 63-99 546 (von Shinpei Lijima et al.) wird, um die Verdrahtungszuverlässigkeit zu verbessern und die Bildung einer Mehrschichtverbindung zu ermöglichen, ein Verfahren vorgeschlagen, bei dem eine metallische Verdrahtungsschicht auf einem Substrat mit Kontaktlöchern und Stufen durch Erwärmen und Verschmelzen der metallischen Verdrahtungsschicht gebildet wird. In der obigen Veröffentlichung wird ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements durch Bildung einer metallischen Verdrahtungsschicht auf einem Halbleitersubstrat vorgesehen, um eine Mehrschichtverbindung zu bilden, welches folgende Schritte enthält: Bildung mehrfacher Bauelemente auf einem Halbleitersubstrat; Deposition einer Isolationsschicht auf dem die fraglichen Bauelemente enthaltenden Substrat; Bildung von Kontaktlöchern in der Isolationsschicht, die einen vorher festgelegten Teil des Bauelements erreichen; Bildung einer Titannitrid-Schicht auf der Oberfläche der Isolationsschicht und der Kontaktlöcher; Deposition einer metallischen Verdrahtungsschicht auf der gesamten Oberfläche der Titannitrid-Schicht und danach Erwärmung der metallischen Schicht, so daß sie schmilzt und zum Fließen gebracht wird, um die Oberfläche der metallischen Schicht planar zu machen; und Ätzen der metallischen Schicht und der Titannitrid-Schicht gemäß eines vorher festgelegten Verdrahtungsmusters, um zumindest die erste Verdrahtungsschicht zu bilden.

In der japanischen Offenlegungsschrift 62-1 09 341 (von Masahiro Shimizu et al.) wird ein Verfahren zur Verbesserung der Zuverlässigkeit eines Halbleiterbauelements bezüglich Verdrahtungsunterbrechungen vorgeschlagen, das die Bildung einer leitenden Aluminiumschicht, wie einer Aluminiumverbindungsschicht, mit guter Bedeckung an einer Stufe, wie einem Kontakt einer isolierenden Schichtoberfläche, im Falle der Bildung von Elektroden und einer Verdrahtungsschicht beinhaltet. Nach Masahiro Shimizu et al. wird ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements vorgesehen, das die Beschichtung eines Siliziumsubstrats mit einer eine flüssigkeitsähnliche Aluminium-Verbindung oder Aluminium enthaltenden Lösung und danach Wärmebehandlung zur Bildung einer leitenden Aluminiumschicht beinhaltet.

Gemäß der obigen Verfahren wird zum Auffüllen der Kontaktlöcher Al oder eine Al-Legierung flüssig gemacht und geschmolzen. Da alle obigen Veröffentlichungen ein Aufschmelzen einschließen, bei dem Al oder eine Al-Verbindung geschmolzen wird, sollte ein Halbleiterwafer horizontal angeordnet werden, um ein richtiges Auffüllen der Kontaktlöcher mit dem fließenden, geschmolzenen Material zu erlauben. Außerdem resultiert aus einer Temperaturänderung eine Metallschrumpfung im isolierenden Gebiet. Das heißt, durch Erwärmung der Metallschicht über die Schmelztemperatur des Al oder der Al-Legierung hinaus füllt die verflüssigte und fließende Metallschicht das Kontaktloch. Die flüssige Metallschicht wird eine niedrigere Oberflächenspannung anstreben und kann so während der Erstarrung schrumpfen oder sich verwerfen und dadurch das darunterliegende Halbleitermaterial freilegen. Ferner kann die Temperatur der Wärmebehandlung nicht genau kontrolliert werden, so daß es schwierig ist, ein bestimmtes Ergebnis zu reproduzieren. Obwohl diese Verfahren gegebenenfalls ein Kontaktloch füllen können, können die verbleibenden Gebiete der Metallschicht uneben werden und dadurch nachfolgende, schützende Prozesse behindern. Deshalb kann ein zweiter Metallbeschichtungsprozeß erforderlich sein.

Weiterhin ist bekannt, daß für die Verbesserung der Zuverlässigkeit des Halbleiterbauelements durch Verhinderung der Degradation der Charakteristik der flachen Übergänge aufgrund entstandener Al-Spitzen in dem auf dem Halbleiterwafer ausgebildeten Kontaktloch eine Barrierenschicht aufgebracht wird. Zum Beispiel wird in der US-PS 48 97 709 (von Natsuki Yokoyama et al.) ein Halbleiterbauelement beschrieben, das eine Titannitrid-Schicht als Barriere einschließt, die zur Verhinderung einer Reaktion zwischen der Verdrahtung und dem Halbleitersubstrat in einer Öffnung ausgebildet ist. Die obige Titannitrid-Schicht kann durch ein Niederdruck-CVD-Verfahren mit einem Niedertemperatur-CVD-Gerät abgeschieden werden. Sie hat ausgezeichnete Eigenschaften mit einer guten Stufenbedeckung für eine sehr kleine Öffnung mit einem großen Tiefen/Breiten-Verhältnis.

Nach der Bildung der Titannitrid-Schicht wird eine Verdrahtungsschicht durch ein Sputterverfahren abgeschieden, wobei eine Al-Legierung verwendet wird. Außer dem obigen wird, anstelle des Schmelzens des Al oder der Al-Legierung, für eine Verbesserung der Metallbedeckung einer Stufe in der US-PS 49 70 176 (Clarence J. Tracy et al.) ein Mehrfachstufen-Metallisierungsprozeß vorgeschlagen. Gemäß dem obigen Patent wird ein erster, dicker Teil einer vorgegebenen Gesamtdicke einer Metallschicht bei einer niedrigen Temperatur auf einem Halbleiterwafer abgeschieden, dann die Temperatur auf eine hohe Temperatur (ungefähr 400°C bis 500°C), die der Metallschicht aufzuschmelzen erlaubt, erhöht, und anschließend der verbleibende Teil der vorgegebenen Gesamtdicke der Metallschicht abgeschieden; oder es wird nach der Deposition der ersten Metallschicht die zweite Metallschicht während der Temperaturerhöhung auf die hohe Temperatur, die das Aufschmelzen der Metallschicht erlaubt, aufgebracht. Das Schmelzen der Metallschicht findet über Kornwachstum, Rekristallisation und Volumendiffusion statt.

Zwischenzeitlich haben Ono et al. berichtet, daß die Fließfähigkeit von Al-Si plötzlich anwächst, wenn die Halbleitersubstrattemperatur über 500°C ist (Hisako Ono et al., in Proc. 1990 VMIC Conference June 11 and 12, Seiten 76-82). Gemäß der Lehre von Ono et al. ändert sich die innere Spannung einer Al-1%Si-Schicht abrupt nahe 500°C, und die Streßrelaxation der Al-1%Si-Schicht tritt rasch bei jener Temperatur ein. Weiterhin muß die Temperatur des Halbleitersubstrats zwischen 500°C und 550°C gehalten werden, um die Kontakte zufriedenstellend zu füllen.

Das obige Kontaktfüllungsverfahren ist verschieden von dem ein Aufschmelzen einer Metallschicht erläuternden Verfahren in dem oben zitierten Patent von Tracy et al.. Einer der Erfinder der vorliegenden Anmeldung hat eine frühere Erfindung mit dem Titel "Verfahren zur Bildung einer Metallschicht in einem Halbleiterbauelement" gemacht (deutsche Patentanmeldung P 40 28 776.9-33). Diese frühere Erfindung betrifft ein Verfahren zur Bildung einer Metallverdrahtungsschicht durch ein Kontaktloch in einem Halbleiterbauelement, das die Schritte Deposition eines Metalls bei einer niedrigen Temperatur (unter 200°C) und Nachheizen des abgeschiedenen Metallmaterials bei einer Temperatur zwischen 80% und 100% der Schmelzpunkttemperatur des abgeschiedenen Metallmaterials beinhaltet.

Die Fig. 2A, 2B und 2C zeigen ein Verfahren zur Bildung einer Metallschicht gemäß der oben genannten früheren Erfindung. Unter Bezugnahme auf Fig. 2A, in der ein Prozeß für die Bildung einer ersten Metallschicht gezeigt ist, wird das Muster eines Kontaktlochs (2) auf einem Halbleitersubstrat (10) gebildet. Dann wird das Substrat in eine Sputterreaktorkammer gebracht, in der eine erste Metallschicht (4) durch Deposition des Metalls, Aluminium (Al) oder eine Al-Legierung, bei einer Temperatur von 200°C oder weniger und unter einem vorgegebenen Vakuumdruck gebildet wird. Diese Schicht hat eine körnige Struktur.

Fig. 2B veranschaulicht die Füllung eines Kontaktlochs. Bezugnehmend auf Fig. 2B wird, nachdem die durch den vorhergehenden Prozeß erhaltene Substratstruktur ohne Unterbrechung des Vakuums in eine andere Sputterreaktorkammer gebracht wurde, mindestens 2 Minuten lang eine Erwärmung bei einer Temperatur von 550°C durchgeführt, wodurch das Kontaktloch aufgefüllt wird. Zu diesem Zeitpunkt ist der Druck in der Reaktorkammer vorzugsweise so niedrig wie möglich, so daß die Aluminiumatome eine höhere freie Oberflächenenergie haben. Dadurch kann das Metall die Kontaktlöcher leichter füllen. Hier bezeichnet das Bezugszeichen 4a die Metallfüllung des Kontaktlochs.

Die Temperatur der Wärmebehandlung in dem in Fig. 2B gezeigten Prozeß ist im wesentliche zwischen 80% und 100% des Metallschmelzpunkts und ändert sich je nach der speziell verwendeten Aluminiumlegierung bzw. dem Aluminium.

Da die Metallschicht bei einer Temperatur, die niedriger als der Aluminium-Schmelzpunkt von 660°C ist, wärmebehandelt wird, schmilzt sie nicht. Zum Beispiel wandern bei 550°C die Al-Atome, die durch Sputtern bei einer Temperatur unter 150°C abgeschieden wurden, durch Wärmebehandlung bei der höheren Temperatur anstatt zu schmelzen. Wenn die Oberfläche uneben oder körnig ist, nimmt diese Migration aufgrund einer Zunahme der Energie zwischen den Oberflächenatomen, die sich nicht in vollständigem Kontakt mit den umgebenden Atomen befinden, zu. So weist die anfangs gesputterte, körnige Schicht durch Wärmebehandlung eine vermehrte Migration der Atome auf.

Ein Prozeß zur Bildung einer zweiten Metallschicht (5) ist in Fig. 2C gezeigt. Hier wird die zweite Metallschicht (5) durch Deposition des Rests der gesamten erforderlichen Metallschichtdicke bei einer durch Berücksichtigung der Zuverlässigkeit des Halbleiterbauelements bestimmten Temperatur gebildet. Dies vervollständigt die Bildung der Metallschicht.

Gemäß obigem Verfahren kann das Kontaktloch durch Verwendung derselben Sputterapparatur, die für das herkömmliche physikalische Depositionsverfahren benutzt wird, leicht und vollständig mit einem Metall aufgefüllt und dann das abgeschiedene Metall ausgeheizt werden. Deshalb kann sogar ein Kontaktloch mit einem großen Tiefen/Breiten-Verhältnis vollständig gefüllt werden.

Wenn jedoch in der Kontaktöffnung ein Hohlraum gebildet wird oder wenn die Stufenbedeckung durch die Metallschicht unzulänglich ist, kann das Kontaktloch nach Belassen des mit der Metallschicht beschichteten Halbleiterwafers im Vakuum bei einer vorgegebenen Temperatur nicht aufgefüllt werden. Ferner kann dann, obwohl anschließend eine zweite Metallschicht auf dem mit einer Metallschicht beschichteten Halbleiterwafer gebildet wird, eine gute Stufenbedeckung der Kontaktöffnung nicht bereitgestellt werden, und die Zuverlässigkeit des gefertigten Halbleiterbauelements wird aufgrund der unzulänglichen Stufenbedeckung verschlechtert.

Eine aus reinem, direkt auf Si abgeschiedenem Al bestehende Kontaktstruktur wurde in den frühesten Stadien der Siliziumtechnologie eingeführt. Der Kontakt von Al zu Si weist jedoch einige schlechte Kontakteigenschaften, wie das Entstehen von Übergangsspitzen während des Sinterns, auf. Nachdem eine Metallkontaktschicht abgeschieden und strukturiert worden ist, wird ein Sinterschritt durchgeführt. Im Fall von Al-Si-Kontakten verursacht ein derartiges Sintern eine Reaktion des Al mit der natürlichen, sich auf der Siliziumoberfläche ausbildenden Oxidschicht. Sobald das Al mit der dünnen SiO2-Schicht reagiert, wird Al2O3 gebildet, und in einem guten ohmschen Kontakt ist das natürliche Oxid eventuell vollständig verbraucht. Danach diffundiert Al durch die resultierende Al2O3-Schicht und erreicht die Si-Oberfläche, wodurch sich ein enger Metall-Si-Kontakt bildet. Al muß durch die Al2O3-Schicht diffundieren, um das verbleibende SiO2 zu erreichen. Wenn die Dicke der Al2O3-Schicht anwächst, braucht das Al länger für ihre Durchdringung. So wird die Al2O3-Schicht, wenn die natürliche Oxidschicht zu dick ist, eventuell auch zu dick für das Al, um durch sie hindurch diffundieren zu können. In diesem Fall wird nicht alles SiO2 verbraucht, woraus ein schlechter ohmscher Kontakt resultiert. Die Durchdringungsrate von Al durch Al2O3 ist eine Funktion der Temperatur. Für annehmbare Sintertemperaturen und Sinterzeiten sollte die Dicke des A12O3 im Bereich von 0,5 nm bis 1 nm liegen. Da die maximale Al2O3-Dicke in der Größenordnung der Dicke des verbrauchten natürlichen Oxids liegt, ist damit eine ungefähre obere Grenze für die zulässige Dicke der natürlichen Oxidschicht gesetzt. Je länger die Siliziumoberfläche einer Sauerstoff enthaltenden Umgebung ausgesetzt wird, desto dicker wird das natürliche Oxid sein. Deshalb werden Oberflächenreinigungsverfahren in den meisten Kontaktprozessen direkt vor der Bestückung der Depositionskammer mit den Wafern für die Metalldeposition durchgeführt.

Die Verwendung eines Sinterschritts ist unvermeidlich. Aus dem Phasendiagramm des Aluminium-Silizium-Systems ist ersichtlich, daß Al bei einer Kontaktlegierungstemperatur zwischen 450°C und 500°C zwischen 0,5% und 1% Silizium absorbiert. Wenn also eine reine Al-Schicht auf 450°C erhitzt wird und eine Siliziumquelle vorhanden ist, nimmt Al Silizium in Lösung auf, bis eine Si-Konzentration von 0,5 Gew% erreicht ist. Das Halbleitersubstrat dient als derartige Quelle und das Silizium tritt bei einer erhöhten Temperatur durch Diffusion ins Al ein. Ist ein großes Al-Volumen verfügbar, kann eine merkliche Si-Menge von unterhalb der Al-Si- Grenzschicht in die Al-Schicht hinein diffundieren. Gleichzeitig wandert das Al der Schicht schnell, um die durch das weggehende Si geschaffenen Hohlräume zu füllen. Ist die Durchdringung des Al tiefer als die Tiefe eines pn-Übergangs unterhalb des Kontakts, wird der Übergang hohe Verlustströme aufweisen oder sogar elektrisch kurzgeschlossen werden. Dies wird als Entstehen von Übergangsspitzen bezeichnet. Um das Problem der Entstehung von Übergangsspitzen an den Kontakten zu vermindern, wird während der Deposition Si zur Al-Schicht hinzugefügt. Aluminium-Silizium- Legierungen (1,0 Gewichtsprozent Si) sind bei der Herstellung von Kontakten und Verbindungsleitungen von integrierten Schaltkreisen weit verbreitet. Die Verwendung von Aluminium-Silizium-Legierungen anstelle von reinem Al kann das Entstehen von Übergangsspitzen verhindern, es läßt jedoch gleichzeitig ein anderes Problem entstehen. Während des Abkühlungszyklus des thermischen Ausheizens nimmt die Löslichkeit von Silizium im festem Al mit abnehmender Temperatur ab. Das Al wird dadurch mit Si übersättigt, was Kristallisationskernbildung und Wachstum von Si-Ausscheidungen aus der Al-Si-Lösung verursacht. Eine derartige Ausscheidung tritt sowohl an der Al-SiO2-Grenzschicht als auch an der Al-Si- Grenzschicht in den Kontakten auf. Bilden sich diese Ausscheidungen an der Kontakt-Grenzschicht zu n&spplus;-Si, ergibt sich daraus ein unerwünschter Anstieg des Kontaktwiderstands. Desweiteren wird eine große Flußdivergenz des Stromes an Stellen hervorgerufen, an denen sich derartige Ausscheidungen in der Größe von 1,5 µm gebildet haben. Dies kann zu einem frühen Versagen des Leiters durch eine elektromigrationsinduzierte Leitungsunterbrechung führen.

Fig. 3 veranschaulicht auf der Oberfläche des Halbleitersubstrats nach der Metallisierung gebildete Si-Ausscheidungen. Deshalb sollten die obigen Si-Ausscheidungen entfernt werden. Diese Ausscheidungen wurden bisher durch Veraschen, Überätzen oder Naßätzen oder durch Verwendung einer Ätzflüssigkeit, die im Ätzschritt ein Radikal enthält, das die Ausscheidungen vom Substrat entfernen kann, entfernt. Wenn die Metallschicht jedoch bei einer hohen Temperatur abgeschieden wird, können die Silizium- Ausscheidungen nicht leicht entfernt werden. Werden die Si-Ausscheidungen durch Überätzen entfernt, werden ihre Strukturen auf eine darunterliegende Schicht abgebildet und bleiben nach dem Überätzen zurück. So bleibt die Gestalt der Halbleitersubstratoberfläche schlecht. Um die obigen Probleme zu überwinden, haben die Erfinder dieser Anmeldung viele Anstrengungen unternommen, um diese Erfindung zu machen.

Aufgabe der Erfindung ist daher die Schaffung eines verbesserten Verfahrens zur Bildung einer Metallschicht in einem Halbleiterbauelement, welches die oben genannten Schwierigkeiten überwindet und mit dem eine zuverlässige metallische Verdrahtung in dem Halbleiterbauelement erzielt wird.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merkmalen des Patentanspruchs 1 bzw. des Patentanspruchs 24 gelöst.

Bei dem Verfahren nach Anspruch 1 wird die erste Metallschicht durch Abscheiden eines Metalls, wie Al oder einer Al-Legierung, in Vakuum bei geringer Temperatur gebildet. Neben reinem Al wird als Al-Legierung Al-0,5%Cu, Al-1%Si, Al-1%Si-0,5%Cu, etc. verwendet. Bevorzugt wird die erste Metallschicht bei einer Temperatur unter 150°C abgeschieden. Je niedriger die Temperatur ist, desto leichter wandern die Metallatome bei Wärmebehandlung in die Öffnung hinein. Die Dicke der ersten Metallschicht beträgt vorzugsweise ein Drittel bis zwei Drittel der beabsichtigten gesamten Metallschichtdicke.

In Ausgestaltung dieses Verfahrens wird nach der Bildung der ersten Metallschicht im Vakuum die Metallschicht ohne Unterbrechung des Vakuums wärmebehandelt. Die Wärmebehandlung wird durch Heizen des Halbleitersubstrats in einer inerten Atmosphäre von 10 mTorr oder weniger oder in einem Vakuum von 5·10-7 Torr oder weniger bei einer Temperatur zwischen 0,8 Tm und 1 Tm, wobei Tm die Schmelztemperatur des Metalls ist, vorzugsweise zwischen 500°C und 550°C unter Verwendung einer Gasleitungsmethode oder einer RTA(Schnelles Thermisches Ausheizen)-Methode durchgeführt.

In weiterer Ausgestaltung des Verfahrens wird die Wärmebehandlung in einer inerten Gas(Beispiele: N2, Ar)-Atmosphäre oder einer reduzierenden Gas(Beispiel: H2)-Atmosphäre durchgeführt. Wird die Metallschicht wärmebehandelt, wandern die Metallatome aufgrund einer Reduktion ihrer freien Oberflächenenergie in die Öffnung, so daß diese mit dem Metall aufgefüllt wird. Wenn die Metallatome in die Öffnung hineinwandern, nimmt die Oberfläche der Metallschicht ab. Deshalb verschwindet ein überhängender Teil der Metallschicht vom oberen Teil der Öffnung und die Einlaßfläche der Öffnung wird größer. So wird, wenn danach eine zweite Metallschicht abgeschieden wird, eine gute Stufenbedeckung durch die Metallschicht erhalten.

Wenn während der obigen Wärmebehandlung das Vakuum unterbrochen wird, bildet das Al eine Al2O3-Schicht, die verhindert, daß die Al-Atome bei der obigen Temperatur in die Öffnung hinein wandern.

Deshalb kann die Öffnung nicht vollständig mit dem Metall aufgefüllt werden, was unerwünscht ist. Die obige Wärmebehandlung wird vorzugsweise 1 bis 5 Minuten lang durchgeführt, wenn die Gasleitungsmethode mit Argon-Gas verwendet wird, und bei Benutzung des RTA-Geräts wird die Metallschicht einige Male 20 bis 30 Sekunden lang oder ungefähr 2 Minuten lang wärmebehandelt.

Danach wird eine zweite Metallschicht durch Deposition eines Metalls in der gleichen Weise wie die erste Metallschicht gebildet, außer daß die Metalldeposition bei einer Temperatur unter 350°C ausgeführt wird. Nach Bildung der zweiten Metallschicht wird diese in der gleichen Weise wie die erste Metallschicht wärmebehandelt.

Alle obigen Schritte werden bevorzugt in einer inerten Atmosphäre von 10 mTorr oder weniger oder in einem Vakuum von 5·10-7 Torr oder weniger und ohne Unterbrechung des Vakuums ausgeführt, was eines der wichtigsten Merkmale dieser Erfindung ist.

In einer weiteren Ausgestaltung dieses Verfahrens wird nach der Bildung einer Öffnung auf dem Halbleitersubstrat auf der gesamten Oberfläche des Halbleiterwafers einschließlich der Öffnung eine Diffusionsbarrierenschicht gebildet. Die Barrierenschicht besteht aus einem Übergangsmetall oder einer Übergangsmetall-Legierung wie Titan oder Titannitrid.

Wenn eine Verdrahtung aus einer Aluminium- oder einer Aluminiumlegierungs-Schicht durch ein Kontaktloch mit der Oberfläche eines dünnen, störstellendotierten Bereiches verbunden und eine Wärmebehandlung ausgeführt wird, diffundiert Aluminium in den störstellendotierten Bereich und durchdringt den pn-Übergang, was das Problem hervorruft, daß der pn-Übergang zerstört wird. Um eine Reaktion zwischen dem Aluminium und dem Halbleitersubstrat zu verhindern, wurde ein Verfahren vorgeschlagen, das die Zwischenschaltung einer Barrierenschicht aus Titannitrid zwischen die Verdrahtung aus Al oder einer Al-Legierung und die Oberfläche des Halbleitersubstrats beinhaltet. Zum Beispiel ist die Bildung einer Titannitrid-Schicht durch ein reaktives Sputterverfahren in der Zeitschrift J. Vac. Sci. Technol., A4(4), 1986, Seiten 1850-1854 veröffentlicht. Auch gemäß der US-PS 48 97 709 ist auf der inneren Oberfläche eines extrem feinen Lochs mit einem großen Tiefen/Breiten-Verhältnis eine Titannitrid-Schicht mit einer gleichmäßigen Dicke und einer ausgezeichneten Barrierenfähigkeit vorgesehen.

Außerdem schlugen Yoda Dakashi et al. ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements vor, das die Schritte Bildung von Doppelbarrierenschichten zur Verhinderung einer Reaktion zwischen der Verdrahtung und dem Halbleitersubstrat oder einer Isolationsschicht auf der inneren Oberfläche der Kontaktlöcher und anschließendem Füllen der Kontaktlöcher mit einem abgeschiedenen Metall, wie einer Al-Legierung, beinhaltet, wobei das Halbleitersubstrat durch Heizen auf einer gewünschten Temperatur gehalten wird (koreanische Offenlegungsschrift 90-15 277 entsprechend der am 14. März 1989 eingereichten japanischen Patentanmeldung 01-0 61 557).

Nach dem obigen Verfahren kann die Diffusionsbarrierenschicht auf der inneren Oberfläche der Öffnung bei der vorliegenden Erfindung leicht gebildet werden. Die Barrierenschicht besteht vorzugsweise aus einer ersten Barrierenschicht, wie einer Ti-Metallschicht, und einer zweiten Barrierenschicht, wie einer Titannitrid- Schicht. Es ist bevorzugt, daß die Dicke der ersten Barrierenschicht 10 nm bis 30 nm und jene der zweiten Barrierenschicht 20 nm bis 150 nm ist.

In einer Weiterbildung des erfindungsgemäßen Verfahrens wird auf der zweiten Metallschicht zur Verhinderung einer Reflexion im photolithographischen Schritt eine Antireflexschicht gebildet und dadurch die Zuverlässigkeit der Metallverdrahtung verbessert.

Die Öffnung ist bei der vorliegenden Erfindung vorzugsweise als ein Kontaktloch mit einer Stufe am oberen Teil desselben ausgebildet.

Ferner ist gemäß der Erfindung ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit den Merkmalen des Anspruchs 24 vorgesehen. Das in diesem Verfahren verwendete Metall schließt zum Beispiel reines Al, Al-Cu und Al-Ti ein.

In einer Ausgestaltung dieses Verfahrens wird die Metallschicht durch ein Verfahren gebildet, das die Schritte Bildung einer ersten Metallschicht durch Deposition eines ersten Metalls, Wärmebehandlung der Metallschicht und Bildung einer zweiten Metallschicht durch Deposition eines zweiten Metalls beinhaltet. Entweder das erste oder das zweite Metall ist reines Al oder eine Al-Legierung ohne Si-Komponente und das andere ist eine Aluminiumlegierung mit einer Si-Komponente. Das obige Metall wird vorzugsweise durch ein herkömmliches Sputterverfahren bei einer vorgegebenen Temperatur abgeschieden. Die Metallschicht kann auch durch wiederholtes Abscheiden eines Metalls ohne Si-Komponente und eines Metalls mit Si-Komponente gebildet werden. Diese Deposition wird hierbei mindestens einmal ausgeführt. Wenn ein Metall ohne Si-Komponente, wie oben beschrieben, verwendet wird, absorbiert das Metall Si-Atome von dem Metall mit der Si-Komponente, wenn die Temperatur erniedrigt wird. Dadurch kann die Bildung von Si-Ausscheidungen auf der Halbleitersubstratoberfläche vermieden werden. Außerdem absorbiert das Metall ohne Si-Komponente die Si-Atome von dem Metall mit Si-Komponente leichter als vom Halbleitersubstrat. Deshalb kann auch die Entstehung von Al- Spitzen vermieden werden.

In weiterer Ausgestaltung dieses Verfahrens wird nach der Bildung einer Öffnung eine Barrierenschicht auf der gesamten Oberfläche des resultierenden Halbleiterwafers gebildet, um eine Reaktion zwischen dem Metall und dem Halbleitersubstrat oder einer isolierenden Schicht zu verhindern. Die Barrierenschicht besteht aus einer Metallverbindung mit einem hohen Schmelzpunkt, wie TiN. Gemäß vorliegender Erfindung kann die Öffnung ein Kontaktloch mit einer Stufe am oberen Teil desselben und einem Tiefen/Breiten- Verhältnis von 1,0 oder mehr sein.

Die obige Metallschicht wird vorzugsweise in einer Vakuum-Sputterkammer bei einer Temperatur unter 150°C gebildet. Die Metallschicht wird bei einer Temperatur zwischen 0,8 Tm und 1 Tm wärmebehandelt. Alle oben beschriebenen Schritte zur Bildung einer Metallverdrahtung werden vorzugsweise in Vakuum und ohne Vakuumunterbrechung ausgeführt.

Bevorzugte, im folgenden näher beschriebene Ausführungsformen der Erfindung sowie zu deren besserem Verständnis ein früheres Verfahren sind in den beigefügten Zeichnungen veranschaulicht.

Fig. 1A bis 1D zeigen ein erstes erfindungsgemäßes Verfahren zur Bildung einer Metallverdrahtung,

Fig. 2A, 2B und 2C ein Verfahren zur Bildung einer Metallschicht nach der deutschen Patentanmeldung P 40 28 776.9-33,

Fig. 3 auf der Oberfläche Halbleitersubstrats der Fig. 2C nach der Metallisierung gebildete Si-Ausscheidungen,

Fig. 4A bis 4D ein zweites erfindungsgemäßes Verfahren zur Bildung einer Metallverdrahtung,

Fig. 5 eine SEM-Aufnahme einer nach einem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltenen, auf einem Halbleitersubstrat ausgebildeten und vollständig mit einem Metall aufgefüllten Öffnung und

Fig. 6 eine nach einem erfindungsgemäßen Verfahren erhaltene, reine Oberfläche des Halbleitersubstrats.

Ausführungsbeispiel 1

Die Fig. 1A bis 1D veranschaulichen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Verfahrens zur Bildung einer Metallverdrahtung.

Fig. 1A zeigt einen Schritt zur Bildung einer ersten Metallschicht. Eine 0,8 µm große Öffnung (23) mit einem abgestuften Teil wird auf dem mit einer isolierenden Zwischenschicht (22) bedeckten Halbleitersubstrat (21) ausgebildet und das Substrat (21) danach gereinigt.

Dann wird eine aus einer Metallverbindung mit hohem Schmelzpunkt, wie TiN, bestehende Barrierenschicht (24) auf der gesamten Oberfläche des erhaltenen Halbleitersubstrats (21) abgeschieden. Die Dicke der gebildeten Barrierenschicht beträgt 20 nm bis 150 nm. Das Substrat (21) wird dann in eine Sputterreaktorkammer gebracht, in der durch Deposition eines Metalls, z. B. von Aluminium oder einer Aluminiumlegierung ohne Si-Komponente, eine Metallschicht (25) bis zu einer Dicke von zwei Dritteln der gewünschten Metallschichtdicke (400 nm, wenn die gewünschte Metallschichtdicke 600 nm ist) bei einer Temperatur von ungefähr 150°C unter einem vorgegebenen Vakuumdruck gebildet wird. Die so erzeugte Metallschicht (25) weist kleine Aluminium-Körner und eine hohe freie Oberflächenenergie auf.

Fig. 1B illustriert einen Schritt, bei dem die Öffnung gefüllt wird. Der erhaltene Halbleiterwafer wird ohne Unterbrechung des Vakuums in eine andere Sputterreaktorkammer gebracht, in der die Metallschicht (25) 3 Minuten lang bei einer Temperatur von 550°C wärmebehandelt wird, wodurch die Aluminium-Körner wandern, so daß die Aluminium-Korngrenzen ihre freie Oberflächenenergie reduzieren, um ihre Oberfläche zu minimieren, wodurch die Öffnung mit Metall gefüllt wird, wie in Fig. 1B gezeigt.

Fig. 1C veranschaulicht einen Schritt, bei dem eine zweite Metallschicht (26) auf der Metallschicht (25) gebildet wird. Die zweite Metallschicht (26) wird durch Deposition des Restes der gesamten, erforderlichen Metallschichtdicke bei einer Temperatur unter 350°C gebildet, wodurch die Erzeugung der Metallschicht vervollständigt wird. Die zweite Metallschicht (26) wird durch Verwendung einer Aluminiumlegierung mit einer Si-Komponente wie Al-Si oder Al-Cu-Si gebildet.

Fig. 1D zeigt einen Schritt, bei dem eine nach Entfernung vorgegebener Teile der zweiten Metallschicht (26), der ersten Metallschicht (25) und der Barrierenschicht (24) durch einen herkömmlichen Lithographieprozeß erhaltenes Metallverdrahtungsmuster gebildet wird.

Ausführungsbeispiel 2

Die Fig. 4A bis 4D illustrieren ein weiteres erfindungsgemäßes Verfahren zur Bildung einer Metallverdrahtung.

Fig. 4A veranschaulicht einen Schritt, bei dem eine erste Metallschicht (41) gebildet wird. Eine 0,8 µm große Öffnung (35) mit einer Stufe am oberen Teil wird auf einem mit einer aus SiO2 bestehenden isolierenden Schicht (33) bedeckten Halbleitersubstrat (31) gebildet und das Substrat (31) danach gereinigt. Dann wird zur Verhinderung einer Reaktion zwischen der Verdrahtung und dem Halbleitersubstrat (31) oder der isolierenden Schicht (33) eine erste, aus Ti bestehende Diffusionsbarrierenschicht (37) bis zu einer Dicke von 10 nm bis 50 nm auf der gesamten Oberfläche des erhaltenen Halbleiterwafers einschließlich der Öffnung (35) gebildet, und eine zweite, aus TiN bestehende Diffusionsbarrierenschicht (39) wird auf die erste Diffusionsbarrierenschicht (37) bis zu einer Dicke von 20 nm bis 150 nm aufgebracht. Als nächstes wird das so erhaltene Halbleitersubstrat eine halbe Stunde lang bei einer Temperatur von ungefähr 450°C in einer N2-Atmosphäre wärmebehandelt. Dann wird eine erste Metallschicht (41) auf der zweiten Diffusionsbarrierenschicht (39) unter Verwendung einer der Legierungen Al-0,5%Cu, Al-1%Si oder Al-0,5%Cu- 1%Si bei einer Temperatur von 150°C oder weniger bis zu einer Dicke von 200 nm bis 400 nm nach einem Sputterverfahren oder einem physikalischen Gasphasenabscheidungsverfahren unter Vakuum abgeschieden.

Fig. 4B veranschaulicht einen Schritt, bei dem ein erster Wärmebehandlungsprozeß der Metallschicht (41) durchgeführt wird. Die Metallschicht (41) wird bei einer Temperatur von 0,5 Tm bis 0,9 Tm in einer inerten Atmosphäre von 10ß2 Torr oder weniger oder in einem Vakuum von 5·10-7 Torr oder weniger ohne Unterbrechung des Vakuums unter Verwendung eines Gasleitungsverfahrens wärmebehandelt.

Fig. 4C zeigt einen Schritt, bei dem eine zweite Metallschicht (43) bis zu einer Dicke von 200 nm bis 400 nm auf der gesamten Oberfläche der ersten Metallschicht (41) bei einer Temperatur unter 350°C ohne Unterbrechung des oben beschriebenen Vakuums gebildet wird.

Fig. 4D illustriert einen Schritt, bei dem ein zweiter Wärmebehandlungsprozeß der zweiten Metallschicht (43) durchgeführt wird, um eine planare Oberfläche der Metallschicht zu erhalten. Dieser Schritt wird in derselben Weise wie im ersten Wärmebehandlungsprozeß ohne Vakuumunterbrechung ausgeführt. Danach wird eine aus einer Übergangsmetallverbindung, wie TiN, bestehende Antireflexschicht (45) bis zu einer Dicke von 20 nm bis 50 nm auf der Oberfläche der zweiten Metallschicht (43) erzeugt. Dann kann nach einem herkömmlichen Lithographieprozeß ein nicht gezeigtes Metallverdrahtungsmuster erhalten werden.

Gemäß der Erfindung wandern durch Migration die Metallatome der - durch Deposition eines Metalls mittels eines Sputterverfahrens auf dem mit einer Öffnung versehenen Halbleiterwafer gebildeten - Metallschicht in eine Öffnung hinein, wenn die Metallschicht thermisch behandelt wird. Wird die Metallschicht bei einer niedrigeren Temperatur abgeschieden, wandern die Metallatome bei Wärmebehandlung leichter in die Öffnung hinein. Außerdem wird nach der Wärmebehandlung der zuerst abgeschiedenen Metallschicht eine zweite Metallschicht bei einer niedrigen Temperatur aufgebracht und dann ebenfalls wärmebehandelt. Deshalb kann eine planare Metallschicht erhalten und so nachfolgende Lithographieschritte leicht ausgeführt werden. Erfindungsgemäß kann nach der Wärmebehandlung der zweiten abgeschiedenen Metallschicht eine vollständig mit Metall gefüllte Öffnung realisiert werden. Dies ist in Fig. 5 abgebildet.

Ferner werden gemäß der Erfindung ein Metall mit einer Si-Komponente und ein Metall ohne Si-Komponente zur Bildung einer Metallschicht abgeschieden. Das Metall ohne Si-Komponente absorbiert Si-Atome von dem Metall mit der Si-Komponente, wenn die Temperatur des Halbleitersubstrats erniedrigt wird. Deshalb werden auf der Halbleiteroberfläche nach der Bildung des Verdrahtungsmusters keine Si-Ausscheidungen gebildet und die Entstehung von Al-Spitzen tritt überhaupt nicht auf.

Wie aus Fig. 6 zu ersehen ist, wird eine reine, d. h. ebene, Halbleitersubstratoberfläche bereitgestellt. Deshalb ist es möglich, eine zuverlässige Metallverdrahtung des Halbleitersubstrats zu erhalten.

Während die Erfindung unter Bezugnahme auf bestimmte Ausführungsformen beschrieben wurde, ist der Fachmann fähig, verschiedene Modifikationen auszuführen, ohne Ziel und Umfang der Erfindung, wie in den beigefügten Ansprüchen definiert, zu verlassen.


Anspruch[de]
  1. 1. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit folgenden Schritten:
    1. - Aufbringen einer isolierenden Zwischenschicht (33) auf einem Halbleitersubstrat (31);
    2. - Erzeugen einer Öffnung (35) in der auf dem Halbleitersubstrat (31) gebildeten isolierenden Zwischenschicht (33);
    3. - Aufbringen einer ersten Metallschicht (41) auf dem so erhaltenen Halbleiterwafer unter Verwendung eines Metalls;
    4. - Wärmebehandeln der ersten Metallschicht (41), um die Öffnung (35) mit dem Metall aufzufüllen;
    5. - Aufbringen einer zweiten Metallschicht (43) auf der ersten Metallschicht; und
    6. - Wärmebehandeln der zweiten Metallschicht (43), um die resultierende Oberfläche planar zu machen.
  2. 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß auf der Oberfläche der Öffnung eine Diffusionsbarrierenschicht (37, 39) erzeugt wird.
  3. 3. Verfahren nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionsbarrierenschicht (37, 39) aus einem Übergangsmetall oder einer Übergangsmetallverbindung besteht.
  4. 4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Übergangsmetall Titan und die Übergangsmetallverbindung Titannitrid ist.
  5. 5. Verfahren nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Diffusionsbarrierenschicht aus einer ersten Barrierenschicht (37) und einer zweiten Barrierenschicht (39) besteht.
  6. 6. Verfahren nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Barrierenschicht (37) aus Ti und die zweite Barrierenschicht (39) aus Titannitrid besteht.
  7. 7. Verfahren nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Barrierenschicht (37) eine Dicke von 10 nm bis 50 nm und die zweite Barrierenschicht (39) eine Dicke von 20 nm bis 150 nm hat.
  8. 8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Metallschicht (41) durch Abscheidung eines Metalls in Vakuum bei einer niedrigen Temperatur gebildet wird.
  9. 9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall bei einer Temperatur unter 150°C abgeschieden wird.
  10. 10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Metallschicht (41) bei einer Temperatur zwischen 0,8 Tm und 1 Tm wärmebehandelt wird, wobei Tm die Schmelztemperatur des Metalls ist.
  11. 11. Verfahren nach einem der Ansprüche 8 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Metallschicht (41) ohne Vakuumunterbrechung wärmebehandelt wird.
  12. 12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Metallschicht (41) eine Dicke von einem Drittel bis zu zwei Dritteln der vorgegebenen gesamten Metallschichtdicke aufweist.
  13. 13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 12, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Metallschicht (43) durch Abscheidung eines Metalls bei einer Temperatur unter 300°C gebildet wird.
  14. 14. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 13, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Metallschicht (43) eine Dicke von einem Drittel bis zu zwei Dritteln der vorgegebenen gesamten Metallschichtdicke aufweist.
  15. 15. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Metallschicht (43) bei einer Temperatur zwischen 0,8 Tm und 1 Tm wärmebehandelt wird, wobei Tm die Schmelztemperatur des Metalls ist.
  16. 16. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 15, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schritte in Vakuum und ohne Vakuumunterbrechung oder in einer Atmosphäre von inertem oder reduzierendem Gas ausgeführt werden.
  17. 17. Verfahren nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, daß alle Schritte in einer inerten Atmosphäre von 10 mTorr oder weniger ausgeführt werden.
  18. 18. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 17, dadurch gekennzeichnet, daß eine Antireflexschicht (45) auf die zweite Metallschicht (43) aufgebracht wird.
  19. 19. Verfahren nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Antireflexschicht (45) aus einer Übergangsmetallverbindungsschicht besteht.
  20. 20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß die Übergangsmetallverbindung Titannitrid ist.
  21. 21. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall der Metallschichten Al oder eine Al-Legierung ist.
  22. 22. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 21, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (35) ein Kontaktloch mit einer Stufe an seinem oberen Teil ist.
  23. 23. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß eines der Metalle für die erste und zweite Metallschicht Al oder eine Al-Legierung ohne Si-Komponente ist.
  24. 24. Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit folgenden Schritten:
    1. - Erzeugen einer Öffnung (23) auf einem Halbleiterwafer;
    2. - Aufbringen einer Metallschicht (25) auf dem Halbleiterwafer und Wärmebehandeln der Metallschicht (25), um die Öffnung mit dem Metall aufzufüllen, wobei reines Al oder eine Aluminiumlegierung ohne Si-Komponente als Metall für die Bildung der Metallschicht verwendet wird.
  25. 25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß nach der Erzeugung der Öffnung (23) eine Barrierenschicht (24) auf der gesamten Oberfläche des resultierenden Halbleiterwafers gebildet wird.
  26. 26. Verfahren nach Anspruch 24 oder 25, dadurch gekennzeichnet, daß die Aluminiumlegierung eine Al-Cu-Legierung oder eine Al-Ti-Legierung ist.
  27. 27. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 26, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung (23) ein Kontaktloch mit einem abgestuften Teil ist.
  28. 28. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 27, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (25) durch Abscheidung eines Metalls in Vakuum unter Verwendung eines Sputterprozesses gebildet wird.
  29. 29. Verfahren nach Anspruch 28, dadurch gekennzeichnet, daß das Metall bei einer Temperatur von 150°C oder weniger abgeschieden wird.
  30. 30. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 29, dadurch gekennzeichnet, daß die Öffnung ein Tiefen/Breiten-Verhältnis größer als 1 aufweist.
  31. 31. Verfahren nach einem der Ansprüche 28 bis 30, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (25) in einer anderen Sputterkammer ohne Vakuumunterbrechung wärmebehandelt wird.
  32. 32. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 31, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht (25) bei einer Temperatur zwischen 80% und 100% des Metall-Schmelzpunkts wärmebehandelt wird.
  33. 33. Verfahren nach einem der Ansprüche 25 bis 32, dadurch gekennzeichnet, daß die Barrierenschicht (24) aus einer Metallverbindung mit hohem Schmelzpunkt besteht.
  34. 34. Verfahren nach Anspruch 33, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallverbindung Titannitrid ist.
  35. 35. Verfahren nach einem der Ansprüche 24 bis 34, dadurch gekennzeichnet, daß eine weitere Metallschicht (26) mit einer Si-Komponente auf der vorigen Metallschicht (25) gebildet wird.
  36. 36. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die Metallschicht auf dem Halbleiterwafer mittels Abscheidung einer ersten Metallschicht durch ein Sputterverfahren, Wärmebehandlung der Metallschicht und Abscheidung einer zweiten Metallschicht durch ein Sputterverfahren aufgebracht wird.
  37. 37. Verfahren nach Anspruch 36, dadurch gekennzeichnet, daß entweder das erste oder das zweite Metall reines Al oder eine Al-Legierung ohne Si-Komponente und das andere Metall eine Al- Legierung mit einer Si-Komponente ist.






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