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Dokumentenidentifikation DE69932664T2 09.08.2007
EP-Veröffentlichungsnummer 0000942462
Titel Verfahren und Vorrichtung zum Schutz eines Gebietes, welches einem zu ätzenden Gebiet benachbart ist, und Verfahren zur Herstellung einer Sicherung
Anmelder Infineon Technologies AG, 81669 München, DE
Erfinder Brintzinger, Axel Christoph, Fishkill, NY 12524, US;
Ramachandran, Ravikumar, Beacon, NY 12508, US;
Srinivasan, Senthil Kumar, Beacon, NY 12508-1433, US
DE-Aktenzeichen 69932664
Vertragsstaaten DE, FR, GB, IE, IT, NL
Sprache des Dokument EN
EP-Anmeldetag 27.02.1999
EP-Aktenzeichen 991038183
EP-Offenlegungsdatum 15.09.1999
EP date of grant 09.08.2006
Veröffentlichungstag im Patentblatt 09.08.2007
IPC-Hauptklasse H01L 21/311(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, EP
IPC-Nebenklasse H01L 23/525(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, EP   

Beschreibung[de]
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK

Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Halbleiterbauelementen. Die vorliegende Erfindung betrifft insbesondere die Herstellung einer Schutzzelle, die vorteilhafterweise eine Struktur des Halbleiterbauelements von anderen benachbarten Strukturen trennt und schützt.

Wie in der Technik bekannt ist, werden bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen verschiedene Prozesse verwendet. Einige dieser Prozesse können dem Wesen der eingesetzten Verfahren nach außerhalb des spezifischen Herstellungsbereichs unbeabsichtigte/unerwünschte Effekte aufweisen. Beispielsweise verwenden mehrere Herstellungsprozesse einen isotropen Ätzprozeß. Wie in der Technik bekannt ist, entfernt ein isotroper Ätzprozeß Material in allen Richtungen. Zudem kann es schwierig sein, die Tiefe von der durch solche isotropen Ätzprozesse durchgeführten Ätzung zu steuern. Somit kann sich die Ätzung in einer Richtung oder in einer Tiefe über die hinaus erstrecken, die für die Ausbildung des Bauelements, auf das sich das isotrope Ätzen bezieht, erforderlich oder nützlich ist.

Ein Beispiel eines derartigen Prozesses findet man bei der Herstellung von Mikrokavitäten. Mikrokavitäten und ihre Herstellung sind in der Technik bekannt. Sie werden in Verbindung mit Halbleiterbauelementen wie etwa elektrisch durchschmelzbaren Sicherungen ausgebildet. Bei einer typischen elektrisch durchschmelzbaren Sicherung ist der Sicherungsabschnitt in der Regel aus einem Material ausgebildet, das seinen Zustand von leitend zu nicht-leitend ändert, wenn ein einen vordefinierten Schwellwert übersteigender Strom hindurchgeschickt wird. Diese Zustandsänderung erzeugt manchmal teilchenförmiges Material. Dementsprechend ist der Sicherungsabschnitt in der Regel in einer dielektrischen Mikrokavität angeordnet, das heißt einer abgedichteten hohlen Kammer in einer dielektrischen Schicht. Etwaiges teilchenförmiges Material, das möglicherweise entsteht, wenn der Sicherungsabschnitt durchgeschmolzen wird, wird somit in der Mikrokavität festgehalten, wodurch eine etwaige Möglichkeit einer Teilchenkontamination der IC-Oberfläche minimiert oder im wesentlichen eliminiert wird. Die Mikrokavität selbst wird in der Regel in einem mehrstufigen Prozeß ausgebildet.

Zur Erleichterung der Erörterung veranschaulichen 1A bis 1C einen Prozeß nach dem Stand der Technik zum Ausbilden einer Mikrokavität im Kontext einer elektrisch durchgeschmolzenen Sicherung. Unter anfänglicher Bezugnahme auf 1A ist ein Sicherungsabschnitt 102 auf einem Substrat 104 angeordnet gezeigt. Der Sicherungsabschnitt 102 umfaßt in der Regel einen Leiter, der aus einem geeigneten Sicherungsmaterial wie etwa dotiertem Polysilizium oder Metall hergestellt ist. Der Sicherungsabschnitt wird manchmal auch mit einer Siliziumnitridschicht 103 verkappt. Über dem Sicherungsabschnitt 102 wird eine weitere Oxidschicht 106 angeordnet. Dann wird eine Siliziumnitridschicht 108 über der Oxidschicht 106 angeordnet.

Über der Siliziumnitridschicht 108 wird eine Fotolackschicht 110 angeordnet und strukturiert, um eine Öffnung 112 auszubilden. Mit der strukturierten Fotolackmaske 110 wird dann durch die Siliziumnitridschicht 108 geätzt, um einen Abschnitt der Oxidschicht 106 über dem Sicherungsabschnitt 102 freizulegen. Wenngleich hier eine strukturierte Fotolackmaske gezeigt ist, können andere Verfahren verwendet werden, um durch die Siliziumnitridschicht 108 zu ätzen und einen Abschnitt der Oxidschicht 106 freizulegen. Nach dem Ausbilden einer Öffnung in der Siliziumnitridschicht 108 wird eine nachfolgende isotrope Ätzung durchgeführt, um die Mikrokavität herzustellen. Beim Ätzen der Mikrokavität wird bevorzugt ein Ätzprozeß eingesetzt, der sowohl für das Linermaterial des Sicherungsabschnitts 102 als auch der Siliziumnitridschicht 108 selektiv ist. Offensichtlich fungiert bei einem derartigen Prozeß die Siliziumnitridschicht 108 als eine Hartmaske während des isotropen Ätzens.

In 1B wurde die Mikrokavität 114 aus der Oxidschicht 106 isotrop durch die Öffnung in der Siliziumnitridschicht 108 herausgeätzt. Nach der Ausbildung der Mikrokavität 114 wird die Öffnung in der Siliziumnitridschicht 108 mit Plugmaterial 116 abgedichtet, während die Mikrokavität 114 hohl gelassen wird, wodurch der Sicherungsabschnitt 102 innerhalb der Mikrokavität 114 abgedichtet wird.

Aufgrund des isotropen Wesens des Prozesses ist es schwierig, das Ausmaß zu steuern, in dem sich die Ätzung in die Oxidschicht 106 hineinerstreckt. Ohne das Schritte ergriffen werden, um das Gegenteil sicherzustellen, können somit der Sicherung benachbarte Strukturen 118 von der Ätzung beeinflußt werden, wie in 1C dargestellt, was möglicherweise dazu führt, daß die benachbarten Strukturen beschädigt werden oder unbrauchbar werden. Um eine solche Beschädigung zu vermeiden kann der Prozeß eine präzise zeitliche Steuerung und ein präzises Anhalten der Ätzdauer beinhalten. Dies erfordert eine genaue Überwachung des Ätzprozesses und ist Fehlern unterworfen. Auch liegen benachbarte Strukturen in der Regel in einer Entfernung von der Sicherung, die als ausreichend bestimmt ist, um zu vermeiden, daß jene Strukturen durch die Ätzung beeinflußt werden. Solche Entfernungen können unter anderen Faktoren anhand der charakteristischen Wechselwirkungen des Ätzprozesses und des geätzten Materials wie etwa der Ätzrate bestimmt werden. Die verwendeten Entfernungen müssen groß genug sein, um die Unvorhersagbarkeit des Prozesse und mögliche Fehler beim Bemühen, den Prozeß zu steuern, zu berücksichtigen. Die Anforderungen von solchen konservativen Entfernungen begrenzen effektiv die Dichte, mit der Bauelemente auf dem IC ausgebildet werden können, wodurch die Anzahl der Bauelemente begrenzt wird, die auf den IC aufgenommen werden können.

Angesichts des oben gesagten werden verbesserte Verfahren zum Ausbilden von Mikrokavitäten in integrierten Schaltungen erwünscht, die vorteilhafterweise Entfernungen zwischen Halbleiterbauelementen innerhalb der Mikrokavität und benachbarten Bauelementen reduzieren, was ICs mit höherer Dichte ermöglicht.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft bei einer Ausführungsform ein Verfahren zum Schützen eines benachbarten Bereichs, der sich neben einem auf einem Substrat zu ätzenden ersten Bereich befindet. Das Verfahren beinhaltet das Erzeugen einer Mulde, die den ersten Bereich im wesentlichen umgibt, wobei der benachbarte Bereich außerhalb der Mulde angeordnet ist. Das Verfahren beinhaltet außerdem das Füllen der Mulde mit einem Material, das im wesentlichen selektiv ist gegenüber einer Ätzung, die später verwendet wird, um den ersten Bereich zu ätzen, wodurch eine Schutzzelle ausgebildet wird. Es beinhaltet weiterhin das spätere Durchführen des Ätzens innerhalb des ersten Bereichs, wobei die Schutzzelle verhindert, daß die Ätzung den benachbarten Bereich außerhalb der Schutzzelle ätzt.

Bei noch einer weiteren Ausführungsform betrifft die Erfindung ein Verfahren zum Schützen eines ersten Bereichs gegenüber einem Ätzprozeß, der so konfiguriert ist, daß er einen benachbarten Bereich ätzt, der sich neben dem ersten Bereich auf einem Substrat befindet. Das Verfahren beinhaltet das Erzeugen einer Mulde, die den ersten Bereich im wesentlichen umgibt, wobei der benachbarte Bereich außerhalb der Mulde angeordnet ist. Das Verfahren beinhaltet außerdem das Füllen der Mulde mit einem Material, das im wesentlichen selektiv ist gegenüber der Ätzung, die später verwendet wird, um den benachbarten Bereich zu ätzen, wodurch eine Schutzzelle ausgebildet wird. Es beinhaltet auch das spätere Durchführen des Ätzens innerhalb des benachbarten Bereichs, wobei die Schutzzelle verhindert, daß die Ätzung den ersten Bereich innerhalb der Schutzzelle ätzt.

Diese und weitere Merkmale der vorliegenden Erfindung werden unten in der ausführlichen Beschreibung der Erfindung und in Verbindung mit den folgenden Figuren eingehender beschrieben.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Die vorliegende Erfindung läßt sich anhand der folgenden ausführlichen Beschreibung in Verbindung mit den beiliegenden Zeichnungen ohne weiteres verstehen, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Strukturelemente bezeichnen. Es zeigen:

1A eine Querschnittsansicht einer Sicherung während des Prozesses der Herstellung vor der Ausbildung einer Mikrokavität gemäß dem Stand der Technik,

1B eine Querschnittsansicht der Sicherung von 1A nach der Ausbildung einer Mikrokavität gemäß dem Stand der Technik,

1C eine Querschnittsansicht der Sicherung von 1A nach der Ausbildung einer Mikrokavität einschließlich benachbarter Strukturen, die möglicherweise beschädigt werden, wenn sie ungeschützt bleiben,

2 eine Querschnittsansicht eines Sicherungsabschnitts einer Sicherung während des Prozesses der Herstellung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

3 eine Querschnittsansicht von 2 mit einer über dem Sicherungsabschnitt liegenden Schicht aus Oxid gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,

4 eine Querschnittsansicht des Sicherungsabschnitts von 3 mit einer in der Oxidschicht ausgebildeten Schutzzellenmulde gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

5 eine Querschnittsansicht des Sicherungsabschnitts von 4 mit den gefüllten Schutzzellenmulden gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

6 eine Querschnittsansicht des Sicherungsabschnitts von 5 mit einer über der Oxidschicht und der Schutzzelle liegenden Hartmaskenschicht gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

7A eine Querschnittsansicht der Sicherung von 6 mit einem Zugangsloch zum Erleichtern des isotropen Ätzens gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

7B eine Querschnittsansicht der Sicherung von 7A mit einer Mikrokavität gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

7C eine Querschnittsansicht der Sicherung von 7B mit dem gefüllten Zugangsloch gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

7D eine Querschnittsansicht einer alternativen Ausführungsform der Schutzzellenstruktur gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

7E eine Top-down-Ansicht der Sicherung von 7C von oben nach unten über die in 7C durch Linie B-B' dargestellte Ebene gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

8A eine Top-down-Ansicht der Schutzzelle von 7D von oben nach unten über die in 7D durch Linie B-B' dargestellte Ebene gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;

8B eine Perspektivansicht der Sicherung von 7C gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung; und

9 ein Flußdiagramm eines Verfahrens zum Ausbilden einer Sicherung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung wird nun unter Bezugnahme auf einige wenige veranschaulichende Ausführungsformen davon wie in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt ausführlich beschrieben. In der folgenden Beschreibung sind zahlreiche spezifische Details dargelegt, um ein gründliches Verständnis der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Es ist jedoch für den Fachmann offensichtlich, daß die vorliegende Erfindung ohne einige oder alle dieser spezifischen Details praktiziert werden kann. In anderen Fällen sind wohlbekannte Prozeßstrukturen nicht ausführlich beschrieben worden, damit die vorliegende Erfindung nicht unnötig verschleiert wird.

Gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird ein verbessertes Verfahren zum Ausbilden einer Mikrokavität in einer integrierten Schaltung bereitgestellt. Die integrierte Schaltung (IC) ist beispielsweise ein Speicher-IC wie etwa ein RAM (Direktzugriffsspeicher), ein DRAM (Dynamischer Direktzugriffsspeicher) oder ein SDRAM (Synchroner DRAM). Die integrierte Schaltung kann auch andere Arten von Schaltungen wie etwa applikationsspezifische IC (ASIC), eine kombinierte DRAM-Logikschaltung (eingebettetes DRAM) oder eine beliebige andere Logikschaltung enthalten. In der Regel werden auf dem Wafer zahlreiche integrierte Schaltungen parallel ausgebildet. Nachdem die Verarbeitung beendet ist, wird der Wafer zersägt, um die integrierten Schaltungen zu individuellen Chips zu vereinzeln. Die Chips werden dann gekapselt, was zu einem Endprodukt führt, das beispielsweise in Verbraucherprodukten wie etwa Computersystemen, Mobiltelefonen, PDAs (personal digital assistants) und anderen Elektronikprodukten verwendet wird.

Eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung stellt vorteilhafterweise vor dem Ätzen der Mikrokavität eine Schutzzelle bereit. Die Schutzzelle begrenzt den Bereich, der zum Ausbilden der Mikrokavität geätzt wird, wodurch benachbarte Strukturen dichter gepackt werden können, ohne eine Beschädigung an den benachbarten Strukturen von dem Mikrokavitätsprozeß zu riskieren. Auf diese Weise können integrierte Schaltungen mit höheren Dichten und somit mehr Bauelemente ausgebildet werden.

Zur Erleichterung der Erörterung der Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung veranschaulicht 2 eine Querschnittsansicht eines über einem Substrat der integrierten Schaltung ausgebildeten Sicherungsabschnitts 202. Obwohl eine Halbleitersicherung in dieser und den folgenden Figuren dargestellt ist, versteht sich, daß die vorliegende Erfindung in Verbindung mit einer beliebigen Art von Bauelement verwendet werden kann. Ein Substrat 204 oder Abschnitte davon können aus verschiedenen, bei der Herstellung der integrierten Schaltung verwendeten Materialien ausgebildet werden, beispielsweise Silizium oder eine über dem Silizium liegende Oxidschicht. Analog kann ein Sicherungsabschnitt 202 aus einem beliebigen, in der Technik bekannten Sicherungsmaterial ausgebildet sein, beispielsweise Polysilizium, Wolframsilicid, Kupfer oder Wolfram. 3 veranschaulicht weiterhin die Ausbildung einer Dielektrikumsschicht 302 über dem Sicherungsabschnitt 202 und dem Substrat 204. Die Dielektrikumsschicht 302 kann aus einem beliebigen geeigneten dielektrischen Material ausgebildet sein, wie etwa einem Oxid, einer Kombination von Oxiden, Bor-Phosphor-Silikatglas oder Tetraethylorthosilikat (TEOS).

Wie in 4 gezeigt wird gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung in der Dielektrikumsschicht 302 um den Sicherungsabschnitt 202 herum eine Mulde 402 ausgebildet. Die Mulde 402 kann über einen beliebigen geeigneten Prozeß ausgebildet werden, der dem Fachmann bekannt ist, wie etwa ein anisotropes Trockenätzen. Weiterhin erstreckt sich die Mulde 402 bevorzugt von der Oberfläche der Dielektrikumsschicht 302 zu der Oberfläche des Substrats 204. Wie unter Bezugnahme auf 8 ausführlicher erörtert wird, erstreckt sich die Mulde 402 in den Bereichen der Mulde 402, die dem Sicherungsabschnitt 202 (nicht gezeigt), am nächsten liegen, bevorzugt von der Oberfläche der Dielektrikumsschicht 302 zu der Oberfläche des Gates (nicht gezeigt), die sich von dem Sicherungsabschnitt 202 wegerstreckt. Außerdem liegt die Mulde 402 in einer gewissen Entfernung vom Sicherungsabschnitt 202. Die Entfernung zwischen Sicherungsabschnitt 202 und Mulde 402 wird teilweise von der gewünschten Größe der Mikrokavität und der Dichteanforderung des IC bestimmt. Beispielsweise kann die Entfernung zwischen der Mulde und der Seite des Sicherungsabschnitts 202 unter 2 Mikrometern liegen. Nach dem Ausbeuten der Mulde 402 wird die Mulde 402 gefüllt, um eine Schutzzelle 502 zu bilden. Die in 5 gezeigte Schutzzelle 502 kann mit einem beliebigen geeigneten Material gebildet werden, das gegenüber dem nachfolgenden Ätzen, mit dem eine Mikrokavität um den Sicherungsabschnitt 202 herum gebildet wird, im wesentlichen selektiv ist. Das heißt, das Material der Schutzzelle 502 ist bevorzugt ein Material, das nicht gestattet, daß die Dicke der Schutzzelle 502 während des nachfolgenden Ätzprozesses durchgeätzt wird, der verwendet wird, um die Mikrokavität zu bilden. Die Auswahl des entsprechenden Materials hängt teilweise vom Wesen des nachfolgenden Mikrokavitätsätzprozesses sowie von der Dicke der Schutzzellenschicht ab (die teilweise von den verwendeten Designregeln abhängt). Man beachte, daß es nicht erforderlich ist, daß das Material der Schutzzelle 502 während dieses nachfolgenden Ätzprozesses absolut ungeätzt bleibt. Als Beispiel können Materialien, wie etwa Nitrid, Wolfram oder Polysilizium für die Schutzzelle 502 verwendet werden.

6 veranschaulicht den Prozeß, der mit der Ausbildung einer Kappungsschicht 602 fortgesetzt wird, die über der Dielektrikumsschicht 302 und der Schutzzelle 502 liegt. Die Schicht 602 kann aus einem beliebigen geeigneten Material ausgebildet werden, das gegenüber dem Ätzprozeß, der danach für die Ausbildung der den Sicherungsabschnitt 202 umgebenden Mikrokavität verwendet wird, im wesentlichen selektiv ist. Das heißt, das Material der Kappungsschicht 602 ist bevorzugt ein Material, das nicht gestattet, daß die Dicke der Kappungsschicht 602 während des nachfolgenden Ätzprozesses durchgeätzt wird, der verwendet wird, um die Mikrokavität zu bilden. Die Auswahl des entsprechenden Materials hängt teilweise vom Wesen des nachfolgenden Mikrokavitätsätzprozesses sowie von der Dicke der Kappungsschicht 602 ab (die teilweise von den verwendeten Designregeln abhängt). Man beachte, daß es nicht erforderlich ist, daß das Material der Kappungsschicht 602 während dieses nachfolgenden Ätzprozesses absolut ungeätzt bleibt. Als Beispiel können Materialien, wie etwa Nitrid, Wolfram oder Polysilizium für die Kappungsschicht 602 verwendet werden.

Ein in 7A gezeigtes Zugangsloch 702 wird in der Schicht 602 innerhalb der Grenzen der Schutzzelle 502 ausgebildet. Das Zugangsloch 702 kann durch ein beliebiges geeignetes Verfahren, das dem Fachmann bekannt ist, durch die Schicht 602 ausgebildet werden, wie etwa Aufbringen einer Maske über der Schicht 602 und das Ausführen einer Naß- oder Trockenätzung unter Verwendung dieser Maske. 7B zeigt das Ergebnis einer isotropen Ätzung, die durch das Zugangsloch 702 ausgeführt wird, um die Mikrokavität 704 innerhalb der Schutzzelle 502 und um den Sicherungsabschnitt 202 herum auszubilden. Der zum Ausbilden der Mikrokavität 704 verwendete Ätzprozeß kann ein beliebiges isotropes Ätzen sein, das selektiv gegenüber den Materialien ist, die zum Ausbilden des Substrats 204, des Sicherungsabschnitts 202, der Schutzzelle 502 und der Schicht 602 verwendet werden. Wenn als Beispiel für die obigen Elemente SiO2, Siliziumnitrid, Polysilizium beziehungsweise Wolfram verwendet werden, könnte eine isotrope oder Naßätzung in der Form von gepuffertem HF verwendet werden. Obwohl 7B zeigt, daß alles Material der Schicht 302, das sich innerhalb der Grenzen der Schutzzelle 502 befand, entfernt wurde, versteht es sich, daß die Sicherung auch ausgebildet werden kann, ohne alles Material innerhalb der Schutzzelle 502 zu entfernen. Das Vorliegen der Schutzzelle 502 verhindert jedoch das Ätzen von Material außerhalb der Schutzzelle 502 einschließlich von Material der Dielektrikumsschicht 302. Wie in 7C gezeigt wird Plugmaterial 706 verwendet, um das Zugangsloch 702 zur eingeschlossenen Mikrokavität 704 zu füllen. Jeder Prozeß und jedes Material, die dem Fachmann bekannt sind, können verwendet werden, um das Zugangsloch 702 zu stopfen, ohne daß es sich wesentlich in die Mikrokavität 704 erstreckt. Beispielsweise kann das Zugangsloch 702 durch einen Plasma-TEOS-Abscheidungsprozeß gestopft werden.

8A veranschaulicht weiterhin die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, die in 7C gezeigt ist, anhand einer Top-down-Ansicht eines Querschnitts entlang der Linie B-B' von 7C. Entsprechend sind die 7A bis 7C Vorderansichten des Querschnitts entlang der Linie C-C', in 8A gezeigt. Wie 8A zeigt, umgibt die Schutzzelle 502 im wesentlichen den Sicherungsabschnitt 202, der ein Abschnitt eines Gates 802 ist. Somit erzeugt die Schutzzelle 502 eine physische Grenze zwischen der Mikrokavität 704, die sich um den Sicherungsabschnitt 202 herum befindet, und den verbleibenden Abschnitten der Dielektrikumsschicht 302.

Die Art, wie die Schutzzelle 502 im wesentlichen den Sicherungsabschnitt 202 umgibt, läßt sich unter Bezugnahme auf 8B näher verstehen. 8B zeigt die Schutzzelle 502, das Gate 802 einschließlich des Sicherungsabschnitts 202 und die über dem Substrat 204 liegende Mikrokavität 704. Die nicht gezeigte verbleibende Dielektrikumsschicht 302 liegt außerhalb der Schutzzelle 502, während andere nicht gezeigte Schichten über jedem der oben genannten Elemente liegen. Weil der Sicherungsabschnitt 202 ein Abschnitt des Gates 802 ist und die Mikrokavität 704 nur um den Sicherungsabschnitt 202 herum erwünscht ist, erstreckt sich das Gate 802 über den Sicherungsabschnitt 202 hinaus im wesentlichen durch die Schutzzelle 502. Bei der Ausbildung der Mulde 402 wird somit das Ätzen im wesentlichen zu der Oberfläche des Gates 802 in jenen Bereichen durchgeführt, wo sich das Gate 802 durch die Schutzzelle 502 erstreckt. Ein Ergebnis des Ausbildens der Schutzzelle 502 besteht darin, daß der Sicherungsabschnitt 202 im wesentlichen von der Mikrokavität 704 umgeben ist, und die Mikrokavität 704 ist im wesentlichen physisch von der verbleibenden Dielektrikumsschicht 302 isoliert. Dementsprechend können benachbarte Bauelemente so nahe wie gewünscht an der Schutzzelle 502 positioniert werden, ohne daß eine Beschädigung an den benachbarten Bauelementen riskiert wird und ohne daß ein hoher Grad an Überwachung des Mikrokavitätsätzprozesses erforderlich ist. Somit können die Bauelemente auf dem IC dichter gepackt werden.

Bei einer alternativen Ausführungsform kann ein Material, das gegenüber dem isotropen Ätzprozeß, mit dem die Mikrokavität 704 ausgebildet wird, nicht selektiv ist, zwischen dem Sicherungsabschnitt 202 und dem Substrat 204 angeordnet werden. 7D zeigt diese Ausführungsform, bei der eine Vertiefung oder ein Graben 750 vor dem Abschalten von dielektrischem Material 302 im Substrat 204 ausgebildet wird. Auf diese Weise liegt dielektrisches Material 302 über und unter dem Sicherungsabschnitt 202 vor. Während des isotropen Ätzprozesses wird dieses dielektrische Material sowohl von oberhalb als auch von unterhalb des Sicherungsabschnitts 202 entfernt, wodurch eine Kavität oder ein Hohlraum nicht nur über, sondern auch unter dem Sicherungsabschnitt selbst ausgebildet wird. 8B ist eine Veranschaulichung dieser Ausführungsform in Draufsicht nach der Beendigung des isotropen Ätzens. Es ist natürlich zu verstehen, daß die Kavität gegebenenfalls möglicherweise nur unter dem Sicherungsabschnitt 202 ausgebildet wird, indem das zu ätzende dielektrische Material nur unter dem Sicherungsabschnitt 202 abgeschieden wird. Es ist außerdem zu verstehen, daß die Kavität möglicherweise nur auf einer Seite oder beiden Seiten (mit oder ohne Kavitäten über und/oder unter dem Sicherungsabschnitt) des Sicherungsabschnitts 202 ausgebildet wird, indem das dielektrische Material nur in dem Gebiet abgeschieden wird, wo die Ausbildung der Kavität gewünscht ist. Jedoch sollte betont werden, daß der Sicherungsabschnitt 202 hier zwar gezeigt ist, um die Erörterung zu erleichtern, daß aber jede Struktur von der Schutzzelle der vorliegenden Erfindung geschützt werden kann.

Der zum Ausbilden einer Sicherung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verwendete Prozeß 900 ist in dem Flußdiagramm von 9 dargestellt. In Schritt 902 wird ein Sicherungsabschnitt auf einem Substrat bereitgestellt, wobei eine Oxidschicht sowohl über dem Sicherungsabschnitt als auch über dem Substrat liegt. Danach wird im Schritt 904 in der Oxidschicht eine Mulde derart ausgebildet, daß sich die Mulde um den Sicherungsabschnitt herum befindet. Die im Schritt 904 gebildete Mulde wird dann im Schritt 906 mit Schutzzellenmaterial gefüllt, um eine den Sicherungsabschnitt im wesentlichen umgebende Schutzzelle zu bilden. Das Schutzzellenmaterial ist ein beliebiges geeignetes Material, das gegenüber einem isotropen Ätzen, das danach im Prozeß 900 durchgeführt wird, selektiv ist. Nach der Ausbildung der Schutzzelle im Schritt 904 und 906 wird im Schritt 908 eine selektive Schicht über der Oxidschicht und der Schutzzelle aus Material ausgebildet, das ebenfalls gegenüber dem isotropen Ätzen, das danach im Prozeß 900 durchgeführt wird, selektiv ist. Im Schritt 910 wird ein Zugangsloch durch die selektive Schicht gebildet, um den Abschnitt der Oxidschicht freizulegen, der über dem Sicherungsabschnitt und innerhalb der Schutzzellengrenzen liegt. Durch das in Schritt 910 ausgebildete Zugangsloch wird ein isotropes Ätzen durchgeführt, um die Mikrokavität um den Sicherungsabschnitt herum und innerhalb der Schutzzelle im Schritt 912 auszubilden. Nach dem Ausbilden der Mikrokavität wird das Zugangsloch in der selektiven Schicht im Schritt 914 gefüllt, wodurch die in Schritt 912 ausgebildete Mikrokavität verschlossen wird.

Wenngleich die vorliegende Erfindung im Hinblick auf mehrere veranschaulichende Ausführungsformen beschrieben worden ist, gibt es Abänderungen, Permutationen und Äquivalente, die in den Schutzbereich der vorliegenden Erfindung fallen. Beispielhaft kann die Schutzzelle zwar verwendet werden, um benachbarte Bereiche und benachbarte Bauelemente gegenüber dem isotropen Ätzprozeß zu schützen, der verwendet wird, um die Kavität innerhalb der Schutzzelle auszubilden, doch ist es auch möglich, die Schutzzelle zu verwenden, um den Bereich und/oder die Bauelemente innerhalb der Schutzzelle zu schützen, während das Ätzen außerhalb der Schutzzelle stattfindet. Statt das Zugangsloch 702 (von 7A) in der Schicht 602 auszubilden, kann beispielsweise ein Ätzprozeß verwendet werden, um Abschnitte der Schicht 602 außerhalb der Schutzzelle 502 zu entfernen. Auf diese Weise würde der Bereich innerhalb der Schutzzelle gegenüber einem beliebigen nachfolgenden Ätzprozeß geschützt werden, der gegenüber den Materialien der Kappungsschicht 602 und der Schutzzelle 502 im wesentlichen selektiv ist. Es sei auch angemerkt, daß es viele alternative Möglichkeiten gibt, die Verfahren und Vorrichtungen der vorliegenden Erfindung zu implementieren.


Anspruch[de]
Verfahren zum isotropen Ätzen eines ersten Bereichs in einer über einem Substrat (204) liegenden Schicht (302), wobei ein benachbarter Bereich geschützt wird, der sich neben dem isotrop zu ätzenden ersten Bereich befindet, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

Erzeugen einer den ersten Bereich umgebenden Schutzzelle (502), wobei der benachbarte Bereich außerhalb der Schutzzelle (502) angeordnet ist, wobei die Schutzzelle aus einem Schutzzellenmaterial ausgebildet ist, das im wesentlichen selektiv ist gegenüber einem isotropen Ätzen, das verwendet wird, um den ersten Bereich zu ätzen; und

späteres Durchführen des isotropen Ätzens innerhalb des ersten Bereichs, wobei die Schutzzelle (502) verhindert, daß die Ätzung den benachbarten Bereich außerhalb der Schutzzelle ätzt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen der Schutzzelle (502) weiterhin folgendes umfaßt:

Ausbilden der über dem Substrat liegenden Schicht (302) aus einer dielektrischen Schicht;

Ausbilden einer Mulde (402) in der dielektrischen Schicht (302), wobei die Mulde den ersten Bereich im wesentlichen umgibt; und

Füllen der Mulde (402) mit dem Schutzzellenmaterial.
Verfahren nach Anspruch 1, das weiterhin folgendes umfaßt:

Ausbilden eines über dem über dem Substrat (204) liegenden Gates (802), wobei das Gate (802) einen Sicherungsabschnitt (202) enthält, wobei die Schutzzelle (502) im wesentlichen den Sicherungsabschnitt (202) umgebend ausgebildet ist.
Verfahren nach Anspruch 3, wobei das dielektrische Material (302) über und unter dem Gate (802) angeordnet ist. Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Schutzzellenmaterial ausgewählt ist aus der Gruppe bestehend aus Wolfram, Polysilicium und Siliciumnitrid. Verfahren nach Anspruch 8, wobei die isotrope Ätzung eine gepufferte HF-Naßätzung ist. Verfahren nach Anspruch 3, weiterhin vor dem Ätzen mit:

Ausbilden einer über dem Gate (802) und der Schutzzelle (502) liegenden Kappenschicht (602), wobei die Kappenschicht (602) aus Material ausgebildet ist, das gegenüber dem isotropen Ätzen, das verwendet wird, um danach eine Mikrokavität in der Schutzzelle (502) zu ätzen, im wesentlichen selektiv ist;

Erzeugen eines Zugangslochs (702) durch die Kappenschicht (602) über dem ersten Bereich um das Gate herum, der von der Schutzzelle (502) begrenzt wird; und

Ätzen der Mikrokavität um das Gate (802) herum und innerhalb des von der Schutzzelle begrenzten ersten Bereichs mit dem isotropen Ätzen.
Verfahren nach Anspruch 7, wobei die Schutzzelle (502) nicht vollständig durch das isotrope Ätzen geätzt wird. Verfahren nach Anspruch 6, wobei das Ausbilden der Schutzzelle (502) weiterhin folgendes umfaßt:

Ausbilden einer Mulde (402) in der Nähe des Gates (802) derart, daß die Mulde (402) den Sicherungsabschnitt (202) des Gates (802) im wesentlichen umgibt; und

Füllen der Mulde (402) mit einem Schutzzellenmaterial, das gegenüber dem isotropen Ätzen im wesentlichen selektiv ist, so daß das isotrope Ätzen während des Ätzens der Mikrokavität nicht durch das Material hindurchätzt.
Verfahren nach Anspruch 8, das weiterhin folgendes umfaßt:

Stopfen des Zugangslochs (702), wodurch eine geschlossene Kavität um den Sicherungsabschnitt (202) des Gates (802) herum ausgebildet wird.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Erzeugen der Schutzzelle (502) folgendes umfaßt:

Erzeugen einer den ersten Bereich umgebenden Mulde (402) in der Schicht (302), wobei der benachbarte Bereich außerhalb der Mulde (402) angeordnet ist;

Füllen der Mulde (402) mit einem Material, das gegenüber dem Ätzen, das später verwendet wird, um den ersten Bereich zu ätzen, im wesentlichen selektiv ist.
Verfahren nach Anspruch 11, weiterhin vor dem Ätzen mit:

Ausbilden einer über dem ersten Bereich und der Schutzzelle (502) liegenden Kappenschicht (602), wobei die Kappenschicht aus einem Material ausgebildet ist, das gegenüber dem Ätzen im wesentlichen selektiv ist; und

Ausbilden eines Lochs (702) durch die Schicht (602) derart, daß ein Abschnitt des ersten Bereichs unter dem Loch (702) durch das Loch (702) freigelegt wird.
Verfahren nach Anspruch 11, wobei die über dem Substrat (204) liegende Schicht (302) eine dielektrische Schicht ist, wobei der erste Bereich weiterhin darin ein über dem Substrat (204) liegendes Gate (802) enthält, wobei das Gate (802) einen Sicherungsabschnitt (202) aufweist, wobei die dielektrische Schicht (302) über dem Substrat (204) und dem Gate (802) liegt, wobei die Schutzzelle (502) den Sicherungsabschnitt (202) im wesentlichen umgibt. Verfahren nach Anspruch 13, wobei sich das Gate (802) über die Schutzzelle (502) hinaus erstreckt. Verfahren nach Anspruch 11, wobei das Ätzen ein isotropes Naßätzen ist. Verfahren nach Anspruch 14, verwendet beim Herstellen einer integrierten Schaltung. Verfahren nach Anspruch 16, wobei die integrierte Schaltung in einem Elektronikprodukt verwendet wird. Verfahren zum isotropen Ätzen eines benachbarten Bereichs, der sich neben einem ersten Bereich befindet, in einer über einem Substrat (204) liegenden Schicht (302), wodurch der erste Bereich gegenüber dem Ätzprozeß geschützt wird, wobei das Verfahren folgendes umfaßt:

Erzeugen einer Mulde (402) in der Schicht (302), die den ersten Bereich im wesentlichen umgibt, wobei der benachbarte Bereich außerhalb der Mulde (402) angeordnet ist;

Füllen der Mulde (402) mit einem Material, das gegenüber dem Ätzen, das später verwendet wird, um den benachbarten Bereich zu ätzen, im wesentlichen selektiv ist, wodurch eine Schutzzelle (502) ausgebildet wird; und

späteres Durchführen des Ätzens des benachbarten Bereichs, wobei die Schutzzelle (502) verhindert, daß das Ätzen den ersten Bereich innerhalb der Schutzzelle ätzt.
Verfahren nach Anspruch 18, das weiterhin folgendes umfaßt:

Ausbilden einer über dem ersten Bereich und der Schutzzelle (502) liegenden Kappenschicht (602), wobei die Kappenschicht aus einem Material ausgebildet ist, das gegenüber dem Ätzen im wesentlichen selektiv ist.






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