Im Allgemeinen betrifft die vorliegende Erfindung die Herstellung integrierter Schaltungen und betrifft insbesondere die Herstellung von Metallisierungsschichten und Kontaminationen, die in nachfolgenden Bearbeitungen auftreten.

Halbleiterbauelemente werden typischerweise auf im Wesentlichen scheibenförmigen Substraten, die aus einem geeigneten Material hergestellt sind, gefertigt. Die Mehrzahl der Halbleiterbauelemente mit äußerst komplexen elektronischen Schaltungen werden gegenwärtig und in der absehbaren Zukunft auf der Grundlage von Silizium hergestellt, wodurch Siliziumsubstrate und siliziumenthaltende Substrate, etwa SOI-(Silizium-auf-Isolator)Substrate geeignete Träger zur Herstellung von Halbleiterbauelementen, etwa Mikroprozessoren, SRAM's, ASIC's (anwendungsspezifische IC's) und dergleichen sind. Die einzelnen integrierten Schaltungen sind in einer Arrayform bzw. Feldform angeordnet, wobei die meisten Fertigungsschritte, die sich auf 500 bis 1000 und mehr einzelne Prozessschritte in modernen integrierten Schaltungen belaufen können, gleichzeitig an allen Chipbereichen auf dem Substrat ausgeführt werden, mit Ausnahme von Photolithographieprozessen, gewissen Messprozessen und dem Einbringen in das Gehäuse der einzelnen Bauelemente nach dem Zersägen des Substrats. Somit zwingen ökonomische Bedingungen die Halbleiterhersteller dazu, die Substratabmessungen ständig zu vergrößern, wodurch auch die verfügbare Fläche zur Erzeugung der eigentlichen Halbleiterbauelemente zunimmt.

Zusätzlich zu dem Vergrößern der Substratfläche ist es auch wichtig, die Ausnutzung der Substratfläche für eine Substratgröße zu optimieren, um damit möglichst viel Substratfläche für Halbleiterbauelemente und/oder Teststrukturen zu nutzen, die für Steuerungszwecke eingesetzt werden. In dem Versuch, den nutzbaren Oberflächenbereich für eine vorgegebene Substratgröße zu maximieren, werden die Randchips an dem Substratrand so nahe angeordnet, wie dies mit dem Substrathantierungsprozessen verträglich ist. Im Allgemeinen werden die meisten Fertigungsprozesse in einer automatisierten Weise ausgeführt, wobei die Substrathandhabung an der Rückseite des Substrats und/oder an dem Substratrand durchgeführt wird, der typischerweise eine Abschrägung zumindest an der Vorderseite des Substrats aufweist.

Auf Grund der ständigen Anforderung für die Verringerung der Strukturgrößen in äußerst modernen Halbleiterbauelementen werden Kupfer und Legierungen davon in Verbindung mit dielektrischen Materialien mit kleinem &egr; häufig als Alternative bei der Herstellung von sogenannten Metallisierungsschichten eingesetzt, die Metallleitungen und Kontaktdurchführungen enthalten, die die einzelnen Schaltungselemente miteinander verbinden, um damit die erforderliche Funktion der integrierten Schaltung bereitzustellen. Obwohl Kupfer deutlich Vorteile im Vergleich zu Aluminium aufweist, das das typische Metallisierungsmetall für die jüngere Vergangenheit war, sind Halbleiterhersteller dennoch etwas zögerlich, Kupfer in die Produktion einzuführen, auf Grund der Fähigkeit des Kupfers, gut in Silizium und Siliziumdioxid zu diffundieren. Selbst wenn Kupfer in sehr geringen Mengen vorhanden ist, kann es deutlich die elektrischen Eigenschaften von Silizium und damit das Verhalten von Schaltungselementen, etwa von Transistoren und dergleichen modifizieren. Es ist daher wesentlich, das Kupfer auf die Metallleitungen und Kontaktdurchführungen durch Anwendung geeigneter isolierender und leitender Barrierenschichten zu begrenzen, um damit die Diffusion des Kupfers in empfindliche Bauteilgebiete möglichst zu unterdrücken. Des weiteren muss eine Kontamination von Prozessanlagen, etwa von Transporteinrichtungen, Transportbehältern, Roboterarmen, Scheibenauflagen und dergleichen effizient unterdrückt werden, da selbst geringe Mengen an Kupfer, die auf der Rückseite eines Substrats aufgebracht werden, zur Diffusion des Kupfers in empfindliche Bauteilbereiche führen kann.

Die Problematik des Kupfers und anderer Bauteil- und Anlagenkontaminationen wird noch verschärft, wenn dielektrische Materialien mit kleinem &egr; in Verbindung mit Kupfer eingesetzt werden, um Metallisierungsschichten zu bilden, da die Dielektrika mit kleinem &egr; eine geringere mechanische Stabilität aufweisen. Da zumindest einige der Abscheideprozesse, die bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet werden, nicht in effizienter Weise auf die „aktive" Substratfläche eingeschränkt sind, können sich ein Schichtstapel oder Materialreste auch an dem Substratrandgebiet einschließlich der Abschrägung ausbilden, wodurch eine mechanisch instabile Schichtfolge auf Grund der Prozessungleichförmigkeiten an dem Substratrand und insbesondere an der Abschrägung des Substrats ausbilden. Insbesondere Dielektrika mit kleinem &egr;, die durch CVD (chemische Dampfabscheidung) gebildet werden, neigen dazu, an der Abschrägung am Randgebiet besser zu haften im Vergleich zu dem aktiven Substratgebiet, wodurch eine erhöhte Schichtdicke aufgebaut wird, die bis zum Zweifachen der Dicke des dielektrischen Materials in dem aktiven Gebiet aufweisen kann. Somit kann während der Herstellung mehrerer Metallisierungsschichten ein Schichtstapel an dem Gebiet der Abschrägung erzeugt werden, der Barrierenmaterial, Kupfer und Dielektrika aufweist, und damit eine geringere Haftung zueinander besitzt. Während der weiteren Produktions- und Substrathantierungsprozessen kann Material, etwa Kupfer, Barrierenmaterial und/oder die Dielektrika abblättern und deutlich dieses Prozesse beeinflussen, wodurch die Produktionsausbeute und die Anlagenintegrität negativ beeinflusst werden.

Beispielsweise wird bei der Herstellung einer kupferbasierten Metallisierungsschicht die sogenannte Einlege- oder Damaszener-Technik gegenwärtig als bevorzugtes Herstellungsverfahren eingesetzt, um Metallleitungen und Kontaktdurchführungen herzustellen. Dazu wird eine dielektrische Schicht, die typischerweise ein Dielektrikum mit kleinem &egr; aufweist, abgeschieden und so strukturiert, dass diese Gräben und Kontaktlöcher gemäß den Entwurfserfordernissen aufweist. Während des Strukturierungsprozesses werden Polymermaterialien, die zum Einstellen der Ätzeigenschaften des Strukturierungsprozesses verwendet werden, auf Substratbereichen mit äußerst ungleichförmigen Prozessbedingungen abgeschieden, etwa dem Substratrand, der Abschrägung und dem benachbarten Rückseitenbereich. Die Polymermaterialien, die Fluor enthalten, können zusätzlich zu modifizierten Eigenschaften hinsichtlich der Haftung zu anderen Materialien, die in nachfolgenden Prozessen abgeschieden werden, beitragen, wodurch eine erhöhte Neigung hervorgerufen wird, Ablösereignisse zu bewirken. Daher wird in einigen Vorgehensweisen ein entsprechender nasschemischer Reinigungsprozess ausgeführt, um zu versuchen, die Polymerreste zu entfernen. Danach wird eine leitende Barrierenschicht, die beispielsweise aus Tantal, Tantalnitrid, Titan, Titannitrid, und dergleichen aufgebaut ist, abgeschieden, wobei die Zusammensetzung der Barrierenschicht so ausgewählt ist, dass die Haftung des Kupfers an dem benachbarten Dielektrikum verbessert wird. Das Abscheiden der Barrierenschicht kann durch chemische Dampfabscheidung (CVD) oder physikalische Dampfabscheidung (PVD) bewerkstelligt werden, wobei eine Abscheidung des Barrierenmaterials durch gegenwärtig etablierte Abscheideverfahren nicht in effizienter Weise auf den aktiven Substratbereich beschränkt werden kann. Somit wird das Barrierenmaterial auch auf der Substratabschrägung und insbesondere an der Rückseite des Substrats abgeschieden, wodurch in Verbindung mit den Resten des dielektrischen Materials, die nicht effizient in den vorhergehenden Ätzprozessen zur Strukturierung der dielektrischen Schicht entfernt werden, ein Schichtstapel mit geringer mechanischer Stabilität erzeugt wird, wobei Polymerreste, die nicht effizient entfernt wurden auf Grund einer begrenzten Effizienz des vorhergehenden Nassreinigungsprozesses, zusätzlich zur geringen mechanischen Stabilität beitragen können. Danach wird gemäß einem standardmäßigen Damaszenerprozessablauf eine dünne Kupfersaatschicht durch physikalische Dampfabscheidung oder ähnliche geeignete Prozesse aufgebracht, um einen nachfolgenden elektrochemischen Abscheideprozess in Gang zu setzen und zu beschleunigen, um damit Gräben und Kontaktlöcher, die in dem dielektrischen Material ausgebildet sind, aufzufüllen.

Obwohl Reaktorgefäße für die elektrochemische Abscheidung, etwa Elektroplattierungsreaktoren oder Reaktoren für eine stromlose Plattierung so gestaltet sein können, dass im Wesentlichen kein Kupfer an dem Substratrand abgeschieden wird, kann die vorhergehende Saatschichtabscheidung dennoch zu einer merklichen Abscheidung von unerwünschtem Kupfer an dem Substratrandgebiet führen. Nach dem elektrochemischen Aufbringen des Kupfervolumenmaterials muss überschüssiges Material entfernt werden. Dies wird häufig durch chemisch-mechanisches Polieren (CMP) erreicht, wobei Materialstücke, etwa Kupferstückchen, auf Grund der reduzierten Stabilität des Metallisierungsschichtstapels insbesondere an der Substratabschreckung sich „ablösen" können. Die kupferenthaltenden Materialpartikel und andere Materialpartikel, die aus dielektrischem Material und/oder Barrierenmaterial aufgebaut sind und die beispielsweise während des CMP-Prozesses freigesetzt werden können, können sich dann unerwünschten Substratgebieten wieder anhaften oder können den CMP-Prozess für nachfolgende Substrate beeinflussen. Während der weiteren Bearbeitung der Substrate kann eine Kontamination, die hauptsächlich durch das Ablösen an dem Substratrand hervorgerufen wird, auftreten und kann insbesondere den sogenannten Endbearbeitungsprozessablauf nachteilig beeinflussen, in welchem Kontaktflächen und Lothöcker hergestellt werden.

Da Kontamination, die beispielsweise durch unerwünschtes Kupfer an dem Substratrand hervorgerufen wird, als eine Hauptkontaminationsquelle erkannt wurde, werden große Anstrengungen unternommen, um Kupfer von dem Substratrand und der Abschrägung zu entfernen, ohne im Wesentlichen den inneren, d. h. aktiven, Substratbereich zu beeinflussen. Dazu wurden von Herstellern von Halbleiteranlagen, etwa Semitool, Inc., Novellus, Inc., Ätzmodule entwickelt, die so aufgebaut sind, dass sie selektiv ein Mittel, das im Wesentlichen aus Schwefelsäure und Wasserstoffperoxid aufgebaut ist, an dem Substratrand aufbringen, um damit unerwünschtes Kupfer von diesem Gebiet zu entfernen. Obwohl das Abtragen des unerwünschten Kupfers von dem Substratrand die Wahrscheinlichkeit einer Kupferkontamination in nachfolgende Prozesse reduziert, zeigt sich dennoch, dass eine deutliche Reduzierung der Produktionsausbeute vorhanden ist, insbesondere für die Fertigungssequenz für höhere Metallisierungsschichten und während des Endbearbeitungsprozessablaufs (BEoL).

Angesichts der zuvor beschriebenen Situation besteht ein Bedarf für eine verbesserte Technik, um damit eines oder mehrere der oben erkannten Probleme zu vermeiden oder zumindest deren Auswirkungen zu reduzieren.

Im Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an eine Technik, die eine deutliche Reduzierung des Ausbeuteverlusts während der Herstellung von Metallisierungsschichten von Halbleiterbauelementen ermöglicht, die in einigen anschaulichen Ausführungsformen Halbleiterbauelemente mit gut leitenden Metallen, Kupfer, Kupferlegierungen, und dergleichen, das in ein dielektrisches Material mit kleinem &egr; eingebettet ist, repräsentieren. Zu diesem Zweck wird die Wahrscheinlichkeit für eine Materialablösung oder eine „Abblätterung" während der Strukturierung von Metallisierungsschichten deutlich reduziert, indem die Eigenschaften eines Abschrägungsgebiets des Substrats im Hinblick auf die Haftung von Polymermaterialien und andere Materialresten geeignet modifiziert werden, die an dem Abschrägungsgebiet abgeschieden werden, und damit eine mögliche Gefahr für eine Materialablösung in nachfolgenden Prozessen darstellen. Gemäß einem Aspekt können die Eigenschaften hinsichtlich der Haftung von Polymermaterialien, die während anisotroper Ätzprozesse zum Strukturieren des dielektrischen Schichtstapels eingesetzt werden, so eingestellt werden, dass eine geringere Wahrscheinlichkeit für die Haftung des Polymermaterials erreicht wird. In anderen Aspekten wird die Gesamthaftung von Materialresten verbessert, beispielsweise indem der Oberflächenbereich des Abschrägungsgebiets vergrößert wird, um damit eine insgesamt erhöhte mechanische Stabilität von Ätzresten zu schaffen, die während des Strukturierens nachfolgender Metallisierungsschichten erzeugt werden. In einigen Aspekten wird ein vergrößerter Oberflächenbereich, der durch ein entsprechend angepasste Oberflächentopographie in dem Abschrägungsgebiet geschaffen wird, vorteilhafterweise mit einer effizienten Modifizierung im Hinblick auf die Polymerhaftung kombiniert, wodurch die Wahrscheinlichkeit für eine Materialablösung während des Prozessablaufs zur Herstellung von Metallisierungsstrukturen noch effizienter reduziert wird.

Gemäß einer anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das selektive Ausbilden einer Schutzschicht über einem Bereich einer Oberfläche eines Abschrägungsgebiets eines Substrats, das ein zentrales Gebiet benachbart zu dem Abschrägungsgebiet zur Aufnahme von Schaltungselementen aufweist. Die Schutzschicht besitzt eine Oberfläche, die unterschiedliche Hafteigenschaften im Hinblick auf Polymermaterialien im Ätzprozess im Vergleich zu dem Oberflächenbereich des Abschrägungsgebiets aufweist. Ferner umfasst das Verfahren das Ausbilden eines dielektrischen Schichtstapels für eine Metallisierungsschicht über dem Substrat und das Strukturieren des dielektrischen Schichtstapels mit eines anisotropen Ätzprozesses.

Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das Bilden eines dielektrischen Schichtstapels für eine Metallisierungsschicht eines Halbleiterbauelements über einem Substrat, wobei das Substrat ein zentrales Gebiet benachbart zu einem Abschrägungsgebiet aufweist. Das Abschrägungsgebiet besitzt eine Oberflächentopographie, die einen erhöhten Oberflächenbereich schafft. Des weiteren wird der dielektrische Schichtstapel auf der Grundlage eines anisotropen Ätzprozesses strukturiert.

Gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung umfasst ein Verfahren das selektive Bilden einer Schutzschicht über einem Abschrägungsgebiet eines Substrats, wobei das Abschrägungsgebiet mehrere Vertiefungen aufweist. Das Verfahren umfasst ferner nach dem selektiven Herstellen der Schutzschicht das Strukturieren eines dielektrischen Schichtstapels, der in einem zentralen Gebiet des Substrats ausgebildet ist, wobei das zentrale Gebiete mehrere Schaltungselemente einer integrierten Schaltung aufweist.

Weitere Vorteile, Aufgaben und Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind in den angefügten Patentansprüchen definiert und gehen deutlicher aus der folgenden detaillierten Beschreibung hervor, wenn diese mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen studiert wird, in denen:

1a schematisch eine Draufsicht eines Substrats mit einem „aktiven" oder „zentralen" Gebiet ist, das benachbart zu einem Abschrägungsgebiet angeordnet ist;

1b bis 1f schematisch Querschnittsansichten eines Halbleiterbauelements während diverser Fertigungsphasen bei der Herstellung einer Metallisierungsschicht zeigen, wobei eine Schutzschicht selektiv an einem Abschrägungsgebiet zur Reduzierung der Wahrscheinlichkeit einer Polymerabscheidung während des Strukturierungsprozesses gemäß anschaulicher Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung bereitgestellt wird;

1g bis 1i schematisch Querschnittsansichten eines Halbleiterbauelements während der Herstellung einer Schutzschicht selektiv an einem Abschrägungsgebiet gemäß noch weiterer anschaulicher Ausführungsformen zeigen; und

2a bis 2c schematisch eine Querschnittsansicht eines Halbleiterbauelements während der Herstellung einer Metallisierungsschicht zeigen, wobei ein Abschrägungsgebiet eine modifizierte Oberflächentopographie gemäß noch weiterer anschaulicher Ausführungsformen aufweist.

Obwohl die vorliegende Erfindung mit Bezug zu den Ausführungsformen beschrieben wird, wie sie in der folgenden detaillierten Beschreibung sowie in den Zeichnungen dargestellt sind, sollte es selbstverständlich sein, dass die folgende detaillierte Beschreibung sowie die Zeichnungen nicht beabsichtigen, die vorliegende Erfindung auf die speziellen anschaulichen offenbarten Ausführungsformen einzuschränken, sondern die beschriebenen anschaulichen Ausführungsformen stellen lediglich beispielhaft die diversen Aspekte der vorliegenden Erfindung dar, deren Schutzbereich durch die angefügten Patentansprüche definiert ist.

Im Allgemeinen richtet sich die vorliegende Erfindung an eine Technik, die die Herstellung von Schaltungselementen in einem zentralen Gebiet eines Substrats mit einer deutlich reduzierten Wahrscheinlichkeit einer Bauteil- und Anlagenkontamination ermöglicht, insbesondere, wenn die entsprechenden Halbleiterbauelemente eine komplexe Metallisierungsstruktur aufweisen, in der eine oder mehrere Metallisierungsschichten auf Grundlage eines dielektrischen Materials mit kleinem &egr; vorgesehen ist. Es wird angenommen, dass die Ausbildung mechanisch instabiler Schichtstapel an der Abschrägung des Substrats deutlich zu der Gesamtkontamination und Defektrate während der Herstellung kritischer Metallisierungsschichten beiträgt, wodurch die Produktionsausbeute deutlich beeinflusst wird. Beispielsweise kann die Anwesenheit von Polymermaterialien an der Abschrägung, die sich während des Strukturierungsprozesses zur Herstellung entsprechender Kontaktlochöffnungen und Gräben in dem dielektrischen Material anlagern, zu einer insgesamt erhöhten Wahrscheinlichkeit für eine Materialablösung und nachfolgenden Fertigungsschritten führen. Entsprechende Polymermaterialien sind erforderlich, um die Ätzeigenschaften der anspruchsvollen anisotropen Ätzprozesse einzustellen, die zur Herstellung von Öffnungen mit großem Aspektverhältnis in dielektrischen Materialien mit kleinem &egr; verwendet werden. Da Polymermaterialien an sich eine moderate Affinität zum Anhaften an einer Vielzahl von für gewöhnlich verwendeten Materialien, etwa anorganische Dielektrika, und dergleichen aufweisen, kann das Vorhandensein derartiger Polymermaterialien die Gesamtstabilität deutlich reduzieren und damit zu einer deutlichen Gefahr für eine Materialablösung beitragen. Folglich wird in konventionellen Lösungen häufig ein geeignet gestalteter nasschemischer oder trockenchemischer Ätzprozess an dem Abschrägungsgebiet durchgeführt, um die sich an dem Abschrägungsgebiet während des vorhergehenden Ätzprozesses zur Strukturierung des dielektrischen Materials mit kleinem &egr; angesammelten Polymerreste zu entfernen. Jedoch können die entsprechenden nasschemischen Ätzprozesse eine große Menge an entsprechenden Chemikalien erfordern, die deutliche Kosten für die Beschaffung und für das Entsorgen der Chemikalien hervorrufen, während eine effiziente Entfernung der Polymermaterialien innerhalb des gesamten Abschrägungsgebiets dennoch schwierig ist. Andererseits erzeugen plasmagestützte Ätzprozesse eine erhöhte Wahrscheinlichkeit für das Abscheiden von Teilchen innerhalb des zentralen Gebiets des Substrats, wodurch diese Lösung zum Entfernen von Polymermaterialien aus dem Abschrägungsgebiet wenig attraktiv ist. Durch geeignetes Modifizieren des Oberflächenbereichs des Abschrägungsgebiets, um damit unterschiedliche Eigenschaften im Hinblick auf die Polymerhaftung an anderen dielektrischen und metallischen Materialien zu schaffen, was in einigen Aspekten durch ein selektives Bereitstellen einer Schutzschicht bewerkstelligt wird, die dem Abschrägungsgebiet eine modifizierte Polymerhaftungseigenschaft verleiht, und durch Bereitstellen einer geeigneten Oberflächentopographie in dem Abschrägungsgebiet, kann das Abscheiden von Polymermaterialien deutlich reduziert werden und/oder abgeschiedenes Polymermaterial kann von anderen Materialien „eingekapselt" werden, die eine erhöhte Haftung auf Grund der modifizierten Oberflächentopographie besitzen. Folglich kann die Gefahr des „Ablösens" von dielektrischem Material und metallischem Material während der weiteren Bearbeitung des Substrats deutlich reduziert werden. Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Erfindung besonders vorteilhaft im Zusammenhang mit Metallisierungsschichten ist, die Kupfer und Kupferlegierungen in Verbindung mit dielektrischen Materialien mit kleinem &egr; enthalten, da, wie zuvor erläutert wurde, während des Abscheidens des dielektrischen Materials mit kleinem &egr;, das an sich eine reduzierte mechanische Stabilität und Haftung im Vergleich zu konventionellen dielektrischen Materialien, etwa Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, und dergleichen aufweist, eine nicht gleichförmige Schichtdicke, beispielsweise eine größere Schichtdicke, an dem Abschrägungsgebiet erzeugt werden kann, wodurch die Gefahr einer Materialablösung während nachfolgender Substrathantierungs- und Fertigungsprozesse noch weiter erhöht wird. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch in Verbindung mit anderen Fertigungs- und Metallisierungsschemata eingesetzt werden, da die selektive Modifizierung von Haftungseigenschaften während eines beliebigen geeigneten Fertigungszustands ausgeführt werden kann, wodurch die Produktionsausbeute auf Grund einer deutlichen Reduzierung von Teilchen erreicht wird, die durch Substrathantierungsprozesse, CMP-(chemisch-mechanische Polier-)Prozesse und dergleichen hervorgerufen werden. Wenn somit nicht explizit in der Beschreibung oder den angefügten Patentansprüchen eine andere Lehre dargestellt ist, sollte die vorliegende Erfindung nicht auf eine spezielle Materialzusammensetzung der dielektrischen Materialien und der leitenden Materialien, wie sie die Hersteller der Metallisierungsschichten verwendet werden, beschränkt gesehen werden.

Mit Bezug zu den begleitenden Zeichnungen werden nunmehr weitere anschauliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detaillierter beschrieben.

1a zeigt schematisch ein Substrat 100 mit einer Vorderseite 101, auf der Schaltungselemente, etwa Transistoren und dergleichen, hergestellt werden können und mit einer Rückseite 102, die häufig mit jeglicher Art an Substrathaltern während des Transports und der Bearbeitung des Substrats 100 in Kontakt ist. Die Vorderseite 101 des Substrats 100kann in ein „aktives" oder „zentrales" Gebiet 104, in welchem die Vielzahl der einzelnen Chips angeordnet sind, und in ein Rand- oder Abschrägungsgebiet 103 unterteilt werden, das nicht für die Herstellung von Schaltungselementen auf Grund von Prozessungleichförmigkeiten, Substrathantierungserfordernissen und dergleichen benutzt wird, wobei insbesondere Ungleichförmigkeiten bei der Abscheidung in der Nähe des Substratrands, d. h. in dem Abschrägungsgebiet 103, auftreten, das typischerweise eine Abschrägung 105 enthält. Die Größe des Abschrägungsgebiets 103 und damit des zentralen Gebiets 104 hängen von der Steuerbarkeit der bei der Herstellung von Schaltungselementen beteiligten Prozesse in und auf dem zentralen Gebiet 104, den Eigenschaften der zum Halten und Transportieren des Substrats 100 zwischen aufeinander folgenden Prozessen eingesetzten Transportmittel, und dergleichen ab. Wünschenswerterweise wird die Größe des Abschrägungsgebiets 103 möglichst klein gehalten, um eine möglichst große Substratfläche für die Herstellung integrierten Schaltungschips in dem zentralen Gebiet 104 verfügbar zu haben. Gegenwärtig sind 200 mm und 300 mm typische Durchmesser von Substraten, die modernen Halbleiterfertigungsstätten eingesetzt werden, wobei eine Breite D des Abschrägungsgebiets 103 im Bereich von 1 bis 5 mm liegen kann.

1b zeigt schematisch eine Querschnittsansicht eines Halbleiterbauelements 150 mit einem Teil des Substrats 100, wobei ein Abschrägungsgebiet 103 die Abschrägung 105 umfasst. Es sollte beachtet werden, dass in einigen anschaulichen Ausführungsformen in dieser Fertigungsphase das Substrat 100 darin und darauf ausgebildet eine Vielzahl von Schaltungselementen aufweisen kann, die in dem zentralen Gebiet 104 angeordnet sind, wobei der Einfachheit halber derartige Schaltungselemente nicht gezeigt sind. In anderen anschaulichen Ausführungsformen kann das Bauelement 150 in dieser Fertigungsphase keine darin ausgebildeten Schaltungselemente in dem zentralen Gebiet 104 aufweisen. In einer anschaulichen Ausführungsform ist eine Maskenschicht 106 so gebildet, dass diese im Wesentlichen das zentrale Gebiet 104 abdeckt, während das Abschrägungsgebiet 103 im Wesentlichen frei liegt. Beispielsweise ist die Maskenschicht 106 aus einem geeigneten Material, etwa einem Photolack, einem Polymermaterial, und dergleichen aufgebaut, das effizient durch geeignete Verfahren, zu der moderat hohe Temperaturen, und dergleichen, gehören, entfernt werden kann. Des weiteren ist eine Schutzschicht 107 auf der Maskenschicht 106 und auf und über freiliegenden Substratbereichen 103s des Abschrägungsgebiets 103 ausgebildet, wobei die Schutzschicht 107 aus einem geeigneten Material aufgebaut ist, um damit unterschiedliche Eigenschaften im Hinblick auf das Anhaften eines fluorenthaltenden Polymermaterials aufzuweisen, wie es typischerweise während eines anisotropen Ätzprozesses zum Strukturieren dielektrischer Materialien von Metallisierungsstrukturen verwendet oder erzeugt wird, wie dies nachfolgend detaillierte beschrieben ist. D. h., typischerweise weist der Oberflächenbereich 106s des Abschrägungsgebiets 103 Materialien auf, die typischerweise für die Herstellung von Halbleiterbauelementen verwendet werden, etwa Silizium, Siliziumdioxid, Siliziumnitrid, und dergleichen. Somit ist abhängig von der Prozessstrategie und dem Prozessverlauf des Halbleiterbauelements 150 das Oberflächengebiet 103s typischerweise aus einem anorganischen Material mit einer im Wesentlichen ebenen Oberflächentopographie versehen, wobei dies so zu verstehen ist, dass eine Rauhigkeit von weniger als ungefähr 1 &mgr;m enthalten ist. Die Schutzschicht 107 kann jedoch andere Oberflächeneigenschaften im Hinblick auf eine Wechselwirkung mit Polymermaterialien aufweisen, wobei in einer anschaulichen Ausführungsform der entsprechende Oberflächenbereich 107s eine geringere Haftung für mit Ätzprozess verknüpften Polymeren, wie dies zuvor spezifiziert ist, im Vergleich zu dem Oberflächenbereich 103s aufweisen kann. Es sollte beachtet werden, dass ein entsprechendes Maß für die Haftung eines Materials an einem anderen einfach auf der Grundlage einer Messung bestimmt werden kann, in der eine Kraft pro Flächeneinheit bestimmt wird, die erforderlich ist, um einen entsprechend definierten Oberflächenbereich auf einem Material, das auf einem darunter liegenden Material gebildet ist, erforderlich ist, oder indem ein anderer Parameter verwendet wird, der eine Quantifizierung der Differenz der Haftung ermöglicht.

Beispielsweise kann eine Schicht eines betrachteten Polymermaterials auf einer Materialschicht, etwa einem Testsubstrat und dergleichen hergestellt werden, und es kann eine entsprechende Kraft, etwa eine Scherungskraft, zum Entfernen der entsprechenden Polymerschicht bestimmt werden. In ähnlicher Weise kann die Schutzschicht 107 auf einem geeigneten Trägermaterial gebildet werden und Polymermaterial kann darauf abgeschieden und nachfolgend wird die entsprechende Kraft zum Entfernen eines Bereichs des Polymermaterials bestimmt und mit dem vorhergehenden Messergebnis verglichen. In anderen Fällen werden die Oberflächeneigenschaften in Bezug auf die Haftung von Polymermaterial auf der Grundlage optischer Inspektionsverfahren und dergleichen abgeschätzt, wobei die Menge an Polymermaterial bestimmt wird, wenn ein entsprechendes Substrat mit und ohne der Schutzschicht 107 speziellen Bedingungen ausgesetzt wird, etwa einer speziellen Ätzumgebung, und dergleichen. Folglich können unterschiedliche Hafteigenschaften in Bezug auf ätzabhängige Polymermaterialien als eine Differenz eines geeigneten Parameters verstanden werden, etwa der Kraft, die zum Entfernen des entsprechenden Polymermaterials von dem Oberflächenbereich 107s im Vergleich zu den Oberflächenbereich 103s erforderlich ist oder als die Differenz der Menge an Polymermaterial, das auf einer Oberfläche äquivalent zur Oberfläche 107s im Vergleich zu einer Oberfläche äquivalent zur Oberfläche 103s ohne der Schutzschicht abgeschieden wird. In einigen anschaulichen Ausführungsformen werden die entsprechenden Oberflächenbereiche 107s, 103s als unterschiedlich Bezug auf ihre Haftungseigenschaften für ein ätzbezogenes Polymermaterial betrachtet, wenn die entsprechenden Testergebnisse für eine beliebige der zuvor beschriebenen Testprozeduren einen numerischen Unterschied von mindestens 30% zwischen einer Oberfläche, die die Schutzschicht 107 repräsentiert, und einer Oberfläche, die die nicht geschützte Oberfläche 103s repräsentiert, ergibt. D. h., wenn ein entsprechender Messwert, der für eine Oberfläche äquivalent zu der Oberfläche 107s sich auf ungefähr 70% oder weniger des Wertes beläuft, der für eine Oberfläche äquivalent zu den Oberflächenbereich 103s erhalten wird, so besitzt die entsprechende Schutzschicht 107 eine reduzierte Hafteigenschaft im Vergleich zu der Oberfläche 103s des Abschrägungsgebiets 103 in den oben definierten Sinne. Wenn in ähnlicher Weise ein entsprechender Messwert für eine Oberfläche äquivalent zu der Oberfläche 107s ungefähr 1,3 mal den entsprechenden Messwert oder höher für eine Oberfläche äquivalent zu dem nicht geschützten Oberflächenbereich 103s ergibt, ist die entsprechende Hafteigenschaft für das Polymermaterial der Schutzschicht 107 höher im Vergleich zu dem Abschrägungsgebiet 103.

In einer anschaulichen Ausführungsform ist die Schutzschicht 107 aus einem Polymermaterial aufgebaut, das eine reduzierte Hafteigenschaft in dem oben definierten Sinne in Bezug auf ätzbezogene fluormodifizierte Polymermaterialien aufweist. Ferner kann die Schutzschicht 107 auch einen gewissen Betrag an Ätzwiderstand in Bezug auf ein Ätzrezept aufweisen, das in einer späteren Fertigungsphase zum Strukturieren eines entsprechenden dielektrischen Schichtstapels ausgeführt wird. Eine Dicke der Schutzschicht 107 kann, abhängig von den sonstigen Materialeigenschaften, auf einen Bereich von ungefähr 10 bis 100 nm festgelegt werden.

Ein typischer Prozessablauf zur Herstellung des Halbleiterbauelements 150, wie es in 1b gezeigt ist, kann die folgenden Prozesse umfassen. Nach der Herstellung von Schaltungselementen innerhalb des Bauteilgebiets 104 auf der Grundlage gut etablierter Rezepte wird die Maskenschicht 106 auf der Grundlage einer geeigneten Abscheidetechnik, etwa der chemischen Dampfabscheidung (CVD), Aufschleuderverfahren, und dergleichen hergestellt. Es sollte beachtet werden, dass abhängig von der eingesetzten Abscheidetechnik eine gewisse Menge des Materials der Schicht 106 auch innerhalb des Abschrägungsgebiets 103 abgeschieden werden kann. In diesem Falle kann ein geeignet gestalteter Strukturierungsprozess, beispielsweise ein selektives Aushärten von Polymermaterial, eine selektive Belichtung mit geeigneter Strahlung, und dergleichen ausgeführt werden, um in geeigneter Weise die Eigenschaften der Maskenschicht 106 in dem zentralen Gebiet 104 zu modifizieren, um damit ein effizientes Abtragen von Materialresten innerhalb des Abschrägungsgebiets 103 zu ermöglichen. Danach wird die Schutzschicht 107 auf der Grundlage geeigneter Verfahren, etwa CVD, abgeschieden, wobei die entsprechenden Prozessbedingungen in geeigneter Weise eingestellt werden, um nicht in unerwünschter Weise die Maskenschicht 106 zu schädigen. Beispielsweise wird eine Prozesstemperatur unterhalb einer kritischen Temperatur gehalten, bei der die thermische Stabilität der Maskenschicht 106 deutlich kleiner werden kann. Als nächstes wird das Halbleiterbauelement 150 einem Abtragungsprozess 108 unterzogen, der eine geeignete Behandlung, etwa eine Wärmebehandlung über einer kritischen Temperatur und dergleichen beinhalten kann, um damit gemeinsam die Maskenschicht 106 und den entsprechenden Bereich der Schutzschicht 107, der darauf ausgebildet ist, zu entfernen. Der Abtragungsprozess 108 kann auch Reinigungsprozesse aufweisen, um in effizienter Weise Materialreste von der Maskenschicht 106 und der Schutzschicht 107 in dem zentralen Gebiet 104 zu entfernen.

1c zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 150 nach dem Abtragungsprozess 108. Somit umfasst das Halbleiterbauelement 150 den verbleibenden Bereich der Schutzschicht 107, der ebenso als 107 bezeichnet ist, und der über dem Abschrägungsgebiet 103 ausgebildet ist, wodurch dem Abschrägungsgebiet 103 unterschiedliche Hafteigenschaften im Hinblick auf das Anhaften von Polymermaterialien während eines nachfolgenden Strukturierungsprozesses verliehen werden.

1d zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 150 in einem weiter fortgeschrittenen Herstellungsstadium. Das Halbleiterbauelement 150 weist einen dielektrischen Schichtstapel 110 auf, der im Wesentlichen innerhalb des zentralen Gebiets 104 ausgebildet ist, wobei auch gewisse Materialreste 110r innerhalb des Abschrägungsgebiets 103 ausgebildet sein können. Der dielektrische Schichtstapel 110 kann eine oder mehrere Materialschichten aufweisen, wobei in einigen anschaulichen Ausführungsformen ein Dielektrikum mit kleinem &egr; in dem Schichtstapel 110 vorgesehen ist. Es sollte beachtet werden, dass ein dielektrisches Material mit kleinem &egr; als ein dielektrisches Material verstanden wird, das eine relative Permittivität von 3,0 und deutlich weniger, etwa 2,5 und weniger aufweist. Das entsprechende dielektrische Material mit kleinem &egr; wird in Form einer Unterschicht in dem Stapel 110 bereitgestellt oder kann im Wesentlichen über den gesamten Stapel 110 vorgesehen sein, mit Ausnahme von Ätzstoppschichten oder Deckschichten, die zum Steuern entsprechender Ätzprozesse und/oder zum zuverlässigen Einschließen eines Metalls und/oder zum Erhöhen der mechanischen Stabilität des Schichtstapels 110 erforderlich sind. Ferner ist eine Maske 109, etwa eine Lackmaske, über dem Schichtstapel 110 ausgebildet und in geeigneter Weise so strukturiert, dass mehrere Öffnungen 109a enthalten sind, um damit entsprechende Öffnungen innerhalb des dielektrischen Schichtstapels 110 zu bilden.

Der dielektrische Schichtstapel 110 kann auf der Grundlage gut etablierter Abscheideverfahren, die beispielsweise CVD, Aufschleudertechniken und dergleichen enthalten, hergestellt werden. Danach wird ein geeignetes Maskierungsmaterial, etwa ein Photolackmaterial mit geeigneten ARC-Schichten (antireflektierende Beschichtung), wenn ein optischer Lithographieprozess zur Herstellung der Öffnung 109a auf der Grundlage gut etablierter Lithographieverfahren eingesetzt wird, aufgebracht. In anderen Beispielen repräsentiert die Maskenschicht 109 ein anderes geeignetes Maskenmaterial, das auf der Grundlage optischer Lithographie, Einprägeverfahren, und dergleichen strukturiert wurde. Beispielsweise kann die Schicht 109 ein verformbares Material repräsentieren, in das eine geeignete Einprägeform oder ein Stempel in einem äußerst deformierbaren Zustand des Materials 109 eingedrückt wird. Nachfolgend kann das Material 109 in einen äußerst nicht deformierbaren Zustand überführt werden, um die entsprechende Einprägeform zu entfernen, um damit die Öffnung 109a zu bilden. Unabhängig von der Technik zur Herstellung der Maskenschicht 109 wird nachfolgend ein entsprechend anisotroper Ätzprozess 111 ausgeführt, um damit die Öffnung 109a in den dielektrischen Schichtstapel 110 zu übertragen. Während des anisotropen Ätzprozesses 111 hängen die entsprechenden Ätzeigenschaften, etwa das Maß an Isotropie und dergleichen, deutlich von der entsprechenden Gasumgebung und den Plasmabedingungen ab. Beispielsweise werden Gase, etwa Argon, Stickstoff, Sauerstoff und Fluor in Verbindung mit Kohlenwasserstoffverbindungen, d. h. Polymeren, verwendet, wobei der Anteil an Polymeren in Verbindung mit den spezifizierten Plasmaparametern, etwa der Vorspannung, dem Druck, und dergleichen, die Richtungsstabilität der Ätzfront des Prozesses 111 bestimmen. Beispielsweise kann in äußerst komplexen Halbleiterbauelementen es erforderlich sein, die entsprechenden in dem dielektrischen Schichtstapel 110 herzustellenden Öffnungen mit einem hohen Aspektverhältnis bereitzustellen, wodurch ebenso entsprechende Bedingungen im Hinblick auf das anisotrope Verhalten des Ätzprozesses 111 erforderlich sind. Folglich können erhöhte Mengen an Polymermaterialien erforderlich sein, wobei die Haftung des Polymermaterials an horizontalen Bereichen der Maskenschicht 109 und dem dielektrischen Schichtstapel 110 durch den ständigen Ionenbeschuss deutlich unterdrückt wird, während andererseits das entsprechende Polymermaterial mit freiliegenden Bereichen des Abschrägungsgebiets 103 in Kontakt kommt, wobei ein deutlich reduzierter Ionenbeschuss in konventionellen Fällen, in denen die Schutzschicht 107 nicht vorgesehen ist, eine moderate Abscheidung der fluorenthaltenden Polymere möglich ist, obwohl im Prinzip die Haftung derartiger Polymermaterialien an anorganischen Dielektrika relativ gering ist. Gemäß der in 1d gezeigten Ausführungsform wird während des voranschreitenden Ätzprozesses 111 der Stapel 110 geätzt, während ebenso zunehmend Reste entfernt werden. Auf Grund der modifizierten Haftungseigenschaften der Schutzschicht 107, die in einigen Ausführungsformen auch einen erhöhten Ätzwiderstand im Vergleich zu dem Material der Schicht 110 aufweist, kann die Haftung von Polymermaterial deutlich reduziert werden im Vergleich zu einer Situation, in der das Abschrägungsgebiet 103 nicht von der Schutzschicht 107 bedeckt ist. Beispielsweise kann, wie zuvor erläutert ist, Polyimidmaterial eine deutliche geringere Neigung zur Ausbildung entsprechender Verbindungen mit fluorenthaltenden Polymermaterialien aufweisen, wodurch die Menge des angesammelten Polymermaterials in dem Abschrägungsgebiet 103 reduziert wird. Insbesondere in Bereichen in der Nähe der Rückseite des Substrats 100, die als 103b bezeichnet sind, kann in konventionellen Verfahren eine moderat große Menge von Polymermaterialien beobachtet werden, selbst nach einem entsprechenden Nassreinigungsprozess, während in der gezeigten Ausführungsform eine deutlich reduzierte Polymeransammlung erreicht wird. Daher kann in einigen anschaulichen Ausführungsformen nach dem Ätzprozess 111, der optional einen Vorortlackentfernungsprozess enthalten kann, wenn die Maskenschicht in Form einer Lackmaske bereitgestellt wird, ein entsprechender zusätzlicher relativer Nassreinigungsprozess für das Abschrägungsgebiet 103 weggelassen werden, und der Prozessablauf kann zum Abscheiden eines geeigneten leitenden Materials weitergehen. In diesem Falle können deutliche Einsparungen im Hinblick auf teure Chemikalien erreicht werden, insbesondere, wenn Substrate mit großen Durchmessern, etwa 300 mm Substrate betrachtet werden, da hier eine deutliche Menge an Chemikalien für entsprechendes Reinigen des Abschrägungsgebiets 103 im Vergleich zu einem 200 mm Substrat mit einer ähnlichen Breite D des Abschrägungsgebiets 103 erforderlich sind. In anderen anschaulichen Ausführungsformen wird ein entsprechender Nassreinigungsprozess auf der Grundlage einer geringen Prozesszeit und weniger effizienter und damit weniger teurer Chemikalien durchgeführt, da die Abscheidung von Polymeren auf Grund des Bereitstellens der Schutzschicht 107 deutlich reduziert wurde.

1e zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 150 mit einer leitenden Schicht 112, die in einer entsprechenden Öffnung 110a ausgebildet ist, die in dem dielektrischen Schichtstapel 110 vorgesehen ist, wobei, wie zuvor erläutert wurde, das Abscheiden der leitenden Schicht 112 nicht in effizienter Weise auf das zentrale Gebiet 104 beschränkt werden kann, und damit die entsprechende Schicht 112 auch innerhalb des Abschrägungsgebiets 103 ausgebildet sein kann. Beispielsweise kann die leitende Schicht 112 ein geeignetes Barrierenmaterial und bei Bedarf ein geeignetes Saatmaterial aufweisen, um damit den nachfolgenden elektrochemischen Abscheideprozess eines gut leitenden Metalls, etwa Kupfer, Kupferlegierung, Silber, Silberlegierung, und dergleichen zu ermöglichen. Die leitende Schicht 112 kann auf der Grundlage einer beliebigen geeigneten Abscheidetechnik, etwa der Sputter-Abscheidung, CVD, ALD (Atomlagenabscheidung), stromloses Plattieren, oder Kombinationen davon, und dergleichen ausgeführt werden. Es sollte beachtet werden, dass obwohl die Schicht 112 auch unerwünschterweise auf dem Abschrägungsgebiet 103 gebildet wird, die deutlich reduzierte Menge an Polymermaterial zu einer moderat hohen Haftung des Barrierenmaterials 112 führt, wodurch zu einer geringeren Wahrscheinlichkeit für eine Materialablösung in nachfolgenden Prozessschritten beigetragen wird. In anderen anschaulichen Ausführungsformen, wie dies nachfolgend detaillierte beschrieben ist, kann die Schutzschicht 107 auf der Grundlage eines räumlich beschränkten Ätzprozesses entfernt werden, wenn die Eigenschaften der Schutzschicht 107 als ungeeignet zur Ausbildung weiterer Materialschichten darauf, etwa der Schicht 112, betrachtet wird. Nach dem Abscheiden der Schicht 112 wird der Hauptanteil des Materials zur Herstellung eines entsprechenden Metallgebiets in der Öffnung 110a auf der Grundlage elektrochemischer Abscheideverfahren, etwa stromlosen Abscheidens, Elektroplattierens, oder einer Kombination davon aufgebracht. Als nächstes wird überschüssiges Material der Schicht 112 und des Hauptanteils des Materials auf der Grundlage von Elektropolierverfahren, CMP, und dergleichen entfernt, wobei die erhöhte Haftung des in dem Abschrägungsgebiets 103 abgeschiedenen Materials auf Grund der reduzierten Menge an Polymermaterial daher deutlich die Materialablösung und damit die Substrat- und Anlagenkontamination verringern kann.

1f zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 150 nach dem Ende der zuvor beschriebenen Prozesssequenz. Somit ist ein Metallgebiet 113 in der Öffnung 110a gebildet. Des weiteren ist ein moderat stabiler Stapel aus Materialien 114 in dem Abschrägungsgebiet 103 mit einer reduzierten Wahrscheinlichkeit für das Ablösen während der vorhergehenden und nachfolgenden Prozessschritte ausgebildet. In einigen anschaulichen Ausführungsformen wird der Materialstapel 114 selektiv durch geeignete Ätzverfahren abgetragen, um damit die Schutzschicht 107 freizulegen, abhängig von der Ätzselektivität des Materials der Schicht 107 und des Metallmaterials, das während der Herstellung der Schichten 112 des Metallgebiets 113 abgeschieden werden, oder um das Abschrägungsgebiet 103 freizulegen. In einer anschaulichen Ausführungsform wird die Schutzschicht 107 so bereitgestellt, dass diese einen hohen Ätzwiderstand in Bezug auf die Ätzchemie zeigt, die während des Abtragens unerwünschter Materials aus dem Abschrägungsgebiet 103 verwendet wird. Beispielsweise kann die Schutzschicht 107 Siliziumkarbid aufweisen, das einen hohen Ätzwiderstand in Bezug auf eine Vielzahl von nasschemischen Ätzprozesse aufweist, wodurch diese als eine effiziente Ätzstoppschicht für nasschemische Ätzprozesse zum Entfernen unerwünschter metallischer und dielektrischer Materialien aus dem Abschrägungsgebiet 103 dient. Zusätzlich kann eine entsprechende Oberflächenschicht (nicht gezeigt) in Verbindung mit dem Siliziumkarbidmaterial vorgesehen werden, um damit der Schutzschicht 107 die gewünschten Hafteigenschaften im Hinblick auf das Polymermaterial zu verleihen. Somit kann das entsprechende Material, etwa Polymid, für die reduzierte Polymerabscheidung während des Ätzprozesses 111 sorgen, während das Siliziumkarbidmaterial für einen zuverlässigen Ätzstopp sorgt, und das entsprechende Oberflächenmaterial mit den gewünschten Hafteigenschaften wird zunehmend während nachfolgender Prozessschritte verbraucht. Folglich kann ein unerwünschtes Material in effizienter Weise von dem Abschrägungsgebiet 103 auf der Grundlage der Ätzstoppeigenschaften abgetargen werden und danach, wenn die die Haftung reduzierende Oberfläche verbraucht ist, kann eine weitere Oberflächenschutzschicht, die jedoch kein Ätzstoppmaterial enthalten muss, auf dem Siliziumkarbidmaterial wieder hergestellt werden, um damit die verbesserte Eigenschaften für die Polymerabweisung während des Ausbildens einer nachfolgenden Metallisierungsschicht bereitzustellen.

Mit Bezug zu den 1g bis 1j werden weitere anschauliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung nunmehr detailliert beschrieben, wobei das Halbleiterbauelement 150die Schutzschicht 107 in selektiver Weise auf der Grundlage entsprechender Maskenschichten erhält, die nach dem Abscheiden der Schutzschicht 107 gebildet werden.

1g zeigt schematisch das Bauelement 150 mit einer darauf ausgebildeten Schichtstapel 130 mit der Schutzschicht 107 und einer Maskenschicht 131. In einer anschaulichen Ausführungsform ist die Maskenschicht 131 aus einem dielektrischen Material mit kleinem &egr; aufgebaut, das die Eigenschaft aufweist, ein ungleichförmiges Abscheideverhalten in Bezug auf das zentrale Gebiet 104 und das Abschrägungsgebiet 103 zu besitzen, wenn das Material durch CVD-Verfahren aufgebracht wird. In einer Ausführungsform weist die Maskenschicht 131 ein Material mit Silizium, Kohlenstoff, Sauerstoff und Wasserstoff auf, das als SiCOH bezeichnet wird, dessen Abscheidung zu einer erhöhten Dicke 131a in dem Abschrägungsgebiet 103 führt, während in anderen Ausführungsformen der Bereich 131a zusätzlich oder alternativ zu der erhöhten Dicke eine modifizierte Struktur im Bereich zu dem zentralen Gebiet 104 besitzt, wobei die modifizierte Struktur in dem Bereich 131a zu einer geringeren Ätzrate in Bezug auf ein spezifiziertes Ätzrezept führt.

Das Abscheiden der Schutzschicht 107 kann auf der Grundlage gut etablierter plasmaunterstützter CVD-Techniken bewerkstelligt werden, wobei üblicherweise auch Material in dem Abschrägungsgebiet 103 abgeschieden wird. Danach wird die Maskenschicht 131 durch eine beliebige geeignete Abscheidetechnik aufgebracht, wobei es sich zeigt, dass insbesondere während der plasmaunterstützten Abscheidung von dielektrischen Materialien mit kleinem &egr; eine erhöhte Abscheiderate an dem Abschrägungsgebiet 103 erreicht wird, wodurch automatisch der Bereich 131a mit erhöhter Schichtdicke im Vergleich zu der Dicke der Schicht 131 in dem zentralen Gebiet 104 erzeugt wird. Nach dem Abscheiden der Maskenschicht 131 wird ein Ätzprozess 131 ausgeführt, um die Maskenschicht 131 in dem zentralen Gebiet 104 zu entfernen, wobei ein deutlicher Anteil des Bereichs 131a über dem Abschrägungsgebiet 103 bewahrt wird. Der Ätzprozess 133 kann als ein beliebiger geeigneter Prozess gestaltet sein, etwa ein nasschemischer Prozess oder ein Trockenätzprozess mit einer hohen Selektivität zwischen der Schutzschicht 107 und der Maskenschicht 131.

1h zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 150 nach dem Ende des zuvor beschriebenen Ätzprozesses 133. Somit ist ein Rest 131r der Maskenschicht 131 in dem Abschrägungsgebiet 103 ausgebildet. Folglich kann der Rest 131r als eine Ätzmaske in einem nachfolgenden Ätzprozess 134 dienen, um die Schutzschicht 107 von dem zentralen Gebiet 104 zu entfernen. Der Ätzprozess 134 ist entsprechend den Eigenschaften des Materials des Rests 131r und der Schutzschicht 107 ausgewählt, um damit den zentralen Bereich zu entfernen, während zumindest ein Teil der Schutzschicht 107 innerhalb des Abschrägungsgebiets 103 zuverlässig beibehalten wird. Wenn beispielsweise die Schutzschicht 107 Siliziumkarbid aufweist, das durch ein geeignetes Oberflächenmaterial ergänzt sein kann, etwa Polymid und dergleichen, sind effiziente anisotrope Ätzrezepte im Stand der Technik verfügbar, wobei Prozessparameter so eingestellt werden, dass das Entfernen des freiliegenden Bereichs der Schutzschicht 107 über dem zentralen Gebiet 104 beendet ist, bevor ein deutlicher Materialabtrag der Schicht 107 über dem Abschrägungsgebiet 103 einsetzt.

1i zeigt schematisch das Bauelement 150 nach dem Endes des zuvor beschriebenen Ätzprozesses 134. Somit ist das Abschrägungsgebiet 103 durch die Schutzschicht 107 bedeckt, um damit dem Abschrägungsgebiet 103 die erforderlichen Hafteigenschaften zu verleihen, wie dies zuvor erläutert ist.

1j zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 150 gemäß weiterer Ausführungsformen, in denen zusätzlich oder alternativ die Maskenschicht 131 so behandelt ist, dass ihre Ätzrate in dem zentralen Gebiet 104 im Vergleich zu dem Abschrägungsgebiet 103 erhöht ist. In der gezeigten Ausführungsform wird die Maskenschicht 131 einem Ionenimplantationsprozess 135 auf der Grundlage geeigneter Ionensorten unterzogen, etwa Xenon und dergleichen, um damit in deutlicher Weise die innere Struktur der Maskenschicht 131 zu ändern. In einer Ausführungsform kann das im Wesentlichen „selbstjustierende" Verhalten des Implantationsprozesses 135 die Maskenschicht 131 in horizontalen Substratbereichen effizienter als in geneigten Substratbereichen verändern, etwa in dem Abschrägungsgebiet 103, da die mittlere Dicke der Maskenschicht 131, die von den eintreffenden Ionen „gesehen" wird, größer ist im Vergleich zu horizontalen Substratbereichen. Folglich erstreckt sich ein geschädigter Bereich der Schichtstruktur im Wesentlichen bis zu der Schutzschicht 107 innerhalb des zentralen Gebiets 104, während ein merklicher Anteil der Maskenschicht 131 eine im Wesentlichen nicht geschädigte Struktur aufweist. Folglich tritt in einem nachfolgenden Ätzprozess, etwa dem Prozess 133, der zuvor beschrieben ist, ein Materialabtrag in dem zentralen Gebiet 104 stärker auf, zumindest wenn die Ätzfront den im Wesentlichen ungeschädigten Bereich in dem Abschrägungsgebiet 103 erreicht. Folglich können die entsprechenden Reste 131r in dem Abschrägungsgebiet 103 effizient ausgebildet werden, und die weitere Bearbeitung kann fortgesetzt werden, wie dies zuvor mit Bezug zu 1h erläutert ist. In einer weiteren anschaulichen Ausführungsform wird die räumliche Selektivität des Ionenimplantationsprozesses 135 vergrößert, indem der Ionenbeschuss der Implantation 135 im Wesentlichen auf das zentrale Gebiet 104 beschränkt wird, was durch entsprechendes Steuern des Abtastprozesses und/oder durch Bereitstellen einer entsprechenden Abschattungsmaske 136 bewerkstelligt werden kann, die geeignet positioniert ist, um die Anzahl der an dem Abschrägungsgebiet 103 eintreffenden Ionen deutlich zu verringern.

1f zeigt schematisch das Bauelement 150 gemäß einer weiteren anschaulichen Ausführungsform, in der die Maskenschicht 131 oder die Schutzschicht 107 in dem Abschrägungsgebiet 103 selektiv ausgebildet sind, indem selektiv ein viskoses Material, etwa Photolack, Polymermaterialien, und dergleichen mittels einer geeigneten Prozessanlage aufgebracht werden, wie sie auch für das räumlich selektive Reinigen oder Ätzen des Abschrägungsgebiets 103 eingesetzt wird. D. h., wenn die Schutzschicht 107 geeignete Materialeigenschaften aufweist, um damit das Abscheiden mittels Aufschleudern zu ermöglichen, beispielsweise durch eine entsprechende Anlage 120 mit einer geeigneten Ausgabedüse 123, kann eine äußerst effiziente Technik bereitgestellt werden. In anderen Fällen, wenn die Schutzschicht 107 auf der Grundlage räumlich nicht selektiver Abscheideverfahren hergestellt wird, wird die Maskenschicht 131 innerhalb des Abschrägungsgebiets durch Aufschleudern ausgebildet und nachfolgend wird die Schutzschicht 107 strukturiert, wie dies zuvor beschrieben ist.

Danach kann die weitere Bearbeitung fortgesetzt werden, wie dies zuvor mit Bezug zu den 1d bis 1f erläutert ist, um die entsprechenden Materialisierungsstruktur mit dem dielektrischen Schichtstapel 110 und dem Metallgebiet 113 zu bilden. Wie zuvor dargestellt ist, kann unerwünschtes Material dann selektiv auf der Grundlage der Anlage 120 entfernt werden, um eine geeignete Ätzchemikalie aufzubringen, wobei die Schutzschicht 107 ein entsprechendes Ätzstoppmaterial enthalten kann, um im Wesentlichen eine unerwünschte Schädigung des Substrats 100 zu vermeiden. Folglich wird eine äußerst effiziente Technik erreicht, in der die Wahrscheinlichkeit einer Materialablösung während des Ausbildens komplexer Metallisierungsstrukturen deutlich reduziert werden kann, indem das Maß an Polymerhaftung verringert und damit das Ansammeln während des Prozesses der Strukturierung dielektrischer Materialien, etwa dielektrischer Materialien mit kleinem &egr; verringert wird, wodurch die mechanische Stabilität von Materialresten innerhalb des Abschrägungsgebiets 103 erhöht wird. Des weiteren können Materialreste entfernt werden, wobei die Schutzschicht 107 zusätzlich eine Ätzstoppkomponente, etwa eine Silizumkarbidteilschicht aufweisen kann, um damit im Wesentlichen eine Ätzschädigung in dem Substrat 101 auf Grund des erhöhten Ätzwiderstandes von Siliziumkarbid in Bezug auf eine Vielzahl von nasschemischen Reinigungsrezepten im Wesentlichen zu verhindern.

Mit Bezug zu den 2a bis 2c werden nunmehr weitere anschauliche Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben, wobei zusätzlich oder alternativ die Oberflächentopographie des Abschrägungsgebiets des Substrats so modifiziert wird, dass ein vergrößerter Oberflächenbereich entsteht, wodurch die Haftung eines Materials, das in dem Abschrägungsgebiet abgeschieden wird, verbessert wird.

2a zeigt schematisch ein Halbleiterbauelement 250 mit einem Substrat 200 mit einem zentralen Gebiet 204 und einem Abschrägungsgebiet 203. Ferner ist ein dielektrischer Schichtstapel 210 in dem zentralen Gebiet 204 gebildet, wobei gewisse Materialreste 210r auch in dem Abschrägungsgebiet 203 ausgebildet sind. Des weiteren ist eine Maskenschicht 209 mit einer entsprechenden Öffnung 209a über dem dielektrischen Schichtstapel 210 gebildet. In Bezug auf die Komponenten des Halbleiterbauelements 250 gelten im Wesentlichen die gleichen Kriterien, wie sie zuvor mit Bezug zu den entsprechenden Komponenten des Bauelements 150 dargestellt sind. Ferner besitzt in der gezeigten Ausführungsform das Abschrägungsgebiet 203 eine modifizierte Oberflächentopographie, wobei beispielsweise eine oder mehrere Vertiefungen 203r vorgesehen sind, um damit deutlich die Gesamtoberfläche des Abschrägungsgebiets 203 zu vergrößern. Es sollte beachtet werden, dass die Vertiefungen 203r an sich auch entsprechende Erhebungen 203p definieren. In einigen anschaulichen Ausführungsformen sind die eine oder die mehreren Vertiefungen 203r in Form von rillenähnlichen Vertiefungen vorgesehen, die sich über ausgedehnte Bereiche erstrecken und in einigen Ausführungsformen sich am Rand über das gesamte Substrat 200 hinweg erstrecken.

Das Halbleiterbauelement 250, wie es in 2a gezeigt ist, kann auf der Grundlage der folgenden Prozesse hergestellt werden. In einigen anschaulichen Ausführungsformen werden die Substrate 200 so bearbeitet, dass diese eine oder mehrere Vertiefungen 203r in einer frühen Fertigungsphase erhalten, beispielsweise vor der Herstellung von Schaltungselementen innerhalb des zentralen Gebiets 204. Beispielsweise können entsprechende Rillen oder Gräben eingeschliffen oder in entsprechende Bereiche des Abschrägungsgebiets 203 geschnitten werden. Beispielsweise sind entsprechende Prozessanlagen zur Herstellung der Abschrägung 205 in dem Abschrägungsgebiet 203 im Stand der Technik gut etabliert und ähnliche Anlagen können auch zur Herstellung der entsprechenden Vertiefungen 203r eingesetzt werden. In anderen Fällen kann die entsprechende modifizierte Oberflächentopographie des Abschrägungsgebiets 203 in einer späteren Phase hergestellt werden, abhängig von den Prozesserfordernissen. Danach werden Schaltungselemente sowie der dielektrische Schichtstapel 210 und die Maskenschicht 209 auf der Grundlage von Prozessverfahren hergestellt, wie sie zuvor mit Bezug zu dem Bauelement 150 beschrieben sind. Danach wird ein anisotroper Ätzprozess 211 ausgeführt, um die Öffnung 209a in den dielektrischen Schichtstapel 210 zu übertragen, wobei entsprechende Polymermaterialien sich auf dem Abschrägungsgebiet 203 mit der erhöhten Oberflächentopographie, beispielsweise basierend auf den Vertiefungen 203r abscheiden können. Somit können sich entsprechende Polymerreste 211r in dem Abschrägungsgebiet 203 bilden, wobei jedoch im Gegensatz zu konventionellen Verfahren eine erhöhte Haftung auf Grund des erhöhten Oberflächenbereichs und der komplexen Oberflächentopographie erreicht wird. Nach dem Ende des Ätzprozesses 211 kann ein entsprechender räumlich selektiver Ätzprozess ausgeführt werden, um zumindest einen Teil der Polymerreste 211r zu entfernen. Anschließend wird ein metallenthaltendes Material abgeschieden, wie dies auch mit Bezug zu dem Bauelement 150 beschrieben ist.

2b zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 250 nach dem Abscheiden einer entsprechenden metallenthaltenden Schicht 212, die als eine Barrierenschicht und/oder eine Saatschicht für einen nachfolgenden Prozessschritt dienen kann. Wie zuvor erläutert ist, kann die Materialschicht 212 auch in dem Abschrägungsgebiet 203 abgeschieden werden, wobei die reduzierten Polymerreste 211r von dem Material der Schicht 212 bedeckt werden können. Im Gegensatz zur konventionellen Vorgehensweise können die entsprechenden Polymerreste 211r jedoch effizient in das Material der Schicht 212 „eingebettet" werden, das jedoch eine moderat hohe Haftung an dem Abschrägungsgebiet 203 auf Grund der vergrößerten verfügbaren Oberfläche und der komplexen Oberflächentopographie besitzt. Folglich kann das Halbleiterbauelement 250, wie es in 2b gezeigt ist, eine deutlich geringerer Wahrscheinlichkeit für das Hervorrufen von Ablöseereignissen in nachfolgenden Prozessschritten aufweisen. Danach kann der Prozess fortgesetzt werden, indem der Hauptanteil des Metalls, etwa Kupfer, Kupferlegierung, und dergleichen abgeschieden wird, und indem überschüssiges Material abgetragen wird, um damit ein Metallgebiet innerhalb der Öffnung 210a des dielektrischen Schichtstapels 210 zu schaffen.

2c zeigt schematisch das Halbleiterbauelement 250 gemäß einer noch weiteren anschaulichen Ausführungsform, in der die modifizierte Oberflächentopographie, die beispielsweise durch die Vertiefungen 203r erzeugt wird, mit dem Vorsehen einer Schutzschicht 207 kombiniert wird, die im Wesentlichen die gleichen Eigenschaften aufweisen kann, wie sie zuvor für die Schicht 107 beschrieben sind. Somit umfasst die Schutzschicht 207 zumindest einen Oberflächenbereich 207s mit reduzierter Hafteigenschaft im Hinblick auf ätzabhängige Polymermaterialien, im Vergleich zu dem Abschrägungsgebiet 203 ohne die Schutzschicht 207, und die Schutzschicht 207 sorgt zusätzlich für eine deutlich reduzierte Menge an Polymerresten 211r während des Ätzprozesses 211. Ferner kann die Schutzschicht 207 selbst eine hohe Haftung an dem Abschrägungsgebiet 203 auf Grund des vergrößerten Oberflächenbereichs besitzen, wodurch die Wahrscheinlichkeit einer Materialablösung in nachfolgenden Prozessschritten weiter reduziert wird. Folglich trifft während der weiteren Bearbeitung ein zusätzlich abgeschiedenes Material auf eine geringere Menge an Polymerresten 211r in Verbindung mit einer insgesamt erhöhten Haftung, da jedes weitere Material sich mit dem Abschrägungsgebiet 203 mittels der Schutzschicht 207 „verzahnt", die ein deutlich besseres Haftvermögen aufweist. In anderen Ausführungsformen kann die vergrößerte Oberfläche des Abschrägungsgebiets 203 auf der Grundlage räumlich beschränkter Ätzprozesse erreicht werden, indem ein geeignetes Ätzmittel selektiv dem Abschrägungsgebiet in einer äußerst ungleichförmigen Weise zugeführt werden, indem beispielsweise die Anlage 120, wie sie zuvor beschrieben wurde, verwendet wird, um damit ein gewisses Maß an „Lochfraß" in der Oberfläche des Abschrägungsgebiets bereitzustellen, wodurch der Oberflächenanteil deutlich erhöht wird.

Es gilt also: Die vorliegende Erfindung stellt eine effiziente Technik zum Reduzieren der Wahrscheinlichkeit einer Materialablösung und damit einer Bauteil- und Anlagenkontamination während der Herstellung komplexer Metallisierungsstrukturen bereit, die in einigen anschaulichen Ausführungsformen ein dielektrisches Material mit kleinem &egr; aufweisen. In einem Aspekt wird die Abscheidung von Polymermaterialien während eines anisotropen Ätzprozesses zum Strukturieren des dielektrischen Schichtstapels einer Metallisierungsschicht deutlich reduziert, indem die Oberflächeneigenschaften des Abschrägungsgebiets so modifiziert werden, dass dieses ein deutlich geringes Maß an Haftung im Hinblick auf die Polymermaterialien zeigt. Dies kann auf der Grundlage einer geeignet gestalteten Schutzschicht bewerkstelligt werden, die selektiv in dem Abschrägungsgebiet hergestellt wird, um damit eine geringere Anzahl an chemischen Verbindungen bereitzustellen, an denen sich die entsprechenden Polymermaterialien anhaften können. Auf Grund der reduzierten Akkumulationsrate des Polymermaterials in dem Abschrägungsgebiet kann ein entsprechender nasschemischer oder trockenchemischer Reinigungsprozess zum Entfernen von Polymerresten weggelassen werden oder kann zumindest mit deutlich entschärften Prozessbedingungen durchgeführt werden. In einem weiteren Aspekt wird die Oberflächentopographie des Abschrägungsgebiets so modifiziert, dass dieses eine deutlich vergrößerte Oberfläche aufweist, um damit die Haftung von Materialien, die während der Herstellung einer Metallisierungsstruktur abgeschieden werden, zu verbessern, wodurch die Wirkung von Polymermaterial effizient kompensiert oder zumindest reduziert wird, das auf der modifizierten Oberflächentopographie abgeschieden wird. Die Effizienz der modifizierten Oberflächentopographie kann deutlich verbessert werden, indem eine Schutzschicht mit einer hohen Fähigkeit für die Zurückweisung von Polymermaterialien während des entsprechenden Strukturierungsprozesses zur Herstellung der Metallisierungsstruktur bereitgestellt wird.

Weitere Modifizierungen und Variationen der vorliegenden Erfindung werden für den Fachmann angesichts dieser Beschreibung offenkundig. Daher ist diese Beschreibung als lediglich anschaulich und für die Zwecke gedacht, dem Fachmann die allgemeine Art und Weise des Ausführens der vorliegenden Erfindung zu vermitteln. Selbstverständlich sind die hierin beschriebenen Formen der Erfindung als die gegenwärtig bevorzugten Ausführungsformen zu betrachten.