DE10008953A1 - Contact windows production used in semiconductor devices comprises etching insulating layers using isotropic wet etching process, and adjusting angle of side surfaces of window - Google Patents

Contact windows production used in semiconductor devices comprises etching insulating layers using isotropic wet etching process, and adjusting angle of side surfaces of window

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DE10008953A1 DE2000108953 DE10008953A DE10008953A1 DE 10008953 A1 DE10008953 A1 DE 10008953A1 DE 2000108953 DE2000108953 DE 2000108953 DE 10008953 A DE10008953 A DE 10008953A DE 10008953 A1 DE10008953 A1 DE 10008953A1
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Abstract

Production of contact windows comprises providing a first insulating layer (3) with a first dopant and adjusting a first etching rate in this layer; providing a second insulating layer (4) with a second dopant and adjusting a second etching rate in this layer; etching the insulating layers using an isotropic wet etching process; and adjusting the angle of the side surfaces of the window using the first and second etching rates. Preferred Features: The first insulating layer is made from LTO, TEOS, PSG, BSG or BPSG. The second insulating layer is made from SOG, LTO, TEOS, PSG, BSG or BPSG.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von Kontaktfenstern mit geneigten Seitenflächen in dielek­ trischen Schichten, insbesondere auf der Oberfläche eines Halbleitergrundkörpers.The invention relates to a method for producing Contact windows with inclined side surfaces in dielek trical layers, especially on the surface of a semiconductor body.

Um die Oberfläche eines Halbleitergrundkörpers mit elektrischen Anschlüssen zu versehen, ist es notwendig, in der auf dem Halbleitergrundkörper angeordneten dielektrischen Schicht Kontaktfenster zu öffnen und in den Kontaktfenstern und auf der dielektrischen Schicht eine strukturierte Leitbahnschicht zu erzeugen. Bei Kontaktfenstern, deren horizontale Abmessungen im Größenordnungsbereich ihrer vertikalen Abmessungen liegen, ist es von Vorteil, wenn die Seitenflächen nicht vertikal verlaufen sondern eine gewisse Neigung aufweisen. Dann bedeckt das Material der Leitbahn­ schicht die Seitenflächen besser, eine Abschattung der Fensteröffnung durch die Seitenflächen, die zu einer unregelmäßigen Materialablagerung im Kontaktfenster führt, wird verhindert. Die Haftung der Leitbahnschicht im Bereich des Kontaktfensters wird verbessert und es treten keine Leitbahnabrisse an den ansonst rechtwink­ ligen Kanten durch Elektromigration auf.To the surface of a semiconductor body with electrical connections, it is necessary in the arranged on the semiconductor base body dielectric layer to open contact window and in the contact windows and on the dielectric layer to generate a structured interconnect layer. At Contact windows whose horizontal dimensions in Range of magnitude of their vertical dimensions it is advantageous if the side surfaces not vertical, but a certain slope exhibit. Then the material covered the interconnect layer the side surfaces better, shading the Window opening through the side surfaces leading to a irregular material deposition in the contact window leads is prevented. Adhesion of the interconnect layer in the area of the contact window is improved and it there are no breaks in the path at the otherwise right angle edges due to electromigration.

Es sind verschiedene Verfahren zum Herstellen von Kontaktfenstern mit geneigten Seitenflächen bekannt. There are various methods of making Contact windows with sloping side surfaces known.  

Bei einem Verfahren wird nach der Strukturierung des Photolacks die Anordnung mit der Photolackschicht einer Temperaturbehandlung unterworfen. Der Lack beginnt zu fließen und die zuvor vertikale Lackkante wird verrun­ det bzw. abgeschrägt. Bei einem sich anschließenden Trockenätzschritt wird diese verrundete bzw. abge­ schrägte Kante abhängig von der Ätzrate des Photolacks in die darunterliegende dielektrische Schicht über­ tragen. Die Neigung der Seitenflächen des so entstehen­ den Kontaktfensters ist unter anderem von den Tempera­ tureigenschaften des verwendeten Photolacks, der Tempe­ ratur und der Umgebung des Kontaktfensters abhängig. Einzelne Kontaktfenster weisen eine andere Neigung der Seitenflächen auf als solche in einer Anordnung benach­ barter Kontaktfenster. Dieses layoutabhängige Verfahren erzeugt keine einheitliche Neigung der Seitenflächen der Kontaktfenster in einem Schaltkreis. Die Kantennei­ gung ist nur schlecht reproduzierbar, da eine Vielzahl von Parametern auf die entgültige Neigung der Seiten­ flächen Einfluss nimmt.In one method, after structuring the Photoresist the arrangement with the photoresist layer one Subject to thermal treatment. The paint starts to flow and the previously vertical lacquer edge becomes blurred det or beveled. With a subsequent one Dry rounding step is this rounded or abge slanted edge depending on the etching rate of the photoresist into the underlying dielectric layer wear. The slope of the side surfaces of the so arise the contact window is among other things from the tempera ture properties of the photoresist used, the Tempe rature and the environment of the contact window. Individual contact windows have a different inclination Side surfaces on as such in an adjacent arrangement barter contact window. This layout-dependent procedure does not produce a uniform inclination of the side surfaces the contact window in a circuit. The edging egg is difficult to reproduce because of the large number of parameters on the final slope of the pages surface influences.

Bei einem weiteren Verfahren wird nach der Strukturie­ rung der Photolackschicht die darunterliegende dielek­ trische Schicht zunächst nassgeätzt. Durch den isotropen Ätzangriff entsteht eine Unterätzung der Lackkante mit einer ebenen Bodenfläche und Kantenbereichen mit viertelkreisförmigem Querschnitt, die bis zur Oberfläche der dielektrischen Schicht senkrecht auslaufen. Anschließend wird die verbleibende dielektrische Schicht durch einen Trockenätzschritt anisotrop bis zum Grundkörper entfernt. Durch die Aufweitung des Kontaktfensters wird zwar die Abschattung durch die Seitenwände vermindert, aber die senkrechte Kante im oberen Teil des weinglasförmigen Kontaktfensters hat weiterhin Leitbahnabrisse und schlechte Elektromigrationseigenschaften in diesem Bereich zur Folge.Another method is based on the structure of the photoresist layer the underlying dielectric tric layer first wet-etched. By the isotropic caustic attack leads to an undercut of the Lacquer edge with a flat floor surface and Edge areas with a quarter-circular cross-section, that to the surface of the dielectric layer run out vertically. Then the remaining one dielectric layer by a dry etching step anisotropically removed to the base. Through the The contact window is widened Shading by the side walls reduced, but the vertical edge in the upper part of the wine glass Contact window still has track breaks and  poor electromigration properties in this Area.

Aus der EP 282820 A1 ist ein Verfahren zum Erzeugen von Kontaktfenstern mit abgeschrägten Flanken in einer Isolierschicht bekannt, bei dem vor dem Erzeugen der Photolackschicht auf der Isolierschicht, die aus Bor- Phosphor-Silikatglas besteht, ganzflächig eine Sili­ ziumdioxid enthaltende Hilfsschicht aus Spin-on-Glas oder Siliziumoxinitrid aufgebracht wird. Nach dem Strukturieren der Photolackmaske wird die Doppelschicht aus Isolierschicht/Hilfsschicht zunächst überwiegend isotrop bis etwa zur halben Ätztiefe der Isolierschicht geätzt. Die verbleibende Isolierschicht wird dann anisotrop bis zur darunterliegenden Schicht geätzt. Zum Schluss wird die Hilfsschicht mit der darüber befind­ lichen Photolackmaske entfernt. Durch die vorgegebenen Ätzraten der Isolierschicht und der Hilfsschicht stellt sich ein fester Kantenwinkel ein, der sich nur schwer beeinflussen lässt. Die Hilfsschicht lässt sich nur unter großem Aufwand selektiv zur Isolierschicht entfernen.EP 282820 A1 describes a method for generating Contact windows with bevelled edges in one Insulating layer known in which before the generation of Photoresist layer on the insulating layer made of boron Phosphorus silicate glass is made up of a sili over the entire surface auxiliary layer made of spin-on-glass or silicon oxynitride is applied. After this Structuring the photoresist mask becomes the double layer primarily from the insulating layer / auxiliary layer isotropic to about half the etching depth of the insulating layer etched. The remaining insulation layer is then anisotropically etched to the underlying layer. To the Finally, the auxiliary layer with the one above it removed photoresist mask. By the given Etching rates of the insulating layer and the auxiliary layer a fixed edge angle, which is difficult can be influenced. The auxiliary layer can only be selectively to the insulating layer with great effort remove.

Aufgabe der Erfindung ist es, ein Verfahren der ein­ gangs erwähnten Art anzugeben, mit dem sich die Kanten­ winkel des Kontaktfensters in weiten Bereichen variier­ bar einstellen lassen.The object of the invention is a method of Specify the type mentioned, with which the edges The angle of the contact window varies widely let set bar.

Diese Aufgabe wird durch ein Verfahren mit den Merk­ malen des Anspruchs 1 gelöst. Die vorteilhafte Ausge­ staltung des Verfahrens erfolgt gemäß den Merkmalen der abhängigen Ansprüche.This task is accomplished by a procedure with the Merk paint the claim 1 solved. The advantageous Ausge The process is designed according to the characteristics of dependent claims.

Auf einem Grundkörper 1, der die aktiven Bauelementstrukturen beinhaltet, wird eine dielektri­ sche Schicht 2 angeordnet. Auf die dielektrische Schicht 2 wird Photolack 5 aufgeschleudert und strukturiert. Die nicht von Photolack 5 bedeckten Gebiete der dielektrischen Schicht werden anschließend durch die Öffnungen 6 im Photolack 5 hindurch mit einem ersten Ätzmittel nasschemisch, isotrop geätzt und in einem zweiten Prozessschritt mittels eines Trockenätz­ verfahrens anisotrop bis zu der zu kontaktierenden Fläche freigeätzt. Das Verfahren zeichnet sich dadurch aus, dass die dielektrische Schicht als Doppelschicht bestehend aus einer ersten und einer zweiten Teil­ schicht 3, 4 erzeugt wird. Die erste Teilschicht 3 ist auf dem Grundkörper 1 angeordnet, hat eine Dicke D1 und eine Ätzrate A1 bezüglich des ersten Ätzmittels. Die zweite Teilschicht ist auf der ersten Teilschicht ange­ ordnet und hat eine Dicke D2 und eine Ätzrate A2 bezüg­ lich des ersten Ätzmittels. Zur Erzielung der geneigten Seitenflächen der Kontaktfenster ist die Ätzrate A2 der zweiten Teilschicht größer als die Ätzrate A1 der ersten Teilschicht und die Dicke D2 der zweiten Teil­ schicht klein gegenüber der Dicke D1 der ersten Teil­ schicht. Beim nasschemischen Ätzen bildet sich in der zweiten Teilschicht eine nahezu senkrechte, lateral fortschreitende, die Photolackschicht hinterschneidende Ätzfront 7 aus. Die unterschiedlichen Ätzraten der ersten und der zweiten Teilschicht führen nun wiederum dazu, dass sich in der ersten Teilschicht an der Grenze zur zweiten Teilschicht der Ätzangriff in lateraler Richtung schneller ausbreitet, als in der vertikalen Richtung in die Tiefe der ersten Teilschicht hinein. Es bilden sich in der ersten Teilschicht geneigte Seiten­ flächen 8 aus.A dielectric layer 2 is arranged on a base body 1 , which contains the active component structures. Photoresist 5 is spun onto the dielectric layer 2 and structured. The areas of the dielectric layer not covered by photoresist 5 are then wet-chemically, isotropically etched through the openings 6 in the photoresist 5 with a first etchant and anisotropically etched free in a second process step by means of a dry etching process up to the surface to be contacted. The method is characterized in that the dielectric layer is produced as a double layer consisting of a first and a second partial layer 3 , 4 . The first sub-layer 3 is arranged on the base body 1 , has a thickness D1 and an etching rate A1 with respect to the first etchant. The second sub-layer is arranged on the first sub-layer and has a thickness D2 and an etching rate A2 with respect to the first etchant. In order to achieve the inclined side surfaces of the contact windows, the etching rate A2 of the second partial layer is greater than the etching rate A1 of the first partial layer and the thickness D2 of the second partial layer is small compared to the thickness D1 of the first partial layer. During wet chemical etching, an almost vertical, laterally progressing etching front 7 undercutting the photoresist layer forms in the second partial layer. The different etching rates of the first and the second sub-layer now in turn lead to the fact that the etching attack in the first sub-layer at the boundary to the second sub-layer spreads faster in the lateral direction than in the vertical direction into the depth of the first sub-layer. Sloping side surfaces 8 form in the first partial layer.

In dem sich an den Nassätzschritt anschließenden Trockenätzschritt wird der verbleibende Rest der ersten Teilschicht unterhalb der Lacköffnung anisotrop bis zu der darunterliegenden Schicht des Grundkörpers wegge­ ätzt. In the following after the wet etching step Dry etching becomes the rest of the first one Partial layer underneath the lacquer opening up to wegge the underlying layer of the body etches.  

So entsteht ein Kontaktfenster mit einem durch die Lackkanten begrenzten Bodenteil, das annähernd senk­ rechte Seitenwände 9 - was die Linienbreitenkontrolle sicherstellt - aufweist, die schließlich in die geneigten, die Lackkanten hinterschneidenden Seiten­ flächen 8 übergehen. Im Bereich der zweiten Teilschicht 7 sind sie wieder nahezu senkrecht.This creates a contact window with a bottom part delimited by the lacquer edges, which has approximately vertical right side walls 9 - which ensures the line width control - which finally merge into the inclined side surfaces 8 that undercut the lacquer edges. In the area of the second sub-layer 7 , they are again almost vertical.

Nach dem Entfernen der Photolackschicht wird die Ober­ fläche mit einer geeigneten Leitbahnschicht 10 (z. B. Aluminium, Titan, Polysilizium, usw.) versehen. Die Auswahl der Leitbahnschicht impliziert keine Einschränkung der Erfindung. Die durch das Herstell­ verfahren bedingte, charakteristische Form des Kontakt­ fensters zeichnet sich durch eine gute Bedeckung mit dem Material der Leitbahnschicht aus. Es treten keine Abschattungseffekte auf, die Seitenflächenbelegung ist gut und auch die kleine, annähernd rechtwinklige Stufe im oberen Bereich des Kontaktfensters hat keine nega­ tiven Einflüsse auf die Elektromigrationseigenschaften an dieser Kante und bewirkt so keine Leitbahnabrisse in diesem Bereich. Der Neigungswinkel der Seitenflächen ist zudem nur noch von dem Ätzratenverhältnis der beiden Teilschichten im Nassätzprozessschritt und von den Dicken der beiden Teilschichten abhängig. Ein Einfluss des Layouts aufgrund benachbarter Kontaktöffnungen besteht nicht.After removing the photoresist layer, the surface is provided with a suitable interconnect layer 10 (e.g. aluminum, titanium, polysilicon, etc.). The selection of the interconnect layer does not imply any restriction of the invention. The characteristic shape of the contact window caused by the manufacturing process is characterized by good coverage with the material of the interconnect layer. There are no shading effects, the side surface occupancy is good and the small, almost rectangular step in the upper area of the contact window has no negative effects on the electromigration properties at this edge and thus does not cause any trace breaks in this area. The angle of inclination of the side surfaces is only dependent on the etching rate ratio of the two partial layers in the wet etching process step and on the thicknesses of the two partial layers. The layout has no influence due to adjacent contact openings.

Der Prozessschritt des Trockenätzens kann unter Umstän­ den auch entfallen. Dann wird mittels des Nassätzschrittes das Kontaktfenster vollständig durch die beiden Teilschichten der dielektrischen Schicht hindurchgeätzt. In diesem Fall ist die Fläche des Kontaktfensters jedoch einer größeren Schwankung unterworfen, so dass keine hohen Anforderung an die Linienbreite gestellt werden können.The process step of dry etching can possibly which are also eliminated. Then by means of Wet etching step through the contact window completely the two sub-layers of the dielectric layer etched through. In this case, the area of the Contact window, however, a larger fluctuation  subject, so that no high demands on the Line width can be set.

Durch das oben beschriebene Verfahren lassen sich auch Stufen mit geneigten Kantenflächen in dielektrischen Schichten herstellen, wobei auf der einen Seite der Stufe entweder die darunterliegende Schicht des Grundkörpers freigelegt ist oder aber noch mit einer Restdicke der dielektrischen Schicht bedeckt ist. Auch bei dieser Anwendung zeigen die mit einer Leitbahn­ schicht versehenen geneigten Kantenflächen ganz hervor­ ragende Eigenschaften bezüglich der Bedeckung mit dem Material der Leitbahnschicht. Die Leitbahnen zeigen keinerlei Anzeichen von Abrissen im Bereich der Kante.The method described above can also be used Steps with inclined edge surfaces in dielectric Create layers, with on one side the Level either the underlying layer of the Basic body is exposed or still with one Residual thickness of the dielectric layer is covered. Also in this application show the one with an interconnect layer with inclined edge surfaces excellent properties in terms of coverage with the Material of the interconnect layer. Show the guideways no signs of tearing in the area of the edge.

Da zur Herstellung der beiden Teilschichten der dielek­ trischen Schicht eine große Anzahl verschiedenartiger Fremdoxide wie z. B. Niedertemperaturoxide (LOW-Thermal- Oxide) LTO, Phosphorsilikatgläser PSG, Borsilikatgläser BSG und Borphosphorsilikatgläser BPSG mit unterschied­ licher Dotierung und unterschiedlichen Konzentrationen zur Verfügung stehen, sind die Nassätzraten der beiden Teilschichten in einem weiten Bereich frei wählbar. Dadurch lassen sich fast beliebige Neigungswinkel der Seitenflächen einstellen. Für die obere, zweite Teil­ schicht können zusätzlich Spin-on-Gläser SOG verwendet werden.Since the manufacture of the two sub-layers of the dielek a large number of different layers Foreign oxides such. B. Low temperature oxides (LOW thermal Oxide) LTO, phosphorus silicate glasses PSG, borosilicate glasses BSG and boron phosphor silicate glasses BPSG with a difference doping and different concentrations are available are the wet etch rates of the two Partial layers can be freely selected in a wide range. This allows almost any angle of inclination Adjust side surfaces. For the top, second part SOG spin-on glasses can also be used become.

Die Schichtdicke der zweiten Teilschicht liegt vorteil­ haft im Bereich zwischen 100 Å und 1500 Å. Dann hat die nahezu rechtwinklige Stufe im oberen Bereich des Kontaktfensters keine negativen Auswirkungen auf die Eigenschaften bezüglich der Elektromigration im Bereich dieser Stufe. Es treten dann keine Leitbahnabrisse in diesem Bereich auf.The layer thickness of the second sub-layer is advantageous adheres in the range between 100 Å and 1500 Å. Then she has almost rectangular step in the upper area of the Contact window has no negative impact on the Properties related to electromigration in the area this level. Then there are no interconnect breaks this area.

Kurze Beschreibung der FigurenBrief description of the figures

Fig. 1 zeigt eine Schichtenstruktur auf einem Halb­ leiter-Grundkörper mit einer Photolackmaske Fig. 1 shows a layer structure on a semiconductor base body with a photoresist mask

Fig. 2 zeigt die Schichtenstruktur der Fig. 1 nach dem ersten Ätzschritt. FIG. 2 shows the layer structure of FIG. 1 after the first etching step.

Fig. 3 zeigt die Schichtenstruktur der Fig. 1 nach dem zweiten Ätzschritt. FIG. 3 shows the layer structure of FIG. 1 after the second etching step.

Fig. 4 zeigt die Schichtenstruktur der Fig. 1 mit Leitbahn im Kontaktfenster Fig. 4 shows the layer structure of Fig. 1 with interconnect in the contact window

Nachfolgend wird ein Ausführungsbeispiel des erfin­ dungsgemäßen Verfahrens erläutert.An exemplary embodiment of the invention is described below method according to the invention explained.

Auf einem Halbleitersubstrat werden in den darüberliegenden epitaktischen Schichten Schaltungselemente des Schaltkreises definiert. Substrat und Epitaxieschichten bilden den Grundkörper 1 für die nachfolgende Verfahrensschritte zum Herstellen einer Isolierschicht mit darin angeordneten Kontaktfenstern. Auf den Grundkörper 1 wird eine erste Isolierschicht 3 abgeschieden. Das erfolgt durch bei der Herstellung von Halbleiterbauelementen übliche Ver­ fahren zum Erzeugen von Fremdoxidschichten auf der Oberfläche, z. B. durch CVD oder LPCVD-Verfahren. Es können eine Vielzahl der für Isolierschichten geeigne­ ten Materialien eingesetzt werden, insbesondere LTO, TEOS, PSG, BSG, BPSG. Die erste Isolierschicht wird mit einer Dotierung versehen, durch die die gewünschte Nassätzrate bei dem sich anschließenden Ätzprozessschritt eingestellt wird. Circuit elements of the circuit are defined on a semiconductor substrate in the epitaxial layers above. The substrate and epitaxial layers form the base body 1 for the subsequent method steps for producing an insulating layer with contact windows arranged therein. A first insulating layer 3 is deposited on the base body 1 . This is done by the usual Ver in the manufacture of semiconductor devices to produce foreign oxide layers on the surface, for. B. by CVD or LPCVD method. A variety of materials suitable for insulating layers can be used, in particular LTO, TEOS, PSG, BSG, BPSG. The first insulating layer is provided with a doping, by means of which the desired wet etching rate is set in the subsequent etching process step.

Falls es erforderlich ist, kann an dieser Stelle des Verfahrens ein Reflow zur Planarisierung der Oberfläche durchgeführt werden.If necessary, the Process a reflow to planarize the surface be performed.

Dann wird auf die Oberfläche der ersten Isolierschicht eine zweite Isolierschicht 4 abgeschieden, die eine sehr viel kleinere Dicke als die erste Isolierschicht aufweist. Idealerweise sind die Dicken der beiden Isolierschichten so gewählt, dass die Dicke der ersten Isolierschicht in dem Bereich liegt, der von der verwendeten Halbleitertechnologie für Isolierschichten gefordert wird; die zweite Isolierschicht wird hingegen so dünn ausgebildet, dass sie die später beschriebenen Eigenschaften während des Ätzschrittes aufweist.Then a second insulating layer 4 is deposited on the surface of the first insulating layer, which has a much smaller thickness than the first insulating layer. Ideally, the thicknesses of the two insulating layers are chosen such that the thickness of the first insulating layer lies in the range required by the semiconductor technology used for insulating layers; the second insulating layer, on the other hand, is so thin that it has the properties described later during the etching step.

Auch das Material der zweiten Isolierschicht kann aus der Vielzahl der zur Isolation geeigneten Fremdoxide ausgewählt werden. Neben den auch für die erste Isolierschicht geeigneten Oxiden, insbesondere LTO, TEOS, PSG, BSG und BPSG, können hier auch Spin-on Gläser SOG eingesetzt werden. Dabei sollte jedoch die Ätzrate des Materials bezüglich der Ätzmittel aus dem nachfolgenden Ätzschritt berücksichtigt werden. Eine Feinabstimmung der Ätzrate der 2. Isolierschicht erfolgt durch die Dotierung der zweiten Isolierschicht.The material of the second insulating layer can also be made of the variety of foreign oxides suitable for isolation to be selected. In addition to the first Oxides, especially LTO, TEOS, PSG, BSG and BPSG can also spin-on here SOG glasses can be used. However, the Etching rate of the material with respect to the etchant from the subsequent etching step are taken into account. A Fine-tune the etch rate of the 2nd insulation layer takes place by doping the second insulating layer.

Anschließend wird die Oberfläche der Anordnung mit einer Photolackschicht 5 versehen. Die Photolackschicht wird mit den üblichen Verfahren belichtet und struk­ turiert. Dabei entstehen in der Photolackschicht an den Stellen Öffnungen 6, an denen später die Kontaktfenster entstehen sollen.The surface of the arrangement is then provided with a photoresist layer 5 . The photoresist layer is exposed and structured using the usual methods. This creates openings 6 in the photoresist layer at the points where the contact windows are later to be created.

In einem ersten Ätzschritt wird die aus der ersten Isolierschicht und der zweiten Isolierschicht bestehende Schichtenanordnung nasschemisch isotrop geätzt. Aufgrund ihrer unterschiedlichen Dotierung und/oder ihrer unterschiedlichen Materialzusammen­ setzung weisen die erste und die zweite Isolierschicht unterschiedliche Ätzraten auf. Die Ätzrate der zweiten Isolierschicht ist dabei größer als die der ersten Iso­ lierschicht. Es bildet sich daher in der dünnen zweiten Isolierschicht 4 eine nahezu senkrechte, lateral fort­ schreitende Ätzfront 7 aus, die die Photolackmaske 5 hinterschneidet. Der Unterschied in den Ätzraten führt wiederum dazu, dass sich in der unten liegenden ersten Isolierschicht 3 der Ätzangriff an der Schichtgrenze zur oberen, zweiten Isolierschicht 4 in lateraler Richtung schneller ausbreitet, als in vertikaler Richtung in die erste Isolierschicht hinein. Als Folge davon bildet sich eine schräge Flanke 8 in der unteren Schicht 3 aus. Der Winkel dieser schrägen Kante 8 ist nur noch von dem Verhältnis der beiden Nassätzraten und der Dicke der beteiligten Schichten 3, 4 abhängig.In a first etching step, the layer arrangement consisting of the first insulating layer and the second insulating layer is etched isotropically by wet chemistry. Because of their different doping and / or their different material composition, the first and second insulating layers have different etching rates. The etching rate of the second insulating layer is greater than that of the first insulating layer. An almost vertical, laterally progressive etching front 7 is therefore formed in the thin second insulating layer 4 and undercuts the photoresist mask 5 . The difference in the etching rates in turn leads to the fact that in the first insulating layer 3 lying below, the etching attack at the layer boundary to the upper, second insulating layer 4 spreads faster in the lateral direction than in the vertical direction into the first insulating layer. As a result, an oblique flank 8 forms in the lower layer 3 . The angle of this oblique edge 8 is only dependent on the ratio of the two wet etching rates and the thickness of the layers 3 , 4 involved .

Durch die Verwendung verschiedenartiger Fremdoxyde (SOG, LTO, TEOS, PSG, BSG, BPSG) und unterschiedlicher Dotierungen (Bor, Phosphor) mit variablen Konzentratio­ nen zwischen und 0 und ca. 10 Gew.-% sind die Nassätzraten beider Schichten in weiten Bereichen frei wählbar. Dadurch lassen sich die Kantenwinkel der Kontaktlöcher über große Bereiche hinweg einstellen. Zusätzlich ermöglicht dieses Verfahren ein einstell­ bares Reflow-Verhalten der Schichtenfolge.By using different types of foreign oxides (SOG, LTO, TEOS, PSG, BSG, BPSG) and different Doping (boron, phosphorus) with variable concentration are between and 0 and approx. 10% by weight Wet etching rates of both layers free in a wide range selectable. This allows the edge angle of the Adjust contact holes across large areas. In addition, this procedure enables setting real reflow behavior of the layer sequence.

Der Nassätzprozessschritt kann so durchgeführt werden, dass die Kontaktfenster vollständig bis zum darunterliegenden Grundkörper 1 freigeätzt werden. Im vorliegenden Ausführungsbeispiel wird jedoch das Kontaktfenster nicht vollständig geöffnet, sondern es wird nur ein Teil der Dicke der Isolierschicht 2 entfernt. An den Nassätzschritt schließt sich ein anisotroper Trockenätzschritt an, mit dem die verbleibende Restdicke der ersten Isolierschicht ent­ fernt wird. Dadurch wird die Linienbreite die durch die Photolackschicht definiert ist, in die Isolationsschicht an der Grenzschicht zum Grundkörper übertragen. Ist das Kontaktfenster freigeätzt, wird die Photolackschicht entfernt und die Metallisierung 10 auf der Oberfläche der zweiten Isolierschicht hergestellt.The wet etching process step can be carried out in such a way that the contact windows are completely etched down to the underlying base body 1 . In the present exemplary embodiment, however, the contact window is not opened completely, but only part of the thickness of the insulating layer 2 is removed. The wet etching step is followed by an anisotropic dry etching step with which the remaining thickness of the first insulating layer is removed. As a result, the line width defined by the photoresist layer is transferred into the insulation layer at the boundary layer to the base body. If the contact window is etched free, the photoresist layer is removed and the metallization 10 is produced on the surface of the second insulating layer.

Das zuvor beschriebene Verfahren zur definierten Ein­ stellung nahezu frei wählbarer Kantenwinkel nutzt bewusst die Kombination unterschiedlich einstellbarer Nassätzraten mehrerer Materialien und Schichten und die aufeinander abgestimmte Schichtenfolge aus. Die Kontaktlochgeometrie kann somit leicht den vorgegebenen Anforderungen angepasst werden. Da die erste Isolierschicht durch ein CVD-Verfahren abgeschieden wird, ist ihre Dicke gleichmäßig und unabhängig von der Topographie der Schaltungselemente im Grundkörper. Bei Abscheidung der zweiten Teilschicht können Unregelmäßigkeiten in der Schichtdicke toleriert werden, sofern sie den Rahmen von 100 Å-1500 Å nicht verlassen. Die Kontaktlochgeometrie wird hierdurch nicht beeinflusst und bleibt reproduzierbar. Zum Herstellen der zweiten Isolierschicht kommen sowohl verschiedene CVD-Verfahren als auch die Aufschleudertechniken z. B. für Spin-on Gläser in Frage. Der mehrschichtige Aufbau der Isolierschichten weist außerdem eine getternde, dotierstoffkapselnde Eigenschaft auf. Das Entfernen von Hilfsschichten entfällt und vereinfacht dadurch den Prozess erheblich.The previously described procedure for a defined position almost freely selectable edge angle uses consciously the combination of differently adjustable Wet etching rates of multiple materials and layers and the coordinated layer sequence. The Contact hole geometry can thus easily match the given one Requirements are adjusted. Because the first Insulating layer deposited by a CVD process their thickness is uniform and independent of that Topography of the circuit elements in the basic body. At Deposition of the second sub-layer can Irregularities in the layer thickness tolerated provided they do not exceed the 100 Å-1500 Å range leave. The contact hole geometry is thereby not influenced and remains reproducible. To the Making the second insulation layer both come different CVD processes as well Spin-on techniques e.g. B. for spin-on glasses in question. The multilayer structure of the insulating layers shows also gettering, dopant-encapsulating Property on. The removal of auxiliary layers is eliminated and thereby considerably simplifies the process.

Claims (7)

1. Verfahren zum Herstellen von Kontaktfenstern mit um einen Winkel geneigten Seitenflächen mit folgenden Verfahrensschritten:
  • - Bereitstellen eines Grundkörper (1) bestehend aus einem Halbleitersubstrat und aus in darüberliegen­ den epitaktischen Schichten definierten Schal­ tungselementen;
  • - Abscheiden einer ersten Isolierschicht (3) auf dem Grundkörper;
  • - Abscheiden einer zweiten Isolierschicht (4) auf der ersten Isolierschicht, wobei die zweite Isolierschicht dünner als die erste Isolierschicht ist und eine größere (horizontale) Ätzrate auf­ weist;
  • - Abscheiden einer Photolackschicht (5) auf der zweiten Isolierschicht;
  • - Strukturieren der Photolackschicht, wobei Öffnun­ gen (6) in der Photolackschicht entstehen;
  • - Ätzen der Isolierschichten durch die Öffnungen im Photolack hindurch;
  • - Entfernen der Photolackschicht
dadurch gekennzeichnet,
  • - dass die erste Isolierschicht mit einer ersten Dotierung versehen wird wobei sich eine erste Ätzrate in dieser Schicht einstellt;
  • - dass die zweite Isolierschicht mit einer zweiten Dotierung versehen wird wobei sich eine zweite Ätzrate in dieser Schicht einstellt;
  • - dass das Ätzen der Isolierschichten durch ein iso­ tropes Nassätzverfahren erfolgt;
  • - dass der Winkel der Seitenflächen des Kontakt­ fenstern anhand der ersten und der zweiten Ätzrate eingestellt wird.
1. Method for producing contact windows with side surfaces inclined at an angle with the following method steps:
  • - Providing a base body ( 1 ) consisting of a semiconductor substrate and circuit elements defined in the epitaxial layers;
  • - depositing a first insulating layer ( 3 ) on the base body;
  • - depositing a second insulating layer ( 4 ) on the first insulating layer, the second insulating layer being thinner than the first insulating layer and having a larger (horizontal) etching rate;
  • - depositing a photoresist layer ( 5 ) on the second insulating layer;
  • - Structuring the photoresist layer, wherein openings ( 6 ) arise in the photoresist layer;
  • - Etching the insulating layers through the openings in the photoresist;
  • - Remove the photoresist layer
characterized by
  • - That the first insulating layer is provided with a first doping, with a first etching rate occurring in this layer;
  • - That the second insulating layer is provided with a second doping, which results in a second etching rate in this layer;
  • - That the etching of the insulating layers is carried out by an isotropic wet etching process;
  • - That the angle of the side surfaces of the contact window is set on the basis of the first and the second etching rate.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das isotrope Nassätzverfahren so durchgeführt wird, dass die erste Isolierschicht unter den Öffnungen des Photolacks vollständig bis zum Grundkörper entfernt wird.2. The method according to claim 1, characterized in that that the isotropic wet etching process is done in this way will that the first insulating layer under the openings of the photoresist completely removed to the body becomes. 3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das isotrope Nassätzverfahren so durchgeführt wird, dass die erste Isolierschicht unter den Öffnungen des Photolacks nicht vollständig bis zum Grundkörper entfernt wird und dass vor dem Entfernen der Photolack­ schicht die verbliebene Restdicke der ersten Isolier­ schicht mit einem anisotropen Ätzverfahren bis zum Grundkörper entfernt wird.3. The method according to claim 1, characterized in that the isotropic wet etching process is done in this way will that the first insulating layer under the openings of the photoresist not completely up to the base body is removed and that before removing the photoresist layer the remaining thickness of the first insulation layer with an anisotropic etching process up to Basic body is removed. 4. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Isolierschicht aus einem Material der Gruppe bestehend aus LTO, TEOS, PSG, BSG, BPSG besteht. 4. The method according to any one of claims 1-3, characterized characterized in that the first insulating layer consists of a Group material consisting of LTO, TEOS, PSG, BSG, BPSG exists.   5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Isolierschicht aus einem Material der Gruppe bestehend aus SOG, LTO, TEOS, PSG, BSG, BPSG besteht.5. The method according to any one of claims 1-4, characterized characterized in that the second insulating layer a material from the group consisting of SOG, LTO, TEOS, PSG, BSG, BPSG exists. 6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die erste Isolierschicht aus mehreren Teilschichten besteht, die unterschiedliche Nassätzraten aufweisen.6. The method according to any one of claims 1-5, characterized characterized in that the first insulating layer consists of several sub-layers, which are different Have wet etch rates. 7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass die zweite Isolierschicht eine Dicke hat, die im Bereich von 100-1500 Å liegt.7. The method according to any one of claims 1-6, characterized characterized in that the second insulating layer is a Thickness is in the range of 100-1500 Å.
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