Für die Durchkontaktierung leitender Schichten einer mikroelektronischen Schaltung ist es erforderlich, verschiedene Arten von Kontaktlöchern zu strukturieren. Die Form des geätzten Kontaktloches ist dabei wesentlich, denn sie bestimmt die Stufenbedeckung der nachfolgenden Metallisierung und damit auch den Übergangswiderstand zwischen den einzelnen Materialien. Abgeschrägte Kanten oder andere spezielle Geometrien können hier hilfreich sein. Das folgendene Beispiel zeigt eine mögliche Form der Strukturierung durch Anwendung eines zweistufigen Ätzprozesses und das Ergebnis der damit erzielten Stufenbedeckung bei nachfolgender Sputter-Deposition [Str94c].
Abbildung 6.11 stellt den ersten der beiden Ätzschritte dar.
Durch Anwendung eines naßchemischen Ätzprozesses wird die quadratische
Maske im selben Maß unterätzt, als das Material in die Tiefe geätzt
wird. Die Ätzrate für diesen Ätzschritt beträgt ,
die Ätzzeit ist mit
vorgegeben.
Abbildung 6.12 zeigt das Ergebnis des nachfolgenden zweiten
Ätzschrittes. Dieser Ätzschritt wirkt direktional und überträgt die
Maskengeometrie ohne nennenswerte Unterätzung. Als Ätzverfahren wird ein
ionenunterstütztes Plasmaätzverfahren eingesetzt. Die chemische Ätzrate
beträgt mit
, die Ätzzeit ist mit
vorgegeben. Die Parameter der Verteilungsfunktion betragen
und
.
Abbildung 6.13 zeigt schließlich das Ergebnis der Metallisierung
des Kontaktloches. Die Depositionsrate für die Sputter-Deposition beträgt
, die Depositionszeit ist mit
vorgegeben. Die
Parameter der Verteilungsfunktion betragen
und
. Die
Strukturierung des Kontaktloches mit einem zweistufigen Ätzprozess führt
zu guter Stufenbedeckung bei erträglicher Unterätzung der Maske, falls der
Durchmesser der Kontaktloches im Bereich der Dicke der zu kontaktierenden
Schicht liegt.
Für die Simulation des Kontaktloches wurden Zellen
für die Materialbeschreibung verwendet, die benötigte Simulationszeit
für alle Prozeßschritte betrug 53 Minuten auf einem HP 9000/755
Arbeitsplatzrechner.
Abbildung 6.11: Strukturierung eines Kontaktloches, isotroper
Ätzschritt.
Abbildung 6.12: Strukturierung eines Kontaktloches, direktionaler
Ätzschritt.
Abbildung 6.13: Metallisierung des Kontaktloches.