Beschreibung
Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes mit einer Durchkontaktierung und Halbleiterbauelement mit Durch- kontaktierung
Die vorliegende Erfindung betrifft die Herstellung von Halb¬ leiterbauelementen mit Durchkontaktierungen durch das Substrat hindurch, so genannte Through-Wafer-Contacts , die ins- besondere für vertikale elektrische Verbindungen zwischen verschiedenen Chips vorgesehen sind.
In der DE 10 2008 033395 B3 ist ein Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes mit einer Durchkontaktierung be- schrieben, bei dem ein Substrat aus einem Halbleitermaterial mit einer vergrabenen Isolationsschicht und einem in der Isolationsschicht angeordneten Anschlusspad aus elektrisch leitfähigem Material bereitgestellt wird. Von einer Oberseite des Substrats wird über dem Anschlusspad eine bis auf die Isolationsschicht reichende Öffnung hergestellt. Nachdem ein Dielektrikum aufgebracht worden ist, werden die Dielektrikumschicht und die Isolationsschicht innerhalb der Öffnung so¬ weit entfernt, dass eine Oberseite des Anschlusspads freige¬ legt wird. Eine Metallisierung wird so aufgebracht, dass sie den Anschlusspad kontaktiert. Von einer der Öffnung gegenü¬ berliegenden Rückseite des Substrats wird eine bis zu dem Anschlusspad reichende Durchkontaktierung hergestellt.
Eine Durchkontaktierung im Substrat, die mit einer Metalli- sierung versehen ist, braucht nicht vollständig gefüllt zu sein. Bei einem großen Durchmesser des Kontaktloches genügt es daher, wenn die Metallisierung auf der Seitenwand des Kontaktloches vorhanden ist. Da die restliche Öffnung des Kontaktloches nicht auf einfache Weise z. B. mit einem Foto-
lack gefüllt werden kann, ist es im Herstellungsverfahren erforderlich, zur Strukturierung vorgesehene Masken mittels eines aufwändigen Verfahrens, des so genannten Spray-Coating, herzustellen .
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, anzugeben, wie eine Durchkontaktierung relativ großen Durchmessers im Sub¬ strat eines Halbleiterbauelementes auf möglichst einfache Weise realisiert werden kann.
Diese Aufgabe wird mit dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelements mit einer Durchkontaktierung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 bzw. mit dem Halbleiterbauelement mit Durchkontaktierung mit den Merkmalen des Anspruchs 9 gelöst. Ausgestaltungen ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen .
Bei dem Verfahren zur Herstellung eines Halbleiterbauelementes mit einer Durchkontaktierung wird zunächst ein Substrat aus einem Halbleitermaterial mit einem Zwischenmetalldielekt¬ rikum und mit einer Metallebene versehen. Die Metallebene ist in dem Zwischenmetalldielektrikum angeordnet und weist eine von dem Substrat abgewandte Kontaktfläche auf oder ist auf der von dem Substrat abgewandten Seite mit einer durch das Zwischenmetalldielektrikum führenden vertikalen leitenden Verbindung versehen. Ein Basissubstrat, das mit einer von elektrisch isolierendem Material umgebenen Anschlussmetallebene, die eine Kontaktfläche besitzt, versehen ist, wird auf der von dem Zwischenmetalldielektrikum abgewandten Seite des Substrates mit dem Substrat verbunden, so dass die Kontakt¬ fläche dem Substrat zugewandt ist. Durch das Zwischenmetall¬ dielektrikum und das Halbleitermaterial des Substrates hin¬ durch wird ein Kontaktloch gebildet, und die Kontaktfläche der Anschlussmetallebene wird in dem Kontaktloch freigelegt.
Eine Metallisierung wird aufgebracht, die einen Anschlusskontakt auf der dem Substrat zugewandten Kontaktfläche, eine Durchkontaktierung in dem Kontaktloch und einen Anschlusskontakt auf der von dem Substrat abgewandten Kontaktfläche und/oder direkt auf der vertikalen leitenden Verbindung bildet .
Bei einem Ausführungsbeispiel des Verfahrens ist die vertika¬ le leitende Verbindung Wolfram, und die Metallisierung bildet einen Anschlusskontakt auf der vertikalen leitenden Verbindung .
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird die Metallebene, die die von dem Substrat abgewandte Kontakt- fläche aufweist, in dem Zwischenmetalldielektrikum angeordnet, und vor dem Aufbringen der Metallisierung wird das Zwischenmetalldielektrikum über dieser Kontaktfläche entfernt.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird vor dem Herstellen des Kontaktloches eine Öffnung in dem
Zwischenmetalldielektrikum mittels einer Maske hergestellt, die mit einer Öffnung im Bereich des Kontaktloches versehen ist. Die Öffnung der Maske wird vergrößert, oder die Maske wird durch eine weitere Maske mit größerer Öffnung ersetzt, so dass sich die von dem Substrat abgewandte Kontaktfläche im Bereich der größeren Öffnung der Maske befindet. Unter Verwendung des Zwischenmetalldielektrikums als Hartmaske wird das Kontaktloch hergestellt, wobei im Bereich der größeren Öffnung der Maske das Zwischenmetalldielektrikum teilweise entfernt wird.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird im Bereich der größeren Öffnung der Maske das Zwischenmetall-
dielektrikum soweit entfernt, dass die von dem Substrat abge¬ wandte Kontaktfläche freigelegt wird.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird vor dem Aufbringen der Metallisierung ein Spacer aus elektrisch isolierendem Material in dem Kontaktloch hergestellt, so dass die Metallisierung durch den Spacer von dem Halbleitermaterial elektrisch isoliert wird. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird der Spacer hergestellt, indem das elektrisch isolierende Material konform aufgebracht und dann anisotrop rückgeätzt wird. Hierbei kann gegebenenfalls das Zwischenmetalldielekt¬ rikum ebenfalls rückgeätzt werden, so dass die von dem Sub- strat abgewandte Kontaktfläche freigelegt wird.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Verfahrens wird für die Metallisierung Wolfram verwendet. Eine weitere Me¬ tallebene aus einem anderen Metall wird auf der Metallisie- rung aufgebracht und zusammen mit der Metallisierung strukturiert .
Bei dem Halbleiterbauelement mit Durchkontaktierung ist ein Substrat aus einem Halbleitermaterial vorhanden. Das Substrat besitzt ein Zwischenmetalldielektrikum und eine Metallebene, die in dem Zwischenmetalldielektrikum angeordnet ist und eine von dem Substrat abgewandte Kontaktfläche und/oder auf der von dem Substrat abgewandten Seite eine vertikale leitende Verbindung aufweist. Ein Basissubstrat ist auf der von dem Zwischenmetalldielektrikum abgewandten Seite des Substrates mit dem Substrat verbunden und mit einer von elektrisch isolierendem Material umgebenen Anschlussmetallebene versehen, die eine dem Substrat zugewandte Kontaktfläche aufweist. Ein Kontaktloch durchdringt das Zwischenmetalldielektrikum und
das Halbleitermaterial des Substrates. Eine Metallisierung bildet einen Anschlusskontakt auf der dem Substrat zugewand¬ ten Kontaktfläche, eine Durchkontaktierung in dem Kontaktloch und einen Anschlusskontakt auf der von dem Substrat abgewand- ten Kontaktfläche und/oder direkt auf der vertikalen leitenden Verbindung.
Bei einem Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauelementes weist die Metallisierung Wolfram auf und ist außerhalb des Kontaktloches strukturiert. Eine weitere Metallebene aus einem anderen Metall ist auf der Metallisierung angeordnet und entsprechend der Metallisierung strukturiert.
Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel des Halbleiterbauele- mentes ist die vertikale leitende Verbindung (15) Wolfram, und die Metallisierung (11) bildet einen Anschlusskontakt (20) auf der vertikalen leitenden Verbindung (15) .
Es folgt eine genauere Beschreibung von Beispielen des Ver- fahrens und der damit hergestellten Halbleiterbauelemente anhand der beigefügten Figuren.
Die Figur 1 zeigt einen Querschnitt durch ein Zwischenprodukt einer Variante des Herstellungsverfahrens.
Die Figur 2 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 1 nach dem Herstellen einer Maske.
Die Figur 3 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 2 nach dem Herstellen eines Kontaktlochs.
Die Figur 4 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 3 nach dem Aufbringen eines Spacer-Materials .
Die Figur 5 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 4 nach einer Spacer-Ätzung .
Die Figur 6 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 5 nach dem Aufbringen einer Metallisierung.
Die Figur 7 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 6 nach dem Aufbringen einer weiteren Maske. Die Figur 8 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 7 nach dem
Strukturieren der Metallisierung und dem Entfernen der weiteren Maske.
Die Figur 9 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 1 für ein Ausführungsbeispiel des Verfahrens.
Die Figur 10 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 9 nach dem Aufbringen einer Maske. Die Figur 11 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 10 nach dem Herstellen einer Öffnung in dem Zwischenmetalldielektrikum.
Die Figur 12 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 11 nach dem Herstellen einer vergrößerten Öffnung der Maske.
Die Figur 13 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 12 nach dem Herstellen des Kontaktlochs.
Die Figur 14 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 13 nach dem Aufbringen eines Spacer-Materials .
Die Figur 15 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 14 nach dem Spacer-Ätzen .
Die Figur 16 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 15 nach dem Aufbringen der Metallisierung.
Die Figur 17 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 16 nach dem Aufbringen einer weiteren Maske.
Die Figur 18 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 17 nach dem Strukturieren der Metallisierung und dem Entfernen der Maske. Die Figur 19 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 16 für ein weiteres Ausführungsbeispiel.
Die Figur 20 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 19 nach dem Aufbringen einer weiteren Metallebene.
Die Figur 21 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 20 nach dem Aufbringen einer weiteren Maske.
Die Figur 22 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 21 nach einem Strukturieren der Metallisierung und der weiteren Metallebene und nach dem Entfernen der Maske.
Die Figur 1 zeigt im Querschnitt eine Anordnung eines Sub¬ strats 1 aus einem Halbleitermaterial auf einem Basissubstrat 10, z. B. einem Halbleiterwafer . Das Substrat 1 und das Basissubstrat 10 können z. B. mit einer Verbindungsschicht, insbesondere mittels eines an sich bekannten Wafer-Bonding- Verfahrens, miteinander verbunden sein. Die Verbindungs¬ schicht kann z. B. ein Oxid des Halbleitermaterials sein. In dem Querschnitt der Figur 1 ist das Basissubstrat 10 als eine dünne Schicht dargestellt. Die dargestellte Schicht kann das gesamte Basissubstrat 10 repräsentieren oder auch nur eine dielektrische Schicht, insbesondere eine Oxidschicht, die sich auf einem Halbleiterkörper oder Wafer des Basissubstra-
0 tes 10 befindet und gegebenenfalls auch als Verbindungs¬ schicht vorgesehen sein kann. Der Halbleiterkörper oder Wafer schließt sich in diesem Fall in der Figur 1 nach unten an die dargestellte Schicht des Basissubstrates 10 an.
Auf der von dem Basissubstrat 10 abgewandten Oberseite des Substrats 1 befindet sich ein Zwischenmetalldielektrikum 2, in dem mindestens eine Metallebene ausgebildet ist. Die An¬ zahl der Metallebenen ist nicht vorab festgelegt, sondern hängt von dem gewählten Herstellungsprozess und gegebenen¬ falls weiteren auf dem Substrat 1 integrierten Bauelementen oder Schaltungskomponenten ab. In der Figur 1 sind als Beispiel schematisch einzelne Anteile von vier Metallebenen 21, 22, 23, 24 eingezeichnet, die beliebig zu Leiterbahnen einer Verdrahtung strukturiert und über vertikale leitende Verbin¬ dungen miteinander verbunden sein können. Als Material der Metallebenen 21, 22, 23, 24 kann z. B. ein üblicherweise für Leiterbahnen verwendetes Metall wie z. B. Aluminium verwendet werden. In dem Ausführungsbeispiel gemäß der Figur 1 befindet sich die vierte Metallebene 24 als oberste Metallebene auf der Oberseite des Zwischenmetalldielektrikums 2. Die struktu¬ rierten Anteile der Metallebene 24 besitzen oberseitige Kon¬ taktflächen 19, die von dem Substrat 1 abgewandt sind. Das Basissubstrat 10 weist eine Anschlussmetallebene 3 auf, die von elektrisch isolierendem Material umgeben und für eine Durchkontaktierung vorgesehen ist.
Zur Herstellung eines Kontaktlochs wird gemäß dem Querschnitt der Figur 2 auf der Oberseite des Zwischenmetalldielektrikums 2 eine Maske 4 angeordnet, die eine Öffnung 5 im Bereich des herzustellenden Kontaktlochs aufweist. Die Position des her¬ zustellenden Kontaktlochs ist in der Figur 2 durch die senkrechten gestrichelten Linien angedeutet. Die Metallebenen 21, 22, 23, 24 sind vorzugsweise so strukturiert, dass das Zwi-
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- y — schenmetalldielektrikum 2 im Bereich des herzustellenden Kontaktlochs nicht durch Anteile der Metallebenen 21, 22, 23, 24 unterbrochen ist. Ein Kontaktloch wird mittels der Maske 4 hergestellt, indem zunächst das Zwischenmetalldielektrikum 2 und danach das Halbleitermaterial des Substrats 1 im Bereich der Öffnung 5 der Maske 4 entfernt werden. Das Halbleiterma¬ terial kann z. B. mittels DRIE (deep reactive ion etching) entfernt werden. Die Figur 3 zeigt die Anordnung gemäß Figur 2 nach dem Ätzen des Kontaktlochs 6. Das Kontaktloch 6 reicht durch das Zwi¬ schenmetalldielektrikum 2 und das Substrat 1 hindurch bis auf das Basissubstrat 10. Es ist in diesem Verfahrensschritt nicht erforderlich, eine Oberseite der Anschussmetallebene 3 bereits freizulegen; die Anschlussmetallebene 3 kann vielmehr in elektrisch isolierendem Material des Basissubstrats 10 vergraben sein. Es ist zweckmäßig, wenn zunächst ein Spacer auf der Seitenwand des Kontaktlochs 6 hergestellt wird, mit dem das Halbleitermaterial des Substrats 1 elektrisch iso- liert wird.
Die Figur 4 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 3 nach dem Aufbringen eines elektrisch isolierenden Materials 7, das für den Spacer vorgesehen ist und ganzflächig konform aufgebracht wird. Dieses elektrisch isolierende Material 7 wird dann anisotrop rückgeätzt, um den Spacer zu bilden. Das elektrisch isolierende Material 7 kann z. B. ein Oxid des Halbleiterma¬ terials, insbesondere Siliziumdioxid, sein, das mit dafür üblichen Verfahren geätzt werden kann.
Die Figur 5 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 4 nach dem Herstellen des Spacers 8, der die Seitenwand des Kontaktlochs 6 bedeckt. Das in dem Kontaktloch 6 zuvor freiliegende Halb¬ leitermaterial des Substrats 1 ist jetzt von dem Spacer 8
bedeckt, so dass das Halbleitermaterial zum Inneren des Kon¬ taktlochs 6 hin elektrisch isoliert ist. Im Zuge der Spacer- Ätzung wurden die oberseitigen, von dem Substrat 1 abgewandten Kontaktflächen 19 der obersten Metallebene 24 sowie eine dem Substrat 1 zugewandte Kontaktfläche 9 auf der Oberseite der Anschlussmetallebene 3 des Basissubstrats 10 freigelegt. Die Kontaktflächen 9, 19 sollen mittels einer Durchkontaktie- rung miteinander verbunden werden. Die Figur 6 zeigt den Querschnitt gemäß Figur 5 nach dem
Aufbringen einer Metallisierung 11. Die Metallisierung 11 ist ein elektrisch leitfähiges Material und kann insbesondere Wolfram aufweisen. Es ist vorteilhaft, wenn vor dem Aufbringen des Wolframs - z. B. mittels CVD (chemical vapor deposi- tion) - eine dünne Ti/TiN-Schicht aufgebracht wird, die als Kontaktschicht und/oder Diffusionsbarriere vorgesehen sein kann. Mit der Metallisierung 11 werden ein Anschlusskontakt 12 auf der Kontaktfläche 9 der Anschlussmetallebene 3, eine vertikale Durchkontaktierung 13 auf der Seitenwand des Kon- taktlochs 6 sowie die Anschlusskontakte 20 auf den Kontakt¬ flächen 19 der obersten Metallebene 24 gebildet. Die Durchkontaktierung 13 ist durch den Spacer 8 von dem Halbleitermaterial des Substrats 1 elektrisch isoliert. Die Metallisie¬ rung 11 kann dann nach Bedarf mittels einer weiteren Maske auf der Oberseite des Bauelements z. B. in Leiterbahnen strukturiert werden.
Die Figur 7 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 6 nach dem Aufbringen einer Maske 14, die z. B. mittels des Verfahrens des Spray-Coating hergestellt werden kann. Diese Maske 14 kann bei dem beschriebenen Verfahren so optimiert werden, dass eine optimale Kantenbedeckung der Metallisierung 11 erreicht wird. Die Metallisierung 11 bleibt unter der Maske 14 unversehrt erhalten. Die nicht von der Maske 14 bedeckten
Anteile der Metallisierung können entfernt werden, um auf diese Weise die Metallisierung 11 auf der Oberseite des Bau¬ elements geeignet zu strukturieren. Die Figur 8 zeigt den Querschnitt der Figur 7 nach dem Strukturieren der Metallisierung 11 und dem Entfernen der Maske 14. Die beschriebene Prozessfolge hat insbesondere den Vor¬ teil, dass sämtliche Metallebenen 21, 22, 23, 24 einschlie߬ lich der obersten Metallebene 24 (top metal) bereits in der gewünschten Weise strukturiert sind, bevor die Metallisierung 11 für die Durchkontaktierung 13 aufgebracht und strukturiert wird. Es ist daher nicht erforderlich, eine oberste Metall¬ ebene nachträglich zu strukturieren, wenn bereits die Metallisierung der Durchkontaktierung hergestellt ist. Probleme, die sich im Zusammenhang mit einer aufwändigen Maskentechnik stellen, werden auf diese Weise umgangen. Das Spray-Coating- Verfahren, dessen Anwendung durch das Kontaktloch relativ großen Durchmessers bedingt ist, kann bei dem beschriebenen Verfahren auf einfachere Weise angewendet werden, was insbe- sondere auch im Hinblick auf weitere auf demselben Substrat hergestellte Bauelemente von Vorteil ist.
Die Figur 9 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 1 für ein Ausführungsbeispiel, bei dem die oberste Metallebene 24 nicht auf dem Zwischenmetalldielektrikum 2, sondern in dem Zwi- schenmetalldielektrikum 2 angeordnet ist. Zur Oberseite des Bauelements führt mindestens eine vertikale leitende Verbin¬ dung 15, die einen strukturierten Anteil einer der Metallebenen - in dem dargestellten Beispiel der obersten Metallebene 24 - kontaktiert. Die vertikale leitende Verbindung 15 ist bei bevorzugten Ausführungsbeispielen Wolfram. Die übrigen Komponenten dieses Ausführungsbeispiels entsprechen den in der Figur 1 dargestellten Komponenten und sind mit denselben Bezugszeichen versehen.
Die Figur 10 zeigt einen Querschnitt gemäß der Figur 2 für den entsprechenden weiteren Verfahrensschritt, in dem eine Maske 4 mit einer Öffnung 5 dafür verwendet wird, eine Öff¬ nung in dem Zwischenmetalldielektrikum 2 herzustellen. Der Bereich der herzustellenden Öffnung ist in der Figur 10 mit den vertikalen gestrichelten Linien angedeutet.
Die Figur 11 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 10 für ein Zwischenprodukt nach dem Herstellen einer Öffnung 25 in dem Zwischenmetalldielektrikum 2. Dieser Verfahrensschritt endet, wenn das Halbleitermaterial des Substrats 1 freigelegt ist. Falls das Halbleitermaterial Silizium und das Zwischenmetall¬ dielektrikum 2 Siliziumdioxid ist, wird die Öffnung 25 mit einem üblichen Ätzverfahren hergestellt, mit dem Siliziumdi- oxid selektiv bezüglich Silizium entfernt werden kann.
Die Figur 12 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 11, nachdem die Öffnung der Maske 4 vergrößert worden ist oder eine wei¬ tere Maske 4 mit einer größeren Öffnung aufgebracht worden ist. Die Maske 4 besitzt daher an der oberen Kante der Öff¬ nung 25 einen Rücksprung 16, so dass das Zwischenmetall¬ dielektrikum 2 an den Rändern der Öffnung 25 auch oberseitig freigelegt ist. Das Zwischenmetalldielektrikum 2 wird jetzt als Hartmaske für das Ätzen des Halbleitermaterials, z. B. mittels DRIE, verwendet.
Die Figur 13 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 12 nach dem Herstellen des Kontaktlochs 6. Da die Maske 4 das Zwischenme¬ talldielektrikum 2 oberseitig nicht vollständig bedeckt, wird beim Ätzen des Kontaktlochs 6 auch ein Schichtanteil des
Zwischenmetalldielektrikums 2 an den Rändern des Kontaktlochs 6 abgetragen, so dass die in der Figur 13 eingezeichnete Stufe 17 entsteht. Die Stufe 17 kann so gebildet werden, dass die obere Metallebene 24 vollständig von dem Zwischenmetall-
dielektrikum 2 bedeckt bleibt, wie in der Figur 13 gezeigt ist. Statt dessen ist es aber auch möglich, bereits so viel von dem Zwischenmetalldielektrikum 2 abzutragen, dass eine von dem Substrat 1 abgewandte Kontaktfläche der obersten Metallebene 24 freigelegt wird. Im Folgenden wird die erste Möglichkeit anhand der Figuren 14 bis 16 weiter beschrieben.
Die Figur 14 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 13 nach dem Aufbringen eines für einen Spacer vorgesehenen elektrisch isolierenden Materials 7 und entspricht somit dem Querschnitt der Figur 4. Auch bei diesem Ausführungsbeispiel wird das elektrisch isolierende Material 7 konform aufgebracht, so dass die Kanten einschließlich der Stufe 17 bedeckt sind. Die Figur 15 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 14 nach einem anisotropen Rückätzen des elektrisch isolierenden Materials 7, von dem ein Spacer 8 an der Seitenwand des Kontakt¬ lochs 6 und ein weitere Spacer 18 am Rand der Stufe 17 stehen bleiben. Bei dem Rückätzen des elektrisch isolierenden Mate- rials 7 wird das Zwischenmetalldielektrikum 2 soweit abgetragen, dass im Bereich der Stufe 17 die Kontaktfläche 19 auf der von dem Substrat 1 abgewandten Oberseite der oberste Metallebene 24 freigelegt wird. Hierfür ist es besonders zweckmäßig, wenn sowohl das Material des Zwischenmetall- dielektrikums 2 als auch das elektrisch isolierende Material 7, das für den Spacer 8 vorgesehen wird, Siliziumdioxid ist. Auch in dieser Variante des Verfahrens wird vorzugsweise mit dem Spacer-Ätzen die Kontaktfläche 9 auf der Anschlussmetall¬ ebene 3 freigelegt. Bei dem in der Figur 15 dargestellten Zwischenprodukt sind somit entsprechend dem Zwischenprodukt gemäß der Figur 5 die dem Substrat zugewandte Kontaktfläche 9 der Anschlussmetallebene 3 und die von dem Substrat 1 abge¬ wandte Kontaktfläche 19 der obersten Metallebene 24 freige¬ legt .
Die Figur 16 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 15 nach dem Aufbringen der Metallisierung 11, die auch in diesem Ausführungsbeispiel im Wesentlichen aus Wolfram gebildet sein kann. Es kann wie bei dem zuvor beschriebenen Ausführungsbeispiel eine Basismetallisierung aus Ti/TiN vorgesehen werden. Die Metallisierung 11 bildet den Anschlusskontakt 12 auf der Kontaktfläche der Anschlussmetallebene 3, die Durchkontaktie- rung 13 sowie Anschlusskontakte 20 auf der Kontaktfläche 19 der Metallebene 24 und direkt auf der vertikalen leitenden Verbindung 15, das heißt, ohne dass eine Anschlusskontakt¬ schicht oder ein Kontaktpad zwischen der Metallisierung 11 und der vertikalen leitenden Verbindung 15 vorgesehen wird. Anschlusskontakte 20 auf der Kontaktfläche 19 oder auf verti¬ kalen leitenden Verbindungen 15 können unabhängig voneinander einzeln oder gemeinsam in beliebiger Anzahl vorgesehen werden. Die Anschlusskontakte 12, 20 sind über die vertikale Durchkontaktierung 13 miteinander verbunden. Es kann jetzt mittels des Spray-Coating-Verfahrens eine weitere Maske 14 aufgebracht werden, mit der die Metallisierung 11 struktu- riert werden kann.
Die Figur 17 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 16 nach dem Herstellen der Maske 14, die die Metallisierung 11 vorzugsweise soweit bedeckt, dass der gesamte in dem Kontaktloch 6 vorhandene Anteil der Metallisierung 11 bei dem nachfolgenden Strukturierungsschritt unversehrt bleibt. Die von der Maske 14 nicht bedeckten Anteile der Metallisierung 11 können jetzt entfernt werden. Die Figur 18 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 17 nach dem Strukturieren der Metallisierung 11 und nach dem Entfernen der Maske 14. Der wesentliche Unterschied zwischen den Figu¬ ren 8 und 18 ist die Ausgestaltung der oberen Anschlusskontakte 20, die die Durchkontaktierung 13 mit der oberen Me-
tallebene 24 verbinden. Die dargestellten Anschlusskontakte 20 können unabhängig voneinander vorgesehen werden. Es kann zum Beispiel nur ein Anschlusskontakt auf einer Kontaktfläche gebildet werden oder nur ein Anschlusskontakt auf einer ver- tikalen leitenden Verbindung, die durch das Zwischenmetall- dielektrikum zur Oberseite führt. Statt dessen können von den beiden beschriebenen Typen von Anschlusskontakten jeweils mehrere Anschlusskontakte vorgesehen werden. Die Figur 19 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 16 für ein weiteres Ausführungsbeispiel, bei dem die oberste Metallebene 23 die vorletzte, beispielsweise die dritte, Metallebene ist, die für die auf dem Substrat 1 integrierten Bauelemente vor¬ gesehen ist. In der Figur 19 sind die Metallebenen 21, 22, 23, die beliebig strukturiert und über vertikale leitende
Verbindungen miteinander verbunden sein können, jeweils durch einzelne Anteile schematisch repräsentiert. Eine vertikale leitende Verbindung 15, die vorzugsweise Wolfram ist, befin¬ det sich bei diesem Ausführungsbeispiel auf der oberen Me- tallebene 23. Es können weitere vertikale leitende Verbindun¬ gen vorgesehen sein, die verschiedene Anteile der Metallebe¬ nen 21, 22, 23 untereinander verbinden. Die mit den Metallebenen 21, 22, 23 und vertikalen leitenden Verbindungen gebildete Verdrahtung kann unterschiedlich ausgebildet sein, unabhängig von der Herstellung der Durchkontaktierung . Die
Metallisierung 11 bildet Anschlusskontakte 20 auf einer Kontaktfläche der Metallebene 23 und direkt auf der vertikalen leitenden Verbindung 15. Anschlusskontakte 20 auf der Kontaktfläche 19 oder auf vertikalen leitenden Verbindungen 15 können auch bei Ausführungsbeispielen gemäß der Figur 19 unabhängig voneinander einzeln oder gemeinsam in beliebiger Anzahl vorgesehen werden.
Die Figur 20 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 19 nach dem Aufbringen einer weiteren Metallebene 26. Anteile der weiteren Metallebene 26 befinden sich jetzt auf den horizontalen Oberflächen der Metallisierung 11.
Die Figur 21 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 20 nach dem Herstellen einer weiteren Maske 14, die Bereiche der Metallisierung 11 und der weiteren Metallebene 26 abdeckt und dabei insbesondere den in dem Kontaktloch vorhandenen Anteil der Metallisierung 11 bedeckt. Die Maske 14 wird zur gleicharti¬ gen und gemeinsamen Strukturierung der Metallisierung 11 und der weiteren Metallebene 26 verwendet.
Die Figur 22 zeigt einen Querschnitt gemäß Figur 21 nach dem gemeinsamen Strukturieren der Metallisierung 11 und der weiteren Metallebene 26 und nach dem Entfernen der Maske 14. Die weitere Metallebene 26 verstärkt die oberseitigen Anteile der Metallisierung 11. Das anhand von Ausführungsbeispielen beschriebene Verfahren vereinfacht die Anwendung des wegen des relativ großen Kontaktlochs eingesetzten Spray-Coating-Verfahrens , bei dem Probleme auftreten, wenn eine Metallebene strukturiert werden muss, die erst nach dem Herstellen der für die Durchkontak- tierung vorgesehenen Metallisierung aufgebracht worden ist. Bei dem hier beschriebenen Verfahren wird der Anschlusskontakt für den oberseitigen Anschluss der Durchkontaktierung auf einer Metallebene hergestellt, die bereits vor dem Auf¬ bringen der Metallisierung der Durchkontaktierung struktu- riert worden ist. Die Spray-Coating-Maske kann daher einfacher ausgebildet werden, und die mit dem Spray-Coating- Verfahren verbundenen Probleme werden vermindert, weil mit der Spray-Coating-Maske nur noch die vergleichsweise grobe
oberseitige Strukturierung der für die Durchkontaktierung vorgesehenen Metallisierung erfolgt.
Bezugs zeichenliste
1 Substrat
2 Zwischenmetalldielektrikum
3 Anschlussmetallebene
4 Maske
5 Öffnung
6 Kontaktloch
7 elektrisch isolierendes Material
8 Spacer
9 Kontaktfläche
10 Basissubstrat
11 Metallisierung
12 Anschlusskontakt
13 Du chkontaktierung
14 Maske
15 vertikale leitende Verbindung
16 Rücksprung
17 Stufe
18 weiterer Spacer
19 Kontaktfläche
20 Anschlusskontakt
21 Metallebene
22 Metallebene
23 Metallebene
24 Metallebene
25 Öffnung
26 weitere Metallebene