在具有大的高宽比的亚微米孔及线路中形成衬垫的方法技术

一种在具有大的高宽比的亚微米孔及线路中形成衬垫的方法包括下列步骤：通过准直器把难熔金属或合金在散射淀积占优势的气压下溅射到介质中具有大的高宽比的亚微米孔或线路中，以形成一个共形涂覆层，即衬垫。（*该技术在2013年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术一般涉及连接衬底上，诸如半导体上的电路与相应的封装件的导电线路与通路的制法，尤其涉及采用物理汽相淀积(PVD)法淀积低阻金属和化学汽相淀积(CVD)法淀积难熔金属的组合在具有大的高宽比的亚微米孔及线路中形成衬垫的方法。本专利技术特别适用于亚微米电路的制作。低阻金属，诸如铝和铜以及它们的二元或三元的合金已广泛用于半导体制作的细线互连。细线互连金属的典型例子包括AlxCuy，其中x与y之和等于1，且x与y都大于或等于0而又小于或等于1，三元合金，如Al-Pd-Cu、Al-Pd-Nb及Al-Cu-Si和其它以低阻金属为基的合金。如今要强调的是随着超大规模集成(VLSI)电路制作的线条宽度的尺寸按比例缩小，已经带来包括不适当的绝缘、电迁移及平面化方面的可靠性问题。Ahn等人在IBM技术公开公报(Vol、33，No.5，Oct，1990，pp.217-218)上披露了用WF6和SiH4的含氢混合物选择性淀积制造包覆以钨的铜导体与通孔。密封了的互连线，像Ahn等人做的那样，具有很高的抗电迁移能力，并且选用晶粒尺寸小的钨膜，以减小反射率，因而增强光刻设备聚焦的能力与光刻胶的解象能力本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在具有大的高宽比的亚微米孔及线路中形成衬垫的方法，包括下列步骤： 通过准直器把难熔金属或合金在散射淀积占优势的气压下溅射到介质中具有大的高宽比的亚微米孔或线路中，以形成一个共形涂覆层，即衬垫。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】US 1992-2-26 8419671.一种在具有大的高宽比的亚微米孔及线路中形成衬垫的方法，包括下列步骤通过准直器把难熔金属或合金在散射淀积占优势的气压下溅射到介质中具有大的高宽比的亚微米孔或线路中，以形成一个共形涂覆层，即衬垫。2.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述共形涂覆层要被淀积到衬垫的厚度足以增进其与随后将要淀积在所述衬垫上的化学汽相淀积得到的金属的粘结。3.如权利要求1所述的方法，其特征在于所述孔或线路的高宽比大于2∶1，所述准直器的高宽比大于1∶1，以及所述气压大于1毫乇。4.一种在具有大的高宽比的亚微米孔及线路中形成衬垫的方法，包括下列步骤通过准直器把难熔金属或合金在定向淀积占优势的气压下溅射到介质中具有大的高宽比的亚微米孔或线路中，以在所述大高宽比的亚微米孔或线路中形成共形的第一层，以及通过准直器把难熔金属或合金在散射淀积占优势的气压下溅射到所述介质中具有大的高宽比的亚微米孔或线路中、覆盖在所述第一层之上。5.如权利要求4所述的方法，其特征在于在两个溅射步骤中使用同样的准直器，所述第一溅射步骤在气压低于1毫乇下进行，而所述第二溅射步骤在气压高于1毫乇下进行。6.如权利要求4所述的方法，其特征在于选择所述第二溅射步骤中溅射的难熔金属来阻挡铜及其合金的扩散。7.一种在衬底上形成金属化线路和通路的方法，包括下列步骤在位于衬底上的介质中形成一窗口，所述窗口具有顶部及底部；将第一难熔金属或合金淀积在所述介质的上表面和所述窗口的底部；将一种低电阻率金属或合金淀积在所述介质的上表面和所述窗口的底部之上的所述难熔金属的上面，直至一低于所述窗口的顶部的位置；将第二难熔金属或合金淀积在所述介质的上表面和所述窗口底部的所述难熔金属或合金上面的所述低电阻率金属或合金之上；以及从所述介质的顶部所有各处除去所述第一难熔金属或合金或化合物、所述低电阻率金属或合金，以及所述第二难熔金属或合金，从而生成一种平面结构，该结构包括具有由所述介质平整化了的一种难熔金属或合金盖住的低电阻率金属或合金的金属化部位，所述难熔金属或合金在所述低电阻率金属或合金未熔化的温度下加于所述低电阻率金属或合金上，所述低电阻率金属或合金被密封在所述窗口内，以及与所述窗口的所述侧壁共形地形成一个衬垫。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述淀积低电阻率金属或合金的步骤是用物理汽相淀积实现的，而所述淀积第二难熔金属或合金的步骤是用化学汽相淀积实现的。9.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述物理汽相淀积是通过蒸发法进行的，因此，所述窗口内的低电阻率金属或合金具有逐渐变细的侧壁，而所述第二难熔金属或合金填入所述衬垫和所述低电阻率金属或合金之间的区域内。10.如权利要求8所述的方法，其特征在于所述汽相淀积是通过准直溅射法进行的，因此所述低电阻率金属或合金填入所述窗口第一体积，而所述难熔金属或合金填入所述窗口内的第二体积，以产生所述的平面结构。11.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述淀积第二难熔金属的步骤是采用WF6的SiH4还原法通过钨的化学汽相淀积而进行的。12.如权利要求11所述的方法，其特征在于在所述用SiH4还原WF6之后再用H2还原WF6。13.如权利要求11所述的方法，其特征在于还包括改变SiH4与WF6之比的步骤，从而使所述钨的至少一个区域比另一个区域掺有更多的硅。14.如权利要求11所述的方法，其特征在于调节所述改变比率的步骤，在靠近所述金属化部分的所述表面的地方生成掺有较多硅的区域。15.如权利要求7所述的方法，其特征在于还包括淀积一增进粘结层的步骤，该步骤在淀积所述第一难熔金属或合金或化合物的步骤之后、但在所述淀积低电阻率金属或合金的步骤之前进行。16.如权利要求7所述的方法，其特征在于所述淀积第一难熔金属或合金或化合物的步骤是不用准直器、在低于1毫乇的气压下通过溅射而进行的，从而产生一个与所述窗口的所有内侧表面共形的衬垫。17.一种在衬底上形成金属化线路和通路的方法，包括下列步骤在位于衬底上的介质中形成一窗口，所述窗口具有顶部和底部；将第一难熔金属或合金淀积在所述介质的上表面和所述窗口的底部；将一种低电阻率金属或合金淀积在所述介质的上表面和所述窗口的底部之上的所述难熔金属或合金的上面，直至一低于所述窗口的顶部的位置；将第二难熔金属或合金淀积在所述介质的上表面和所述窗口底部的所述难熔金属或合金上面的所述低电阻率金属或合金之上；以及从所述介质的顶部所有各处除去所述第一难熔金属或合金或化合物、所述低电阻率金属或合金、以及所述第二难熔金属或合金，从而形成一种包括一金属化部位的平面结构，该金属化部位具有由被所述介质平整化了的难熔金属或合金盖住的低电阻率金属或合金，所述难熔金属或合金在所述低电阻率金属或合金未被熔化的温度下加于所述低电阻率金属或合金之上，其中，所述淀积所述第一难熔金属或合金或化合物的步骤是采用准直溅射实现的，并形成一个与所述窗口的所有内侧表面以及所述介质的上表面共形的衬垫。18.如权利要求17所述的方法，其特征在于所述准直溅射步骤是由下列步骤进行的通过准直器、在定向淀积占主导地位的气压下把所述难熔金属或合金或化合物的第一薄层溅射到所述窗口中；以及通过准直器、在散射溅射占主导地位的气压下把所述难熔金属或合金或化合物的第二薄层溅到所述窗口内、覆盖在所述第一薄层之上。19.如权利要求18所述的方法，其特征在于所述第一溅射步骤中的第一气压低于1毫乇，而所述第二溅射步骤中的第二气压高于1毫乇。20.如权利要求17所述的方法，其特征在于所述准直溅射是这样进行的通过一准直器、在散射淀积占优势的气压下把所述难熔金属或合金或化合物溅射到所述窗口内。21.如权利要求20所述的方法，其特征在于所述气压大于1毫乇。22.如权利要求17所述的方法，其特征在于所述淀积低电阻率金属或合金的步骤是采用物理汽相淀积法实现的，而所述淀积第二难熔金属或合金的步骤是采用化学汽相淀积法实现的。23.如权利要求22所述的方法，其特征在于所述物理汽相淀积为蒸发法，因此，所述窗口内的低电阻率金属或合金具有逐渐变细的侧壁，而所述第二难熔金属或合金填入所述衬垫和所述低电阻率金属或合金之间的区域内。24.如权利要求22所述的方法，其特征在于所述物理汽相淀积是采用准直溅射法进行的，因此，所述低电阻率金属或合金填入所述窗口的第一体积，而所述难熔金属或合金填入所述窗口内的第二体积，以产生所述的平面结构。25.一种在衬底上形成金属化线路和通路的方法，包括下列步骤在位于衬底上的介质中形成一窗口，所述窗口具有顶部和底部；将第一难熔金属或合金淀积在所述介质的上表面和所述窗口的底部；将一种低电阻率金属或合金淀积在所述介质的上表面和所述窗口的底部之上的所述难熔金属或合金的上面，直至一低于所述窗口的顶部的位置；将第二难熔金属或合金淀积在所述介质的上表面和所述窗口底部的所述难熔金属或合金上面的所述低电阻率金属或合金之上；以及从所述介质的顶部所有各处除去所述第一难熔金属或合金或化合物、所述低电阻率金属或合金、以及所述第二难熔金属或合金，从而形成一种包括一金属化部位的平面结构，该金属化部位具有由被所述介质平整化了的难熔金属或合金盖住的低电阻率金属或合金，所述难熔金属或合金在所述低电阻率金属或合金未熔化的温度下加...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷吉夫V乔西，杰罗姆J库欧莫，霍玛兹雅M达拉尔，路易斯L苏，
申请(专利权)人：国际商业机器公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]