专利名称：溅射金属汽相淀积期间的冷凝物声流的制作方法
背景技术：
本发明总的涉及用于制作半导体集成电路的技术。
在许多情况下，在制造半导体集成电路期间，在基片上形成通孔，沟槽或其他开孔。然后希望在这些开孔中填充以金属。可能很难使得金属材料完全填充开孔，这取决于开孔的尺寸。这可能有多种原因。一个可能的解释是由于表面张力和毛细作用力的有害的影响。
在某些情形下，气泡或空穴往往会形成在金属填充的通孔或沟槽内。因此，表面张力和毛细作用力的存在会导致气穴，这又造成沟槽或通孔的不完全的填充。这种带有气穴的填充的沟槽或通孔造成低质量的电接触，以及被称为夹断的沟槽或通孔。
因此，需要一种改进金属填充开孔的方法
图1是按照本发明的一个实施例的物理汽相淀积室的示意图；图2是按照本发明的一个实施例的填充沟槽或通孔时的初始步骤；以及图3是按照本发明的一个实施例的在经过以后的处理后的图2的结构。
具体实施例方式
被形成在半导体晶片上的具有高的纵横比的通孔和沟槽很难不夹断地被填充。纵横比是沟槽、通孔或开孔的垂直深度与它的最小的水平宽度的比值。按照本发明的某些实施例，溅射金属物理汽相淀积(PVD)可被利用来填充高纵横比的开孔。
通常，沟槽、通孔、或其他开孔被填充以被称为冷凝物的准液态的金属。由于把声能加到晶片上，表面张力和毛细作用力的影响可被减小。结果，在某些实施例中可以得到具有相对较高的纵横比的无缝隙的金属结构。
参照图1，物理汽相淀积室10可包括被安装在台板18上的换能器14上的晶片16。在某些实施例中，晶片16可以靠静电保持在换能器14上。换能器14可以是单独的层或可以嵌入台板18。
换能器14可以应用声能，诸如频率范围为约10到约2000kHz、功耗约每平方厘米1到10W的兆赫级超声波(megasonic)能。在一个实施例中，换能器14可以是多个压电驱动器。
晶片16被保持在外壳12的真空内。在区域30中建立等离子体。从气体入口22引入适当种类的气体，并且气体从气体出口24被抽出，保持真空。靶20可以接地，以及在某些实施例中可以提供密间隔屏26。
溅射不是化学过程，而实际上是基于动量的过程。汽相淀积室12可以包括要被淀积的想要的填充材料的固体板形式的靶20。氩气从入口22引入，被电离成具有正电荷。带正电荷的氩离子向接地的靶20加速。这些离子撞击在靶20上，从靶20打出粒子，粒子然后在外壳12内散布。某些散布的粒子停留在晶片16上。
因此，材料被溅射到晶片16上，而不用化学处理过程。物理汽相淀积的使用可应用于各种各样的材料。
落在晶片16上形成金属冷凝物的材料基本上处在准液态。换能器14负责把声能通过晶片16施加到冷凝物上以产生晶片16上形成的开孔的无间隙金属填充。结果，在某些实施例中，通过使用任何的各种各样的原始金属以相对较低的温度达到高纵横比的通孔或沟槽的非常完全的填充。
参照图2，在一个实施例中，晶片16可被放置在换能器14上。晶片16可包括多个通孔、沟槽或开孔26，每个可以填充以冷凝物28。通过把声能直接加到晶片上获得的搅动作用下完全填充后，结构可被抛光，例如使用化学机械抛光(CMP)，达到图3所示的平面结构。直接施加声能，应该是指把能量施加到与所述晶片一体的或物理地耦合的固体结构上。
在本发明的某些实施例中，当金属冷凝物28溅射到晶片16时，一与晶片16接触就立即受到声流的作用。声流是声能加到基本上形成的准液态冷凝物28的结果。这具有减小气泡和允许填充甚至更小尺寸的通孔和沟槽的效果。
虽然本发明是对于有限的数目的实施例描述的，但本领域技术人员将会看到由此作出的许多修正和变化。因此，附属权利要求打算覆盖属于本发明的精神和范围内的所有的这样的修正和变化。
权利要求
1.一种方法，包括使用物理汽相淀积，把金属溅射到半导体晶片的开孔中；以及在所述金属被溅射到所述晶片开孔中时把声能直接施加到晶片上。
2.权利要求1的方法，包括施加范围为约10到约2000kHz的声能。
3.权利要求2的方法，包括功耗约为每平方厘米1到10瓦。
4.权利要求1的方法，包括使用被耦合到所述晶片的换能器，把声能直接施加到晶片上。
5.权利要求1的方法，包括把金属溅射到所述开孔中。
6.权利要求1的方法，包括使用真空淀积室来淀积所述金属。
7.一种方法，包括把溅射金属置于在被形成在半导体晶片上的开孔中；在所述溅射淀积期间在所述晶片周围建立真空；以及在所述金属被溅射到所述晶片开孔中时把声能直接施加到所述晶片上。
8.权利要求7的方法，包括施加范围为约10到约2000kHz的声能。
9.权利要求8的方法，包括功耗约为每平方厘米1到10瓦。
10.权利要求7的方法，包括使用被耦合到所述晶片的换能器，把声能直接施加到晶片上。
11.权利要求7的方法，包括把金属溅射到所述开孔中。
12.权利要求7的方法，包括把换能器固定在所述晶片上，以将声能直接生成在所述晶片上。
13.权利要求7的方法，包括用金属填充沟槽。
14.权利要求7的方法，包括用金属填充通孔。
15.一种方法，包括形成真空；把金属冷凝物淀积在位于所述真空内被形成在半导体衬底上的开孔中；以及在所述冷凝物被淀积到所述开孔时使用声能扰动所述晶片。
16.权利要求15的方法，包括在淀积所述冷凝物后将所述结构平面化。
17.权利要求15的方法，包括使用超声波或兆赫级超声波能量直接加到所述晶片。
18.权利要求15的方法，包括把声能施加到晶片本身。
19.权利要求15的方法，包括把声能施加到物理上耦合到所述晶片的固体结构上。
20.权利要求19的方法，包括把声能换能器耦合到所述晶片。
全文摘要
通过使用在真空下的物理汽相淀积室，可以把金属淀积到沟槽、通孔和其他晶片开孔中。声能可以直接加到具有要填充的开孔的晶片上。结果，可以减小或消除开孔的夹断。
文档编号H01L21/285GK1692490SQ200380100199
公开日2005年11月2日 申请日期2003年12月18日 优先权日2003年3月6日
发明者J·布拉斯克, M·多茨, R·小图尔科特 申请人:英特尔公司