專利名稱：：導(dǎo)電通孔的形成的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及半導(dǎo)體，更具體地，涉及用于這樣的裝置的導(dǎo)電通路。
背景技術(shù)：
：如果籽晶層中存在微空隙或完全空隙，但底層擴(kuò)散阻隔材料是導(dǎo)電的，則在電鍍敷過程中，某些區(qū)域(即被籽晶涂覆的區(qū)域)將被鍍敷，而其他區(qū)域不被鍍敷。結(jié)果被鍍敷區(qū)域包圍未被鍍敷區(qū)域。例如，由圖1可見，籽晶被沉積在通孔的最底部的位置處(因為他們面對通孔頂部的開口，但是在最靠近底部的通孔的側(cè)上沒有籽晶)。結(jié)果，在電鍍敷之后，在通孔的底部和側(cè)上更高處、但不在靠近通孔底部的側(cè)上，存在發(fā)生電鍍的區(qū)域。產(chǎn)生該情形是因為穿過底層擴(kuò)散阻隔材料到用于電鍍敷的最底部銅籽晶層存在電導(dǎo)率，但是在上述區(qū)域，既沒有籽晶層，也沒有在插入電鍍敷池時被刻蝕去除的薄籽晶層。在任一情況下，結(jié)果都不令人滿意。我們已研制出產(chǎn)生導(dǎo)電的、高深寬比的通孔的方法，該方法保證被沉積的籽晶具有足夠的厚度以保證在初始插入到電鍍敷池的過程中發(fā)生的任何刻蝕都不會產(chǎn)生沒有籽晶層的區(qū)域。此外，我們已研制出產(chǎn)生導(dǎo)電的、高深寬比通孔的方法，如果在被沉積的籽晶層中存在空隙，則該方法保證這些空隙在電鍍敷之前被"修補(bǔ)"。而且，我們已研制出實現(xiàn)上述之一或兩者而不利用擴(kuò)散阻隔層或絕緣(如絕緣體)層的作用的方法。綜上所述，本技術(shù)的一個方面涉及首先使用沉積技術(shù)將導(dǎo)電材料作為籽晶層沉積到在材料中形成的通孔中。然后，通過無電鍍敷籽晶層而無需在形成通孔和產(chǎn)生增厚層之間在通孔內(nèi)執(zhí)行任何活化處理，在籽晶層的頂部產(chǎn)生增厚層。然后，將導(dǎo)體金屬電鍍敷到增厚層上直到在通孔內(nèi)被增厚層限定的體積被導(dǎo)體金屬填充。圖2是具有一組存在完全空隙的通孔半導(dǎo)體晶片剖面的放大照片；圖5A以極為簡化的形式圖示在利用濺射沉積已經(jīng)使可選的擴(kuò)散阻隔物沉積在圖4A的通孔的絕緣體上之后的深寬比通孔；圖6A至圖6C以極為簡化的形式圖示在利用沉積處理已經(jīng)使籽晶層沉積在通孔內(nèi)的各個內(nèi)表面上之后的高深寬比通孔；圖8A至圖8C以極為簡化的形式圖示在完成電鍍敷之后的高深寬比通孔。具體實施例方式序列號為11/329,481，11/329,506，11/329,539，11/329,540，11/329,556，11/329,557，11/329,558，11/329,574，11/329,575，11/329,576，11/329,873，11/329,874，11/329,875，11/329,883，11/329,885，11/329,886，11/329,887，11/329,952，11/329,953，11/329,955，11/330,011和11/422,551的美國專利申請通過引用結(jié)合在本文中，說明各種用于在半導(dǎo)體晶片中形成小而深的通孔和用于半導(dǎo)體晶片的電觸點的技術(shù)。我們的技術(shù)允許以之前在芯片、管芯或晶片尺寸上無法獲得的密度和布局產(chǎn)生導(dǎo)電通孔。有利地，我們的方法是通用的，因為它可以被用于直徑如4ym同樣小或更小的通孔，雖然典型的直徑范圍是15ym以下，在某些情況下是7ym以下，并且還有的在其他情況下，um以下，并且典型地，在50um深與大約130un^之間(對于直徑在大約4um和5um之間)，50nm深和大約130um深之間。以下表l舉例說明本方法最有益的期望的典型范圍組合。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>圖3A、3B和3C的每一個以極為簡化的形式圖示表1記錄的典型尺寸的高深寬比通孔302、304、306，使用以上被結(jié)合的申請中所述的方法或其它諸如激光打孔的任意方法，在例如三個不同半導(dǎo)體材料的塊300A、300B、300C中形成高深寬比通孔302、304、306。這是本技術(shù)的起點。0027]可選地，在使用半導(dǎo)體材料并且通孔中的導(dǎo)體不與該半導(dǎo)體材料短接的情況下，本方法開始于用絕緣體或電介質(zhì)材料的薄層涂覆通孔的內(nèi)表面。0028j圖4A以極為簡化的形式圖示在該可選步驟的絕緣體402已被施加到通孔的內(nèi)表面308之后的高深寬比通孔300A。圖4B和圖4C與圖3A至圖3C—致，因為它們的變形例不涉及該可選處理步驟的使用。0029可選地，接下來擴(kuò)散阻隔物500(如果期望或必須)通過沉積被施加在絕緣體402(如果存在)的頂部或內(nèi)表面308(如果不存在絕緣體)。圖5B以極為簡化的形式圖示在利用濺射沉積已經(jīng)使可選的擴(kuò)散阻隔物500沉積在圖4B的通孔的內(nèi)表面308上之后的高深寬比通孔。注意，在某些變形例中，例如由于深度，擴(kuò)散阻隔物500可以具有類似于在籽晶層上發(fā)生的分布(例如不連續(xù)、稀疏等)。但是，只要后續(xù)步驟可以將擴(kuò)散阻隔物500連接到通孔的底部，在擴(kuò)散阻隔物500中的不連續(xù)的類型都不重要，厚度和強(qiáng)度也不重要。使用適合于具體材料的已知技術(shù)，無電鍍敷以被控制的方式被執(zhí)行，直到增厚層至少大約為50納米("nm")厚，但是典型地大于250nm，并且在某些變形例中，增厚層的厚度大約與在底層沉積的籽晶層中的間隙的寬度同樣大。換句話說，理想的范圍在大約50nm和大約籽晶跨距中的最寬間隙的厚度之間，高點是實際的有益值而沒有限制。通過這樣做，增厚層有利地累積籽晶的薄區(qū)域，允許籽晶層中的間斷或間隙通過他們之間的"短路"被"橋接"，或間斷和間隙兩者都被橋接。在這種方式中，通孔中的金屬始終足夠厚以致晶片初始插入到電鍍敷池中將不會刻蝕掉通孔某些區(qū)域中的全部金屬，并且保證在通孔內(nèi)存在連續(xù)涂覆，將在增厚層的頂部發(fā)生的電鍍敷不會在該通孔中圍成或產(chǎn)生空隙。[0038圖7A至圖7C已極為簡化的形式圖示在增厚層703、704、706已被無電鍍敷在各if晶層上之后的高深寬比通孔。0039注意，在圖7A中，靠近通孔底部的籽晶層的極薄區(qū)域610現(xiàn)在足夠厚以致將不會由于晶片初始插入到電鍍敷池而被移除。類似地，在圖7B中，阻止通孔底部短路的籽晶層610已從底部被連接到籽晶層。另夕卜，在圖7C中，籽晶層中的間斷或間隙612不再存在，因為他們已被橋接。因此應(yīng)理解本說明書(不包括附圖)僅是一些圖示實施例的代表。為方便讀者，上述說明集中在所有可能的實施例的代表性實例上，該實例提供本發(fā)明的原理。本說明書沒有試圖詳盡地列舉所有可能的變形例。沒有針對本發(fā)明的具體部分陳述替代實施例，或者未進(jìn)一步說明對于一部分可用的替代實施例對是的，都不被認(rèn)為是放棄那些替換實施例。本領(lǐng)域的一個普通技術(shù)人員將了解許多未說明的實施例結(jié)合了與本發(fā)明相同的原理和其他等同原理。權(quán)利要求1.一種按順序執(zhí)行的方法，其特征在于，所述方法包括a)使用沉積技術(shù)，將第一導(dǎo)電材料沉積到在材料中形成的通孔中，所述通孔在所述材料的表面具有比大約15μm小的直徑和比大約50μm大的深度，以便在所述通孔內(nèi)形成籽晶層；b)然后，通過用第二導(dǎo)電材料無電鍍敷所述籽晶層在所述籽晶層的頂部產(chǎn)生增厚層，而無需在形成所述通孔和產(chǎn)生所述增厚層之間在所述通孔內(nèi)執(zhí)行任何活化處理；c)然后，將導(dǎo)體金屬電鍍敷到所述增厚層上直到在所述通孔內(nèi)被所述增厚層限定的體積被所述導(dǎo)體金屬填充滿。2.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述第一和第二導(dǎo)電材料是相同的。3.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述第一導(dǎo)電材料是合金且所述第二導(dǎo)電材料是所述合金的組分。4.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述第二導(dǎo)電材料是合金且所述第一導(dǎo)電材料是所述合金的組分。5.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在執(zhí)行a)之前，將絕緣材料沉積到所述通孔的內(nèi)表面上。6.如權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，執(zhí)行產(chǎn)生所述增厚層直到所述增厚層至少約為50nm厚。7.如權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在執(zhí)行a)之前，將擴(kuò)散阻隔材料沉積到所述絕緣材料上。8.如權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，執(zhí)行產(chǎn)生所述增厚層直到所述增厚層至少約為50nm厚。9.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，進(jìn)一步包括在執(zhí)行a)之前，將擴(kuò)散阻隔材料沉積到所述通孔的內(nèi)表面上。10.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，執(zhí)行產(chǎn)生所述增厚層直到所述增厚層至少約為50nm厚。11.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述籽晶層包括銅。12.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述籽晶層包括以下至少一個金、鎢、鎳、鋁、和金、鎢、鎳或鋁的合金。13.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，在所述材料的表面處的直徑比大約7pm小。14.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在所述材料的表面處的直徑比大約5um小。15.如權(quán)利要求13所述的方法，其特征在于，在所述材料的表面處的直徑比大約4um小。16.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述通孔的深度比大約75ym大。17.如權(quán)利要求16所述的方法，其特征在于，所述通孔的深度比大約130jim大。18.如權(quán)利要求l所述的方法，其特征在于，所述通孔具有大約10:1或更大的深寬比。19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述深寬比在大約10:1與大約20:1之間。20.如權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述通孔具有大約20:1或更大的深寬比。全文摘要一種方法涉及使用沉積技術(shù)將第一導(dǎo)電材料沉積到在材料中形成的通孔中，該通孔在該材料的表面處具有比大約10μm小的直徑和比大約50μm大的深度，以在通孔內(nèi)形成籽晶層，然后通過用第二導(dǎo)電材料電鍍敷該籽晶層而無需在形成該通孔和產(chǎn)生該增厚層之間在該通孔內(nèi)執(zhí)行任何活化處理，在該籽晶層的頂部產(chǎn)生增厚層，并且然后將導(dǎo)電金屬電鍍到該增厚層上直到在該通孔內(nèi)被該增厚層所限定的體積被蓋導(dǎo)電金屬填充。文檔編號C23C18/16GK101663418SQ200880012984公開日2010年3月3日申請日期2008年6月19日優(yōu)先權(quán)日2007年4月23日發(fā)明者約翰·特雷扎申請人:丘費爾資產(chǎn)股份有限公司