专利名称：：导电通孔的形成的制作方法
技术领域：
：本发明涉及半导体，更具体地，涉及用于这样的装置的导电通路。
背景技术：
：如果籽晶层中存在微空隙或完全空隙，但底层扩散阻隔材料是导电的，则在电镀敷过程中，某些区域(即被籽晶涂覆的区域)将被镀敷，而其他区域不被镀敷。结果被镀敷区域包围未被镀敷区域。例如，由图1可见，籽晶被沉积在通孔的最底部的位置处(因为他们面对通孔顶部的开口，但是在最靠近底部的通孔的侧上没有籽晶)。结果，在电镀敷之后，在通孔的底部和侧上更高处、但不在靠近通孔底部的侧上，存在发生电镀的区域。产生该情形是因为穿过底层扩散阻隔材料到用于电镀敷的最底部铜籽晶层存在电导率，但是在上述区域，既没有籽晶层，也没有在插入电镀敷池时被刻蚀去除的薄籽晶层。在任一情况下，结果都不令人满意。我们已研制出产生导电的、高深宽比的通孔的方法，该方法保证被沉积的籽晶具有足够的厚度以保证在初始插入到电镀敷池的过程中发生的任何刻蚀都不会产生没有籽晶层的区域。此外，我们已研制出产生导电的、高深宽比通孔的方法，如果在被沉积的籽晶层中存在空隙，则该方法保证这些空隙在电镀敷之前被"修补"。而且，我们已研制出实现上述之一或两者而不利用扩散阻隔层或绝缘(如绝缘体)层的作用的方法。综上所述，本技术的一个方面涉及首先使用沉积技术将导电材料作为籽晶层沉积到在材料中形成的通孔中。然后，通过无电镀敷籽晶层而无需在形成通孔和产生增厚层之间在通孔内执行任何活化处理，在籽晶层的顶部产生增厚层。然后，将导体金属电镀敷到增厚层上直到在通孔内被增厚层限定的体积被导体金属填充。图2是具有一组存在完全空隙的通孔半导体晶片剖面的放大照片；图5A以极为简化的形式图示在利用溅射沉积已经使可选的扩散阻隔物沉积在图4A的通孔的绝缘体上之后的深宽比通孔；图6A至图6C以极为简化的形式图示在利用沉积处理已经使籽晶层沉积在通孔内的各个内表面上之后的高深宽比通孔；图8A至图8C以极为简化的形式图示在完成电镀敷之后的高深宽比通孔。具体实施例方式序列号为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的美国专利申请通过引用结合在本文中，说明各种用于在半导体晶片中形成小而深的通孔和用于半导体晶片的电触点的技术。我们的技术允许以之前在芯片、管芯或晶片尺寸上无法获得的密度和布局产生导电通孔。有利地，我们的方法是通用的，因为它可以被用于直径如4ym同样小或更小的通孔，虽然典型的直径范围是15ym以下，在某些情况下是7ym以下，并且还有的在其他情况下，um以下，并且典型地，在50um深与大约130un^之间(对于直径在大约4um和5um之间)，50nm深和大约130um深之间。以下表l举例说明本方法最有益的期望的典型范围组合。<table>tableseeoriginaldocumentpage6</column></row><table>图3A、3B和3C的每一个以极为简化的形式图示表1记录的典型尺寸的高深宽比通孔302、304、306，使用以上被结合的申请中所述的方法或其它诸如激光打孔的任意方法，在例如三个不同半导体材料的块300A、300B、300C中形成高深宽比通孔302、304、306。这是本技术的起点。0027]可选地，在使用半导体材料并且通孔中的导体不与该半导体材料短接的情况下，本方法开始于用绝缘体或电介质材料的薄层涂覆通孔的内表面。0028j图4A以极为简化的形式图示在该可选步骤的绝缘体402已被施加到通孔的内表面308之后的高深宽比通孔300A。图4B和图4C与图3A至图3C—致，因为它们的变形例不涉及该可选处理步骤的使用。0029可选地，接下来扩散阻隔物500(如果期望或必须)通过沉积被施加在绝缘体402(如果存在)的顶部或内表面308(如果不存在绝缘体)。图5B以极为简化的形式图示在利用溅射沉积已经使可选的扩散阻隔物500沉积在图4B的通孔的内表面308上之后的高深宽比通孔。注意，在某些变形例中，例如由于深度，扩散阻隔物500可以具有类似于在籽晶层上发生的分布(例如不连续、稀疏等)。但是，只要后续步骤可以将扩散阻隔物500连接到通孔的底部，在扩散阻隔物500中的不连续的类型都不重要，厚度和强度也不重要。使用适合于具体材料的已知技术，无电镀敷以被控制的方式被执行，直到增厚层至少大约为50纳米("nm")厚，但是典型地大于250nm，并且在某些变形例中，增厚层的厚度大约与在底层沉积的籽晶层中的间隙的宽度同样大。换句话说，理想的范围在大约50nm和大约籽晶跨距中的最宽间隙的厚度之间，高点是实际的有益值而没有限制。通过这样做，增厚层有利地累积籽晶的薄区域，允许籽晶层中的间断或间隙通过他们之间的"短路"被"桥接"，或间断和间隙两者都被桥接。在这种方式中，通孔中的金属始终足够厚以致晶片初始插入到电镀敷池中将不会刻蚀掉通孔某些区域中的全部金属，并且保证在通孔内存在连续涂覆，将在增厚层的顶部发生的电镀敷不会在该通孔中围成或产生空隙。[0038图7A至图7C已极为简化的形式图示在增厚层703、704、706已被无电镀敷在各if晶层上之后的高深宽比通孔。0039注意，在图7A中，靠近通孔底部的籽晶层的极薄区域610现在足够厚以致将不会由于晶片初始插入到电镀敷池而被移除。类似地，在图7B中，阻止通孔底部短路的籽晶层610已从底部被连接到籽晶层。另夕卜，在图7C中，籽晶层中的间断或间隙612不再存在，因为他们已被桥接。因此应理解本说明书(不包括附图)仅是一些图示实施例的代表。为方便读者，上述说明集中在所有可能的实施例的代表性实例上，该实例提供本发明的原理。本说明书没有试图详尽地列举所有可能的变形例。没有针对本发明的具体部分陈述替代实施例，或者未进一步说明对于一部分可用的替代实施例对是的，都不被认为是放弃那些替换实施例。本领域的一个普通技术人员将了解许多未说明的实施例结合了与本发明相同的原理和其他等同原理。权利要求1.一种按顺序执行的方法，其特征在于，所述方法包括a)使用沉积技术，将第一导电材料沉积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约15μm小的直径和比大约50μm大的深度，以便在所述通孔内形成籽晶层；b)然后，通过用第二导电材料无电镀敷所述籽晶层在所述籽晶层的顶部产生增厚层，而无需在形成所述通孔和产生所述增厚层之间在所述通孔内执行任何活化处理；c)然后，将导体金属电镀敷到所述增厚层上直到在所述通孔内被所述增厚层限定的体积被所述导体金属填充满。2.如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述第一和第二导电材料是相同的。3.如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述第一导电材料是合金且所述第二导电材料是所述合金的组分。4.如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述第二导电材料是合金且所述第一导电材料是所述合金的组分。5.如权利要求l所述的方法，其特征在于，进一步包括在执行a)之前，将绝缘材料沉积到所述通孔的内表面上。6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，执行产生所述增厚层直到所述增厚层至少约为50nm厚。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，进一步包括在执行a)之前，将扩散阻隔材料沉积到所述绝缘材料上。8.如权利要求7所述的方法，其特征在于，执行产生所述增厚层直到所述增厚层至少约为50nm厚。9.如权利要求l所述的方法，其特征在于，进一步包括在执行a)之前，将扩散阻隔材料沉积到所述通孔的内表面上。10.如权利要求l所述的方法，其特征在于，执行产生所述增厚层直到所述增厚层至少约为50nm厚。11.如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述籽晶层包括铜。12.如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述籽晶层包括以下至少一个金、钨、镍、铝、和金、钨、镍或铝的合金。13.如权利要求l所述的方法，其特征在于，在所述材料的表面处的直径比大约7pm小。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述材料的表面处的直径比大约5um小。15.如权利要求13所述的方法，其特征在于，在所述材料的表面处的直径比大约4um小。16.如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述通孔的深度比大约75ym大。17.如权利要求16所述的方法，其特征在于，所述通孔的深度比大约130jim大。18.如权利要求l所述的方法，其特征在于，所述通孔具有大约10:1或更大的深宽比。19.如权利要求18所述的方法，其特征在于，所述深宽比在大约10:1与大约20:1之间。20.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述通孔具有大约20:1或更大的深宽比。全文摘要一种方法涉及使用沉积技术将第一导电材料沉积到在材料中形成的通孔中，该通孔在该材料的表面处具有比大约10μm小的直径和比大约50μm大的深度，以在通孔内形成籽晶层，然后通过用第二导电材料电镀敷该籽晶层而无需在形成该通孔和产生该增厚层之间在该通孔内执行任何活化处理，在该籽晶层的顶部产生增厚层，并且然后将导电金属电镀到该增厚层上直到在该通孔内被该增厚层所限定的体积被盖导电金属填充。文档编号C23C18/16GK101663418SQ200880012984公开日2010年3月3日申请日期2008年6月19日优先权日2007年4月23日发明者约翰·特雷扎申请人:丘费尔资产股份有限公司