[发明专利]硅通孔填充的方法

权利要求书

1.一种硅通孔填充的方法，其特征在于，包括步骤：

1)在硅衬底上，淀积一层介质层，刻蚀介质层和硅衬底，形成沟槽或孔；沟槽或孔的深度为50～250微米，宽度为1.5～5微米；

2)在介质层表面、沟槽或孔的侧壁和底部淀积一层氧化层；

3)在步骤2)形成的氧化层表面上，依次淀积金属黏附层和金属阻挡层，并以金属黏附层和金属阻挡层作为金属垫层；

4)通过钨的同步刻蚀填充方法，在金属阻挡层表面淀积钨；

钨的同步刻蚀填充方法的步骤包括：单次淀积钨后，直接在腔体中进行同步刻蚀，并且淀积钨和同步刻蚀还能重复进行，直至将沟槽或孔填满钨；

其中，单次淀积的钨厚度为沟槽或孔宽度的1/5～1/2，钨厚度不超过1.5微米；

同步刻蚀中单次刻蚀量为钨淀积厚度的50％～80％；

5)去除介质层上方的钨。

2.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤1)中，淀积的方法包括：次大气压化学气相沉积法、等离子体化学气相沉积法或高密度等离子体化学气相沉积法；

介质层的材质包括：硼磷硅玻璃或磷硅玻璃。

3.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述沟槽或孔的深度为50～100微米，宽度为2～3微米。

4.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤2)中，淀积的方法包括：低压化学气相沉积法或次大气压化学气相沉积法；

氧化层的材质包括：二氧化硅；氧化层的厚度为500～3000埃。

5.如权利要求4所述的方法，其特征在于：所述氧化层的厚度为1000～2000埃。

6.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤3)中，淀积的方法包括：物理气相沉积法或化学气相沉积法；

金属黏附层的材质包括：钛；金属黏附层的厚度为100～800埃；

金属阻挡层的材质包括：氮化钛；金属阻挡层的厚度为200～1000埃。

7.如权利要求6所述的方法，其特征在于：所述金属黏附层的厚度为300～500埃；

金属阻挡层的厚度为300～800埃。

8.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤4)中，单次淀积的钨的沉积的温度为350～500摄氏度，沉积的压力范围为50～120托；

同步刻蚀中的工艺条件还包括如下：

刻蚀气体为六氟化二碳、八氟化二碳或三氟化氮，刻蚀气体的压力为0.4～4托，刻蚀温度为350～500摄氏度；

同步刻蚀中还对刻蚀气体进行解离，其解离方法包括：采用在腔体中应用微波直接解离的方法或采用在腔体外解离成氟离子后，再将氟离子导入腔体中进行刻蚀的方法；其中，微波的功率范围为200～1500瓦特。

9.如权利要求8所述的方法，其特征在于：所述单次淀积的钨厚度为沟槽或孔宽度的1/4～1/3；

所述微波的功率范围为300～800瓦特。

10.如权利要求1所述的方法，其特征在于：所述步骤5)中，去除的方法包括：采用化学机械研磨或反刻的方法。