[發(fā)明專利]通孔填充方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310661878.5
• 申請日: 2013-12-09
• 公開（公告）號: CN104701244A
• 公開（公告）日: 2015-06-10
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉超
• 申請（專利權(quán)）人: 中芯國際集成電路制造（上海）有限公司
• 主分類號: H01L21/768
• 分類號: H01L21/768
• 代理公司: 上海思微知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 31237
• 代理人: 屈蘅;李時(shí)云

本發(fā)明揭示了一種通孔填充方法，包括提供前端結(jié)構(gòu)，所述前端結(jié)構(gòu)中形成有通孔；按照第一比例通入第一氣體與第二氣體進(jìn)行第一次反應(yīng)；通入緩沖氣體；按照第二比例通入第一氣體與第二氣體進(jìn)行第二次反應(yīng)，以形成金屬膜。通過在進(jìn)行第一次反應(yīng)和第二次反應(yīng)之間，通入緩沖氣體，能夠防止在第二次反應(yīng)時(shí)，反應(yīng)氣體對第一次反應(yīng)所形成的膜層造成損壞，確保填充的質(zhì)量，提升了良率。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及半導(dǎo)體技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及在通孔制造過程中的一種通孔填充方法。

背景技術(shù)

隨著人們對電子產(chǎn)品的要求向小型化、多功能、環(huán)保型等方向的發(fā)展，人們努力尋求將電子系統(tǒng)越做越小，集成度越來越高，功能越做越多。由此產(chǎn)生了許多新技術(shù)、新材料和新設(shè)計(jì)，例如，疊層芯片封裝技術(shù)以及系統(tǒng)級封裝等技術(shù)就是這些技術(shù)的典型代表。前者簡稱3D封裝技術(shù)，是指在不改變封裝體尺寸的前提下，在同一個(gè)封裝體內(nèi)于垂直方向疊放兩個(gè)以上芯片的封裝技術(shù)。

在眾多的3D封裝技術(shù)中，硅通孔（Through-Silicon Via，簡稱TSV）技術(shù)為現(xiàn)在研究的熱點(diǎn)，TSV技術(shù)具有如下優(yōu)勢：互連長度可以縮短到與芯片厚度相等，采用垂直堆疊的邏輯模塊取代水平分布的邏輯模塊；顯著減小RC延遲和電感效應(yīng)，提高數(shù)字信號傳輸速度和微波的傳輸；實(shí)現(xiàn)高密度、高深寬比的連接。

然而盡管TSV技術(shù)的引入帶來了工藝的進(jìn)步，如何利用這一優(yōu)勢進(jìn)行填充，從而獲得更好的效果，卻依然未得到很好的解決。如圖1所示，其為現(xiàn)有技術(shù)中進(jìn)行通孔填充方法的流程圖。包括：

步驟S1，通入WF6及SiH4氣體，以反應(yīng)形成一層金屬膜；

步驟S2，改變WF6及SiH4的比例，增大WF6的用量，以繼續(xù)形成一層金屬膜。然而，通常在S1中形成的金屬膜是不穩(wěn)定的，而在S2中增大的WF6很容易沖擊到剛形成的金屬膜并造成破壞，之后與其他物質(zhì)發(fā)生反應(yīng)，從而產(chǎn)生附加產(chǎn)物，導(dǎo)致形成的互連線質(zhì)量下降，使得阻值變高，因而影響了產(chǎn)品的良率。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于，提供一種通孔填充方法，以改善現(xiàn)有技術(shù)中易導(dǎo)致形成的互連線質(zhì)量差的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種通孔填充方法，包括：

提供前端結(jié)構(gòu)，所述前端結(jié)構(gòu)中形成有通孔；

按照第一比例通入第一氣體與第二氣體進(jìn)行第一次反應(yīng)；

通入緩沖氣體；

按照第二比例通入第一氣體與第二氣體進(jìn)行第二次反應(yīng)，以形成金屬膜。

可選的，對于所述的通孔填充方法，所述第一氣體與第二氣體分別是WF6及SiH4，所述第一比例為第一氣體與第二氣體的體積相同。

可選的，對于所述的通孔填充方法，所述第一次反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間為3-10s。

可選的，對于所述的通孔填充方法，所述緩沖氣體為SiH4，所述緩沖氣體的流量為10-100sccm，持續(xù)時(shí)間為10-30s。

可選的，對于所述的通孔填充方法，所述第二比例為第一氣體的體積是第二氣體體積的三倍。

可選的，對于所述的通孔填充方法，所述第二反應(yīng)的持續(xù)時(shí)間為5-20s。

可選的，對于所述的通孔填充方法，所述進(jìn)行第一次反應(yīng)、通入緩沖氣體及進(jìn)行第二次反應(yīng)所處溫度范圍是400-500℃。

可選的，對于所述的通孔填充方法，在形成金屬膜后，還包括：

在通孔中形成金屬塊。