JPH07503106A - 層の形成 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 層の形成 本発明は、材料が表面内の穴、又は溝内に導かれるように、材料層を表面に形成 するもので特に、その表面が半導体ウェハー（又は集積回路に使用される基板） の表面であるが、それに限定されない。

半導体ウェハー内での半導体素子の形成中にはウェハー上に層を蒸着させること が必要な場合が多い。その−例としては、伝導性、又は半伝導性トラックがウェ ハー上に形成する時、これらのトラックが装置又は回路の活性領域と接触できる ようにする場合である。それで、通常そのようなトラックは、絶縁層下の活性領 域と、或は絶縁層下の更なる伝導トラック（穴が通常「バイアス」と呼ばれる時 ）と接触することが出来るようにウェハーの表面上の絶縁層を介して拡張されな ければならない。トラックがこのように穴を通じて広がるところでは、例えば穴 を満たす例えば金属などの材料の量が良好な電気的接触を保証するのに十分であ ることが重要である。

別の状況は、活性領域と伝導性トラック、又はそれらの何れかを互いに分離させ るため、又は受働態化層として知られる保護被膜を形成するために、電気的絶縁 層をウェハー上に形成しなければならない時である。そのような層はウェハー上 の伝導性トラック、又は他の構成物を被覆するために必要とされる、そしてこれ らの構成物は互いに近接しているかも知れないので、それらの間隙は狭い溝を形 成する。絶縁材料が良好な電気的絶縁性を提供するために十分な厚みで全表面を 被覆し、そして絶縁層のトップの表面が次段階のウェハー処理のために十分平滑 であることが重要である。

半導体ウェハーの表面上に贋を形成する通常の方法は、伝導層のためのスパッタ リング、又は絶縁層のための化学蒸着などの蒸着技術の使用による。そのような 技術において、層が形成される表面は、適切な厚みの層が達成されるまで蒸着さ れるべく材料の分子を浴びせられる。

ここで、その表面はウェハーの表面に広がる内部に穴又は溝を有する層の表面で あり、材料の分子が穴又は溝の側部や底部上に蒸着するが、分子は最初に穴又は 溝の口部に蒸着する傾向があることが分かっているので、その口部の巾は蒸着が 継続すると減少する。その結果、穴又は溝の内部が遮へいされ、そして穴又は溝 の口部の蒸着が穴又は溝を効果的に閉じて、その中への更なる蒸着を妨げる前に 、或は所望の厚みが表面上の他の部分に蒸着される前に、材料の適当な厚さの層 が穴内部に蒸着されない場合がある。この問題は、構造物の巾が減少し、そして 半導体技術の開発がより小さく、且つより狭い構造を目指す動向となると、益々 重要となる。

適当な伝導性層を製造する他の方法は、第一に一種類の金属で穴を充填し、そし て絶縁体と充填された穴の上に金属層を形成することである。従って、穴は化学 蒸着法などの技術を用いてタングステンで充填され、それからアルミニウム、又 はアルミニウム合金などのもっと普通の金属が上述のスパッタリング技術により 表面上に蒸着されても良い。但し、化学蒸着法により穴を充填するために使用さ れる材料のための気体源は高価であり、そして装置全体のコストを上昇させる、 異なる材料を扱う二段階プロセスが必要とされる。

穴は高温（＞５００℃）でのスパッタリングとバイアススパッタリングを使用、 又はその何れかにより充填可能であるが、その金属の品質は低下し、そしてその プロセスは矛盾しており、制御し難い。アルミニウムＣＶＤは可能で、穴を充填 するが、そのプロセスは緩慢で、制御し難く、そして適当な種層の予備蒸着が必 要である。再び、異なる材料を扱う二段階プロセスが必要である。

適当な絶縁層を製造する他の方法がある。一つの方法は化学蒸着（ＣＶＤ）法に より要求された厚み部分を蒸着させ、それからスパッタエツチング、又は反応性 イオンエツチングにより溝の上に突き出る層の部分を除去することである。この サイクルは、十分な厚みが蒸着されるまで反復されるかも知れない、そのエツチ ングステップは溝の口が閉じるのを防止するために使用されている。但し、その プロセスは緩やかで、幾つかのステップを必要とし、且つ異なる形状に対して調 整されなければならない。

他の方法は、硼素、又は燐でドープされたシリコン酸化物などの、溶融により再 固化できる絶縁材料を蒸着させることである。その材料はＣＶＤにより蒸着され 、それからそれが溝内に流れ込むまで加熱されるかも知れない。但し、そのよう な材料のりフローに必要とされろ温度は８００℃よりも大きく、それは現在のア ルミニウムトラックを溶融させ、そしてウェハー内の装置の活性領域内で好まし くない拡散を引き起こす。

第三の方法はウェハーの表面上に液体を適用することである、ここで、十分に加 熱されるとそのような液体は、「スピンオングラス」として知られるものなどの 、固体絶縁層を形成する。その材料は最初に適用されると溝内に流れ込む。但し 、その材料は、加熱プロセス後にある湿気を保持する傾向がある、そしてこの湿 気は腐食のため装置の信頼性を損なわせる。湿気を封じ込めるための表層が必要 であるかも知れないが、それは多数のプロセスステップを増やす、故に装置のコ ストを上昇させる。

本出願人の欧州特許出願Ｎｏ、９２３０４６３３．８においては、我々は、層が 物品の表面上に形成され、その表面内には、穴又は溝などの凹所が在り、そして その側部と底部とは、例えばウェハー内に電気的接触又は絶縁体を提供できるよ うに覆いを備えているものを提案した。従って、層を包含する物品は、その層を 変形させるのに十分な上昇圧力と上昇温度とにさらすことが提案された。

その変形を引き起こす第一の要因は上昇圧力と温度とにより活性化した、転移活 動による塑性的流動であったことが考λられた。表面拡散、粒界拡散、そして格 子拡散も又、上昇温度により活発化される、影響を持つと考えられた。

もし上昇圧力が十分に高ければ、温度を上昇する必要も又無いことが分かった。

故に、第一局面において、本発明は、層が物品の表面上に形成され、その表面内 に穴又は溝などの凹所が在り、その層で穴又は溝の口部を覆うことを提案する。

それで、温度を上昇させることな（、物品と層とは、その層を穴又は溝に変形さ せるのに十分な上昇圧力にさらされる。

層の変形を達成するために必要な正確な圧力条件は、使用される材料にもよるが 、アルミニウムかアルミニムム合金に対しては、その圧力は２００　ｘ　１０　 ’　Ｐ　ａ　（３０，０００ｐ、ｓ、ｉ）よりも高（なければならず、そして７ ００Ｘ１０’　Ｐａ（１００，０００ｐ、ｓ、ｉ　）を超える圧力が適当である ことが分かっている。

伝導性トラックを形成するために通常使用される合金は、Ａ１１０−２％のＳ　 ｉ　／　Ｏ−４％のＣｕ　／　Ｏ−２％のＴｉからの構成物のものであり、そし てこれらはそのような条件下で適当に変形することが分かっている。本発明は層 を形成する一つの特定な方法に限定されない、そしてスパッタリング、又は化学 蒸着技術が上述のように使用されても良いが、真空蒸着、又は液体の適用などの 他の交代的方法が使用されても良い。実際に、フィルムとして、層を予備形成す ることが可能であり、それからそのフィルムは物品上に置かれる。

依って、層がウェハーの表面上の下にある層内の穴又は溝を介して拡張すること になるその層を半導体ウェハー上に形成するために、層を形成するための材料（ アルミニウム又は他の適当な材料）が最初、例えばスパッタリングなどにより下 の層の表面上に蒸着される。それでその材料は穴又は溝の側部と底部上に蒸着さ れるが、その構造の口部の厚みはより大きくなる。材料の適量が蒸着された時、 蒸着が停止して、その結果は、材料の運動に構造物を充填させるのに、又はもし その材料が金属であるならば信頼できる電気的接触を可能にし、又は材料が絶縁 体であるならば信頼出来る電気的絶縁性を提供するのに十分に構造内に入り込ま せるのに十分に長い期間の上昇圧力に依存する。

構造物の口部は、構造物の範囲内の閉じられた口部の下に空間を残して、蒸着に より完全に閉じられることは重要である。構造物の口部のそのような密閉は、そ の外側の上昇圧力によりその空間を潰して、構造内に材料を押し込ませることが 出来る。故に、その空間は、材料が上昇圧力条件下で移動すると、充填される。

依って、従来技術の配置と違って、構造物の口部の密閉は、満足な接触又は絶縁 を達成するために、行程終了時に、構造物を充填するかも知れない材料の量に対 する制限を表さない。

アルミニウム、又はあるアルミニウム合金は、それらの降伏強度が普通使用され ている他の金属と比べて低いので、本発明での使用に特に適当である。従って、 それらは比較的低圧力で変形して、穴に入り込む、又は穴を充填する。他の材料 に対しては、より高い圧力が必要である。

本発明により要求される上昇圧力は気体を用いて達成できるが、液体が使用され るのが望ましい。更に、液体も又、欧州特許出願Ｎｏ、８９３０４６３３．８の 技術の範囲内で使用されても良いことは理解されている。故に、上昇圧力を達成 するための液体の使用は本発明の第一局面の好適特徴であるが、それは第二の独 立局面の基礎をも又形成する。

本発明の第二の局面において、層は物品の表面上に形成され、その表面内に、穴 又は溝などの凹所が在り、その層はその穴又は溝の口部を覆う。それで、層の少 なくとも露出した表面は加圧液体と接触するようになる。層が露出される上昇圧 力は、圧力だけのため、又は交代的に上昇圧力と温度との両方のため層を穴又は 溝内に変形させる。

そのような圧力がより速（、安全に達成されても良いので、非常に高圧力を達成 するための液体を使用することが望まれる。液体はほとんど圧縮不可能であるの で、非常に高圧力を達成するために圧縮システムで行われるべき作業が遥かに少 ない。例えば、１０％のエタノールの圧縮は約１３０Ｍｐａの圧力を生成するが 、１０％のアルゴンの圧縮は０．ＯＩＭｐａの圧力上昇しか生成しない。非常に 高い圧力下の液体は、より少ない仕事量でそれが行われるので同圧力下の気体と 比べて少ない蓄積エネルギーを有する、それでより少ないエネルギーが安全リス クを低減する無制御の減圧時に解放出来る。

処理後の物品上に残余物を後に残さない液体を用いることが望まれる。好ましく は、液体は溶解固体を含まないものである。処理の終了時に液体が作業物から蒸 発出来るものであることが好ましい。エタノールは、液体二酸化炭素と同じよう に、適当な例である。

使用された液体は処理中に採用された温度と両立しなければならない。液体の温 度がその三重点のものを上回るならば、その液体は気体に変る。エタノールと二 酸化炭素とは臨界温度５１４にと３０４にとの各々において三重点を有する。こ れらの液体は、各々の場合における温度が各々の臨界温度を上回らないならば使 用されても良い。

処理用液として水を使用しても良い。水の三重点は６４７にの臨界温度で発生す るので、水を使用するとより高温での作業を可能にする。

他の液体が使用されても良い。層を形成するための既述の技術が、その層が伝導 性、絶縁性、又は半導体性であるにせよ使用できる。

構造物の口部は、閉じられた口部の下に空間を残して、蒸着により完全に閉じら れることが重要であることは前述された。もしその蒸着が垂直、又は実質的に垂 直であるならば、口部のそのような密閉は少なくとも穴の巾と同じぐらいの厚み の長時間の蒸着を必要とすることが分かった。この厚みを低減することが望まれ るかも知れないので、贋の次のパターンエツチング後に、（例えば）次の層の段 の被覆、又はレジスト（必要とされる焦点フィールドの深度を低減することによ る）を容易にするために、段高さが低減される。故に、本発明の更なる展開にお いて、その蒸着がマグネトロンスパッタリングにより行われる、依って材料の流 れは広範囲の角度からウェハーの表面までであり、且つウェハーは加熱されて、 蒸着された材料の移動性を増加させることが提案される。正しい表面と熱条件下 で、穴又は溝内に蒸着された材料は穴又は溝から流れ出して、その架橋に寄与す る。アルミニウム合金のマグネトロンスパッタ蒸着に対して、３５〇−４５０℃ のプラテン温度が適当であることが分かったが、他の温度でも架橋効果を高める ことができる。

本発明の形態は添付の図を参考にして、実施例について詳細に説明する： 図１は本発明による層の形成前の半導体ウェハーの横断面図を示す； 図２は本発明による層の形成における中間段階の図１のウェハーの横断面図を示 す；そして 図３は層が完了した後のウェハーの横断面図を示す。

図４は上昇圧力に露出した後のウェハーの横断面図を示す。

図５は、フィルムの形成中により高い温度が使用された場合の、図２に対応する 断面図である； 図６は本発明を実施するための装置の略平面図である；そして 図７の装置の部分の略断面図であり、その部分は物品を上昇圧力にさらす。この 部分は又、本発明の第二局面による方法が使用される時には、物品を上昇温度に もさらすことが出来る。

図１は既存層２をその上に有する半導体ウェハー１を示す。ウェハー１それ自体 は、半導体素子を形成するために、異なる属性の複数の層と領域、又はその何れ かを包含するかも知れない、そしてこれらの層や領域、又はその何れかを形成す るための複数段階を伴う製造プロセスの結果である。ウェハー１の内部構造は本 発明においては重要ではないので、これらの層や領域、又はその何れかは更に説 明されない。層２は内部に穴又は溝構造物３を保有しており、そして本発明は、 例えば、電気的接触が穴又は溝構造物３の範囲内のウェハー１の表面４に金属層 で作られるか、又は電気的絶縁が穴又は溝構造物３の範囲内のウェハー１の表面 ４上に形成できるか、又は既知の方法で半導体性にすることが出来る層が形成で きるかの何れか、既存層２上に層を形成する問題に関する。従って、その表面４ は、例えばウェハーの範囲内の活性領域、又は更にウェハー上の構造部の範囲内 の伝導性トラックと接触することができる。

金属層を形成するために、アルミニウムなどの材料が、例久ば図１の下向き、又 は横方向に、層２の表面上にスパッタリングされる。スパッタリングは、もし必 要なら上向きでも実行可能である。絶縁層を形成するために、二酸化シリコンな どの材料が、例えば化学蒸着により層２の表面上に蒸着される。このプロセスは 、既存層２上の新層が適当な厚みを有するまで継続する。これは、１０で示され た新層と供に図２で示される。そのような蒸着技術で、層１０を形成するための 材料の蒸着は、表面４により形成される、構造物１０の側壁や底部と比較して、 その口部においてより急速に起こる傾向がある。結果として、図２に示されるよ うに、穴又は溝構造物３の側壁、そしてその表面４とは、既存層２の表面を覆う 層１０と比較して、材料の比較的薄い層をその上に有する。従って、表面４にお けるウェハー１に対する信頼出来る電気的接続又は絶縁が達成されないかも知れ ないことが分かる。更に、蒸着プロセスは、構造物３の範囲内の更なる蒸着を妨 げ、空間を残して、穴又は溝構造物３上の層１０内の間隙１２を最終的に閉じて しまうので、蒸着プロセスを継続することにより側壁１１や表面４上の蒸着量を 増加することは通常可能ではない。

上述の技術は現在の標準方法を代表する、そして故に表面４への貧弱な被覆は装 置の欠陥又は弱点となるかも知れな蒸着は構造物の口部な閉じることが重要であ る。ある場合には、これは蒸着されることが要求される他のどこよりももっと厚 みを要求される。何れの場合にしても、過剰な材料は、構造が充填された後に、 エツチングにより除去することが可能である。従って、図３は図２と同一の処理 段階を示すが、構造物の口部は、層の下に空間を有するように閉じられる。空間 を完全に密封するこの考えは又、層上に表層を形成することにより達成しても良 い、従ってそれはいがなる開口空間も密封することができる。そのような表層は 又、最終表面の構成を向上させることができる。そのような表層はどのような適 当な材料であっても良く、そして変形する温度／圧力でキャップされる層よりも 高いヤング率を有することができる。ウェハーは上昇圧力条件にさらされた後、 表層は表層の材料に応じて除去又はその場所に残してもよい。

故に、本発明の第一局面により、一度図３の段階に到達すると、材料の更なる蒸 着が停止し、そして図３に示される構造物が、層の材料１０がアルミニウムであ ると仮定して、例久ば７００　ｘ　１０　’　Ｐ　ａ　（１００，０００ｐ、ｓ 、ｉ、）以上の圧力の上昇圧力にさらされる。そのような上昇圧力はＮ１０の材 料を構造物３の近（に流し、そしてこのプロセスは、その構造物３が図４に示さ れるように充填されるまで継続してもよい。

それで、材料１３は構造物３を完全に充填し、そして表面４に対して十分な電気 的接触が達成される。それを充填するための構造物３内への材料１３の流れのた め構造物３の上の層１０内に小さな凹所１４が生じるが、この凹所は素子の電気 的属性に影響を与えない。

このように、十分な接触が達成でき、そしてこの方法は構造物３の巾により影響 が及ぼされないことが分かっている。

本発明の第二局面によると、一度図３の段階に達すると、材料（伝導性、絶縁性 、又は半導体性）の更なる蒸着は終了し、そして図３に示される構造物は加圧液 体との接触による上昇圧力にさらされる。任意に、温度も同様に上昇される。そ の結果は、本発明の第一局面による方法が採用される時に対する上述と同じであ る。十分な接触又は絶縁は例えば３５０℃から４００℃マテノ温度と、２０ＸＩ Ｏ’　Ｐａ（３０，０００ｐ、　ｓ、　ｉ、　）以上の圧力とを用いて達成でき る。

前述のように、空間を密封出来るように、穴又は溝構造物３を完全に覆うことは 層１０にとっては重要である。構造物３の口部のこの密閉は、構造物３の場所に おける層１ｏを横切る圧力差のため、構造物３内に材料を押し込めることが出来 るようにする。故に、図２と３に示されるように、構造物３の範囲内に材料を蒸 着することにより得られるべき利点はほとんど無い。図２と３に関して説明され る配置は、材料の比較的薄い層が構造物３の側壁１１とその表面４上に蒸着され ると仮定するが、そのような蒸着は構造物３の口部の密閉を妨げ、それによりそ の口部を閉じるために蒸着される必要がある層１０の厚みを増加させる。但し、 もし蒸着が、例えば４００℃から４５０℃までの上昇温度で起こるならば、構造 物３の四部が閉じる前の、構造物３に近接の層１ｏの形状は、図５に示されるよ うに、異なるかも知れないことが分かっている。蒸着は構造物３の口部で優先的 に起こり、それにより構造物３の口部の閉鎖の速度を増すことが出来る。従って 、層１０が上昇温度で蒸着されるのが望ましい。低温での蒸着に対しては、層１ ０の厚みは通常構造物３の巾の少なくとも二倍であるが、この限界は上述のよう に上昇温度の使用により回避されるかも知れない。

構造物３は、図４に示されるように、材料１３により完全に充填されなければな らないことが重要であることに更に留意されるべきである。もし圧力が十分に高 （なく、又は十分に長く維持されないならば、構造物３への材料１３の流れはそ れを完全に充填しないかも知れない、そして本発明の実行中にこれに対する考慮 がなされなければならない。層２と層１０間に障壁層（図示されない）を形成す ることが又望まれる場合がある。更に、もし複数の近接構造物３が在るならば、 それらの全てを充填するのに十分な材料が在ることを保証するために払われるべ き注意が必要である。

物品が半導体ウェハーである時の、本発明を実行するための装置が図６に示され る。装置の構成要素の過半数は、上昇圧力に、そしてもし本発明の第二局面によ る方法で採用されるならば、上昇温度に物品（ウェハー）をさらすための部品を 除く全ては従来からのものである。

従って、半導体ウェハーはインターフェイス２０を介して装置内に投入される、 そのインターフェイス２０からウェハーが個々にロックチャンバー２１に移動さ れる。ロックチャンバー２１は、ウェハーが処理される装置の内部と外部間の密 封体として働（。輸送アーム２２はロックチャンバー２１からウェハーを受け取 り、そしてウェハーの処理がその中で起こる一連の構成部分の一つに連続的にウ ェハーを輸送する。通常、そのウェハーは予備加熱構成部分２３で予備加熱され る。真空での、ウェハーの予備加熱は、ウェハーが完全にガス抜きされ、そして 約４００℃の温度が６０秒間維持されることを保証する。幾つかのハイドロスコ ーピックウエハーに対しては、延長加熱が必要であるかも知れない。

予備加熱構成部分２３から、ウェハーは輸送アーム２２の適当な動きと回転とに よりスパッタエツチング構成部分２４に輸送してもよい。これはウェハーから自 然酸化物を取り除き、そしてウェハーのガス抜きを更に行うことができる。その ようなスパッタエツチングは任意である。

そのように実行された処理は、ウェハーを図１に示される状態にする。前述のよ うに、もし障壁層が層１０の形成の前にＮ２上に形成されることであるならば、 ウェハーは予備加熱構成部分２３、又はスパッタエツチング構成部分２４の何れ かから直接的に障壁蒸着構成部分２５に輸送される。障壁層は従来の方法で形成 されても良（、そして例えばＴｉ−ＴｉＮのものであっても良い。ＴｉＮは純粋 Ｔｉの反応性スパッタリングにより蒸着させても良（、そして高周波バイアス、 現場酸素混合、又は真空ブレーキが障壁層の集積度を増すために使用可能である 。障壁層の典型的な厚みは、もし形成されるならば、１１００ｎ程度のものであ る。図１に示される構造物上の障壁層の形成は既知であることに留意すべきであ る。

それで、ウェハーは輸送アーム２２により、層１０が蒸着される蒸着構成部分２ ６に輸送される。そのような蒸着は既知の方法であっても良く、スパッタリング 蒸着が好ましい。

前述のように、そのような蒸着は上昇温度で起こるのが望ましい。層１０の蒸着 は、物品上の全ての穴又は溝構造物が層１０により密封されるまで継続する。

上述の装置の構成部分２３から２６は従来からのものであっても良い、Ｎ１０が 形成される、従来型の配置においては、それは穴又は溝構造物を密封しないが、 そのような構造の密封は従来の構成部分２６を用いて実行されても良い。

それで、本発明の第一局面によれば、ウェハーは蒸着構成部分２６から、ウェハ ーが上昇圧力にさらされる構成部分２７に輸送されるので、ＮＩＯが変形されて 、図４に示されるように、材料１３が穴又は溝構造物を充填することが出来る。

その構成部分２７は図７に更に詳細に示される。図６は又、オペレーターがウェ ハーの動きを監視できるディスプレー２８を示す。

本発明の第二局面による方法が採用されると、ウェハーは構成部分２７内の加圧 液体との接触により上昇圧力にさらされる。任意に、温度も同様に上昇される。

図７からも分かるように、構成部分２７はゲート弁３２を含む通路３１を介して 輸送アーム２２を含む装置の領域に接続される圧力容器から構成される。従って 、ウェハーは、ゲート弁３２を開閉することにより通路３１を介して圧力容器３ ０内に導入されたり、それから取り出されたりする、この動きは矢印３３により 示されている。圧力容器３０の内部はポンプ３５に連結された真空チャンバー３ ４と導通している。これが圧力容器３０の内部を排気されるようにすることが出 来る。支持ビン３９が圧力容器３０内に導入されているウェハー３６を支持する ために備えられている。

ウェハーを上昇圧力にさらすために、圧力容器３０は、例えばアルゴン、又は液 体源の高圧ガスに接続された入口３７を有する。圧力容器の内部を気体又は液体 で充填することにより、ウェハーやその上の層は適当に制御された圧力にさらさ れるかも知れない。更に、圧力容器３０は、圧力容器３０の範囲内の温度、故に 加圧液体が使用されている時、必要なら、ウェハーの温度を上昇させることが可 能な加熱板３８を包含する。

故に、圧力容器３０内に導入されたウェハー３６は、任意に加圧液体との接触に より上昇圧力にさらされる、そしてもし液体が使用されるならば、その上に形成 された層１０をウェハー内でバイアスに形成させることができるように任意に上 昇温度にもさらされるかも知れない。

一度そのプロセスが完了すると、その圧力容器３０は減圧される。加圧気体は簡 単に出口を通じて逃される、それは実際に人口３７であっても良い。その気体は ポンプで排出されても良い。加圧液体が使用されるところでは、それは近（に位 置した出口を通じて重力の影響下で圧力容器から排出させるか、またはポンプで 排出させても良い。使用される液体により、それは、圧力容器から出された、又 はポンプで排出されたそこで形成された蒸気と供に、蒸発させても良い。

従って、半導体素子における傾向は、より小さい寸法の接触穴を含むより小型化 と成るといえども、本発明は小接触穴を通じて十分な電気的接触を達成させるこ とが出来る。スパツタリングを使用する既存技術においては、図２に関する検討 から分かるように、穴の口部における蒸着は小さな穴を急速に閉じるので、既存 の技術は貧弱な電気的接触しか提供できなかった。一方、本発明では、上昇され た温度と圧力との条件が適用される前の金属層の初期蒸着中の穴の口部の閉鎖は 、これらの上昇圧力と温度との条件が適用された後の接触の結果を改良すること ができる。

Claims (25)

【特許請求の範囲】
1. １．表面内に穴又は溝などの凹所が在る、物品の表面上に材料層を形成する方法 において、層が閉じられた口部の下に空間を残して凹所の口部を覆うことが出来 るように表面上に材料層を蒸着し、そしてその後、その層を凹所内に変形させる のに十分な上昇圧力を、それらの温度を上昇させることなく、物品と蒸着層とに 加えるステップとを包含することを特徴とする物品の表面に材料層を形成する方 法。
2. ２．物品は半導体ウエハーであることを特徴とする請求項１に記載の方法。
3. ３．物品の表面上に蒸着された材料はアルミニウム又はアルミニウム合金である ことを特徴とする請求項１、２のいずれかに記載の方法。
4. ４．蒸着されるべき材料はＡ１／０−２％のＳｉ／０−４％のＣｕ／０−２％の Ｔｉの構成物を有するアルミニウム合金であることを特徴とする請求項３に記載 の方法。
5. ５．物品と蒸着層とがさらされる圧力は２００×１０６Ｐａ（３０，０００ｐ． ｓ．ｉ．）よりも大きいことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の 方法。
6. ６．物品と蒸着層とがさらされる圧力は７００×ｌ０６Ｐａ（１００，０００ｐ ．ｓ．ｉ．）よりも大きいことを特徴とする請求項５に記載の方法。
7. ７．材料層はスパッタリング技術を使用して分子表面上に蒸着されることを特徴 とする前記請求項のいずれかの項に記載の方法。
8. ８．物品は分子表面上での材料層の蒸着中に上昇温度にさらされることを特徴と する前記請求項のいずれかの項に記載の方法。
9. ９．物品と蒸着層とがさらされる上昇圧力は加圧液体を使用して達成されること を特徴とする前記請求項のいずれかの項に記載の方法。
10. １０．表面内に穴又は溝なとの凹所が在る、物品の表面上に材料層を形成する方 法において、層が閉じられた口部の下に空間を残して凹所の口部を覆うことが出 来るように表面上に材料層を蒸着する、そしてその後その層を凹所内に変形させ ることが出来るように少なくとも蒸着層の露出表面を加圧液体と接触させるステ ップとを包含することを特徴とする物品の表面に材料層を形成する方法。
11. １１．加圧液体は物品と蒸着層との接触の後に物品上に残余物を何も残さない液 体であることを特徴とする請求項９、１０のいずれかに記載の方法。
12. １２．加圧液体は実質的に溶融された固体を含まない液体であることを特徴とす る請求項１１に記載の方法。
13. １３．加圧液体は物品と蒸着層との接触に続いて物品から蒸発させることが出来 る液体であることを特徴とする請求項９から１２までのいずれかに記載の方法。
14. １４．加圧液体はエタノールであることを特徴とする請求項９から１３までのい ずれかに記載の方法。
15. １５．加圧液体は液体二酸化炭素であることを特徴とする請求項９から１３まで のいずれかに記載の方法。
16. １６．加圧液体は水であることを特徴とする請求項９から１３までのいずれかに 記載の方法。
17. １７．物品は半導体ウエハーであることを特徴とする請求項１０から１６までの いずれかに記載の方法。
18. １８．物品と蒸着層とは加圧液体との接触と同じように上昇温度にさらされるこ とを特徴とする請求項１０から１７までのいずれかに記載の方法。
19. １９．物品と蒸着層とがさらされる上昇温度は３５０℃と４００℃との間であり 、そして加圧液体は２０×１０６Ｐａ（３，０００ｐ．ｓ．ｉ．）よりも大きい 圧力であることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
20. ２０．表面内に穴又は溝なとの凹所が在る、物品の表面上に材料層を形成する方 法において、材料の流れが広範囲の角度から物品の表面までとなるように、マグ ネトロンスパッタリングを使用して表面上に材料層を蒸着する、そして蒸着材料 の移動性を高めることが出来るように物品を加熱するステップとから構成される ことを特徴とする物品の表面に材料層を形成する方法。
21. ２１．蒸着されるべき材料はアルミニウム合金であり、そして３５０℃と４００ ℃との間のプラテン温度が使用されることを特徴とする請求項２０に記載の方法 。
22. ２２．表面内に穴又は溝などの凹所が在る、物品の表面上に材料層を形成する方 法は添付の例示的図を参考にしてここで十分に説明されていることを特徴とする 方法。
23. ２３．表面内に穴又は溝などの凹所が在る、物品の表面上に材料層を形成するの に使用する装置において、層が閉じられた口部の下に空間を残して凹所の口部を 覆うことが出来るように表面上に材料層を蒸着させるための手段、そして層をそ の凹所内に変形させるのに十分な上昇圧力に物品と蒸着層とをさらすための加圧 手段とから構成されることを特徴とする物品の表面に材料層を形成する装置。
24. ２４．加圧手段は少なくとも蒸着層の露出表面を加圧液体と接触させるための手 段を包含することを特徴とする請求項２３に記載の装置。
25. ２５．物品の表面上に材料層を形成するのに使用するための装置は、添付の例示 的図を参考にここで十分に説明されることを特徴とする装置。