提高填充能力最直接的辦法是控制人射粒子的方向性。早先的研究者開發(fā)出一種制程叫離化金屬物理氣相沉積(iol・lzed physical vapor dcpositio1】,IPVD)。該制程利用感應(yīng)耦 OPA2335AIDR合線圈產(chǎn)tL等離子體,對(duì)金屬有較高的離化率。金屬離子受到基底表面鞘區(qū)電場(chǎng)的作用,運(yùn)動(dòng)方向會(huì)趨向與基底表面垂直。自發(fā)產(chǎn)生的偏壓是由等離子體的特性決定的,如果對(duì)基底使用一定的電容耦合器件,可以大大提高基底的偏壓,增強(qiáng)基底對(duì)離子的吸引。IPVD制程如圖6.25所示。

   離子化金屬物理氣相沉積有非常好的底部覆蓋率,但是側(cè)壁的覆蓋率并不是很理想。除F離化金屬的方法,通過long throw和添加準(zhǔn)直器(collimator)的辦法也可以控制粒子的方向性。Ta(N)薄膜累積到一定的厚度很容易pee1ing,形成微�；蛘咂瑺钗锏袈涞交�上,很難保證薄膜的質(zhì)量,所以準(zhǔn)直器很難添加到阻擋層的制程中。Long throw是一個(gè)可行的選項(xiàng),不考慮粒子的散射,在靶材有效區(qū)域(能夠被濺射到的區(qū)域)一定的情況下,通過控制晶圓與靶材之間的問距,就可以把大角度的粒子過濾掉,有-定角度的粒子會(huì)被保留下來,保持了良好的側(cè)壁覆蓋「盯。散射率是另外一個(gè)影響入射角的關(guān)鍵因素。如果平均自由程太短,lollg throw的制程會(huì)大大增加粒子的散射概率,對(duì)入射方向的控制甚至?xí)鸬竭m得其反的效果。要減少散射,必須降低氣壓,但是氣壓過低傳統(tǒng)的等離子體很難維持。有研究者發(fā)現(xiàn)當(dāng)濺射源輸出的能量密度達(dá)到某個(gè)臨界值,不依賴Ar,僅靠金屬離子本身就可以維

系等離子體[9]。自維持的物理氣相沉積系統(tǒng)(SIP)大大改善了阻擋層沉積I藝,一方面實(shí)現(xiàn)了超低壓long throw的物理氣相沉積,另外一方面自離化的系統(tǒng)產(chǎn)生的金屬粒子本身具有很高的離化率,離化的金屬就會(huì)受到基底偏壓的校準(zhǔn)作用。自離化工藝的實(shí)現(xiàn)歸功于濺射源的設(shè)計(jì)優(yōu)化,只有高金屬離化率才能維系穩(wěn)定的等離子體。自離化的物理氣相沉積系統(tǒng)大大提高了阻擋層的階梯覆蓋率,讓物理氣相沉積在互連技術(shù)中走得更遠(yuǎn)。