开发旨在减小RC延时和降低功耗的新互连技术是ULSI的发展需要.在互连薄膜领域,一个最重要的课题是如何设计一种简单可行、兼容性强、生产率高的工艺流程来解决台阶覆盖等可靠性问题.该文将阐述的主要技术课题有:(Ⅰ)通过不同衬底温度下铝互连薄膜的晶粒形态,研究热处理后IC薄膜的晶粒的生长规律.显著的晶粒生长会引起互连层的可靠性问题.该文用实验证明与温度和时间有关的晶粒尺寸的理论模型.有利于工艺模拟和在线监控.(Ⅱ)用PVD金属淀积方法在小尺寸接触孔中填充铝互连薄膜.实验证明用PVD金属淀积法结合高温回流和分步淀积可消除亚微米接触孔的空洞.该文从理论上证明台阶覆盖率随温度的升高而增加,而较高的溅射速率会阻碍原子向孔内迁移.通过热处理回流技术可用单纯的PVD方法对亚微米通孔进行成功填充,有利于减少工艺步骤,降低生产成本.由于生产时间和使用寿命对产品至关重要,因此有必要在提高覆盖率的样本中选择不影响产率和可靠性的最佳的工艺条件.在溅射工艺中引入测量薄膜方块电阻作为温度监控的手段.