TW200301310A - Method and device for forming semiconductor wiring, method and device for producing semiconductor component, and wafer - Google Patents

Description

玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於半導體配線形成方法及裝置、半導體元 件製造方法及裝置、以及晶圓；尤其是關於在形成於晶圚 上的槽以塡補之方式形成配線。 【先前技術】

在VLSI之領域有一種稱爲金屬鑲嵌製程（damascene process)之配線形成方法。該金屬鑲嵌程序，係於層間絕緣 膜中形成配線槽、接觸孔（conduct hole)、通孔（through hole/via hole)之後，於其等塡充銅，藉以完成埋入層間絕緣 膜之配線系統。藉此，可得到無配線段差且表面平坦的1C ，並且可完成低電阻高可靠性的金屬配線系統。 於金屬鑲嵌程序中，通常爲了將銅塡充到層間絕緣膜 中的配線槽等，係採用濕式電鍍。該濕式電鍍之優點在於 可將銅塡充到高深寬比的配線槽中。 【發明內容】 (一）發明所欲解決之技術問題 然而，於濕式電鍍中需要種膜（seed film)，由於此種膜 本身係經由濕式電鍍以外的成膜方法來形成，若配線槽的 深寬比高，則難以於配線槽均勻地形成種膜。而且，種膜 若不均勻，膜厚的薄的部分會因電鍍電流而熔融消失，因 之容易產生空隙（void)。從而，於濕式電鍍中，深寬比愈高 則愈容易產生空隙。又，於金屬鑲嵌程序中，於配線槽以 銅塡充之後，雖經由CMP(化學機械硏磨：chemical and ^200301310 mechanical polishing)將晶圓表面平坦化，然而，此處理中 ，由於由濕式電鍍所形成的銅膜甚柔軟而無法直接硏磨， 故藉由熱處理進行硬化並經由熔焊（reflow)使膜表面的段差 減小之後再進行硏磨。因而，需要額外的程序。又，於金 屬鑲嵌程序中，爲了防止銅往層間絕緣膜擴散而設有阻障 層，於深寬比高（換言之寬度較狹窄）的配線槽中，爲了降低 配線電阻，阻障層的寬度以較窄爲佳。然而，濕式電鍍， 必須有一定的厚度。又，濕式電鍍中，廢液也有造成環境 污染的可能性。 另一方面，於日本之特開2000-64028號公報中揭示有 一種銅成膜法，其藉由離子電鍍（ion plating)(以電漿束使由 銅所構成的蒸發物蒸發），以乾式製程將配線材料充塡到高 的深寬比的槽中。依據此銅成膜法，由於係乾式製程，可 消除環境污染的問題，且，可避免濕式電鍍特有現象之空 隙發生。 然而，於此銅成膜法中，由於蒸發的物質（銅）的能量與 濺鍍幾乎沒有差別，故無法提高形成於晶圓上的銅膜之硬 度，因此，仍無法省略經由熱硬化處理及熔焊的表面平滑 化處理，也無法降低阻障層的厚度。又，此銅成膜法中， 係利用使蒸發物質蒸發之電漿束來進行蒸發之物質的離子 化，故無法將蒸發物質之離子化獨立於蒸發物質的蒸發之 外加以控制，因而未必能以最佳的條件進行成膜。 本發明係爲了解決上述的問題而作成者，其目的在於 提供一種可省略熱硬化處理及表面平滑化處理，降低阻障 9 ^00301210 層的厚度，並可用最佳的條件於高的深寬比之槽中形成配 線的半導體配線形成方法及裝置、半導體元件製造方法及 裝置、以及晶圓。 (二）解決問題之技術手段 爲解決上述問題，本發明之半導體配線形成方法及裝 置，係使用可使內部實質上保持真空狀態之真空室，藉由 配設於該真空室內之基材保持器來保持待形成半導體配線 膜的晶圓，藉由配置於該真空室內之蒸發源，使該半導體 配線膜的材料蒸發，並藉由高頻電源供給高頻電力，用來 以該基材保持器作爲一電極而在該真空室內產生電漿（申請 專利範圍第1、17項）。依據如此之構成，自蒸發源蒸發之 半導體配線膜材料會被電漿所勵起，並且由於真空室內之 高頻電場所產生的自給偏壓（self bias)而顯著地加速，衝擊 晶圓表面而堆積於晶圓。因此，堆積於晶圓上之半導體配 線膜緻密且密著性良好。其結果，可省略半導體配線膜的 熱硬化處理及表面平滑化處理，並降低阻障層的厚度。又 ，蒸發之半導體配線膜材料的直進性良好，再者，真空室 內的電漿產生狀態可獨立加以控制。因此，於晶圓上形成 有配線槽的場合，與習知例相比較，即使對深寬比高的槽 亦可良好地進行半導體配線膜材料的塡充。 此場合，亦可對該真空室內供給含氫或OH基的氣體( 申請專利範圍第2、18項）。依據如此之構成，可使藉由電 漿所勵起的半導體配線膜材料產生遷移（migration)效果，藉 此使形成於晶圓上的半導體配線膜更緻密且具低電阻。 10 ^200301310 此場合，也可使該真空室內之環境氣氛之氫含有率以 體積比計爲4〜20%(申請專利範圍第19項）。依據如此之構 成，可有效地得到遷移效果。 又，亦可藉由直流電源，以該基材保持器作爲負極於 該真空室內形成直流電場（如申請專利範圍第3、20項）。依 據如此之構成，將藉由電漿所勵起的半導體用材料以直流 電場進一步加速，故該半導體用材料的直進性會進一步提 高，而可對晶圓表面的槽更良好地塡充半導體配線膜材料 〇 此場合，亦可根據形成於該晶圓之半導體配線膜的堆 積狀況之監測結果，來控制該半導體配線膜的形成條件（申 請專利範圍第4、21項）。依據如此之構成，可使半導體配 線膜的堆積曲線控制成所希望的樣子。其結果，能以最佳 的堆積曲線來形成半導體配線膜。 又，此場合，該半導體配線膜的形成條件，係該半導 體配線膜的堆積速度、該高頻電力的大小、及該直流電場 的強度中之至少任一者（申請專利範圍第5、22項）。依據如 此之構成，可在晶圓上以理想的方式對半導體配線膜材料 進行成膜。 又，亦可將該基材保持器的電位暫時改爲正電位（申請 專利範圍第6、23項）。當半導體配線膜形成於絕緣體上時 ，經離子化的半導體配線膜相互排斥而容易堆積成錐體狀 ，惟，依據如此之構成，晶圓附近的電場的方向會暫時反 轉，使堆積一次之半導體配線膜材料會離開晶圓表面、再 11 ^200301310 度附著晶圓表面並在此時重新排列，故半導體配線膜材料 可在晶圓表面依序大致平行地堆積爲層狀。其結果，可得 到更緻密的半導體配線膜。 又，亦可在該直流電場重疊脈衝，以使該直流電場的 方向在既定的期間以既定的週期反轉，藉此將該基材保持 器的電位暫時改變爲正電位（如申請專利範圍第7、24)。 又，亦可藉由可24小時以上連續供給該半導體配線膜 材料之半導體配線膜材料供給機構，來供給自該蒸發源蒸 發之該半導體配線膜材料（申請專利範圍第8、25項）。依據 如此之構成，當不斷地成膜時成爲瓶頸的半導體配線膜材 料（蒸發材料）的補給得以連續24小時以上進行，故能夠滿 足在晶圓上對半導體配線膜材料進行成膜時須連續運轉24 小時以上的要求。 又’該蒸發源及半導體配線膜材料供給機構，亦可由 下述方式中至少任一者或其等組合所構成者，該方式包含 :電子束加熱與自公轉多點坩堝之組合方式、電子束加熱 與半導體配線膜材料線自動進給機構之組合方式、電子束 加熱與半導體配線膜材料粒自動供給機構之組合方式、電 阻加熱與自公轉多點舟（boat)之組合方式、電阻加熱與半導 體配線吴材料線自動進給機構之組合方式、電阻加熱與半 導體配線膜材料粒自動供給機構之組合方式、附有半導體 配線膜材料自動進給機構之電弧放電方式、離子束照射方 式、及直流濺鍍方式（申請專利範圍第9、26項）。依據如此 之構成’可容易做出可連續供給半導體配線膜材料24小時 12 ^200301310 以上的蒸發源及半導體配線膜材料供給機構。 又，亦可作成爲可定量供給自該蒸發源蒸發之該半導 體配線膜材料者（申請專利範圍第10、27項）。依據如此構 成，可精確控制形成於晶圓上之半導體配線膜的膜厚。 又，在該實質真空狀態之氣體壓力亦可爲l(T3Pa級（申 請專利範圍第11、28項）。依據如此構成，可對深寬比高的 槽良好地塡充半導體配線膜材料。 又，在供給該高頻電力之電路中，在供給該高頻電力 之另一電極、及該基材保持器間，以串聯之方式插入匹配 單元（matching unit)及具既定電容値的電容器，該匹配單元 係用以整合電源側的阻抗與負荷側的阻抗（申請專利範圍第 12、 29項）。依據如此構成，可於真空室內穩定地產生由高 頻電力所產生之電漿。 又’亦可對形成在晶圓（保持於上述基材保持器）表面之 該半導體配線膜照射能量束（energy beam)(申請專利範圍第 13、 30項）。依據如此構成，因形成於晶圓表面之半導體配 線膜的能量提高，使其分子以無間隙之方式排列，故該半 導體配線膜可成爲更緻密的膜。 又’該用以供給高頻電力之另一電極亦可爲由導電性 構件所構成之真空室（申請專利範圍第14、31項）。依據如 此構成’因電漿較寬廣地分布於真空室內，故半導體配線 月吴材料對晶圓表面之包覆性可提高。 又’亦可在該晶圓表面形成配線用槽，且該半導體配 線膜材料爲銅（申請專利範圍第15、32項）。依據如此構成 13 ^200301310 ，可在與習用者相較高深寬比的晶圓上的槽中形成銅配，線 膜。 又’本發明之半導體配線形成方法^係含有下列兩步^ 驟：藉由申請專利範圍第17項之半導體配線形成方法在晶 圓上形成種膜；及使用該種膜，經由濕式電鍍在該晶圓上 形成半導體配線膜（申請專利範圍第33項）。依據如此構成 ，在形成種膜時，電漿雲會將晶圓包圍，故蒸發材料對晶 圓表面之包覆性良好，因此，種膜之階躍式覆蓋率（step coverage)佳。其結果，由濕式電鍍形成之銅配線之階躍式 覆蓋率變佳，且減低銅配線中空隙之產生。 此場合，亦可形成阻障層作爲該種膜的下層，並使用 銅作爲構成該種膜及該半導體配線膜的材料（申請專利範圍 第34項）。依據如此構成，由於種膜及阻障層變緻密且硬 ，故種膜的銅難以擴散到阻障層，且阻障層的銅擴散阻止 性能提高，因此，雙方的效果相結合之下，使阻障層的厚 度較習知技術爲薄。其結果，因阻障層的厚度減少，配線 電阻亦可隨之降低。 又，本發明之半導體元件製造方法及裝置，係至少使 用移載槽、透過閘門（gate)分別連接到移載槽之裝載鎖定 (load lock)槽、阻障槽、銅成膜槽、及卸載槽，藉由配設於 移載槽中之移載機構，邊開閉閘門邊使置於裝載鎖定槽中 的晶圓邊在該阻障槽及該銅成膜槽依序移動，並對該晶圓 進行既定的處理之後，再置於卸載槽；並且銅成膜槽之既 定的處理由申請專利範圍第32項之半導體配線形成方法所 14 構成；或銅成膜槽由申請專利範圍第15項之半導體配線形 成裝置所構成（申請專利範圍第16、35項）。依據如此構成 ，藉由乾式製程，可於晶圓上以理想的方式形成銅配線。 又，本發明之晶圓，係在形成於晶圓的表面上、或形 成於該晶圓上所形成之層的表面上之寬大致爲0.35//m深 大致爲l//m的槽，藉由乾式製程以約100%塡充由銅所構 成的配線膜材料而製得（申請專利範圍第36項）。依據如此 構成，可提供一種高密度且相對地低電阻的半導體元件用 配線。 【實施方式】 以下，就本發明之實施形態參照圖式加以說明。 實施形態1 圖1爲顯示本發明之實施形態1之半導體配線形成裝 置的構成之示意圖；圖2爲顯示圖1之半導體配線形成裝 置之偏壓電壓的波形之波形圖；圖3爲顯示圖1之半導體 配線形成裝置之基材保持器蒸發源間的電位分布之示意圖 ;圖4爲顯示圖1之半導體配線形成裝置之蒸發源及蒸發 材料供給裝置的構成之示意圖。 於圖1中，本實施形態之半導體配線形成裝置1，係由 適合於在晶圓上形成配線的方式構成的離子電鍍裝置所構 成，具有真空室2。真空室2,係由導電性構件構成，其內 部配設有用以裝上晶圓201用的基材保持器3。基材保持器 3，係由導電性材料所構成，其中心部係固定於旋轉軸5的 一端。旋轉軸5，係由導電性材料所構成，裝設於真空室2 的壁部藉由軸承6可自由地旋轉。而且，旋轉軸5之突出 到真空室2外之另一端係連接到馬達7的主軸上。藉此， 基材保持器3可經由馬達7而驅動旋轉。軸承6與真空室2 之間及旋轉軸5的另一端與馬達7的主軸之間，係經由未 圖示的絕緣構件絕緣著。於旋轉軸5之在真空室外的部分 透過電刷8分別連接到高頻電源10及偏壓電源裝置11的 一方之輸出端子（未圖示）。亦即，高頻電源10及偏壓電源 裝置11對於電刷8係互相以並聯而連接，於電刷8與高頻 電源10之間，插入有以串聯而連接之匹配用電容器 (matching condenser)C及匹配單元9，另一方面，於電刷8 與偏壓電源裝置11之間，插入有高頻波阻止用的高頻低通 濾波器（low pass filter)14。高頻電源10及偏壓電源裝置11 的另一端子（未圖示）係接地，藉此連接到同爲接地的真空室 2。如此，有筒頻電漿產生電路形成，其於高頻電源1 〇的 輸出端子間，透過匹配單元9與匹配用電容器C連接上作 爲放電用電極之基材保持器3及真空室2 ;亦有偏壓電路形 成，其對作爲放電電極之基材保持器3與真空室2之間， 藉由偏壓電源裝置11透過低通濾波器14施加既定的偏壓 電壓。 又，於真空室2的內部，以與基材保持器3對向的方 式’配置用以使待形成於晶圓201上之配線膜材料（半導體 配線目吴材料：以下，稱爲配線材料）蒸發的蒸發源4，此蒸 發源4係連接於用以供給蒸發能量的蒸發電源15。而且， 蒸發源4，係以自蒸發材料供給機構（配線材料供給機構）16 ^200301210 供給配線材料的方式而構成。蒸發電源15及蒸發材料供給 機構16，可設置於真空室2的內部或外部之任一者，此處 ’蒸發電源15係設置於真空室2的外部，而蒸發材料供給 機構16則設置於真空室2的內部。 再者’於真空室2 ’連接著真空泵17與氣體供給源18 ’作成爲藉其可使真空室2內載置於既定的真空度，並可 自氣體供給源18使既定的氣體導入到真空室2內。自氣p 供給源18導入的氣體可爲氫氣體或〇H基氣體，此處胃胃 氣。 鲁 並且，馬達7、高頻電源10、偏壓電源12、波形產生 器13、蒸發電源15、蒸發材料供給裝置16、真空泵17、 及氣體供給源18係藉由由電腦所作成之控制裝置20來控 制。又，膜厚監測器19的輸出係輸入到控制裝置20。 其次，就半導體配線形成裝置1的各部份的構成詳細 地加以說明。 晶圓201，係於最後要加工成半導體元件者，於本實施 形態中，如圖17(b)所示，係以矽（Si)所構成，於其表面形 ® 成有由二氧化矽（Si02)所構成的絕緣層202。而且，於絕緣 層202的表面形成有配線槽203，並以將此形成有配線槽 203之絕緣層202的表面全體薄薄地被覆之方式形成著阻障 層204。阻障層204係用以防止銅（Cu)之擴散到絕緣層202 者，係以TaN、TiN等所構成。 高頻電源10在此場合輸出13.56MHz的頻率的高頻電 力。匹配單元9，係由周知者所構成，係成膜的進行中邊跟 17 ^200301310 隨基材保持器3與真空室2間的阻抗的變化，邊整合負荷 側的阻抗與電源側的阻抗。匹配用電容器C，係用於阻止 電流，並且賦予由匹配單元9所見之負荷側的阻抗既定的 固定電容値，而擴大該匹配單元9的可使用範圍。藉由適 當選擇該匹配用電容器C的電容値，即使負荷（亦即作爲基 材之晶圓201及其成膜條件）改變，也可使匹配單元9所產 生的整合動作良好地進行，其結果，即使在高真空度下， 亦可穩定地產生電漿。匹配用電容器C的電容値，於此處

，係作成與匹配單元9內的電容器的電容値約同爲lOOOpF 〇 偏壓電源裝置11，具有波形產生器13與偏壓電源12 。波形產生器13，可產生具有既定的波形之電壓信號，此 產生之電壓信號經偏壓電源12的放大後自偏壓電源裝置11 的輸出端子輸出。自偏壓電源裝置11輸出之偏壓電壓，於 此處，係如圖2所示，係於T1期間爲負値-Vn、於T2期間 爲正値+Vp之矩形波的波形。換言之，此偏壓電壓，係於-Vn的負的直流偏壓電壓，重疊以高（Vn+Vp)、寬T2、及週 期T(T1+T2)的正的矩形波脈衝所構成者。從而，偏壓電源 裝置11，爲申請專利範圍中所指直流電源裝置的一種。 +Vp及-Vn的値，可依於成膜條件於0V〜2000V的範圍內適 當地選擇。正矩形波的佔空因子（duty factor)(T2/T)以作成爲 40%以下爲佳。理由在於：若爲40%以上，則會使高頻電漿 衰減致成膜效率會有降低之顧慮。又，正矩形波脈衝的頻 率（=1/T)，以作成爲1kHz以上，1GHz以下爲佳。若於 18 ^200301310 1kHz以下，偏壓成爲正値的次數會減少，故於將捕捉於晶 圓201的周圍之蓄積的正電荷中和之前，會於該處形成可 產生絕緣破壞的電場，另一方面，若於1GHz以下，施加正 矩形波的時點之調整會變得困難。 蒸發源4及蒸發材料供給裝置16，如圖4所示，係由 電子束產生器43與自公轉多點坩堝40所構成。自公轉多 點坩堝40，係以使容納著既定量的配線材料（此處爲銅）之 複數（此處爲4個）的坩堝42a〜42d於分別自轉之同時亦繞著 共通的公轉軸41進行公轉的方式而構成，其自轉及公轉的 驅動源之馬達（未圖示）係連接到圖1的控制裝置20。又， 用以使複數的坩渦42a〜42d進行自公轉之機構可使用周知 的行星齒輪機構來實現。於此其說明從略。電子束產生器 43，係連接到圖1的蒸發電源15，公轉的4個坩堝42a〜42d 之中，於位於既定位置者（圖4中爲坩渦42a)會受到電子束 44之照射，對其中的配線材料加熱熔融，使其蒸發。因而 ，經由具備這樣的4個坩堝42a〜42d，可24小時以上連續 供給蒸發材料。 膜厚監測器19,係用以監測形成在安裝於基材保持器 3上之晶圓201的配線材料層205(參照圖17(c))之膜厚者， 於此，係由水晶振盪器所構成。而且，控制裝置20，可偵 測出此作爲膜厚監測器19的水晶振盪器的振動數，亦即可 偵測出水晶振盪器的振盪頻率。依據如此之構成，當蒸發 之配線材料堆積在膜厚監測器19上時，隨其厚度之增加， 該膜厚監測器19的振盪頻率會降低，藉此可監測形成於晶 19 200301310 圓201上配線材料層205的膜厚。 接著，就上述般的構成之半導體配線形成裝置的動作( 半導體配線形成方法）加以說明。 於圖1〜圖4中，將晶圓201安裝於真空室2內的基材 保持器3上，啓動半導體配線形成裝置1，則半導體配線形 成裝置1由控制裝置20之控制會自動地進行下述的動作。 首先，馬達7開始動作，使基材保持器3旋轉。另一 方面，真空泵17開始動作使真空室2內排氣至既定的真空 度，接著，自氣體供給源18將氫氣導入到真空室2內。既 定的真空度，於此處爲l(r3Pa。又，真空室2內的環境氣體 的氫含有率係恆定地維持於體積比4〜20%的範圍內。理由 在於：氫含有率爲4%以上，則後述之遷移效果可得以發揮 ，而氫含有率若超過20%，就防爆性的觀點考量非爲良好 〇 然後，使高頻電源10開始動作，於真空室2與基材保 持器3之間施加高頻電壓，藉此可在真空室2內形成電漿 301。接著偏壓電源裝置11開始動作，於真空室2與基材 保持器3之間如圖2所示施加偏壓電壓，藉此，於T1期間 形成自真空室2往基材保持器3的電場，於較T1期間短的 T2期間則形成朝向相反的方向的電場，且此等係以週期τ 反復進行。 接著，蒸發源4及作爲蒸發材料供給裝置16之電子束 產生器4 3以及自公轉多點ί甘堝4 0開始動作，對自公轉的 坩堝42a〜42d以發自電子束產生器43之電子束44照射，自 20 200301310 坩堝42a〜42d中使配線材料蒸發。 此處，T1期間之蒸發源4與基材保持器3之間的電壓 Vp的分布，係如圖3所示，隨著自蒸發源4往基材保持器 3接近，首先會上昇至若干的正電位，並於該電位處保持恆 定，直到極接近基材保持器3處才急速地下降至特定的負 電壓。此電壓Vp的分布，係主要藉由因於高頻電壓之自給 偏壓所產生者。於這樣的狀況下之特定期間T1中，上述蒸 發之在原子狀態的配線材料藉由蒸發能量通過電漿301中 ，並被電漿301所激發，被基材保持器3附近急遽的電場 顯著地加速而衝擊晶圓201的表面，附著其上並堆積。此 時，蒸發之配線材料，因被電漿301所激發，並被以自給 偏壓爲主的電場所顯著地加速，故形成於晶圓201上的膜 既緻密且密著性良好。又，此自給偏壓與上述偏壓電壓相 重疊之電場大致垂直於晶圓201的表面，直進性良好，因 此，如圖17(c)所示，配線材料大部分可塡充到形成於晶圓 201表面之高深寬比之配線’槽203中。又，堆積於晶圓201 上之配線材料層2〇5藉由氫氣所產生之遷移效果會變得更 緻密且具低電阻。 然後，堆積於晶圓201上的配線材料層205的厚度會 隨時間跟著增加。此時，在膜厚監測器19上也堆積有由配 線材料所構成的膜’由於此堆積漸增的膜使膜厚監測器19 的振盪頻率也隨之降低’故控制裝置20因應於此而改變成 膜參數。亦即，控制裝置20，因應於膜厚監測器19振盪頻 率之降低來控制蒸發電源15使成膜速率改變，或控制高頻 21 200301310 電源10及偏壓電源裝置11來改變成膜條件。此成膜速率 及成膜條件，亦即成膜參數，須依照晶圓201的構造預先 求出最佳的參數，而設定相對時間軸的變化曲線。其理由 在於，藉由將此成膜參數控制於最佳條件，得以首度作成 形成在晶圓201上之配線材料層205的品質及對於配線槽 203之塡充比例皆爲最佳者。 又，在上述過程中，於基材保持器3與真空室2間的 阻抗雖會改變，惟，藉由匹配用電容器C的存在，因匹配 單元9將負荷側與電源側的阻抗做適當之整合，故可穩定 地維持電漿而不會發生異常放電的情形。再者，期間T1中 在晶圓201上堆積之配線材料層205中，藉由絕緣層202 的存在，離子化之配線材料的電荷不容易放出，故該配線 材料會互相排斥而容易堆積成錐體狀，於期間T2中，晶圓 201附近的電場的方向會暫時地反轉，於堆積一次之半導體 配線膜材料會離開晶圓201表面（更正確地說，係經放電之 配線材料的堆積層的表面）再度附著於晶圓201表面，並於 此時重新排列，故可在晶圓表面大致平行地依序堆積爲層 狀。其結果，可得到更緻密的配線材料層205。 又，由於係使用具備有作爲蒸發材料供給裝置16之4 個坩堝42a〜42d的自公轉多點坩堝40，故與具備1個坩堝 的場合相比較，可於真空室2內貯存4倍的蒸發材料，因 此，可連續24小時以上進行成膜。又，24小時以上的要求 ，係用以避免在夜間必須停止半導體配線形成裝置1的情 形而作成者。 22 ^200301310 (實施例1) 圖5爲顯示本實施例之半導體配線形成方法之對晶圓 上的配線槽之配線材料的塡充狀態的截面照相，圖6爲圖5 的照相之略圖。 參照圖5及圖6，於本實施例中，在由矽所構成之晶圓 60上形成由二氧化矽所構成之絕緣層61，於此絕緣層61 上形成有配線槽62。因而，阻障層係省略著。此配線槽62 ，深爲1 // m寬爲0.35// m。於具有這樣的配線槽62之晶圓 60上，用半導體配線形成裝置1形成作爲配線材料之銅的 薄膜。此時的真空室2之真空度(氣體壓力）爲lXl(T3Pa。 其結果，如圖5及圖6所示，以將晶圓60之形成有配線槽 62之絕緣層61的表面被覆的方式形成由銅所構成的薄膜 63。此場合，於配線槽62中塡充有接近100%的銅（薄膜63) 。且，於配線槽62中所塡充的銅未發現有空隙等之缺陷。 向來，藉由乾式製程欲將深爲l//m寬爲0.35//m的配線槽 完全地塡充是不可能的。 (實施例2) 圖7爲顯示藉由本實施例之半導體配線形成方法在晶 圓上形成之薄膜的表面之經硏磨的狀態的截面照相。 參照圖7，於本實施例中，依循上述半導體配線形成方 法在具有配線槽62的晶圓上形成由銅所構成的薄膜（以下 成爲銅膜）63，將該狀態的薄膜（未施行熱硬化處理的銅膜 )63的表面藉由使用CMP之機械硏磨裝置加以硏磨。其結 果，如圖7所示，於薄膜63的表面完美地形成硏磨所產生 23 ^200301310 的平坦部63a。將其與濕式電鍍所產生之銅膜作比較，由於 濕式電鍍之銅膜較軟，若在未施行熱硬化處理之下對其進 行硏磨，則銅膜表面的凸部會凹陷成爲凹部，致表面變粗 糙，無法完美地平坦化。因此，對銅膜施以熱硬化處理及 熔焊之表面平滑化處理之後，須再進行機械硏磨。因而， 依據本發明，可省略此熱硬化處理及表面平滑化處理。 由上述結果可知：本實施例之半導體配線形成裝置及 方法，係特別適合用來形成半導體元件銅配線。 接著，就本實施例的變形例作說明。 圖8爲顯示本發明實施例的蒸發源及蒸發材料供給裝 置的第1變形例的構成之示意立體圖。 如圖8所示，本變形例中，係以具備通常的1個坩堝 42與作爲蒸發材料供給裝置16之線材自動進給機構58來 代替上述構成例的多點坩堝40。線材自動進給機構58，係 設置於真空室內，由配線材料所構成的線材57係捲繞於捲 軸53上，此經捲繞的線材57，藉由進給輥55通過饋線器 54自捲軸53拉出，此拉出之線材57，以通過導引管56自 其前端供給到坩堝42中的方式構成。且，進給輥的驅動馬 達（未圖示）係連接到圖1的控制裝置20。在如此構成之本 變形例中，自此線材自動進給機構58供給到坩渦42中之 線材57狀的配線材料，可藉由自電子束產生器43產生的 電子束44而蒸發。而且，此蒸發材料可在真空室內的線材 自動進給機構58中作爲線材而儲存，故可24小時以上連 續供給蒸發材料。 24 200301310 圖9爲顯示本實施例的蒸發源及蒸發材料供給裝置的 第2變形例的構成之示意立體圖。 如圖9所示，作爲蒸發材料供給裝置16，係具備粒狀 物自動供給機構70來代替線材自動進給機構58，此點係與 第1變形例相異，其他則與第1變形例相同。粒狀物自動 供給機構70，係以由配線材料所構成的粒狀物73係貯存於 漏斗71中，使該貯存的粒狀物73通過導引渠道72而供給 到坩堝42中的方式而構成。且，用以驅動漏斗71的粒狀 物投下用閘門的馬達（未圖示）係連接到圖1的控制裝置20 。這樣的構成，其蒸發材料於真空室內的粒狀物自動供給 機構70中也以粒狀物形態貯存著，故可24小時以上連續 供給蒸發材料。 圖10爲顯示實施例的蒸發源及蒸發材料供給裝置的第 3變形例的構成之示意立體圖。 如圖10所示，於本變形例中，作爲蒸發源4，係以具 備電阻加熱裝置75來代替電子束產生器43，此點係與第1 變形例相異，其餘則與第1變形例相同。電阻加熱裝置75 ，係於一對的電極76、77前端之間架設有用以收納蒸發材 料之舟78而構成。且，一對的電極76、77係連接到圖1 的蒸發電源15。如此構成之本變形例中，藉由透過一對的 電極76、77流到板78的電流，可對供給到該板78中之線 材57狀的配線材料加熱使其蒸發。這樣的構成，亦與第1 變形例同樣地可24小時以上連續供給蒸發材料。 圖11爲顯示本實施例的蒸發源及蒸發材料供給裝置的 25 200301310 第4變形例的構成之示意立體圖。 如圖11所示，於本變形例中，作爲蒸發材料供給裝置 16，係以具備粒狀物自動供給機構70來代替線材自動進給 機構58，此點係與第3變形例相異，其餘則與第3變形例 相同。這樣的構成，亦與第3變形例同樣地可24小時以上 連續供給蒸發材料。 圖12爲顯示本實施例的蒸發源及蒸發材料供給裝置的 第5變形例的構成之示意立體圖。 於圖12之本變形例中，作爲蒸發源4及蒸發材料供給 裝置16，係分別具備有電弧蒸發源80及陰極進給機構401 〇 電弧蒸發源，係具備有：配置於形成在真空室2的壁 部2a之凹部2b的圓筒狀陽極83、與貫穿著形成在位於真 空室2的壁部2a之該凹部2b的部分之貫穿孔86的圓柱狀 的陰極82。陽極83，前端面83b爲閉鎖著，且於前端部的 周面83a形成有多數的貫穿孔83c，係由鎢等之耐熱性的導 電材料所構成。陰極82，係由配線材料所構成，其前端部 位於陽極83內，該陰極82並與陽極83共有中心軸89。又 ，陰極82,係其根部保持於陰極進給機構（圖12中僅顯示 其一部份）401，該陰極82並藉由該陰極進給機構401可進 退。再者，於真空室2的貫穿孔86的內周面配設有◦環等 之密封構材87，藉此，使陰極82可相對該貫穿孔86在氣 密狀態下滑動。而且，陽極83及陰極82，係分別連接到作 爲蒸發電源之直流電弧電源15的正極端子及負極端子。又 26 200301310 ，陰極進給機構401的驅動馬達（未圖示）係連接於圖1的控 制裝置20。 於如此構成之本變形例中，藉由蒸發電源15所施加之 電弧電壓，在陽極83與陰極82之間會產生電弧放電，藉 此，用以構成陰極82的配線材料會蒸發，自陽極83的貫 穿孔83c流出到其外部。接著，陰極82隨蒸發所造成之消 耗，藉由陰極進給機構401而前進。因而，藉由使陰極82 有足夠的長度，可24小時以上連續供給蒸發材料。 又，作爲蒸發源4與蒸發材料供給裝置16，，亦可使 用具備複數個自公轉舟（代替自公轉多點坩渦40)之電阻加 熱裝置。又，亦可用周知的DC濺射（sputter)方式。藉由此 等方式，亦可24小時以上連續供給蒸發材料。 圖13爲顯示本實施例的蒸發源及蒸發材料供給裝置的 第6變形例的構成之示意立體圖。 如圖13所示，本變形例中，係在配設於真空室2內的 旋轉台503上載置著由蒸發材料所構成的板狀靶502。且， 於形成在真空室2的壁部2a之凹部2c配設有離子槍501， 此離子槍501係受控制裝置20的控制而將離子束504朝向 靶502照射。藉由此離子束504的照射，使蒸發材料自靶 502蒸發。於本變形例中，係以靶502及離子槍501來構成 圖1的蒸發源4基蒸發材料供給裝置16，藉由足夠大的靶 502，可24小時以上連續供給蒸發材料。 圖14爲顯示本實施例的蒸發源及蒸發材料供給裝置的 第7變形例的構成之示意立體圖。 27 ^200301310 如圖14所示，本變形例，係在第2變形例之粒狀物自 動供給機構70中，設置蒸發材料定量供給裝置79來代替 漏斗。蒸發材料定量供給裝置79，具有與一般的零件供料 器（parts feeder)同樣的構成，係作爲供給對象容納由配線材 料所構成的粒狀物73，而不是容納一般的零件。由於一般 的零件供料器是眾所周知者，故有關蒸發材料定量供給裝 置79的構成之詳細說明省略，蒸發材料定量供給裝置79， 係邊藉由內建之振動器對所收納的粒狀物施以振動邊將粒 狀物引導至供給口，該振動器的動作時間及強度係透過控 制裝置20控制，藉此可控制粒狀物的供給量。藉此，可24 小時以上連續供給蒸發材料之外，並可定量地供給蒸發材 料。其結果，在離子電鍍中，因形成於晶圓上的薄膜之膜 厚實質上是由蒸發材料之供給量來決定，故可對薄膜的厚 度作精確的控制。 實施形態2 圖15爲顯示本發明之實施形態2之半導體元件製造裝 置的構成之示意俯視圖。 如圖15所示，半導體元件製造裝置，具備真空室92 與鄰接該真空室92設置之潔淨室91。在隔著潔淨室91與 真空室92對向的空間，沿著潔淨室91依序在X方向形成 第1區（yard)94、對準器（aHgne〇96、及第2區95，收納晶 圓之匣盒會93依序通過此等區。 於潔淨室91中，沿X方向配設著軌道90，潔淨機器 手臂97會在此軌道90上移動。另一方面，於真空室92中 28 ^200301310 設置有移載槽99，透過閘門104分別使裝載鎖定槽98、阻 障槽102、銅成膜槽101、及卸載槽103連接到此移載槽99 。此等各槽98、99、l(n、102、103之內部係維持於既定的 真空度。而且，裝載鎖定槽98及卸載槽103係分別透過閘 門104而連接到潔淨室91。裝載鎖定槽98，係於X方向上 配置於較卸載槽103之上游側。又，銅成膜槽101係由實 施形態1的半導體配線形成裝置1所構成，於移載槽99中 則配設有真空機器手臂100。 其次，就具上述構成之半導體元件製造裝置的動作（半 導體元件製造方法）用圖15及圖17(&)，17〇3)，17((：)，17((1)加以 說明。圖17(&)，17〇3)，17(〇，17((1)爲顯示半導體元件配線之形 成方法各步驟的截面圖。又，下述的動作完全係藉由未圖 示的控制裝置控制自動地進行。 參照圖15及圖17，匣盒93收納著在本步驟加工前的 晶圓201，並自X方向的上游側移動過來。在此加工前的 晶圓201上如圖17(a)所示形成由二氧化矽所構成之絕緣層 202，在此絕緣層202的表面形成有高的深寬比的配線槽 203。匣盒93到達第1區94時即停止。接著，潔淨機器手 臂97在軌道90移動到匣盒93之面前，並自此處取出加工 前的晶圓201，然後移動到裝載鎖定槽98之面前。接著， 通往裝載鎖定槽98的閘門104開啓，潔淨機器手臂97將 加工前的晶圓201置入裝載鎖定槽98中。另一方面，匣盒 93則移動到對準器96並於該處進行整備之後，再往第2區 95移動，並在該處待機。 29 接著，閘門104關閉，使裝載鎖定槽98排氣至既定的 真空度。然後，與移載槽99之間的閘門104開閉，於其間 藉由真空區機器人100將加工前的晶圓201自裝載鎖定槽 98取出。接著，與阻障槽102之間的閘門104開閉，於其 間藉由真空區機器人1〇〇將加工前的晶圓201置入阻障槽 102中。然後，於阻障槽102中，在晶圓201的絕緣層202 上形成阻障層204。阻障層204，係以TaN、TiN等所構成 ’係藉由離子電鍍或濺鍍等所形成。 然後，與上述同樣地移載槽99與阻障槽102之間的閘 門104、及移載槽99與銅成膜槽101之間的閘門104依序 開閉，於其間藉由真空區機器人100將形成有阻障層204 的晶圓201自阻障槽102中取出，然後，置入銅成膜槽101 中。 然後，於銅成膜槽101中，以與實施形態1同樣的作 法，可形成如圖17(c)所示在阻障層204上形成由銅所構成 之配線材料層205。 然後，與上述同樣地依序開閉移載槽99與銅成膜槽 101之間的閘門104、及移載槽99與卸載槽103之間的閘門 104，於其間藉由真空區機器人1〇〇將形成有配線材料層 205的晶圓201自銅成膜槽101中取出，然後，置入卸載槽 103 中。 然後，於卸載槽103中回復到大氣壓下之後，經由與 潔淨室之間的閘門104之開閉，於其間藉由潔淨機器手臂 97將形成有配線材料層205的晶圓201自卸載槽103取出 ，然後，收納於在第2區95待機之匣盒93中。然後，g 盒93移動到下一步驟中。接著，在該處，形成有配線材料 層205的晶圓201藉由CMP對其表面進行硏磨’如圖n(d) 所示，在絕緣層202的高深寬比之配線槽203中就埋有由 銅所構成的配線205。此時，配線205雖受CMP之處理卻 足夠硬，故可省略其熱硬化處理及表面平滑化處理。 如上述，依據本實施形態，可適當地製得一種在高深 寬比的配線槽中埋有銅配線之半導體元件。 其次，就本實施形態的變形例加以說明。圖16爲顯示 本實施形態的變形例之構成之示意俯視圖。 參照圖16及圖17，於本變形例中，於移載槽99上更 進一步透過閘門104連接有蝕刻槽1()5及熱處理槽1〇6。熱 處理槽106，係由可導入氮氣（n2)或氬氣（Ar)的熔焊槽或退 丨〇1形成的由銅所構成

2〇3的入口部容易附著配線材料 火槽所構成，係藉由對在銅成膜槽 的配線材料層205進行再熔融或斐 留應力者。因而，此熱硬化慮理枝 戰槽103中。藉此，於配線槽 β 205的場合，可藉由蝕刻槽 200301310 105除去附著物之同時，藉由銅成膜槽1〇1形成配線材料層 205，因此，於這樣的場合，亦可對高深寬比之配線槽塡充 大部分的配線材料205。且，由於形成於晶圓上之配線材料 205可藉由熱處理槽1〇6之熱處理降低其內部應力，故可提 高其可靠性。 又，於本變形例中，雖設有蝕刻槽1〇5，惟，亦可將其 省略，藉由在銅成膜槽101中，於氬氣存在下進行反濺鍍 以將附著於配線槽203入口部之配線材料205除去。依據 如此之構成，由於可於同一槽1 〇 1內進行配線材料層205 的形成與其特定部分之除去，可簡化半導體元件製造裝置 的構成。 實施形態3 圖18爲顯示藉由本發明實施形態3之半導體配線形成 方法於晶圓上形成之種膜的覆蓋性（coverage)之截面相片， 圖19爲圖18照片的略圖。 於本實施形態中，係用實施形態1的半導體配線形成 裝置，在晶圓上積層形成阻障層及由銅所構成的種膜，然 後，用一般濕式電鍍在該種膜上形成銅配線。 參照圖1，於本實施形態中，用半導體配線形成裝置1 來形成阻障層及種膜之際，電漿301的雲會包圍晶圓201 的表面，因此，蒸發材料對晶圓表面之包覆性良好。因而 ，如圖18及圖19所示，藉此所形成的阻障層及種膜206， 其階躍式覆蓋率（配線槽203的側部覆蓋性及底部覆蓋性）會 良好。其結果，藉由其後之濕式電鍍所形成之銅配線，其 32 ^200301310 階躍式覆蓋率會良好，且可減低銅配線中空隙的產生。又 ，圖18中，並未出現阻障層，因而，圖19中亦將其省略 〇 又，本實施形態中，於實施形態1的半導體配線形成 裝置1所形成之阻障層及種膜206，因如實施形態1中所述 的理由而爲緻密且硬者，故種膜206的銅難以擴散到阻障 層中，且可提高阻障層的銅擴散阻止性能，因此，雙方的 效果相結合下，可將阻障層的厚度作的較習知技術爲薄。 例如，通常阻障層的厚度爲300〜500A，而於本實施形態中 鲁 於使用TaN作爲材料時，阻障層的厚度只要150〜200A即已 充分。又，阻障層與種膜206合計的膜厚爲1500〜2000A。 因而，依據本實施形態，因阻障層的厚度降低，配線電阻 可隨之而降低。 實施形態4 圖20爲顯示本發明實施形態4之半導體配線形成裝置 的構成之示意圖。圖20中之與圖1相同之符號係表示同一 或相當的部分。 _ 如圖20所示，本實施形態中，於圖1的構成中，於真 空室2壁部2a的凹部2d進一步配設有作爲能量束照射機 構之離子槍601，此離子槍601係藉由控制裝置20的控制 將正之離子束（能量束）602朝向保持於基材保持器3的晶圓 201照射。藉由此離子束602的照射，可提高堆積於晶圓 201上的配線材料之能量，使其分子無間隙地排列。藉此， 該配線材料層會更加緻密。 33 ^200301310 又，作爲能量束照射機構，亦可使用照射雷射光（能量 束）的雷射來代替離子槍，雷射中可用準分子雷射、YAG的 高次諧波雷射、短波長雷射等。 又，於上述實施形態1、4中，雖爲了在高頻電壓重疊 偏壓電壓而使用偏壓電源裝置11，惟，亦可將此省略。即 使在此場合中，藉由自給偏壓電場（由高頻電壓產生）所產生 的加速效果，勵起的原子狀配線材料之直進性也會變佳， 且形成於晶圓上之配線材料層的緻密性也可提高。 又，實施形態1之膜厚監測器19，亦能以偵測形成於 晶圓201上之配線材料層的電阻或介電係數的方式構成。 又，於實施形態1中，亦可取代氫氣而將含有OH基的 氣體供給到真空室2內。 【圖式簡單說明】 (一）圖式部分 圖1爲顯示本發明實施形態1之半導體配線形成裝置 的構成之示意圖。 圖2爲顯示圖1之半導體配線形成裝置之偏壓電壓的 波形之波形圖。 圖3爲顯示圖1之半導體配線形成裝置之基材保持器 與蒸發源間的電位分布之示意圖。 圖4爲顯示圖1之半導體配線形成裝置之蒸發源及蒸 發材料供給裝置的構成之示意圖。 圖5爲顯示利用本發明實施形態1之實施例1之半導 體配線形成方法來對晶圓上的配線槽塡充配線材料的塡充 34 狀態的截面相片。 圖6爲圖5的截面相片之略圖。 圖7爲顯示藉由本發明實施形態1的實施例2之半導 體配線形成方法在晶圓上形成之薄膜的表面之經硏磨的狀 態的截面相片。 圖8爲顯示本發明之實施形態1的蒸發源及蒸發材料 供給裝置的第1變形例的構成之示意立體圖。 圖9爲顯示本發明之實施形態1的蒸發源及蒸發材料 供給裝置的第2變形例的構成之示意立體圖。 圖10爲顯示本發明之實施形態1的蒸發源及蒸發材料 供給裝置的第3變形例的構成之示意立體圖。 圖11爲顯示本發明之實施形態1的蒸發源及蒸發材料 供給裝置的第4變形例的構成之示意立體圖。 圖12爲顯示本發明之實施形態1的蒸發源及蒸發材料 供給裝置的第5變形例的構成之示意立體圖。 圖13爲顯示本發明之實施形態1的蒸發源及蒸發材料 供給裝置的第6變形例的構成之示意立體圖。 圖14爲顯示本發明之實施形態1的蒸發源及蒸發材料 供給裝置的第7變形例的構成之示意立體圖。 圖15爲顯示本發明之實施形態2之半導體元件製造裝 置的構成之示意俯視圖。 圖16爲顯示本發明之實施形態2的變形例之構成之示 意俯視圖。 圖17(a)，17(b),17(c)，17(d)爲顯示半導體元件配線之形成 35 2ύ〇3〇!3ΐ〇 方法各步驟的截面圖。 圖18爲顯示藉由本發明之實施形態3之半導體配線形 成方法形成於晶圓上之種膜的覆蓋性之截面相片。 圖19爲圖18之相片的略圖。 圖20爲顯示本發明實施形態4之半導體配線形成裝置 的構成之示意圖。 (二）元件代表符號 C 匹配用電容器 1 半導體配線形成裝置 2 真空室 2a 真空室的壁部 2b，2c，2d 凹部 3 基材保持器 4 蒸發源 5 旋轉軸 6 軸承 7 馬達 8 電刷 9 匹配單元 10 高頻電源 11 偏壓電源裝置 12 偏壓電源 13 波形產生器 14 低通濾波器 36 ^200301310 15 蒸發電源/或直流電弧電源 16 蒸發材料供給裝置 17 真空泵 18 氣體供給源 19 膜厚監測器 20 控制裝置 40 自公轉多點坩堝 41 公轉軸 42 坩堝 43 電子束產生器 44 電子束 53 捲軸 54 饋線器 55 送出輥 56 導引管 57 線材 58 線材自動進給機構 60 晶圓 61 絕緣層 62 配線槽 63 薄膜 63a 平坦部 70 粒狀物自動供給機構 71 漏斗

37 ^200301310 72 導引渠道 73 粒狀物 75 電阻加熱裝置 76,77 電極 78 舟 79 蒸發材料定量供給裝置 80 電弧蒸發源 82 陰極

83 陽極 83a 周面 83b 前端面 83c 貫穿孔 86 貫穿孔 87 密封構材 89 電弧蒸發源

90 軌道 91 潔淨室 92 真空室 93 匣盒 94 第1區 95 第2區 96 對準器 97 潔淨機器手臂 98 裝載鎖定槽 38 ^200301310 99 移載槽 100 真空區機器人 101 銅成膜槽 102 阻障槽 103 卸載槽 104 閘門 105 蝕刻槽 106 熱處理槽 201 晶圓 202 絕緣層 203 配線槽 204 阻障層 205 配線材料（層） 206 種膜 301 電漿 401 陰極進給機構 501 離子槍 502 靶 503 旋轉台 504 離子束 601 離子槍 602 正之離子束

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Claims (1)

1. ^200301310 拾、申請專利範圍 1· 一種半導體配線形成裝置，係具備： 真空室，其可使內部實質上保持真空狀態； 基材保持器，其配設於該真空室內，用以保持待形成 半導體配線膜之晶圓； 蒸發源，其配置於該真空室內，用以使該半導體配線 膜之材料蒸發；及 高頻電源，供給高頻電力，用來以該基材保持器作爲 一電極而在該真空室內產生電漿。 2·如申請專利範圍第1項之半導體配線形成裝置，其 係具有向真空室內供給含有氫或OH基之氣體的機構。 3·如申請專利範圍第1項之半導體配線形成裝置，其 係具有直流電源，用來以基材保持器作爲負極在真空室內 形成直流電場。 4·如申請專利範圍第3項之半導體配線形成裝置，其 係進一步具有控制機構，用以根據形成於晶圓之半導體配 線膜的堆積狀況之監測結果，來控制該半導體配線膜的形 成條件。 5.如申請專利範圍第4項之半導體配線形成裝置，其 中，半導體配線膜的形成條件，係半導體配線膜的堆積速 度、高頻電力的大小、及直流電場的強度中之至少任一者 〇 6·如申請專利範圍第3項之半導體配線形成裝置，其 係進一步具備可將基材保持器的電位暫時改變爲正電位之 40 ^200301310 電位可變機構。 7·如申請專利範圍第6項之半導體配線形成裝置，其 中’該電位可變機構，係在直流電場重疊脈衝，以使該直 流電場的方向在既定期間以既定的週期反轉。 8.如申請專利範圍第1項之半導體配線形成裝置，其 係具備半導體配線膜材料供給機構，其可24小時以上連續 供給自蒸發源蒸發之半導體配線膜材料。 9·如申請專利範圍第1項之半導體配線形成裝置，其 中’蒸發源及半導體配線膜材料供給機構，係下述方式中 至少任一者或其等組合所構成者，該方式包含：電子束加 熱與自公轉多點坩堝之組合方式、電子束加熱與半導體配 線膜材料線自動進給機構之組合方式、電子束加熱與半導 體配線膜材料粒自動供給機構之組合方式、電阻加熱與自 公轉多點舟之組合方式、電阻加熱與半導體配線膜材料線 自動進給機構之組合方式、電阻加熱與半導體配線膜材料 粒自動供給機構之組合方式、附有半導體配線膜材料自動 進給機構之電弧放電方式、離子束照射方式、及直流濺鍍 方式。 10·如申請專利範圍第1項之半導體配線形成裝置， 其係具備半導體配線膜材料供給機構，其可定量供給自蒸 發源蒸發之半導體配線膜材料。 11·如申請專利範圍第1項之半導體配線形成裝置， 其中’在g亥貫質真空狀態之氣體壓力爲l〇_3Pa級。 12.如申請專利範圍第1項之半導體配線形成裝置， 41 ^200301310 其中，在供給高頻電力之電路中，在供給高頻電力之另一 電極、及基材保持器間，以串聯之方式插入匹配單元及具 既定電容値之電容器，該匹配單元係用以整合電源側的阻 抗與負荷側的阻抗。 13. 如申請專利範圍第1項之半導體配線形成裝置， 其係具備能量束照射機構，用以對保持於基材保持器之晶 圓的表面上形成之半導體配線膜照射能量束。 14. 如申請專利範圍第1項之半導體配線形成裝置， 其中，供給高頻電力之另一電極，係由導電性構件所構成 之真空室。 15. 如申請專利範圍第1項之半導體配線形成裝置， 其中，於晶圓表面形成配線用槽，且半導體配線膜材料爲 銅。 16. —種半導體元件製造裝置，係至少具備移載槽、 透過閘門分別連接到該移載槽之裝載鎖定槽、阻障槽、銅 成膜槽、及卸載槽； 藉由配設於移載槽中之移載機構，邊開閉閘門邊使置 於裝載鎖定槽中的晶圓在阻障槽及銅成膜槽依序移動，並 對該晶圓進行既定的處理後，再置於卸載槽； 銅成膜槽，係由申請專利範圍第15項之半導體配線形 成裝置所構成。 17. —'種丰導體配線形成方法，係使用可使內部實質 上保持真空狀態之真空室； 藉由配設於該真空室內之基材保持器來保持待形成半 42 200301310 導體配線膜的晶圓； 藉由配置於該真空室內之蒸發源來使該半導體配線膜 的材料蒸發； 藉由高頻電源供給高頻電力，用來以該基材保持器作 爲一電極而在該真空室內產生電漿。 18. 如申請專利範圍第17項之半導體配線形成方法， 其係對該真空室內供給含有氫或OH基的氣體。 19. 如申請專利範圍第18項之半導體配線形成方法， 其中，該真空室內之環境氣氛之氫含有率，以體積比計爲 4〜20%。 20. 如申請專利範圍第17項之半導體配線形成方法， 其係藉由直流電源以基材保持器作爲負極於真空室內形成 直流電場。 21. 如申請專利範圍第20項之半導體配線形成方法， 其係根據形成於晶圓之半導體配線膜的堆積狀況之監測結 果，來控制半導體配線膜的形成條件。 22. 如申請專利範圍第21項之半導體配線形成方法， 其中，該半導體配線膜的形成條件，係半導體配線膜的堆 積速度、高頻電力的大小、及直流電場的強度中之至少任 一者。 23. 如申請專利範圍第20項之半導體配線形成方法， 其係將基材保持器的電位暫時改變爲正電位。 24. 如申請專利範圍第23項之半導體配線形成方法， 其係在直流電場重疊脈衝，以使該直流電場的方向在既定 43 ^200301310 的期間以既定的週期反轉，藉此將基材保持器之電位暫時 改變爲正電位。 25_如申請專利範圍第π項之半導體配線形成方法， 其係利用能24小時以上連續供給半導體配線膜材料的半導 體配線膜材料供給機構，供給自蒸發源蒸發之半導體配線 膜材料。 26.如申請專利範圍第π項之半導體配線形成方法， 其中’該蒸發源及半導體配線膜材料供給機構，係下述方 式中至少任一者或其等組合所構成者，該方式包含：電子 束加熱與自公轉多點坩堝之組合方式、電子束加熱與半導 體配線膜材料線自動進給機構之組合方式、電子束加熱與 半導體配線膜材料粒自動供給機構之組合方式、電阻加熱 與自公轉多點舟之組合方式、電阻加熱與半導體配線膜材 料線自動進給機構之組合方式、電阻加熱與半導體配線膜 材料膜粒狀物自動供給機構之組合方式、附有半導體配線 膜材料自動進給機構之電弧放電方式、離子束照射方式、 及直流濺鍍方式。 27·如申請專利範圍第π項之半導體配線形成方法， 其係定量供給自蒸發源蒸發之半導體配線膜材料。 28. 如申請專利範圍第17項之半導體配線形成方法， 其中’在該實質真空狀態之氣體壓力爲l(T3Pa級。 29. 如申請專利範圍第17項之半導體配線形成方法， 其中’在供給該高頻電力之電路中，在供給高頻電力之另 一電極、及基材保持器間，以串聯之方式插入匹配單元及 44 200301310 具既定電容値値的電容器，該匹配單元係用以整合電源側 的阻抗與負荷側的阻抗。 30·如申請專利範圍第π項之半導體配線形成方法， 其中，對保持於該基材保持器之晶圓的表面上形成之半導 體配線I吴照射能量束。 31.如申請專利範圍第17項之半導體配線形成方法， 其中’供給局頻電力之另一電極，係由導電性構件所構成 之真空室。 32·如申請專利範圍第17項之半導體配線形成方法， 其中，於該晶圓表面形成配線用槽，且半導體配線膜材料 爲銅。 33· —種半導體配線形成方法，係含有下列步驟： 藉由申請專利範圍第17項之半導體配線形成方法在晶 圓上形成種膜；及 使用種膜，藉由濕式電鍍在晶圓上形成半導體配線膜 〇 34·如申請專利範圍第33項之半導體配線形成方法， 其係形成阻障層作爲種膜的下層，並使用銅作爲構成種月莫 及半導體配線膜的材料。 35· —種半導體元件製造方法，係至少使用移載槽、 透過閘門分別連接到該移載槽之裝載鎖定槽、阻障槽、銅 成膜槽、及卸載槽； 藉由配設於移載槽中之移載機構，邊開閉閘門邊使置 於裝載鎖定槽的晶圓在阻障槽及銅成膜槽依序移動，並對 45 200301310 * 該晶圓進行既定的處理之後，再置於卸載槽； 銅成膜槽之既定的處理，係由申請專利範圍第U胃；^ 半導體配線形成方法所構成。 36· —種晶圓，係在形成於晶圓的表面上、或形成於 該晶圓上所形成之層的表面上之寬大致爲0.35/zm深大致 爲的槽，藉由乾式製程以約1〇〇%塡充由銅所構成的 配線膜材料而製得。 拾壹，式 · 如次裒。 46