TW201335979A - 無電鍍銅沉積 - Google Patents

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Abstract

一種提供無電電鍍的方法被提供。一非晶形碳屏障層藉由下列步驟形成在一低介電常數介電層上：提供包含了碳氫化合物、H2與不含氧之稀釋劑的沉積氣體，自沉積氣體形成電漿，最後停止提供沉積氣體。接著，非晶形碳屏障層藉由下列步驟被調節：提供包含H2和稀釋劑的調節氣體，自調節氣體形成電漿進而調節非晶形碳屏障層的頂面，最後停止提供調節氣體。非晶形碳屏障層藉由下列步驟被官能化：提供包含NH3或H2與N2的官能化氣體，自官能化氣體形成電漿，最後停止提供官能化氣體。一無電製程係用以在屏障層上形成電極。

Description

無電鍍銅沉積
本發明係有關於一種在半導體晶圓上形成半導體元件的方法。更具體而言，本發明係關於在一低介電常數介電層中形成金屬內連線。
在形成半導體裝置時，導電金屬內連線係設置於低介電常數介電層中。如果金屬內連線中包含銅，一銅屏障層係用以避免低介電常數介電層的銅毒化(copper poisoning)。
為了實現前述和根據本發明的目的，一種在低介電常數介電層上提供無電電鍍的方法被提供。一非晶形碳屏障層藉由下列步驟形成在一低介電常數介電層上：提供包含了碳氫化合物、H2與不含氧之稀釋劑的沉積氣體，自沉積氣體形成電漿以提供該非晶形碳屏障層，最後停止提供沉積氣體。接著，非晶形碳屏障層藉由下列步驟被調節：提供包含H2和不含氧之稀釋劑的調節氣體，自調節氣體形成電漿進而調節非晶形碳屏障層的頂面，最後停止提供調節氣體。接著，經調節的非晶形碳屏障層藉由下列步驟被官能化：提供包含NH3或N2與H2或上述之混合物的官能化氣體，自官能化氣體形成電漿，最後停止提供官能化氣體。
在本發明之另一實施態樣中，一裝置被提供。其中，一電漿處理腔室被提供，且其包括：用以形成一電漿處理腔室包圍空間的一腔室壁；一基板支架，用以支撐位於電漿處理腔室包圍空間內之晶圓；一壓力調節器，用以調節電漿處理腔室包圍空間內的壓力；至少一電極，用以提供電漿處理腔室包圍空間電力以維持電漿；一進氣口，用以提供氣體進入電漿處理腔室包圍空間；和一出氣口，用以從電漿處理腔室包圍空間中排 出氣體。至少一射頻電源電性連接至該至少一電極。一氣體源流體連接該進氣口。一控制器可控制地連接至該氣體源與該至少一射頻電源。上述控制器包括至少一處理器和電腦可讀取媒體。其中，上述電腦可讀取媒體包括用以在低介電常數介電層上形成非晶形碳屏障層的電腦可讀取碼，且上述電腦可讀取碼更包括：用以提供包括碳氫化合物、H2與一不含氧之稀釋劑之沈積氣體的電腦可讀取碼、用以自沈積氣體形成一電漿而提供非晶形碳屏障層的電腦可讀取碼、以及用以停止提供沈積氣體的電腦可讀取碼。上述電腦可讀取媒體更包括用來調節非晶形碳屏障層的電腦可讀取碼，其包括用以提供包括H2與一不含氧之稀釋劑之調節氣體的電腦可讀取碼、用以自調節氣體形成一電漿進而調節非晶形碳屏障層之頂面的電腦可讀取碼、以及用以停止提供調節氣體的電腦可讀取碼。最後，上述電腦可讀取媒體更包括用來官能化被調節的非晶形碳屏障層的電腦可讀取碼，其更包含用來提供包括NH3或N2與H2或由上述組成的混和物之官能化氣體的電腦可讀取碼、用以自官能化氣體形成一電漿的電腦可讀取碼、以及用來停止提供官能化氣體的電腦可讀取碼。
由下文的說明及隨附圖示，將更詳細地描述本發明的上述和其他的特徵。
104~132‧‧‧本發明所提供之方法步驟
200‧‧‧堆疊結構
204‧‧‧晶圓
208‧‧‧低介電常數介電層
212‧‧‧光阻罩
216‧‧‧一或多層
220‧‧‧特徵結構
224‧‧‧非晶形碳沈積層
300‧‧‧電漿處理系統
302‧‧‧電漿反應器
304‧‧‧腔室
306‧‧‧電漿電源供應器
308‧‧‧匹配網路
310‧‧‧TCP線圈
312‧‧‧功率窗
314‧‧‧電漿
316‧‧‧偏壓電源供應器
318‧‧‧匹配網路
320‧‧‧電極
324‧‧‧控制器
330‧‧‧氣體源/氣體供應裝置
332‧‧‧第一成分氣體源
334‧‧‧第二成分氣體源
336‧‧‧附加成分氣體源
340‧‧‧進氣口
342‧‧‧壓力控制閥
344‧‧‧幫浦
350‧‧‧腔室壁
352‧‧‧脈衝控制器
400‧‧‧電腦系統
402‧‧‧處理器
404‧‧‧顯示裝置
406‧‧‧記憶體
408‧‧‧儲存裝置
410‧‧‧移除式儲存裝置
412‧‧‧使用者介面裝置
414‧‧‧通訊介面
416‧‧‧通訊基礎設施
504~512‧‧‧蝕刻步驟
604~612‧‧‧沈積步驟
704~716‧‧‧調節步驟
804~812‧‧‧官能化步驟
904‧‧‧孔洞
908‧‧‧含氮官能基
912‧‧‧鈀物種
在隨附圖式的圖中，以例示為目的而非以限定為目的，對本發明加以描述。其中，相似的標號係用以表示類似之元件：第一圖係顯示本發明一實施例之流程圖；第二A圖至第二C圖係顯示利用本發明製程形成結構的示意圖；第三圖係顯示本發明一實施例中所可能使用之電漿處理腔室的示意圖；第四圖係實施本發明時所可能使用之電腦系統的示意圖；第五圖係顯示較詳細之蝕刻步驟流程圖；第六圖係顯示較詳細之非晶形碳沈積步驟流程圖；第七圖係顯示較詳細之非晶形碳調節步驟流程圖； 第八圖係顯示較詳細之官能化被調節之非晶形碳屏障層的流程圖；以及第九圖係顯示被官能化與調節之非晶形碳屏障層的示意圖。
本發明將參照幾個實施例配合附圖加以詳述。在以下的說明中，列舉了許多具體細節以便能對本發明有更透徹的瞭解。然而，對熟習此技藝者顯而易見的是，本發明在沒有某些或全部這些具體細節下仍可實施。在其他方面，眾所周知的流程步驟和/或結構並沒有被詳述以免對本發明造成不必要的焦點模糊。
當利用雙重鑲嵌方法形成半導體元件時，如溝槽或通孔等特徵結構會形成在低介電常數介電層中，而銅內連線也會形成在上述特徵結構中。為了避免銅毒化的現象發生，係於低介電常數介電層和銅內連線之間設置一如氮化鉭(TaN)之屏障層。一銅晶種層形成於屏障層上，且上述銅晶種層係用以進行電鍍而生成一銅接觸。隨著裝置的尺寸變小，更薄的銅屏障層和省略銅晶種層的可能都是被期待的，以使更多的銅被填充在特徵結構內。
第一圖係顯示本發明一實施例之高階流程圖。在此實施例中，基板被放置在電漿處理腔室中(步驟104)。一低介電常數介電層形成於基板上。低介電常數介電層在電漿處理腔室中被蝕刻(步驟108)。一非晶形碳層形成於低介電常數介電層上(步驟112)。將非晶形碳層加以調節(步驟116)。將經調節的非晶形碳層官能化(步驟120)。將基板自電漿處理腔室中移出(步驟124)，並進行一蝕刻後濕式清潔步驟(步驟128)。形成複數個無電導線於上述特徵結構中(步驟132)。
於本發明之一較佳實施例中，一基板被放置在一電漿處理腔室中(步驟104)。第二A圖係顯示一堆疊結構200的剖面圖，此堆疊結構200包含一基板204和配置在一光阻遮罩212下的一低介電常數介電層208。在此例中，一或多層216被配置在基板和低介電常數介電層208之間。在此例中低介電常數介電層係多孔之低介電常數介電層。通常，上述低介電常數介電層可為從Novellus of San Jose,Calif.購買的CORALTM；從Applied Materials of Santa Clara,Calif.購買的Black DiamondTM；從ASM International N.V.,The Netherlands購買的AuroraTM；從Sumitomo Chemical America,Inc.,Santa Clara,Calif.購買的Sumika Film®；從Allied Signal of Morristown,N.J.購買的HOSPTM；從DOW Chemical Company購買的SiLKTM或advanced porous SiLK；從Trikon購買的Orion® FlowfillTM；和從JSR Corp.購買的LKDTM。更明確的來說，此實施例中該低介電常數介電層係多孔有機矽酸鹽玻璃(OSG)。在其他實施例中，其他低介電材料亦可被使用。在此說明書及申請專利範圍中，一低介電常數介電材料的介電常數低於3.0。
第三圖係本發明一實施例中可能使用之一電漿處理系統300的示意圖。此電漿處理系統300包含一電漿反應器302，且電漿反應器302內具有由腔室壁350定義而成之電漿處理腔室304。藉由一匹配網路308調控之一電漿電源供應器306，提供電源給靠近功率窗312處作為提供電源給電漿處理腔室304之電極的一TCP線圈310，以在電漿處理腔室304中產生一電漿314。上述TCP線圈(上電源)310可用以在處理腔室304中產生均勻的擴散分布。舉例來說，該TCP線圈310可用以於電漿314中產生環形功率分佈。另外，功率窗312係用以分開TCP線圈310與電漿處理腔室304並且允許能量從TCP線圈310傳到電漿處理腔室304。一藉由匹配網路318調控之晶圓偏壓電源供應器316，係用以提供電源給一電極320來設定由電極320所支承之晶圓204的偏壓，使得此實施例中的電極320亦是基板支架。一脈衝控制器352造成偏壓脈衝化。脈衝控制器352可被設置在匹配網路318和基板支架之間、或在偏壓電源供應器316和匹配網路318之間、或在控制器324和偏壓電源供應器316之間、或呈其他可造成偏壓脈衝化的配置。一控制器324設定電漿電源供應器306和晶圓偏壓供應器316之點。
電漿電源供應器306和晶圓偏壓電源供應器316可被配置而在特定射頻中操作，例如13.56 MHz、60 MHz、27 MHz、2 MHz、400 kHz、或其組合。電漿電源供應器306和晶圓偏壓電源供應器316可被適當的尺寸化以提供一範圍的電源而達到目標處理效能。舉例來說，在本發明的一個實施例中，電漿電源供應器306可供應100-10000瓦的電源，且晶圓偏壓電源供應器316可供應10-2000伏特的偏壓。除此之外，TCP線圈310和/ 或電極320可由兩個或多個子線圈或子電極組成，且其電源可由單一電源供應器或多個電源供應器提供。
如第三圖所示，該電漿處理系統300進一步包含一氣體源/氣體供應裝置330。氣體源包括一第一成分氣體源332，一第二成分氣體源334，和選擇性的附加成分氣體源336。各種成分氣體將於以下討論。氣體源332、334和336係透過進氣口340與處理腔室304流體連接。上述進氣口可被放置在腔室304中任何一個有利的位置，且可為用於注入氣體的任何形式。然而較佳地，進氣口係可配置成用以產生一「可調控」的氣體注入剖面，其允許獨立調整至處理腔室304中多個區域的各別氣流。處理氣體及副產物可經由壓力控制閥342及一幫浦344從處理腔室304中移除，其中壓力控制閥342係一壓力調節器，幫浦344亦可在電漿處理腔室304中維持特定壓力且更可提供出氣口。氣體源/氣體供應裝置330係由控制器324控制。本發明之一實施例係可由Lam Research Corporation生產的Kiyo system來執行。
第四圖係顯示一電腦系統400之高階方塊圖，此電腦系統400於本發明之一實施例中可用作為一控制器324。電腦系統可具有多種物理形式如自積體電路、印刷電路板和小的手持裝置，一直到大的超級電腦。電腦系統400包含一個或多個處理器402，且可更進一步包含一電子顯示裝置404(用來顯示圖表、文字和其他數據)、一主記憶體406(例如隨機存取記憶體(RAM))、儲存裝置408(例如硬碟機)、移除式儲存裝置410(例如光碟機)、使用者介面裝置412(例如鍵盤、觸控式螢幕、鍵板、滑鼠或其他指標裝置等等)和一通訊介面414(例如無線網路介面)。上述通訊介面414允許軟體和資料在電腦系統400和外部裝置間藉由連結而傳輸。該系統可包含和前述的裝置/模組連接的一通訊基礎設施416(例如一通信匯流排、交越條(cross-over bar)、或網路)。
透過通訊界面414傳輸的資訊可藉由下述訊號形式，例如經由一通訊連結之電、電磁、光或其他可被通訊介面414接收的訊號，該通訊連結攜帶訊號且藉由使用電線或電纜線、光纖、電話線、手機連結、射頻連結、和/或其他通訊管道加以實施。透過上述通訊介面，值得思考的是一或多個處理器402在執行上述方法步驟的過程中可從網路上接收資訊， 或是上傳資訊到網路中。更甚者，本發明實施例所提供之方法可單獨在處理器上執行或是透過網路(例如與分擔一部分處理之遠端處理器連結的網際網路)執行。
術語”非暫時性電腦可讀取媒體”通常被用來指例如主記憶體、輔助記憶體、移除式儲存設備和儲存裝置，例如硬碟、快閃記憶體、磁碟驅動記憶體、光碟機和其他形式等永久記憶體，且不包含如載波或訊號等標的物。電腦碼的例子包括機器碼(例如由編譯器所提供者)和包含了高階碼的檔案，其需由利用直譯器的電腦執行。電腦可讀取媒體亦可為透過藉由被包含在載波中的電腦資料訊號加以傳輸且代表一系列可被處理器執行的指令之電腦碼。
低介電常數介電層被蝕刻(步驟108)。第五圖係一更詳細的流程圖用以說明蝕刻低介電常數介電層的蝕刻。將一蝕刻氣體流動進入電漿處理腔室304中(步驟504)。為了蝕刻多孔有機矽酸鹽玻璃之低介電常數介電層，上述蝕刻氣體包含C4F6、O2、和Ar。射頻係用以自蝕刻氣體形成一電漿(步驟508)，該電漿蝕刻低介電常數介電層以形成特徵結構。當蝕刻完成時，即停止蝕刻氣體的流動(步驟512)。第二B圖係顯示在蝕刻步驟完成形成該些蝕刻特徵結構220之後堆疊結構200的剖面圖。
一非晶形碳層係形成在低介電常數介電層上(步驟112)。在此實施例中，低介電常數介電層的蝕刻步驟也是在同一電漿處理腔室304中執行。在其他實施例中，上述蝕刻步驟可在一腔室中執行，而非晶形碳層的沈積步驟則可在同一群組腔室中的另一腔室中執行，使得基板從蝕刻腔室傳輸到沉積腔室時可維持真空。第六圖係沉積非晶形碳層之較詳細的流程圖。將一沉積氣體流動進入電漿處理腔室中(步驟604)，且沉積氣體包括一碳氫化合物、H2和一不含氧之惰性稀釋劑。上述碳氫化合物係CxHyFz或CxHy中的至少一者。更佳的，上述碳氫化合物不含氟，因此其為CxHy的形式。最佳的，上述碳氫化合物係CH4。上述不含氧之稀釋劑可為任何不含氧之惰性稀釋劑。較佳的，上述不含氧的惰性稀釋劑包括氮氣或稀有氣體其中一者。較佳的，上述惰性稀釋劑係氦。較佳地，上述沈積氣體提供一碳氫化合物氣流以維持一碳氫化合物分壓於0.1 mTorr和10 mTorr之間。更佳的，上述碳氫化合物分壓係介於1 mTorr和5 mTorr之間。最佳的， 上述碳氫化合物分壓係大約2 mTorr。低碳氫化合物分壓有助於提供一薄的非晶形碳層。接著，自沈積氣體形成一電漿(步驟608)。從沈積氣體中形成的電漿係用以在低介電常數介電層上形成一非晶形碳層。接著，停止沈積氣體的流動(步驟612)。
沈積配方之一例子中係提供20 mTorr的壓力。另外，氣體源/氣體供應裝置330提供50 sccm的CH4、350 sccm的H2、和200 sccm的He進入電漿處理腔室304中(步驟604)。電漿電源供應器306於13.56 MHz下提供500瓦的感應射頻電源給腔室以自調節氣體形成一電漿(步驟608)。晶圓偏壓電源供應器316提供一0伏特的偏壓給晶圓204。一般而言，上述偏壓少於300伏特。在此實施例中，該偏壓的頻率係13.56 MHz。
第二C圖係顯示上述堆疊結構結構於非晶形碳沈積層224沈積後之剖面圖。較佳地，非晶形碳層的厚度介於0.5 nm和100 nm之間。更佳地，非晶形碳層的厚度為0.5 nm到5 nm。需注意的是，該圖示並未依照比例繪製，以能夠清楚地顯示出非晶形碳沈積層224。
將非晶形碳層加以調節(步驟116)。在此實施例中，非晶形碳層的調節步驟在相同的電漿處理腔室304中執行。在其他實施例中，調節可在同一群組的腔室的不同腔室中執行，使得基板從沈積腔室傳輸到調節腔室時真空可被維持。第七圖係顯示非晶形碳層調節步驟之較詳細的流程圖。將一調節氣體流動進入電漿處理腔室中(步驟704)。調節氣體包括一碳氫化合物、H2和一不含氧之惰性稀釋劑。上述不含氧之惰性稀釋劑可為任何不含氧之惰性劑。更佳地，上述不含氧之惰性稀釋劑包括氮或稀有氣體其中一者。更佳地，上述惰性稀釋劑係氦。較佳地，上述調節氣體基本上不含碳氫化合物。所謂基本上不含碳氫化合物係被定義為只有很低濃度的碳氫化合物使得沒有碳沈積發生。最佳地，上述調節氣體不含碳氫化合物。較佳地，H2的分壓係介於1和100 mTorr之間。更佳地，H2的分壓係介於5和30 mTorr之間。上述氫氣的高分壓可改善非晶形碳層的調整。接著，自調節氣體形成一電漿(步驟708)，且提供一高偏壓(步驟712)。此高偏壓被定義為高於沈積非晶形碳層期間偏壓且高於官能化經調整之非晶形碳屏障層期間偏壓的一偏壓。更具體來說，上述偏壓較佳地介於10和200伏特之間。上述偏壓可由偏壓電源供應器316提供。從調節氣體中形成的 電漿係用以調節低介電常數介電層上之一非晶形碳層。可以理解的是，上述調節步驟係可修整、密化或清潔上述非晶形碳層。最後停止調節氣體的流動(步驟716)。
調節配方之一例子係提供20 mTorr的壓力。氣體源/氣體供應裝置330提供350 sccm的H2和200 sccm的He進入電漿處理腔室304中(步驟704)。電漿電源供應器306於13.56 MHz下提供500瓦的感應射頻電源給腔室以自調節氣體形成一電漿(步驟708)。晶圓偏壓電源供應器316提供一200伏特的偏壓給晶圓204(步驟712)。在此實施例中，上述偏壓的頻率係13.56 MHz。
官能化上述被調節的非晶形碳層(步驟112)。在本說明書中，上述官能化被調節之非晶形碳層的步驟係被定義為嫁接氮官能基(nitrogen functionality)在被調節的非晶形碳層上以增加無電鍍銅沈積。在此實施例中，上述官能化被調節之非晶形碳層的步驟可在相同的電漿處理腔室304中原位執行。在其他實施例中，上述官能化步驟也可在同一群組腔室中的不同腔室中執行，使得基板從調節腔室傳輸到官能化腔室時真空可被維持。第八圖係顯示官能化上述被調節之非晶形碳層的較詳細流程圖。將一官能化氣體流動進入電漿處理腔室中(步驟804)，且官能化氣體包括NH3或N2和H2。較佳地，上述官能化氣體基本上不含碳氫化合物。而基本上不含碳氫化合物被定義為只有很低濃度的碳氫化合物使得沒有碳沈積發生。最佳地，上述官能化氣體不含碳氫化合物。較佳地，上述官能化氣體包含NH3，其可和N2、H2和/或稀有載送氣體混和。自上述官能化氣體形成一電漿(步驟808)。停止官能化氣體的流動(步驟816)。
官能化配方之一例子係提供50 mTorr的壓力。氣體源/氣體供應裝置330提供100 sccm的NH3進入電漿處理腔室304中(步驟804)。電漿電源供應器306於13.56 MHz提供500瓦的感應射頻電源給腔室以自官能化氣體形成一電漿(步驟808)。晶圓偏壓電源供應器316提供一0伏特的偏壓給晶圓204。
暫不論原理，一般認為官能化步驟會自我限制，以致於被調節的非晶形碳層表面僅形成一單層氮官能基。第九圖係顯示低介電常數介電層208之局部放大剖面示意圖。在此範例中，低介電常數介電層208是 多孔的，即如圖所示之複數個孔洞904。一般認為被沈積的非晶形碳層224除了提供一銅屏障層以避免低介電常數介電層的銅毒化之外，還有助於密封和保護上述多孔低介電常數介電層208。上述官能化步驟係將一單層的含氮官能基NHx 908附著在上述被沈積的非晶形碳層224上。
在此實施例中，堆疊結構200係自腔室304中移除，且可自該群組的氛圍中移除，而使堆疊結構200進一步進行濕式製程(步驟124)。在此實施例中，堆疊結構200進行一蝕刻後濕式清潔處理128，以移除堆疊結構200中的任何殘留物。在其他實施例中，上述蝕刻後濕式清潔步驟可在其他時候執行，例如在蝕刻低介電常數介電層之後以及形成非晶形碳層之前。在其他實施例中，堆疊結構200也可不進行上述蝕刻後濕式清潔步驟。在濕式清潔配方之一例子中，上述堆疊結構200係被暴露在混合比例200：1之H20與HF的溶液中兩秒。
接著，無電導線藉由一無電製程形成於特徵結構中(步驟132)。在此實施例中，堆疊結構200被放置在一酸性氯化鈀(PdCl2)溶液中濕浴。來自上述酸性PdCl2溶液中的Pd2+離子附著在該官能化的被調節非晶形碳層的氮官能基上。第九圖顯示附著於該含氮官能基908上的該化學吸附的鈀物種912。在一替代實施例中，也可使用一鎳溶液。由於Pd2+離子和氮官能基接合的自我限制作用，一單層的鈀被形成而提供一給金屬附著的成核層。
於上述酸性PdCl2溶液濕浴後，由去離子水潤洗。上述堆疊結構被放置在活化溶液中。此可為該無電電鍍溶液的一部份。該活化溶液包含一還原劑，如二甲基胺硼烷(DMAB)、甲醛或其他。
較佳地，該非晶形碳屏障層的形成，調節該非晶形碳屏障層，和官能化該被調節的非晶形碳屏障層皆基本上是不含氧之過程，使得不會有比微量還多的氧被用在這些過程中。更佳地，非晶形碳屏障層的形成，調節非晶形碳屏障層，和官能化被調節的非晶形碳屏障層皆是不含氧之過程，使得沒有氧在這些過程中被使用。
在本發明的一實施例中，提供具有一密度的一非晶形碳層，其可作為一銅毒化的屏障層，以及密封和保護上述多孔的低介電常數介電層。除了防止毒化外，一低介電常數屏障層應被保護而不遭受增加低介電 常數屏障層的k值的損害。較佳地，非晶形碳層的厚度為0.5 nm到5 nm。已知的是，具有此厚度之一被調節的非晶形碳層足以屏障銅的毒化。結合該厚屏障層以及一單層官能基和一單層成核層可將銅電鍍的支撐層最小化。對於較小的特徵結構，這些支撐層的最小化可使更大量的銅用來提供銅內連線。
另外，吾人已發現利用習知的TaN屏障層與晶種層所提供的支撐層厚多了，而減少了如此小的特徵結構中的銅體積，從而增加了內連線的電阻。
在其他實施例中，上述步驟的不同結合可提供一循環製程。例如，該形成非晶形碳層的步驟(步驟112)和該調節非晶形碳層的步驟(步驟116)可提供在將這些步驟交替進行至少三次的循環製程中。複數個循環的此製程可被用來提供一較厚的非晶形碳層。
在本發明的另一表現態樣中，本發明係被用來提供貫穿矽通孔(through silicon via)之銅內連線。該通孔完全地穿過矽基板。一低介電常數介電層可被放置在矽基板的一側而形成部分通孔。本發明於通孔中提供銅內連線。在其他實施例中，電容耦合式電漿(CCP)蝕刻腔室可用以代替變壓器耦合式電漿(TCP)蝕刻腔室。
本發明已藉由數個較佳實施例加以說明，但仍存在有落入本發明範圍的變化、置換、及替代均等物。吾人亦應注意到有許多替代方式實現本發明的方法和裝置。因此，以下隨附申請專利範圍應詮釋為包含所有落入本發明之真實精神和範疇的變化、置換、和替代均等物。
104~132‧‧‧本發明所提供之方法步驟

Claims (19)

  1. 一種無電電鍍方法，用於在一低介電常數介電層上提供無電電鍍，包含：在該低介電常數介電層上形成一非晶形碳屏障層，包含：提供一沈積氣體的流動，該沈積氣體包含一碳氫化合物、H2、與一不含氧之稀釋劑；自該沈積氣體形成一電漿以提供該非晶形碳屏障層；以及停止該沉積氣體的流動；調節該非晶形碳屏障層，包含：提供一調節氣體的流動，該調節氣體包含H2與一不含氧之稀釋劑；自該調節氣體形成一電漿，該電漿調節該非晶形碳屏障層之一頂面；以及停止該調節氣體的流動；以及官能化被調節之該非晶形碳屏障層，包括：提供一官能化氣體的流動，該官能化氣體包含NH3或H2與N2；自該官能化氣體形成一電漿；以及停止該官能化氣體的流動。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述之無電電鍍方法，進一步包括使用一無電製程提供一無電電鍍於被官能化及調節之該非晶形碳屏障層之上。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述之無電電鍍方法，其中複數個特徵結構被蝕刻在該低介電常數介電層中，而其中該無電電鍍在經蝕刻之該些特徵結構中形成複數個金屬內連線。
  4. 根據申請專利範圍第3項所述之無電電鍍方法，其中該調節步驟對該非晶形碳屏障層進行修整、密化或通孔清潔。
  5. 根據申請專利範圍第4項所述之無電電鍍方法，其中該調節氣體基本上不含碳氫化合物。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述之無電電鍍方法，其中該沈積氣體基本上不含氨。
  7. 根據申請專利範圍第4項所述之無電電鍍方法，其中該調節氣體完全不含碳氫化合物。
  8. 根據申請專利範圍第7項所述之無電電鍍方法，其中該低介電常數介電層係一多孔的低介電常數介電層。
  9. 根據申請專利範圍第8項所述之無電電鍍方法，其中該不含氧之稀釋劑基本上係由稀有氣體或N2其中至少一者所構成。
  10. 根據申請專利範圍第9項所述之無電電鍍方法，其中該不含氧之稀釋劑基本上係由氦所構成。
  11. 根據申請專利範圍第9項所述之無電電鍍方法，其中該碳氫化合物是不含氟的碳氫化合物。
  12. 根據申請專利範圍第9項所述之無電電鍍方法，其中該碳氫化合物是CH4。
  13. 根據申請專利範圍第1項所述之無電電鍍方法，進一步包含：放置該低介電常數介電層於一電漿處理腔室中；以及蝕刻特徵結構於該低介電常數介電層中。
  14. 根據申請專利範圍第13項所述之無電電鍍方法，其中該蝕刻特徵結構於該低介電常數介電層中之步驟、該形成該非晶形碳屏障層之步驟、該調節該非晶形碳屏障層之步驟、以及該官能化被調節之該非晶形碳屏障層之步驟係在同一電漿處理腔室中原位執行。
  15. 根據申請專利範圍第13項所述之無電電鍍方法，其中該蝕刻特徵結構於該低介電常數介電層中之步驟、該形成該非晶形碳屏障層之步驟、該調節該非晶形碳屏障層之步驟、以及該官能化被調節之該非晶形碳屏障層之步驟係在一群組之電漿處理腔室中執行。
  16. 根據申請專利範圍第1項所述之無電電鍍方法，進一步包含用於移除蝕刻殘餘物的一蝕刻後濕式清潔。
  17. 根據申請專利範圍第1項所述之無電電鍍方法，其中該調節該非晶形碳屏障層的步驟進一步包含在該低介電常數介電層上提供一偏壓來加速離子化之不含氧之稀釋劑，其中在調節該非晶形碳屏障層期間的偏壓，比形成該非晶形碳屏障層期間的偏壓以及官能化被調節的該非晶形碳屏障層期間的偏壓還大。
  18. 根據申請專利範圍第1項所述之無電電鍍方法，其中該官能化氣體包含NH3。
  19. 一種裝置，包含：一電漿處理腔室，其包含：一腔室壁，形成一電漿處理腔室包圍空間；一基板支架，用以支撐位於該電漿處理腔室包圍空間之內的一晶圓；一壓力調節器，用以調節該電漿處理腔室包圍空間內之壓力；至少一電極，用以提供該電漿處理腔室包圍空間電力以維持一電漿；一進氣口，用以提供氣體進入該電漿處理腔室包圍空間；以及一出氣口，用以從該電漿處理腔室包圍空間中排出氣體；至少一射頻電源，電性連接至該至少一電極；一氣體源，流體連接該進氣口；以及一控制器，可控制地連接至該氣體源與該至少一射頻電源，且該控制 器包含：至少一處理器；以及電腦可讀取媒體，其包含：用以在該低介電常數介電層上形成一非晶形碳屏障層的電腦可讀取碼，包含：用以自該氣體源提供包含碳氫化合物、H2、與一不含氧之稀釋劑之一沈積氣體的流動之電腦可讀取碼；用以自該沈積氣體形成一電漿以提供該非晶形碳屏障層之電腦可讀取碼；以及用來停止該沈積氣體的流動之電腦可讀取碼；用以調節該非晶形碳屏障層之電腦可讀取碼，包含：用以自該氣體源提供包含H2與一不含氧之稀釋劑的一調節氣體的流動之電腦可讀取碼；用以自該調節氣體形成一電漿之電腦可讀取碼，該電漿調節該非晶形碳屏障層之一頂面；以及用以停止該調節氣體之流動的電腦可讀取碼；以及用以官能化被調節之該非晶形碳屏障層之電腦可讀取碼，包含：用以自該氣體源提供包含NH3或H2與N2之的官能化氣體的流動之電腦可讀取碼；用以自該官能化氣體形成一電漿之電腦可讀取碼；以及用以停止該官能化氣體的流動之電腦可讀取碼。
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