化學鍍銅的製作方法
2023-10-27 07:28:32 2
化學鍍銅的製作方法
【專利摘要】提供了一種用於提供化學鍍層方法。通過提供含有烴、H2和無氧稀釋劑的沉積氣體流，從該沉積氣體形成等離子體，以及停止該沉積氣體的流動，在低k介電層上形成無定形碳阻擋層。通過提供含有H2和稀釋劑的調節氣體流，從該調節氣體形成等離子體，該等離子體調節無定形碳阻擋層的頂表面，並且停止該調節氣體的流動，調節無定形碳阻擋層。通過提供含有NH3或H2和N2的官能化氣體流，從該官能化氣體形成等離子體，並且停止該官能化氣體的流動，官能化經調節的該無定形碳阻擋層。提供化學鍍處理以在該阻擋層上形成電極。
【專利說明】化學鍍銅
【技術領域】
[0001]本發明涉及在半導體晶片上形成半導體器件的方法。更具體地說，本發明涉及在低k電介質層中形成金屬互連件(interconnect)。
【背景技術】
[0002]在半導體器件的形成中，導電金屬互連件被放置在低k介電層中。如果該金屬互連件含有銅，則使用銅阻擋層以防止該低k介電層的銅中毒。
【發明內容】
[0003]為了實現上述意圖以及根據本發明的目的，提供了在低k介電層上提供化學沉積的方法。通過提供含有烴、H2和無氧稀釋劑的沉積氣體流，從該沉積氣體形成等離子體以提供無定形碳阻擋層，以及停止該沉積氣體的流動，從而在低k介電層上形成無定形碳阻擋層。通過提供含有H2和無氧稀釋劑的調節氣體流，從該調節氣體形成等離子體，其調節無定形碳阻擋層的頂表面，並且停止該調節氣體的流動，從而調節無定形碳阻擋層。通過提供含有NH3或N2和H2或所有它們的混合物的官能化氣體流，從該官能化氣體形成等離子體，並且停止該官能化氣體的流動，從而官能化經調節的該無定形碳阻擋層。
[0004]在本發明的另一種表現中，提供了設備。提供了等離子體處理室，其包括形成等離子體處理室外殼的室壁，用於在該等離子體處理室外殼中支撐晶片的襯底支架，用於調節該等離子體處理室外殼中壓強的壓強調節器，用於向等離子體處理室外殼提供功率以維持等離子體的至少一個電極，用於提供氣體進入等離子體處理室外殼的進氣口，以及用於從該等離子體處理室外殼排出氣體的出氣口。至少一個RF電源被電連接到所述至少一個電極。氣體源與所述進氣口流體連接。控制器可控制地連接到所述氣體源和所述至少一個RF電源。該控制器包括至少一個處理器和計算機可讀介質。該計算機可讀介質包括:用於在低k介電層上形成無定形碳阻擋層的計算機可讀代碼，該計算機可讀代碼包括用於提供含有烴、H2和無氧稀釋劑的沉積氣體流的計算機可讀代碼、用於從該沉積氣體形成等離子體以提供無定形碳阻擋層的計算機可讀代碼以及用於停止該沉積氣體的流動的計算機可讀代碼；用於調節該無定形碳阻擋層的計算機可讀代碼，該計算機可讀代碼包括用於提供含有H2和無氧稀釋劑的調節氣體流的計算機可讀代碼、用於從該調節氣體形成調節該無定形碳阻擋層的頂表面的等離子體的計算機可讀代碼以及用於停止該調節氣體的流動的計算機可讀代碼；以及用於官能化經調節的該無定形碳阻擋層的計算機可讀代碼，該計算機可讀代碼包括用於提供含有NH3或N2和H2或所有它們的混合物的官能化氣體流的計算機可讀代碼、用於從該官能化氣體形成等離子體的計算機可讀代碼以及用於停止該官能化氣體的流動的計算機可讀代碼。
[0005]本發明的這些和其它特徵將結合下面的附圖在下文的本發明的詳細描述中更詳細地描述。【專利附圖】
【附圖說明】
[0006]本發明在附圖中的圖形是通過舉例的方式而不是通過限制的方式示出，其中相同的附圖標記表示類似的元件，並且其中:
[0007]圖1是本發明的實施方式的流程圖。
[0008]圖2A-D是採用本發明的工藝的結構的形成的示意圖。
[0009]圖3是可用於本發明的實施方式中的等離子體處理室的示意圖。
[0010]圖4是可用於實施本發明的計算機系統的示意圖。
[0011]圖5是蝕刻步驟的更詳細的流程圖。
[0012]圖6是無定形碳沉積步驟的更詳細的流程圖。
[0013]圖7是無定形碳調節步驟的更詳細的流程圖。
[0014]圖8是官能化經調節的無定形碳阻擋層的更詳細的流程圖。
[0015]圖9是經官能化和經調節的無定形碳阻擋層的示意圖。
【具體實施方式】
[0016]現在將參照如附圖中所示的其幾個優選的實施方式詳細描述本發明。在下面的描述中，闡述了許多具體細節以便徹底理解本發明。然而，對本領域的技術人員將顯而易見的是，在沒有部分或所有這些具體細節的情況下可以實現本發明。在其它情況下，沒有詳細描述眾所周知的工藝步驟和/或結構從而避免不必要地使本發明難以理解。
[0017]在使用雙嵌入式工藝形成半導體器件中，諸如溝槽或通孔之類的特徵形成於低k介電層中。銅互連件形成於這些特徵內。為了防止銅中毒，於低k介電層和銅互連件之間設置諸如氮化鉭(TaN)之類的阻擋層。該阻擋層上形成銅晶種層。該銅晶種層用於電鍍以生長銅觸點。隨著器件尺寸的縮小，可取的是，提供更薄的銅阻擋層，並且可能的話，去除該銅晶種層，以便使銅填充該特徵的更多空間。
[0018]圖1是本發明的實施方式的高級流程圖。在這個實施方式中，將襯底置於等離子體處理室中(步驟104)。在該襯底上形成低k介電層。在該等離子體處理室中蝕刻該低k介電層(步驟108)。在該低k介電層上形成無定形碳層(步驟112)。調節該無定形碳層(步驟116)。官能化經調節的無定形碳層(步驟120)。將襯底從該等離子體處理室中移出(步驟124)。該襯底經受蝕刻後的溼法清潔(步驟128)。化學鍍導電線形成在該特徵中(步驟132)。
[0019]在本發明的優選實施方式中，將襯底置於等離子體處理室中(步驟104)。圖2A是堆層200的橫截面圖，該堆層200具有襯底204、低k介電層208和光致抗蝕劑掩模212，低k介電層208配置在光致抗蝕劑掩模212下方。在這個實施例中，該襯底和該低k介電層208之間配置有一個或多個層216。在這個實施例中，低k介電層為多孔低k電介質。一般地，該低k電介質可以是CORAL?,來自加利福尼亞州聖何塞市的Novellus ；Black Diamond?,來自加利福尼亞州聖克拉拉的Applied Materials ;Aurora?,可從荷蘭的ASM Internat1nal N.V.獲得；Sumika Film?,可從加利福尼亞州聖克拉拉的SumitomoChemical America, Inc.獲得；H0SP?,來自新澤西州莫裡斯鎮的Allied Signal ;SiLK?或先進的多孔SiLK,來自DOff化學公司；Or1n? FlowfilI?,來自Trikon ；以及LKD?,來自JSRCorp0更具體地說，在這個實施例中，低k介電層是多孔有機矽酸鹽玻璃(OSG)。在其它實施例中，可以使用其它的低k材料。在說明書和權利要求中，低k介電材料具有小於3.0的介電常數。
[0020]圖3示意性示出了可用於本發明的一個實施方式中的等離子體處理系統300的示例。該等離子體處理系統300包括具有由室壁350限定在其中的等離子體處理室304的等離子體反應器302。通過匹配網絡308調諧的等離子體電源306提供功率至靠近功率窗312的TCP線圈310以形成電極，該電極向該等離子體處理室304提供功率以在該等離子體處理室304中產生等離子體314。該TCP線圈(上電源)310可以被配置來在處理室304中產生均勻擴散分布。例如，該TCP線圈310可以被配置來在等離子體314中產生環形功率分布。提供功率窗口 312以將等離子體室304與該TCP線圈310隔離，同時允許能量從TCP線圈310傳遞到等離子體室304。通過匹配網絡318調諧的晶片偏壓電源316提供功率至電極320以在由電極320支撐的晶片204上設置偏置電壓，這樣，在本實施方式中，電極320也是襯底支撐件。脈衝控制器352使偏置電壓將產生脈衝。脈衝控制器352可以位於匹配網絡318與襯底支撐件之間或位於偏壓電源316與匹配網絡318之間或者位於控制器324與偏壓電源316之間或者位於一些其它配置中，以使偏置電壓將產生脈衝。控制器324為等離子體電源306和晶片偏壓電源316設定值。
[0021]該等離子體電源306和該晶片偏壓電源316可被配置以在特定的射頻下進行操作，該射頻如13.56MHz、60MHz、27MHz、2MHz、400kHz或它們的組合。該等離子體電源306和晶片偏壓電源316可以是適當地設置以提供一系列的功率，以實現所期望的工藝性能。例如，在本發明的一個實施方式中，該等離子體電源306可供應的功率的範圍為100至10000瓦特，以及該晶片偏壓電源316可供應的偏置電壓的範圍為10至2000伏。此外，該TCP線圈310和/或電極320可以由兩個或更多的子線圈或子電極組成，其可以通過單個電源供電或通過多個電源供電。
[0022]如圖3所示，該等離子體處理系統300進一步包括氣體源/氣體供給機構330。該氣體源包括第一組分氣體源332、第二組分氣體源334以及任選地附加組分氣體源336。下面將討論各種組分的氣體。該氣體源332、334和336通過進氣口 340與處理室304流體連接。該進氣口可位於室304的任何有利的位置，並且可以採取任何形式注入氣體。然而，優選地，進氣口可以被配置為產生「可調的」注氣剖面，其允許獨立調整流到處理室304的多個區域的氣體的各自流量。該處理氣體和副產物經由壓強控制閥342和泵344從室304移除，該壓強控制閥342是壓強調節器，該泵344也可以起到維持等離子體處理室304內的特定壓強的作用並且還提供出氣口。該氣體源/氣體供給機構330由控制器324控制。LamResearch公司的Kiyo系統可用於實施本發明的實施方式。
[0023]圖4是顯示計算機系統400的高級框圖，其適合用於實施本發明的實施方式中使用的控制器324。該計算機系統可以具有許多物理形式，範圍從集成電路、印刷電路板和小型手持設備到巨型超級計算機。計算機系統400包括一個或多個處理器402，並且還可以包括電子顯示設備404(用於顯示圖形、文本和其他數據)、主存儲器406 (例如，隨機存取存儲器(RAM))、存儲設備408 (例如，硬碟驅動器)、可移動存儲設備410 (例如，光碟驅動器)、用戶接口設備412(例如，鍵盤、觸控螢幕、小鍵盤、滑鼠或其他指針設備等)以及通信接口 414(例如，無線網絡接口)。通信接口 414允許軟體和數據經由鏈路在計算機系統400和外部設備之間傳輸。該系統還可以包括連接到上述設備/模塊的通信基礎設施416 (例如，通信總線、交叉杆或網絡)。
[0024]通過通信接口 414傳輸的信息可以是信號(諸如電子、電磁、光學或能夠經由攜帶信號的通信鏈路被通信接口 414接收的其它信號)的形式，並且可以使用電線或電纜、光纖、電話線、手機鏈路、射頻鏈路和/或其它通信渠道來實現。可以設想，具有這樣的通信接口，在執行上述方法步驟的過程中一個或多個處理器402可以從網絡接收信息，或可以輸出信息到網絡。此外，本發明的方法實施方式可以在處理器單獨執行，或者可以通過網絡(如Internet)結合共享該處理的部分的遠程處理器執行。
[0025]術語「非瞬時計算機可讀介質」一般用來指例如主存儲器、輔助存儲器、可移動存儲以及存儲設備(如硬碟、閃速存儲器、磁碟驅動存儲器、CD-ROM和其他形式的永久性存儲器)等介質，並不應被解釋為涵蓋瞬態標的物，例如載波或信號。計算機代碼的實施例包括機器代碼(諸如由編譯器產生的)和包含由計算機使用解釋器執行的更高級代碼的文件。計算機可讀介質還可以是通過體現在載波中並且表示可由處理器執行的指令序列的計算機數據信號傳輸的計算機代碼。
[0026]蝕刻低k介電層(步驟108)。圖5是低k介電層蝕刻的更詳細的流程圖。蝕刻氣體流入等離子體處理室304 (步驟504)。為了刻蝕多孔OSG低k介電層，蝕刻氣體包括C4F6、O2和Ar。提供RF以將蝕刻氣體形成等離子體(步驟508),該等離子體蝕刻該低k介電層以形成特徵。當蝕刻完成時停止該蝕刻氣體的流動(步驟512)。圖2B是在蝕刻完成形成蝕刻特徵220之後堆層200的橫斷面圖。
[0027]在低k介電層上形成無定形碳層(步驟112)。在本實施方式中，低k介電層的蝕刻兩者在相同的等離子體處理室304中進行。在其它實施方式中，蝕刻可以在一個室中進行，而無定形碳層的沉積可在同一集群的室中的另一室進行，以便在襯底從蝕刻室傳遞到沉積室時保持真空。圖6是無定形碳層的沉積的更詳細的流程圖。沉積氣體流入等離子體處理室(步驟604)。該沉積氣體包括烴、H2和無氧的惰性稀釋劑。該烴至少是CxHyFz或CxHy中的一種。更優選地，該烴是無氟的，並且因此是CxHy的形式。最優選地，該烴是甲烷。無氧稀釋劑可以是不包含氧氣的任何惰性稀釋劑。更優選地，無氧的惰性稀釋劑包括氮或惰性氣體中的一種。更優選地，該惰性稀釋劑為氦氣。優選地，該沉積氣體提供烴流，以維持介於0.1毫乇與10毫乇之間的烴的分壓。更優選地，烴的分壓為介於I毫乇和5毫乇之間。最優選地，烴的分壓為約2毫託。低的烴的分壓有助於提供薄的無定形碳層。該沉積氣體形成為等離子體(步驟608)。來自該沉積氣體的等離子體被用於在低k介電層上形成無定形碳層。停止該沉積氣體的流動(步驟612)。
[0028]沉積配方的實施例提供了 20毫託的壓強。該氣體源/氣體供給機構330提供50sccm CH4、350sccm H2和200sccm He進入等離子體處理室304 (步驟604)。等離子體電源306提供500瓦的在13.56MHz下的電感RF功率至所述室，以將調節氣體形成等離子體(步驟608)。晶片偏壓電源316提供O伏的偏置電壓到晶片204。一般地，偏置電壓小於300伏。在本實施方式中，偏置電壓具有13.56MHz的頻率。
[0029]圖2C是無定形碳沉積層224已沉積之後的堆層的截面圖。優選地，無定形碳層具有介於0.5nm與10nm之間的厚度。更優選地,無定形碳層的厚度為0.5nm至5nm。應當指出的是，為了清楚地示出無定形碳沉積層224，附圖不是按比例繪製的。
[0030]調節無定形碳層(步驟116)。在本實施方式中，無定形碳的調節是在相同的等離子體處理室304中執行。在其它實施方式中，調節可以在同一集群的室中的不同室完成，以便在襯底從沉積室傳遞到調節室時保持真空。圖7是無定形碳層的調節的更詳細的流程圖。使調節氣體流入等離子體處理室(步驟704)。調節氣體包括烴、H2和無氧的惰性稀釋齊U。無氧的惰性稀釋劑可以是不包含氧氣的任何惰性稀釋劑。更優選地，無氧的惰性稀釋劑包括氮或惰性氣體中的一種。更優選地，該惰性稀釋劑為氦氣。優選地，調節氣體基本上無烴。基本上無烴類被定義為具有使得沒有碳的沉積的這樣低濃度的烴。最優選地，調節氣體是無烴的。優選地，H2具有介於I毫託與100毫託之間的分壓。更優選地，H2具有介於5毫託與30毫託之間的分壓。這樣高的H2分壓改善了無定形碳層的調節。使調節氣體形成等離子體(步驟708)。提供高偏置(步驟712)。高偏置被定義為具有比無定形碳層沉積期間的偏置和經調節的無定形碳阻擋層的官能化期間的偏置較高的偏置。更具體地，優選的是，偏置介於10伏與200伏之間。該偏置電壓可以由偏壓電源316提供。來自調節氣體的等離子體被用於調節在低k介電層上的無定形碳層。據認為，該調節是修整、緻密化或清潔該無定形碳層。停止調節氣體的流動(步驟716)。
[0031]調節配方的實施例提供了 20毫託的壓強。該氣體源/氣體供給機構330提供350sccm H2和200sccm He進入等離子體處理室304 (步驟704)。等離子體電源306提供500瓦的13.56MHz的電感RF功率至所述室，以將沉積氣體形成等離子體(步驟708)。晶片偏壓電源316提供200伏的偏置到晶片204 (步驟712)。在本實施方式中，偏置具有13.56MHz的頻率。
[0032]官能化經調節的無定形碳層(步驟112)。在本說明書中，該經調節的無定形碳層的官能化被定義為在該經調節的無定形碳層上接枝氮官能團以提高化學鍍銅沉積。在本實施方式中，該經調節的無定形碳層的官能化在相同的等離子體處理室304中原位進行。在其它實施方式中，該官能化可以在冋一集群的室中的不冋室完成，以便在襯底從沉積室傳遞到官能化室時保持真空。圖8是該經調節的無定形碳層的官能化的更詳細的流程圖。官能化氣體流入等離子體處理室(步驟804)。官能化氣體包括NH3或N2和H2。優選地，該官能化氣體基本上無烴。基本上無烴類被定義為具有使得沒有碳的沉積的這樣低濃度的烴。最優選地，該官能化氣體無烴。優選地，該官能化氣體包括NH3,該NH3可與N2、H2和/或惰性載氣混合。該官能化氣體形成等離子體(步驟808)。停止官能化氣體的流動(步驟816)。
[0033]官能化配方的實施例提供了 50毫託的壓強。該氣體源/氣體供給機構330提供10sccm NH3進入等離子處理室304 (步驟804)。等離子體電源306提供500瓦的13.56MHz的電感RF功率至所述室，以使官能化氣體形成等離子體(步驟808)。晶片偏壓電源316提供O伏的偏置電壓到晶片204。
[0034]不被理論所束縛，相信，該官能化是自限性的，從而使氮官能化的單層形成在經調節的無定形碳層的表面上。圖9是低k介電層208的部分的放大橫斷面圖。在該實施例中，低k介電層208是多孔的，由孔隙904所示。相信，所沉積的無定形碳層224除了提供銅阻擋層以防止該低k介電層的銅中毒，還有助於密封和保護所述多孔低k介電層208。該官能化附加含氮基團NHx908的單層至所沉積的無定形碳層224。
[0035]在本實施方式中，從室304移除堆層200，並且該堆層200可以從集群氣氛中移除，從而使堆層200可進行溼法處理(步驟124)。在本實施方式中，堆層200進行蝕刻後的溼法清潔128，蝕刻後的溼法清潔128是用來從堆層200去除任何殘留物。在其它實施方式中，蝕刻後的溼法清潔可在其他時間執行，如在蝕刻低k介電層之後進行以及在形成無定形碳層之前執行。在其它實施方式中，堆層200不進行蝕刻後的溼法清潔。用於溼法清潔的配方的實施例將堆層200暴露於H2O和HF比為200:1的溶液中兩秒鐘。
[0036]然後使用化學鍍處理在特徵中形成化學導電線(步驟132)。在本實施方式中，將堆層200置於酸性氯化鈀(PdCl2)溶液中溼浴。來自酸性PdCl2溶液的Pd2+離子附著到所述官能化的經調節的無定形碳層中的氮官能團。圖9示出了附著到含氮基團908的化學吸附的Pd物質912。在替代的實施方式中，可以使用鎳溶液。由於Pd2+離子與氮官能團的自我限制結合，因此形成了單層的鈀，它提供了用於金屬附著的成核層。
[0037]酸性PdCljM浴後接著用去離子水衝洗。然後將堆層置於活化溶液中。這可以是化學鍍溶液的部分。活化溶液中含有像DMAB 二甲基胺硼烷、甲醛或其它等還原劑。
[0038]優選地，所述形成無定形碳阻擋層、調節無定形碳阻擋層和官能化經調節的無定形碳阻擋層基本是無氧處理，使得這樣的處理使用了不超過痕量的氧。更優選地，所述形成無定形碳阻擋層、調節無定形碳阻擋層和官能化經調節的無定形碳阻擋層是無氧處理，使得在這樣的處理期間沒有使用氧。
[0039]本發明的實施方式提供了具有能夠充當銅中毒阻擋層以及密封和保護所述多孔低k阻擋層的密度的無定形碳層。除了保護免受中毒，低k阻擋層應該受到保護免受使低k阻擋層的k值增加這樣的損害。優選地,所述無定形碳層的厚度為0.5nm至5nm。已經發現，具有這種厚度的經調節的無定形碳層足以阻擋銅中毒。這樣的厚度的具有用於官能化的單層的阻擋層與單層成核層的結合，最大限度地減少了用於銅層結的支持層。對於較小的特徵，這些支撐層的最小化使得能有更大量的銅提供銅互連件。
[0040]已經發現，使用傳統的具有晶種層的TaN阻擋層提供厚得多的支撐層，從而減少了在這樣小的特徵中的銅的體積。這種減少會增加互連件中的電阻。
[0041]在另一個實施方式中，步驟的各種組合可以提供循環處理。例如，形成無定形碳層(步驟112)和調節無定形碳層(步驟116)可以提供在交替這些步驟至少3個循環的循環處理中。這樣的多個循環的處理可以用於提供更厚的無定形碳層。
[0042]在本發明的另一種表現中，本發明是用於穿過矽通孔提供銅互連件。這樣的通孔完全通過矽襯底。低k介電層可以置於矽襯底的一側並且形成通孔的一部分。本發明提供了通孔中的銅互連件。在其它實施方式中，可以使用電容耦合等離子體(CCP)蝕刻室來代替TCP蝕刻室。
[0043]雖然本發明以幾個優選的實施方式的方式已進行了描述，但是存在落入本發明的範圍之內的變更、置換和替代等同方案。還應當注意，有許多實現本發明的方法和裝置的替代方式。因此，下面所附的權利要求旨在被解釋為包括落入本發明的真正的精神和範圍之內的所有這些變更、置換和替代等同方案。
【權利要求】
1.一種用於在低k介電層上提供化學鍍層的方法，其包括: 在所述低k介電層上形成無定形碳阻擋層，其包括: 提供含有烴、H2和無氧稀釋劑的沉積氣體流； 從所述沉積氣體形成等離子體以提供所述無定形碳阻擋層；以及 停止所述沉積氣體的流動； 調節所述無定形碳阻擋層，其包括: 提供含有H2和無氧稀釋劑的調節氣體流； 從所述調節氣體形成等離子體，該等離子體調節所述無定形碳阻擋層的頂表面；以及 停止所述調節氣體的流動；以及 官能化經調節的所述無定形碳阻擋層，其包括: 提供含有NH3或H2和N2的官能化氣體流； 從所述官能化氣體形成等離子體；以及 停止所述官能化氣體的流動。
2.根據權利要求1所述的方法，還包括使用化學鍍處理以在經官能化的和經調節的所述無定形碳阻擋層上提供化學鍍層。
3.根據權利要求2所述的方法，其中特徵被蝕刻在所述低k介電層中，並且其中所述化學鍍層在所述蝕刻的特徵中形成金屬互連件。
4.根據權利要求3所述的方法，其中所述調節的步驟修整、緻密化或通孔清潔所述無定形碳阻擋層。
5.根據權利要求4所述的方法，其中所述調節氣體是基本上無烴的。
6.根據權利要求5所述的方法，其中所述沉積氣體是基本上無氨的。
7.根據權利要求4所述的方法，其中所述調節氣體是完全無烴的。
8.根據權利要求7所述的方法，其中所述低k介電層是多孔的低k電介質。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述無氧稀釋劑基本上由惰性氣體或N2中的至少一種組成。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述無氧稀釋劑基本上由He組成。
11.根據權利要求9所述的方法，其中所述烴是無氟的烴。
12.根據權利要求9所述的方法，其中所述烴是甲烷。
13.根據權利要求1所述的方法，還包括: 將所述低k介電層置於等離子體處理室中；以及 蝕刻特徵到所 述低k介電層中。
14.根據權利要求13所述的方法，其中所述蝕刻特徵到所述低k介電層中、所述形成所述無定形碳阻擋層、所述調節所述無定形碳阻擋層以及所述官能化經調節的所述無定形碳阻擋層在相同的等離子體處理室中原位完成。
15.根據權利要求13所述的方法，其中所述蝕刻特徵到所述低k介電層中、所述形成所述無定形碳阻擋層、所述調節所述無定形碳阻擋層以及所述官能化經調節的所述無定形碳阻擋層在等離子體處理室的集群中完成。
16.根據權利要求1所述的方法，還包括用於除去蝕刻殘留物的蝕刻後的溼法清潔。
17.根據權利要求1所述的方法，其中所述調節所述無定形碳阻擋層還包括提供偏置以加速離子化的無氧稀釋劑到達所述低k介電層，其中在調節所述無定形碳阻擋層期間的偏置大於在形成無定形碳阻擋層期間的偏置和在官能化經調節的所述無定形碳阻擋層期間的偏置。
18.根據權利要求1所述的方法,其中所述官能化氣體含有NH3。
19.根據權利要求1-3中的任一項所述的方法，其中所述調節的步驟修整、緻密化或通孔清潔所述無定形碳阻擋層。
20.根據權利要求1-3以及19中的任一項所述的方法，其中所述調節氣體是基本上無烴的。
21.根據權利要求1-3以及19-20中的任一項所述的方法，其中所述沉積氣體是基本上無氨的。
22.根據權利要求1-3以及19-21中的任一項所述的方法，其中所述調節氣體是完全無烴的。
23.根據權利要求1-3以及19-22中的任一項所述的方法，其中所述低k介電層是多孔的低k電介質。
24.根據權利要求1-3以及19-23中的任一項所述的方法，其中所述無氧稀釋劑基本上由惰性氣體或N2中的至少一種組成。
25.根據權利要求1-3以及19-24中的任一項所述的方法，其中所述無氧稀釋劑基本上由He組成。
26.根據權利要求1-3以及19-25中的任一項所述的方法，其中所述烴是無氟的烴。
27.根據權利要求1-3以及19-26中的任一項所述的方法，其中所述烴是CH4。
28.根據權利要求1-3以及19-27中的任一項所述的方法，還包括: 將所述低k介電層置於等離子體處理室中；以及 蝕刻特徵到所述低k介電層中。
29.根據權利要求28所述的方法，其中所述蝕刻特徵到所述低k介電層中、所述形成所述無定形碳阻擋層、所述調節所述無定形碳阻擋層以及所述官能化經調節的所述無定形碳阻擋層在相同的等離子體處理室中原位完成。
30.根據權利要求28所述的方法，其中所述蝕刻特徵到所述低k介電層中、所述形成所述無定形碳阻擋層、所述調節所述無定形碳阻擋層以及所述官能化經調節的所述無定形碳阻擋層在等離子體處理室的集群中完成。
31.根據權利要求1-3以及19-30中的任一項所述的方法，還包括用於除去蝕刻殘留物的蝕刻後的溼法清潔。
32.根據權利要 求1-3以及19-31中的任一項所述的方法，其中所述調節所述無定形碳阻擋層還包括提供偏置以加速離子化的無氧稀釋劑到達所述低k介電層，其中在調節所述無定形碳阻擋層期間的偏置大於在形成無定形碳阻擋層期間的偏置和在官能化經調節的所述無定形碳阻擋層期間的偏置。
33.根據權利要求1-3以及19-32中的任一項所述的方法，其中所述官能化氣體含有NH3。
34.一種裝置，其包括: 等離子體處理室，其包括:形成等離子體處理室外殼的室壁； 用於在所述等離子體處理室外殼中支撐晶片的襯底支撐件； 用於調節所述等離子體處理室外殼中的壓強的壓強調節器； 用於提供功率至所述等離子體處理室外殼以便維持等離子體的至少一個電極； 用於提供氣體進入所述等離子體處理室外殼的進氣口 ；以及 用於從所述等離子體處理室外殼排出氣體的出氣口； 電連接到所述至少一個電極的至少一個RF電源； 與所述進氣口流體連接的氣體源；以及 可控地連接到所述氣體源和所述至少一個RF電源的控制器，其包括: 至少一個處理器；以及 計算機可讀介質，其包括: 用於在低k介電層上形成無定形碳阻擋層的計算機可讀代碼，其包括: 用於從所述氣體源提供含有烴、H2和無氧稀釋劑的沉積氣體流的計算機可讀代碼； 用於從所述沉積氣體形成等離子體來提供所述無定形碳阻擋層的計算機可讀代碼；以及 用於停止所述沉積氣體的流動的計算機可讀代碼； 用於調節所述無定形碳阻擋層的計算機可讀代碼，其包括: 用於從所述氣體源提供含有H2和無氧稀釋劑的調節氣體流的計算機可讀代碼； 用於從所述調節氣體形成等離子體的計算機可讀代碼，所述等離子體調節所述無定形碳阻擋層的頂表面；以及 用於停止所述調節氣體的流動的計算機可讀代碼；以及 用於官能化經調節的所述無定形碳阻擋層的計算機可讀代碼，其包括: 用於從所述氣體源提供含有NH3或H2和N2的官能化氣體流的計算機可讀代碼； 用於從所述官能化氣體形成等離子體的計算機可讀代碼；以及 用於停止所述官能化氣體的流動的計算機可讀代碼。
【文檔編號】H01L21/28GK104040695SQ201280061616
【公開日】2014年9月10日 申請日期:2012年12月5日 優先權日:2011年12月13日
【發明者】耶迪·N·道爾迪, 理察·P·雅內克, 德賴斯·狄克特斯 申請人:朗姆研究公司