專利名稱：低氫壓力下的遠(yuǎn)程等離子預(yù)清潔的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明大體上是有關(guān)于在制造集成電路的制程中的等離子清潔。特別 地，本發(fā)明是有關(guān)于被執(zhí)行于圖案化蝕刻介電層與沉積之間的等離子清潔。
背景技術(shù)：
先進(jìn)集成電路(例如為了 45nm節(jié)點(diǎn)被構(gòu)想出的先進(jìn)集成電路)必須使 用超低k介電(電絕緣)材料，以用于連接兩階層的配線之間的階層間 (interlevel)介電層。具有介電常數(shù)低于3.9(二氧化硅的介電常數(shù)值)的低k 材料已經(jīng)進(jìn)入商業(yè)量產(chǎn)。然而，未來將會(huì)需要更低的介電常數(shù)，例如低于 2.5。此材料的一范例為Black Diamond II (BDII)介電質(zhì)，其可由美國加 州圣大克勞拉市Applied Materials公司所購得。Li在美國專利申請(qǐng)案號(hào) 2003/0194495中描述到，此介電材料的特征是其為碳摻雜的氧化硅(也被 稱為碳氧化硅)，其具有高于10at。/o的碳百分比。改良物是包括有BDIIx介 電質(zhì)(其是被UV硬化且具有30%的孔隙度)，以及DBIIebeam介電質(zhì)(其是 以電子來硬化)。其他含碳的低k介電質(zhì)是已知，包括有Sill^S)與 Cyclotene⑧(苯環(huán)丁烯)介電材料，其可由Dow Chemical公司獲得。許多 這些材料的特征在于其是為有機(jī)或聚合介電質(zhì)。用來形成階層間內(nèi)連線(interlevel interconnect)的一原型結(jié)構(gòu)是被繪 示在圖1的截面圖中。 一下介電層10包括一形成于其表面的導(dǎo)電特征12。 用于先進(jìn)階層間連線的導(dǎo)電特征12是典型地由銅組成，但是類似的幾何結(jié) 構(gòu)應(yīng)用于接觸硅基材的主動(dòng)半導(dǎo)體區(qū)域。 一超低k介電材料的上介電層14 被沉積在下介電層10與導(dǎo)電特征12上方。 一孔洞16是被光微影定義， 且被蝕刻穿過上介電層14至導(dǎo)電特征12。對(duì)于用在銅金屬化的典型的雙 鑲嵌內(nèi)連線，孔洞16是由一窄的下方介層洞(其形成了至導(dǎo)電特征12的垂 直內(nèi)連線)與一寬的上方溝渠(其形成了集成電路不同部分之間的水平內(nèi)連 線)所構(gòu)成。對(duì)于雙鑲嵌結(jié)構(gòu)，導(dǎo)電特征12可以為形成在下介電層10中的被填滿銅的溝渠。在孔洞已經(jīng)被蝕刻之后，一薄的共形阻障層(例如Ta/TaN) 是被鍍覆(典型地是藉由^f茲控濺鍍)至孔洞16的側(cè)壁上，以及至上介電層14 的整個(gè)場(chǎng)區(qū)域表面上。接著， 一薄的共形銅晶種層被沉積在阻障層上，也 是典型地藉由磁控濺鍍。之后，銅被電鍍至孔洞16內(nèi)與場(chǎng)區(qū)域上方。最后， 化學(xué)機(jī)械研磨(CMP)被利用來移除孔洞16外面的銅。光微影蝕刻步驟，甚至在光阻灰化之后，常常殘余碳或氟碳聚合層18 于孔洞16的側(cè)壁上，其是有利地能夠達(dá)到高非等向性蝕刻，但是在蝕刻停 止后會(huì)殘留。也會(huì)殘余一蝕刻殘余物20于溝渠底部，其是為蝕刻化學(xué)的碳、 硅與氟副產(chǎn)物的組合。再者，導(dǎo)電特征12中暴露的銅可能已經(jīng)氧化成氧化 銅。又，灰化殘余物22傾向于形成在孔洞16的唇部。若孔洞16底部的 蝕刻殘余物20與氧化銅沒有在金屬化沉積之前阻障層沉積以先被移除，蝕 刻殘余物20與氧化銅會(huì)增加接觸電阻。聚合覆層18與灰化殘余物22會(huì) 干擾阻障層至介電層14的鍵結(jié)，因此阻障層與銅介層洞結(jié)構(gòu)在制造或操作 期間會(huì)分層(delaminate),造成了可靠度問題。是以，在阻障層沉積以先移 除殘余物18、 20、 22與氧化銅是有需要的。就傳統(tǒng)的氧化硅介電質(zhì)而言，藉由在蝕刻與沉積步驟之間濺鍍蝕刻經(jīng) 圖案化晶片以移除殘余物來干式清潔晶片是普遍的。這樣的濺鍍蝕刻典型 地包括有高能量離子，高能量離子不會(huì)顯著地影響相當(dāng)硬的氧化硅介電質(zhì)。 然而，低k介電層傾向于相當(dāng)軟。所以，濺鍍蝕刻傾向于有害地蝕刻且劣 化低k介電層。一較軟的的化學(xué)蝕刻可以利用一被產(chǎn)生在清潔腔室內(nèi)且鄰 近于晶片的氧等離子(即原位等離子)而被執(zhí)行。對(duì)于早期型式的具有約3.7 介電常數(shù)k且非多孔性的低k介電質(zhì)，此清潔制程已經(jīng)被證明令人滿意。 然而，對(duì)于大部分近期的具有約2.5介電常數(shù)k與大于10%孔隙度的超低 k膜，原位氧等離子已經(jīng)被證明無法令人滿意。所被相信的是，氧等離子 包括高比例的氧原子，該些氧原子被吸引至負(fù)自我偏壓，其中該負(fù)自我偏 壓形成在一暴露于等離子的漂浮體上。接著，氧離子撞擊超低k膜，且具 有足夠能量來破壞超低k膜。是以，此技術(shù)已經(jīng)被發(fā)展出以一從遠(yuǎn)程等離 子源(remote plasma source, RPS)產(chǎn)生的氧等離子來清潔經(jīng)圖案化晶片， 如同Wood等人于美國專利公開案號(hào)2004/0219789中所揭示者。遠(yuǎn)程產(chǎn)生的等離子是強(qiáng)調(diào)電中性自由基；而原位等離子是強(qiáng)調(diào)帶電荷離子。遠(yuǎn)程產(chǎn)生的氧等離子會(huì)發(fā)射許多中性且低能量氧自由基至晶片，其會(huì)氧化且與 不同的殘余物發(fā)生化學(xué)反應(yīng)以將其移除。然而，對(duì)于超低k介電材料，激化的氧已經(jīng)被證明無法令人滿意。介 電常數(shù)的降低常常是藉由介電材料中高孔隙度來獲得。BDII介電層可以具 有超過10%(甚至高于30%)的孔隙度。因此，該些介電層不僅非常柔軟， 該些介電層對(duì)于一氧化干式清潔也是極易反應(yīng)的。此外，被并入介電質(zhì)中 的氧傾向于產(chǎn)生比硅與碳鍵更極性的鍵，而增加了介電常數(shù)。是故，基于 還氧化學(xué)的干式清潔已經(jīng)被發(fā)展出，其是使用例如遠(yuǎn)程產(chǎn)生的NH3 (參閱 授予Kropewnicki等人的美國專利US6,440，864)或相當(dāng)高H2壓力的等離 子。氫方式已經(jīng)普及，但是結(jié)果依然無法完全令人滿意。甚至氫等離子中 非常少量的水蒸氣會(huì)顯著地降低多孔性低k膜的厭水性質(zhì)，且因而傾向于 增加了介電常數(shù)。甚至一純氫等離子會(huì)傾向于增加介電常數(shù)。再者，合理 的蝕刻速率已經(jīng)藉由增加腔室壓力被達(dá)到，但是電源能力必須依循所增加 的壓力。又，在更高的氫壓力，來自遠(yuǎn)程等離子源而被離子化且泄漏入清 潔腔室的氫的比例會(huì)增加。氫離子傾向于被吸引至晶片，且我們相信該些 氫離子會(huì)破壞多孔性低k材料。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的 一態(tài)樣是包括利用被遠(yuǎn)程等離子源產(chǎn)生的一氫自由基等離子 來等離子干式清潔一基材，特別是一包含大量碳的低k介電質(zhì)且具有高孔 隙度。不需要包括有氧或水蒸氣。較佳地，氫壓力被維持在適度地低，例 如介于10與150 milliTorr之間，30 milliTorr為特別較佳的壓力。替代性地，等離子可以包含氫與一惰性氣體(較佳為氦)的組合物，氫 分壓小于200 milliTorr且大于40 m川iTorr,總壓力介于200與600 milliTorr 之間。遠(yuǎn)程等離子源與腔室之間的供應(yīng)管是有利地包括一 陶瓷材料(例如氧 化鋁)的介電質(zhì)襯里。也有利地， 一離子過濾件被設(shè)置在遠(yuǎn)程等離子源與處 理腔室之間，以從等離子移除氫與其他離子。離子過濾件可以是一磁性過濾件，其產(chǎn)生一磁場(chǎng)橫越供應(yīng)管的軸。


圖1為一階層間內(nèi)連線結(jié)構(gòu)或介層洞的截面圖。圖2為可用于本發(fā)明的一遠(yuǎn)程等離子清潔腔室的截面圖。圖3為一圖表，其繪示預(yù)清潔一低k介電質(zhì)時(shí)的蝕刻速率與其均勻性，其為來自遠(yuǎn)程等離子源的氫壓力的函數(shù)。圖4為一磁性過濾件的軸向截面圖，其被用在圖2的遠(yuǎn)程等離子清潔 腔室內(nèi)。圖5為離子偏斜的圖表，其中該離子偏斜是在磁性過濾件中荻得。 圖6為使用與不使用離子過濾件的離子耗盡的圖表，其中該離子耗盡 為深度的函數(shù)。圖7為一長條圖，其顯示等離子預(yù)清潔時(shí)水接觸角對(duì)于氫壓力的依賴性。圖8為根據(jù)本發(fā)明的兩實(shí)施例的一圖表，其繪示蝕刻速率與其非均勻 性對(duì)于氦濃度的依賴性圖9為根據(jù)習(xí)知技術(shù)與本發(fā)明的數(shù)個(gè)實(shí)施例的等離子清潔一低k介電 質(zhì)時(shí)介電常數(shù)增加的長條圖。主要元件符號(hào)說明10下介電層12導(dǎo)電特征14上介電層16孔洞18碳或氟碳聚合層20蝕刻殘余物22灰化殘余物30遠(yuǎn)程等離子清潔腔室32真空腔室34真空唧筒系統(tǒng)36基座38晶片40氣體噴灑頭42穿孔44氫氣源46質(zhì)流控制器48氦氣源50質(zhì)流控制器52 遠(yuǎn)程等離子源56 氣體岐管 62 磁鐵54 供應(yīng)管 58 岐管襯里 64 磁鐵66 介電質(zhì)村里具體實(shí)施方式
已經(jīng)被觀察到的是，來自遠(yuǎn)程等離子源(其基本上不存在有氧與水)的 非常低的壓力或甚至氫分壓是在干式清潔期間提供了可接受的且甚至良好 的蝕刻速率，并且顯著地減少了介電常數(shù)增加。圖2繪示的一遠(yuǎn)程等離子清潔腔室30是包括一真空腔室32,真空腔 室32是由一真空唧筒系統(tǒng)34來唧筒抽吸。 一位在真空腔室32內(nèi)的基座 36是支撐一欲被清潔的晶片38,晶片38相對(duì)于一氣體噴灑頭40，氣體 噴灑頭40供應(yīng)一制程氣體通過許多穿孔42?；?6包括一加熱器46， 以升高晶片38溫度至所希望的蝕刻溫度。根據(jù)本發(fā)明的一態(tài)樣，制程氣體 為純氫氣(H2)，或氫與氦(He)的組合物，其中該純氫氣是從一氫氣源44經(jīng) 由一質(zhì)流控制器46被供應(yīng)，該組合物是從一氦氣源48經(jīng)由另一質(zhì)流控制 器50被供應(yīng)。 一遠(yuǎn)程等離子源52是接收氣體，且將其激化成等離子。遠(yuǎn) 程等離子源52可以是一對(duì)電極，其被設(shè)置在一用于制程氣體的輸送管的相 對(duì)側(cè)上，且被RF電源或輸送管周圍的RF誘導(dǎo)線圏或其他型式天線 (antenna)所驅(qū)動(dòng)，雖然其他型式的等離子產(chǎn)生器是可行的。被激化的氣體 是被輸送經(jīng)由一供應(yīng)管54至位在噴灑頭42后方的一氣體岐管56。被激化 的氣體因此可以經(jīng)由噴灑頭40被均勻地輸送至正被清潔的晶片38。對(duì)于被形成在基材上的BDII介電質(zhì)上方且于約300 。C在各種腔室壓力 下被暴露至純氫激化氣體(其被激化于一遠(yuǎn)程等離子源中且被磁性地過濾 以形成一 中性激化氣體)的光阻，光阻的蝕刻速率與蝕刻非均勻性被測(cè)量。 結(jié)果被繪制在圖3。 250與400 milliTorr之間的結(jié)果是顯示為何400 milliTorr先前是被建議為最佳的實(shí)施條件，這是因?yàn)楣庾栉g刻速率是與在 該范圍內(nèi)氫壓力成比例地改善了 (如同所被預(yù)期者)，并且非均勻性相當(dāng)恒 定。甚至更高的壓力可能提供更佳的結(jié)果，但是需要極大的電源供應(yīng)。再者，更高的壓力有可能會(huì)增加氬離子泄漏與其他帶電荷微粒進(jìn)入制程區(qū)域。 令人驚訝地，蝕刻速率依賴氫壓力時(shí)，測(cè)試是顯示出一雙尖峰結(jié)構(gòu)。在250milliTorr以下，蝕刻速率開始隨著減低的壓力而增加，且在其下降之前抵 達(dá)一在非常低壓力(very low-pressure, VLP)范圍中的約40 milliTorr的尖 峰。此外，在低于約250 milliTorr,非均勻性持續(xù)地減小。根據(jù)制程與腔 室條件的細(xì)節(jié)而定，有利的氫壓力是被相信位在10至150 milliTorr的范圍 內(nèi)，較佳為介于20至120 milliTorr之間。然而，本發(fā)明不被限制在這些范 圍。所被相信的是，較低的尖峰形成自自由基H^產(chǎn)生與hr再結(jié)合成中性H2之間的竟?fàn)?。在較低的尖峰以下，對(duì)應(yīng)至用于再結(jié)合的平均自由徑，再結(jié)合是可忽略的，并且hr產(chǎn)生細(xì)隨著增加的壓力而增加。在高于較低尖峰 以上的增加的壓力，hr再結(jié)合成H2的增加是超過任何在HP產(chǎn)生的增加。先進(jìn)介電膜(例如Black Diamond)的低介電常數(shù)是至少部分地藉由增 加的碳比例來產(chǎn)生。在習(xí)知技術(shù)中等離子清潔產(chǎn)生的有害的增加介電常數(shù)， 是被相信由碳耗盡所造成(尤其是在介電質(zhì)的表面)。在過去，氫離子H+對(duì)于粗糙氧化硅介電質(zhì)是令人滿意的等離子清潔試 劑。然而，甚至發(fā)展在一漂浮基座16上的自我偏壓是足以加速氫離子至足 夠能量，以破壞低k介電質(zhì)。在本發(fā)明的一態(tài)樣中， 一磁性離子過濾件(其 額外地被繪示在圖4的截面圖中)是被設(shè)置在遠(yuǎn)程等離子源52與噴灑頭40 之間。離子過濾件包括兩個(gè)水平相對(duì)的永久磁鐵62、 64,該兩磁鐵62、 64被置放在供應(yīng)管54的相對(duì)側(cè)上，以產(chǎn)生一水平磁場(chǎng)B,磁場(chǎng)B在該兩 此鐵之間延伸而垂直于供應(yīng)管54的軸。較佳地，磁鐵62、 64(或是構(gòu)成一 有效組合磁鐵的多個(gè)磁鐵)具有足夠的橫向?qū)挾?，使得其磁?chǎng)在越過垂直于 場(chǎng)方向的供應(yīng)管54尺寸時(shí)是基本上恒定。磁場(chǎng)是在沿著供應(yīng)管54而流經(jīng) 供應(yīng)管54的氫離子上建立一洛倫茲力(Lorentz force),藉此將該些氫離子 偏斜至供應(yīng)管54的壁，其為氫離子被吸收或至少被中性化的處。在一些情 況下，離子被捕獲在磁場(chǎng)線上，且在此處中性化或飄移至壁。圖5是說明 了轉(zhuǎn)向力，其對(duì)于5與10 eV動(dòng)能的氫與氧被測(cè)量為回旋半徑R，其中回 旋半徑R為所施加^f茲場(chǎng)B的函數(shù)。一 3 x 2 ^f茲鐵陣列被估計(jì)在供應(yīng)管54的邊緣可以建立一 500高斯的》茲場(chǎng)，且在供應(yīng)管54的中心可以建立一 650 高斯的,茲場(chǎng)。磁性過濾件已經(jīng)被發(fā)現(xiàn)到對(duì)于移除約99%的從遠(yuǎn)程等離子源 52所泄漏的帶電荷微粒是有效的。另一方面，中性氫自由基HT不受磁場(chǎng) 影響，且持續(xù)隨著氣體飄移至岐管56且接著排出噴灑頭40的穿孔42。氫 自由基形成了一激化的但是中性的氣體，且不會(huì)技術(shù)上地構(gòu)成一包含離子 與電子的等離子。可以使用其他離子過濾件，例如靜電偏斜器(electrostatic deflector)。然而，自由基傾向于短壽命，這是因?yàn)樽杂苫哂写蟮慕孛媲覂A向于 再結(jié)合。自由基壽命可以藉由在供應(yīng)管54內(nèi)設(shè)置一管狀介電質(zhì)襯里66而 被顯著地增加，如圖2所示，其中該供應(yīng)管54是由遠(yuǎn)程等離子源52延伸 至岐管56。自由站立的介電質(zhì)襯里66可以由例如石英(Si02)或氧化鋁 (Al203)來構(gòu)成。有利地，當(dāng)腔室蓋子被開啟以進(jìn)行維護(hù)時(shí)，介電質(zhì)襯里66 可以從底部被移除，而不肖拆解遠(yuǎn)程等離子源52或離子過濾件或蓋子的剩 下部件。同樣的理由，噴灑頭40與岐管襯里58可以由介電質(zhì)來構(gòu)成，例如氧 化鋁或更佳者為石英。X射線光譜學(xué)是被用來測(cè)量碳含量，其為在200 nm厚度Black Diamondll (BDII)介電膜的深度的函數(shù)。在第一測(cè)試中，BDII介電膜是在 沉積后且在等離子清潔前被探測(cè)。圖6繪示的線70是顯示出，未被處理的 膜具有在其主體上約20 at。/。的碳含量，而上升至在其表面處約30 at%。 在第二測(cè)試中， 一遠(yuǎn)程等離子源被用來清潔BDII膜，但是不使用磁性過濾 件。線72是顯示出主體幾乎沒有耗盡，但是碳在表面處是顯著地被耗盡。 在第三測(cè)試中，磁性過濾件被啟動(dòng)。線74是顯示出，磁性過濾件基本上減 少了碳的表面耗盡。減少的碳耗盡是有助于解釋碳為主低k介電質(zhì)中減少 的介電常數(shù)增加，當(dāng)其根據(jù)本發(fā)明的 一態(tài)樣被預(yù)清潔時(shí)。相關(guān)的測(cè)試涉及了以富立葉轉(zhuǎn)換紅外線(Fourier-transform infrared, FTIR)光鐠學(xué)來探測(cè)BDII介電膜。碳含量是由對(duì)應(yīng)至Si-C鍵共振的1276 cm-1波數(shù)處的訊號(hào)來監(jiān)測(cè)。不使用磁性過濾件時(shí)，光譜在1276 crr^于訊 號(hào)中顯示一下跌，指出了碳耗盡。使用磁性過濾件時(shí)，下跌基本上被減少，其與減少的碳耗盡一致。另外一連串的測(cè)試是測(cè)量BDIIx膜形成之后、以高壓氫(400 m川iTorr) 等離子清潔之后、以及以低壓氫(30 milliTorr)等離子清潔之后無任何處理的 其水接觸角。低的水接觸角是顯示出材料是較親水性的，即吸引水。親水 的膜被預(yù)期會(huì)呈現(xiàn)對(duì)于水分破壞的劣等阻抗性，其被相信是導(dǎo)因自水分子 的高極性。圖7的長條圖結(jié)果證明了，低壓氫的等離子清潔具有小的接觸 角降低，但是高壓氫的等離子清潔具有大的接觸角降低。換句話說，結(jié)果 意味著，在低氫壓力時(shí)可以減小水分破壞。似乎氫分壓為低壓氫等離子預(yù)清潔的有效性的一測(cè)試方式。在BDIIx 介電膜上蝕刻速率與其非均勻性是在30與40 milliTorr腔室壓力而具有純 氫與三種氫及氦混合物(更詳細(xì)地說為50%、 70%與95%的氦)下被測(cè)量。 圖8的結(jié)果顯示了， 70。/。He(即120 m川iTorr氫分壓)的蝕刻速率在400 milliTorr時(shí)是基本上大于95。/。He,且在30 milliTorr時(shí)是基本上大于0%He, 且在400 m川iTorr時(shí)是基本上大于50%He。這些結(jié)果可以被外插到在200 至600 milliTorr的氦/氬總壓力中所希望30至200 m川iTorr的氫分壓的范 圍(或者50至92%氦)。 一較窄的范圍為300至500 m川iTorr的氦/氫總壓 力中80至150 milliTorr的氬分壓。然而，本發(fā)明不必被限制在這些范圍。 所被推測(cè)的是，額外的氦吸收在腔室壁上且避免自由基被吸附在該處，或 者氦減少了自由基之間的碰撞與其再結(jié)合或與氬交互作用的氦介穩(wěn)定狀 態(tài)。所被了解的是，氬與氦的混合物是從一結(jié)合源被供應(yīng)，尤其是因?yàn)榧?氫是被認(rèn)為特別有害的。其他惰性氣體(例如氖或氬)提供了氦的一些益處，但是氦被相信是相 關(guān)于等離子清潔低k介電質(zhì)為最有效的氣體。具有介電常數(shù)2.5且被各種方法預(yù)清潔的BDIIx膜的介電常數(shù)變化是 被測(cè)量。這些結(jié)果顯示在圖9的長條圖中。原位(/7 s/ i/)結(jié)果為一比較性測(cè) 試，其使用95。/。He與5。/。H2的原位等離子且顯示大于10%的劣化。對(duì)于 來自遠(yuǎn)程等離子源的400 milliTorr氫等離子，結(jié)果顯示大于1%的劣化。 對(duì)于來自遠(yuǎn)程等離子源的30 milliTorr純H2與400 milliTorr30% H2及 70%He,結(jié)果顯示介電常數(shù)基本上沒有變化。是以，不僅遠(yuǎn)程產(chǎn)生的氫等離子對(duì)于預(yù)清潔低k介電膜比原位等離子更佳，減少的氫壓力或分壓也基本上減少，若不忽略介電常數(shù)增加。雖然本發(fā)明已經(jīng)藉由參照?qǐng)D2的預(yù)清潔腔室而被敘述，本發(fā)明可以被 實(shí)施在其他型式的腔室中，例如不需要包含噴灑頭的腔室。再者，預(yù)清潔 腔室不需要是一專用的腔室，其可以結(jié)合于其他腔室(例如用在蝕刻如階層 間介電質(zhì)蝕刻、化學(xué)氣相沉積或?yàn)R鍍的腔室)，因而多個(gè)操作可以被執(zhí)行在 同一腔室內(nèi)。又，本發(fā)明不需要被限制在預(yù)清潔多孔性低k介電質(zhì)上的光 阻殘余物，本發(fā)明可以被用在其他型式的軟還原蝕刻。因此，本發(fā)明藉由增加蝕刻速率與減少介電質(zhì)劣化且小幅改變硬體而 改善了易碎低k介電質(zhì)的等離子清潔。
權(quán)利要求
1.一種等離子處理包含一介電層的基材的方法，其至少包含下列步驟設(shè)置該基材于一真空腔室中，該真空腔室接附至一遠(yuǎn)程等離子源；將一還原處理氣體流動(dòng)通過該遠(yuǎn)程等離子源且因而進(jìn)入該腔室內(nèi)，氣體混合物包含氫且基本上不包含氧或水；以及維持該腔室內(nèi)一壓力，使得該腔室內(nèi)的氫分壓小于150milliTorr且大于10milliTorr。
2. 如權(quán)利要求1所述的方法，其中該氫分壓不大于120 milliTorr且大 于20 milliTorr。
3. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中該處理氣體基本上由氬所構(gòu)成。
4. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中該處理氣體基本上由氫與氦所 構(gòu)成。
5. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，更包含過濾掉從該遠(yuǎn)程等離子源被 輸送至該真空腔室的離子。
6. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，其中該介電層包含至少20at。/o碳， 且具有至少10%的孔隙度。
7. 如權(quán)利要求1或2所迷的方法，其中該介電層具有不大于2.5的介 電常數(shù)。
8. 如權(quán)利要求1或2所述的方法，更包含過濾掉來自該遠(yuǎn)程等離子源 的輸出的離子。
9. 一種等離子處理一基材的方法，其至少包含下列步驟 設(shè)置該基材于一真空腔室中，該真空腔室接附至一遠(yuǎn)程等離子源；以及將一還原處理氣體流動(dòng)通過該遠(yuǎn)程等離子源且因而進(jìn)入該真空腔室 內(nèi)，該處理氣體包含氫與一惰性氣體且基本上不包含氧或水。
10. 如權(quán)利要求9所述的方法，其中該惰性氣體為氦。
11. 如權(quán)利要求10所述的方法，其中該處理氣體基本上由氫與氦所構(gòu)成。
12. 如權(quán)利要求9至11項(xiàng)中任一所述的方法，更包含維持該真空腔室 中總壓力介于200與600 milliTorr之間。
13. 如權(quán)利要求12所迷的方法，更包含維持該真空腔室中氫分壓介于 40與200 m川iTorr之間。
14. 如權(quán)利要求12所迷的方法，其中總壓力被維持在介于300與500 milliTorr之間。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其中氫分壓被維持在介于80與150 mi川Torr之間。
16. —種等離子清潔腔室，其至少包含 真空腔室，其包括一基座以支撐欲被清潔的基材； 介電質(zhì)噴灑頭，其位在該基座的對(duì)面； 遠(yuǎn)程等離子源；輸送管，其連接該遠(yuǎn)程等離子源的輸出至該噴灑頭，且包括一可移除的介電質(zhì)襯里；離子過濾件，其設(shè)置在該輸送管上；以及 氫氣源，其用于該遠(yuǎn)程等離子源。
17. 如權(quán)利要求16所述的腔室，其中該離子過濾件包含一磁鐵組件， 該磁鐵組件產(chǎn)生一磁場(chǎng)橫越該輸送管的一軸，該磁場(chǎng)足以將氫離子偏斜朝 向該輸送管的一壁。
18. 如權(quán)利要求16所述的腔室，更包含一氦氣源，其用于該遠(yuǎn)程等離 子源。
19. 如權(quán)利要求16所述的腔室，其中該介電質(zhì)襯里包含氧化鋁，且該 噴灑頭包含石英。
20. 如權(quán)利要求16所述的腔室，更包含一第二介電質(zhì)襯里，其內(nèi)襯在 該噴灑頭的一岐管。
全文摘要
本發(fā)明揭示一種等離子清潔方法，其對(duì)于在濺鍍沉積之前從一具有高碳含量的多孔性低k介電質(zhì)移除光阻與氧化物殘余物是特別有用。一遠(yuǎn)程等離子源(52)產(chǎn)生一主要為氫自由基H^*的等離子。氫壓力可以被維持非常低，例如30milliTorr。選擇性地，氦可以被添加至處理氣體，而使氫分壓被保持在低于150milliTorr。在400milliTorr的氫與氦中，70％氦可以獲得良好結(jié)果。較佳地，一離子過濾件例如磁性過濾件(62，64)從遠(yuǎn)程等離子源的輸出移除氫與其他離子，并且一來自遠(yuǎn)程等離子源的供應(yīng)管(54)是包括一可移除的介電質(zhì)襯里(66)，供應(yīng)管(54)與介電質(zhì)噴灑頭(40)及岐管襯里(58)形成組合。
文檔編號(hào)B08B3/00GK101227984SQ200680027047
公開日2008年7月23日 申請(qǐng)日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年1月17日
發(fā)明者A·巴特納格爾, J·于, J·福斯特, P·高普拉佳, X·福 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料股份有限公司