TWI329349B - Substrates including a capping layer on electrically conductive regions - Google Patents

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九、發明說明： I：發明戶斤屬之技術領域1 相關申請案 此申請案係請求皆於2005年5月18曰提交的美國專利 申請案11/132,817號及11/132,841號之利益》 發明領域 本發明係有關基板處理，且更特別有關形成一覆蓋層 於一電子裝置的導電區域上。 發明背景 在各種不同產品的製造中，導電材料(通常為金屬，諸 如鋁或銅等)及介電材料（時常為以二氧化矽基礎的材料)係 形成於一基板上、中、或成為其一部分，故使導電材料區 域被介電材料區域而與導電材料的其他區域分離以界定電 性元件（譬如，電晶體、電容器、電阻器）及電性元件之間的 電性互連件。包括有（身為其—部分、或形成於其上或其中） 被-介電區域所分離的導電區域之基板有時在此處係稱為 電子裝置°用於電腦及諸如平板顯示H等其他裝置之電子 組件(微處理器、記憶體晶片等)係為此等產品的熟知範例。 在一電子裝置的操作期間，經過一電性互連件之電汸 机係可&成特別是在—或多個與相鄰材料的介面處會 電&互連件變形(譬如，形成空隙、小丘及或擠壓)之電致春 移（s如’㉟過導電材料的電流流所導致之—導電材料的原 子運動）㈣形可導致不良的電流茂漏或電流流抑制。隨 著電子裝置之電性互連件的特微維度變小（多種不同電子 骏置的製造廠現在係需要製造合乎成本效益之具有處於次 100奈米大小尺度的一特徵維度之電性互連件，未來電子裝 置中所需要者將日益減小），流經該等電性互連件之增加的 電流密度係使得電致遷移更加成為一項問題。 第1A圖為一半導體裝置1〇〇的部分之橫剖視圖，其包括 由介電區域120所分離的導電區域110。半導體裝置係為一 電子裝置，其中基板係整體地或功能上有意義部分地由一 或多個半導體材料所構成。導電區域110及介電區域120係 形成於另一導電區域105上方（譬如，在其之後形成、且經 過與—裝置中所形成的材料層呈現垂直之一或多個共同軸 線）。導電區域110譬如係可為導電區域105及後續形成為半 導體裝置的一部分之其他導電材料之間的互連件。目前 的半導體裝置中，常使用銅來形成導電區域且常使用以二 氧化石夕為基礎的一材料（譬如，FSG、SiCOH、多孔性

SiC!〇H、MSQ等）來形成介電區域此外，目前的半導體裝 置中介電區域時常包括形成於介電區域的頂部（譬如一區 二’表面，其上可在該區域形成之後於一裝置後續處理期 間形成有材料)之一硬罩幕層（其時常由一例如SiCx、siN SiC Ν Μ 以石夕為基礎的材料形成）。第1A圖及下述的第IB圖 中顯7^半導體裝置1〇〇具有一形成於各介電區域12〇頂部 之硬罩幕層120a。 ' 第1B圖為一半導體裝置1〇〇的一部分之橫剖視圖，其包 括形成於導電區域11〇及介電區域12〇上之介電障壁層 130。第1A及1B圖巾’亦顯示一先前形成於半導體裝置ι〇〇 的導電區域105上之介電障壁層舰。介電障壁層係為在導 電區域及介電區域賴部平面化之後_擇性地形成於導 電區域上及用以分離該等導電區域的介電區域上之一半導 體(或其他電子)裝置中的—層介電材料，藉以抑制材料從導 電區域擴散至半導體裝置的相鄰區域中（特定言之進入後 續形成於導電區域上方之介電材料中卜介電障壁層亦可稱 為導孔㈣m止層、介電蓋或覆蓋層。此處使用“介電障壁 層”用語·，如此文他處更詳細地討論，使用覆蓋層來指稱一 不同類型的層，其則可提供與—介電障壁層相關聯之功 能，諸如抑制材料從導電區域擴散。 目前的半導體裝置中，常使用包括矽連同碳及/或氮之 組成物(譬如SiCx、SiNx、SiCxNy)來形成一介電障壁層。因 為这些材料具有比原本使用的介電材料（譬如，如果不需要 或不希望抑制來自導電區域之擴散）更高的-介電常數，出 電障太層的不良結果係在於與第1B圖所示的結構相關 聯之電备被增高，其會增加功率消耗及/或降低半導體裝置 =運作速度。並且，介電障壁層的習知實行方式並不很符 合半導體敦置中之導電區域的習知實行方式。因此，這些 習知的介電障壁層很少抑制導電區域中常在導電區域與介 電障壁層之間介面處所引發之電致遷移。 ’、 鑒於上文，需要對於半導體及其他電子裝置的導電區 域(且特定言之，導電區域與其他形成形成的相鄰區域之介 面）中之包欵遷移具有改良的抑制。亦需要使半導體及其他 電子裝置的導電萨 同時適當地對於:導二:斤形成之結構具有降低的電容， 之材料擴散維持—障^ 域至其他材料所形成的相鄰區中 互連件)之特徵維度^、。隨著電子裝置㈣躲(譬如電性 日益強烈。 k些需求已經且可能持續地變得 為了抑制一半莫辨壯 間的電致遷移，-層5 介電障壁層及導電區域之 摆 材料已經在形成介電障壁層之前被選 擇性地形成於導電區域 材枓選擇性地形成於一區域 :一、面上係代表該材料形成於該區域或表面上而對於該 A域或表Utb崎料職於其他區域或表面上之狀況 見更力良好的覆蓋。此經選擇性地形成的層譬如可指一 覆蓋層或一自我對準式障壁層。 一覆蓋層選祕地形成於導電區域上之仙係顯示於 第2A至2C圖。第2A1I為—半導體裝置2⑻的部分之橫剖視 圖，其包括被一介電區域22〇所分離的導電區域21〇。第2B 圖為一半導體裝置200的部分之橫剖視圖，其包括將一覆蓋 層240選擇性地形成於導電區域21〇上，而非介電區域22〇。 第2C圖為一半導體裝置2〇〇的部分之橫剖視圖，其包括一形 成於覆蓋層240及介電區域220上之介電障壁層230。已經嘗 試許多種利用多種不同材料及程序來選擇性地形成覆蓋層 240之方式。 譬如，已經藉由選擇性地沉積一適當材料於導電區域 上來形成一覆蓋層。因為金屬性材料具有催化一層成長在 常用來形成導電區域之銅上所需要的性質，故時常使用一 金屬性材料。譬如，已經使用無電極沉積來選擇性地沉積 一金屬合金（譬如，钻、鎢及填之一合金；钻及侧之一合金； 或鎳、鉬及峨之一合金)於銅區域上。一此類型途徑係描述 於石上（T· Ishigami)等人的“利用一低污染c〇wp覆蓋層之 高可靠度Cu互連”，2004年IEEE國際互連技術會議的會議記 錄，2004年6月7至9日，pp. 75-77,其揭示以引用方式併入 本文中。已經使用化學氣相沉積將鎢選擇性地沉積在鋼區 域上。一此類型途徑係描述於齊籐(T Sait〇)等人的“一使用 自我對準式金屬覆蓋方式之強固、深次微米銅互連結構，，， 2004年1EEE國際互連技術會議的會議記錄，2004年6月7至9 日’ pp. 36-38 ’其揭示以引用方式併入本文中。然而，這 些途徑的選擇性不足以抑制覆蓋層材料（其具有導電性)形 成於介電區域上（第2B及2C圖中，顯示一薄層的覆蓋層材料 位於介電區域220上）到達可在被該等介電區域所分離的導 電區域之間防止不可接受的電流洩漏之程度（隨著電子裝 置的電性互連之特徵維度變小而尤然）。這可能至少部分地 因為來自導電區域的經曝露表面之平面化(化學機械拋光) 之後留在介電區域上的導電區域之殘留材料所致，而介電 區域對於覆蓋層材料（基於其對於形成於導電區域的材料 上之親和力而予以選用）提供了長晶位址。相較於介電區 域，這可顯著地降低覆蓋層材料在導電區域上之優先形成。 亦已經藉由修改各導電區域的一頂部分來形成一覆蓋 層。譬如，已經利用矽化及氮化（可利用濕或乾處理來達成 此作用）藉由化學修改銅區域的頂部分來形成一覆蓋層。一 1329349 此類型途徑描述於高西特(L.G. Gosset)等人的“對於45奈米 技術節點Cu互連使用矽化銅作為自我對準式障壁之替代性 途徑的整合及效能”，2004年IEEE國際互連技術會議的會議 記錄，2〇04年6月7至9日，pp. 15-17，其揭示以引用方式併 5入本文中。然而，利用此方式形成的覆蓋層係不利地增加 了導電區域中的電阻。 亦已經提出將一層有機材料形成於一半導體裝置的導 φ 電區域上以抑制導電區域的表面處之電致遷移（此有機層 亦可稱為覆蓋層）。即便用來形成有機材料之程序及材料在 10優先形成有機層於導電區域上的方面特別具有選擇性，利 用身為很差電導體之有機材料將可消除導電區域之間由於 出現覆盍層而具有不可接受的電流洩漏之潛在可能。美國 專利申請公開案US 2004/0203193號描述其中使一自我組 裝式有機單層（特定言之，一硫醇自我對準式單層）共價結合 、15至金屬性區域之此途徑。然而，咸信其中所描述的硫醇自 φ ⑽準式單層當形成於鋼(如上述，一常用來形成—半導體 ， 裝置的導電區域之材料）上時可能未產生一在半導體裝置 喿作條件下仍然連續且無瑕疯之熱穩定性覆蓋層。因 2〇此’利用此方式形成的覆蓋層可能未適當地抑制電致遷 移或提供-能夠自半導體裝置消除介電障壁層 鋼擴散障壁β β t發日月内容】 發明概要 此處所述的實施例係包括一形成於一電子裝置的一介 10 電區域之罩幕層，藉以在一覆蓋層後續形成於被介電區域 所分離的電子裝置的導電區域上期間，罩幕層抑制覆蓋層 升>成於介電區域上或中。罩幕層形成之前，導電區域的經 曝露表面及介電區域的經曝露表面可以一指定方式被處理 (·#如，被清理、被功能化）。罩幕層可選擇性地形成於介電 區域上藉以並無或只有可忽略的罩幕層形成於導電區域 上。或者，罩幕層可非選擇性地形成於介電區域及導電區 域兩者上，而形成於導電區域上的罩幕層材料後續被移 除。覆蓋層可選擇性地形成於導電區域上藉以並無或只有 可忽略的覆蓋層材料形成於罩幕層上。或者，覆蓋層可非 選擇性地形成於導電區域及罩幕層兩者上，而形成於罩幕 層上之覆蓋層後續被移除（可藉由只自罩幕層移除覆蓋層 材料'或藉由移除部分或全部罩幕層及隨之移除其上形成 的覆蓋層材料來達成此側）。如果尚未以從介電區域^方 移除的覆蓋層材料之-部分被移除，罩幕層可在覆蓋層形 成之後自介電區域被移L案例t， 歸 =會在介電區域上方形成於罩幕層上（由於罩幕層^ ^電區域上’除了抑制覆蓋層材料形成於介電區域上 中以外，另有此作用）。 一 八因此，不同於其中一層導電材料（譬如_鈷合金、一鎳 合金或鶴）選擇性地形躲導電區域上 ，、 霜芸思Λ a - 〇⑴Μ艰成一 蓋層二==:__電材料來形成覆 今^導電Q域間發生不可接受的電流_。因為 4貫施例抑制了覆蓋層材料形成於介電區域上方… 丄双 1329349 Φ 10 15 20 干，該等實施例能夠在選擇用以形成覆蓋層的材料及/或程 序方面具有彈性，而無關乎對於導電區域相較於介電區域 之覆蓋層材料的選擇性(且部分實施例中，無關乎對於任何 材料之覆蓋層材料的選擇性）。 譬如’可選擇用以形成覆蓋層之材料及/或程序以增強 覆蓋層對於導電區域之黏著（故改善了藉由覆蓋層對於導 電區域中的電致遷移之抑制）。亦可選擇用以形成覆蓋層之 材料及/或程序以產生一不會不可接受地或不良地増加導 電區域中的電阻之覆蓋層··譬如，可形成覆蓋層而;以且 ^較高介電常數的覆蓋層材料來取代導電區域的任何材 或程^添加或取代方式’可選擇用以形成覆蓋層的材料及/ 擴散之2生一充分有效抑制用來形成導電區域的材料之 少降低其精以可從電子裝置消除一介電障壁層或至 施例中、θ又(且伴隨具有減低的電容及相關利益)。部分實 抑制了费可形成一習知的介電障壁層。並且，因為罩幕声 了覆蓋層材料形成於介電 ^ 曰 使用曰Μ # 。° 中，該等實施例係利於 料。此外，不同於其中藉由形成裝/中之多孔性介電材 產生1蓋層之上述途徑，4^醇自我對準式單層來 1許多電子裝置的典型操；;^施例係能夠在銅上產生 熱穩定性覆蓋層。 作條件下保持連續且無瑕疲之 實施例的罩幕層可嬖如 其可形成為-單層(SAM)或―4—分子性自我·《式層， 材科形成》罩幕層亦可譬如/g ’且可由有機及/或無機 ’’、由已知可形成受控制膜厚度 中 12 之任何類別材料形成的一層，例如多層聚電解質。罩幕層 亦可譬如為經由諸如聚合物刷等無機或有機材料的催化成 長形成於介電區域的表面上之一層。罩幕層亦可譬如為自 樹枝狀聚合物 '超分支聚合物、或嵌段共聚物所形成之一 層。罩幕層亦可譬如為一離子性或電化增強自我組裝式多 層或單層。特定言之，在本發明的—實施例中可使用以矽 烷為基礎的材料來形成罩幕層。 覆蓋層可由一導電材料（譬如，姑合金、錄合金、鶴、 钽、氮化鈕等）、一半導體材料、或一電性絕緣材料形成。 可利用包括諸如無電極沉積、化學氣相沉積、物理氣相沉 積（藏鑛）或原子層沉積等習知沉積程序之任何適當程序來 形成覆蓋層。 該等實施例可實行於一由任何類型材料製成的基板中 或用以處理該基板。特定言之，該等實施例可有利地實行 於一半導體基板中或用以處理該半導體基板，該半導體基 板譬如為矽基板、矽上絕緣體基板、碳化矽基板、受應變 矽基板、矽鍺基板及/或砷化鎵基板等。該等實施例可實行 於一包括利用諸如銅及/或鋁等任何類型導電材料所形成 的導電區域之基板中或用以處理該基板。該等實施例可實 行於一含有一由包括非多孔介電材料等任何類型電性絕緣 材料製成的介電區域之基板中或用以處理該基板’且其可 包括或可不包括一硬罩幕層。 圖式簡單說明 第1A圖為一半導體裝置的一部分之橫剖視圖，其顯示 1329349 被介電區域所分離之導電區域； 第1B圖為第1A圖的一半導體裝置的一部分之橫剖視 圖，其顯示形成於導電區域及介電區域上之一介電障壁層； 第2A圖為一半導體裝置的一部分之橫剖視圖，其顯示 5 被一介電區域所分離之導電區域； 第2B圖為第2A圖的一半導體裝置的一部分之橫剖視 圖，其顯示一覆蓋層選擇性地形成於導電區域的經曝露表 面上、而非介電區域的經曝露表面； 第2C圖為第2A及2B圖的一半導體裝置的一部分之橫 10 剖視圖，其顯示形成於覆蓋層及介電區域的經曝露表面上 之一介電障壁層； 第3圖為用以將一覆蓋層產生於被一介電區域所分離 之一電子裝置的導電區域上之流程圖； 第4A至4E圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫剖 15 視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一介 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第5A至5D圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫剖 視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一介 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 20 第6A至6D圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫剖 視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一介 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第7A至7C圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫剖 視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一介 14 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段; 第8A至8E圖為一 视圖’其顯示在一實;5 b 一電子裝置的一部分之一系列的橫剖 實軛例中用以將一覆蓋層製造在被一介 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段；

電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段；

10介電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第11A至11E圖為一電子裝置的—部分之一系列的橫剖 視圖，其顯示在-實施例中用以將一覆蓋層製造在被一介 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第12A至12E圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫 見Q 其顯示在一貫施例中用以將一覆蓋層製造在被一 介電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第13 A至13 D圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫 。J視圖其顯示在一貫施例中用以將一覆蓋層製造在被一 ;1電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第14八圖為一貫施例中之一包括一介電區域之結構的 七。丨視圖’在該介電區域上形成有一罩幕層，第14B至14D 圖為第14A圖的結構在進一步處理以預定產生罩幕層的所 而要特徵之方式來修改罩幕層之後的橫剖視圖其中顯示 一貫施例中可用來修改罩幕層之不同途徑； 15 第15A圖為一實施例中之一包括一介電區域之結構的

k剖視圖’在讀介電區域上形成有一罩幕層，第15B至15E 圖為第15A®的結構在進—步處理以移除罩幕層之後的剖 視圖’其中顯實施例中可用以實行覆蓋層的移除之不 同途徑。 【實施冷式】 較佳實施例之詳細說明 根财㈣’在-包括有（亦即構成-部分、或其上或 其中形成有)由一介電區域所分離的導電區域之基板(如上 述’為求#便’此基板在此處有時稱為電子裝置)上，-罩 幕層係形成於介魏域上藉以在—覆蓋層制形成於基板 上期間’罩幕㈣抑制覆蓋層形成於介電區域上或中（實際 上，一電子裝置通常將包括許多此等導電區域及介電區 導電區域可為電子裝置的電性元件（譬如電晶體、電容 裔、電阻H)之間的紐互連件，且職料實施例常用來 將覆蓋層產生於此等電性互連件上。罩幕層可選擇性地 形成於介電區域上㈣並無或？、有可忽略的罩幕層材料形 成於導《域上。或者，罩幕層可非選擇性地形成於介電 =域上及導電區域上’而形成於導電區域上之罩幕層材料 後續係被移除。 =處㈣的覆蓋層（有時亦稱為自我對準式障壁層）係 導H導電區域的頂部平面化之後形成於-電子裝置的 且牲之一層材料’以抑制導電區域中的電致遷移， 別疋比-原本形成於導電區域上的介電障壁層（如上 1329349 述)更良好地抑制導電區域中的電致遷移《此外，部分案例 中，如下文更詳細地討論，一覆蓋層可抑制材料從導電區 域之擴散，且特別是可將此擴散抑制至能夠消除一原本形 、‘成於覆蓋層上的介電障壁層或降低其厚度之程度。 5 覆蓋層可選擇性地形成於導電區域上藉以並無或只有 可忽略的覆蓋層材料形成於罩幕層上；特別是可定製用來 形成罩幕層的材料及/或程序以抑制覆蓋層材料形成於罩 幕層上，故促進覆蓋層選擇性地形成於導電區域上。戈者， 覆蓋層可非選擇性地形成於導電區域上及罩幕層上，而形 ίο成於罩幕層上之覆蓋層材料後續係被移除（可譬如藉由移 除部分或全部罩幕層以及其上隨之形成的覆蓋層材料來達 成此作用）。 上述替代方式係涵蓋以任何選擇性程度來形成罩幕層 或覆蓋層。如上述，一材料選擇性形成於一區或表面上 15指比起該材料形成於其他區或表面上之狀態而言該材料以 更良好的覆蓋形成於該區域或表面上。任何實施例中，如 果視為需要或希望如此，則可移除形成於導電區域上之罩 幕層材料或形成於罩幕層上之覆蓋層材料。然而，如下文 進-步时論，部分案例中，譬如當可忽略量的罩幕層材料 20形成於導電區域上或可忽略量的覆蓋層材料形成於單幕層 上時(諸如罩幕層或覆蓋層分別選擇性地形餘導電區域 上之隋形），可能不需要移除形成於導電區域上之罩 料或形成於罩幕層上之覆蓋層。任—案例中，皆抑制= 層材科使其不形成於介電區域上方之罩幕層上（由於罩幕 17 1329349 層出現在介電區域上， 域上或中之外，又女* 了抑制覆蓋層材料形成於介電區 1，为有此作用）。 合金= ==" —其中使—層導電材料_ 先前途徑，此處的實施例電區域上之覆蓋層的 時防止導電區域之間發生=用導電材料來形成覆蓋層 =係抑制覆蓋層材料形成於介專 該等實施觀夠在用 或中 擇上具有大幅彈性，而之八材料及/或程序的選 10 …、關子相杈於介電區域之對於導電 二二'材料的選擇性（且部分實施例中’無關乎對於 任何材料之覆蓋層材料的選擇性）。這譬如能夠使用原本未 以充分選擇性形成覆蓋層之材料及/或程序來形成覆蓋 層，諸如上文背景段落所描述者。 15 20 譬如’可選擇用以形成覆蓋層之材料及/或程序來增強 覆蓋層對於導電區域之黏著，藉以改良藉由覆蓋層對於導 電區域中的電致遷移之抑制。可選擇用以形成覆蓋層的材 料及/或程序以產生-不會不可接受地或不良地増加導電 區域中的電阻之覆蓋層；譬如，可形成覆蓋層而不以具有 較高介電常數的覆蓋層材料來取代導電區域的任何材料。 以添加或取代方式’可選擇用以形成覆蓋層之材料及/或程 序以產生一|充分有效抑制用來形成導電區域的材料巧 如鋼）擴散之覆蓋層藉以可從電子裝置消除—介電障壁層 或至少降低其厚度(伴隨具有減小的電料相關^益早)= 且’因為罩幕層抑制覆蓋層材料形成於介電區域中該等 18 1329349 實_係有利於樣用對使用於電 想之多孔介電材料。 子装·置中而言日益視為理 5

10 此外不同於其中藉由形成一硫醇自我對準式單層來 康生覆瓜層之上述途徑，該等實施例係能夠在銅(一種常 用來形成半導體裝置及其他電子裝置的導電區域之材料) 上產生-抖多電子|置的典型操作條件(譬如，對於半導 體裝置，這代表覆蓋層應㈣承受最高約45CTC之溫度)下 保持連.*且無瑕㈤亦即，依據—或乡個判別標準具有足夠 少數個瑕疫)之熱穩定性覆蓋層（譬如，利用任何上述藉由選 擇性地沉積—金屬性材料來形成-覆蓋層之程序）。 4等只^•例可用來處理由任何類型材料所製成之一基 板。如下文更詳細地描述’因為可實行該等實施例使得基 板材料（4如-介電區域)具有諸如理想料等所需要性質 15

之功能’故特別具有此作用。此處所用的材料功能係指修 改材料的-經《部分之特徵以達成與後續形成於材料的 經曝露部分上之另—材料之所需要的交互仙。特定言 之，該等實關可㈣電子產業中常料製肋件般地用 來處理—半導縣板。料實施㈣可用來處理-用以製 20 造一平板顯示器之基板，該等基板此時係常㈣製成。該 等實施例可用來處理任何類_半導體基板，#如一石夕基 板、石夕上絕緣體基板、碳切基板、受應變祕板、石夕錯 基板或砷化鎵基板。 並且，該等實補可㈣處·造電子組件中所使用 之半導體基板，該等基板一 般為圓形，且可用來處理製造 19 1329349 平板顯示益中所使用之基板’該等基板一般為長方形。該 等實施例可用來處理目前用於製造許多電子組件之具有小 於一（1)平方吋(in)到12吋(300公厘）半導體基板面積之小半 導體基板；一般而言，可處理的基板尺寸並無限制，所以 5該等實施例可用來處理生產電子組件之各後繼較大世代的 半導體基板。該等實施例亦可用來處理用以生產平板顯示 器之相對較大的基板（現在，約一（1)平方公尺(111)級數之常 見的長方形基板，但部分案例中，預期未來將增加尺寸）。 該等實施例亦可縮放以使用在具有固定寬度、但（理論上) 10無限長度（在生產平板顯示器中會特別有用之一基板處理 方式）的撓性基板之輥至輥處理應用中；譬如，此等基板親 可為數百呎長。 該等實施例可用來處理包括任何類型材料的導電區域 及介電區域之電子裝置。因為罩幕層且在部分案例中導電 15區域及介電區域可具有諸如理想黏著及/或擴散障壁性質 等所需要性質之功能’故特別具有此作用。在用以製造電 子組件之半導體裝置中，譬如，導電區域時常由銅或鋁製 成；該等實施例可容易地用來處理此等基板。使用多種不 同的介電材料（譬如’ SiCOH介電材料，包括多孔性介電材 2〇料等）來形成用以製造電子組件之半導體裝置的介電區 域，且該等實施例可與所有用途相容。許多半導體裝置中， —硬罩幕層（其常由一譬如SiCx、SiNx、SiCxNy等以矽為基 礎的材料形成）係形成在介電層主要由其構成之一介電材 料的頂部上；該等實施例亦可容易地用來製造一使用此等 20 1329349 基板之電子裝置。 曰益希望將多孔性介電材料使用在電子裝置中（其上 可能形成有或未形成有一硬罩幕層），特別是用來製造電子

組件的半導體裝置。一多孔材料(此時為一多孔性介電材料) 5中特別易受到其他材料的擴散。譬如’一由一多孔介電材 料製成的介電區域中特別易受到覆蓋層材料的擴散；特別 是當覆蓋層材料為一金屬性材料時，如同常見案例(如上述) 中’覆蓋層材料擴政至一介電區域中將増加不可接受的電 流洩漏之可能性。此外，如上述，來自導電區域及介電區 10域的經曝露表面之平面化（譬如化學機械拋光）後留在一介 電區域上的導電區域之殘留材料係可提供用於覆蓋層材料 之長晶位址，故顯著地降低-覆蓋層形成期間覆蓋層材料 在導電區域上的優先形成。由一多孔介電材料製成的一介 電區域中係特別易受到此殘留材料的擴散，故加劇此問 15題。因此’因為罩幕層抑制了材料擴散至多孔介電材料，

利用此處用來處理包括由多孔介電材料製成的介電區域之 基板之實施例係特別具有吸收力。 20 第3圖為-用以將一覆蓋層製造在被一介電區域所分 離之％子裝置的導電區域上之方㈣⑽流程圖。在方法 300的301及3G2巾，—罩幕層係形成於電子裝置上故使罩幕 層形成於；m域上，但料m在方法細的地至 306中罩幕層形成之後，一覆蓋層係形成於電子裝置上故 使覆蓋層形成於導魏域上，但非介電區朗罩幕層上或 中。出現罩幕層係抑制了覆蓋層材料形成於介 電區域上或 21 1329349 中（如果未出現罩幕層’原本可能發生該形成作用），而具有 如本文他處更詳細地描述之伴隨利益。並且，方法3〇〇可以 如下文更詳細地討論之數種方法的任意方式實行，以抑制 覆蓋層材料形成於罩幕層上或中。 5 方法300產生一覆蓋層故使覆蓋層材料形成於導電區 域上（並無或只有可忽略的覆蓋層材料形成於一用以分離 導電區域之介電區域上方、上或中）。這消除了導電區域之 間不可接受的電m其已經是未錢成_於用以分 離導電區域的介電區域而言優先將覆蓋層材料形成在導電 10區域上的充分選擇性之用以沉積一金屬性覆蓋層之先前途 徑的一問題。在方法3〇〇的3〇7中，依據覆蓋層的性質而定， 一介電障壁層可形成於或不形成於電子裝置上，如下文進 一步討論。下文更詳細地描述對於方法3〇〇的特定實行方 式、修改及方法300之其他態樣。 15 第4A至4E圖、第5A至5D圖、第6A至6D圖、第7A至7c 圖、第8A至8E圖、第9A至9D圖、第l〇A至l〇F圖、第11A 至11E圖、第12A至12E圖、及第13A至13D圖係為一電子裝 置的一部分之各組橫剖視圖，其顯示在一實施例中將一覆 蓋層440製造在被一介電區域420所分離之電子裝置的導電 2〇 區域410上方。導電區域410可為諸如電晶體、電容哭及電 阻器等電子裝置的電性元件之間的互連件。顯示出介電區 域420係具有一形成為介電區域420的一頂部分之硬罩幕層 420a ’如同目前電子裝置中的案例；然而，介電區域420未 必需包括硬罩幕層420a。 22 1329349 如下文進一步討論，方法300可用以根據一電子裝置的 一部分之成組橫剖視圖所顯示的各實施例來產生一覆蓋 層。然而’方法300亦可根據不同於第4A至4E圖、第5A至 5D圖、第6A至6D圖、第7A至7C圖、第8A至8E圖、第9A至 5 9D圖、第10A至10F圖、第11A至11E圖、第12A至12E圖、 及第13A至13D圖所示者之本發明的實施例來製造一覆蓋 層。

特定言之，第4A至4E圖、第5A至5D圖、第6A至6D圖' 第7A至7C圖、第8A至8E圖、第9A至9D圖、第10A至10F圖、 10第11A至11E圖、第12A至12E圖、及第13A至13D圖所示的 實施例中’由於罩幕層450的形成之不完美選擇性或非選擇 性’罩幕層材料可在覆蓋層440形成之前被形成於後續移除 (如第 4B、5B、6B、7B、8B、9B、10B、11B、12B、及 13B 圖所示）之導電區域410上(如第4A ' 5A、6A、7A、8A、9A、 15 l〇A、11A、12A、及13A圖所示）。然而，亦可以較大的選 擇性來達成罩幕層450的形成，故無罩幕層材料形成於導電 區域410上(在該例中，將不會發生第4A、5A、6A、7A、8A、 9A、10A、11A、12A、及13A圖所示的中間結構）或者使得 一可忽略量的罩幕層材料形成於未必需自導電區域41〇移 2〇 除之導電區域410上(在該例中，將不會發生第4B、5B、6B、 .7B、8B、9B ' 10B、11B、12B、及13B圖所示的中間結構， 而一電子裝置的一部分之各組橫剖視圖所顯示之後續形成 '的結構將包括形成於導電區域410上之可忽略量的罩幕層 材料）。 23 1329349

形成一罩幕層之前，製備導電區域的經曝露表面及介 電區域的經曝露表面以供如此處所述的處理。此表面製備 係導致至少一或多項清理步驟（譬如，一去離子水沖洗及/ 或多種不同的其他熟知表面清理步驟之任意者）以移除先 5 前處理所留下的污染物。此清理可將導電區域及介電區域 的經曝露表面平面化之後留在一介電區域上的殘留導電材 料移除其某部分、但通常不會移除全部，且因此不會損及 本發明防止此殘留的導電材料促進覆蓋層材料在介電區域 上的不良長晶之效力，如此文他處所討論。 10 表面製備亦可包括其他處理步驟。譬如，導電區域的 經曝露表面及/或介電區域的經曝露表面可被功能化以利 於選擇性形成罩幕層。特定言之，介電區域的表面可被功 能化以促進罩幕層形成，而導電區域的經曝露表面可被功 能化以抑制罩幕層形成。類似地，導電區域的經曝露表面 15 及/或介電區域的經曝露表面亦可被功能化以利於選擇性 地形成覆蓋層。特定言之，介電區域的表面可被功能化以 抑制覆蓋層形成（但根據本發明使用一罩幕層將可不需要 此作用、或至少大幅降低重要性），而導電區域的經曝露表 面可被功能化以促進覆蓋層的黏著。 20 一般而言，導電區域的表面及/或介電區域的表面被功 能化的特定方式係依據用以形成導電區域、介電區域及罩 幕層之材料的本質、以及欲產生的所需要性質（譬如，鈍 化、促進材料形成）而定。譬如，一由以二氧化石夕為基礎的 介電材料所形成之介電區域可被功能化以在介電區域表面 24 1329349 產生大量羥基’一自我組裝式單層（其可實施罩幕層）對其具 有一附接親和力，故促進罩幕層形成於介電區域上。此外， 可建立一用以形成一分子性自我組裝式層之分子以包括一 頭基團，該頭基團係與用以形成一介電區域之材料的一經 5曝露羥基共價結合。雖然第3圖未顯示，此表面製備可根據 特定實施例被包括在方法3〇〇中作為額外的步驟。 如上述，在方法3〇〇的3〇1及302中，一罩幕層係形成於 一電子裝置上，故使罩幕層形成於電子裝置的—介電區域 上而非被介電區域所分離之電子裝置的導電區域上。一罩 10幕層形成於一介電區域上係涵蓋了罩幕層覆蓋住介電區域 之可忽略的失效，譬如並未損及一實施例的一方法之效能 或利用.一實施例的一方法所製造之一電子裝置的功能之罩 幕層材料覆蓋失效。此外，一罩幕層未形成於導電區域上 係涵蓋了罩幕層材料在導電區域上之可忽略的形成，亦即 15 並未損及一實施例的一方法之效能或利用一實施例的一方 法所製造之一電子裝置的功能之罩幕層材料覆蓋。 在方法300的301中，罩幕層可選擇性地形成於介電區 域上或者罩幕層可非選擇性地形成於介電區域上及導電區 域上。一罩幕層選擇性地形成於一介電區域上係涵蓋了罩 2〇 幕層材料可忽略地形成於導電區域上’譬如’並未損及根 據一實施例的一方法之效能或利用一實施例的一方法所製 造之一電子裝置的功能之罩幕層材料覆蓋。 一罩幕層非選擇性地形成於介電區域上及導電區域上 係涵蓋了對於介電區域或導電區域並無優先、對於導電區 25 1329349 域具有某程度優先、或對於介電區域具有不足以導致並無 或，、有可‘。略的罩幕層材料形成於導電區域上之優先之罩 幕層形成(譬如’取後案例t，具有;f足以造*罩幕層選擇 性地形成於”电區域上之優先）。當罩幕層葬選擇性地形成 5於介電區域及導電區域上時，所有形成於導電區域上的罩 幕層材料後續皆被移除，如3〇2所示。形成於導電區域上的 所有罩幕層材料之移除係涵蓋了形成於導電區域上之可忽 略的罩幕層材料，譬如，並未損及根據一實施例的一方法 之效能或利用根據一實施例的一方法所製造之—電子裝置 10的功能之罩幕層材料覆蓋。第4A及4B圖、第5A及5B圖、第 6A及6B圖、第7A及7B圖、.第8A及8B圖、第9A及9B圖、第 10A及10B圖、第11A及11B圖、第12A及12B圖、及第13A 及13B圖各顯示一罩幕層450非選擇性地形成於介電區域 420上及導電區域410上，然後係為移除形成於導電區域41〇 15 上之所有罩幕層材料，而留下只形成於介電區域42〇上之罩 幕層450。 一般而言，罩幕層可利用用以產生一可達成罩幕層所 需要功能（譬如，選擇性地形成於一介電區域上、對於覆蓋 層材料的擴散提供一良好障壁）的罩幕層之任何材料及程 20序形成。罩幕層可利用澡處理（譬如，一基板浸入—化學池 中、將化學物流體喷灑或旋覆於一基板上）或利用乾處理（嬖 如氣相沉積)形成。如果使用濕處理，通常採用—沖洗程序 來清理電子裝置，然後為一乾燥程序。此外，如果使用濕 處理，可在處理期間將指定振幅及/或頻率的振動（嬖如，高 26 5 5

10 15

20 頻振動’諸如超音波或百萬週波振動)傳遞至電子裝置以利 (加速)處理。罩幕層可沉積或成長在介電區域上。罩幕層亦 可錯由衝壓形成。因為罩幕層係形成於在完成的電子裝置 中必須呈現非導電性之區域中，可預期以一電性絕緣（實質 上為非傳導性）材料來形成罩幕層時常是有利的情形。然 而，在罩幕層自電子裝置完全地移除之實施例中（譬如請見 第4D、5D、8D、9D、10E及11E圖），罩幕層可由—導電或 半導體材料形成。如果使用此等⑽提供了—罩幕層的其 他有利H質（譬如’罩幕層選擇性地形成於介電區域上、對 於覆蓋層材料的擴散之良好障壁），儘管具有可能由其導電 性導致之潛在問題’使用此特料可能是理想的。 早恭料成之彳4想万式被功能化 作其他修改（譬如化學性、紐及/或光化學雜改）以產」 所而要的性質（譬如’產生_理想傾向以形成於材料罩幕〉 亡以供後續被形成於電子裝置上，諸如—覆蓋層或一介] 障壁層，或使部分或全部的罩幕層能夠在覆蓋層形成之; 被移除藉以可移_成於罩幕層上之覆蓋騎· 罩幕層可譬如為—分子性自 -單層(SAM)或一多芦、 我·.且裝式層’其可形成i 一 θ且可由有機及/或無機材料形成< = '或利用化學性活化或修改介電區域的材二 -新的不同材料層，藉 Ή术屋3 製-分子性自我料式層的分^ 缝裝式層。吳 及/或鏈長度之能力係提供建：：型厚頭基團、終端基® 供建立—罩奉層的特徵之彈性，_ 27 1329349 可用來產生所需要的草幕層性質，如此文他處所討論β 罩幕層亦可譬如為自已知由受控制膜厚度所形成的任 何類別材料(例如多層聚電解質等）所形成之一層。罩幕層亦 可譬如為經由無機或有機材料的催化成長形成於介電區域 5表面上之一層。此途杈的一範例係為來自表面引發式聚合 化反應之聚合物刷的成長。表面引發劑可出現在介電區域 的材料中或經由化學或物理吸附被附接至#電區域的表 面。罩幕層亦可譬如為自樹枝狀聚合物、超分支聚舍物、 及/或嵌段共聚物形成之一層。罩幕層亦可譬如為—離子性 10 或電化學增強性自我組裝式多層或單層。 此處所述的實施例中可使用以矽烷為基礎的材料來形 成一罩幕層。譬如，部分以矽烷為基礎的SAM係具有相對 較高的崩潰溫度，如果罩幕層未被電子裝置的後續處理所 移除則其可能是理想的，故罩幕層將不會在用以於電子裝 15置中產生高溫之電子裝置操作期間經歷失效。此外，如下 文更詳細地討論，部分以矽烷為基礎的介電材料係良好地 黏著至（與其形成強力共價結合）以石夕為基礎的介電材料（常 由其t成；I電區域）且未良好地黏著至諸如銅（常由其形成 導電區域）等金屬性材料，因為其利於選擇性地形成罩幕層 20故可使其理想地使用於部分應用中。並且，如下文更詳細 地描述，可定製以矽烷為基礎的SAM以利自一介電區域移 除SAM，其可用於自介電區域移除罩幕層之實施例中。此 外，如下文更詳細地描述，可定製以矽烷為基礎的Sam以 促進或抑制特定材料形成於其上，其可用以抑制覆蓋層材 28 1329349 料形成於一罩幕層上及/或促進一形成於一罩幕層上之介 電障壁層的黏著。 ；|

可建立一實施例中所形成之一罩幕層的特徵以產生罩 幕層之所需要性質。譬如，可選擇用以形成一分子性自我 5組裝式層的分子類型，且可建立諸如頭基團、終端基團及/ 或長度（譬如一分子的有機骨幹中之碳原子數）等之分子的 特徵以產生分子性自我組裝式層的所需要性質。其中定掣 -罩幕層（轉而包括用以形成罩幕層的材料及/或程序）= 徵之特定方式係可依據實施例的特定應用而定，譬如，介 1〇電區域的性質（特定言之，包括介電區域的黏著性们，避免, 罩幕層材料形成於導電區域上之必要性或理想性（其可使 得導電區域的黏著性質變得重要），用以形成覆蓋層的材料 及/或程序之特徵(特定言之，覆蓋層材料形成於罩幕層上及 /或擴散至其中之傾向），及/或用以將材料後續形成在罩幕 15層上之材料(譬如’介電障壁層，諸如_碳化石夕層或—氮化 矽層）及/或程序之特徵。 譬如’可建立用以形成罩幕層之材料及/或程序以利達 成根據-實施例之-方法、或-結構的_部分所產生之_ 罩幕層之-或多個後續可能理想的性質。可需要使用以對 20於介電區域的高選擇性（亦即，其比導電區域上更加良好地 形成於介電區域上)來產生-罩幕層之材料及/或程序。部分 電子裝置中’使用-SlCOH介電材料；因此，部分實施例 中，可能需要使用可用來以對於—狄〇时電材料的高選 擇性形成-罩幕層之材料及/或程序。邹分奮子裝置中，— 29 5 以矽為基礎的硬罩幕層係形成於介電區域主要由其構成之 1電材料的頂部上；因此，部分實施例係包括使用可用 來以對於-_為基_硬轉層之如擇㈣成一罩幕 層之材料及/或程序。 叫儿，可能需要使用用q產生—可良好地黏著至一介 -電障壁層（其常由一包括石夕連同碳及/或氮亦即扣、siN、 =4之組祕卿成）的罩幕層錢續形成於罩幕層上的 =材料之㈣及/絲和亦可能需要在製造覆蓋層期間 10 的= 成的電子裝置操作期間(如果罩幕層留下成為完成 、置之一部分)使用產生-對於覆蓋層材料(譬如，一 心㈣合金)的擴散提供-良好障壁的罩 幕層之材料及/或程序。此外，可能 ::除部分或全部罩幕層㈣其移除可能 15 產生二== 自我組裝式層的-有機骨幹。 刀于性 20 之材料及，或程序，且其如果被訂^ 的罩幕層 的操作之進—錢理相的電子裳置 對於半導鮮錢時亦保持如此。 約物t的溫代表罩幕層應能夠承受最高達到 d度^如亦代表料層騎用 (如果出現的）介電障壁層之材料及程序呈現化學^目 30 各。亦可能需要使用能夠快速（譬如小於約60秒）製造一罩幕 層之材料及/或程序。 可建立罩幕層的特徵（亦即所使用的適當材料及/或程 序）以產生相對於介電區域及導電區域呈現理想之材料形 成性質。譬如’可建立罩幕層的特徵以使罩幕層相較於形 成在導電區域上而言優先地選擇性形成於介電區域上。然 而，如此文他處所討論，亦可實行實施例以使罩幕層的形 成並不具選擇性；在此例中，形成於導電區域上的罩幕層 材料可在一後續處理步驟中被移除，如下文進一步描述。 1〇因此，該等實施例可利用下列事實：對於用以將導電區域 形成於—電子裝置上之部分材料（譬如銅），少有材料能良好 地黏著至導電區域，而在選擇用以選擇性地形成罩幕層之 材料及/或程序方面提供較大的彈性。以添加或取代方式， 亦可建立罩幕層的特徵以利在覆蓋層形成之後自介電區域 15移除罩幕層。 3如可彳日疋用以形成一分子性自我組裝式罩幕層之 分子以包括一比導電區域更有可能黏著至介電區域之頭基 團例如，可指定一用以形成一分子性自我組裝式層之分 子以包括一與介電區域的一經曝露羥基共價結合之頭基 2〇團。如上述，部分以矽烷為基礎的SAM係良好地黏著至常 用來形成一介電區域之以矽為基礎的介電材料而未良好地 黏著至諸如常用來形成導電區域之銅等金屬性材料，故使 其適合使用在其中令罩幕層選擇性地形成於介電區域上之 本發明的實施例中。譬如，已知—具有—般式其 31 1329349

中R言如可為烷基、經替代烷基、芳基或經替代芳基，而X 譬如可為齒基(halo)、烷氧基、芳氧基或氨基)之一或多個 可水解替代物的矽烷係可形成一可對於特定表面展現強力 共價或非共價附接之SAM。一般而言，SAM表面附接係在 5 一具有相對較高密度之諸如羥基或羥甲矽烷基等的酸性官 能之表面上被增強。諸如Si〇2、Si〇H及Si〇C表面等以矽為 基礎的材料表面係處理相對較高密度之羥基。因此’一以 矽烷為基礎的SAM可預期形成有對於一以矽為基礎的材料 (一介電區域常由其形成）之表面比起一金屬性材料（導電區 10 域常由其形成）的一表面而言更大之黏著。 亦了疋製·一以碎烧為基礎的S AM以依據一碎燒前驅物 材料的本質及替代而可逆地黏著至一表面。譬如，已知具 有單一可水解替代物（譬如具有一般式R1 R2R3SiX)之以石夕為 基礎的SAM前驅物係產生一可在特定反應條件下形成於— 15 經功能化表面（譬如，一具有一相對較高密度的酸性官能之 表面）上且自其可逆地脫離之SAM。例如，一SAM可經由一 有機溶劑媒體（譬如’甲苯、己烷、二氯甲烷或其混合物） 中的反應被形成於一基板上。此SAM可製成在一 pH條件範 圍中對於水性溶劑媒體呈現穩定。這譬如可允許具有覆罢 20 層材料的後續無電極沉積同時維持SAM的完整性。然後可 經由升高pH(譬如，處於pH 12的NaOH/MeOH/H2〇)的一水 性或混合有機/水性溶液之處理來達成SAM的移除。因此， 可控制一以矽烷為基礎的SAM之黏著性質以利於附接至— 介電區域、然後為覆蓋層形成之後自介電區域之移除。表 32 1329349 面的夕烧化A譬如討論於Gordon & Breach Science Publishers，1986 由Donald E. Leyden編輯的“石夕烧、表面及 介面（經化學修改表面，v〇1 中，該揭示以引用方式併入 本文中；其中討論的原理可用來實行實施例，如同可從使 5用以矽烷為基礎的材料之此文他處的描述來瞭解。 亦可建立罩幕層的特徵（譬如，所使用的適當材料及/ 或程序）以相對於罩幕層形成後形成於電子裝置上之材料 來產生所需要的材料形成及/或黏著性質。特定言之，可建 立罩幕層的特徵以使覆蓋層材料不會良好地形成罩幕層 10上，故利於將覆蓋層選擇性地形成於導電區域上。然而， 如此文他處所討論，該等實施例亦可實行為令覆蓋層的形 成不具有選擇性；在該例中，形成於罩幕層上之覆蓋層材 料可在-後續處理步中被移除，如下文進一步描述皿而建 立罩幕層的特徵以抑制覆蓋層材料形成於罩幕層上之理邦 15性-般係遞減。亦可建立罩幕層的特徵以使介;障壁層: 料(如果形成一介電障壁層）良好地黏著至罩幕層。曰 第MA圖為，包括—介電區域1401之結構1400的橫剖 視圖，介電區域1401上形成有一罩幕層14〇2。罩幕層剛 係為一自我組裝式單層（SAM)。SAM包括但不限於:一妒 20成於介電區域1401上之頭基團讀a，_連接至頭基團 a之連絲® 14咖，及—連接至連結基團14G2b之終端 基團1402c，其上後續可形成有材料。不需修改，根據罩幕 層1402中使用之終端基團14〇2c的本質，相對於罩幕層形成 之後材料形成於電子裝置上而言，罩幕層14邮具有特徵。 33 1329349 “，其可用以修改一罩幕層。譬如，結構14〇〇中可打斷 頭基團1402a及連結基團1402b之間的鍵結，導致罩幕層 14〇2的連結基團1402b及終端基團14〇2()之移除；留存在介 電區域1401上之頭基團1402a係提供用於罩幕層14〇2之所 5需要特徵。可打斷連結基團1402及終端基團1402c之間的鍵 導致罩幕層1402的終端基團1402c之移除；留存在介電 區域1401上的連結基團1402b提供用於罩幕層14〇2之所需 要特徵。終端基團1402c可被功能化（而非劈切）；經修改的 終端基團1402c提供用於罩幕層1402之所需要特徵。事實 10上’在上述其他一般類型的各途徑（譬如，劈切頭基團 1402a、連結基團1402b或終端基團1402c、或打斷頭基團 1402a及連結基團1402b之間或連結基團1402b及終端基團 1402c之間的鍵結）中，罩幕層1402的經曝露部分可被功能 化以產生所需要的特徵。 15 具有可實行上述一般途徑來修改一罩幕層之許多特別

方式。特別的實行方式係可依據罩幕層1402的頭基團 1402a、連結基團1402b及或終端基團1402c之特定結構及/ 或材料、及/或其間所形成的鍵結而定。鑒於罩幕層14〇2的 頭基團1402a、連結基團1402b及/或終端基團1402c之特定結 20 構及/或材料及/或其間所形成的鍵結且連同上文描述，熟習 該技術者瞭解此等一般途徑可如何譬如利用適當的化學或 電化學處理被特別地實行。 譬如，可能希望罩幕層抑制用以形成覆蓋層之材料形 成於其上且促進對於用以形成一介電障壁層之材料的黏 35 著。可藉由建立用以形成一分子自我組裝式罩幕贗（譬如， SAM)的''分子的終端基團（譬如，指定分子包括一特定 终端基團）來達成此作 用以抑制用以形成覆蓋層的材料之 I成且促進對於用以形成一介電障壁層的材料之黏著。或 藉由建立一用以形成一分子性自我組裝式罩幕層之分 子的終端基團來達成此作用以抑制用以形成覆蓋層的材料 之形成’然後修改（亦即，劈切及/或功能化).終端基團以促 進對於用以形成一介電障壁層的材料之黏著。 如上述’可定製以矽烷為基礎的SAM以促進或抑制其 上特定材料的形成，其可有效利於一覆蓋層之選擇性形成 及/或促進一形成於一罩幕層上的介電障壁層之黏著。可利 用適當的經替代矽烷前驅物來控制以矽烷為基礎的SAM之 經曝露表面的性質。譬如，自十八烷基三氣矽烷的反應所 形成之一SAM係預期產生一無反應功能（亦即，只含飽和的 烴基）之經曝露表面。相對地，自氨丙三甲氧矽烷 (aminopropyltrimethoxysilane)的反應所形成之一 sAM 預期 產生一特徵在於高密度的胺功能之經曝露表面。烴基表面 預期係對於一無電極沉積程序所形成的材料長晶提供一不 良表面，同時經胺功能化的表面預期可促進此長晶。更一 般來說’可使用具有烧基、芳基、氟縣或㈣基替代物 之矽烷前驅物來產生無反應功能之一經曝露表面（不適於 利用-無電極沉積程序所形成之材料長晶），且可利用經適 當替代的雜前雜來產生含有諸如絲、氨基或缓基等 反應功能之經曝露的SAM表面（適於利用__無電極沉積程 序所形成之材料長晶）’如熟習該技術者所瞭解。因此 控制一以矽烷為基礎的SAM之經曝露表面性質來抑制t _ 層材料形成於SAM上。 亦可建立一罩幕層的特徵(亦即，所使用的適當材料及 5 /或程序）以產生所需要的擴散障壁性質。特定令夕 __ 又，可建立 罩幕層的特徵以使罩幕層對於覆蓋層材料的擴散及/戍用 以形成覆蓋層的材料（譬如，前驅物材料)提供—良好^壁 隨著一實施例的一應用中所使用之介電材料的孔隙性增 大’將罩幕層的特徵建立為抑制擴散會益加有利。链如 10預期實施例有時將利用一鈷合金（譬如，一鈷_鎢_碟人金）來 實行以形成覆蓋層。在該例中，可建立罩幕層的特徵以使 罩幕層對於鈷合金及/或合金前驅物的擴散提供一良好 壁。 如上述（且如第4A及4B、5A及5B、6A及6B、7A&7B、 15 8A及8B、9A及9B、10A及 10B、11A及 11B、12A及 UB、i3A 及13B圖所示），可實行實施例以使一罩幕層非選擇性地形 成於介電區域及導電區域上，然後係為形成於導電區域^ 的所有罩幕層材料之移除，留下了只形成於介電區域上之 罩幕層。可使用多種不同適當程序的任意者自導電區域移 20除罩幕層材料，如熟習該技術者所瞭解；在一實施例中用 以自導電區域移除罩幕層材料之特定程序特別可依據罩幕 層材料及用以形成導電區域的特徵而定。可譬如利用—沖 洗程序以移除經物理吸附的罩幕層材料或利用-_程序 來移除導電區域的頂部之-小部分的導t區域(且因此包 37 1329349 括其上形成之罩幕層材料）來達成形成於一導電區域上之 罩幕層材料的移除。此等程序玎能已經以電子裝置的製造 之一部分進行以自導電區域的表面移除其他污染物’且該 實施例可利用該處理來在初始非選擇性地形成罩幕層之實 5施例的實行方式中加強產生一罩幕層之效率。 如上述’在方法3〇〇的303至3〇6中，罩幕層形成之後， 一覆盡層形成於電子裝置上以使覆蓋層形成於導電區威 上、但非罩幕層及/或介電區域上或中。一覆蓋層形成於一 導電區域上係涵蓋了覆蓋層材料覆蓋導電區域之可忽略的 10失效，譬如未損失一實施例的-方法之效能或利用-實施 例的方法所製造之_電子裝置的功能之覆蓋層材料覆蓋 失效。 -復蛊層禾形成於罩幕層及/或介電區域上或中 係涵蓋了覆蓋層材料在罩幕層及/或介電區域上或中之4 15 20 忽^的形成，亦即未損失—實施例的—方法之效能或利用 一實施例的—方法所製造 > 電子裝置的功能之覆蓋層材 料形成。特定言之，即便利 灌&麻如 引用—導電材料來形成覆蓋層， 覆盍層在罩幕層及/或介電 ②而 电^域上之可忽略的形成並未在 之間導電區域之間產生不 ^ I ^钱跫的電流洩漏。不可接受的 電>”L洩漏可代表比起一复中 ^ ^ ^ ，、Τ使一介電障壁層形成於導電區 域及7丨電區域上方、但盔霜 ·，·、復盖層形成於導電區域上方之電 子裝置中所發生的導電區域之_流《而言更差之電 流漏。 如方法300的303所示， 覆蓋層可選擇性地形成於導電 38 區域上或者覆蓋層可非選擇性地形成於罩幕層上及導電區 域上。一覆蓋層非選擇性形成於罩幕層上及導電區域上係 涵盍了對於導電區域或罩幕層並無優先、對於罩幕層具有 某程度優先、或對於導電區域具有不足以導致並無或只有 可忽略的覆蓋層材料形成於罩幕層及/或介電區域上或中 之優先之覆蓋層的形成《當覆蓋層非選擇性地形成於罩幕 層及導電區域上時，形成於罩幕層上的所有覆蓋層材料後 續被移除，如304及305所示。第4C、5C、6(：及7(：圖各顯示 覆蓋層440選擇性地形成於導電區域41〇上，而第8(：及 8〇、9C及9D、10C及 10D、lie及i1D、uc及 12D、13C及 13D圖各顯示一覆蓋層44〇非選擇性地形成於罩幕層45〇上 及導電區域410上’然後係為形成於罩幕層梢上所形成的 所有覆蓋層材料之移除，留下了只形成於導電區域41〇上的 覆蓋層440。 •-般而言’可利用用以產生—覆蓋層達成覆蓋層的所 而要或理想功能(譬如，抑制上方形成有覆蓋層之導電區域 中的電致遷移、抑制來自上方形成有覆蓋層的導電區域之 材料擴散)之任何材料及程序來形成覆蓋層。所使用的材料 =私序可依據覆蓋層是否選擇性形成而定。覆蓋層可由導 魏、半導體或電性絕緣(實質為非傳導性)材料形成 。利用 半導體或電性料可降低或消除覆蓋層形成於罩幕 層上而原本可能在導電區域之間產生不可接受的電流茂漏 之擔憂。譬如，可使用先前已用來選擇性地將—覆蓋層沉 積在-半導體元件的導魏域上之材料(譬如，钻合金，諸 5 錢磁鶴及奴合金絲及私合金；料金，諸如錄、 ..冗積或^及程序（譬如’無電極沉積、化學氣相 區域上ΓΓ—實施例，形錢蓋層蝴罩幕層出現在介電 而導致了原本可能由於該特料及程序選擇性不足 其他材料及㈣，“ m如上述。亦可使用 Η 5 ，可利用鈕或氮化鈕來形成覆蓋層， 積二2諸如物理氣相沉積谈鍍）或原子層沉積等其他沉 l〇 方二/ 2成覆盍層。就像罩幕層’覆蓋層可以-所需要 力1化(言如’以㈣於諸如—介電障壁層等一後續 …，上之材料產生覆蓋層的所需要黏著性質)。 望思η建纟實_中所形成的一覆蓋層之特徵以產生覆 一曰的所而要性質。定製—覆蓋層的特徵之特定方式(轉而 =，用以形賴蓋層之材料及/或程序）係可能依據實施例 15 二應_定’转罩幕層、導魏域、及/或其中形成 有覆蓋層之電子梦番 、置之後々形成的材料（譬如介電層）之特 二及性f。特定言之’可能希望建立覆蓋層的特徵(亦即利 =適當材似/或料如W、料至且選擇性地形成 展導電^域上’ 4如使得覆蓋層在導電區域上比起在罩幕 2〇 :亡而言更良好地長晶。用以沉積-導電材料之上述材料 序系產S覆蓋層，該覆蓋層在導電區域通常由其製 1的金屬性㈣(譬蝴、⑹上侃起在轉層通常由其製 〜的材料上而。更良好地長晶’故使其可理想地使用在一 貫施例的許多應用中。 罩幕S仏防止覆蓋層材料（經由擴散)形成於介電 40 1329349 5

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=好=:!蓋_對”電區域相較於介 化程序(譬如化學機械抛光)二 擴散之多孔介電材料 #又也又到覆蓋層材料的 時必須列八考慮的上幕層 蓋層之材料及程序中提供增加的彈性。馨如了用::成： :的實施例係能夠使用用來沉積一導電椅料爾= 區域的良好黏著、朗為對於導電 此外’因為出現罩幕層藉由將額外材料形成於—導電 區域上而能夠產生一覆蓋層’不需要藉由化學修改導電區 域的-頂部來生成一覆蓋層。因此’可避免與該生成覆蓋 層方式相關聯之導電區域中電阻的不良増加。 如上述，當覆蓋層非選擇性地形成於罩幕層及導電區 域上時，後續移除了形成於罩幕層上之所有覆蓋層材料， 2〇如方法300的304及3〇5所示，故並無（或只有可忽略的）覆蓋 層材料出現在介電區域上方，藉以當使用—導電材料來形 成覆蓋層時消除導電區域之間電流洩漏的可能性。根據^ 處所使用之選擇性形成一覆蓋層，如上述，當覆蓋層選擇 性地形成於導電區域上時並不需要自罩幕層移除覆蓋層材 41 料而即便該案例中，實際上可能需要將實施例實行 為自罩幕層移除覆蓋層材料以雜潛在有害的覆蓋層材料 y成於罩幕層上。可藉由只自罩幕層移除覆蓋層材料(在 305中）或藉由移除部分（譬如，上方形成有覆蓋層材料之 頂。卩刀）或全部的罩幕層且連同其上形成的覆蓋層材料 (在304中）來達成此作用。第l〇D、11D、12D及13D圖顯示 自罩幕層只移除覆蓋層材料，而第8D及9D圖顯示移除所有 的罩幕層材料及其上所形成的覆蓋層材料。 一般而言，可使用任何適當的程序自介電區域上方移 除覆蓋層材料。通常，移除程序係包括脫離覆蓋層材料、 或連同覆蓋層材料的部分或全部罩幕層、然後係為自電子 裝置移除經脫離材料之沖洗作用之程序。所使用的程序係 可依據是否只移除覆蓋層材料、連同覆蓋層移除部分罩幕 層、或連同覆盖層移除所有罩幕層而定。此外，所使用的 程序可依據覆蓋層材料、罩幕層（特別是如果移除所有罩幕 層）及用以形成介電區域的材料之特徵及性質而定。譬如， 可形成（或功能化）一罩幕層以當受到適當處理時使罩幕層 的一頂部分自罩幕層其餘部分被劈切，如下文進一步所描 述。並且，一分子性自我組裝式罩幕層可在受到適當處理 時被分解及移除。 第15A圖為一包括一介電區域1501之結構1500的橫剖 視圖，一罩幕層1502形成於介電區域1501上，一覆蓋層15〇3 轉而形成於罩幕層1502上。罩幕層1502係為一自我組裝式 單層（SAM)。SAM係包括：一形成於介電區域15〇ι上之頭 1329349 基團1502a’ 一連接至頭基團15〇23之連結基團l5〇2b，及一 連接至連結基團1502b之終端基團1502c，其上後續可形成 有材料。 第15B至15E圖為結構15〇〇在進一步處理以移除覆蓋層 5 1503之後的橫剖視圖。第15B至15E圖各顯示可用來實行自 一介電區域上方移除一覆蓋層之一不同一般類型的途徑。 第15B圖中，整個罩幕層15〇2自介電區域15〇1移除；由 於移除罩幕層1502之結果，覆蓋層1503亦自介電區域15〇1 上方移除。第15C圖中，罩幕層1502的頭基團i5〇2a被劈切， 10連同形成於罩幕層1502上之覆蓋層1503，移除了罩幕層 1502之部分的頭基團1502a、全部的連結基團15〇2b及全部 的終端基團1502c(留存在介電區域1501上之頭基團15〇2&的 部分係在第15C圖中標為“H”’以代表與第15A圖的未修改 頭基團1502a之差異）。 15 第15D圖中，罩幕層1502的連結基團1502b被劈切，連 同形成於罩幕層1502上之覆蓋層1503，移除了罩幕層15〇2 之部分的連結基團1502b及全部的終端基團1502c(留存在 介電區域1501上之連結基團1502b的部分在第15D圖中標為 “L”’以代表與第15A圖的未修改連結基團1502b之差異）。第 2〇 15E圖中，罩幕層1502的終端基團1502c被劈切，連同形成 於罩幕層1502上之覆蓋層1503，移除了罩幕層1502之部分 的終端基團1502c(留存在介電區域1501上之終端基團i5〇2c 的部分在第15E圖中標為“Τ’”以代表與第15A圖的未修改终 端基團1502c之差異）。 43 1329349 八有第15B至15E圖未顯示之其他一般類型的途徑，其 可用以貫行-覆蓋層自一介電區域上方之移除。譬如，結 構1500中，頭基團15Q2a及連結基團15働之間的鍵結可被 打斷’連同形成於罩幕層⑽上的覆蓋層·，導致罩幕 ?層15G2的連結基團15G2b及終端基團⑼仏之移除。並且， 連結基團15G2b及終端基則職之_鍵結可被打斷，連 同形成於罩幕層1502上的覆蓋層15G3，導致罩幕層1502的 終端基團15〇2c之移除。或者，覆蓋層1503可自罩幕層！5〇2 移除而不影響罩.幕層15〇2的結構，亦即使得終端基團 10 1502e、連結基團〗獅及縣團i5G2a未被劈㈣其間的鍵 結未被打斷。最後，可合併兩或更多個上述的一般途徑； 可能需要此作用以增加覆蓋層1502自介電區域1501上方適 當地移除之可能性。此外，在其中覆蓋層測移除之後有 至少部分的罩幕層1502留存在介電區域·上之任何一般 15類型的上述途徑中，罩幕層15〇2的經曝露表面可被功能= 以產生所需要的特徵(不但對於罩幕層15〇2，這對於根據本 ' 發明之任何類型的罩幕層皆成立）。 具有許多種其中可實行用來執行自一介電區域上方移 除-覆蓋層的上述-般途徑之特別方式。該特定實行方式 2〇可依據罩幕層15Q2的頭基團15〇2a、連結基團⑽^及/或終 端基團1502c之特定結構及/或材料、覆蓋層测的結構及/ 或材料、及/或其間形成的鍵結而定^習該技術者瞭解可 如何連同上文描述鑒於罩幕層15〇2的頭基團15〇2&、連結基 團1502b及/或終端基團1502(：之4寺定結構及/或材料、覆蓋層 44 1329349 1503的結構及/或材料 '及/或其間形成的鍵結譬如利用適當 化學或電化學處理來特定地實行此等一般途徑。 如果覆蓋層在方法300的303中選擇性地形成於導電區 域上或者如果當覆蓋層在303中非選擇性地形成於導電區 5域上，只有覆蓋層材料在304及305中自罩幕層304移除，方 法300在306進一步提供後續移除所有罩幕層或修改（亦即 /移除部分及/或功能化）罩幕層之可能性。可能需要或希望移 φ 除所有的罩幕層或修改罩幕層以產生一具有所需要特徵 (言如，在形成於罩幕層上之後良好地黏著至一介電障壁芦 10之傾向）之表面（譬.如，介電區域或罩幕層的一經曝露表 面）。後者案例（亦即，首先移除覆蓋層，然後移除或修改罩 幕層）中，基於一或多項不同原因可能需要或希望在移除覆 蓋層之後（而非連同覆蓋層的移除）移除部分或所有的罩幕 層（及/或將罩幕層功能化）。特定言之，可能較容易、較可 15能或只是可能藉由首先移除覆蓋層、然後進行進一步處理 • 卩移除或修改罩幕層來產生—具有所需要特徵之表面。 ' 第10E及11E圖顯示覆蓋層材料已自-罩幕層移除後之 該罩幕層全體自-介電區域之移除。第14B至14D圖顯示其 中罩幕層為自我組裝式單層之—罩幕層的某部分之移除及 20 /或該罩幕層之功能化（亦可對於其他類型的罩幕層來進行 此移除或功能化）。 如此技藝所習知，可使用多箱 夕種不同適當程序的任意者 自介電區域來移除罩幕層材料。畔&a 大員似地，如此技藝所習知， 可使用多種不同適當程序恤意者來功mm 45 1329349 如，如上述，可利用譬如沖洗程序及/或蝕刻程序等類似於 自導電區域移除罩幕層材料所採用者之一或多個程序來達 成一介電區域上所形今之一罩幕層全體的移除。同樣地， 可利用如上述一或多項程序來達成形成於一介電區域上之 5部分的一罩幕層之移除以在形成一覆蓋層之前移除一介電 區域上所形成之部分的一罩幕層。並且，可利用與移除一 罩幕層的部分或全部且連同其上形成之一覆蓋層所採用的 程序相同之一或多項程序（然而，由於出現覆蓋層故可能需 要或希望使用不同程序），來在覆蓋層自罩幕層移除之後達 10成一罩幕層的部分或全部之移除。一實施例中用來自介電 區域移除罩幕層材料及/或將罩夢層功能化之特定程序係 特別可依據罩幕層材料的特徵而定，且亦可能依據用來形 成介電區域之材料而定。 如上述，在方法300的307中，依據覆蓋層的性質而定， 15 一介電障壁層可形成或未形成於電子裝置上。第4E、6D、 8E、10F及12E圖各顯示一介電障壁層430形成於電子裝置 上，而第5D、7C、9D、11E及13D圖各顯示一介電障壁層 未形成於電子裝置上。 如果一介電障壁層形成於電子裝置上，可利用任何習 20知材料及程序、或以任何其他的方式來達成此形成，如熟 習邊技術者所瞭解。譬如，可利用化學氣相沉積將氮化矽 或碳化矽（譬如障壁低K介電質）沉積在電子裝置上來產生 —介電障壁層。 如上述，一介電障壁層已經形成於一電子裝置的導電 46 5 ^科（譬如銅）上以抑制導電材料擴散至電子裝置的相鄰材 ^譬如，形成於導電材料上方之介電材料）中。然而，如果 ^覆蓋層可卜對於此擴散提供良好抑朗時仍提俾 他所需要性質（諸如對於導電區域的良㈣著以抑 C ’及對於輸域的良好選擇性，故當覆蓋層 t性時散漫的覆盍層材料將不會在導電區域 置ΪΓ接受的電流料)之材料形成：可能可以自電子^ 10 施=‘介轉㈣絲少降低介電障㈣㈣度。部分實 比未屮’形成一覆蓋層藉此利用足以使介電障壁層形成有 科自層的案例呈現更小厚度之先分效力來抑制材 覆至相祕射。其他實施财，形成-==用足以不需形成介電障壁層的 何枓自導電區域擴散至相鄰區域中。 邶 15 刀攻力來抑制材料從導電區域擴散 域H，以充 層之抑制，如果^降居度的介電障壁 ，丨電障壁層所抑制而未出現覆蓋層。. 將 20 ^:根據能夠控制覆蓋層的:想 序，形成諸::::擴:::鄰:域中― 據實施例用以形成—覆蓋層 、纽及氮化組等根 或降低介電障壁層的厚度係降低了消除介電障壁層 耗及/或増加電子裝置的運作速度。：:彳可減小功率消 电區域上利用一罩 47 幕層來盡$降低或消除身為選擇用以形成覆蓋層的材料及 /或私序時的重要考量因素之選擇性’此處的實施例對於能 夠形成一除了適當抑制電致遷移外亦提供對於導電區域擴 散產生良好障壁的覆蓋層藉以能夠消除習知的介電障壁層 5或降低其厚度之材料及/或程序開啟了新的可能性，且具有 附屬優點。

第3圖顯示一實施例中之一包括有各不同選用步驟之 用以製造一覆蓋層之方法。第4A至4E、5A至5D、6A至6D、

7A至 7C、8A至 8E、9A至 9D、10A至 10F、11A至 11E、12A 10至12E&13A至13D圖各顯示根據本發明的各種不同實施例 之一覆盍層的製造方式。如下文利用方法3〇0來製造根據第 4A至4E、5A至 5D、6A至 6D、7A至7C、8A至 8E、9A至9D、 10A至10F、11A至11E、12A至12E及13A至13D圖所示的各 實施例之一覆蓋層。 15 第4八至4£圖所示的實施例中，一罩幕層450係在方法

300的301中非選擇性地形成於介電區域42〇及導電區域41〇 上（第4A圖），所有罩幕層材料係在方法300的3〇2中自導電 區域410被移除（第4B圖），覆蓋層材料在方法300的303中選 擇性地形成於導電區域410上（第4C圖），所有罩幕層材料在 20 方法300的步驟306中自介電區域420被移除（第4D圖），且一 介電障壁層430在方法300的307中形成於覆蓋層440及介電 區域420上方（第4E圖）。 第5A至5D圖所示的實施例中，第5A至5D圖所示的結 構各分別如同上文對於第4A至4D圖所示的結構所描述般 48 1329349 地形成。不同於第4A至4E圖所示的實施例，第5A至5D圖所 示的實施例中’將覆蓋層440形成為不需要在方法300的307 中形成介電障壁層。 第όΑ至6D圖所示的實施例中，第6A至6D圖所示的結 5構各分別如同上文對於第4Α至4C圖所示的結構所描述般 地形成。不同於第4Α至4ε圖所示的實施例，第6Α至6D圖所 示的實施例中’在方法300的307中形成一介電障壁層430之 前’罩幕層材料在方法3〇〇的3〇6中未自介電區域42〇被移除 (第6D圖）。 10 第7八至7(：圖所示的實施例中，第7Α至7C圖所示的結構 各分別如同上文對於第6 Α至6 c圖所示的結構所描述般地 形成。不同於第6Α至6D圖所示的實施例，第7Α至7C圖所示 的貫鞑例中，將覆蓋層44〇形成為不需要在方法300的307中 形成介電障壁層。 15 第8Α至8Ε圖所示的實施例中，一罩幕層45〇在方法3〇〇 的301中非選擇性地形成於介電區域42〇上及導電區域41〇 上（第8Α圖）’所有罩幕層材料在方法3〇〇的3〇2中自導電區 域410移除(第8Β圖）’罩幕層材料在方法3〇〇的3〇3中非選擇 性地形成於介電區域420上及導電區域41〇上（第8c圖），所 20有罩幕層材料(及其上形成的所有覆蓋層材料)在方法300的 304中自導电£域420移除（第8D圖）’且一介電障壁層430在 方法300的307中形成於覆蓋層440及介電區域420上方（第 8Ε圖）。 第9Α至9D圖所示的實施例中，第9八至91)圖所示的結 49 構各分別如同上文對於第8A至8D圖所示的結構所描述般 地形成。不同於第8A至8E圖所示的實施例，第9A至9D圖所 示的實施例中’將覆蓋層440形成為不需要在方法300的307 中形成介電障壁層。 5 第10八至101?圖所示的實施例中，第10A至10C圖所示的

結構各分別如同上文對於第8A至8C圖所示的結構所描述 般地形成。不同於第8A至8E圖所示的實施例，第i〇A至10F 圖所示的實施例中，罩幕層材料在方法300的304中未自介 電區域420移除’但所有覆蓋層材料在方法300的3〇5中被移 10除（第l〇D圖）’其後所有罩幕層材料在方法300的306中自介 電區域420被移除（第10E圖），接著係為在方法300的307中 將一介電障壁層430形成於覆蓋層440及介電區域420上（第 10F 圖）。

第11A至11E圖所示的實施例中，第11A至11E圖所示的 15 結構各分別如同上文對於第10A至10E圖所示的結構所描 述般地形成。不同於第10A至10F圖所示的實施例，第11A 至11E圖所示的實施例中，將覆蓋層440形成為不需要在方 法300的307中形成介電障壁層。 第12A至12E圖所示的實施例中，第12A至12D圖所示的 20 結構各分別如同上文對於第10A至10D圖所示的結構所描 述般地形成。不同於第10A至10F圖所示的實施例，第12A 至12E圖所示的實施例中，在方法300的307中形成一介電障 壁層之前在方法300的306中罩幕層材料未自介電區域420 被移除（第12E圖）。 50 1329349

第13A至13D圖所示的實施例中，第13A至13D圖所示 的結構各分別如同上文對於第12A至12E圖所示的結構所 描述般地形成。不同於第12a至12E圖所示的實施例，第13A 至13D圖所示的實施例中，將覆蓋層44〇形成為不需要在方 5 法300的307中形成介電障壁層。 上述實施例係包括一含有第一及第二導電區域之裝

* 10 置。一實施例的裝置係包括一用以分離第一及第二導電區 域之介電區域。-實施例的裝置係包括形成於介電區域的 至少-部分上之-罩幕層的至少—部分其中第—及第二 導電區域中缺之罩幕層。—實施觸裝置係包括_形成於 至；>'第一及第一導電區域上之覆蓋層。 15

-實施例的轉層係.包括—分子性自雜裝式層。 -實施例的罩幕㈣包括—叫料基礎的材料，I 以石夕烧為基礎的材料係包括有機魏、氣魏、ς. 垸、乙氧魏、甲氧魏、及經基石夕烧之一或多者。 -實施例的罩幕層係包括聚電解f、樹枝狀聚 超分支聚合物、聚合物刷、及嵌段共聚物之一或多者 -實施例的罩幕層係包括一單層及一多層之1 20 一實施例的裝置係包括— 分上方之介電障壁層。 形成於覆蓋層及罩幕層 的部 一實施例的介電 蓋層之裝置的厚度。 障壁層之厚度係相㈣薄於—缺乏覆 一實施例的覆蓋 層係構形為抑制材料自 弟一及第二導 51 電區域擴散至相鄰區域中。 _ 一實施例的覆蓋層係構形為排除在第_及第二導電區 域及介電區域上方使用一介電障壁層。 一實施例的覆蓋層係包括一導電材料。 一實施例的覆蓋層係包括鈷合金、鎳合金鎢、钽、 及氣化组之一或多者。 一實施例的覆蓋層係包括一電性絕緣材料。 一實施例的介電區域係包括氧化物、氮化物、氮氧化 物、含矽氧化物、含矽碳化物、含矽氮化物、含碳氧化物、 含氮氧化物、多孔介電質、及具有小於2·5的介電常數之低 介電常數材料之至少一者。 一實施例的介電區域係包括一形成於介電區域的一介 電材料上之硬罩幕層。 一實施例的電子裝置係選自包括下列各物的群組：半 導體裝置、光電裝置、資料儲存裝置、磁電子裝置、磁光 裳置、分子性電_子裝置、光伏特裝置、電致發光裝置、光 致發光裝置、光子裝凌、灰封裝裝置。 上述實施例係包括一包含提供一電子裝置之方法，電 子裝置係包括由一介電區域所分離之導電區域。一實施例 的方法係包括形成一罩幕層於介電區域的至少一部分上。 〜實施例的方法係包括形成一覆蓋層於至少導電區域上。 一實施例的方法係包括選擇性地形成罩幕層材料於介 電區域上。 一實施例的方法係包括藉由形成一分子性自我組裝式 1329349 層來形成一罩幕層。 一實施例的方法係包括-單層及—夕 -實施例的形成罩幕層係包 夕層之-者。 區域及導電區域上。〜眘π V成罩幕層材料於介電 5 區域移除罩幕層材料的至成罩幕層係包括自導電 一實施例的形成覆蓋居 二° 料於導電區域上。 θ 、匕選擇性地形成覆蓋層材 一實施例的罩幕層係構形為 電區域的至少一部分上。 覆·^層材料形成於介 10 一實施例的覆蓋層係構 至相鄰區域中。 /為抑制材料自導電區域擴散 一實施例的方法係 15 成-介糖層於導電區域及層形成之後形 復蓋:：==的-厚度係相較輯於，乏 域上方例:覆意層係構形為排除在導電區域及介電區 域上方使用一介電障壁層。 的方法係包括在覆蓋層形成之後移除罩幕層 的至少一部分。 20 彳之形成覆盍層係包括形成覆蓋層材料於罩幕 層及導電區域上。—a —貫施例之形成覆蓋層係包括移除罩幕 層上所化成之覆盖層材料的至少—部分。—實施例之移除 f箱上卿成之覆蓋層材_包括移除罩幕層的至少一 P刀Θ &例之移除罩幕層上所形㈣覆蓋層材料係包 53 括只移除覆蓋層材料 層的至少—二=係包括在移除罩幕層上所形成之覆蓋 電區域上方。\ 成—介電障壁層於導電區域及介 於-缺乏覆蓋層U的厚度。4的—厚度係相較地薄 電區域擴散 一實施例的覆蓋層係構形為抑制材料從導 至相鄰的區域中。 -實施例的覆蓋層係構形為排除在導電區域及介電區 域上方使用一介電障壁層。 -實施例的方法係包括在罩幕層形成之前，以一指定 方式來處理導《域祕曝露表面及介魏域的經曝露表 面之一或多者； 一貫施例的處理經曝露表面係包含清理導電區域的經 曝露表面及介電區域的經曝露表面之一或多者。 一貫把例的處理經曝露表面係包含功能化導電區域的 經曝露表面及介電區域的經曝露表面之一或多者。 一實施例的罩幕層係包括一以矽烷為基礎的材料，其 中以石夕烧為基礎的材料係包括有機石户炫、氣石夕院、炫氧梦 烷、乙氧矽烷'甲氧矽烷'及羥基矽烷之一或多者。 一實施例的罩幕層係包括聚電解質、樹枝狀聚合物、 超分支聚合物、聚合物刷、及嵌段共聚物之一或多者。 一實施例的覆蓋層係包括一導電材料。 一實施例的覆蓋層係包括鈷合金、鎳合金、鎢、鈕、 及氮化组之一或多者。 54 —實施例之形成覆蓋層係包括利用無電極沉積、電化 學沉積、化學氣相沉積、物理氣相沉積、原子層沉積之一 或多者來形成覆蓋層0 只把例的覆蓋層係包括一電性絕緣材料。 —實施例的介電區域係包括氧化物、氮化物、氮氧化 物、含妙氧化物、含矽碳化物、含矽氮化物、含碳氧化物、 含氮氡化物、多孔介電質、及具有小於2.5的介電常數之低 介電常數材料之至少—者。 —實施例的介電區域係包括一形成於介電材料上之硬 罩幕層。 一實施例的電子裝置係選自包括下列各物的群組：半 V體裝置、光電裝置、資料儲存裝置、磁電子裝置、磁光 裝置、分子性電子裝置、光伏特裝置、電致發光裝置、光 致發光裝置、光子裝置、及封裝裝置。 已經描述本發明的各種不同實施例。該等描述預定供 示範而非限顧。因此，可如此處所描述_於本發明作出 特定修改而不脫離申請專利範圍的範圍。 【阖式簡單說明】 第1A圖為-半導體裝置的-部分之橫剖視圖，其顯示 被介電區域所分離之導電區域； ‘ —1V 邱分之橫剖視 圖，其顯示形成於導電區域及介電區域上之—介♦产'辟層 第2A圖為-半導體裝置的-部分之橫剖視圖，其顯示 被一介電區域所分離之導電區域； 1329349 第2B圖為第2A圖的一半導體裝置的一部分之橫剖視 圖，其顯示一覆蓋層選擇性地形成於導電區域的經曝露表 面上、而非介電區域的經曝露表面； 第2C圖為第2A及2B圖的一半導體裝置的一部分之橫 5 剖視圖，其顯示形成於覆蓋層及介電區域的經曝露表面上 之一介電障壁層； 第3圖為用以將一覆蓋層產生於被一介電區域所分離 之一電子裝置的導電區域上之流程圖， 第4A至4E圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫剖 10 視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一介 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第5A至5D圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫剖 視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一介 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 15 第6A至6D圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫剖 視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一介 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第7A至7C圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫剖 視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一介 20 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第8A至8E圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫剖 視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一介 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第9A至9D圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫剖 56 1329349 視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一介 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第10A至10F圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫 剖視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一 5 介電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第11A至11E圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫剖 視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一介 電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第12A至12E圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫 10 剖視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一 介電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 第13A至13D圖為一電子裝置的一部分之一系列的橫 剖視圖，其顯示在一實施例中用以將一覆蓋層製造在被一 介電區域所分離之電子裝置的導電區域上之階段； 15 第14A圖為一實施例中之一包括一介電區域之結構的 橫剖視圖，在該介電區域上形成有一罩幕層，第14B至14D 圖為第14A圖的結構在進一步處理以預定產生罩幕層的所 需要特徵之方式來修改罩幕層之後的橫剖視圖，其中顯示 一實施例中可用來修改罩幕層之不同途徑； 20 第15A圖為一實施例中之一包括一介電區域之結構的 橫剖視圖，在該介電區域上形成有一罩幕層，第15B至15E 圖為第15A圖的結構在進一步處理以移除罩幕層之後的剖 視圖，其中顯示一實施例中可用以實行覆蓋層的移除之不 同途徑。 57 1329349 【主要元件符號說明】 100,200…半導體裝置 105,110,210,410…導電區域 106,130,230,430…介電障壁層 120,220,420,1401,1501.··介電區域 120a，420a…硬罩幕層 240,440,1503…覆蓋層 300…流程圖 301,302,303,304,305,306,307 …方法 450,1402,1502 …罩幕層 1400,1500···結構 1402a,1502a..·頭基團 1402b,1502b…連結基團 1402c, 1502c···終端基團 58

Claims (1)

1. 第95112178號專利申請案申請專利範圍修正本 98.10,30 3正 . .r · /., . 1 十、申請專利範圍： ..· ** · $ — * — — 1 1. 一種基板，包含： 一經曝露之導電區域； 一經曝露之介電區域，其相鄰於該導電區域； 1329349 一選擇性的分子性自我組裝式罩幕層，其位於該介電區 域上且不存在於該導電區域，以及 一覆蓋層，其位於該導電區域上且不存在於該介電區 域。 2. 如申請專利範圍第1項之基板，包含一形成於該導電區 域及該介電區域上方之障壁層。 3. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該介電區域包含一 材料，其係選自由SiCxNYHz及SiCxOYHz所組成之組 群，其中變數X，Y及Z中之每一者代表為一有理數。 4. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該分子性自我組裝 式罩幕層係利用一選擇性濕處理所形成。 5. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該分子性自我組裝 式罩幕層包含一以矽烷為基礎的材料，其中該分子性自 我組裝式罩幕層包含一頭基團以及一終端基團。 6. 如申請專利範圍第5項之基板，其中該分子性自我組裝 式罩幕層包含一連結基團，其係化學性地連結該頭基團 以及該終端基團。 7. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該分子性自我組裝 式罩幕層係利用一濕處理所形成。 8. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該覆蓋層對於該導 59 1329349 電區域係有選擇性的。 9. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該覆蓋層在無種子 層之情況下形成。 10. 如申請專利範圍第1項之基板，其中該覆蓋層係利用一 選自於包含無電極沉積及電化學沉積之群組之方法來 形成。 11. 如申請專利範圍第1項之基板，其中於該覆蓋層被形成 後，該分子性自我組裝式罩幕層係自該介電區域被移 # 除。 12. 如申請專利範圍第1項之基板，其中於該覆蓋層形成期 間或該覆蓋層形成後，該分子性自我組裝式罩幕層之至 少一部分係自該介電區域被移除。 . 13.如申請專利範圍第1項之基板，其中該分子性自我組裝 - 式罩幕層與該覆蓋層係在無前驅物之情況下被形成。 14. 一種用於在電子裝置中形成一覆蓋層之方法，包含： 提供一電子裝置，該電子裝置包括由一介電區域所 ® 分離之導電區域； 形成一罩幕層選擇性地位於該介電區域上； 形成一覆蓋層僅位於該等導電區域上；以及 形成一額外的互連層於該罩幕層與該覆蓋層之上。 15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該形成一罩幕層係 包含形成一分子性自我組裝式層。 16. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該罩幕層係包含一 單層及一多層之一者。 60 1329349 17. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該形成覆蓋層係包 含選擇性地形成覆蓋層材料於該等導電區域上。 18. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該罩幕層係抑制覆 蓋層材料形成於該介電區域的至少一部分上。 19. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該覆蓋層係構形為 抑制材料自該等導電區域擴散至相鄰區域中。

   20. 如申請專利範圍第14項之方法，進一步包含在該罩幕層 及該覆蓋層形成之後，形成一介電障壁層於該覆蓋層及 該罩幕層上方。 21. 如申請專利範圍第19項之方法，其中該覆蓋層係構形為 排除在該等導電區域及該介電區域上方使用一介電障 壁層。 22. 如申請專利範圍第14項之方法，進一步包含在該覆蓋層 形成之後移除該罩幕層的至少一部分。 23. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該形成覆蓋層係包 含：

   形成覆蓋層材料於該罩幕層及該等導電區域上；及 移除該罩幕層上所形成之該覆蓋層材料的至少一 部分。 24. 如申請專利範圍第23項之方法，其中該移除罩幕層上所 形成之覆蓋層材料係包含只移除覆蓋層材料。 25. 如申請專利範圍第23項之方法，進一步包含在移除該罩 幕層上所形成之該覆蓋層的至少一部分之後，形成一介 電障壁層於該等導電區域及該介電區域上方。 61 1329349 26. 如申請專利範圍第25項之方法，其中該介電障壁層的一 厚度係相較地薄於一缺乏該覆蓋層之裝置的厚度。 27. 如申請專利範圍第23項之方法，其中該覆蓋層係構形為 抑制材料從該等導電區域擴散至相鄰區域中。 28. 如申請專利範圍第27項之方法，其中該覆蓋層係構形為 排除在該等導電區域及該介電區域上方使用一介電障 壁層。 29. 如申請專利範圍第14項之方法，進一步包含在該罩幕層 • 形成之前，以一指定方式來處理該等導電區域的經曝露 表面及該介電區域的經曝露表面之一或多者。 30. 如申請專利範圍第29項之方法，其中該處理經曝露表面 係包含清理該等導電區域的經曝露表面及該介電區域 的經曝露表面之一或多者。 31. 如申請專利範圍第29項之方法，其中該處理經曝露表面 係包含功能化該等導電區域的經曝露表面及該介電區 域的經曝露表面之一或多者。 ® 32.如申請專利範圍第14項之方法，其中該罩幕層係包含一 以矽烷為基礎的材料，其中該以矽烷為基礎的材料係包 括有機矽烷、氯矽烷、烷氧矽烷、乙氧矽烷、甲氧矽烷、 及羥基矽烷之一或多者。 33. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該罩幕層係包括聚 電解質、樹枝狀聚合物、超分支聚合物、聚合物刷、及 嵌段共聚物之一或多者。 34. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該覆蓋層係包含一 62 1329349 導電材料。 35. 如申請專利範圍第34項之方法，其中該覆蓋層係包含鈷 合金、錄合金、鶴、组、及氮化组之一或多者。 36. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該形成覆蓋層係包 含利用無電極沉積、電化學沉積、化學氣相沉積、物理 氣相沉積、原子層沉積之一或多者來形成該覆蓋層。 37. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該覆蓋層係包含一 電性絕緣材料。 38. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該介電區域係包含 氧化物、氮化物、氮氧化物、含妙氧化物、含石夕碳化物、 含石夕氮化物、含碳氧化物、含氮氧化物、多孔介電質、 及具有一小於2.5的介電常數之低介電常數材料之至少 一者。 39. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該介電區域係包含 一形成於一介電材料上之硬罩幕層。 40. 如申請專利範圍第14項之方法，其中該電子裝置係選自 由下列各物所組成的群組：半導體裝置、光電裝置、資 料儲存裝置、磁電子裝置、磁光裝置、分子性電子裝置、 光伏特裝置、電致發光裝置、光致發光裝置、光子裝置、 及封裝裝置。 41. 一種用以將一覆蓋層產生於一具有經曝露之導電區域 及介電區域之基板上之方法，該方法包含： 選擇性地沉積一罩幕層於該等介電區域上，該罩幕 層係由一分子性自我組裝式層所形成，該分子性自我組 63 1329349 裝式層包含形成一電化學鍵結至該等介電區域但不形 成電化學鍵結至該等導電區域之一材料；以及 於沉積該罩幕層之後，於該等導電區域上形成該覆 蓋層。 42. 如申請專利範圍第41項之方法，其中選擇性地沉積該罩 幕層包含沉積一可逆地黏著罩幕層。 43. 如申請專利範圍第41項之方法，其中該選擇性地黏著罩 幕層包含可水解之以矽烷為基礎的材料。 Φ 44.如申請專利範圍第43項之方法，進一步包含以一水性溶 液沖洗該基板以打斷該可水解矽烷罩幕層之鍵結。 45.如申請專利範圍第41項之方法，進一步包含於沉積該罩 幕層與形成該覆蓋層之後，形成一介電障壁層於該等導 . 電區域與該等介電區域之上。 • 46·如申請專利範圍第41項之方法，進一步包含移除該罩幕 層之步驟，且其中移除該罩幕層包括利用一打斷該罩幕 層之電化學鍵結之沖洗來沖洗該基板。 ® 47. —種用以將一覆蓋層產生於與一基板之一介電區域相 鄰之一電性地導電區域之方法，該方法包含： 選擇性地沉積一分子性自我組裝式罩幕層於該介 電區域上，其中該分子性自我組裝式罩幕層具有一結 構，其包含由不同功能（functionalities)所形成的一鏈； 以及 藉由移除該鏈之一部分來暴露一功能以修改該分 子性自我組裝式罩幕層；以及 64 11329349 選擇性地形成一覆蓋層於該導電區域。 48. 如申請專利範圍第47項之方法，其中藉由移除該鏈之一 部分來暴露該功能以修改該分子性自我組裝式罩幕層 之步驟包含劈切該分子性自我組裝式罩幕層之該鏈的 一基團。 49. 如申請專利範圍第47項之方法，其中藉由移除該鏈之一 部分來暴露一功能以修改該分子性自我組裝式罩幕層 之步驟建立該罩幕層之一特徵以避免該覆蓋層材料形 ® 成於該罩幕層上。 50. 如申請專利範圍第47項之方法，其中該覆蓋層係藉由無 電極沉積法來沉積，且該分子性自我組裝式罩幕層具有 一經暴露之功能包含一以矽烷為基礎的材料，其具有對 . 於該罩幕層之無電極沉積無反應功能之飽和烴基表面。 51. 如申請專利範圍第47項之方法，其中藉由移除該鏈之一 部分來暴露該功能以修改該分子性自我組裝式罩幕層 之步驟包含打斷該自我組裝式罩幕層之一鍵結。 ® 52.如申請專利範圍第47項之方法，進一步包含反應該經暴 露之功能以產生一需要之特徵。 53. 如申請專利範圍第47項之方法，其中具有一經暴露之功 能之該分子性自我組裝式罩幕層具有障蔽層特性以在 該濕處理保護該多孔介電材料。 54. —種電子裝置，包含： 一基板，其包括一介電區域與一導電區域； 至少一分子性自我組裝式層，其係選擇性地形成於該介 65 1329349 電區域上；其中該至少一分子性自我組裝式層係選自由 下列所組成之群組：一聚電解質材料、一樹枝狀聚合物 材料、一超分支聚合物材料、一聚合物刷、一嵌段共聚 物材料，以及一以矽烷為基礎的材料；以及 一覆蓋層，其係形成於該導電區域上。 55. 如申請專利範圍第54項之裝置，其中該覆蓋層係為一選 自由下列所組成之組群之電性導電材料，包括：一鈷及 硼之合金材料，一鈷、鎢及磷之合金材料，一鎳、鉬及 籲 鱗之合金。 56. 如申請專利範圍第54項之裝置，其中該以矽烷為基礎的 材料包括一具有一般式RnSiX4-n之一或多個可水解替代 物，其中R係選自由烧基、經替代烧基、氟烧基、芳基 .經替代芳基，及氟芳基所組成之組群，且其中X係選自 - 由鹵基、烧氧基、芳氧基、氨基、十八烧基三氣石夕烧、 氨丙三甲氧石夕烧（aminopropyltrimethoxysilane)所組成之組 群。 ® 57.如申請專利範圍第54項之裝置，其中該覆蓋層係利用無 電極沉積而形成。 58. 如申請專利範圍第54項之裝置，其中該至少一分子性自 我組裝式層係利用一選擇性濕處理所形成。 59. 如申請專利範圍第54項之裝置，進一步包含於該至少一 分子性自我組裝式層被移除之後，一障壁層被形成於該 導電區域與該介電區域之上。 60. 如申請專利範圍第59項之裝置，其中該障壁層包含一材 66 1329349

   料，其係選自下列所組成之群組：SiCx，SiNx，以及 SiCxNy。 61.如申請專利範圍第54項之裝置，其中該介電區域進一步 包含一硬罩幕層。 67