室400包括腔室主体402,该腔室主体402具有侧壁404与底部406。诸如石英衬 垫的衬垫可棟衬腔室主体402的侧壁404与底部406, W提供热绝缘及/或电绝缘。腔室400中 的开口408提供机器人(图中未示)的进出，W将基板410传递至腔室100及从腔室100撤出。
[0032] 基板支座412将腔室400中的基板410支撑于基板接收表面411上。基板支座412装 设至升举电机414W抬升与降下基板支座412及配置在基板支座412上的基板410。连接升举 电机418的升举板416装设在腔室中，且抬升及降下销420,所述销420可移动式配置成穿过 基板支座412。销420于基板支座412表面上方抬升与降下基板410。
[0033] 基板支座412可经加热而对配置在该基板支座412上的基板410加热。举例而言，基 板支座412可具有嵌入的加热元件422, W通过从电源供应器(图中未示)施加电流而电阻式 加热基板支座412。溫度传感器426(诸如热偶)可嵌在基板支座412中，W监视基板支座412 的溫度。举例而言，测量的溫度可用于反馈环，W控制从电源供应器（图中未示)施加至加热 元件422的电流，使得基板溫度可维持或控制在期望溫度或在期望溫度范围内。或者，可使 用福射热(诸如利用灯)加热基板410。
[0034] 气体分配系统430配置在腔室主体402的上部，W将实质上均匀式分配的两个气流 提供至配置在基板接收表面411上的基板410的上方，其中该两个气流是W分开的独自路径 通过气体分配系统430而递送。一个气流路径可用于预处理步骤202,而另一个气流路径可 用于CVD钻沉积步骤204。在所示的实施方式中，气体分配系统430包括气体箱432、位于气体 箱432下方的阻断板460、W及位在阻断板460下方的喷头470。气体分配系统430提供两个气 流通过两个独自的路径至处理区域428,该处理区域428界定于喷头470与基板支座412之 间。
[0035] 如此所用的气体箱432界定为将气体源禪接腔室的气体歧管。气体箱432包括第一 气体通道437与第二气体通道443,而提供两个分开的路径供气体流过气体箱432。第一气体 通道437包括第一气体入口 434与第一气体出口 438。第一气体入口适于从第一气体源435通 过阀436接收第一气体。第一气体出口 438适于将第一气体递送至阻断板460的顶部。气体箱 432的第二气体通道443包括第二气体入口 440与第二气体出口 444。第二气体入口 440适于 从第二气体源441通过阀442接收第二气体。第二气体出口 444适于将第二气体递送至喷头 470的顶部。申请人希望本文中所用的"气体"的用语是意味单一气体或气体混合物。阀436、 442控制第一气体与第二气体分别进入第一气体入口 434与第二气体入口 440的递送。气体 源435、441可适于在冷却、加热、或维持于常溫(ambient)的环境中储存气体或液体前驱物。 将气体源435、441流体连通式(fluidly)禪接气体入口 434、440的气体线路也可加热、冷却、 或处于常溫。
[0036] 图5是多腔室处理系统500的示意顶视图，该系统500可适于执行于本文公开的工 艺。适合的多腔室处理系统的范例包括ENDU民A饭IJ P民ODUCER饭处理系统，上述系 统可购自美国加州圣克拉拉市的应用材料公司(Applied Materials，Inc.)。系统500大体 上包括装载锁定腔室502、504, W供传送基板(诸如上述的基板102)进出系统500。既然系统 500是在真空下操作，则装载锁定腔室502、504可被"累抽降压(pump down)" W维持助于基 板进入与离开系统。配置于第一传送室520的第一机器人510可在装载锁定腔室502、504、处 理腔室512、514、通过腔室522、524、与其他处理腔室516、518之间传送基板。每一处理腔室 512、514、516、518可装配成执行许多基板处理操作，诸如40)、00)、？￥0、蚀刻、预清洁、除气、 定向、及其他基板工艺。通过腔室522、524-般用于使基板冷却降溫。
[0037] 通过腔室522、524连接第二传送室540。第二传送室540连接多个处理腔室。一个实 施方式中，处理腔室532、534、536与538连接第二传送室540。视情况任选的退火腔室（图中 未示)可连接第二传送室540。配置于第二传送室540中的第二机器人530可在处理腔室532、 534、536、538与通过腔室522、524之间传送基板。
[0038] 一个实施方式中，处理腔室532、534、536、538基本上包括至少两个(：￥0钻沉积腔 室、至少一个PVD腔室、与至少一个等离子体增强CVD腔室。该至少两个CVD钻沉积腔室可W 是上述的处理腔室400。一个实施方式中，处理腔室534、536是适于执行预处理工艺与CVD钻 沉积两者的处理腔室，诸如处理腔室400。处理腔室532是用于PVD钻沉积的PVD腔室。处理腔 室538是等离子体处理腔室，诸如用于触点应用的等离子体增强CVD腔室。习知在CVD钻沉积 之前形成TiN成核层的方法会利用额外的处理腔室，而留下仅只一个CVD钻沉积腔室连接传 送室530。由于CVD钻沉积相对地慢，所W具有两个预处理/CVD钻沉积处理腔室有助于增加 产量。
[0039] 总结而论，利用单一处理腔室执行介电层的预处理W及CVD钻沉积。介电层的预处 理包括将介电层暴露至TDMAT前驱物气体或暴露至氨或氮等离子体。预处理与CVD钻沉积的 处理溫度可W是相同的。在CVD钻沉积之前预处理介电层消除了培养延迟。此外，由于在处 理系统中可包括两个CVD钻沉积腔室，所W产量增加。
[0040] 虽然前述内容设及本发明的实施方式，但可不背离本发明的基本范围设计本发明 的其他与进一步的实施方式，且本发明的范围由随附的权利要求书决定。
【主权项】
1. 一种用于形成金属互连件的方法，包括以下步骤： 将基板放入处理腔室中； 在介于100°C至250°C的温度下预处理所述基板的表面，其中单层分子形成于所述基板 的所述表面上;及 将钴层沉积于经预处理的所述表面上。2. 如权利要求1所述的方法，其中所述钴层是由化学气相沉积工艺所沉积。3. 如权利要求2所述的方法，其中在所述化学气相沉积工艺中使用有机金属前驱物气 体。4. 如权利要求3所述的方法，其中所述有机金属前驱物气体包括二钴六羰基叔丁基乙 块。5. 如权利要求4所述的方法，其中所述化学气相沉积是在介于100°C至250°C的温度下 执行。6. 如权利要求5所述的方法，其中所述基板的所述表面包括二氧化硅或低k电介质。7. 如权利要求6所述的方法，其中预处理所述基板的所述表面的步骤包括将所述表面 暴露至含钛前驱物气体。8. 如权利要求7所述的方法，其中所述含钛前驱物气体包括四（二甲胺基)钛或四氯化 钛。9. 如权利要求1所述的方法，其中所述单层分子包括四（二甲胺基)钛或四氯化钛。10. 如权利要求6所述的方法，其中预处理所述基板的所述表面的步骤包括将所述表面 暴露至氨等离子体或氮等离子体。11. 如权利要求10所述的方法，其中所述单层分子进一步包括氮。12. 如权利要求6所述的方法，其中预处理所述基板的所述表面的步骤包括:首先将所 述表面暴露至含钛前驱物气体，然后暴露至氨等离子体或氮等离子体。13. 如权利要求6所述的方法，其中预处理所述基板的所述表面的步骤包括:首先将所 述表面暴露至氨等离子体或氮等离子体，然后暴露至含钛前驱物气体。14. 一种连接多个处理腔室的传送室，所述处理腔室基本上由下述腔室构成： 至少两个钴化学气相沉积腔室； 至少一个物理气相沉积腔室;及 至少一等离子体增强化学气相沉积腔室。15. 如权利要求14所述的连接多个处理腔室的传送室，其中所述至少两个钴化学气相 沉积腔室各包括气体分配系统，所述气体分配系统具有两个分开的独自气流路径。
【专利摘要】本发明的实施方式一般涉及无须培养延迟而在介电材料上形成钴层的方法。在使用CVD沉积钴层之前，介电材料的表面于100℃至250℃之间的温度预处理。由于后续的CVD钴工艺也在100℃至250℃之间的温度执行，所以使用一个处理腔室预处理介电材料与形成钴层。处理步骤的组合能够利用两个处理腔室沉积钴。
【IPC分类】H01L21/28, H01L21/205
【公开号】CN105518826
【申请号】CN201480048640
【发明人】布尚·N·左普, 阿夫热里诺斯·V·杰拉托斯
【申请人】应用材料公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2014年8月13日
【公告号】US9218980, US20150079784, US20160104639, WO2015038270A1