本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式，大致涉及膜的選擇性沉積方法。更具體的說(shuō)，本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式，尤其涉及利用醇選擇性還原和選擇性保護(hù)的膜的選擇性沉積方法。

隨著晶片的特征尺寸小于14nm時(shí)，銅的漏電流會(huì)對(duì)晶片的可靠性造成影響。為了提高漏電流的可靠性，在集成工藝中使用使鈷選擇性地存在于銅覆蓋層上的方法。為了使所述覆蓋層良好地運(yùn)作，越過(guò)電介質(zhì)沉積在銅上應(yīng)具有高度選擇性。

先前的工藝是使用高于300℃的氫氣來(lái)將氧化銅還原成銅金屬。降低溫度后，使用甲硅烷胺衍生物來(lái)修飾電介質(zhì)表面。在鈷能夠被沉積之前，此工藝使用兩步驟的預(yù)處理。這兩個(gè)步驟之間的溫度差會(huì)造成預(yù)處理工藝花費(fèi)時(shí)間。

因此，本技術(shù)領(lǐng)域中，需要越過(guò)電介質(zhì)表面將金屬膜選擇性地沉積在金屬表面的方法。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本公開(kāi)內(nèi)容的一種或多種實(shí)施方式涉及沉積膜的方法。提供基板，所述基板包含包括金屬氧化物的第1基板表面和包括電介質(zhì)的第2基板表面。將所述基板暴露在醇類(lèi)中以將所述金屬氧化物還原成第1金屬并形成烷氧基封端的電介質(zhì)表面。將所述基板暴露在一種或多種沉積氣體中以越過(guò)所述烷氧基封端的電介質(zhì)表面將第2金屬膜選擇性地沉積在所述第1金屬上。

本公開(kāi)內(nèi)容的另外的實(shí)施方式涉及沉積膜的方法。提供基板，所述基板包含包括金屬氧化物的第1基板表面和包括羥基封端的電介質(zhì)的第2基板表面，所述金屬氧化物是從由氧化銅、氧化鈷、氧化鎳和氧化釕所組成的群組中選出的。將所述基板暴露在醇類(lèi)氣體中以將所述金屬氧化物還原成第1金屬并形成烷氧基封端的電介質(zhì)表面。將所述基板暴露在一種或多種沉積氣體中以越過(guò)所述烷氧基封端的電介質(zhì)表面將第2金屬膜選擇性地沉積在所述第1金屬上。

本公開(kāi)內(nèi)容的更多的實(shí)施方式涉及沉積膜的方法。提供基板，所述基板包含包括金屬氧化物的第1基板表面和包括羥基封端的具有低介電常數(shù)(low-k)的電介質(zhì)的第2基板表面，所述金屬氧化物是從由氧化銅、氧化鈷和氧化鎳所組成的群組中選出的。將所述基板暴露在氣態(tài)醇類(lèi)中以將所述金屬氧化物還原成第1金屬并形成烷氧基封端的電介質(zhì)表面。所述氣態(tài)醇類(lèi)具有下述分子式。

式中，R和R’是分別獨(dú)立地從由氫、以及碳原子數(shù)在1～20的范圍內(nèi)的烷類(lèi)、烯類(lèi)、炔類(lèi)、環(huán)烷類(lèi)、環(huán)烯類(lèi)、環(huán)炔類(lèi)和芳香類(lèi)所組成的群組中選出的。將所述基板暴露在一種或多種沉積氣體中以將含第2金屬的膜沉積在所述第1金屬上且實(shí)質(zhì)上未沉積在所述烷氧基封端的電介質(zhì)表面上。

附圖說(shuō)明

為使本公開(kāi)內(nèi)容的上述特征能夠更詳細(xì)地被理解，涉及可通過(guò)參照實(shí)施方式來(lái)獲得涉及以上已概述內(nèi)容的本公開(kāi)內(nèi)容的更具體的描述，且一部分實(shí)施方式已在所附附圖中說(shuō)明。然而，應(yīng)注意，所附附圖中僅說(shuō)明本公開(kāi)內(nèi)容的典型的實(shí)施方式，不應(yīng)視為限制本公開(kāi)內(nèi)容的范圍，本公開(kāi)內(nèi)容可容許其它同等功效的實(shí)施方式。

圖1A至圖1D是表示依照本公開(kāi)內(nèi)容的一種或多種實(shí)施方式來(lái)進(jìn)行處理的方法。

具體實(shí)施方式

本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式提供一種沉積膜的方法，所述方法在金屬沉積之前包含額外的預(yù)處理程序。本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式將單一試劑或單一工藝步驟用于下述兩種目的：將金屬氧化物(例如氧化銅)還原成金屬(例如銅)、和保護(hù)電介質(zhì)表面。該單一工藝能夠在一個(gè)工藝溫度下進(jìn)行。并且，在還原金屬氧化物并以例如烷氧基來(lái)保護(hù)電介質(zhì)表面后，金屬前驅(qū)物實(shí)質(zhì)上不會(huì)與電介質(zhì)表面進(jìn)行反應(yīng)。此情況會(huì)防止或最小化電介質(zhì)表面上的金屬沉積并提高金屬沉積的選擇性。

如本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所述，“基板”和“晶片”的用語(yǔ)能夠互換使用，兩者均表示上面進(jìn)行工藝的表面、或表面的一部分。本領(lǐng)域技術(shù)人員也將能夠理解，除非文中有明確指出，否則當(dāng)提及基板時(shí)也能夠僅表示基板的一部分。此外，當(dāng)提及沉積在基板上時(shí)，其能夠表示下述兩者：裸基板、和上面沉積或形成有一種或多種膜或特征的基板。

此處所使用的“基板”，是表示任何基板或形成于基板上的材料表面，且在所述基板上在制造過(guò)程期間進(jìn)行膜加工(film processing)。例如：取決于用途，能夠在基板表面上執(zhí)行工藝的基板表面包括下述材料，例如：硅、氧化硅、應(yīng)變硅、絕緣體上的硅(Silicon On Insulator,SOI)、摻雜碳的氧化硅、氮化硅、摻雜硅、鍺、砷化鎵、玻璃、藍(lán)寶石、和任何其它材料，例如金屬、金屬氮化物、金屬合金、和其它導(dǎo)電性材料?；灏ǖ幌抻诎雽?dǎo)體晶片?；蹇杀┞对陬A(yù)處理工藝中以對(duì)基板表面進(jìn)行拋光、蝕刻、還原、氧化、羥基化、退火和/或烘烤。除此之外，直接在基板本身的表面上進(jìn)行膜加工，本發(fā)明中，如下面更詳細(xì)公開(kāi)的內(nèi)容，公開(kāi)的任何膜加工步驟中，也可在形成于基板上的底層上進(jìn)行，且“基板表面”的用語(yǔ)旨在包括如文中所述的底層。因此例如：在已將膜/層或一部分的膜/層沉積在基板表面上的位置，新沉積的所述膜/層所暴露出的表面變成基板表面。給定的基板表面包含何物取決于何種膜將被沉積、和使用何種特定的化學(xué)性質(zhì)。在一種或多種實(shí)施方式中，第1基板表面將包含金屬，且第2基板表面會(huì)包含電介質(zhì)，或相反。在一些實(shí)施方式中，基板表面可包含某些官能性(例如－OH、－NH等)。

同樣地，能夠用于本文描述的方法的膜也有多種。在一些實(shí)施方式中，膜可包含金屬或?qū)嵸|(zhì)上由金屬所組成。金屬膜的例子包括但不限于鈷(Co)、銅(Cu)、鎳(Ni)、鎢(W)等。在一些實(shí)施方式中，膜包含電介質(zhì)。其例子包括：SiO₂、SiN、HfO₂等。

如本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所述，“反應(yīng)性氣體”、“前驅(qū)物”、“試劑”的用語(yǔ)和類(lèi)似的用語(yǔ)，是以可互換的方式表示一種氣體，該氣體包括與基板表面反應(yīng)的物種(species)。例如：第1“反應(yīng)性氣體”可簡(jiǎn)單吸附在基板的表面上，且能夠用于與第2反應(yīng)性氣體進(jìn)一步進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)。

本公開(kāi)內(nèi)容的一種或多種實(shí)施方式合并(incorporate)醇類(lèi)以作為還原劑和保護(hù)劑，所述還原劑用于將金屬氧化物(例如氧化銅)還原成金屬(例如銅)，所述保護(hù)劑用于通過(guò)用烷氧基取代官能基(例如羥基)來(lái)保護(hù)電介質(zhì)表面。本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施方式是氣相工藝(vapor phase processes.)。在一種或多種實(shí)施方式中，所述工藝是在單一溫度下進(jìn)行的。

在還原金屬氧化物并以烷氧基來(lái)保護(hù)電介質(zhì)表面后，金屬前驅(qū)物(例如鈷前驅(qū)物)與所述電介質(zhì)表面會(huì)幾乎不反應(yīng)或不反應(yīng)。由于幾乎不反應(yīng)或不反應(yīng)，從而能夠防止金屬前驅(qū)物沉積在電介質(zhì)表面上。因此，本公開(kāi)內(nèi)容的一種或多種實(shí)施方式提高金屬沉積的選擇性。

在一些實(shí)施方式中，工藝溫度為在約140℃～約300℃的范圍內(nèi)。一些實(shí)施方式的醇類(lèi)為一級(jí)醇(例如乙醇、1-丙醇、1-丁醇、1-戊醇、1-己醇、3-甲基-1-丁醇)和/或二級(jí)醇(例如異丙醇、2-丁醇、2-戊醇、3-戊醇、2-己醇、3-己醇、環(huán)戊醇、環(huán)己醇)。適合的醇類(lèi)能夠在氣相且在工藝溫度下將金屬氧化物還原成金屬。適合的醇類(lèi)可通過(guò)烷氧基取代羥基來(lái)修飾電介質(zhì)表面。一種或多種實(shí)施方式中，已改良越過(guò)電介質(zhì)將Co選擇性地沉積在Cu上。

因此，本公開(kāi)內(nèi)容的一種或多種實(shí)施方式涉及沉積膜的方法。所沉積的膜可以是金屬膜或含金屬的膜。如文中所述，含金屬膜可以是金屬膜或混合有金屬-非金屬的膜，例如：金屬氧化物膜或金屬氮化物膜。

本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式提供一種越過(guò)第2表面將金屬膜選擇性地沉積在一個(gè)表面上的方法。如本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求中所使用的，“越過(guò)另一表面將膜選擇性地沉積在一個(gè)表面上”的用語(yǔ)和其類(lèi)似用語(yǔ)，是表示使第1量的膜沉積在第1表面并使第2量的膜沉積在第2表面，所述第2量的膜少于所述第1量的膜或沒(méi)有。本案中所使用的“越過(guò)”的用語(yǔ)，其意義并非一個(gè)表面物理性地定向在另一表面的上方，而是與一個(gè)表面進(jìn)行化學(xué)反應(yīng)的熱力學(xué)性質(zhì)或動(dòng)力學(xué)性質(zhì)相對(duì)于另一表面的關(guān)系。例如越過(guò)電介質(zhì)表面將鈷膜選擇性地沉積在銅表面上，是表示：鈷膜沉積在銅表面上，且鈷膜較少或沒(méi)有沉積在電介質(zhì)膜上；或者說(shuō)，相對(duì)于鈷膜形成于電介質(zhì)表面上，鈷膜形成于銅表面上在熱力學(xué)上或動(dòng)力學(xué)上是較有利的。

參照?qǐng)D1A～1D，基板10被提供或被放置于處理腔室中?；?0具有第1表面20，第1表面20包括金屬氧化物30和第2表面40。例如：第1表面和第2表面可構(gòu)成半導(dǎo)體特征(例如溝槽)，其中第1表面形成該特征的一部分(例如溝槽的底部)且第2表面形成該特征的分離部位(例如溝槽的側(cè)壁)。從圖1A中的第1表面20的表示可以看出，金屬氧化物30可以是涂布于第1表面20上的任何氧化物。例如：第1表面可以是在其表面上具有氧化銅薄層的銅。金屬氧化物30層能夠通過(guò)任何適合的手段來(lái)形成，可以刻意地形成、或是作為另一工藝的副結(jié)果。例如：氧化物層可作為在移動(dòng)基板期間暴露在空氣中的結(jié)果來(lái)形成，或能夠刻意地通過(guò)暴露在氧化氣體(例如氧氣或臭氧)中來(lái)形成。

金屬氧化物可以是任何適合的金屬氧化物。一些實(shí)施方式中，金屬氧化物30包括第1表面20的金屬，使得在金屬氧化物還原后，第1表面的體金屬(bulk metal)得以殘留。在一些實(shí)施方式中，所述第1基板表面的所述金屬氧化物包含：氧化銅、氧化鈷、氧化鎳和氧化釕的中的一種或多種。

一些實(shí)施方式的第2表面40包括電介質(zhì)材料。在一種或多種實(shí)施方式中，第2表面40包含電介質(zhì)材料，該電介質(zhì)材料具有羥基封端的表面50。羥基封端也可表示為“羥基修飾”和其類(lèi)似用語(yǔ)，表示形成具有羥基的表面。

包括第1表面20、金屬氧化物30和具有羥基封端的表面50的第2表面40的基板10暴露在醇類(lèi)中。如圖1B所示，醇類(lèi)將金屬氧化物30還原成第1表面20(例如第1金屬)。金屬氧化物還原成金屬也可表示為還原成0價(jià)金屬。例如：將氧化銅還原成銅。

暴露在醇類(lèi)中也會(huì)使第2表面40的羥基封端的表面50酯化為烷氧基封端60的第2表面40。如本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所述，“烷氧基封端”的用語(yǔ)，是表示具有－OR基的表面?！巴檠趸舛恕焙汀巴檠趸揎棥钡挠谜Z(yǔ)是可互換使用的。取決于使用的醇類(lèi)，烷氧基封端的表面能夠具有任何R基。烷氧基不限于烷類(lèi)，可以是例如烷類(lèi)、烯類(lèi)、炔類(lèi)、環(huán)烷類(lèi)、環(huán)烯類(lèi)、環(huán)炔類(lèi)、芳基(也稱(chēng)為芳氧基)、或這些的組合。例如具有羥基末端的二氧化硅電介質(zhì)，能夠通過(guò)乙醇酯化為具有乙氧基末端的二氧化硅電介質(zhì)。

第2表面40的電介質(zhì)可以是任何適合的電介質(zhì)。在一些實(shí)施方式中，第2表面40的電介質(zhì)包含低介電常數(shù)(low-k)電介質(zhì)。如本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所使用的，低介電常數(shù)電介質(zhì)的用語(yǔ)，是表示電介質(zhì)材料具有小于或等于5的介電常數(shù)。

醇類(lèi)可以是任何適合的醇類(lèi)，其取決于諸如第1表面、第2表面、沉積溫度、和形成的最終金屬膜。一些實(shí)施方式的醇類(lèi)，為一級(jí)醇和二級(jí)醇中的一種或多種。

一些實(shí)施方式中，所述醇類(lèi)為一級(jí)醇。適合的一級(jí)醇包括但不限于甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇、1-戊醇、異戊醇、環(huán)戊醇、1-己醇、環(huán)己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-壬醇、1-癸醇、1-十一烷醇、1-十二烷醇、1-十四烷醇、1-十八烷醇、烯丙醇(即2-丙烯-1-醇)、順式或反式的巴豆醇、甲基乙烯基甲醇、苯甲醇、α-苯基乙醇、1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1-丙醇(即新戊醇)、2-甲基-1-丙醇、3-甲基-1-丁醇和1,2-丙二醇(即丙二醇)。一種或多種實(shí)施方式中，所述一級(jí)醇是從由甲醇、乙醇、1-丙醇、異丙醇、1-丁醇、1-戊醇、異戊醇、環(huán)戊醇、1-己醇、環(huán)己醇、1-庚醇、1-辛醇、1-壬醇、1-癸醇、1-十一烷醇、1-十二烷醇、1-十四烷醇、1-十八烷醇、烯丙醇(即2-丙烯-1-醇)、順式或反式的巴豆醇、甲基乙烯基甲醇、苯甲醇、α-苯基乙醇、1,2-乙二醇、1,3-丙二醇、2,2-二甲基-1-丙醇(即新戊醇)、2-甲基-1-丙醇、3-甲基-1-丁醇、1,2-丙二醇(即丙二醇)和這些醇類(lèi)的組合所組成的群組中選出的。

一些實(shí)施方式中，所述醇類(lèi)為二級(jí)醇。適合的二級(jí)醇包括但不限于2-丁醇、β-苯基乙醇、二苯基甲醇、和1,2-丙二醇(即丙二醇)。1,2-丙二醇(即丙二醇)能夠充當(dāng)一級(jí)醇和二級(jí)醇兩者。在一種或多種實(shí)施方式中，所述二級(jí)醇是從由2-丁醇、β-苯基乙醇、二苯基甲醇、1,2-丙二醇(即丙二醇)和這些醇類(lèi)的組合所組成的群組中選出。

在一些實(shí)施方式中，所述醇類(lèi)具有下述分子式：

式中，R和R’是分別獨(dú)立地從由氫、以及碳原子數(shù)在1～20的范圍內(nèi)的烷類(lèi)、烯類(lèi)、炔類(lèi)、環(huán)烷類(lèi)、環(huán)烯類(lèi)、環(huán)炔類(lèi)和芳香類(lèi)所組成的群組中選出。

在一些實(shí)施方式中，所述醇類(lèi)為羧酸。此時(shí)，作為醇類(lèi)使用的化合物，并非嚴(yán)謹(jǐn)?shù)貫榉肿邮綖镽－OH的醇類(lèi)，而是在分子式R－COOH中含有羥基的醇類(lèi)。在一些實(shí)施方式中，所述醇類(lèi)被具有分子式為RCOH的醛類(lèi)所取代，這對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員是能夠理解的。

在一些實(shí)施方式中，所述醇類(lèi)為具有下述分子式的羧酸：

式中，R是分別獨(dú)立地從由氫、以及碳原子數(shù)在1～20的范圍內(nèi)的烷類(lèi)、烯類(lèi)、炔類(lèi)、環(huán)烷類(lèi)、環(huán)烯類(lèi)、環(huán)炔類(lèi)和芳香類(lèi)所組成的群組中選出。

在一些實(shí)施方式中，所述還原劑是使用醛類(lèi)來(lái)取代醇類(lèi)，所述醛類(lèi)具有下述分子式：

式中，R是分別獨(dú)立地從由氫、以及碳原子數(shù)在1～20的范圍內(nèi)的烷類(lèi)、烯類(lèi)、炔類(lèi)、環(huán)烷類(lèi)、環(huán)烯類(lèi)、環(huán)炔類(lèi)和芳香類(lèi)所組成的群組中選出。

醇類(lèi)、羧酸、或醛類(lèi)暴露在基板表面時(shí)所處的溫度取決于例如：第1表面、第2表面、所使用的還原劑(例如醇類(lèi)、羧酸或醛類(lèi))、已規(guī)劃的后續(xù)處理、先前的處理、以及所使用的處理設(shè)備。例如：低溫工藝有助于保存用進(jìn)于一步進(jìn)行處理的基板的熱預(yù)算(thermal budget)、或采用的具有較高沸點(diǎn)的還原劑。在一些實(shí)施方式中，在約140℃～約300℃的范圍內(nèi)的溫度在將基板表面暴露在醇類(lèi)或其它還原劑中。在一種或多種實(shí)施方式中，在約180℃～約280℃的范圍內(nèi)、或在約190℃～約270℃的范圍內(nèi)、或在約200℃～約260℃的范圍內(nèi)、或在約210℃～約250℃的范圍內(nèi)的溫度下，將基板表面暴露在醇類(lèi)或其它還原劑中。在一些實(shí)施方式中，工藝溫度低于約310℃、或低于約300℃、或低于約290℃、或低于約280℃、或低于約270℃、或低于約260℃、或低于約250℃、或低于約240℃。在一些實(shí)施方式中，暴露在還原劑是在氣相中發(fā)生的。

在暴露在還原劑(例如醇類(lèi)、醛類(lèi)或羧酸)中后，第1表面上的金屬氧化物膜被還原成第1金屬，且第2表面(例如電介質(zhì))受到保護(hù)。這使得金屬膜或含金屬膜越過(guò)在第2表面的沉積而選擇性地沉積在第1表面的第1金屬上成為可能。金屬膜能夠藉由任何適合的方法進(jìn)行沉積(例如原子層沉積、化學(xué)氣相沉積)。

參考從圖1B到圖1C的變化，在保護(hù)第2表面40并準(zhǔn)備第1表面20(例如去除氧化物層)后，能夠?qū)⒒灞砻姹┞对谝环N或多種沉積氣體中而將第2金屬70或含第2金屬的膜沉積在第1表面20上。此沉積能夠越過(guò)烷氧基封端60的第2表面40或被保護(hù)的第2表面40而選擇性地在表面20上發(fā)生。

任何適合的金屬能夠作為第2金屬或含金屬的膜進(jìn)行沉積。在一些實(shí)施方式中，金屬膜包含鈷、銅、鎳、鎢和釕的中的一種或多種。例如：鈷膜可沉積在銅上且實(shí)質(zhì)上未沉積在被保護(hù)的電介質(zhì)上。如本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所述，“實(shí)質(zhì)上未沉積”的用語(yǔ)，其意義是表示層70沉積在表面60的厚度相對(duì)于層70沉積在表面20上的厚度的沉積厚度比，其在0～0.1或0～0.01的范圍內(nèi)。

在一些實(shí)施方式中，第1表面20包含銅且第2金屬70包含鈷。在一種或多種實(shí)施方式中，用以沉積所述第2金屬70所述一種或多種沉積氣體是二羰基環(huán)戊二烯基鈷(CpCoCO)、二鈷六羰基叔丁基乙炔(CCTBA)、雙(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚酮亞胺)鈷、雙(二甲胺基-2-丙氧基)銅、雙(二甲胺基-2-乙氧基)銅或雙(二甲胺基-2-丙氧基)鎳和/或雙(2,2,6,6-四甲基-3,5-庚酮亞胺)鎳中的一種或多種。

在一種或多種實(shí)施方式中，第1表面20包含鈷且第2金屬70包含銅。在一些實(shí)施方式中，第1表面20包含鎳且第2金屬70包含銅和鈷中的一種或多種。

一旦第2金屬70已被沉積，則可進(jìn)行進(jìn)一步處理。例如：參照?qǐng)D1C和圖1D，可發(fā)生烷氧基封端60的第2表面40的羥基化。其能夠通過(guò)任何適合的方法或技術(shù)來(lái)完成，所述方法或技術(shù)能夠在沉積第2金屬膜后將烷氧基末端從烷氧基封端的電介質(zhì)表面去除(例如通過(guò)水蒸氣進(jìn)行)。

在一些實(shí)施方式中，該工藝是在批量處理腔室(batch processing chamber)中發(fā)生的。例如：在旋轉(zhuǎn)式平臺(tái)腔室中，將一個(gè)或多個(gè)晶片放置于旋轉(zhuǎn)式支架(“平臺(tái)”)上。當(dāng)平臺(tái)旋轉(zhuǎn)時(shí)，晶片在多種處理區(qū)域之間移動(dòng)。例如：在ALD中，處理區(qū)域會(huì)使晶片暴露在前驅(qū)物和試劑中。除此之外，為了適當(dāng)?shù)靥幚砟せ虮砻嬉栽黾幽こ砷L(zhǎng)或?yàn)榱双@得所需的膜性質(zhì)，對(duì)等離子體的暴露可以是有用的。

本公開(kāi)內(nèi)容的一些實(shí)施方式在單一處理腔室中對(duì)具有第1表面和第2表面的基板進(jìn)行處理，在所述處理腔室的第1部分中，將所述基板表面暴露在還原劑(例如醇類(lèi))中而還原金屬氧化物并保護(hù)第2表面。所述基板被旋轉(zhuǎn)至所述處理腔室的第2部分、或第2和隨后的第3部分或更多部分，以將金屬膜沉積在第1金屬表面上。在一些實(shí)施方式中，能夠?qū)⑺龌暹M(jìn)一步旋轉(zhuǎn)或移動(dòng)至所述處理腔室的其它部分，在所述處理腔室的其它部分中能夠?qū)⒌?表面的烷氧基末端去除。為了分隔處理腔室中的各個(gè)部分或任何部分、區(qū)域，能夠采用氣幕。所述氣幕在處理區(qū)域之間提供一個(gè)或多個(gè)凈化氣體和真空口，來(lái)防止反應(yīng)性氣體從一個(gè)區(qū)域移動(dòng)至相鄰區(qū)域。在一些實(shí)施方式中，所述基板同時(shí)暴露在一個(gè)以上的處理區(qū)域中，其中所述基板的一部分暴露在所述處理腔室的第1區(qū)域(例如暴露在醇類(lèi)中)且所述基板的另一部分同時(shí)暴露在處理腔室的分離的區(qū)域(例如金屬沉積)中。

本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式能夠用于線(xiàn)性處理系統(tǒng)或旋轉(zhuǎn)式處理系統(tǒng)。在線(xiàn)性處理系統(tǒng)中，等離子體離開(kāi)殼體的區(qū)域的寬度，在前面(front face)的整個(gè)長(zhǎng)度內(nèi)是實(shí)質(zhì)相同的。在旋轉(zhuǎn)式處理系統(tǒng)中，殼體通?？蔀椤吧刃巍被颉靶ㄐ巍?。在楔形區(qū)段中，等離子體離開(kāi)殼體的區(qū)域的寬度發(fā)生改變以與扇形一致。如本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所述，“扇形”和“楔形”的用語(yǔ)，是以可互換的方式描述通常為圓扇形(circular sector)的主體。例如：楔形區(qū)段可為圓環(huán)形或圓盤(pán)形物體的一部分。扇形區(qū)段的內(nèi)側(cè)邊緣能夠成為一點(diǎn)、或能夠被截?cái)喑蔀槠竭吇驁A形?；宓穆窂侥軌蚺c噴氣口垂直。在一些實(shí)施方式中，各個(gè)氣體注射器組件包含多個(gè)細(xì)長(zhǎng)的噴氣口，這些噴氣口在實(shí)質(zhì)垂直于基板移動(dòng)路徑的方向上延伸。如本說(shuō)明書(shū)和權(quán)利要求書(shū)中所述，“實(shí)質(zhì)上垂直”的用語(yǔ)，是表示基板的移動(dòng)方向通常是沿著與噴氣口的軸大致垂直(例如約45°～90°)的平面。對(duì)于楔形噴氣口，所述噴氣口的軸能夠被視為是一條線(xiàn)，這條線(xiàn)定義為噴氣口沿著噴氣口的長(zhǎng)度延伸的寬度的中點(diǎn)。

本公開(kāi)內(nèi)容的另外的實(shí)施方式涉及處理多個(gè)基板的方法。在處理腔室中多個(gè)基板被裝載在基板支撐件上。所述基板支撐件旋轉(zhuǎn)以使多個(gè)基板的每一個(gè)通過(guò)氣體分配組件而使基板表面暴露在還原劑(例如醇類(lèi))中，將膜沉積在基板上，并可選地從還原劑暴露中去除保護(hù)層。工藝步驟中的任何步驟、還原劑暴露、金屬沉積、或羥基化，在移動(dòng)至下個(gè)工藝之前能夠重復(fù)進(jìn)行、或是連續(xù)進(jìn)行。

轉(zhuǎn)盤(pán)的旋轉(zhuǎn)可以是連續(xù)的或不連續(xù)的。連續(xù)處理中，晶片不斷旋轉(zhuǎn)，從而能夠依序暴露在各個(gè)注射器中。不連續(xù)處理時(shí)，晶片可被移動(dòng)至注射器區(qū)域并停止，然后移動(dòng)至注射器之間的區(qū)域并停止。例如：轉(zhuǎn)盤(pán)能夠旋轉(zhuǎn)從而使晶片從注射器間的區(qū)域跨越注射器(或停止在注射器附近)來(lái)移動(dòng)至下個(gè)注射器間的區(qū)域，在下個(gè)注射器間的區(qū)域，轉(zhuǎn)盤(pán)能夠再次暫停。在注射器之間的暫停，可為每個(gè)層沉積(例如暴露在等離子體中)之間的附加處理提供時(shí)間。等離子體的頻率可根據(jù)使用的特定反應(yīng)性物種來(lái)調(diào)整。適合的頻率包括但不限于：400kHz、2MHz、13.56MHz、27MHz、40MHz、60MHz和100MHz。

根據(jù)一種或多種實(shí)施方式，在形成層之前和/或在形成層之后對(duì)基板進(jìn)行處理。此處理能夠在相同處理腔室中進(jìn)行、或是在一個(gè)或多個(gè)分離的處理腔室中進(jìn)行。在一些實(shí)施方式中，將基板從第1處理腔室移動(dòng)至分離的第2處理腔室來(lái)進(jìn)一步處理。能夠?qū)⑺龌鍙牡?處理腔室直接移動(dòng)至分離的處理腔室，或能夠?qū)⑺龌鍙牡?處理腔室移動(dòng)至一個(gè)或多個(gè)移送室，然后移動(dòng)至分離的處理腔室。于是，處理設(shè)備可包含與移送站相連的多個(gè)腔室。此類(lèi)型的設(shè)備可表示為“集群工具”或“集群系統(tǒng)”和類(lèi)似的設(shè)備。

通常，集群工具為模塊系統(tǒng)，包含執(zhí)行多種功能的多個(gè)腔室，這些功能包括：基板中心尋找和定向、脫氣、退火、沉積和/或蝕刻。根據(jù)一種或多種實(shí)施方式，集群工具至少包括：第1腔室、和中央移送室。所述中央移送室可容置有機(jī)器人，所述機(jī)器人能夠在處理腔室和負(fù)載鎖定室之間和之中往返移動(dòng)基板。移送室典型地在真空狀態(tài)下維護(hù)，且提供中間階段來(lái)從一個(gè)腔室至另一個(gè)腔室和/或設(shè)置在集群工具前端的負(fù)載鎖定室往返移動(dòng)基板?？蛇m于本公開(kāi)內(nèi)容的兩種知名的集群工具為和兩者均能夠從加州圣塔克拉拉的應(yīng)用材料公司取得。像分段式真空基板處理設(shè)備這樣的設(shè)備的細(xì)節(jié)，已揭示在美國(guó)專(zhuān)利第5,186,718號(hào)，專(zhuān)利名稱(chēng)為“Staged-Vacuum Wafer Processing Apparatus and Method”(分段式真空晶片處理設(shè)備和方法)，Tepman等人，公告日1993年2月16日。然而，腔室的確切的排列和組合，可以執(zhí)行如本文所述的工藝的特定步驟為目的而變更?？墒褂玫钠渌幚砬皇野ǖ幌抻冢貉h(huán)層沉積(cyclical layer deposition,CLD)、原子層沉積(atomic layer deposition,ALD)、化學(xué)氣相沉積(chemical vapor deposition,CVD)、物理氣相沉積(physical vapor deposition,PVD)、蝕刻、預(yù)清潔、化學(xué)清潔、如快速熱處理(RTP)的熱處理、等離子體氮化、脫氣、定向、羥基化、和其它基板工藝。通過(guò)在腔室中使用集群工具來(lái)執(zhí)行工藝，能夠避免基板的表面受到大氣中的雜質(zhì)污染，而無(wú)需在沉積后續(xù)膜之前進(jìn)行氧化。

根據(jù)一種或多種實(shí)施方式，當(dāng)基板從一個(gè)腔室被移動(dòng)至下個(gè)腔室時(shí)，基板連續(xù)地處在真空或“負(fù)載鎖定”的情況下，且不暴露在環(huán)境空氣中。因此移送室處于真空且在真空壓力下“被抽真空(pumped down)”。惰性氣體可存在于處理腔室或移送室中。在一些實(shí)施方式中，在基板的表面形成層后，使用惰性氣體作為凈化氣體，以去除一部分或全部的試劑。根據(jù)一種或多種實(shí)施方式，在沉積腔室的出口注入凈化氣體，以防止試劑從沉積腔室移動(dòng)至移送室和/或另外的處理腔室。因此，惰性氣體流會(huì)在腔室的出口形成氣幕。

在工藝期間，所述基板能被加熱或冷卻。加熱或冷卻能夠借助任何適合的手段來(lái)完成，所述手段包括但不限于：改變基板支撐件(例如基座)的溫度、和使經(jīng)加熱或經(jīng)冷卻的氣體流過(guò)基板表面。在一些實(shí)施方式中，基板支撐件包括能夠受控并以傳導(dǎo)的方式改變基板溫度的加熱器/冷卻器。在一種或多種實(shí)施方式中，所采用的氣體(反應(yīng)性氣體或惰性氣體)被加熱或冷卻，以局部地改變基板溫度。在一些實(shí)施方式中，加熱器/冷卻器設(shè)置在腔室中并與基板表面相鄰，從而以對(duì)流的方式改變基板溫度。

在工藝期間，所述基板也能夠固定或旋轉(zhuǎn)。旋轉(zhuǎn)的基板能被連續(xù)旋轉(zhuǎn)或逐步旋轉(zhuǎn)。例如：能夠在整個(gè)工藝中均旋轉(zhuǎn)基板、或能夠在暴露在不同的反應(yīng)性氣體或清潔氣體之間少量地旋轉(zhuǎn)基板。在工藝期間(連續(xù)或逐步)旋轉(zhuǎn)基板，可有助于通過(guò)最小化例如氣流幾何形狀的局部變動(dòng)的影響而產(chǎn)生更均勻的沉積或蝕刻。

盡管前述內(nèi)容涉及本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施方式，但可在不脫離本公開(kāi)內(nèi)容的基本范圍的情況下設(shè)計(jì)出本公開(kāi)內(nèi)容的其它或進(jìn)一步的實(shí)施方式，且本公開(kāi)內(nèi)容的保護(hù)范圍由權(quán)利要求書(shū)所確定。