[发明专利]对基板表面做预先处理以进行金属沉积的工艺和集成系统

权利要求书

1.一种在集成系统中，对基板表面做预先处理，以沉积金属阻障层来填充基板上的铜布线结构，并在该金属阻障层上沉积铜种晶薄层，从而提升该铜布线的电子迁移性的方法，其特征在于，该方法包含：

在该集成系统中，清洁底层金属的暴露表面以去除表面金属氧化物，其中该底层金属是电性连接于该铜布线的底层布线的一部分；

在该集成系统中，沉积该金属阻障层以填充该铜布线结构，其中在沉积完该金属阻障层之后，在可控环境中传送和处理该基板以避免金属阻障氧化物的形成；

在该集成系统中，沉积该铜种晶薄层；及

在该集成系统中，在该铜种晶薄层上沉积铜填充层。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包含：

在该集成系统中，还原该金属阻障层的表面以将该金属阻障层表面的金属阻障氧化物转化，从而使得该金属阻障层表面金属富集，其中还原该金属阻障层表面是在清洁该底层金属的暴露表面之后进行的。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该铜布线包括覆盖通孔的金属布线，且该底层布线包括金属布线。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中清洁该表面金属氧化物的暴露表面是通过使用Ar溅射工艺或使用含氟气体的等离子工艺之一完成的。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中沉积该金属阻障层还包含：

沉积第一金属阻障层；及

沉积第二金属阻障层。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该基板是在可控环境中进行传送和处理的以防止金属阻障氧化物的形成，并使得可以选择性地沉积该铜种晶薄层以提升铜布线的电迁移性能。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，其中该基板是在该集成系统中被传送和处理的，以限制基板与氧气接触的时间。

8.一种在集成系统中，对基板的金属阻障表面做预先处理，以在该铜布线结构的金属阻障层表面沉积铜种晶薄层，从而提升该铜布线结构的电迁移性能的方法，其特征在于，该方法包含：

在该集成系统中，还原该金属阻障层的表面以转化该金属阻障层表面的金属阻障氧化物，以使得该金属阻障层的表面金属富集；

在该集成系统中，沉积该铜种晶薄层；及

在该集成系统中，在该铜种晶薄层上沉积以铜填充层。

9.一种在可控环境下处理基板，从而使得可以在铜布线的金属阻障层表面沉积铜种晶薄层的集成系统，其特征在于，该集成系统包含：

实验室环境传送室，能够将基板从与该实验室环境传送室耦合的基板盒内传送入该集成系统；

真空传送室，工作于低于1托气压的真空下，其中有至少一个真空处理模块与该真空传送室耦合；

真空处理模块，在该集成系统中，用以清洁底层金属的金属氧化物的暴露表面，其中该底层金属是底层布线的一部分，该铜布线与该底层布线电性连接，其中该用于清洁的真空处理模块是该至少一个与该真空传送室耦合的真空处理模块中的一个，并工作于低于1托气压的真空下；

真空处理模块，用以沉积该金属阻障层，其中该用于沉积该金属阻障层的真空处理模块是该至少一个与该真空传送室耦合的真空处理模块中的一个，并工作于低于1托气压的真空下；

可控环境传送室，充满从一组惰性气体中选出的惰性气体，其中有至少一个可控环境处理模块与该可控环境传送室耦合；及

铜的非电性沉积工艺模块，用以在金属阻障层表面沉积该铜种晶薄层，其中该铜的非电性沉积工艺模块是该至少一个与该可控环境传送室耦合的可控环境处理模块中的一个。

10.根据权利要求9所述的集成系统，其特征在于，还包含：

含氢还原工艺模块，用以还原该金属阻障表面的金属氧化物或金属氮化物，其中该含氢还原工艺模块与该真空传送室耦合，该含氢还原工艺模块工作于低于1托气压的真空下。