半导体装置之铜膜沈积设备

摘要

本发明揭示一种半导体装置之铜薄膜沈积装置，其改善铜薄膜之沈积速度及降低其制造成本。本设备包括：负载锁，执行在晶圆加工处理之前及后的步骤；对准器，执行对准使得晶圆到达所期望之位置；除气室，去除在晶圆之表面上所产生诸如气体的残留物；进给室，提供有机械人来放置晶圆进/出各室；预洗室，使用电浆来清洁进给室所进给晶圆上之图型的内侧及外侧；障壁金属沈积室，沈积障壁金属在已预洗晶圆上；黏着剂层(AGL)闪蒸铜沈积室，沈积闪蒸铜在障壁金属上而在沈积铜薄膜之前来增加铜薄膜之黏着力；CECVD铜沈积室，均一地CE制程，且在沈积闪蒸铜之晶圆上沈积CVD铜薄膜；及电浆处理室，在 CE之后在晶圆上执行电浆处理而形成均一优质充填，在 CVD铜薄膜之后另一电浆处理来去除铜薄膜表面上所产生之碘(I)。

主权项

1.一种半导体装置之铜膜沈积设备,包含:负载锁,执行晶圆加工处理之前及后的步骤;对准器,执行对准使得晶圆到达所期望之位置;除气室,去除在晶圆之表面上所产生诸如气体之残留物;进给室,提供有机械人来放置晶圆进∕出各室;预洗室,使用电浆来清洁自该进给室所进给晶圆上之图型的内侧及外侧;障壁金属沈积室,在该已预洗之晶圆上沈积障壁金属;黏着剂层(AGL)闪蒸铜沈积室,在该障壁金属沈积闪蒸铜,而在铜薄膜沈积之前来增强其黏着力;CECVD铜沈积室,均一地处理CE且在沈积闪蒸铜之晶圆上沈积CVD铜薄膜;电浆处理室,在CE之后在晶圆上执行电浆处理来形成均一优质充填;及在该CVD铜薄膜沈积之后,另一电浆处理来去除在铜薄膜之表面上所产生的碘(I)。2.如申请专利范围第1项之设备,其中该预洗室以双频蚀刻(DFE)制程来使用Ar或He、或以活性清洁制程来使用诸如卤素之气体,在晶圆之整个表面上执行预洗制程。3.如申请专利范围第1项之设备,其中该障壁金属沈积室以使用PVD制程、离子化PVD制程、CVD制程及ALD制程在已预洗晶圆上沈积障壁金属。4.如申请专利范围第1项之设备,其中该障壁金属包括Ta、TaN、WNx、TiN、TiAlN、TaSiN或TiSiN中任何一种。5.如申请专利范围第1项之设备,其中该AGL闪蒸铜沈积室使得闪蒸铜能沈积厚度范围自10至500,而该室具有功率范围自1至500kW。6.如申请专利范围第1项之设备,其中该AGL闪蒸铜沈积室执行沈积制程诸如长投式(long throw)PVD或离子式PVD。7.如申请专利范围第1项之设备,其中该CECVD铜沈积室具有用于CE处理步骤及CVD沈积步骤之分离线。8.如申请专利范围第1项之设备,其中该CECVD铜沈积室可在温度范围自50至300℃来执行沈积制程。9.如申请专利范围第1项之设备,其中该除气室由除气及原处退火室来构成,其执行原处退火制程来去除在该晶圆表面上所产生诸如气体之残留物,而增强该沈积铜薄膜之黏着力,且控制该沈积铜薄膜之构造。10.如申请专利范围第9项之设备,其中该除气及原处退火室在Ar之环境下或在还原氢之环境下来执行原处退火制程。11.如申请专利范围第9项之设备,其中该除气及原处退火室可在温度范围50至450℃来执行退火制程。12.如申请专利范围第9项之设备,其中该除气及原处退火室在H2+He之环境或H2+Ar之环境下执行原处退火制程。13.一种半导体装置之铜膜沈积设备,包含:负载锁,执行在晶圆加工处理之前及后的步骤;对准器,执行对准使得晶圆到达所期望之位置;除气及原处退火室,去除在晶圆之表面上所产生诸如气体之残留物,及执行原处退火制程来增强所沈积铜薄膜之黏着力及控制该铜薄膜之构造;进给室,提供有机械人来放置晶圆进∕出各室;预洗室,使用电浆来清洁该进给室所进给晶圆上之图型的内侧及外侧;障壁金属沈积室,在该已预洗之晶圆上沈积障壁金属;CE处理室,在沈积铜薄膜在该障壁金属上之前先执行均一CE吸附制程;CVD铜沈积室,在以CE所处理之晶圆的整个表面上沈积铜薄膜;及电浆处理室,在该CE处理之后执行在晶圆之电浆处理来形成均一优质充填,及在该CVD铜薄膜沈积之后来去除在铜薄膜之表面上所产生的碘(I)。14.一种半导体装置之铜膜沈积设备,包含:负载锁,执行在晶圆加工处理之前及后的步骤;对准器,执行对准使得晶圆到达所期望之位置;除气室,去除在晶圆之表面上所产生诸如气体之残留物;第一进给室,提供有机械人来放置晶圆进∕出各室;预洗室,使用电浆来清洁该第一进给室所进给晶圆上之图型的内侧及外侧;障壁金属沈积室,在该预洗晶圆上沈积障壁金属;PVD铜沈积室,在该障壁金属上沈积闪蒸铜来增强CVD铜之黏着力;第二进给室,进给沈积有闪蒸铜之晶圆;第三进给室,放置该第二进给室所进结之晶圆进∕出各室;CE处理室,在该第三进给室所进给晶圆之整个表面上执行均一CE处理制程;电浆处理室,在以CE所处理之晶圆的整个表面上执行电浆处理来形成均一优质充填CECVD铜沈积室,在以微粒充填所加工处理之晶圆的整个表面上沈积铜薄膜;及原处退火室,增强黏着力及控制该铜薄膜之构造。15.一种半导体装置之铜膜沈积设备,包含:负载锁,执行在晶圆加工处理之前及后的步骤;对准器,执行对准使得晶圆到达所期望之位置;除气室,去除在晶圆之表面上所产生诸如气体之残留物;第一进给室,提供有机械人来放置晶圆进∕出各室;预洗室,使用电浆来清洁该第一进给室所进给晶圆上之图型的内侧及外侧;障壁金属沈积室,在该已预洗之晶圆上沈积障壁金属;PVD铜沈积室,在该障壁金属上沈积闪蒸铜来增强CVD铜之黏着力;第二进给室,进给沈积有闪蒸铜之晶圆;第三进给室,放置该第二进给室所进结之晶圆进∕出各室;第一CECVD铜沈积室,在该第三进给室所进给晶圆之整个表面上执行第一微粒充填步骤;电浆处理室,在以该第一微粒充填步骤所加工处理之晶圆的整个表面上执行电浆处理;第二CECVD铜沈积室,在以电浆所处理之晶圆的整个表面上执行第二微粒充填步骤;CVD铜沈积室,在以该第一及第二微粒充填步骤所加工处理之晶圆的整个表面上沈积铜薄膜;及原处退火室,增强黏着力及控制该铜薄膜之构造。16.一种半导体装置之铜膜沈积设备,包含:负载锁,执行在晶圆加工处理之前及后的步骤;对准器,执行对准使得晶圆到达所期望之位置;除气室,去除在晶圆之表面上所产生诸如气体之残留物;第一进给室,提供有机械人来放置晶圆进∕出各室;预洗室,使用电浆来清洁该第一进给室所进给晶圆上之图型的内侧及外侧;障壁金属沈积室,在该已预洗之晶圆上沈积障壁金属;第一电浆处理室,在形成障壁金属之晶圆的整个表面上执行电浆处理制程;第二进给室,进给以电浆所处理之晶圆;第三进给室,放置以第二进给室所进给晶圆进∕出各室;CE处理室,在该第三进给室所进给晶圆之整个表面上执行均一CE处理;第二电浆处理室,在以CE所处理之晶圆的整个表面上执行电浆处理来形成均一优质充填;CECVD铜沈积室,在以微粒充填所加工处理之晶圆的整个表面上沈积铜薄膜;及原处退火室,增强黏着力及控制该铜薄膜之构造。17.一种半导体装置之铜膜沈积设备,包含:负载锁,执行在晶圆加工处理之前及后的步骤;对准器,执行对准使得晶圆到达所期望之位置;除气室,去除在晶圆之表面上所产生诸如气体之残留物;第一进给室,提供有机械人来放置晶圆进∕出各室;预洗室,使用电浆来清洁该第一进给室所进给晶圆上之图型的内侧及外侧;障壁金属沈积室,在该已预洗晶圆上沈积障壁金属;第一电浆处理室,在沈积有该障壁金属之晶圆的整个表面上执行电浆处理制程;第二进给室,进给以电浆所处理之晶圆;第三进给室,放置该第二进给室所进结之晶圆进∕出各室;第一CECVD铜沈积室,在该第三进给室所进结之晶圆的整个表面上执行第一微粒充填步骤;第二电浆处理室,在以该第一微粒充填步骤所加工处理之晶圆的整个表面上执行电浆处理制程;第二CECVD铜沈积室,在以电浆所处理之晶圆的整个表面上执行第二微粒充填步骤;CVD铜沈积室,在以该第一及第二微粒充填步骤所加工处理之晶圆的整个表面上沈积铜薄膜;以及原处退火室,增强黏着力及控制该铜薄膜之构造。图式简单说明:第1图图示根据本发明第一实施例之铜膜沈积设备的结构;第2图图示根据本发明第二实施例之铜膜沈体设备的结构;第3图图示根据本发明第三实施例之铜膜沈体设备的结构;第4图图示根据本发明第四实施例之铜膜沈体设备的结构;第5图图示根据本发明第五实施例之铜膜沈体设备的结构;第6图图示根据本发明第六实施例之铜膜沈积设备的结构;及第7图图示根据本发明第七实施例之铜膜沈积设备的结构。