在鍍的過程中保持襯底表面濕潤的工藝的制作方法

專利名稱：在鍍的過程中保持襯底表面濕潤的工藝的制作方法
技術領域：
本發明總體上涉及半導體襯底處理，尤其是涉及在制造過程中通過集成無電沉積工藝對襯底的處理。
背景技術：
在諸如集成電路、存儲單元之類的半導體器件的制造中，一系列的制造操作被執行以限定半導體襯底(“襯底”)上的多層次特征。隨著器件尺寸降至次微米級，具有多個層次的特征正變得越來越普遍，且為了提供更高的計算能力，對增加器件的密度有持續的需求。該一系列制造操作涉及在襯底的表面上有選擇地移除(蝕刻)或沉積不同的物質。制造操作在具有擴散區的晶體管或電容器器件被制成的襯底層次開始。第一層介電(絕緣)物質被沉積在所制成的晶體管的頂部上。在后續的層次中，互連金屬線經過一系列的制造 工藝步驟時被圖案化(pattern)到作為多薄膜層的基層的頂部上。所述互連金屬線以觸點的方式電氣連接到底層晶體管或電容器器件從而限定期望的電路。圖案化的導電層通過介電材料層彼此絕緣。對大部分的器件互連來說，銅因其相較于鋁有較低的電阻率和較低的對電遷移的靈敏度正成為導體的一種選擇。電遷移是由離子在導體中的漸進移動引起的物質傳輸，所述漸進移動因傳導電子和擴散金屬原子之間的動量傳遞而來。電遷移降低了集成電路(IC)的可靠性。在最壞的情況下，電遷移會引起一或更多連接的最終缺失，從而導致整個電路的間歇性失效。圖案化銅的一種常用方法被稱為銅大馬士革工藝(Copper Damascene Process),其中，具有圖案化溝道的襯底在阻擋層之后經受銅的互連沉積(鍍)工藝。在該沉積工藝中，銅種子層被沉積在圖案化溝道的頂部上、沿著底部以及在側壁上。銅的上表面會用后續的化學-機械拋光(CMP)工藝進行拋光。這樣的步驟使得銅線或焊盤被暴露在上表面上的銅金屬明確限定，卻在橫貫襯底表面的電介質之間完全分離。為了改變或更改銅的表面性質作出了巨大的努力，以便大幅度改善互連銅線的電遷移性能以及利用沉積在銅上的后續材料改善銅的接口性質。其中，通過無電沉積(ELD)利用鈷合金帽蓋(cap)頂部銅表面被證明是獲得所要求的先進納米器件的集成性能的最有效的技術。ELD在銅線上方允許其他金屬的選擇性且自催化的沉積，在介電層上方基本沒有沉積。該選擇性工藝允許保持互連線之間的電氣絕緣，同時為銅互連提供必要的帽蓋以增強接口的粘結強度并最小化電遷移率。在銅大馬士革工藝中,銅線被阻擋金屬封裝(encapsulate)在側面和底部上,并被阻擋/蝕刻停止電介質封裝在頂部上。銅/電介質界面具有比銅/阻擋金屬接口弱的粘結度，因此銅沉淀主要發生在上表面。在高電流密度的情況下，銅的電遷移(EM)會導致原子在電子流的方向上移動，最終引起器件失效。通過在頂部嵌入阻擋層來改善銅/電介質粘結度的嘗試不僅會需要額外的昂貴的圖案化程序和蝕刻程序，還會大大增加線的電阻率。嵌入阻擋層的較佳的替代方式是在CMP之后利用選擇性ELD工藝對銅添加鈷鎢磷化物(CoWP)帽蓋。已經證明的是，相較于單獨使用常規介電層的結構而言，在一些情況下，使用CoWP帽蓋導致一到兩個數量級的EM生命期改進。然而，對銅添加CoWP帽蓋有其自身的問題。例如，無帽蓋的銅和在前工藝步驟的副產品會擴散到周圍的介電層中。該擴散可引起導電類金屬遷移到有孔的介電層中，潛在地導致高漏電。在帽蓋操作之后，接著在將襯底移出鍍模塊到后續處理模塊(比如刷洗模塊、化學模塊和/或組合的刷-漂洗-以及-干燥模塊)用于進一步處理之前，干燥該襯底。該襯底在電介質沉積的下一制造工序之前當然必須在漂洗-和-干燥(rinse-and-dry)模塊中被干燥透。但是，在ELD模塊和最終漂洗-和-干燥模塊之間,襯底的過早(premature)干燥會引起嚴重的問題。無論ELD模塊中的后沉積漂洗多么廣泛，低量的金屬離子總存在于該襯底的頂部上的液體中。金屬離子可以是因襯底表面上的水溶液中的金屬的不斷分解而產生的鈷離子。隨后在ELD模塊中的襯底干燥工藝可以是甩干工藝(spin-dry process)。甩干工藝總是在襯底表面的某些區域上留下很薄的液體層，該流體層當然包括較高濃度的金屬離子，因為它最接近于金屬表面。金屬離子一旦溶解，其便不會只位于金屬線或焊盤上方，還會在液體層中水平擴散。 在最后一點液體溶劑的最終蒸發之后，金屬離子的濃度會很容易超過臨界濃度且因此會不得不沉淀析出為覆蓋金屬線、焊盤和電介質表面等的導電殘留物或污染物。更糟糕的是，由于ELD模塊不是為甩干而設計的(優化的)，因此最初從襯底表面釋放的大量液滴會不可避免地濺回到差不多已干燥的襯底表面上。這樣的小而微的液滴不會被甩掉。相反地，這些微液滴會干燥，從而在襯底表面、金屬頂部和電介質頂部等上面留下額外的較厚的殘留物或污染物。如果不清潔干凈，這些殘留物或污染物就會嚴重影響時間相關的電介質擊穿(TDDB)。但是，如果這些殘留物/污染物通過濕法蝕刻的方式被清潔干凈，銅的頂部上的CoWP帽蓋的完整性會被破壞，從而使銅暴露在銅阻擋界面，因為那里在阻擋物質上沒有CoffP沉積。雖然參照銅(因其是優選的導電金屬的選擇)很詳細地解釋了常規工藝的問題，但是應當注意的是，這樣的問題在用來限定器件互連的其他導電金屬上也是普遍的。在此背景下，提出了本發明的實施方式。

發明內容
概括地說，這些實施方式通過提供改善的裝置、系統和方法以在最終干燥操作之前通過集成無電沉積工藝處理襯底的同時保持襯底表面濕潤來滿足所述需要。據此，襯底的表面在無電沉積(ELD)模塊中被處理以用沉積流體在襯底的導電特征上方沉積層。在成功沉積該層之后，該襯底的該表面可在ELD模塊中用諸如DIW之類的后沉積漂洗流體進行漂洗以從該襯底的該表面漂洗掉大部分的沉積溶液。在一實施方式中，有或沒有DIW漂洗，襯底都在無電沉積模塊中用漂洗流體進行漂洗。該漂洗是受控的以防止襯底的表面的去濕(deiet)。該漂洗使得漂洗流體能夠被涂布在該襯底的該表面上。該漂洗流體作為轉移膜(transfer film),防止該襯底的該表面變干燥以及暴露于環境空氣，同時確保該襯底的該表面在從無電沉積模塊移除的過程中保持濕潤。襯底被移出無電沉積模塊，該過程中在該襯底的該表面上保有轉移膜。該襯底被移到后續的后沉積模塊中，同時在該襯底的該表面上保持轉移膜直至下一工藝步驟開始。該實施方式解決了在ELD工藝和最終漂洗-和-干燥工藝之間涉及襯底的過早干燥的常規沉積工藝所面臨的缺陷。具體地，該實施方式通過確保后沉積流體膜(其可以是用于處理襯底的表面的化學品)均勻地覆蓋襯底表面而在沉積工藝結束時在后續清潔工藝之前保持該襯底濕潤從而解決了過早干燥的問題。在一實施方式中，襯底在被傳輸出無電沉積模塊到漂洗-和-干燥模塊之前的后續處理模塊中的同時被保持濕潤。由后沉積漂洗流體限定的轉移膜在襯底的表面上的存在確保避免因處理化學品的沉淀和擴散造成的損害或者因來自周圍環境的污染物和其他雜質的沉淀造成的損害。至于與沉淀和擴散相關的問題，常規沉積工藝允許襯底被甩干(spin-dry)以在將襯底移出沉積模塊之前從襯底的表面移除沉積流體。但是，由于沉積模塊內的高含濕量，在襯底被移出沉積模塊時，沉積流體的一或更多液滴可沉淀在襯底的表面上，導致對形成于該襯底上的活性特征(active feature)的損害。顯然,這樣的損害在本發明的實施方式中通過在襯底的表面上保持后沉積流體膜的層而被避免。當后沉積流體膜的層已經存在于襯底的表面上時，在高度潮濕的無電沉積模塊中停在該襯底的該表面上的漂洗流體的額外 的一兩滴不會消極地影響形成于該襯底的該表面上的活性特征。在一實施方式中，后沉積流體膜是處理化學品膜，作為阻擋層防止形成于襯底的表面上的金屬以及防止夾層電介質(ILD)暴露于環境空氣從而減少該襯底的該表面上的物質的金屬氧化、化學反應和轉變。在一實施方式中，重要的是使ILD隔絕于環境空氣，因為暴露于環境空氣可在有孔的ILD表面導致金屬的或離子的沉淀進而導致互連線之間的“對話”增加。增加的對話會導致增加漏電從而使加劇電遷移。進一步地，常規沉積工藝的濕-干循環增強了 ILD上的污染物的等級，這直接導致增加漏電。增加的漏電會引起增加的總電流密度，從而加劇電遷移并最終使時間相關的電介質擊穿(TDDB)惡化。通過移除現有的污染物并防止其他污染物凝聚在襯底的表面上以及被處理表面內側，金屬線和層之間的ILD的絕緣性質被保持從而確保了 TDDB不受影響。進一步地，在常規工藝中，諸如銅、銅的衍生物和其他金屬衍生物之類的電活性物質(electrically active species)的擴散導致銅金屬線之間的漏電或短路,從而導致形成于其間的器件的故障。該實施方式避免了濕-干循環，減少了金屬衍生物到有孔電介質表面中的擴散，從而避免了接踵而來的形成于其間的器件中的漏電情況，大大地提高了器件的電氣成品率(electrical yield)。應當明白的是，本發明可以許多種方式實施，包括方法、裝置和系統。下面會描述本發明的若干創造性的實施方式。在一實施方式中，公開了用于通過包括集成無電沉積工藝的工藝處理襯底的方法。該方法包括在無電沉積模塊中處理所述襯底的表面以用沉積流體在所述襯底的導電特征上方沉積層。接著在所述無電沉積模塊中用漂洗流體漂洗所述襯底的所述表面。所述漂洗是受控的以防止所述表面的去濕，使得從所述漂洗流體限定的轉移膜仍然被涂布在所述襯底的所述表面上。所述襯底從所述無電沉積模塊被移除，同時將所述轉移膜保持在所述襯底的所述表面上。所述襯底的所述表面上的所述轉移膜防止所述襯底的所述表面的干燥，使得所述移除是濕潤的。所述襯底一旦從所述無電沉積模塊被移除，其便被移動到后沉積模塊中，同時在所述襯底的所述表面上保持所述轉移膜。
在另一實施方式中，公開了用于通過包括集成無電沉積工藝的工藝處理襯底的方法。該方法包括在無電沉積模塊中處理所述襯底的表面以用沉積流體在所述襯底的導電特征上方沉積層。接著在所述無電沉積模塊中用漂洗流體漂洗所述襯底的所述表面。在所述無電沉積模塊中施加處理流體(treating fluid)。所述處理流體限定轉移膜。所述處理流體的施加是受控的以在所述轉移膜仍然被涂布在所述襯底的所述表面上的同時防止所述表面的去濕以及化學處理所述表面。將所述襯底移除出所述無電沉積模塊，同時將所述轉移膜保持在所述襯底的所述表面上。所述轉移膜防止所述襯底的所述表面的干燥使得所述襯底在濕潤的情況下被移除。所述襯底一旦從所述無電沉積模塊被移除，其便被移動到后沉積模塊中，同時在所述襯底的所述表面上保持所述轉移膜。在又一實施方式中，公開了用于通過包括集成無電沉積工藝的工藝處理襯底的系統。該系統包括無電沉積模塊，所述無電沉積模塊被配置來通過在形成于所述襯底上的導電特征上沉積沉積流體的層來處理襯底的表面以及控制防止去濕的流體的施加并在所述襯底的所述表面上施加所述流體的涂層。該系統還包括潤濕機器人，所述潤濕機器人被配置來將所述襯底移除出所述無電沉積模塊，同時將所述流體的所述涂層保持在所述襯底的所述表面上，以及將所述襯底移動到后沉積模塊中，同時在所述襯底的所述表面上保持所 述流體的所述涂層。在另一實施方式中，公開了用于通過包括集成無電沉積工藝的工藝處理襯底的系統。該系統包括無電沉積模塊，所述無電沉積模塊被配置來供應沉積流體，其中所述沉積流體被用來在形成于所述襯底的表面上的導電特征上方沉積層；在沉積所述層之后，施加漂洗流體以漂洗所述襯底的所述表面；以及將處理流體施加到所述襯底的所述表面，其中所述處理流體限定轉移膜。所述無電沉積模塊包括控制裝置以控制所述處理流體的所述施加從而防止所述表面的去濕以及化學處理所述表面，同時所述轉移膜被保持在所述襯底的所述表面上。該系統還包括潤濕機器人，所述潤濕機器人被配置來將所述襯底移除出所述無電沉積模塊，同時將所述轉移膜保持在所述襯底上，其中所述轉移膜防止所述襯底的干燥使得所述襯底濕潤地從所述無電沉積模塊被移除；以及將所述襯底移動到后沉積模塊中，同時在所述襯底上保持所述轉移膜。集成無電沉積工藝提供了沉積流體的選擇性沉積以帽蓋襯底的表面上的導電特征，同時防止形成于該襯底的該表面上的物質的氧化、其他化學反應和轉變。后沉積流體膜防止化學作用的任何污染物、殘留物損害ILD和襯底的表面上的金屬特征，導致在襯底的表面上限定的器件的高電氣器件成品率。從接下來的詳細描述中，結合附圖，以示例的方式說明本發明的原理，本發明的其他方面和優點會變得顯而易見。


通過參考接下來的描述，結合附圖，可以很容易地理解本發明。這些附圖不應當被用來將本發明限制在優選的實施方式，它們只用于解釋和理解。同樣的附圖標記代表同樣的結構元素。圖I示出了本發明的一實施方式中的無電沉積帽蓋工藝的簡圖。圖2A示出了本發明的一實施方式中的用于襯底的集成無電沉積工藝的ELD模塊的橫截面方框圖。圖2B示出了本發明的一實施方式中的用于所述沉積工藝的具有打開的蓋子的ELD模塊的示意性頂視圖。圖2C示出了本發明的一實施方式中的圖2B中所示的ELD模塊的示意性頂視圖(蓋子被移除僅出于說明目的)。圖3A示出了本發明的一實施方式中的用于在集成無電沉積工藝中處理襯底的無電沉積系統中的各種模塊和部件的簡化框圖。圖3B示出了本發明的替代實施方式中的用于在集成無電沉積工藝中處理襯底的無電沉積系統中的各種模塊和部件的簡化框圖。圖4A示出了本發明的一實施方式中的包括在集成無電沉積工藝中的各個步驟的 簡化工藝序列。圖4B示出了本發明的替代實施方式中的包括在集成無電沉積工藝中的步驟的簡化工藝序列。圖5A示出了本發明的一實施方式中的在無電沉積系統的部件中實施的各種操作。圖5B示出了本發明的替代實施方式中的在無電沉積系統的部件中實施的各種操作。圖6示出了本發明的一實施方式中的用于所述沉積工藝的操作的流程圖。圖7示出了本發明的替代實施方式中的用于所述沉積工藝的操作的流程圖。
具體實施例方式現在將描述通過包括集成無電沉積(ELD)工藝在內的工藝來高效處理襯底的若干實施方式。多種實施方式描述了 ELD工藝，其中，襯底在無電沉積模塊中經受沉積以覆蓋形成于該襯底的表面上的導電特征，然后轉移膜被施加以潤濕該襯底的表面。本申請中所使用的轉移膜是具有或沒有用以提供阻擋層以便保護下面的特征/部件不致暴露于環境空氣的表面活性劑的化學品，比如去離子水(DIW)。具有轉移膜以潤濕表面的襯底從ELD模塊或后沉積模塊轉移到該系統中的后續的后沉積模塊用于進一步的處理。應當注意的是，示例性的實施方式被描述以提供對本發明的理解。但是，對本領域技術人員來說，顯而易見的是，本發明可在沒這些具體細節中的一些或全部的情況下被實施。在其他情況下，為了不致于不必要地模糊本發明，公知的工藝操作不會被詳細描述。襯底的表面上的轉移膜作為阻擋層以減少該襯底的該表面上的物質的氧化、其他化學反應和/或轉變。本申請中所使用的轉變定義了一種物質由于化學反應而來的化學性質上的改變以致所產生的物質包括明顯不同于前述物質的化學性質。物質的化學轉變會因轉變物質在性質上的不同而導致器件故障。轉移膜還防止污染物和其他殘留物沉淀在襯底的表面上并使電介質和導電材料的特性折中。進一步地，襯底上的轉移膜防止在處理過程中以及在模塊之間轉移的過程中因襯底的表面的過早(premature)干燥而來的缺陷形成。常規ELD系統使得選擇性沉積得以在ELD模塊內的襯底的表面上執行。在成功的沉積基礎上，該襯底的該表面被漂洗以移除從沉積工藝遺留在該襯底的該表面上的并在將襯底輸送出該ELD模塊到后沉積模塊(在此附加處理被執行)之前被干燥的任何化學品和殘留物。常規ELD系統的濕-干循環引起襯底表面的過早干燥并導致水分斷絕(moisturebreaks)、氧化物移除和再氧化。再氧化引起不希望的金屬線腐蝕從而削弱器件的金屬線的互連。過早干燥在襯底表面上留下導致器件故障的缺陷和污染物，所述器件故障導致顯著的成品率損失。頻繁的水分斷絕還使得從襯底的表面釋放到環境空氣中的污染物沉淀到該襯底的該表面上，引起對器件的進一步的損害。因此，使用常規ELD沉積工藝，不能得到銅表面上的期望的帽蓋性質，由于時間相關的電介質擊穿(TDDB)和電遷移而使先進的納米器件的關鍵電學性能大打折扣。這導致電氣成品率損失和器件可靠性上的退化。為了最好地利用ELD帽蓋以及為了改善先進納米器件的可靠性，提高電氣成品率并最小化器件故障，被公開的新穎的系統、裝置和方法使用集成無電沉積模塊以執行沉積工藝從而在諸如化學-機械拋光(CMP)之類的制造操作之后帽蓋(例如用鈷、CoffP)導電特征(例如銅)，以及在該沉積工藝之后施加后沉積流體膜以覆蓋該襯底的該表面以便防止去濕(de-wet)。后沉積流體限定了該襯底的該表面上的轉移膜。襯底從ELD模塊被傳送到后沉積模塊用于進一步的處理(該襯底因轉移膜覆蓋該襯底的該表面而保持濕潤)。潤濕機器人被用于幫助將濕潤的襯底從一個模塊傳送到另一個以進一步處理該襯底。在充分處理之 后，該襯底被傳送到清潔模塊(該襯底因這種轉移膜覆蓋襯底的表面而保持濕潤)，在那該襯底被漂洗并干燥。被漂洗和干燥后的襯底利用干燥機器人被輸送出ELD系統。通過移除污染物并且不讓其他污染物凝聚在該襯底的被處理表面上，金屬層之間的ILD的絕緣性能被維持且由帽蓋層(比如CoWP帽蓋層)所提供的電氣增強得以實現，從而導致時間相關的電介質擊穿(TDDB)的優化。所產生的襯底大體上是清潔的，沒有因物質的氧化、其他化學反應或轉變而引起的缺陷且因最低限度的濕-干循環而具有可觀的電氣成品率。為了更好地理解ELD系統的各種優點，現在將參考附圖描述多種實施方式。圖I示出了常規制造工藝中所使用的示例性無電沉積(ELD)帽蓋工藝以便理解與常規工藝有關的問題。ELD帽蓋工藝通常在襯底經受銅沉積之后被執行以在襯底的表面上形成互相連接的層。銅沉積在行業內是公知的且通常由電鍍裝置完成。因此在本申請中不再深入討論。在銅的沉積之后，諸如化學機械拋光(CMP)之類的制造操作被執行以將所沉積的銅平面化并移除沉積在該襯底的該表面上的(包括沉積在電介質表面上的)過多的銅和阻擋物質。銅的平面化可利用行業內當前可獲得的任何常規CMP方法來執行，所以此處不再深入討論。在成功平面化之后，該襯底的該表面被清潔以消除因平面化操作以及后續的氧化而遺留的殘留物和污染物(例如，電介質上的銅基粒子)。在平面化工藝之后，襯底通過無電沉積(ELD)工藝處理，其中暴露的導電特征比如銅互連被帽蓋。典型的帽蓋工藝使用具有鈷基合金的化學品。鈷帽蓋在器件的使用期限的過程中減少銅的電遷移，其否則會集中在特定區域中并在其他區域中形成空隙或開口(導致器件失效，亦稱為EM)。進一步地，鈷蓋帽可幫助防止銅擴散到圍繞銅在襯底的表面上沉積的區域的介電材料中。由于介電材料的有孔性，遺留在該表面上或在該介電材料的孔中的銅和鈷的派生物的沉淀會損害低k介電材料的特征而導致器件故障。只要現有ILD的電氣完整性可被維持，CoWP帽蓋的益處就可被實現。再參考圖1，該圖示出了緊跟CMP工藝的示例性ELD帽蓋工藝。利用常規化學-機械拋光(CMP)方法，沉積在該表面上以形成到底層器件的互連的銅被平面化，且該襯底表面被漂洗以移除來自該平面化操作的任何殘留物，如步驟A中所示。在平面化和漂洗操作之后，利用帽蓋化學品執行使用無電沉積的帽蓋工藝以在該襯底的該表面上帽蓋導電特征，如步驟B中所示。在一實施方式中，帽蓋化學品是富鈷化學合金使得可在導電特征上提供鈷合金帽蓋(CoWP)。帽蓋操作之后是后沉積漂洗以從襯底表面移除殘留物，帽蓋操作包括使得污染物不附著到ILD的鈍化(處理化學品或漂洗)流體層的涂敷，如步驟Dl中所示。處理化學品流體層還防止鈷進一步在不期望的襯底區域上沉積。通常通過達到次微米級的器件尺寸，提供到底層器件的互連的諸如銅金屬線之類的導體特征的寬度在次100納米范圍內，同時一些具有低于50納米的寬度。在這樣的情況下，帽蓋通常小于大約10納米。但是，如圖I的步驟B中所示的應用富鈷化學品的典型帽蓋工藝導致污染夾層電介質材料(ILD)。在帽蓋操作之 后沒有有效的后沉積漂洗的情況下，通過擴散，在有孔的電介質表面上或內部會出現鈷腐蝕產物的遷移，比如金屬原子、有機和無機物質的遷移，如圖I的步驟C中所示。之前公知的干-濕循環只會增強這樣的擴散并留下表面染污以固定到該表面上并遷移到介電材料中。污染物在ILD上的沉淀導致導電特征之間的泄漏或短路，從而導致顯著的成品率損失。所以，公開了在ELD工藝之后提供無污染物和無殘留物電介質表面的增強ELD工藝。下文中所描述的各種實施方式提供了利用集成潤濕工藝保持介電材料的特性的有效方式。此處所述的集成潤濕工藝通過保持襯底的表面濕潤以及通過在ELD帽蓋工藝之后鈍化鈷沉積來防止和減少這樣的因沉淀和遷移而來的污染。該表面通過在襯底的有孔的電介質表面上維持轉移膜薄層而保持濕潤。轉移膜部分地通過在ELD模塊中在沉積工藝中所使用的沉積流體進行限定。例如，在沉積流體的構成基礎上，限定轉移膜的后沉積液體的構成和應用參數(比如濃度、流率，等等)可被確定以便完成鈷沉積的鈍化。介電材料上圍繞導電特征的轉移膜的薄層通過提供有效的阻擋以便防止含金屬物質在襯底的表面上的固定而主要防止來自帽蓋工藝的污染物(比如含金屬物種、無機和有機物質)陷入介電材料的孔中。這樣，在ELD帽蓋工藝之后，通過使該襯底經受使用限定轉移膜的抑制劑化學品的漂洗循環(如圖I的步驟Dl中所示)，或者經受酸和限定不同類型的轉移膜的抑制劑化學品的漂洗循環(如圖I的步驟D2中所示)，該襯底的該表面被保持濕潤。使用酸來處理襯底的表面的實施方式是示例性的，且不應被視為限制性的。只要應用的功能得以維持，具有強堿性或中性性質的化學品還可與抑制劑一起使用來處理襯底的表面。步驟Dl和D2中所描述的集成潤濕工藝提供了多種益處，包括但不限于減少處理時間(導致提高吞吐量)、簡化化學品引入(導致減少生產成本)；因防止之前導致污染物在襯底的表面上凝聚的干-濕循環而提高的成品率；通過減少腐蝕而增強的ELD工藝；以及物質的通常因導電特征暴露于氧和環境空氣而引起的其他化學反應和/或轉變的抑制。圖2A、2B和2C示出了在本發明的一實施方式中在通過集成無電沉積工藝處理襯底時所使用的示例性的無電沉積(ELD)模塊。圖2A、2B和2C中所示的ELD模塊類似于常規無電沉積工藝中所使用的ELD模塊，常規無電沉積工藝中所使用的ELD模塊比如2005年 7 月 5 日授權公布的名稱為 “APPARATUS AND METHOD FOR ELECTROLESS DEPOSITION OFMATERIALS ON SEMICONDUCTOR SUBSTRATES” 的美國專利 6，913，651 中所描述的，此處將其并入作為參考。例如，圖2A示出了本發明的一實施方式中的示例性ELD模塊的簡化框圖；圖2B示出了蓋子部分地打開的示意性頂視圖；圖2C示出了標識ELD模塊的各個部件的出于說明目的而移除蓋子的示意性頂視圖。
ELD模塊200被用來制備襯底的用于沉積的上表面，并被配置來預清潔、執行ELD工藝以帽蓋形成于襯底的表面上的導電特征、漂洗該襯底的該表面并涂布后沉積流體膜以便防止該襯底的該表面的去濕。出于該目的，ELD模塊200包括一種機械裝置以接收、持有并沿著旋轉軸旋轉襯底。無電沉積模塊被配置來隔絕襯底和環境空氣并將氧水平調節到期望濃度內。在一實施方式中，待接收襯底的該機械裝置是卡盤130，卡盤130被用于ELD模塊中以接收、持有并沿著旋轉軸旋轉襯底。該卡盤裝置在2005年8月30日授權公布的名稱為 “UNIVERSAL SUBSTARTE HOLDER FOR TREATING OBJECTS IN FLUIDS” 的美國專利6，935，638中進行描述，此處將其并入作為參考。該實施方式并不限于卡盤裝置用來接收、持有和旋轉襯底，還可包括其他形式的襯底接收裝置，只要該裝置能夠在ELD模塊內接收、持有和沿著旋轉軸旋轉襯底。卡盤130包括分別伸縮以接收和釋放襯底的多個卡盤銷132。卡盤銷132是接收、持有和釋放襯底的示例性形式。實施方式并不限于卡盤銷132，還可使用其他類型的機械裝置以接收、持有和釋放襯底。如圖2A中所示，卡盤130由馬達裝置140驅動以使卡盤130能夠沿著旋轉軸旋轉以便在無電沉積工藝中將襯底的表面均勻地暴露于施加到襯底的沉積流體。ELD模塊包括臂(比如第一臂110)以供應漂洗化學品從而在沉積工藝之前預清潔 襯底。在一實施方式中，第一臂110被配置為沿著從ELD模塊的外圍到中心的徑向路徑移動的可移動臂以便在嚙合(engage)時將漂洗化學品施加到襯底的表面，如圖2A和2C中的箭頭112所示。該襯底沿著旋轉軸被旋轉以便將襯底的表面的不同區域充分地暴露于通過第一臂110施加的漂洗劑和其他化學品，如圖2C中的箭頭114所示。ELD模塊包括蓋子120以在沉積工藝中緊密密封ELD模塊，如圖2A和2B中所示。蓋子120被配置來沿著ELD模塊中提供的鉸鏈放射狀地擺動以便在蓋子嚙合時緊密密封ELD模塊，如圖2A中的箭頭116所示。替代地，該蓋子可被配置為沿著軸豎直移動而不是放射狀地移動，如圖2A中的箭頭118所示，以致當蓋子向下移動時，ELD模塊被緊密密封。在另一替代裝置中，蓋子120可被配置為既沿著軸豎直移動又以圍繞鉸鏈的弧形擺動式運動移動以便在蓋子120嚙合時密封ELD模塊且在蓋子120不嚙合時暴露ELD模塊。因此，蓋子120可按不同方式被配置以在哨合時密封ELD模塊。設置在ELD模塊中的第二臂(未圖示)被用來供應沉積流體給襯底的表面。在一實施方式中，第二臂被設置在ELD模塊的蓋子120的下側上使得當蓋子120嚙合時，第二臂被配置來將沉積流體供應給ELD模塊中的襯底的表面，且當蓋子不嚙合時，沉積流體的供應停止。在一實施方式中，第二臂是靜止的。在一實施方式中，沉積流體在ELD模塊外部在獨立的微波/RF單元中被加熱并以規定的溫度被放到ELD模塊中。在另一實施方式中，ELD模塊裝備有加熱元件以加熱傳送給ELD模塊的一或更多化學品。在該實施方式中，ELD模塊中的諸如卡盤之類的襯底支撐裝置可裝備有加熱元件和熱電偶或其他加熱裝置以將沉積流體和/或襯底加熱到沉積溫度。在具有加熱元件的實施方式中，加熱元件會加熱卡盤，這反過來加熱卡盤上接收到的襯底和沉積流體。當被加熱的沉積流體在沉積溫度或達到沉積溫度時，沉積反應被觸發，導致襯底上的導電特征上方的沉積流體層的沉積。在沉積工藝完成之后，通過在ELD模塊中施加漂洗流體，襯底被漂洗。漂洗流體的施加被控制為充分地漂洗襯底以從襯底的表面的不打算接收沉積流體的區域移除遺留的沉積流體、保護適當鈍化的金屬表面、以及防止襯底的去濕。漂洗流體作為襯底的表面的上方的轉移膜，保持該襯底的該表面濕潤。應當注意的是，在襯底被移出無電沉積時，轉移膜薄層仍然在襯底的表面上。在無電沉積工藝之后的后沉積漂洗流體的受控施加使得能夠用襯底的表面上的后沉積漂洗流體的薄層取代沉積流體層。在一實施方式中，第一臂可被嚙合以施加后沉積漂洗流體從而在襯底的表面的上方限定轉移膜涂層。轉移膜的薄層防止襯底的表面暴露于環境空氣。如前所述，暴露于環境空氣可導致殘留物沉淀在襯底表面上。轉移膜防止金屬合金在有孔的ILD上或內部沉淀和凝聚，從而保持金屬線之間以及層中的ILD的絕緣性能，導致TDDB的優化。再參考圖2A，除了所述臂和襯底接收裝置外，ELD模塊可包括一或多個出口閥150以移除來自ELD模塊的任何多出來的漂洗和沉積流體。襯底從ELD模塊被移除，帶著保持在襯底的表面上的轉移膜層。轉移膜使襯底表面在襯底被移動到后沉積模塊用以進一步的處理時保持濕潤。將濕潤的襯底傳送到后沉積模塊在ELD系統的受控環境中被執行。
現在參考圖3A和3B對無電沉積系統進行描述。圖3A和3B示出了標識一些部件的ELD系統的替代實施方式的簡化框圖。參考圖3A，ELD系統包括襯底接收裝置、襯底傳送裝置和一或多個模塊以在ELD工藝中處理襯底的表面。干燥的襯底通過加載端口被接收到ELD系統中。加載端口包括多個襯底接收單元。襯底接收單元是常規的襯底接收裝置，比如前開式統集盒(FOUP)310。ELD系統內的環境在沉積工藝中是受控的以避免使襯底暴露于可毀壞或損害形成于襯底上的特征的額外污染物/殘留物。F0UP310接收并傳送襯底到ELD系統內的轉移架330且襯底從轉移架330移動到ELD系統內的ELD模塊。F0UP310在本領域中是公知用來將襯底傳送到受控環境中的，此處不再廣泛討論。另外，F0UP310是將襯底接收到ELD系統中的一種形式，而其他形式或裝置亦可被用于將襯底傳送到ELD模塊中。ELD系統內的接收模塊，比如大氣轉移機器(ATM)模塊320，被保持在ELD系統中的受控環境中。襯底傳送裝置，比如ELD系統內的干燥機器人315,被用來轉移襯底。干燥機器人315在ATM模塊320被提供且在一實施方式中被用來從F0UP310取回襯底并將該襯底放到轉移架330上，如圖3A中的路徑“A”所示。轉移架330在ELD系統內是可選部件用于持有從ATM模塊320接收到的被傳送到ELD系統內的ELD模塊之前的襯底。替代地，襯底可從ATM模塊320取回并被直接傳送至IJ ELD系統中的ELD模塊。ELD模塊350被用于沉積工藝中。除了 ELD模塊350，ELD系統還包括多個模塊以執行襯底的后沉積工藝。除干燥機器人之外，ELD系統還包括潤濕機器人340以將濕潤的襯底從ELD系統內的一個模塊轉移到另一個模塊。首先，潤濕機器人340將襯底從轉移架330或直接從ATM模塊320取回并將該襯底傳送到ELD模塊350，如圖3A中的路徑“B”所示。ELD模塊350被配置來a)在制造操作(比如平面化操作)之后預漂洗襯底的表面以移除自該制造操作而遺留的殘留物；b)在襯底上執行沉積工藝以在襯底的表面上的導電特征上方沉積帽蓋金屬層；c)用后沉積漂洗流體的受控施加漂洗該襯底的該表面以便移除被沉積工藝遺留的殘留物并用基于漂洗流體的組成的轉移膜涂布該襯底的該表面從而防止去濕；以及d)使濕潤的具有轉移膜的襯底從ELD模塊350移除。潤濕機器人340幫助在保持襯底的頂部濕潤的同時將潤濕的襯底從ELD模塊350轉移到ELD系統中的后續的后沉積模塊。由于襯底通常在化學機械拋光(CMP)操作之后在ELD模塊350被接收，襯底表面被清潔以在開始沉積之前移除來自CMP操作的任何殘留物。因此，預沉積漂洗流體在ELD模塊350被提供以清潔該襯底。在沉積工藝之前在清潔操作中所使用的典型的預沉積漂洗流體已在下面的共同待審的美國專利申請中進行了描述于2007年6月8日提交的名稱為 “SEMICONDUCTOR SYSTEM WITH SURFACE MODIFICATION” 的美國專利申請 11/760，722、于 2008 年 9 月 I 日提交的名稱為 “CLEANING SOLUTION FORMULATIONS FOR SUBSTRATES”的美國專利申請12/205，894、于2008年12月13日提交的名稱為“POST-DEPOSITIONCLEANING METHODS AND FORMULATIONS FOR SUBSTRATES WITH CAP LAYERS”的12/334，462、于 2008 年 12 月 13 日提交的名稱為“ACTIVATION SOLUTION FOR ELECTROLESS PLATING ONDIELECTRIC LAYERS”的12/334，460，在此通過參考將它們并入。在清潔襯底的表面以移除來自CMP操作的殘留物之后，后沉積漂洗流體通過圖2A中所示的出口閥150從ELD模塊350移除。在清潔操作以移除來自CMP操作的殘留物之后，該襯底的該表面在ELD模塊350內經受沉積工藝。在沉積工藝中，沉積流體層被沉積到形成于該襯底的該表面上的導電特征上方。沉積流體的調配(f O r mu I a t i O n )使得其在選擇性沉積過程中在導電特征的上方 創建帽蓋且在可能的程度上作為防止在形成導電特征過程中所使用的銅和其他金屬遷移到周圍的介電層的阻擋層。在一實施方式中，沉積流體是富鈷的以能夠在襯底的表面上的導電特征上方形成鈷帽蓋。沉積流體被小心選擇以便抑制氧化反應。為了該目的，沉積流體包括抑制劑和含有活性的(active)控制鈷離子的豐富來源的化學制品。所用的示例性沉積流體和應用參數在2005年6月28日授權公布的名稱為“Solution compositionand method for electroless deposition of coatings free of alkali metals，，的美國專利6，911，067和2005年6月7日授權公布的名稱為“Activation-free electrolesssolution for deposition of cobalt and method for deposition of cobalt capping/passivation layer on copper”的美國專利6，902，605中進行了描述，而其利用方法則在 2004 年 9 月 21 日授權公布的名稱為 “Method for electroless deposition ofphosphorus-containing metal films onto copper with palladium-free activation，，的美國專利6，794，288中以及在共同待審的于2005年8月9日提交的名稱為“Methods forforming a barrier layer with periodic concentrations of elements and structuresresulting therefrom”的美國專利申請11/199，620和于2007年6月8日提交的名稱為“Semiconductor System with Surface Modification” 的 11/760，722 中進行了描述，所有這些在此都通過參考而全文并入。如前所述，在本發明的一實施方式中，沉積流體通過作為分發設備的第二臂被施加到襯底的表面。如前所述，第二臂可以是噴霧器、噴嘴或任何其他合適的裝置，只要其能以受控方式將沉積流體施加在形成于襯底的表面上的導電特征上方。在替代的實施方式中，所有流體可從單一臂或分發設備被分配到襯底，只要所述流體以受控方式被分發到襯底的表面上方。在一實施方式中，沉積流體在被引入ELD模塊350之前被加熱到反應溫度，在ELD模塊350中，在襯底上發生沉積反應。沉積流體的反應溫度基于沉積流體和所使用的施加條件而變化。在一實施方式中，沉積溫度是大約70°C到大約90°C或者如美國專利6，913，651中所描述的，通常在低于沉積流體溶液的沸點大約0%到大約25%的范圍內。在一實施方式中，沉積流體在通常無反應溫度被供應到ELD模塊。在ELD模塊中，接著利用加熱單元將沉積流體加熱到反應溫度。隨著沉積流體溫度升高并接近反應溫度，ELD模塊內的濕度增加。在一實施方式中，ELD模塊內的濕度達到大約80%。在另一實施方式中，ELD模塊內的濕度在大約95%。當ELD模塊內的溫度達到反應溫度或者當沉積流體被引入到預熱到反應溫度的ELD模塊中時，沉積反應被觸發。沉積反應將沉積流體層沉積在襯底的表面上的導電特征上。在沉積工藝之后，使用諸如后沉積漂洗流體之類的漂洗流體漂洗該襯底的該表面。后沉積漂洗流體相對于沉積流體進行限定且以受控方式施加到襯底的表面上。后沉積漂洗流體漂洗該表面并通過在該襯底的該表面上限定和保持轉移膜而防止該襯底的該表面的去濕。后沉積漂洗流體的受控施加使得轉移膜能夠從該襯底的該表面取代沉積流體層。在后沉積 漂洗流體的施加之后，該襯底在保持轉移膜于該襯底的該表面上的同時從ELD模塊350被潤濕機器人340移除。潤濕機器人340將濕潤的具有轉移膜的襯底移動到ELD系統內的后沉積模塊。這樣，由于襯底在集成ELD工藝中保持一直濕潤，所以ELD模塊中存在的任何殘留物(包括沉積流體或沉淀在該襯底上的任何其他化學品/殘留物的液滴)在集成沉積工藝中不會損害襯底或襯底上的物質。為了高效地潤濕襯底的表面以及為了防止該襯底的該表面的去濕，一或多種表面活性劑可被添加到后沉積漂洗流體中。表面活性劑通過減少漂洗流體的表面張力幫助均勻地潤濕該襯底的該表面。已經顯示出有效效果的一或多種表面活性劑的濃度范圍在大約50份每百萬份(ppm)到大約2000ppm之間。此處所使用的所述表面活性劑中的一些在美國專利申請12/334，462和12/334，460中進行了描述，在此通過參考將其全文并入。一些示例表面活性劑可包括來自杜邦公司的Linear AlkylBenzene Sulphonate (線性燒基苯磺酸鹽)、TRIT0N QS-44、Perfluoro Anionic (全氟陰離子)和諸如Zonyl 的非離子型表面活性劑以及Mason的Masurf 。除了一或多種表面活性劑之外，一或多種螯合劑可被添加到后沉積漂洗流體中以便結合含金屬殘留物以形成復合物。選擇螯合劑使得與含金屬殘留物形成的復合物可溶解在后沉積漂洗流體的水溶液部分/成分中。螯合劑中的一些包括四甲基氫氧化銨(TMAH)或含有諸如羥乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)和/或乳酸的金屬螯合劑的甲胺(MA)。在一實施方式中，后沉積漂洗流體中的螯合劑的濃度范圍可在大約IOOppm到大約5000ppm之間。為了使螯合劑和表面活性劑的功能最大化，后沉積漂洗流體的pH值可進行調節。已展現出可喜效果的pH值范圍在大約2. OpH (酸性)到大約12 (堿性)之間。在一實施方式中，后沉積漂洗流體的PH值可利用pH調節劑進行調節。pH調節劑可以是添加到后沉積漂洗流體中的任何一種表面活性劑或螯合劑或者可以是添加到后沉積漂洗流體中的不同(distinct) pH 調節劑。除了表面活性劑、螯合劑和pH調節劑，還可對后沉積漂洗流體添加一或多種耗氧劑/氧還原劑以執行襯底的后沉積清潔。氧還原劑直接與轉移膜中的溶解的氧分子反應以降低其中所含的氧濃度。在襯底上的轉移膜中的在降低氧濃度上已展現出可喜效果的示例性的氧還原劑是對二甲氨基苯甲醛(DMAB)。在一實施方式中，除了 DMAB，第二或附加氧還原劑可被包括在后沉積漂洗流體中以幫助降低氧濃度以及還原(recover)第一氧還原劑。在幫助還原第一氧還原劑的同時在降低氧濃度上已展現出可喜效果的示例性的第二還原劑是L-抗壞血酸。已展現出可喜效果的氧還原劑的濃度在大約IOOppm到大約5000ppm的范圍內。除了表面活性劑、螯合劑、氧還原劑和pH調節劑，還可對后沉積漂洗流體添加一或多種蝕刻抑制劑以保護沉積在襯底的表面上的導電特征上方的層。在一實施方式中，用于CoWP的示例性的蝕刻抑制劑是苯并三唑。已展現出可喜效果的這樣的蝕刻抑制劑的濃度在從大約20ppm到大約2000ppm的范圍內。還可對后沉積漂洗流體添加增稠劑以增加后沉積漂洗流體的稠度以使施加到襯底的表面的后沉積漂洗流體的膜可被保持超過延長的時間期限。選用增稠劑使得其不會逆向反應，否則在被施加和保持延長的時間期限時會影響該襯底的該表面。增稠劑還降低后沉積漂洗流體中的溶劑的蒸發率。已展現出可喜效果的示例性的增稠劑是聚乙醇。已展現出可喜效果的增稠劑的濃度范圍從大約50ppm到大約5000ppm。除了 ELD模塊350，圖3A中所示的ELD系統還包括多個后沉積模塊，比如化學模塊370、刷洗(brush scrub)模塊360和清潔模塊380。襯底(其具有潤濕襯底的表面的轉移膜的層)從ELD模塊350中被移除并被引入化學模塊370中，如圖3A中的路徑“C”所示。該襯底被接收到后沉積模塊中的化學模塊370中，因轉移膜覆蓋表面而濕潤，并且含酸流體被施加到該襯底的該表面上方。化學模塊370被配置來施加含酸流體以從襯底表面的不打 算接收沉積流體和后沉積漂洗流體的區域中移除沉積流體和后沉積漂洗流體的痕跡。除了被配置來施加含酸流體外，化學模塊370還可被配置來對該襯底的該表面施加堿性流體或中性流體。流體的類型(酸性、堿性、或中性)可受施加到該襯底的該表面的沉積流體和后沉積漂洗流體的類型主導。在使用含酸流體的實施方式中，用由含酸流體限定的漂洗流體漂洗所施加的含酸流體。施加在化學模塊370中的漂洗流體限定轉移膜從而防止該襯底的該表面的去濕。在一實施方式中，漂洗流體化學處理該襯底的該表面，同時在該襯底的該表面上保持轉移膜的層。化學模塊370可執行額外處理，如果必要，在處理之間同時在該襯底的該表面上保持轉移膜的層。在一實施方式中，含酸流體根據無電沉積模塊中所使用的沉積和后沉積漂洗流體進行限定。在一實施方式中，在襯底的表面上具有轉移膜的襯底被移出化學模塊370到另一后沉積模塊(比如刷洗模塊360)中用于進一步處理，如圖3A中的路徑“D”所示。在另一實施方式中，襯底(其因有漂洗流體而濕潤)可從化學模塊被移動到第二化學模塊(化學漂洗模塊)中以便用鈍化流體處理襯底的表面。第二化學模塊的運作類似于將含酸流體施加到該襯底的該表面的化學模塊370的運作。鈍化流體被引入以鈍化形成于該襯底的該表面上的金屬線和焊盤。鈍化流體基于襯底層和形成于該表面上的金屬焊盤/線被選用且被用來使金屬腐蝕減到最少。在該實施方式中，該襯底從化學模塊被接收到化學漂洗模塊中(第二化學模塊)，過程中該襯底因轉移膜而濕潤，且鈍化流體被施加到該襯底的該表面。鈍化流體取代轉移膜并鈍化襯底層和金屬焊盤。在用鈍化流體處理該襯底之后，由鈍化流體限定的轉移膜被施加到襯底以漂洗漂洗鈍化流體以及潤濕襯底的表面。濕潤的襯底被移出化學漂洗模塊，同時在襯底的表面上保持轉移膜。潤濕機器人340幫助將因轉移膜而濕潤的襯底轉移到ELD系統內的后續的后沉積模塊，比如刷洗模塊360，如圖3A的路徑D所示，其中該襯底經受使用擦洗化學品和設置在刷洗模塊360中的一或多個刷子單元的機械清潔。在一實施方式中，刷洗模塊360在結構上類似于化學模塊370，除了用于機械清潔襯底的一或多個刷子單元在刷洗模塊360中的存在之外。刷洗模塊360被配置為供應擦洗化學品以及使用一或多個刷子單元和所供應的擦洗化學品擦洗襯底的表面。刷洗模塊360進一步被配置為將由擦洗化學品限定的轉移膜施加到該襯底的該表面。該轉移膜保持該襯底的該表面濕潤，同時潤濕機器人340從刷洗模塊360移除該襯底并將該襯底插入另一后沉積模塊中，比如清潔模塊380，如圖3A中的路徑“E”所示。清潔模塊380被配置來漂洗并干燥該襯底。在一實施方式中，清潔模塊380包括被配置來供應漂洗流體、利用該漂洗流體漂洗襯底表面并干燥該襯底的一或多個鄰近頭。在一實施方式中，干燥的襯底從清潔模塊380被移除并被潤濕機器人340轉移到可選的轉移架330，如圖3A中的路徑“F”所示。干燥的襯底被干燥機器人315移出ELD系統，穿過ATM模塊320并被放在F0UP310上。替代地，干燥的襯底從清潔模塊380被移除且被直接轉移到ATM模塊320并被干燥機器人315移出ELD系統到F0UP310上。圖3B示出了 ELD系統的替代實施方式，通過該EL D系統，襯底經受集成無電沉積工藝。在該實施方式中，襯底從F0UP310利用干燥機器人315穿過ATM模塊320并利用潤濕機器人340穿過可選的轉移架330被移動到ELD模塊350。ELD模塊350被配置為施加預沉積漂洗流體以清潔因諸如CMP工藝之類的在前制造操作而遺留在該襯底的該表面上的殘留物、施加沉積流體的層在襯底的導電特征的上方、施加后沉積漂洗流體以漂洗該襯底的該表面從而移除被沉積流體遺留的殘留物。在漂洗該襯底的該表面之后，ELD模塊被配置為以受控方式將后沉積處理流體施加到該襯底的該表面。后沉積處理流體在該襯底的該表面上限定轉移膜以便防止該表面的去濕以及在該轉移膜涂層被保持在該襯底的該表面上的同時化學處理該表面。在一實施方式中，使用PICO化學品，其包括表面活性劑、抑制劑和酸性化合物以便恰當地漂洗該襯底的該表面。潤濕機器人340從ELD模塊350移除因轉移膜而濕潤的襯底并將該襯底插入刷洗模塊360中，同時繼續在襯底的表面上保持轉移膜。圖3A和3B中所示的實施方式之間的差別只在于少了明顯的化學模塊370(distinct chemical module)。相反地,在圖3B中所示的實施方式中，ELD模塊350本身被配置為用后沉積漂洗流體和化學處理襯底的表面的后沉積處理流體處理襯底的表面，且該襯底從ELD模塊350被轉移(因有后沉積處理流體膜而濕潤)到刷洗模塊360。其余的模塊、部件和后續路徑保持與圖3A中所示的實施方式相同。在一實施方式中，處理流體是與圖3A中所示的化學模塊中所使用的含酸流體相同的化學品。在另一實施方式中，處理流體不同于圖3A的化學模塊中所使用的含酸流體。圖4A和4B示出了在圖3A和3B中所示的實施方式中所限定的沉積模塊和后沉積模塊中執行的工藝序列的簡要概況。圖4A簡單列出了在圖3A中所示的ELD系統的模塊中的每一個中所執行的工藝序列。據此，無電沉積模塊執行預漂洗工藝以移除因諸如CMP工藝之類的在前制造工藝而遺留的殘留物，接著是帽蓋工藝以帽蓋形成于襯底的表面上的導電特征。在帽蓋工藝之后，無電沉積(ELD)模塊用后沉積漂洗流體漂洗該襯底以移除因沉積流體遺留的殘留物并于該襯底從ELD模塊被移除(濕潤的)并被插入后沉積模塊中的一或多個中之前在該襯底的該表面上涂布由后沉積漂洗流體限定的轉移膜。圖4A中所示的后沉積模塊包括化學模塊以利用含酸流體處理襯底、刷洗模塊以利用擦洗化學品用物理方式擦洗該襯底的該表面、以及清潔模塊以漂洗和干燥該襯底。在后沉積模塊中執行的工藝操作類似于參考圖3A所討論的那些。圖4B簡單列出了在圖3B中所示的ELD系統的模塊中的每一個中所執行的工藝序列。據此，沉積模塊執行預漂洗工藝以移除因CMP工藝而遺留的殘留物，接著是帽蓋工藝以帽蓋形成于襯底的表面上的導電特征。在帽蓋工藝之后，沉積模塊用后沉積漂洗化學品漂洗該襯底以移除因沉積流體遺留的殘留物并施加處理流體以限定涂布在襯底的表面上的轉移膜。處理流體防止不期望的金屬表面氧化和去濕，同時化學處理襯底的表面。在處理流體的施加之后，該襯底在用轉移膜保持濕潤的同時從ELD模塊被移除并被插入后沉積模塊中。圖4B中所示的后沉積模塊包括擦洗模塊以物理擦洗襯底的表面以及清潔模塊以漂洗和干燥該襯底。應當注意的是，上述實施方式只反映ELD系統的各種部件和模塊的兩種不同構造。對本領域技術人員來說，應當清楚的是在構 造上可以有變化方式，包括使用多于一個的ELD模塊、化學模塊、擦洗模塊和/或清潔模塊，只要保持了各個模塊中的每一個的功能。進一步地，用于在ELD系統內處理襯底的表面的不同模塊可以有變化方式。例如，在圖3A和3B中所示的ELD系統的替代實施方式中，ELD系統可包括ELD模塊、化學模塊和清潔模塊。在另一實施方式中，ELD系統可包括ELD模塊、化學模塊、刷洗模塊、第二化學模塊、以及最終的清潔模塊。在又一實施方式中，ELD系統可包括ELD模塊、刷洗模塊、化學模塊、第二刷洗模塊以及清潔模塊。可以想見，ELD系統內的模塊的任何數量和變化可被用于集成無電沉積工藝，而且所示實施方式須被理解為示例性的且無論如何不是限制性的。為了提高ELD系統的吞吐量,可使用一或多個模塊堆棧(stack)。圖5A和5B分別示出了具有用于實現參考圖3A和3B進行描述的集成無電沉積工藝的沉積和后沉積模塊的集成堆棧的ELD系統的不意性布局。現在參考圖5A和5B，ELD模塊350是垂直排布和/或水平排布的ELD模塊350的集成堆棧。在一實施方式中，該集成ELD模塊堆棧包括彼此上下堆疊的兩個ELD模塊350使得每個模塊可獨立地接收和處理襯底。在另一實施方式中，其中每個ELD模塊堆棧具有彼此上下堆疊的至少兩個ELD模塊的多個獨立的ELD模塊堆棧被并排設置。在圖5A和5B中所示的實施方式中，使用集成ELD模塊堆棧的系統吞吐量是大約50-60個襯底(晶片)每小時(WPH)。每個ELD模塊350的部件和功能分別類似于參考圖2A-2C和3A-3B所描述的那個。繼續參考圖5A和5B，該實施方式示出了 ELD模塊350中所執行的各種操作。如圖5A中所示，ELD模塊堆棧內的每個ELD模塊350處所接收的襯底在沉積工藝之前經過一輪預清潔(步驟I)。在替代的實施方式中，襯底在沉積工藝之前經過兩輪預清潔(步驟I和2)以移除來自諸如銅沉積和CMP處理之類的在前制造操作的殘留物和污染物。在一實施方式中，單種后沉積漂洗流體被用于所述兩輪清潔中。在另一實施方式中，每輪清潔使用不同的后沉積漂洗流體。在一實施方式中，襯底的表面在沉積工藝之后施加后沉積漂洗流體之前利用去離子水(DIW)進行處理。雖然實施方式參考在ELD模塊內執行單次漂洗或兩次漂洗來描述，但是這些實施方式應當被認為是示例性的且不應當被認為是限制性的。因此，多次漂洗(多于兩次)可在襯底的表面上施加轉移膜之前在ELD模塊中被執行。在一實施方式中，漂洗的機制包括動量轉移和稀釋。由于鈷離子通常具有負電勢，所以它們會自動溶入后沉積漂洗流體的水溶液中。因此，應當注意后沉積漂洗流體的施加和維持。結果，后沉積漂洗流體的選擇和控制性施加確保了在利用漂洗流體的轉移膜保持襯底濕潤的同時沒有不良影響發生在襯底的表面上。
在襯底的預沉積清潔過程中使用的示例性的漂洗流體中的一些包括具有一或多種表面活性劑的檸檬酸、具有一或多種表面活性劑的草酸、來自ATMI的CP-72tm、ESC-784 、ESC-90 ,等等。表面活性劑的濃度范圍在大約0. 1%到大約5%之間，優選濃度為大約1%，且流率在大約百萬分之(ppm) 100到大約2000ppm之間，優選流率為大約500ppm。在預沉積清潔之后，襯底經受沉積工藝(步驟3)以通過施加沉積流體帽蓋形成于襯底的表面上的導電特征。在沉積工藝中，通過預加熱并供 應加熱過的沉積流體到ELD模塊中或將ELD模塊中的沉積流體加熱到沉積溫度從而觸發沉積反應在每個ELD模塊中提供濕潤環境。在沉積工藝之后，襯底在ELD堆棧內的相應的ELD模塊350中被漂洗(步驟4)，其中用在襯底的表面上限定轉移膜的后沉積漂洗流體替代沉積流體。除了 ELD模塊堆棧，圖5A和5B中所示的ELD系統還包括一或多個后沉積模塊堆棧。據此，在圖5A中所示的一實施方式中，ELD系統包括一或多個化學模塊堆棧、一或多個刷洗模塊堆棧和一或多個清潔模塊堆棧。另外，后沉積模塊可以集成。在一實施方式中，化學模塊可與刷洗模塊集成以提供集成化學清潔/刷洗模塊。在另一實施方式中，化學模塊與清潔模塊集成以便襯底可用酸進行清潔然后被漂洗和干燥。在又一實施方式中，化學模塊與ELD模塊集成以便在沉積之后襯底可用酸進行清潔。由此可見，可利用不同的配置方案對各種模塊進行配置以使襯底能夠被充分地處理、在沉積工藝之后被清潔并最終被干燥。在圖5A中所示的實施方式中，在ELD模塊堆棧中的沉積工藝之后，襯底經受使用化學模塊370的清潔(步驟5)。化學模塊370提供的功能類似于行業中所使用的常規化學模塊提供的功能并因此不再擴展討論。如前所述，化學模塊370可以是化學模塊彼此上下堆疊的集成化學模塊堆棧。該堆棧被用來提高ELD系統中的襯底吞吐量。在酸處理之后，襯底經受漂洗循環。在酸處理中所使用的漂洗流體限定轉移膜以充分潤濕襯底的表面。本申請中所使用的充分潤濕是指施加覆蓋襯底的表面的流體膜(例如，轉移膜)。雖然可以想見該涂層被限定于襯底的整個表面上，但是完成的涂層可包括襯底的部分表面沒被完全覆蓋的情況。例如，可能的情況是不重要的區域可以不被覆蓋，比如邊緣除外范圍(edgeexclusion)、因某種特征幾何圖形的襯底表面的很小一部分、由氣泡覆蓋的部分，等等。如圖5A的步驟6中所示，濕潤的襯底通過濕潤機器人340從化學模塊堆棧被轉移到刷洗模塊360，在此，晶片經受使用擦洗化學品和設置在刷洗模塊360內的刷子單元的機械清潔。在一實施方式中，刷洗模塊360在結構上類似于化學模塊370，除了用于使用擦洗化學品機械清潔襯底的一或多個刷子單元在刷洗模塊360中的存在之外。可在刷洗模塊中使用的示例性的擦洗化學品中的一些包括具有四甲基氫氧化銨(TMAH)或包含諸如羥乙基乙二胺三乙酸(HEDTA)和/或乳酸的金屬螯合劑的甲胺(MA)的堿性溶液。所述螯合劑的濃度可以在大約0. 02克/升(g/L)到2g/L之間，優選的該濃度為大約0. 2g/L，TMAH或MA的優選濃度被選用來獲得大約10到大約12. 5之間的pH范圍，優選的pH范圍為大約10. 7。在擦洗工藝之后，由擦洗化學品限定的轉移膜被施加到襯底以防止襯底的表面在機械清潔之后的去濕。轉移膜在襯底從刷洗單元移到后續的模塊以進行處理的同時被保持在襯底的表面上。圖5A中所示的刷洗模塊可以是一或多個刷洗模塊堆棧，每個刷洗模塊堆棧具有彼此上下堆疊的兩個或更多刷洗模塊360。在刷子清潔之后，襯底在濕潤的情況下被傳輸到清潔模塊，在此，該襯底經受最后的漂洗循環并干燥，如圖5A的步驟7和8中所示。在一實施方式中，該清潔模塊是使用一或多個鄰近頭的受控化學清潔(C3)模塊。在一實施方式中，C3模塊包括多個鄰近頭以利用清潔化學品漂洗襯底的正反面并且充分干燥該襯底(步驟8)。清潔模塊可以是具有多個鄰近頭的彼此上下堆疊和/或并排堆放的清潔模塊堆棧。經干燥的襯底利用干燥機器人從清潔模塊被傳輸回F0UP310。雖然參考單個潤濕機器人討論了實施方式，但在此應當注意的是ELD系統可包括多個潤濕機器人以將襯底從一個模塊轉移到另一個。該多個潤濕機器人可通過從一個模塊同時轉移多于一個的襯底到另一個來提高吞吐量。在一實施方式中，使用圖5A所限定的ELD系統的吞吐量是大約50-60個襯底(晶片)每小時(WPH)。圖5B示出了圖5A所描述的本發明的替代實施方式。類似于圖5A中的模塊，圖5B中的各個模塊可以是與具有彼此上下堆疊和/或并排堆放的兩或更多個各自的模塊的各個模塊堆棧分別集成的模塊堆棧以增加吞吐量。圖5B和圖5A的實施方式之間的主要區別在于沒有明顯的化學模塊(distinct chemical module)或化學模塊堆棧。化學模塊可與清潔模塊(C3模塊)集成或者可與刷洗模塊集成或者可與ELD模塊集成。在一實施方式 中，化學模塊與ELD模塊集成。如圖5B中所示，襯底在ELD模塊350中經受一或多次預清潔(步驟I和2)、沉積工藝(步驟3)并通過施加后沉積漂洗流體進行后漂洗(步驟4)以便在襯底的表面上限定轉移膜。在一實施方式中，后沉積漂洗流體是當施加到襯底時化學處理襯底的表面的含酸流體。該襯底可在ELD模塊內經受一或多次漂洗操作以移除含酸流體并用由該漂洗操作中所使用的后沉積漂洗流體所限定的轉移膜涂布該襯底的該表面。然后該襯底在濕潤的情況下被潤濕機器人傳輸出ELD模塊。在一實施方式中，在襯底被移出ELD模塊時，襯底表面上的轉移膜在將涂層保持于襯底的表面上的同時防止去濕并化學處理該表面。具有轉移膜的襯底被插入刷洗模塊360中(步驟5)，在此，該襯底暴露于機械清潔。刷洗模塊供應擦洗化學品、執行擦洗并施加由擦洗化學品限定的轉移膜作為涂層以便保持襯底表面濕潤。濕潤的襯底在繼續在該襯底表面上保持該轉移膜的同時利用潤濕機器人340被傳輸出刷洗模塊到清潔模塊380，在此，該襯底最后一次被漂洗并被干燥(步驟6)。充分干燥的襯底利用干燥機器人從清潔模塊380被傳輸回F0UP310。應當注意的是圖5B中所示的模塊中的每一個都可以是模塊的堆棧以增加吞吐量。還應當注意的是此時移出清潔模塊的襯底可以是底部上干燥并且頂部也干燥的或者是底部上濕潤但頂部干燥的。所得的襯底大體上沒有腐蝕和缺陷。因此，各種實施方式公開了提高形成于襯底上的次微米級器件的電氣性能以及吞吐量的方式。這些實施方式教導了通過在襯底的表面上提供轉移膜的層使襯底大體上沒有缺陷和腐蝕的方式。轉移膜通過俘獲在沉積/清潔操作期間沉淀在襯底上的污染物和殘留物而保護襯底表面不受腐蝕副產品、金屬或其他殘留物/污染物的影響，而且還確保該襯底不被暴露于引起金屬植入體(implant)的氧化的環境空氣。進一步地，轉移膜減少了濕-干循環從而減少了因污染物的沉淀而導致的對襯底的大量損害的水分斷絕(moisturebreaks)0鈷的沉積物帽蓋在導電特征上且轉移膜的保持防止銅沉淀和遷移到周圍的電介質膜層中以及銅金屬合金的電遷移從而保護集成電路器件。圖6示出了在本發明的一實施方式中用于在集成沉積工藝中處理襯底的工藝操作的流程圖。該工藝開始于操作610，襯底通過襯底接收單元在加載端口被接收并通過在ELD模塊中在襯底的表面上的導電特征上方沉積沉積流體的層被處理。在被接收用于沉積之前，該襯底可已經經過銅沉積和CMP工藝。該襯底在大氣轉移模塊(ATM)處可被接收穿過FOUP進入ELD系統的受控環境。此時的襯底大體上是干燥的。ATM處具備的干燥機器人從FOUP取回襯底并將其放在ELD模塊中。ELD模塊的結構和功能已經參考圖2A_2C、3A和3B進行了廣泛描述。襯底在ELD模塊中經歷一或多次預清潔操作。在預清潔操作之后，通過將沉積流體供應到ELD模塊并將該沉積流體加熱到沉積溫度使得沉積反應發生，沉積操作被執行。替代地，在沉積工藝中，沉積流體可在ELD模塊外面被預先加熱到沉積溫度再被引入ELD模塊中用于沉積。在沉積之后，襯底在ELD模塊內利用后沉積漂洗流體進行漂洗，如操作620中所示。后沉積漂洗流體取代沉積流體并在襯底的表面上限定后沉積漂洗流體的轉移膜以便防止去濕。后沉積漂洗流體可包括能夠均勻潤濕襯底表面的表面活性劑。然后襯底從ELD模塊被移除，同時繼續在襯底表面上保持轉移膜，如操作630中所示。轉移膜確保在被傳輸出ELD模塊時襯底表面不會干燥。襯底被移入后沉積模塊中，同時繼續在襯底的表面上保持轉移膜，如操作640中所示。該工藝以襯底在各個后沉積模塊中得到處理以使襯底大體上清潔作為結束。在達到清潔的某個程度之后，襯底被漂洗、干燥并通過位于 卸載端口的襯底傳送單元被傳送。因此，該工藝限定了防止去濕的有效方式，克服了與集成無電沉積工藝中過早干燥和頻繁水分斷絕相關的問題。所得的襯底大體上沒有缺陷，導致所得器件的高的電氣成品率。圖7示出了在本發明的替代實施方式中用于在襯底的表面上的集成沉積工藝中處理襯底的工藝操作的流程圖。該工藝開始于操作710，襯底通過加載端口的襯底接收單元被接收到ELD模塊中并通過在襯底的表面上的導電特征上方沉積沉積流體的層被處理。該襯底在限定特征的銅沉積工藝和CMP之后被接收到ELD模塊中。ELD模塊的結構和工藝序列已經參考圖2A-2C、3A-3B和4A-4B進行了廣泛描述。襯底在ELD模塊中經歷一或多次預清潔操作后，接著進行沉積工藝。沉積工藝通過將沉積流體供應到ELD模塊并沉積到襯底的表面上的導電特征上而被執行。在沉積之后，襯底在ELD模塊中利用漂洗流體進行漂洗，如操作720中所示。在漂洗操作之后，處理流體被施加到襯底表面使得轉移膜被限定于襯底的表面上，如操作730中所示。處理流體以受控方式施加以便防止表面的去濕并在襯底的表面上保持涂層的同時化學處理該襯底的該表面。為了防止去濕，根據漂洗和沉積流體限定的處理流體包括能夠均勻潤濕襯底的表面的表面活性劑。為了化學處理襯底，處理流體可包括抑制劑。然后襯底從ELD模塊被移除，同時在襯底的表面上保持處理流體的轉移膜，如操作740中所示。轉移膜確保在被傳輸出ELD模塊時襯底表面是濕潤的。襯底被移入后沉積模塊中，同時在轉移過程中以及在每個模塊中處理之前/之后繼續在襯底的表面上保持轉移膜，如操作750中所示。該工藝以襯底在各個后沉積模塊中得到處理作為結束。在一實施方式中，處理流體可包括防止導電特征的腐蝕的抑制劑和作為活性劑以實現與襯底表面的化學反應的含酸流體。應當注意的是，在集成ELD工藝中，襯底可以是底面上干燥而上表面上濕潤或者襯底可以底面和上表面兩面上都濕潤。無論如何，關鍵的是在ELD系統中的每個工藝之后，在襯底從ELD系統中的一個模塊轉移到另一個模塊的過程中，該襯底至少在上表面上保持充分濕潤。在不同后沉積模塊的一系列處理操作之后，襯底被漂洗并被干燥。所得襯底大體上是清潔的且無缺陷/腐蝕。
不同后沉積漂洗流體和處理流體的選擇基于所需的清潔的量、預沉積制造操作的性質和類型、所使用的制造化學品以及襯底的類型。類似地，用來施加清潔化學品的工藝參數基于形成特征的制造層的類型的分析而變化。關于鄰近頭的額外信息，可參考如2003年9月9日授權公布的名稱為“METHODSFOR WAFER PROXIMITY CLEANING AND DRYING”的美國專利 6，616，772 中所描述的示例性的鄰近頭。被轉讓給朗姆研究公司(該申請的受讓人)的該美國專利在此通過參考被引入。關于彎液面的額外信息，可參考2005年I月24日授權公布的名稱為“METHODS ANDSYSTEMS FOR PROCES SING A SUBSTRATE USING A DYNAMIC LIQUID MENISCUS”的美國專利6，998，327 和 2005 年 I 月 24 日授權公布的名稱為“PHOBIC BARRIER MENISCUS SEPARATIONAND CONTAINMENT”的美國專利6，998，326。被轉讓給該申請的受讓人的該些美國專利基于全部目的在此通過參考被全文引入。關于頂部和底部彎液面的額外信息，可參考如在2002年12月24日提交的名稱為“MENISCUS, VACUUM, IPA VAPOR, DRYING MANIFOLD”的美國專利申請 10/330，843 中所公開的 示例性的彎液面。被轉讓給朗姆研究公司(該申請的受讓人)的該美國專利在此通過參考被引入。雖然本發明以若干實施方式的形式進行描述，但要知道的是，閱讀了前面的說明書以及研究了附圖的本領域的技術人員會了解本發明的各種變化方式、附加方式、置換方式和等同方式。因此，意在本發明包括落在本發明的真實精神和范圍內的所有這樣的變化方式、附加方式、置換方式和等同方式。在權利要求書中，元件和/或步驟不意味著操作的任何特定順序，除非在權利要求書中明確聲明。
權利要求
1.用于通過包括集成無電沉積工藝的工藝處理襯底的方法，其包括 (a)在無電沉積模塊中處理所述襯底的表面以用沉積流體在所述襯底的導電特征上方沉積層； (b)在所述無電沉積模塊中用漂洗流體漂洗所述襯底的所述表面，所述漂洗是受控制的以防止所述表面的去濕使得由所述漂洗流體限定的轉移膜仍然被涂布在所述襯底的所述表面上； (C)將所述襯底移除出所述無電沉積模塊，同時將所述轉移膜保持在所述襯底的所述表面上，所述襯底的所述表面上的所述轉移膜防止所述襯底的所述表面的干燥使得所述移除是濕潤的；以及 (d)所述襯底一旦從所述無電沉積模塊被移除，其便被移動到后沉積模塊中，所述襯底的所述移動進行時在所述襯底的所述表面上保持所述轉移膜。
2.如權利要求I所述的方法，其中控制所述漂洗進一步包括， 在所述漂洗流體中包括表面活性劑，所述表面活性劑使得能夠潤濕所述襯底的所述表面以便用來自所述漂洗流體的所述轉移膜均勻地涂布所述襯底的所述表面。
3.如權利要求I所述的方法，進一步包括 在所述后沉積模塊的化學模塊中接收所述襯底，同時所述襯底因所述轉移膜是濕潤的； 在所述襯底的所述表面上施加含酸流體以從所述襯底的所述表面的不打算接收所述沉積流體的區域移除所述沉積流體的痕跡；以及 施加漂洗流體以從所述襯底的所述表面移除所述含酸流體，所述漂洗流體是受控的以在所述襯底的所述表面上限定轉移膜以便防止去濕。
4.如權利要求3所述的方法，進一步包括 將所述襯底移出所述化學模塊，同時所述襯底的所述表面因有所述轉移膜是濕潤的； 將所述襯底插入所述后沉積模塊的刷洗模塊中； 用擦洗化學品擦洗所述襯底；以及 留下因有由所述擦洗化學品限定的轉移膜而濕潤的所述襯底，所述轉移膜保持所述襯底的所述表面濕潤。
5.如權利要求4所述的方法，進一步包括 將所述襯底移出所述刷洗模塊，同時所述襯底的所述表面因有所述轉移膜是濕潤的；以及 將所述襯底插入清潔模塊中。
6.如權利要求5所述的方法，其中所述清潔模塊是被配置來漂洗和干燥所述襯底的鄰近頭。
7.如權利要求I所述的方法，其中所述沉積流體包括鈷以便所述襯底的所述導電特征上方的所述層限定鈷帽蓋材料。
8.如權利要求I所述的方法，其中所述轉移膜作為阻擋層以避免暴露于氧從而防止形成于所述襯底的所述導電特征上方的沉積的所述層的氧化、化學反應、或轉變。
9.如權利要求I所述的方法，進一步包括 在執行(a)之前，在所述無電沉積模塊中在所述襯底的所述表面上進行預清潔操作；以及 當執行(a)時，在所述無電沉積模塊中施加所述沉積流體同時保持溫度和環境條件以使利用所述沉積流體在所述襯底的所述導電特征上方沉積所述層的沉積反應能夠發生。
10.用于通過包括集成無電沉積工藝的工藝處理襯底的方法，其包括 (a)在無電沉積模塊中處理所述襯底的表面以用沉積流體在所述襯底的導電特征上方沉積層； (b)在所述無電沉積模塊中用漂洗流體漂洗所述襯底的所述表面； (c)在所述無電沉積模塊中施加處理流體，所述處理流體限定轉移膜，所述處理流體的施加是受控的以在所述轉移膜仍然被涂布在所述襯底的所述表面上的同時防止所述表面的去濕以及化學處理所述表面； Cd)將所述襯底移除出所述無電沉積模塊，同時將所述轉移膜保持在所述襯底的所述表面上，所述襯底的所述表面上的所述轉移膜防止所述襯底的所述表面的干燥使得所述襯底在濕潤的情況下被移除；以及 (e)所述襯底一旦從所述無電沉積模塊被移除，其便被移動到后沉積模塊中，所述襯底的所述移動進行時在所述襯底的所述表面上保持所述轉移膜。
11.如權利要求10所述的方法，其中施加處理流體進一步包括， 在所述處理流體中包括表面活性劑，所述表面活性劑使得能夠潤濕所述襯底的所述表面以便用來自所述處理流體的所述轉移膜均勻地涂布所述襯底的所述表面；以及 在所述處理流體中包括抑制劑以便在所述襯底的所述表面上的導電特征處抑制化學反應; 其中所述轉移膜作為阻擋層以避免暴露于氧從而防止所述襯底的所述導電特征上方的沉積的金屬帽蓋層的氧化、其他化學反應、或轉變。
12.如權利要求10所述的方法，其中所述處理流體是含酸流體，施加在所述襯底的所述表面上以從所述襯底的所述表面的不打算接收所述沉積流體的區域移除所述沉積流體的痕跡。
13.如權利要求12所述的方法，進一步包括 將所述襯底接收到所述后沉積模塊的刷洗模塊中，同時所述襯底因有所述轉移膜是濕潤的； 用擦洗化學品擦洗所述襯底以從所述襯底的所述表面移除污染物和所述含酸流體的痕跡；以及 留下因有由所述擦洗化學品限定的轉移膜而濕潤的所述襯底，所述轉移膜保持所述襯底的所述表面濕潤。
14.如權利要求13所述的方法，進一步包括 將所述襯底移出所述刷洗模塊，同時所述襯底的所述表面因有所述轉移膜是濕潤的；以及 將所述襯底插入清潔模塊中。
15.如權利要求14所述的方法，其中所述清潔模塊是被配置來漂洗和干燥所述襯底的鄰近頭。
16.如權利要求10所述的方法，其中所述沉積流體包括鈷以便所述襯底的所述導電特征上方的所述層限定鈷帽蓋材料。
17.如權利要求10所述的方法，進一步包括 在執行無電沉積以在所述襯底的導電特征上方沉積所述層之前，在所述無電沉積模塊中在所述襯底的所述表面上進行預清潔操作；以及 在所述層的沉積過程中，在所述無電沉積模塊中施加所述沉積流體，同時保持溫度和環境條件以使利用所述沉積流體在所述襯底的所述導電特征上方選擇性地沉積所述層的沉積反應能夠發生。
18.用于通過包括集成無電沉積工藝的工藝處理襯底的系統，其包括 Ca)無電沉積模塊，其被配置來(al)通過在形成于所述襯底上的導電特征上沉積沉積流體的層來處理襯底的表面；以及 (a2)控制防止去濕的流體的施加并在所述襯底的所述表面上施加所述流體的涂層；以及 (b)潤濕機器人，其被配置來(bl)將所述襯底移除出所述無電沉積模塊，同時將所述流體的所述涂層保持在所述襯底的所述表面上；以及(b2)將所述襯底移動到后沉積模塊中，同時在所述襯底的所述表面上保持所述流體的所述涂層。
19.如權利要求18所述的系統，其中所述無電沉積模塊進一步被配置來施加預沉積漂洗流體以在沉積所述層之前預清潔其中所接收的所述襯底，所述預沉積漂洗流體的施加是受控的以移除從在前制造操作遺留的在所述襯底的所述表面上的殘留物。
20.如權利要求18所述的系統，進一步包括， 具有多個襯底接收單元以接收所述襯底用于處理的加載端口；以及 具有多個襯底傳送單元以在處理之后傳送所述襯底的卸載端口。
21.如權利要求20所述的系統，進一步包括， 干燥機器人，其被配置來， (i)將所述襯底從所述加載端口移動到所述無電沉積模塊中用于處理；以及 (ii)在處理之后將所述襯底從后沉積模塊移動到所述卸載端口， 其中所述襯底被處理干燥。
22.如權利要求18所述的系統，其中所述后沉積模塊包括化學模塊，所述化學模塊被配置來， 通過所述潤濕機器人接收在所述襯底的所述表面上涂布有所述流體的所述襯底；在所述襯底的所述表面上施加含酸流體以從所述襯底的所述表面的不打算接收所述沉積流體的區域移除所述沉積流體的痕跡；以及 施加漂洗流體以從所述襯底的所述表面移除所述含酸流體，所述漂洗流體是受控的以在所述襯底上限定轉移膜以便防止去濕。
23.如權利要求22所述的系統，其中所述后沉積模塊包括刷洗模塊，所述刷洗模塊被配置來， 通過所述潤濕機器人接收在所述襯底上涂布有所述轉移膜的所述襯底； 將擦洗化學品施加到所述襯底的所述表面； 用所述擦洗化學品擦洗所述襯底；以及 將由所述擦洗化學品或其他流體限定的轉移膜施加到所述襯底的所述表面以便保持所述襯底的所述表面濕潤。
24.如權利要求23所述的系統，其中所述后沉積模塊包括清潔模塊，其中所述清潔模塊被配置來， 通過所述潤濕機器人接收在所述襯底上涂布有所述轉移膜的所述襯底；以及 漂洗并干燥所述襯底。
25.如權利要求24所述的系統，其中所述清潔模塊是鄰近頭。
26.用于通過包括集成無電沉積工藝的工藝處理襯底的系統，其包括 Ca)無電沉積模塊，其被配置來(al)供應沉積流體，所述沉積流體被用來在形成于所述襯底的表面上的導電特征上方沉積層；(a2)在沉積所述層之后，施加漂洗流體以漂洗所 述襯底的所述表面；(a3)將處理流體施加到所述襯底的所述表面，所述處理流體限定轉移膜，其中所述無電沉積模塊包括控制裝置以控制所述處理流體的所述施加從而防止所述表面的去濕以及化學處理所述表面，同時所述轉移膜被保持在所述襯底的所述表面上；以及 (b)潤濕機器人，其被配置來(bl)將所述襯底移除出所述無電沉積模塊，同時將所述轉移膜保持在所述襯底上，所述轉移膜防止所述襯底的干燥使得所述襯底濕潤地從所述無電沉積模塊被移除；以及(b2)將所述襯底移動到后沉積模塊中，同時在所述襯底上保持所述轉移膜。
27.如權利要求26所述的系統，其中所述無電沉積模塊進一步被配置來施加預沉積漂洗流體以在沉積所述層之前預清潔其中所接收的所述襯底，所述預沉積漂洗流體的施加是受控的以實質上移除從在前制造操作遺留的在所述襯底上的殘留物。
28.如權利要求26所述的系統，進一步包括， 具有多個襯底接收單元以接收所述襯底用于處理的加載端口； 具有多個襯底傳送單元以在處理之后傳送所述襯底的卸載端口 ；以及 干燥機器人，其被配置來， (i)將所述襯底從所述加載端口移動到所述無電沉積模塊中用于處理；以及 (ii)在處理之后將處理過的所述襯底從后沉積模塊移動到所述卸載端口， 其中所述襯底被處理干燥。
29.如權利要求26所述的系統，其中所述后沉積模塊包括刷洗模塊或清潔模塊中的一者。
30.如權利要求29所述的系統，其中所述清潔模塊是鄰近頭。
全文摘要
用于通過包括集成無電沉積工藝的工藝處理襯底的方法和系統包括在無電沉積模塊中處理所述襯底的表面以用沉積流體在所述襯底的導電特征上方沉積層。接著在所述無電沉積模塊中用漂洗流體漂洗所述襯底的所述表面。所述漂洗是受控的以防止所述表面的去濕使得由所述漂洗流體限定的轉移膜仍然被涂布在所述襯底的所述表面上。所述襯底從所述無電沉積模塊被移除，同時將所述轉移膜保持在所述襯底的所述表面上。所述襯底的所述表面上的所述轉移膜防止所述襯底的所述表面的干燥使得所述移除是濕潤的。所述襯底一旦從所述無電沉積模塊被移除，其便被移動到后沉積模塊中，同時在所述襯底的所述表面上保持所述轉移膜。
文檔編號H01L21/00GK102741972SQ201080062696
公開日2012年10月17日 申請日期2010年12月10日 優先權日2009年12月11日
發明者塔里克·蘇萬·德菲利佩, 弗里茨·雷德克, 李石建, 王亞新, 米哈伊爾·科羅利克, 約翰·帕克斯, 衡石·亞歷山大·尹, 阿爾圖爾·科利奇 申請人:朗姆研究公司