專利名稱：用于介電薄膜的原子層沉積的化學(xué)品的光激發(fā)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明的實(shí)施例大體來(lái)說(shuō)提供一種沉積材料的方法，并且更明確地說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例有關(guān)于使用光激發(fā)技術(shù)來(lái)沉積阻障層、種層、導(dǎo)電材料以及介電材料的化學(xué)氣相沉積制程以及原子層沉積制程。
背景技術(shù)：
基材生產(chǎn)制程通常由兩個(gè)相關(guān)且重要的因素來(lái)評(píng)估，也就是組件良率和持有成本(COO)。持有成本，雖然受許多因素影響，但大幅度受到每次處理的基材數(shù)量，即，生產(chǎn)制程的產(chǎn)量，以及制程材料的成本影響。已發(fā)現(xiàn)批處理對(duì)增加產(chǎn)能的嘗試而言是大有可為的。但是，在增加的基材數(shù) 量上提供均勻的制程條件是一個(gè)具挑戰(zhàn)性的課題。除此之外，已顯示出等離子體輔助ALD或CVD制程、UV輔助(光輔助)ALD或CVD制程、以及直接擁有提供至處理區(qū)的離子輔助的ALD或CVD制程對(duì)于某些沉積制程是有利的。例如，UV和等離子體輔助制程已顯示出可提供高k介電材料良好的薄膜品質(zhì)，這在組件規(guī)格驅(qū)近次65納米應(yīng)用時(shí)更加需要。等離子體輔助ALD或CVD也顯示出可降低熱預(yù)算及制程時(shí)間要求，與類似的熱輔助制程相比。若在如上所述的ALD或CVD制程、UV輔助(光輔助)ALD或CVD制程、以及直接擁有提供至處理區(qū)的離子輔助的等離子體輔助ALD或CVD制程等制程中加入其它輔助處理，則在增加的基材數(shù)量上提供均勻的制程條件是更具挑戰(zhàn)性的。等離子體輔助ALD制程使用遠(yuǎn)程等離子體產(chǎn)生，以嘗試在批次腔室內(nèi)將基材暴露在均勻的等離子體條件下。等離子體經(jīng)導(dǎo)入通過(guò)傳送系統(tǒng)，例如批次設(shè)備的氣體傳送系統(tǒng)。但是，此制程可能受到如下困擾:在進(jìn)入該處理區(qū)域之前，等離子體就衰減了(relaxation)。因此，需要一種在擁有UV輔助的ALD或CVD制程期間在批次設(shè)備內(nèi)均勻且有效地沉積材料的方法。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明大體來(lái)說(shuō)提供一種沉積材料的方法，并且更明確地說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例有關(guān)于使用光激發(fā)技術(shù)來(lái)沉積阻障層、種層、導(dǎo)電材料以及介電材料的化學(xué)氣相沉積制程以及原子層沉積制程。本發(fā)明的實(shí)施例大體來(lái)說(shuō)提供輔助制程方法及設(shè)備，其中可執(zhí)行該輔助制程以提供均勻沉積的材料。根據(jù)一實(shí)施例，提供在基材上形成金屬氮化物的方法。該方法包含:在處理腔室內(nèi)設(shè)置基材，使該基材暴露在包含有含金屬前驅(qū)物以及含氮前驅(qū)物的沉積氣體中，在該處理腔室內(nèi)使該沉積氣體暴露在從UV來(lái)源衍生出的能量束中，以及在該基材上沉積金屬氮化物。在一實(shí)施例中，該基材在沉積該金屬氮化物之前的前處理期間暴露在該能量束中，或者該基材在沉積該金屬氮化物之后的后處理期間暴露在該能量束中。根據(jù)另一實(shí)施例，提供一種在基材上形成金屬氧化物的方法，該方法包含:在處理腔室內(nèi)設(shè)置基材，使該基材暴露在包含有含金屬前驅(qū)物以及含氧前驅(qū)物的沉積氣體中，使該沉積氣體暴露在從該處理腔室內(nèi)的UV來(lái)源衍生出的能量束中，以及在該基材上沉積金屬氧化物。在一實(shí)施例中，該基材在沉積該金屬氧化物之前的前處理期間暴露在該能量束中。在一實(shí)施例中，該基材在沉積該金屬氧化物之后的后處理期間暴露在該能量束中。根據(jù)另一實(shí)施例，提供一種在基材上形成金屬層的方法，該方法包含:在處理腔室內(nèi)設(shè)置基材，使該基材暴露在包含有含金屬前驅(qū)物以及還原氣體的沉積氣體中，使該沉積氣體暴露在從該處理腔室內(nèi)的UV來(lái)源衍生出的能量束中，以及在該基材上沉積金屬層。在一實(shí)施例中，該基材在沉積該金屬層之前的前處理期間暴露在該能量束中。在一實(shí)施例中，該基材在沉積該金屬層之后的后處理期間暴露在該能量束中。


因此可以詳細(xì)了解上述本發(fā)明特征的方式，即對(duì)本發(fā)明更明確的描述，已簡(jiǎn)短地在前面概述過(guò)，可以藉由參考實(shí)施例來(lái)得到，其中某些在附圖中示出。但是需注意的是，附圖僅示出本發(fā)明的一般實(shí)施例，因此不應(yīng)被認(rèn)定為對(duì)本發(fā)明的范圍的限制，因?yàn)楸景l(fā)明可允許其它等效實(shí)施例。圖1標(biāo)出本發(fā)明的例示批處理腔室的剖面?zhèn)纫晥D，該批處理腔室包含用來(lái)激發(fā)該些制程氣體物種的組件；圖2標(biāo)出本發(fā)明的批處理腔室的另一實(shí)施例的剖面上視圖，該批處理腔室包含用來(lái)激發(fā)該些制程氣體物種的組件；圖3標(biāo)出本發(fā)明的批處理腔室的一實(shí)施例的剖面?zhèn)纫晥D，該批處理腔室包含用來(lái)在處理區(qū)域內(nèi)激發(fā)該些制程氣體物種的組件；圖4標(biāo)出本發(fā)明的批處理腔室的另一實(shí)施例的剖面?zhèn)纫晥D，該批處理腔室包含用來(lái)在處理區(qū)域內(nèi)激發(fā)該些制程氣體物種的組件；圖5標(biāo)出本發(fā)明的例示批處理腔室的剖面?zhèn)纫晥D，該批處理腔室包含用來(lái)在注射組件內(nèi)激發(fā)該些制程氣體物種的組件；圖6標(biāo)出本發(fā)明的例示批處理腔室的另一實(shí)施例的剖面?zhèn)纫晥D，該批處理腔室包含用來(lái)在注射組件內(nèi)激發(fā)該些制程氣體物種的組件；圖7標(biāo)出本發(fā)明的例示批處理腔室的又一實(shí)施例的剖面?zhèn)纫晥D，該批處理腔室包含用來(lái)在注射組件內(nèi)激發(fā)該些制程氣體物種的組件；圖8標(biāo)出本發(fā)明的例示批處理腔室的另一實(shí)施例的剖面?zhèn)纫晥D，該批處理腔室包含用來(lái)在注射組件內(nèi)激發(fā)該些制程氣體物種的組件；圖9標(biāo)出本發(fā)明的批處理腔室的注射組件的另一實(shí)施例的剖面?zhèn)纫晥D，該批處理腔室包含用來(lái)在注射組件內(nèi)激發(fā)該些制程氣體物種的組件；圖10如此間實(shí) 施例所述的沉積阻障材料的制程的流程圖11如此間實(shí)施例所述的沉積介電材料的制程的流程圖；圖12如此間實(shí)施例所述的沉積導(dǎo)電材料的制程的流程圖；圖13如此間實(shí)施例所述的沉積種層的制程的流程圖；以及圖14A-14D標(biāo)出集成電路生產(chǎn)程序的簡(jiǎn)要剖面圖。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明大體來(lái)說(shuō)提供了一種利用多個(gè)組件來(lái)批處理半導(dǎo)體基材的設(shè)備及方法，以藉由所產(chǎn)生的離子來(lái)輔助該些制程。在本發(fā)明的一實(shí)施例中，提供擁有激發(fā)組件的批處理腔室，該批處理腔室被設(shè)置在該批處理腔室外罩內(nèi)?？捎糜谠诖怂龅膶?shí)施例的批處理腔室的范例可由加州圣塔克拉拉的應(yīng)用材料公司取得的FLEXSTAR 系統(tǒng)。一般而言，可產(chǎn)生制程氣體的激發(fā)物種，以輔助ALD或CVD制程，就像本文所描述的那樣。這些物種可利用等離子體輔助、UV輔助(光輔助)、離子輔助(例如，離子源產(chǎn)生的離子)、或上述輔助的組合來(lái)激發(fā)。該些物種在該腔室外罩中該處理區(qū)域內(nèi)或鄰近處被激發(fā)，以避免該受激發(fā)態(tài)在該些離子抵達(dá)該批處理腔室的處理區(qū)域之前衰減。

在此所提及的「基材」包含，但不限于，半導(dǎo)體晶片、半導(dǎo)體工作件、及其它工作件，例如光學(xué)板(optical plank)、內(nèi)存磁盤和諸如此類者。本發(fā)明的實(shí)施例可應(yīng)用于任何一般的平坦工作件，在該工作件上藉由在此所述的方法沉積材料。應(yīng)將「垂直方向」和「水平方向」理解為表示相對(duì)方向。因此，應(yīng)將水平方向理解為與該垂直方向?qū)嵸|(zhì)上垂直的方向，且反之亦然。但是，所述實(shí)施例和方面可以全體旋轉(zhuǎn)，而使指稱為垂直方向的維度定向?yàn)樗讲⑶?，同時(shí)，使指稱為水平方向的維度定向?yàn)榇怪?，此亦落在本發(fā)明范圍內(nèi)。可用于在此所述實(shí)施例的ALD或CVD制程的批處理腔室在2005年10月13號(hào)提出申請(qǐng)的共同讓渡的標(biāo)題為「擁有注入及排出氣體用的相對(duì)氣室的腔室」的美國(guó)專利申請(qǐng)案第11/249，555號(hào)中描述，該美國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)诖私逵梢玫姆绞讲⑷氡疚闹校蕴峁?duì)于腔室、加熱系統(tǒng)、氣體傳送系統(tǒng)以及排放系統(tǒng)更進(jìn)一步的描述。硬件圖1標(biāo)出擁有內(nèi)腔室101 (例如，石英腔室)以及受控制的注入及排出的批處理腔室的實(shí)施例。通常，該注入組件150和該排出組件170的溫度是受到控制的，以避免制程氣體凝結(jié)。圖1批處理腔室100的剖面?zhèn)纫晥D。該批處理腔室100 —般含有界定出處理區(qū)域117的內(nèi)腔室101，該內(nèi)腔室101經(jīng)配置以容納堆棧在晶舟120內(nèi)的一批基材121。在該處理區(qū)域內(nèi)提供欲利用各種沉積制程處理的該些基材，例如ALD制程或CVD制程。一般來(lái)說(shuō)，在該內(nèi)腔室101周圍設(shè)置一或多個(gè)加熱器區(qū)塊(未示出)，并且經(jīng)配置以加熱提供在該處理區(qū)域117內(nèi)的基材121。在一實(shí)施例中，該內(nèi)腔室101可以是例如石英腔室。外腔室113通常配置在該內(nèi)腔室101周圍?？稍谠撏馇皇?13和任何加熱器之間提供一或多個(gè)絕熱體(未示出)，以使該外腔室保持冷卻。該些加熱器區(qū)塊和該些絕熱體的范例(可用于圖1所示實(shí)施例中)在圖2的實(shí)施例中示出。圖2標(biāo)出一或多個(gè)加熱器區(qū)塊211，這些加熱器區(qū)塊211被設(shè)置在該內(nèi)腔室201周圍，并且經(jīng)配置來(lái)加熱提供在該處理區(qū)域內(nèi)的該些基材。外腔室213通常設(shè)置在該內(nèi)腔室201周圍。在一實(shí)施例中，該內(nèi)腔室201可以是，例如，石英腔室。
圖1標(biāo)出該內(nèi)腔室101，例如石英腔室，通常包含腔室主體，該腔室主體擁有位于底部的開(kāi)口、形成在該腔室主體一側(cè)上的注入氣室(injector pocket)、形成在該腔室主體該注入氣室相反側(cè)上的排出氣室(exhaust pocket)。該內(nèi)腔室101擁有與該晶舟120類似的圓筒形狀。因此，可將該處理區(qū)域117保持得很小。縮小的處理區(qū)域減少每一批次的制程氣體量，并縮短批處理期間的停留時(shí)間。在一實(shí)施例中，可利用銑在內(nèi)腔室101的腔室主體上的狹縫，將該排出氣室103和該注入氣室104焊接在適當(dāng)位置上。根據(jù)一實(shí)施例，該注入氣室和該排出氣室是平坦的石英管，該石英管的一端焊接在該腔室主體上，并且一端是開(kāi)放的。該注入氣室104和該排出氣室103經(jīng)配置以容納注入組件150和排出組件170。如在2005年10月13號(hào)提出申請(qǐng)的標(biāo)題為「擁有注入及排出氣體用的相對(duì)氣室的腔室」的美國(guó)專利申請(qǐng)案第11/249，555號(hào)中更詳細(xì)描述者，藉由如上引用而并入，注入組件150和排出組件170的溫度通?？梢允鞘艿娇刂频摹４送?，支撐該內(nèi)(石英)腔 室的支撐板更與設(shè)置在內(nèi)腔室101底部開(kāi)口下方的負(fù)載鎖定室連接。該晶舟120可通過(guò)該負(fù)載鎖定室加載及載出。該晶舟120可在該處理區(qū)域117和該負(fù)載鎖定室之間通過(guò)該內(nèi)腔室底部處的開(kāi)口垂直移動(dòng)?？稍诖碎g所述處理期間用于批處理腔室的晶舟的范例在2005年8月31號(hào)提出申請(qǐng)的標(biāo)題為「批次沉積設(shè)備及壓縮晶舟」的美國(guó)專利申請(qǐng)案第11/216，969號(hào)中進(jìn)一步描述，該美國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)诖私逵梢玫姆绞讲⑷氡疚闹?。加載及載出用于批處理的晶舟的方法及設(shè)備的范例在2005年9月30號(hào)提出申請(qǐng)的標(biāo)題為「批次晶片處理系統(tǒng)」的美國(guó)專利申請(qǐng)案第11/242，301號(hào)中進(jìn)一步描述，該美國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)诖私逵梢玫姆绞讲⑷氡疚闹小Ｔ撔┘訜崞鲄^(qū)塊通常包圍該內(nèi)腔室101的外圍，除了該注入氣室104和該排出氣室103附近之外。根據(jù)另一實(shí)施例(未示出)，該些加熱器區(qū)塊211也可包圍該注入氣室104及/或該排出氣室103。利用該些加熱器區(qū)塊通過(guò)該內(nèi)腔室101加熱該些基材121至適當(dāng)溫度。該些加熱器經(jīng)控制以均勻加熱該些基材。在一實(shí)施例中，一批處理中的該些基材121上的若干點(diǎn)達(dá)到相同設(shè)定點(diǎn)溫度的正負(fù)1°C。該批處理腔室100的配置改善批處理的溫度均勻性。例如，圓筒狀的內(nèi)腔室101使該些基材121的邊緣與該內(nèi)腔室之間的距離一樣遠(yuǎn)。此外，該些加熱器可有多個(gè)可控制區(qū)，以調(diào)整各區(qū)之間的溫度差異。該些加熱器區(qū)塊可由設(shè)置在多個(gè)垂直區(qū)內(nèi)的電阻加熱器構(gòu)成。在一范例中，該些加熱器區(qū)塊可以是陶瓷電阻加熱器。圖1標(biāo)出該注入氣室104可焊接在該腔室主體的一側(cè)上，界定出與該處理區(qū)域117交流的注入空間。當(dāng)該晶舟位于處理位置時(shí)，該注入空間通常沿著該晶舟120的整個(gè)高度延伸。因此，配置在該注入氣室內(nèi)的注入組件150可提供水平的制程氣體流至每一個(gè)基材121。形成凹槽以支持該注入氣室104的側(cè)壁。該注入組件隔熱的，例如，藉由密封件154。密封件154可以是O型環(huán)或其它適合組件，也提供真空密封，以控制該內(nèi)腔室101內(nèi)的壓力。可能希求該注入組件的熱隔離，以獨(dú)立控制該注入器的溫度。因?yàn)樵撎幚韰^(qū)域117和該注入空間在制程期間通常保持在真空狀態(tài)，故也可排空內(nèi)腔室101和外腔室113之間的外部空間。將該外部空間保持在降低的壓力下可降低壓力在內(nèi)腔室101上產(chǎn)生的應(yīng)力。也可在腔室100的適當(dāng)部件之間設(shè)置其它真空密封件，例如O型環(huán)，以控制該處理區(qū)域117的壓力、施加在內(nèi)腔室101上的真空/壓力應(yīng)力，以使通入的制程氣體的氣流僅朝向該處理區(qū)域流動(dòng)。此外，可直接或通過(guò)其它排氣室(未示出)將一或多個(gè)真空泵與該內(nèi)腔室連接，以控制該內(nèi)腔室101內(nèi)的壓力。批處理腔室內(nèi)各個(gè)零組件的溫度可以是可獨(dú)立控制的，特別是欲在該批處理腔室內(nèi)執(zhí)行沉積制程時(shí)。若該注入組件的溫度太低，注入的氣體可能會(huì)凝結(jié)而停留在該注入組件的表面上，這可產(chǎn)生微粒并影響該腔室制程。若該注入組件的溫度高到足以引起氣相分解及/或表面分解，這可「阻塞」該注入組件內(nèi)的路徑。批處理腔室的注入組件經(jīng)加熱至比所注入氣體的分解溫度低并且比該氣體的凝結(jié)溫度高的溫度。該注入組件的溫度通常與該處理區(qū)域內(nèi)的制程溫度不同。在一范例中，可將基材加熱至約600°C，而原子層沉積處理期間該注入組件的溫度約為80°C。因此，該注入組件的溫度是獨(dú)立控制的。圖1標(biāo)出該排出氣室103可焊接在該腔室主體的一側(cè)上，界定出與該處理區(qū)域117交流的排出空間。當(dāng)該晶舟位于處理位置時(shí)，該排出空間通常覆蓋該晶舟120的整個(gè)高度，而使配置在該排出氣室內(nèi)的排出組件可提供水平的制程氣體流至每一個(gè)基材121。形成凹槽以支持該排出氣室103的側(cè)壁。該排出組件是隔熱的，例如，藉由密封件174。密封件174可以是0型環(huán)或其它適合組件，也提供真空密封，以便控制該內(nèi)腔室101內(nèi)的壓力?？赡芟Ｇ笤撆懦鼋M件的熱隔離，以獨(dú)立控制該排出器的溫度。因?yàn)樵撎幚韰^(qū)域117和該排出空間在制程期間通常保持在真空狀態(tài)，故也可排空內(nèi)腔室101和外腔室113之間的外部空間。將該外部空間保持真空可降低壓力在內(nèi)腔室101上產(chǎn)生的應(yīng)力。也可在腔室100的適當(dāng)部件之間設(shè)置其它真空密封件，例如0型環(huán)，以控制該處理區(qū)域117的壓力、施加在內(nèi)腔室101上的真空/壓力應(yīng)力，以使通入的制程氣體的氣流僅朝向該處理區(qū)域流動(dòng)。此外，可直接或通過(guò)其它排氣室(未示出)將一或多個(gè)真空泵與該內(nèi)腔室連接，以控制該內(nèi)腔室101內(nèi)的壓力。批處理腔室內(nèi)各個(gè)零組件的溫度可獨(dú)立控制，特別是欲在該批處理腔室內(nèi)執(zhí)行沉積制程時(shí)。一方面，希望將該排出組件內(nèi)的溫度保持得比該處理腔室的溫度低，而使沉積反應(yīng)不會(huì)在該排出組件 內(nèi)發(fā)生。另一方面，希望加熱排出組件，而使通過(guò)該排出組件的制程氣體不會(huì)凝結(jié)而停留在該表面上，造成微粒污染。若真的造成反應(yīng)副產(chǎn)物在該排出組建件的沉積，則該排出組件的高溫可確保該沉積擁有良好的附著力。因此，該排出組件可獨(dú)立于該處理區(qū)域加熱。圖1標(biāo)出另外提供氣體來(lái)源159。該氣體來(lái)源159通過(guò)閥門158提供制程氣體，例如前驅(qū)物氣體或沉積氣體、處理氣體、載氣、以及清潔氣體，并且通過(guò)進(jìn)氣通道156進(jìn)入該注入組件的垂直通道155。該垂直通道155也可稱之為氣室(plenum) 155或空腔155。該制程氣體經(jīng)由該注入組件的開(kāi)口 153進(jìn)入該處理區(qū)域117。該平板及開(kāi)口形成面板152，以使該氣體在該晶舟120內(nèi)的基材121上平均分布?！銇?lái)說(shuō),載氣及清潔氣體可用來(lái)做為制程氣體，包含氮?dú)?、氫氣、気氣、氦氣、上述氣體的組合、及諸如此類者。在預(yù)處理階段期間，可用氫氣、氨氣、二硼烷(B2H6)、二硅烯(Si2H4)、二硅烷(Si2H6)、水、氟化氫、氯化氫、氧氣、臭氧、過(guò)氧化氫或其它已知?dú)怏w來(lái)做為制程氣體。在一實(shí)施例中，沉積氣體或前驅(qū)物氣體可含有鉿前驅(qū)物、硅前驅(qū)物或它們的組
口 o例示鉿前驅(qū)物包含含有配位基的鉿化合物,例如鹵化物、燒胺基(alkylamino)、環(huán)戍二烯基(cyclopentadienyl)、燒基、燒氧基、它們的衍生物或它們的組合物。可用來(lái)沉積含鉿材料的鉿前驅(qū)物包含四氯化鉿、四(二乙胺基)鉿((Et2N)4Hf)、四(二甲胺基)鉿((Me2N)4Hf)、四(甲基乙基胺基)鉿((MeEtN)4Hf)、二(第三丁基環(huán)戊二烯)二氯化鉿((tBuC5M)2HfCl2)、二 (環(huán)戊二烯)二氯化鉿((C5H5)2HfCl2)、二 (乙基環(huán)戊二烯)二氯化鉿(EtC5H4)2HfCl2、二(五甲基環(huán)戊二烯)二氯化鉿((Me5C5)2HfCl2)、(五甲基環(huán)戊二烯)三氯化鉿((Me5C5)HfCl3)、二(異丙基環(huán)戊二烯)二氯化鉿((iPrC5H4)2HfCl2K (異丙基環(huán)戊二烯)三氯化鉿((iPrC5M)HfCl3)、二(第三丁基環(huán)戊二烯)二甲基鉿((tBuC5H4)2HfMe2)、四(乙醢丙酮)鉿((acac)4Hf)、四(六氟戊二酮)鉿((hfac) 4Hf)、四(三氟戊二酮)鉿((tfac)4Hf)、四(四甲基庚二酮)鉿((thd)4Hf)、四硝酸鉿((N03)4Hf)、四(第三丁氧基)鉿((tBuO) 4Hf)、四(異丙氧基)鉿((iPrO) 4Hf)、四(乙氧基)鉿((EtO) 4Hf)、四(甲氧基)鉿((MeO) 4Hf)、或它們的衍生物。例示硅前驅(qū)物包含硅烷、二硅烷、四(二甲胺基)硅烷(TDMAS)、三(二甲胺基)硅烷(tris-DMAS)、三乙醇胺(TEOA)、二氯硅烷(DCS)、六氯二硅烷(Si2Cl6)、二(第三丁胺)硅烷(BTBAS)或它們的衍生物。在此所述的氣相沉積制程期間使用的其它金屬前驅(qū)物包含四氯化鋯、雙(環(huán)戊二烯)鋯(Cp2Zr)、四(二甲胺基)錯(cuò)((Me2N)4Zr)、四(二乙胺基)錯(cuò)((Et2N)4Zr)、五氟化鉭、五氯化鉭、五(第三丁氧基)鉭(CBuO)5Ta)、五(二甲胺基)鉭((Me2N)5Ta)、五(二乙胺基)鉭((Et2N)5Ta)、三(二甲胺基)鉭(第三丁胺基)((Me2N)3Ta(NtBu))、三(二乙胺基)鉭(第三丁胺基M(Et2N) Ja(NtBu)K四氯化鈦、四碘化鈦、四(異丙氧基)鈦((iPrO) 4Ti)、四(二甲胺基)鈦((Me2N)4Ti)、四(二乙胺基)鈦((Et2N)4Ti)、三氯化鋁、三甲基鋁、二甲基鋁烷(Me2AlH)、( (AMD)3La)、三((三甲基硅基)(第三丁基)胺基)鑭(((Me3Si) (tBu)N) 3La)、三(二(三甲基硅基)胺基)鑭(((Me3Si) 2N)3La)、三(二第三丁胺基)鑭((tBu2N) 3La)、三(二異丙胺基)鑭((iPr2N)3La)、它們的衍生物或它們的組合物。雖然圖1僅示出一個(gè)氣體來(lái)源，但熟知技藝者會(huì)了解可連接多個(gè)氣體來(lái)源，例如，第一前驅(qū)物氣體來(lái)源、第二前驅(qū)物氣體來(lái)源、以及載氣及清潔氣體的氣體來(lái)源，至該批處理腔室100。來(lái)自不同氣體的氣流可根據(jù)制程需要開(kāi)啟或關(guān)閉。因此，可使用3或4向閥來(lái)提供該些不同氣體至該進(jìn)氣通道156?；蛘?，兩個(gè)、三個(gè)、或多個(gè)進(jìn)氣通道156可被水平銑在該注入組件150上，并且可提供 數(shù)個(gè)垂直通道155，以通入不同制程氣體至該處理區(qū)域內(nèi)。做為一范例，注入組件250擁有多于一個(gè)進(jìn)氣通道，例如，三個(gè)進(jìn)氣通道256，如圖2所示般。在一實(shí)施例中，三個(gè)進(jìn)氣通道256的每一個(gè)皆經(jīng)配置，以彼此獨(dú)立地供應(yīng)制程氣體至該處理區(qū)域217。每一個(gè)進(jìn)氣通道256皆與垂直通道255連接。該些垂直通道255也可稱為空腔255或氣室255。該些垂直通道255更與多個(gè)平均分布的水平孔洞連接，并在該注入組件250中央部分上形成垂直面板。在內(nèi)腔室101與注入組件150的相反端上，在腔室101內(nèi)提供排出氣室103。排出氣室容納排出組件170。排出埠176水平形成在該排出組件170上接近中央部分處。該排出埠176開(kāi)放至形成在該中央部分內(nèi)的垂直腔室175。該垂直腔室175更與多個(gè)水平狹縫173連接，這些水平狹縫173開(kāi)放至該處理區(qū)域117。當(dāng)通過(guò)閥門178以真空泵179排空該處理區(qū)域117時(shí)，制程氣體首先從該處理區(qū)域117經(jīng)過(guò)該多個(gè)水平狹縫173流至該垂直腔室175。該些制程氣體然后通過(guò)該排出端口 176流入排出系統(tǒng)。在一方面中，該些水平狹縫173的尺寸可改變，取決于特定水平狹縫173和該排出埠176之間的距離，以提供該晶舟120從上至下的均勻排出。
制程氣體，例如前驅(qū)物氣體、沉積氣體、處理氣體、清潔或載氣，如下面更詳細(xì)描述般，藉由注入組件及排出組件傳送進(jìn)出處理區(qū)域117。預(yù)期每一個(gè)基材121上有均勻的氣流，并且該晶舟120內(nèi)垂直排列的所有基材上皆有均勻氣流。但是，晶片邊緣處氣流的不規(guī)則可導(dǎo)致不均勻。這些不規(guī)則可藉由在該注入器和該晶舟之間提供擴(kuò)散器160來(lái)避免。該擴(kuò)散器160可避免氣流直接沖撞基材邊緣。擴(kuò)散器160可擁有V形形狀，并且可引導(dǎo)來(lái)自該進(jìn)氣口的氣體切線地沿著該些基材流動(dòng)?？商峁└鞣N形狀及位置的擴(kuò)散器。一般來(lái)說(shuō)，可在該注入組件的面板和該晶舟之間提供擴(kuò)散器。因此，該擴(kuò)散器可以整合在該基材組件內(nèi)及/或可設(shè)置在該內(nèi)腔室101的注入氣室內(nèi)。可用于本應(yīng)用的腔室及方法中的擴(kuò)散器的各種實(shí)施例在與本案同日提出申請(qǐng)的標(biāo)題為「擁有擴(kuò)散板和注入組件的批處理腔室」的美國(guó)專利申請(qǐng)案(美國(guó)專利申請(qǐng)案第11/381,966號(hào))中更詳細(xì)描述，該美國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)诖私逵梢玫姆绞讲⑷氡疚闹小碛懈纳频木鶆蛐缘臍饬鲾y帶該些制程氣體的離子化物種，例如前驅(qū)物氣體或載氣或清潔氣體。氣流的均勻性也改善離子 化物種的均勻性，這些離子化物種用來(lái)提供等離子體輔助、UV輔助、或離子輔助制程。一般來(lái)說(shuō)，利用等離子體、UV、離子產(chǎn)生的制程輔助的特征可在于激發(fā)所通入的氣體或離子化所通入的氣體。提供制程氣流至該處理區(qū)域117的零組件經(jīng)配置以形成在每一個(gè)基材上以及在該晶舟內(nèi)的該些基材上均勻沉積的材料。以前已利用遠(yuǎn)程等離子體源執(zhí)行過(guò)等離子體輔助批處理。但是，遠(yuǎn)程等離子體在相對(duì)于該處理區(qū)域較遠(yuǎn)的距離處產(chǎn)生。因此，等離子體內(nèi)激發(fā)物種的數(shù)量在等離子體進(jìn)入該處理區(qū)域時(shí)已經(jīng)減少許多。遠(yuǎn)程等離子體源在等離子體進(jìn)入該處理區(qū)域前造成等離子體的衰減。本發(fā)明大體來(lái)說(shuō)提供在一批次設(shè)備內(nèi)處理半導(dǎo)體基材的設(shè)備及方法，其中，例如基材的等離子體輔助制程的等離子體在該處理區(qū)域內(nèi)或接近或毗鄰該處理區(qū)域處提供。應(yīng)將接近或毗鄰該處理區(qū)域理解為使等離子體產(chǎn)生直接在該處理區(qū)域鄰近處發(fā)生，或至少在該內(nèi)腔室、該注入氣室、或該注入組件中。圖1所示的實(shí)施例包含電源供應(yīng)器180以產(chǎn)生等離子體，該電源供應(yīng)器180與該擴(kuò)散器160和該注入組件150的面板152連接。等離子體產(chǎn)生在該擴(kuò)散器160和該注入組件150的面板152之間。該注入器面板用來(lái)做為陽(yáng)極，而該擴(kuò)散器用來(lái)做為陰極，以在這兩者之間產(chǎn)生等離子體。供應(yīng)來(lái)產(chǎn)生等離子體的功率可根據(jù)預(yù)期應(yīng)用調(diào)整，并且可取決于離子化通入該處理區(qū)域的制程氣體內(nèi)的特定物種所需的能量。因此，等離子體功率可根據(jù)當(dāng)時(shí)執(zhí)行的制程步驟來(lái)改變。例如，就等離子體輔助ALD制程而言，可在第一前驅(qū)物氣流期間、清潔或泵吸以除去該第一前驅(qū)物期間、第二前驅(qū)物氣流期間和清潔或泵吸以除去該第二前驅(qū)物期間施加不同功率?；蛘?，可在相似的等離子體功率或無(wú)等離子體輔助下執(zhí)行某些制程步驟。例如，可以相同功率或無(wú)功率執(zhí)行清潔步驟，而在提供前驅(qū)物至該處理區(qū)域時(shí)，施加分別適用于該第一及第二前驅(qū)物的等離子體功率。如前面已提及者，阻障密封件154設(shè)置在該注入氣室104和該注入組件150之間，并且阻障密封件174設(shè)置在該排出氣室103和該排出組件170之間。藉此可避免制程化學(xué)品進(jìn)入該批處理腔室內(nèi)任何非預(yù)期的區(qū)域。此外，可利用密封件154、174提供石英腔室的真空密封。或者，該些密封件可以0形環(huán)或諸如此類的形式提供，可使該腔室內(nèi)的不同零組件彼此電氣隔離。這在電源供應(yīng)器180提供的功率增加時(shí)更加適切。施加至電極，例如該注入組件，的較高電壓可能需要該注入組件有強(qiáng)化的電氣隔離。在圖1所示實(shí)施例中，可將等離子體限制在該注入組件150的面板和該擴(kuò)散器160之間。藉此可避免基材直接暴露在等離子體中。這可能是所欲的，以避免等離子體傷害該些基材的表面。據(jù)此，該擴(kuò)散器提供該些基材與該等離子體隔離的屏障。在參考圖1所述的實(shí)施例中，等離子體以水平方向產(chǎn)生。該等離子體沿著該擴(kuò)散器160和該注入組件150的垂直方向延伸。因此，水平的等離子體沿著該處理區(qū)域117的垂直方向延伸。該晶舟120內(nèi)的該些基材沿著整個(gè)基材堆棧暴露在該等離子體下。先前描述的均勻氣流提供該等離子體的離子化物種在該些晶片上的均勻分布。圖2標(biāo)出擁有內(nèi)腔室201以及受控制的注入及排出的批處理腔室的進(jìn)一步實(shí)施例。通常，該注入組件250和該排出組件270的溫度是受到控制的，以避免制程氣體凝結(jié)。圖2批處理腔室200的剖面上視圖。該批處理腔室200 —般含有界定出處理區(qū)域217的內(nèi)腔室201，該內(nèi)腔室201經(jīng) 配置以容納堆棧在晶舟220內(nèi)的一批基材。在該處理區(qū)域內(nèi)提供欲利用各種沉積制程處理的該些基材，例如ALD制程或CVD制程。一般來(lái)說(shuō)，一或多個(gè)加熱器區(qū)塊211被設(shè)置在該內(nèi)腔室201周圍，并且經(jīng)配置以加熱提供在該處理區(qū)域內(nèi)的基材。外腔室213通常配置在該內(nèi)腔室201周圍。在圖2中，絕熱體212經(jīng)提供在該外腔室213和任何加熱器之間，以使該外腔室保持冷卻。該內(nèi)腔室201，例如石英腔室，通常包含腔室主體，該腔室主體擁有位于底部的開(kāi)口、形成在該腔室主體一側(cè)上的注入氣室、形成在該腔室主體該注入氣室相反側(cè)上的排出氣室。該內(nèi)腔室201擁有與該晶舟220者類似的圓筒形狀。因此，可將該處理區(qū)域217保持得很小?？s小的處理區(qū)域減少每一批次的制程氣體量，并縮短批處理期間的停留時(shí)間?？衫勉娫谇皇抑黧w上的狹縫，將該排出氣室203和該注入氣室204焊接在適當(dāng)位置上。根據(jù)另一實(shí)施例，可以連接該處理區(qū)域和該垂直腔室275的垂直排列管的形式提供該排出氣室。根據(jù)一實(shí)施例，該注入氣室204和該排出氣室203是平坦的石英管，該石英管的一端焊接在該腔室主體上，并且一端是開(kāi)放的。該注入氣室204和該排出氣室203經(jīng)配置以容納注入組件250和排出組件270。注入組件250和排出組件270的溫度通常是受到控制的。圖2所示的實(shí)施例包含電源供應(yīng)器280以產(chǎn)生等離子體，該電源供應(yīng)器280與該擴(kuò)散器260和該注入組件250的面板252連接。等離子體被產(chǎn)生于該擴(kuò)散器260和該注入組件的面板之間。該注入器面板用來(lái)做為陽(yáng)極，而該擴(kuò)散器用來(lái)做為陰極，以在這兩者之間產(chǎn)生等離子體。供應(yīng)來(lái)產(chǎn)生等離子體的功率可根據(jù)預(yù)期應(yīng)用調(diào)整，并且可取決于離子化通入該處理區(qū)域的制程氣體內(nèi)的特定物種所需的能量。因此，等離子體功率可根據(jù)當(dāng)時(shí)執(zhí)行的制程步驟來(lái)改變。例如，就等離子體輔助ALD制程而言，在第一前驅(qū)物氣流期間、清潔或泵吸以除去該第一前驅(qū)物期間、第二前驅(qū)物氣流期間和清潔或泵吸以除去該第二前驅(qū)物期間，可施加不同功率?；蛘撸稍谙嗨频牡入x子體功率或無(wú)等離子體輔助下執(zhí)行某些制程步驟。例如，可以相同功率或無(wú)功率執(zhí)行清潔步驟，而在注入個(gè)別前驅(qū)物氣體期間施加分別適用于該第一及第二前驅(qū)物的等離子體功率。在一實(shí)施例中，如圖2所示者，可將等離子體限制在該注入組件250的面板和該擴(kuò)散器260之間。藉此可避免基材直接暴露在等離子體中。這可能是所欲的，以避免等離子體傷害該些基材的表面。據(jù)此，該擴(kuò)散器提供該些基材與該等離子體隔離的屏障。在參考圖2所述的實(shí)施例中，產(chǎn)生水平方向的等離子體。該等離子體沿著該擴(kuò)散器和該注入組件的垂直方向延伸。因此，水平的等離子體沿著該處理區(qū)域217的垂直方向延伸。該晶舟220內(nèi)的該些基材沿著整個(gè)基材堆棧暴露在該等離子體下。先前描述的均勻氣流提供該等離子體的離子化物種在該些晶片上的均勻分布。該批處理腔室200包含外腔室213，藉由絕熱體212與該外腔室隔離的加熱器區(qū)塊211。內(nèi)腔室201包含注入氣室204和排出氣室203，或環(huán)繞位于該處理區(qū)域內(nèi)的晶舟220的排出管。該注入組件250擁有三個(gè)進(jìn)氣通道256。可通過(guò)該些通道提供制程氣體至垂直通道255，并通過(guò)注入組件250的面板內(nèi)的開(kāi)口 253進(jìn)入該處理位置。該排出組件270包含排出端口 276、垂直腔室275及水平狹縫273。此外，示出V形擴(kuò)散器260。與圖1類似，電源供應(yīng)器通過(guò)該注入組件與該注入器面板和該擴(kuò)散器連結(jié)，以在該注入器面板和該擴(kuò)散器之間產(chǎn)生等離子體。圖2更示出導(dǎo)電篩261，該導(dǎo)電篩261進(jìn)一步將等離子體限制在該擴(kuò)散器和該注入器面板之間的狹縫中。另外可將該擴(kuò)散器制作為可穿透的，以限制該等離子體并加強(qiáng)保護(hù)該些基材不受能量微粒傷害?？纱┩傅臄U(kuò)散器可改善氣流在該晶片上的均勻性。在可穿透擴(kuò)散器的情況中，可以篩網(wǎng)形式提供該擴(kuò)散器。根據(jù)另一實(shí)施例(未示出)，可將篩網(wǎng)261和可穿透篩網(wǎng)擴(kuò)散器260提供為一個(gè)單元，以提供陰極并且將該等離子體限制在此陰極和充當(dāng)陽(yáng)極的注入組件面板之間。等離子體的限制-若要求的話-可藉由最小化或省略該注入組件和該篩網(wǎng)或擴(kuò)散器之間的縫隙來(lái)強(qiáng)化。但是，應(yīng)理解，假使相鄰的組件形成了用于等離子體點(diǎn)火及維護(hù)的陽(yáng)極和陰極，則可以提供絕緣。該導(dǎo)電及可穿透篩網(wǎng)、該擴(kuò)散器及該注入組件的面板沿著基材在晶舟內(nèi)彼此堆棧的方向延伸。在此間所述實(shí)施例中，此方向是垂直方向。該些基材是垂直堆棧的。當(dāng)?shù)入x子體毗鄰處理區(qū)域沿著該處理區(qū)域的整個(gè)高度產(chǎn)生時(shí)，一方面，可能在該處理區(qū)域內(nèi)提供均勻的等離子體輔助制程條件。另一方面，因?yàn)榈入x子體是毗鄰該處理區(qū)域產(chǎn)生的，所以幾乎不會(huì)發(fā)生任何激發(fā)的衰減，直到該些激發(fā)物種與該處理區(qū)域內(nèi)的基材接觸為止。圖3標(biāo)出批處理腔室300的另一實(shí)施例，在該批處理腔室300中可執(zhí)行等離子體輔助ALD制程、等離子體輔助CVD制程或其它等離子體輔助制程。在圖3中，與圖1實(shí)施例相同的組件以相同的組件符號(hào)表示。或者，這些組件可與圖2所示實(shí)施例中者相同。為了簡(jiǎn)潔，省略這些組件和相關(guān)目的或用法的重復(fù)描述。電源供應(yīng)器380與該注入組件350和該排出組件370連結(jié)，以在該注入器面板和相對(duì)的排出埠之間產(chǎn)生等離子體。等離子體水平地形成，與該些基材的表面平行。等離子體沿著該內(nèi)腔室101的處理區(qū)域117延伸。該排出端口可用來(lái)做為陰極，而該注入組件面板可用來(lái)做為陽(yáng)極。鑒于陽(yáng)極和陰極之間增加的距離，該電源供應(yīng)器供應(yīng)至該陰極和該陽(yáng)極之間的電壓必須增加，以提供相同的作用在該制程氣體物種上的電場(chǎng)。由于增加的電位差，帶電零組件可能需要與周圍零組件之間有更進(jìn)一步的電氣隔離。在圖3中，這是由該注入組件350和該內(nèi)腔室101的注入氣室之間加大的縫隙來(lái)表示。此外，該排出組件370的縫隙加大。密封件354和374的尺寸也增加，以表 示進(jìn)一步的電氣隔離。雖然，在石英腔室的情況中，該注入組件面板和該排出組件端口的絕緣可部分由該非導(dǎo)電的內(nèi)腔室提供，但足夠高而可在該處理區(qū)域上產(chǎn)生等離子體的電位可能需要該批處理腔室300內(nèi)的零組件的額外的絕緣。圖4標(biāo)出提供執(zhí)行等離子體輔助制程的選擇的批處理腔室400的進(jìn)一步實(shí)施例。在圖4中，以相同的組件符號(hào)表示與圖1實(shí)施例或其它先前實(shí)施例相同的組件?；蛘?，這些組件可與圖2所示實(shí)施例中者相同。為了簡(jiǎn)潔，省略這些組件和相關(guān)目的或用法的重復(fù)描述。在圖4中，與圖3的腔室300比較，電極470被設(shè)置在該內(nèi)腔室101內(nèi)。可以配置在該腔室腔體內(nèi)毗鄰該排出組件的桿狀物形式提供該電極470或該些電極470。電源供應(yīng)器480與電極470和該注入組件350連結(jié)。該注入組件的面板充當(dāng)電極。在圖4所示實(shí)施例中，等離子體水平產(chǎn)生，與該晶舟內(nèi)的基材的基材表面平行。所產(chǎn)生的等離子體在該處理區(qū)域上延伸，并且接觸該些基材。圖4標(biāo)出三個(gè)桿狀物470，做為等離子體產(chǎn)生的電極?；蛘?，也可用一或兩個(gè)垂直的桿狀物來(lái)做為電極。此外，也可用四或多個(gè)桿狀物來(lái)做為電極。應(yīng)調(diào)整電極的數(shù)目及配置，以在該些基材上提供均勻的等離子體，并且不干擾該些制程氣體的氣流的均勻性。根據(jù)另一實(shí)施例(未示出)，該些桿狀物也可設(shè)置在該注入組件面板和該晶舟之間。藉此，可發(fā)生能夠與圖1比擬的等離子體產(chǎn)生。該等離子體在內(nèi)腔室101內(nèi)，例如石英腔室，毗鄰該晶舟產(chǎn)生。該等離子體在該注入組件垂直延伸的面板和垂直延伸的桿狀物組之間水平產(chǎn)生。藉此，可減少該些基材直接暴露在該等離子體中。但是，該制程氣體物種已經(jīng)由該等離子體激發(fā)，在與該基材表面接觸之前沒(méi)有太多時(shí)間衰減。做為另一種選擇(未示出)，電極也可設(shè) 置在該內(nèi)腔室101中的其它位置。圖5和6標(biāo)出進(jìn)一步實(shí)施例。以相同的組件符號(hào)表不與圖1實(shí)施例或其它先前實(shí)施例相同的組件?；蛘撸@些組件可與圖2所示實(shí)施例中者相同。為了簡(jiǎn)潔,省略這些組件和相關(guān)目的或用法的重復(fù)描述。就圖5和6的實(shí)施例而言，等離子體可在該注入組件內(nèi)產(chǎn)生。在一實(shí)施例中，等離子體可在該注入組件內(nèi)部的垂直通道中產(chǎn)生。此外，該垂直通道可表示為氣室或空腔。圖5標(biāo)出一個(gè)批處理腔室500。該注入組件550包含利用絕緣部件559彼此隔離的垂直桿狀物553。或者，該注入器550可由絕緣材料形成。等離子體電源供應(yīng)器580與該上桿狀物553和該下桿狀物553連接。根據(jù)一實(shí)施例，該上桿狀物可以是陽(yáng)極，并且該下桿狀物可以是陰極，而在另一實(shí)施例中，該上桿狀物可以是陰極，而該下桿狀物則是陽(yáng)極。該些桿狀物形成電極以產(chǎn)生等離子體。所產(chǎn)生的等離子體被限制在垂直延伸的通道555中。等離子體垂直產(chǎn)生，并且該制程氣體的激發(fā)物種通過(guò)該注入組件面板內(nèi)的開(kāi)口水平進(jìn)入該處理區(qū)域。根據(jù)另一實(shí)施例，該注入器的面板可由導(dǎo)電材料構(gòu)成，以強(qiáng)化對(duì)于等離子體在該垂直通道內(nèi)的限制。關(guān)于圖5所述的實(shí)施例可選擇性地包含擴(kuò)散器160，如圖5所示，并且關(guān)于圖1和2更詳細(xì)描述。圖6所示的實(shí)施例也包含等離子體產(chǎn)生組件，該等離子體產(chǎn)生組件在該注入組件650的垂直通道內(nèi)提供等離子體。該等離子體在該垂直通道的側(cè)壁之間產(chǎn)生。側(cè)壁是包含該些開(kāi)口 153的面板152。另一側(cè)壁是提供在注入組件650主體651內(nèi)的電極652。電極652形成該垂直通道相對(duì)于該面板152的側(cè)壁。與該電源供應(yīng)器680連接的該兩電極利用絕緣組件659隔離。
根據(jù)另一實(shí)施例(未示出)，該注入組件的主體651可構(gòu)成該些電極之一，以產(chǎn)生等離子體。該注入器由導(dǎo)電材料形成，并且不需要獨(dú)立的電極652。根據(jù)此實(shí)施例，形成該相對(duì)電極的面板也會(huì)利用絕緣組件659與該主體651連接。關(guān)于圖6所述的實(shí)施例可選擇性地包含擴(kuò)散器160，如圖5所示，并且關(guān)于圖1和2更詳細(xì)描述。在此關(guān)于圖1至6所述的實(shí)施例示出可在等離子體輔助制程期間，例如ALD或CVD制程，使用的批處理腔室。其中，該等離子體輔助在該腔室內(nèi)并且在該處理區(qū)域內(nèi)或鄰近處提供該些制程氣體的離子化物種。等離子體在該處理區(qū)域內(nèi)或在該處理區(qū)域鄰近處的存在減少激發(fā)態(tài)的衰減。因?yàn)榈入x子體輔助提供該些制程氣體的離子化物種至該些基材表面，故可將等離子體輔助制程歸類為一種基于該些制程氣體的激發(fā)物種的制程。下面將描述擁有激發(fā)物種的輔助的另一種類型的制程及個(gè)別的腔室實(shí)施例。該些制程，例如ALD制程或CVD制程，由UV輻射輔助。可用UV光來(lái)激發(fā)及/或離子化該些制程氣體的物種或，例如，以維持臭氧濃度在預(yù)期水準(zhǔn)。從制程氣體物種的激發(fā)的觀點(diǎn)而言，即電子被激發(fā)至較高的激發(fā)能階，也可將批處理期間的UV輔助歸類為受到激發(fā)物種輔助的制程。在以UV光照射該些制程氣體時(shí)，該些制程氣體物種被激發(fā)至高于基態(tài)。該激發(fā)取決于UV光的波長(zhǎng)。波長(zhǎng)可在126納米至400納米范圍內(nèi)。該些激發(fā)物種藉由初始或加強(qiáng)該些前驅(qū)物或反應(yīng)物的表面反應(yīng)來(lái)輔助ALD或CVD制程。該加強(qiáng)可致使暴露時(shí)間縮短，因此而增加產(chǎn)量。另外，薄膜品質(zhì)會(huì)因?yàn)楦暾那膀?qū)物反應(yīng)而改善。就UV輔助的薄膜成長(zhǎng)而言，激發(fā)物種的衰減時(shí)間可在制程氣體抵達(dá)該處理區(qū)域時(shí)，遠(yuǎn)程激發(fā)的制程氣體即已衰減的程度。例如，若在遠(yuǎn)程激發(fā)，臭氧濃度在臭氧抵達(dá)該沉積腔室的處理區(qū)域時(shí)可能已降低?？山逵苫罨撉皇覂?nèi)的臭氧來(lái)維持較高的臭氧濃度。圖7標(biāo)出擁有UV輔助的批處理腔室700的一實(shí)施例。在圖7中，以相同的組件符號(hào)表示與圖1實(shí)施例或其它先前實(shí)施例相同的組件?；蛘?，這些組件可與圖2所示實(shí)施例中者相同。為了簡(jiǎn)潔， 省略這些組件和相關(guān)目的或用法的重復(fù)描述。圖7標(biāo)出在該注入組件750的垂直通道755內(nèi)垂直照射UV光的一實(shí)施例。在該垂直通道755上端提供UV光源790，并且在該垂直通道下端提供UV光源。每一個(gè)光源皆包含燈源792以及面向該垂直通道的窗口 793。該窗口材料可取決于UV波長(zhǎng)來(lái)選擇。例如，石英窗口可用在高至約180納米至220納米的波長(zhǎng)。藍(lán)寶石、氟化鎂或氟化鈣窗口可在較短波長(zhǎng)時(shí)用來(lái)做為窗口 793。該UV光沿著該垂直通道755垂直延伸，并在進(jìn)入該處理區(qū)域之前在該注入組件內(nèi)激發(fā)該些制程氣體物種。在圖7所示實(shí)施例中，可使用UV燈，諸如填充汞或氙的氘燈或電弧燈。在該垂直通道內(nèi)激發(fā)的制程氣體物種利用該注入組件、該排出組件以及選擇性地該擴(kuò)散器產(chǎn)生的均勻氣流均勻地提供，該氣流關(guān)于圖1更詳細(xì)地描述。圖8標(biāo)出擁有注入組件850的批處理腔室800的另一實(shí)施例。該實(shí)施例可用來(lái)進(jìn)行UV輔助制程。在圖8中，以相同的組件符號(hào)表示與圖1實(shí)施例或其它先前實(shí)施例相同的組件?；蛘?，這些組件可與圖2所示實(shí)施例中者相同。為了簡(jiǎn)潔，省略這些組件和相關(guān)目的或用法的重復(fù)描述。圖8標(biāo)出該注入組件水平地照射UV光通過(guò)該面板的開(kāi)口 153，并且與堆棧在晶舟內(nèi)的基材的基材表面平行。該UV光藉由在垂直通道855內(nèi)以惰性氣體擊出輝光放電在該垂直通道855內(nèi)產(chǎn)生。該面板的注入面852經(jīng)配置為陽(yáng)極。該注入器的主體851利用絕緣體859與該陽(yáng)極電氣隔離。該垂直通道855充當(dāng)中空陰極。如先前關(guān)于圖2所描述般，該注入組件可有多個(gè)垂直通道?？捎脝我粋€(gè)垂直通道或多個(gè)垂直通道來(lái)做為中空陰極，以在該腔室內(nèi)提供UV光。當(dāng)該注入器內(nèi)的電場(chǎng)可能太小而無(wú)法擊出輝光放電時(shí)，可在該注入器內(nèi)裝設(shè)尖端854。藉此，該些尖端附近的電場(chǎng)強(qiáng)度增加，而可以較小的施加電壓來(lái)點(diǎn)燃輝光放電。根據(jù)另一實(shí)施例(未示出)，可省略該些尖端854，若電源供應(yīng)器880提供足夠的功率來(lái)在該垂直通道內(nèi)擊出該輝光放電。圖9標(biāo)出注入組件的另一實(shí)施例。與圖8所示實(shí)施例相比，在該垂直通道955的后端提供獨(dú)立的導(dǎo)電組件950做為陰極。該陰極950經(jīng)提供有多個(gè)小空腔。這些空腔呈圓柱形狀，擁有I毫米至12毫米范圍內(nèi)的微小直徑，并且提供為附加的中空陰極數(shù)組。藉此，提供波長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于該垂直通道955及/或該陰極材料內(nèi)的氣體的UV光的中空陰極效應(yīng)可倍增。因此，該垂直通道955內(nèi)以及處理基材的處理區(qū)域內(nèi)的光子密度可增加。中空陰極和該些面板孔洞之間的對(duì)準(zhǔn)確保最佳化進(jìn)入該處理區(qū)域的傳輸。可在該些中空陰極內(nèi)提供尖端954。該些尖端可用來(lái)增加電場(chǎng)強(qiáng)度，因?yàn)樵摷舛说男澢?，并改善在較低電壓水準(zhǔn)時(shí)放電的輝光的擊出。根據(jù)另一實(shí)施例( 未示出)，也可在該擴(kuò)散器和該注入器表面(該面板的一側(cè))之間產(chǎn)生輝光放電，藉此，該擴(kuò)散器經(jīng)提供做為陽(yáng)極，而該注入器表面是陰極。就輝光放電包含在該注入器的空間內(nèi)以產(chǎn)生UV的所有實(shí)施例而言，可使用壓差泵吸(未示出)。在某些例子中，該些基材處的制程壓力可比用來(lái)產(chǎn)生UV的輝光放電所需的壓力低。在此情況中，輝光放電所使用的氣體可從該處理腔室轉(zhuǎn)移出。就輝光放電包含在該注入器的空間內(nèi)以產(chǎn)生UV的所有實(shí)施例而言，可在該注入器面板的反應(yīng)器側(cè)固接上可穿透UV薄膜(未示出)。在某些例子中，該些基材處的制程壓力可比用來(lái)產(chǎn)生UV的輝光放電所需的壓力高。在此情況中，來(lái)自該制程的氣體利用阻隔物與輝光放電用的氣體隔離。因?yàn)樵撟韪粑锟纱┩窾V，故UV被傳送至該些基材。該阻隔物是薄的，以增強(qiáng)UV傳輸，但足夠厚以支撐高至約10托耳的制程壓力。一般來(lái)說(shuō)，就UV輔助批處理腔室而言，UV輻射的波長(zhǎng)，也就是光子能量，可基于在該中空陰極內(nèi)使用的氣體來(lái)選擇。典型的惰性氣體和相應(yīng)的基于該些激發(fā)態(tài)的再結(jié)合的放射光子能量是氦氣(例如，21.22eV、40.82eV、40.38eV)、氖企(例如，16.85eV、16.67eV、26.9eV)或氬氣 H^i^n，11.83eV、lL63eV、13.48eV、13.30eV)。也可應(yīng)用來(lái)自氘燈，或其它UV來(lái)源(例如汞燈)，以及較柔和的UV輻射的寬譜UVo就UV輔助批處理腔室而言，由碳化硅(SiC)形成的承載該些基材用的晶座可適于反射UV光。該晶座輪廓及粗糙度可適于將UV光反射聚焦在該些基材表面上。藉此，利用UV輻射激發(fā)制程氣體物種的位置甚至可更接近該些基材表面。該內(nèi)腔室101的圓筒狀構(gòu)形有助于UV反射率相對(duì)于垂直入射增強(qiáng)的掠射角(glancing angle)。利用在該注入器垂直通道內(nèi)的輝光放電，可在擁有適當(dāng)?shù)妮x光放電條件的任何制程步驟期間提供UV輻射。如上所提及者，該注入器空間和該處理區(qū)域內(nèi)的條件可不同，若提供氣體轉(zhuǎn)移、阻隔物或其它措施。藉此，可在該腔室部件內(nèi)提供適于輝光放電的條件。適當(dāng)?shù)闹瞥虠l件可包含注入希望用來(lái)進(jìn)行輝光放電的氣體。就來(lái)自氬氣的11.63eV和11.83eV的光子而言，輝光放電的最佳壓力是0.45托耳，并且碳化硅的反射率在垂直入射以及/4時(shí)是0.4。就需要UV輔助的CVD制程而言，預(yù)期的工作周期是連續(xù)的。就ALD制程而言，有可能因?yàn)楸∧ぬ匦约?或產(chǎn)能而需要UV輔助的若干情況。在可能需要光子能量來(lái)啟動(dòng)前驅(qū)物分子和表面鍵結(jié)位置之間的反應(yīng)時(shí)，一或所有的前驅(qū)物暴露可能需要UV輔助。ALD循環(huán)尾聲時(shí)的循環(huán)清潔步驟期間可能需要UV輔助，以完成例如該表面反應(yīng)，而使反應(yīng)副產(chǎn)物的并入最小化。如下實(shí)施例會(huì)參考圖8及9描述。如上所述，可利用垂直延伸的陽(yáng)極和垂直延伸的中空陰極來(lái)提供UV輔助制程，其中陽(yáng)極和陰極經(jīng)設(shè)置而使陽(yáng)極更接近容納該晶片堆棧的晶舟。上面關(guān)于等離子體輔助制程和中空陰極效應(yīng)所述的實(shí)施例也可用于離子輔助ALD或CVD批處理腔室。因此，根據(jù)一實(shí)施例，擴(kuò)散器會(huì)是陰極，而該注入器表面會(huì)是陽(yáng)極。根據(jù)另一實(shí)施例，該垂直通道的注入器表面?zhèn)?該垂直通道的面板側(cè))會(huì)是陰極，而朝向該注入組件主體設(shè)置的注入器的相反側(cè)會(huì)是陽(yáng)極。一般來(lái)說(shuō)，電源供應(yīng)器980以極性與先前實(shí)施例的個(gè)別零組件連接，而使離子可被提供至該處理區(qū)域。鑒于制程氣體物種的離子化，批處理期間的離子產(chǎn)生輔助也可歸類為一種受到激發(fā)物種輔助的制程。此外，也可調(diào)整該擴(kuò)散器以提供中空陰極效應(yīng)。然后將輝光放電所產(chǎn)生的離子加速朝向該處理區(qū)域。離子和中子可穿過(guò)該陰極，通過(guò)提供在其中的開(kāi)口 。因此，離子和中子進(jìn)入該處理區(qū)域并且可利用該些離子的能量或動(dòng)量來(lái)輔助制程。該些離子和中子的動(dòng)能可以是約600eV。選擇性地，可用減速柵極來(lái)降低離子能量?？梢該碛惺┘又疗渖系碾娢坏暮Y網(wǎng)的形式來(lái)提供減速柵極。該電位使該些離子減速。減速的離子可通過(guò)該柵極中的開(kāi)口。因此，裝設(shè)在該注入器和該晶舟之間的帶電柵極可降低能量及動(dòng)量至預(yù)期水準(zhǔn)。就與等離子體輔助制程、UV輔助制程或離子輔助制程相關(guān)的實(shí)施例而言，可將該注入器和該排出的組件形成的電極接地，并偏壓另一個(gè)電極。該注入器或排出組件的組件可以是陽(yáng)極或陰極，以產(chǎn)生等離子體、產(chǎn)生UV或產(chǎn)生離子。一般來(lái)說(shuō)，應(yīng)了解可將陽(yáng)極或陰極的任一者接地。沉積材料的制程圖10-13標(biāo)出以UV輔助的光激發(fā)沉積材料的制程1000、1100、1200、和1300的流程圖，如此間實(shí)施例所述者?？梢蕴幚砬皇?00執(zhí)行制程1000、1100、1200、和1300，例如此間范例、或其它適合腔室和設(shè)備所描述者。此類適合腔室之一是在2005年6月21號(hào)提出申請(qǐng)的標(biāo)題為「利用光激發(fā)處理基材及薄膜的方法」的共案審查中的美國(guó)專利申請(qǐng)案第11/157，567號(hào)中描述，該美國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)诖私逵梢弥敛慌c本說(shuō)明書相違背的程度下并入本文中。在此所述制程可用來(lái)沉積阻障材料(圖10)，例如鉭和氮化鉭，介電材料(圖11)，例如二氧化釕、二氧化銥、三氧化二銥、二氧化鋯、二氧化鉿、三氧化二鋁、五氧化二鉭、二氧化鈦、二氧化錯(cuò)、氧化鈕、氧化鋨、氧化鉬、氧化fL、五氧化二fL、三氧化二fL、i^一氧化六fL、鈦酸鍶鋇(BST)、鋯鈦酸鉛(PZT)、鈦酸鋇鍶(SBT)、稀土氧化物(Ln2O3)及這些材料的硅酸鹽，導(dǎo)電材料(圖12)，例如氮化鎢、氮化鈦、和銅，以及種層材料(圖13)，例如釕、銥、鎢、鉭、氮化鉭、銠、以及鉬。可利用在此所述前驅(qū)物和制程沉積的其它材料包含氮化物，例如氮化硼、氮化鉿、氮化鋁、以及氮化鋯，和金屬硼化物，例如硼化鎂、硼化釩、硼化鉿、硼化鈦、硼化鎢、以及硼化鉭。該些材料可在基材上沉積為層，以形成例如集成電路的電子特征。陽(yáng)障材料圖10標(biāo)出沉積阻障材料的制程1000的流程圖，如此間實(shí)施例所述者。該基材可設(shè)置在處理腔室內(nèi)(步驟1010)，選擇性地暴露在預(yù)處理制程(步驟1020)中，并且加熱至預(yù)定溫度(步驟1030)。隨后，可在該基材上沉積阻障材料(步驟1040)。該基材可選擇性地暴露在后沉積處理制程中(步驟1050)，并且該處理腔室可選擇性地暴露在腔室清潔制程中(步驟1060)。在步驟1010期間，可將該基材設(shè)置在處理腔室內(nèi)。該處理腔室可以是單晶片腔室或含有多個(gè)晶片或基材(例如，25、50、100個(gè)或更多)的批次腔室。該基材可保持在固定位置上，但較佳地，藉由支撐臺(tái)座旋轉(zhuǎn)。選擇性地，可在制程1000的一或多個(gè)步驟期間將基材作索引。可在制程1000期間使用處理腔室600，在圖7中示出，以如此間范例所述般在基材121上沉積阻障材料。在一范例中，可在處理腔室600內(nèi)的基材支撐臺(tái)座上以高至約120rpm(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))的速率旋轉(zhuǎn)基材121。或者，可將基材121設(shè)置在基材支撐臺(tái)座上，并且在該沉積制程期間不加以旋轉(zhuǎn)。在一實(shí)施例中，在步驟1020期間，該基材121選擇性地暴露在至少一種預(yù)處理制程中。該基材表面可能含有原氧化物，該原氧化物在預(yù)處理期間被除去?？衫弥苯庸饧ぐl(fā)系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量束來(lái)預(yù)處理該基材，以在步驟1040沉積阻障材料之前從該基材表面上除去該些原氧化物?？稍谠擃A(yù)處理制程期間使制程氣體接觸該基材。該制程氣體可含有氬氣、氮?dú)狻⒑?、氫氣、形成氣體、或上述氣體的組合物。該預(yù)處理制程可持續(xù)一段約2分鐘至約10分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)光激發(fā)制程期間原氧化物的移除。此外，可在步驟1020期間將該基材121加熱至約100°C至約800°C范圍內(nèi)的溫度，較佳地，約200°C至約600°C，并且更佳地，約300°C至約500°C，以促進(jìn)制程1000期間原氧化物的移除。范例提供在步驟1020期間，基材121可暴露在燈源792所產(chǎn)生的能量束中。燈源792可提供擁有約2eV至約IOeV范圍內(nèi)的光子能量的能量束，例如約3.0eV至約9.84eV。在另一范例中，燈源792提供波長(zhǎng)在約123納米至約500納米范圍內(nèi)的UV輻射能量束。可給燈源792通電一段足以除去氧化物的時(shí)間。該通電時(shí)間基于窗口 793的尺寸及形狀和該基材旋轉(zhuǎn)速度來(lái)選擇。在一實(shí)施例中，燈源792被通電一段約2分鐘至約10分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)光激發(fā)制程期間原氧化物的移除。在一范例中，可在步驟1020期間將基材121加熱至約100°C至約800°C范圍內(nèi)的溫度。在另一范例中，可在步驟1020期間將該基材121加熱至約300°C至約500°C范圍內(nèi)的溫度，而燈源792可提供擁有約2eV至約IOeV范圍內(nèi)的光子能量的能量束一段約2分鐘至約5分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)原氧化物的移除。在一范例中，該能量束擁有約3.2eV至約4.5eV范圍內(nèi)的光子能量約3分鐘。在另一實(shí)施例中，可在步驟1020的預(yù)處理制程期間，藉由含有能量傳輸氣體的制程氣體的存在的光激發(fā)制程來(lái)提升原氧化物的移除。該能量傳輸氣體可以是氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、溴化氬、氯化氬、溴化氪、氯化氪、氟化氪、氟化氙(例如，二氟化氙)、氯化氙、溴化氙、氟氣、氯氣、溴氣、上述氣體的準(zhǔn)分子、上述氣體的自由基、上述氣體的衍生物、或上述氣體的組合物。在某些實(shí)施例中，除了至少一種能量傳輸氣體之外，該制程氣體也可包含氮?dú)?N2)、氫氣(H2)、形成氣 體(例如氮?dú)?氫氣或IS氣/氫氣)。
在一范例中，可藉由在步驟1020期間提供該制程氣體至處理腔室600的內(nèi)腔室101來(lái)使基材121暴露在含有能量傳輸氣體的制程氣體中?？蓮臍怏w來(lái)源159通過(guò)面板152提供該能量傳輸氣體。與和基材121的距離相比，該制程氣體和燈源792之間的鄰近性能夠輕易激發(fā)其中的能量傳輸氣體。當(dāng)該能量傳輸氣體去激發(fā)(de-excite)并移動(dòng)接近基材121時(shí)，該能量被有效地傳輸至基材121表面，因此促進(jìn)原氧化物的移除。在另一實(shí)施例中，可在步驟1020的預(yù)處理制程期間，藉由含有有機(jī)蒸氣的制程氣體的存在的光激發(fā)制程來(lái)提升原氧化物的移除。在一范例中，可使該基材暴露在含有環(huán)芳碳?xì)浠衔锏闹瞥虤怏w中。該環(huán)芳碳?xì)浠衔锟稍赨V輻射存在的環(huán)境下。可在預(yù)處理制程期間使用的單環(huán)芳香碳?xì)浠衔锖投喹h(huán)芳香碳?xì)浠衔锇?quinone)、羥基醌(hydroxyquinone)(對(duì)苯二釀(hydroquinone))、蒽(anthracene)、萘(naphthalene)、菲(phenanthracene)、它們的衍生物、或它們的組合物。在另一范例中，可使該基材暴露在含有其它碳?xì)浠衔锏闹瞥虤怏w中，例如不飽和碳?xì)浠衔?，包含乙烯、乙炔、丙烯、烷基衍生物、鹵化衍生物、或它們的組合物。在另一范例中，在步驟1020的預(yù)處理制程期間，該有機(jī)蒸氣可含有烷類化合物。在一范例中，在步驟1020期間，可由燈源產(chǎn)生波長(zhǎng)在123納米至約500納米范圍內(nèi)的UV輻射。在另一實(shí)施例中，多環(huán)芳香碳?xì)浠衔锟稍赨V存在下除去原氧化物，藉由與該些原氧化物內(nèi)的氧原子反應(yīng)。在另一實(shí)施例中，可藉由使基材暴露在醌或羥基醌中同時(shí)形成衍生產(chǎn)物來(lái)除去原生氧化物?？衫谜婵毡弥瞥虒⒃撗苌a(chǎn)物從該處理腔室除去。在步驟1030，可在預(yù)處理制程期間或之后將該基材121加熱至預(yù)定溫度。該基材121在步驟1040沉積該阻障材料之前加熱。該基材可利用該基材支撐內(nèi)的嵌入式加熱組件、該能量束(例如，UV源)、或它們的組合來(lái)加熱。一般來(lái)說(shuō)，該基材經(jīng)加熱足夠久以得到預(yù)期溫度，例如一段約15秒至約30分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，較佳地，約30秒至約20分鐘，并且更佳地，從約I分鐘至約10分鐘。在一實(shí)施例中，可將該基材加熱至約200°C至約1000°C范圍內(nèi)的溫度，較佳地，約400°C至約850°C，并且更佳地，約550°C至約800°C。在另一實(shí)施例中，可將該基材加熱至低于約550°C，較佳地，低于約450°C。在一范例中，可在處理腔室600內(nèi)將基材121加熱至該預(yù)定溫度。該預(yù)定溫度可在約300°C至約500°C范圍內(nèi)?？山逵蓮碾娫垂?yīng)器施加功率至加熱組件，例如加熱器區(qū)塊211，來(lái)加熱該基材121。在一實(shí)施例中，在步驟1040的沉積制程期間在該基材上沉積阻障材料。該阻障材料可包含，例如，一或多層鈦(Ti)、氮化鈦(TiN)、鉭(Ta)、氮化鉭(TaNx)、鎢(W)、或氮化鎢(WNx)、除了其它的之外，在該基材上?？山逵稍谠摮练e制程期間將該基材暴露在至少一種沉積氣體中來(lái)形成該阻障層材料。在一范例中，該沉積制程擁有沉積氣體的CVD制程，該沉積氣體可包含鉭前驅(qū)物、鈦前驅(qū)物、或鎢前驅(qū)物和氮前驅(qū)物或含有兩種來(lái)源的前驅(qū)物。使用CVD技術(shù)，可藉由熱分解前述前驅(qū)物來(lái)形成該一或多個(gè)阻障層?；蛘?，該沉積制程可以是擁有至少兩種沉積氣體的ALD制程，因此，該基材相繼暴露在鉭前驅(qū)物、鈦前驅(qū)物、或鎢前驅(qū)物和氮前驅(qū)物中。該沉積制程可以是熱制程、自由基制程、或上述制程的組合。例如，該基材可在藉由直接光激發(fā)系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量束的存在下暴露在制程氣體中。 當(dāng)欲形成氮化物基底的阻障層時(shí)，例如氮化鈦(TiNx)、氮化鉭(TaNx)或氮化鶴(WNx),提供氮?dú)?N2)至該處理腔室。氮?dú)饬魉倏稍诩sIOOsccm至約2000sccm范圍內(nèi)。在步驟1040形成阻障材料的適合氮前驅(qū)物的范例包含氨氣(Mg、聯(lián)氨(N2H4)、有機(jī)胺、有機(jī)聯(lián)氨、有機(jī)二氮雜苯(diazines)(例如，甲基二氮雜苯((H3C)NNH))、硅烷基疊氮化物(silylazides)、娃燒基聯(lián)氨(silyhydrazines)、氫疊氮酸(HN3)、氰化氫(HCN)、原子氮、氮?dú)?N2)、它們的衍生物、或它們的組合物。做為氮前驅(qū)物的有機(jī)胺包含RXNH3_X，其中R是獨(dú)立的烷基或芳烴基(aryl group)，并且x是1、2或3。有機(jī)胺的范例包含三甲胺((CH3) 3N)、二甲胺((CH3) 2NH)、甲胺((CH3) NH2)、三乙胺((CH3CH2) 3N)、二乙胺((CH3CH2) 2NH)、乙胺((CH3CH2) NH2)、第三丁胺(((CH3) 3C) NH2)、它們的衍生物、或它們的組合物。做為氮前驅(qū)物的有機(jī)聯(lián)氨包含RXN2H4_X，其中每一個(gè)R是獨(dú)立的烷基或芳烴基，并且X是1、2、3、或4。有機(jī)聯(lián)氨的范例包含甲基聯(lián)氨((CH3)N2H3)、二甲基聯(lián)氨((CH3)2N2H2)、乙基聯(lián)氨((CH3CH2) N2H3)、二乙基聯(lián)氨((CH3CH2) 2N2H2)、第三丁基聯(lián)氨(((CH3) 3C) N2H3)、二第三丁基聯(lián)氨(((CH3)3O2N2H2)、它們的自由基、它們的等離子體、它們的衍生物、或它們的組合物。該鎢前驅(qū)物可選自六氟化鎢(WF6)和六羰鎢(W (CO) 6)。該含鉭前驅(qū)物可選自，例如，五氯化鉭、五(二乙胺基)鉭(PDEAT) (Ta (Net2)5)'五((乙基)(甲基)胺基)鉭(PEMAT)(Ta (N(Et) (Me))5)、以及五(二甲胺基)鉭(PDMAT) (Ta(Nme2)5)，除了其它的之外。該含鈦前驅(qū)物可選自，例如，四氯化鈦(TiC14)、四(二乙胺基)鈦(TDEAT) (Ti(Net2)4)^H ((乙基)(甲基)胺基)鈦(TEMAT) (Ti (N(Et) (Me))4)、以及四(二甲胺基)鈦(TDMAT) (Ti(NMe2)4),除了其它的之外。適合的還原氣體包含傳統(tǒng)還原劑，例如，氫(例如，氫氣或原子氫)、氨氣(NH3)、硅烷(SiH4)、二硅烷(Si2H6)、三娃烷(Si3H8)、四硅烷(Si4Hltl)、二甲基硅烷(SiC2H8)、甲基硅烷(SiCH6)、乙基硅烷(SiC2H8)、一氯硅烷(ClSiH3)、二氯硅烷(Cl2SiH2)、六氯二硅烷(Si2Cl6)、砸燒(BH3)、_■砸燒(B2H6)、二砸燒、四砸燒、五砸燒、燒基砸燒,例如二乙基砸燒(Et3B)、它們的衍生物及它們的組合物。在一范例中，可在步驟1040的沉積制程期間于處理腔室600內(nèi)的基材121上沉積阻障材料。在一實(shí)施例中，可在CVD制程期間將基材121暴露在含有鎢前驅(qū)物、含鈦前驅(qū)物、或含鉭前驅(qū)物及氮前驅(qū)物的制 程氣體中。該些前驅(qū)物通常從氣體來(lái)源159通過(guò)面板152提供至內(nèi)腔室101。在一實(shí)施例中，可在步驟1040藉由進(jìn)氣通道156同步，如在傳統(tǒng)CVD制程期間或相繼，如在ALD制程期間，將該些前驅(qū)物通入該處理腔室600或接觸基材121。該ALD制程可將該基材121暴露在至少兩種制程氣體中，因此，該基材121相繼暴露在第一前驅(qū)物，例如含鎢前驅(qū)物、含鈦前驅(qū)物、或含鉭前驅(qū)物，以及第二前驅(qū)物，例如氮前驅(qū)物中。在沉積鎢層時(shí)，預(yù)期到該第一前驅(qū)物含鎢前驅(qū)物，例如六氟化鎢，而該第二前驅(qū)物還原氣體，例如二硼烷。雖然示出進(jìn)氣通道156，但預(yù)期到該第一前驅(qū)物和該第二前驅(qū)物以不同的氣線提供至制程腔室600?？煽刂泼恳粭l氣線的溫度。對(duì)于CVD和ALD制程及可調(diào)整的設(shè)備(例如，并入U(xiǎn)V輻射源)的描述和可用來(lái)沉積阻障材料的化學(xué)前驅(qū)物在2004年12月21號(hào)核準(zhǔn)的共同讓渡的標(biāo)題為「用于金屬氧化物柵極電極的氮化鎢的周期沉積」的美國(guó)專利第6，833，161號(hào)、2005年10月4號(hào)核準(zhǔn)的標(biāo)題為「氮化鉭層的形成」的美國(guó)專利第6，951，804號(hào)、2006年5月23號(hào)核準(zhǔn)的標(biāo)題為「銅金屬化的ALD氮化鉭的整合」的美國(guó)專利第7，049, 226號(hào)、2003年8月19號(hào)核準(zhǔn)的標(biāo)題為「銅內(nèi)聯(lián)機(jī)組障層結(jié)構(gòu)及該結(jié)構(gòu)的形成」的美國(guó)專利第6，607，976號(hào)、2005年6月28號(hào)核準(zhǔn)的標(biāo)題為「鈦及氮化鈦層的整合」的美國(guó)專利第6，911，391號(hào)、以及2003年6月12號(hào)公開(kāi)的標(biāo)題為「耐火金屬氮化硅的周期沉積」的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)案第2003-0108674號(hào)、2006年I月12號(hào)公開(kāi)的標(biāo)題為「使用原子層沉積技術(shù)沉積鎢層的方法」的美國(guó)專利公開(kāi)案第2006-0009034號(hào)中進(jìn)一步揭示，所有皆在此藉由弓丨用這些專利的整體的方式并入本文中。例如，當(dāng)含鈦前驅(qū)物和氮前驅(qū)物在該處理腔室內(nèi)合并時(shí)，含鈦材料，例如氮化鈦，經(jīng)形成在該基材表面上。沉積的氮化鈦材料展現(xiàn)出良好的薄膜性質(zhì)，例如折射率和濕蝕刻速率。在一實(shí)施例中，可以約10埃/分鐘至約500埃/分鐘范圍內(nèi)的速率來(lái)沉積該氮化鈦材料，并且沉積至約10埃至約1，000埃范圍內(nèi)的厚度?？稍诓襟E1040期間提供載氣，以控制氮前驅(qū)物和鈦前驅(qū)物的分壓。單一晶片處理腔室的總內(nèi)壓可在約100毫托耳至約740毫托耳范圍內(nèi)的壓力下，較佳地，約250毫托耳至約100托耳，并且更佳地，約500毫托耳至約50托耳。在一范例中，該處理腔室的內(nèi)壓維持在約10托耳或更低的壓力下，較佳地，約5托耳或更低，并且更佳地，約I托耳或更低。在某些實(shí)施例中，可提供載氣以將批處理系統(tǒng)的氮前驅(qū)物或硅前驅(qū)物的分壓控制在約100毫托耳至約I托耳范圍內(nèi)。適合的載氣的范例包含氮?dú)?、氫氣、氬氣、氦氣、形成氣體、或上述氣體的組合物。該基材、該第一前驅(qū)物、及/或該第二前驅(qū)物可在步驟1040的沉積制程期間暴露在該光激發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的能量束或能量通量中。能量束的使用有利地增加沉積速率，并且改善表面擴(kuò)散或該阻障材料內(nèi)的原子遷移率，以為接踵而來(lái)的物種產(chǎn)生活化位置。在一實(shí)施例中，該能量束擁有約3.0eV至約9.84eV范圍內(nèi)的能量。此外，該能量束可擁有約123納米至約500納米范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。在一范例中 ，燈源792提供能量束以供應(yīng)該第一前驅(qū)物或氮前驅(qū)物的至少一種的激發(fā)能量。高沉積速率和低沉積溫度產(chǎn)生擁有可調(diào)整特性的薄膜，該薄膜具有最小的寄生副反應(yīng)。在一實(shí)施例中，該能量束或通量可擁有約4.5eV至約9.84eV范圍內(nèi)的光子能量。在另一實(shí)施例中，含有該阻障材料(在步驟1040中形成)的基材在步驟1050期間暴露在后沉積處理制程中。該后沉積處理制程在沉積之后增加基材表面能量，這有利地除去揮發(fā)物及/或其它薄膜污染物(例如藉由降低氫含量)及/或退火該沉積膜。來(lái)自該沉積材料的較低的氫含量有利地增加薄膜的張應(yīng)力。或者可使用至少一個(gè)燈源(例如，燈源790)來(lái)激勵(lì)能量傳輸氣體，該能量傳輸氣體接觸該基材以在沉積后增加該基材的表面能量，并除去揮發(fā)物及/或其它薄膜。選擇性地，在步驟1050，可提供能量傳輸氣體至處理腔室600的內(nèi)腔室101。適合的能量傳輸氣體的范例包含氮?dú)?、氫氣、氦氣、氬氣、及上述氣體的組合物。范例提供在步驟1050期間，該基材121以能量束或能量通量來(lái)處理。在一范例中，燈源792提供能量束以在步驟1050期間供應(yīng)基材121的表面能量。在退火該阻障材料的另一范例中，該能量束或通量可擁有約3.53eV至約9.84eV范圍內(nèi)的光子能量。此外，燈源790可產(chǎn)生波長(zhǎng)約123納米至約500納米范圍內(nèi)的能量束。一般來(lái)說(shuō)，可給燈源790通電一段約I分鐘至約10分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)利用光激發(fā)的后沉積處理。在一范例中，可藉由將該基材暴露在燈源790產(chǎn)生的擁有約3.2eV至約4.5eV范圍內(nèi)的光子能量的能量束中從沉積膜表面除去揮發(fā)性化合物或污染物，該能量束用來(lái)分解處理腔室600內(nèi)的自由基。因此，準(zhǔn)分子燈，例如溴化氙*(283納米/4.4IeV)、溴氣*(289納米/4.29eV)、氯化氙*(308納米/4.03eV)、碘氣*(342納米/3.63eV)、氟化氙*(351納米/3.53eV)可經(jīng)選擇來(lái)分解氮-氫鍵，以從氮化鈦、氮化鉭、和氮化鎢網(wǎng)絡(luò)除去氫。預(yù)期到可改變?cè)摶牡男D(zhuǎn)速度，例如，藉由增加步驟1050相對(duì)于之前的沉積步驟的旋轉(zhuǎn)速度。在另一實(shí)施例中，可從該處理腔室600移出該基材121，隨后在步驟1060將該處理腔室600暴露在腔室清潔制程中。可利用光激發(fā)清潔劑來(lái)清潔該處理腔室。在一實(shí)施例中，該清潔劑包含氟。范例提供可利用燈源790在處理腔室600內(nèi)光激發(fā)該清潔劑?？稍谇皇仪鍧嵵瞥唐陂g清潔處理腔室600，以強(qiáng)化沉積效能。例如，可用該腔室清潔制程來(lái)除去包含在處理腔室600表面上的污染物或包含在窗口 793上的污染物，藉此最小化通過(guò)窗口 793的能量束或通量的傳輸損失，并最大化傳輸至該些氣體及表面的能量?？梢员忍幚砬皇?00高的頻率清潔窗口 793，例如，可在處理一些基材之后清潔處理腔室600，但窗口 793則在處理每一個(gè)基材之后清潔。適合的清潔劑包含，例如，氫氣、HX(其中X=氟、氯、溴、或碘)、NX3 (其中X =氟或氯)、鹵間化合物，例如XFn(其中X =氯、溴、碘而n=1、3、5、7)，以及氫化的鹵間化合物，和惰性氣體鹵化物，例如二氟化氙、四氟化氙、六氟化氙、和二氟化氪。步驟1040期間沉積的阻障材料的元素成分可藉由控制該些化學(xué)前驅(qū)物的濃度或流速來(lái)預(yù)先決定?？山逵煽刂圃撟枵喜牧蟽?nèi)鉭、鈦、鎢、氫、和氮?dú)獾南鄬?duì)濃度來(lái)為特定應(yīng)用調(diào)整薄膜性質(zhì)。在一實(shí)施例中，可藉由改變沉積制程期間或之后UV能量的范圍來(lái)調(diào)整鉭、鈦、鎢、氫、和氮?dú)獾脑貪舛?。薄膜性質(zhì)包含濕蝕刻速率、干蝕刻速率、應(yīng)力、介電常數(shù)、以及諸如此類者。例如，藉由降低氫含量，所沉積的材料可擁有較高的張應(yīng)力。在另一范例中，藉由降低碳含量，所沉積的材料可擁有較低的電阻。如在此所述的制程1000期間所沉積的阻障材料因?yàn)槿舾晌锢硇再|(zhì)而可在整個(gè)電子特征/組件上使用。當(dāng)阻障材料被設(shè)置在兩者之間時(shí)(例如柵極材料和電極，或低介電常數(shù)多孔材料和銅之間)，該些阻障特性抑制不同材料或元素之間的離子擴(kuò)散。在一實(shí)施例中，可在制程1000期間在基材上將阻障材料沉積成層以形成電子特征，例如集成電路(第14 圖)。 介電材料圖11標(biāo)出沉積介電材料的制程1100的流程圖，如此間實(shí)施例所述者。該基材可設(shè)置在處理腔室內(nèi)(步驟1110)，選擇性地暴露在預(yù)處理制程(步驟1120)中，并且加熱至預(yù)定溫度(步驟1130)。隨后，可在該基材上沉積介電材料(步驟1140)。該基材可選擇性地暴露在后沉積處理制程中(步驟1150)，并且該處理腔室可選擇性地暴露在腔室清潔制程中(步驟1160)。在步驟1110期間，可將該基材設(shè)置在處理腔室內(nèi)。該處理腔室可以是單晶片腔室或含有多個(gè)晶片或基材(例如，25、50、100個(gè)或更多)的批次腔室。該基材可保持在固定位置上，但較佳地，藉由支撐臺(tái)座旋轉(zhuǎn)。選擇性地，可在制程1100的一或多個(gè)步驟期間將基材作索引。可在制程1100期間使用處理腔室600，在圖7中示出，以如此間范例所述般在基材121上沉積介電材料。在一范例中，可在處理腔室600內(nèi)的基材支撐臺(tái)座上以高至約120rpm(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))的速率旋轉(zhuǎn)基材121。或者，可將基材121設(shè)置在基材支撐臺(tái)座上，并且在該沉積制程期間不加以旋轉(zhuǎn)。
在一實(shí)施例中，在步驟1120期間，該基材121選擇性地暴露在至少一種預(yù)處理制程中。該基材表面可能含有原氧化物，該原氧化物在預(yù)處理期間被除去?？衫弥苯庸饧ぐl(fā)系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量束來(lái)預(yù)處理該基材121，以在步驟1140沉積介電材料之前從該基材表面上除去該些原氧化物。可在該預(yù)處理制程期間使制程氣體接觸該基材。該制程氣體可含有氬氣、氮?dú)?、氦氣、氫氣、形成氣體、或上述氣體的組合物。該預(yù)處理制程可持續(xù)一段約2分鐘至約10分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)光激發(fā)制程期間原氧化物的移除。此外，可在步驟1120期間將該基材121加熱至約100°C至約800°C范圍內(nèi)的溫度，較佳地，約200°C至約600°C，并且更佳地，約300°C至約500°C，以促進(jìn)制程1100期間原氧化物的移除。范例提供在步驟1120期間，基材121可暴露在燈源792所產(chǎn)生的能量束中。燈源792可提供擁有約2eV至約IOeV范圍內(nèi)的光子能量的能量束，例如約3.0eV至約9.84eV。在另一范例中，燈源792提供波長(zhǎng)在約123納米至約500納米范圍內(nèi)的UV輻射能量束?？山o燈源792通電一段足以除去氧化物的時(shí)間。該通電時(shí)間基于窗口 793的尺寸及形狀和該基材旋轉(zhuǎn)速度來(lái)選擇。在一實(shí)施例中，燈源792被通電一段約2分鐘至約10分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)光激發(fā)制程期間原氧化物的移除。在一范例中，可在步驟1120期間將基材121加熱至約100°C至約800°C范圍內(nèi)的溫度。在另一范例中，可在步驟1120期間將該基材121加熱至約300°C至約500°C范圍內(nèi)的溫度，而燈源792可提供擁有約2eV至約IOeV范圍內(nèi)的光子能量的能量束一段約2分鐘至約5分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)原氧化物的移除。在一范例中，該能量束擁有約3.2eV至約4.5eV范圍內(nèi)的光子能量約3分鐘。在另一實(shí)施例中，可 在步驟1120的預(yù)處理制程期間，藉由含有能量傳輸氣體的制程氣體的存在的光激發(fā)制程來(lái)提升原氧化物的移除。該能量傳輸氣體可以是氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、溴化氬、氯化氬、溴化氪、氯化氪、氟化氪、氟化氙(例如，二氟化氙)、氯化氙、溴化氙、氟氣、氯氣、溴氣、它們的準(zhǔn)分子、它們的自由基、它們的衍生物、或它們的組合物。在某些實(shí)施例中，除了至少一種能量傳輸氣體之外，該制程氣體也可包含氮?dú)?N2)、氫氣(H2)、形成氣體(例如氮?dú)?氫氣或IS氣/氫氣)。在一范例中，可藉由在步驟1120期間提供該制程氣體至處理腔室600的內(nèi)腔室101來(lái)使基材121暴露在含有能量傳輸氣體的制程氣體中?？蓮臍怏w來(lái)源159通過(guò)面板152提供該能量傳輸氣體。與和基材121的距離相比，該制程氣體和燈源792間的鄰近性能夠輕易激發(fā)其中的能量傳輸氣體。當(dāng)該能量傳輸氣體去激發(fā)(de-excite)并移動(dòng)接近基材121時(shí)，該能量經(jīng)有效率地傳輸至基材121表面，因此促進(jìn)原氧化物的移除。在另一實(shí)施例中，可在步驟1120的預(yù)處理制程期間，藉由含有有機(jī)蒸氣的制程氣體的存在的光激發(fā)制程來(lái)提升原氧化物的移除。在一范例中，可使該基材暴露在含有環(huán)芳碳?xì)浠衔锏闹瞥虤怏w中。該環(huán)芳碳?xì)浠衔锟稍赨V輻射存在的環(huán)境下?？稍陬A(yù)處理制程期間使用的單環(huán)芳香碳?xì)浠衔锖投喹h(huán)芳香碳?xì)浠衔锇?quinone)、輕基醌(dydroxyquinone)(對(duì)苯二酌' (hydroquinone))、二氮菲蒽(anthracene)、萘(naphthalene)、菲(phenanthracene)、它們的衍生物、或它們的組合物。在另一范例中，可使該基材暴露在含有其它碳?xì)浠衔锏闹瞥虤怏w中，例如不飽和碳?xì)浠衔?，包含乙烯、乙炔、丙烯、烷基衍生物、鹵化衍生物、或它們的組合物。在另一范例中，在步驟1120的預(yù)處理制程期間，該有機(jī)蒸氣可含有烷類化合物。在一范例中，在步驟1120期間，可由燈源產(chǎn)生波長(zhǎng)在123納米至約500納米范圍內(nèi)的UV輻射。在另一實(shí)施例中，多環(huán)芳香碳?xì)浠衔锟稍赨V存在下除去原氧化物，藉由與該些原氧化物內(nèi)的氧原子反應(yīng)。在另一實(shí)施例中，可藉由使基材暴露在醌或羥基醌中同時(shí)形成衍生產(chǎn)物來(lái)除去原生氧化物?？衫谜婵毡弥瞥虒⒃撗苌a(chǎn)物從該處理腔室除去。在步驟1130，可在預(yù)處理制程期間或之后將該基材121加熱至預(yù)定溫度。該基材121在步驟1140沉積該介電材料之前加熱。該基材可利用該基材支撐內(nèi)的嵌入式加熱組件、該能量束(例如，UV源)、或它們的組合來(lái)加熱。一般來(lái)說(shuō)，該基材經(jīng)加熱足夠久以得到預(yù)期溫度，例如一段約15秒至約30分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，較佳地，約30秒至約20分鐘，并且更佳地，從約I分鐘至約10分鐘。在一實(shí)施例中，可將該基材加熱至約200°C至約1000°C范圍內(nèi)的溫度，較佳地，約400°C至約850°C，并且更佳地，約550°C至約800°C。在另一實(shí)施例中，可將該基材加熱至低于約550°C，較佳地，低于約450°C。在一范例中，可在處理腔室600內(nèi)將基材121加熱至該預(yù)定溫度。該預(yù)定溫度可在約300°C至約500°C范圍內(nèi)?？山逵蓮碾娫垂?yīng)器施加功率至加熱組件，例如加熱器區(qū)塊211，來(lái)加熱該基材121。在一實(shí)施例中，在步驟1140的沉積制程期間在該基材上沉積介電材料?？山逵稍谠摮练e制程期間將該基材 暴露在至少一種沉積氣體中來(lái)形成該介電材料。在一范例中，該沉積制程擁有沉積氣體的CVD制程，該沉積氣體可包含第一前驅(qū)物和氧前驅(qū)物，或含有該第一前驅(qū)物和氧前驅(qū)物兩者的前驅(qū)物。或者，該沉積制程可以是擁有至少兩種沉積氣體的ALD制程，因此，該基材相繼暴露在第一前驅(qū)物和氧前驅(qū)物中。該沉積制程可以是熱制程、自由基制程、或它們的組合。例如，該基材可在藉由直接光激發(fā)系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量束的存在下暴露在制程氣體中。該介電材料含有氧及至少一種金屬，例如鉿、鋯、鈦、鉭、鑭、釕、鋁或上述金屬的組合物。該介電材料的組成可包含含鉿材料，例如氧化鉿(HfOx或二氧化鉿)、氮氧化鉿(HfOxNy)、鋁酸鉿(HfAlxOy)、鑭化鉿(HfLaxOy)，含鋯材料，例如氧化鋯(ZrOx或二氧化鉿)、氮氧化鋯(ZrOxNy)、鋁酸鋯(ZrAlxOy)、鑭化鋯(ZrLaxOy)，其它含鋁材料或含鑭材料，例如氧化招(三氧化二招或AlOx)、氮氧化招(AlOxNy)、氧化招鑭(LaAlxOy)、氧化鑭(LaOx或三氧化二鑭)，它們的衍生物或它們的組合物。其它介電材料可包含氧化鈦(TiOx或二氧化鈦)、氮氧化鈦(TiOxNy)、氧化鉭(TaOx或五氧化二鉭)及氮氧化鉭(TaOxNy)?？捎玫慕殡姴牧蠈臃e膜包含二氧化鉿/三氧化二鋁、三氧化二鑭/三氧化二鋁以及二氧化鉿/三氧化二鑭/三氧化二鋁。該介電材料也可包含，例如，二氧化釕、二氧化銥、三氧化二銥、二氧化鋯、二氧化鉿、三氧化二鋁、五氧化二鉭、二氧化鈦、鈦酸鋇鍶(SBT)、鋯鈦酸鉛(PZT)、鈦酸鍶鋇(BST)、二氧化銠、氧化鈀、氧化鋨、氧化鉬、氧化釩、五氧化二釩、三氧化二釩、i^一氧化六釩，除了其它的之外。在步驟1140期間形成介電材料的適合氧前驅(qū)物的范例包含原子氧(O)、氧氣
(O2)、臭氧(O3)、水(H2O)、過(guò)氧化氫(H2O2)、有機(jī)過(guò)氧化物、酒精、一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、五氧化二氮(N2O5)、它們的等離子體、它們的自由基、它們的衍生物、或它們的組合物。在一實(shí)施例中，可藉由合并臭氧和水來(lái)形成氧前驅(qū)物，以提供強(qiáng)氧化齊U。該氧前驅(qū)物通常含有氫氧自由基(OH)，該氫氧自由基擁有強(qiáng)氧化力。該臭氧濃度可相對(duì)于水濃度改變。臭氧對(duì)水的莫耳比可在約0.01至約30范圍內(nèi)，較佳地，約0.03至約3，并且更佳地，約0.1至約I。在一范例中，從UV源衍生出的能量束可接觸氧或臭氧/水混合物，以形成含氧前驅(qū)物的臭氧。在另一實(shí)施例中，該光激發(fā)步驟期間該腔室內(nèi)的能量傳輸氣體及/或環(huán)境包含氧及/或臭氧。例示鉿前驅(qū)物包含含有配位基的鉿化合物，例如鹵化物、烷胺基(alkylamino)、環(huán)戊二烯基(cyclopentadienyl)、烷基、烷氧基、它們的衍生物或它們的組合物?？捎脕?lái)做為鉿前驅(qū)物的齒化鉿化合物可包含四氯化鉿、四碘化鉿、和四溴化鉿?？捎脕?lái)做為鉿前驅(qū)物的烷胺鉿化合物包含(RR’N)4Hf，其中R或R’是獨(dú)立的氫、甲基、乙基、丙基或丁基?？捎脕?lái)沉積含鉿材料的鉿前驅(qū)物包含四(二乙胺基)鉿((Et2N)4Hf)、四(二甲胺基)鉿((Me2N)4Hf)、四(甲基乙基胺基)鉿((MeEtN)4Hf)、二(第三丁基環(huán)戊二烯)二氯化鉿((tBuC5M)2HfCl2)、二 (環(huán)戊二烯)二氯化鉿((C5H5)2HfCl2)、二 (乙基環(huán)戊二烯)二氯化鉿(EtC5H4)2HfCl2,二(五甲基環(huán)戊二烯)二氯化鉿((Me5C5)2HfCl2)、(五甲基環(huán)戊二烯)三氯化鉿((Me5C5)HfCl3)、二(異丙基環(huán)戊二烯)二氯化鉿((iPrC5H4)2HfCl2K (異丙基環(huán)戊二烯)三氯化鉿((iPrC5H4)HfCl3K二(第三丁基環(huán)戊二烯)二甲基鉿((tBuC5H4)2HfMe2)、四(乙醢丙酮)鉿((acac)4Hf)、四(六氟戍二酮)鉿((hfac) 4Hf)、四(三氟戍二酮)鉿((tfac) 4Hf)、四(四甲基庚二酮)鉿((thd) 4Hf)、四硝酸鉿((NO3) 4Hf)、四(第三丁氧基)鉿((tBuO) 4Hf)、四(異丙氧基)鉿((iPrO)4Hfh四(乙氧基)鉿((EtO)4Hf)、四(甲氧基)鉿((MeO) 4Hf)、或它們的衍生物。較佳地，用于此間的沉積制程期間的鉿前驅(qū)物包含四氯化鉿、四(二乙胺基)鉿或四(二甲胺基)鉿。在另一實(shí)施例中，可藉由連續(xù)脈沖輸送金屬前驅(qū)物及含有得自WVG系統(tǒng)的水蒸氣的氧化氣體來(lái)形成各種金屬氧化物或金屬氮氧化物?？山逵梢云渌饘偾膀?qū)物取代該鉿前驅(qū)物以形成其它介電材料 來(lái)改變?cè)诖私沂镜脑揂LD制程，例如鋁酸鉿、鋁酸鈦、氮氧化鈦、氧化錯(cuò)、氮氧化錯(cuò)、招酸錯(cuò)、氧化鉭、氮氧化鉭、氧化鈦、氧化招、氮氧化招、氧化鑭、氮氧化鑭、鋁酸鑭、它們的衍生物或它們的組合物。在一實(shí)施例中，同時(shí)執(zhí)行兩或多種ALD制程以在一層上沉積另一層。例如，組合制程含有第一 ALD制程以形成第一介電材料，以及第二ALD制程以形成第二介電材料?？捎迷摻M合制程來(lái)產(chǎn)生各種含鉿材料，例如，硅酸鋁鉿或氮氧化硅鋁鉿。在一范例中，藉由在基材上沉積第一含鉿材料，并且隨后在該第一含鉿材料上沉積第二含鉿材料來(lái)形成介電堆棧材料。該第一及第二含鉿材料的成分可以改變，因此一層可含有氧化鉿，而另一層可含有硅酸鉿。在一方面中，該下層含有硅。或者，在此間所述的ALD制程期間所用的金屬前驅(qū)物包含四氯化鋯、雙(環(huán)戊二烯)鋯(Cp2Zr)、四(二甲胺基)鋯((Me2N)4Zr)、四(二乙胺基)鋯((Et2N)4Zr)、五氟化鉭、五氯化鉭、五(第三丁氧基)鉭((tBuO) 5Ta)、五(二甲胺基)鉭((Me2N) 5Ta)、五(二乙胺基)鉭((Et2N) 5Ta)、三(二甲胺基)鉭(第三丁胺基)((Me2N)3Ta(NtBu))、三(二乙胺基)鉭(第三丁胺基)((Et2N)3Ta(NtBu)),四氯化鈦、四碘化鈦、四(異丙氧基)鈦(CPrO)4Ti)、四(二甲胺基)鈦((Me2N)4Ti)、四(二乙胺基)鈦((Et2N)4Ti)、三氯化鋁、三甲基鋁、二甲基鋁烷(Me2AlH)、((AMD)3La)、三((三甲基硅基)(第三丁基)胺基)鑭(((Me3Si) (tBiON)3La)、三(二(三甲基硅基)胺基)鑭(((Me3Si) 2N)3La)、三(二第三丁胺基)鑭((tBu2N) 3La)、三(二異丙胺基)鑭((iPr2N)3La)'它們的衍生物或它們的組合物。該含鉭前驅(qū)物可選自，例如，五氯化鉭、五(二乙胺基)鉭(TOEAT) (Ta(Net2)5)、五((乙基)(甲基)胺基)鉭(PEMAT) (Ta(N(Et) (Me))5)、以及五(二甲胺基)鉭(PDMAT)(Ta(Nme2)5),除了其它的之夕卜。該含鈦前驅(qū)物可選自，例如，四氯化鈦(TiC14)、四(二乙胺基)鈦(TDEAT) (Ti (Net2)4)、四((乙基)(甲基)胺基)鈦(TEMAT) (Ti (N(Et) (Me) )4)、以及四(二甲胺基)鈦(TDMAT) (Ti (匪e2)4)，除了其它的之外。適合的銠前驅(qū)物包含，例如，如下銠化合物:2，4-戊二酮銠⑴二羰基(C5H7Rh(CO)2)、三(2，4-戊二酮)銠，即乙醢丙酮化銠(III) (Rh (C5H7O2) 3)、以及三(三氟_2，
4-戊二酮)銠。適合的銥前驅(qū)物包含，例如，如下銥化合物:(甲基環(huán)戊二烯)(1，5-環(huán)辛二烯)銥(I) ([(CH3)C5H4] (C8H12) Ir)及三丙烯銥((C3H5) 3Ir)。適合的鈀前驅(qū)物包含，例如，如下鈀化合物:二四甲基庚二酮鈀(Pd(thd)2)及雙(1，1，1，5，5，5_ 六氟 _2，4-戊二酮)鈀(Pd(CF3C0CHC0CF3)2)。適合的鉬前驅(qū)物包含，例如，如下鉬化合物:六氟戊二酮鉬(II)(Pt(CF3COCHCOCF3)2)^ (三甲基)甲基環(huán)戊二烯鉬(IV) ((CH3) 3 (CH3C5H4) Pt)、以及丙烯環(huán)戊二烯鉬((C3H5) (C5H5)Pt)。適合的低氧化態(tài)氧化鋨前驅(qū)物包含，例如，如下鋨化合物:雙(環(huán)戊二烯)鋨((C5H5)2Os)、雙(五甲基環(huán)戊二烯)鋨([(CH3) 5C5]20s)、以及氧化鋨(VIII) (OsO4)。適合的釩前驅(qū)物包含，例如，四氯化釩、氯化氧釩(VOCl)、六羰基釩(V(CO)6)和三氯化氧釩(VOCl3)。在一范例中，可在步驟1140的沉積制程期間于處理腔室600內(nèi)的基材121上沉積介電材料。在一實(shí)施例中，可在CVD制程期間將基材121暴露在含有介電材料前驅(qū)物和氧前驅(qū)物的制程氣體中。該些前驅(qū)物通常從氣體來(lái)源159通過(guò)面板152提供至內(nèi)腔室101。在一實(shí)施例中， 可在步驟1140藉由進(jìn)氣通道156同步，如在傳統(tǒng)CVD制程期間或相繼，如在ALD制程期間，將該些前驅(qū)物通入該處理腔室或接觸基材121。該ALD制程可將該基材暴露在至少兩種制程氣體中，因此，該基材相繼暴露在第一前驅(qū)物及第二前驅(qū)物中，例如氧前驅(qū)物。雖然示出進(jìn)氣通道156，但預(yù)期到該第一前驅(qū)物和該第二前驅(qū)物以不同的氣線提供至處理腔室600。可控制每一條氣線的溫度。對(duì)于CVD和ALD制程及可調(diào)整的設(shè)備(例如，并入U(xiǎn)V輻射源)的描述和可用來(lái)沉積介電材料的化學(xué)前驅(qū)物在2005年2月22號(hào)核準(zhǔn)的共同讓渡的標(biāo)題為「形成柵極介電層的系統(tǒng)及方法」的美國(guó)專利第6，858，547號(hào)、2002年9月19號(hào)核準(zhǔn)的標(biāo)題為「利用直接氧化法的ALD金屬氧化物沉積制程」的美國(guó)專利第7，067，439號(hào)、2003年9月16號(hào)核準(zhǔn)的標(biāo)題為「三氧化二鋁的原子層沉積(ALD)的制程條件及前驅(qū)物」的美國(guó)專利第6，620，670號(hào)、2003年12月18號(hào)公開(kāi)的標(biāo)題為「增強(qiáng)高介電常數(shù)材料的成核作用的表面預(yù)處理」的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)案第2003-0232501號(hào)、2003年12月8號(hào)公開(kāi)的標(biāo)題為「含鉿高K材料的原子層沉積的設(shè)備及方法」的美國(guó)專利公開(kāi)案第2005-0271813號(hào)、2006年I月26號(hào)公開(kāi)的標(biāo)題為「含鉿材料的等離子體處理」的美國(guó)專利公開(kāi)案第2006-0019033號(hào)、2006年3月23號(hào)公開(kāi)的標(biāo)題為「利用三(二甲基胺)硅烷的硅酸鉿材料的氣相沉積」的美國(guó)專利公開(kāi)案第2006-0062917號(hào)中進(jìn)一步揭示，所有皆在此藉由引用這些美國(guó)專利的整體的方式并入本文中。做為該第一前驅(qū)物，例如，鉿前驅(qū)物，以及氧前驅(qū)物在該處理腔室內(nèi)合并，含鉿材料，例如氧化鉿材料，經(jīng)形成在該基材表面上。所沉積的氧化鉿材料展現(xiàn)出良好的薄膜性質(zhì)，例如折射率和濕蝕刻速率。在一實(shí)施例中，可以約10埃/分鐘至約500埃/分鐘范圍內(nèi)的速率來(lái)沉積該氧化鉿材料，并且沉積至約10埃至約1，000埃范圍內(nèi)的厚度。氧化鉿材料可擁有例如HfxOy的化學(xué)式，其中氧:鉿原子比(Y/X)是約2或更低，例如，Hf02。在一實(shí)施例中，如在此所述般形成的材料展現(xiàn)出低氫含量，并包含少量的碳摻雜，這增強(qiáng)了 PMOS組件中的硼保留?？稍诓襟E1140期間提供載氣，以控制氧前驅(qū)物和鉿前驅(qū)物的分壓。單一晶片處理腔室的總內(nèi)壓可在約100毫托耳至約740毫托耳范圍內(nèi)的壓力下，較佳地，約250毫托耳至約100托耳，并且更佳地，約500毫托耳至約50托耳。在一范例中，該處理腔室的內(nèi)壓維持在約10托耳或更低的壓力下，較佳地，約5托耳或更低，并且更佳地，約I托耳或更低。在某些實(shí)施例中，可提供載氣以將批處理系統(tǒng)的氧前驅(qū)物或鉿前驅(qū)物的分壓控制在約100毫托耳至約I托耳范圍內(nèi)。適合的載氣的范例包含氮?dú)?、氫氣、氬氣、氦氣、形成氣體、或上述氣體的組合物。該基材、該鉿前驅(qū)物、及/或該氧前驅(qū)物可在步驟1140的沉積制程期間暴露在該光激發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的能量束或能量通量中。能量束的使用有利地增加沉積速率，并且改善表面擴(kuò)散或該氧化鉿材料內(nèi)的原子遷移率，以為接踵而來(lái)的物種產(chǎn)生活化位置。在一實(shí)施例中，該能量束擁有約3.0eV至約9.84eV范圍內(nèi)的能量。此外，該能量束可擁有約123納米至約500納米范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。在一范例中，燈源790提供能量束以供應(yīng)該鉿前驅(qū)物或該氧前驅(qū)物的至少一種的激發(fā)能量。高沉積速率和低沉積溫度產(chǎn)生擁有可調(diào)整性質(zhì)的薄膜，該薄膜具有最小的寄生副反應(yīng)。在一實(shí)施例中，該能量束或通量可擁有約4.5eV至約9.84eV范圍內(nèi)的光子能量。該基材表面和該些制程氣體也可由燈源790激發(fā)。在另一實(shí)施例中，含有該介電材料(在步驟1140中形成)的基材在步驟1150期間暴露在后沉積處理制程中。該后沉積處理制程在沉積之后增加基材表面能量，這有利地除去揮發(fā)物及/或其它薄膜污染物(例如藉由降低氫含量)及/或退火該沉積膜。來(lái)自該沉積材料的較低的氫含量有利地增加薄膜的張應(yīng)力?；蛘呖墒褂弥辽僖粋€(gè)燈源(例如，燈源790)來(lái)激勵(lì)能量傳輸氣體，該能量傳輸氣體接觸該基材以在沉積后增加該基材的表面能量，并除去揮發(fā)物及/或其它薄膜。選擇性地，在步驟1150，可提供能量傳輸氣體至處理腔室600的內(nèi)腔室101。適合的能量傳輸氣體的范例包含氮?dú)?、氫氣、氦氣、氬氣、及上述氣體的組合物。范例提供在步驟1150期間，該基材121以能量束或能量通量來(lái)處理。在一范例中，燈源792提供能量束以在步驟1150期間供應(yīng)基材121的表面能量。在退火該介電材料的另一范例中，該能量束或通量可擁有約3.53eV至約9.84eV范圍內(nèi)的光子能量。此外，燈源790可產(chǎn)生波長(zhǎng)約123納米至約500納米范圍內(nèi)的能量束。一般來(lái)說(shuō)，可給燈源790通電一段約I分鐘至約10分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)利用光激發(fā)的后沉積處理。在一范例中，可藉由將該基材暴露在燈源790產(chǎn)生的擁有約3.2eV至約4.5eV范圍內(nèi)的光子能量的能量束中從沉積膜表面除去揮發(fā)性化合物或污染物，該能量束用來(lái)分解處理腔室600內(nèi)的鉿前驅(qū)物和氧前驅(qū)物。因此，準(zhǔn)分子燈，例如溴化氙*(283納米/4.41eV)、溴氣*(289納米/4.29eV)、氯化氙*(308納米/4.03eV)、碘氣*(342納米/3.63eV)、氟化氙*(351納米/3.53eV)可經(jīng)選擇以從二氧化鉿網(wǎng)絡(luò)除去氫。預(yù)期到可改變?cè)摶牡男D(zhuǎn)速度，例如，藉由增加步驟1150相對(duì)于之 前的沉積步驟的旋轉(zhuǎn)速度。
在另一實(shí)施例中，可從該處理腔室600移出該基材121，隨后在步驟1160將該處
理腔室600暴露在腔室清潔制程中?？衫霉饧ぐl(fā)清潔劑來(lái)清潔該處理腔室。在一實(shí)施例中，該清潔劑包含氟?？稍谇皇仪鍧嵵瞥唐陂g清潔處理腔室600，以強(qiáng)化沉積效能。例如，可用該腔室清潔制程來(lái)除去包含在處理腔室600表面上的污染物或包含在窗口 793上的污染物，藉此最小化通過(guò)窗口 793的能量束或通量的傳輸損失，并最大化傳輸至該些氣體及表面的能量?？梢员忍幚砬皇?00高的頻率清潔窗口 793，例如，可在處理一些基材之后清潔處理腔室600，但窗口 793則在處理每一個(gè)基材之后清潔。適合的清潔劑包含，例如，氫氣、HX(其中X=氟、氯、溴、或碘)、NX3 (其中X =氟或氯)、齒間化合物，例如XFn(其中X =氯、溴、碘而n=1、3、5、7)，以及氫化的鹵間化合物，和惰性氣體鹵化物，例如二氟化氙、四氟化氙、六氟化氙、和二氟化氪。步驟1140期間沉積的介電材料的元素成分可藉由控制該些化學(xué)前驅(qū)物的濃度或流速來(lái)預(yù)先決定，也就是該第一前驅(qū)物和氧前驅(qū)物?？山逵煽刂圃摻殡姴牧蟽?nèi)該介電前驅(qū)物和氧前驅(qū)物的相對(duì)濃度來(lái)為特定應(yīng)用 調(diào)整薄膜性質(zhì)。在一實(shí)施例中，可藉由改變沉積制程期間或之后UV能量的范圍來(lái)調(diào)整該介電前驅(qū)物和氧前驅(qū)物的元素濃度。薄膜性質(zhì)包含濕蝕刻速率、干蝕刻速率、應(yīng)力、介電常數(shù)、以及諸如此類者。例如，藉由降低氫含量，所沉積的材料可擁有較高的張應(yīng)力。在另一范例中，藉由降低碳含量，所沉積的材料可擁有較低的電阻。使用在此所述的制程1100沉積的介電材料因?yàn)槿舾晌锢硇再|(zhì)而可在整個(gè)電子特征/組件上使用。在一實(shí)施例中，可在制程1100期間在基材上將介電材料沉積成層以形成電子特征，例如集成電路(圖14)。導(dǎo)電材料圖12標(biāo)出沉積導(dǎo)電材料的制程1200的流程圖，如此間實(shí)施例所述者。該基材可設(shè)置在處理腔室內(nèi)(步驟1210)，選擇性地暴露在預(yù)處理制程(步驟1220)中，并且加熱至預(yù)定溫度(步驟1230)。隨后，可在該基材上沉積導(dǎo)電材料(步驟1240)。該基材可選擇性地暴露在后沉積處理制程中(步驟1250)，并且該處理腔室可選擇性地暴露在腔室清潔制程中(步驟1260)。在步驟1210期間，可將該基材設(shè)置在處理腔室內(nèi)。該處理腔室可以是單晶片腔室或含有多個(gè)晶片或基材(例如，25、50、100個(gè)或更多)的批次腔室。該基材可保持在固定位置上，但較佳地，藉由支撐臺(tái)座旋轉(zhuǎn)。選擇性地，可在制程1200的一或多個(gè)步驟期間將基材作索引?？稍谥瞥?200期間使用處理腔室600，在圖7中示出，以如此間范例所述般在基材121上沉積導(dǎo)電材料。在一范例中，可在處理腔室600內(nèi)的基材支撐臺(tái)座上以高至約120rpm(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))的速率旋轉(zhuǎn)基材121?；蛘?，可將基材121設(shè)置在基材支撐臺(tái)座上，并且在該沉積制程期間不加以旋轉(zhuǎn)。在一實(shí)施例中，在步驟1220期間，該基材121選擇性地暴露在至少一種預(yù)處理制程中。該基材表面可能含有原氧化物，該原氧化物在預(yù)處理期間被除去?？衫弥苯庸饧ぐl(fā)系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量束來(lái)預(yù)處理該基材121，以在步驟1240沉積導(dǎo)電材料之前從該基材表面上除去該些原氧化物?？稍谠擃A(yù)處理制程期間使制程氣體接觸該基材。該制程氣體可含有氬氣、氮?dú)狻⒑?、氫氣、形成氣體、或上述氣體的組合物。該預(yù)處理制程可持續(xù)一段約2分鐘至約10分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)光激發(fā)制程期間原氧化物的移除。此外，可在步驟1220期間將該基材121加熱至約100°C至約800°C范圍內(nèi)的溫度，較佳地，約200°C至約600°C，并且更佳地，約300°C至約500°C，以促進(jìn)制程1200期間原氧化物的移除。范例提供在步驟1220期間，基材121可暴露在燈源792所產(chǎn)生的能量束中。燈源792可提供擁有約2eV至約IOeV范圍內(nèi)的光子能量的能量束，例如約3.0eV至約9.84eV。在另一范例中，燈源792提供波長(zhǎng)在約123納米至約500納米范圍內(nèi)的UV輻射能量束?？山o燈源792通電一段足以除去氧化物的時(shí)間。該通電時(shí)間基于窗口 793的尺寸及形狀和該基材旋轉(zhuǎn)速度來(lái)選擇。在一實(shí)施例中，燈源792被通電一段約2分鐘至約10分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)光激發(fā)制程期間原氧化物的移除。在一范例中，可在步驟1220期間將基材121加熱至約100°C至約800°C范圍內(nèi)的溫度。在另一范例中，可在步驟1220期間將該基材121加熱至約300°C至約500°C范圍內(nèi)的溫度，而燈源792可提供擁有約2eV至約IOeV范圍內(nèi)的光子能量的能量束一段約2分鐘至約5分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)原氧化物的移除。在一范例中，該能量束擁有約3.2eV至約4.5eV范圍內(nèi)的光子能量約3分鐘。在另一實(shí)施例中，可在步驟1220的預(yù)處理制程期間，藉由含有能量傳輸氣體的制程氣體的存在的光激發(fā)制程來(lái)提升原氧化物的移除。該能量傳輸氣體可以是氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、溴化氬、氯化氬、溴化氪、氯化氪、氟化氪、氟化氙(例如，二氟化氙)、氯化氙、溴化氙、氟氣、氯氣、溴氣、它們的準(zhǔn)分子、它們的自由基、它們的衍生物、或它們的組合物。在某些實(shí)施例中，除了至少一種能量傳輸氣體之外，該制程氣體也可包含氮?dú)?N2)、氫氣(H2)、形成氣體(例如氮?dú)?氫氣或IS氣/氫氣)。在一范例中，可藉由在步驟1220期間提供該制程氣體至處理腔室600的內(nèi)腔室101來(lái)使基材121暴露在含有能量傳輸氣體的制程氣體中?？蓮臍怏w來(lái)源159通過(guò)面板152提供該能量傳輸氣體。與和基材121的距離相比，該制程氣體和燈源792間的鄰近性能夠輕易激發(fā)其中的能量傳輸氣 體。當(dāng)該能量傳輸氣體去激發(fā)(de-excite)并移動(dòng)接近基材121時(shí)，該能量經(jīng)有效率地傳輸至基材121表面，因此促進(jìn)原氧化物的移除。在另一實(shí)施例中，可在步驟1220的預(yù)處理制程期間，藉由含有有機(jī)蒸氣的制程氣體的存在的光激發(fā)制程來(lái)提升原氧化物的移除。在一范例中，可使該基材暴露在含有環(huán)芳碳?xì)浠衔锏闹瞥虤怏w中。該環(huán)芳碳?xì)浠衔锟稍赨V輻射存在的環(huán)境下?？稍陬A(yù)處理制程期間使用的單環(huán)芳香碳?xì)浠衔锖投喹h(huán)芳香碳?xì)浠衔锇?quinone)、羥基醌(dydroxyquinone)(對(duì)苯二釀(hydroquinone))、蒽(anthracene)、萘(naphthalene)、菲(phenanthracene)、它們的衍生物、或它們的組合物。在另一范例中，可使該基材暴露在含有其它碳?xì)浠衔锏闹瞥虤怏w中，例如不飽和碳?xì)浠衔铮蚁?、乙炔、丙烯、烷基衍生物、鹵化衍生物、或它們的組合物。在另一范例中，在步驟1220的預(yù)處理制程期間，該有機(jī)蒸氣可含有烷類化合物。在一范例中，在步驟1220期間，可由燈源產(chǎn)生波長(zhǎng)在123納米至約500納米范圍內(nèi)的UV輻射。在另一實(shí)施例中，多環(huán)芳香碳?xì)浠衔锟稍赨V存在下除去原氧化物，藉由與該些原氧化物內(nèi)的氧原子反應(yīng)。在另一實(shí)施例中，可藉由使基材暴露在醌或羥基醌中同時(shí)形成衍生產(chǎn)物來(lái)除去原生氧化物?？衫谜婵毡弥瞥虒⒃撗苌a(chǎn)物從該處理腔室除去。在步驟1230，可在預(yù)處理制程期間或之后將該基材121加熱至預(yù)定溫度。該基材121在步驟1240沉積該介電材料之前加熱。該基材可利用該基材支撐內(nèi)的嵌入式加熱組件、該能量束(例如，UV源)、或它們的組合來(lái)加熱。一般來(lái)說(shuō)，該基材經(jīng)加熱足夠久以得到預(yù)期溫度，例如一段約15秒至約30分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，較佳地，約30秒至約20分鐘，并且更佳地，從約I分鐘至約10分鐘。在一實(shí)施例中，可將該基材加熱至約200°C至約1000°C范圍內(nèi)的溫度，較佳地，約400°C至約850°C，并且更佳地，約550°C至約800°C。在另一實(shí)施例中，可將該基材加熱至低于約550°C，較佳地，低于約450°C。在一范例中，可在處理腔室600內(nèi)將基材121加熱至該預(yù)定溫度。該預(yù)定溫度可在約300°C至約500°C范圍內(nèi)?？山逵蓮碾娫垂?yīng)器施加功率至加熱組件，例如加熱器區(qū)塊211，來(lái)加熱該基材121。在一實(shí)施例中，在步驟1240的沉積制程期間在該基材上沉積導(dǎo)電材料。可藉由在該沉積制程期間將該基材暴露在至少一種沉積氣體中來(lái)形成該導(dǎo)電材料。在一范例中，該沉積制程擁有沉積氣體的CVD制程，該沉積氣體可包含金屬前驅(qū)物，例如，鎢、鈦、或它們的組合物，以及氮前驅(qū)物或含有該金屬前驅(qū)物和氮前驅(qū)物兩者的前驅(qū)物?；蛘?，該沉積制程可以是擁有至少兩種沉積氣體的ALD制程，因此，該基材相繼暴露在金屬前驅(qū)物和氮前驅(qū)物中。該沉積制程可以是熱制程、自由基制程、或它們的組合。例如，該基材可在藉由直接光激發(fā)系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量束的存在下暴露在制程氣體中。在一實(shí)施例中，該導(dǎo)電材料包含氮和至少一種金屬，例如鎢、鈦、或它們的組合物。該導(dǎo)電材料可擁有一種組成，該組成包含含鎢材料，例如氮化鎢(WN)，含鈦材料，例如氮化鈦，這些材料的衍生物或組合物。其它導(dǎo)電材料可包含鎢和鋁，除了其它的之外。在步驟1140形成導(dǎo)電材料的適合氮前驅(qū)物的范例包含氨氣(NH3)、聯(lián)氨(N2H4)、有機(jī)胺、有機(jī)聯(lián)氨、有機(jī)二氮雜苯(diazines)(例如，甲基二氮雜苯((H3C)NNH))、硅烷基疊氮化物(silylazides)、娃燒基聯(lián)氨(silyhydrazines)、氫疊氮酸(HN3)、氰化氫(HCN)、原子氮、氮?dú)?N2)、它們的衍生物、或它們的組合物。做為氮前驅(qū)物的有機(jī)胺包含RXNH3_X，其中R是獨(dú)立的烷基或芳烴基(aryl group)，并且x是1、2或3。有機(jī)胺的范例包含三甲胺((CH3) 3N)、二甲胺((CH3) 2NH)、甲胺((CH3) NH2)、三乙胺((CH3CH2) 3N)、二乙胺((CH3CH2) 2NH)、乙胺((CH3CH2) NH2)、第三丁胺(((CH3) 3C) NH2)、它們的衍生物、或它們的組合物。做為氮前驅(qū)物的有機(jī)聯(lián)氨包含RXN2H4_X，其中每一個(gè)R是獨(dú)立的烷基或芳烴基，并且X是1、2、
3、或4。有機(jī)聯(lián)氨的范例包含甲基聯(lián)氨((CH3)N2H3)、二甲基聯(lián)氨((CH3)2N2H2)、乙基聯(lián)氨((CH3CH2) N2H3)、二乙基聯(lián)氨((CH3CH2) 2N2H2)、第三丁基聯(lián)氨(((CH3) 3C) N2H3)、二第三丁基聯(lián)氨(((CH3)3O2N2H2)、它們的自由基、它們的等離子體、它們的衍生物、或它們的組合物。例示鎢前驅(qū)物選自六氟化鎢(WF6)和六羰鎢(W(CO)6)。該含鈦前驅(qū)物可選自，例如，四氯化鈦(TiC14)、四(二乙胺基)鈦(TDEAT) (Ti(Net2)4)^H ((乙基)(甲基)胺基)鈦(TEMAT) (Ti (N(Et) (Me)) 4)、以及四(二甲胺基)鈦(TDMAT) (Ti (NMe2) 4)，除了其它的之外。適合的還原氣體包含傳統(tǒng)還原劑，例如，氫(例如，氫氣或原子氫)、氨氣(NH3)、硅烷(SiH4)、二硅烷(Si2H6)、三娃烷(Si3H8)、四硅烷(Si4Hltl)、二甲基硅烷(SiC2H8)、甲基硅烷(SiCH6)、乙基硅烷(SiC2H8)、一氯硅烷(ClSiH3)、二氯硅烷(Cl2SiH2)、六氯二硅烷(Si2Cl6)、硼烷(BH3)、_二硼烷(B2H6)、三硼烷、四硼烷、五硼烷、烷基硼烷,例如二乙基硼烷(Et3B)、它們的衍生物及它們的組合物。
在一范例中，可在步驟1240的沉積制程期間于處理腔室600內(nèi)的基材121上沉積導(dǎo)電材料。在一實(shí)施例中，可在CVD制程期間將基材121暴露在含有導(dǎo)電材料前驅(qū)物，例如鎢前驅(qū)物或含鈦前驅(qū)物及氮前驅(qū)物的制程氣體中。該些前驅(qū)物通常從氣體來(lái)源159通過(guò)面板152提供至內(nèi)腔室101。在一實(shí)施例中，可在步驟1240藉由進(jìn)氣通道156同步，如在傳統(tǒng)CVD制程期間或相繼，如在ALD制程期間，將該些前驅(qū)物通入該處理腔室或接觸基材121。該ALD制程可將該基材暴露在至少兩種制程氣體中，因此，該基材相繼暴露在第一前驅(qū)物，例如含鎢前驅(qū)物或含鈦前驅(qū)物，及第二前驅(qū)物，例如含氮前驅(qū)物中。雖然示出進(jìn)氣通道156，但預(yù)期到該第一前驅(qū)物和該第二前驅(qū)物以不同的氣線提供至處理腔室600。可控制每一條氣線的溫度。對(duì)于CVD和ALD制程及可調(diào)整的設(shè)備(例如，并入U(xiǎn)V輻射源)的描述和可用來(lái)沉積導(dǎo)電材料的化學(xué)前驅(qū)物在2004年11月2號(hào)核準(zhǔn)的共同讓渡的標(biāo)題為「利用催化劑輔助的成長(zhǎng)薄膜的方法」的美國(guó)專利第6，811，814號(hào)、2003年9月16號(hào)核準(zhǔn)的標(biāo)題為「做為半導(dǎo)體制程的來(lái)源反應(yīng)物的二價(jià)銅B- 二酮酸鹽的氮模擬物」的美國(guó)專利第6，620，956號(hào)、2004年5月25號(hào)核準(zhǔn)的標(biāo)題為「利用PVD、CVD、或ALD的新穎濺鍍沉積方法的阻障形成」的美國(guó)專利第6，740，585號(hào)、2004年I月15號(hào)公開(kāi)的標(biāo)題為「銅薄膜的沉積」的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)案第2004-0009665號(hào)、2005年10月6號(hào)公開(kāi)的標(biāo)題為「銅薄膜沉積用的惰性金屬層形成」的美國(guó)專利公開(kāi)案第2005-0220998號(hào)、2004年6月3號(hào)公開(kāi)的標(biāo)題為「銅薄膜沉積用的釕層形成」的美國(guó)專利公開(kāi)案第2004-0105934號(hào)、2004年12月12號(hào)公開(kāi)的標(biāo)題為「銅薄膜沉積用的釕層形成」的美國(guó)專利公開(kāi)案第2004-0241321號(hào)中進(jìn)一步揭示，所有皆在此藉由引用這些美國(guó)專利的整體的方式并入本文中。做為該第一前驅(qū)物，例如，鎢前驅(qū)物，以及氮前驅(qū)物在該處理腔室內(nèi)合并，含鎢材料，例如氮化鎢材料，經(jīng)形成在該基材表面上。所沉積的氮化鎢材料展現(xiàn)出良好的薄膜性質(zhì)，例如折射率和濕蝕刻速率。在一實(shí)施例中，可以約10埃/分鐘至約500埃/分鐘范圍內(nèi)的速率來(lái)沉積該氮化鎢材料，并且沉積至約10埃至約1，000埃范圍內(nèi)的厚度?？稍诓襟E1240期間提供載氣，以控制鎢前驅(qū)物和氮前驅(qū)物的分壓。單一晶片處理腔室的總內(nèi)壓可在約100毫托耳至約740毫托耳范圍內(nèi)的壓力下，較佳地，約250毫托耳至約100托耳，并且更佳地，約500毫托耳至約50托耳。在一范例中，該處理腔室的內(nèi)壓維持在約10托耳或更低的壓力下，較佳地，約5托耳或更低，并且更佳地，約I托耳或更低。在某些實(shí)施例中，可提供載氣以將批處理系統(tǒng)的氮前驅(qū)物或鎢前驅(qū)物的分壓控制在約100毫托耳至約I托耳范圍內(nèi)。適合的載氣的范例包含氮?dú)?、氫氣、氬氣、氦氣、形成氣體、或它們的組合物。該基材、該鎢前驅(qū)物、及/或該氮前驅(qū)物可在步驟1240的沉積制程期間暴露在該光激發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的能量束或能量通量中。能量束的使用有利地增加沉積速率，并且改善表面擴(kuò)散或該氮化鎢材料內(nèi)的原子遷移率，以為接踵而來(lái)的物種產(chǎn)生活化位置。在一實(shí)施例中，該能量束擁有約3.0eV至約9.84eV范圍內(nèi)的能量。此外，該能量束可擁有約126納米至約450納米范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。 在一范例中，燈源790提供能量束以供應(yīng)該鎢前驅(qū)物或該氮前驅(qū)物的至少一種的激發(fā)能量。高沉積速率和低沉積溫度產(chǎn)生擁有可調(diào)整性質(zhì)的薄膜，該薄膜具有最小的寄生副反應(yīng)。在一實(shí)施例中，該能量束或通量可擁有約4.5eV至約9.84eV范圍內(nèi)的光子能量。該基材表面和該些制程氣體也可由燈源790激發(fā)。在另一實(shí)施例中，含有該導(dǎo)電材料(在步驟1240中形成)的基材在步驟1250期間暴露在后沉積處理制程中。該后沉積處理制程在沉積之后增加基材表面能量，這有利地除去揮發(fā)物及/或其它薄膜污染物(例如藉由降低氫含量)及/或退火該沉積膜。來(lái)自該沉積材料的較低的氫含量有利地增加薄膜的張應(yīng)力?；蛘呖墒褂弥辽僖粋€(gè)燈源(例如，燈源790)來(lái)激勵(lì)能量傳輸氣體，該能量傳輸氣體接觸該基材以在沉積后增加該基材的表面能量，并除去揮發(fā)物及/或其它薄膜。選擇性地，在步驟1250，可提供能量傳輸氣體至處理腔室600的內(nèi)腔室101。適合的能量傳輸氣體的范例包含氮?dú)?、氫氣、氦氣、氬氣、及上述氣體的組合物。范例提供在步驟1250期間，該基材121以能量束或能量通量來(lái)處理。在一范例中，燈源792提供能量束以在步驟1250期間供應(yīng)基材121的表面能量。在退火該導(dǎo)電材料的另一范例中，該能量束或通量可擁有約3.53eV至約9.84eV范圍內(nèi)的光子能量。此外，燈源790可產(chǎn)生波長(zhǎng)約126納米至約351納米范圍內(nèi)的能量束。一般來(lái)說(shuō)，可給燈源790通電一段約I分鐘至約10分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)利用光激發(fā)的后沉積處理。在一范例中，可藉由將該基材暴露在燈源790產(chǎn)生的擁有約3.2eV至約4.5eV范圍內(nèi)的光子能量的能量束中從沉積膜表面除去揮發(fā)性化合物或污染物，該能量束用來(lái)分解處理腔室600內(nèi)的鎢或鈦前驅(qū)物和氮前驅(qū)物。因此，準(zhǔn)分子燈，例如溴化氙*(283納米/4.41eV)、溴氣* (289納米/4.29eV)、氯化氙* (308納米/4.03eV)、碘氣* (342納米/3.63eV)、氟化氙*(351納米/3.53eV)可經(jīng)選擇以從氮化鈦或氮化鎢網(wǎng)絡(luò)除去氫。預(yù)期到可改變?cè)摶牡男D(zhuǎn)速度，例如，藉由增加步驟1250相對(duì)于之前的沉積步驟的旋轉(zhuǎn)速度。在另一實(shí)施例中，可從該處理腔室600移出該基材121，隨后在步驟1260將該處理腔室600暴露在腔室清潔制程中?？衫霉饧ぐl(fā)清潔劑來(lái)清潔該處理腔室。在一實(shí)施例中，該清潔劑包含氟。可在腔室清潔 制程期間清潔處理腔室600，以強(qiáng)化沉積效能。例如，可用該腔室清潔制程來(lái)除去包含在處理腔室600表面上的污染物或包含在窗口 793上的污染物，藉此最小化通過(guò)窗口 793的能量束或通量的傳輸損失，并最大化傳輸至該些氣體及表面的能量?？梢员忍幚砬皇?00高的頻率清潔窗口 793，例如，可在處理一些基材之后清潔處理腔室600，但窗口 793則在處理每一個(gè)基材之后清潔。適合的清潔劑包含，例如，氫氣、HX(其中X=氟、氯、溴、或碘)、NX3 (其中X =氟或氯)、齒間化合物，例如XFn(其中X =氯、溴、碘而n=1、3、5、7)，以及氫化的鹵間化合物，和惰性氣體鹵化物，例如二氟化氙、四氟化氙、六氟化氙、和二氟化氪。步驟1240期間沉積的導(dǎo)電材料的元素成分可藉由控制該些化學(xué)前驅(qū)物的濃度或流速來(lái)預(yù)先決定，也就是該金屬前驅(qū)物和氮前驅(qū)物?？山逵煽刂圃搶?dǎo)電材料內(nèi)該金屬前驅(qū)物和氮前驅(qū)物的相對(duì)濃度來(lái)為特定應(yīng)用調(diào)整薄膜性質(zhì)。在一實(shí)施例中，可藉由改變沉積制程期間或之后UV能量的范圍來(lái)調(diào)整該金屬前驅(qū)物的元素濃度。薄膜性質(zhì)包含濕蝕刻速率、干蝕刻速率、應(yīng)力、介電常數(shù)、以及諸如此類者。使用在此所述的制程1200沉積的導(dǎo)電材料因?yàn)槿舾晌锢硇再|(zhì)而可在整個(gè)電子特征/組件上使用。在一實(shí)施例中，可在制程1200期間在基材上將導(dǎo)電材料沉積成層以形成電子特征，例如集成電路(第14圖)。
可用來(lái)形成導(dǎo)電層和材料的設(shè)備及制程在共同讓渡的2003年5月22號(hào)提出申請(qǐng)的公開(kāi)為美國(guó)專利公開(kāi)案第2005-0220998號(hào)的美國(guó)專利申請(qǐng)案第10/443,648號(hào)、2003年8月4號(hào)提出申請(qǐng)的公開(kāi)為美國(guó)專利公開(kāi)案第2004-0105934號(hào)的美國(guó)專利申請(qǐng)案第10/634，662號(hào)、2004年3月26號(hào)提出申請(qǐng)的公開(kāi)為美國(guó)專利公開(kāi)案第2004-0241321號(hào)的美國(guó)專利申請(qǐng)案第10/811,230號(hào)、2005年9月6號(hào)提出申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)案第60/714580號(hào)，以及在共同讓渡的美國(guó)專利第6，936，538號(hào)、第6，620，723號(hào)、第6，551，929號(hào)、第 6，855，368 號(hào)、第 6，797，340 號(hào)、第 6，951，804 號(hào)、第 6，939，801 號(hào)、第 6，972，267 號(hào)、第 6，596，643 號(hào)、第 6，849，545 號(hào)、第 6，607，976 號(hào)、第 6，702，027 號(hào)、第 6，916，398 號(hào)、第6，878，206號(hào)、以及第6，936，906號(hào)中進(jìn)一步描述，這些專利在此藉由引用整體的方式并入本文中。種層材料圖13標(biāo)出沉積種層材料的制程1300的流程圖，如此間實(shí)施例所述者。該基材可設(shè)置在處理腔室內(nèi)(步驟1310)，選擇性地暴露在預(yù)處理制程(步驟1320)中，并且加熱至預(yù)定溫度(步驟1330)。隨后，可在該基材上沉積一種層材料(步驟1340)。該基材可選擇性地暴露在后沉積處理制程中(步驟1350)，并且該處理腔室可選擇性地暴露在腔室清潔制程中(步驟1360)。在步驟1310期間，可將該基材設(shè)置在處理腔室內(nèi)。該處理腔室可以是單晶片腔室或含有多個(gè)晶片或基材(例如，25、50、100個(gè)或更多)的批次腔室。該基材可保持在固定位置上，但較佳地，藉由支撐臺(tái)座旋轉(zhuǎn)。選擇性地，可在制程1300的一或多個(gè)步驟期間將基材作索引?？稍谥瞥?300期間使用處理 腔室600，在圖7中示出，以如此間范例所述般在基材121上沉積種層材料。在一范例中，可在處理腔室600內(nèi)的基材支撐臺(tái)座上以高至約120rpm(每分鐘轉(zhuǎn)數(shù))的速率旋轉(zhuǎn)基材121?；蛘撸蓪⒒?21設(shè)置在基材支撐臺(tái)座上，并且在該沉積制程期間不加以旋轉(zhuǎn)。在一實(shí)施例中，在步驟1320期間，該基材121選擇性地暴露在至少一種預(yù)處理制程中。該基材表面可能含有原氧化物，該原氧化物在預(yù)處理期間被除去。可利用直接光激發(fā)系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量束來(lái)預(yù)處理該基材121，以在步驟1340沉積種層材料之前從該基材表面上除去該些原氧化物?？稍谠擃A(yù)處理制程期間使制程氣體接觸該基材。該制程氣體可含有氬氣、氮?dú)?、氦氣、氫氣、形成氣體、或上述氣體的組合物。該預(yù)處理制程可持續(xù)一段約2分鐘至約10分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)光激發(fā)制程期間原氧化物的移除。此外，可在步驟1320期間將該基材121加熱至約100°C至約800°C范圍內(nèi)的溫度，較佳地，約200°C至約600°C，并且更佳地，約300°C至約500°C，以促進(jìn)制程1300期間原氧化物的移除。范例提供在步驟1320期間，基材121可暴露在燈源792所產(chǎn)生的能量束中。燈源792可提供擁有約2eV至約IOeV范圍內(nèi)的光子能量的能量束，例如約3.0eV至約9.84eV。在另一范例中，燈源792提供波長(zhǎng)在約123納米至約500納米范圍內(nèi)的UV輻射能量束?？山o燈源792通電一段足以除去氧化物的時(shí)間。在一實(shí)施例中，燈源792被通電一段約2分鐘至約10分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)光激發(fā)制程期間原氧化物的移除。在一范例中，可在步驟1320期間將基材121加熱至約100°C至約800°C范圍內(nèi)的溫度。在另一范例中，可在步驟1320期間將該基材121加熱至約300°C至約500°C范圍內(nèi)的溫度，而燈源792可提供擁有約2eV至約IOeV范圍內(nèi)的光子能量的能量束一段約2分鐘至約5分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)原氧化物的移除。在一范例中，該能量束擁有約3.2eV至約4.5eV范圍內(nèi)的光子能量約3分鐘。在另一實(shí)施例中，可在步驟1320的預(yù)處理制程期間，藉由含有能量傳輸氣體的制程氣體的存在的光激發(fā)制程來(lái)提升原氧化物的移除。該能量傳輸氣體可以是氖氣、氬氣、氪氣、氙氣、溴化氬、氯化氬、溴化氪、氯化氪、氟化氪、氟化氙(例如，二氟化氙)、氯化氙、溴化氙、氟氣、氯氣、溴氣、它們的準(zhǔn)分子、它們的自由基、它們的衍生物、或它們的組合物。在某些實(shí)施例中，除了至少一種能量傳輸氣體之外，該制程氣體也可包含氮?dú)?N2)、氫氣(H2)、形成氣體(例如氮?dú)?氫氣或IS氣/氫氣)。在一范例中，可藉由在步驟1320期間提供該制程氣體至處理腔室600的內(nèi)腔室101來(lái)使基材121暴露在含有能量傳輸氣體的制程氣體中?？蓮臍怏w來(lái)源159通過(guò)面板152提供該能量傳輸氣體。與和基材121的距離相比，該制程氣體和燈源792間的鄰近性能夠輕易激發(fā)其中的能量傳輸氣體。當(dāng)該能量傳輸氣體去激發(fā)(de-excite)并移動(dòng)接近基材121時(shí)，該能量經(jīng)有效率地傳輸至基材121表面，因此促進(jìn)原氧化物的移除。在另一實(shí)施例中，可在步驟1320的預(yù)處理制程期間，藉由含有有機(jī)蒸氣的制程氣體的存在的光激發(fā)制程來(lái)提升原氧化物的移除。在一范例中，可使該基材暴露在含有環(huán)芳碳?xì)浠衔锏闹瞥虤怏w中。該環(huán)芳碳?xì)浠衔锟稍赨V輻射存在的環(huán)境下?？稍陬A(yù)處理制程期間使用的單環(huán)芳香碳?xì)浠衔锖投喹h(huán)芳香碳?xì)浠衔锇?quinone)、羥基醌(dydroxyquinone)(對(duì)苯二釀(hydroquinone))、蒽(anthracene)、萘(naphthalene)、菲(phenanthracene)、它們的衍生物、或它們的組合物。在另一范例中，可使該基材暴露在含有其它碳?xì)浠衔锏闹瞥虤怏w中，例如不飽和碳?xì)浠衔?，包含乙烯、乙炔、丙烯、烷基衍生物、鹵化衍生物、或它們的組合物。在另一范例中，在步驟1320的預(yù)處理制程期間，該有機(jī)蒸氣可含有烷類化合物。在一范例中，在 步驟1320期間，可由燈源產(chǎn)生波長(zhǎng)在126納米至約351納米范圍內(nèi)的UV輻射。在另一實(shí)施例中，多環(huán)芳香碳?xì)浠衔锟稍赨V存在下除去原氧化物，藉由與該些原氧化物內(nèi)的氧原子反應(yīng)。在另一實(shí)施例中，可藉由使基材暴露在醌或羥基醌中同時(shí)形成衍生產(chǎn)物來(lái)除去原生氧化物。可利用真空泵制程將該衍生產(chǎn)物從該處理腔室除去。在步驟1330，可在預(yù)處理制程期間或之后將該基材121加熱至預(yù)定溫度。該基材121在步驟1340沉積該介電材料之前加熱。該基材可利用該基材支撐內(nèi)的嵌入式加熱組件、該能量束(例如，UV源)、或它們的組合來(lái)加熱。一般來(lái)說(shuō)，該基材經(jīng)加熱足夠久以得到預(yù)期溫度，例如一段約15秒至約30分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，較佳地，約30秒至約20分鐘，并且更佳地，從約I分鐘至約10分鐘。在一實(shí)施例中，可將該基材加熱至約200°C至約1000°C范圍內(nèi)的溫度，較佳地，約400°C至約850°C，并且更佳地，約550°C至約800°C。在另一實(shí)施例中，可將該基材加熱至低于約550°C，較佳地，低于約450°C。在一范例中，可在處理腔室600內(nèi)將基材121加熱至該預(yù)定溫度。該預(yù)定溫度可在約300°C至約500°C范圍內(nèi)?？山逵蓮碾娫垂?yīng)器施加功率至加熱組件，例如加熱器區(qū)塊211，來(lái)加熱該基材121。在一實(shí)施例中，在步驟1340的沉積制程期間在該基材上沉積種層材料?？山逵稍谠摮练e制程期間將該基材暴露在至少一種沉積氣體中來(lái)形成該種層材料。在一范例中，該沉積制程擁有沉積氣體的CVD制程，該沉積氣體可包含第一前驅(qū)物和第二前驅(qū)物，或含有該第一和第二前驅(qū)物兩者的前驅(qū)物?；蛘?，該沉積制程可以是擁有至少兩種沉積氣體的ALD制程，因此，該基材相繼暴露在第一前驅(qū)物和第二前驅(qū)物中。該沉積制程可以是熱制程、自由基制程、或它們的組合。例如，該基材可在藉由直接光激發(fā)系統(tǒng)所產(chǎn)生的能量束的存在下暴露在制程氣體中。該種層材料包含至少一種金屬，例如釕、銥、鎢、鉭、鉬、銅、或它們的組合物。該種層材料也可擁有包含含鉭材料的成分，例如氮化鉭(TaN)。在步驟1340形成種層的適合的含釕前驅(qū)物的范例可包含二環(huán)戊釕(ruthenocene)化合物及含有至少一開(kāi)鏈二烯配位基的釕化合物。二環(huán)戍釕化合物包含至少一環(huán)戊配位基，例如RXC5H5_X，其中X = 0-5，而R是獨(dú)立的氫或烷基，并包含雙(環(huán)戊二烯)釕化合物、雙(烷基環(huán)戊二烯)釕化合物、雙(二烷基環(huán)戊二烯)釕化合物及它們的衍生物，其中該些烷基可以是獨(dú)立的甲基、乙基、丙基或丁基。雙(環(huán)戊二烯)釕化合物擁有通用化學(xué)式(RxC5H5_x)2Ru，其中X = 0-5且R是獨(dú)立的氫或烷基，例如甲基、乙基、丙基或丁基。 含有至少一開(kāi)鏈二烯配位基的釕化合物可包含例如CH2CRCHCRCH2的配位基，其中R是獨(dú)立的烷基或氫。在某些范例中，該含釕前驅(qū)物可擁有兩個(gè)開(kāi)鏈二烯配位基，例如戊二烯或庚二烯，并包含雙(戊二烯)釕化合物、雙(烷基戊二烯)釕化合物及雙(二烷基戊二烯)釕化合物。雙(戊二烯)釕化合物擁有通用化學(xué)式(CH2CRCHCRCH2)2Ru，其中R是獨(dú)立的燒基或氫*。通常，R是獨(dú)立的氧、甲基、乙基、丙基或丁基。此外，含釘如驅(qū)物可擁有一個(gè)開(kāi)鏈二烯配位基及一環(huán)戊二烯配位基兩者。因此，可在此間所述的沉積制程期間使用的含釕前驅(qū)物的范例包含雙(環(huán)戊二烯)釕(Cp2Ru)、雙(甲基環(huán)戊二烯)釕、雙(乙基環(huán)戊二烯)釕、雙(五甲基環(huán)戊二烯)釕、雙(2，4-二甲基戊二烯)釕、雙(2，4-二乙基戊二烯)釕、雙(2，4-二異丙基戊二烯)釕、雙(2，4-二第三丁基戊二烯)釕、雙(甲基戊二烯)釕、雙(乙基戊二烯)釕、雙(異丙基戊二烯)釕、雙(第三丁基戊二烯)釕、它們的衍生物及它們的組合物。在某些實(shí)施例中，其它含釕化合物包含三(2，2，6，6-四甲基-3，5-庚二酮)釕、二羰基戊二烯釕、乙醢丙酮釕(ruthenium acetylacetonate)、(2,4-二甲基戍二烯)釕(環(huán)戍二烯)、雙(2,2,6,6-四甲基-3，5-庚二酮)釕(I，5-環(huán)辛二烯)、(2，4-二甲基戊二烯)釕(甲基環(huán)戊二烯)、(1，
5-環(huán)辛二烯)釕(環(huán)戊二烯)、(1，5_環(huán)辛二烯)釕(甲基環(huán)戊二烯)、(2，4_ 二甲基戊二烯)釕(乙基環(huán)戊二烯)、(2，4- 二甲基戊二烯)釕(異丙基環(huán)戊二烯)、雙(N，N- 二甲基-1，3-四甲基二亞胺配位)釕(1，5_環(huán)辛二烯)、雙(N，N-二甲基-1，3-二甲基二亞胺配位)釕(1，5-環(huán)辛二烯)、雙(丙烯)釕(1，5-環(huán)辛二烯)、(n6-苯)釕(1，3-環(huán)己二烯)、雙(1，1-二甲基-2-氨乙氧配位)釕(1，5_環(huán)辛二烯)、雙(1，1_ 二甲基-2-氨乙胺配位)釕(1,5-環(huán)辛二烯)、它們的衍生物和它們的組合物?？捎闷渌栊越饘倩衔飦?lái)做為含釕前驅(qū)物的取代物，以沉積各惰性金屬層，例如含鈀、鉬、鈷、鎳和銠的前驅(qū)物。含鈀前驅(qū)物，例如，雙(丙烯)鈀、雙(2-甲基丙烯)鈀、以及(環(huán)戊二烯)(丙烯)鈀、它們的衍生物和它們的組合物。適合的含鉬前驅(qū)物包含二甲基(環(huán)辛二烯)鈀、三甲基(環(huán)戊二烯)鈀、三甲基(甲基環(huán)戊二烯)鈀、環(huán)戊二烯(丙烯)鈀、甲基(羰基)環(huán)戊二烯鈀、三甲基(乙醢丙酮基)鈀、雙(乙醢丙酮基)鈀、它們的衍生物和它們的組合物。適合的含鈷前驅(qū)物包含雙(環(huán)戊二烯)鈷、(環(huán)戊二烯)(環(huán)己二烯)鈷、環(huán)戊二烯(1，3_己二烯)鈷、(環(huán)丁二烯)(環(huán)戊二烯)鈷、雙(甲基環(huán)戊二烯)鈷、(環(huán)戊二烯)(5-甲基環(huán)戊二烯)鈷、雙(乙烯)(五甲基環(huán)戊二烯)鈷、它們的衍生物和它們的組合物。適合的含鎳前驅(qū)物包含雙(甲基環(huán)戊二烯)鎳，而適合的含銠前驅(qū)物包含雙(羰基)(環(huán)戊二烯)銠、雙(羰基)(乙基環(huán)戊二烯)銠、雙(羰基)(甲基環(huán)戊二烯)銠、雙(丙烯)銠、它們的衍生物及它們的組合物。適合的還原氣體包含傳統(tǒng)還原劑，例如，氫(例如，氫氣或原子氫)、氨氣(NH3)、硅烷(SiH4)、二硅烷(Si2H6)、三娃烷(Si3H8)、四硅烷(Si4Hltl)、二甲基硅烷(SiC2H8)、甲基硅烷(SiCH6)、乙基硅烷(SiC2H8)、一氯硅烷(ClSiH3)、二氯硅烷(Cl2SiH2)、六氯二硅烷(Si2Cl6)、硼烷(BH3)、_二硼烷(B2H6)、二硼烷、四硼烷、五硼烷、烷基硼烷,例如二乙基硼烷(Et3B)、它們的衍生物及它們的組合物。此外，該還原氣體可包含用來(lái)做為還原劑的含氧氣體，例如氧(例如氧氣)、一氧化二氮(N2O)、一氧化氮(NO)、二氧化氮(NO2)、它們的衍生物和它們的組合物。此外，傳統(tǒng)的還原劑可與含氧還原劑結(jié)合而形成還原氣體。本發(fā)明實(shí)施例所用的含氧氣體傳統(tǒng)上在化學(xué)技藝中用來(lái)做為氧化劑。但是，含有惰性金屬(例如釕)的有機(jī)金屬化合物上的配位基通常比惰性金屬更容易受到含氧還原劑的影響。因此，配位基通常是從該金屬中心氧化，而金屬離子則還原以形成元素金屬。在一范例中，該還原氣體是空氣，含有環(huán)境中的氧做為還原劑?？赏ㄟ^(guò)過(guò)濾器來(lái)干燥該空氣，以減少環(huán)境中的水。適合的含鎢化合物包含六氟化鎢(WF6)、六氯化鎢(WCl6)、六羰鎢(W(CO)6)、雙(環(huán)戊二烯)二氯化鎢(Cp2WCl2)以及三甲基苯三羰鎢(C9H12W(CO)3),及它們的衍生物。適合的還原化合物包含硅烷化合物、硼烷化合物和氫。硅烷化合物包含硅烷、二硅烷、三硅烷、四硅燒、一氣娃燒、_二氣娃燒、四氣娃燒、TK氣娃燒、甲基娃燒及其它燒基娃燒和它們的衍生物，而硼烷化合物包含硼烷、二硼烷、三硼烷、四硼烷、五硼烷、三乙基硼烷及其它烷基硼烷和它們的衍生物。較佳的還原化合物和浸泡化合物包含硅烷、二硅烷、二硼烷、氫氣和它們的組合物。在一范例中，可在步驟1340的沉積制程期間于處理腔室600內(nèi)的基材121上沉積種層。在一實(shí)施例中，可在CVD制程期間將基材121暴露在含有種層前驅(qū)物，例如雙(環(huán)戊二烯)釕，以及反應(yīng)物，例如二硼烷，的制程氣體中。該些前驅(qū)物通常從配氣盤通過(guò)流量控制環(huán)提供至腔室主體651的內(nèi)部空間。該些前驅(qū)物通常從氣體來(lái)源159通過(guò)面板152提供至內(nèi)腔室101。在一實(shí)施例中，可在步驟1340藉由進(jìn)氣通道156同步，如在傳統(tǒng)CVD制程期間或相繼，如在ALD制程期間，將該些前驅(qū)物通入該處理腔室或接觸基材121。該ALD制程可將該基材暴露在至少兩種制程氣體中，因此，該基材相繼暴露在第一前驅(qū)物，例如雙(環(huán)戊二烯)釕，及第二前驅(qū)物，例如二硼烷中。雖然示出進(jìn)氣通道156，但預(yù)期到該第一前驅(qū)物和該第二前驅(qū)物以不同的氣線提供至處理腔室600。可控制每一條氣線的溫度。對(duì)于CVD和ALD制程及可調(diào)整的設(shè)備(例如，并入U(xiǎn)V輻射源)的描述和可用來(lái)沉積種層的化學(xué)前驅(qū)物在2006年6月15號(hào)公開(kāi)的標(biāo)題為「用于鎢薄膜沉積的做為底層的釕」的美國(guó)專利申請(qǐng)公開(kāi)案第2006-0128150號(hào)中進(jìn)一步揭示，該美國(guó)專利申請(qǐng)?jiān)诖私逵梢谜w的方式并入本文中。
做為該第一前驅(qū)物，例如，含釕前驅(qū)物，例如雙(環(huán)戊二烯)釕，以及還原劑，例如二硼烷，在該處理腔室內(nèi)合并，釕形成在該基材表面上?？稍诓襟E1340期間提供載氣，以控制第一前驅(qū)物和第二前驅(qū)物的分壓。單一晶片處理腔室的總內(nèi)壓可在約100毫托耳至約740毫托耳范圍內(nèi)的壓力下，較佳地，約250毫托耳至約100托耳，并且更佳地，約500毫托耳至約50托耳。在一范例中，該處理腔室的內(nèi)壓維持在約10托耳或更低的壓力下，較佳地，約5托耳或更低，并且更佳地，約I托耳或更低。在某些實(shí)施例中，可提供載氣以將批處理系統(tǒng)的第一前驅(qū)物或第二前驅(qū)物的分壓控制在約100毫托耳至約I托耳范圍內(nèi)。適合的載氣的范例包含氮?dú)?、氫氣、氬氣、氦氣、形成氣體、或它們的組合物。該基材、該第一前驅(qū)物、及/或該第二前驅(qū)物可在步驟1340的沉積制程期間暴露在該光激發(fā)系統(tǒng)產(chǎn)生的能量束或能量通量中。能量束的使用有利地增加沉積速率，并且改善表面擴(kuò)散或該釕材料內(nèi)的原子遷移率，以為接踵而來(lái)的物種產(chǎn)生活化位置。在一實(shí)施例中，該能量束擁有約3.0eV至約9.84eV范圍內(nèi)的能量。此外，該能量束可擁有約126納米至約450納米范圍內(nèi)的波長(zhǎng)。在一范例中，燈源790提供能量束以供應(yīng)該些前驅(qū)物的至少一種的激發(fā)能量。高沉積速率和低沉積溫度產(chǎn)生擁有可調(diào)整性質(zhì)的種層，該種層具有最小的寄生副反應(yīng)。在一實(shí)施例中，該能量束或通量可擁有約4.5eV至約9.84eV范圍內(nèi)的光子能量。該基材表面和該些制程氣體也可由燈源790激發(fā)。在另一實(shí)施例中，含有該種層(在步驟1340中形成)的基材在步驟1350期間暴露在后沉積處理制程中。該后沉積處理制程在沉積之后增加基材表面能量，這有利地除去揮發(fā)物及/或其它薄膜污染物(例如藉由降低氫含量)及/或退火該沉積膜。來(lái)自該沉積材料的較低的氫含量有利地增加薄膜的張應(yīng)力?；蛘呖墒褂弥辽僖粋€(gè)燈源(例如，燈源790)來(lái)激勵(lì)能量傳輸氣體，該能量傳輸氣體接觸該基材以在沉積后增加該基材的表面能量，并除去揮發(fā)物及/或其它 薄膜。選擇性地，在步驟1350，可提供能量傳輸氣體至處理腔室600的內(nèi)腔室101。適合的能量傳輸氣體的范例包含氮?dú)狻錃?、氦氣、氬氣、及上述氣體的組合物。范例提供在步驟1350期間，該基材121以能量束或能量通量來(lái)處理。在一范例中，燈源792提供能量束以在步驟1350期間供應(yīng)基材121的表面能量。在退火該種層的另一范例中，該能量束或通量可擁有約3.53eV至約9.84eV范圍內(nèi)的光子能量。此外，燈源790可產(chǎn)生波長(zhǎng)約126納米至約351納米范圍內(nèi)的能量束。一般來(lái)說(shuō)，可給燈源790通電一段約I分鐘至約10分鐘范圍內(nèi)的時(shí)間，以促進(jìn)利用光激發(fā)的后沉積處理。在一范例中，可藉由將該基材暴露在燈源790產(chǎn)生的擁有約3.2eV至約4.5eV范圍內(nèi)的光子能量的能量束中從沉積膜表面除去揮發(fā)性化合物或污染物，該能量束用來(lái)分解處理腔室600內(nèi)的鎢或鈦前驅(qū)物和氮前驅(qū)物。因此，準(zhǔn)分子燈，例如溴化氙*(283納米/4.41eV)、溴氣* (289納米/4.29eV)、氯化氙* (308納米/4.03eV)、碘氣* (342納米/3.63eV)、氟化氙*(351納米/3.53eV)可經(jīng)選擇以從該種層除去氫。預(yù)期到可改變?cè)摶牡男D(zhuǎn)速度，例如，藉由增加步驟1350相對(duì)于之前的沉積步驟的旋轉(zhuǎn)速度。在另一實(shí)施例中，可從該處理腔室600移出該基材121，隨后在步驟1360將該處理腔室600暴露在腔室清潔制程中。可利用光激發(fā)清潔劑來(lái)清潔該處理腔室。在一實(shí)施例中，該清潔劑包含氟?？稍谇皇仪鍧嵵瞥唐陂g清潔處理腔室600，以強(qiáng)化沉積效能。例如，可用該腔室清潔制程來(lái)除去包含在處理腔室600表面上的污染物或包含在窗口 793上的污染物，藉此最小化通過(guò)窗口 793的能量束或通量的傳輸損失，并最大化傳輸至該些氣體及表面的能量。可以比制程腔室600高的頻率清潔窗口 793，例如，可在處理一些基材之后清潔處理腔室600，但窗口 793則在處理每一個(gè)基材之后清潔。使用在此所述的制程1300沉積的種層因?yàn)槿舾晌锢硇再|(zhì)而可在整個(gè)電子特征/組件上使用。在一實(shí)施例中，可在制程1300期間在基材上將種層沉積成層以形成電子特征，例如集成電路(第14圖)。在ALD沉積的情況中，可連同前述制程執(zhí)行有或沒(méi)有反應(yīng)物氣體的UV退火處理。此UV退火處理通常是在30°C和1000°c之間的溫度范圍內(nèi)執(zhí)行，使用123納米和500納米之間的UV能量。此退火處理可在清潔循環(huán)期間、完成每一次循環(huán)之后、交替循環(huán)之后、完成要求的厚度的所有循環(huán)之后、以及完成制程運(yùn)轉(zhuǎn)之后執(zhí)行。當(dāng)與氧氣和臭氧并用時(shí)，此制程增加該薄膜內(nèi)的氧含量，幫助維持每一層的高K氧化物、氮化物、及氮氧化物的化學(xué)計(jì)量，除去碳及其它不純物，密實(shí)化該薄膜，并減少漏電流。圖14A-14D標(biāo)出集成電路生產(chǎn)程序的簡(jiǎn)要剖面圖。圖14A示出擁有金屬接觸層1404和介電層1402形成在其上的基材1400的剖面圖。基材1400可包含半導(dǎo)體材料，例如硅、鍺、或砷化鎵。介電層1402可包含絕緣材料，例如二氧化硅、氮化硅、絕緣層上硅、氮氧化硅及/或摻雜碳的氧化硅，例如SiOxCy,例如，BLACK DIAMOND 低k介電材料，可由加州圣塔克拉拉的應(yīng)用材料公 司取得。金屬接觸層1404包含導(dǎo)電材料，例如，鎢、銅、鋁及它們的合金?？稍谠摻殡妼?402中界定出介層洞或孔洞1403，以在金屬接觸層1404上提供開(kāi)口。可利用已知微影和蝕刻技術(shù)在介電層1402內(nèi)界定出孔洞1403?？稍诮殡妼?402以及孔洞1403上形成阻障層1406。阻障層1406可包含一或多種阻障材料，例如鉭、氮化鉭、氮化硅鉭、鈦、氮化鈦、氮化硅鈦、氮化鎢、氮化硅、氮化釕、它們的衍生物、它們的合金和它們的組合物?？衫眠m合的沉積制程來(lái)形成阻障層1406，例如ALD,CVD,PVD或無(wú)電鍍沉積。例如，可利用CVD制程或ALD制程沉積氮化鉭，其中含鉭化合物或鉭前驅(qū)物Hf^nPDMAT)及含氮化合物或氮前驅(qū)物(例如氨水)發(fā)生反應(yīng)。在一實(shí)施例中，鉭及/或氮化鉭利用ALD制程沉積為阻障層1406，如在共同讓渡的2002年10月25號(hào)提出申請(qǐng)的美國(guó)專利申請(qǐng)案第10/281，079號(hào)中描述者，并且在此藉由引用的方式并入本文中。在一范例中，可將鉭/氮化鉭雙層沉積為阻障層1406，其中該鉭層和該氮化鉭層獨(dú)立利用ALD、CVD及/或PVD制程沉積。可利用ALD、CVD或PVD制程，將層1408 (例如釕層)沉積在阻障層1406上，較佳地，利用ALD制程。成核層1410(例如鎢成核層)可形成在該層1408上，如圖14C所示。該成核層1410利用已知沉積技術(shù)沉積，例如ALD、CVD或PVD。較佳地，成核層1410利用ALD制程沉積，例如輪流吸收含鎢前驅(qū)物和還原化合物。主體層1412，例如鎢主體層，可形成在該成核層1410上。雖然上述針對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例，但可在不背離本發(fā)明的基本范圍下設(shè)計(jì)出本發(fā)明的其它及進(jìn)一步實(shí)施例，并且本發(fā)明的范圍由如下權(quán)利要求書決定。
權(quán)利要求
1.一種裝置，包括: 腔室； 基材支撐件，設(shè)置于所述腔室中并面向所述腔室的頂部；以及 氣體注入器，沿所述腔室的側(cè)邊設(shè)置于所述腔室內(nèi)，所述氣體注入器包括氣流通道，該氣流通道是激勵(lì)所述氣流通道中的氣體的能量源。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述氣流通道形成于電極中。
3.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述氣體注入器是電極。
4.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述氣體注入器包括UV源。
5.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，所述注入器被定向?yàn)榕c所述基材支撐件所限定的平面相垂直的方向。
6.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，所述氣體注入器被垂直定向。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，所述的氣體注入器包括垂直開(kāi)口。
8.一種裝置，包括: 腔室； 基材支撐件，設(shè)置于所述腔室中并面向所述腔室的頂部； 氣體注入器，沿所述腔室的側(cè)邊設(shè)置于所述腔室內(nèi)，所述氣體注入器包括形成于電極中的氣流通道；以及 排氣組件，包括電極。
9.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述氣體注入器和所述排氣組件中的每一個(gè)都被定向?yàn)榕c所述基材支撐件所限定的平面相垂直的方向。
10.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述排氣組件包括多個(gè)電極。
11.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，進(jìn)一步包括:連接于所述氣體注入器和所述排氣組件的電源。
12.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述基材支撐件位于所述氣體注入器和所述排氣組件之間。
13.如權(quán)利要求8所述的裝置，其特征在于，所述氣體注入器包括多個(gè)垂直開(kāi)口。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種用于介電薄膜的原子層沉積的化學(xué)品的光激發(fā)的方法和裝置。本發(fā)明大體來(lái)說(shuō)提供一種沉積材料的方法，并且更明確地說(shuō)，本發(fā)明的實(shí)施例有關(guān)于使用光激發(fā)技術(shù)來(lái)沉積阻障層、種層、導(dǎo)電材料以及介電材料的化學(xué)氣相沉積制程以及原子層沉積制程。本發(fā)明的實(shí)施例大體來(lái)說(shuō)提供輔助制程方法及設(shè)備，其中可執(zhí)行該輔助制程以提供均勻沉積的材料。
文檔編號(hào)C23C16/46GK103215570SQ20131010352
公開(kāi)日2013年7月24日 申請(qǐng)日期2007年5月2日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月5日
發(fā)明者K·K·辛格, M·馬哈賈尼, S·G·加那耶姆, J·約德伏斯基, B·麥克道爾 申請(qǐng)人:應(yīng)用材料公司