[发明专利]用于还原金属晶种层上的金属氧化物的方法及装置

权利要求书

1.一种制备具有金属晶种层的衬底的方法，所述方法包括：

在处理室中提供衬底，在所述衬底电镀表面上具有所述金属晶种层，其中所述金属晶种层的一部分已经转化成所述金属的氧化物；

在远程等离子体源中形成还原性气体物质的远程等离子体，其中所述远程等离子体包括来自所述还原性气体物质的自由基、离子以及紫外线(UV)辐射中的一种或多种；并且

使所述衬底的所述金属晶种层暴露于所述远程等离子体，其中暴露于所述远程等离子体使所述金属的所述氧化物还原成与所述金属晶种层结合在一起的薄膜形式的所述金属，

在暴露于所述远程等离子体完成之后使用主动冷却系统冷却所述衬底，其中冷却所述衬底包括使用来自一或多个冷却气体入口的冷却气体冷却衬底以及使用支撑衬底的主动冷却基座冷却衬底中的一者或两者。

2.如权利要求1所述的方法，其中所述金属晶种层包括铜、钴、钌、钯、铑、铱、锇、镍、金、银、铝和钨中的至少一种。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述衬底冷却到100℃以下的温度。

4.如权利要求1所述的方法，其中所述衬底冷却到室温以下，其中所述冷却气体的温度在-270℃和30℃之间。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述金属晶种层的厚度小于

6.如权利要求1所述的方法，其中所述衬底包括高度与宽度的高宽比大于5：1的通路。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述还原性气体物质包括氢气、氨气、一氧化碳、乙硼烷、亚硫酸盐化合物、碳和/或烃类、亚磷酸盐和联氨中的至少一种。

8.如权利要求1至7中的任一项所述的方法，其进一步包括：

将位于处理室内衬底上方的喷头的温度维持在30℃以下；以及

朝向喷头移动衬底以在暴露于远程等离子体完成之后进一步冷却衬底。

9.如权利要求1至7中的任一项所述的方法，其中使所述金属晶种层暴露于所述远程等离子体包括使所述金属晶种层中的所述金属回流。

10.如权利要求1至7中的任一项所述的方法，进一步包括：

使所述还原性气体物质暴露于来自紫外源的紫外线辐射以形成所述还原性气体物质的自由基。

11.如权利要求1至7中的任一项所述的方法，进一步包括：

将所述衬底转移到包括电镀溶液的电镀槽中；并且

使用所述电镀溶液将金属电镀到所述金属晶种层上。

12.一种用于准备具有金属晶种层的衬底的设备，所述设备包括：

处理室；

在所述处理室中用于支撑具有金属晶种层的衬底的基座；

所述处理室上方的远程等离子体源；以及

具有用于执行以下操作的指令的控制器：

(a)在处理室中提供衬底，在所述衬底的电镀表面上具有所述金属晶种层，其中所述金属晶种层的一部分已经转化成所述金属的氧化物；

(b)在所述远程等离子体源中形成还原性气体物质的远程等离子体，其中所述远程等离子体包括来自所述还原性气体物质的自由基、离子以及紫外线(UV)辐射中的一种或多种；并且

(c)使所述衬底的所述金属晶种层暴露于所述远程等离子体，其中暴露于所述远程等离子体使所述金属的所述氧化物还原成与所述金属晶种层结合在一起的薄膜形式的所述金属，

(d)在暴露于所述远程等离子体完成之后，使用主动冷却系统冷却所述衬底，其中冷却所述衬底包括使用来自一或多个冷却气体入口的冷却气体冷却衬底以及使用支撑衬底的主动冷却基座冷却衬底中的一者或两者。

13.如权利要求12所述的设备，其中所述金属晶种层包括铜、钴、钌、钯、铑、铱、锇、镍、金、银、铝和钨中的至少一种。