[发明专利]半导体制造设备以及制造方法

权利要求书

1.一种半导体制造设备，包括：

壳体，所述壳体形成封闭的腔，待加工衬底设置在所述腔中；

喷淋头，设置在所述壳体上，用于从所述壳体外向所述腔内提供气体，所述气体包括工艺气体；以及

热丝，设置在所述喷淋头和待加工衬底之间，在工作时所述热丝被加热，

其中，来自喷淋头的所述气体流过所述热丝，所述热丝使得所述工艺气体离子化，以及

其中，被离子化的气体被提供到所述待加工衬底，以用于对所述衬底或所述衬底的一部分执行热丝辅助的等离子辅助预清洗或用于热丝辅助的原子层沉积。

2.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

热板，设置在所述腔中，用于支撑所述待加工衬底并对所述待加工衬底进行加热。

3.如权利要求2所述的设备，其特征在于，

所述热板的温度为150摄氏度至400摄氏度。

4.如权利要求1所述的设备，其特征在于，所述设备还包括：

排气装置，用于抽吸腔内的气体以将其排出到壳体外，以及

气压控制装置，用于控制腔内的气压。

5.如权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述设备被用于热丝辅助的等离子辅助预清洗时，

所述工艺气体包括氮气和/或氢气；

热丝的温度为900摄氏度至1700摄氏度。

6.如权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述设备被用于热丝辅助的原子层沉积时，

所述工艺气体包括氨气以及包含金属元素的前体气体；

热丝的加热温度为900摄氏度至1700摄氏度。

7.如权利要求6所述的设备，其特征在于，

其中，所述前体气体包括Ta[N(CH₃)₂]₅、Ru(C₅H₅)₂或Co(C₅H₅)₂。

8.如权利要求1所述的设备，其特征在于，在所述热丝辅助的等离子辅助预清洗和所述热丝辅助的原子层沉积过程中，所述腔内的气压为小于1Torr。

9.一种制造半导体装置的方法，包括以下步骤：

(a)提供衬底，所述衬底包括嵌入在电介质层中的导电层，所述导电层的上表面露出；

(b)在所述衬底上形成层间电介质层，所述层间电介质层具有开口，所述开口使所述导电层的至少一部分暴露；

(c)对所述开口和所述导电层的暴露的部分进行热丝辅助的等离子辅助预清洗；

(d)在所述预清洗之后，通过热丝辅助的原子层沉积在所述导电层的暴露的部分和所述开口的侧壁上形成导电的缓冲阻挡层；

(e)在所述缓冲阻挡层上形成金属材料，以填充所述开口。

10.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述缓冲阻挡层包括：

阻挡层，用于防止所述金属材料的扩散；以及

缓冲层，位于所述阻挡层上，用于增加阻挡层与所述金属材料之间的接合。

11.如权利要求9所述的方法，其特征在于，

所述阻挡层由氮化钽(TaN)形成；以及

所述缓冲层由钴(Co)或钌(Ru)形成。

12.如权利要求9所述的方法，其特征在于，形成金属材料的步骤(e)包括：

在缓冲阻挡层上形成金属的籽晶层；以及

在所述籽晶层上镀金属材料，以填充所述开口。

13.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述层间电介质层包括：

在所述电介质层上的第一层间电介质层，所述第一层间电介质层由掺杂氮的碳化硅形成；以及

在所述第一层间电介质层上的第二层间电介质层，所述第二层间电介质层由低k含硅有机材料形成。

14.如权利要求9所述的方法，其特征在于，所述热丝辅助的等离子辅助预清洗的工艺条件包括：

工艺气体包括氢气，或者包括氮气和氢气；

热丝的加热温度为900摄氏度至1700摄氏度，

其中，所述工艺气体在被所述热丝离子化后到达所述衬底，从而对所述开口和所述导电层的暴露的部分进行所述预清洗。