KR101178984B1 - Ｒｕ 금속 층을 기판에 증착하는 방법 및 전구체 이송 방법 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 CO 가스와 금속-카르보닐 전구체(52, 152)의 증기를 혼합함으로써 금속-카르보닐 전구체(52, 152)로부터의 금속 층의 증착속도를 증가시키는 방법(300)을 제공한다. 상기 방법(300)은 증착 시스템(1, 100)의 공정 챔버(10, 110)에 기판(25, 125)을 제공하는 단계, 금속-카르보닐 전구체 증기 및 CO 가스를 함유하는 공정 가스를 형성하는 단계, 및 열화학 증착 공정에 의해 기판(25, 125, 400, 402)에 금속 층(440, 460)을 증착하도록 공정 가스에 기판(25, 125, 400, 402)을 노출시키는 단계를 포함한다.

Description

Ｒｕ 금속 층을 기판에 증착하는 방법 및 전구체 이송 방법{A METHOD OF DEPOSITING A Ru METAL LAYER ON A SUBSTRATE AND A METHOD OF PRECURSOR DELIVERY}
본 발명은 본원과 동일자에 출원되고, 본원에 참조로서 통합된 미국 특허 출원 제10/996,144호(명칭:METHOD AND DEPOSITION SYSTEM FOR INCREASING DEPOSITION RATES OF METAL LAYERS FROM METAL-CARBONYL PRECURSORS)와 관계되어 있다. 상기 관계된 출원은 공유(共有) 재산이 아니다.
본 발명은 반도체 공정, 특히 금속-카르보닐 전구체로부터의 금속 층의 증착속도를 증가시키기 위한 방법과 관련되어 있다.
집적회로의 제조를 위해 구리(Cu) 금속을 다층 금속화 방식(multilayer metallization scheme)에 도입하게 되면, Cu 층의 부착과 성장을 촉진하고 Cu가 유전체 재료로 확산되는 것을 방지하기 위한 확산 배리어/라이너(diffusion barriers/liners)의 사용을 필요로 할 수 있다. 유전체 재료 위에 증착되는 배리어/라이너는 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo) 및 탄탈(Ta)과 같은 비반응성이고 Cu와 혼화할 수 없고 낮은 전기 저항률을 제공할 수 있는 고융점 재료들을 포함할 수 있다. Cu 금속화와 유전체 재료를 집적시키는 기존의 집적 방식은 약 400℃ 내지 약 500℃, 또는 이보다 낮은 기판 온도에서 배리어/라이너를 증착하는 공정을 필요로 할 수 있다.
예를 들면, 기술 노드(technology nodes)가 130 ㎚이하인 경우 사용되는 Cu 집적 방식에서는 저 유전상수(low-k)의 층간 유전막(inter-level dielcetric)을 이용할 수 있는데, 이 층간 유전막 다음에는 물리 증착법(PVD)에 의한 Ta 층 또는 TaN/Ta 층과, PVD법에 의한 Cu 시드 층(seed layer), 그리고 전기 화학 증착법(ECD)에 의한 Cu 충전이 후속한다. 일반적으로, Ta 층은 부착성(즉, low-k 필름에 부착하는 능력)으로 인해 선택되고, Ta/TaN 층은 배리어성(즉, low-k 필름으로 Cu가 확산되는 것을 방지하는 능력)으로 인해 선택된다.
전술한 바와 같이, Cu 확산 배리어 같은 전이 금속 박층의 연구 및 구현을 위해 상당한 노력이 기울어져 왔으며, 상기 연구에는 크롬, 탄탈, 몰리브덴 및 텅스텐 같은 재료가 포함된다. 상기한 재료 각각은 Cu에 대해 낮은 혼화성을 보여준다. 최근 들어, 기존 내화 금속과 유사한 거동이 기대된다는 이유로 루테늄(Ru) 및 로듐(Rh) 같은 다른 재료들이 잠재적인 배리어 층으로 인식되고 있다. 그러나, Ru 또는 Rh을 이용하게 되면, Ta/TaN의 경우와 같은 2개의 층과는 대조적으로, 단 한 개의 배리어 층을 이용할 수 있게 된다. 이러한 소견은 전술한 재료의 부착성과 배리어성에 기인한 것이다. 예를 들어, 한 개의 Ru 층이 Ta/TaN 배리어 층을 대체할 수 있다. 또한, 최근 조사에 따르면 한 개의 Ru 층은 Cu 시드 층도 대체 할 수 있어서, 벌크(bulk) Cu 충전은 Ru 증착에 바로 이어서 진행할 수 있다는 것이 밝혀졌다. 이러한 소견은 Cu 및 Ru 사이의 우수한 부착성에 기인한다.
종래에는, Ru 층은 루테늄 카르보닐 전구체와 같은, 루테늄 함유 전구체를 열화학 증착(TCVD) 공정에서 열 분해함으로써 형성될 수 있다. 루테늄-카르보닐 전구체(예를 들어, Ru3(CO)12)를 열 분해함으로써 증착되는 Ru 층의 재료 특성은 기판 온도가 약 400℃보다 낮게 하락하는 경우 악화될 수 있다. 결과적으로, 낮은 증착 온도에서의 조악한 표면 형상(예를 들어, 노듈의 형성) 및 Ru 층의 (전기) 저항률의 증가는 열적으로 증착된 Ru 층 안으로 편입되는 반응 부산물이 증가하는 데에서 기인한 것이다. 이러한 두 결과는 모두 약 400℃ 미만의 기판 온도에서 루테늄-카르보닐 전구체가 열 분해됨으로써 일산화탄소(CO)의 탈착속도가 감소되는 것에 의해 설명될 수 있다.
추가적으로, 루테늄 카르보닐 또는 레늄 카르보닐과 같은 금속-카르보닐을 이용함으로 인해서 낮은 증기압에 기인하는 낮은 증착속도를 야기할 수 있고, 이와 관련된 문제점들이 발생한다. 전반적으로, 발명자들은 기존의 증착 시스템들은 금속 필름의 증착을 비현실적으로 만드는 낮은 증착속도로 인해 곤란을 겪고 있다는 것을 알아냈다.
본 발명은 금속 카르보닐 전구체로부터의 금속 층의 증착속도를 증가시키기 위한 방법을 제공한다. 본 발명의 실시예들은 금속-카르보닐 전구체의 증기압을 증가시키기 위해 금속-함유 전구체의 증발 온도를 증가시키며, 이에 따라 공정 챔버로의 금속-카르보닐 전구체 증기 전달량을 증가시키고 기판에의 금속의 증착속도를 증가시킬 수 있게 한다. 본 발명의 실시예에 따르면, CO 가스는 금속-카르보닐 전구체 증기와 혼합되어 금속-카르보닐 증기를 기판에 노출시키기 전에 금속-카르보닐 전구체 증기의 조기 분해를 감소시킨다.
따라서, 본 발명의 방법은 증착 시스템의 공정 챔버에 기판을 제공하는 단계, 금속-카르보닐 전구체 증기 및 CO 가스를 함유하는 공정 가스를 형성하는 단계 및 공정 가스에 기판을 노출시켜 열화학 증착 공정에 의해 기판에 금속 층을 증착하는 단계를 포함한다.
본 발명의 실시예는 일반식이 Mx(CO)y인 다양한 금속-카르보닐 전구체를 포함한다. 금속-카르보닐은 W(CO)6, Ni(CO)4, Mo(CO)6, Co2(CO)8, Rh4(CO)12, Re2(CO)10, Cr(CO)6, Ru3(CO)12 및 Os3(CO)12 을 포함하지만, 이에 한정되지는 않는다.
본 발명의 실시예에 따르면, 패턴화된 기판을 증착 시스템의 공정 챔버에 제공하여 패턴화된 기판에 Ru 금속 층을 증착하고(여기서 "패턴화된"이란 기판이 하나 이상의 비아(via), 트렌치(trench), 또는 이들의 조합을 포함하는 것을 말한다), Ru3(CO)12 전구체 증기 및 CO 가스로부터 공정 가스를 형성하며, 그리고 공정 가스에 상기 패턴화된 기판을 노출시켜 열화학적 증착 공정에 의해 상기 패턴화된 기판에 Ru 금속 층을 증착하기 위한 방법이 제공된다.
도 1은 본 발명의 실시예에 따른 증착 시스템의 개략도.
도 2는 본 발명의 다른 실시예에 따른 증착 시스템의 개략도.
도 3은 본 발명의 실시예에 따른 기판에 금속 층을 증착하는 방법을 도시하는 도면.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 실시예들에 따른 패턴화된 기판에 금속 층이 형성되는 것을 도시하는 개략도.
이하의 설명에서, 본 발명의 충분한 이해를 돕고 설명의 목적으로, 그렇지만 비제한적으로 증착 시스템의 특정 형상 및 다양한 구성 요소의 설명 같은 특정의 세부 사항들이 기술될 것이다. 그러나, 본 발명은 이하의 특정 세부 사항과는 상이한 실시예로도 구현될 수 있다는 것을 이해해야 할 것이다.
도면을 참조하면, 도면에서 유사한 참조 번호는 동일하거나 대응하는 부분을 지시하는데, 도 1은 일 실시예에 따른 금속-카르보닐 전구체로부터 기판에 금속 층을 증착하기 위한 증착 시스템(1)을 도시한다. 증착 시스템(1)은 기판(25)을 지지하도록 구성된 기판 홀더(20)를 구비하는 공정 챔버(10)를 포함하는데, 이 기판(25)상에 금속 층이 형성된다. 공정 챔버(10)는 증기 전구체 전달 시스템(40)을 경유하여 금속 전구체 증발 시스템(50)에 연결된다.
또한, 공정 챔버(10)는 덕트(36)를 통해 진공 펌핑 시스템(38)에 연결되는데, 펌핑 시스템(38)은, 기판(25)에 금속 층을 형성하기에 적합하고, 금속 전구체 증발 시스템(50)에서 금속-카르보닐 전구체(52)를 증발하기에 적합한 압력으로 공정 챔버(10), 증기 전구체 전달 시스템(40) 및 금속 전구체 증발 시스템(50)을 배기(排氣)하도록 구성된다.
도 1을 다시 참조하면, 금속 전구체 증발 시스템(50)은 금속-카르보닐 전구체(52)를 저장하도록 구성되고, 금속-카르보닐 전구체(52)가 증발하기에 충분하며 금속-카르보닐 전구체 증기를 증기 전구체 전달 시스템(40)으로 도입시키기에 충분한 온도로 금속-카르보닐 전구체(52)를 가열하도록 구성된다. 금속-카르보닐 전구체(52)는 금속 전구체 증발 시스템(50)에서 선택된 가열 조건 하에서 고체일 수 있다. 별법으로서, 금속-카르보닐 전구체(52)는 액체일 수 있다. 이하에서, 고체 금속-카르보닐 전구체(52)를 이용하는 것에 대해 설명하겠지만, 당업자들은 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고서 상기 선택된 가열 조건하에서 액체인 금속-카르보닐 전구체가 이용될 수 있다는 것을 이해할 것이다. 예를 들어, 금속-카르보닐 전구체는 일반식 Mx(CO)y을 가질 수 있고, 텅스텐 카르보닐, 몰리브덴 카르보닐, 코발트 카르보닐, 로듐 카르보닐, 레늄 카르보닐, 크롬 카르보닐, 또는 오스뮴 카르보닐, 또는 이들 중 둘의 조합을 포함할 수 있다. 이러한 금속-카르보닐은 W(CO)6, Ni(CO)4, Mo(CO)6, Co2(CO)8, Rh4(CO)12, Re2(CO)10, Cr(CO)6, Ru3(CO)12, Os3(CO)12, 또는 이들 중 둘 이상의 조합을 포함하지만, 이에 한정되는 것은 아니다.
금속-카르보닐 전구체(52)를 증발시키기 위한[또는 고체 금속-카르보닐 전구체(52)를 승화시키기 위한] 바람직한 온도를 얻기 위해, 금속 전구체 증발 시스템(50)은 증발 온도를 제어하도록 구성된 증발 온도 제어 시스템(54)과 연결된다. 예를 들어, 금속-카르보닐 전구체(52)의 온도는 루테늄 카르보닐 Ru3(CO)12를 승화시키기 위해 통상적인 시스템에서 일반적으로 약 40~45℃까지 상승한다. 이 온도에서, Ru3(CO)12의 증기압은 예를 들어 약 1 mTorr 내지 약 3 mTorr이다. 금속-카르보닐 전구체가 증발(또는 승화)이 일어나도록 가열되면, 캐리어 가스는 금속-카르보닐 전구체(52)의 위로 또는 사이로, 혹은 위와 사이로 지나갈 수 있다. 캐리어 가스는, 예를 들어 He, Ne, Ar, Kr, 또는 Xe 등의 희가스, 또는 이들 중 둘 이상의 조합과 같은 불활성 가스를 포함한다. 별법으로서, 다른 실시예에서는 캐리어 가스가 생략될 수 있다.
본 발명의 실시예에 따르면, CO 가스는 캐리어 가스에 첨가될 수 있다. 별법으로서, 다른 실시예에서는 CO 가스가 캐리어 가스를 대체하는 것을 고려할 수 있다. 예를 들어, 가스 공급 시스템(60)은 금속 전구체 증발 시스템(50)과 연결되고, 가스 공급 시스템(60)은 공급 라인(61)을 경유하여 금속-카르보닐 전구체(52)의 하측에서, 또는 공급 라인(62)을 경유하여 금속-카르보닐 전구체(52)의 상측에서 가스 공급 시스템(60)은 캐리어 가스, CO 가스, 또는 그 혼합 가스를 공급하도록 구성된다. 이에 더하여, 또는 선택적으로, 가스 공급 시스템(60)은 금속 전구체 증발 시스템(50)의 하류에서 공급 라인(63)을 통해 증기 전구체 전달 시스템(40)에 연결되어 가스가 증기 전구체 전달 시스템(40)으로 들어가거나 들어간 이후에 금속-카르보닐 전구체(52)의 증기에 가스를 공급하게 된다. 도시되지는 않았지만, 가스 공급 시스템(60)은 캐리어 가스 공급원, CO 가스 공급원, 하나 이상의 제어 밸브, 하나 이상의 필터, 및 질량 유량 제어기를 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐리어 가스의 유량은 약 0.1 sccm 내지 약 1000 sccm일 수 있다. 별법으로서, 캐리어 가스의 유량은 약 10 sccm 내지 약 500 sccm일 수 있다. 또 다른 별법으로서, 캐리어 가스의 유량은 약 50 sccm 내지 약 200 sccm일 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, CO 가스의 유량은 약 0.1 sccm 내지 약 1000 sccm의 범위일 수 있다. 별법으로서, CO 가스의 유량은 약 1 sccm 내지 약 100 sccm일 수 있다.
금속 전구체 증발 시스템(50) 하류에서, 금속-카르보닐 전구체 증기를 함유하는 공정 가스는 그에 연결된 증기 배분 시스템(30)을 통해 공정 챔버(10)로 들어가기까지 증기 전구체 전달 시스템(40)을 통하여 흐른다. 증기 전구체 전달 시스템(40)은 증기 라인의 온도를 제어하고 금속-카르보닐 전구체 증기의 분해뿐만 아니라 금속-카르보닐 전구체 증기의 응결을 방지하기 위해 증기 라인 온도 제어 시스템(42)에 연결될 수 있다.
도 1을 다시 참조하면, 공정 챔버(10)의 일부를 형성하고 공정 챔버(10)에 연결된 증기 배분 시스템(30)은 증기 배분 플레넘(plenum)(32)를 포함하는데, 증기 배분 플레넘(plenum)(32) 내에서 증기 배분 플레이트(34)를 통과하고 기판(25) 위의 처리 구역(33)에 들어가기 전에 증기가 분산된다. 또한, 증기 배분 플레이트(34)는 증기 배분 플레이트(34)의 온도를 제어하도록 구성된 배분 플레이트 온도 제어 시스템(35)에 연결될 수 있다.
금속-카르보닐 전구체 증기를 함유하는 공정 가스가 공정 챔버(10)의 처리 구역(33)에 들어가면, 금속-카르보닐 전구체 증기는 기판(25)의 상승된 온도에 기인하여 기판 표면에 흡착될 때 열 분해되고, 기판(25)에 금속 필름이 형성된다. 기판 홀더(20)는 기판 온도 제어 시스템(22)에 연결되어 있으므로, 기판 홀더(20)는 기판(25)의 온도를 상승시키도록 구성된다. 예를 들어, 기판 온도 제어 시스템(22)은 기판(25)의 온도를 약 500℃까지 상승시키도록 구성된다. 또한, 공정 챔버(10)는 챔버 벽의 온도를 제어하도록 구성된 챔버 온도 제어 시스템(12)에 연결될 수 있다.
전술한 바와 같이, 예를 들어, 종래의 시스템은 Ru3(CO)12가 고온에서 분해되는 것을 방지하기 위해 금속 전구체 증발 시스템(50)뿐만 아니라 증기 전구체 전달 시스템(40)을 약 40℃ 내지 약 45℃의 온도 범위 내에서 구동하는 것을 꾀해 왔다. 예를 들어, Ru3(CO)12는 높은 온도에서 분해하여 이하에 예시된 바와 같은 부산물을 형성할 수 있는데:
Ru3(CO)12(ad) <=> Ru3(CO)x(ad)+(12-x)CO(g) (1)
또는,
Ru3(CO)x(ad) <=> 3Ru(s)+xCO(g) (2)
이러한 부산물은 증착 시스템(1)의 내면상에 흡착(ad), 즉 응결될 수 있다. 이러한 표면에 재료가 축적되면, 기판 사이에서, 공정 재현성과 같은 문제를 야기한다. 별법으로서, 예컨대 Ru3(CO)12는 증착 시스템(1)의 내면에 응결될 수도 있다.
Ru3(CO)12(g) <=> Ru3(CO)12(ad) (3).
요약하면, 몇몇 금속-카르보닐 전구체(예를 들어, Ru3(CO)12)의 낮은 증기압 및 작은 공정 창(process window)에 의해서 기판(25)에의 금속 층의 증착속도가 매우 낮아진다.
본원의 발명자들은, 금속-카르보닐 전구체 증기에 CO 가스를 첨가함으로써 기판으로의 금속-카르보닐 전구체 전달을 제한하는 전술한 문제점들을 감소시킬 수 있다는 사실을 알아냈다. 따라서, 본 발명의 실시예에 따르면, CO 가스는 가스 라인에서의 금속-카르보닐 전구체 증기의 해리를 감소시키기 위해 금속-카르보닐 전구체 증기에 첨가되고, 이에 따라 식 (1)의 평형 상태가 좌측으로 이동하며, 공정 챔버(10)에 금속-카르보닐 전구체가 전달되기 전에 일어나는 증기 전구체 전달 시스템(40)에서의 금속-카르보닐 전구체의 조기 분해가 감소한다. 본원의 발명자들은 금속-카르보닐 전구체 증기에 CO 가스를 첨가함으로써 증발 온도를 약 40℃에서 약 150℃ 또는 그 이상으로 증가시킬 수 있게 되는 것으로 고려한다. 상승된 온도는 금속-카르보닐 전구체의 증기압을 증가시키고, 그 결과 공정 챔버로의 금속-카르보닐 전구체의 전달량이 증대되며, 따라서 기판(25)에의 금속의 증착속도를 증가시킨다. 또한, 발명자들은 금속-카르보닐 전구체의 위로 또는 사이로 Ar 및 CO 가스의 혼합물을 흘려보내면 금속-카르보닐 전구체의 조기 분해를 감소시킬 수 있다는 것을 시각적으로 관찰하였다.
본 발명의 일 실시예에 따르면, Ru3(CO)12에 CO 가스를 첨가함에 의해 Ru3(CO)12 전구체 증발 온도를 약 40℃ 내지 약 150℃로 유지시킬 수 있게 된다. 별법으로서, 증발 온도는 약 60℃ 내지 약 90℃로 유지될 수 있다.
금속-카르보닐 전구체 증기에 CO 가스를 첨가함으로써 금속-카르보닐 전구체 증기의 열적 안정성이 증가되기 때문에, 공정 가스에 있어서 CO 가스에 대한 금속-카르보닐 전구체 증기의 상대 농도는, 특정 기판 온도에서의 기판(25)상의 금속-카르보닐 전구체의 분해속도를 제어하는데 이용될 수 있다. 또한, 기판 온도는 기판(25)상의 금속의 분해속도(이에 따라 증착속도)을 제어하는데 이용될 수 있다. 당업자라면 금속-카르보닐 전구체의 바람직한 증발 온도를 실현하고 기판(25)에의 금속-카르보닐 전구체의 바람직한 증착속도를 실현하기 위해, CO 가스량 및 기판 온도를 용이하게 변화시킬 수 있음을 이해할 것이다.
또한, 공정 가스 내의 CO 가스량은, 금속-카르보닐 전구체로부터 기판(25)에의 금속 증착이 반응속도-제한 온도 영역(kinetic-limited temperature regime)에서 일어나도록 선택될 수 있다. 예를 들어, 공정 가스 내의 CO 가스량은, 금속 증착 공정이 반응속도-제한 온도 영역에서 일어나는 것으로 관찰될 때까지 증가될 수 있다. 반응속도-제한 온도 영역은, 화학 증착 공정의 증착속도가 기판 표면에서의 화학 반응의 반응속도에 의해 제한되는 증착 조건 범위를 말하며, 전형적으로 증착속도의 온도 의존성이 강한 것을 특징으로 한다. 반응속도-제한 온도 영역과 다르게, 질량-이송 제한 영역(mass-transfer limited regime)은 더 높은 기판 온도에서 관찰되는데, 이는 증착속도가 기판 표면으로의 화학 반응물의 흐름(flux)에 의해 제한되는 증착 조건 범위를 포함한다. 질량-이송 제한 영역은, 증착속도가 금속-카르보닐 전구체 유량에 강하게 의존하고 증착 온도에 의존하지 않는 것을 특징으로 한다. 일반적으로 반응속도-제한 온도 영역에서의 금속 증착은, 양호한 단차 피복성(step coverage) 및 패턴화된 기판상의 금속 층의 양호한 균일 도포성(conformality)을 가지게 된다. 일반적으로 균일 도포성은 패턴화된 기판 상의 특징부의 측벽 상 금속 층의 최소 두께 부분을 측벽 상 금속 층의 최대 두께 부분으로 나눈 것으로 정의된다. 단차 피복성은 일반적으로 측벽 피복성(측벽 상의 금속 층 두께를 상기 특징부에서 벗어난 금속 층 두께로 나눈 것)을 바닥 피복성(bottom coverage)(상기 특징부의 바닥 상의 금속 층 두께를 상기 특징부에서 벗어난 금속 층 두께로 나눈 것)으로 나눈 것으로 정의된다.
도 1을 다시 참조하면, 증착 시스템(1)은 증착 시스템(1)을 작동시키고 및 그 동작을 제어하도록 구성된 제어 시스템(80)을 더 포함할 수 있다. 제어 시스템(80)은 공정 챔버(10), 기판 홀더(20), 기판 온도 제어 시스템(22), 챔버 온도 제어 시스템(12), 증기 배분 시스템(30), 증기 전구체 전달 시스템(40), 금속 전구체 증발 시스템(50) 및 가스 공급 시스템(60)에 연결된다.
또 다른 실시예로서, 도 2는 루테늄(Ru)과 같은 금속 필름을 기판 상에 증착하는 증착 시스템(100)을 도시한다. 증착 시스템(100)은, 금속 층이 위에 형성되는 기판(125)을 지지하도록 구성된 기판 홀더(120)를 구비한 공정 챔버를 포함한다. 공정 챔버(110)는, 금속-카르보닐 전구체(152)를 저장하고 증발시키도록 구성된 금속 전구체 증발 시스템(150)을 구비하는 전구체 전달 시스템(105)과, 공정 챔버(110)에 금속-카르보닐 전구체(152)를 수송하도록 구성된 증기 전구체 전달 시스템(140)에 연결된다.
공정 챔버(110)는 상부 챔버 섹션(111), 하부 챔버 섹션(112) 및 배출 챔버(113)를 가진다. 개구(114)는 하부 챔버 섹션(112) 내에 형성되는데, 이 개구에서 하부 챔버 섹션(112)은 배출 챔버(113)와 연결된다.
도 2를 다시 참조하면, 기판 홀더(120)는 처리 대상 기판(125)(또는 웨이퍼)을 지지하기 위한 수평면을 제공한다. 기판 홀더(120)는 배출 챔버(113)의 하부로부터 상방으로 연장되는 원통형 지지 부재(122)에 의해 지지될 수 있다. 또한, 기판 홀더(120)는 기판 홀더 온도 제어 시스템(128)에 연결된 가열기(126)를 가진다. 가열기(126)는 예를 들어 하나 이상의 저항 가열 요소를 포함할 수 있다. 별법으로서, 가열기(126)는 예를 들어 텅스텐-할로겐 램프와 같은 복사 가열 시스템을 포함할 수 있다. 기판 홀더 온도 제어 시스템(128)은 하나 이상의 가열 요소에 전력을 공급하기 위한 전력 공급원, 기판 온도나 기판 홀더 온도 또는 이 두 가지 온도 모두를 측정하기 위한 하나 이상의 온도 센서, 및 기판 또는 기판 홀더 온도의 감시, 조정, 또는 제어 중 하나 이상을 수행하도록 구성되는 제어기를 포함할 수 있다.
처리 동안에, 가열된 기판(125)은 금속-카르보닐 전구체 증기를 열 분해시킬 수 있고, 기판(125) 상에 금속 층의 증착을 가능하게 한다. 일 실시예에 따르면, 금속-카르보닐 전구체(152)는 루테늄-카르보닐 전구체(예를 들어, Ru3(CO)12)일 수 있다. 다른 루테늄-카르보닐 전구체가 본 발명의 범위에서 벗어나지 않고 이용될 수 있다는 것을, 열화학 증착의 당업자들이라면 이해할 것이다. 기판 홀더(120)는 기판(125) 상에 바람직한 Ru 금속 층 또는 다른 금속 층을 증착하기에 적합한 소정의 온도로 가열된다. 또한, 챔버 온도 제어 시스템(121)에 연결된 가열기(도시되지 않음)는 소정의 온도로 챔버 벽을 가열하기 위해 공정 챔버(110)의 벽에 매립될 수 있다. 가열기는 공정 챔버(110)의 벽 온도를 약 40℃ 내지 약 150℃, 또는 약 40℃ 내지 약 80℃로 유지할 수 있다. 압력 게이지(도시되지 않음)가 공정 챔버 압력을 측정하기 위해 이용된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 공정 챔버 압력은 약 0.1 mTorr 내지 약 200 mTorr일 수 있다. 별법으로서, 공정 챔버 압력은 약 1 mTorr 내지 약 100 mTorr일 수 있다. 별법으로서, 공정 챔버 압력은 약 2 mTorr 내지 약 50 mTorr일 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 증기 배분 시스템(130)은 공정 챔버(110)의 상부 챔버 섹션(111)에 연결된다. 증기 배분 시스템(130)은 전구체 증기를 하나 이상의 오리피스(134)를 통해 증기 배분 플레넘(132)으로부터 기판(125) 상의 처리 구역(133)까지 도입하도록 구성된 증기 배분 플레이트(131)를 포함한다.
또한, 증기 전구체 전달 시스템(140)으로부터 증기 배분 플레넘(132) 내로 금속-카르보닐 전구체 증기를 도입하기 위해, 개구(135)가 상부 챔버 섹션(111) 내에 마련된다. 또한, 냉각 또는 가열된 유체를 흐르게 하도록 구성된 동심원형 유체 채널과 같은 온도 제어 요소(136)가 증기 배분 시스템(130)의 온도를 제어하기 위해 마련되고, 이에 따라 증기 배분 시스템(130) 내에서의 금속-카르보닐 전구체의 분해 또는 응결을 방지한다. 예를 들어, 물과 같은 유체가 증기 배분 온도 제어 시스템(138)으로부터 상기 유체 채널에 공급될 수 있다. 증기 배분 온도 제어 시스템(138)은 유체 공급원과, 열 교환기와, 유체 온도 또는 증기 배분 플레이트 온도 혹은 이들 두 온도 모두를 측정하기 위한 하나 이상의 온도 센서, 그리고 증기 배분 플레이트(131)의 온도를 약 20℃에서 약 150℃로 제어하도록 구성된 제어기를 포함할 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 금속 전구체 증발 시스템(150)은, 금속-카르보닐 전구체(152)를 유지하고 금속-카르보닐 전구체의 온도를 상승시켜 금속-카르보닐 전구체(152)를 증발(또는 승화)시키도록 구성된다. 금속-카르보닐 전구체(152)를 가열하기 위한 전구체 가열기(154)가 마련되어, 금속-카르보닐 전구체(152)를 금속-카르보닐 전구체(152)의 바람직한 증기압을 생성하는 온도로 유지시킨다. 전구체 가열기(154)는 금속-카르보닐 전구체(152)의 온도를 제어하도록 구성된 증발 온도 제어 시스템(156)에 연결된다. 예를 들어, 전구체 가열기(154)는 금속-카르보닐 전구체(152)의 온도를 약 40℃에서 약 150℃, 또는 약 60℃에서 약 90℃로 조절하도록 구성될 수 있다.
금속-카르보닐 전구체(152)가 증발(또는 승화)을 야기하도록 가열되면, 캐리어 가스는 금속-카르보닐 전구체(152)의 위로 또는 사이로, 또는 위와 사이로 지나갈 수 있다. 캐리어 가스는, 예를 들어 He, Ne, Ar, Kr, Xe 등의 희가스와 같은 불활성 가스를 포함할 수 있다. 별법으로서, 다른 실시예에서는 캐리어 가스를 생략할 수도 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, CO 가스가 캐리어 가스에 첨가될 수 있다. 별법으로서, 다른 실시예에서는 CO 가스가 캐리어 가스를 대체할 수 있다. 예를 들어, 가스 공급 시스템(160)은 금속 전구체 증발 시스템(150)에 연결되고, 예를 들어, 캐리어 가스, CO 가스, 또는 이 두 가스 모두를 금속-카르보닐 전구체(152)의 위로 또는 사이로 유동시키도록 구성된다. 도 2에 도시되지 않았지만, 가스 공급 시스템(160)은 추가적으로 또는 선택적으로 증기 전구체 전달 시스템(140)에 연결되어 금속 전구체의 증기가 증기 전구체 전달 시스템(140)에 들어갈 때 또는 들어간 후 캐리어 가스 및/또는 CO 가스를 금속 전구체의 증기에 공급할 수도 있다. 가스 공급 시스템(160)은 캐리어 가스, CO 가스 또는 그 혼합물을 함유하는 가스 공급원(161), 하나 이상의 제어 밸브(162), 하나 이상의 필터(164), 및 질량 유량 제어기(165)를 포함할 수 있다. 예를 들어, 캐리어 가스 또는 CO 가스의 질량 유량은 약 0.1 sccm 내지 약 1000 sccm일 수 있다.
또한, 금속 전구체 증발 시스템(150)으로부터의 전체 가스 유동을 측정하기 위해, 센서(166)가 제공된다. 센서(166)는, 예를 들어, 질량 유량 제어기를 포함할 수 있고, 센서(166) 및 질량 유량 제어기(165)를 이용하여 공정 챔버(110)에 전달되는 금속-카르보닐 전구체 증기량을 결정할 수 있다. 별법으로서, 센서(166)는 공정 챔버(110)로의 가스 흐름에서 금속-카르보닐 전구체의 농도를 측정하기 위한 광 흡수 센서를 포함할 수 있다.
우회 라인(167)은 센서(166)의 하류에 위치할 수 있고, 이 우회 라인(167)은 증기 전달 시스템(140)을 배출 라인(116)에 연결할 수 있다. 우회 라인(167)은, 증기 전구체 전달 시스템(140)을 배기하고 공정 챔버(110)로의 금속-카르보닐 전구체 공급을 안정시키기 위해 제공된다. 또한, 증기 전구체 전달 시스템(140)의 분기점 하류에 위치하는 우회 밸브(168)가 우회 라인(167)에 마련된다.
도 2를 다시 참조하면, 증기 전구체 전달 시스템(140)은 제1 밸브(141) 및 제2 밸브(142)를 구비하는 고 컨덕턴스 증기 라인을 포함한다. 또한, 증기 전구체 전달 시스템(140)은 가열기(도시되지 않음)를 통해 증기 전구체 전달 시스템(140)을 가열하도록 구성되는 증기 라인 온도 제어 시스템(143)을 더 포함할 수 있다. 증기 라인의 온도는 증기 라인에서의 금속-카르보닐 전구체 증기의 응결을 방지하도록 제어될 수 있다. 증기 라인의 온도는 약 20℃에서 약 100℃, 또는 약 40℃에서 약 90℃로 제어될 수 있다.
또한, CO 가스는 가스 공급 시스템(190)으로부터 공급될 수 있다. 예를 들어, 가스 공급 시스템(190)은 증기 전구체 전달 시스템(140)에 연결되고, 예를 들어, CO 가스를 증기 전구체 전달 시스템(140), 예컨대 밸브(141)의 하류에서 금속-카르보닐 전구체 증기와 혼합하도록 구성된다. 가스 공급 시스템(190)은 CO 가스 공급원(191), 하나 이상의 제어 밸브(192), 하나 이상의 필터(194), 및 질량 유량 제어기(195)를 포함할 수 있다. 예를 들어, CO 가스의 질량 유량은 약 0.1 sccm 내지 약 1000 sccm일 수 있다.
질량 유량 제어기(165, 195) 및 밸브(162, 192, 168, 141, 142)는 제어기(196)에 의해 제어되는데, 제어기(196)는 캐리어 가스, CO 가스 및 금속-카르보닐 전구체 증기의 공급, 차단 및 유동을 제어한다. 또한, 센서(166)는 제어기(195)에 연결되고, 센서(166)의 출력에 기초하여 제어기(195)는 질량 유량 제어기(165)를 통해 캐리어 가스 유동을 제어하여 공정 챔버(110)로의 금속-카르보닐 전구체의 바람직한 유동을 얻을 수 있다.
도 2에 도시된 바와 같이, 배출 라인(116)은 배출 챔버(113)를 펌핑 시스템(118)에 연결한다. 진공 펌프(119)는, 바람직한 진공도까지 공정 챔버(110)를 배기하고, 처리 동안에 공정 챔버(110)로부터 가스 종을 제거하기 위해 이용된다. 자동 압력 제어기(APC)(115) 및 트랩(trap)(117)은 진공 펌프(119)와 직렬로 이용될 수 있다. 진공 펌프(119)는, 초당 500 리터(및 그 이상)까지의 펌핑 속도를 실현할 수 있는 터보-분자 펌프(TMP; turbo-molecular pump)를 포함할 수 있다. 별법으로서, 진공 펌프(119)는 건식 러핑 펌프(dry roughing pump)를 포함할 수 있다. 처리 동안에, 공정 가스는 공정 챔버(110)에 도입될 수 있고, 챔버 압력은 APC(115)에 의해 조절될 수 있다. APC(115)는 버터플라이 밸브 또는 게이트 밸브를 포함할 수 있다. 트랩(117)은 미반응 금속-카르보닐 전구체 재료 및 부산물을 공정 챔버(110)로부터 수집할 수 있다.
공정 챔버(110)내의 기판 홀더(120)를 다시 참조하면, 도 2에 도시된 바와 같이, 3개의 기판 리프트 핀(127)(2개만 도시)이 기판(25)의 유지, 상승 및 하강을 위해 제공된다. 기판 리프트 핀(127)은 플레이트(123)에 연결되고, 기판 홀더(120)의 상면보다 아래로 하강될 수 있다. 예를 들어, 공기 실린더를 이용하는 구동 기구(129)는 플레이트(123)를 상승 및 하강시키는 수단을 제공한다. 기판(125)은 로봇 이송 시스템(도시되지 않음)에 의해 게이트 밸브(200) 및 챔버 피드스루 통로(202)를 통하여 공정 챔버(110) 내외로 수송될 수 있고, 기판 리프트 핀(127)에 의해 수취된다. 기판(125)을 일단 이송 시스템으로부터 수취하면, 기판 리프트 핀(127)을 하강시킴으로써 기판을 기판 홀더(120)의 상면으로 하강시킬 수 있다.
도 2를 다시 참조하면, 제어기(180)는 마이크로프로세서, 메모리 및 처리 시스템(100)으로의 입력뿐만 아니라 처리 시스템(100)으로부터의 모니터 출력을 통신하고 작동시키는 데 충분한 제어 전압을 생성할 수 있는 디지털 I/O 포트를 포함한다. 또한, 처리 시스템 제어기(180)는, 공정 챔버(110); 제어기(196), 증기 라인 온도 제어 시스템(143) 및 증발 온도 제어 시스템(156)을 포함하는 전구체 전달 시스템(105); 증기 배분 온도 제어 시스템(138); 진공 펌핑 시스템(118); 및 기판 온도 제어 시스템(128)에 연결되고 이들과 정보를 교환한다. 진공 펌핑 시스템(118)에서, 제어기(180)는 공정 챔버(110) 내의 압력을 제어하기 위해 자동 압력 제어기(115)에 연결되고 자동 압력 제어기(115)와 정보를 교환한다. 메모리에 저장된 프로그램은 저장된 공정 레시피에 따라 증착 시스템(100)의 전술한 구성 요소를 제어하기 위해 이용된다. 공정 시스템 제어기(180)의 일례로서 미국 텍사스주 달라스에 위치한 델 코포레이션에서 시판하는 DELL PRECISION WORKSTATION 610TM이 있다. 제어기(180)는 범용 컴퓨터, 디지털 신호 처리기 등으로도 구현될 수 있다.
제어기(180)는 증착 시스템(100)에 대해 근거리에 위치할 수 있고, 또는 증착 시스템(100)에 대해 인터넷 또는 인트라넷을 통해 원거리에 위치할 수도 있다. 따라서, 제어기(180)는 직접 접속, 인트라넷, 또는 인터넷 중 적어도 하나를 이용하여 증착 시스템(100)과 데이터를 교환할 수 있다. 제어기(180)는 고객측(즉, 장치 제조업자 등)의 인트라넷에 연결될 수 있고, 또는 판매자측(즉, 장비 제작자)의 인트라넷에 연결될 수도 있다. 또한, 다른 컴퓨터(즉, 제어기, 서버 등)가 제어기(180)에 엑세스하여 직접 접속, 인트라넷, 또는 인터넷 중 적어도 하나를 통해 데이터를 교환할 수도 있다.
도 3은 본 발명의 실시예에 따라 기판 상에 금속 층을 증착하는 방법을 도시한다. 증착 방법(300)은 단계(302)에서 증착 시스템의 공정 챔버 내에 기판을 제공하는 것을 포함한다. 예를 들어, 증착 시스템은 도 1 및 도 2를 참조로 전술한 증착 시스템을 포함할 수 있다. 기판은, 예컨대 Si 기판일 수 있다. Si 기판은 제작하는 디바이스의 타입에 따라, n 또는 p 타입일 수 있다. 기판은 예를 들어 200 ㎜ 기판, 300 ㎜ 기판, 또는 더 큰 기판 등 어떠한 크기의 기판도 될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, 기판은 하나 이상의 비아, 트렌치, 또는 그 조합을 가지는 패턴화된 기판일 수 있다. 단계(304)에서, 금속-카르보닐 전구체 증기 및 CO 가스를 함유하는 공정 가스가 형성된다. 공정 가스는 캐리어 가스를 더 함유할 수 있다. 전술한 바와 같이, 일 실시예에 따라, 금속-카르보닐 전구체는 예를 들어 Ru3(CO)12와 같은 루테늄-카르보닐 전구체일 수 있다. 금속-카르보닐 전구체 증기에 CO 가스를 첨가하면, 금속-카르보닐 전구체의 증발 온도를 증가시킬 수 있게 된다. 이렇게 온도가 상승함으로써 금속-카르보닐 전구체의 증기압이 증가되고, 결과적으로 공정 챔버로의 금속-카르보닐 전구체의 전달량이 증가되며, 따라서 기판에의 금속의 증착속도가 증가된다.
본 발명의 실시예에 따르면, 공정 가스는 금속-카르보닐 전구체를 가열하여 금속-카르보닐 전구체 증기를 형성하고, CO 가스를 금속-카르보닐 전구체 증기와 혼합함으로써 형성될 수 있다. 본 발명의 실시예에 따르면, CO 가스는 금속-카르보닐 전구체의 하류에서 금속-카르보닐 전구체 증기와 혼합될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에 따르면, 금속-카르보닐 전구체의 위로 또는 사이로 CO 가스를 흐르게 함으로써, CO 가스가 금속 카르보닐 전구체 증기와 혼합될 수 있다. 본 발명의 또 다른 실시예에 따르면, 고체 금속-카르보닐 전구체의 위로 또는 사이로 캐리어 가스를 추가적으로 흐르게 함으로써, 공정 가스가 형성될 수 있다.
단계(306)에서, 열화학 증착 공정에 의해 기판에 금속 층을 증착하기 위하여 기판은 공정 가스에 노출된다. 본 발명의 실시예에 따르면, 금속 층은 약 50℃ 내지 약 600℃의 기판 온도에서 증착될 수 있다. 별법으로서, 기판 온도는 약 300℃ 내지 약 500℃일 수 있다.
당업자라면 도 3의 흐름도의 각 단계 또는 스테이지는 하나 이상의 개별 단계 및/또는 작업을 포괄할 수 있음을 이해할 것이다. 따라서, 단지 3개의 단계(302, 304, 306)에 대해 기술했지만 본 발명의 증착 방법을 오직 3개의 단계 또는 스테이지로 제한한 것으로 이해하여선 안 된다. 또한, 각 대표적인 단계 또는 스테이지(302, 304, 306)가 오직 하나의 공정에 제한되는 것으로 이해되어선 안 된다.
도 4a 내지 4c는 본 발명의 실시예들에 따라 패턴화된 기판에 금속 층을 형성하는 것을 개략적으로 도시한다. 당업자라면 본 발명의 실시예들은 하나 이상의 비아, 트렌치, 또는 그 조합을 가지는 패턴화된 기판에 적용될 수 있음을 이해할 것이다. 도 4a는 본 발명의 실시예에 따라 패턴화된 구조(400) 상에 금속 층(440)을 증착하는 것을 개략적으로 도시한다. 패턴화된 구조(400)는 제1 금속 층(410)과, 개구(430)를 갖는 패턴화된 층(420)을 포함한다. 패턴화된 층(420)은, 예를 들어 유전체 재료로 이루어질 수 있다. 개구(430)는, 예를 들어 비아 또는 트렌치일 수 있고, 금속 층(440)은, 예를 들어 Ru 금속을 포함할 수 있다.
도 4b는 본 발명의 다른 실시예에 따라 패턴화된 구조(402) 상에 금속 층(460)을 증착하는 것을 개략적으로 도시한다. 패턴화된 구조(402)는 제1 금속 층(410)과, 개구(430)를 갖는 패턴화된 층(420)을 포함한다. 배리어 층(450)이 상기 패턴화된 구조(402) 상에 증착되고, 금속 층(460)이 배리어 층(450) 상에 증착된다. 배리어 층(450)은, 예컨대 탄탈 함유 재료(예를 들어, Ta, TaN, 또는 TaCN, 또는 그 둘 이상의 조합) 또는 텅스텐 재료(예를 들어, W, WN)일 수 있다. 패턴화된 층(420)은, 예를 들어 유전체 재료로 이루어질 수 있다. 개구(430)는, 예를 들어 비아 또는 트렌치일 수 있고, 금속 층(460)은, 예를 들어 Ru 금속을 포함할 수 있다. 도 4c는 도 4b의 개구(430)에 Cu를 증착하는 것을 개략적으로 도시한다.
이상, 본 발명에 대한 특정의 예시적 실시예만을 상세하게 설명하였지만, 당업자들은 본 발명의 새로운 신규한 교시 및 이점에서 실질적으로 벗어나지 않고서 예시적인 실시예에 다양한 변형을 실시 가능하다는 것을 이해할 것이다. 따라서, 모든 이러한 변형은 본 발명의 범위 안에 포함되는 것으로 해석된다.

Claims (39)

  1. Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법으로서,
    증착 시스템의 공정 챔버 내에 기판을 제공하는 단계;
    고체 루테늄-카르보닐 전구체를 전구체 증발 시스템에서 미리 정해놓은 온도로 가열하며 루테늄-카르보닐 전구체를 상기 미리 정해놓은 온도로 유지하여 루테늄-카르보닐 전구체 증기를 형성하고, 루테늄-카르보닐 전구체 증기가 형성될 때 루테늄-카르보닐 전구체 증기를 CO 가스에 포집하도록 상기 가열 동안에 상기 전구체 증발 시스템에서 CO 가스를 상기 고체 루테늄-카르보닐 전구체와 접촉하게 유동시킴으로써, 루테늄-카르보닐 전구체 증기 및 CO 가스를 함유하는 공정 가스를 형성하는 단계;
    상기 전구체 증발 시스템으로부터 상기 공정 챔버로 상기 공정 가스를 이송하는 단계;
    열화학 증착 공정에 의해 상기 기판에 Ru 금속 층을 증착하도록 상기 공정 가스에 상기 기판을 노출시키는 단계
    를 포함하는 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 가열은, 상기 루테늄-카르보닐 전구체를 40℃ 내지 150℃의 온도로 유지시키는 것을 포함하는 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 CO 가스의 유량은 0.1 sccm 내지 1000 sccm인 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  4. 제1항에 있어서, 상기 CO 가스의 유량은 1 sccm 내지 100 sccm인 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  5. 제1항에 있어서, 상기 공정 가스를 형성하는 단계는, 캐리어 가스를 상기 루테늄-카르보닐 전구체의 위로 또는 사이로 흐르게 하는 단계를 더 포함하는 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  6. 제5항에 있어서, 상기 캐리어 가스는 희가스를 포함하는 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  7. 제5항에 있어서, 상기 캐리어 가스의 유량은 0.1 sccm 내지 1000 sccm인 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 노출시키는 단계 동안에 상기 기판을 50℃ 내지 500℃의 온도로 유지시키는 단계를 더 포함하는 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 노출시키는 단계 동안에 상기 기판을 300℃ 내지 400℃의 온도로 유지시키는 단계를 더 포함하는 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 노출시키는 단계 동안에 상기 공정 챔버를 0.1 mTorr 내지 200 mTorr의 압력으로 유지시키는 단계를 더 포함하는 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  11. 제1항 있어서, 상기 노출시키는 단계 동안에 상기 공정 챔버를 1 mTorr 내지 100 mTorr의 압력으로 유지시키는 단계를 더 포함하는 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  12. 제1항 있어서, 상기 노출시키는 단계 동안에 상기 공정 챔버를 2 mTorr 내지 50 mTorr의 압력으로 유지시키는 단계를 더 포함하는 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 공정 가스를 형성하는 단계는, 상기 기판에의 상기 루테늄-카르보닐 전구체의 증착속도를 제어하기 위하여, 상기 CO 가스에 대한 상기 루테늄-카르보닐 전구체 증기의 상대 농도를 이용하는 단계를 더 포함하는 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 기판은 그 위에 형성되는 배리어 층을 더 포함하고, 상기 배리어 층 상에 상기 Ru 금속 층이 증착되는 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  15. 제14항에 있어서, 상기 배리어 층은 탄탈-함유 층 또는 텅스텐-함유 층을 포함하고, 상기 탄탈-함유 층 또는 상기 텅스텐-함유 층 상에 Ru 금속 층이 증착되는 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 노출시키는 단계는, 반응속도-제한 온도 영역(kinetic-limited temperature regime)에서 열화학 증착 공정을 수행하는 단계를 더 포함하는 것인 Ru 금속 층을 기판에 증착하는 방법.
  17. 전구체 증발 시스템으로부터 공정 챔버로 전구체를 이송하는 방법으로서,
    루테늄-카르보닐 전구체 증기를 형성하기 위해 고체 루테늄-카르보닐 전구체를 전구체 증발 시스템에서 미리 정해놓은 온도로 가열하는 단계;
    루테늄-카르보닐 전구체 증기가 형성될 때 루테늄-카르보닐 전구체 증기를 CO 가스에 포집하도록, 상기 가열하는 단계 동안에 상기 전구체 증발 시스템에서 상기 고체 루테늄-카르보닐 전구체와 접촉하게 CO 가스를 유동시키는 단계; 및
    루테늄-카르보닐 전구체 증기 및 CO 가스를 상기 전구체 증발 시스템으로부터 상기 공정 챔버로 이송하는 단계
    를 포함하는 전구체 이송 방법.
  18. 제17항에 있어서, 상기 가열하는 단계는, 상기 루테늄-카르보닐 전구체를 40℃ 내지 150℃의 온도로 유지시키는 것을 포함하는 것인 전구체 이송 방법.
  19. 제17항에 있어서, 상기 CO 가스의 유량은 0.1 sccm 내지 1000 sccm인 것인 전구체 이송 방법.
  20. 제17항에 있어서, 상기 CO 가스의 유량은 1 sccm 내지 100 sccm인 것인 전구체 이송 방법.
  21. 제17항에 있어서, 상기 CO 가스를 유동시키는 단계는, 상기 CO 가스를 상기 루테늄-카르보닐 전구체의 위로 또는 사이로 유동시키는 것을 포함하는 것인 전구체 이송 방법.
  22. 제17항에 있어서, 상기 CO 가스를 유동시키는 단계는, CO 가스 및 희가스를 유동시키는 것을 포함하는 것인 전구체 이송 방법.
  23. 전구체 증발 시스템으로부터 공정 챔버로 전구체를 이송하는 방법으로서,
    금속-카르보닐 전구체 증기를 형성하기 위해 고체 금속-카르보닐 전구체를 전구체 증발 시스템에서 미리 정해놓은 온도로 가열하는 단계;
    금속-카르보닐 전구체 증기가 형성될 때 금속-카르보닐 전구체 증기를 CO 가스에 포집하도록, 상기 가열하는 단계 동안에 상기 전구체 증발 시스템에서 상기 고체 금속-카르보닐 전구체와 접촉하게 CO 가스를 유동시키는 단계; 및
    금속-카르보닐 전구체 증기 및 CO 가스를 상기 전구체 증발 시스템으로부터 상기 공정 챔버로 이송하는 단계
    를 포함하는 전구체 이송 방법.
  24. 제23항에 있어서, 상기 금속-카르보닐 전구체는 W(CO)6, Ni(CO)4, Mo(CO)6, Co2(CO)8, Rh4(CO)12, Re2(CO)10, Cr(CO)6, Ru3(CO)12, 또는 Os3(CO)12, 또는 이들의 2 이상의 조합을 포함하는 것인 전구체 이송 방법.
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