KR20060136406A - 금속 층을 형성하는 방법 및 장치 - Google Patents

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Abstract

본 발명은 기판 상에 개선된 표면 형태를 갖는 금속 층을 형성하기 위한 방법 및 처리 도구를 제공한다. 상기 방법은 플라즈마 내의 여기된 종에 기판을 노출시켜 그 기판을 전처리하는 단계와, 전처리된 기판을 금속 카르보닐 전구체를 함유한 공정 가스에 노출시키는 단계와, 금속 층을 형성하는 단계를 포함한다. 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 이들의 조합을 함유할 수 있으며, 금속 층은 W, Ni, Mo, Co, Rh, Re, Cr, Ru, 또는 이들의 조합을 함유할 수 있다.
반도체 공정, CVD, 전처리, 금속 층, 금속 카르보닐 전구체

Description

금속 층을 형성하는 방법 및 장치{METHOD AND APPARATUS FOR FORMING A METAL LAYER}
본 PCT 출원은 2004년 3월 31일에 출원된 미국 정규 출원인 제10/813,680호를 바탕으로 하고 그것에 의지하며, 상기 미국 출원의 전체 내용은 참조로서 본 명세서에 통합된다.
본 발명은 반도체 처리에 관한 것이며, 보다 구체적으로 말하자면 금속 층을 형성하는 방법에 관한 것이다.
집적회로를 제조하기 위해서 구리(Cu) 금속을 다층 메탈리제이션 스킴(multilayer metalization scheme)에 도입하는 데에는 Cu 층의 부착과 성장을 촉진하고, Cu가 유전체 재료로 확산되는 것을 방지하기 위한 확산 장벽/라이너(diffusion barriers/liners)의 사용을 필요로 할 수 있다.
유전체 재료 위에 증착되는 장벽/라이너는 텅스텐(W), 몰리브덴(Mo), 탄탈(Ta)과 같은 Cu와 비반응성 또는 비상용성으로, 낮은 전기 저항을 제공할 수 있는 내화 재료를 포함할 수 있다. 전기 저항, 열 안정성, 확산 장벽 특성과 같은 W의 기본적인 물성 때문에, W 층은 진보된 Cu 기반 상호 연결(advanced Cu-based interconnect) 용례에 이용되기에 적합하다. Cu 금속화와 유전체 재료를 집적시키 는 현재의 집적 스킴은 약 400 ℃ 내지 약 500 ℃, 또는 이보다 낮은 기판 온도에서의 장벽/라이너의 증착 공정을 필요로 할 수 있다.
수소 또는 실란과 같은 환원 가스의 존재 하에 6불화텅스텐(WF6)과 같은 할로겐화 텅스텐 전구체를 열 분해함으로써, 열 화학 기상 증착(TCVD; Thermal Chemical Vapor Deposition) 공정으로 W 층을 형성할 수 있다. 할로겐화 텅스텐 전구체의 이용의 단점은, W 층의 재료 성질을 열화시킬 수 있는 할로겐화 부산물이 W 층에 혼입될 수 있다는 것이다. 할로겐화 텅스텐 전구체와 관련된 전술한 결점을 완화하기 위해서, 텅스텐 카르보닐 전구체와 같은 할로겐 미함유 텅스텐 전구체가 사용될 수 있다. 그러나, CO 반응 부산물이 열 형성된 W 층에 혼입되기 때문에, 금속 카르보닐 전구체(예컨대, W(CO)6)의 열 분해에 의해서 형성된 W 층의 물성이 저하되어, W 층의 전기 저항을 상승시키며 W 층이 불량한 등각성(conformality)으로 형성되게 할 수 있다.
본 발명은 처리 챔버 내에 기판을 마련하는 단계와, 플라즈마 내의 여기된 종(種)(excited species)에 그 기판을 노출시켜 전처리(pre-treating)하는 단계와, 전처리된 기판을 금속 카르보닐 전구체를 함유한 공정 가스에 노출시키는 단계와, 화학 기상 증착 공정에 의해 상기 전처리된 기판에 금속 층을 형성하는 단계에 의해서, 기판에 금속 층을 형성하는 방법을 제공한다.
본 발명의 한 양태에 있어서는, 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 이들의 조합을 포함할 수 있고, 금속 층은 W, Ni, Mo, Co, Rh, Re, Cr, Ru, 또는 이들 중에서 둘 이상의 조합을 포함할 수 있다.
본 발명의 한 양태에 있어서는, 처리 챔버 내에 기판을 마련하는 단계와, H2, N2, NH3, He, Ne, Ar, Kr, Xe, 또는 이들 중에서 둘 이상의 조합을 함유하는 전처리 가스에 의해 형성된 플라즈마 내의 여기된 종에 그 기판을 노출시켜 전처리하는 단계와, 전처리된 기판을 W(CO)6 전구체를 함유한 공정 가스에 노출시키는 단계와, 화학 기상 증착 공정에 의해 상기 전처리된 기판에 금속 층을 형성하는 단계에 의해, 기판에 금속 층을 형성하는 방법이 마련된다.
금속 층을 형성하기 위한 처리 도구가 마련 된다. 처리 도구는 그 처리 도구 내로 기판을 이송하도록 형성된 이송 장치와, 플라즈마 내의 여기된 종에 노출시켜 기판을 전처리하고 전처리된 기판을 화학 기상 증착 공정에서 금속 카르보닐 전구체를 함유한 공정 가스에 노출시켜 그 전처리된 기판에 금속 층을 형성하도록 구성된 하나 이상의 처리 장치와, 상기 처리 도구를 제어하도록 구성된 제어기를 포함한다.
도 1 내지 도 5b는 본 발명의 실시예에 따라 기판을 처리하는 처리 장치의 개념도.
도 6은 본 발명의 실시예에 따라 기판에 금속 층을 형성하는 처리 장치의 개 념도.
도 7은 본 발명의 실시예에 따른 처리 도구의 단순화된 블록선도.
도 8은 본 발명의 실시예에 따라 기판을 처리하는 순서도.
도 9a는 미세구조를 포함하는 기판에 형성된 W 층의 단면의 주사전자현미경(SEM) 사진.
도 9b는 본 발명의 실시예에 따라서, 미세구조를 포함하는 전처리된 기판에 형성된 W 층의 단면의 주사전자현미경(SEM) 사진.
도 10a는 미세구조를 포함하는 기판에 형성된 W 층의 단면의 주사전자현미경 사진.
도 10b는 본 발명의 실시예에 따라서, 미세구조를 포함하는 전처리된 기판에 형성된 W 층의 단면의 주사전자현미경 사진.
도 1에는 본 발명의 실시예에 따라서 기판을 처리하는 처리 장치(100)가 도시된다. 처리 장치(100)는, 기판(135)을 지지 및 가열/냉각하는 기판 홀더(120)가 장착된 받침대(105)를 갖는 처리 챔버와, 그 처리 챔버(110)로 가스(115)를 유입시키는 가스 주입 장치(140)와, 진공 펌핑 장치(150)를 포함한다. 가스(115)는 H2, N2, NH3, He, Ne, Ar, Kr, Xe, 또는 이들 중에서 둘 이상의 조합을 함유하는 전처리 가스를 포함할 수 있으며, 이 전처리 가스는 기판(135)의 전처리를 위해서 플라즈마 내에 여기된 종(예컨대, 라디컬 및 이온)을 형성하거나, 또는 상기 가스(115)는 화학 기상 증착 공정에서 상기 전처리된 기판(125)에 금속 층을 형성하기 위한 금속 카르보닐 전구체를 함유하는 공정 가스를 포함할 수 있다. 가스 주입 장치(140)는 외부의 가스 공급원(도시되지 않음)으로부터 처리 챔버(110)으로의 가스(115) 공급을 독립적으로 제어할 수 있게 한다. 가스(115)는 가스 주입 장치(140)를 통해 처리 챔버(110)로 유입될 수 있으며, 처리 압력은 조절된다. 예컨대, 제어기(155)는 진공 펌핑 장치(150)와 가스 주입 장치(140)를 제어하는 데 이용된다.
기판(125)은 로봇 이송 장치(210)에 의해 슬롯 밸브(도시되지 않음) 및 챔버 피드-스루(chamber feed through)(도시되지 않음)를 통해 챔버(110) 내외로 이송되며, 챔버(110)에서 기판 홀더(120) 내에 마련된 기판 리프트 핀(도시되지 않음)에 의해 수납되고, 기판 홀더(120) 내에 마련된 장치에 의해 기계적으로 이송된다. 기판(125)이 일단 기판 이송 장치에 의해 수납되면, 상기 기판 홀더(120)의 상면으로 하강된다.
기판(125)은 정전기 클램프(도시되지 않음)에 의해 기판 홀더(120)에 고정될 수 있다. 그리고, 기판 홀더는 가열 요소(130)을 포함하고, 또한 기판 홀더(120)는 기판 홀더(120)에서 열을 받아 열교환 장치(도시되지 않음)에 열을 전달하는 재순환 냉매 유동을 포함하는 냉각 장치를 더 포함할 수 있다. 또, 가스는 기판의 배면으로 전달되어 기판(125)과 기판 홀더(120) 사이의 가스-갭 열전도성(gas-gap thermal conductance)을 개선시킬 수도 있다. 높아졌거나 낮아진 온도에서 기판의 온도 제어가 요구될 때는 이러한 장치가 이용될 수 있다.
도 1을 참고하여 계속 설명하면, 가스(115)는 가스 주입 장치(140)에서 처리 영역(160)으로 유입된다. 가스(115)는 가스 주입 플레넘(gas injection plenum)(도시되지 않음), 일련의 배플 플레이트(baffle plates)(도시되지 않음), 다수의 오리피스 샤워헤드 가스 주입 플레이트(multi-orifice showerhead gas injection plate)(165)를 통해 처리 영역(160)으로 유입된다. 본 발명의 하나의 실시예에서는, 가스 주입 장치(140)는 원자층 화학 증착법(ALCVD, atomic layer chemical vapor deposition) 공정을 위해서 가스의 신속한 순환을 촉진하도록 형성될 수 있다. 처리 장치(100)는 분리된 플라즈마 발생기(205)를 포함하며, 이 플라즈마 발생기(205)는 기판(125)을 전처리하기 위해 여기된 종을 형성하며, 처리 챔버(110)를 건식 세정하는 데 이용될 수 있다. 진공 펌프 장치(150)는 초당 약 5000 리터(그리고, 그 이상)의 펌핑 속력을 낼 수 있는 터보 분자 펌프(TMP, turbo-molecular pump)와, 챔버의 압력을 교축(throttling)하는 게이트 밸브를 포함할 수 있다. TMP는 저압 처리, 즉 전형적으로 약 50 mTorr 미만의 저압 처리에서 유용하다. 고압 처리(즉, 약 100 mTorr 초과)에 대해서는, 기계적 부스터 펌프(Mechanical Booster Pump) 및 드라이 러핑 펌프(dry roughing pump)가 이용될 수 있다.
제어기(155)는 상기 처리 장치(100)의 출력을 모니터링할 뿐 아니라 상기 처리 장치(100)와 통신하고 입력을 활성화시키기에 충분한 제어 전압을 발생시킬 수 있는 디지털 입출력 포트와, 마이크로프로세서와, 메모리를 포함한다. 또한, 제어기(155)는 처리 챔버(110), 가스 주입 장치(140), 분리된 플라즈마 발생기(205), 가열 요소(130), 기판 이송 장치(210), 진공 펌핑 장치(150)과 연결되어 정보를 교환한다. 예컨대, 메모리에 저장된 프로그램이 처리 장치(100)의 전술된 구성 요소들을 저장된 공정 지침에 따라 제어하는 데 이용된다. 제어기(155)의 한 가지 예는 텍사스주 오스틴의 Dell Corporation으로부터 구입할 수 있는 DELL PRECISION WORKSTATION 610TM이다.
도 2에는 본 발명에 따라 기판을 처리하는 처리 장치가 도시된다. 도 2의 처리 장치(100)는 처리 챔버(110) 내에 프라즈마를 생성하고 유지시킬 수 있다. 도 2의 실시예에서, 기판 홀더(120)는 전극으로도 또한 쓰일 수 있고, 그 전극을 통해 전파(RF, radio frquency) 전력은 상기 처리 영역(160)의 플라즈마에 결합된다. 예컨대, 기판 홀더(120)의 금속 전극(도시되지 않음)은 RF 발생기(145)로부터 임피던스 정합 네트워크(135)를 통해 기판 홀더(120)로의 RF 전력 전송에 의해, RF 전압에서 전기적으로 바이어스될 수 있다. RF 바이어스는 전자를 가열하는 데 이용됨으로써, 플라즈마를 생성하고 유지한다. RF 바이어스의 전형적인 주파수는 0.1 MHz 내지 약 100 MHz의 사이일 수 있으며, 약 13.6 MHz일 수 있다.
다른 실시예에서는, RF 전력은 다수의 주파수에서 기판 홀더(120)에 가해진다. 또한, 임피던스 정합 네트워크(135)는 반사 전력을 최소화함으로써, 처리 챔버(110)에 전달되는 RF 전력을 최대화하는 데 이용된다. 정합 네트워크 위상(예컨대, L 타입, π 타입, T 타입) 및 자동 제어법은 공지되어 있다. 도 2에서, 제어기(155)는 처리 챔버(110), RF 발생기(145), 임피던스 정합 네트워크(135), 가스 주입 장치(140), 기판 이송 장치(210), 진공 펌핑 장치(150)과 연결되어 정보를 교환한다.
도 3에는 본 발명에 따라 기판을 처리하는 처리 장치가 도시된다. 도 3의 처리 장치(100)는 도 2를 참고하여 설명된 구성 요소에 더하여, 기계적 또는 전기적으로 회전하는 DC 자계 장치(170)를 더 포함해서, 플라즈마 밀도를 잠재적으로 증가시키거나 및/또는 플라즈마 처리의 규일성을 개선시킨다. 또한, 제어기(155)는 회전 자계 장치(170)에 결합되어 회전 속력과 자계의 강도를 조절한다.
도 4에는 본 발명에 따라 기판을 처리하는 처리 장치가 도시된다. 도 4의 처리 장치(100)는 임피던스 정합 네트워크(175)를 통해 RF 발생기(180)로부터 RF 전력이 결합되는 상부 플레이트 전극으로 또한 이용될 수 있는, 다수의 오리피스 샤워헤드 가스 주입 플레이트(165)를 포함한다. 상부 전극에 가해지는 RF 전력의 주파수는 약 10 MHz 내지 약 200 MHz 사이일 수 있으며, 약 60 MHz일 수 있다. 그리고, 하부 전극에 가해지는 RF 전력의 주파수는 약 0.1 MHz 내지 약 30 MHz 사이일 수 있으며, 약 2 MHz일 수 있다. 또한, 제어기(155)는 RF 발생기(180)와 임피던스 정합 네트워크(175)에 결합되어, 상부 전극(165)에 가해지는 RF 전력의 어플리케이션을 제어한다.
본 발명의 하나의 실시예에서는, 도 4의 기판 홀더(120)가 전기적으로 접지될 수 있다. 다른 실시예에서는, DC 바이어스가 기판 홀더에 적용될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 기판 홀더(120)가 처리 장치(100)로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 이러한 셋업에서는, 플라즈마가 온(on)되면, 기판 홀더(120)의 위 및 기 판(125)의 상에 부동 전위가 형성될 수 있다.
도 5a에는 본 발명의 실시예에 따라 기판을 처리하는 처리 장치가 도시된다. 도 2의 처리 장치가 RF 발생기(185)에 의해서 임피던스 정합 네트워크(190)를 통해 RF 전력이 결합되는 유도 코일(195)을 더 포함하도록 변경된다. RF 전력은 유도 코일(195)로부터 유전체 창(도시되지 않음)을 통해 처리 영역(160)으로 유도 결합된다. 유도 코일(180)에 가해지는 RF 전력의 어플리케이션을 위한 주파수는 약 0.1 MHz 내지 약 100 MHz 사이일 수 있으며, 약 13.6 MHz일 수 있다. 이와 유사하게, 기판 홀더(120)에 가해지는 RF 전력의 어플리케이션을 위한 주파수는 약 0.1 MHz 내지 약 100 MHz 사이일 수 있으며, 약 13.6 MHz일 수 있다. 또한, 슬롯이 형성된 패러데이 쉴드(slotted Faraday Shield)가 채용되어 유도 코일(195)과 플라즈마 사이의 용량 결합을 감소킬 수 있다. 그리고, 제어기(155)는 RF 발생기(185)와 임피던스 정합 네트워크(190)에 결합되어, 유도 코일(195)에 가해지는 전력을 제어한다.
도 5b에는 본 발명의 실시예에 따라 기판을 처리하는 처리 장치가 도시된다. 도 5a의 처리 장치가 가스(115)를 처리 영역(160)으로 유입시키도록 형성된 가스 주입 링(200)을 더 포함하도록 변경된다.
본 발명의 하나의 실시예에서는, 도 5a 내지 도 5b에서의 기판 홀더(120)가 전기적으로 접지될 수 있다. 다른 실시예에서는, DC 바이어스가 기판 홀더에 적용될 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 기판 홀더(120)가 처리 장치(100)로부터 전기적으로 절연될 수 있다. 이러한 셋업에서는, 플라즈마가 온(on)되면, 기판 홀 더(120)의 위 및 기판(125)의 위에 부동 전위가 형성될 수 있다.
본 발명의 다른 실시예에서는, 유전체 창을 통해 상기 플라즈마 처리 영역(160)으로 플라즈마를 생성하는 데 안테나(도시되지 않음)가 이용될 수 있다. 그리고, 또 다른 실시예에서는, 전자 사이클로트론 공명(ECR; Electron Cyclotron Resonance)를 이용하여 플라즈마를 생성할 수 있다. 또 다른 실시예에서는, 헬리콘 파동(Helicon wave)의 발생으로부터 플라즈마가 생성될 수 있다. 다른 실시예에서는, 전파되는 표면파로부터 플라즈마가 생성될 수 있다.
도 1 내지 도 5b의 처리 장치는, 단지 바람직한 실시예의 목적으로만 도시된 것이며, 특정 하드웨어 및 소프트웨어의 수많은 변형이 이루어져서, 본 발명이 실시될 수도 있는 처리 장치를 실행할 수 있고, 이러한 변형은 본 기술 분야의 당업자에게는 쉽게(readily) 명확할 것이다.
도 6은 본 발명에 따라서 기판에 금속 층을 형성하는 처리 장치의 개념도이다. 상기 처리 장치(600)는 처리 챔버(1)를 포함하며, 이 처리 챔버(1)는 상부 챔버 구역(1a)과, 하부 챔버 구역(1b)과, 배기 챔버(23)를 포함한다. 하부 챔버 구역(1b)이 배기 챔버(23)와 연결되는 하부 챔버 구역(1b)의 중간에 원형 개구부(22)가 형성된다.
처리 챔버(1)의 내부에는 처리될 기판(웨이퍼)(50)을 수평으로 고정시키기 위한 기판 홀더(2)가 마련된다. 기판 홀더(2)는 배기 챔버(23)의 하부의 중심에서부터 위로 연장된 원통형 지지 부재(3)에 의해 지지된다. 기판 홀더(2)의 가장자리에는 그 기판 홀더(2)에 기판(50)을 배치하기 위한 안내 링(4)이 마련된다. 또한, 기판 홀더(2)는, 전력 소스(6)에 의해 제어되며 기판(50)을 가열하는 데 이용되는 가열기(5)를 포함한다. 이 가열기(5)는 저항 가열기일 수 있다. 대안적으로, 가열기(5)는 램프 가열기(lamp heater)일 수 있다.
예컨대, 처리 중에, 가열된 기판(50)은 CVD 공정에서 W(CO)6 전구체를 열분해해서 기판(50)에 W 층을 형성하는 것을 가능하게 한다. 예컨대, 상기 CVD 공정은 열 화학 기상 증착(TCVD) 공정, 원자층 화학 증착(ALCVD) 공정, 플라즈마 강화 화학 기상 증착(PECVD; plasma-enhanced chemical vapor deposition) 공정일 수 있다. 기판 홀더(2)는 기판(50)에 원하는 W 층을 형성하기에 적절한 예정된 온도로 가열된다. 처리 챔버(1)의 벽에는 그 챔버 벽을 예정된 온도로 가열하기 위한 가열기(도시되지 않음)가 매설되어 있다. 상기 가열기는 처리 챔버(1)의 벽의 온도가 약 40 ℃ 내지 약 80 ℃를 유지하게 할 수 있다.
처리 챔버(1)의 상부 챔버 영역(1a)에는 사워 헤드(10)가 위치된다. 샤워 헤드(10)의 바닥에 위치한 샤워 헤드 플레이트(10a)는 W(CO)6 전구체 가스를 함유하는 공정 가스를 기판(50) 위에 배치된 처리 영역(60)에 공급하기 위한 다수의 가스 공급 구멍을 포함한다.
상부 챔버 구역(1b)에는 가스 라인(12)에서 가스 분배 구획(10d)으로 공정 가스를 유입시키기 위한 개구부(10c)가 마련된다. 샤워 헤드(10)의 온도를 제어하여, 샤워 헤드(10) 내부에서 W(CO)6 전구체 가스가 분해되는 것을 방지하기 위한 동심의 냉각제 유로(10e)가 마련된다. 샤워 헤드(10)의 온도를 약 20 ℃ 내지 약 100 ℃로 제어하기 위해서, 냉각제 유로(10e)에는 냉각 유체 소스(10f)로부터 물과 같은 냉각 유체가 공급될 수 있다.
가스 라인(12)은 가스 공급 장치(300)를 처리 챔버(1)에 연결한다. 전구체 컨테이너(13)가 고체 상태의 W(CO)6 전구체(55)를 수용하고, 그 W(CO)6 전구체(55)를 필요한 W(CO)6 전구체 증기압을 생성하는 온도에 유지하기 위해서, 전구체 컨테이너(13)를 가열하는 전구체 가열기(13a)가 제공된다. W(CO)6 전구체(55)는 비교적 높은 증기압인, 65 ℃에서 Pvap~1 Torr을 가질 수 있다. 따라서, 처리 챔버(1)로 W(CO)6 전구체 가스를 공급하기 위해서는, 단지 상기 전구체 소스(13) 및 상기 전구체 가스 공급 라인(예컨대, 가스 라인(12))의 적당한 가열만이 필요할 뿐이다. 또한, W(CO)6 전구체는 약 200 ℃ 미만의 온도에서는 열분해 되지 않는다. 이것은 가열된 챔버 벽과 가스 상태 반응물의 상호작용에 의한 W(CO)6 전구체의 분해를 상당히 저감시킬 수 있다.
하나의 실시예에서는, 캐리어 가스를 이용하지 않고서 W(CO)6 전구체 증기가 처리 챔버(1)로 공급되거나, 또는 대안적으로 처리 챔버(1)의 전구체 증기의 공급을 증가시키도록 캐리어 가스가 사용될 수도 있다. 가스 라인(14)은 가스 소스(15)로부터 전구체 컨테이너(13)로 캐리어 가스를 공급할 수 있고, 상기 캐리어 가스의 유동을 제어하는 데 질량 유량 제어기(MFC; Mass Flow Controller)(16)가 이용될 수 있다. 캐리어 가스가 이용되는 경우에는, 이 캐리어 가스는 전구체 컨 테이너(13)의 하부로 유입되어 고체 W(CO)6 전구체(55)에 스며들 수 있다. 대안적으로는, 캐리어 가스가 전구체 소스(13)로 유입되어, 고체 W(CO)6 전구체(55)의 상부를 가로질러 살포될 수 있다. 전구체 컨테이너(13)로부터의 전체 가스 유량을 측정하기 위한 센서(45)가 마련될 수 있다. 예컨대, 이 센서(45)는 MFC를 포함할 수 있고, 센서(45) 및 MFC(17)를 이용해서 처리 챔버(1)로 공급되는 상기 W(CO)6 전구체의 양을 결정할 수 있다. 대안적으로, 센서(45)는 처리 챔버(1)로의 상기 가스 유동 중의 W(CO)6 전구체의 농도를 측정하기 위한 흡광 센서를 포함할 수 있다.
센서(45)의 하류에 위치한 바이패스 라인(41)이 가스 라인(12)을 배기 라인(24)에 연결한다. 상기 바이패스 라인(41)은 가스 라인(12)을 비우고 처리 챔버(1)로의 W(CO)6 전구체의 공급을 안정화하기 위해 마련된다. 또한, 가스 라인(12)의 분지부 하류에 위치하는 밸브(42)가 바이패스 라인(41)에 마련된다.
가스 라인들(12, 14 및 41)을 개별적으로 가열하는 가열기(도시되지 않음)가 마련되는데, 가스 라인에서의 상기 W(CO)6 전구체의 응축을 피하기 위해서 상기 라인들의 온도가 제어될 수 있다. 가스 라인의 온도는 약 20 ℃ 내지 약 100 ℃, 또는 약 25 ℃ 내지 약 60 ℃로 제어될 수 있다.
가스 라인(18)을 이용해서 가스 공급원(19)에서 가스 라인(12)으로 희석 가스를 공급할 수 있다. 희석 가스는 공정 가스를 희석시키거나, 공정 가스의 분압(들)을 조절하기 위해서 사용될 수 있다. 가스 라인(18)은 MFC(20)와 밸브(21)를 포함한다. MFC(16, 20)와 밸브(17, 21, 42)는 제어기(40)에 의해 제어되며, 이 제어기는 캐리어 가스와 W(CO)6 전구체 가스와 희석 가스의 공급, 차단, 유동을 제어한다. 또한, 센서(45)는 상기 제어기(40)에 연결되며, 제어기(40)는 센서의 출력에 기초하여 MFC(16)를 통과하는 캐리어 가스의 유량을 제어하여 처리 챔버(1)로의 원하는 W(CO)6 전구체 유량을 확보한다. 가스 라인(64), MFC(63), 밸브(62)를 이용해서, 가스 소스(61)에서 처리 챔버(1)로 환원 가스를 공급할 수 있다. 가스 라인(64), MFC(67) 및 밸브(66)를 이용해서, 가스 소스(65)로부터 처리 챔버(1)로 정화 가스를 공급할 수 있다. 제어기(40)는 희석 가스와 정화 가스의 공급, 차단, 유동을 제어한다.
배기 라인(24)은 배기 챔버(23)를 진공 펌핑 장치(400)에 연결한다. 처리 공정 중에, 처리 챔버(1)를 원하는 진공도로 비우거나, 처리 챔버(1)에서 기체 상태의 종을 제거하기 위하여 진공 펌프(25)를 이용할 수 있다. 진공 펌프와 직렬로 자동 압력 제어기(APC, automatic pressure controller)(59) 및 트랩(trap)(57)을 이용할 수 있다. 진공 펌프(25)는 시드(seed)를 초당 약 5000 리터(그리고, 그 이상)까지 펌핑할 수 있는 터보 분자 펌프를 포함할 수 있다. 대안적으로, 진공 펌프(25)는 드라이 펌프를 포함할 수 있다. 처리 공정 동안, 처리 챔버(1)로 공정 가스가 유입될 수 있고, APC(59)로 상기 챔버 압력을 조절할 수 있다. 상기 APC는 나비형 밸브 또는 게이트 밸브(gate valve)를 포함할 수 있다. 트랩(57)은 반응하지 않은 전구체 재료 및 처리 챔버의 부산물을 수거할 수 있다.
처리 챔버(1)에는, 기판(50)을 고정, 상승, 하강시키기 위한 세 개(단, 두 개만 도시됨)의 기판 리프트 핀(26)이 마련된다. 기판 리프트 핀(26)은 플레이트(27)에 고정되어, 기판 홀더(2)의 상면 아래로 하강될 수 있다. 플레이트(27)를 승·하강시키기 위한 수단으로서, 예컨대 공압 실린더를 이용하는 구동 메카니즘(28)이 마련될 수 있다. 기판(50)은 로봇 이송 장치(31)에 의해서 게이트 밸브(30) 및 챔버 피드-스루 통로(29)를 통해 처리 챔버(1) 내외로 이송될 수 있고, 기판 리프트 핀에 의해 수납될 수 있다. 기판(50)이 일단 로봇 이송 장치에 수납되면, 기판 리프트 핀(26)을 하강시킴으로써 상기 기판을 기판 홀더(2)의 상면으로 하강시킨다.
처리 장치 제어기(500)는 처리 장치(100)의 출력을 모니터링할 뿐 아니라 처리 장치(100)의 입력을 활성화시키고 전달하기에 충분한 제어 전압을 발생시킬 수 있는 디지털 입출력 포트와, 마이크로프로세서와, 메모리를 포함한다. 또한, 처리 장치 제어기(500)는 가스 공급 장치(300), 처리 챔버(1)와 연결되어 정보를 교환하며, 가스 공급 장치(300)은 제어기(40), 전구체 가열기(13a), 진공 펌핑 장치(400), 전력 소스(6), 냉각 유체 소스(10f)를 포함한다. 진공 펌핑 장치(400)에서, 처리 장치 제어기(500)는 처리 챔버(1) 내의 압력을 제어하는 APC(59)와 연결되어 정보를 교환한다. 상기 메모리에 저장된 프로그램은 전술한 처리 장치(100)의 구성 요소들을 저장된 공정 지침에 따라서 제어하는 데 이용된다. 처리 장치 제어기(500)의 한 가지 예는 텍사스주 오스틴의 Dell Corporation으로부터 구입할 수 있는 DELL PRECISION WORKSTATION 610TM이다.
예컨대, 반도체 기판(예컨대, Si 웨이퍼)에 추가해서, 상기 기판은 LCD 기판, 유리 기판, 복합 반도체 기판을 포함할 수 있다. 예컨대, 처리 챔버(1)는 200 mm 기판, 300 mm 기판, 또는 더 큰 기판과 같은 어떤 크기의 기판도 처리할 수 있다.
도 7에는 본 발명의 실시예에 따른 처리 도구의 단순화된 블록선도가 도시된다. 처리 도구(700)는 처리 장치(720, 730)와, 처리 도구(700) 내에서 기판을 이송하도록 구성된 (로봇) 이송 장치(710)와, 처리 도구(700)를 제어하도록 구성된 제어기(740)를 포함한다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 처리 도구(700)는 단일의 처리 장치를 포함할 수 있거나, 또는 대안적으로 둘 이상의 처리 장치를 포함할 수 있다. 예컨대, 도 7에서는, 처리 장치(720, 730)가, (a) 플라즈마 내의 여기된 종에 기판을 노출시켜 그 기판을 전처리하는 단계와, (b) 전처리된 기판을 금속 카르보닐 전구체에 노출시켜, 화학 기상 증착 공정에서 그 전처리된 기판에 금속 막을 형성하는 단계 중 어느 하나, 또는 양자를 수행한다. 본 발명의 하나의 실시예에서는, 상기 단계 (a)와 (b)는 같은 처리 장치에서 수행될 수 있다. 본 발명의 다른 실시예에서는, 단계 (a)와 (b)는 서로 다른 처리 장치에서 수행될 수 있다. 도 1 내지 도 6의 제어기(240)와 같이, 도 7의 제어기(240)는 DELL PRECISION WORKSTATION 610TM로서 실시될 수 있다.
일반적으로, 다양한 금속 층이 화학 기상 증착 공정에서 대응하는 금속 카르 보닐 전구체로부터 증착될 수 있다. 이것은 W(CO)6, Ni(CO)4, Mo(CO)6, Co2(CO)8, Rh4(CO)12, Re2(CO)10, Cr(Co)6, Ru3(CO)12 전구체, 또는 이들의 조합으로부터, W, Ni, Mo, Co, Rh, Re, Cr, Ru, 또는 이들 중에서 둘 이상의 조합이 각각 형성되는 것을 포함한다. 금속 층은 환원 가스의 이용하지 않고서 금속 카르보닐 전구체로부터 열 증착될 수 있다. 대안적으로, 예컨대 H2 가스와 같은 환원 작용제가 금속 층의 증착을 돕도록 이용될 수 있다.
금속 카르보닐 전구체의 열분해와 금속 층의 형성은, CO 제거 및 기판으로부터의 CO 부산물의 탈착에 의해서 현저하게 진행되는 것으로 여겨진다. 금속 층으로 CO 부산물이 혼합되는 것은 금속 카르보닐 전구체의 열분해를 불완전하게 할 수 있고, 흡수된 CO 부산물이 금속 층에서 불완전하게 제거되게 할 수 있으며, 처리 챔버에서 CO 부산물이 금속 층에 재흡수될 수 있게 한다. CO 반응 부산물이 금속 층으로 혼합되는 것은, 금속 층의 전기 저항을 증가시키며, 금속 층의 표면 및/또는 금속 층에 노듈(nodule)(금속 입자들)의 비정상적인 성장에 의한 불량한 표면 형태(morphology)를 야기할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시예에서는, 기판은 플라즈마 내의 여기된 종으로 전처리되고, 금속 층은 금속 카르보닐 전구체를 함유하는 공정 가스를 이용한 화학 기상 증착 공정에 의해서 전처리된 기판에 형성된다. 기판을 전처리하는 것은 증착된 금속 층의 표면 형태를 개선시킨다.
도 8은 본 발명에 따라서 기판을 처리하는 순서도이다. 단계(800)에서 공정은 시작된다. 단계(802)에서 기판을 플라즈마 내의 여기된 종에 노출시킴으로써, 표면이 전처리된다. 예컨대, 기판의 전처리하는 데에는 도 1 내지 도 5 중 임의의 도면에 도시된 플라즈마 소스를 이용할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시예에서는, 상기 전처리가, 도 5b에 도식적으로 도시된 처리 장치에서, 약 0.1 MHz 내지 약 100 MHz, 예컨대 약 0.45 MHz에서, 약 500 W(와트) 내지 약 3,000 W, 예컨대 약 1,1000 W로 유도 코일(195)에 결합된 RF 전력과, 약 0.1 MHz 내지 약 100 MHz, 예컨대 약 13.6 MHz에서, 약 0 W(와트) 내지 약 2,000 W, 예컨대 약 700 W로 상기 기판 홀더(120)에 가해진 RF 전력으로 수행될 수 있다. 처리 챔버의 압력은 약 0.3 mTorr 내지 3,000 mTorr, 예컨대 0.5 mTorr일 수 있다. 가스 유량인 약 1 sccm 내지 약 1000 sccm, 예컨대 약 2.5 sccm이며, 예컨대 H2, N2, NH3, He, Ne, Ar, Kr, Xe, 또는 이들 중에서 둘 이상이 조합된 전처리 가스는, 기판을 전처리하기 위해서 플라즈마 내의 여기된 종을 형성하는 데 이용될 수 있다. 기판 온도는 약 -30 ℃ 내지 약 500 ℃일 수 있다. 본 발명의 하나의 실시예에서는, 기판은 약 5초 내지 약 300초, 예컨대 60초 동안 전처리 될 수 있다.
단계(804)에서, 전처리된 기판은 금속 카르보닐 전구체 가스를 함유하는 공정 가스에 노출되고, 단계(806)에서, 화학 기상 증착 공정에 의해 전처리된 기판에 금속 층이 형성된다. 예컨대, 화학 기상 증착은 TVCD, ALCVD 및/또는 PECVD를 포함할 수 있다. 원하는 금속 층이 기판에 형성되면, 단계(808)에서 공정은 끝난다.
금속 층은 금속 카르보닐 전구체를 함유한 공정 가스로부터 전처리된 기판에 형성될 수 있다. 또한, 캐리어 가스, 희석 가스 및/또는 정화 가스가 선택적으로 포함될 수 있다. 예컨대, 공정 가스의 유량은 약 10 sccm 내지 약 3,000 sccm일 수 있다. 예컨대, 금속 카르보닐의 유량은 약 0.1 sccm 내지 약 200 sccm일 수 있다. 예컨대, 캐리어 가스, 희석 가스 및/또는 정화 가스는 He, Ne, Ar, Kr, Xe, 또는 이들의 임의의 조합과 같은 불활성 가스를 함유할 수 있다. 또한, 공정 가스는 H2 및/또는 N2를 함유할 수 있다. 본 발명의 하나의 실시예에서는, 캐리어 가스 유량은 약 1 sccm 내지 약 100 sccm, 예컨대 20 sccm일 수 있고, 희석 가스의 유량은 약 10 sccm 내지 약 2,000 sccm, 예컨대 600 sccm일 수 있으며, 정화 가스의 유량은 약 10 sccm 내지 약 2,000 sccm일 수 있다. 금속 층을 형성하는 동안 기판의 온도는 약 250 ℃ 내지 약 600 ℃일 수 있다. 교대로는, 기판 온도는 약 250 ℃ 내지 약 600 ℃일 수 있다. 예컨대, 공정 압력은 약 10 mTorr 내지 5 Torr일 수 있다.
기판을 전처리 한 다음에 원하는 두께의 금속 층을 형성할 수 있게 하는 적절한 처리 조건은, 직접 실험 및/또는 실험 계획법(DOE; Design of Experiments)에 의해 결정될 수 있다. 예컨대, 기판 온도, 플라즈마 전력, 챔버 압력, 공정 가스들, 공정 가스들의 상대적인 가스 유량이, 조정 가능한 공정 파라미터에 포함될 수 있다.
도 9a에는, 미세구조를 포함하는 기판에 형성된 W 층의 단면의 주사전자현미경(SEM) 사진이 도시된다. 약 140 Å 두께의 W 층이 열화학 기상 증착 공정에서, W(CO)6를 함유하는 공정 가스, 유량이 약 20 sccm인 Ar 캐리어 가스, 유량이 약 600 sccm인 Ar 희석가스로부터 미세구조를 포함하는 기판에 형성되었다. 기판 홀더의 온도는 약 480 ℃이며, 기판 온도는 약 410 ℃이었다.
도 9b에는, 미세구조를 포함하는 기판에, 본 발명의 실시예에 따라 형성된 W 층의 단면의 주사전자현미경 사진이 도시된다. 기판은 도 5b에 도식적으로 도시된 처리 장치를 이용하여 전처리되었다. 그 전처리는, 약 0.45 MHz에서 약 1,100 W의 전력을 유도 코일에 가하고, 약 13.6 MHz에서 약 700 W의 바이어스를 기판 홀더에 가하며, 약 0.5 mTorr의 처리 챔버 압력과 약 2.5 sccm의 Ar 가스 유량과 약 60 초의 전처리 시간을 유지하는 것을 포함한다. 기판을 전처리 한 다음, 도 9a로 전술된 처리 조건을 이용하여 전처리된 상기 기판 상에 W 층이 형성된다. 도 9a와 도 9b를 시각적으로 비교하면, 도 9b의 전처리된 기판에 형성된 W 층이, 도 9a의 기판에 형성된 W 층보다 더 매끈하고, 더 적은 노듈을 포함하고 있음을 알 수 있다.
도 10a에는 미세구조를 포함하는 기판에 형성된 W 층의 단면의 주사전자현미경 사진이 도시된다. 도 10a의 W 층은 도 9a에서 이용된 처리 조건과 동일한 조건을 이용하여 형성되었다. 도 10b에는 본 발명의 실시예에 따라서 미세구조 상에 형성된 W 층의 단면의 주사전자현미경 사진이 도시된다. 기판이 전처리되고, 이 전처리된 기판에, 도 9b에서와 동일한 처리 조건을 이용하여 W 층이 형성되었다. 도 10a와 도 10b를 시각적으로 비교하면, 도 10b의 전처리된 기판에 형성된 W 층이 도 10a의 전처리 되지 않은 기판에 형성된 W 층보다 더 매끈하고, 더 적은 노듈을 포함하고 있음을 알 수 있다.
본 발명을 실시함에 있어, 본 발명의 다양한 변형과 변화가 채용될 수 있음 은 이해되어야 한다. 그러므로, 본 발명은 첨부된 청구범위의 범위 내에서, 본 명세서에 구체적으로 기술된 것과 다르게 실시될 수 있음이 이해되어야 한다.

Claims (42)

  1. 플라즈마 내의 여기된 종(excited species)에 기판을 노출시켜 그 기판을 전처리하는 단계와,
    전처리된 상기 기판을 금속 카르보닐 전구체를 함유한 공정 가스에 노출시키는 단계와,
    화학 기상 증착 공정에 의해 상기 전처리된 기판에 금속 층을 형성하는 단계
    를 포함하는 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 기판은 반도체 기판, LCD 기판, 유리 기판을 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 전처리하는 단계는,
    H2, N2, NH3, He, Ne, Ar, Kr, Xe, 또는 이들 중에서 둘 이상의 조합을 함유하는 전처리 가스로부터 플라즈마를 생성하는 단계와,
    상기 플라즈마 내의 여기된 종에 상기 기판을 노출시키는 단계
    를 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 플라즈마를 생성하는 단계는, 유도 코일 및/또는 기판 홀더에 에너지를 공급하는 단계를 더 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  5. 제4항에 있어서, 상기 에너지를 공급하는 단계는, 약 0.1 MHz 내지 약 100 MHz에서 약 500 W 내지 약 3,000 W의 RF 전력을 유도 코일에 가하며, 및/또는 약 0.1 MHz 내지 약 100 MHz에서 약 0 W 내지 약 2,000 W의 RF 전력을 상기 기판 홀더에 가하는 단계를 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  6. 제3항에 있어서, 상기 플라즈마를 생성하는 단계는, 약 1 sccm 내지 약 1,000 sccm의 가스 유량으로 전처리 가스를 흘리는 단계를 더 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  7. 제3항에 있어서, 상기 플라즈마를 생성하는 단계는, 약 0.3 mTorr 내지 약 3,000 mTorr인 전처리 가스 압력을 제공하는 단계를 더 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  8. 제1항에 있어서, 상기 전처리하는 단계는 약 -30 ℃ 내지 약 500 ℃인 기판 온도를 제공하는 단계를 더 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  9. 제1항에 있어서, 상기 전처리하는 단계는, 상기 기판을 플라즈마 내의 여기 된 종에 약 5 초 내지 약 300초 동안 노출시키는 단계를 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  10. 제1항에 있어서, 상기 공정 가스는 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 이들 중에서 둘 이상의 조합을 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  11. 제1항에 있어서, 상기 공정 가스는, H2, N2, He, Ne, Ar, Kr, Xe, 또는 이들 중에서 둘 이상의 조합 및 금속 카르보닐 전구체를 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  12. 제1항에 있어서, 상기 공정 가스에 노출시키는 단계는, 약 10 sccm 내지 약 3,000 sccm의 가스 유량으로 공정 가스를 흘리는 단계를 더 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  13. 제1항에 있어서, 상기 공정 가스에 노출시키는 단계는, 약 0.1 sccm 내지 약 200 sccm의 가스 유량으로 금속 카르보닐 전구체를 흘리는 단계를 더 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  14. 제1항에 있어서, 상기 금속 층을 형성하는 단계는, W, Ni, Mo, Co, Rh, Re, Cr, Ru, 또는 이들 중에서 둘 이상의 조합을 함유하는 층을 형성하는 단계를 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  15. 제1항에 있어서, 상기 금속 층을 형성하는 단계는 기판을 약 250 ℃ 내지 약 600 ℃로 가열하는 단계를 더 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  16. 제1항에 있어서, 상기 금속 층을 형성하는 단계는 기판을 약 400 ℃로 가열하는 단계를 더 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  17. 제1항에 있어서, 상기 금속 층을 형성하는 단계는 약 10 mTorr 내지 약 5 Torr인 공정 가스 압력을 제공하는 단계를 더 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  18. 제1항에 있어서, 상기 화학 기상 증착 공정은 열 화학 기상 증착 공정, 원자층 화학 증착 공정, 플라즈마 강화 화학 기상 증착 공정, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 기판에 금속 층을 형성하는 방법.
  19. 제1항에 있어서, 상기 전처리하는 단계와, 공정 가스에 노출시키는 단계와, 금속 층을 형성하는 단계는, 하나 이상의 처리 장치에서 수행되는 것인 금속 층을 형성하는 방법.
  20. H2, N2, NH3, He, Ne, Ar, Kr, Xe, 또는 이들 중에서 둘 이상의 조합을 함유하는 전처리 가스로부터 형성된 플라즈마 내의 여기된 종에 기판을 노출시켜 그 기판을 전처리하는 단계와,
    상기 전처리된 기판을 W(CO)6 전구체를 함유하는 공정 가스에 노출시키는 단계와,
    열 화학 기상 증착 공정에 의해서 상기 전처리된 기판에 텅스텐 층을 형성하는 단계
    를 포함하는 기판에 텅스텐 층을 형성하는 방법.
  21. 금속 층 형성용 처리 도구로서,
    상기 처리 도구 내에서 기판을 이송하도록 형성된 이송 장치와,
    플라즈마 내의 여기된 종에 상기 기판을 노출시켜 그 기판을 전처리하고, 금속 카르보닐 전구체를 함유하는 공정 가스에 상기 전처리된 기판을 노출시켜서, 화학 기상 증착 공정에서 상기 전처리된 기판에 금속 층을 형성하도록 구성된 하나 이상의 처리 장치와,
    상기 처리 도구를 제어하도록 구성된 제어기
    를 포함하는 금속 층 형성용 처리 도구.
  22. 제21항에 있어서, 상기 기판은 반도체 기판, LCD 기판, 유리 기판을 포함하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  23. 제21항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치는, H2, N2, NH3, He, Ne, Ar, Kr, Xe, 또는 이들 중에서 둘 이상의 조합을 함유하는 전처리 가스로부터 생성된 플라즈마를 포함하며, 상기 기판이 상기 플라즈마 내의 여기된 종에 노출되는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  24. 제23항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치는 상기 플라즈마를 생성하도록 구성된 플라즈마 소스를 포함하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  25. 제24항에 있어서, 상기 플라즈마 소스는 유도 코일 및/또는 기판 홀더를 포함하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  26. 제25항에 있어서, 상기 플라즈마 소스는, 약 0.1 MHz 내지 약 100 MHz에서 약 500 W 내지 약 3,000 W의 RF 전력을 유도 코일에 가하며, 및/또는 약 0.1 MHz 내지 약 100 MHz에서 약 0 W 내지 약 2,000 W의 RF 전력을 상기 기판 홀더에 가하도록 구성된 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  27. 제23항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치는, 약 1 sccm 내지 약 1,000 sccm의 가스 유량으로 전처리 가스를 흘리도록 형성된 가스 배급 장치를 포함하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  28. 제23항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치는 약 0.3 mTorr 내지 약 3,000 mTorr인 전처리 가스 압력을 제공하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  29. 제21항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치는 약 -30 ℃ 내지 약 500 ℃인 기판 전처리 온도를 제공하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  30. 제21항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치가 상기 기판을 플라즈마 내의 여기된 종에 약 5 초 내지 약 300초 동안 노출시키는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  31. 제21항에 있어서, 상기 공정 가스는 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 이들 중에서 둘 이상의 조합을 함유하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  32. 제21항에 있어서, 상기 공정 가스는 H2, He, Ne, Ar, Kr, Xe, 또는 이들 중에서 둘 이상의 조합 및 금속 카르보닐 전구체를 을 함유하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  33. 제21항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치가 상기 공정 가스를 약 10 sccm 내지 약 3,000 sccm의 가스 유량으로 흐르게 하는 가스 배급 장치를 포함하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  34. 제21항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치가 상기 금속 카르보닐 전구체를 약 0.1 sccm 내지 약 200 sccm의 가스 유량으로 흐르게 하는 가스 배급 장치를 포함하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  35. 제21항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치가, W, Ni, Mo, Co, Rh, Re, Cr, Ru, 또는 이들 중에서 둘 이상의 조합을 함유하는 층을 형성하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  36. 제21항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치가, 상기 금속 층을 형성하는 동안, 상기 기판을 약 250 ℃ 내지 약 600 ℃로 가열하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  37. 제21항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치가, 상기 금속 층을 형성하는 동안, 상기 기판을 약 400 ℃로 가열하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  38. 제21항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치가 약 10 mTorr 내지 약 5 Torr인 공정 가스 압력을 제공하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  39. 제21항에 있어서, 상기 화학 기상 증착 공정은 열 화학 기상 증착 공정, 원자층 화학 증착 공정, 플라즈마 강화 화학 기상 증착 공정, 또는 이들의 조합을 포함하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  40. 제21항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치는 단지 하나의 처리 장치만을 포함하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  41. 제21항에 있어서, 하나 이상의 상기 처리 장치는 둘 이상의 처리 장치를 포함하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
  42. 제24항에 있어서, 상기 플라즈마 소스는 원격 플라즈마 소스, 유도 코일, 플레이트 전극(plate electrode), 안테나, ECR 소스, 헬리콘 웨이브 소스(Helicon wave source), 표면파 소스(surface wave source), 또는 이들 중에서 둘이상의 조 합을 포함하는 것인 금속 층 형성용 처리 도구.
KR1020067014711A 2004-03-31 2005-02-08 금속 층을 형성하는 방법 및 장치 KR20060136406A (ko)

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