[发明专利]膜前驱体蒸发系统和使用方法

说明书

本申请是以下美国专利申请中的每个的部分接续：2004年12月9日 提交的No.11/007,961；2004年12月9日提交的No.11/007,962；2004年 11月29日提交的No.10/998,420，这些申请全部通过引用被明确地结合于 此。

美国专利申请No.11/007,961是2004年11月29日提交的美国专利申 请No.10/998,420的部分接续；并且美国专利申请No.11/007,962也是 2004年11月29日提交的美国专利申请No.10/998,420号的部分接续，这 些申请全部通过引用被明确地结合于此。

本申请还涉及同日作为快递No.EV724512017US递交的、题为“A Film Precursor Tray for Use in a Film Precursor Evaporation System and Method ofUsing”的美国专利申请，该申请的全文通过引用被结合于此。

技术领域

本发明涉及用于薄膜沉积的系统，更具体而言涉及用于使膜前驱体蒸 发并将蒸汽传输到沉积室的系统。

背景技术

将铜(Cu)金属引入到用于制造集成电路的多层金属化方案中可能必 须使用扩散阻挡层/衬里，以促进Cu层的粘附和生长并防止Cu扩散到介 电材料中。沉积到介电材料上的扩散阻挡层/衬里可包括折射材料，例如钨 (W)、钼(Mo)和钽(Ta)，其是非反应性的且与Cu不混溶，并且可 以提供低电阻率。集成Cu金属化和介电材料的当前的集成方案可能要求 在约400℃和约500℃之间(或更低)的衬底温度下进行阻挡层/衬里沉积 处理。

例如，用于小于或等于130nm的技术节点的Cu集成方案当前采用低 介电常数(低k)层间电介质，接着是物理气相沉积(PVD)TaN层和Ta 阻挡层，接着是PVD Cu晶种层和电化学沉积(ECD)Cu填充。一般来 说，选择Ta层是由于其粘附属性(即，能够粘附在低k膜上的能力)， 选择Ta/TaN层一般是由于其阻挡属性(即，能够防止Cu扩散到低k膜中 的能力)。

如上所述，已经进行了显著的努力来研究并实现薄过渡金属层作为 Cu扩散阻挡层，这些研究包括诸如铬、钽、钼和钨之类的材料。这些材料 中的每一种都表现出与Cu的低混溶性。最近，其他材料，例如钌(Ru) 和铑(Rh)已被认为是潜在的阻挡层，因为人们预期其性能类似于传统的 难熔金属。

发明内容

本发明提供了一种多盘膜前驱体蒸发系统以及一种用于利用从多盘膜 前驱体蒸发系统传输来的膜前驱体蒸汽沉积薄膜的系统。膜前驱体可以是 固态金属前驱体。本发明还提供了一种用于以高速率利用固态金属前驱体 沉积金属膜的系统。为此，提供了一种被配置为耦合到薄膜沉积系统的膜 前驱体蒸发系统，包括具有外壁和底部的容器，该容器被配置为被加热器 加热到升高的温度。盖被配置为可密封地耦合到容器。该盖具有被配置为 可密封地耦合到薄膜沉积系统的出口。盘堆栈位于容器中，并且包括一个 或多个盘，所述一个或多个盘包括支撑在所述容器中的第一盘和一个或多 个可选的额外盘，所述一个或多个可选的额外盘被配置为位于第一盘或前 一额外盘上。

在本发明的某些实施例中，一个或多个盘中的每个包括支撑在所述容 器中的第一盘和一个或多个可选的额外盘，所述一个或多个可选的额外盘 被配置为位于前一额外盘上。多个盘的每个具有内盘壁和外盘壁，所述壁 中的一个是具有用于支撑可选的额外盘中的一个的支撑边缘的支撑壁。内 盘壁和外盘壁被配置为在其间保持膜前驱体。内盘壁界定了容器中的中央 流动通道，盘堆栈的外盘壁和容器的外壁在其间具有界定了所述容器中的 外围流动通道的环形空间，所述通道中的一个是被配置为耦合到载气供应 系统以将载气供应到该通道的供应通道，而所述通道中的另一个是被配置 为耦合到盖中的出口的排出通道。一个或多个开口设置在盘堆栈的支撑壁 中并且耦合到供应通道，并被配置为使载气从供应通道经过膜前驱体上方 朝向排出通道流动，并经过盖中的出口与膜前驱体蒸汽一同排出载气。