CS263089B1

CS263089B1 - Způsob nanášení vrstvy hliníku plenárním magnetronem

Info

Publication number: CS263089B1
Application number: CS876794A
Authority: CS
Inventors: Jaromir Ing Mirovsky; Vladimir Ing Pasek; Boris Ing Skrivan
Original assignee: Mirovsky Jaromir; Vladimir Ing Pasek; Boris Ing Skrivan
Priority date: 1987-09-21
Filing date: 1987-09-21
Publication date: 1989-04-14
Also published as: CS679487A1

Abstract

Způsob nanášení vrstvy hliníku ple nárním raagnetronem na podložku řeší vyt váření vodivé sítě zejména při výrobě in tegrovaných obvodů HC MOS technologií, kde se požaduje malý rozměr zrna, malé ne rovnosti povrchu a měrný odpor co nejnižší. Při nanášení se udržuje na katodě mngnetronu a měrný výkon 26 'H/om? B přesnosti i 3 ·,!> při tlaku argonu 2 až 5 · 10 -í - Pa. Teplota pod ložky nesmí přesáhnout 30 °C. Podložky prochá zejí pod katodou rychlostí 0,01 až 0,02_m/sec * a pak se aktivně ochlazují. Porot tesových cyklů závisí na požadované tlouštce nanášené vrstvy. Způsob nanášení vrstvy iiliníku je vhodný pro vytváření vodivých vrstev integ rovaných obvodů různými technologiemi.

Description

Způsob nanášení vrstvy hliníku plenárním magnetronem

Způsob nanášení vrstvy hliníku plenárním raagnetronem na podložku řeší vytváření vodivé sítě zejména při výrobě integrovaných obvodů HC MOS technologií, kde se požaduje malý rozměr zrna, malé nerovnosti povrchu a měrný odpor co nejnižší.

Při nanášení se udržuje na katodě mngnetronu a měrný výkon 26 'H/om? _B přesnosti i 3 ·,!> při tlaku argonu 2 až 5 · 10^-í- Pa. Teplota podložky nesmí přesáhnout 30 °C. Podložky procházejí pod katodou rychlostí 0,01 až 0,02_m/sec * a pak se aktivně ochlazují. Porot tesových cyklů závisí na požadované tlouštce nanášené vrstvy. Způsob nanášení vrstvy iiliníku je vhodný pro vytváření vodivých vrstev integrovaných obvodů různými technologiemi.

2ÓP009

- 1 263 089

Vynález se týká způsobu nanášení vrstvy hliníku plenárním magnetronem na podložku, zejména při výrobě integrovaných obvodů HC MOS technologií o

Při vytváření vodivé sítě je třeba zhotovit vodiče s rozměry nižšími než 5 ýem a propojení úrovní kanálem s rozměry 5x5 ^um. Tyto požadavky kladou vysoké nároky na vodivý materiál - hliník, který musí mít rozměr zrna menší než 50'nm, nerovnosti povrchu musí být nižší než 10 nm. Měrný odpor co nejnižší = 2,9 až 3 ^uiZcm, adheze co nejvyšší a dobrá svařitelnost.

Je známa technologie naparování hliníku elektronovým dělem s odklonem elektronů přídavným magnetickým polem. Při rychlosti napaření vrstvy 10 nm/sec a teplotě podložky 20 °C se tvoří zrna s rozměry okolo 100 nm a nerovnosti povrchu asi 30 nm. Přitom ale měrný odpor dosahuje hodnoty až 15 /ujQcm, adheze je nízká. Adheze je optimální při teplotě podložky 120 °C, kdy sice měrný odpor ý vyhovující, avšak rozměr zrna vzroste až na 300 nm a nerovnosti povrchu nad 80 nm. Jiná známá technologie je nanášení vrstev hliníku planárním magnetronem. Dosahuje se dobré adheze i povrchové svařitelnosti vodivé vrstvy v širokém rozsahu ostatních variabilních tecnnologických podmínek. Při tomto způsobu jsou používány vysoké rychlosti nanášení dosehující až 8 9 nm/sec. Vzhledem k této rychlosti je volen tlex argonu, *terý je v rozmezí 3 až

S narůstající tloušíkou vrstvy narůstá rychle tep8 tím je spojen rychlý růst rozměrů zrna i nerovSnížením výhonu na katodě lze sice dosármout snížení teploty podložky, avšak zvýší se zejména množství absorbo100 . 10 - Pa lota podložky ností povrchu váného pl^nu do vrstvy, vrstvy, snížení busto tylo má za následek zvýšení měrného odporu a zhoršení dlouhodobé stability.

263 089

Účelem vynálezu je odstranit uvedené nevýhody. Podle podsta2 ty vynálezu se toho dosahuje tím, že při měrném výkonu 26 W/cm s přesností - 5 °h katody plenárního magnetronu a při tlaku argonu -2 .

až 5 o 10 Pa procházejí podložky, jejichž teplota nesmí přesáhnout 30 °C, pod katodou rychlostí 0,01 až 0,02 m/s s následným ochlazením. Podložky mohou procházet pod katodou s následným ochlazením v několika cyklech, jejichž počet závisí na požadované konečné tloušťce nanášené vrstvy.

Způsobem nanášení vrstvy hliníku podle vynálezu se snižuje sálání z povrchu katody i množství atomů dopadajících na podložku. Výsledná vrstva hliníku je nanášena postupně po několika velmi tenkých vrstvách. Jsou zaručeny požadované parametry elektrické i fyzikální.

Nanášení vrstvy hliníku způsobem podle vynálezu se děje při _2 sníženém tlaku argonu na 2 až 5 · 10 Pa a zvýšeném měrném výko2 + nu na katodě na 26 W/cm s přesností - 5 %,, To vede ke sníženému bombardování katody argonovými ionty, a tím se sníží sálání tepla z jejího povrchu. Současně se sníží množství atomů hliníku dopadajících no podložku, což vede ke snížení předávaného tepla. Přitom je ale energie dopadajících atomů vyseká, takže vzniká vysoce kvalitní vrstva hliníku, ťj. nízký měrný odpor ý = 2,9 až 3 cm rozměru zrna menším než 50 nm a s nerovností povrchu srovnatelnou s nerovností podložky. Teplota podložky nesmí přesáhnout 30 °C. Proto jsou po průchodu pod katodou podložky aktivně ochlazovány. Cyklováním, tj. postupným nanášením několika velmi tenkých vrstev s následným ochlazením,lze zaručit požadované parametry až do celkové vrstvy v tloušťce 1,5^. Rychlost posuvu v rozmezí 0,01 až 0,02 m/s a počet cyklů se volí podle požadované tloušťky vrstvy. Mezi jednotlivými cykly jsou podložky ochlazovány přímo v zařízení. Navržený způso.b nanášení hliníku zaručuje reprodukovetelnost výsledků při dodržení tolerancí všech parametrů, které jsou ve vzájemných vztazích.

Dále jsou uvedeny příklady nanášení vrstv^ hliníku podle vynálezu. Rychlost posuvu podložek pod katodou je ve všech příkladech 0,01 m/s. Při jediném průcnodu podložky pod katodou

263 089

- 3 a závěrečné době chlazení 180 s vznikla vrstva o tloušťce 200 nm. Při dvou cyklech vznikla vrstva o tloušťce 375 nm, doba chlazení mezi cykly byla 60 s, doba závěrečného chlazení 180 s. Při třech cyklech vznikla vrstva o tloušťce 620 nm, doba chlazení mezi cykly byla 180 s, doba závěrečného chlazení byla 300 s_o Při čtyřech cyklech vznikla vrstva o tloušťce 850 nm, doba chlazení mezi cykly byla 300 s, doba závěrečného chlazení 600 s„ Při pěti cyklech vznikla vrstva o tlouštce 960 nm, doba chlazení mezi jednotlivými cykly byla 480 s, doba závěrečného chlazení 900 s.

Způsob nanášení vrstvy hliníku je vhodný pro vytváření vodivých vrstev při výrobě integrovaných obvodů různými technologiemi.

Claims

PŘEDMĚT VYNÁLEZŮ lo Způsob nanášení vrstvy hliníku plenárním magnetronem na podložku, vyznačený tím, že při měrném výkonu katody 26 W/cm²s přesností - 5 % a tlaku argonu 2 až 5 . 10~² Pa procházejí podložky, jejichž teplota nesmí přesáhnout 30 °C, pod katodou rychlostí 0_o01 až 0,02 m/s s následným ochlazením.
2_O Způsob nanášení vrstvy hliníku planárním magnetronem na podložku podle bodu 1, vyznačený tím, že podložky procházejí pod katodou a jsou následně ochlazovány v několika cyklech, jejichž počet závisí na požadované; konečné tloušťce nanášené vrstvy_o