KR0127233Y1 - 반도체 제조장치의 스퍼터 장치 - Google Patents
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Abstract
본 고안은 반도체 제조장치의 스퍼터 장치에 있어서, 스텝커버리지를 향상시키기 위하여 진공의 챔버내 금속판과 웨이퍼의 간격을 크게하는 것을 특징으로하는 반도체 제조장치의 스퍼터 장치에 관한 것이다.
Description
제1도는 종래의 반도체 제조장치의 스퍼터 장치의 문제점을 설명하기 위한 도면.
제2도는 본 고안의 반도체 제조장치의 스퍼터 장치를 도시한 도면.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
20 : 챔버 21 : 금속판
22 : 차폐기 23 : 어댑터
24 : 웨이퍼안착판 25 : 웨이퍼
본 고안은 반도체 제조장치의 스퍼터 장치에 관한 것으로, 특히 디바이스 고집적화에 의한 금속막증착장치의 스텝커버리지(step coverage)향상에 적합하도록한 반도체 제조장치의 스퍼터(sputter) 장치에 관한 것이다.
종래의 반도체 제조장치의 스퍼터 장치는 진공의 챔버(chamber)내에 가스주입관으로 챔버내로 공급되는 아르곤가스를 플라즈마(plasma) 상태로 만들어주고, 이때 플라즈마(plasma) 상태의 아르곤 이온(Ar+)과 충돌하여 금속물질을 웨이퍼(wafer)상에 증착시키는 타겟과, 타겟과 웨이퍼사이에 장치한 차폐기로 이루어진다.
그리고 종래의 반도체 제조장치의 스퍼터 장치의 동작을 살펴보면 다음과 같다.
가스주입관으로 챔버내로 공급되는 아르곤가스를 플라즈마 상태로 만들어주고, 플라즈마 상태의 아르곤가스가 타겟에 충돌함으로서 타겟믈질이 떨어져 나와 챔버안에 장착되어 있는 웨이퍼상에 증착이 되며, 이때 차폐기는 측면방향성을 갖는 타겟물질이 챔버내벽에 증착되지 못하도록 막아주어 챕버의 오염을 줄여주는 역할을 한다.
그리고 종래 반도체 제조장치의 스퍼터 장치의 경우 타겟과 웨이퍼상의 간격은 40-50㎜정도이며 이는 웨이퍼 위에 형성된 패턴(pattern)중, 특히 콘택홀(contact hole)의 종횡비(aspect Ratio)가 2이하, 디자인룰(design rule) 1㎛이상의 공정에는 단차피복성(스텝커버리지)이 문제없이 적용되어 왔으나, 소자 고집적화로 하프 마이크론 디바이스(half micron device)에서, 표면의 종횡비가 2이상되는 경우에 원하는 단차피복성(스텝커버리지)을 얻을 수 없게 되었다.
또한, 웨이퍼상의 콘택홀(contact hole)등의 상단 식각부에 타겟물질의 과다한 적층으로 인하여 균일한 피복성을 얻을 수 없다.
즉, 제1도에 도시된 바와 같이, 기판(10)상에 형성시킨 층간절연막(11)의 콘택홀을 금속을 증착시, 종래의 반도체 장치의 스퍼터 장치에서는 콘택홀 내부에서는 금속이 균일하게 증착되지 않은 금속층(12)을 얻게 된다.
그러므로 소자 고집적화로 인해, 미세패턴을 가지는 소자에 있어서, 표면의 종횡비가 2 이상되는 경우에도 원하는 단차피복성을 얻을 수 있도록 이를 개선하기 위한 일실시예로서, 진공 챔버내에 타겟과 웨이퍼사이에 그물형상의 콜리미터(collimater)를 설치하여 스퍼터링되는 타겟물질의 방사성 분포를 이용하여, 타겟과 웨이퍼 사이에서 원하지 않는 방향으로 스퍼터링된 타겟을 게더링(gethering)하여 직진성을 높여서, 2이상의 종횡비를 가진 콘택홀등에서도 단차피복성(스텝커버리지)을 향상시키는 방법이 적용이 되어 왔다.
그러나, 종래의 반도체 제조장치의 스퍼터 장치에서 타겟과 웨이퍼사이에 설치된 콜리미터의 사용으로 우수한 스텝커버리지를 얻을 수는 있으나, 파티클(particle)이 증가되어 이로 인해 콜리미터의 홀(hole)이 자주 막혀 오염이 되며, 챔버의 수명이 단축이 되며 연속 진행시 콜리미터의 온도상승으로 공정 재현성이 나빠지는 단점이 있다.
본 고안은 이러한 문제점을 해결하기 위하여 안출된 것으로서, 반도체 제조장치에서 스퍼터 장치의 구조를 개량하여 반도체 제조의 디바이스 고집적화에 적합하도록 하는 것이 그 목적이다.
본 고안은 가스주입관으로 챔버내로 공급되는 아르곤가스를 플라즈마 상태로 만들어, 아르곤 이온물질이 타겟에 충돌함으로서 금속이 떨어져 나와 챔버안에 장칙되어 있는 웨이퍼상에 증착 되는 반도체 제조장치의 스퍼터 장치에 있어서, 챕버내에서 타겟물질을 발생시키는 금속판과 증착공정을 진행시키는 웨이퍼간의 간격(S)을 100㎜에서 150㎜의 범위로 하는 것을 특징으로 하여 이루어진다.
제2도는 본 고안의 반도체 제조장치의 스퍼터 장치를 도시한 도면이다.
제2도와 같이, 본 고안의 반도체 제조장치의 스퍼터 장치는 진공의 반응챔버내에 가스주입관으로 챔버내로 공급되는 플라즈마 상태의 아르곤 이온과 충돌하여 타겟믈질을, 타겟에서 떨어져 웨이퍼에 증착되는 입자들이 증착방향으로의 방향성을 가지기에 충분한 소정거리를 두고 웨이퍼를 위치시키기 위한 웨이퍼 안착판(24)위의 웨이퍼(25)(24)상에 증착되는 금속판(21)과, 타겟믈질이 웨이퍼 안착판(24)위의 웨이퍼(25)에 도달될 확률을 높이기 위해 측면방향성을 갖는 타겟물질이 챔버내벽에 증착되지 못하게 막아주도록 장치한 차폐기(22)와, 챔버의 체적이 커진 상태를 고진공으로 유지시켜 효율적인 증착을 위해서 공간을 채우면서 펌핑(pumping)비율을 동일하게 유지시켜 주는 어댑터(adaptor)(23)로 이루어지며, 특히 타겟물질을 발생시키는 금속판과 웨이퍼 안착판(24)위의 웨이퍼(25)표면과의 스페이싱 거리(S)를 종래 기술의 스페이싱 거리보다 2.5 -4배 정도로 큰 100-150㎜으로 해준다.
그리고 본 고안의 반도체 제조장치의 스퍼터 장치는 스페이싱 거리를 크게하여 균일한 스텝커버리지를 얻을 수 있으며 또한 콜리미터를 타겟과 웨이퍼 안착판(24)위의 웨이퍼(25)상에 설치하여 보다 큰 효과를 얻을 수도 있다.
또한, 본 고안에 이한 반도체 제조장치의 스퍼터 장치에 있어서, 간격(s)를 크게하여 하프 마이크론 소자, 또는 콘택홀의 종횡비가 2이상인 경우에도 금속막증착장치의 스텝커버리지향상에 적합하도록 하였으며, 종래의 콜리미터만을 사용하는 것보다 파티클 수가 적어지고 장비의 수명을 연장시키며, 보다 커진 스페이싱 거리로 인해 단위면적당 도달되는 직진성물질이 증가하여 균일한 증착을 할 수 있다.
그리고 콘택홀등에 상단 식각부에 타겟물질의 과도한 적층현상이 일어나게되는데 스페이싱 거리를 크게 함으로서 상단 식각부에 적층될 수 있는 타겟물질의 밀도가 종래 보다 상대적으로 작아져 콘택홀이 막히는 확률을 낮추는 효과가 있다.
Claims (2)
- 가스를 플라즈마 상태의 이온으로 만들어 타겟에 총돌시킴으로서 금속물질이 웨이퍼상에 증착되는 반도체 제조장치의 스퍼터 장치에 있어서, 챔버네에서 금속물질을 발생기키는 타겟과, 타겟에서 떨어져 웨이퍼에 증착되는 입자들이 증착방향으로의 방향성을 가지기에 충분한 소정거리를 두고 웨이퍼를 위치시키기 위한 웨이퍼 안착판과, 챔버내의 체적을 감소시키는 어뎁터를 포함하여 이루어지는 반도체 제조장치의 스퍼터 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 타겟과 웨이퍼 간의 소정간격이 100㎜에서 150㎜의 범위를 갖는 것을 특징으로하는 반도체 제조장치의 스퍼터 장치.
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