KR20020017364A - 스텝 커버리지를 개선하기 위한 금속박막 증착방법 - Google Patents

Abstract

반도체 소자의 제조공정에서 스텝 커버리지를 개선하기 위한 금속박막 증착방법이 개시된다. 본 발명에 따라 반도체 기판상에 스퍼터링 장치를 이용하여 금속박막을 증착하기 위한 방법은, 공정의 진행시 상기 스퍼터링 장치의 진공챔버의 측벽의 높이를 상이하게 조절하여 높은 스텝 커버리지를 갖는 박막층과 낮은 스텝 커버리지를 갖는 박막층을 연속적으로 증착하는 것을 특징으로 한다.

Description

스텝 커버리지를 개선하기 위한 금속박막 증착방법{metal film deposition method for advancing step coverage}

본 발명은 반도체 소자의 제조에 관한 것으로, 특히 스퍼터링으로 금속 박막을 증착시에 스텝 커버리지를 개선하기 위한 금속박막 증착방법에 관한 것이다.

통상적으로, 고집적도를 요구하는 반도체 제조공정에서 메탈층을 스퍼터링방식으로 데포지션할 경우에 소오스 대 타켓 스페이스(이하 "TS"라 칭함)의 변화에 따라 증착된 박막의 스텝 커버리지 능력이 변화한다. 예를 들어, 상기 TS가 증가하면, 콘택 입구의 데포지션 레이트에 따라 발생하는 오버행 발생이 감소하여 데포지션 스텝 커버리지가 좋아진다. 이러한 현상을 이용하여 공정을 수행하는 반도체 장비가 실제로 적용되어 있으며, 보다 좋은 콘택 스텝 커버리지를 확보하기 위해 메탈 박막형성시 바이아스를 이용하는 방식도 사용되고 있다.

그러나, 이러한 공정 적용시 제조되는 콘택 내부나 반도체 디바이스 내에 비대칭 데포지션 현상이 도 1에 도시된 바와 같이 발생하여 비대칭적인 박막두께나 막 특성 형성에 따라 여러 가지 불량이 발생되는 문제점이 있다. 도 1에서 부호 1a가 반도체 기판의 왼쪽 부분에 증착된 박막의 경우라면 부호 1b는 오른쪽 부분에 증착된 박막의 경우를 보여준다. 여기서, 스텝 커버리지가 서로 다르게 되어 좌우는 비대칭적으로 데포되어 있음을 알 수 있다.

따라서, 본 발명의 목적은 상기 언급한 문제를 극복할 수 있는 반도체 소자 제조방법을 제공함에 있다.

본 발명의 다른 목적은 스텝 커버리지를 개선하기 위한 금속박막 증착방법을 제공함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 롱 스루 스퍼터링과 바이아스를 이용한 종래방식의 스퍼터링 박막 증착의 문제점을 개선함에 있다.

본 발명의 또 다른 목적은 초기 증착시 충분한 타켓 대 소오스 스페이스를 확보하여 원하는 스텝 커버리지를 확보하고, 이후 월을 이동 낮은 타켓 대 소오스 스페이스를 이용 추가 박막 증착을 통하여 비대칭적인 증착현상 개선함에 있다.

상기한 목적들 및 타의 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따라, 반도체 기판상에 스퍼터링 장치를 이용하여 금속박막을 증착하기 위한 방법은, 공정의 진행시상기 스퍼터링 장치의 진공챔버의 측벽의 높이를 상이하게 조절하여 높은 스텝 커버리지를 갖는 박막층과 낮은 스텝 커버리지를 갖는 박막층을 연속적으로 증착하는 것을 특징으로 한다.

도 1은 종래기술에 따른 비대칭 박막 증착을 설명하기 위해 도시된 도면

도 2는 본 발명에 적용되는 금속박막 증착장비의 개략적 구조도

상기한 본 발명의 목적들 및 타의 목적들, 특징, 그리고 이점들은, 첨부된 도면들을 참조하여 이하에서 기술되는 본 발명의 상세하고 바람직한 실시예의 설명에 의해 보다 명확해질 것이다.

본 발명에서는 진공을 이용한 스퍼터링 장치에서 프로세스를 진행시 프로세스가 진행되는 진공챔버의 측벽의 높이를 조절하여 높은 스텝 커버리지를 갖는 박막층과 낮은 스텝 커버리지를 갖는 박막층을 연속적으로 증착하는 것에 의해 박막의 비대칭 증착문제를 해결하는 것이다.

도 2에는 본 발명에 적용되는 금속박막 증착장비의 개략적 구조가 나타나 있다. 도 2를 참조하면, 반도체 기판상에 스퍼터링방식으로 알루미늄,텡스텐등의 금속을 증착하는 스퍼터링 장치는 페데스탈(30)상부에 놓여진 웨이퍼(20)를 스퍼터 소오스(40)로 증착하는 진공챔버(50)를 구비한다. 본 실시 예에서는 금속박막을 증착하기 위한 공정의 진행시, 상기 스퍼터링 장치의 진공챔버(50)의 측벽의 높이를 스텝커버리지에 따라 상이하게 조절하는데, 이는 월(wall)구동장치(10)에 의해 수행된다. 상기 월 구동장치(10)를 조절하여 높은 스텝 커버리지를 갖는 박막층과 낮은 스텝 커버리지를 갖는 박막층을 연속적으로 증착하게 된다. 여기서, 상기 높은스텝 커버리지를 가지는 박막층의 타켓 대 소오스 스페이스는 낮은 스텝 커버리지를 갖는 박막층의 타켓 대 소오스 스페이스보다 크다. 부호 WM은 상기 월 구동장치(10)의 움직임 방향 및 크기를 이해의 편의를 위해 나타낸 것이다. 결국, 높은 스텝 커버리지를 가지는 박막층을 상기 낮은 스텝 커버리지를 갖는 박막층보다 하부에 증착하여 종래의 문제점이 비대칭 증착문제를 해결하는 것임을 알 수 있다.

상기한 바와 같이, 본 발명은 도면을 기준으로 예를 들어 기술되었지만 이에 한정되지 않으며 발명의 기술적 사상을 벗어나지 않는 범위 내에서 본 발명이 속하는 기술분야에서 통상의 지식을 갖는 자에 의해 다양한 변화와 변경이 가능함은 물론이다. 예를 들어, 장치의 구조나 월 구동장치의 조절높이 등을 사안에 따라 다양하게 변경 또는 변화시킬 수 있음은 물론이다.

상술한 바와 같이, 초기 증착시 충분한 타켓 대 소오스 스페이스를 확보하여 원하는 스텝 커버리지를 확보하고, 이후 월을 이동 낮은 타켓 대 소오스 스페이스를 이용하여 추가로 박막 증착을 행하는 본 발명에 따르면, 비대칭적인 증착 현상을 방지하는 효과를 가진다.

Claims (3)

1. 반도체 기판상에 스퍼터링 장치를 이용하여 금속박막을 증착하기 위한 방법에 있어서:

   공정의 진행시 상기 스퍼터링 장치의 진공챔버의 측벽의 높이를 상이하게 조절하여 높은 스텝 커버리지를 갖는 박막층과 낮은 스텝 커버리지를 갖는 박막층을 연속적으로 증착하는 것을 특징으로 하는 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 높은 스텝 커버리지를 가지는 박막층의 타켓 대 소오스 스페이스는 낮은 스텝 커버리지를 갖는 박막층의 타켓 대 소오스 스페이스보다 큼을 특징으로 하는 방법.
3. 제2항에 있어서, 상기 높은 스텝 커버리지를 가지는 박막층은 상기 낮은 스텝 커버리지를 갖는 박막층보다 하부에 증착되는 것을 특징으로 하는 방법.