KR950002176B1 - 반도체 집적회로의 전기배선층 성막방법 및 장치 - Google Patents

반도체 집적회로의 전기배선층 성막방법 및 장치 Download PDF

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Abstract

내용 없음.

Description

반도체 집적회로의 전기배선층 성막방법 및 장치
제 1 도는 종래의 스퍼터링법에 의한 A1 합금 배선층의 성막장치 개략도.
제 2 도는 본 발명의 분무 성막장치의 개략도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 용융금속 12 : 턴디쉬
13 : 분무장치 14 : 실리콘기판
본 발명은 서브미크론(Submicron) 이하의 미세한 홀(Hole)을 매립하거나 단차에서의 피복성을 향상시킬수 있는 반도체 집적회로의 전기 배선층 성막방법 및 장치에 관한 것이다.
종래 스퍼터링법에 의한 A1합금 배선층의 성막장치는 제 1 도에 도시된 바와같이 진공실(1) 내에 타겟(2)과 실리콘기판(3)을 설치하고 10-6토르 이하의 진공도로 유지한 상태에서 불활성 기체(Ar 등)를 주입하고 타겟(2) 주위에 전기장 또는 자계장 또는 이들의 조합을 이용하여 전자운(electron cloud)을 한정함으로써 이온과 전자를 분리시켜 고밀도의 Ar+의 플라즈마를 형성시켰다.
이와같이 진공실(1)내에 형성된 플라즈마가 타겟(2)에 가속되어 충돌하면서 A1 원자를 방출시키면 이 A1 원자는 실리콘기판(3)에 도달하여 증착되었다.
그러나, 상기와 같은 종래 성막장치에 있어서는 스텝(step)이 있는 기판의 경우, 단차 피복성이 달라지게 되어 단차에 따라 두껍게 성막되는 부분과 얇게 성막되는 부분이 생기며 타겟(2) 크기가 유한함으로 기판(3)의 타겟 중심푹과 에지폭에 성막된 A1막의 단차 피복성에 비대치성이 발생하여 타겟 에지폭보다 중심쪽의 단차 피복성이 더 우수해지는 문제가 있다.
본 발명은 이와같은 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로 분무 성막법을 이용하여 배선층의 평탄성을 향상시킬 수 있게 하는데 그 목적이 있다.
이하에서 이와같은 목적을 달성하기 위한 본 발명의 실시예를 첨부된 도면 제 2 도에 의하여 상세히 설명하면 다음과 같다.
본 발명의 성막장치는 용융금속(11)을 저장 및 공급하는 턴디쉬(Tundish)(12)와, 용융금속(11)을 불활성가스를 이용하여 분무시키는 분무장치(13)와, 분무된 물질을 성막시키는 기판(14)을 구비하여 이루어진다.
여기서, 용융금속으로는 A1 또는 A1 합금이나 Cu 또는 Cu합금 그리고, 용융점이 1000℃ 이하인 금속 또는 합금 또는 금속유기 화합물을 포함하고 불활성 가스로는 He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, N2등을 이용할 수 있으며, 기판(14)은 회전 가능하게 설치되어 그 회전속도를 조절할 수 있다.
이와같이 구성된 본 발명은 예를들어 A1 합금의 성막방법을 설명하면 먼저 A1 합금의 융점보다 약 100-150℃의 고온 상태로 A1 합금의 용탕(액체 금속)을 형성하고, 기체 주입구(15)를 통하여 불활성 가스(예를들어 Ar이나 N2)를 노즐에서의 압력이 1-5MPa가 되도록 주입한다.
이때, 불활성 가스의 온도는 A1 합금의 융점보다 높은 온도로 유지시킨다.
이후, A1 합금의 용탕을 턴디쉬(12)에 주입하면 A1 합금이 반고체 또는 용융상태의 액적(Liquid Droplet)으로 분무되어 기판(14) 위에 높인 실리콘 웨이퍼 위에 도달되는 데 이러한 반고체 또는 용융상태의 액적이 실리콘 웨이퍼의 온도에 따라 충분한 유동성을 갖게됨으로 A1 합금으로 단차 피복성과 서브미크론 이하의 홀 필링(Hole Filling)도 가능하게 된다.
이때, 실리콘 웨이퍼의 온도는 A1 합금의 액적이 충분히 유동성을 가지면서 응고될 수 있도록 A1 합금의 융점보다 50℃-600℃ 정도 낮은 온도를 유지하도록 한다.
또한, 분무 장치의 노즐(a부분)과 실리콘 웨이퍼 사이의 거리는 10cm-100cm가 되게 하며 A1 합금 성막의 균일성을 향상시키기 위하여 기판(14)은 0-9000rpm 사이에서 조정할 수 있도록 한다.
이상에서 설명한 바와같은 본 발명은 종래의 스퍼터링에 있어서와 같은 스퍼터된 A1 원자 대신에 유동성이 우수한 액체나 반고체 상태의 액적인 A1 분무를 이용함으로 배선층의 평탄성이 향상되어 단차 피복성 개선 및 서브미크론 이하의 홀 매립이 가능하며 웨이퍼면 내의 대칭성 및 균일도가 향상되는 효과가 있다.

Claims (6)

  1. 턴디쉬내의 용융상태의 금속을 고압의 불활성 가스를 이용하여 액체 혹은 반고체 상태의 액적으로 분무시켜 기판에 고속으로 충돌시킴으로 급속 응고시켜서 배선층을 형성함을 특징으로 하는 반도체 집적 회로의 전기 배선층 성막방법.
  2. 제 1 항에 있어서, 용융상태의 금속으로는 Al, Cu, 용융점이 1000℃ 이하인 금속을 사용함을 특징으로 하는 반도체 집적 회로의 전기 배선층 성막방법.
  3. 제 1 항에 있어서, 용융상태의 금속으로는 Al합금, Cu합금, 용융점이 1000℃ 이하인 합금 혹은 금속유기 화합물을 사용함을 특징으로 하는 반도체 집적 회로의 전기 배선층 성막방법.
  4. 제 1 항에 있어서, 불화성 가스로는 He, Ne, Ar, Kr, Xe, Rn, N2중 선택적으로 사용함을 특징으로 하는 반도체 집적회로의 전기 배선층 성막방법.
  5. 용융상태의 금속을 저장 및 공급하는 턴디쉬와, 상기 용융금속을 불활성 가스를 이용하여 분무시키는 분무장치와 분무된 물질을 성막시키는 기판을 구비하여 구성됨을 특징으로 하는 반도체 집적회로의 전기배선층 성막장치.
  6. 제 5 항에 있어서, 기판은 회전 가능하게 설치되고, 회전속도를 조절할 수 있도록 구성됨을 특징으로 하는 반도체 집적회로의 전기 배선층 성막장치.
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