KR960005377Y1 - 반도체 소자 제조용 스퍼터링 장치 - Google Patents
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Abstract
내용없음.
Description
제1도는 종래의 집속장치를 사용한 스퍼터링 장치의 개략도.
제2도는 제1도의 집속장치의 평면도.
제3도는 본 고안의 집속장치의 사시도.
제4도는 제3도의 A-A선 단면도.
* 도면의 주요부분에 대한 부호의 설명
11 : 금속타켓 12, 17 : 집속장치
13 : 기판 14 : 집속판
15 : 경사조정판 16 : 집속관
본 고안은 반도체 소자 제조장치중 반도체 기판상에 금속배선을 형성하는 공정에 있어서, 금속타켓으로 부터 나오는 금속원자들의 방향성을 조정하는 집속장치를 구비한 반도체 소자 제조용 스퍼터링 장치에 관한 것이며, 특히, 스퍼터링 방법에 의해 기판상에 금속박막을 증착할 때 금속타켓으로부터 떨어져 나오는 금속박막 원자들의 방향성을 조절하여 콘택의 측벽에 많은 양의 금속박막이 증착될 수 있도록 경사진 집속장치를 구비한 반도체 소자 제조용 스퍼터링 장치이다.
일반적으로 반도체 소자의 집적도가 증가할수록 이에 비례하여 콘택의 크기는 작아지고 콘택의 단차비(ASPECT RATIO)는 증가한다. 반도체 소자의 금속배선으로는 알루미늄 합금을 많이 사용하고 있으며 스퍼터링 방법에 의해 알루미늄 합금을 기판에 증착하고 있다. 스퍼터링 방법에 있어서는 알루미늄 합금 증착시 기판상의 콘택 측벽과 바닥에는 알루미늄 합금이 증착되기 어려우며 이러한 현상은 콘택의 크기가 작을수록 심해진다. 상기의 문제점을 해결하기 위해 금속박막 집속장치를 금속타켓과 기판 사이에 설치한 스퍼터링 장치를 사용하고 있다.
제1도는 종래의 집속장치를 사용한 스퍼터링 장치의 개략도로서, 집속판(14)이 기판(13)과 수직으로 배열된 집속장치를 도시하고 있다.
스퍼터링시 금속타켓(11)에서 떨어져 나오는 금속원자들은 완전히 직선적으로 기판에 증착되지 않고 어느정도 분산되어 증착된다. 상기 금속원자들의 분산은 다른 금속원자와의 충돌이나 스퍼터링용 가스인 Ar+ 이온과의 충돌에 의해 발생한다.
제2도는 제1도의 종래의 집속장치의 평면도로서, 집속판(14)으로 구성된 한개의 집속관의 단면형상이 정육각형으로 된 것을 도시하고 있다.
상기 집속판(14)이 기판(13)과 수직방향으로 배열된 종래의 집속장치(12)를 사용하는 경우는 주로 수직의 방향성을 갖는 금속원자들만 기판(13)에 증착되어 콘택의 바닥에는 상기의 집속장치(12)를 사용하지 않은 경우보다도 많은 양의 금속이 증착되지만, 콘택의 측벽에는 기판(13)의 바닥에 증착되는 것 만큼 많은 양의 금속원자들이 증착되지 못하는 결점이 있다. 기판(13)상의 콘택 바닥면과 측면벽을 원하는 금속원자들로 두껍게 증착하고자 할때 상기와 같이 집속판(14)이 수직으로 배열된 기존의 집속장치(12)를 사용한 스퍼터링 장치로는 소기의 목적을 달성하지 못하는 문제점이 있다.
따라서, 본 고안은 상기의 문제점을 해결하기 위해 금속타켓(11)으로 부터 떨어져 나오는 금속원자들의 방향성을 콘택측벽부분으로 가게끔 유도하기 위해 경사진 집속장치(17)를 구비한 반도체 소자 제조용 스퍼터링 장치를 제공함에 그 목적이 있다.
이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 고안의 상세한 설명을 하기로 한다.
제3도는 본 고안의 집속장치의 사시도이고, 제4도는 제3도의 A-A선 단면도이다. 금속타켓(11)으로 부터 나오는 금속원자들의 방향성을 반도체 기판(13)상의 콘택측벽 부분으로 향하도록 집속판(14)의 조합으로 이뤄진 다수개의 집속관(16)을 수직상태에서 일정각도로 기울여 서로 경사지도록 연결하고 상기 서로 경사지게 연결한 집속관(16)사이에 경사조정판(15) 삽입하여서 된 경사 집속장치(17)를 구비한 반도체 소자 제조용 스퍼터링 장치이다. 이때 다수개의 집속판(14)으로 구성된 집속관(16)의 단면형상은 정육각형으로 할 수도 있고, 또는 집속효과등을 고려하여 직육각형, 원형, 사각형 등의 기타 다른 형상으로 변경할 수도 있다.
상기 집속관(16)내에서 서로 대향하고 있는 집속판(14)사이의 거리(a)와 집속관(16)의 수직높이(b)는 상황에 따라서 적절하게 조절하여 제작할 수 있다.
일반적으로 집속장치(17)내 집속관(16)의 폭에 대한 길이의 비인 단차비(b/a)가 클수록 집속판(14)에 증착되는 금속원자들이 증가하고 이에 따라, 금속원자들의 스퍼터링시 증착속도는 감소하게 된다. 이와는 반대로, 단차비(b/a)가 너무 작은 경우, 즉, 집속관(16)의 경사가 큰 경우도 기판상의 콘택에서의 스탭커버리지가 나빠지고 증착속도가 크게 떨어지게 된다. 따라서, 상기와 같은 점을 고려하여 집속관(16)의 경사는 그 기울기가 대체적으로 0°에서 15°미만이 되도록 한다.
이상에서 설명한 바와 같이 본 고안의 경사 집속장치(17)를 구비한 반도체 소자 제조용 스퍼터링 장치를 사용하여 기판상의 콘택에 금속박막을 스퍼터링하게 되면, 경사져 있는 다수개의 집속관(16)에 의해 금속원자들이 콘택의 측벽부위로 향하도록 이동방향이 조절되므로 콘택의 측벽에는 기존의 집속장치를 사용한 경우보다는 금속박막이 두껍게 증착된다. 따라서 경사진 집속장치를 사용하여 스퍼터링 방법으로 기판상의 콘택에 금속박막을 증착하면 64매가 디램 및 그 이상의 고집적도를 갖는 반도체 소자의 콘택바닥면 뿐만 아니라 콘택측벽까지도 금속박막으로 충분히 증착할 수 있음으로 금속박막의 스텝커버리지 향상이 가능하고 또한, 소자의 신뢰성이 크게 향상되어 후속 산화막 평탄화 공정을 쉽게 할 수 있는 효과가 있다.
Claims (4)
- 금속타켓(11)으로 부터 떨어져 나오는 금속원자들의 방향성을 반도체 기판상의 콘택측벽 부분으로 향하도록 유도하기 위해, 집속판(14)의 조합으로 이뤄진 다수개의 집속관(16)을 수직상태에서 일정각도로 기울여 경사지게 하여 서로 연결하고, 상기 서로 경사지게 연결된 집속관(16) 사이에 경사조정판(15)을 삽입하여서 된 경사 집속장치(17)를 구비한 반도체 소자 제조용 스퍼터링 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 경사지게 연결된 집속관(16)은 그 경사 기울기가 0°에서 15°미만인 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 스퍼터링 장치.
- 제1항에 있어서, 상기 집속관(16)은 단면형상이 정육각형, 직육각형, 원형, 사각형을 포함하는 형상으로 된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 스퍼터링 장치.
- (정정)제1항에 있어서, 상기 경사 집속판(14)의 재질은 스테인레스 스틸이나 알루미늄, 구리 또는 여러가지 금속의 합금으로 된 것을 특징으로 하는 반도체 소자 제조용 스퍼터링 장치.
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