KR970003828B1 - 콜리메이터 - Google Patents
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Abstract
요약 없음
Description
제1도 내지 제6도는 종래 콜리메이터들의 단면도.
제7도 내지 제12도는 본 발명에 따른 콜리메이터들의 단면도.
*도면의 주요부분에 대한 부호의 설명*
10, 12, 14, 16, 18, 20, 22, 24, 26, 28, 30, 32 : 콜리메이터
11, 13, 15, 17, 19, 21, 23, 25, 27, 29, 31, 33 : 홀
본 발명은 반도체 소자의 균일한 금속 박막을 형성하기 위하여 스퍼터링 공정시 반도체 기판상부에 설치되는 콜리메이터에 관한 것으로서, 특히, 하나의 콜리메이터에 위치에 따라 측벽의 높이 및 홈의 구경이 서로 다르게 형성하여 금속박막의 단차 피복성을 향상시키 수 있는 콜리메이터에 관한 것이다.
일반적으로 금속박막을 증착하는 스퍼터링 공정을 아르곤(Ar) 가스를 플라즈마화하여 아르곤 이온들을 금속 소오스(source)에 충돌시켜 튀어나오는 금속 원자들이 기판에 증착하여 금속박막을 형성하게 된다.
상기 소오스에서 튀어나오는 금속 원자들은 기판에 대해 여러 각도를 가지고 도달하게 되기 때문에 반도체 소자의 고집적화에 따른 고 단차비를 갖는 콘택홀에서는 금속박막의 단차 피복성이 불량하게 되며, 콘택 상부에서의 그림자 효과도 심화된다.
따라서 최근의 스퍼터링 공정에서는 콜리메이터라는 금속망을 소오스와 기판 사이에 설치하여 기판에 대해 낮은 각도로 입사되는 금속원자들은 콜리메이터에 증착되도록 하여 기판에는 높은 각도 즉 수직하게 입사하는 금속원자들만 도달하게 하여 단차 피복성을 향상시키는 연구가 진행되고 있으며 일부 실용화되어 있다.
현재 개발되어 사용, 연구 중에 있는 콜리메이터는 벌집모양의 정육각형이나 원형 홀이 형성되어 있는 금속망이 주류를 이루고 있고 콜리메이터 내의 구멍의 크기와 높이는 일정하게 형성되어 있다.
종래의 콜리메이터를 제1도 내지 제6도를 참조하여 살펴보면 다음과 같다.
먼저, 각각의 콜리메이터들(10), (12), (14), (16), (18), (20)은 각각 콜리메이터 직경이 x 또는 y인 홀들(11), (13), (15), (17), (19), (21)이 각각 a, b 또는 c의 콜리메이터 높이로 연속적으로 형성되어 있는 금속망들이다.
상기 종래의 콜리메이터는 각각의 홀들(11), (13), (15), (17), (19), (21)의 콜리메이터 직경(x, y)에 대한 콜리메이터 구멍이 높이의 비인 콜리메이터 홀의 단차비 a/x, b/x, c/x 혹은 a/y, b/y, c/y가 동일한 값을 갖는다.
상기와 같이 종래의 콜리메이터는 콜리메이터 홀이 단차비가 동일한 값을 갖기 때문에 스퍼터링 금속 소오스의 균일한 소모 즉, 균일한 에로전(erosion)이 일어나지 않으면 콜리메이터를 사용하여도 사용하지 않을 때보다 더 불균일한 금속박막이 형성되는 문제점이 있다.
이러한 문제를 해결하기 위하여 스퍼터링 장치의 변환이 요구되어지는 데 아직 완벽하게 균일한 소오스의 에로전을 일으키는 스퍼터링 장치를 제조하기가 지급히 어려운 문제점이 있다.
본발명은 상기와 같은 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본발명의 목적은 콜리메이터의 위치에 따른 홀의 구경 및 높이가 다른 콜리메이터를 사용하여 금속박막을 증착하는데 있어서 금속 소오스의 균일한 에로전이 일어나지 않아도 스퍼터링 장치의 변환없이 용이하게 기판에 균일한 금속박막을 증착할 수 있는 콜리메이터 제조방법을 제공함에 있다.
상기와 같은 목적을 달성하기 위한 본 발명에 따른 콜리메이터의 특징은, 반도체소자의 금속박막을 증착하는 스퍼터링 공정에서 금속 소오스인 타켓(Target)과 기판 사이에 놓이는 반도체소자의 균일한 금속박막을 형성하는 콜리메이터에 있어서, 하나의 콜리메이터내에 콜리메이터 구멍의 직경을 변화시켜 일정높이를 갖는 콜리메이터 높이에 대한 단차비를 변화시키거나 콜리메이터 구멍의 직경과 높이를 동시에 변화시켜 단차비가 콜리메이터 내에서 다르게 형성함에 있다.
이하, 본발명에 따른 콜리메이터에 관하여 첨부된 도면을 참조하여 상세히 설명한다.
제7도 내지 제12도는 본 발명에 따른 콜리메이터들(22), (24), (26), (28), (30), (32)의 단면도로서, 원형 홀들(23), (25), (27), (29), (31), (33)이 연속 형성되어 있는 예이다.
먼저 제7도 및 제8도는 중앙부분이 높은 단차비를 가지는 콜리메이터(22), (24)로서, 기판(도시되지 않음)의 중앙 부위에 증착되는 금속층의 두께가 얇게 형성된다. 즉, 금속 소오스의 에로전이 중앙부위에서 많이 일어나는 경우에 대해 상기의 콜리메이터(22), (24)를 사용하면 균일한 박막을 얻을 수 있다.
그리고 제9도 및 제10도는 상기 제7도 및 제8도와는 반대로 중앙 부분의 단차비가 작은 콜리메이터들(26), (28)로서, 기판 가장 자리 부위에 증착되는 금속층의 두께를 얇게 할 수 있는 콜리메이터들(26), (28)이다.
또한 제11도는 금속 소오스 가장 자리 부위의 에로전이 매우 심하게 일어나는 경우에 대해서 콜리메이터(30)이 홀(31)의 직경 및 높이를 동시에 변화시켜 부위별 단차비를 크게 하는 것으로 균일한 금속박막을 얻을 수 있다.
또한 제12도는 제11도와는 반대 목적으로 금속 소오스 중앙부위의 에로전이 심한 경우에 사용되는 콜리메이터(32)이다.
여기서 X1, X2, X3, X4는 서로 직경이 다른 콜리메이터의 홀들의 직경을 나타내며, a, a1, a2, a3와 b, b1, b2, b3는 서로 다른 콜리메이터 홀의 높이를 나타낸다.
따라서 본 발명에 의한 콜리메이터는 하나의 콜리메이터 내에 콜리메이터 홀들의 직경과 홀들의 높이의 비인 단차비를 원하는 부위별로 다르게 형성한다.
하나의 콜리메이터 내에서 각각 다른 콜리메이터 단차비를 갖는 본 발명의 콜리메이터는 소오스의 에로전 형태에 맞게 여러가지 모양으로 변형 제작하여 균일한 금속박막을 얻을 수 있다.
상기와 같이 형성된 콜리메이터는 스퍼터링 장비의 변환없이 증착되는 금속박막 두께의 불균일도를 해소할 수 있어 반도체 장치의 신뢰도를 향상시킬 수 있는 이점이 있다.
Claims (3)
- 반도체소자의 금속박막을 증착하는 스프터링 공정에서 금속 소오스인 타겟과 기판 사이에 놓이는 콜리메이터에 있어서, 하나의 콜리메이터 내에 콜리메이터의 홀 직경에 대한 콜리메이터 홀의 높이의 비인 단차비가 각 부위별로 다르게 형성하여 반도체 장치의 균일한 금속박막을 형성할 수 있는 콜리메이터.
- 제1항에 있어서, 상기 콜리메이터가 콜리메이터 홀의 높이는 고정하고 부위별 콜리메이터 직경을 변화시켜 콜리메이터 단차비를 조절하는 것을 특징으로하는 콜리메이터.
- 제1항에 있어서, 상기 콜리메이터가 콜리메이터 홀의 높이와 부위별 콜리메이터 홀의 직경을 동시에 변화시켜 콜리메이터 단차비를 조절하는 콜리메이터 제조방법.
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