Abstract
A new ionized sputtering process was developed to fill small trench or via using additional ionizing mechanism of sputtered particles from 32cm $AlCu_x$(x=0.5%) cathode target with rotating magnet, then drawn toward substrate by small negative DC potential. The radial uniformity in RFI magnetron sputtering was studied by plasma diagnosis and appropriate RFI coil design to improve it. Optical emission intensities of excited species. $Ar^{\circ}, \;Ar^+;Al^+, \;Al^{\circ}$ are measured across the radial direction and showed close correlation with deposit's bottom to top thickness ratios in trenches and vias of submicron opening and 1.5 aspect ratio. After increase of the diameter of RF coil from 29 cm to 32 cm and improved the power leading feedthrough symmetry by removal of asymmetric single turn region, there was an increase of uniformity from 7.5% to 1.5% in bottom to top thickness ratio in 0.6 $\mu\textrm{m}$ vias.
32cm직경의 $AlCu_x$(x=0.5%)음극 타겟과 회전 자석을 이용한 상용 마그네트론 스퍼 터링 장치에서 부가적인 플라즈마 여기 방법으로 스퍼터링된 입자들을 이온화시킨후, 수십 볼트의 직류 기판 바이어스로 이온의 방향성과 에너지를 조절하여 작은 트렌치나 via를 채 울 수 있는 공정을 개발하였다. 여기에서, 반경방향의 이온 플럭스비의 균일도 문제를 개선 하기 위하여, 입자들의 가시광선 영역의 방출선을 이용한 플라즈마 진단과, 패터닝된 웨이 퍼에 대한 직접 채우기로 플라즈마 내의 입자 분포와의 상관 관계를 찾고, RF 코일 설계의 개선을 도모하였다. 가시광 방출 분광에서 $Ar^{\circ},\;Ar^+;Al^+,\;Al^{\circ}$ 입자들의 방출선 세기는 1$\mu\textrm{m}$이 하의 크기를 갖는 트렌치와 via의 바닥과 top 두께비와 밀접한 관련이 있었다. RF코일의 직 경을 29cm에서 32cm로 증가 시키고, RF 입력부에 의한 비대칭을 개선하여 이온 플럭스비 의 척도가 되는 via 채우기의 바닥과 top의 두께비에서 7.5%에서 1.5%로의 균일도 향상을 얻었다.
