Abstract
The ionized magnetron sputtering is very useful in filling of small metal contact or via in ULSI processing with very high ionization upto 80% based on incoming flux ratio. But fairly high sputtering gas pressure is required to get high ionization, which instead gives low deposition rate and diverse incoming neutral's angular distribution. The electron quenching by heavily sputtered metals and gas rarefaction were considered the main causes of decreased ionization in this process. RF pulsing of sputtering power was proposed to solve those two problems. The results showed that 10㎳/10 ㎳ and 100㎳/100 ㎳ of on/off pulsings were optimal pulse conditions from OES measurements and also XRD of deposited Ag film showed distinct change of (111) to (200) preferred orientation. These results were analysed in a view point of neutral gas heating and cooling by high power sputtering.
Ionized magnetron sputtering은 high density plasma를 사용하여 스퍼터된 입자의 이온화율을 기판에서의 플럭스 기준으로 80%이상까지 증대시킬 수 있는 방법으로 반도체 소자의 아주 작은 홀이나 via contact등을 채울 수 있는 아주 유용한 수단이나 가스의 압력 이 30mTorr 이상으로 상당히 높아야만 이온화율이 높게 유지되어 스퍼터 증착 속도가 느려 지고 중성입자의 각도 분포가 넓어지는 단점이 있다. 그 원인이 스퍼터된 입자들에 의한 전 자 온도의 급격한 감소와 타겟 주변에서의 가스 희귀화 현상에 있다고 보고 이를 보완하고 자 스퍼터 전력을 펄스화 하는 방법을 고안하여 실험하였다. 그 결과 펄스의 on/off time이 10ms/10ms, 100ms/100ms에서 가장 높은 이온화율을 가시광 분광 결과에서 보였으며 실제 로 Ag의 XRD결과 (111)에서 (200)으로 우선 방위의 현격한 변화가 관찰되었다. 이를 고전 력 스퍼터링에 의한 중성 가스 가열과 냉각의 측면에서 해석하였다.