Development of magnetron sputtering system for Al thin film decomposition with high uniformity

It is very important to decompose uniformly the metal film in semiconductor devices process. The thickness uniformity of the ITO film by standard magnetron sputtering system are about $\pm4%\sim\pm5%$ and the center of the wafer is more thick than the edge of the wafer. We designed and made the discharge electrode structure and controlled the direction of sputtering materials in magnetron sputtering system. The thickness uniformity are increased to $\pm0.8\sim1.3%$ in 4" wafer using the new sputtering gun in magnetron sputtering system. In wafer to wafer thickness uniformity, $\pm$5.3% are increased to $\pm$1.5% using the new sputtering gun. The thickness uniformity of the Al film are about $\pm$1.0% using the new sputtering gun in magnetron sputtering system.

고균일 Al 박막 증착을 위한 magnetron sputtering system 개발

반도체 소자공정에서 균일한 두께의 금속박막을 증착하는 것은 매우 중요하다. 기존의 기판고정식 sputtering 장비로 증착한 indium tin oxide(ITO)박막의 두께 균일도가 $\pm4%\sim\pm5%$ 정도로 중앙부분이 더 두껍다. 방전전극 구조물을 설계하고 제작하여 sputtering되는 물질의 방향을 조절하였다. 개량된 sputtering gun을 사용하여 기판고정식 sputtering 장비에서 4" wafer 내에서 $\pm0.8\sim1.3%$ 정도로 두께 균일도를 증가시켰다. wafer to wafer에서는 $\pm$5.3%에서 $\pm$1.5%로 두께 균일도가 향상되었다. Al박막의 경우 $\pm$1.0% 이내의 두께 균일도를 얻을 수 있었다.