專利名稱：準直器及其制造方法
技術領域：
本發(fā)明涉及應用于半導體器件制造工藝的一種濺射裝置，更詳細地說，涉及一種能提供恒定的均勻性和低缺陷密度的生長薄膜的濺射裝置中的一種準直器。
用于半導體器件的多層布線方法是一個在決定該器件的速度、成品率和可靠性方面起主要作用的因素，而且被認為是在制造半導體器件的工藝中最重要的一項工藝。近來由于集成技術的提高和半導體器件的微型化，其接觸的尺寸已變得非常小、縱橫比增加，且半導體襯底上形成的結變得非常薄。具體地說，下一代(即，大于64MB的DRAMS)的半導體器件的接觸孔尺寸小于0.5μm，其縱橫比大于3。因此，為了得到所希望的半導體器件的成品率、速度和可靠性，必須用一種金屬或絕緣層平坦地填埋該具有高縱橫比和小尺寸的接觸孔。
已提出一種鎢(W)栓工藝來作為一種填埋具有高縱橫比的接觸孔的方法，具體地說，該鎢栓工藝需要通過一種濺射方法在底部形成作為粘附層或阻擋層的一層鈦(Ti)或氮化鈦(TiN)。但是這樣一種由濺射方法形成的鈦或氮化鈦層的臺階覆蓋率較差。因此，不能把鎢完全地填埋在具有高縱橫比和小尺寸的接觸孔內。所以，這種鎢栓型金屬層存在著短路和可靠性方面的問題。
近來，為了解決該問題已提出了一種在形成鈦或氮化鈦層時應用準直器的濺射方法。用于濺射的準直器通過對被濺射的鈦或氮化鈦進行導向的方法來改善生長薄膜的均勻性(參見″濺射工藝集成PVD和金屬退火，″Proceedings of the 2nd InternationalSymposium on ISSP93，p.127—133)。下面通過參照

圖1和圖2來說明該常規(guī)的準直器。
圖1是常規(guī)準直器的一個單一格子的透視圖，圖2是說明在圖1中示出的該格子的一個側面的視圖。
參照圖1和圖2，該準直器的每個格子的形狀為能穿透的六角形柱狀，而且被濺射的鈦或氮化鈦從該準直器的頂部1穿過，到達其底部2。圖1的參考號4表示該被濺射的鈦或氮化鈦的垂直或水平運動分量。具體地說，在該常規(guī)的準直器中，只有具有垂直運動分量的鈦穿過每個格子，因此就減少了穿過格子的鈦或氮化鈦5的散射程度。因此可以改善被生長薄膜的均勻性和臺階覆蓋率。
但是在該常規(guī)的準直器中，在具有垂直運動分量的鈦或氮化鈦容易地穿過每個格子的同時，水平方向移動的鈦或氮化鈦不能穿過每個格子而附著在該格子的側壁上。
附著在每個格子側壁上的鈦或氮化鈦的顆粒3在連續(xù)的真空淀積過程中與被濺射的鈦或氮化鈦發(fā)生碰撞，而且在每個格子的側壁上產生不希望有的熱量。
下表示出關于每一種用于該常規(guī)準直器材料的熱膨脹系數和熱導率。
材料線熱膨脹系數 熱導率鋁 25.0×10-6/℃2.37瓦/厘米℃鈦 8.5×10-6/℃ 0.2瓦/厘米℃鎢 4.5×10-6/℃ 1.78瓦/厘米℃硅 3.0×10-6/℃ 0.835瓦/厘米/℃不銹鋼 9.6微米/英寸/°F 0.08千卡/秒·厘米℃正如在上表中可看到的，由于熱傳遞狀態(tài)和用作準直器的材料和被濺射材料(例如鈦)的熱膨脹系數之間的差將產生熱應力。該熱應力會引起附著在該準直器的側壁上的顆粒3脫落。
在圖2中示出圖1所示格子的一個平滑的側壁表面6。由于該常規(guī)的準直器的側壁6是光滑的，故被附著的顆粒3要保持被附著狀態(tài)是困難的，因此很容易脫落而產生粒子。此外，在整個淀積工藝過程中這些顆粒起了一種粒子源的作用。
因此，在常規(guī)的準直器中由于在半導體襯底上存在因工藝過程而引起的粒子，從而使被制造的半導體器件的成品率和可靠性降低。此外，這些粒子對于該濺射裝置的穩(wěn)定操作來說是一種明顯的妨礙物。
本發(fā)明的一個目的是提供一種在有利于濺射裝置更穩(wěn)定操作的同時能改善被制造的半導體器件的成品率和可靠性的準直器以及應用該準直器的濺射裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種制造該準直器的適當的方法。
為了達到上述目的，提供了一種準直器，在該準直器中許多具有六角形柱狀結構的格子形成圓柱體外形，該準直器包括形成在每個格子側壁的表面內的精細的槽和脊，由此來改善形成在該側壁表面上的粒子的粘附性。
該準直器的材料是從由鋁、鈦、鎢、硅和不銹鋼組成的一組中選出的一種。此外，可把本發(fā)明的該準直器應用于濺射裝置。
為了達到本發(fā)明的另一個目的，提供了制造準直器的方法，該方法包括以下步驟通過把用于準直器的薄板材料切割成矩形來形成許多基板；在該矩形基板的二側表面內形成具有預定深度和間隔的精細的槽和脊；把上述開了槽并形成脊狀的基板折疊成預定的尺寸，以便用對向放置的基板對形成六角形柱狀的圓柱體結構，以及，把具有上述對向放置的基板對的上述基板焊接在折疊處，由此形成多個具有六角形柱狀結構的格子。
該準直器的厚度是5—40mm，其直徑是200—500mm。該基板的厚度小于1mm。
由于本發(fā)明的準直器具有在每個格子的側壁表面內形成的精細的槽和脊，故在進行濺射時沿水平方向運動的粒子的粘附性得到改善。因此可在濺射工藝過程中抑制粒子的產生，并可得到半導體器件的高可靠性和該濺射裝置的穩(wěn)定的操作。
通過參照附圖詳細地描述本發(fā)明的一個較佳實施例，本發(fā)明的上述目的和其它優(yōu)點將變得更明顯。在這些附圖中圖1是常規(guī)的準直器的一個格子的透視圖；圖2是說明圖1所示格子的一個側面的視圖；圖3是本發(fā)明準直器的透視圖；圖4是圖3所示準直器的格子的放大視圖；圖5說明圖3所示準直器的格子的一個側面；以及圖6A至圖6D說明制造本發(fā)明的準直器的一種方法的順次步驟。
下面將參照附圖詳細地說明本發(fā)明的準直器的方法。
圖3是本發(fā)明的準直器的透視圖。在圖3中，準直器10具有一種圓柱體結構，其中許多個六角形柱狀圓柱體格子11構成一捆狀。準直器10的直徑(12)是200—500mm，其高度(13)是5—40mm。
圖4是圖3所示準直器的六角形柱狀格子的一個放大視圖。這里，格子尺寸a、b和c分別是20—40mm、10—20mm和5—40mm。
圖5說明圖3所示準直器的格子的一個側面，這是本發(fā)明的特征。
參照圖5，在每個格子的整個側表面上形成網格狀的槽和脊14。把這些槽和脊做成不平整結構以改善將被附著于該準直器側壁上的鈦或氮化鈦的粘附性，槽的深度是0至10mm。
以下將參照圖6A至圖6D對制造該準直器的方法進行說明。
圖6A至圖6D按照工藝順序說明制造本發(fā)明的準直器的方法。
圖6A說明通過把用于準直器的薄板材料切割成矩形的形狀來準備基板15的步驟，并示出該基板中的一個。
參照圖6A，通過切割用于準直器的材料來制作具有合適長寬比的基板15，以改善鈦或氮化鈦膜的臺階覆蓋范圍。為了構筑在其后形成的一個格子，如圖6A中示出的那樣基板15在尺寸方面是規(guī)則的。用于準直器的基板15的厚度小于1mm，寬度(圖4的C)是5至40mm，長度是nx(圖4的b)，其中n是一個整數。
圖6B說明在該基板15的兩側表面形成精細的、具有一預定間隔和深度的槽和脊的步聚。
參照圖6B，在進行了圖6B中說明的工藝之后，在準直器所用基板15的表面上形成精細的槽和脊16，以形成具有一預定間隔和深度的網格。完成以上步驟是為了改善粘附性和出自清洗該準直器的考慮，因而可抑制在該反應性容器中產生粒子。
圖6C說明為了產生六角形柱狀圓柱體結構把具有精細的槽和脊的基板15折疊成一種預定尺寸的步驟。
參照圖6C，折疊基板15以便在把對向放置的一對基板拼合起來時產生六角形柱狀圓柱體結構。這樣，把一對對向放置的基板焊接在折疊處。
圖6D說明通過把基板相互焊接起來，可產生六角形柱狀圓柱體結構，從而形成蜂窩狀的格子。
參照圖6D，對已折疊的基板15進行焊接從而把許多格子相互連接起來。參考號17表示待進行焊接的部分。以上述方式焊接成的準直器在結構上是圓柱形的，其中如圖3中示出的那樣許多格子形成一捆。
考慮到反應性容器的大小，該準直器的直徑約為200—500mm。此外，該準直器的材料可以是鋁、鈦、鎢、硅或不銹鋼。
由于在本發(fā)明的準直器中的每個格子的側壁表面上形成具有一預定間隔和深度的精細的槽和脊，故可改善在濺射過程中水平方向運動的粒子的粘附性。因此，在濺射過程中可抑制粒子的產生，從而可得到一種可靠的半導體器件和該濺射裝置的穩(wěn)定的操作。
本領域的普通技術人員還會理解到上述描述是該公開的器件的一個較佳實施例，在不偏離由所附板利要求書所限定的精神和范圍的情況下可對本發(fā)明作各種變更和修正。
權利要求
1.一種準直器，其中許多具有六角形柱狀結構的格子形成圓柱體外形，該準直器包括形成在每個格子側壁表面上的精細的槽和脊，由此來改善在上述側壁表面上形成的粒子的粘附性。
2.根據權利要求1所述的準直器，其中，上述準直器的材料是從由鋁、鈦、鎢、硅和不銹鋼組成的一組中選出的一種。
3.根據權利要求1所述的準直器，其中，上述槽的深度是0—10μm。
4.一種用于濺射裝置的準直器，其中，許多具有六角形柱狀結構的格子形成圓柱體，該準直器包括形成在上述每個格子的側壁表面上的精細的槽和脊。
5.一種制造準直器的方法，其特征在于包括以下步驟通過把用于準直器的薄板材料切割成矩形來形成許多基板；在上述矩形基板的兩側表面內形成具有一預定深度和間隔的精細的槽和脊；按預定的尺寸折疊上述開了槽并形成脊狀的基板，以便用對向放置的基板對形成一種六角形柱狀圓柱體結構；以及把具有上述對向放置的基板對的上述基板在折疊處進行焊接，從而形成許多具有六角形柱狀結構的格子。
6.根據權利要求5所述的制造準直器的方法，其中，上述基板的厚度小于1mm。
全文摘要
一種能生長具有均勻厚度和低缺陷率的濺射裝置的準直器包括許多以圓柱體形狀形成的蜂窩狀格子以及在每個格子的側壁表面上形成的精細的槽和脊，由此來改善形成在側壁表面上的粒子的粘附性。由于形成在每個格子的側壁表面上的槽和脊增加了濺射期間在水平方向運動的粒子的粘附性。其結果是，可抑制粒子的產生，可得到半導體器件的高可靠性以及能使濺射裝置進行穩(wěn)定操作。
文檔編號H01J37/34GK1114784SQ95101479
公開日1996年1月10日 申請日期1995年1月28日 優(yōu)先權日1994年2月23日
發(fā)明者李正吉, 樸宣厚, 崔吉鉉 申請人:三星電子株式會社