JPH05339712A - 成膜装置 - Google Patents
成膜装置Info
- Publication number
- JPH05339712A JPH05339712A JP4149419A JP14941992A JPH05339712A JP H05339712 A JPH05339712 A JP H05339712A JP 4149419 A JP4149419 A JP 4149419A JP 14941992 A JP14941992 A JP 14941992A JP H05339712 A JPH05339712 A JP H05339712A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- substrate
- evaporation source
- point evaporation
- ion beam
- cluster ion
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/225—Oblique incidence of vaporised material on substrate
Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 高いアスペクト比の微細なコンタクトホール
の内部にも、均一に成膜ができるようにすることを目的
とする。 【構成】 クラスタイオンビーム点蒸発源１は、基板２
の端面直下より外側に配置され、ルツボ１１で加熱され
蒸気となった蒸着材料は、ノズル１３より噴出するとき
クラスタ１５となり、このクラスタ１５がイオン化フィ
ラメント１６によりイオン化され、途中で他のクラスタ
１５などの粒子に邪魔をされること無く、基板２に飛び
込んでいく。
の内部にも、均一に成膜ができるようにすることを目的
とする。 【構成】 クラスタイオンビーム点蒸発源１は、基板２
の端面直下より外側に配置され、ルツボ１１で加熱され
蒸気となった蒸着材料は、ノズル１３より噴出するとき
クラスタ１５となり、このクラスタ１５がイオン化フィ
ラメント１６によりイオン化され、途中で他のクラスタ
１５などの粒子に邪魔をされること無く、基板２に飛び
込んでいく。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、ＬＳＩの超高集積化
を実現する上で重要である、高いアスペクト比のコンタ
クトホールもしくはスルーホールを有するサブミクロン
サイズの半導体配線膜の成膜装置に関する。
を実現する上で重要である、高いアスペクト比のコンタ
クトホールもしくはスルーホールを有するサブミクロン
サイズの半導体配線膜の成膜装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】ＬＳＩの集積化が進むにつれて微細化は
進み、例えば１６ＭビットＤＲＡＭ以降では、設計ルー
ルがハーフミクロン以下になってきた。また、ＬＳＩの
半導体配線に設けられるコンタクトホールのアスペクト
比は２以上となり、マイグレーションによる断線に対し
て一段と高い信頼性が要求されている。その半導体配線
は、蒸着法やスパッタ法などによる成膜により形成され
るが、現在実用とされているマグネトロン型スパッタ装
置による半導体配線層のコンタクトホール部への段差被
覆性には限界がある。
進み、例えば１６ＭビットＤＲＡＭ以降では、設計ルー
ルがハーフミクロン以下になってきた。また、ＬＳＩの
半導体配線に設けられるコンタクトホールのアスペクト
比は２以上となり、マイグレーションによる断線に対し
て一段と高い信頼性が要求されている。その半導体配線
は、蒸着法やスパッタ法などによる成膜により形成され
るが、現在実用とされているマグネトロン型スパッタ装
置による半導体配線層のコンタクトホール部への段差被
覆性には限界がある。
【０００３】図１２は文献（Journal of Vacuum Scienc
e and Technology A. Volume 3,No.2, 1985）に示され
た従来のマグネトロン型スパッタ装置を模式的に示す概
略構成図であり、図１２において１２０は基板、１２１
はチタンからなるターゲット、１２２はシャッター、１
２３はアルゴンガスなどを導入するガス導入系、１２４
は磁石が収納されたターゲットホルダー、１２５は処理
が行われる真空槽、１２６は真空槽１２５を真空排気す
る排気系である。
e and Technology A. Volume 3,No.2, 1985）に示され
た従来のマグネトロン型スパッタ装置を模式的に示す概
略構成図であり、図１２において１２０は基板、１２１
はチタンからなるターゲット、１２２はシャッター、１
２３はアルゴンガスなどを導入するガス導入系、１２４
は磁石が収納されたターゲットホルダー、１２５は処理
が行われる真空槽、１２６は真空槽１２５を真空排気す
る排気系である。
【０００４】次に、このマグネトロン型スパッタ装置の
動作について説明する。ま、ず真空槽１２５内を排気系
１２６により排気した後、ガス導入系１２３によって窒
素ガス及びアルゴンガスを導入し、ターゲット１２１に
対して配線用バリア膜を被覆させる基板１２０に正のバ
イアス電圧を印加すると、ターゲット１２１と基板１２
０の間にプラズマが形成される。この際、ターゲットホ
ルダー１２４の中の磁石は、プラズマ中の電子を螺旋回
転させプラズマ生成を促進する。このプラズマ中で生成
されるアルゴンイオンは、バイアス電圧によって加速さ
れ、ターゲット１２１に衝突してターゲット材料をスパ
ッタし、このスパッタにより飛散したチタンのスパッタ
原子が、シャッター１２２が開くと、窒素ガス雰囲気で
基板１２０上に付着して窒化チタン配線用バリヤ膜が形
成される。
動作について説明する。ま、ず真空槽１２５内を排気系
１２６により排気した後、ガス導入系１２３によって窒
素ガス及びアルゴンガスを導入し、ターゲット１２１に
対して配線用バリア膜を被覆させる基板１２０に正のバ
イアス電圧を印加すると、ターゲット１２１と基板１２
０の間にプラズマが形成される。この際、ターゲットホ
ルダー１２４の中の磁石は、プラズマ中の電子を螺旋回
転させプラズマ生成を促進する。このプラズマ中で生成
されるアルゴンイオンは、バイアス電圧によって加速さ
れ、ターゲット１２１に衝突してターゲット材料をスパ
ッタし、このスパッタにより飛散したチタンのスパッタ
原子が、シャッター１２２が開くと、窒素ガス雰囲気で
基板１２０上に付着して窒化チタン配線用バリヤ膜が形
成される。
【０００５】図１３は、セミコンジャパン８８テクニカ
ルシンポジウム予稿集に示された上述の従来のマグネト
ロン型スパッタ装置によって、アスペクト比が約０．８
のコンタクトホールに成膜をした状態を示す断面であ
る。図１３において２は基板、１３１は穴径０．５ミク
ロン，深さ２．０ミクロンのコンタクトホール、１３２
はアルミニウムが成膜形成された配線膜、１３３は窒化
チタンが成膜形成された配線用バリア膜である。これを
見ると、コンタクトホール１３１の側壁の下の部分及び
底面における配線用バリア膜１３３の膜厚は、コンタク
トホール１３１以外の平坦部に比べオーバーハングの成
長およびセルフシャドウイング効果により薄くなってい
る。この状態の上に、マグネトロン型スパッタ装置によ
りアルミニウムからなる配線膜１３２を形成すると、や
はり上述と同様のことが起こり、オーバーハングが発生
し、それによりコンタクトホール底部の膜厚が薄くな
る。
ルシンポジウム予稿集に示された上述の従来のマグネト
ロン型スパッタ装置によって、アスペクト比が約０．８
のコンタクトホールに成膜をした状態を示す断面であ
る。図１３において２は基板、１３１は穴径０．５ミク
ロン，深さ２．０ミクロンのコンタクトホール、１３２
はアルミニウムが成膜形成された配線膜、１３３は窒化
チタンが成膜形成された配線用バリア膜である。これを
見ると、コンタクトホール１３１の側壁の下の部分及び
底面における配線用バリア膜１３３の膜厚は、コンタク
トホール１３１以外の平坦部に比べオーバーハングの成
長およびセルフシャドウイング効果により薄くなってい
る。この状態の上に、マグネトロン型スパッタ装置によ
りアルミニウムからなる配線膜１３２を形成すると、や
はり上述と同様のことが起こり、オーバーハングが発生
し、それによりコンタクトホール底部の膜厚が薄くな
る。
【０００６】以上のように、従来のマグネトロン型スパ
ッタ装置によるコンタクトホールへの配線層の成膜で
は、穴径が０．５μｍで深さが２．０μｍのコンタクト
ホールのようなアスペクト比の高いものへの均一な段差
被膜性が得られなくなってきている。従来のマグネトロ
ン型スパッタ装置では、プラズマにより発生した活性種
とスパッタ粒子が衝突して散乱したりするので、スパッ
タによりターゲットから飛び出したスパッタ粒子の平均
自由工程が数ｃｍ程度と短い。従って、コンタクトホー
ルのアスペクト比が２以上になると、そのスパッタ粒子
がコンタクトホール底に到達する確率が少なくなって段
差被覆できなくなったり、底部に配線用の穴埋めができ
なくなると言う問題点があった。
ッタ装置によるコンタクトホールへの配線層の成膜で
は、穴径が０．５μｍで深さが２．０μｍのコンタクト
ホールのようなアスペクト比の高いものへの均一な段差
被膜性が得られなくなってきている。従来のマグネトロ
ン型スパッタ装置では、プラズマにより発生した活性種
とスパッタ粒子が衝突して散乱したりするので、スパッ
タによりターゲットから飛び出したスパッタ粒子の平均
自由工程が数ｃｍ程度と短い。従って、コンタクトホー
ルのアスペクト比が２以上になると、そのスパッタ粒子
がコンタクトホール底に到達する確率が少なくなって段
差被覆できなくなったり、底部に配線用の穴埋めができ
なくなると言う問題点があった。
【０００７】以上のような問題点を解決する装置とし
て、点蒸発源による蒸着装置であるクラスタイオンビー
ム蒸着装置がある。図１４はそのクラスタイオンビーム
蒸着装置を模式的に示す構成図であり、２は配線用膜が
形成される基板、３は基板２を回転させる基板回転手段
である。１４０は蒸着材料が充填されて、上向きに、か
つ基板２の回転中心の直下に配置され、クラスタ１４５
を噴出するクラスタイオンビーム点蒸発源であり、蒸着
材料が充填されるルツボ１４１と、ルツボ１４１を加熱
する加熱用フィラメント１４２と、ルツボ１４１中の蒸
着材料を加熱することにより発生する蒸気を噴出するノ
ズル１４３と、加熱用フィラメント１４２の熱を遮る熱
シールド板１４４と、ノズル１４３より噴出したクラス
タ１４５をイオン化するイオン化フィラメント１４６
と、イオン化フィラメント１４６の熱を遮る熱シールド
板１４７と、イオン化されたクラスタ１４５を加速して
基板２に照射する加速電極１４８とから構成されていて
る。
て、点蒸発源による蒸着装置であるクラスタイオンビー
ム蒸着装置がある。図１４はそのクラスタイオンビーム
蒸着装置を模式的に示す構成図であり、２は配線用膜が
形成される基板、３は基板２を回転させる基板回転手段
である。１４０は蒸着材料が充填されて、上向きに、か
つ基板２の回転中心の直下に配置され、クラスタ１４５
を噴出するクラスタイオンビーム点蒸発源であり、蒸着
材料が充填されるルツボ１４１と、ルツボ１４１を加熱
する加熱用フィラメント１４２と、ルツボ１４１中の蒸
着材料を加熱することにより発生する蒸気を噴出するノ
ズル１４３と、加熱用フィラメント１４２の熱を遮る熱
シールド板１４４と、ノズル１４３より噴出したクラス
タ１４５をイオン化するイオン化フィラメント１４６
と、イオン化フィラメント１４６の熱を遮る熱シールド
板１４７と、イオン化されたクラスタ１４５を加速して
基板２に照射する加速電極１４８とから構成されていて
る。
【０００８】次に、このクラスタイオンビーム蒸着装置
の動作を説明する。ルツボ１４１内に充填された蒸着材
料は加熱フィラメント１４２によって加熱され蒸発し、
ノズル１４３より高真空中に噴出してクラスタ１４５が
形成される。蒸発した蒸着材料を圧力の高いルツボ１４
１の中より、ノズル１４３を通して圧力の低い所に噴出
させると、このとき、その蒸気が断熱膨張する過程で、
その蒸発した蒸着材料原子は１〜１０００個程度集ま
り、特定の構成単位を持つ原子団であるクラスタ１４５
を形成する。そして、このクラスタ１４５の一部がイオ
ン化フィラメント１４６により放出される電子によって
イオン化された後、加速電極１４８によって加速され、
基板回転手段３により回転している基板２の表面に衝突
し堆積する。
の動作を説明する。ルツボ１４１内に充填された蒸着材
料は加熱フィラメント１４２によって加熱され蒸発し、
ノズル１４３より高真空中に噴出してクラスタ１４５が
形成される。蒸発した蒸着材料を圧力の高いルツボ１４
１の中より、ノズル１４３を通して圧力の低い所に噴出
させると、このとき、その蒸気が断熱膨張する過程で、
その蒸発した蒸着材料原子は１〜１０００個程度集ま
り、特定の構成単位を持つ原子団であるクラスタ１４５
を形成する。そして、このクラスタ１４５の一部がイオ
ン化フィラメント１４６により放出される電子によって
イオン化された後、加速電極１４８によって加速され、
基板回転手段３により回転している基板２の表面に衝突
し堆積する。
【０００９】一般に、高真空中に噴出してイオン化した
クラスタはその平均自由工程が長いので、イオン化され
加速されたクラスタ１４５が基板２に到着するまでの間
は、他のイオン化したクラスタに衝突する確率が低く、
そのクラスタ１４５は指向性よく基板のコンタクトホー
ルに到達する。
クラスタはその平均自由工程が長いので、イオン化され
加速されたクラスタ１４５が基板２に到着するまでの間
は、他のイオン化したクラスタに衝突する確率が低く、
そのクラスタ１４５は指向性よく基板のコンタクトホー
ルに到達する。
【００１０】図１４に示す、点蒸発源によるクラスタイ
オンビーム蒸着装置では、加速電極１４８によって印加
されるバイアス電圧を制御して、イオン化されたクラス
タ１４５の基板２に照射される運動エネルギーを最適に
制御するとともに、イオン化フィラメント１４６から放
出される電子を増幅させてイオン量を増加させること
で、高いアスペクト比の微細なコンタクトホールの底部
に蒸着されるイオン化されたクラスタ１４５の量を増加
させることが可能であり、それにより段差被膜性を向上
させることができる。
オンビーム蒸着装置では、加速電極１４８によって印加
されるバイアス電圧を制御して、イオン化されたクラス
タ１４５の基板２に照射される運動エネルギーを最適に
制御するとともに、イオン化フィラメント１４６から放
出される電子を増幅させてイオン量を増加させること
で、高いアスペクト比の微細なコンタクトホールの底部
に蒸着されるイオン化されたクラスタ１４５の量を増加
させることが可能であり、それにより段差被膜性を向上
させることができる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】ところが、このクラス
タイオンビーム蒸着装置においても、点蒸発源が回転す
る基板の回転軸直下にあると、以下に示すような問題が
あった。図１４に示すように、コンタクトホールの中心
軸側の側壁および底部をＢ、コンタクトホールの端部側
の側壁および底部をＡとすると、中心軸（回転軸）の直
下にクラスタイオンビーム点蒸着源１４０を配置した場
合は、コンタクトホールのＡの部分にはイオン化された
クラスタ１４５が到達するので被覆性が良好であるが、
コンタクトホール内のＢの部分はセルフシャドーリング
効果によって穴埋めおよび被覆性が悪くなる。
タイオンビーム蒸着装置においても、点蒸発源が回転す
る基板の回転軸直下にあると、以下に示すような問題が
あった。図１４に示すように、コンタクトホールの中心
軸側の側壁および底部をＢ、コンタクトホールの端部側
の側壁および底部をＡとすると、中心軸（回転軸）の直
下にクラスタイオンビーム点蒸着源１４０を配置した場
合は、コンタクトホールのＡの部分にはイオン化された
クラスタ１４５が到達するので被覆性が良好であるが、
コンタクトホール内のＢの部分はセルフシャドーリング
効果によって穴埋めおよび被覆性が悪くなる。
【００１２】この発明は、以上のような問題点を解消す
るためになされたもので、高いアスペクト比の微細なコ
ンタクトホールの内部にも、均一に成膜ができるように
することを目的とする。
るためになされたもので、高いアスペクト比の微細なコ
ンタクトホールの内部にも、均一に成膜ができるように
することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】この発明の成膜装置は、
基板の端部直下または直下より外側に点蒸発源が配置さ
れ、基板が回転するかもしくは点蒸発源が前記基板の中
心部を通る軸を中心とした円周上を回転することを特徴
とする。また、基板と点蒸発源とが所定距離より近い場
合は、点蒸発源が前記基板の端部直下より内側の領域に
も配置されることを特徴とする。
基板の端部直下または直下より外側に点蒸発源が配置さ
れ、基板が回転するかもしくは点蒸発源が前記基板の中
心部を通る軸を中心とした円周上を回転することを特徴
とする。また、基板と点蒸発源とが所定距離より近い場
合は、点蒸発源が前記基板の端部直下より内側の領域に
も配置されることを特徴とする。
【００１４】
【作用】成膜材料の蒸気やイオンなどが、基板の端部の
下の点蒸発源より広がって、かつ散乱すること無く基板
面に到着する。すなわち、成膜材料の蒸気やイオンは、
基板上の微小な孔の中の側面や底面にも到達することが
可能な角度をもって、途中で方向を変えること無く真っ
直ぐに飛行して基板面に到着する。また、基板は回転を
しているで、基板上の孔のどの側面にも、飛行してきた
蒸気やイオンが到達することができる。すなわち、基板
上の孔の側面はその全面が飛び込んでくる蒸気やイオン
にさらされていることになる。従って、基板上の孔の部
分の中にも均一な成膜ができる。
下の点蒸発源より広がって、かつ散乱すること無く基板
面に到着する。すなわち、成膜材料の蒸気やイオンは、
基板上の微小な孔の中の側面や底面にも到達することが
可能な角度をもって、途中で方向を変えること無く真っ
直ぐに飛行して基板面に到着する。また、基板は回転を
しているで、基板上の孔のどの側面にも、飛行してきた
蒸気やイオンが到達することができる。すなわち、基板
上の孔の側面はその全面が飛び込んでくる蒸気やイオン
にさらされていることになる。従って、基板上の孔の部
分の中にも均一な成膜ができる。
【００１５】
【実施例】以下、この発明の１実施例を図を参照して説
明する。図１はこの発明の概念を説明するための構成図
である。図１において、１はクラスタイオンビーム点蒸
発源であり、蒸着材料が充填されるルツボ１１と、ルツ
ボ１１を加熱する加熱用フィラメント１２と、ルツボ１
１中の蒸着材料を加熱することにより発生する蒸気を噴
出してそれをクラスタ１５とするノズル１３と、加熱用
フィラメント１２の熱を遮る熱シールド板１４と、ノズ
ル１３より噴出したクラスタ１５をイオン化するイオン
化フィラメント１６と、イオン化フィラメント１６の熱
を遮る熱シールド板１７と、イオン化されたクラスタ１
５を加速して基板２に照射する加速電極１８とから構成
されている。このクラスタイオンビーム蒸着装置が、図
１４に示す従来のクラスタイオンビーム蒸着装置と異な
るのは、基板２の回転中心の直下ではなく基板２の端部
の直下、もしくはそこより外側に配置されていることで
あり、他は図１４に示す従来のクラスタクラスタイオン
ビーム蒸着装置と同様である。なお、基板２の端部の直
下とは、基板２の有効領域の最外周の直下の領域のこと
である。
明する。図１はこの発明の概念を説明するための構成図
である。図１において、１はクラスタイオンビーム点蒸
発源であり、蒸着材料が充填されるルツボ１１と、ルツ
ボ１１を加熱する加熱用フィラメント１２と、ルツボ１
１中の蒸着材料を加熱することにより発生する蒸気を噴
出してそれをクラスタ１５とするノズル１３と、加熱用
フィラメント１２の熱を遮る熱シールド板１４と、ノズ
ル１３より噴出したクラスタ１５をイオン化するイオン
化フィラメント１６と、イオン化フィラメント１６の熱
を遮る熱シールド板１７と、イオン化されたクラスタ１
５を加速して基板２に照射する加速電極１８とから構成
されている。このクラスタイオンビーム蒸着装置が、図
１４に示す従来のクラスタイオンビーム蒸着装置と異な
るのは、基板２の回転中心の直下ではなく基板２の端部
の直下、もしくはそこより外側に配置されていることで
あり、他は図１４に示す従来のクラスタクラスタイオン
ビーム蒸着装置と同様である。なお、基板２の端部の直
下とは、基板２の有効領域の最外周の直下の領域のこと
である。
【００１６】図１４に示す従来の装置のように、基板２
の中心軸（回転軸）の直下におかれたクラスタイオンビ
ーム点蒸発源１４０からの成膜では、セルフシャドーリ
ング効果によってコンタクトホールのＢの部分の穴埋め
および被覆性が悪くなる。ところが、図１に示すよう
に、クラスタイオンビーム点蒸発源１が基板２の端部直
下より外側にあると、コンタクトホールのＡの部分の被
膜性が良いことが判る。ここで、基板２を１８０℃回転
させていくと、今度はいままで成膜されなかったＢ部分
の被膜性が良くなる。すなわち、図１に示すように基板
２とクラスタイオンビーム点蒸発源１を配置して基板２
を回転させて成膜を行うと、コンタクトホール内のどの
部分にも均一に成膜されるようになる。
の中心軸（回転軸）の直下におかれたクラスタイオンビ
ーム点蒸発源１４０からの成膜では、セルフシャドーリ
ング効果によってコンタクトホールのＢの部分の穴埋め
および被覆性が悪くなる。ところが、図１に示すよう
に、クラスタイオンビーム点蒸発源１が基板２の端部直
下より外側にあると、コンタクトホールのＡの部分の被
膜性が良いことが判る。ここで、基板２を１８０℃回転
させていくと、今度はいままで成膜されなかったＢ部分
の被膜性が良くなる。すなわち、図１に示すように基板
２とクラスタイオンビーム点蒸発源１を配置して基板２
を回転させて成膜を行うと、コンタクトホール内のどの
部分にも均一に成膜されるようになる。
【００１７】ここで、蒸着する基板２とそのコンタクト
ホールとクラスタイオンビーム点蒸発源１との位置関係
と、基板２およびコンタクトホールの大きさとの関係に
ついて説明する。基板２の半径をｄ、基板２上のコンタ
クトホールの直径をａ，深さをｂ、基板２の回転中心軸
とクラスタイオンビーム点蒸発源１との距離をＤ、基板
２の表面面の延長面とクラスタイオンビーム点蒸発源１
（ノズル１３）との距離をＬとする。ここで、この実施
例１は、ｄ＝Ｄであり、Ｌ≧ｄ×（ｂ／ａ）もしくはｄ
≦Ｌ（ａ／ｂ）の場合であり、すなわち、基板２とクラ
スタイオンビーム点蒸発源１とが充分はなれている場合
である。この場合、クラスタイオンビーム点蒸発源１の
位置は、ｄ≦Ｄ≦Ｌ×（ａ／ｂ）の関係を満たしている
必要があり、基板２が大きくなれば距離Ｌを大きくし、
コンタクトホールのアスペクト比（ｂ／ａ）が大きい場
合は、距離Ｄは余り大きくできない。
ホールとクラスタイオンビーム点蒸発源１との位置関係
と、基板２およびコンタクトホールの大きさとの関係に
ついて説明する。基板２の半径をｄ、基板２上のコンタ
クトホールの直径をａ，深さをｂ、基板２の回転中心軸
とクラスタイオンビーム点蒸発源１との距離をＤ、基板
２の表面面の延長面とクラスタイオンビーム点蒸発源１
（ノズル１３）との距離をＬとする。ここで、この実施
例１は、ｄ＝Ｄであり、Ｌ≧ｄ×（ｂ／ａ）もしくはｄ
≦Ｌ（ａ／ｂ）の場合であり、すなわち、基板２とクラ
スタイオンビーム点蒸発源１とが充分はなれている場合
である。この場合、クラスタイオンビーム点蒸発源１の
位置は、ｄ≦Ｄ≦Ｌ×（ａ／ｂ）の関係を満たしている
必要があり、基板２が大きくなれば距離Ｌを大きくし、
コンタクトホールのアスペクト比（ｂ／ａ）が大きい場
合は、距離Ｄは余り大きくできない。
【００１８】ところで、図１において、基板２とクラス
タイオンビーム蒸発源１とが近すぎると、すなわち、Ｌ
＜ｄ×（ｂ／ａ）もしくはｄ＞（ａ／ｂ）の場合、コン
タクトホール側面には成膜ができるが、コンタクトホー
ルの底の中心部分に成膜ができなくなってきてしまう。
そこで、実施例１のクラスタークラスタイオンビーム蒸
着装置において、蒸着をする基板２の端部直下もしくは
そこより外側にクラスタイオンビーム点蒸発源１を配置
するだけでなく、基板２の端部直下より内側にもクラス
タイオンビーム点蒸発源１を配置する。これにより、上
記のように基板２とクラスタイオンビーム点蒸発源１と
の距離がとれない場合などでも、基板２上のコンタクト
ホール内の全域にわたって均一に成膜ができるようにな
る。
タイオンビーム蒸発源１とが近すぎると、すなわち、Ｌ
＜ｄ×（ｂ／ａ）もしくはｄ＞（ａ／ｂ）の場合、コン
タクトホール側面には成膜ができるが、コンタクトホー
ルの底の中心部分に成膜ができなくなってきてしまう。
そこで、実施例１のクラスタークラスタイオンビーム蒸
着装置において、蒸着をする基板２の端部直下もしくは
そこより外側にクラスタイオンビーム点蒸発源１を配置
するだけでなく、基板２の端部直下より内側にもクラス
タイオンビーム点蒸発源１を配置する。これにより、上
記のように基板２とクラスタイオンビーム点蒸発源１と
の距離がとれない場合などでも、基板２上のコンタクト
ホール内の全域にわたって均一に成膜ができるようにな
る。
【００１９】次に、この発明のより具体的な実施例を図
を参照して説明する。図２は、クラスタイオンビーム点
蒸発源を蒸着をする基板端部直下に６個配置した状態を
示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。図２（ａ）に
おいて、２は配線膜が形成される基板、３は基板２の基
板回転手段、２０は基板２端部の直下に配置されたクラ
スタイオンビーム点蒸発源であり、６個配置されてい
る。このクラスタイオンビーム点蒸発源２０は、アルミ
ニウムを蒸着させる２個と、銅を蒸発させる２個と、チ
タンを蒸発させる２個とからなる。これにより、アルミ
ニウムの銅とチタンとからなる合金が基板２のコンタク
トホールに均一に成膜される。また点蒸発源の数を増や
したため高速蒸着が可能で、また膜厚分布がより均一に
なる。また、図３に示すように、６個のクラスタイオン
ビーム点蒸発源３０を、基板２の端部直下より外側に配
置するようにしても良い。ところで、前述したように、
蒸着しようとする基板と点蒸発源とが近い場合は、図４
に示すように、６個のクラスタイオンビーム点蒸発源２
０を基板２の直下の領域に配置し、それに加えて基板２
の端面直下と基板２の回転中心直下との間の領域にクラ
スタビーム点蒸発源４０を配置する。
を参照して説明する。図２は、クラスタイオンビーム点
蒸発源を蒸着をする基板端部直下に６個配置した状態を
示す平面図（ａ）と側面図（ｂ）である。図２（ａ）に
おいて、２は配線膜が形成される基板、３は基板２の基
板回転手段、２０は基板２端部の直下に配置されたクラ
スタイオンビーム点蒸発源であり、６個配置されてい
る。このクラスタイオンビーム点蒸発源２０は、アルミ
ニウムを蒸着させる２個と、銅を蒸発させる２個と、チ
タンを蒸発させる２個とからなる。これにより、アルミ
ニウムの銅とチタンとからなる合金が基板２のコンタク
トホールに均一に成膜される。また点蒸発源の数を増や
したため高速蒸着が可能で、また膜厚分布がより均一に
なる。また、図３に示すように、６個のクラスタイオン
ビーム点蒸発源３０を、基板２の端部直下より外側に配
置するようにしても良い。ところで、前述したように、
蒸着しようとする基板と点蒸発源とが近い場合は、図４
に示すように、６個のクラスタイオンビーム点蒸発源２
０を基板２の直下の領域に配置し、それに加えて基板２
の端面直下と基板２の回転中心直下との間の領域にクラ
スタビーム点蒸発源４０を配置する。
【００２０】なお、点蒸発源の配置位置は上記実施例に
限るものではなく、前述したコンタクトホールの大きさ
と、点蒸発源と基板との位置関係とが条件を満たしてい
れば、図５〜１１に示すようにクラスタイオンビーム点
蒸発源２０，３０，４０，５０を、上記の実施例を組み
合わせて配置しても良い。図５は、６個のクラスタイオ
ンビーム点蒸発源２０に加えて、基板２の回転中心直下
にクラスタイオンビーム点蒸発源５０を配置する例を示
したものである。図６は基板２の端部直下より外側に配
置する６個のクラスタイオンビーム点蒸発源３０に加
え、基板２の回転中心直下にクラスターイオンビーム蒸
発源５０を配置する例を示したものである。
限るものではなく、前述したコンタクトホールの大きさ
と、点蒸発源と基板との位置関係とが条件を満たしてい
れば、図５〜１１に示すようにクラスタイオンビーム点
蒸発源２０，３０，４０，５０を、上記の実施例を組み
合わせて配置しても良い。図５は、６個のクラスタイオ
ンビーム点蒸発源２０に加えて、基板２の回転中心直下
にクラスタイオンビーム点蒸発源５０を配置する例を示
したものである。図６は基板２の端部直下より外側に配
置する６個のクラスタイオンビーム点蒸発源３０に加
え、基板２の回転中心直下にクラスターイオンビーム蒸
発源５０を配置する例を示したものである。
【００２１】また、図７は、基板２の端部直下より外側
に配置する６個のクラスタイオンビーム蒸発源に加え、
基板２の端部直下と基板２の回転中心直下の間の領域に
クラスターイオンビーム点蒸発源４０を配置する例であ
る。図８は、基板２の端部直下に配置する６個のクラス
タビーム点蒸発源２０に加え、クラスターイオンビーム
点蒸発源４０を２個、クラスターイオンビーム点蒸発源
５０を１個配置する例である。図９は、クラスタイオン
ビーム点蒸発源３０を６個、クラスタイオンビーム点蒸
発源４０を１個、クラスタイオンビーム点蒸発源５０を
１個配置する例である。図１０は、クラスタイオンビー
ム点蒸発源３０を６個、クラスタイオンビーム点蒸発源
４０を１個、クラスタイオンビーム点蒸発源２０を２個
配置した例である。
に配置する６個のクラスタイオンビーム蒸発源に加え、
基板２の端部直下と基板２の回転中心直下の間の領域に
クラスターイオンビーム点蒸発源４０を配置する例であ
る。図８は、基板２の端部直下に配置する６個のクラス
タビーム点蒸発源２０に加え、クラスターイオンビーム
点蒸発源４０を２個、クラスターイオンビーム点蒸発源
５０を１個配置する例である。図９は、クラスタイオン
ビーム点蒸発源３０を６個、クラスタイオンビーム点蒸
発源４０を１個、クラスタイオンビーム点蒸発源５０を
１個配置する例である。図１０は、クラスタイオンビー
ム点蒸発源３０を６個、クラスタイオンビーム点蒸発源
４０を１個、クラスタイオンビーム点蒸発源２０を２個
配置した例である。
【００２２】また、図１１は複数個のクラスタイオンビ
ーム点蒸発源３０と、６個のクラスタイオンビーム点蒸
発源２０と、６個のクラスタイオンビーム点蒸発源４０
と、１個のクラスタイオンビーム点蒸発源５０とを配置
した例を示すものであり、クラスタイオンビーム点蒸発
源３０の位置は、基板２上のコンタクトホールのアスペ
クト比をα，基板２の表面の延長面とクラスタイオンビ
ーム点蒸発源３０との距離をＬ，基板２の回転中心軸と
クラスタイオンビーム点蒸発源３０との距離をＤとする
と、Ｄ≦Ｌ÷αの関係を満たしていれば良い。
ーム点蒸発源３０と、６個のクラスタイオンビーム点蒸
発源２０と、６個のクラスタイオンビーム点蒸発源４０
と、１個のクラスタイオンビーム点蒸発源５０とを配置
した例を示すものであり、クラスタイオンビーム点蒸発
源３０の位置は、基板２上のコンタクトホールのアスペ
クト比をα，基板２の表面の延長面とクラスタイオンビ
ーム点蒸発源３０との距離をＬ，基板２の回転中心軸と
クラスタイオンビーム点蒸発源３０との距離をＤとする
と、Ｄ≦Ｌ÷αの関係を満たしていれば良い。
【００２３】なお、蒸着する材料は上記実施例に示した
アルミニウム，銅，チタンからなる合金に限るものでは
なく、アルミニウムとシリコンなどの合金についても成
膜が可能である。また、上記実施例では基板を回転させ
ていたが、これに限るものではなく、点蒸発源が基板中
心部直下を中心に回転移動をするようにしても良い。
アルミニウム，銅，チタンからなる合金に限るものでは
なく、アルミニウムとシリコンなどの合金についても成
膜が可能である。また、上記実施例では基板を回転させ
ていたが、これに限るものではなく、点蒸発源が基板中
心部直下を中心に回転移動をするようにしても良い。
【００２４】
【発明の効果】以上説明したようにこの発明によれば、
アスペクト比の高い微小なコンタクトホールへの成膜に
おいても、コンタクトホール上部のエッジ部に集中して
膜が形成されたり、コンタクトホール底部は膜が薄い，
成膜できないと言うことがなく、アスペクト比の高い微
小なコンタクトホールの内部にも均一な成膜ができると
いう効果がある。
アスペクト比の高い微小なコンタクトホールへの成膜に
おいても、コンタクトホール上部のエッジ部に集中して
膜が形成されたり、コンタクトホール底部は膜が薄い，
成膜できないと言うことがなく、アスペクト比の高い微
小なコンタクトホールの内部にも均一な成膜ができると
いう効果がある。
【図１】この発明の１実施例であるクラスタイオンビー
ム蒸着装置の概念を示す構成図である。
ム蒸着装置の概念を示す構成図である。
【図２】この発明の実施例を示す点蒸発源側からみた平
面図と、側面図である。
面図と、側面図である。
【図３】この発明の実施例を示す点蒸発源側からみた平
面図と、側面図である。
面図と、側面図である。
【図４】この発明の実施例を示す点蒸発源側からみた平
面図と、側面図である。
面図と、側面図である。
【図５】この発明の実施例を示す点蒸発源側からみた平
面図と、側面図である。
面図と、側面図である。
【図６】この発明の実施例を示す点蒸発源側からみた平
面図と、側面図である。
面図と、側面図である。
【図７】この発明の実施例を示す点蒸発源側からみた平
面図と、側面図である。
面図と、側面図である。
【図８】この発明の実施例を示す点蒸発源側からみた平
面図と、側面図である。
面図と、側面図である。
【図９】この発明の実施例を示す点蒸発源側からみた平
面図と、側面図である。
面図と、側面図である。
【図１０】この発明の実施例を示す点蒸発源側からみた
平面図と、側面図である。
平面図と、側面図である。
【図１１】この発明の実施例を示す点蒸発源側からみた
平面図と、側面図である。
平面図と、側面図である。
【図１２】従来のマグネトロン型スパッタ装置を模式的
に示す概略構成図である。
に示す概略構成図である。
【図１３】従来のマグネトロン型スパッタ装置によっ
て、コンタクトホールに窒化チタンとアルミニウムをス
パッタ成膜した状態を示す断面である。
て、コンタクトホールに窒化チタンとアルミニウムをス
パッタ成膜した状態を示す断面である。
【図１４】従来のクラスタクラスタイオンビーム蒸着装
置を模式的に示す構成図である。
置を模式的に示す構成図である。
１ クラスタイオンビーム点蒸発源 ２ 基板 ３ 基板回転手段 １１ ルツボ １２ 加熱用フィラメント １３ ノズル １４，１７ 熱シールド板 １５ クラスタ １６ イオン化フィラメント １８ 加速電極
Claims (2)
- 【請求項１】 成膜する材料の蒸気やイオンなどを点状
の領域より吐出させる点蒸発源を用い、ここから噴出し
た物質を成膜しようとする基板に堆積させることで、前
記基板に前記材料からなる膜を形成する成膜装置におい
て、 前記基板の端部直下または直下より外側に前記点蒸発源
が配置され、 前記基板が回転するかもしくは前記点蒸発源が前記基板
の中心部を通る軸を中心とした円周上を回転することを
特徴とする成膜装置。 - 【請求項２】 請求項１記載の成膜装置において、 前記基板と点蒸発源とが所定距離より近い場合は、前記
点蒸発源が前記基板の端部直下より内側の領域にも配置
されることを特徴とする成膜装置。
Priority Applications (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4149419A JPH05339712A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 成膜装置 |
| KR1019930000136A KR0126457B1 (ko) | 1992-01-08 | 1993-01-07 | 집적회로, 그 제조방법 및 그 박막형성장치 |
| EP93100189A EP0551117A2 (en) | 1992-01-08 | 1993-01-07 | Large scale integrated circuit device and thin film forming method and apparatus for the same |
| US08/414,014 US5561326A (en) | 1992-01-08 | 1995-03-30 | Large scale integrated circuit device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP4149419A JPH05339712A (ja) | 1992-06-09 | 1992-06-09 | 成膜装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05339712A true JPH05339712A (ja) | 1993-12-21 |
Family
ID=15474705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP4149419A Pending JPH05339712A (ja) | 1992-01-08 | 1992-06-09 | 成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05339712A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017082341A (ja) * | 2011-12-22 | 2017-05-18 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 成膜方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55128579A (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-04 | Canon Inc | Vacuum deposition apparatus |
| JPS613873A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 六方晶金属冷延板の製造方法 |
-
1992
- 1992-06-09 JP JP4149419A patent/JPH05339712A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55128579A (en) * | 1979-03-26 | 1980-10-04 | Canon Inc | Vacuum deposition apparatus |
| JPS613873A (ja) * | 1984-06-15 | 1986-01-09 | Sumitomo Metal Ind Ltd | 六方晶金属冷延板の製造方法 |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2017082341A (ja) * | 2011-12-22 | 2017-05-18 | 株式会社半導体エネルギー研究所 | 成膜方法 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US5561326A (en) | Large scale integrated circuit device | |
| US4724060A (en) | Sputtering apparatus with film forming directivity | |
| JP3169151B2 (ja) | 薄膜形成装置 | |
| US5114556A (en) | Deposition apparatus and method for enhancing step coverage and planarization on semiconductor wafers | |
| US5705042A (en) | Electrically isolated collimator and method | |
| JPH07268622A (ja) | マイクロ波プラズマ付着源 | |
| JPH06220627A (ja) | 成膜装置 | |
| JPH10212573A (ja) | 均一な低粒子堆積を生成するイオン化ｐｖｄソース | |
| JPS63310965A (ja) | スパッタリング装置 | |
| JPH04371578A (ja) | マグネトロンスパッタリング装置 | |
| JPH11229132A (ja) | スパッタ成膜装置およびスパッタ成膜方法 | |
| EP0704878A1 (en) | Uniform film thickness deposition of sputtered materials | |
| JPS627852A (ja) | 薄膜形成方法 | |
| JP4164154B2 (ja) | イオン化スパッタリング装置 | |
| JP2008214709A (ja) | マグネトロンスパッタ装置 | |
| JP2003027225A (ja) | スパッタリングターゲットおよびスパッタリング装置 | |
| JP2001140066A (ja) | 薄膜形成方法及び形成装置 | |
| JPH02175864A (ja) | 薄膜形成装置およびこれを用いた薄膜形成方法 | |
| JP3025743B2 (ja) | 硬質炭素被膜形成装置 | |
| US5536381A (en) | Sputtering device | |
| WO2018008681A1 (ja) | 成膜装置、プラテンリング | |
| JPH10324966A (ja) | 真空蒸着装置及び真空蒸着法 | |
| JPH05320893A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH0794412A (ja) | 薄膜形成装置 | |
| JPH05326443A (ja) | 半導体配線膜及びそのバリア膜の製造方法並びに半導体配線膜及びそのバリア膜の製造装置 |