JPH07113169A - 薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 きわめて高いアスペクト比の微細コンタクト
ホールの底部に配線膜の穴埋めを行うことができるよう
にする。 【構成】 蒸発源２１を蒸着粒子１４が成膜用基板９へ
指向性をもって噴出される構成とした。蒸着粒子１４が
成膜用基板９の成膜面と略直交する方向に沿って飛行し
て成膜用基板９に到達する。したがって、きわめて高い
アスペクト比の微細コンタクトホールであっても、その
底部に配線膜の穴埋めを行うことができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ＬＳＩの超高集積化を
実現する上で重要な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
半導体配線膜を形成する際に用いる薄膜形成装置に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】ＬＳＩの集積化が進むにつれて、設計ル
ールは６４ＭビットＤＲＡＭ以降ではハーフミクロン以
下になってきた。また、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（深さに対する穴径の比）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
層高い信頼性が要求されている。従来では、この種の配
線を形成するに当たってマグネトロン型スパッタ法を用
いた薄膜形成装置を使用していたが、この装置では段差
被覆性を高めるにも限度があった。

【０００３】従来のマグネトロンが多スパッタ法を用い
た薄膜形成装置を図１１ないし図１３によって説明す
る。図１１はJournal of Vacuum Science and Technolo
gy A.Volume 3,No2,1985に示された従来のスパッタ型薄
膜形成装置を模式的に示す概略構成図、図１２は従来の
スパッタ型薄膜形成装置によって薄膜を形成している状
態を示す構成図、図１３は従来のスパッタ型薄膜形成装
置によってコンタクトホールにアルミニウムを蒸着した
状態を示す断面図で、同図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ものである。

【０００４】これらの図において、１は真空槽で、この
真空槽１は、排気装置２およびガス導入装置３に連通さ
れており、その内部にターゲットホルダ４および基板ホ
ルダ５が設けられている。前記ターゲットホルダ４は内
部に磁石６が収納され、蒸着粒子を発生させる蒸発源と
なるターゲット７が取付けられている。このターゲット
７はチタン等の蒸着材料によって形成されている。この
ターゲット７の近傍に設けられた符号８で示すものはシ
ャッターである。また、前記基板ホルダ５は、成膜用の
基板９を保持すると共に、基板９の主面と直交する軸回
りに回転させる構造になっている。

【０００５】このように構成された従来の薄膜形成装置
によって基板９に薄膜を形成するには、先ず真空槽１内
を排気装置２によって減圧させ、所定圧力に達した後に
アルゴンガス導入装置３によって真空槽１内に窒素ガス
およびアルゴン等のガスを導入する。そして、基板９に
直流もしくは高周波電圧を印加する。

【０００６】このようにすると、ターゲット７と基板９
との間にプラズマが形成される。このとき、ターゲット
ホルダ４内の磁石６は、プラズマ中の電子を螺旋回転さ
せて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、シャッター８が開いている状態ではターゲット７に
衝突してターゲット材料をスパッタする。そして、基板
９上に窒素ガス雰囲気中でチタン蒸着材料が付着し、窒
化チタン配線用バリア膜が形成されることになる。

【０００７】次に、基板９に図１２および図１３に示す
ようにコンタクトホール１０が形成されている場合につ
いて説明する。図に示すコンタクトホール１０は穴径が
約０．５μｍ、深さ寸法が約２μｍでアスペクト比が約
４のものである。図１２では理解しやすいようにコンタ
クトホール１０を誇張して描いてある。また、図１３に
おいて符号１１、１２、１３はそれぞれチタン、窒化チ
タンおよびアルミニウム合金によって蒸着形成された配
線密着層、配線バリア層および配線層である。

【０００８】図１２に示すようにプラズマが形成されて
ターゲット７から蒸着粒子１４がスパッタされると、こ
の蒸着粒子１４は、真空槽１に導入されたガス圧ではガ
ス粒子と衝突を繰り返しランダムな方向へ散乱される。
このように散乱された蒸着粒子１１は直進性が低いので
微細なコンタクトホール１０には入り難い。すなわち、
図１３に示すように、コンタクトホール１０の孔壁面お
よび底面は、コンタクトホール１０の開口縁部に薄膜が
オーバーハングするように成長して影になる関係から、
コンタクトホール以外の平坦部に較べて膜厚が薄くなっ
てしまう。

【０００９】このため、コンタクトホール１０での穴埋
めおよび段差被覆性は低くなる。従来のマグネトロン型
スパッタ法を用いた薄膜形成装置では、このような不具
合を解決するために図１４に示すように基板９の前方に
コリメータを配置したものもある。

【００１０】図１４は成膜用基板の前方にコリメータが
配置された従来のスパッタ型薄膜形成装置の一部を拡大
して示す構成図で、同図において前記図１１ないし図１
３で説明したものと同一もしくは同等部材については、
同一符号を付し詳細な説明は省略する。図１４に示した
手法はコリメーションスパッタ法と呼ばれるもので、同
図において１５はハニカム状の多孔板である。この多孔
板１５は、基板９の主面と平行な仕切り１６によって正
面視ハニカム状に形成され、蒸着粒子用通路１７が多数
形成されており、ターゲット７と基板９との間に配置さ
れている。

【００１１】この多孔板１５を用いると、蒸着粒子用通
路１７にターゲット７側から進入した蒸着粒子１４のう
ち直進性が低いものは仕切り１６の壁面に付着すること
になる。このため、基板９へは直進性の高い蒸着粒子１
４のみが付着することになるので、図１１および図１２
で示した装置よりは多少穴埋めおよび段差被覆性が高く
なる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上述したよ
うにコリメーションスパッタ法によって超ＬＳＩの微細
配線膜を形成したとしても、コンタクトホール１０のア
スペクト比が５以上になるような場合では段差被覆でき
なくなったり、底部に配線用バリア膜の穴埋めができな
くなるという問題があった。これを図１５によって説明
する。

【００１３】図１５は各成膜法によるボトムカバレッジ
率（基板の表面膜厚に対するコンタクトの底部に蒸着さ
れる膜厚の比）のアスペクト比依存性を示すグラフであ
る。同図に示したように、スパッタ法ではアスペクト比
が３以上になるとボトムカバレッジ率が１０％以下とな
り、段差被覆性は限界になる。また、コリメーションス
パッタ法はアスペクト比が４以上になるとボトムカバレ
ッジ率が１０％以下となっている。これに対してイオン
ビーム法はアスペクト比が５の場合でもボトムカバレッ
ジ率は５０％程度ある。

【００１４】従来では、アスペクト比が１０以上の細い
穴に対応できる薄膜形成装置あるいは、アスペクト比５
以上の穴に１００％程度の段差被覆性が得られる薄膜形
成装置が要請されていた。

【００１５】本発明は、以上のような問題点を解決する
ためになされたもので、きわめて高いアスペクト比の微
細コンタクトホールの底部に配線膜の穴埋めを行うこと
のできる薄膜形成装置を得ることを目的とする。

【００１６】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る薄膜形
成装置は、成膜用粒子が放出される蒸発源を成膜用粒子
が成膜用基板へ指向性をもって噴出される構成としたも
のである。

【００１７】第２の発明に係る薄膜形成装置は、蒸発源
と成膜用基板との間に配置されるコリメータを、前記基
板の成膜面に対して直交する方向に延びる面を有する筒
体を粒子流の中心部を中心として同軸上に多数配置して
形成し、各筒体の間に粒子通路を設けたものである。

【００１８】第３の発明に係る薄膜形成装置は、蒸発源
と成膜用基板との間に配置されるコリメータを、その主
面が成膜用基板の成膜面に対して直交する板材を粒子流
の中心部を中心として放射状に多数配置して形成し、各
板材の間に粒子通路を設けたものである。

【００１９】第４の発明に係る薄膜形成装置は、蒸発源
と成膜用基板との間に配置されるコリメータの粒子通路
形成用仕切りを、粒子流の中心部に外側部より多く設け
たものである。

【００２０】第５の発明に係る薄膜形成装置は、前記第
２ないし第４の発明に係る薄膜形成装置のうちいずれか
一つにおいて、蒸発源を成膜用粒子が成膜用基板へ指向
性をもって噴出される構成としたものである。

【００２１】

【作用】第１〜第３および第５の発明によれば、成膜用
粒子が成膜用基板の成膜面と略直交する方向に沿って飛
行して成膜用基板に到達する。

【００２２】第４の発明によれば、粒子流における比較
的粒子密度の高い部位により多くの仕切りが存在するよ
うになるので、成膜用基板に到達する成膜用粒子の分布
は基板の全域にわたって略均一になる。

【００２３】

【実施例】

実施例１．以下、本発明の実施例を図によって詳細に説
明する。図１は第１の発明に係る薄膜形成装置の要部を
示す構成図である。同図において前記図１１ないし図１
４で説明したものと同一もしくは同等部材については、
同一符号を付し詳細な説明は省略する。

【００２４】図１において、符号２１は分子線エピタキ
シー（ＭＢＥ）装置によって構成された蒸発源である。
２２は蒸着する材料を充填したるつぼ、２３は前記るつ
ぼ２２を加熱するフィラメントである。この蒸発源２１
は、成膜用粒子としての蒸着粒子を１４を指向性をもっ
て噴出させるように構成されており、蒸着粒子１４の噴
出方向を成膜用基板９に向けた状態で不図示の真空槽に
支持固定されている。この真空槽は、不図示の排気装置
に連通されて所定の真空度に保持される構造のものが用
いられる。また、基板ホルダ５は、基板９を回転させる
と共に加熱することができるように構成されている。さ
らに、基板９としては例えば半導体ウエハである。

【００２５】なお、この蒸発源２１としては、イオン化
機構を有する分子線エピタキシー（ＭＢＥ）装置や、電
子ビーム（ＥＢ）型蒸発源、イオン化機構を有する電子
ビーム（ＥＢ）型蒸発源、イオンプレーティング装置、
クラスターイオンビーム（ＩＣＢ）装置等の蒸着粒子が
指向性をもって噴出されるものを採用することができ
る。

【００２６】次に動作について説明する。先ず、排気装
置によって真空槽を高真空に排気し、所定の真空度に保
持する。そして、この真空槽内に配置された基板９を基
板ホルダ５によって回転させると共に所定温度に加熱す
る。しかる後、蒸発源２１のフィラメント２３に通電し
てるつぼ２２を加熱し、この蒸発源２１から蒸気粒子１
４を噴出させる。

【００２７】蒸発源２１から噴出された蒸気粒子１４は
高真空中を基板９へ向けて進み、噴出方向前方に位置す
るコリメータ１５に入る。このとき、ほとんどの蒸気粒
子１４は高真空中を直進するが、一部は真空槽中の残留
ガス粒子、導入ガス粒子または他の蒸気粒子１４等と衝
突散乱しビームの直進性が低下する。この散乱して進行
方向が基板２に対して斜めになった蒸気粒子１４は、コ
リメータ１５に入ったときにその仕切り１６の壁面に付
着してこれにトラップされる。すなわち、コリメータ１
５を通過して基板９に到達する蒸気粒子１４はビームの
指向性が揃ったものだけとなる。

【００２８】したがって、このようにビームの指向性が
揃った蒸気粒子１４が基板９に到達して成膜されるた
め、きわめて細い穴でも埋め込みが可能になる。なお、
成膜工程中に真空槽内にガス導入手段（図示せず）によ
り酸素、窒素ガスもしくは酸素、窒素元素を含むガスを
導入して蒸着粒子１４と化合させて化合物薄膜を形成す
ることも可能である。

【００２９】実施例２．第２の発明を図２によって詳細
に説明する。図２は第２の発明の薄膜形成装置に使用す
るコリメータの斜視図である。本実施例では、前記図１
で示した薄膜形成装置のコリメータを図２に示すコリメ
ータに代えた場合について説明する。

【００３０】図２において、符号３１で示すコリメータ
は、径の異なる円筒体３１ａ〜３１ｅを同軸上に配置し
て形成されている。各円筒体３１ａ〜３１ｅは、内周面
および外周面が軸線方向と平行に形成されている。ま
た、各円筒体どうしの間隔は略一定になっている。３２
は各円筒体どうしを連結する薄板からなる連結板であ
る。すなわち、中央の円筒体３１ａの中空部と、各円筒
体どうしの間に粒子通路が形成されている。そして、こ
のように形成されたコリメータ３１は、軸心部を粒子流
の中心部に位置づけて真空槽に取付けられる。

【００３１】このコリメータ３１を使用して成膜を行う
場合、図１に示した蒸発源［分子線エピタキシー（ＭＢ
Ｅ）装置、イオン化機構を有する分子線エピタキシー
（ＥＭＢ）装置、電子ビーム（ＥＢ）型蒸発源、イオン
化機構を有する電子ビーム（ＥＢ）型蒸発源、イオンプ
レーティング装置、クラスターイオンビーム（ＩＣＢ）
装置等］からの直進性の高いビームは、軸対称であり、
蒸発源の中心軸から外側に広がりながら一部粒子どうし
の散乱を受けるため、本実施例の同心円状（軸対称）の
コリメータ３１を用いれば、粒子流の外側に散乱された
蒸着粒子のみをコリメータ３１に付着させてトラップす
ることができる。

【００３２】すなわち、基板へ向けて直進する蒸着粒子
はコリメータ３１を通過する。したがって、蒸発源の構
造に起因してビームの直進性が向上するばかりでなく、
コリメータ３１によって粒子流の外側へ向かう蒸気粒子
がトラップされてビームの指向性がさらに揃う関係か
ら、きわめて細い穴でも埋め込みが可能になる。

【００３３】また、本実施例のコリメータ３１を使用す
ると、コリメータ３１に付着する蒸着粒子が減少するた
め、コリメータ３１の交換周期を伸ばすことができる。
その上、コリメータ３１からの膜剥離によるダストも減
少する。

【００３４】実施例３．前記実施例２ではコリメータを
形成するに当たり円筒体を用いたが、図３に示すように
正面視４角形の筒体を用いることもできる。図３は第２
の発明の薄膜形成装置に使用するコリメータの他の実施
例を示す正面図である。同図に符号３３で示すコリメー
タは、開口寸法の異なる正面視４角形状の角筒３３ａ〜
３３ｅを同軸上に配置して形成されている。そして、各
各筒どうしの間に粒子通路が形成されている。なお、角
筒どうしは薄板からなる連結板３４によって連結されて
いる。このように形成しても前記実施例２と同等の効果
が得られる。

【００３５】実施例４．また、コリメータとしては図４
に示すように正面視８角形の筒体を用いることもでき
る。図４は第２の発明の薄膜形成装置に使用するコリメ
ータの他の実施例を示す斜視図である。同図に符号３５
で示すコリメータは、開口寸法の異なる正面視正８角形
状の筒体３５ａ〜３５ｄを同軸上に配置して形成されて
いる。そして、各筒体の頂部どうしがこのコリメータ３
５の中心から放射状に延びる薄板からなる連結板３６に
よって連結されている。

【００３６】このように形成されたコリメータ３５を図
１に示した薄膜形成装置に使用すると、粒子流からなる
ビームの外側に散乱された蒸着粒子の他に、ビームの周
方向に沿うように散乱された蒸着粒子をも付着させてト
ラップすることができる。このため、より一層ビームの
直進性が向上する。なお、複数の筒体を同軸上に配置し
てコリメータを形成する場合、筒体の正面形状（角の数
や連結板の位置等）は前記実施例に限定されることはな
く、適宜変更することができる。

【００３７】実施例５．第３の発明を図５によって詳細
に説明する。図５は第３の発明の薄膜形成装置に使用す
るコリメータの斜視図である。本実施例では、前記図１
で示した薄膜形成装置のコリメータを図５に示すコリメ
ータに代えた場合について説明する。

【００３８】図５に符号４１で示すコリメータは、円筒
体４２の内方に薄板からなる仕切板４３を多数配置して
形成されている。仕切板４３は、その主面が不図示の成
膜用基板の成膜面に対して直交するように形成されてお
り、円筒体４２の中心から放射状に延ばされて延設端が
円筒体４２に連結されている。このように形成されたコ
リメータ４１では、円筒体４２と仕切板４３とによって
囲まれた空間が粒子通路になる。そして、このコリメー
タ４１は、円筒体４２の中心を粒子流からなるビームの
中心部に位置づけて真空槽に取付けられる。

【００３９】次に動作について説明する。図１に示した
薄膜形成装置の蒸発源からの直進性の高いビームは、軸
対称であり、蒸発源の中心軸から外側に広がりながら一
部粒子同士の散乱を受ける。そして、図５に示したコリ
メータ４１に蒸着粒子が入ると、粒子流からなるビーム
の円周方向に沿う方向に散乱された蒸着粒子のみが仕切
板４３に付着してこれによりトラップされる。

【００４０】すなわち、基板へ向けて直進する蒸着粒子
はコリメー４１を通過する。したがって、蒸発源の構造
に起因してビームの直進性が向上するばかりでなく、粒
子流の円周方向に沿う方向へ向かう蒸気粒子がコリメー
タ４１によってトラップされてビームの指向性がさらに
揃う関係から、きわめて細い穴でも埋め込みが可能にな
る。

【００４１】実施例６．上述したようにビームの中心部
から放射状に仕切板を設けてコリメータを形成するに当
たっては、図６に示したように中心部に円筒体を設けて
もよい。図６は第３の発明の薄膜形成装置に使用するコ
リメータの他の実施例を示す斜視図である。同図におい
て前記図５で説明したものと同一もしくは同等部材につ
いては、同一符号を付し詳細な説明は省略する。

【００４２】図６中に符号４４で示すコリメータは、中
心部に径の異なる円筒体４４ａ，４４ｂが同軸上に設け
られている。そして、中央の円筒体４４ａの中空部と、
両円筒体どうしの間の空間とにも粒子通路が形成されて
いる。

【００４３】このように構成されたコリメータ４４を使
用すると、粒子流からなるビームの円周方向に沿う方向
へ散乱された蒸着粒子の他に、ビームの外側へ散乱され
た蒸着粒子もトラップされる。このため、ビームの直進
性をより一層向上させることができる。

【００４４】実施例７．第４の発明に係る薄膜形成装置
を図７によって詳細に説明する。図７は第４の発明の薄
膜形成装置に使用するコリメータの斜視図である。本実
施例では、前記図１で示した薄膜形成装置のコリメータ
を図７に示すコリメータに代えた場合について説明す
る。

【００４５】図７に符号５１で示すコリメータは、径の
異なる円筒体５１ａ〜５１ｅを同軸上に配置すると共
に、中心に近くなるほど隣り合う筒体どうしの間隔が狭
くなるようにして形成されている。各円筒体５１ａ〜５
１ｅは、内周面および外周面が軸線方向と平行に形成さ
れている。５２は各円筒体どうしを連結する薄板からな
る連結板である。すなわち、中央の円筒体５１ａの中空
部と、各円筒体どうしの間に粒子通路が形成されてい
る。

【００４６】そして、このように形成されたコリメータ
５１は、軸心部を粒子流の中心部に位置づけて真空槽に
取付けられる。このように構成すると、コリメータ５１
における粒子通路形成用仕切り（円筒体５１ａ〜５１ｅ
および連結板５２）が粒子流からなるビームの中心部に
外側部より多く配置されることになる。

【００４７】次に動作について説明する。図１に示した
薄膜形成装置の蒸発源からの直進性の高いビームは、軸
対称であり、しかも中心に近いほど蒸着粒子密度が高い
ため、粒子流中に本実施例のコリメータ５１を配置する
ことによって、成膜用基板に形成される薄膜の厚みが基
板全域にわたって略均一になる。これは、ビームの中心
部を流れる蒸着粒子がその部分に多く配置された仕切り
に付着して減少し、ビームの実質的な蒸着粒子密度が中
心部と外周部とで略等しくなるからである。このコリメ
ータ５１によってビームの直進性が向上するのは、図２
に示した実施例の場合と同じである。

【００４８】したがって、このようにコリメータ５１を
構成すると、ビームの指向性がより一層向上してきわめ
て細い穴でも埋め込みが可能になると共に、基板の中心
部と外側部とで膜厚が等しくなる。

【００４９】実施例８．前記図７に示した例では円筒体
によってコリメータを形成したが、図８に示すように角
筒体によって形成することもできる。図８は第４の発明
の薄膜形成装置に使用するコリメータの他の実施例を示
す正面図である。

【００５０】図８中に符号５３で示すコリメータは、開
口寸法の異なる正面視４角形状の角筒体５３ａ〜５３ｇ
を同軸上に配置すると共に、中心に近くなるほど配置が
密になるようにして形成されている。５４は各角筒体ど
うしを連結するための薄板からなる連結板である。すな
わち、中央の角筒体５３ａの中空部と、各角筒体どうし
の間に粒子通路が形成されている。このようにコリメー
タ５３を構成しても粒子通路形成用仕切りが粒子流から
なるビームの中心部に外側部より多く配置されるから、
前記実施例７と同等の効果が得られる。

【００５１】実施例９．また、第４の発明の薄膜形成装
置に使用するコリメータは図９に示すように形成するこ
ともできる。図９は第４の発明の薄膜形成装置に使用す
るコリメータの他の実施例を示す正面図である。

【００５２】同図中に符号５５で示すコリメータは、開
口寸法の異なる正面視４角形状の角筒体５５ａ〜５５ｃ
を同軸上に配置すると共に、中央の角筒体５５ａの内方
にさらに開口寸法の小さな角筒体５６を多数配置して形
成されている。５７は薄板からなる連結板である。

【００５３】このようにコリメータ５５を構成しても粒
子通路形成用仕切りが粒子流からなるビームの中心部に
外側部より多く配置されるから、前記実施例７と同等の
効果が得られる。

【００５４】実施例１０．さらに、第４の発明の薄膜形
成装置に使用するコリメータは図１０に示すように形成
することもできる。図１０は第４の発明の薄膜形成装置
に使用するコリメータの他の実施例を示す斜視図であ
る。

【００５５】同図中に符号５８で示すコリメータは、肉
厚のある平板５９に開口径の異なる正面視円形の穴６
０，６１を多数穿設して形成されている。開口径が大き
い方の穴６０は平板５９の外側部に形成され、開口径が
小さい方の穴６１は平板５９の中央部に形成されてい
る。すなわち、これらの穴６０，６１内が粒子通路とな
り、平板５９における穴６０，６１どうしの間となる部
分によって粒子通路形成用仕切りが構成される。

【００５６】このようにコリメータ５８を構成しても粒
子通路形成用仕切りが粒子流からなるビームの中心部に
外側部より多く配置されるから、前記実施例７と同等の
効果が得られる。なお、図１０では構造を理解し易いよ
うに穴どうしの間隔を広くして描いてある。実際には、
通路断面積を大きく確保するために粒子通路形成用仕切
りとなる部分は図１０より薄く形成することが望まし
い。

【００５７】また、前記実施例１〜実施例１０によって
説明したように蒸着粒子の噴出方向に指向性をもたせた
蒸発源２１と、コリメータ１５，３１，３３，３５，４
１，４４，５１，５３，５５，５８とを用いた薄膜形成
装置を使用した場合、図１５中にコリメーションイオン
ビーム法として示したように、アスペクト比が７であっ
てボトムカバレッジ率は８０％以上になった。このこと
からも、きわめて細い穴でも埋め込みが可能になること
が分かる。

【００５８】実施例１１．なお、上述した各実施例では
図２〜図１０に示したコリメータを図１に示した薄膜形
成装置に流用した例について説明したが、図１４に示し
た薄膜形成装置のコリメータに代えて用いることもでき
る。このようにしてもビームの直進性をより一層向上さ
せることができるので、前記実施例と同等の効果が得ら
れる。

【００５９】

【発明の効果】以上説明したように第１の発明に係る薄
膜形成装置は、成膜用粒子が放出される蒸発源を成膜用
粒子が成膜用基板へ指向性をもって噴出される構成とし
たものであり、第２の発明に係る薄膜形成装置は、蒸発
源と成膜用基板との間に配置されるコリメータを、前記
基板の成膜面に対して直交する方向に延びる面を有する
筒体を粒子流の中心部を中心として同軸上に多数配置し
て形成し、各筒体の間に粒子通路を設けたものであり、
第３の発明に係る薄膜形成装置は、蒸発源と成膜用基板
との間に配置されるコリメータを、その主面が成膜用基
板の成膜面に対して直交する板材を粒子流の中心部を中
心として放射状に多数配置して形成し、各板材の間に粒
子通路を設けたものであるため、成膜用粒子が成膜用基
板の成膜面と略直交する方向に沿って飛行して成膜用基
板に到達する。

【００６０】したがって、きわめて高いアスペクト比の
微細コンタクトホールであっても、その底部に配線膜の
穴埋めを行うことができる。

【００６１】第４の発明に係る薄膜形成装置は、蒸発源
と成膜用基板との間に配置されるコリメータの粒子通路
形成用仕切りを、粒子流の中心部に外側部より多く設け
たため、粒子流における比較的粒子密度の高い部位によ
り多くの仕切りが存在するようになるので、成膜用基板
に到達する成膜用粒子の分布は基板の全域にわたって略
均一になる。

【００６２】したがって、成膜用基板に形成される薄膜
は基板の全域にわたって略均一になるから、高品質な薄
膜を形成することができる。

【００６３】第５の発明に係る薄膜形成装置は、前記第
２〜第４の発明に係る薄膜形成装置のうちいずれか一つ
において、蒸発源を成膜用粒子が成膜用基板へ指向性を
もって噴出される構成としたため、コリメータに入る成
膜用粒子の直進性が向上することになるから、微細コン
タクトホールをより一層確実に穴埋めすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明に係る薄膜形成装置の要部を示す構
成図である。

【図２】第２の発明の薄膜形成装置に使用するコリメー
タの斜視図である。

【図３】第２の発明の薄膜形成装置に使用するコリメー
タの他の実施例を示す正面図である。

【図４】第２の発明の薄膜形成装置に使用するコリメー
タの他の実施例を示す斜視図である。

【図５】第３の発明の薄膜形成装置に使用するコリメー
タの斜視図である。

【図６】第３の発明の薄膜形成装置に使用するコリメー
タの他の実施例を示す斜視図である。

【図７】第４の発明の薄膜形成装置に使用するコリメー
タの斜視図である。

【図８】第４の発明の薄膜形成装置に使用するコリメー
タの他の実施例を示す正面図である。

【図９】第４の発明の薄膜形成装置に使用するコリメー
タの他の実施例を示す正面図である。

【図１０】第４の発明の薄膜形成装置に使用するコリメ
ータの他の実施例を示す斜視図である。

【図１１】従来のスパッタ型薄膜形成装置を模式的に示
す概略構成図である。

【図１２】従来のスパッタ型薄膜形成装置によって薄膜
を形成している状態を示す構成図である。

【図１３】従来のスパッタ型薄膜形成装置によってコン
タクトホールにアルミニウムを蒸着した状態を示す断面
図である。

【図１４】成膜用基板の前方にコリメータが配置された
従来のスパッタ型薄膜形成装置の一部を拡大して示す構
成図である。

【図１５】各成膜法によるボトムカバレッジ率のアスペ
クト比依存性を示すグラフである。

【符号の説明】

９ 成膜用基板 １４ 蒸着粒子 １５ コリメータ ２１ 蒸発源 ３１ コリメータ ３３ コリメータ ３５ コリメータ ４１ コリメータ ４４ コリメータ ５１ コリメータ ５３ コリメータ ５５ コリメータ ５８ コリメータ

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸発源から放出された成膜用粒子をコリ
   メータに通し、成膜用基板の成膜面に対して略直交する
   方向にのみ流す薄膜形成装置において、前記蒸発源を成
   膜用粒子が成膜用基板へ指向性をもって噴出される構成
   としたことを特徴とする薄膜形成装置。
2. 【請求項２】 蒸発源から放出された成膜用粒子をコリ
   メータに通し、成膜用基板の成膜面に対して略直交する
   方向にのみ流す薄膜形成装置において、前記コリメータ
   を、成膜用基板の成膜面に対して直交する方向に延びる
   面を有する筒体を粒子流の中心部を中心として同軸上に
   多数配置して形成し、各筒体の間に粒子通路を設けたこ
   とを特徴とする薄膜形成装置。
3. 【請求項３】 蒸発源から放出された成膜用粒子をコリ
   メータに通し、成膜用基板の成膜面に対して略直交する
   方向にのみ流す薄膜形成装置において、前記コリメータ
   を、その主面が成膜用基板の成膜面に対して直交する板
   材を粒子流の中心部を中心として放射状に多数配置して
   形成し、各板材の間に粒子通路を設けたことを特徴とす
   る薄膜形成装置。
4. 【請求項４】 蒸発源から放出された成膜用粒子をコリ
   メータに通し、成膜用基板の成膜面に対して略直交する
   方向にのみ流す薄膜形成装置において、前記コリメータ
   の粒子通路形成用仕切りを、粒子流の中心部に外側部よ
   り多く設けたことを特徴とする薄膜形成装置。
5. 【請求項５】 請求項２ないし請求項４記載の薄膜形成
   装置のうちいずれか一つにおいて、蒸発源を成膜用粒子
   が成膜用基板へ指向性をもって噴出される構成としたこ
   とを特徴とする薄膜形成装置。