JPH09213634A

JPH09213634A - 薄膜成膜方法、半導体装置の製造方法及び薄膜成膜装置

Info

Publication number: JPH09213634A
Application number: JP4044096A
Authority: JP
Inventors: Hiroshi Yamada; 博山田
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1996-02-02
Filing date: 1996-02-02
Publication date: 1997-08-15

Abstract

(57)【要約】【課題】基体よりも小さな薄膜原料源を使用することを
可能とし、複雑な構造を有する薄膜成膜装置を使用する
ことなく、従来の薄膜成膜装置よりも小さなチャンバー
容積でよく、場合によっては、基体の大きさよりも狭い
空間領域で均一な磁場を保持しながらプラズマを発生さ
せるだけでよく、特殊な形状の薄膜原料源が不要である
薄膜成膜方法を提供する。【解決手段】薄膜成膜方法は、物理的気相成長法にて生
成させられた薄膜原料粒子を基体２０に照射して、基体
２０に薄膜を成膜する薄膜成膜方法であって、薄膜原料
粒子を基体２０の一部の領域に照射しつつ、薄膜原料粒
子の流れの空間位置と基体２０とを相対的に移動させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、物理的気相成長法
にて生成させられた薄膜原料粒子を基体に照射して基体
に薄膜を成膜する薄膜成膜方法、及びかかる薄膜成膜方
法を適用した半導体装置の製造方法、並びにかかる薄膜
成膜方法の実施に適した薄膜成膜装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば半導体装置を製造するためには、
その製造工程において各種の薄膜を成膜する必要があ
る。成膜方法としては、化学的気相成長法（ＣＶＤ法）
や、物理的に所望する薄膜の成分を含んだ粒子を噴霧あ
るいは照射する方法を挙げることができる。後者の方法
の内、真空蒸着法やスパッタ法、イオンプレーティング
法等の物理的に薄膜原料粒子を基体の表面に照射するＰ
ＶＤ（Physical Vapor Deposition）法を用いて半導体
装置を製造する場合、従来、薄膜成膜装置のチャンバー
内に基体に相当するシリコンウエハを複数枚並べて同時
に成膜するバッチ方式が採用されていた。

【０００３】ところで、半導体装置の高集積化、微細
化、シリコンウエハの大径化に伴い、シリコンウエハ面
内の膜厚や膜質の均一性の向上、シリコンウエハ毎の膜
厚や膜質の均一性の向上が重要な課題となっている。然
るに、バッチ方式ではシリコンウエハ毎の膜厚や膜質の
均一性が得られず、今日では、チャンバー内でシリコン
ウエハ１枚毎に成膜を行う枚葉方式が主流になってい
る。

【０００４】図１１に、従来のスパッタ装置の構成を示
す。真空に引かれたチャンバー１１内に、不活性ガスあ
るいは成膜すべき薄膜に応じてＮ₂、Ｏ₂等の反応性ガス
を、ガス導入部１２から導入し、ガス排出部１３から排
出する。成膜すべき薄膜の原料となる、例えば金属から
成るターゲット１５をカソード１４として、ＤＣ電圧を
かかるターゲット１５に印加してプラズマ１６を発生さ
せる。このプラズマ１６のプラスイオンがターゲット１
５に衝突する結果、ターゲット１５から金属粒子が飛び
出す。この金属粒子は、支持台１９上に載置された基体
２０の表面に飛散し、その結果、所望の金属から成る薄
膜２１が基体２０上に成膜される。尚、通常、プラズマ
１６及びターゲット１５、並びに基体２０の位置は固定
であり、また、ターゲット１５の大きさは基体２０（例
えばシリコンウエハ）の大きさと同じかそれ以上であ
る。尚、図中、実線の矢印は金属粒子（薄膜原料粒子）
を模式的に表す。一方、点線の矢印は、プラズマ中のプ
ロセスガスイオン（例えば、Ａｒ⁺）を模式的に表す。
以下においても同様である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】このような枚葉方式の
装置においては、シリコンウエハ面内の膜厚や膜質の均
一性の改善がこれまで進められてきたが、近年のシリコ
ンウエハの大径化に伴う薄膜成膜装置自体の大型化にも
限界がある。現在、シリコンウエハのサイズは１５ｃｍ
（６インチ）あるいは２０ｃｍ（８インチ）が主流であ
るが、近い将来３０ｃｍ（１２インチ）かそれ以上にな
ることが予想されている。このようなシリコンウエハの
径が大きくなるに従い、以下の問題点が指摘されてい
る。それ故、これまでの枚葉方式では、シリコンウエハ
の大径化への対応には限界がきているといえる。

【０００６】（Ａ）従来の薄膜成膜装置内では、シリコ
ンウエハのサイズと同じかそれ以上の大きさの空間領域
で均一な磁場を保持しながら、プラズマを発生させる必
要がある。発生されたプラズマが不均一な場合、シリコ
ンウエハ面内における成膜速度の均一性が劣化する。そ
の結果、半導体回路における配線抵抗のばらつきによる
動作不良や、配線層同士を接続する接続孔のオープン／
ショート不良が発生する。（Ｂ）より広い空間領域で均一な磁場を得るための薄膜
成膜装置の最適化が困難である。スパッタ装置から薄膜
成膜装置が成る場合、磁場が弱い空間領域では、例え
ば、非エロージョン現象（ターゲット表面のスパッタリ
ングよりも粒子の再付着速度が速くなり、疎な膜がシリ
コンウエハ上に堆積する現象）が発生し、また、ダスト
の発生により半導体装置の製造歩留りの低下を招く。（Ｃ）薄膜成膜装置において、より大きなチャンバー容
積が必要となり、プラズマ発生のために排気能力の高い
真空ポンプが必要になるし、チャンバー内に均一にガス
を供給することが困難となる。（Ｄ）チタン（Ｔｉ）や金（Ａｕ）等の高価なターゲッ
トを用いたスパッタ装置から薄膜成膜装置が成る場合、
一般に、ターゲット全てをチタンや金では作製しない。
銅（Ｃｕ）等の安価な金属の裏板にハンダ等を用いて数
ｍｍ厚さのチタン板や金板を張り合わせるボンディング
方式が一般的である。広い空間領域でプラズマを発生さ
せるのには大きな印加電力が必要となり、発熱によって
ターゲットのボンディング部に剥離が発生する問題があ
る。このような問題は、２０ｃｍシリコンウエハの場合
に、既に生じている。

【０００７】ステップカバレッジの高い堆積を高速にて
実現でき、しかも基体（被成膜部材）の面内での堆積率
の均一性を目的としたスパッタ法が、例えば特開平５−
２３４８９３号公報から公知である。このスパッタ法に
おいては、複数のターゲットを有するスパッタガン組立
体と対向する位置に基体を配置する。そして、各ターゲ
ットの基体に臨む面側に形成された各凹部にプラズマ生
成ガスを供給し、この凹部で囲まれた各中空部において
プラズマを局所的に生成させる。そして、このプラズマ
によりターゲットをスパッタリングして、凹部の壁によ
って飛翔方向が規制されたスパッタ粒子を、各ターゲッ
トに対して相対的に移動走査される基体に飛翔させて、
基体にスパッタ粒子を堆積させる。

【０００８】このように、ターゲットと基体とを相対的
に移動走査させることによって、堆積量及び堆積形状の
基体面内の均一性が向上するとされている。また、複数
のターゲットを用いることで、ターゲットの径を基体の
径より小さくすることができる。しかも、ターゲットに
凹部を設け、かかる凹部に局所的にプラズマを生成する
ことで、その他の処理空間全体のガス圧を高める必要が
なく、スパッタリング効率が高くなるとされている。

【０００９】しかしながら、特開平５−２３４８９３号
公報に開示されたスパッタ法においては、複数のターゲ
ットを用いることから、スパッタ装置が複雑になるし、
スパッタ装置全体の容積を減少させることは困難であ
る。また、凹部が設けられた特殊な形状のターゲットを
用いなければならない。

【００１０】従って、本発明の目的は、基体よりも小さ
な薄膜原料源を使用することを可能とし、複雑な構造を
有する薄膜成膜装置を使用することなく、従来の薄膜成
膜装置よりも小さなチャンバー容積でよく、場合によっ
ては、基体の大きさよりも狭い空間領域で均一な磁場を
保持しながらプラズマを発生させるだけでよく、特殊な
形状の薄膜原料源が不要である薄膜成膜方法、及びかか
る薄膜成膜方法を適用した半導体装置の製造方法、並び
にかかる薄膜成膜方法の実施に適した薄膜成膜装置を提
供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めの本発明の第１の態様に係る薄膜成膜方法は、物理的
気相成長法にて生成させられた薄膜原料粒子を基体に照
射して、基体に薄膜を成膜する薄膜成膜方法であって、
薄膜原料粒子を基体の一部の領域に照射しつつ、薄膜原
料粒子の流れの空間位置と基体とを相対的に移動させる
ことを特徴とする。

【００１２】本発明の第１の態様に係る薄膜成膜方法に
おいては、薄膜原料粒子の流れの空間位置を固定し、薄
膜が成膜される基体の面に垂直な軸線の周りに基体を回
転させる形態を挙げることができる。この場合、薄膜原
料粒子が照射される基体の領域の平面形状を、基体の半
径と略等しい半径を有する扇形とすることができ、ある
いは又、薄膜原料粒子が照射される基体の領域の平面形
状を、基体の半径と略等しい長辺を有する矩形とするこ
とができる。後者の場合、基体の中心から周方向に向か
って、基体に照射される薄膜原料粒子の密度を増加させ
ることが好ましく、より具体的には、（薄膜原料粒子の
密度）／（基体の線速度）の割合が略一定となるよう
に、基体に照射される薄膜原料粒子の密度を増加させる
ことが好ましい。これらの場合、薄膜を複数層形成して
もよい。かかる複数層の薄膜は、同種の材料から構成さ
れていても、異種の材料から構成されていてもよい。

【００１３】あるいは又、本発明の第１の態様に係る薄
膜成膜方法においては、薄膜が成膜される基体の面と平
行な方向に直線的に且つ連続して、薄膜原料粒子の流れ
の空間位置と基体とを相対的に移動させながら、薄膜原
料粒子を基体の一部の領域に照射する形態を挙げること
ができる。この場合、基体を固定し、薄膜原料粒子の流
れの空間位置を移動させてもよいし、薄膜原料粒子の流
れの空間位置を移動させ、併せて、基体を移動させても
よいが、薄膜原料粒子の流れの空間位置を固定し、基体
を移動させることが好ましい。尚、薄膜原料粒子が照射
される基体の領域の平面形状を、移動方向と直角方向の
基体の最長長さと略等しい長辺を有する矩形とすること
が望ましい。更には、薄膜を複数層形成してもよい。か
かる複数層の薄膜は、同種の材料から構成されていて
も、異種の材料から構成されていてもよい。

【００１４】本発明の第１の態様に係る薄膜成膜方法に
おいては、（イ）薄膜が成膜される基体の面と平行な第
１の方向に直線的に且つ連続して、薄膜原料粒子の流れ
の空間位置と基体とを相対的に移動させながら、薄膜原
料粒子を基体の一部の領域に照射し、（ロ）該第１の方
向に沿った薄膜原料粒子の基体への照射が完了した後、
薄膜が成膜される基体の面と平行であって且つ該第１の
方向と直角の第２の方向にステップ状に、薄膜原料粒子
の流れの空間位置と基体とを相対的に移動させ、次い
で、前記工程（イ）を繰り返す形態としてもよい。この
場合、基体を固定し、薄膜原料粒子の流れの空間位置を
移動させてもよいし、薄膜原料粒子の流れの空間位置を
移動させ、併せて、基体を移動させてもよいが、薄膜原
料粒子の流れの空間位置を固定し、基体を移動させるこ
とが好ましい。尚、薄膜原料粒子が照射される基体の領
域の平面形状を、第１の方向に沿った基体の最長長さよ
りも短い一辺と、第２の方向に沿ったステップ状の移動
距離と略等しい長さを有する一辺とから成る矩形とする
ことができる。更には、薄膜を複数層形成してもよい。
かかる複数層の薄膜は、同種の材料から構成されていて
も、異種の材料から構成されていてもよい。

【００１５】尚、以上に説明した本発明の第１の態様に
係る薄膜成膜方法を、後述する本発明の第１の態様に係
る半導体装置の製造方法に適用することができる。

【００１６】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る薄膜成膜方法は、物理的気相成長法にて生
成させられた薄膜原料粒子を基体の一部の領域に照射し
て、基体に薄膜を成膜する薄膜成膜方法であって、薄膜
原料粒子を基体の一部の領域に照射する工程と、薄膜原
料粒子の流れの空間位置と薄膜原料粒子が照射される基
体の領域とを相対的にステップ状に移動させる工程とを
繰り返すことを特徴とする。

【００１７】本発明の第２の態様に係る薄膜成膜方法に
おいては、（イ）薄膜が成膜される基体の面と平行な第
１の方向にステップ状に、薄膜原料粒子の流れの空間位
置と薄膜原料粒子が照射される基体の領域とを相対的に
移動させて、薄膜原料粒子を基体の一部の領域に照射
し、（ロ）該第１の方向に沿った薄膜原料粒子の基体へ
の照射が完了した後、薄膜が成膜される基体の面と平行
であって且つ該第１の方向と直角の第２の方向にステッ
プ状に、薄膜原料粒子の流れの空間位置と薄膜原料粒子
が照射される基体の領域とを相対的に移動させ、次い
で、前記工程（イ）を繰り返すことが好ましい。この場
合、基体を固定し、薄膜原料粒子の流れの空間位置を移
動させてもよいし、薄膜原料粒子の流れの空間位置を移
動させ、併せて、基体を移動させてもよいが、薄膜原料
粒子の流れの空間位置を固定し、基体を移動させること
が好ましい。尚、薄膜原料粒子が照射される基体の領域
の平面形状は、前記第１の方向に沿ったステップ状の移
動距離と略等しい長さを有する一辺と、前記第２の方向
に沿ったステップ状の移動距離と略等しい長さを有する
一辺とから成る矩形であることが望ましい。更には、薄
膜原料粒子が照射される基体の領域の平面形状は、基体
に形成すべき製品（例えば、半導体チップ）の大きさの
整数倍であることが好ましい。また、薄膜を複数層形成
してもよい。かかる複数層の薄膜は、同種の材料から構
成されていても、異種の材料から構成されていてもよ
い。

【００１８】尚、以上に説明した本発明の第２の態様に
係る薄膜成膜方法を、後述する発明の第２の態様に係る
半導体装置の製造方法に適用することができる。

【００１９】上記の目的を達成するための本発明の第１
の態様に係る半導体装置の製造方法は、物理的気相成長
法にて生成させられた薄膜原料粒子を基板に照射して、
基板上に薄膜を成膜する半導体装置の製造方法であっ
て、薄膜原料粒子を基板の一部の領域に照射しつつ、薄
膜原料粒子の流れの空間位置と基板とを相対的に移動さ
せることを特徴とする。

【００２０】上記の目的を達成するための本発明の第２
の態様に係る半導体装置の製造方法は、物理的気相成長
法にて生成させられた薄膜原料粒子を基板に照射して、
基板上に薄膜を成膜する半導体装置の製造方法であっ
て、薄膜原料粒子を基板の一部の領域に照射する工程
と、薄膜原料粒子の流れの空間位置と薄膜原料粒子が照
射される基板の領域とを相対的にステップ状に移動させ
る工程とを繰り返すことを特徴とする。

【００２１】上記の目的を達成するための本発明の薄膜
成膜装置は、物理的気相成長法にて生成させられた薄膜
原料粒子を基体に照射して、基体に薄膜を成膜するため
の薄膜成膜装置であって、（イ）薄膜原料粒子を生成さ
せるための薄膜原料源と、（ロ）基体を載置するための
支持台と、（ハ）薄膜原料源と支持台との間に配設さ
れ、薄膜原料粒子を基体の一部の領域に照射するための
開口部が設けられたシールド板と、（ニ）薄膜原料源と
基体とを相対的に移動させるための移動手段、を備えて
いることを特徴とする。

【００２２】本発明の薄膜成膜装置においては、薄膜原
料源を固定し、移動手段によって支持台を回転させる形
態を挙げることができる。この場合、基体の半径と略等
しい半径を有する扇形の開口部をシールド板に設けるこ
とが好ましく、あるいは又、基体の半径と略等しい長辺
を有する矩形の開口部をシールド板に設けることが好ま
しい。後者の場合、基体の中心から周方向に向かって、
基体に照射される薄膜原料粒子の密度を増加させるため
に、より具体的には、（薄膜原料粒子の密度）／（基体
の線速度）の割合が略一定となるように基体に照射され
る薄膜原料粒子の密度を増加させるために、基体の中心
から周方向に向かってプラズマ密度を増加させることが
好ましい。そのためには、例えば、基体の中心から周方
向に向かって磁束密度が大きくなるように、薄膜原料源
の近傍に磁石を配置すればよい。

【００２３】あるいは又、本発明の薄膜成膜装置におい
ては、薄膜原料源を固定し、薄膜が成膜される基体の面
と平行な方向に直線的に且つ連続して基体を移動させる
ために、支持台を移動手段に相当する移動テーブル若し
くは移動ステージ上に載置する形態を挙げることができ
る。この場合、基体の移動方向と直角方向の基体の最長
長さと略等しい長辺を有する矩形の開口部をシールド板
に設けることが好ましい。

【００２４】あるいは又、本発明の薄膜成膜装置におい
ては、薄膜原料源を固定し、支持台を移動手段に相当す
るＸＹテーブル若しくはＸＹステージ上に載置する形態
を挙げることができる。この場合、薄膜原料源を固定
し、薄膜が成膜される基体の面と平行な第１の方向（Ｘ
方向又はＹ方向）に直線的に且つ連続して基体を移動さ
せ、更には、薄膜が成膜される基体の面と平行であって
しかも第１の方向と直角の第２の方向（Ｙ方向又はＸ方
向）にステップ状に基体を移動させ得る構造とすること
が好ましい。この場合、シールド板に設けられた開口部
の形状を、第１の方向（Ｘ方向又はＹ方向）に沿った基
体の最長長さよりも短い一辺と、第２の方向（Ｙ方向又
はＸ方向）へのステップ状の移動距離と略等しい長さを
有する一辺から成る矩形とすることが好ましい。あるい
は又、薄膜原料源を固定し、薄膜が成膜される基体の面
と平行な第１の方向（Ｘ方向又はＹ方向）にステップ状
に基体を移動させ、更には、薄膜が成膜される基体の面
と平行であってしかも第１の方向と直角の第２の方向
（Ｙ方向又はＸ方向）にステップ状に基体を移動させ得
る構造とすることもできる。この場合、シールド板に設
けられた開口部の形状を、第１の方向（Ｘ方向又はＹ方
向）へのステップ状の移動距離と略等しい長さを有する
一辺と、第２の方向（Ｙ方向又はＸ方向）へのステップ
状の移動距離と略等しい長さを有する一辺から成る矩形
とすることが好ましい。更には、この場合には、開口部
の形状を、基体に形成すべき製品（例えば、半導体チッ
プ）の大きさの整数倍とすることが好ましい。

【００２５】本発明の薄膜成膜装置においては、薄膜を
複数層形成するために、複数の薄膜原料源が薄膜成膜装
置に備えられ、これらの複数の薄膜原料源に対応して、
シールド板に開口部を設けることもできる。

【００２６】シールド板は、薄膜原料粒子を確実に遮蔽
し得る材料であって、しかも、付着した薄膜原料粒子に
よってダストが発生し難い材料であれば如何なる材料か
ら作製することもできるが、金属製であることが好まし
い。例えば、アルミニウム系の薄膜原料粒子を遮蔽する
場合には、ステンレススチール製のシールド板とするこ
とが好ましく、チタン系の薄膜原料粒子を遮蔽する場合
には、アルミニウム系あるいはチタン系のシールド板と
することが好ましい。

【００２７】本発明の薄膜成膜方法、あるいは又、本発
明の半導体装置の製造方法における薄膜成膜の方法とし
て、具体的には、ＤＣ二極スパッタ法、ＤＣ三極・ＤＣ
四極といったＤＣ多極スパッタ法、ＤＣマグネトロンス
パッタ法、ＲＦ二極スパッタ法、ＲＦ三極・ＲＦ四極と
いったＲＦ多極スパッタ法、ＲＦマグネトロンスパッタ
法、バイアススパッタ法、リアクティブスパッタ法、非
対称交流スパッタ法、ゲッタスパッタ法といった各種の
スパッタ法を挙げることができる。また、ＤＣイオンプ
レーティング法、直流法、高周波法、クラスタ・イオン
ビーム法、熱陰極法といった各種のイオンプレーティン
グ法を挙げることができる。更には、抵抗加熱蒸着法、
電子ビーム蒸着法、高周波加熱蒸着法、レーザビーム加
熱蒸着法、フラッシュ蒸着法といった各種の真空蒸着法
を挙げることができる。尚、薄膜成膜装置は、これらの
例示された方法の実施に適した薄膜成膜装置とすればよ
い。

【００２８】薄膜原料粒子若しくは薄膜として、Ａｌ、
Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｔｉ、Ｔｉ、ＴｉＮ、ＴｉＯＮ、Ａ
ｇ、Ａｇ−Ｃｕ、Ａｕ、Ａｕ−Ｇｅ、Ａｕ−Ｐｄ、Ａｕ
−Ｚｎ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｗ、Ｗ−Ｔｉ
を例示することができる。また、薄膜原料源として、Ａ
ｌ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｃｕ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ、Ａｌ
−Ｓｉ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｔｉ、Ｔｉ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｏ、
Ｃｒ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｗを例示することができる。
更には、基体あるいは基板として、Ｓｉ、ＳｉＯ₂を例
示することができる。

【００２９】本発明においては、薄膜原料粒子を基体の
一部の領域に照射しつつ、あるいは照射した後、薄膜原
料粒子の流れの空間位置と基体（若しくは、薄膜原料粒
子が照射される基体の領域）とを相対的に移動させる。
従って、薄膜原料源の大きさを基体の大きさよりも小さ
くすることができ、簡素な構造を有ししかも従来よりも
小さなチャンバー容積を有する薄膜成膜装置を使用する
ことが可能となる。更には、場合によっては、基体の大
きさよりも狭い空間領域で均一な磁場を保持しながらプ
ラズマを発生させればよいので、制御性良く、均一な膜
質や膜厚を有する薄膜を成膜することが可能となる。

【００３０】

【実施例】以下、図面を参照して、発明の実施の形態
（実施の形態と略す場合がある）に基づき本発明を説明
する。

【００３１】（実施の形態１）本発明の第１の態様に係
る薄膜成膜方法及び本発明の第１の態様に係る半導体装
置の製造方法に関する。かかる方法の実施に適した本発
明の薄膜成膜装置の概要を、図１の模式図に示す。尚、
全ての実施の形態においては、薄膜成膜装置としてスパ
ッタ装置を例にとり説明する。この薄膜成膜装置１０
は、チャンバー１１と、チャンバー１１内にガスを導入
するためのガス導入部１２と、チャンバー１１からガス
を排気するためのガス排気部１３と、カソード１４と、
薄膜原料源に相当するターゲット１５と、シリコンウエ
ハから成る基体２０を載置するための支持台１９から構
成されている。薄膜成膜装置１０には、薄膜原料源に相
当するターゲット１５と支持台１９との間に配設され、
薄膜原料粒子を基体の一部の領域に照射するためのシー
ルド板１７が備えられている。実施の形態１の薄膜成膜
装置においては、プラズマ密度はほぼ一定である。この
状態を、図１に一点鎖線で模式的に示した。

【００３２】実施の形態１においては、薄膜原料源を固
定しておき、支持台を回転させる。具体的には、支持台
１９の下部から回転軸１９Ａが延び、図示しない回転手
段（例えば、モータ及びギアから成る）が回転軸１９Ａ
と係合し、これによって支持台１９を回転させる。回転
軸１９Ａ及び図示しない回転手段が、薄膜原料源と基体
とを相対的に移動させるための移動手段に相当する。こ
のような構造とすることで、薄膜原料粒子の流れの空間
位置が固定された状態で（即ち、薄膜原料源であるター
ゲット１５とシールド板１７が固定された状態で）、薄
膜２１が成膜される基体２０の面に垂直な軸線（Ｌ_ax）
の周りに基体２０を回転させることができる。

【００３３】図３の（Ａ）にシールド板１７の模式的な
平面図を示す。実施の形態１においては、薄膜原料粒子
を基体２０の一部の領域に照射するために、基体２０の
半径と略等しい半径を有する扇形の開口部１８がシール
ド板１７に設けられている。ここで略等しい半径とは、
基体２０の半径と厳密に等しくなくともよいことを意味
する。このような形状の開口部１８をシールド板１７に
設けることによって、薄膜原料粒子が照射される基体２
０の領域の平面形状を、基体２０の半径と略等しい半径
を有する扇形とすることができる。尚、薄膜原料粒子が
照射される基体２０の領域の平面形状とは、薄膜が成膜
される基体の面と平行な面で薄膜原料粒子の流れを切断
したときの、薄膜原料粒子の流れの形状を意味する。開
口部の形状を矩形とした場合、基体の半径方向外周側に
なるほど基体の移動速度（線速度）が早くなり、その結
果、基体の外周側の領域ほど、膜厚が薄くなってしま
う。薄膜原料粒子が照射される基体２０の領域を扇状に
することによって、このような現象を回避することがで
き、均一な膜厚を有する薄膜を成膜することができる。
尚、ターゲット１５の平面形状は、開口部１８よりも大
きく、開口部１８の形状と相似形とすることができる。
以下の例においても同様である。

【００３４】扇形の中心角（θ）が３０度の場合、基体
を回転させないときの成膜速度を１２００ｎｍ／分とす
れば、基体２０の全面に厚さ１００ｎｍの薄膜を成膜す
るために要する時間は１分である。尚、例えば、基体の
回転数を１ｒｐｍとすれば、１層の薄膜が基体に成膜さ
れる。一方、基体の回転数を２ｒｐｍとすれば、２層の
薄膜が基体に成膜される。この場合には、同種の材料か
ら構成された複数層から成る薄膜が形成されることとな
る。

【００３５】ＤＣマグネトロンスパッタ法によって、ア
ルミニウムを成膜する場合の成膜条件を以下に例示す
る。ターゲット：アルミニウム使用ガス：アルゴンガス＝１００sccm 圧力：０．２６ＰａＤＣパワー：１５ｋＷ

【００３６】実施の形態１における半導体装置の製造方
法においては、例えば、シリコンウエハ（基体に相当す
る）の上に形成された絶縁層上に、上記の条件でアルミ
ニウムから成る薄膜を形成し、かかる薄膜をフォトリソ
グラフィ技術及びドライエッチング技術に基づきパター
ニングすることによって、アルミニウムから成る配線を
形成することができる。

【００３７】また、ＤＣマグネトロンスパッタ法によっ
て、ＴｉＮを成膜する場合の成膜条件を以下に例示す
る。ターゲット：Ｔｉ使用ガス：アルゴンガス／窒素ガス＝４０／８０sccm 圧力：０．３３ＰａＤＣパワー：８ｋＷ

【００３８】実施の形態１における半導体装置の製造方
法においては、例えば、シリコンウエハ（基体に相当す
る）の上に形成された絶縁層上に、上記の条件でアルミ
ニウムから成る薄膜を形成した後、上記の条件でＴｉＮ
から成る反射防止膜を形成する。このような反射防止膜
を成膜しない場合、アルミニウムから成る薄膜上にレジ
スト材料を塗布し、かかるレジスト材料をフォトリソグ
ラフィ技術によって露光したとき、アルミニウムから成
る薄膜による光の反射によってレジスト材料に所望のパ
ターンが形成できない虞があるからである。

【００３９】（実施の形態２）図２に模式図を示す実施
の形態２における薄膜成膜装置は、実施の形態１の変形
である。実施の形態２におけるシールド板１７に設けら
れた開口部１８の形状は、図３の（Ｂ）に模式的な平面
図を示すように、基体２０の半径と略等しい長辺（Ｌ）
を有する矩形である。ターゲット１５の平面形状を矩形
とした場合、扇形のターゲットよりも、一層均一にプラ
ズマを生成することができる。しかしながら、（薄膜原
料粒子の密度）／（基体の線速度）の割合が基体の外周
部に近づくほど小さくなり、その結果、基体の外周部に
近づくほど成膜速度が低下する。このような現象を回避
するためには、基体の中心から周方向に向かって、基体
に照射される薄膜原料粒子の密度を増加させればよい。
具体的には、（薄膜原料粒子の密度）／（基体の線速
度）の割合が略一定となるように基体に照射される薄膜
原料粒子の密度を増加させればよい。これによって、基
体の外周部と基体の中心部における成膜速度を等しくす
ることができる。

【００４０】そのためには、基体の中心から周方向に向
かって磁束密度が大きくなるように、薄膜原料源の近傍
に（より具体的には、カソード１４の内部に）、例えば
永久磁石を配置することが好ましい。これによって、タ
ーゲット１５の表面における磁場が、基体２０の外周方
向に向かって強くなる。その結果、プラズマ密度が、基
体２０の外周方向に向かって高くなる。尚、図２にプラ
ズマ密度を模式的に一点鎖線で示した。ここで、図２に
示したプラズマ密度は直線的に変化しているが、場合に
よっては階段状に変化させてもよい。

【００４１】実施の形態２においては、基板の半径を１
５ｃｍ、矩形の開口部１８の長辺Ｌの長さを１５ｃｍ、
短辺の長さを１０ｍｍとした。基体２０を回転させない
ときの成膜速度が基体の中心からの距離に比例し、且
つ、基体２０の最外周での成膜速度を１２００ｎｍ／分
とした場合、基体全面に厚さ１００ｎｍの薄膜を成膜す
るのに要する時間は約８分となる。尚、例えば、基体の
回転数を１／８ｒｐｍとすれば、１層の薄膜が基体に成
膜される。一方、基体の回転数を１ｒｐｍとすれば、８
層の薄膜が基体に成膜される。この場合には、同種の材
料から構成された複数層から成る薄膜が形成されること
となる。ここで、成膜速度を増加させるために開口部の
短辺の長さを大きくする場合には、成膜速度は単純には
線速度に比例しなくなる。

【００４２】実施の形態２における半導体装置の製造方
法は、実質的には実施の形態１と同様とすることができ
るので、詳細な説明は省略する。

【００４３】（実施の形態３）実施の形態３も本発明の
第１の態様に係る薄膜成膜方法及び本発明の第１の態様
に係る半導体装置の製造方法に関する。実施の形態３に
おいては、薄膜が成膜される基体の面と平行な方向に直
線的に且つ連続して、薄膜原料粒子の流れの空間位置と
基体とを相対的に移動させながら、薄膜原料粒子を基体
の一部の領域に照射する。より具体的には、薄膜原料粒
子の流れの空間位置を固定した状態とし（即ち、薄膜原
料源であるターゲット１５とシールド板１７を固定して
おき）、薄膜が成膜される基体２０の面と平行な方向に
直線的に且つ連続して基体２０を移動させながら、薄膜
原料粒子を基体２０の一部の領域に照射する。

【００４４】実施の形態３においては、薄膜原料粒子が
照射される基体の領域の平面形状は、移動方向と直角方
向の基体の最長長さと略等しい長辺を有する矩形であ
る。実施の形態３の実施に適した薄膜成膜装置の模式図
を図４に示す。実施の形態３の薄膜成膜装置が実施の形
態１と相違する点は、支持台１９が、移動手段に相当す
る移動テーブル若しくは移動ステージ（図示せず）上に
載置されている点にある。支持台１９上に載置された基
体２０は、移動テーブル若しくは移動ステージによっ
て、図４の左右の方向に、直線的に且つ連続して移動可
能である。

【００４５】また、薄膜原料粒子を基体２０の一部の領
域に照射するために、図６の（Ａ）に模式的な平面図を
示すように、基体２０の移動方向と直角方向（図４の紙
面垂直方向）の基体２０の最長長さと略等しい長辺Ｌを
有する矩形の開口部１８がシールド板１７に設けられて
いる点も実施の形態１と相違する。

【００４６】開口部１８の短辺の長さを２０ｍｍとし、
成膜速度を１００ｎｍ／分とした場合、厚さ５００ｎｍ
の薄膜を成膜するときには、基体２０を４ｍｍ／分の速
度で移動させれば、薄膜原料粒子の１回の照射で成膜が
完了する。基体２０を８ｍｍ／分の速度で移動させれ
ば、薄膜原料粒子の２回の照射で成膜が完了する。この
場合には、同種の材料から構成された複数層から成る薄
膜が形成されることとなる。

【００４７】尚、基体２０上に成膜された薄膜２１の膜
厚を、水晶振動子、磁気あるいはＸ線を用いて測定し、
測定された膜厚値が設定膜厚値からどの程度逸脱してい
るかを検知し、かかる検知結果に基づき基体２０の移動
速度を制御すれば、より高精度の膜厚制御が可能とな
る。尚、移動する基体２０よりも上流に膜厚測定用のダ
ミー基体を支持台１９上に載置しておき、かかる膜厚測
定用のダミー基体上に薄膜を成膜することで、更に高精
度の膜厚制御が可能となる。磁気を用いた膜厚の測定に
おいては、支持台１９内の基体２０の下方にコイルを配
設しておく。そして、かかるコイルに電流を流すことで
磁場を形成し、基体２０に薄膜２１が形成されたときの
磁場の変化をコイルに流れる電流の変化に基づき測定
し、かかる測定結果から薄膜２１の膜厚を求める方法を
例示することができる。

【００４８】実施の形態３における半導体装置の製造方
法は、実質的には実施の形態１と同様とすることができ
るので、詳細な説明は省略する。

【００４９】（実施の形態４）実施の形態４は実施の形
態３の変形である。実施の形態４においては、薄膜を複
数層形成する。かかる複数層の薄膜は、異種の材料から
構成されている。図５に模式図を示す実施の形態４の薄
膜成膜装置においては、複数種の薄膜原料粒子を基体の
一部の領域に照射するために、複数種の薄膜原料源（実
施の形態４においては２種）であるターゲット１５Ａ，
１５Ｂが薄膜成膜装置に備えられ、これらの複数種の薄
膜原料源であるターゲット１５Ａ，１５Ｂに対応して、
シールド板１７に開口部１８Ａ，１８Ｂが設けられてい
る（図６の（Ｂ）の模式的な平面図参照）。尚、図５に
示した実施の形態４における薄膜成膜装置においては、
実施の形態１にて説明したと同様に、ガス導入部１２
Ａ，１２Ｂ、ガス排出部１３Ａ，１３Ｂ、カソード１４
Ａ，１４Ｂが備えられている。これによって、基体２０
上には、薄膜２１Ａ，２１Ｂが成膜される。尚、薄膜原
料源は、必要に応じて、同種であってもよい。

【００５０】所望する膜構造の順に薄膜原料源を配置
し、薄膜原料粒子を基体の一部の領域に照射することに
よって、積層された薄膜を一度に且つ容易にしかも短時
間で成膜することが可能となる。最上の薄膜層以外の薄
膜層は、最上の薄膜層によって被覆されるので、最上の
薄膜層以外の薄膜層に酸化等の変質が生じることを確実
に防止することができる。尚、基体の移動速度は共通で
あるので、各薄膜層毎に、成膜速度及び開口部の短辺の
長さを調整する必要がある。

【００５１】２層構造の積層薄膜の成膜条件を、以下に
例示する。尚、下層はチタン（Ｔｉ）から成り、上層は
アルミニウムから成り、基体の移動速度を４０ｍｍ／分
とした。下層成膜条件ターゲット：Ｔｉ使用ガス：Ａｒ＝１２０sccm 圧力：０．３３ＰａＤＣパワー：８ｋＷ成膜速度：０．２μｍ／分開口部の短辺の長さ：２０ｍｍ膜厚：０．１μｍ上層成膜条件ターゲット：Ａｌ使用ガス：Ａｒ＝１００sccm 圧力：０．３３ＰａＤＣパワー：１０ｋＷ成膜速度：０．５μｍ／分開口部の短辺の長さ：４０ｍｍ膜厚：０．５μｍ

【００５２】実施の形態４における半導体装置の製造方
法においては、例えば、シリコンウエハ（基体に相当す
る）の上に形成された絶縁層上に、上記の条件でチタン
から成る薄膜（下層）を成膜し、その上にアルミニウム
から成る薄膜（上層）を成膜する。そして、これらの薄
膜をフォトリソグラフィ技術及びドライエッチング技術
に基づきパターニングすることによって、アルミニウム
及びチタンから成る配線を形成することができる。尚、
チタンから成る薄膜を形成する目的は、アルミニウムか
ら成る薄膜の濡れ性の改善にある。チタンから成る薄膜
を形成する目的は、更には、アルミニウムの結晶配向性
を向上させ、エレクトロマイグレーション耐性を強化す
ることで配線寿命を延ばすことにもある。

【００５３】尚、アルミニウムから成る上層の上に、更
に、反射防止膜として機能する、厚さ２５ｎｍのＴｉＮ
層を成膜する必要がある場合には、図５に示した薄膜成
膜装置のターゲット１５Ｂの下流に、チタンから成るタ
ーゲット及びカソードを配設し、かかるターゲットと対
向する位置のシールド板１７に開口部を設ければよい。
尚、厚さ２５ｎｍのＴｉＮ層の成膜条件を以下に例示す
る。ターゲット：Ｔｉ使用ガス：Ａｒ／Ｎ₂＝４０／８０sccm 圧力：０．３３ＰａＤＣパワー：２ｋＷ成膜速度：５０ｎｍ／分開口部の短辺の長さ：２０ｍｍ膜厚：２５ｎｍ

【００５４】（実施の形態５）実施の形態５も本発明の
第１の態様に係る薄膜成膜方法に関する。実施の形態５
の実施に適した薄膜成膜装置においては、実施の形態３
における薄膜成膜装置と同様に、薄膜原料源であるター
ゲット１５は固定されている。実施の形態３における薄
膜成膜装置と相違する点は、支持台１９が移動手段に相
当するＸＹテーブル若しくはＸＹステージ上に載置され
ている点にある。即ち、実施の形態５の薄膜成膜装置に
おいては、薄膜原料源であるターゲット１５に対して、
薄膜が成膜される基体２０の面と平行な第１の方向（図
４の紙面と垂直な方向）に直線的に且つ連続して基体２
０を移動させ得る。また、薄膜原料源に対して、薄膜が
成膜される基体の面と平行であってしかも第１の方向と
直角の第２の方向（図４における左右方向）にステップ
状に基体２０を移動させ得る。

【００５５】図７の（Ａ）に模式的な平面図を示すよう
に、薄膜原料粒子を基体２０の一部の領域に照射するた
めに、シールド板１７には、第１の方向に沿った基体の
最長長さよりも短い一辺（Ａ）と、第２の方向へのステ
ップ状の移動距離と略等しい長さを有する一辺（Ｂ）か
ら成る矩形の開口部１８が形成されている。基体２０の
半径が１５ｃｍの場合、辺Ａ，Ｂの長さを、例えば約５
ｃｍとすることができる。尚、一辺（Ｂ）の長さを、基
体に形成すべき製品（例えば、半導体チップ）の大きさ
の整数倍とすれば、製品製造歩止まりが向上する。

【００５６】実施の形態５においては、先ず、薄膜が成
膜される基体２０の面と平行な第１の方向（図４の紙面
と垂直の方向であり、図７の（Ａ）においては上から下
に向う方向）に直線的に且つ連続して、薄膜原料粒子の
流れの空間位置と基体２０とを相対的に移動させなが
ら、薄膜原料粒子を基体の一部の領域に照射する［工程
（イ）］。具体的には、薄膜原料粒子の流れの空間位置
は固定されており（即ち、薄膜原料源であるターゲット
１５とシールド板１７は固定されており）、基体２０を
直線的に且つ連続して移動させた。図７の（Ａ）におい
ては、かかる区画を破線で囲まれた区画「ａ」で示す。

【００５７】次に、第１の方向に沿った薄膜原料粒子の
基体２０への照射が完了した後、薄膜が成膜される基体
２０の面と平行であって且つ第１の方向と直角の第２の
方向（図４及び図７の（Ａ）においては左手方向）にス
テップ状に、薄膜原料粒子の流れの空間位置と基体２０
とを相対的に移動させる［工程（ロ）］。具体的には、
薄膜原料粒子の流れの空間位置は固定されているので
（即ち、薄膜原料源であるターゲット１５とシールド板
１７は固定されているので）、基体２０をステップ状に
移動させた。基体２０の移動量は、開口部１８の一辺
（Ｂ）の長さと略等しい。

【００５８】次いで、前記工程（イ）を繰り返す。即
ち、薄膜が成膜される基体２０の面と平行な第１の方向
（図４の紙面と垂直の方向であり、図７の（Ａ）におい
ては下から上に向う方向）に直線的に且つ連続して、薄
膜原料粒子の流れの空間位置と基体２０とを相対的に移
動させながら、薄膜原料粒子を基体の一部の領域に照射
する。図７の（Ａ）においては、かかる区画を破線で囲
まれた区画「ｂ」で示す。次いで、工程（ロ）、工程
（イ）を繰り返し、区画「ｃ」及び区画「ｄ」に薄膜を
成膜する。図７の（Ａ）に示す例では、都合、工程
（イ）を４回、工程（ロ）を３回、実行する。

【００５９】実施の形態５においては、このように、薄
膜原料粒子が照射される基体２０の領域の平面形状は、
第１の方向に沿った基体の最長長さよりも短い一辺
（Ａ）と、第２の方向に沿ったステップ状の移動距離と
略等しい長さを有する一辺（Ｂ）から成る矩形であるが
故に、薄膜成膜装置のチャンバー１１の容積を一層減少
させることができる。

【００６０】実施の形態５における半導体装置の製造方
法は、実質的には実施の形態１と同様とすることができ
るので、詳細な説明は省略する。

【００６１】（実施の形態６）実施の形態６は、本発明
の第２の態様に係る薄膜成膜方法、及び本発明の第２の
態様に係る半導体装置の製造方法に関する。実施の形態
６の実施に適した薄膜成膜装置は、実施の形態５で説明
した薄膜成膜装置と実質的に同一とすることができる。
但し、移動手段に相当するＸＹテーブル若しくはＸＹス
テージ上に載置された支持台１９の移動方式が所謂ステ
ップ・アンド・リピート方式である点が、実施の形態５
と相違する。即ち、図７の（Ｂ）に模式的な平面図を示
すように、薄膜原料粒子を基体２０の一部の領域に照射
する工程と、薄膜原料粒子の流れの空間位置と薄膜原料
粒子が照射される基体２０の領域とを相対的にステップ
状に移動させる工程とを繰り返す。実施の形態６におい
ては、薄膜成膜装置として、薄膜原料源を固定し、薄膜
が成膜される基体の面と平行な第１の方向（図４におい
ては紙面と垂直な方向であり、図７の（Ｂ）においては
上下へ向かう方向）にステップ状に基体２０を移動させ
ることができ、更には、薄膜が成膜される基体の面と平
行であってしかも第１の方向と直角の第２の方向（図４
及び図７の（Ｂ）においては左手方向）にステップ状に
基体２０を移動させることができる移動手段であるＸＹ
テーブル若しくはＸＹステージを有する装置とした。シ
ールド板に設けられた開口部の形状を、第１の方向への
ステップ状の移動距離と略等しい長さを有する一辺
（Ａ）と、第２の方向へのステップ状の移動距離と略等
しい長さを有する一辺（Ｂ）から成る矩形とする。

【００６２】具体的には、実施の形態６においては、薄
膜原料粒子の流れの空間位置を固定しておき（即ち、薄
膜原料源であるターゲット１５とシールド板１７を固定
しておき）、先ず、薄膜が成膜される基体２０の面と平
行な第１の方向（図４においては紙面と垂直な方向であ
り、図７の（Ｂ）においては下から上に向かう方向）に
ステップ状に、薄膜原料粒子が照射される基体の領域を
移動させて、薄膜原料粒子を基体の一部の領域（図７の
（Ｂ）に「ａ」、「ｂ」・・・「ｆ」で示す）に照射す
る［工程（イ）］。基体２０の移動量は、開口部１８の
一辺（Ａ）の長さと略等しい。

【００６３】第１の方向に沿った薄膜原料粒子の基体へ
の照射が完了した後、薄膜が成膜される基体の面と平行
であって且つ第１の方向と直角の第２の方向（図４及び
図７の（Ｂ）において左手方向）にステップ状に、薄膜
原料粒子が照射される基体２０の領域を移動させる。基
体２０の移動量は、開口部１８の一辺（Ｂ）の長さと略
等しい。

【００６４】次いで、工程（イ）を繰り返す。これによ
って、領域「ｇ」、「ｈ」、「ｉ」・・・に薄膜が成膜
される。第１の方向（図４においては紙面と垂直な方向
であり、図７の（Ｂ）においては上から下に向かう方
向）に沿った薄膜原料粒子の基体への照射が完了した
後、薄膜原料粒子の照射位置に対して、薄膜原料粒子が
照射される基体の領域を、薄膜が成膜される基体の面と
平行であってしかも第１の方向と直角の第２の方向（図
４及び図７の（Ｂ）において左手方向）にステップ状に
相対的に移動させる。次いで、再び、工程（イ）を繰り
返す。図７の（Ｂ）に示した例においては、都合、工程
（イ）を８回、工程（ロ）を７回、実行する。尚、通
常、基体２０に形成されたパターンにはアライメントマ
ークが設けられているので、このアライメントマークを
位置合わせの基準点とすることで、薄膜原料粒子の流れ
の空間位置と、薄膜原料粒子が照射される基体の領域と
の間の位置合わせを高い精度で行うことができる。

【００６５】実施の形態６における薄膜原料粒子が照射
される基体の領域の平面形状は、第１の方向に沿ったス
テップ状の移動距離と略等しい長さを有する一辺（Ａ）
と、第２の方向に沿ったステップ状の移動距離と略等し
い長さを有する一辺（Ｂ）から成る矩形とした。尚、薄
膜原料粒子が照射される基体の領域の平面形状を、基体
に形成すべき製品の大きさの整数倍とすれば、製品（例
えば、半導体チップ）毎の膜厚や膜質の均一性や制御性
が向上する。更には、薄膜が成膜される領域と領域との
間に隙間を生じさせ、この隙間をスクライビングライン
と一致させれば、製品製造歩止まりが向上する。しか
も、成膜された薄膜が連続していないので、薄膜の応力
による基体の反りを防ぐことができる。

【００６６】実施の形態６における半導体装置の製造方
法は、実質的には実施の形態１と同様とすることができ
るので、詳細な説明は省略する。

【００６７】以上、本発明を、発明の実施の形態に基づ
き説明したが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。実施の形態にて説明した各種の条件や使用する材
料、シールド板に設けられた開口部の寸法等、あるいは
薄膜成膜装置の構造は例示であり、適宜設計変更するこ
とができる。実施の形態においては、専らスパッタ法を
例にとり本発明を説明したが、本発明は、イオンプレー
ティング法や真空蒸着法に適用することができる。ま
た、実施の形態４にて説明した複数層から成る薄膜の成
膜を他の実施の形態に適用することができる。

【００６８】実施の形態３〜実施の形態６における薄膜
成膜装置においては、シャッターのような開閉機構を、
例えば薄膜原料源とシールド板との間、あるいはシール
ド板と支持台との間に配設することによって、基板のス
テップ状の移動中にもプラズマを維持したままとするこ
とができ、プラズマ発生初期の不安定な状態での成膜を
回避することができる。

【００６９】図８〜図１０に示すように、シールド板１
７に複数の開口部１８を設けてもよい。そして、シール
ド板１７の中心部に回転軸１７Ａを設け、かかる回転軸
１７Ａを回転機構（図示せず）によって回転させること
で、開口部の近傍が汚染されたとき、汚染されていない
開口部を薄膜原料源であるターゲット１５と支持台１９
との間に配置することができる。

【００７０】あるいは又、回転軸に対して開口部が設け
られた複数のシールド板を着脱自在に取り付ける。そし
て、薄膜原料源と支持台との間に配置されていないシー
ルド板を、チャンバーとは独立して真空引き及び大気解
放が可能な予備室内に収納し得る構造を有する薄膜成膜
装置とすることもできる。このような構造とすること
で、開口部の近傍が汚染されたとき、回転軸を回転機構
によって回転させることで、汚染されていない開口部を
備えたシールド板を薄膜原料源と支持台との間に配設す
ることができる。しかも、開口部の近傍が汚染されたシ
ールド板を予備室内に収納し、チャンバーの真空を破る
ことなく、予備室を大気に解放し、開口部の近傍が汚染
されたシールド板を新しいシールド板に交換することが
できる。

【００７１】

【発明の効果】本発明によれば、基体の全面に亙って同
時に薄膜を成膜するのではなく、基体の一部の領域に薄
膜を成膜するので、例えば狭い空間領域にプラズマを形
成すればよく、プラズマ密度の均一化あるいは所望のプ
ラズマ密度パターンを容易に得ることができるし、薄膜
原料源や薄膜成膜装置の小型化を図ることができる。ま
た、簡素な形状や構造の薄膜原料源や薄膜成膜装置で薄
膜を成膜することができるし、省電力を図ることができ
る。しかも、従来の薄膜成膜装置よりも小さなチャンバ
ー容積とすることができるので、排気能力の高い真空ポ
ンプを必要とせず、チャンバー内に均一にガスを供給す
ることが容易である。更には、成膜される領域が狭いた
め、制御性良く、均一な膜質や膜厚を有する薄膜を、基
体全体に亙って成膜することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】発明の実施の形態１に係る薄膜成膜方法及び半
導体装置の製造方法の実施に適した本発明の薄膜成膜装
置の模式図である。

【図２】発明の実施の形態２に係る薄膜成膜方法及び半
導体装置の製造方法の実施に適した本発明の別の薄膜成
膜装置の模式図である。

【図３】発明の実施の形態１及び発明の実施の形態２に
おけるシールド板の模式的な平面図である。

【図４】発明の実施の形態３、発明の実施の形態５及び
発明の実施の形態６に係る薄膜成膜方法及び半導体装置
の製造方法の実施に適した本発明の別の薄膜成膜装置の
模式図である。

【図５】発明の実施の形態４に係る薄膜成膜方法及び半
導体装置の製造方法の実施に適した本発明の別の薄膜成
膜装置の模式図である。

【図６】発明の実施の形態３及び発明の実施の形態４に
おけるシールド板の模式的な平面図である。

【図７】発明の実施の形態５及び発明の実施の形態６に
おけるシールド板の模式的な平面図である。

【図８】本発明の別の形態の薄膜成膜装置の模式図であ
る。

【図９】図８に示した薄膜成膜装置にて用いられるシー
ルド板の模式的な平面図である。

【図１０】図８に示した薄膜成膜装置にて用いられるシ
ールド板の模式的な平面図である。

【図１１】従来のスパッタ装置の構成を示す模式図であ
る。

【符号の説明】

１０・・・薄膜成膜装置、１１・・・チャンバー、１
２，１２Ａ，１２Ｂ・・・ガス導入部、１３，１３Ａ，
１３Ｂ・・・ガス排気部、１４，１４Ａ，１４Ｂ・・・
カソード、１５，１５Ａ，１５Ｂ・・・ターゲット、１
６，１６Ａ，１６Ｂ・・・プラズマ、１７・・・シール
ド板、１８，１８Ａ，１８Ｂ・・・開口部、１９・・・
支持台、２０・・・基体、２１，２１Ａ，２１Ｂ・・・
薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】物理的気相成長法にて生成させられた薄膜
原料粒子を基体に照射して、基体に薄膜を成膜する薄膜
成膜方法であって、薄膜原料粒子を基体の一部の領域に
照射しつつ、薄膜原料粒子の流れの空間位置と基体とを
相対的に移動させることを特徴とする薄膜成膜方法。
【請求項２】薄膜原料粒子の流れの空間位置を固定し、
薄膜が成膜される基体の面に垂直な軸線の周りに基体を
回転させることを特徴とする請求項１に記載の薄膜成膜
方法。
【請求項３】薄膜原料粒子が照射される基体の領域の平
面形状は、基体の半径と略等しい半径を有する扇形であ
ることを特徴とする請求項２に記載の薄膜成膜方法。
【請求項４】薄膜原料粒子が照射される基体の領域の平
面形状は、基体の半径と略等しい長辺を有する矩形であ
ることを特徴とする請求項２に記載の薄膜成膜方法。
【請求項５】基体の中心から周方向に向かって、基体に
照射される薄膜原料粒子の密度を増加させることを特徴
とする請求項４に記載の薄膜成膜方法。
【請求項６】薄膜が成膜される基体の面と平行な方向に
直線的に且つ連続して、薄膜原料粒子の流れの空間位置
と基体とを相対的に移動させながら、薄膜原料粒子を基
体の一部の領域に照射することを特徴とする請求項１に
記載の薄膜成膜方法。
【請求項７】薄膜原料粒子が照射される基体の領域の平
面形状は、移動方向と直角方向の基体の最長長さと略等
しい長辺を有する矩形であることを特徴とする請求項６
に記載の薄膜成膜方法。
【請求項８】薄膜を複数層形成することを特徴とする請
求項６に記載の薄膜成膜方法。
【請求項９】（イ）薄膜が成膜される基体の面と平行な
第１の方向に直線的に且つ連続して、薄膜原料粒子の流
れの空間位置と基体とを相対的に移動させながら、薄膜
原料粒子を基体の一部の領域に照射し、（ロ）該第１の方向に沿った薄膜原料粒子の基体への照
射が完了した後、薄膜が成膜される基体の面と平行であ
って且つ該第１の方向と直角の第２の方向にステップ状
に、薄膜原料粒子の流れの空間位置と基体とを相対的に
移動させ、次いで、前記工程（イ）を繰り返すことを特
徴とする請求項１に記載の薄膜成膜方法。
【請求項１０】薄膜原料粒子が照射される基体の領域の
平面形状は、前記第１の方向に沿った基体の最長長さよ
りも短い一辺と、前記第２の方向に沿ったステップ状の
移動距離と略等しい長さを有する一辺とから成る矩形で
あることを特徴とする請求項９に記載の薄膜成膜方法。
【請求項１１】薄膜を複数層形成することを特徴とする
請求項９に記載の薄膜成膜方法。
【請求項１２】物理的気相成長法にて生成させられた薄
膜原料粒子を基体の一部の領域に照射して、基体に薄膜
を成膜する薄膜成膜方法であって、薄膜原料粒子を基体
の一部の領域に照射する工程と、薄膜原料粒子の流れの
空間位置と薄膜原料粒子が照射される基体の領域とを相
対的にステップ状に移動させる工程とを繰り返すことを
特徴とする薄膜成膜方法。
【請求項１３】（イ）薄膜が成膜される基体の面と平行
な第１の方向にステップ状に、薄膜原料粒子の流れの空
間位置と薄膜原料粒子が照射される基体の領域とを相対
的に移動させて、薄膜原料粒子を基体の一部の領域に照
射し、（ロ）該第１の方向に沿った薄膜原料粒子の基体への照
射が完了した後、薄膜が成膜される基体の面と平行であ
って且つ該第１の方向と直角の第２の方向にステップ状
に、薄膜原料粒子の流れの空間位置と薄膜原料粒子が照
射される基体の領域とを相対的に移動させ、次いで、前
記工程（イ）を繰り返す工程から成ることを特徴とする
請求項１２に記載の薄膜成膜方法。
【請求項１４】薄膜原料粒子が照射される基体の領域の
平面形状は、前記第１の方向に沿ったステップ状の移動
距離と略等しい長さを有する一辺と、前記第２の方向に
沿ったステップ状の移動距離と略等しい長さを有する一
辺とから成る矩形であることを特徴とする請求項１３に
記載の薄膜成膜方法。
【請求項１５】薄膜原料粒子が照射される基体の領域の
平面形状は、基体に形成すべき製品の大きさの整数倍で
あることを特徴とする請求項１４に記載の薄膜成膜方
法。
【請求項１６】薄膜を複数層形成することを特徴とする
請求項１３に記載の薄膜成膜方法。
【請求項１７】物理的気相成長法にて生成させられた薄
膜原料粒子を基板に照射して、基板上に薄膜を成膜する
半導体装置の製造方法であって、薄膜原料粒子を基板の
一部の領域に照射しつつ、薄膜原料粒子の流れの空間位
置と基板とを相対的に移動させることを特徴とする半導
体装置の製造方法。
【請求項１８】物理的気相成長法にて生成させられた薄
膜原料粒子を基板に照射して、基板上に薄膜を成膜する
半導体装置の製造方法であって、薄膜原料粒子を基板の
一部の領域に照射する工程と、薄膜原料粒子の流れの空
間位置と薄膜原料粒子が照射される基板の領域とを相対
的にステップ状に移動させる工程とを繰り返すことを特
徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１９】物理的気相成長法にて生成させられた薄
膜原料粒子を基体に照射して、基体に薄膜を成膜するた
めの薄膜成膜装置であって、（イ）薄膜原料粒子を生成させるための薄膜原料源と、（ロ）基体を載置するための支持台と、（ハ）薄膜原料源と支持台との間に配設され、薄膜原料
粒子を基体の一部の領域に照射するための開口部が設け
られたシールド板と、（ニ）薄膜原料源と基体とを相対的に移動させるための
移動手段、を備えていることを特徴とする薄膜成膜装
置。