JPH06145974A

JPH06145974A - 真空成膜装置及び真空成膜方法

Info

Publication number: JPH06145974A
Application number: JP31267492A
Authority: JP
Inventors: Kazuhiro Hoshino; 和弘星野
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1992-10-29
Filing date: 1992-10-29
Publication date: 1994-05-27

Abstract

(57)【要約】【目的】ステップカバレッジに優れ、シャドウイング効
果等の悪影響を抑制することができ、しかも均一な膜厚
の薄膜を成膜することができる真空成膜装置及び成膜方
法を提供する。【構成】基板５０上に薄膜を成膜させる真空成膜装置１
は、成膜中に、原子、分子、イオン又はラジカルから成
る薄膜源を生成する領域１２と基板５０との間の距離を
変える機構２０，２２，２４を備えている。また、基板
上に薄膜を成膜させる真空成膜方法は、成膜中に、原
子、分子、イオン又はラジカルから成る薄膜源を生成す
る領域と基板との間の距離を変えることを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、真空成膜装置及び真空
成膜方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】半導体装置の高集積化に伴い、半導体装
置の製造プロセスにおける寸法ルールが微細化されつつ
ある。そのため、半導体装置の内部配線形成プロセスに
おいては、径が小さく且つ深さの深い、即ちアスペクト
比の大きい、コンタクトホール、スルーホールあるいは
ビヤホール（以下、総称して接続孔と呼ぶ）を形成する
必要がある。接続孔は、通常、半導体基板や下層配線層
の上に形成された層間絶縁層に開口部を設け、かかる開
口部内を配線材料で埋め込むことによって形成される。

【０００３】開口部内を配線材料で埋め込むための薄膜
加工技術の１つにスパッタ法がある。しかしながら、ス
パッタ法は、一般にステップカバレージが良くない。そ
のため、開口部のアスペクト比が大きくなるに従い、接
続孔内部にボイドを生じたり、開口部底部近傍の側壁に
十分な膜厚の配線材料を形成することができず、開口部
の底部における配線材料の厚さの薄い部分で断線不良が
発生し易い。このカバレッジ不良は、配線材料から成る
スパッタ粒子が、開口部の側壁あるいは底部に形成され
る光学的に影の部分には多く堆積しないという、所謂シ
ャドウイング効果に起因する。そのため、開口部の内部
を配線材料でカバレッジ良く埋め込むプロセス技術が必
要不可欠になってきている。

【０００４】従来のスパッタリング装置では、ターゲッ
トと基板との間の距離（以後、ＴＳ間距離と略す）は、
スパッタリング装置設計の段階で最適値に決定され、タ
ーゲットの種類によって微調整する構造となっている。
図１６は、従来のスパッタリング装置の略図である。図
１において、ターゲット１２と基板７０の距離は、成膜
中、常に一定に保たれている。

【０００５】薄膜成膜技術の１つである蒸着法は、蒸着
材料を乗せたヒーターあるいは蒸着材料を入れたボー
ト、るつぼ等を抵抗加熱、高周波加熱、電子ビーム加熱
等によって加熱し、蒸着材料を蒸発させ、基材にかかる
蒸着材料を被着させる。この蒸着法においても、蒸着材
料の良好なるステップカバレッジを得ること、あるいは
シャドウイング効果を無くすことは重要な課題である。
従来の蒸着装置では、蒸着材料と基板との間の距離（以
後、同様にＴＳ間距離と略す）は、蒸着装置設計の段階
で最適値に決定され、成膜中、常に一定に保たれてい
る。そして、基材上に薄膜を成膜するとき、基材を自公
転することによって基材上に成膜される薄膜の厚さ制御
やステップカバレッジの改善を行っている。

【０００６】ＣＶＤ法の１つにプラズマＣＶＤ法があ
る。プラズマＣＶＤ法においては、例えば減圧ＣＶＤの
反応空間にプラズマを導入することにより、その空間に
存在する気体分子等がプラズマによって解離させられて
ラジカルが発生し、かかるラジカルが基板表面で反応す
ることにより薄膜が成膜される。プラズマＣＶＤ法は、
熱ＣＶＤ法より低温化できること、温度と無関係に非選
択的に気体分子等を解離、活性化できるという特徴を有
する。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところで、ＴＳ間距離
（ターゲットと基板の間の距離、あるいは蒸着材料と基
板の間の距離）は、開口部における薄膜のステップカバ
レッジや基板上における薄膜の膜厚分布に大きな影響を
与えることが知られている。成膜装置内部の圧力が一定
のとき、成膜に用いられる材料（例えばＡｒ）の平均自
由工程に比べてＴＳ間距離が十分短い場合には、一般
に、基板に対する薄膜材料粒子の入射角度は基板に対し
て９０度に近くなる。このため、図１７の（Ａ）に示す
ように、例えば、開口部７６の底部には薄膜７８が成長
し易いが、側壁には殆ど薄膜が形成されず、薄膜に段切
れが生じる。尚、図１７において、７０は基板、７４は
基板上に形成された層間絶縁層である。

【０００８】また、成膜に用いられる材料（例えばＡ
ｒ）の平均自由工程に比べてＴＳ間距離が長い場合、タ
ーゲットから放出されたあるいは蒸着材料から蒸発した
薄膜材料粒子は、Ａｒ原子等との衝突あるいは放出され
た薄膜材料粒子同士の衝突によって、散乱される。この
ため、基板に到達する薄膜材料粒子は、基板に対して広
範囲の入射角度を持つようになるが、例えば開口部７６
の底部には、図１７の（Ｂ）に示すように、シャドウイ
ング効果によってボイドが生じる。

【０００９】プラズマＣＶＤ法では、ガスの流れが基板
上に堆積する薄膜のカバレッジに大きな影響を与える。
ラジカル発生領域と基板の間の距離を変えることによっ
て、様々なガスの基板への入射成分を作ることができ、
カバレッジを改善することができる。ラジカル発生領域
と基板の間の距離を常に一定とした場合、高アスペクト
比の開口部における薄膜のカバレッジに問題が生じる。

【００１０】スパッタリング時あるいは蒸着時、基板支
持台と基板との距離を、導入した気体の圧力下における
気体の平均自由行程以下にする機構を備えた基板温度制
御装置が、特開昭６０−１０２７４２号公報から知られ
ている。また、被処理物を加熱する加熱手段の手前に多
数の狭小な中空路が処理粒子を捕捉するように配置され
ているスパッタリング装置が、特開昭６１−７５５１４
号公報に記載されている。ガス導入部と排気部とを有す
る真空容器内に、ターゲットと基板とを配置したスパッ
タ装置において、真空容器内の圧力は、スパッタ粒子の
平均自由行程がターゲットと基板の対向間隔よりも長く
保たれる程度まで低くするとともに、１枚または数枚の
ガイド板を基板に対してほぼ直角に設けたスパッタ装置
が、特開昭６１−２４３１６７号公報から知られてい
る。更に、（スパッタリング原子の平均自由行程）≧
（スパッタリングターゲットと基板の距離）の関係を満
足するように放電ガスの圧力を設定するスパッタリング
方法が、特開昭６３−１１７３５６号公報に記載されて
いる。しかるに、これらの公報の何れにも、ターゲット
と基板の間の距離を変える旨の記載は認められない。

【００１１】エミッタ先端と引出し電極との間の距離
（ｓ）を、イオン化ガスの平均自由行程（ｄ）よりも小
に、また引出し電極のアパーチャの径をｓ以下に設定し
たことを特徴とする電界電離イオン源が、特開昭６１−
１９３３４８号公報に記載されている。しかるに、この
公報にも、例えばイオン源と基板の間の距離を変える旨
の記載は認められない。

【００１２】イオン及びラジカルを含むプラズマを導入
する導入口と基板との間の距離（ｄ）が、容器内の分子
の平均自由行程（λ）に対しｄ＜１００λとなるような
ガス圧とするプラズマＣＶＤ法が、特開昭６２−７３６
２２号公報に開示されている。また、反応性気体の励起
用のレーザ光源と、被験表面を有する基板が配設される
反応室を有し、レーザ光源より発生する光は基板の表面
に平行または概略平行に照射せしめるとともに、この照
射光は反応性気体の平均自由行程の１０倍以上の距離離
れた空間を主として照射せしめることにより、基板表面
にエピタキシャル薄成長被膜を形成せしめるレーザ・エ
ピタキシャル薄膜成長方法が、特開昭６１−２３２６１
０号公報に記載されている。更に、プラズマを閉じ込め
るための電場を形成する電場形成手段と、帯電粒子の平
均自由行程以下の距離、電場形成手段から隔てられて配
置された被加工物支持手段とを備えたプラズマ処理装置
が、特開昭６０−２６３４３４号公報に開示されてい
る。また、磁気ミラーのミラー点から活性粒子の平均自
由行程以内の位置に被加工物が保持されて加工処理され
ることを特徴とするマイクロ波プラズマ処理装置が、特
開昭６１−３００３６号公報に記載されている。あるい
は又、ガスプラズマ発生室から反応室へ流れる分子ある
いは正荷電粒子の平均自由行程とほぼ同じ大きさの通過
孔を多数設けた遮蔽板を配置したドライエッチング装置
が、特開昭６２−１３１５２０号公報から知られてい
る。しかしながら、これらの公報には、成膜中あるいは
エッチング中に、例えば基板を移動させる旨の記載は認
められない。

【００１３】従って、本発明の目的は、ステップカバレ
ッジに優れ、シャドウイング効果等の悪影響を抑制する
ことができ、しかも均一な膜厚の薄膜を成膜することが
できる真空成膜装置及び成膜方法を提供することにあ
る。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記の目的は、基板上に
薄膜を成膜させる真空成膜装置であって、成膜中に、原
子、分子、イオン又はラジカルから成る薄膜源を生成す
る領域と基板との間の距離を変える機構を備えているこ
とを特徴とする本発明の真空成膜装置の第１の態様によ
って達成され得る。

【００１５】本発明の第１の態様にかかる真空成膜装置
としては、真空又は減圧下で操作されるスパッタリング
装置、イオンプレーティング装置、ＣＶＤ装置あるいは
各種の真空蒸着装置を挙げることができる。

【００１６】スパッタリング装置として、二極スパッタ
リング装置、三極又は四極スパッタリング装置、マグネ
トロンスパッタリング装置、高周波スパッタリング装
置、リアクティブスパッタリング装置、バイアススパッ
タリング装置、非対称交流スパッタリング装置、ゲッタ
スパッタリング装置、高温スパッタリング装置、高温バ
イアススパッタリング装置、対向スパッタリング装置等
を挙げることができる。スパッタリング装置において
は、薄膜源を生成する領域（以下、薄膜源生成領域とも
いう）はターゲットに相当する。

【００１７】イオンプレーティング装置として、直流
法、高周波法、クラスタ・イオンビーム法、あるいは熱
陰極法を用いた装置を挙げることができる。薄膜源生成
領域は、電子銃、蒸発させるべき材料等に相当する。あ
るいは又、薄膜源生成領域は、薄膜を成膜すべき蒸発し
た蒸気の一部がイオン化される領域に相当する。

【００１８】ＣＶＤ装置としては、プラズマＣＶＤ装置
あるいは光ＣＶＤ装置を例示することができる。ＣＶＤ
装置においては、薄膜源生成領域はプラズマあるいは光
によって気体分子等が解離させられてラジカルが発生す
る領域に相当する。

【００１９】真空蒸着装置は、蒸着材料を乗せるワイヤ
あるいは蒸着材料を入れるボート並びにるつぼ、及び抵
抗加熱手段、高周波加熱手段あるいは電子ビーム加熱手
段から成る。真空蒸着装置においては、薄膜源生成領域
は、蒸着材料に相当する。

【００２０】本発明の第１の態様の真空成膜装置の好ま
しい形態においては、真空成膜装置はスパッタリング装
置から成り、薄膜源を生成する領域はターゲットであ
る。この場合、ターゲットと基板との間の距離を変える
機構は、基板を移動させる機構、あるいは、ターゲット
を移動させる機構とすることができる。

【００２１】あるいは又、上記の目的は、基板上に薄膜
を成膜させる真空成膜装置であって、プラズマＣＶＤ装
置から成り、成膜中に、成膜に供されるプラズマを生成
するプラズマ生成領域と基板との間の距離を変える機構
を備えていることを特徴とする本発明の真空成膜装置の
第２の態様によって達成され得る。

【００２２】本発明の第２の態様の真空成膜装置の好ま
しい形態においては、プラズマ生成領域と基板との間の
距離を変える機構は、プラズマ生成領域における磁界及
び／又は電場を変化させる機構である。

【００２３】更に、上記の目的は、基板上に薄膜を成膜
させる真空成膜方法であって、成膜中に、原子、分子、
イオン又はラジカルから成る薄膜源を生成する領域と基
板との間の距離を変えることを特徴とする本発明の真空
成膜方法の第１の態様により達成され得る。

【００２４】真空成膜方法としては、具体的には、真空
あるいは減圧下における蒸着法、スパッタ法、イオンプ
レーティング法、ＣＶＤ法を挙げることができる。スパ
ッタ法としては、二極スパッタ方式、三極又は四極スパ
ッタ方式、マグネトロンスパッタ方式、高周波スパッタ
方式、リアクティブスパッタ方式、バイアススパッタ方
式、非対称交流スパッタ方式、ゲッタスパッタ方式、高
温スパッタ方式、高温バイアススパッタ方式等を挙げる
ことができる。イオンプレーティング法としては、直流
法、高周波法、クラスタ・イオンビーム法、あるいは熱
陰極法を挙げることができる。また、ＣＶＤ法として
は、プラズマＣＶＤ法、光ＣＶＤ法等を挙げることがで
きる。

【００２５】スパッタ法においては、薄膜源生成領域は
ターゲットに相当する。イオンプレーティング法におい
ては、薄膜源生成領域は、電子銃、蒸発させるべき材料
等、あるいは又、薄膜源生成領域は、薄膜を成膜すべき
蒸発した蒸気の一部がイオン化される領域に相当する。
ＣＶＤ法においては、薄膜源生成領域はプラズマあるい
は光によって気体分子等が解離させられてラジカルが発
生する領域に相当する。真空蒸着法においては、薄膜源
生成領域は、蒸着材料に相当する。

【００２６】本発明の真空成膜方法の第１の態様におい
ては、薄膜源を生成する領域と基板との間の最短距離
は、成膜に用いられる材料の平均自由行程以下の距離で
あることが好ましい。あるいは又、薄膜源を生成する領
域と基板との間の最長距離は、成膜に用いられる材料の
平均自由行程以上の距離であることが好ましい。成膜に
用いられる材料には、薄膜を形成するための材料のみな
らず、例えば、スパッタ法においてターゲットに照射さ
れるＡｒイオンを生成させるためのＡｒガスのような所
謂プロセスガス等が包含される。

【００２７】更に、上記の目的は、プラズマＣＶＤ法か
ら成る、基板上に薄膜を成膜させる真空成膜方法であっ
て、成膜中に、成膜に供されるプラズマを生成するプラ
ズマ生成領域と基板との間の距離を変えることを特徴と
する本発明の真空成膜方法の第２の態様により達成され
得る。

【００２８】

【作用】本発明の第１の態様にかかる真空成膜装置及び
真空成膜方法においては、薄膜源生成領域と基板との間
の距離を変える機構を備えているので、薄膜のステップ
カバレッジを向上させることができ、しかも均一な膜厚
の薄膜を成膜することができる。以下、スパッタリング
装置及びスパッタ法による接続孔の形成を例に挙げて、
本発明の作用を説明する。

【００２９】図１の（Ａ）に示すように、半導体基板７
０の上に形成された層間絶縁層７４に開口部７６が形成
されている。尚、７２は半導体基板７０に形成された拡
散層である。本発明の真空成膜装置及び真空成膜方法、
具体的にはスパッタリング装置及びスパッタ法によっ
て、この開口部に薄膜７８を成膜する。

【００３０】スパッタリング初期の段階では、ターゲッ
トと基板との間の距離を変える機構により、薄膜源生成
領域と基板との間の距離を、例えば、成膜に用いられる
材料（例えばＡｒガス）の平均自由行程以下の距離にす
る。こうすることによって、原子、分子等から成る薄膜
材料粒子の基板に対する入射角は９０度近くになる。従
って、スパッタリング初期の段階では、図１の（Ｂ）に
示すように、通常のスパッタ法では最も薄膜が形成され
難い開口部の底部に薄膜７８を成膜することができる。

【００３１】スパッタリングの最終段階では、ターゲッ
トと基板との間の距離を変える機構により、薄膜源生成
領域と基板との間の距離を、例えば、成膜に用いられる
材料（例えばＡｒガス）の平均自由行程以上の距離にす
る。こうすることによって、原子、分子等から成る薄膜
材料粒子は、Ａｒ原子等との衝突あるいは放出された薄
膜材料粒子同士の衝突によって、散乱される。このた
め、基板に到達する薄膜材料粒子は広範囲の入射角度を
持つようになる。その結果、図１の（Ｃ）に示すよう
に、開口部の側壁に薄膜材料が付着し易くなる。こうし
て、開口部底部にボイドが発生することなく、しかも、
開口部の底部及び側壁に十分な膜厚の薄膜を成膜するこ
とができる。

【００３２】本発明において、薄膜源生成領域と基板と
の間の距離を、成膜に用いられる原料の平均自由行程に
よって規定することが好ましい。ここで、圧力と平均自
由行程の関係を以下に説明する。

【００３３】熱振動している基体分子の平均自由行程λ
は次式で表される。 λ＝１／（√２ｎπσ²）・・・・・（１）ここで、σは分子直径、ｎは分子密度である。理想気体
の状態方程式から、Ｐ＝ｎｋＴ・・・・・・・・・・（２）となる。但し、ｋはボルツマン定数、１．３８×１０
^-23（Ｊ／Ｋ）である。式（１）及び式（２）から、圧
力と平均自由行程の関係は以下のようになる。 λ＝ｋＴ／（√２Ｐπσ²）・・・・（３）例えば、Ａｒ原子の場合、分子半径σは３．６７オング
ストローム（３．６７×１０^-10ｍ）であるから、温度
２０゜Ｃとして式（３）は以下のようになる。 λ＝６．７６×１０^-3／Ｐ・・・（４）式（４）から、例えば圧力０．１３Ｐａであれば平均自
由行程は５ｃｍとなる。以上のとおり、真空成膜装置に
おいて成膜時の圧力Ｐと平均自由行程λの関係を式
（４）から求め、薄膜源を生成する領域と基板との間の
最短距離の及び最長距離を決定すればよい。

【００３４】真空蒸着及びイオンプレーティングにおい
ても、上記と同様のことがいえる。

【００３５】本発明の第２の態様にかかる真空成膜装置
及び真空成膜方法においても、薄膜源生成領域と基板と
の間の距離を変える機構を備えているので、薄膜のカバ
レッジを向上させることができ、しかも均一な膜厚の薄
膜を成膜することができる。

【００３６】

【実施例】以下、図面を参照して、好ましい実施例に基
づき本発明を説明する。尚、実施例１〜実施例１１は、
本発明の第１の真空成膜装置及び第１の真空成膜方法に
関する。より具体的には、実施例１〜実施例４はスパッ
タリング装置及びスパッタ法に関し、実施例５及び実施
例６は、真空蒸着装置及び真空蒸着法に関し、実施例７
及び実施例８はイオンプレーティング装置及びイオンプ
レーティング法に関し、実施例９〜実施例１１はＣＶＤ
装置及びＣＶＤ法に関する。また、実施例１２及び実施
例１３は、本発明の第２の真空成膜装置及び第２の真空
成膜方法に関する。

【００３７】（実施例１）先ず、図１の（Ａ）に示すよ
うに、半導体基板７０の所定の領域にイオン注入法によ
り拡散層７２を形成する。次に、例えばＣＶＤ法にて、
基板７０上に厚さ７００ｎｍのＳｉＯ₂から成る層間絶
縁層７４を形成し、更に、例えばリアクティブ・イオン
・エッチング法にて、層間絶縁層７４に開口部７６を形
成する。

【００３８】本発明の真空成膜装置１は、図２に概要を
示すように、スパッタリング装置から成り、基本的に
は、チャンバ１０、ターゲット１２、基板ステージ１４
を具備している。チャンバ１０には、Ａｒガス導入部１
６からＡｒガスが導入され、チャンバ１０内のガスは排
気部１８から系外に排気される。このような構成は、従
来のスパッタリング装置と同一である。ターゲット１２
は、原子、分子、イオン又はラジカルから成る薄膜源を
生成する領域（薄膜源生成領域）に相当する。ターゲッ
ト１２はターゲット保持器１２Ａに取り付けられ、ター
ゲット保持器１２Ａは絶縁部材（図示せず）を介してチ
ャンバ１０に取り付けられている。

【００３９】本発明の真空成膜装置１は、薄膜源生成領
域（実施例１においてはターゲット１２）と基板との間
の距離（ＴＳ間距離）を変える機構を備えていることを
特徴とする。実施例１においては、この機構は、具体的
には、基板ステージ１４の位置を変える機構であり、基
板ステージ１４の底部に取り付けられたシャフト２０、
モータ２２、及びモータの回転によってシャフト２０を
昇降させるための歯車機構２４から構成される。尚、モ
ータ及び歯車機構の代わりに、油圧又は空気シリンダー
等の公知の装置から基板ステージ１４の位置を変える機
構を構成することもできる。チャンバ１０内の真空を保
持するために、基板ステージ１４とチャンバ１０の間に
はベローズ２６が備えられている。

【００４０】基板の厚さ並びに基板ステージ１４の厚さ
を考慮した上で、モータ２２の回転数をモニターするこ
とによって、基板ステージ１４上に載置された基板７０
とターゲット１２との間の距離（ＴＳ間距離）を知るこ
とができる。

【００４１】図１の（Ａ）に示した基板７０を本発明の
真空成膜装置１のチャンバ１０内に搬入した後、Ａｒガ
ス導入部１６からチャンバ１０内にＡｒガスを導入し、
チャンバ１０内の圧力を０．２７Ｐａに設定する。この
圧力におけるＡｒの平均自由行程λは、式（４）から約
２．５ｃｍである。

【００４２】スパッタリングの第１段階として、ＴＳ間
距離を平均自由行程以下の１．５ｃｍに設定し、Ａｌ−
１％Ｓｉから成るターゲット１２を用いて、基板７０上
にアルミニウム薄膜の成膜を行った。基板７０に形成さ
れた層間絶縁層７４上における薄膜の厚さを約２００ｎ
ｍとした。成膜条件を以下に示す。スパッタリング第１段階：Ａｌ−１％Ｓｉ：厚さ２００ｎｍ使用ガス：Ａｒ使用ガス流量：４０ｓｃｃｍチャンバ内圧力：０．２７ＰａＴＳ間距離：１．５ｃｍパワー：１０ｋＷ基板温度：１００゜Ｃ

【００４３】この条件でスパッタリングを行ったとこ
ろ、図１（Ｂ）に示すように、層間絶縁層７４の表面、
及び開口部７６の底部にアルミニウム薄膜が形成され、
開口部７６の側壁には殆どアルミニウム薄膜が付着しな
かった。

【００４４】続いて、スパッタリングを中断することな
く、あるいはスパッタリングを中断して、モータ２２を
回転させ、スパッタリングの第２段階としてＴＳ間距離
を平均自由行程以上の７ｃｍに変化させた。ＴＳ間距離
を７ｃｍに保持した状態で、基板７０上にアルミニウム
薄膜の成膜を行った。基板７０に形成された層間絶縁層
７４上における薄膜の厚さを約４００ｎｍとした。成膜
条件を以下に示す。スパッタリング第２段階：Ａｌ−１％Ｓｉ：厚さ４００ｎｍ使用ガス：Ａｒ使用ガス流量：４０ｓｃｃｍチャンバ内圧力：０．２７ＰａＴＳ間距離：７．０ｃｍパワー：１０ｋＷ基板温度：１００゜Ｃ

【００４５】この条件でスパッタリングを行ったとこ
ろ、、図１（Ｃ）に示すように、開口部７６の側壁にア
ルミニウム薄膜７８が形成された。また、開口部７６の
底部には、シャドウイング効果によって薄膜が形成され
難くなるが、底部にはスパッタリングの第１段階で既に
アルミニウム薄膜が充分形成されているので、アルミニ
ウム薄膜に段切れが発生することはなかった。

【００４６】尚、実施例１ではバリアメタルを用いてい
ないが、アルミニウム薄膜の成膜前に、例えば、ＴｉＮ
／Ｔｉ等のバリアメタルを開口部の底部及び側壁に形成
してもよい。膜厚は、例えば、ＴｉＮを１００ｎｍ、Ｔ
ｉを３０ｎｍとすることができる。

【００４７】こうして微細な開口部のステップカバレッ
ジを向上させることができ、信頼性の高い接続孔を得る
ことができた。

【００４８】（実施例２）本実施例ではスパッタ法によ
るアルミニウム薄膜の成膜中に一定の速度でＴＳ間距離
を変化させることにより、アルミニウム薄膜のステップ
カバレッジを改善する例を説明する。使用した真空成膜
装置は実施例１と同じ装置である。

【００４９】先ず、図１の（Ａ）に示した、半導体基板
７０を準備した。この基板７０を図２に示した本発明の
真空成膜装置、具体的にはスパッタリング装置に搬入し
た後、Ａｒガス導入部１６からチャンバ１０内にＡｒガ
スを導入し、チャンバ１０内の圧力を０．２７Ｐａに設
定する。この圧力におけるＡｒの平均自由行程λは、式
（４）から約２．５ｃｍである。

【００５０】Ａｌ−１％Ｓｉから成るターゲット１２を
用いて、基板７０上にアルミニウム薄膜の成膜を行う。
成膜開始前のＴＳ間距離を平均自由行程以下の１．５ｃ
ｍに設定し、ＤＣ電源を投入し、スパッタリングを開始
する。成膜開始後、毎秒０．９２ｍｍの一定速度で基板
７０をターゲット１２から離していく。この時のスパッ
タ条件を以下に示す。アルミニウムスパッタリング：Ａｌ−１％Ｓｉ膜厚：１μｍ成膜速度：１μｍ／分使用ガス：Ａｒ使用ガス流量：４０ｓｃｃｍ圧力：０．２７Ｐａパワー：１０ｋＷ基板温度：１００゜Ｃ成膜開始時ＴＳ間距離：１．５ｃｍ成膜終了時ＴＳ間距離：７．０ｃｍＴＳ間距離の変化速度：０．９２ｍｍ／秒

【００５１】この条件でアルミニウム薄膜を厚さ１μｍ
成膜すると、図３に示すように開口部の底部及び側壁に
十分な厚さのアルミニウム薄膜７８を形成できた。尚、
実施例２ではバリアメタルを用いていないが、アルミニ
ウム薄膜の成膜前に、例えば、ＴｉＮ／Ｔｉ等のバリア
メタルを形成しても良い。膜厚は、例えば、ＴｉＮを１
００ｎｍ、Ｔｉを３０ｎｍとすることができる。

【００５２】こうして微細な接続孔のステップカバレッ
ジを向上させることができ、信頼性の高い接続孔が得ら
れた。

【００５３】（実施例３）実施例３における真空成膜装
置１００は、図４に概要を示すように、スパッタリング
装置から成り、基本的には、実施例１における真空成膜
装置１と同様の構成である。実施例３の真空成膜装置が
実施例１と相違する点は、薄膜源生成領域（実施例３に
おいてはターゲット１２）と基板との間の距離（ＴＳ間
距離）を変える機構がターゲットを移動させる機構であ
る点にある。

【００５４】この機構は、具体的には、ターゲット保持
器１２Ａの頂部に取り付けられたシャフト２０、モータ
２２、及びモータの回転によってシャフト２０を昇降さ
せるための歯車機構２４から構成される。尚、モータ及
び歯車機構の代わりに、油圧又は空気シリンダー等の公
知の装置からターゲット保持器１２Ａの位置を変える機
構を構成することもできる。チャンバ１０内の真空を保
持するために、ターゲット保持器１２Ａとチャンバ１０
の間にはベローズ２６が備えられている。ターゲット保
持器１２Ａとベローズ２６の間、及びチャンバ１０とベ
ローズ２６の間には、絶縁材（図示せず）が備えられて
いる。

【００５５】ターゲット１２及びターゲット保持器１２
Ａの厚さを考慮した上で、モータ２２の回転数をモニタ
ーすることによって、基板ステージ１４上に載置された
基板７０とターゲット１２との間の距離（ＴＳ間距離）
を知ることができる。

【００５６】図１の（Ａ）に示した基板７０を本発明の
真空成膜装置１００のチャンバ１０内に搬入した後、Ａ
ｒガス導入部１６からチャンバ１０内にＡｒガスを導入
し、チャンバ１０内の圧力を０．２７Ｐａに設定する。
この圧力におけるＡｒの平均自由行程λは、式（４）か
ら約２．５ｃｍである。

【００５７】ターゲットの位置を調節し、ＴＳ間距離を
１．５ｃｍとした。そして、実施例１にて説明したスパ
ッタリング第１段階と同じ条件で、先ず第１段階のアル
ミニウムスパッタリングを行った。続いて、スパッタリ
ングを中断することなく、あるいはスパッタリングを中
断して、モータ２２を回転させ、ターゲットの位置を調
節し、ＴＳ間距離を平均自由行程以上の７ｃｍに変化さ
せた。ＴＳ間距離を７ｃｍに保持した状態で、実施例１
にて説明したスパッタリング第２段階と同じ条件で第２
段階のアルミニウムスパッタリングを行った。その結
果、実施例１と同様に、開口部のステップカバレッジを
向上させることができ、信頼性の高い接続孔を得ること
ができた。

【００５８】（実施例４）本実施例では、実施例３で説
明した真空成膜装置１００を用い、実施例２と同じ条件
でアルミニウムスパッタリングを行った。即ち、ターゲ
ットを成膜中に一定速度で基板に近づけることによっ
て、スパッタ法によるアルミニウム薄膜の成膜中に一定
の速度でＴＳ間距離を変化させ、これによって、アルミ
ニウム薄膜のステップカバレッジの改善を図った。

【００５９】その結果、実施例２と同様に、開口部のス
テップカバレッジを向上させることができ、信頼性の高
い接続孔を得ることができた。

【００６０】実施例１〜実施例４においては、薄膜源生
成領域（ターゲット）あるいは基板の一方を移動させた
が、薄膜源生成領域及び基板の両方を移動させることも
可能である。

【００６１】（実施例５）本発明の真空成膜装置２００
は、図５に概要を示すように、真空蒸着装置から成り、
基本的には、チャンバ１０、蒸着材料３０、蒸着材料を
入れたボート３２、ボートを加熱するための抵抗器３
４、ボート３２並びに抵抗器３４を支持する支持台３
６、及び基板ステージ１４を具備している。蒸着材料３
０が薄膜源生成領域に相当する。

【００６２】本発明の真空成膜装置２００は、薄膜源生
成領域（実施例５においては蒸着材料３０）と基板との
間の距離（ＴＳ間距離）を変える機構を備えている。実
施例５においては、この機構は基板の位置を変える機構
であり、具体的には、実施例１で説明した機構と同一の
ものとすることができる。

【００６３】開口部の形成されたシリコン基板を基板ス
テージ１４上に載置し、アルミニウムから成る蒸着材料
３０をボート３２に入れ、抵抗器３４によってボート３
２を約６００゜Ｃに加熱して、アルミニウムをシリコン
基板に蒸着させた。真空蒸着時、チャンバ１０内を１．
３×１０^-3Ｐａとした。ＴＳ間距離を変える機構によっ
て基板ステージ１４の位置を変えて、成膜開始時のＴＳ
間距離を、平均自由行程以下の３ｃｍとした。また、成
膜終了時のＴＳ間距離を、平均自由行程以上の４０ｃｍ
とした。成膜中、ＴＳ間距離を段階的に変化させた。そ
の結果、開口部のステップカバレッジを向上させること
ができ、信頼性の高い接続孔を得ることができた。

【００６４】（実施例６）実施例６における真空成膜装
置２００Ａは、図６に概要を示すように、真空蒸着装置
から成り、基本的には、実施例５における真空成膜装置
２００と同様の構成である。実施例６の真空成膜装置が
実施例５と相違する点は、薄膜源生成領域（実施例６に
おいては蒸着材料３０）と基板との間の距離（ＴＳ間距
離）を変える機構が蒸着材料を移動させる機構である点
にある。

【００６５】この機構は、具体的には、ボート３２並び
に抵抗器３４を支持する支持台３６に取り付けられたシ
ャフト２０、モータ２２、及びモータの回転をシャフト
２０に伝達し且つシャフト２０を昇降させるための歯車
機構２４から構成される。尚、モータ及び歯車機構の代
わりに、油圧又は空気シリンダー等の公知の装置からボ
ート３２の位置を変える機構を構成することもできる。
チャンバ１０内の真空を保持するために、支持台３６と
チャンバ１０の間にはベローズ２６が備えられている。

【００６６】開口部の形成されたシリコン基板を基板ス
テージ１４上に載置し、アルミニウムから成る蒸着材料
３０をボート３２に入れ、抵抗器３４によってボート３
２を約６００゜Ｃに加熱して、アルミニウムをシリコン
基板に蒸着させた。真空蒸着時、チャンバ１０内を１．
３×１０^-3Ｐａとした。ＴＳ間距離を変える機構によっ
て蒸着材料の位置を変えて、成膜開始時のＴＳ間距離
を、平均自由行程以下の３ｃｍとした。また、成膜終了
時のＴＳ間距離を、平均自由行程以上の４０ｃｍとし
た。成膜中、ＴＳ間距離を段階的に変化させた。その結
果、開口部のステップカバレッジを向上させることがで
き、信頼性の高い接続孔を得ることができた。

【００６７】実施例５及び実施例６においては、薄膜源
生成領域（蒸着材料）あるいは基板の一方を移動させた
が、薄膜源生成領域及び基板の両方を移動させることも
可能である。

【００６８】（実施例−７）本発明の真空成膜装置３０
０は、図７に概要を示すように、イオンプレーティング
装置から成り、基本的には、チャンバ１０、蒸発させる
べき材料４０、かかる材料を入れたるボート兼陽極４
２、ボート兼陽極４２を支持する支持台３６、高圧供給
管４４、及び基板ステージ１４を具備している。薄膜源
生成領域は、蒸発させるべき材料４０に相当する。

【００６９】本発明の真空成膜装置３００は、薄膜源生
成領域（実施例７においては蒸発させるべき材料４０）
と基板との間の距離を変える機構を備えている。実施例
７においては、この機構は、基板の位置を変える機構で
あり、具体的には、高圧供給管４４を昇降させるため
の、実施例１と同様の機構とすることができる。

【００７０】開口部の形成されたシリコン基板を基板ス
テージ１４上に載置し、アルミニウムから成る蒸発させ
るべき材料４０をボート兼陽極４２に入れ、かかる材料
を蒸発させて、アルミニウムをシリコン基板に被着させ
た。イオンプレーティング時、チャンバ１０内を１Ｐ
ａ、ＤＣパワーを５ｋＷとした。ＴＳ間距離を変える機
構によって基板ステージ１４の位置を変えて、成膜開始
時のＴＳ間距離を５ｃｍとした。また、成膜終了時のＴ
Ｓ間距離を４０ｃｍとした。成膜中、ＴＳ間距離を段階
的に変化させた。その結果、開口部のステップカバレッ
ジを向上させることができ、信頼性の高い接続孔を得る
ことができた。

【００７１】（実施例８）実施例８における真空成膜装
置３００Ａは、図８に概要を示すように、イオンプレー
ティング装置から成り、基本的には、実施例７における
真空成膜装置３００と同様の構成である。実施例８の真
空成膜装置が実施例７と相違する点は、薄膜源生成領域
（実施例８においては蒸発させるべき材料４０）と基板
との間の距離を変える機構が蒸発させるべき材料４０を
移動させる機構である点にある。より具体的には、ボー
ト兼陽極４２を支持する支持台３６を移動させる。この
機構は、実施例６で説明した機構と同様とすることがで
きる。

【００７２】開口部の形成されたシリコン基板を基板ス
テージ１４上に載置し、アルミニウムから成る蒸発させ
るべき材料４０をボート兼陽極４２に入れ、かかる材料
を蒸発させて、アルミニウムをシリコン基板に被着させ
た。イオンプレーティング時、チャンバ１０内を１Ｐ
ａ、ＤＣパワーを５ｋＷとした。ＴＳ間距離を変える機
構によって支持台３６の位置を変えて、成膜開始時のＴ
Ｓ間距離を５ｃｍとした。また、成膜終了時のＴＳ間距
離を４０ｃｍとした。成膜中、ＴＳ間距離を段階的に変
化させた。その結果、開口部のステップカバレッジを向
上させることができ、信頼性の高い接続孔を得ることが
できた。

【００７３】実施例７及び実施例８においては、薄膜源
生成領域（蒸発させるべき材料）あるいは基板の一方を
移動させたが、薄膜源生成領域及び基板の両方を移動さ
せることも可能である。

【００７４】（実施例９）本発明の真空成膜装置３００
Ｂは、図９に概要を示すように、イオンプレーティング
装置から成り、基本的には、チャンバ１０、蒸発させる
べき材料４０、抵抗器を備え且つかかる材料を入れたる
つぼ４２、ＲＦコイル４６、及び基板ステージ１４を具
備している。薄膜源生成領域は、薄膜を成膜すべき蒸発
した蒸気の一部がイオン化される領域、より具体的には
ＲＦコイルによって薄膜を成膜すべき蒸発した蒸気の一
部がイオン化される領域に相当する。

【００７５】ＲＦコイルによって薄膜を成膜すべき蒸発
した蒸気の一部がイオン化される領域を移動させる手段
は、ＲＦコイル４６に取り付けられた支持具４８、モー
タ２２、及びモータの回転を支持具４８に伝達し且つ支
持具４８を昇降させるための歯車機構２４から構成され
る。尚、モータ及び歯車機構の代わりに、油圧又は空気
シリンダー等の公知の装置からＲＦコイル４６の位置を
変える機構を構成することもできる。

【００７６】あるいは又、図１０に模式的に図示するよ
うに、２つのＲＦコイル４６Ａ，４６Ｂを電気的に並列
に接続し、且つ直列状に配置して、スイッチにより２つ
のＲＦコイルを切り替えて、蒸気の一部がイオン化され
る領域を移動させることができる。

【００７７】開口部の形成されたシリコン基板を基板ス
テージ１４上に載置し、アルミニウムから成る蒸発させ
るべき材料４０をボート兼陽極４２に入れ、かかる材料
を蒸発させて、アルミニウムをシリコン基板に被着させ
た。イオンプレーティング時、チャンバ１０内を１Ｐ
ａ、ＲＦパワーを１ｋＷとした。ＴＳ間距離を変える機
構によって支持具４８の位置を変えて、成膜開始時のＴ
Ｓ間距離（蒸気の一部がイオン化される領域から基板ま
での平均距離）を５ｃｍとした。また、成膜終了時のＴ
Ｓ間距離を４０ｃｍとした。成膜中、ＴＳ間距離を段階
的に変化させた。その結果、開口部のステップカバレッ
ジを向上させることができ、信頼性の高い接続孔を得る
ことができた。

【００７８】（実施例１０）本発明の真空成膜装置４０
０は、図１１に概要を示すように、プラズマＣＶＤ装置
から成り、基本的には、チャンバ１０、基板ステージ１
４、原料ガス導入部５０、プロセスガス導入部５２、導
波管５４、マイクロ波キャビティ５６、排気部１８から
成る。一例として、基板上にＳｉ薄膜を成膜する場合、
チャンバ１０には、プロセスガス導入部５２からＡｒガ
スが導入され、原料ガス導入部５０からＳｉＨ₄ガスが
導入される。チャンバ１０内のガスは排気部１８から系
外に排気される。このような構成は、従来のプラズマＣ
ＶＤ装置と同一である。導波管５４から２．４５ＧＨｚ
のマイクロ波がチャンバ１０内に導入され、Ａｒがプラ
ズマ化され、かかるプラズマ化されたＡｒによってＳｉ
Ｈ₄が解離され、Ｓｉが基板１０上に堆積する。薄膜源
生成領域は、プラズマによって気体分子等が解離させら
れてラジカルが発生する領域に相当する。

【００７９】プラズマによって気体分子等が解離させら
れてラジカルが発生する領域である薄膜源生成領域と基
板との間の距離は、基板を薄膜源生成領域から移動させ
ることによって変化させることができる。基板を移動さ
せる機構は、実施例１で説明した機構と同一のものとす
ることができる。

【００８０】プラズマＣＶＤ法によって配線層が形成さ
れたシリコン基板にＳｉＮ膜を堆積させる条件を以下に
例示する。使用ガス：ＳｉＨ₄／ＮＨ₃／Ｎ₂＝１８０／５
００／７２０ sccm 基板温度：２５０゜Ｃ圧力：４０ＰａＲＦバイアス：１３．５６ＭＨｚＲＦパワー：６００Ｗ

【００８１】ＴＳ間距離を変える機構によって基板ステ
ージ１４の位置を変えて、成膜開始時のＴＳ間距離（ラ
ジカルが発生する領域から基板までの平均距離）を５ｍ
ｍとした。また、成膜終了時のＴＳ間距離を１２ｃｍと
した。成膜中、ＴＳ間距離を段階的に変化させた。その
結果、図１２に示すように、配線層によって形成された
シリコン基板上の段差部分におけるＳｉＮ膜のカバレッ
ジを向上させることができた。

【００８２】（実施例１１）本発明の真空成膜装置４０
０Ａは、図１３に概要を示すように、光ＣＶＤ装置から
成り、基本的には、チャンバ１０、基板ステージ１４、
原料ガス導入部５０、排気部１８、レーザ等から成る光
源６０から成る。光源からの光によってチャンバ１０内
の原料ガスが分解され、基板上に堆積する。薄膜源生成
領域は、光によって気体分子等が解離させられてラジカ
ルが発生する領域に相当する。

【００８３】光によって気体分子等が解離させられてラ
ジカルが発生する領域である薄膜源生成領域と基板との
間の距離は、基板を薄膜生成領域から移動させることに
よって変化させることができる。この機構は、実施例１
の機構と同様とすることができる。

【００８４】光ＣＶＤ装置を用いて、配線層が形成され
たシリコン基板上にＳｉＯ₂から成る薄膜を成膜すると
きの条件を、以下に例示する。使用ガス：ＳｉＨ₄／Ｏ₂／Ａｒ＝１００／２０
／２００ sccm 基板温度：２５０゜Ｃ圧力：７ＰａＲＦバイアス：１３．５６ＭＨｚＲＦパワー：６００Ｗ

【００８５】ＴＳ間距離を変える機構によって基板ステ
ージ１４の位置を変えて、成膜開始時のＴＳ間距離（ラ
ジカルが発生する領域から基板までの平均距離）を５ｍ
ｍとした。また、成膜終了時のＴＳ間距離を１２ｃｍと
した。成膜中、ＴＳ間距離を段階的に変化させた。その
結果、配線層によって形成されたシリコン基板上の段差
部分におけるＳｉＯ₂膜のカバレッジを向上させること
ができた。

【００８６】（実施例１２）本発明の真空成膜装置５０
０は、図１４に概要を示すように、プラズマＣＶＤ装置
から成り、基本的には、チャンバ１０、基板ステージ１
４、原料ガス導入部５０、プロセスガス導入部５２、導
波管５４、磁気コイル５８、排気部１８から成る。一例
として、基板上にＳｉ薄膜を成膜する場合、チャンバ１
０には、プロセスガス導入部５２からＡｒガスが導入さ
れ、原料ガス導入部５０からＳｉＨ₄ガスが導入され
る。チャンバ１０内のガスは排気部１８から系外に排気
される。このような構成は、従来のプラズマＣＶＤ装置
と同一である。円筒導波管５４から２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波がチャンバ１０内に導入され、Ａｒがプラズマ
化され、かかるプラズマ化されたＡｒによってＳｉＨ₄
が解離され、Ｓｉが基板１０上に堆積する。

【００８７】この真空成膜装置５００は、成膜中に、成
膜に供されるプラズマを生成するプラズマ生成領域と基
板との間の距離（ＴＳ間距離）を変える機構を備えてい
ることを特徴とする。具体的には、この機構は、プラズ
マ生成領域における磁界及び／又は電場を変化させる機
構である。具体的には、磁気コイル５８を移動させる機
構であり、モータ２２及び歯車機構２４から成る。

【００８８】プラズマＣＶＤ法によって配線層が形成さ
れたシリコン基板にＳｉＮ膜を堆積させる条件を以下に
例示する。使用ガス：ＳｉＨ₄／ＮＨ₃／Ｎ₂＝１８０／５
００／７２０ sccm 基板温度：２５０゜Ｃ圧力：４０ＰａＲＦバイアス：１３．５６ＭＨｚＲＦパワー：６００Ｗ

【００８９】ＴＳ間距離を変える機構によって基板ステ
ージ１４の位置を変えて、成膜開始時のＴＳ間距離（プ
ラズマが発生する領域から基板までの平均距離）を５ｍ
ｍとした。また、成膜終了時のＴＳ間距離を１２ｃｍと
した。成膜中、ＴＳ間距離を段階的に変化させた。その
結果、配線層によって形成されたシリコン基板上の段差
部分におけるＳｉＮ膜のカバレッジを向上させることが
できた。

【００９０】（実施例１３）本発明の真空成膜装置５０
０Ａは、図１５に概要を示すように、ＥＣＲＣＶＤ装
置から成り、基本的には、チャンバ１０、基板ステージ
１４、原料ガス導入部５０、プロセスガス導入部５２、
導波管５４、磁気コイル５８、排気部１８から成る。一
例として、基板上にＳｉ薄膜を成膜する場合、チャンバ
１０には、プロセスガス導入部５２からＡｒガスが導入
され、原料ガス導入部５０からＳｉＨ₄ガスが導入され
る。チャンバ１０内のガスは排気部１８から系外に排気
される。このような構成は、従来のＥＣＲＣＶＤ装置
と同一である。円筒導波管５４から２．４５ＧＨｚのマ
イクロ波がチャンバ１０内に導入され、Ａｒがプラズマ
化され、かかるプラズマ化されたＡｒによってＳｉＨ₄
が解離され、Ｓｉが基板１０上に堆積する。実施例１３
が実施例１２と相違する点は、磁気コイルがＥＣＲ条件
を満たす磁界（８７５ Gauss）を形成する点にある。

【００９１】この真空成膜装置５００Ａには、成膜中
に、成膜に供されるプラズマを生成するプラズマ生成領
域と基板との間の距離（ＴＳ間距離）を変える機構、具
体的には、この機構は、プラズマ生成領域における磁界
及び／又は電場を変化させる機構が備えられている。具
体的には、磁気コイル５８を移動させる機構であり、モ
ータ２２及び歯車機構２４から成る。

【００９２】ＥＣＲＣＶＤ法によって配線層が形成さ
れたシリコン基板にＴｉＮ膜を堆積させる条件を以下に
例示する。使用ガス：ＴｉＣｌ₄／Ｎ₂／Ｈ₂＝２０／８
／２６ sccm 基板温度：６５０゜Ｃ圧力：０．１２Ｐａマイクロ波パワー：２．８ｋＷ

【００９３】ＴＳ間距離を変える機構によって磁気コイ
ル５８の位置を変えて、成膜開始時のＴＳ間距離（プラ
ズマが発生する領域から基板までの平均距離）を３ｃｍ
とした。また、成膜終了時のＴＳ間距離を１５ｃｍとし
た。成膜中、ＴＳ間距離を段階的に変化させた。その結
果、配線層によって形成されたシリコン基板上の段差部
分におけるＴｉＮ膜のカバレッジを向上させることがで
きた。

【００９４】以上、本発明を好ましい実施例に基づき説
明したが、本発明はこれらの実施例に限定されるもので
はない。本発明の真空成膜装置及び真空成膜方法を、例
えばコンパクトディスク、光ディスクの製造、即ちスパ
ッタリングによる樹脂基板上でのアルミニウム薄膜の成
膜、液晶表示装置やＣＣＤにおける透明電極薄膜の形
成、各種光学装置における反射防止膜等の形成に適用す
ることができる。薄膜源生成領域と基板との間の距離を
変える機構は例示であり、距離を変え得る機構ならば、
如何なる機構も用いることができる。

【００９５】

【発明の効果】本発明においては、薄膜源生成領域と基
板との間の距離を成膜中に変化させることによって、例
えば、微細な接続孔における薄膜のステップカバレッジ
を向上させることができる。例えば、ＴＳ間距離を成膜
に用いられる材料の平均自由行程以下にすると開口部底
部における薄膜の成膜状態が良好となり、ＴＳ間距離を
成膜に用いられる材料の平均自由行程以上にすると、開
口部の側壁における薄膜の成膜状態が良好になる。

【００９６】本発明を高密度半導体装置の配線形成工程
に適用することによって、優れたステップカバレッジを
達成でき、エレクトロマイグレーション耐性の良い、信
頼性の高い半導体装置を製造することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】半導体素子に対する本発明の真空成膜方法の適
用を説明するための半導体素子の模式的な一部断面図で
ある。

【図２】本発明の第１の態様に関する真空成膜装置、具
体的には、スパッタリング装置の概要を示す図である。

【図３】実施例２による成膜の状態を示す半導体素子の
模式的な一部断面図である。

【図４】本発明の第１の態様に関する真空成膜装置、具
体的には、スパッタリング装置の別の例を示す図であ
る。

【図５】本発明の第１の態様に関する真空成膜装置、具
体的には、真空蒸着装置の概要を示す図である。

【図６】本発明の第１の態様に関する真空成膜装置、具
体的には、真空蒸着装置の別の例を示す図である。

【図７】本発明の第１の態様に関する真空成膜装置、具
体的には、イオンプレーティング装置の概要を示す図で
ある。

【図８】本発明の第１の態様に関する真空成膜装置、具
体的には、イオンプレーティング装置の別の例を示す図
である。

【図９】本発明の第１の態様に関する真空成膜装置、具
体的には、イオンプレーティング装置の更に別の例を示
す図である。

【図１０】本発明の第１の態様に関する真空成膜装置、
具体的には、イオンプレーティング装置の更に別の例を
示す模式図である。

【図１１】本発明の第１の態様に関する真空成膜装置、
具体的には、プラズマＣＶＤ装置の概要を示す図であ
る。

【図１２】本発明の真空成膜方法、具体的にはプラズマ
ＣＶＤ法、及び従来のプラズマＣＶＤ法による薄膜の成
膜状態を模式的に示した図である。

【図１３】本発明の第１の態様に関する真空成膜装置、
具体的には、光ＣＶＤ装置の概要を示す図である。

【図１４】本発明の第２の態様に関する真空成膜装置、
具体的には、プラズマＣＶＤ装置の概要を示す図であ
る。

【図１５】本発明の第２の態様に関する真空成膜装置、
具体的には、ＥＣＲＣＶＤ装置の概要を示す図であ
る。

【図１６】従来のスパッタリング装置の略図である。

【図１７】従来のスパッタ法における問題点を説明する
ための図である。

【符号の説明】

１，１００，２００，２００Ａ，３００，３００Ａ，３
００Ｂ，４００，４００Ａ，５００，５００Ａ真空成
膜装置１０チャンバ１２ターゲット１２Ａターゲット保持器１４基板ステージ１６Ａｒガス導入部１８排気部２０シャフト２２モータ２４歯車機構２６ベローズ３０蒸着材料３２ボート３４抵抗器３６支持台４０蒸発させるべき材料４２るつぼ４６ＲＦコイル４６支持具５０原料ガス導入部５２プロセスガス導入部５４導波管５６マイクロ波キャビティ５８磁気コイル６０光源７０基板７２拡散層７４層間絶縁層７６開口部７８薄膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に薄膜を成膜させる真空成膜装置で
あって、成膜中に、原子、分子、イオン又はラジカルから成る薄
膜源を生成する領域と基板との間の距離を変える機構を
備えていることを特徴とする真空成膜装置。
【請求項２】真空成膜装置はスパッタリング装置から成
り、薄膜源を生成する領域はターゲットであることを特
徴とする請求項１に記載の真空成膜装置。
【請求項３】ターゲットと基板との間の距離を変える機
構は、基板を移動させる機構であることを特徴とする請
求項２に記載の真空成膜装置。
【請求項４】ターゲットと基板との間の距離を変える機
構は、ターゲットを移動させる機構であることを特徴と
する請求項２に記載の真空成膜装置。
【請求項５】基板上に薄膜を成膜させる真空成膜装置で
あって、プラズマＣＶＤ装置から成り、成膜中に、成膜に供されるプラズマを生成するプラズマ
生成領域と基板との間の距離を変える機構を備えている
ことを特徴とする真空成膜装置。
【請求項６】プラズマ生成領域と基板との間の距離を変
える機構は、プラズマ生成領域における磁界及び／又は
電場を変化させる機構である特徴とする請求項５に記載
の真空成膜装置。
【請求項７】基板上に薄膜を成膜させる真空成膜方法で
あって、成膜中に、原子、分子、イオン又はラジカルから成る薄
膜源を生成する領域と基板との間の距離を変えることを
特徴とする真空成膜方法。
【請求項８】薄膜源を生成する領域と基板との間の最短
距離は、成膜に用いられる材料の平均自由行程以下の距
離であることを特徴とする請求項７に記載の真空成膜方
法。
【請求項９】薄膜源を生成する領域と基板との間の最長
距離は、成膜に用いられる材料の平均自由行程以上の距
離であることを特徴とする請求項７に記載の真空成膜方
法。
【請求項１０】プラズマＣＶＤ法から成り、基板上に薄
膜を成膜させる真空成膜方法であって、成膜中に、成膜に供されるプラズマを生成するプラズマ
生成領域と基板との間の距離を変えることを特徴とする
真空成膜方法。