JPH07113169A - Device for forming thin film - Google Patents

Device for forming thin film

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JPH07113169A
JPH07113169A JP5255696A JP25569693A JPH07113169A JP H07113169 A JPH07113169 A JP H07113169A JP 5255696 A JP5255696 A JP 5255696A JP 25569693 A JP25569693 A JP 25569693A JP H07113169 A JPH07113169 A JP H07113169A
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JP
Japan
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film forming
collimator
thin film
forming apparatus
substrate
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Application number
JP5255696A
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Japanese (ja)
Inventor
Hiromoto Ito
弘基 伊藤
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Mitsubishi Electric Corp
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To fill the holes of the wiring film at the bottom of the fine contact hole of extremely high aspect ratio. CONSTITUTION:The vapor deposition source 21 is constituted so that the vapor deposition particles 14 may be emitted with directivity to the film forming substrate 9. The vapor deposition particles 14 fly along the direction almost orthogonal to the film forming surface of the film forming substrate 9 and reach the film forming substrate 9. Hole filling of the wiring film at the bottom can be executed even with fine contact holes with extremely high aspect ratio.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[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。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to the formation of a thin film for use in forming a submicron size semiconductor wiring film having a contact hole or through hole with a high aspect ratio, which is important for realizing ultra-high integration of LSI. It relates to the device.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art With the progress of integration of LSIs, the design rule has become less than half a micron after 64 Mbit DRAM. Further, the aspect ratio (ratio of hole diameter to depth) of the contact hole provided in the semiconductor wiring is 2 or more, and higher reliability is required for disconnection due to migration. Conventionally, a thin film forming apparatus using a magnetron type sputtering method has been used to form this type of wiring, but this apparatus has a limit in improving step coverage.

【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。
A conventional thin film forming apparatus in which a magnetron uses a multi-sputtering method will be described with reference to FIGS. Figure 11 shows the Journal of Vacuum Science and Technolo.
gy A. Volume 3, No. 2, 1985 is a schematic configuration diagram schematically showing the conventional sputtering type thin film forming apparatus, and FIG. 12 is a configuration showing a state in which a thin film is formed by the conventional sputtering type thin film forming apparatus. 13 and 14 are cross-sectional views showing a state in which aluminum is vapor-deposited in contact holes by a conventional sputtering type thin film forming apparatus, which is shown in the proceedings of Semicon Japan 88 Technical Symposium.

【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。
In these drawings, reference numeral 1 denotes a vacuum chamber, which is connected to an exhaust device 2 and a gas introduction device 3, and a target holder 4 and a substrate holder 5 are provided therein. A magnet 6 is housed inside the target holder 4, and a target 7 serving as an evaporation source for generating vapor deposition particles is attached. The target 7 is made of a vapor deposition material such as titanium. A reference numeral 8 provided near the target 7 is a shutter. The substrate holder 5 has a structure for holding the substrate 9 for film formation and rotating it about an axis orthogonal to the main surface of the substrate 9.

【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。
In order to form a thin film on the substrate 9 by the conventional thin film forming apparatus having the above-described structure, first, the pressure inside the vacuum chamber 1 is reduced by the exhaust device 2, and after reaching a predetermined pressure, the argon gas introducing device 3 is used. A gas such as nitrogen gas and argon is introduced into the vacuum chamber 1. Then, a direct current or a high frequency voltage is applied to the substrate 9.

【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。
In this way, the target 7 and the substrate 9
A plasma is formed between and. At this time, the magnet 6 in the target holder 4 spirally rotates the electrons in the plasma to promote plasma generation. The argon ions generated in this plasma are accelerated by the bias voltage and collide with the target 7 to sputter the target material when the shutter 8 is open. Then, the titanium vapor deposition material is adhered to the substrate 9 in a nitrogen gas atmosphere to form a titanium nitride wiring barrier film.

【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。
Next, the case where the contact hole 10 is formed in the substrate 9 as shown in FIGS. 12 and 13 will be described. The contact hole 10 shown in the figure has a hole diameter of about 0.5 μm, a depth dimension of about 2 μm, and an aspect ratio of about 4. In FIG. 12, the contact hole 10 is exaggerated for easy understanding. Further, in FIG. 13, reference numerals 11, 12, and 13 respectively denote a wiring adhesion layer, a wiring barrier layer, and a wiring layer formed by vapor deposition of titanium, titanium nitride, and aluminum alloy.

【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。
As shown in FIG. 12, when the plasma is formed and the vapor deposition particles 14 are sputtered from the target 7, the vapor deposition particles 14 repeatedly collide with the gas particles at the gas pressure introduced into the vacuum chamber 1 at random. Scattered in the direction.
Since the vapor-deposited particles 11 thus scattered have low straightness, it is difficult to enter the fine contact holes 10. That is,
As shown in FIG. 13, since the hole wall surface and the bottom surface of the contact hole 10 grow and become shadows so that the thin film overhangs at the opening edge portion of the contact hole 10,
The film thickness becomes smaller than that of the flat part other than the contact hole.

【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。
Therefore, the filling of the contact hole 10 and the step coverage are low. In a conventional thin film forming apparatus using the magnetron type sputtering method, there is a thin film forming apparatus in which a collimator is arranged in front of the substrate 9 as shown in FIG. 14 in order to solve such a problem.

【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。
FIG. 14 is an enlarged view showing a part of a conventional sputtering type thin film forming apparatus in which a collimator is arranged in front of a film forming substrate.
For the same or equivalent members as described in 3,
The same reference numerals are given and detailed description is omitted. The method shown in FIG. 14 is called a collimation sputtering method, and in the figure, numeral 15 is a honeycomb-shaped porous plate. The porous plate 15 is formed in a honeycomb shape in a front view by a partition 16 parallel to the main surface of the substrate 9 and has a large number of vapor deposition particle passages 17 formed between the target 7 and the substrate 9. .

【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。
When this porous plate 15 is used, among the vapor deposition particles 14 that have entered the vapor deposition particle passage 17 from the target 7 side, those having a low straightness will adhere to the wall surface of the partition 16. Therefore, the vapor-deposited particles 1 having a high straightness property to the substrate 9
Since only 4 is attached, as shown in FIGS.
The hole filling and the step coverage are slightly higher than those of the device shown in FIG.

【0012】[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。
However, even if the fine wiring film of the VLSI is formed by the collimation sputtering method as described above, if the aspect ratio of the contact hole 10 is 5 or more, the step coverage cannot be achieved. In addition, there is a problem that the wiring barrier film cannot be filled in the bottom portion. This will be described with reference to FIG.

【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。
FIG. 15 is a graph showing the aspect ratio dependence of the bottom coverage ratio (ratio of the film thickness deposited on the bottom of the contact to the surface film thickness of the substrate) by each film forming method. As shown in the figure, in the sputtering method, when the aspect ratio is 3 or more, the bottom coverage ratio is 10% or less, and the step coverage is limited. In the collimation sputtering method, when the aspect ratio is 4 or more, the bottom coverage rate is 10% or less. On the other hand, the ion beam method has a bottom coverage rate of about 50% even when the aspect ratio is 5.

【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。
Conventionally, a thin film forming apparatus capable of accommodating thin holes having an aspect ratio of 10 or more, or an aspect ratio of 5
There has been a demand for a thin film forming apparatus capable of obtaining a step coverage of about 100% in the above holes.

【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。
The present invention has been made to solve the above problems, and an object thereof is to obtain a thin film forming apparatus capable of filling a wiring film at the bottom of a fine contact hole having an extremely high aspect ratio. To aim.

【0016】[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。
In the thin film forming apparatus according to the first aspect of the present invention, the evaporation source from which the film forming particles are emitted is configured such that the film forming particles are directionally ejected onto the film forming substrate. It is a thing.

【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。
In the thin film forming apparatus according to the second aspect of the present invention, the collimator disposed between the evaporation source and the film forming substrate has a cylindrical body having a surface extending in a direction orthogonal to the film forming surface of the substrate. Are arranged coaxially around the center of the particle flow, and a particle passage is provided between the cylinders.

【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。
A thin film forming apparatus according to a third aspect of the present invention comprises a collimator arranged between an evaporation source and a film forming substrate, and a plate member whose main surface is orthogonal to the film forming surface of the film forming substrate. A large number of particles are arranged radially around the center of the particle flow, and particle passages are provided between each plate material.

【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。
In the thin film forming apparatus according to the fourth aspect of the present invention, the partition for forming particle passages of the collimator arranged between the evaporation source and the film formation substrate is provided in the central portion of the particle flow more than in the outer portion. Is.

【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。
A thin film forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the thin film forming apparatus according to any one of the second to fourth aspects, wherein the evaporation source directs the film forming particles toward the film forming substrate. It is configured to be ejected with.

【0021】[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。
According to the first to third and fifth aspects, the film-forming particles fly along the direction substantially orthogonal to the film-forming surface of the film-forming substrate and reach the film-forming substrate.

【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。
According to the fourth aspect of the invention, since more partitions are present in a portion of the particle flow having a relatively high particle density, the distribution of the film-forming particles reaching the film-forming substrate is distributed over the entire area of the substrate. It becomes almost uniform over.

【0023】[0023]

【実施例】【Example】

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。
Example 1. Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a configuration diagram showing a main part of a thin film forming apparatus according to the first invention. 11 to 1 in FIG.
For the same or equivalent members as described in 4,
The same reference numerals are given and detailed description is omitted.

【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。
In FIG. 1, reference numeral 21 is an evaporation source constituted by a molecular beam epitaxy (MBE) device.
22 is a crucible filled with a material to be vapor-deposited, and 23 is a filament for heating the crucible 22. This evaporation source 21
Is configured to eject vapor deposition particles 14 as film forming particles with directivity, and is supported and fixed to a vacuum chamber (not shown) with the ejection direction of the vapor deposition particles 14 facing the film forming substrate 9. Has been done. This vacuum chamber has a structure in which it is connected to an exhaust device (not shown) and is maintained at a predetermined degree of vacuum. Further, the substrate holder 5 is configured so that the substrate 9 can be rotated and heated. Further, the substrate 9 is, for example, a semiconductor wafer.

【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。
As the evaporation source 21, a molecular beam epitaxy (MBE) apparatus having an ionization mechanism, an electron beam (EB) type evaporation source, an electron beam (EB) type evaporation source having an ionization mechanism, an ion plating. apparatus,
It is possible to employ a device such as a cluster ion beam (ICB) device that ejects vapor deposition particles with directivity.

【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。
Next, the operation will be described. First, the evacuation device evacuates the vacuum chamber to a high vacuum, and maintains a predetermined degree of vacuum. Then, the substrate 9 placed in this vacuum chamber is rotated by the substrate holder 5 and heated to a predetermined temperature. Then, the filament 23 of the evaporation source 21 is energized to heat the crucible 22, and the vapor particles 1 are discharged from the evaporation source 21.
Eject 4.

【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。
The vapor particles 14 ejected from the evaporation source 21 travel in a high vacuum toward the substrate 9 and enter a collimator 15 located forward of the ejection direction. At this time, most of the vapor particles 14 go straight in a high vacuum, but some of them collide and scatter with residual gas particles, introduced gas particles or other vapor particles 14 in the vacuum chamber, and the straightness of the beam deteriorates. The vapor particles 14, which are scattered and have a traveling direction inclined with respect to the substrate 2, adhere to the wall surface of the partition 16 when entering the collimator 15, and are trapped in the wall surface. That is, collimator 1
The vapor particles 14 that pass through 5 and reach the substrate 9 have only uniform beam directivity.

【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。
Therefore, since the vapor particles 14 having the same beam directivity reach the substrate 9 and are formed into a film, an extremely thin hole can be filled. In addition,
It is also possible to form a compound thin film by introducing oxygen, a nitrogen gas or a gas containing oxygen and a nitrogen element by a gas introducing means (not shown) into the vacuum chamber during the film forming step and combining them with the vapor deposition particles 14. is there.

【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。
Example 2. The second invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 2 is a perspective view of a collimator used in the thin film forming apparatus of the second invention. In this embodiment, in FIG.
A case will be described in which the collimator of the thin film forming apparatus shown in 2 is replaced with the collimator shown in FIG.

【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。
In FIG. 2, the collimator 31 is formed by coaxially arranging cylindrical bodies 31a to 31e having different diameters. The inner peripheral surface and the outer peripheral surface of each of the cylindrical bodies 31a to 31e are formed parallel to the axial direction. In addition, the interval between the cylinders is substantially constant. 32
Is a connecting plate made of a thin plate that connects the cylindrical bodies. That is, a particle passage is formed between the hollow portion of the central cylindrical body 31a and each cylindrical body. The collimator 31 thus formed is attached to the vacuum chamber with the axial center part positioned at the center of the particle flow.

【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。
When a film is formed using this collimator 31, the evaporation source [molecular beam epitaxy (MB
E) device, molecular beam epitaxy (EMB) device with ionization mechanism, electron beam (EB) type evaporation source, electron beam (EB) evaporation source with ionization mechanism, ion plating device, cluster ion beam (ICB)
Highly straight beam from the device etc. is axisymmetric,
Since some particles are scattered outward from the central axis of the evaporation source, the concentric (axially symmetric) collimator 31 of this embodiment is used, and only the vapor deposition particles scattered outside the particle flow are collimated. It can be attached to 31 and trapped.

【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。
That is, the vapor deposition particles that go straight toward the substrate pass through the collimator 31. Therefore, not only the straightness of the beam is improved due to the structure of the evaporation source,
Since the collimator 31 traps the vapor particles going to the outside of the particle flow, and the directivity of the beam is further aligned, it is possible to embed even an extremely thin hole.

【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。
Further, when the collimator 31 of this embodiment is used, the vapor deposition particles attached to the collimator 31 are reduced, so that the replacement period of the collimator 31 can be extended.
In addition, dust due to film peeling from the collimator 31 is also reduced.

【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。
Example 3. Although the cylindrical body is used to form the collimator in the second embodiment, a cylindrical body having a quadrangular shape in front view may be used as shown in FIG. Figure 3 is the second
FIG. 9 is a front view showing another embodiment of the collimator used in the thin film forming apparatus of the invention of FIG. The collimator denoted by reference numeral 33 in the figure is a rectangular tube 33a having a square shape in a front view with different opening dimensions.
It is formed by arranging 33e coaxially. A particle passage is formed between the cylinders. The rectangular tubes are connected by a connecting plate 34 made of a thin plate. Even if formed in this way, the same effect as that of the second embodiment can be obtained.

【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。
Example 4. Moreover, as a collimator, FIG.
It is also possible to use an octagonal tubular body as shown in FIG. FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the collimator used in the thin film forming apparatus of the second invention. Reference numeral 35 in FIG.
The collimator indicated by is formed by coaxially arranging cylindrical bodies 35a to 35d having a regular octagonal shape in a front view and having different opening sizes. And, the tops of the respective cylinders are the collimator 3
5 are connected by a connecting plate 36 made of a thin plate extending radially from the center.

【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。
When the collimator 35 thus formed is used in the thin film forming apparatus shown in FIG. 1, in addition to the vapor deposition particles scattered outside the beam of the particle stream, the collimator 35 also scatters along the circumferential direction of the beam. The deposited vapor deposition particles can also be attached and trapped. Therefore, the straightness of the beam is further improved. When a plurality of cylinders are coaxially arranged to form a collimator, the front shape of the cylinders (the number of corners, the position of the connecting plate, etc.) is not limited to the above embodiment, and may be changed as appropriate. be able to.

【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。
Example 5. The third invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 5 is a perspective view of a collimator used in the thin film forming apparatus of the third invention. In this embodiment, in FIG.
A case will be described in which the collimator of the thin film forming apparatus shown in is replaced with the collimator shown in FIG.

【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。
The collimator indicated by reference numeral 41 in FIG. 5 is formed by arranging a large number of partition plates 43 made of thin plates inside the cylindrical body 42. The partition plate 43 is formed so that its main surface is orthogonal to the film forming surface of the film forming substrate (not shown), and is extended radially from the center of the cylindrical body 42 and the extending end is a cylindrical body. It is connected to 42. In the collimator 41 thus formed, the space surrounded by the cylindrical body 42 and the partition plate 43 serves as a particle passage. The collimator 41 is attached to the vacuum chamber with the center of the cylindrical body 42 positioned at the center of the beam of particle flow.

【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。
Next, the operation will be described. The highly straight beam from the evaporation source of the thin film forming apparatus shown in FIG. 1 is axisymmetric, and some particles are scattered while spreading outward from the central axis of the evaporation source. Then, when the vapor deposition particles enter the collimator 41 shown in FIG. 5, only the vapor deposition particles scattered in the circumferential direction of the beam of the particle flow adhere to the partition plate 43 and are trapped thereby.

【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。
That is, the vapor deposition particles that go straight toward the substrate pass through the collimator 41. Therefore, not only the straightness of the beam is improved due to the structure of the evaporation source, but also the vapor particles traveling in the direction along the circumferential direction of the particle flow are trapped by the collimator 41 and the directivity of the beam is further aligned. , Embedding is possible even with extremely thin holes.

【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。
Example 6. When the partition plates are radially provided from the central portion of the beam to form the collimator as described above, a cylindrical body may be provided at the central portion as shown in FIG. FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the collimator used in the thin film forming apparatus of the third invention. In the figure, the same or equivalent members as those described in FIG. 5 are designated by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.

【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。
In the collimator indicated by reference numeral 44 in FIG. 6, cylindrical bodies 44a and 44b having different diameters are coaxially provided in the central portion. And, the hollow portion of the central cylindrical body 44a,
Particle paths are also formed in the space between the two cylinders.

【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。
When the collimator 44 thus constructed is used, in addition to the vapor deposition particles scattered in the circumferential direction of the beam of particle flow, the vapor deposition particles scattered outside the beam are also trapped. . Therefore, the straightness of the beam can be further improved.

【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。
Example 7. The thin film forming apparatus according to the fourth invention will be described in detail with reference to FIG. FIG. 7 is a perspective view of a collimator used in the thin film forming apparatus of the fourth invention. In this embodiment, a case where the collimator of the thin film forming apparatus shown in FIG. 1 is replaced with the collimator shown in FIG. 7 will be described.

【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。
The collimator indicated by reference numeral 51 in FIG. 7 is formed such that cylindrical bodies 51a to 51e having different diameters are coaxially arranged and the distance between adjacent cylindrical bodies becomes narrower toward the center. . Each cylindrical body 51a-5
The inner peripheral surface and the outer peripheral surface of 1e are formed parallel to the axial direction. Reference numeral 52 is a connecting plate made of a thin plate that connects the respective cylinders. That is, a particle passage is formed between the hollow portion of the central cylindrical body 51a and each cylindrical body.

【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。
The collimator 51 thus formed is attached to the vacuum chamber with its axial center positioned at the center of the particle flow. With this configuration, the collimator 51
Partition for forming particle passages (cylindrical bodies 51a to 51e
And the connecting plate 52) is arranged more in the central part of the beam of particle flow than in the outer part.

【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。
Next, the operation will be described. The highly straight beam from the evaporation source of the thin film forming apparatus shown in FIG. 1 is axially symmetric, and the vapor deposition particle density is higher toward the center. Therefore, the collimator 51 of this embodiment is arranged in the particle flow. As a result, the thickness of the thin film formed on the film formation substrate becomes substantially uniform over the entire area of the substrate. This is because the vapor deposition particles flowing in the central portion of the beam adhere to the partition arranged in a large amount in the portion and decrease, and the substantial vapor deposition particle density of the beam becomes substantially equal in the central portion and the outer peripheral portion. The collimator 51 improves the straightness of the beam as shown in FIG.
This is the same as the case of the embodiment shown in FIG.

【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。
Therefore, when the collimator 51 is constructed in this way, the directivity of the beam is further improved, and even a very thin hole can be embedded, and the film thickness becomes equal in the central portion and the outer portion of the substrate.

【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。
Example 8. Although the collimator is formed of a cylindrical body in the example shown in FIG. 7, it may be formed of a rectangular cylinder as shown in FIG. FIG. 8 is a front view showing another embodiment of the collimator used in the thin film forming apparatus of the fourth invention.

【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。
A collimator indicated by reference numeral 53 in FIG. 8 is a rectangular cylindrical body 53a to 53g having a square shape in a front view and having different opening dimensions.
Are arranged coaxially, and the closer they are to the center, the denser the arrangement. Reference numeral 54 is a connecting plate made of a thin plate for connecting the respective rectangular tubular bodies. That is, a particle passage is formed between the hollow portion of the central rectangular tubular body 53a and each of the rectangular tubular bodies. Even if the collimator 53 is configured in this way, the particle passage forming partition is arranged in the central portion of the beam of the particle flow more than in the outer portion,
The same effect as that of the seventh embodiment can be obtained.

【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。
Example 9. Further, the collimator used in the thin film forming apparatus of the fourth invention can be formed as shown in FIG. FIG. 9 is a front view showing another embodiment of the collimator used in the thin film forming apparatus of the fourth invention.

【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。
A collimator denoted by reference numeral 55 in the figure is a rectangular tubular body 55a to 55c having a square shape in a front view and having different opening dimensions.
Are arranged on the same axis, and a large number of rectangular tubular bodies 56 each having a smaller opening size are further arranged inside the central rectangular tubular body 55a. Reference numeral 57 is a connecting plate made of a thin plate.

【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。
Even if the collimator 55 is constructed as described above, the partition for forming particle passages is arranged in the central portion of the beam of the particle flow more than in the outer portion, and therefore the same effect as that of the seventh embodiment can be obtained.

【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。
Example 10. Further, the collimator used in the thin film forming apparatus of the fourth invention can be formed as shown in FIG. FIG. 10 is a perspective view showing another embodiment of the collimator used in the thin film forming apparatus of the fourth invention.

【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。
A collimator indicated by reference numeral 58 in the figure has a thick plate 59 and a circular hole 6 with a different opening diameter when viewed from the front.
A large number of 0 and 61 are formed. The hole 60 having the larger opening diameter is formed on the outer side of the flat plate 59, and the hole 61 having the smaller opening diameter is formed on the central part of the flat plate 59. That is, the inside of these holes 60, 61 serves as a particle passage, and the part of the flat plate 59 between the holes 60, 61 constitutes a partition for forming a particle passage.

【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。
Even if the collimator 58 is constructed as described above, the partition for forming particle passages is arranged more in the central portion of the beam of the particle stream than in the outer portion, so that the same effect as in the seventh embodiment can be obtained. In FIG. 10, the distance between the holes is widened so that the structure can be easily understood. actually,
In order to secure a large passage cross-sectional area, it is desirable that the portion that serves as a partition for forming particle passages be formed thinner than in FIG.

【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。
Further, as described in the first to tenth embodiments, the evaporation source 21 having directivity in the ejection direction of the vapor deposition particles and the collimators 15, 31, 33, 35, 4 are provided.
In the case of using the thin film forming apparatus using 1, 44, 51, 53, 55, 58, the aspect ratio is 7 and the bottom coverage rate is 80%, as shown by the collimation ion beam method in FIG. That's it. From this, it can be seen that even an extremely thin hole can be embedded.

【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。
Example 11. In each of the above-described embodiments, an example in which the collimator shown in FIGS. 2 to 10 is applied to the thin film forming apparatus shown in FIG. 1 has been described, but it should be used instead of the collimator of the thin film forming apparatus shown in FIG. You can also Even in this case, since the straightness of the beam can be further improved, the same effect as that of the above embodiment can be obtained.

【0059】[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。
As described above, the thin film forming apparatus according to the first aspect of the present invention has a structure in which the film formation particles are directionally ejected from the evaporation source from which the film formation particles are emitted to the film formation substrate. In the thin film forming apparatus according to the second invention, the collimator arranged between the evaporation source and the film forming substrate has a surface extending in a direction orthogonal to the film forming surface of the substrate. A large number of cylinders are coaxially arranged around the center of the particle flow, and a particle passage is provided between the cylinders.
A thin film forming apparatus according to a third aspect of the present invention uses a collimator arranged between an evaporation source and a film-forming substrate, a plate member whose main surface is orthogonal to the film-forming surface of the film-forming substrate, for a particle flow. Formed by arranging a large number radially around the central portion and providing particle passages between the plate materials, the film-forming particles are formed along a direction substantially orthogonal to the film-forming surface of the film-forming substrate. It flies and reaches the film formation substrate.

【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。
Therefore, even with a fine contact hole having an extremely high aspect ratio, the wiring film can be filled in the bottom portion thereof.

【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。
In the thin film forming apparatus according to the fourth aspect of the present invention, since the particle passage forming partition of the collimator arranged between the evaporation source and the film formation substrate is provided in the central portion of the particle flow more than in the outer portion, Since more partitions are present in the part of the particle flow where the particle density is relatively high, the distribution of the film-forming particles reaching the film-forming substrate is substantially uniform over the entire area of the substrate.

【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。
Therefore, since the thin film formed on the film forming substrate is substantially uniform over the entire area of the substrate, a high quality thin film can be formed.

【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。
A thin film forming apparatus according to a fifth aspect of the present invention is the thin film forming apparatus according to any one of the second to fourth aspects, wherein the evaporation source directs the film forming particles toward the film forming substrate. Since it is configured such that the fine particles are jetted out, the straightness of the film-forming particles entering the collimator is improved, so that the fine contact holes can be filled in more reliably.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【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。
FIG. 1 is a configuration diagram showing a main part of a thin film forming apparatus according to a first invention.

【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。
FIG. 2 is a perspective view of a collimator used in the thin film forming apparatus of the second invention.

【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。
FIG. 3 is a front view showing another embodiment of the collimator used in the thin film forming apparatus of the second invention.

【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。
FIG. 4 is a perspective view showing another embodiment of the collimator used in the thin film forming apparatus of the second invention.

【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。
FIG. 5 is a perspective view of a collimator used in the thin film forming apparatus of the third invention.

【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。
FIG. 6 is a perspective view showing another embodiment of the collimator used in the thin film forming apparatus of the third invention.

【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。
FIG. 7 is a perspective view of a collimator used in the thin film forming apparatus of the fourth invention.

【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。
FIG. 8 is a front view showing another embodiment of the collimator used in the thin film forming apparatus of the fourth invention.

【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。
FIG. 9 is a front view showing another embodiment of the collimator used in the thin film forming apparatus of the fourth invention.

【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。
FIG. 10 is a perspective view showing another embodiment of the collimator used in the thin film forming apparatus of the fourth invention.

【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。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram schematically showing a conventional sputtering type thin film forming apparatus.

【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。
FIG. 12 is a configuration diagram showing a state where a thin film is formed by a conventional sputtering type thin film forming apparatus.

【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。
FIG. 13 is a cross-sectional view showing a state in which aluminum is deposited in a contact hole by a conventional sputtering type thin film forming apparatus.

【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。
FIG. 14 is an enlarged view showing a part of a conventional sputtering type thin film forming apparatus in which a collimator is arranged in front of a film forming substrate.

【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。
FIG. 15 is a graph showing the aspect ratio dependency of the bottom coverage ratio by each film forming method.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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 9 Deposition Substrate 14 Evaporated Particles 15 Collimator 21 Evaporation Source 31 Collimator 33 Collimator 35 Collimator 41 Collimator 44 Collimator 51 Collimator 53 Collimator 55 Collimator 58 Collimator

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A thin film forming apparatus, wherein film forming particles emitted from an evaporation source are passed through a collimator and flowed only in a direction substantially orthogonal to a film forming surface of a film forming substrate, wherein the evaporation source is used for film forming. A thin film forming apparatus characterized in that particles are ejected onto a film formation substrate with directivity.
【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。
2. A thin film forming apparatus, wherein film-forming particles emitted from an evaporation source are passed through a collimator and flowed only in a direction substantially orthogonal to a film-forming surface of a film-forming substrate. A large number of cylinders having a surface extending in a direction orthogonal to the film forming surface of the substrate are coaxially arranged around the center of the particle flow, and particle passages are provided between the cylinders. Characteristic thin film forming apparatus.
【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。
3. A thin film forming apparatus in which film-forming particles emitted from an evaporation source are passed through a collimator and flowed only in a direction substantially orthogonal to a film-forming surface of a film-forming substrate, the collimator having a main surface thereof. Is a thin film formation characterized in that a large number of plate materials that are orthogonal to the film formation surface of the film formation substrate are arranged radially around the center of the particle flow, and particle paths are provided between each plate material. apparatus.
【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。
4. A thin film forming apparatus for passing film-forming particles emitted from an evaporation source through a collimator and flowing only in a direction substantially orthogonal to a film-forming surface of a film-forming substrate. A thin film forming apparatus, characterized in that more partitions are provided in the central part of the particle stream than in the outer part.
【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。
5. The thin film forming apparatus according to any one of claims 2 to 4, wherein the evaporation source is configured to eject the film forming particles toward the film forming substrate with directivity. Thin film forming apparatus.
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