JPH09213634A - Thin film-forming method manufacture of semiconductor device and thin film-forming device - Google Patents

Thin film-forming method manufacture of semiconductor device and thin film-forming device

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JPH09213634A
JPH09213634A JP4044096A JP4044096A JPH09213634A JP H09213634 A JPH09213634 A JP H09213634A JP 4044096 A JP4044096 A JP 4044096A JP 4044096 A JP4044096 A JP 4044096A JP H09213634 A JPH09213634 A JP H09213634A
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JP
Japan
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thin film
substrate
raw material
material particles
film raw
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JP4044096A
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Inventor
Hiroshi Yamada
博 山田
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Sony Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To enable a thin film material source smaller than a base substance to be applicable thereby making a small chamber capacity serve the purpose by relatively shifting the special position of thin film material particle flow and the base substance, while irradiating a partial region of the base substance with the thin film material particles. SOLUTION: A thin film forming device 10 is provided with a gas leading part 12 for introducing gas into a chamber 11, a gas exhaust part 13 for exhausting gas from the chamber 11 and a cathode 14. The thin film forming device 10 arranged between a target 15 corresponding to a thin film material source and a supporting base 19 is also provided with a shield board 17 for ejecting the thin film material particles to a partial region of a base substance. In such a constitution, a rotary axle 19A extends from the lower part of the supporting base 19 to be engaged with a turning means made of a motor and a gear thereby turning the supporting base 19. Here, the rotary axle 19A and the turning means fill the role the role of a shifting means for relatively shifting the thin film material source and the base substance.

Description

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

【0001】[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。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a thin film forming method for irradiating a substrate with thin film raw material particles produced by physical vapor deposition to form a thin film on the substrate, and a thin film forming method. The present invention relates to a method for manufacturing a semiconductor device, and a thin film deposition apparatus suitable for carrying out such a thin film deposition method.

【0002】[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。
2. Description of the Related Art For example, in order to manufacture a semiconductor device,
It is necessary to form various thin films in the manufacturing process. As a film forming method, a chemical vapor deposition method (CVD method)
Another example is a method of spraying or irradiating particles containing a physically desired thin film component. Among the latter methods, a method of physically irradiating the surface of the substrate with thin film raw material particles such as vacuum deposition method, sputtering method, ion plating method, etc.
In the case of manufacturing a semiconductor device using a VD (Physical Vapor Deposition) method, conventionally, a batch method has been adopted in which a plurality of silicon wafers corresponding to a substrate are arranged in a chamber of a thin film forming apparatus and formed simultaneously.

【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。
By the way, as semiconductor devices have become highly integrated, miniaturized, and silicon wafers have become larger in diameter, the uniformity of the film thickness and film quality within the surface of the silicon wafer has improved, and the film thickness and film quality of each silicon wafer has improved. Is an important issue. However, in the batch method, it is not possible to obtain uniform film thickness and film quality for each silicon wafer, and nowadays, the single wafer method in which film formation is performed for each silicon wafer in the chamber is predominant.

【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。
FIG. 11 shows the structure of a conventional sputtering apparatus. An inert gas or a reactive gas such as N 2 or O 2 is introduced into the chamber 11 evacuated by a vacuum from the gas introduction part 12 and discharged from the gas discharge part 13. A target 15 made of, for example, a metal, which is a raw material of a thin film to be formed, is used as a cathode 14, and a DC voltage is applied to the target 15 to generate plasma 16. The positive ions of this plasma 16 are the target 1
As a result of colliding with 5, the metal particles fly out from the target 15. The metal particles scatter on the surface of the base 20 placed on the support 19, and as a result, a thin film 21 made of a desired metal is formed on the base 20. The positions of the plasma 16, the target 15 and the substrate 20 are usually fixed, and the size of the target 15 is the same as or larger than the size of the substrate 20 (for example, a silicon wafer). In the figure, solid arrows indicate metal particles (thin film raw material particles).
Is schematically represented. On the other hand, a dotted arrow schematically represents process gas ions (for example, Ar + ) in plasma.
The same applies to the following.

【0005】[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。
In such a single-wafer type apparatus, improvement in the uniformity of film thickness and film quality within the surface of a silicon wafer has been promoted so far. There is a limit to the increase in the size of the thin film deposition apparatus itself due to the increase in size. Currently, the size of silicon wafer is 15 cm
(6 inches) or 20 cm (8 inches) is the mainstream, but it is expected to become 30 cm (12 inches) or more in the near future. The following problems have been pointed out as the diameter of such a silicon wafer increases. Therefore, it can be said that the conventional single-wafer method has reached a limit in dealing with the increase in diameter of silicon wafers.

【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。
(A) In the conventional thin film deposition apparatus, it is necessary to generate plasma while maintaining a uniform magnetic field in a spatial region having a size equal to or larger than the size of a silicon wafer. When the generated plasma is non-uniform, the uniformity of the film formation rate on the surface of the silicon wafer deteriorates. As a result, malfunctions due to variations in wiring resistance in semiconductor circuits, and opening / closing of connection holes that connect wiring layers
Short circuit failure occurs. (B) It is difficult to optimize the thin film deposition apparatus for obtaining a uniform magnetic field in a wider space area. When a thin film deposition apparatus is composed of a sputtering apparatus, in a space region where the magnetic field is weak, for example, a non-erosion phenomenon (particle reattachment speed becomes faster than sputtering on the target surface, and a phenomenon that a sparse film is deposited on a silicon wafer) ) Is generated, and the production yield of semiconductor devices is reduced due to the generation of dust. (C) In the thin film deposition apparatus, a larger chamber volume is required, a vacuum pump having a high evacuation capacity is required for plasma generation, and it becomes difficult to uniformly supply gas into the chamber. (D) In the case where the thin film deposition apparatus is composed of a sputtering apparatus using an expensive target such as titanium (Ti) or gold (Au),
Generally, not all targets are made of titanium or gold.
A bonding method is generally used in which a titanium plate or a gold plate having a thickness of several mm is attached to a back plate made of an inexpensive metal such as copper (Cu) using solder or the like. A large applied power is required to generate plasma in a wide space region, and there is a problem that heat generation causes peeling at the bonding portion of the target. Such a problem has already occurred in the case of a 20 cm silicon wafer.

【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。
[0007] A sputtering method, which can achieve high step coverage deposition at high speed and has a uniform deposition rate within the surface of a substrate (deposition member), is disclosed in, for example, Japanese Unexamined Patent Application Publication No. Hei 5-
It is known from the publication 234893. In this sputtering method, a substrate is placed at a position facing a sputter gun assembly having a plurality of targets. Then, a plasma generating gas is supplied to each concave portion formed on the surface side of each target facing the substrate, and plasma is locally generated in each hollow portion surrounded by the concave portion. Then, the target is sputtered by this plasma, and the sputtered particles whose flight direction is regulated by the wall of the recess are made to fly to the base body that is moved and scanned relative to each target,
Deposit sputtered particles on a substrate.

【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。
As described above, the relative scanning of the target and the substrate is said to improve the uniformity of the deposition amount and deposition shape in the surface of the substrate. Further, the diameter of the target can be made smaller than the diameter of the substrate by using a plurality of targets. Moreover, it is said that by providing the target with a recess and locally generating plasma in the recess, it is not necessary to increase the gas pressure in the entire other processing space, and the sputtering efficiency is improved.

【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。
However, in the sputtering method disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 5-234893, since a plurality of targets are used, the sputtering apparatus becomes complicated,
It is difficult to reduce the volume of the entire sputtering device. In addition, a specially shaped target with a recess must be used.

【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。
Therefore, an object of the present invention is to enable the use of a thin film material source smaller than the substrate, and to use a thin film deposition apparatus having a complicated structure, which is smaller than the conventional thin film deposition apparatus. The chamber volume is sufficient, and in some cases, it is only necessary to generate plasma while maintaining a uniform magnetic field in a space region narrower than the size of the substrate, and a thin film raw material source of a special shape is unnecessary, and It is an object of the present invention to provide a method of manufacturing a semiconductor device to which such a thin film forming method is applied, and a thin film forming apparatus suitable for carrying out such a thin film forming method.

【0011】[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。
A thin film forming method according to a first aspect of the present invention for achieving the above object is to use thin film raw material particles produced by physical vapor deposition as a substrate. A method for forming a thin film on a substrate by irradiation, comprising:
It is characterized in that the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the substrate are moved relative to each other while irradiating a partial region of the thin film raw material particles with the thin film raw material particles.

【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。
In the thin film forming method according to the first aspect of the present invention, the spatial position of the flow of the thin film raw material particles is fixed, and the substrate is rotated around an axis perpendicular to the surface of the substrate on which the thin film is formed. The form which can be made can be mentioned. In this case, the planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles can be a fan shape having a radius substantially equal to the radius of the substrate, or alternatively, the planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles. Can be rectangular with long sides approximately equal to the radius of the substrate. In the latter case, it is preferable to increase the density of the thin film raw material particles with which the substrate is irradiated from the center of the substrate in the circumferential direction. More specifically, (density of thin film raw material particles) / (linear velocity of the substrate) It is preferable to increase the density of the thin film raw material particles with which the substrate is irradiated so that the ratio of (1) becomes substantially constant. In these cases, a plurality of thin films may be formed. The thin films having a plurality of layers may be made of the same kind of material or different kinds of materials.

【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。
Alternatively, in the thin film forming method according to the first aspect of the present invention, the flow of thin film raw material particles is linearly and continuously in a direction parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed. An example is a mode in which the thin film raw material particles are irradiated onto a partial region of the substrate while moving the spatial position and the substrate relatively. In this case, the substrate may be fixed and the spatial position of the flow of the thin film raw material particles may be moved, or the spatial position of the flow of the thin film raw material particles may be moved and the substrate may be moved together. It is preferable to fix the spatial position of the flow of particles and move the substrate. Incidentally, it is desirable that the planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles is a rectangle having a long side substantially equal to the longest length of the substrate in the direction perpendicular to the moving direction. Further, a plurality of thin films may be formed. The thin films having a plurality of layers may be made of the same kind of material or different kinds of materials.

【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。
In the thin film forming method according to the first aspect of the present invention, (a) thin film raw material particles are linearly and continuously formed in a first direction parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed. The thin film raw material particles are irradiated onto a partial region of the base while moving the spatial position of the flow of the film relative to the base, and (b) the thin film raw material particles are irradiated onto the base along the first direction. After you're done
Moving the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the substrate relatively in a stepwise manner in a second direction which is parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed and which is perpendicular to the first direction, Then, the step (a) may be repeated. In this case, the substrate may be fixed and the spatial position of the flow of the thin film raw material particles may be moved, or the spatial position of the flow of the thin film raw material particles may be moved and the substrate may be moved together. It is preferable to fix the spatial position of the flow of particles and move the substrate. The plane shape of the region of the substrate irradiated with the thin-film raw material particles has a length substantially equal to one side shorter than the longest length of the substrate along the first direction and a step-like movement distance along the second direction. It may be a rectangle consisting of one side having a height. Further, a plurality of thin films may be formed.
The thin films having a plurality of layers may be made of the same kind of material or different kinds of materials.

【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。
The thin film forming method according to the first aspect of the present invention described above can be applied to the method for manufacturing a semiconductor device according to the first aspect of the present invention described later.

【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。
The second object of the present invention to achieve the above object.
The thin film forming method according to the above aspect is a thin film forming method of forming a thin film on a substrate by irradiating a partial region of the substrate with thin film raw material particles generated by physical vapor deposition. And irradiating a partial region of the substrate with the thin film raw material particles, and a step of relatively moving the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles in a stepwise manner. Characterized by repeating.

【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。
In the thin film forming method according to the second aspect of the present invention, (a) a space for the flow of the thin film raw material particles is stepwise in the first direction parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed. The position and the region of the substrate to which the thin film raw material particles are irradiated are relatively moved to irradiate the thin film raw material particles to a partial region of the substrate, and (b) the thin film raw material particles along the first direction. After the irradiation of the substrate is completed, the spatial position of the flow of the thin film raw material particles is stepwise in a second direction parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed and perpendicular to the first direction. It is preferable to relatively move the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles and then repeat the step (a). In this case, the substrate may be fixed and the spatial position of the flow of the thin film raw material particles may be moved, or the spatial position of the flow of the thin film raw material particles may be moved and the substrate may be moved together. It is preferable to fix the spatial position of the flow of particles and move the substrate. The planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin-film raw material particles has one side having a length substantially equal to the stepwise movement distance along the first direction and the stepwise shape along the second direction. It is desirable that the rectangle be composed of one side having a length substantially equal to the moving distance of. Furthermore, it is preferable that the planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles is an integral multiple of the size of the product (for example, semiconductor chip) to be formed on the substrate. Also, a plurality of thin films may be formed. The thin films having a plurality of layers may be made of the same kind of material or different kinds of materials.

【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。
The thin film forming method according to the second aspect of the present invention described above can be applied to the method for manufacturing a semiconductor device according to the second aspect of the invention described later.

【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。
The first aspect of the present invention for achieving the above object
The method for manufacturing a semiconductor device according to the aspect, irradiating the substrate with the thin film raw material particles generated by physical vapor deposition,
A method of manufacturing a semiconductor device in which a thin film is formed on a substrate, wherein a spatial position of a flow of thin film raw material particles and a substrate are relatively moved while irradiating a partial region of the substrate with the thin film raw material particles. Is characterized by.

【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。
Second aspect of the present invention for achieving the above object
The method for manufacturing a semiconductor device according to the aspect, irradiating the substrate with the thin film raw material particles generated by physical vapor deposition,
A method of manufacturing a semiconductor device in which a thin film is formed on a substrate, the step of irradiating a partial region of the substrate with thin film raw material particles, the spatial position of the flow of the thin film raw material particles, and the substrate to which the thin film raw material particles are irradiated. It is characterized in that the step of relatively moving the area and the area in step is repeated.

【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。
The thin film forming apparatus of the present invention for achieving the above object is for irradiating a substrate with thin film raw material particles produced by physical vapor deposition to form a thin film on the substrate. The thin film deposition apparatus of (a) comprising: (a) a thin film raw material source for generating thin film raw material particles; (b) a support stand for mounting a substrate; and (c) a thin film raw material source and a support stand. A shield plate which is disposed between the shield plates and has an opening for irradiating a part of the substrate with the thin film raw material particles, and (d) a moving means for relatively moving the thin film raw material source and the substrate. , Are provided.

【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。
In the thin film forming apparatus of the present invention, there may be mentioned a mode in which the thin film raw material source is fixed and the supporting base is rotated by the moving means. In this case, it is preferable to provide the shield plate with a fan-shaped opening having a radius substantially equal to the radius of the base body, or it is preferable to provide the shield plate with a rectangular opening having a long side substantially equal to the radius of the base body. . In the latter case, from the center of the base body in the circumferential direction,
In order to increase the density of the thin film raw material particles with which the substrate is irradiated, more specifically, the substrate is irradiated with the ratio of (density of thin film raw material particles) / (linear velocity of the substrate) being substantially constant. In order to increase the density of the thin film raw material particles, it is preferable to increase the plasma density in the circumferential direction from the center of the substrate. For that purpose, for example, a magnet may be arranged in the vicinity of the thin film raw material source so that the magnetic flux density increases from the center of the base body in the circumferential direction.

【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。
Alternatively, in the thin film deposition apparatus of the present invention, in order to fix the thin film raw material source and move the substrate linearly and continuously in the direction parallel to the surface of the substrate on which the thin film is deposited. An example is a mode in which the support table is placed on a moving table or a moving stage corresponding to the moving means. In this case, it is preferable to provide the shield plate with a rectangular opening having a long side that is substantially equal to the longest length of the base body in the direction perpendicular to the moving direction of the base body.

【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。
Alternatively, in the thin film forming apparatus of the present invention, the thin film raw material source may be fixed and the support may be placed on an XY table or an XY stage corresponding to the moving means. In this case, the thin-film raw material source is fixed, and the first direction (X
Direction or Y direction), the substrate is moved linearly and continuously, and further, a second direction (Y direction) which is parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed and which is perpendicular to the first direction. Alternatively, it is preferable to have a structure in which the substrate can be moved stepwise in the X direction). In this case, the shape of the opening provided in the shield plate is one side shorter than the longest length of the base body along the first direction (X direction or Y direction) and the second direction (Y direction or X direction). It is preferable to make a rectangle having one side having a length substantially equal to the step-like movement distance to. Alternatively, the thin film raw material source is fixed, the substrate is moved stepwise in the first direction (X direction or Y direction) parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed, and further, the thin film is formed. It is also possible to adopt a structure in which the substrate can be moved stepwise in a second direction (Y direction or X direction) which is parallel to the surface of the substrate and which is perpendicular to the first direction. In this case, the shape of the opening provided in the shield plate has a side having a length substantially equal to the stepwise movement distance in the first direction (X direction or Y direction) and the second direction (Y direction). Alternatively, it is preferable to use a rectangular shape having one side having a length substantially equal to the stepwise movement distance in the X direction). Further, in this case, it is preferable that the shape of the opening is an integral multiple of the size of the product (for example, semiconductor chip) to be formed on the base.

【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。
In the thin film deposition apparatus of the present invention, a plurality of thin film raw material sources are provided in the thin film deposition apparatus in order to form a plurality of thin films, and corresponding to these plural thin film raw material sources,
It is also possible to provide an opening in the shield plate.

【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。
The shield plate may be made of any material as long as it is a material capable of reliably shielding the thin film raw material particles, and in which dust is hardly generated by the attached thin film raw material particles. Is preferred. For example, when shielding aluminum-based thin film raw material particles, it is preferable to use a stainless steel shield plate, and when shielding titanium-based thin film raw material particles, use an aluminum-based or titanium-based shield plate. It is preferable.

【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。
As the thin film forming method of the present invention or the thin film forming method in the semiconductor device manufacturing method of the present invention, specifically, a DC two-pole sputtering method, a DC three-pole DC
DC multipole sputtering method such as quadrupole, DC magnetron sputtering method, RF dipole sputtering method, RF multipole sputtering method such as RF triode / RF quadrupole, RF magnetron sputtering method, bias sputtering method, reactive sputtering method, asymmetrical AC sputtering method Various sputtering methods such as the getter sputtering method can be used. Moreover, various ion plating methods such as a DC ion plating method, a direct current method, a high frequency method, a cluster ion beam method, and a hot cathode method can be mentioned. Furthermore, the resistance heating vapor deposition method,
Various vacuum vapor deposition methods such as an electron beam vapor deposition method, a high frequency heating vapor deposition method, a laser beam heating vapor deposition method, and a flash vapor deposition method can be mentioned. The thin film deposition apparatus may be a thin film deposition apparatus suitable for carrying out these exemplified methods.

【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。
As the thin film raw material particles or thin film, 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
Can be illustrated. As a thin film raw material source, A
1, Al-Si, Al-Cu, Al-Si-Cu, Al
-Si-Ti, Al-Ti, Ti, Ag, Au, Co,
Examples thereof include Cr, Cu, Ni, Pd, and W.
Furthermore, Si or SiO 2 can be exemplified as the substrate or substrate.

【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。
In the present invention, the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the substrate (or the substrate to which the thin film raw material particles are irradiated) while or after the partial irradiation of the thin film raw material particles with the thin film raw material particles. Area) is moved relative to.
Therefore, the size of the thin film raw material source can be made smaller than the size of the substrate, and it is possible to use the thin film deposition apparatus having a simple structure and a chamber volume smaller than that of the conventional one. Furthermore, in some cases, plasma may be generated while maintaining a uniform magnetic field in a space area smaller than the size of the substrate, so that a thin film having a uniform film quality and film thickness can be formed with good controllability. Is possible.

【0030】[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。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The present invention will be described below with reference to the drawings based on an embodiment of the invention (may be abbreviated as an embodiment).

【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。
(Embodiment 1) A thin film forming method according to a first aspect of the present invention and a semiconductor device manufacturing method according to a first aspect of the present invention. An outline of a thin film forming apparatus of the present invention suitable for carrying out such a method is shown in the schematic view of FIG. still,
In all the embodiments, a sputtering apparatus will be described as an example of the thin film forming apparatus. This thin film deposition apparatus 10
Is a chamber 11, a gas introduction part 12 for introducing gas into the chamber 11, a gas exhaust part 13 for exhausting gas from the chamber 11, a cathode 14,
It is composed of a target 15 corresponding to a thin film raw material source and a support 19 on which a substrate 20 made of a silicon wafer is placed. The thin film deposition apparatus 10 is provided between a target 15 corresponding to a thin film raw material source and a support 19,
A shield plate 17 for irradiating a partial region of the substrate with the thin film raw material particles is provided. In the thin film deposition apparatus of the first embodiment, the plasma density is almost constant. This state is schematically shown in FIG.

【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(Lax
の周りに基体20を回転させることができる。
In the first embodiment, the thin film raw material source is fixed and the support is rotated. Specifically, the rotating shaft 19A extends from the lower portion of the support base 19, and a rotating means (not shown) (for example, composed of a motor and a gear) serves as the rotating shaft 19A.
Engage with, which causes the support 19 to rotate. The rotating shaft 19A and rotating means (not shown) correspond to moving means for relatively moving the thin film raw material source and the substrate. With such a structure, the thin film 21 is formed with the spatial position of the flow of the thin film raw material particles fixed (that is, with the target 15 and the shield plate 17 that are the thin film raw material sources fixed). Axis (L ax ) perpendicular to the plane of the substrate 20 to be treated
The substrate 20 can be rotated around.

【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。
FIG. 3A shows a schematic plan view of the shield plate 17. In the first embodiment, in order to irradiate a partial region of the substrate 20 with the thin film raw material particles, the shield plate 17 is provided with a fan-shaped opening 18 having a radius substantially equal to the radius of the substrate 20. Here, the substantially equal radii mean
This means that it does not have to be exactly equal to the radius of the substrate 20. By providing the shield plate 17 with the opening 18 having such a shape, the substrate 2 irradiated with the thin film raw material particles
The plane shape of the region of 0 can be a fan shape having a radius substantially equal to the radius of the base body 20. The plane shape of the region of the substrate 20 irradiated with the thin film raw material particles means the flow of the thin film raw material particles when the flow of the thin film raw material particles is cut along a plane parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed. Means the shape. When the shape of the opening is rectangular, the moving speed (linear velocity) of the base becomes higher toward the outer peripheral side of the base, and as a result, the film thickness becomes thinner toward the outer peripheral side of the base. By making the region of the substrate 20 irradiated with the thin film raw material particles into a fan shape, such a phenomenon can be avoided and a thin film having a uniform film thickness can be formed.
The planar shape of the target 15 is larger than that of the opening 18 and can be similar to the shape of the opening 18.
The same applies to the following examples.

【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。
When the central angle (θ) of the fan shape is 30 degrees, it is necessary to form a thin film having a thickness of 100 nm on the entire surface of the substrate 20 if the film formation rate when the substrate is not rotated is 1200 nm / min. The time is 1 minute. Note that, for example, if the rotation speed of the base is 1 rpm, one thin film is formed on the base. On the other hand, if the rotation speed of the substrate is 2 rpm, a two-layer thin film is formed on the substrate. In this case, a thin film composed of a plurality of layers made of the same kind of material is formed.

【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 :0.26Pa DCパワー:15kW
The film forming conditions for forming an aluminum film by the DC magnetron sputtering method will be exemplified below. Target: Aluminum Gas used: Argon gas = 100 sccm Pressure: 0.26 Pa DC power: 15 kW

【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。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, for example, a thin film made of aluminum is formed under the above conditions on an insulating layer formed on a silicon wafer (corresponding to a base), Wiring made of aluminum can be formed by patterning the thin film based on the photolithography technique and the dry etching technique.

【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 :0.33Pa DCパワー:8kW
Film forming conditions for forming a TiN film by the DC magnetron sputtering method will be exemplified below. Target: Ti Working gas: Argon gas / Nitrogen gas = 40/80 sccm Pressure: 0.33 Pa DC power: 8 kW

【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。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the first embodiment, for example, after forming a thin film made of aluminum under the above conditions on an insulating layer formed on a silicon wafer (corresponding to a base), TiN under the above conditions
To form an antireflection film. When such an antireflection film is not formed, when a resist material is applied on a thin film made of aluminum and the resist material is exposed by a photolithography technique, the thin film made of aluminum reflects light to reflect a desired resist material. This is because the pattern may not be formed.

【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。
(Embodiment 2) The thin film deposition apparatus in Embodiment 2 whose schematic diagram is shown in FIG. 2 is a modification of Embodiment 1. As shown in the schematic plan view of FIG. 3B, the shape of the opening 18 provided in the shield plate 17 in the second embodiment has a long side (L) substantially equal to the radius of the base body 20.
Is a rectangle with. When the target 15 has a rectangular planar shape, plasma can be generated more uniformly than a fan-shaped target. However, the ratio of (density of thin film raw material particles) / (linear velocity of the substrate) becomes smaller as it approaches the outer peripheral portion of the substrate, and as a result, the film forming rate decreases as it approaches the outer peripheral portion of the substrate. In order to avoid such a phenomenon, the density of the thin film raw material particles with which the substrate is irradiated may be increased in the circumferential direction from the center of the substrate.
Specifically, the density of the thin film raw material particles with which the substrate is irradiated may be increased so that the ratio of (density of thin film raw material particles) / (linear velocity of the substrate) becomes substantially constant. This makes it possible to equalize the film forming rates at the outer peripheral portion of the substrate and the central portion of the substrate.

【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。
To this end, a permanent magnet, for example, is arranged near the thin film raw material source (more specifically, inside the cathode 14) so that the magnetic flux density increases in the circumferential direction from the center of the substrate. It is preferable. As a result, the magnetic field on the surface of the target 15 becomes stronger toward the outer peripheral direction of the base body 20. As a result, the plasma density increases toward the outer peripheral direction of the substrate 20. Note that the plasma density is schematically shown in FIG. 2 by a chain line. Here, although the plasma density shown in FIG. 2 changes linearly, it may change stepwise depending on the case.

【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。
In the second embodiment, the radius of the substrate is 1
5 cm, the length of the long side L of the rectangular opening 18 is 15 cm,
The length of the short side was 10 mm. When the film formation rate when the substrate 20 is not rotated is proportional to the distance from the center of the substrate and the film formation rate at the outermost periphery of the substrate 20 is 1200 nm / min, a thin film having a thickness of 100 nm is formed on the entire surface of the substrate. The time required to form a film is about 8 minutes. Note that, for example, if the rotation speed of the substrate is 1/8 rpm, one thin film is formed on the substrate. On the other hand, if the rotation speed of the substrate is 1 rpm, 8
A thin film of layers is deposited on the substrate. In this case, a thin film composed of a plurality of layers made of the same kind of material is formed. Here, when the length of the short side of the opening is increased in order to increase the film formation rate, the film formation rate is simply not proportional to the linear velocity.

【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。
The method of manufacturing the semiconductor device according to the second embodiment can be substantially the same as that of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

【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。
(Embodiment 3) Embodiment 3 also relates to a thin film deposition method according to the first aspect of the present invention and a semiconductor device manufacturing method according to the first aspect of the present invention. In the third embodiment, the thin film raw material is moved linearly and continuously in a direction parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed, while relatively moving the spatial position of the flow of thin film raw material particles and the substrate. The particles are irradiated onto a region of the substrate. More specifically, with the spatial position of the flow of the thin film raw material particles fixed (that is, the target 15 that is the thin film raw material source and the shield plate 17 are fixed), the surface of the substrate 20 on which the thin film is formed. While the substrate 20 is linearly and continuously moved in a direction parallel to, the thin film raw material particles are applied to a partial region of the substrate 20.

【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。
In the third embodiment, the planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles is a rectangle having a long side substantially equal to the longest length of the substrate in the direction perpendicular to the moving direction. FIG. 4 shows a schematic diagram of a thin film deposition apparatus suitable for carrying out the third embodiment. The thin film deposition apparatus of the third embodiment is different from that of the first embodiment in that the support base 19 is mounted on a moving table or a moving stage (not shown) corresponding to the moving means. . The base body 20 placed on the support table 19 can be linearly and continuously moved in the left and right directions in FIG. 4 by a moving table or a moving stage.

【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。
In order to irradiate a partial region of the substrate 20 with the thin film raw material particles, as shown in a schematic plan view of FIG. 6A, a direction perpendicular to the moving direction of the substrate 20 (see FIG. 4). Also different from the first embodiment is that the shield plate 17 is provided with a rectangular opening 18 having a long side L substantially equal to the longest length of the base body 20 in the direction perpendicular to the paper surface of FIG.

【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。
The length of the short side of the opening 18 is 20 mm,
When the film formation rate is 100 nm / min, the thickness is 500 nm
When forming the thin film, if the substrate 20 is moved at a speed of 4 mm / min, the film formation is completed by one irradiation of the thin film raw material particles. When the substrate 20 is moved at a speed of 8 mm / min, film formation is completed by irradiating the thin film raw material particles twice. In this case, a thin film composed of a plurality of layers made of the same kind of material is formed.

【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。
The thickness of the thin film 21 formed on the substrate 20 is measured by using a crystal oscillator, magnetism or X-ray,
By detecting how much the measured film thickness value deviates from the set film thickness value and controlling the moving speed of the base body 20 based on the detection result, more accurate film thickness control becomes possible. A dummy substrate for film thickness measurement is placed on the support 19 upstream of the moving substrate 20, and a thin film is formed on the dummy substrate for film thickness measurement. The film thickness can be controlled. In measurement of the film thickness using magnetism, a coil is arranged below the base body 20 in the support base 19. Then, a magnetic field is formed by passing an electric current through such a coil, and the change in the magnetic field when the thin film 21 is formed on the substrate 20 is measured based on the change in the current flowing through the coil. The method of obtaining can be illustrated.

【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。
The method of manufacturing the semiconductor device according to the third embodiment can be substantially the same as that of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

【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。
(Embodiment 4) Embodiment 4 is a modification of Embodiment 3. In the fourth embodiment, a plurality of thin films are formed. The thin films having a plurality of layers are composed of different materials. In the thin film deposition apparatus according to the fourth embodiment, which is schematically shown in FIG. 5, in order to irradiate a partial region of the substrate with the plurality of types of thin film raw material particles, a plurality of types of thin film raw material sources (in the fourth embodiment, 2A) target 15A,
15B is provided in the thin film deposition apparatus, and corresponding to the targets 15A and 15B which are thin film raw material sources of these plural types,
The shield plate 17 is provided with openings 18A and 18B (see the schematic plan view of FIG. 6B). Incidentally, in the thin film deposition apparatus in the fourth embodiment shown in FIG.
In the same manner as described in the first embodiment, the gas introduction part 12
A, 12B, gas discharge parts 13A, 13B, cathode 14
A and 14B are provided. Thereby, the base 20
Thin films 21A and 21B are formed on top. The thin film raw material source may be of the same type, if necessary.

【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。
By depositing the thin film raw material source in the order of the desired film structure and irradiating a partial region of the substrate with the thin film raw material particles, the laminated thin films can be formed easily at once and in a short time. Is possible. Since the thin film layers other than the uppermost thin film layer are covered with the uppermost thin film layer, it is possible to reliably prevent the thin film layers other than the uppermost thin film layer from being deteriorated such as being oxidized. Since the moving speed of the substrate is common, it is necessary to adjust the film forming speed and the length of the short side of the opening for each thin film layer.

【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 :0.33Pa DC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 :0.33Pa DC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
Film forming conditions for a laminated thin film having a two-layer structure are illustrated below. The lower layer was made of titanium (Ti), the upper layer was made of aluminum, and the moving speed of the substrate was 40 mm / min. Lower layer deposition conditions Target: Ti Working gas: Ar = 120 sccm Pressure: 0.33 Pa DC power: 8 kW Deposition rate: 0.2 μm / min Short side length of opening: 20 mm Film thickness: 0.1 μm Upper layer deposition Conditions Target: Al Working gas: Ar = 100 sccm Pressure: 0.33 Pa DC power: 10 kW Film formation rate: 0.5 μm / min Short side length of opening: 40 mm Film thickness: 0.5 μm

【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。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the fourth embodiment, for example, a thin film (lower layer) made of titanium is formed under the above conditions on an insulating layer formed on a silicon wafer (corresponding to a base). A film is formed, and a thin film (upper layer) made of aluminum is formed thereon. Then, by patterning these thin films based on the photolithography technique and the dry etching technique, wirings made of aluminum and titanium can be formed. still,
The purpose of forming a thin film made of titanium is to improve the wettability of the thin film made of aluminum. The purpose of forming a thin film made of titanium is also to extend the life of the wiring by improving the crystal orientation of aluminum and enhancing the electromigration resistance.

【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 :0.33Pa DCパワー:2kW 成膜速度 :50nm/分 開口部の短辺の長さ:20mm 膜厚 :25nm
A 25 nm thick TiN film, which functions as an antireflection film, is further formed on the upper layer made of aluminum.
When it is necessary to form a layer, a target made of titanium and a cathode are arranged downstream of the target 15B of the thin film forming apparatus shown in FIG. 5, and the shield plate 17 at a position facing the target is provided. An opening may be provided.
The film forming conditions for the TiN layer having a thickness of 25 nm are exemplified below. Target: Ti Working gas: Ar / N 2 = 40/80 sccm Pressure: 0.33 Pa DC power: 2 kW Deposition rate: 50 nm / min Short side length of opening: 20 mm Film thickness: 25 nm

【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。
(Embodiment 5) Embodiment 5 also relates to a thin film forming method according to the first aspect of the present invention. Embodiment 5
In the thin film deposition apparatus suitable for carrying out
Similar to the thin film deposition apparatus in, the target 15 which is a thin film raw material source is fixed. The difference from the thin film deposition apparatus in the third embodiment is that the support 19 is placed on an XY table or an XY stage corresponding to the moving means. That is, in the thin film forming apparatus according to the fifth embodiment, with respect to the target 15 which is a thin film raw material source,
Substrate 2 linearly and continuously in a first direction (direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4) parallel to the surface of substrate 20 on which the thin film is formed.
You can move 0. Further, the substrate 20 is moved stepwise in a second direction (left-right direction in FIG. 4) parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed with respect to the thin film raw material source and at a right angle to the first direction. Can be done.

【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。
As shown in the schematic plan view of FIG. 7A, the shield plate 17 is arranged along the first direction in order to irradiate a partial region of the substrate 20 with the thin film raw material particles. A rectangular opening 18 having one side (A) shorter than the longest length of the substrate and one side (B) having a length substantially equal to the stepwise moving distance in the second direction is formed. When the radius of the substrate 20 is 15 cm, the lengths of the sides A and B are, for example, about 5
cm. If the length of one side (B) is an integral multiple of the size of the product (for example, semiconductor chip) to be formed on the base, the product manufacturing yield is improved.

【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。
In the fifth embodiment, first, the first direction parallel to the surface of the substrate 20 on which the thin film is formed (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4, and the upper direction in FIG. 7A). Linearly and continuously in the direction from the bottom to downward) while irradiating the partial region of the substrate with the thin film raw material particles while relatively moving the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the substrate 20 [step (I)]. Specifically, the spatial position of the flow of the thin film raw material particles is fixed (that is, the target 15 as the thin film raw material source and the shield plate 17 are fixed), and the substrate 20 is moved linearly and continuously. Let In FIG. 7A, such a section is indicated by a section “a” surrounded by a broken line.

【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。
Next, after the irradiation of the thin film raw material particles along the first direction onto the substrate 20 is completed, the thin film raw material particles are parallel to the surface of the substrate 20 on which the thin film is to be formed and perpendicular to the first direction. The spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the substrate 20 are stepwise in the second direction (the left-hand direction in FIGS. 4 and 7A).
And are relatively moved [step (b)]. In particular,
Since the spatial position of the flow of the thin film raw material particles is fixed (that is, the target 15 as the thin film raw material source and the shield plate 17 are fixed), the substrate 20 was moved stepwise. The amount of movement of the base body 20 is substantially equal to the length of one side (B) of the opening 18.

【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。
Then, the step (a) is repeated. That is, linearly in the first direction parallel to the surface of the substrate 20 on which the thin film is formed (the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 4, and the direction from bottom to top in FIG. 7A). Further, continuously, the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the substrate 20 are relatively moved, and the thin film raw material particles are irradiated onto a partial region of the substrate. In FIG. 7A, such a section is indicated by a section “b” surrounded by a broken line. Then, step (b) and step (a) are repeated to form a thin film in the section “c” and the section “d”. In the example shown in FIG. 7A, step (a) is executed four times and step (b) is executed three times for convenience.

【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。
In the fifth embodiment, the plane shape of the region of the substrate 20 irradiated with the thin film raw material particles is as described above.
Since it is a rectangle consisting of one side (A) shorter than the longest length of the base body along the first direction and one side (B) having a length substantially equal to the stepwise movement distance along the second direction, The volume of the chamber 11 of the thin film deposition apparatus can be further reduced.

【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。
The method of manufacturing the semiconductor device according to the fifth embodiment can be substantially the same as that of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

【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。
(Embodiment 6) Embodiment 6 relates to a method for forming a thin film according to the second aspect of the present invention and a method for manufacturing a semiconductor device according to the second aspect of the present invention. A thin film deposition apparatus suitable for carrying out the sixth embodiment can be substantially the same as the thin film deposition apparatus described in the fifth embodiment.
However, the fifth embodiment is that the moving system of the support table 19 mounted on the XY table or the XY stage corresponding to the moving means is a so-called step-and-repeat system.
Is different from That is, as shown in a schematic plan view in FIG. 7B, the step of irradiating a partial region of the substrate 20 with the thin film raw material particles, the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the irradiation of the thin film raw material particles. The step of moving the region of the substrate 20 to be moved in a stepwise manner is repeated. In the sixth embodiment, as a thin film forming apparatus, a thin film raw material source is fixed, and a first direction parallel to the surface of a substrate on which a thin film is formed (in FIG. 4, a direction perpendicular to the paper surface). 7 (B), the substrate 20 can be moved in a stepwise manner in a vertical direction), and further, it is parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed and at a right angle to the first direction. Second direction (Fig. 4
And XY which is a moving means capable of moving the base body 20 stepwise in the left hand direction in FIG. 7B.
An apparatus having a table or an XY stage was used. The shape of the opening provided in the shield plate is substantially equal to one side (A) having a length substantially equal to the stepwise moving distance in the first direction and the stepwise moving distance in the second direction. It is assumed to be a rectangle composed of one side (B) having a length.

【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。
Specifically, in the sixth embodiment, the spatial position of the flow of the thin film raw material particles is fixed (that is, the target 15 as the thin film raw material source and the shield plate 17 are fixed), and first, , Stepwise in a first direction parallel to the surface of the substrate 20 on which the thin film is formed (direction perpendicular to the paper surface in FIG. 4, and from bottom to top in FIG. 7B). By moving the region of the substrate to which the thin film raw material particles are irradiated, the thin film raw material particles are a partial region of the substrate (indicated by “a”, “b” ... “f” in FIG. 7B). [Step (a)]. The amount of movement of the base 20 is substantially equal to the length of one side (A) of the opening 18.

【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。
After the irradiation of the thin film raw material particles along the first direction to the substrate is completed, a second direction (parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed and perpendicular to the first direction ( The region of the substrate 20 irradiated with the thin film raw material particles is moved stepwise in the left-hand direction in FIGS. 4 and 7B). The amount of movement of the base body 20 is substantially equal to the length of one side (B) of the opening 18.

【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。
Then, step (a) is repeated. As a result, a thin film is formed in the regions "g", "h", "i", .... After the irradiation of the thin film raw material particles onto the substrate along the first direction (the direction perpendicular to the paper surface in FIG. 4 and the direction from top to bottom in FIG. 7B) is completed, With respect to the particle irradiation position, a region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles is arranged in a second direction parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed and perpendicular to the first direction (see FIG. 4 and It is moved relatively stepwise in the left-hand direction in FIG. 7B. Then, the step (a) is repeated again. In the example shown in FIG. 7B, for convenience, step (a) is executed 8 times and step (b) is executed 7 times. Incidentally, since the pattern formed on the substrate 20 is usually provided with an alignment mark, by using this alignment mark as a reference point for alignment, the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the thin film raw material particles are The alignment with the area of the substrate to be irradiated can be performed with high accuracy.

【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。
In the sixth embodiment, the planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles is one side (A) having a length substantially equal to the stepwise moving distance along the first direction.
And a rectangle having one side (B) having a length substantially equal to the stepwise movement distance along the second direction. If the planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles is set to an integral multiple of the size of the product to be formed on the substrate, the uniformity of the film thickness and film quality of each product (for example, semiconductor chip) can be improved. Controllability is improved. Furthermore, if a gap is formed between the regions where the thin film is formed and the gap is aligned with the scribing line, the product manufacturing yield is improved. Moreover, since the formed thin film is not continuous, it is possible to prevent the substrate from warping due to the stress of the thin film.

【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。
The method of manufacturing the semiconductor device according to the sixth embodiment can be substantially the same as that of the first embodiment, and detailed description thereof will be omitted.

【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。
Although the present invention has been described based on the embodiments of the present invention, the present invention is not limited to these embodiments. The various conditions, materials used, dimensions of the openings provided in the shield plate, and the structure of the thin film deposition apparatus described in the embodiments are examples, and the design can be appropriately changed. In the embodiments, the present invention has been described by taking the sputtering method as an example, but the present invention can be applied to the ion plating method and the vacuum deposition method. In addition, the film formation of a thin film including a plurality of layers described in Embodiment 4 can be applied to other embodiments.

【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。
In the thin film forming apparatus according to the third to sixth embodiments, an opening / closing mechanism such as a shutter is used.
For example, by disposing it between the thin-film raw material source and the shield plate, or between the shield plate and the support base, it is possible to keep the plasma maintained even during the stepwise movement of the substrate. It is possible to avoid film formation in an unstable state.

【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。
As shown in FIGS. 8 to 10, the shield plate 1
You may provide several opening 18 in 7. When the rotary shaft 17A is provided in the center of the shield plate 17 and the rotary shaft 17A is rotated by a rotating mechanism (not shown), when the vicinity of the opening is contaminated, the uncontaminated opening is opened. Target 15 and support 19 which are thin film raw material sources
And can be arranged between them.

【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。
Alternatively, a plurality of shield plates each having an opening provided with respect to the rotary shaft are detachably attached. Further, a thin film deposition apparatus having a structure capable of accommodating a shield plate, which is not arranged between the thin film raw material source and the support, in a preliminary chamber that can be evacuated and released to the atmosphere independently of the chamber. You can also With such a structure, when the vicinity of the opening is contaminated, the rotating shaft is rotated by the rotating mechanism, so that the shield plate having the uncontaminated opening is provided between the thin film raw material source and the support base. It can be arranged in between. Moreover, the shield plate contaminated near the opening is stored in the spare chamber, the spare chamber is opened to the atmosphere without breaking the vacuum of the chamber, and the shield plate contaminated near the opening is used as a new shield plate. Can be exchanged.

【0071】[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。
According to the present invention, a thin film is not formed simultaneously on the entire surface of a substrate, but a thin film is formed on a partial region of the substrate. Therefore, for example, plasma is formed in a narrow space region. The plasma density can be made uniform or a desired plasma density pattern can be easily obtained, and the thin film source and the thin film deposition apparatus can be downsized. Further, a thin film can be formed by a thin film raw material source or a thin film forming apparatus having a simple shape and structure, and power can be saved. Moreover, since the chamber volume can be made smaller than that of the conventional thin film deposition apparatus, it is easy to uniformly supply the gas into the chamber without the need for a vacuum pump having a high evacuation capacity. Furthermore, since the film formation area is narrow, it is possible to form a thin film having a uniform film quality and film thickness with good controllability over the entire substrate.

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

【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。
FIG. 1 is a schematic view of a thin film deposition apparatus of the present invention suitable for carrying out a thin film deposition method and a semiconductor device manufacturing method according to a first embodiment of the invention.

【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。
FIG. 2 is a schematic view of another thin film deposition apparatus of the present invention suitable for carrying out the thin film deposition method and the semiconductor device manufacturing method according to the second embodiment of the invention.

【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。
FIG. 3 is a schematic plan view of a shield plate according to Embodiment 1 of the invention and Embodiment 2 of the invention.

【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。
FIG. 4 is another thin film deposition apparatus of the present invention suitable for carrying out the thin film deposition method and semiconductor device manufacturing method according to the third embodiment of the invention, the fifth embodiment of the invention, and the sixth embodiment of the invention. FIG.

【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。
FIG. 5 is a schematic view of another thin film deposition apparatus of the present invention suitable for carrying out the thin film deposition method and the semiconductor device manufacturing method according to the fourth embodiment of the invention.

【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。
FIG. 6 is a schematic plan view of a shield plate according to a third embodiment of the invention and a fourth embodiment of the invention.

【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。
FIG. 7 is a schematic plan view of a shield plate according to a fifth embodiment of the invention and a sixth embodiment of the invention.

【図8】本発明の別の形態の薄膜成膜装置の模式図であ
る。
FIG. 8 is a schematic diagram of a thin film deposition apparatus of another embodiment of the present invention.

【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。
9 is a schematic plan view of a shield plate used in the thin film deposition apparatus shown in FIG.

【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。
FIG. 10 is a schematic plan view of a shield plate used in the thin film deposition apparatus shown in FIG.

【図11】従来のスパッタ装置の構成を示す模式図であ
る。
FIG. 11 is a schematic view showing a configuration of a conventional sputtering device.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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
10 ... Thin film forming apparatus, 11 ... Chamber, 1
2, 12A, 12B ... Gas introduction part, 13, 13A,
13B ... Gas exhaust part, 14, 14A, 14B ...
Cathode, 15, 15A, 15B ... Target, 1
6, 16A, 16B ... Plasma, 17 ... Shield plate, 18, 18A, 18B ... Opening part, 19 ...
Support base, 20 ... Base, 21, 21A, 21B ...
Thin film

Claims (19)

【特許請求の範囲】[Claims] 【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。
1. A thin film forming method for irradiating a substrate with thin film raw material particles produced by physical vapor deposition to form a thin film on the substrate, the thin film raw material particles being part of the substrate. The method for forming a thin film, characterized in that the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the substrate are relatively moved while irradiating the region.
【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。
2. The spatial position of the flow of thin film raw material particles is fixed,
The thin film deposition method according to claim 1, wherein the substrate is rotated around an axis line perpendicular to the surface of the substrate on which the thin film is deposited.
【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。
3. The thin film forming method according to claim 2, wherein the planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles is a fan shape having a radius substantially equal to the radius of the substrate.
【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。
4. The thin film forming method according to claim 2, wherein the planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles is a rectangle having long sides substantially equal to the radius of the substrate.
【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。
5. The method for forming a thin film according to claim 4, wherein the density of the thin film raw material particles with which the substrate is irradiated is increased from the center of the substrate toward the circumferential direction.
【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。
6. The thin film raw material particles are moved linearly and continuously in a direction parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed, while relatively moving the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the substrate. The thin film forming method according to claim 1, wherein irradiation is performed on a partial region of the substrate.
【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。
7. The planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles is a rectangle having a long side substantially equal to the longest length of the substrate in the direction perpendicular to the moving direction.
The method of forming a thin film according to.
【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。
8. The thin film forming method according to claim 6, wherein a plurality of thin films are formed.
【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。
9. (a) Linearly and continuously moving the spatial position of the flow of thin film raw material particles and the substrate in a first direction parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed. While irradiating a part of the substrate with the thin film raw material particles, (b) after the irradiation of the thin film raw material particles along the first direction onto the substrate is completed, By relatively moving the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the substrate in steps in a second direction which is parallel and is perpendicular to the first direction, and then repeats the step (a). The thin film forming method according to claim 1.
【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。
10. The planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin-film raw material particles has a side shorter than the longest length of the substrate along the first direction and a stepwise movement along the second direction. The thin film forming method according to claim 9, wherein the thin film forming method is a rectangle including one side having a length substantially equal to the distance.
【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。
11. The thin film forming method according to claim 9, wherein a plurality of thin films are formed.
【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。
12. A thin film forming method for irradiating a partial region of a substrate with thin film raw material particles produced by physical vapor deposition to form a thin film on the substrate. And a step of irradiating a partial region of the substrate with a spatial position of the flow of the thin film raw material particles and a step of relatively moving the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles in a stepwise manner. Method for forming thin film.
【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。
13. (a) The spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles are stepwise in a first direction parallel to the surface of the substrate on which the thin film is formed. By relatively moving, the thin film raw material particles are irradiated to a partial region of the substrate, and (b) after the irradiation of the thin film raw material particles along the first direction to the substrate is completed, a thin film is formed. Relative to the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles in a stepwise manner in a second direction parallel to the surface of the substrate and perpendicular to the first direction. 13. The method for forming a thin film according to claim 12, characterized in that the method comprises the steps of:
【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。
14. The planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles has one side having a length substantially equal to the stepwise moving distance along the first direction and the two sides along the second direction. 14. The thin film forming method according to claim 13, wherein the thin film forming method is a rectangle having one side having a length substantially equal to the stepwise moving distance.
【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。
15. The thin film forming method according to claim 14, wherein the planar shape of the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles is an integral multiple of the size of the product to be formed on the substrate.
【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。
16. The thin film forming method according to claim 13, wherein a plurality of thin films are formed.
【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。
17. A method of manufacturing a semiconductor device, wherein a thin film raw material particle produced by physical vapor deposition is applied to a substrate to form a thin film on the substrate. A method for manufacturing a semiconductor device, characterized in that the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the substrate are relatively moved while irradiating a partial region.
【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。
18. A method of manufacturing a semiconductor device, comprising: irradiating a substrate with thin film raw material particles produced by physical vapor deposition to form a thin film on the substrate. A semiconductor device characterized by repeating a step of irradiating a partial region and a step of relatively moving the spatial position of the flow of the thin film raw material particles and the region of the substrate irradiated with the thin film raw material particles in a stepwise manner Manufacturing method.
【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。
19. A thin film forming apparatus for irradiating a substrate with thin film raw material particles produced by physical vapor deposition to form a thin film on the substrate, comprising: (a) thin film raw material particles. Is provided between the thin film raw material source and the supporting base, and (b) the thin film raw material source and the supporting base. A thin film deposition apparatus comprising: a shield plate provided with an opening for irradiating a region; and (d) a moving means for relatively moving a thin film raw material source and a substrate.
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