GLOSSARY

ステップカバレッジ(段差被覆性)とは

Step Coverage
最終更新:2026-08-02成膜装置

ステップカバレッジ(段差被覆性)とは?

ステップカバレッジ(段差被覆性)とは、成膜工程においてウェハ表面の凹凸に対してどれだけ均一に膜が付くかを表す指標です。溝や穴の上部・側壁・底部で膜厚が揃っているほど段差被覆性が良く、コンフォーマル(等角)と呼ばれます。ALDが最も優れ、PVDは方向性が強いため劣るなど、成膜方式によって大きく異なります。

定義・解説

ステップカバレッジ(Step Coverage:段差被覆性)は、成膜工程においてウェハ表面の凹凸(段差)に対して、どれだけ均一に膜が付くかを表す指標です。溝や穴の上部・側壁・底部で膜厚が揃っているほど段差被覆性が良く、コンフォーマル(等角)と呼ばれます。微細化・高アスペクト比化が進むほど重要になる成膜品質です。

成膜方式によって段差被覆性は大きく異なります。原料が直進的に飛来するPVD(スパッタ)は上面に厚く側壁・底部が薄くなりやすく段差被覆性が劣ります。一方、気相反応を利用するCVD、特に前駆体を交互供給して1層ずつ積むALDは、極めて高い段差被覆性を持ち、高アスペクト比構造にも均一に成膜できます。

段差被覆性が悪いと、深い溝や穴の底・側壁で膜が薄くなったり、入口が先に塞がって内部に空隙(ボイド)が残ったりして、絶縁不良や配線不良の原因になります。そのため、用途に応じて段差被覆性の高い成膜方式が選ばれます。

ステップカバレッジは、層間絶縁膜・バリア膜・シード層・ゲート絶縁膜など、あらゆる成膜工程の良否を左右します。aldやcvd、pvd、aspect-ratio、interlayer-dielectricの各項とあわせて読むと、成膜方式の使い分けが理解できます。装置はApplied Materials・Lam Research・ASM Internationalなどが手がけます。

よくある質問(FAQ)

ステップカバレッジが悪いと何が問題ですか?
溝や穴の側壁・底部で膜が薄くなり、バリア膜なら拡散を防げず、絶縁膜なら耐圧不足、配線なら断線リスクにつながります。また入口だけ厚く付くと穴が塞がり、内部にボイド(空洞)が残ってしまいます。
成膜方式によってどのくらい違いますか?
ALDは自己制限反応のためアスペクト比50:1超でもほぼ100%のカバレッジが得られます。CVD(特にPECVD)は比較的良好、PVD(スパッタ)は直進性が強いため側壁・底部が薄くなりやすく、高アスペクト比では大きく劣ります。
カバレッジはどう評価しますか?
断面をTEMやSEMで観察し、上部(トップ)の膜厚に対する側壁や底部の膜厚の比率(%)で表します。100%に近いほどコンフォーマル(等角)で、高アスペクト比構造では底部カバレッジが特に重要な指標になります。

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Applied Materials米国

世界最大の半導体製造装置サプライヤー。成膜、除去、改質、分析の包括的な製品ポートフォリオで、ウェーハ製造の全工…

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