JP2002167662A - 蒸着源材料供給設備 - Google Patents
蒸着源材料供給設備Info
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Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
- C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
- C23C14/24—Vacuum evaporation
- C23C14/246—Replenishment of source material
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
- H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
- H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
- H01L21/04—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof the devices having potential barriers, e.g. a PN junction, depletion layer or carrier concentration layer
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- H01L21/28—Manufacture of electrodes on semiconductor bodies using processes or apparatus not provided for in groups H01L21/20 - H01L21/268
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 十分な蒸着源材料を提供して薄膜堆積全体あ
るいは長時間の継続した堆積を提供して高い生産性を達
成する。 【解決手段】 蒸着源材料供給設備が蒸着システムに配
置され、蒸着システムが蒸着チャンバ２０２と真空シス
テム２０４を含む。蒸着源材料供給設備が蒸着チャンバ
内の一側壁に設けられ、真空システムが蒸着チャンバに
外接され、蒸着チャンバが移動式蒸着ボート２０６とウ
エハーホルダ２０８を含み、蒸着ボートが蒸着チャンバ
の下部に設けられて、ウエハーホルダが蒸着チャンバの
上部に設けられる。そして蒸着源材料供給設備が、回転
式カセットホイール２１６と回転式カセットホイール真
下の坩堝２１８とを含む。
るいは長時間の継続した堆積を提供して高い生産性を達
成する。 【解決手段】 蒸着源材料供給設備が蒸着システムに配
置され、蒸着システムが蒸着チャンバ２０２と真空シス
テム２０４を含む。蒸着源材料供給設備が蒸着チャンバ
内の一側壁に設けられ、真空システムが蒸着チャンバに
外接され、蒸着チャンバが移動式蒸着ボート２０６とウ
エハーホルダ２０８を含み、蒸着ボートが蒸着チャンバ
の下部に設けられて、ウエハーホルダが蒸着チャンバの
上部に設けられる。そして蒸着源材料供給設備が、回転
式カセットホイール２１６と回転式カセットホイール真
下の坩堝２１８とを含む。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は蒸着システムに関
して、特に蒸着源材料供給設備に関する。
して、特に蒸着源材料供給設備に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の薄膜堆積技術はＰＶＤ（physical
vapor deposition）法とＣＶＤ（chemical vapor depo
sition）法を含み、ＰＶＤ法には蒸着堆積が含まれる。
加熱により蒸着源材料を蒸発させて蒸着堆積を行う。蒸
着材料は飽和蒸気を形成して冷たい表面に薄膜を堆積す
る。一般の蒸着システムは真空蒸着チャンバと、蒸着チ
ャンバを真空にする外部真空システムとを含む。蒸着チ
ャンバは更に蒸着ボートとウエハーホルダを含む。蒸着
ボートは蒸着材料を入れる容器で通常、蒸着チャンバ内
の下部に位置して、蒸着ボートの材質は高融点を有する
材料を含む。そしてウエハーホルダは蒸着チャンバ内の
上端近くに位置する。ウエハーホルダは薄膜堆積が必要
なウエハーあるいは基板を固定するための装置である。
適当量の電流を蒸着ボート中に流すと、蒸着ボートは抵
抗効果により温度が上がる。蒸着源材料がその融点近く
まで熱せられると、蒸着源材料は蒸発を開始して蒸着チ
ャンバを飽和する。蒸着源材料の粒子は冷たいウエハー
表面に堆積して、薄膜堆積プロセスを開始する。
vapor deposition）法とＣＶＤ（chemical vapor depo
sition）法を含み、ＰＶＤ法には蒸着堆積が含まれる。
加熱により蒸着源材料を蒸発させて蒸着堆積を行う。蒸
着材料は飽和蒸気を形成して冷たい表面に薄膜を堆積す
る。一般の蒸着システムは真空蒸着チャンバと、蒸着チ
ャンバを真空にする外部真空システムとを含む。蒸着チ
ャンバは更に蒸着ボートとウエハーホルダを含む。蒸着
ボートは蒸着材料を入れる容器で通常、蒸着チャンバ内
の下部に位置して、蒸着ボートの材質は高融点を有する
材料を含む。そしてウエハーホルダは蒸着チャンバ内の
上端近くに位置する。ウエハーホルダは薄膜堆積が必要
なウエハーあるいは基板を固定するための装置である。
適当量の電流を蒸着ボート中に流すと、蒸着ボートは抵
抗効果により温度が上がる。蒸着源材料がその融点近く
まで熱せられると、蒸着源材料は蒸発を開始して蒸着チ
ャンバを飽和する。蒸着源材料の粒子は冷たいウエハー
表面に堆積して、薄膜堆積プロセスを開始する。
【０００３】従来の技術は、図１に示すように蒸着シス
テム１００が蒸着チャンバ１０２と真空システム１０４
とを含み、真空システム１０４は蒸着チャンバ１０２に
接続される。蒸着チャンバ１０２は蒸着ボート１０６と
ウエハーホルダ１０８を含む。蒸着ボート１０６は蒸着
源材料１１０を入れるために蒸着チャンバ１０２の下部
に設ける。ウエハーホルダ１０８は蒸着チャンバ１０２
内の上部に設けられ、このウエハーホルダ１０８は薄膜
堆積が必要なウエハー１１２をホールドする装置であ
る。適当な電流を蒸着ボート１０６に通すと蒸着ボート
１０６と蒸着源材料１１０は、蒸着源材料１１０の融点
近くまで熱される。この高温により、固態の蒸着源材料
１１０は蒸発させられてウエハー１１２上に堆積され
る。しかしながら、従来の蒸着システムでは蒸着源材料
が継続した蒸着プロセスにより不足して再補充が必要で
あった。そして再補充ごとに蒸着チャンバ内真空蒸着ボ
ート１０６を真空にしなければならないために多くの時
間が浪費された。そのため、蒸着源材料再補充は薄膜堆
積を遅らせるだけでなく、真空システム１０４の負担を
も増加させた。
テム１００が蒸着チャンバ１０２と真空システム１０４
とを含み、真空システム１０４は蒸着チャンバ１０２に
接続される。蒸着チャンバ１０２は蒸着ボート１０６と
ウエハーホルダ１０８を含む。蒸着ボート１０６は蒸着
源材料１１０を入れるために蒸着チャンバ１０２の下部
に設ける。ウエハーホルダ１０８は蒸着チャンバ１０２
内の上部に設けられ、このウエハーホルダ１０８は薄膜
堆積が必要なウエハー１１２をホールドする装置であ
る。適当な電流を蒸着ボート１０６に通すと蒸着ボート
１０６と蒸着源材料１１０は、蒸着源材料１１０の融点
近くまで熱される。この高温により、固態の蒸着源材料
１１０は蒸発させられてウエハー１１２上に堆積され
る。しかしながら、従来の蒸着システムでは蒸着源材料
が継続した蒸着プロセスにより不足して再補充が必要で
あった。そして再補充ごとに蒸着チャンバ内真空蒸着ボ
ート１０６を真空にしなければならないために多くの時
間が浪費された。そのため、蒸着源材料再補充は薄膜堆
積を遅らせるだけでなく、真空システム１０４の負担を
も増加させた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この発明の目的は、十
分な蒸着源材料を提供して薄膜堆積全体あるいは長時間
の継続した堆積を提供する。そのため、不充分な蒸着源
材料によるタイムアウトを防止して高い生産性を達成す
る。
分な蒸着源材料を提供して薄膜堆積全体あるいは長時間
の継続した堆積を提供する。そのため、不充分な蒸着源
材料によるタイムアウトを防止して高い生産性を達成す
る。
【０００５】
【課題を解決するための手段】蒸着源材料供給設備が蒸
着システムに配置され、蒸着システムが蒸着チャンバと
真空システムを含む。蒸着源材料供給設備が蒸着チャン
バ内の一側面に設けられ、真空システムが蒸着チャンバ
に外接される。そして蒸着チャンバは移動式蒸着ボート
とウエハーホルダを含み、蒸着ボートが蒸着チャンバの
下部に設けられて、ウエハーホルダが蒸着チャンバの上
部に設けられる。蒸着源材料供給設備は回転式カセット
ホイールと回転式カセットホイール真下の坩堝とを含
む。
着システムに配置され、蒸着システムが蒸着チャンバと
真空システムを含む。蒸着源材料供給設備が蒸着チャン
バ内の一側面に設けられ、真空システムが蒸着チャンバ
に外接される。そして蒸着チャンバは移動式蒸着ボート
とウエハーホルダを含み、蒸着ボートが蒸着チャンバの
下部に設けられて、ウエハーホルダが蒸着チャンバの上
部に設けられる。蒸着源材料供給設備は回転式カセット
ホイールと回転式カセットホイール真下の坩堝とを含
む。
【０００６】
【実施例】以下、この発明にかかる好適な実施形態を図
面に基づいて説明する。図２（Ａ）に示すように蒸着シ
ステム２００は蒸着チャンバ２０２と真空システム２０
４を含み、真空システム２０４は蒸着チャンバ２０２に
接続される。蒸着チャンバ２０２内には移動式蒸着ボー
ト２０６と、ウエハーホルダ２０８と、蒸着源材料供給
設備２１４とが設けられる。蒸着源材料２１０を入れる
移動式蒸着ボート２０６は蒸着チャンバ２０２の底部に
設ける。ウエハーホルダ２０８を蒸着チャンバ２０２の
上部に設けて、ウエハーホルダ２０８には薄膜堆積が必
要なウエハーを取り付ける。蒸着源材料供給設備２１４
を蒸着チャンバ２０２の側壁の１つに設け、蒸着源材料
供給設備２１４は回転式カセットホイール２１６と、回
転式カセットホイール２１６真下の坩堝２１８とを含
む。蒸着源材料供給設備２１４は定期的に材料を供給す
る設備で、回転式カセットホイール２１６は予め設定さ
れた時間が経つと回転して、一塊の蒸着源材料２１０が
坩堝２１８に落ちる。坩堝２１８は直流電源に直接接続
されて熱せられる。蒸着源材料が移動式蒸着ボート２０
６の温度近くまで熱せられると、坩堝２１８内部の材料
は移動式蒸着ボート２０６に移動する。適当な電流が移
動式蒸着ボート２０６内に流されると、抵抗により移動
式蒸着ボート２０６内の蒸着源材料２１０は融点近くま
で熱せられる。そして、その高温により蒸着源材料２１
０が激しく蒸発する。蒸発した蒸着源材料の粒子はウエ
ハー２１２の冷たい表面に堆積して薄膜を形成する。
面に基づいて説明する。図２（Ａ）に示すように蒸着シ
ステム２００は蒸着チャンバ２０２と真空システム２０
４を含み、真空システム２０４は蒸着チャンバ２０２に
接続される。蒸着チャンバ２０２内には移動式蒸着ボー
ト２０６と、ウエハーホルダ２０８と、蒸着源材料供給
設備２１４とが設けられる。蒸着源材料２１０を入れる
移動式蒸着ボート２０６は蒸着チャンバ２０２の底部に
設ける。ウエハーホルダ２０８を蒸着チャンバ２０２の
上部に設けて、ウエハーホルダ２０８には薄膜堆積が必
要なウエハーを取り付ける。蒸着源材料供給設備２１４
を蒸着チャンバ２０２の側壁の１つに設け、蒸着源材料
供給設備２１４は回転式カセットホイール２１６と、回
転式カセットホイール２１６真下の坩堝２１８とを含
む。蒸着源材料供給設備２１４は定期的に材料を供給す
る設備で、回転式カセットホイール２１６は予め設定さ
れた時間が経つと回転して、一塊の蒸着源材料２１０が
坩堝２１８に落ちる。坩堝２１８は直流電源に直接接続
されて熱せられる。蒸着源材料が移動式蒸着ボート２０
６の温度近くまで熱せられると、坩堝２１８内部の材料
は移動式蒸着ボート２０６に移動する。適当な電流が移
動式蒸着ボート２０６内に流されると、抵抗により移動
式蒸着ボート２０６内の蒸着源材料２１０は融点近くま
で熱せられる。そして、その高温により蒸着源材料２１
０が激しく蒸発する。蒸発した蒸着源材料の粒子はウエ
ハー２１２の冷たい表面に堆積して薄膜を形成する。
【０００７】図２（Ｂ）と図２（Ｃ）に示すように、蒸
着源材料供給設備２１４は回転式カセットホイール２１
６とホイール２１６真下の坩堝を含む。回転式カセット
ホイール構造は主に中心軸２２０と、回転ホイール２２
２と固定式外カバー２２４とを含み、回転ホイール２２
２は中心軸２２０を中心に回転する。複数の隔離板２２
６は回転ホイール２２２の周辺に均等に設けられる。こ
れら隔離板２２６はホイールを複数の空間２２８に分け
て、それぞれに蒸着源材料２１０の塊を入れることがで
きる。回転ホイール２２２全体は固定式外カバー２２４
により閉じられ、固定式外カバー２２４は坩堝２１８真
上の位置に切口２３０を具備する。回転式カセットホイ
ール２１６が回転するとき、坩堝２１８に近い空間２２
８内の蒸着源材料２１０が切口２３０を通して坩堝２１
８へ落とされる。坩堝２１８が高温まで熱せられ、坩堝
２１８の蒸着源材料２１０は移動式蒸着ボート２０６へ
移されて、移動式蒸着ボート２０６は再充填される。各
空間２２８内の蒸着材料の量は予め設定されて、回転式
カセットホイール２１６の回転サイクルは計算すること
ができる。蒸着源材料の塊を運ぶ回転角は回転式カセッ
トホイール２１６の空間２２８の数によって決定され
る。
着源材料供給設備２１４は回転式カセットホイール２１
６とホイール２１６真下の坩堝を含む。回転式カセット
ホイール構造は主に中心軸２２０と、回転ホイール２２
２と固定式外カバー２２４とを含み、回転ホイール２２
２は中心軸２２０を中心に回転する。複数の隔離板２２
６は回転ホイール２２２の周辺に均等に設けられる。こ
れら隔離板２２６はホイールを複数の空間２２８に分け
て、それぞれに蒸着源材料２１０の塊を入れることがで
きる。回転ホイール２２２全体は固定式外カバー２２４
により閉じられ、固定式外カバー２２４は坩堝２１８真
上の位置に切口２３０を具備する。回転式カセットホイ
ール２１６が回転するとき、坩堝２１８に近い空間２２
８内の蒸着源材料２１０が切口２３０を通して坩堝２１
８へ落とされる。坩堝２１８が高温まで熱せられ、坩堝
２１８の蒸着源材料２１０は移動式蒸着ボート２０６へ
移されて、移動式蒸着ボート２０６は再充填される。各
空間２２８内の蒸着材料の量は予め設定されて、回転式
カセットホイール２１６の回転サイクルは計算すること
ができる。蒸着源材料の塊を運ぶ回転角は回転式カセッ
トホイール２１６の空間２２８の数によって決定され
る。
【０００８】以上のごとく、この発明を好適な実施形態
により開示したが、もとより、この発明を限定するため
のものではなく、同業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲において、適当な変更な
らびに修正が当然なされうるものであるから、その特許
権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な
領域を基準として定めなければならない。
により開示したが、もとより、この発明を限定するため
のものではなく、同業者であれば容易に理解できるよう
に、この発明の技術思想の範囲において、適当な変更な
らびに修正が当然なされうるものであるから、その特許
権保護の範囲は、特許請求の範囲および、それと均等な
領域を基準として定めなければならない。
【０００９】
【発明の効果】上記構成により、この発明は下記の優れ
た点を有す。この発明は、継続的に蒸着源材料が提供で
きるため、蒸着チャンバ内の高真空状態での蒸着堆積を
長時間行うことができる。さらに回転式カセットホイー
ルは固定量の蒸着源を一定時間ごとに提供することがで
きるため、蒸着システムは蒸着源を充填するために停止
する必要がなく真空システムの負担が減り生産性が高ま
る。従って、産業上の利用価値が高い。
た点を有す。この発明は、継続的に蒸着源材料が提供で
きるため、蒸着チャンバ内の高真空状態での蒸着堆積を
長時間行うことができる。さらに回転式カセットホイー
ルは固定量の蒸着源を一定時間ごとに提供することがで
きるため、蒸着システムは蒸着源を充填するために停止
する必要がなく真空システムの負担が減り生産性が高ま
る。従って、産業上の利用価値が高い。
【図１】図１は、従来技術にかかる蒸着システムの正面
図である。
図である。
【図２】（Ａ）は、この発明にかかる好適な実施形態の
蒸着システムの正面図である。（Ｂ）と（Ｃ）は、図２
（Ａ）の蒸着システム内の蒸着源材料供給設備の側面図
と正面図である。
蒸着システムの正面図である。（Ｂ）と（Ｃ）は、図２
（Ａ）の蒸着システム内の蒸着源材料供給設備の側面図
と正面図である。
１００ 蒸着システム ２００ 蒸着システム １０２ 蒸着チャンバ ２０２ 蒸着チャンバ １０４ 真空システム ２０４ 真空システム １０６ 蒸着ボート ２０６ 移動式蒸着ボート １０８ ウエハーホルダ ２０８ ウエハーホルダ １１０ 蒸着源材料 ２１０ 蒸着源材料 １１２ ウエハー ２１２ ウエハー ２１４ 蒸着源材料供給設備 ２１６ 回転式カセットホイール ２１８ 坩堝 ２２０ 中心軸 ２２２ 回転ホイール ２２４ 固定式外カバー ２２６ 隔離板 ２２８ 空間 ２３０ 切口
Claims (19)
- 【請求項１】 蒸着源材料供給設備が蒸着システムに配
置され、前記蒸着システムが蒸着チャンバと真空システ
ムを含み、前記蒸着源材料供給設備が前記蒸着チャンバ
内の一側壁に設けられ、前記真空システムが前記蒸着チ
ャンバに外接され、前記蒸着チャンバが移動式蒸着ボー
トとウエハーホルダを更に含み、前記蒸着ボートが前記
蒸着チャンバの下部に設けられて、前記ウエハーホルダ
が前記蒸着チャンバの上部に設けられて、前記蒸着源材
料供給設備が、回転式カセットホイールと、前記回転式
カセットホイール真下の坩堝とを含むことを特徴とする
蒸着源材料供給設備。 - 【請求項２】 上記ウエハーホルダがウエハーを固定す
ることを特徴とする請求項１記載の蒸着源材料供給設
備。 - 【請求項３】 上記移動式蒸着ボートに蒸着源材料を入
れることを特徴とする請求項１記載の蒸着源材料供給設
備。 - 【請求項４】 上記回転式カセットホイールに蒸着源材
料を入れることを特徴とする請求項１記載の蒸着源材料
供給設備。 - 【請求項５】 上記坩堝が上記回転式カセットホイール
から落とされた上記蒸着源材料を一時的に入れておくこ
とを特徴とする請求項４記載の蒸着源材料供給設備。 - 【請求項６】 上記坩堝が直流電源に外接することを特
徴とする請求項１記載の蒸着源材料供給設備。 - 【請求項７】 上記直流電源が入って上記坩堝を熱する
ことを特徴とする請求項６記載の蒸着源材料供給設備。 - 【請求項８】 上記回転式カセットホイールが、回転ホ
イールと、上記回転ホイールの中心に位置して、上記回
転ホイールがそれを中心に回転する中心軸と、 上記回
転ホイールの外周に等間隔に設けられた複数の隔離板
と、固定式外カバーが上記回転ホイールと前記隔離板を
覆い、前記隔離板と前記固定式外カバーが回転ホイール
を複数の空間に区分けして、外カバーが坩堝真上で切口
を有することを更に含むことを特徴とする請求項１記載
の移動式蒸着システム。 - 【請求項９】 各空間に蒸着源材料の塊を入れることを
特徴とする請求項８記載の移動式蒸着システム。 - 【請求項１０】 蒸着システムが、蒸着チャンバと、前
記蒸着チャンバと接続した真空システムと、前記蒸着チ
ャンバ内の上部に設けたウエハーホルダと、前記蒸着チ
ャンバ内の下部に設けた移動式蒸着ボートと、蒸着源材
料を前記移動式蒸着ボートへ移動する前記蒸着チャンバ
内の一側壁に設けた蒸着源材料供給設備とを含むことを
特徴とする蒸着システム。 - 【請求項１１】 上記ウエハーホルダがウエハーを固定
することを特徴とする請求項１０記載の蒸着システム。 - 【請求項１２】 上記移動式蒸着ボートに上記蒸着源材
料を入れることを特徴とする請求項１０記載の蒸着シス
テム。 - 【請求項１３】 上記蒸着源材料供給設備が、回転式カ
セットホイールと、前記回転式カセットホイール真下の
坩堝とを更に含むことを特徴とする請求項１０記載の蒸
着システム。 - 【請求項１４】 上記回転式カセットホイールに蒸着源
材料を入れることを特徴とする請求項１３記載の蒸着シ
ステム。 - 【請求項１５】 上記坩堝が上記回転式カセットホイー
ルから落とされた上記蒸着源材料を一時的に入れておく
ことを特徴とする請求項１４記載の蒸着システム。 - 【請求項１６】 上記坩堝が直流電源と外接することを
特徴とする請求項１３記載の蒸着システム。 - 【請求項１７】 上記直流電源が入って上記坩堝を熱す
ることを特徴とする請求項１６記載の蒸着システム。 - 【請求項１８】 上記回転式カセットホイールが、回転
ホイールと、前記回転ホイールの中心に位置してそれを
中心に回転する中心軸と、前記回転ホイールの周辺に均
等に設けられた複数の隔離板と、前記回転ホイールと前
記隔離板をカバーする固定式外カバー、そして前記隔離
板と前記外カバーが回転ホイールを複数の空間に区分け
して、前記固定式外カバーが上記坩堝真上に切口を有す
ることを更に含むことを特徴とする請求項１３記載の蒸
着システム。 - 【請求項１９】 各上記空間に蒸着源材料の塊を入れる
ことを特徴とする請求項１８記載の蒸着システム。
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| US09/710,713 US6467427B1 (en) | 2000-11-10 | 2000-11-10 | Evaporation source material supplier |
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