JP2005126759A - Vacuum deposition apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空中で蒸着原料に電子ビームを照射し蒸着原料を蒸発させ、被処理基板に被着させて成膜する真空蒸着装置に関する。 The present invention relates to a vacuum vapor deposition apparatus for forming a film by irradiating a vapor deposition raw material with an electron beam in a vacuum, evaporating the vapor deposition raw material, and depositing it on a substrate to be processed.
従来の真空蒸着装置の一例の要部縦断面図を図2に示す。 FIG. 2 shows a longitudinal sectional view of an essential part of an example of a conventional vacuum deposition apparatus.
真空蒸着装置1は、主に、内部を高真空状態に維持することのできる真空チャンバ2と、真空チャンバ2内を高真空に排気する真空ポンプ3と、真空チャンバ2内に配置され、被処理基板としての例えば半導体基板4を保持する基板ホルダ5と、それと対向して配置された蒸着原料6を収容したルツボ7と、その蒸着原料6に照射して加熱する電子ビーム8(図中実線矢印)を発生させる電子ビーム発生部9と、蒸着原料6に対する電子ビーム8の照射位置を制御する偏向電磁コイル体10およびその電源11と、蒸着原料6からの蒸発流12(図中破線矢印)を放出したり遮断したりするシャッタ13(放出位置を実線、遮断位置を2点鎖線で示す)で構成されている。
The
また、真空チャンバ2の側壁には内部の様子を観察するためのガラス板などで成る覗窓2aが設けられている。
Further, a viewing window 2 a made of a glass plate or the like for observing the inside is provided on the side wall of the
また、ルツボ7の位置は、その中に収容した蒸着原料6の中心が半導体基板4の中心の真下に来るように配置し、蒸着原料6からの蒸発流12が半導体基板4に対して、より均一に被着するようにする。尚、電子ビーム8は偏向電磁コイル体10などで照射位置を制御して予め蒸着原料6の中心を狙うように設定されている。
The
ここで、電子ビーム発生部9周辺の拡大図を図3に示す。図3(a)は斜視図、図3(b)は図3(a)におけるX−X線断面図である。 Here, an enlarged view of the periphery of the electron beam generator 9 is shown in FIG. 3A is a perspective view, and FIG. 3B is a cross-sectional view taken along line XX in FIG.
電子ビーム発生部9は、永久磁石14を挟んで平行に配置されN極とS極に励磁された2枚の磁極板15a,15bと、その間の蒸着原料6を収容したルツボ7の下に配置された電子銃16とで構成されている。
The electron beam generator 9 is disposed under the
さらに、電子銃16はフィラメント17と、グリッド支持板18に支持されたグリッド19と、アノード20とで構成され、フィラメント17はフィラメント加熱電源21に接続され、さらに一端をルツボ7に接続した加速電源22に接続されている。
Further, the
そして、環状鉄心にX方向走査用偏向コイルとそれと直交するY方向走査用偏向コイルとがそれぞれ巻かれた偏向電磁コイル体10は、電子ビーム8の通路上に配置され、蒸着原料6に対する電子ビーム8の照射位置を2次元方向に制御可能となっている。
A deflection
尚、この偏向電磁コイル体10は、磁極板15a,15b間のルツボ7近傍に非磁性体で成るホルダー(図示せず)によって支持され、偏向電磁コイル体10に電流を流すための電源11に接続されており、真空チャンバ2外部の調整ツマミで(電圧)調整可能となっている。
The deflection
そして、フィラメント17から放出された電子ビーム8は、アノード20によって加速され、磁極板15a,15bが作る磁場および偏向電磁コイル体10が作る2次元方向の磁場によりラーモァ円を描くように曲げられルツボ7内の蒸着原料6の中心Cに照射される。
Then, the
次に、真空蒸着装置1の動作を説明する。先ず、基板ホルダ5に半導体基板4を保持させ、真空ポンプ3を作動し真空チャンバ2内を減圧し所望の真空度にする。
Next, operation | movement of the
次に、真空チャンバ2内が所望の真空度に達したら、先ず最初に、電子銃16より電子ビーム8を蒸着原料6中心に略垂直に照射させ、蒸着原料6を加熱溶解させ蒸着原料6表面の不純物を蒸発させたり、表面状態を均一にしたりすることを目的に、いわゆるガス出し作業を行う。尚、このガス出し作業は、シャッタ13を遮断状態にして行う。
Next, when the inside of the
またこのとき、電子ビーム8が蒸着原料6の中心Cに照射されていることを真空チャンバ2の覗窓2aから覗いてその反射光で確認する。
At this time, the fact that the
その後、ガス出し作業が終了したら、シャッタ13を放出状態にして半導体基板4表面に向けて蒸発流12を放出し所定の成膜を施す。
Thereafter, when the gas out operation is completed, the
次に、成膜が完了したら、その時点でシャッタ13を遮断状態にするとともに電子銃16を停止させて成膜を終了する(例えば、特許文献1参照。)。
従来の真空蒸着装置1では、上述したように蒸着作業開始前に予め電子ビーム8が蒸着原料6の中心Cを照射するように設定するが、蒸着作業の進行とともに真空チャンバ2内の温度やフィラメント17の状態が変化し、それによって照射位置が徐々に蒸着原料6の中心Cからずれた電子ビーム8aとなり、半導体基板4上に均一な成膜が得られないおそれがあった。
In the conventional
このため、作業者は、ときどき覗窓2aから電子ビーム8の照射位置が変化していないかどうか確認してやる必要があった。そして、万一、照射位置が狙いの位置からずれていた場合、偏向電磁コイル体10の電源11の調整ツマミを回して、照射位置を蒸着原料6の中心Cに戻してやるという操作をする必要があった。
For this reason, the operator sometimes has to check whether the irradiation position of the
しかし、このような操作は人間の感覚に頼った熟練を要する作業であり、必ずしも、再現性良く、精度良く照射位置の修正ができるとは限らなかった。 However, such an operation is an operation that requires skill depending on human senses, and the irradiation position cannot always be corrected with high reproducibility and accuracy.
本発明の目的は、蒸着原料に対する電子ビームの照射位置を定量的に把握し、電子ビームの照射位置が狙いの位置からずれた場合でも、再現性良く、精度良く、照射位置の修正が可能な真空蒸着装置を提供することである。 The object of the present invention is to quantitatively grasp the irradiation position of the electron beam on the deposition material, and correct the irradiation position with good reproducibility and accuracy even when the irradiation position of the electron beam deviates from the target position. It is to provide a vacuum deposition apparatus.
本発明の真空蒸着装置は、少なくとも、内部を高真空状態に維持することのできる真空チャンバと、真空チャンバ内を高真空に排気する真空ポンプと、真空チャンバ内に配置され被処理基板を保持する基板ホルダと、基板ホルダと対向して配置された蒸着原料を収容するルツボと、電子ビームを発生させる電子銃と、蒸着原料に対する電子ビームの照射位置を制御する偏向電磁コイル体とを備え、電子ビームを蒸着原料に照射し蒸発させて、その蒸発流を被処理基板に被着させる真空蒸着装置において、蒸着原料に対する電子ビームの照射位置を認識する認識手段を具備したことを特徴とする真空蒸着装置である。 The vacuum deposition apparatus of the present invention holds at least a vacuum chamber capable of maintaining the inside in a high vacuum state, a vacuum pump for exhausting the inside of the vacuum chamber to a high vacuum, and a substrate to be processed disposed in the vacuum chamber. A substrate holder, a crucible for accommodating an evaporation source disposed opposite to the substrate holder, an electron gun for generating an electron beam, and a deflection electromagnetic coil body for controlling an irradiation position of the electron beam on the evaporation source, A vacuum deposition apparatus comprising a recognition means for recognizing an irradiation position of an electron beam with respect to a deposition material in a vacuum deposition apparatus for irradiating and evaporating a beam onto the deposition material and depositing the evaporated flow on a substrate to be processed. Device.
本発明の真空蒸着装置によれば、蒸着原料に対する電子ビームの照射位置を認識する認識手段を具備したため、蒸着原料に対する電子ビームの照射位置が狙いの位置からずれた場合でも再現性良く、精度良く照射位置の修正ができる。 According to the vacuum deposition apparatus of the present invention, since the recognition means for recognizing the irradiation position of the electron beam with respect to the deposition material is provided, even when the irradiation position of the electron beam with respect to the deposition material deviates from the target position, the reproducibility and accuracy are high. The irradiation position can be corrected.
蒸着原料に対する電子ビームの照射位置が狙いの位置からずれた場合に、不確かな人間の感覚に頼ることなく、再現性や精度の良い照射位置修正をするという目的を、蒸着原料に対する電子ビームの照射位置を認識する認識手段を具備することで実現した。 When the irradiation position of the electron beam on the deposition material deviates from the target position, the electron beam irradiation on the deposition material is aimed at correcting the irradiation position with high reproducibility and accuracy without relying on an uncertain human sense. Realized by having a recognition means to recognize the position.
本発明の真空蒸着装置の一例を図1に示す。図1(a)は真空蒸着装置の要部縦断面図であり、図1(b)は図1(a)の電子ビーム発生部周辺の部分拡大断面図である。尚、図2,図3と同一部分には同一符号を付す。 An example of the vacuum deposition apparatus of the present invention is shown in FIG. FIG. 1A is a longitudinal sectional view of an essential part of a vacuum vapor deposition apparatus, and FIG. 1B is a partially enlarged sectional view of the periphery of an electron beam generating part in FIG. 2 and 3 are denoted by the same reference numerals.
真空蒸着装置101は、主に、内部を高真空状態に維持することのできる真空チャンバ2と、真空チャンバ2内を高真空に排気する真空ポンプ3と、真空チャンバ2内に配置され、被処理基板としての例えば半導体基板4を保持する基板ホルダ5と、それと対向して配置された蒸着原料6を収容したルツボ7と、その蒸着原料6に照射して加熱する電子ビーム8(図中実線矢印)を発生させる電子ビーム発生部9と、蒸着原料6に対する電子ビーム8の照射位置を制御する偏向電磁コイル体10およびその電源11と、蒸着原料6からの蒸発流12(図中破線矢印)を放出したり遮断したりするシャッタ13(放出位置を実線、遮断位置を2点鎖線で示す)と、蒸着原料6に対する電子ビーム8の照射位置を蒸着原料6全表面からの反射光と電子ビーム8照射位置からの反射光との強度差で認識する本発明の特徴であるCCDカメラ102と、一端をそのCCDカメラ102、他端を偏向電磁コイル体10の電源11に接続した電子ビーム位置制御部103で構成されている。
The
また、真空チャンバ2の側壁には内部の様子を観察するためのガラス板などで成る覗窓2aが設けられている。
Further, a viewing window 2 a made of a glass plate or the like for observing the inside is provided on the side wall of the
また、ルツボ7の位置は、その中に収容した蒸着原料6の中心が半導体基板4の中心の真下に来るように配置し、蒸着原料6からの蒸発流12が半導体基板4に対して、より均一に被着するようにする。尚、電子ビーム8は偏向電磁コイル体10などで照射位置を制御して予め蒸着原料6の中心を狙うように設定されている。
The
また、電子ビーム位置制御部103は、CCDカメラ102で認識した電子ビーム8の照射位置の認識画像を、例えば、蒸着原料6の中心を原点とした直交座標上の数値データに変換し、原点からのずれ量を把握し、その数値データに基づいて偏向電磁コイル体10の電源11を(電圧)調整し電子ビーム8の照射位置を所定位置に修正可能となっている。
Further, the electron beam
また、CCDカメラ102は、真空チャンバ2内の上方コーナの蒸着作業の邪魔にならない位置で、かつ、シャッタ13が遮断状態であっても蒸着原料6の全表面が認識できる位置に配置され、任意のタイミングで電子ビーム8の照射位置を認識可能となっている。また、適宜、開閉自在な汚染防止カバー102aが取付けられており、照射位置を認識するとき以外はCCDカメラ102が蒸発流12などで汚染されることを防止できるようになっている。
The
電子ビーム発生部9は、図1(b)に示すように、永久磁石14を挟んで平行に配置されN極とS極に励磁された2枚の磁極板15a,15bと、その間の蒸着原料6を収容したルツボ7の下に配置された電子銃16とで構成されている。
As shown in FIG. 1B, the electron beam generator 9 includes two
さらに、電子銃16はフィラメント17と、グリッド支持板18に支持されたグリッド19と、アノード20とで構成され、フィラメント17はフィラメント加熱電源21に接続され、さらに一端をルツボ7に接続した加速電源22に接続されている。
Further, the
そして、環状鉄心にX方向走査用偏向コイルとそれと直交するY方向走査用偏向コイルとがそれぞれ巻かれた偏向電磁コイル体10は、電子ビーム8の通路上に配置され、蒸着原料6に対する電子ビーム8の照射位置を2次元方向に制御可能となっている。
A deflection
尚、この偏向電磁コイル体10は、磁極板15a,15b間のルツボ7近傍に非磁性体で成るホルダー(図示せず)によって支持され、偏向電磁コイル体10に電流を流すための電源11に接続されており、真空チャンバ2外部の調整ツマミで(電圧)調整可能であるとともに、電子ビーム位置制御部103からの信号で制御可能となっている。
The deflection
そして、フィラメント17から放出された電子ビーム8は、アノード20によって加速され、磁極板15a,15bが作る磁場および偏向電磁コイル体10が作る2次元方向の磁場によりラーモァ円を描くように曲げられルツボ7内の蒸着原料6の中心Cに照射される。
Then, the
次に、真空蒸着装置101の動作を説明する。先ず、基板ホルダ5に半導体基板4を保持させ、真空ポンプ3を作動し真空チャンバ2内を減圧し所望の真空度にする。
Next, operation | movement of the
次に、真空チャンバ2内が所望の真空度に達したら、先ず最初に、電子銃16より電子ビーム8を蒸着原料6中心に略垂直に照射させ、蒸着原料6を加熱溶解させ蒸着原料6表面の不純物を蒸発させたり、表面状態を均一にしたりすることを目的に、いわゆるガス出し作業を行う。尚、このガス出し作業は、シャッタ13を遮断状態にして行う。
Next, when the inside of the
また、このとき電子ビーム8の照射位置をCCDカメラ102で画像認識し、その認識画像を電子ビーム位置制御部103に送る。そして、電子ビーム位置制御部103は、例えば電子ビーム8の照射位置を蒸着原料6の中心を原点とした直交座標上の数値データに変換し、原点からのずれ量を把握し、それが所定の基準値内であれば、以降の作業を通常通り行う。もし、所定の基準値外であれば、その数値データに基づいて偏向電磁コイル体10の電源11を(電圧)調整し電子ビーム8の照射位置を基準値内に位置修正する。尚、このような照射位置の確認や修正は、これ以後も任意のタイミングで行うことができる。
At this time, the irradiation position of the
その後、ガス出し作業が終了したら、シャッタ13を放出状態にして半導体基板4表面に向けて蒸発流12を放出し所定の成膜を施す。
Thereafter, when the gas out operation is completed, the
次に、成膜が完了したら、その時点でシャッタ13を遮断状態にするとともに電子銃16を停止させて成膜を終了する。
Next, when the film formation is completed, the
尚、上記では、蒸着原料6に対する電子ビーム8の照射位置の認識手段としてCCDカメラ102を用いて説明したが、特にこれに限るわけではなく、赤外線カメラ(図示せず)であってもよい。また、他の構成として、認識手段を蒸着原料6表面の温度分布を定量的に把握するサーモビュワ(図示せず)として、電子ビーム8の照射位置とそれ以外の蒸着原料6部分との温度差を利用して照射位置を把握するようにしてもよい。
In the above description, the
蒸着原料に対する電子ビームの照射位置を定量的に認識し、照射位置が狙いの位置からずれた場合、再現性良く、精度良く照射位置修正が可能な機能を備えた真空蒸着装置に適用できる。 When the irradiation position of the electron beam with respect to the deposition material is quantitatively recognized and the irradiation position deviates from the target position, it can be applied to a vacuum deposition apparatus having a function capable of correcting the irradiation position with good reproducibility and accuracy.
1 従来の真空蒸着装置
2 真空チャンバ
2a 覗窓
3 真空ポンプ
4 半導体基板
5 基板ホルダ
6 蒸着原料
7 ルツボ
8 電子ビーム
8a 狙いの位置からずれた電子ビーム
9 電子ビーム発生部
10 偏向電磁コイル体
11 電源
12 蒸発流
13 シャッタ
14 永久磁石
15a,15b 磁極板
16 電子銃
17 フィラメント
18 グリッド支持板
19 グリッド
20 アノード
21 フィラメント加熱電源
22 加速電源
101 本発明の真空蒸着装置
102 CCDカメラ
102a 汚染防止カバー
103 電子ビーム位置制御部
C 蒸着原料の中心
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
103 Electron beam position control unit C Center of evaporation source
Claims (4)
An electron beam position control unit capable of converting the irradiation position of the electron beam with respect to the vapor deposition material recognized by the recognition means into numerical data and controlling a power source of the deflection electromagnetic coil body based on the numerical data. The vacuum evaporation apparatus according to any one of claims 1 to 3.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003362755A JP2005126759A (en) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | Vacuum deposition apparatus |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003362755A JP2005126759A (en) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | Vacuum deposition apparatus |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2005126759A true JP2005126759A (en) | 2005-05-19 |
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ID=34642278
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2003362755A Pending JP2005126759A (en) | 2003-10-23 | 2003-10-23 | Vacuum deposition apparatus |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2005126759A (en) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
KR101420423B1 (en) * | 2007-08-13 | 2014-07-16 | 엘지디스플레이 주식회사 | Evaporating apparatus of organic matter |
KR20180131439A (en) | 2017-05-31 | 2018-12-10 | 히다치 조센 가부시키가이샤 | Monitoring device, monitoring method, and computer readable recording medium |
CN110923634A (en) * | 2019-12-23 | 2020-03-27 | 江苏集萃有机光电技术研究所有限公司 | Monitoring device, evaporator and monitoring method in evaporation chamber |
-
2003
- 2003-10-23 JP JP2003362755A patent/JP2005126759A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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KR101420423B1 (en) * | 2007-08-13 | 2014-07-16 | 엘지디스플레이 주식회사 | Evaporating apparatus of organic matter |
KR20180131439A (en) | 2017-05-31 | 2018-12-10 | 히다치 조센 가부시키가이샤 | Monitoring device, monitoring method, and computer readable recording medium |
CN110923634A (en) * | 2019-12-23 | 2020-03-27 | 江苏集萃有机光电技术研究所有限公司 | Monitoring device, evaporator and monitoring method in evaporation chamber |
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