JP2006016627A - Vacuum vapor deposition apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、真空中で蒸着原料を加熱溶融して蒸発させ被処理基板の表面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 heating and melting a vapor deposition raw material in vacuum and depositing it on the surface of a substrate to be processed.
従来の真空蒸着装置の一例の縦断面図を図8に示す。 A longitudinal sectional view of an example of a conventional vacuum deposition apparatus is shown in FIG.
従来の真空蒸着装置1は、内部を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、基板ホルダ5と対向して配置され、蒸着原料6を収容するルツボ7と、その蒸着原料6を加熱溶融して蒸発させる加熱手段としての電子ビーム8(図中破線矢印)を発射する電子銃9と、電子ビーム8を集束および偏向するための磁力を与える集束コイル10および偏向コイル11と、蒸着原料6からの蒸着流12(図中実線矢印)を放出したり遮断したりするシャッタ板13と、シャッタ板13の位置を移動させるシャッタ板駆動部14と、半導体基板4の近傍に配置され、成膜レートを測定する膜厚モニタ15と、膜厚モニタ15からの信号に基づき電子銃9のパワーを制御するパワー制御部16とで構成されている。
A conventional
ここで、シャッタ板13は、シャッタ板駆動部14により、蒸着原料6の上方に移動してきて蒸着流12を遮断したり、蒸着原料6の上方から所定の待機位置に退避して蒸着流12を放出したりできるようになっている。尚、図8では、シャッタ板13は退避位置にあり、蒸着流放出状態を示す。
Here, 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を保持し、真空ポンプ3を作動して真空チャンバ2内を減圧させ所望の真空度にする。
Next, operation | movement of the
次に、電子銃9より電子ビーム8を発射し、集束コイル10および偏向コイル11で制御し、蒸着原料6の表面に略垂直に照射させ、蒸着原料6を加熱溶融して蒸発させる。
Next, an
ここで、半導体基板4への蒸着作業をする前に、蒸着原料6の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、所謂、ガス出し作業を行う。このガス出し作業は、図9に示すように、シャッタ板13を蒸着原料6の上方に移動させ、蒸着流12を遮断状態にして行う。このため、シャッタ板13の蒸着原料側の表面(以降、シャッタ板裏面と呼ぶ)には蒸着流12が放射され、不所望にも蒸着原料6と同種の付着物17が付着することは避けられない。
Here, before performing the vapor deposition operation on the
その後、ガス出し作業が終了したら、図8に示すように、シャッタ板13を所定の待機位置に退避させ、半導体基板4に向けて蒸着流12を放出し、膜厚モニタ15で監視しながら所定の成膜を施す。
Thereafter, when the gas discharge operation is completed, as shown in FIG. 8, the
次に、半導体基板4への所定の成膜が完了したら、図9に示すように、再度、シャッタ板13を蒸着原料6の上方に移動させ、蒸着流12を遮断状態にして電子銃9のパワーを徐々に低下させ停止する。この徐冷の際にも、シャッタ板裏面には蒸着流12が放射され、不所望にも蒸着原料6と同種の付着物17が付着することは避けられない。
Next, when the predetermined film formation on the
尚、上記では、蒸着原料6の加熱方法として、電子ビーム8による加熱方法で説明したが抵抗加熱や高周波加熱などの加熱方法であってもよい。
In the above description, the heating method using the
また、上記では、蒸着原料6の種類が1種類の場合の構成で説明したが、他の構成として、複数種の蒸着原料をそれぞれ個別に収容する複数個のルツボを具備し、これから蒸着する蒸着原料を収容したルツボを所定の加熱位置(電子ビーム照射位置)に移動させて蒸着する構成のものがある。
Further, in the above description, the configuration in the case where the number of the vapor deposition
そのような真空蒸着装置の一例を図10,図11に示す。尚、図10は真空蒸着装置の縦断面図(蒸着流遮断状態)であり、図11は複数種の蒸着原料をそれぞれ個別に収容したルツボの平面図である。また、図8,図9と同一部分には同一符号を付す。 An example of such a vacuum deposition apparatus is shown in FIGS. 10 is a longitudinal sectional view of the vacuum vapor deposition apparatus (deposition state of the vapor deposition flow), and FIG. 11 is a plan view of a crucible containing a plurality of types of vapor deposition raw materials individually. The same parts as those in FIGS. 8 and 9 are denoted by the same reference numerals.
従来の他の構成の真空蒸着装置20は、例えば、4種類の蒸着原料6a〜6dをそれぞれ個別に収容する円形配置された4個のルツボ7a〜7dを具備し、回転機構21により、これから蒸着する蒸着原料(図中では蒸着原料6a)を加熱位置(電子ビーム照射位置)に移動させて蒸着作業を行う。そして、1つの材料種の蒸着作業が完了したら、次に蒸着する蒸着原料を加熱位置に移動させ加熱することで連続して異なる材料種の蒸着作業を行うことができる。尚、このとき加熱位置以外にある他の蒸着原料(6b,6c,6d)は汚染されないように遮蔽板(図示せず)でマスクされている。
The
ここで、上述したような従来の真空蒸着装置1,20には、共通して以下の問題があった。それは、ガス出し作業や蒸着作業後の徐冷の際に、蒸着流12はシャッタ板13で遮断されるため、シャッタ板裏面に蒸着流12が放射され、不所望にも蒸着原料6と同種の付着物17が付着することであった。
Here, the conventional
そして、その付着物17が一定量堆積し自重やシャッタ板13の回転動作の振動などにより、万一、ルツボ7,7a〜7d内に落下すると内部の蒸着原料6,6a〜6dを汚染し、その結果、成膜品質を低下させるおそれがあった。
Then, when a certain amount of the
このことは、例え、蒸着原料6が1種類で、蒸着原料6と付着物17とが同種材料の場合であっても、ルツボ7内の溶融した蒸着原料6からの輻射熱を受け、付着物17がシャッタ板13の材料と反応し化合物となって落下してルツボ7内の蒸着原料6を汚染する危険性があった。
This is because, for example, even when the
況して、蒸着原料6a〜6dが複数種の場合には、シャッタ板裏面には、いろんな材料種の付着物17が付着するため、ルツボ7a〜7d内に落下した場合、内部の蒸着原料6a〜6dを汚染する危険度は大きかった。
In the case where there are a plurality of types of vapor deposition materials 6a to 6d,
このような付着物17の堆積および落下に対して、図12に示すように、シャッタ板を複数枚具備した改善された真空蒸着装置30が提案されている。尚、図12はシャッタ板を2枚具備した真空蒸着装置の縦断面図(蒸着流遮断状態)を示す。このような真空蒸着装置30によると、2枚のシャッタ板31,32を成膜途中で切り替えて使用するため、シャッタ板が1枚の場合に比べて、シャッタ板1枚当りの付着物17の堆積量を低減することができる。(例えば、特許文献1参照)。
しかしながら、上記の改善された真空蒸着装置30であっても、2枚のシャッタ板31,32を成膜途中で切り替えて使用するため、確かにシャッタ板が増えた分だけ1枚当りの付着物の堆積量は低減されるが、依然として、シャッタ板裏面に不所望な材料種の付着物17が付着することに代わりがなかった。また、シャッタ板の枚数を増やせば増やすほど、その効果は増大するが、所詮、付着物17が一定量堆積するまでの寿命を延長させるだけであるため、十分な効果を得るにはシャッタ板の枚数を出来る限り増やす必要があった。
However, even with the improved
本発明の目的は、ガス出し作業や蒸着作業後の徐冷の際に、シャッタ板裏面に付着する不所望な材料種の付着物がルツボ内に落下して、内部の蒸着原料を汚染することを防止できる機能を有する真空蒸着装置を提供することである。 It is an object of the present invention to cause deposits of undesired material types adhering to the rear surface of the shutter plate to fall into the crucible during the gas cooling operation or the slow cooling after the vapor deposition operation, thereby contaminating the internal vapor deposition raw material. It is providing the vacuum evaporation system which has a function which can prevent.
本発明の真空蒸着装置は、
少なくとも、
内部を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、蒸着原料を収容するルツボと、
ルツボ内の蒸着原料を加熱溶融して蒸発させ、蒸着流を発生させる加熱手段と、
被処理基板と蒸着原料との間に配置され、蒸着流を放出したり遮断したりするシャッタ板と、
シャッタ板の位置を移動させるシャッタ板駆動部とを備え、蒸着流を被処理基板に被着させて成膜する真空蒸着装置において、
シャッタ板の少なくとも蒸着原料側の表面は、蒸着原料と同種の材料で成る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 is
at least,
A vacuum chamber capable of maintaining the interior in a vacuum state;
A vacuum pump for evacuating the vacuum chamber;
A substrate holder disposed in a vacuum chamber and holding a substrate to be processed;
A crucible disposed opposite to the substrate holder and containing a deposition material;
Heating means for heating and melting the vapor deposition raw material in the crucible to evaporate and generating a vapor deposition flow;
A shutter plate disposed between the substrate to be processed and the vapor deposition raw material, for releasing or blocking the vapor deposition flow;
In a vacuum vapor deposition apparatus comprising a shutter plate driving unit that moves the position of the shutter plate, and depositing a vapor deposition flow on a substrate to be processed to form a film,
The vacuum evaporation apparatus is characterized in that at least the surface of the shutter plate on the evaporation source side is made of the same kind of material as the evaporation source.
また、本発明の他の構成の真空蒸着装置は、
少なくとも、
内部を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、複数種の蒸着原料をそれぞれ個別に収容する複数個のルツボと、
複数個のルツボの内、これから蒸着する蒸着原料を収容するルツボを所定の加熱位置に移動させる移動機構と、
加熱位置にあるルツボ内の蒸着原料を加熱溶融して蒸発させ、蒸着流を発生させる加熱手段と、
被処理基板と蒸着原料との間に配置され、蒸着流を放出したり遮断したりするシャッタ板と、
シャッタ板の位置を移動させるシャッタ板駆動部とを備え、蒸着流を被処理基板に被着させて成膜する真空蒸着装置において、
シャッタ板は、複数種の蒸着原料の種類数と同じ枚数だけ具備され、各シャッタ板の少なくとも蒸着原料側の表面は、複数種の蒸着原料と1対1で対応するようにそれぞれ同種の材料で成ることを特徴とする真空蒸着装置である。
In addition, the vacuum deposition apparatus of another configuration of the present invention,
at least,
A vacuum chamber capable of maintaining the interior in a vacuum state;
A vacuum pump for evacuating the vacuum chamber;
A substrate holder disposed in a vacuum chamber and holding a substrate to be processed;
A plurality of crucibles arranged opposite to the substrate holder and individually storing a plurality of types of vapor deposition materials;
A moving mechanism for moving a crucible containing a deposition raw material to be vaporized from a plurality of crucibles to a predetermined heating position;
Heating means for heating and melting and evaporating the vapor deposition material in the crucible at the heating position to generate a vapor deposition flow;
A shutter plate disposed between the substrate to be processed and the vapor deposition raw material, for releasing or blocking the vapor deposition flow;
In a vacuum vapor deposition apparatus comprising a shutter plate driving unit that moves the position of the shutter plate, and depositing a vapor deposition flow on a substrate to be processed to form a film,
The shutter plate is provided in the same number as the number of types of the plurality of types of vapor deposition materials, and at least the surface on the side of the vapor deposition material of each shutter plate is made of the same type of material so as to correspond one-to-one with the plurality of types of vapor deposition materials. It is a vacuum evaporation apparatus characterized by comprising.
本発明の真空蒸着装置によれば、少なくともシャッタ板の蒸着原料側の表面が蒸着原料と同種の材料で成るため、ガス出し作業や蒸着作業後の徐冷の際に、シャッタ板裏面に蒸着流が放射され付着物が付着し、その付着物がルツボ内の溶融した蒸着原料からの輻射熱でシャッタ板の材料と反応しても異種の材料が混じることがなく落下してもルツボ内の蒸着原料を汚染することがない。 According to the vacuum vapor deposition apparatus of the present invention, since at least the surface of the shutter plate on the vapor deposition raw material side is made of the same material as the vapor deposition raw material, the vapor deposition flow is applied to the rear surface of the shutter plate during gas discharge operation or slow cooling after the vapor deposition operation. Even if the adhering matter adheres and the adhering matter reacts with the shutter plate material by radiant heat from the melted vapor deposition raw material in the crucible, even if different materials do not mix and fall, the vapor deposition raw material in the crucible Will not pollute.
また、複数種の蒸着原料をそれぞれ個別に収容する複数個のルツボを具備し、これから蒸着する蒸着原料を所定の加熱位置(電子ビーム照射位置)に移動させて蒸着する構成の真空蒸着装置の場合、シャッタ板は、複数種の蒸着原料の種類数と同じ数枚だけ具備され、各シャッタ板の少なくとも蒸着原料側の表面は、複数種の蒸着原料と1対1で対応するようにそれぞれ同種の材料で成り、加熱位置の蒸着原料と同種の材料で成るシャッタ板を選択して使用するため、シャッタ板裏面にいろんな材料種の付着物が付着することがない。また、シャッタ板の枚数は、蒸着原料の種類数と同じ枚数だけ具備すればよく、それ以上の枚数は不要である。 In the case of a vacuum vapor deposition apparatus having a plurality of crucibles for individually storing a plurality of types of vapor deposition materials, and depositing the vapor deposition materials to be vaporized by moving them to a predetermined heating position (electron beam irradiation position) The shutter plate is provided in the same number as the number of types of the plurality of types of vapor deposition materials, and at least the surface on the vapor deposition material side of each shutter plate is the same type so as to correspond to the plurality of types of vapor deposition materials on a one-to-one basis. Since a shutter plate made of a material and made of the same type of material as the vapor deposition raw material at the heating position is selected and used, deposits of various material types do not adhere to the rear surface of the shutter plate. Further, the number of shutter plates need only be the same as the number of types of vapor deposition materials, and no more plates are necessary.
ガス出し作業や蒸着作業後の徐冷の際に、シャッタ板裏面に付着する付着物がルツボ内に落下して、内部の蒸着原料を汚染することを防止できる機能を有する真空蒸着装置を提供するという目的を、少なくともシャッタ板の蒸着原料側の表面を蒸着原料と同種の材料とすることで実現した。 Provided is a vacuum vapor deposition apparatus having a function capable of preventing deposits adhering to the rear surface of a shutter plate from falling into a crucible during a slow cooling after a gas discharge operation or a vapor deposition operation and contaminating an internal vapor deposition raw material. This object was realized by using at least the surface of the shutter plate on the vapor deposition material side as the same material as the vapor deposition material.
本発明の真空蒸着装置の一例を図1,図2に示す。尚、図1,図2は、1個のルツボ(1種類の蒸着原料)を備えた真空蒸着装置の縦断面図であり、図1は蒸着流放出状態、図2は蒸着流遮断状態を示す。また、図8,図9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 FIGS. 1 and 2 are longitudinal sectional views of a vacuum vapor deposition apparatus provided with one crucible (one kind of vapor deposition raw material), FIG. 1 shows a vapor deposition flow discharge state, and FIG. 2 shows a vapor deposition flow cut-off state. . The same parts as those in FIGS. 8 and 9 are denoted by the same reference numerals.
本発明の真空蒸着装置101は、内部を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、基板ホルダ5と対向して配置され、蒸着原料6を収容するルツボ7と、その蒸着原料6を加熱溶融して蒸発させる加熱手段としての電子ビーム8(図中破線矢印)を発射する電子銃9と、電子ビーム8を集束および偏向するための磁力を与える集束コイル10および偏向コイル11と、蒸着原料6からの蒸着流12(図中実線矢印)を放出したり遮断したりする本発明の特徴である、全体が蒸着原料6と同種の材料で成るシャッタ板102と、シャッタ板102の位置を移動させるシャッタ板駆動部14と、半導体基板4の近傍に配置され、成膜レートを測定する膜厚モニタ15と、膜厚モニタ15からの信号に基づき電子銃9のパワーを制御するパワー制御部16とで構成されている。
A vacuum
ここで、シャッタ板102はシャッタ板駆動部14により、蒸着原料6の上方に移動してきて蒸着流12を遮断したり、蒸着原料6の上方から所定の待機位置に退避して蒸着流12を放出したりできるようになっている。
Here, 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を保持し、真空ポンプ3を作動して真空チャンバ2内を減圧させ所望の真空度にする。
Next, operation | movement of the
次に、電子銃9より電子ビーム8を発射し、集束コイル10および偏向コイル11で制御し、蒸着原料6の表面に略垂直に照射させ、蒸着原料6を加熱溶融して蒸発させる。
Next, an
ここで、半導体基板4への蒸着作業をする前に、蒸着原料6の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、所謂、ガス出し作業を行う。このガス出し作業は、図2に示すように、シャッタ板102を蒸着原料6の上方に移動させ、蒸着流12を遮断状態にして行う。このため、シャッタ板102の蒸着原料側の表面(以降、シャッタ板裏面と呼ぶ)には蒸着流12が放射され、不所望にも蒸着原料6と同種の付着物17が付着することは避けられない。
Here, before performing the vapor deposition operation on the
その後、ガス出し作業が終了したら、図1に示すように、シャッタ板102を所定の待機位置に退避させ、半導体基板4に向けて蒸着流12を放出し、膜厚モニタ15で監視しながら所定の成膜を施す。
Thereafter, when the gas discharge operation is completed, as shown in FIG. 1, the
次に、半導体基板4への所定の成膜が完了したら、図2に示すように、再度、シャッタ板102を蒸着原料6の上方に移動させ、蒸着流12を遮断状態にして電子銃9のパワーを徐々に低下させ停止する。この徐冷の際にも、シャッタ板裏面には蒸着流12が放射され、不所望にも蒸着原料6と同種の付着物17が付着することは避けられない。
Next, when the predetermined film formation on the
尚、上記では、蒸着原料6の加熱方法として、電子ビーム8による加熱方法で説明したが抵抗加熱や高周波加熱などの加熱方法であってもよい。
In the above description, the heating method using the
上記のような真空蒸着装置101を用いると、ガス出し作業や蒸着作業後の徐冷の際に、シャッタ板裏面に蒸着流12が放射され、蒸着原料6と同種の付着物17が付着することは従来同様、避けられないが、その付着物17がルツボ7内の溶融した蒸着原料6からの輻射熱を受け、例え、シャッタ板102の材料と反応しても、シャッタ板102全体が蒸着原料6と同種の材料で出来ているため付着物17に異種の材料が混じることがなく、ルツボ7内に落下しても蒸着原料6を汚染する心配がない。
When the
尚、上記では、シャッタ板102全体を蒸着原料6と同種の材料とする構成で説明したが、蒸着原料6が高価なAuなどの場合、必ずしもシャッタ板102全体を蒸着原料6と同種の材料とする必要はなく、シャッタ板裏面を蒸着原料6と同種の材料で被覆するだけでもよい。例えば、図3(a)に示すように、シャッタ板裏面に蒸着原料と同種の材料を一定厚さメッキしてメッキ層103で被覆するようにしてもよい。また、メッキ法に限らず、蒸着原料と同種の材料で成る薄板(図示せず)を準備して、接着材(図示せず)で貼り付けるなどして取り付けてもよいが、メッキ法であると接着材(図示せず)などの異種材料をいっさい使用しなくてもよく好適である。
In the above description, the
また、図3(b),図3(c)に示すように、シャッタ板裏面にブラスト処理などにより凹凸104形状を設け、アンカー効果を利用して付着物17を落下させにくくする工夫を併用することもできる。尚、図3(b)はシャッタ板102全体を蒸着原料6と同種の材料とした場合を示し、図3(c)はシャッタ板裏面を蒸着原料6と同種のメッキ層103で被覆した場合を示す。
Further, as shown in FIGS. 3 (b) and 3 (c), the back surface of the shutter plate is provided with a concavo-convex 104 shape by blasting or the like, and the device for making it difficult to drop the
次に、本発明の真空蒸着装置の他の構成を図4〜図6に示す。尚、図4,図6は複数個のルツボ(複数種の蒸着原料)を備えた真空蒸着装置の縦断面図であり、図4は蒸着流放出状態、図6は蒸着流遮断状態を示す。また、図5は複数種の蒸着原料をそれぞれ個別に収容したルツボの平面図である。尚、図10,図11と同一部分には同一符号を付す。 Next, other configurations of the vacuum deposition apparatus of the present invention are shown in FIGS. 4 and 6 are longitudinal sectional views of a vacuum vapor deposition apparatus provided with a plurality of crucibles (plural types of vapor deposition raw materials), FIG. 4 shows a vapor deposition flow discharge state, and FIG. 6 shows a vapor deposition flow cut-off state. FIG. 5 is a plan view of a crucible containing a plurality of types of vapor deposition materials individually. The same parts as those in FIGS. 10 and 11 are denoted by the same reference numerals.
本発明の他の構成の真空蒸着装置201は、内部を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、基板ホルダ5と対向して配置され、例えば4種類の蒸着原料6a〜6dをそれぞれ個別に収容する4個のルツボ7a〜7dと、これから蒸着する蒸着原料(図中では蒸着原料6a)を所定の加熱位置(電子ビーム照射位置)に移動させる回転機構21と、加熱位置にある蒸着原料を加熱溶融して蒸発させる加熱手段としての電子ビーム8(図中破線矢印)を発射する電子銃9と、電子ビーム8を集束および偏向するための磁力を与える集束コイル10および偏向コイル11と、蒸着原料6aからの蒸着流12(図中実線矢印)を放出したり遮断したりする本発明の特徴である4枚のシャッタ板202a〜202dと、シャッタ板202a〜202dの位置を移動させるシャッタ板駆動部203と、半導体基板4の近傍に配置され、成膜レートを測定する膜厚モニタ15と、膜厚モニタ15からの信号に基づき電子銃9のパワーを制御するパワー制御部16とで構成されている。
A
また、加熱位置以外にある他の蒸着原料6b,6c,6dは、汚染されないように遮蔽板(図示せず)でマスクされている。
Further, other
ここで、シャッタ板202a〜202dは、蒸着原料6a〜6dの種類数(4種類)と同じ枚数(4枚)だけ具備され、各シャッタ板202a〜202d全体が、4種類の蒸着原料6a〜6dと1対1で対応するように、それぞれ同種の材料で出来ている。
Here, the
また、シャッタ板202a〜202dはシャッタ板駆動部203により任意に選択され、加熱位置にある蒸着原料6aの上方に移動してきて蒸着流12を遮断したり、蒸着原料6aの上方から所定の待機位置に退避して蒸着流12を放出したりできるようになっている。
Further, the
次に、真空蒸着装置201の動作を説明する。先ず、基板ホルダ5に半導体基板4を保持し、真空ポンプ3を作動して真空チャンバ2内を減圧させ所望の真空度にする。
Next, operation | movement of the
次に、電子銃9より電子ビーム8(図中破線矢印)を発射し、集束コイル10および偏向コイル11で制御し、蒸着原料6aの表面に略垂直に照射させ、蒸着原料6aを加熱溶融して蒸発させる。尚、予め、回転機構21により、これから蒸着する蒸着原料6aを加熱位置に移動させておく。
Next, an electron beam 8 (broken arrow in the figure) is emitted from the
ここで、半導体基板4への蒸着作業をする前に、蒸着原料6aの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、所謂、ガス出し作業を行う。このガス出し作業は、図6に示すように、4枚のシャッタ板202a〜202dの中から加熱位置にある蒸着原料6aと同種の材料で成るシャッタ板202aを選択して、シャッタ板駆動部203により、蒸着原料6aの上方に移動させ蒸着流12を遮断状態にして行う。このため、シャッタ板裏面には蒸着流12が放射され、不所望にも蒸着原料6aと同種の付着物17が付着することは避けられない。
Here, before performing the vapor deposition operation on the
その後、ガス出し作業が終了したら、図4に示すように、シャッタ板202aを所定の待機位置に退避させ、半導体基板4に向けて蒸着流12を放出し、膜厚モニタ15で監視しながら所定の成膜を施す。
Thereafter, when the gas discharge operation is completed, as shown in FIG. 4, the
そして、1つの材料種の蒸着作業が完了したら、次に蒸着する蒸着原料を加熱位置に移動させ加熱することで連続して異なる材料種の蒸着作業を行うことができる。尚、このとき加熱位置以外にある他の蒸着原料6b,6c,6dは、汚染されないように遮蔽板(図示せず)でマスクされている。
And if the vapor deposition operation of one material type is completed, the vapor deposition raw material to be vapor deposited next is moved to the heating position and heated, whereby the vapor deposition operation of different material types can be performed continuously. At this time, the other
次に、半導体基板4への所定の成膜が完了したら、図6に示すように、再度、シャッタ板202aを蒸着原料6aの上方に移動させ、蒸着流12を遮断状態にして電子銃9のパワーを徐々に低下させ停止する。この徐冷の際にも、シャッタ板裏面には蒸着流12が放射され、不所望にも蒸着原料6aと同種の付着物17が付着することは避けられない。
Next, when the predetermined film formation on the
尚、上記では、蒸着原料6aの加熱方法として、電子ビーム8による加熱方法で説明したが抵抗加熱や高周波加熱などの加熱方法であってもよい。
In the above description, the heating method using the
上記のような真空蒸着装置201を用いると、ガス出し作業や蒸着作業後の徐冷の際に、シャッタ板裏面に蒸着流12が放射され、蒸着原料6aと同種の付着物17が付着することは従来同様、避けられないが、その付着物17がルツボ7a内の溶融した蒸着原料6aからの輻射熱を受け、例え、シャッタ板202aの材料と反応しても、シャッタ板202a全体が蒸着原料6aと同種の材料で出来ているため付着物17に異種の材料が混じることがなく、ルツボ7a内に落下しても蒸着原料6aを汚染する心配がない。
When the
また、蒸着原料6a〜6dを切り替えるたびに、使用するシャッタ板202a〜202dも蒸着原料6a〜6dと同種の材料で成るシャッタ板202a〜202dに切り替えて使用するため、各シャッタ板裏面には異なる材料種の付着物17が付着することがない。
Each time the deposition materials 6a to 6d are switched, the
尚、上記では、シャッタ板202a〜202d全体を蒸着原料6a〜6dとそれぞれ同種の材料とする構成で説明したが、蒸着原料が高価なAuなどの場合、必ずしもシャッタ板202a〜202d全体を蒸着原料6a〜6dと同種の材料とする必要はなく、シャッタ板裏面を蒸着原料6a〜6dとそれぞれ同種の材料で被覆するだけでもよい。例えば、図7(a)に示すように、シャッタ板裏面に蒸着原料とそれぞれ同種の材料を一定厚さメッキしてメッキ層204a〜204dで被覆する構成であってもよい。また、メッキ法に限らず、蒸着原料と同種の材料で成る薄板(図示せず)を準備して、接着材(図示せず)で貼り付けるなどして取り付けてもよいが、メッキ法であると接着材(図示せず)などの異種材料をいっさい使用しなくてもよく好適である。
In the above description, the
また、図7(b),図7(c)に示すように、シャッタ板裏面にブラスト処理などにより凹凸205形状を設け、アンカー効果を利用して付着物17を落下させにくくする工夫を併用することもできる。尚、図7(b)はシャッタ板202a〜202d全体を蒸着原料とそれぞれ同種の材料とした場合を示し、図7(c)はシャッタ板裏面を蒸着原料とそれぞれ同種のメッキ層204a〜204dで被覆した場合を示す。
Further, as shown in FIGS. 7B and 7C, a concavity and
シャッタ板に蒸着原料が付着し堆積して、ルツボ内に落下しても蒸着原料を汚染することのない機能を備えた真空蒸着装置に適用できる。 The present invention can be applied to a vacuum vapor deposition apparatus having a function that does not contaminate the vapor deposition raw material even if the vapor deposition raw material adheres and accumulates on the shutter plate and falls into the crucible.
1 従来の真空蒸着装置
2 真空チャンバ
3 真空ポンプ
4 半導体基板
5 基板ホルダ
6,6a〜6d 蒸着原料
7,7a〜7d ルツボ
8 電子ビーム
9 電子銃
10 集束コイル
11 偏向コイル
12 蒸着流
13,31,32,102,202a〜202d シャッタ板
14,203 シャッタ板駆動部
15 膜厚モニタ
16 パワー制御部
17 付着物
20 従来の他の構成の真空蒸着装置
21 回転機構
30 改善された真空蒸着装置
101 本発明の真空蒸着装置
103,204a〜204d メッキ層
104,205 凹凸
201 本発明の他の構成の真空蒸着装置
DESCRIPTION OF
Claims (10)
内部を真空状態に維持することのできる真空チャンバと、
前記真空チャンバ内を真空に排気する真空ポンプと、
前記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、
前記基板ホルダと対向して配置され、蒸着原料を収容するルツボと、
前記ルツボ内の蒸着原料を加熱溶融して蒸発させ、蒸着流を発生させる加熱手段と、
前記被処理基板と前記蒸着原料との間に配置され、前記蒸着流を放出したり遮断したりするシャッタ板と、
前記シャッタ板の位置を移動させるシャッタ板駆動部とを備え、前記蒸着流を前記被処理基板に被着させて成膜する真空蒸着装置において、
前記シャッタ板の少なくとも蒸着原料側の表面は、前記蒸着原料と同種の材料で成ることを特徴とする真空蒸着装置。 at least,
A vacuum chamber capable of maintaining the interior in a vacuum state;
A vacuum pump that evacuates the vacuum chamber;
A substrate holder disposed in the vacuum chamber and holding a substrate to be processed;
A crucible disposed opposite to the substrate holder and containing a vapor deposition material;
Heating means for heating and melting the vapor deposition raw material in the crucible to evaporate and generating a vapor deposition flow;
A shutter plate disposed between the substrate to be processed and the vapor deposition raw material to release or block the vapor deposition flow;
A vacuum deposition apparatus including a shutter plate driving unit that moves the position of the shutter plate, and depositing the deposition flow on the substrate to be processed;
The vacuum evaporation apparatus characterized in that at least the surface of the shutter plate on the evaporation source side is made of the same material as the evaporation source.
内部を真空状態に維持することのできる真空チャンバと、
前記真空チャンバ内を真空に排気する真空ポンプと、
前記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、
前記基板ホルダと対向して配置され、複数種の蒸着原料をそれぞれ個別に収容する複数個のルツボと、
前記複数個のルツボの内、これから蒸着する蒸着原料を収容するルツボを所定の加熱位置に移動させる移動機構と、
前記加熱位置にあるルツボ内の蒸着原料を加熱溶融して蒸発させ、蒸着流を発生させる加熱手段と、
前記被処理基板と前記蒸着原料との間に配置され、前記蒸着流を放出したり遮断したりするシャッタ板と、
前記シャッタ板の位置を移動させるシャッタ板駆動部とを備え、前記蒸着流を前記被処理基板に被着させて成膜する真空蒸着装置において、
前記シャッタ板は、前記複数種の蒸着原料の種類数と同じ枚数だけ具備され、前記各シャッタ板の少なくとも蒸着原料側の表面は、前記複数種の蒸着原料と1対1で対応するようにそれぞれ同種の材料で成ることを特徴とする真空蒸着装置。 at least,
A vacuum chamber capable of maintaining the interior in a vacuum state;
A vacuum pump that evacuates the vacuum chamber;
A substrate holder disposed in the vacuum chamber and holding a substrate to be processed;
A plurality of crucibles arranged opposite to the substrate holder and individually storing a plurality of types of vapor deposition materials;
A moving mechanism for moving a crucible containing a vapor deposition material to be vaporized from the plurality of crucibles to a predetermined heating position;
Heating means for heating and melting and evaporating the evaporation material in the crucible at the heating position to generate an evaporation flow;
A shutter plate disposed between the substrate to be processed and the vapor deposition raw material to release or block the vapor deposition flow;
A vacuum deposition apparatus including a shutter plate driving unit that moves the position of the shutter plate, and depositing the deposition flow on the substrate to be processed;
The shutter plate is provided in the same number as the number of types of the plurality of types of vapor deposition materials, and at least the surface of each shutter plate on the side of the vapor deposition material is in one-to-one correspondence with the plurality of types of vapor deposition materials. A vacuum deposition apparatus characterized by being made of the same kind of material.
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