JP2009299129A - Vacuum vapor deposition apparatus, and electronic beam irradiation method of the apparatus - Google Patents

Vacuum vapor deposition apparatus, and electronic beam irradiation method of the apparatus Download PDF

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隆史 浅野
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a vacuum vapor deposition apparatus which can perform vapor deposition at an always high vapor deposition rate, and nevertheless does not give damage to a semiconductor substrate to be subjected to vapor deposition, and does not give rise to curing of a photoresist, and an electron beam irradiation method of the vacuum vapor deposition apparatus. <P>SOLUTION: The vacuum vapor deposition apparatus 10 includes: a substrate holder for holding a semiconductor substrate 24; an electron beam generating means for irradiating an evaporation material with an electron beam 17 to cause evaporation; a beam orbit control means for controlling the orbit of the electron beam 17 in order to project the electron beam 17 on the evaporation means; a vapor deposition rate detection means for detecting the vapor deposition rate of the thin film vapor deposited on the semiconductor substrate 24; a high vapor deposition rate position calculate means for calculating the high vapor deposition rate position at which the vapor deposition rate higher than the above described vapor deposition rate can be obtained when the vapor deposition rate is reduced; and a beam orbit correction means for correcting the orbit of the electron beam 17 in such a manner that the high vapor deposition rate position of the vapor deposition material is irradiated with the electron beam 17. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、半導体の製造工程に用いられる真空蒸着装置に係わり、特に電子ビームにより加熱する電子ビーム加熱式の真空蒸着装置及びこの装置の電子ビーム照射方法に関する。   The present invention relates to a vacuum vapor deposition apparatus used in a semiconductor manufacturing process, and more particularly to an electron beam heating type vacuum vapor deposition apparatus heated by an electron beam and an electron beam irradiation method of this apparatus.

半導体の製造工程に用いられる真空蒸着装置の1種に、非常に大きな電力密度を蒸発源に投入することが可能な電子ビーム加熱方式がある(特許文献1参照)。この方式の真空蒸着装置は、例えばGaAs電力FET(電力効果トランジスタ)の電極の形成に広く用いられる。   One type of vacuum vapor deposition apparatus used in semiconductor manufacturing processes is an electron beam heating method that can input a very large power density into an evaporation source (see Patent Document 1). This type of vacuum deposition apparatus is widely used, for example, for forming electrodes of GaAs power FETs (power effect transistors).

この装置では、金属、例えばアルミニウム(Al)や白金(Pt)である蒸発源に電子ビームを照射し、その金属の蒸発分子流を上方に設けた半導体基板に当てて、電極などの膜形成を行う。   In this apparatus, a metal, for example, an aluminum (Al) or platinum (Pt) evaporation source is irradiated with an electron beam, and a vaporized molecular stream of the metal is applied to an upper semiconductor substrate to form a film such as an electrode. Do.

蒸発源は通常、蒸発源容器に入れられ、蒸発源への電子ビームの照射は、フィラメントから発する電子ビームを電磁マグネットによって軌道修正することにより、制御される。   The evaporation source is usually put in an evaporation source container, and irradiation of the electron beam to the evaporation source is controlled by correcting the trajectory of the electron beam emitted from the filament by an electromagnetic magnet.

従来、蒸発源への電子ビームの照射位置は、事前に、この真空蒸着装置のメインテナンスなどの際に、ダミーへの蒸着作業を行い、人の目で電子ビームの照射位置を確認しながら、X−Y軸の電磁マグネットの調整を行っていた。したがって、実際の蒸着を行う際には電子ビームの照射位置は固定であり、蒸着レートを上げるなど高い電子ビームを出力したい場合には、その照射位置の蒸発材料のみが蒸発して、容器も溶解し掘り込まれていき、容器がすり鉢状になってしまい、安定した蒸着を行うことができないという問題があった。   Conventionally, the irradiation position of the electron beam to the evaporation source is determined in advance by performing a vapor deposition operation on a dummy during maintenance of the vacuum evaporation apparatus and confirming the irradiation position of the electron beam with human eyes. -The Y-axis electromagnetic magnet was adjusted. Therefore, when performing actual vapor deposition, the irradiation position of the electron beam is fixed. When a high electron beam is output, for example, by increasing the vapor deposition rate, only the evaporation material at the irradiation position evaporates and the container is also dissolved. As a result, the container became a mortar shape, and there was a problem that stable vapor deposition could not be performed.

この問題を解決する方法として、蒸発材料に照射される電子ビームをX−Y方向に一定の周波数と振幅によりスキャンすることにより、蒸発材料に電子ビームを均一に照射する方法がある。この方法によれば蒸発材料の一部のみに電子ビームを当てることはなくなり、安定した蒸発分子流を生成できる。しかし、この方法では、蒸着レートが極端に低下してしまい、更に高出力の電子ビームが必要とされる。そうなると、電子ビームから発生する熱や、蒸発材料から放射される反跳電子や2次電子の量が増大し、半導体基板に損傷を与えたり、フォトレジストの硬化を引き起こすなどの問題が生ずる。   As a method for solving this problem, there is a method of uniformly irradiating an evaporating material with an electron beam by scanning the electron beam irradiated on the evaporating material with a certain frequency and amplitude in the XY directions. According to this method, an electron beam is not applied to only a part of the evaporation material, and a stable evaporation molecular flow can be generated. However, in this method, the deposition rate is extremely reduced, and a higher-power electron beam is required. When this happens, the amount of heat generated from the electron beam, recoil electrons and secondary electrons emitted from the evaporation material increases, causing problems such as damage to the semiconductor substrate and hardening of the photoresist.

なお、蒸発源を複数の微小平面蒸発源によりモデル化し、基板上に形成される薄膜の膜厚の分布を所定の式により算出する技術は知られている(特許文献2参照)。
特開平2−61059号公報 特開2001−140058号公報
A technique is known in which the evaporation source is modeled by a plurality of minute planar evaporation sources, and the film thickness distribution of the thin film formed on the substrate is calculated by a predetermined formula (see Patent Document 2).
JP-A-2-61059 Japanese Patent Laid-Open No. 2001-140058

本発明は、上述のような従来の真空蒸着装置の問題点に鑑みてなされたもので、常に高い蒸着レートにより蒸着を行うことができ、しかも蒸着を行う半導体基板に損傷を与えたり、フォトレジストの硬化を引き起こすことのない、真空蒸着装置及びこの装置の電子ビーム照射方法を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the problems of the conventional vacuum deposition apparatus as described above, and can always perform deposition at a high deposition rate. Moreover, the present invention can damage a semiconductor substrate on which deposition is performed, It is an object of the present invention to provide a vacuum deposition apparatus and an electron beam irradiation method for the apparatus that do not cause curing of the apparatus.

本発明の請求項1によれば、半導体基板を保持する基板ホルダーと、電子ビームを蒸発材料に照射し蒸発させる電子ビーム発生手段と、前記蒸発材料に前記電子ビームが照射されるように、前記電子ビームの軌道を制御するビーム軌道制御手段と、前記半導体基板に蒸着される薄膜の蒸着レートを検知する蒸着レート検知手段と、前記蒸着レートが低下したとき、前記蒸着レートより高い蒸着レートが得られる前記蒸着材料の高蒸着レート位置を算出する高蒸着レート位置算出手段と、前記蒸着材料の前記高蒸着レート位置に前記電子ビームが照射されるよう、前記電子ビームの軌道を修正するビーム軌道修正手段と、
を有することを特徴とする真空蒸着装置を提供する。
According to claim 1 of the present invention, the substrate holder for holding the semiconductor substrate, the electron beam generating means for irradiating the evaporation material with the electron beam and evaporating, and the evaporation material is irradiated with the electron beam. A beam trajectory control means for controlling the trajectory of the electron beam, a vapor deposition rate detection means for detecting the vapor deposition rate of the thin film deposited on the semiconductor substrate, and a vapor deposition rate higher than the vapor deposition rate when the vapor deposition rate decreases. High vapor deposition rate position calculating means for calculating a high vapor deposition rate position of the vapor deposition material, and beam trajectory correction for correcting the electron beam trajectory so that the electron beam is irradiated to the high vapor deposition rate position of the vapor deposition material. Means,
There is provided a vacuum evaporation apparatus characterized by comprising:

本発明によれば、常に高い蒸着レートにより蒸着を行うことができ、しかも蒸着を行う半導体基板に損傷を与えたり、フォトレジストの硬化を引き起こすことのない、真空蒸着装置及びこの装置の電子ビーム照射方法が得られる効果がある。   According to the present invention, it is possible to carry out vapor deposition at a high vapor deposition rate at all times, and it does not damage the semiconductor substrate on which vapor deposition is performed or cause hardening of the photoresist, and electron beam irradiation of this device. There is an effect that the method is obtained.

以下、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図1は本発明一実施形態の全体構成を示す図である。この真空蒸着装置10は、蒸発源から蒸着分子流11を発生させ半導体基板(ウェーハ)に蒸着を行う蒸着チャンバー部12と、蒸発源に電子ビームを作るフィラメントに電源を供給する電子ビーム電源部13と、蒸着チャンバー部12内を真空にする高真空ポンプ部14とを有する。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a diagram showing an overall configuration of an embodiment of the present invention. The vacuum deposition apparatus 10 includes a deposition chamber section 12 that generates a deposition molecular stream 11 from an evaporation source and deposits it on a semiconductor substrate (wafer), and an electron beam power supply section 13 that supplies power to a filament that creates an electron beam at the evaporation source. And a high vacuum pump unit 14 for evacuating the inside of the vapor deposition chamber unit 12.

蒸着チャンバー部12は高真空ポンプ部14により真空とされ、その内部には、蒸発材料15が載置される蒸発源16と、蒸発材料15に照射する電子ビーム17を発生させるフィラメント18と、このフィラメント18から照射される電子ビーム17の軌道を制御する軌道制御用電磁マグネット19と、蒸発材料15に照射される電子ビーム17を遮断制御する電子ビームシャッター21と、蒸発源16の上方で回転軸22を中心に回転するドーム円盤型基板ホルダー23と、ドーム円盤型基板ホルダー23に保持される半導体基板24に形成される薄膜の厚さを検知する膜厚モニター25と、を有する。   The vapor deposition chamber section 12 is evacuated by a high vacuum pump section 14, in which an evaporation source 16 on which the evaporation material 15 is placed, a filament 18 that generates an electron beam 17 that irradiates the evaporation material 15, and this A trajectory control electromagnetic magnet 19 for controlling the trajectory of the electron beam 17 irradiated from the filament 18, an electron beam shutter 21 for controlling the interruption of the electron beam 17 irradiated to the evaporation material 15, and a rotating shaft above the evaporation source 16. And a film thickness monitor 25 for detecting the thickness of a thin film formed on the semiconductor substrate 24 held by the dome disk substrate holder 23.

軌道制御用電磁マグネット19は、X方向とY方向に電子ビーム17を軌道制御することができるように、電子計算機(パソコン)27に接続されている。この電子計算機27には、後述するように、電子ビーム17のX軸、Y軸の可動範囲と、必要最低蒸着レートRiが入力される。   The trajectory control electromagnetic magnet 19 is connected to an electronic computer (personal computer) 27 so that the trajectory of the electron beam 17 can be controlled in the X and Y directions. As will be described later, the movable range of the X- and Y-axes of the electron beam 17 and the necessary minimum deposition rate Ri are input to the electronic computer 27.

一方、蒸着処理中は、膜厚モニター25により半導体基板24への蒸着レートが検知され、その蒸着レートが電子計算機27に時々刻々入力される。この検知された蒸着レートが上記必要最低蒸着レートRiより低下すると、応答曲面法により蒸発材料15の複数のビーム照射候補位置について蒸着レートを算出し、蒸着レートが最大となる電子ビーム照射位置を求めて、その位置に電子ビーム17が照射されるように電子ビーム17の軌道を修正する。   On the other hand, during the deposition process, the deposition rate on the semiconductor substrate 24 is detected by the film thickness monitor 25, and the deposition rate is input to the electronic computer 27 every moment. When the detected deposition rate falls below the required minimum deposition rate Ri, the deposition rate is calculated for a plurality of beam irradiation candidate positions of the evaporation material 15 by the response surface method, and the electron beam irradiation position at which the deposition rate is maximized is obtained. Thus, the trajectory of the electron beam 17 is corrected so that the electron beam 17 is irradiated to the position.

図2に、ドーム円盤型基板ホルダー23を下から見た図を示す。同図に示すように、このドーム円盤型基板ホルダー23は、複数の半導体基板24が同心円の円形状に配設されており、ドーム円盤型基板ホルダー23の中心に設けられている回転軸22を中心に回転する。半導体基板24は、蒸発材料15から発する蒸発分子流11に対して直角になるようにドーム円盤型基板ホルダー23に設置されている。   FIG. 2 shows a view of the dome disk-type substrate holder 23 as viewed from below. As shown in the figure, the dome disk-shaped substrate holder 23 includes a plurality of semiconductor substrates 24 arranged in a concentric circular shape, and a rotating shaft 22 provided at the center of the dome disk-shaped substrate holder 23. Rotate to center. The semiconductor substrate 24 is placed on the dome disk-type substrate holder 23 so as to be perpendicular to the evaporated molecular flow 11 emitted from the evaporation material 15.

次に、この実施形態の真空蒸着装置10の動作を説明する。まず、ドーム円盤型基板ホルダー23に半導体基板24を設置し高真空ポンプ部14により蒸着チャンバー部12を高真空状態にする。   Next, operation | movement of the vacuum evaporation system 10 of this embodiment is demonstrated. First, the semiconductor substrate 24 is installed in the dome disk-shaped substrate holder 23, and the vapor deposition chamber unit 12 is put into a high vacuum state by the high vacuum pump unit 14.

図3に示すように、ステップS301において、軌道制御用電磁マグネット19に接続されている電子計算機27に、蒸発源16に対する電子ビーム17のX軸及びY軸の可動範囲及び、半導体基板24に対して最低必要な蒸着レートRiを、入力することにより設定する。   As shown in FIG. 3, in step S <b> 301, the X-axis and Y-axis movable ranges of the electron beam 17 with respect to the evaporation source 16 and the semiconductor substrate 24 are connected to the computer 27 connected to the orbit control electromagnetic magnet 19. The minimum required deposition rate Ri is set by inputting.

ステップS302において、電子計算機27は、図4に示すように蒸発材料15に対して電子ビーム照射の最適位置を算出するためのビーム最適条件検出位置を、例えば9点、31a,31b,31c,31d,31e,31f,31g,31h,31iを決定する。   In step S302, the electronic calculator 27 sets, for example, nine optimum positions 31a, 31b, 31c, and 31d for detecting the optimum position for electron beam irradiation on the evaporation material 15 as shown in FIG. , 31e, 31f, 31g, 31h, 31i are determined.

ステップS303では、電子ビーム電源部13を作動させてフィラメント18に通電し電子ビーム17の軌道を修正して蒸発材料15に照射する。初期値では、例えば蒸発材料15の中心とみられる図4に示すビーム最適条件検出位置31aに電子ビーム17を照射するようにその軌道を制御する。   In step S <b> 303, the electron beam power supply unit 13 is operated to energize the filament 18 to correct the trajectory of the electron beam 17 and irradiate the evaporation material 15. At the initial value, for example, the trajectory is controlled so that the electron beam 17 is irradiated to the beam optimum condition detection position 31a shown in FIG.

ステップS304では、電子ビーム照射により発生した蒸発分子流11を半導体基板24に当てて、蒸着処理を行う。それと共にステップS305において膜厚モニター25によって半導体基板24への蒸着レートを監視する。これらの制御はすべて、電子計算機27によってなされる。膜厚モニター25のよる蒸着レートの検知は、蒸発源16にあるクリスタルの振動の周波数から蒸着レートを換算することにより行っている。   In step S304, the evaporation molecular flow 11 generated by the electron beam irradiation is applied to the semiconductor substrate 24 to perform a vapor deposition process. At the same time, the deposition rate on the semiconductor substrate 24 is monitored by the film thickness monitor 25 in step S305. All of these controls are performed by the electronic computer 27. Detection of the deposition rate by the film thickness monitor 25 is performed by converting the deposition rate from the vibration frequency of the crystal in the evaporation source 16.

次のステップS306では、膜厚により蒸着が完了したか検知し、まだ蒸着が完了していないときには、ステップS307において、蒸着レートが必要最低蒸着レートRiより小さくなったかを検知する。蒸着レートが必要最低蒸着レートRiより低下していないときには、ステップS304に戻って蒸着処理を継続し、ステップS305で蒸着レートを監視する。   In the next step S306, it is detected whether the vapor deposition is completed based on the film thickness. If the vapor deposition is not yet completed, it is detected in step S307 whether the vapor deposition rate is lower than the necessary minimum vapor deposition rate Ri. When the deposition rate is not lower than the necessary minimum deposition rate Ri, the process returns to step S304 to continue the deposition process, and the deposition rate is monitored in step S305.

一方、蒸着レートが必要最低蒸着レートRiより低下してきたならば、ステップS308において、例えば実験計画法の応答曲面法に基づいて偏回帰分析を行う。この応答曲面法による分析も、電子計算機27により自動的になされる。   On the other hand, if the deposition rate is lower than the necessary minimum deposition rate Ri, partial regression analysis is performed in step S308 based on, for example, the response surface method of the experimental design method. The analysis by the response surface method is also automatically performed by the electronic computer 27.

次のステップS309では、蒸着レートが最大値となる、ビーム照射最適位置が決定される。そして、ステップS303に戻って、その位置の蒸発材料15に電子ビーム17が照射されるように、電子ビーム17の軌道が修正され、ステップS304では再び蒸着処理がなされる。このようにして、常時、高い蒸着レートが得られるように蒸発材料の適切な位置に電子ビームが照射されることになる。   In the next step S309, the beam irradiation optimum position at which the vapor deposition rate becomes the maximum value is determined. Then, returning to step S303, the trajectory of the electron beam 17 is corrected so that the evaporating material 15 at that position is irradiated with the electron beam 17, and vapor deposition is performed again in step S304. In this way, the electron beam is always irradiated to an appropriate position of the evaporation material so that a high vapor deposition rate can be obtained.

具体例として、A社の蒸着装置によりアルミニウム(Al)を蒸着する場合を考える。例えば、必要最低蒸着レートRiを80Å/秒とし、X軸及びY軸の可動範囲を各々±10mmとする。   As a specific example, consider the case where aluminum (Al) is vapor-deposited by a vapor deposition apparatus of company A. For example, the necessary minimum deposition rate Ri is set to 80 Å / second, and the movable ranges of the X axis and the Y axis are each ± 10 mm.

この場合の、9点のビーム最適条件検出位置と、その結果の蒸着レート(Å/秒)は、図5に示すようになる。図5において、X,Yの値が±14.1421となる場合があるのは、蒸発源16の中心からの距離であるためである。   In this case, nine beam optimum condition detection positions and the resulting deposition rate (Å / sec) are as shown in FIG. In FIG. 5, the value of X, Y may be ± 14.421 because it is the distance from the center of the evaporation source 16.

図5のX値、Y値に対する蒸着レートから、応答曲面法により関数Z=f(X,Y)としてこの方程式を仮定する。そのときの各蒸着レートに対する偏回帰係数を最小二乗法により求める。定数、X,Y,X,Y,XYの各係数は係数及び標準誤差係数は図6に示すようになる。 This equation is assumed as a function Z = f (X, Y) by the response surface method from the deposition rate with respect to the X and Y values in FIG. The partial regression coefficient for each deposition rate at that time is obtained by the method of least squares. The constants, X, Y, X 2 , Y 2 , and XY coefficients are as shown in FIG.

上記の方程式の結果を、蒸着レートとX,Yの値の等高線によりプロットすると、図7(a)に示すようになる。更に、蒸着レートとX,Yの値の関係を曲面にプロットすると、図7(b)に示すようになる。   When the result of the above equation is plotted by the contour lines of the deposition rate and the values of X and Y, it is as shown in FIG. Further, when the relationship between the deposition rate and the values of X and Y is plotted on a curved surface, it is as shown in FIG.

図7(b)の曲面の最大値の位置を求めると図8に示すようになり、X=−5.56mm、Y=+1.79mmでありこの位置で最大の蒸着レートが得られ、その最大蒸着レートとして82.33Å/秒、が期待できる。   When the position of the maximum value of the curved surface in FIG. 7B is obtained, it is as shown in FIG. 8, and X = −5.56 mm and Y = + 1.79 mm, and the maximum deposition rate is obtained at this position. A deposition rate of 82.33 82 / sec can be expected.

この実施形態によれば、蒸着レートが低下した場合に、自動的に蒸着レートが大きい蒸発材料の位置を決定しその位置に電子ビームを照射するように電子ビームの軌道を修正する。したがって、常時、最適なレートの蒸着処理を行うことが可能である。   According to this embodiment, when the vapor deposition rate decreases, the position of the evaporation material having a large vapor deposition rate is automatically determined, and the trajectory of the electron beam is corrected so as to irradiate the position with the electron beam. Therefore, it is possible to always perform the vapor deposition process at an optimum rate.

上記実施形態では、9つのビーム最適条件検出位置を用いたが、本発明では、10点以上あるいは8点以下のビーム最適条件検出位置を用いてもよい。   In the above embodiment, nine beam optimum condition detection positions are used, but in the present invention, beam optimum condition detection positions of 10 points or more or 8 points or less may be used.

上記実施形態では、応答曲面法の偏回帰分析により蒸着レートが最大値となる位置を求めてその位置に電子ビームが照射されるように、電子ビームの軌道を修正した。しかし、本発明では、蒸着レートは最大値にならなくとも必要最低蒸着レートよりも高い蒸着レートが得られる位置の蒸発材料に電子ビームが照射されればよい。   In the above embodiment, the position of the deposition rate is determined by the partial regression analysis of the response surface method, and the electron beam trajectory is corrected so that the electron beam is irradiated to the position. However, in the present invention, it is only necessary to irradiate the evaporation material at a position where a deposition rate higher than the necessary minimum deposition rate can be obtained even if the deposition rate does not become the maximum value.

上記実施形態では、応答曲面法により、必要最低蒸着レートよりも高い蒸着レートが得られる蒸発材料の位置を求めた。しかし、本発明は応答曲面法を用いなくとも、必要最低蒸着レートよりも高い蒸着レートが得られる蒸発材料の位置が求められればよい。   In the above-described embodiment, the position of the evaporation material at which a deposition rate higher than the required minimum deposition rate is obtained by the response surface method. However, in the present invention, the position of the evaporating material that can obtain a vapor deposition rate higher than the required minimum vapor deposition rate may be obtained without using the response surface method.

本発明は上記実施形態に限られず、その技術思想の範囲内で種々変形して実施可能であり、これらも本発明の範囲に含まれる。   The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications can be made within the scope of the technical idea, and these are also included in the scope of the present invention.

本発明一実施形態の真空蒸着装置の全体構成を示す図。The figure which shows the whole structure of the vacuum evaporation system of one Embodiment of this invention. この実施形態の真空蒸着装置における、ドーム円盤型基板ホルダー23の構造を示す図。The figure which shows the structure of the dome disk type | mold board | substrate holder 23 in the vacuum evaporation system of this embodiment. この実施形態の真空蒸着装置の動作を説明するための図。The figure for demonstrating operation | movement of the vacuum evaporation system of this embodiment. この実施形態の真空蒸着装置において、ビーム最適条件検出位置を説明するための図。The figure for demonstrating the beam optimal condition detection position in the vacuum evaporation system of this embodiment. ビーム最適条件検出位置と、その時の蒸着レートの関係を示す図。The figure which shows the relationship between a beam optimal condition detection position, and the vapor deposition rate at that time. 図5に示す蒸着レートが得られた時の応答曲面法による関数の算出した各係数を示す図。The figure which shows each coefficient which calculated the function by the response surface method when the vapor deposition rate shown in FIG. 5 was obtained. 蒸着レートとX,Y値の等高線及び曲面をプロットした図。The figure which plotted the contour line and curved surface of a vapor deposition rate, X, and Y value. 蒸着レートが最大値となるX,Y値を示す図。The figure which shows the X and Y value from which a vapor deposition rate becomes the maximum value.

符号の説明Explanation of symbols

10・・・真空蒸着装置、
12・・・蒸着チャンバー部、
13・・・電子ビーム電源部、
14・・・高真空ポンプ部、
15・・・蒸発材料、
16・・・蒸発源、
17・・・電子ビーム、
18・・・フィラメント、
19・・・軌道制御用電磁マグネット、
21・・・電子ビームシャッター、
22・・・回転軸、
23・・・ドーム円盤型基板ホルダー、
24・・・半導体基板、
25・・・膜厚モニター、
27・・・電子計算機、
31a,31b,31c,31d,31e,31f,31g,31h,31i・・・ビーム最適条件検出位置。
10 ... Vacuum evaporation apparatus,
12: Deposition chamber part,
13 ... Electron beam power supply unit,
14 ... High vacuum pump section,
15 ... evaporation material,
16 ... evaporation source,
17 ... electron beam,
18 ... Filament,
19 ... Orbit control electromagnetic magnet,
21 ... Electron beam shutter,
22 ... rotating shaft,
23: Dome disk type substrate holder,
24 ... Semiconductor substrate,
25 ... Film thickness monitor,
27 ... an electronic computer,
31a, 31b, 31c, 31d, 31e, 31f, 31g, 31h, 31i ... Beam optimum condition detection position.

Claims (6)

半導体基板を保持する基板ホルダーと、
電子ビームを蒸発材料に照射し蒸発させる電子ビーム発生手段と、
前記蒸発材料に前記電子ビームが照射されるように、前記電子ビームの軌道を制御するビーム軌道制御手段と、
前記半導体基板に蒸着される薄膜の蒸着レートを検知する蒸着レート検知手段と、
前記蒸着レートが低下したとき、前記蒸着レートより高い蒸着レートが得られる前記蒸着材料の高蒸着レート位置を算出する高蒸着レート位置算出手段と、
前記蒸着材料の前記高蒸着レート位置に前記電子ビームが照射されるよう、前記電子ビームの軌道を修正するビーム軌道修正手段と、
を有することを特徴とする真空蒸着装置。
A substrate holder for holding a semiconductor substrate;
An electron beam generating means for irradiating the evaporation material with an electron beam and evaporating;
Beam trajectory control means for controlling the trajectory of the electron beam so that the electron beam is irradiated onto the evaporation material;
A deposition rate detecting means for detecting a deposition rate of a thin film deposited on the semiconductor substrate;
A high vapor deposition rate position calculating means for calculating a high vapor deposition rate position of the vapor deposition material from which a vapor deposition rate higher than the vapor deposition rate is obtained when the vapor deposition rate is reduced;
Beam trajectory correcting means for correcting the trajectory of the electron beam so that the electron beam is irradiated to the high vapor deposition rate position of the vapor deposition material;
A vacuum evaporation apparatus characterized by comprising:
半導体基板を保持する基板ホルダーと、
電子ビームを蒸発材料に照射し蒸発させる電子ビーム発生手段と、
前記蒸発材料に前記電子ビームが照射されるように、前記電子ビームの軌道を制御するビーム軌道制御手段と、
前記半導体基板に蒸着される薄膜の蒸着レートを検知する蒸着レート検知手段と、
前記蒸着レートが必要最低蒸着レートより低下したとき、前記蒸発材料の複数のビーム最適条件検出位置に基づいて、応答曲面法により、前記蒸着材料の蒸着レートが前記必要最低蒸着レートより高い蒸着レートが得られる、前記蒸着材料の高蒸着レート位置を算出する高蒸着レート位置算出手段と、
前記蒸着材料の前記高蒸着レート位置に前記電子ビームが照射されるよう、前記電子ビームの軌道を修正するビーム軌道修正手段と、
を有することを特徴とする真空蒸着装置。
A substrate holder for holding a semiconductor substrate;
An electron beam generating means for irradiating the evaporation material with an electron beam and evaporating;
Beam trajectory control means for controlling the trajectory of the electron beam so that the electron beam is irradiated onto the evaporation material;
A deposition rate detecting means for detecting a deposition rate of a thin film deposited on the semiconductor substrate;
When the deposition rate is lower than the necessary minimum deposition rate, the deposition rate of the deposition material is higher than the necessary minimum deposition rate by the response surface method based on the plurality of beam optimum condition detection positions of the evaporation material. High vapor deposition rate position calculating means for calculating a high vapor deposition rate position of the obtained vapor deposition material;
Beam trajectory correcting means for correcting the trajectory of the electron beam so that the electron beam is irradiated to the high vapor deposition rate position of the vapor deposition material;
A vacuum evaporation apparatus characterized by comprising:
前記高蒸着レート位置算出手段は、応答曲面法の偏回帰分析により、前記高蒸着レート位置を算出することを特徴とする請求項2記載の真空蒸着装置。   The vacuum deposition apparatus according to claim 2, wherein the high deposition rate position calculating means calculates the high deposition rate position by a partial regression analysis of a response surface method. 前記ビーム最適条件検出位置は、9点であることを特徴とする請求項3記載の真空蒸着装置。   The vacuum deposition apparatus according to claim 3, wherein the beam optimum condition detection positions are nine points. 前記高蒸着レート位置算出手段は、前記蒸発材料の複数のビーム最適条件検出位置に基づいて、応答曲面法により、最も高い蒸着レートが得られる、前記蒸着材料の高蒸着レート位置を算出することを特徴とする請求項4記載の真空蒸着装置。   The high vapor deposition rate position calculating means calculates a high vapor deposition rate position of the vapor deposition material that can obtain the highest vapor deposition rate by a response surface method based on a plurality of beam optimum condition detection positions of the vaporized material. The vacuum evaporation apparatus according to claim 4, wherein the apparatus is a vacuum evaporation apparatus. 蒸発材料に電子ビームを照射し蒸発させる電子ビーム照射ステップと、
前記蒸発材料に前記電子ビームが照射されるように、前記電子ビームの軌道を制御するビーム軌道制御ステップと、
半導体基板に蒸着される薄膜の蒸着レートを検知する蒸着レート検知ステップと、
前記蒸着レートが必要最低蒸着レートより低下したとき、前記蒸発材料の複数のビーム最適条件検出位置に基づいて、応答曲面法により、前記蒸着材料の蒸着レートが前記必要最低蒸着レートより高い蒸着レートが得られる、前記蒸着材料の高蒸着レート位置を算出する高蒸着レート位置算出ステップと、
前記蒸着材料の前記高蒸着レート位置に前記電子ビームが照射されるよう、前記電子ビームの軌道を修正するビーム軌道修正ステップと、
を有することを特徴とする真空蒸着装置の電子ビーム照射方法。
An electron beam irradiation step of irradiating the evaporation material with an electron beam and evaporating;
A beam trajectory control step for controlling the trajectory of the electron beam such that the electron beam is irradiated to the evaporation material;
A deposition rate detecting step for detecting a deposition rate of a thin film deposited on the semiconductor substrate;
When the deposition rate is lower than the necessary minimum deposition rate, the deposition rate of the deposition material is higher than the necessary minimum deposition rate by the response surface method based on the plurality of beam optimum condition detection positions of the evaporation material. A high vapor deposition rate position calculating step for calculating a high vapor deposition rate position of the obtained vapor deposition material;
A beam trajectory correcting step for correcting the trajectory of the electron beam so that the electron beam is irradiated to the high vapor deposition rate position of the vapor deposition material;
An electron beam irradiation method for a vacuum evaporation apparatus, comprising:
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