JP2655094B2 - 電子銃蒸着装置 - Google Patents

電子銃蒸着装置

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JP2655094B2 JP6205235A JP20523594A JP2655094B2 JP 2655094 B2 JP2655094 B2 JP 2655094B2 JP 6205235 A JP6205235 A JP 6205235A JP 20523594 A JP20523594 A JP 20523594A JP 2655094 B2 JP2655094 B2 JP 2655094B2
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    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/30Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects
    • H01J37/305Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching
    • H01J37/3053Electron-beam or ion-beam tubes for localised treatment of objects for casting, melting, evaporating or etching for evaporating or etching
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING 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
    • C23CCOATING 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
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】半導体デバイスの製造プロセスで
用いられる電子銃蒸着装置に関する。
【0002】
【従来の技術】電子銃蒸着装置とは蒸着金属を電子ビー
ムにより熱し蒸発させ、基板に蒸着させるもので、フィ
ラメントに高電流を流すことで発生した電子ビームは磁
場により蒸着源に照射するよう制御されている。電子ビ
ームにより熱せられた蒸着源は蒸発し、上方に位置する
蒸着目的物であるウェハに蒸着する。従来の蒸着機の一
例を図6に示す。
【0003】電子銃蒸着技術は電子デバイスや光デバイ
ス、液晶など様々なデバイス製造プロセスに用いられて
いる。電子銃蒸着は一般にスパッタ技術に比べ、アルゴ
ンなどの重い粒子を用いないため、蒸着目的物に与える
プロセスダメージが少なく、特に化合物デバイスなどシ
リコンに比べダメージの回復が容易でない材料系に対し
ては非常に有効なプロセスである。また、レジストを用
いたリフトオフプロセスによる金属パターン形成が容易
なため、電子ビーム露光技術を用いた微細電極形成プロ
セスに有効で、化合物半導体を用いた電界効果トランジ
スタの微細ゲート形成にこの電子銃蒸着を用いたリフト
オフプロセスが広く用いられている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】電子銃蒸着装置に於い
ては、磁場により電子ビームは方向が制御されるもの
の、その際に、迷走電子が発生し、その一部はチャンバ
ー内を散乱し、基板に照射される。基板にホトレジスト
等の有機物質が付着している場合は、迷走電子の照射に
より有機物の分子鎖が切れ、ガスが発生する等の問題が
生じる。ガスが発生した場合は蒸着金属の妨げとなり、
金属膜がはがれる等の問題が生じる。電子ビーム露光用
のレジストは一般にこの問題を抱えており、レジストリ
フトオフプロセスによる電極形成の大きな妨げとなる。
例えばPMMA(ポリメタクリル酸メテル(−C5 8
2 −)n )については電子の照射によってH2 、CH
3 、CH4 、CO、CO2 の解離が起こる。これら解離
された物質の一部がガスとなってレジスト表面から噴出
し、蒸着工程の妨げとなる。高融点金属蒸着時のように
大きな出力が必要となる場合は、迷走電子の持つエネル
ギーや迷走電子の数が増大し、ガスの発生が増す。蒸着
目的物そのものが電子の照射によってダメージを生じる
ような場合にはこの迷走電子の問題は特に深刻で、この
場合は電子銃そのものが使用できなくなる場合も考えな
くてはならない。
【0005】ところで先に述べたような、例えばゲート
電極形成には、その電極材料としてAl、Ti、Pt、
Auなどやこれらの積層が広く用いられている。一般に
融点のさほど高くない材料系に関しては電子銃蒸着に於
いて大きな出力を電子銃に供給せずとも比較的容易に蒸
着する事が可能であるが、PtやW、Moなどの高融点
金属の蒸着の際は大きな出力を必要とするか、あるいは
蒸着物に照射される電子ビームのスポット面積を小さく
絞り単位面積あたりに供給される出力密度を高くする必
要がある。但し後者の場合には蒸着物のフラックスが大
きくならないため蒸着レートが大きくならず、一定の膜
厚まで達するには相当の時間を要する。従って効率よく
蒸着工程を行うには電子銃に大きな出力を供給して蒸着
金属のレートを高くすることとなり、これはつまり迷走
電子の数を増やし、個々の電子のエネルギーを大きくす
るため、例えば先に示したようなレジストに対するダメ
ージを大きくし、ガスの発生などを生じ、蒸着の妨げと
なる。また、蒸着目的物そのものに対する電子照射によ
るダメージも大きくなる。
【0006】本発明の目的は、上記課題を解決し、迷走
電子照射によるレジストからのガスの発生や、蒸着目的
物そのものに対する電子照射によるダメージを抑え、蒸
着が良好に行える電子銃蒸着装置を提供することにあ
る。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の第1の発明は、電子銃蒸着装置のチャンバー内に散乱
する迷走電子が蒸着目的物に照射しないように、蒸着源
と蒸着目的物の間にコリメータが設置される電子銃蒸着
装置であって、前記コリメータが、蒸着目的物の周囲を
取り囲み、蒸着源から蒸発される蒸着物質を蒸着目的物
に蒸着するための開口部を有することを特徴とする電子
銃蒸着装置である。
【0008】第2の発明は、電子銃蒸着装置のチャンバ
ー内に散乱する迷走電子が蒸着目的物に照射しないよう
に、蒸着源と蒸着目的物の間にコリメータが設置される
電子銃蒸着装置であって、前記コリメータが、蒸着目的
物が装填される支持台の周囲を取り囲み、蒸着源から蒸
発される蒸着物質を蒸着目的物に蒸着するための開口部
を有することを特徴とする電子銃蒸着装置である。
【0009】なお、前記コリメータの材質は電子を透過
しないものであればよく、たとえばステンレスなどを用
いてコリメータを作製することができる。
【0010】
【作用】本発明によれば蒸着目的物の周囲にコリメータ
が存在することで、チャンバー内を散乱する迷走電子が
蒸着目的物に照射することを防止し、金属を方向性良く
目的物に蒸着出来る。蒸着中もウェハに塗布されている
レジストなどの有機膜が感光されないため、レジストか
ら有機ガスが発生することもなく、従って蒸着金属のは
がれも発生しない。蒸着目的物そのものに電子が照射さ
れにくいので電子から受けるダメージも小さい。
【0011】蒸着機内にコリメータの設置されている例
は、例えば特開昭64−65258号公報に記載されて
いるような蒸着源と蒸着目的物の間にスリットを挿入し
ている例がある。この例はスリットに掻き取り部材を取
り付け、スリットに付着した蒸着物を掻き取ることを特
徴としたものである。この例に於けるスリットは蒸着金
属に指向性をもたせ均一な蒸着が出来ることを目的に取
り付けられているものであり、本発明のように蒸着目的
物に迷走電子が照射しないような機能を持たせているも
のとは根本的に異なるものである。この他に特開平1−
222045号公報に記載されている例ではやはり蒸着
源と蒸着目的物の間にコリメータを用意しているが、こ
のコリメータは蒸着物質が蒸着目的物以外の不要な場所
に付着しないように設定されていることを特徴としてお
り、これもやはり迷走電子の蒸着目的物への照射を抑制
するためのものではない。
【0012】
【実施例】本発明の一実施例を図面を参照しながら詳細
に説明する。
【0013】図1に第1の発明を適用した電子銃蒸着装
置の一実施例の構造を示す。蒸着機のチャンバー1内の
下方中心に蒸着源2が設置されており、電子銃から発射
される電子ビームは磁場によって蒸着源に照射され、金
属は蒸発する。下方より蒸発してきた金属は、上方に設
置されてなる支持台3に固定されている蒸着目的物4に
蒸着される。筒状のコリメータ5は蒸着目的物4を取り
囲むように設定されていて、蒸着源2から蒸発してくる
金属はそのまま蒸着目的物4に蒸着されるが、蒸着源2
以外からの不純物や電子などが蒸着目的物4に付着、照
射しないようになっている。
【0014】図2に、第2の発明を適用した電子銃蒸着
装置の一実施例の構成を示す。蒸着源2以外からの不純
物や電子などが蒸着目的物4に付着、照射しないよう
に、蒸着目的物4が装填されている支持台3のほぼ全体
をコリメータ5が覆っている。なおかつ、蒸着源2から
蒸発してくる金属に関してはそのまま蒸着目的物に蒸着
されるようコリメータ5はその下方に開口部を有する。
【0015】図3は多数枚の蒸着目的物に対する蒸着が
可能な電子銃蒸着装置に、第1の発明を適用した場合の
一実施例を示す。チャンバー1内の上方には多数枚の蒸
着目的物4が装填出来るすり鉢状の支持台3が設置さ
れ、その支持台3に多数の蒸着目的物4が固定されてい
て、その鉛直方向に蒸着源2が見込まれるように方向が
設定されている。蒸着目的物4のひとつひとつの周囲に
は筒状のコリメータ5が設置され、蒸着源2から蒸発し
てくる金属に関してはそのまま蒸着目的物4に蒸着され
るが、蒸着源2以外からの不純物や電子などが蒸着目的
物4に付着、照射されないようになっている。
【0016】図4は多数枚の蒸着目的物に対する蒸着が
可能な電子銃蒸着装置に、第1の発明を適用した場合の
図3に記載のものとは異なる別の一実施例を示す。本実
施例では図3のように各蒸着目的物をコリメータで囲む
のではなく、すり鉢状の支持台3に装填されて多数の蒸
着目的物4全体の周囲がひとつの大きなメガホン状のコ
リメータ5で囲まれ、ひとつひとつの蒸着目的物4に対
し、蒸着源2から蒸発してくる金属に関してはそのまま
蒸着目的物4に蒸着されるが、蒸着源2以外からの不純
物は電子などが蒸着目的物4に付着、照射されないよう
になっている。
【0017】図5には、多数枚の蒸着目的物に対する蒸
着が可能な電子銃蒸着装置に、第2の発明を適用した場
合の一実施例を示す。本実施例では、多数の蒸着目的物
4が充填されているすり鉢状の支持台3全体が一つの大
きなコリメータ5で覆われており、蒸着源2以外からの
不純物や電子などが蒸着目的物4に付着、照射しないよ
うになっている。また、蒸着源2からの蒸発してくる金
属に関してはそのまま蒸着目的物4に蒸着されるよう
に、コリメータ5はその下方に開口部を有する。
【0018】
【発明の効果】本発明に於いては蒸着目的物あるいは蒸
着目的物の支持台の周囲にコリメータが設置されてお
り、蒸着目的物が、チャンバー内を散乱している迷走電
子により照射されないようになっている。このため、蒸
着目的物にレジストなどの有機物が塗布されている場合
に、電子があたることによるレジストの感光や結晶ダメ
ージがなくなる。従って、レジストからガスが放出され
ることもなくなるので蒸着の妨げになるようなことなく
良好な蒸着を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1の発明の一実施例の構成を示す断
面図である。
【図2】本発明の第2の発明の一実施例の構成を示す断
面図である。
【図3】本発明の第1の発明の別の一実施例の構成を示
す断面図である。
【図4】本発明の第1の発明の他の一実施例の構成を示
す断面図である。
【図5】本発明の第2の発明の別の一実施例の構成を示
す断面図である。
【図6】従来の電子銃蒸着装置の構成を示す断面図であ
る。
【符号の説明】
1 チャンバー 2 蒸着源 3 支持台 4 蒸着目的物 5 コリメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平4−268069(JP,A) 特開 平5−132770(JP,A) 実開 平4−81960(JP,U)

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】電子銃蒸着装置のチャンバー内に散乱する
    迷走電子が蒸着目的物に照射しないように、蒸着源と前
    記蒸着目的物の間にコリメータが設置される電子銃蒸着
    装置であって、前記コリメータが、前記蒸着目的物の周
    囲を取り囲み、前記蒸着源から蒸発される蒸着物質を前
    記蒸着目的物に蒸着するための開口部を有することを特
    徴とする電子銃蒸着装置。
  2. 【請求項2】電子銃蒸着装置のチャンバー内に散乱する
    迷走電子が蒸着目的物に照射しないように、蒸着源と前
    記蒸着目的物の間にコリメータが設置される電子銃蒸着
    装置であって、前記コリメータが、前記蒸着目的物が装
    填される支持台の周囲を取り囲み、前記蒸着源から蒸発
    される蒸着物質を前記蒸着目的物に蒸着するための開口
    部を有することを特徴とする電子銃蒸着装置。
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