JPH0238559B2 - Bunshisenjochakusochi - Google Patents
BunshisenjochakusochiInfo
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- JPH0238559B2 JPH0238559B2 JP24063784A JP24063784A JPH0238559B2 JP H0238559 B2 JPH0238559 B2 JP H0238559B2 JP 24063784 A JP24063784 A JP 24063784A JP 24063784 A JP24063784 A JP 24063784A JP H0238559 B2 JPH0238559 B2 JP H0238559B2
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- Japan
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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
- C23C14/26—Vacuum evaporation by resistance or inductive heating of the source
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
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- 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
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- 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
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
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- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】
〔発明の利用分野〕
本発明は分子線蒸着装置に係り、特に高融点材
料の蒸着に好適な分子線蒸着装置に関する。
料の蒸着に好適な分子線蒸着装置に関する。
近年半導体素子プロセスにおいてＷ、Moなど
の高融点材料の蒸着が使われ始めており、今後
増々、その必要度は、増加して行く傾向がある。
またSiの分子線成長法も近い将来重要なプロセス
技術を荷うものとして研究されている。これらの
プロセス技術において、もつとも重要な点は、蒸
着中の残留ガス分圧の低減と蒸着速度の精密な制
御である。
の高融点材料の蒸着が使われ始めており、今後
増々、その必要度は、増加して行く傾向がある。
またSiの分子線成長法も近い将来重要なプロセス
技術を荷うものとして研究されている。これらの
プロセス技術において、もつとも重要な点は、蒸
着中の残留ガス分圧の低減と蒸着速度の精密な制
御である。
従来、高融点材料の蒸着には、電子銃（Ｅ−
Gun）加熱が用いられて来たが、（例えば特開昭
54−23083号公報）この方法は、上記の２点を十
分に満足するものといえない。すなわち従来の電
子銃蒸着源はハースの容積が小さいため、一回の
装填量が少く、蒸着速度が蒸着材料の残留量に依
存して変化する。またSiの分子線成長法（一般に
MBE）の場合には1μｍ程度のSi膜を成長する必
要がある。このためには従来の電子銃蒸着源のハ
ースの容積は充分でなく、たびたび装置の真空を
破つて、蒸着材料の装填を行わねばならない。蒸
着膜内に酸素や炭素などの汚染が混入することを
防ぐためには蒸着、分子線成長を超高真空中で行
う必要があるが、このためには装置の真空を度々
破らねばならないことは問題となる。また従来の
電子銃蒸着源においては、蒸発した物質の飛んで
行く方向の制限、制御は難かしく、したがつて、
大部分の材料は不必要な方向へ飛散して材料が無
駄になる欠点があつた。
Gun）加熱が用いられて来たが、（例えば特開昭
54−23083号公報）この方法は、上記の２点を十
分に満足するものといえない。すなわち従来の電
子銃蒸着源はハースの容積が小さいため、一回の
装填量が少く、蒸着速度が蒸着材料の残留量に依
存して変化する。またSiの分子線成長法（一般に
MBE）の場合には1μｍ程度のSi膜を成長する必
要がある。このためには従来の電子銃蒸着源のハ
ースの容積は充分でなく、たびたび装置の真空を
破つて、蒸着材料の装填を行わねばならない。蒸
着膜内に酸素や炭素などの汚染が混入することを
防ぐためには蒸着、分子線成長を超高真空中で行
う必要があるが、このためには装置の真空を度々
破らねばならないことは問題となる。また従来の
電子銃蒸着源においては、蒸発した物質の飛んで
行く方向の制限、制御は難かしく、したがつて、
大部分の材料は不必要な方向へ飛散して材料が無
駄になる欠点があつた。
本発明の目的は、上記欠点を除去して均質な蒸
着膜の得られる分子線蒸着装置を提供することに
ある。
着膜の得られる分子線蒸着装置を提供することに
ある。
上記目的を達成するための本発明の構成は、蒸
着源を高周波励起で加熱し、上記蒸着源の溶融位
置を検出して材料の保持治具の位置を調節せしめ
る装置を真空容器の外部に連結させて設けたこと
にある。
着源を高周波励起で加熱し、上記蒸着源の溶融位
置を検出して材料の保持治具の位置を調節せしめ
る装置を真空容器の外部に連結させて設けたこと
にある。
上記蒸着源は棒状を呈しており、上記棒の先端
の加熱部分近傍に円筒状の遮蔽体が上記蒸着源を
蔽つてなる。
の加熱部分近傍に円筒状の遮蔽体が上記蒸着源を
蔽つてなる。
上述の様に本発明は、高周波加熱により蒸着材
料の先端部分を加熱し蒸着に必要な蒸着圧を持た
しめる。蒸発による材料の減少を補償するため、
蒸着材料を励起用高周波コイル内に繰込むことに
よつて蒸着速度を一定に保つ。蒸着材料が棒状で
あるので、それを繰込むことにより棒の長さ分だ
け連続的に蒸発させることが可能であり、したが
つて材料棒の長さによつてのみ連続蒸着量が制限
されることになる。
料の先端部分を加熱し蒸着に必要な蒸着圧を持た
しめる。蒸発による材料の減少を補償するため、
蒸着材料を励起用高周波コイル内に繰込むことに
よつて蒸着速度を一定に保つ。蒸着材料が棒状で
あるので、それを繰込むことにより棒の長さ分だ
け連続的に蒸発させることが可能であり、したが
つて材料棒の長さによつてのみ連続蒸着量が制限
されることになる。
すなわち、高周波加熱により蒸着材料の溶融さ
れている部分は、常に棒先端部のコイル内に操入
された一定の長さ部分だけで、蒸発により消耗し
た長さ部分は支持棒が繰り上げられることにより
補充される。ここに連続蒸着とは装置の真空を破
らずにする蒸着のことを意味する。さらに材料棒
の加熱部分付近に材料棒を囲むかたちで絶縁物の
おおいを設け、このおおいに１つまたは複数個の
穴を設けて、蒸発した物質の輸送方向を制限す
る。これによつて、蒸着基板にのみ蒸着を行い、
他の不用な部分への蒸発した物質の付着をさける
ことが出来る。このおおいと材料棒との間げきを
繰込みが可能な程度（普通３〜10mm）に狭くして
おくと、このおおいと材料棒とで閉じた空間がつ
くられている。この空間が、高周波コイルの励起
範囲に入るようにしておくことにより、おおい内
壁に付着した蒸着材料は、高周波によつて加熱さ
れ、再び蒸発し、やがて、おおいに設けられた穴
から基板の方へ飛んで行くおおいは絶縁体である
のでおおい自体は加熱されないため、内壁への材
料の付着がはげしく、高周波加熱による再蒸発が
充分起り得ない場合がある。これは特に、蒸発物
質輸送用の穴の付近で問題となる。すなわち穴の
目づまりをひきおこす。この場合には、おおいに
接して導電性板、あるいはメツシユなどを設け、
その加熱により、おおいを加熱し、内壁への蒸着
材料の付着をさけることが肝要となる。さらにお
おいの少くとも一部を透明な材料にすることによ
つて蒸着材料の先端部分の加熱、溶融状態を監視
する。
れている部分は、常に棒先端部のコイル内に操入
された一定の長さ部分だけで、蒸発により消耗し
た長さ部分は支持棒が繰り上げられることにより
補充される。ここに連続蒸着とは装置の真空を破
らずにする蒸着のことを意味する。さらに材料棒
の加熱部分付近に材料棒を囲むかたちで絶縁物の
おおいを設け、このおおいに１つまたは複数個の
穴を設けて、蒸発した物質の輸送方向を制限す
る。これによつて、蒸着基板にのみ蒸着を行い、
他の不用な部分への蒸発した物質の付着をさける
ことが出来る。このおおいと材料棒との間げきを
繰込みが可能な程度（普通３〜10mm）に狭くして
おくと、このおおいと材料棒とで閉じた空間がつ
くられている。この空間が、高周波コイルの励起
範囲に入るようにしておくことにより、おおい内
壁に付着した蒸着材料は、高周波によつて加熱さ
れ、再び蒸発し、やがて、おおいに設けられた穴
から基板の方へ飛んで行くおおいは絶縁体である
のでおおい自体は加熱されないため、内壁への材
料の付着がはげしく、高周波加熱による再蒸発が
充分起り得ない場合がある。これは特に、蒸発物
質輸送用の穴の付近で問題となる。すなわち穴の
目づまりをひきおこす。この場合には、おおいに
接して導電性板、あるいはメツシユなどを設け、
その加熱により、おおいを加熱し、内壁への蒸着
材料の付着をさけることが肝要となる。さらにお
おいの少くとも一部を透明な材料にすることによ
つて蒸着材料の先端部分の加熱、溶融状態を監視
する。
以下、本発明を実施例によつて説明する。
第１図は本発明の一実施例としての分子線蒸着
装置の概略説明図である。
装置の概略説明図である。
蒸着源としてのシリコンロツド５は冷却パイプ
（冷却ジヤケツトとも別称）に挿入され、材料保
持用の棒１５およびベロー１２によつて真空容器
（槽）１の外部から出し入れできるようになつて
いる。蒸着する場合は10-6〜10-12Torrの真空雰
囲気を作り出す。
（冷却ジヤケツトとも別称）に挿入され、材料保
持用の棒１５およびベロー１２によつて真空容器
（槽）１の外部から出し入れできるようになつて
いる。蒸着する場合は10-6〜10-12Torrの真空雰
囲気を作り出す。
上記超高真空容器１内におかれた基板２に、高
周波電源３によつて励起されたコイル４内に一端
を挿入したSi棒５の先端６を、高周波によつて加
熱し溶融して、表面張力によつて偏平な半球状に
なつた部分から出たSi分子線を溶融石英製のおお
い７にあけられた穴からビーム状８に取出して照
射する。
周波電源３によつて励起されたコイル４内に一端
を挿入したSi棒５の先端６を、高周波によつて加
熱し溶融して、表面張力によつて偏平な半球状に
なつた部分から出たSi分子線を溶融石英製のおお
い７にあけられた穴からビーム状８に取出して照
射する。
上記シリコンロツド５の先端部分（表面部分）
が溶融状態に保たれSiの分子線を発生する。この
分子線によつて所定の基板２上に半導体薄膜が１
〜100Å／秒でエピタキシー成長される。
が溶融状態に保たれSiの分子線を発生する。この
分子線によつて所定の基板２上に半導体薄膜が１
〜100Å／秒でエピタキシー成長される。
上記分子線の量は、分子線モニター９によつて
モニターされ、フイードバツク機構１０を通じて
駆動機構１１によつてシリコンロツド５の位置を
制御して分子線強度が一定に保たれる。
モニターされ、フイードバツク機構１０を通じて
駆動機構１１によつてシリコンロツド５の位置を
制御して分子線強度が一定に保たれる。
なお、おおい７の穴の付近はSiの付着をさける
目的で温度を高くたもつため金属板１３を取りつ
けてある。
目的で温度を高くたもつため金属板１３を取りつ
けてある。
本実施例では、上記モニター９は質量分析器が
用いられる。いま半導体材料が水冷パイプの上部
に外み出していないものとすると、電子線の照射
が充分でなく蒸着量が少なく、又、蒸着膜の膜質
も満足すべきエピタキシー状態から外れる。この
状況を上記分析器が検知し、電気信号を通じて上
記フイードバツク機構に基準蒸着量との間に差が
あることが伝達される。そして、上記差分に対応
して、上記ロツド５が上部へ引き上げられるべき
との信号が上記駆動機構１１に伝達される。この
駆動機構は普通サーボモータと歯車が組み合わさ
れ、回転力により徐々に上記棒１５が押し上げら
れる。棒１５が押し上げられると当然シリコンロ
ツド５も押し上げられ、適正に電子線の照射が行
なわれ、所定の蒸着量で蒸着され、均質な膜質の
シリコンエピタキシー膜が得られる。この様に、
上記ロツド５の位置制御は、全く真空容器から独
立になされるので、真空度が損われることがな
い。
用いられる。いま半導体材料が水冷パイプの上部
に外み出していないものとすると、電子線の照射
が充分でなく蒸着量が少なく、又、蒸着膜の膜質
も満足すべきエピタキシー状態から外れる。この
状況を上記分析器が検知し、電気信号を通じて上
記フイードバツク機構に基準蒸着量との間に差が
あることが伝達される。そして、上記差分に対応
して、上記ロツド５が上部へ引き上げられるべき
との信号が上記駆動機構１１に伝達される。この
駆動機構は普通サーボモータと歯車が組み合わさ
れ、回転力により徐々に上記棒１５が押し上げら
れる。棒１５が押し上げられると当然シリコンロ
ツド５も押し上げられ、適正に電子線の照射が行
なわれ、所定の蒸着量で蒸着され、均質な膜質の
シリコンエピタキシー膜が得られる。この様に、
上記ロツド５の位置制御は、全く真空容器から独
立になされるので、真空度が損われることがな
い。
上記モニター９にイオンゲージを用いた場合、
および、予じめ用意した基板上に形成された蒸着
被膜を連続もしくは非連続に測定するモニター装
置を用いた場合も全く同様であつた。前者イオン
ゲージではイオン電流を測定することにより蒸着
速度が検出される。また、後者の被膜の測定には
光干渉による膜厚の測定や膜の電気抵抗の測定が
ある。この様に、蒸着源からの分子線の強度を一
定に保つことにより、均質な分子線蒸着膜が得ら
れるものである。
および、予じめ用意した基板上に形成された蒸着
被膜を連続もしくは非連続に測定するモニター装
置を用いた場合も全く同様であつた。前者イオン
ゲージではイオン電流を測定することにより蒸着
速度が検出される。また、後者の被膜の測定には
光干渉による膜厚の測定や膜の電気抵抗の測定が
ある。この様に、蒸着源からの分子線の強度を一
定に保つことにより、均質な分子線蒸着膜が得ら
れるものである。
本実施例によれば、(1)一度の原料装填で得られ
る総分子線量が従来型電子銃の場合に較べて、は
るかに多い。従来型では25μｍ厚さの成長が限
界、すなわち1μｍ成長するとしてウエハー25枚
が限度であつたのに対して、本実施例ではその10
倍以上の250〜300枚もの分子線蒸着が可能となつ
た。(2)原料棒の位置の自動調節により、分子線強
度を原料残量の多少に拘わりなく一定に保つこと
ができ、膜質の均一化が得られた。
る総分子線量が従来型電子銃の場合に較べて、は
るかに多い。従来型では25μｍ厚さの成長が限
界、すなわち1μｍ成長するとしてウエハー25枚
が限度であつたのに対して、本実施例ではその10
倍以上の250〜300枚もの分子線蒸着が可能となつ
た。(2)原料棒の位置の自動調節により、分子線強
度を原料残量の多少に拘わりなく一定に保つこと
ができ、膜質の均一化が得られた。
本発明の実施例では、シリコン材料のみについ
て述べたが、表記された以外の他の半導体材料絶
縁材料もしくは金属材料を蒸着源とするものには
本発明が適用されることは云うまでもなかろう。
また、本実施例においては蒸着源の頭部が溶融さ
れている場合について述べたが、蒸着源が水平に
位置せしめて原料棒の特定の部分を溶融する場合
も全く同様に適用できることは当業者であれば容
易に理解されよう。
て述べたが、表記された以外の他の半導体材料絶
縁材料もしくは金属材料を蒸着源とするものには
本発明が適用されることは云うまでもなかろう。
また、本実施例においては蒸着源の頭部が溶融さ
れている場合について述べたが、蒸着源が水平に
位置せしめて原料棒の特定の部分を溶融する場合
も全く同様に適用できることは当業者であれば容
易に理解されよう。
以上詳述したように、本発明は蒸着源を高周波
加熱手段で加熱し、蒸着源の溶融位置を調節する
装置を真空容器外部に設けることにより、均質な
膜質の大量の蒸着試料を提供できる点工業的利益
大なるものである。
加熱手段で加熱し、蒸着源の溶融位置を調節する
装置を真空容器外部に設けることにより、均質な
膜質の大量の蒸着試料を提供できる点工業的利益
大なるものである。
第１図は本発明の一実施例としての分子線蒸着
装置の概略説明図である。 １……真空容器、２……基板、３……高周波電
源、４……コイル、５……Si棒、６……先端、７
……覆い、８……ビーム、９……分子線モニタ
ー、１０……制御装置、１１……駆動装置、１２
……ベローズ、１３……金属板、１４……窓、１
５……棒。
装置の概略説明図である。 １……真空容器、２……基板、３……高周波電
源、４……コイル、５……Si棒、６……先端、７
……覆い、８……ビーム、９……分子線モニタ
ー、１０……制御装置、１１……駆動装置、１２
……ベローズ、１３……金属板、１４……窓、１
５……棒。
Claims (1)
- １ 真空容器と、該容器内に設けられた蒸着源
と、該蒸着源の保持治具と、上記蒸着源の位置検
出装置と、上記真空容器の外部に設けられ、上記
検出装置と上記保持治具とを連動させる装置と、
上記蒸着源の先端部を加熱する高周波加熱手段と
を少なくとも有することを特徴とする分子線蒸着
装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24063784A JPH0238559B2 (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Bunshisenjochakusochi |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP24063784A JPH0238559B2 (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Bunshisenjochakusochi |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60116767A JPS60116767A (ja) | 1985-06-24 |
| JPH0238559B2 true JPH0238559B2 (ja) | 1990-08-30 |
Family
ID=17062458
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP24063784A Expired - Lifetime JPH0238559B2 (ja) | 1984-11-16 | 1984-11-16 | Bunshisenjochakusochi |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0238559B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| ATE326555T1 (de) * | 2002-07-19 | 2006-06-15 | Lg Electronics Inc | Quelle zur thermischen pvd-beschichtung für organische elektrolumineszente schichten |
-
1984
- 1984-11-16 JP JP24063784A patent/JPH0238559B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS60116767A (ja) | 1985-06-24 |
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