JPH04236771A - 真空蒸着方法及び真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は半導体基板上に電極用の
金属を真空蒸着する方法、及びそのための真空蒸着装置
に関する。

【０００２】近年、微細ゲート電極（例えばゲート長が
０．２μｍ）を有する化合物半導体装置が開発されてい
る（例えばＨＥＭＴ等）。微細ゲートの金属電極を形成
する技術として、リフトオフ法がある。これはレジスト
パターンを形成した基板上にレジスト膜より薄い金属膜
を蒸着した後、レジストを除去することにより、所望の
金属電極を得るものである。このような金属電極では、
膜質（特に界面の膜質）の良否がデバイス特性に影響を
与えるため、良好な膜質（特に界面の膜質）の金属膜を
被着することが必要である。

【０００３】

【従来の技術】半導体基板上に電極用の金属を真空蒸着
する方法、及びそのための真空蒸着装置の従来例を図２
を用いて説明する。図２は従来の真空蒸着装置の要部を
示す模式断面図である。尚、図中、図１と同じものには
同一の符号を付与した。

【０００４】先ず、従来の真空蒸着装置の一例を説明す
る。１は被蒸着物の基板、２は蒸着ソース、１１は真空
チャンバ、１２は基板ホルダ、１４は膜厚計、２３はシ
ャッタである。真空チャンバ１１は排気口１１ａ　を有
し、この排気口１１ａ　を介してターボ分子ポンプ、ク
ライオポンプ等の真空ポンプ（図示は省略）により高真
空に排気される。蒸着ソース２は抵抗加熱方式、電子ビ
ーム方式等の加熱手段（図示は省略）により加熱されて
蒸発する。膜厚計１４は蒸着速度と膜厚を表示する（水
晶膜厚計）。シャッタ２３は蒸着ソース２の上方近傍で
回動し、蒸着ソース２を遮蔽する。

【０００５】次に、この真空蒸着装置を用い、半導体基
板上に金属を蒸着する方法の従来例を説明する。先ず、
基板１を基板ホルダ１２に載置し、シャッタ２３を閉じ
た状態で真空チャンバ１１内を真空排気する。真空チャ
ンバ１１内が所定の真空度に到達した後、蒸着ソース２
を加熱してこれを溶かす。更に蒸着物質の温度を上げた
後シャッタ２３を開き、蒸着を開始する。膜厚計１４に
より膜厚を監視し、所定の膜厚に達した時点でシャッタ
２３を閉じ、ソース２の加熱を停止して蒸着を終了する
。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】このように、従来の真
空蒸着装置を用い、従来の製造方法により基板に金属を
蒸着する場合、蒸着ソース近傍のシャッタを開いた瞬間
に真空チャンバや基板ホルダ等が昇温して付着ガスを放
出し、真空チャンバ内の真空度が著しく低下した状態で
蒸着が開始される。又、この装置ではシャッタを開く前
には蒸着速度を真空チャンバ内の膜厚計でモニタリング
をすることが出来ないから、常に最適蒸着速度で蒸着を
開始出来るとは限らない。低真空での蒸着及び低い蒸着
速度での蒸着は、いずれも膜質を低下させる要因となる
。従って膜質（特に界面の膜質）が良好な金属膜を得難
い、という問題があった。

【０００７】本発明はこのような問題を解決して、半導
体基板上に良好な膜質の金属膜を得ることが可能な真空
蒸着方法及び真空蒸着装置を提供することを目的とする
。

【０００８】

【課題を解決するための手段】この目的は、本発明によ
れば、基板１下面の近傍で基板１下面を選択的に遮蔽す
るシャッタ１３を有する真空蒸着装置を使用し、先ずシ
ャッタ１３を閉じて基板１の下面を選択的に遮蔽した状
態で蒸着ソース２を加熱蒸発し、蒸着速度が所定値に達
した後にシャッタ１３を開いて基板１に金属を被着させ
ることで、達成される。

【０００９】

【作用】本発明では、シャッタで基板を選択的に遮蔽し
た状態で蒸着ソースを加熱して蒸着を開始する（予備蒸
着）と、周辺部材（真空チャンバ、基板ホルダ、シャッ
タ等）が昇温して付着ガスを放出し、真空チャンバ内の
真空度が低下するが、その後、表面が被覆され、放出さ
れたガスの排気と被覆物質のゲッタリング効果により高
真空を回復する。この段階でシャッタを開いて基板の蒸
着を開始すれば、この時の真空度低下は僅かであり（シ
ャッタによる遮蔽面積が小さいため）直ちに回復するか
ら、得られる蒸着膜の膜質は界面を含めて良好となる。

【００１０】又、本発明の真空蒸着装置のシャッタは蒸
着ソース近傍にはないから、予備蒸着の段階でも蒸着速
度を精確にモニタリング出来る。従って、所定の蒸着速
度に達したことを確認した後に半導体基板の蒸着を開始
すれば、得られる蒸着膜の膜質は界面を含めて良好とな
る。

【００１１】

【実施例】本発明に基づき半導体基板上に電極用の金属
を真空蒸着する方法、及びそのための真空蒸着装置の実
施例を図１を用いて説明する。図１は本発明の実施例の
真空蒸着装置の要部を示す模式断面図である。図中、１
は被蒸着物の基板、２は蒸着ソース、１１は真空チャン
バ、１２は基板ホルダ、１３はシャッタ、１４は膜厚計
である。

【００１２】先ず、本発明の実施例の真空蒸着装置を説
明する。真空チャンバ１１は排気口１１ａ　を有し、こ
の排気口１１ａ　を介してターボ分子ポンプ、クライオ
ポンプ等の真空ポンプ（図示は省略）により高真空に排
気される。 シャッタ１３は基板ホルダ１２の直下で回動して基板１
を選択的に遮蔽することが出来る。蒸着ソース２は抵抗
加熱方式、電子ビーム方式等の加熱手段（図示は省略）
により加熱されて蒸発する。膜厚計１４はシャッタ１３
より蒸着ソース２に近い位置に配設されており、蒸着速
度と膜厚を表示する（水晶膜厚計）。

【００１３】次に、この真空蒸着装置を用いた本発明の
真空蒸着方法の実施例を説明する。この例は、表面にパ
ターニングしたレジスト膜を有する半導体基板上に厚さ
０．５μｍのアルミニウム膜を蒸着した例である。

【００１４】基板１を基板ホルダ１２に載置し、シャッ
タ１３を閉じて基板１下面を遮蔽した状態で真空チャン
バ１１内を真空排気する。真空チャンバ１１内が到達真
空度（１×１０−７　Ｔｏｒｒ）に達した後、蒸着ソー
ス２（アルミニウム）を加熱して蒸着を開始する（即ち
予備蒸着）。この際、蒸着ソース２及び周囲部材からの
放出ガスのために真空度は低下するが、６×１０−６　
Ｔｏｒｒ　程度まで低下した後、回復に向かう。

【００１５】蒸着速度が所定値（４０Å／秒）に到達し
、真空度が２×１０−７　Ｔｏｒｒ　程度に回復した時
点でシャッタ１３を開き、基板１の蒸着を開始する。シ
ャッタ１３を開いた際、基板１からのガス放出のために
真空度が僅かに（３×１０−７　Ｔｏｒｒ　程度に）低
下するが、直ちに（約１秒後に）回復する。

【００１６】所定の膜厚に達した時点でシャッタ１３を
閉じ、蒸着ソース２の加熱を停止して蒸着を終了する。 このようにして得られたアルミニウム膜の膜質は、界面
を含めて良好であった。

【００１７】本発明は以上の実施例に限定されることな
く、更に種々変形して実施出来る。例えば、蒸着ソース
２が複数個の場合も、本発明は有効である。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
半導体基板上に良好な膜質の金属膜を得ることが可能な
真空蒸着方法及び真空蒸着装置を提供することが出来、
半導体装置の特性向上等に寄与する。

【図面の簡単な説明】

【図１】　　本発明の実施例の真空蒸着装置の要部を示
す模式断面図である。

【図２】　　従来の真空蒸着装置の要部を示す模式断面
図である。

【符号の説明】

１　　基板 ２　　蒸着ソース １１　　真空チャンバ １１ａ　排気口 １２　　基板ホルダ １３，　２３　　シャッタ １４　　膜厚計

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　シャッタ（１３）を閉じて基板（１）
   　下面を選択的に遮蔽した状態で蒸着ソース（２）　を
   加熱する工程と、その後に該シャッタ（１３）を開いて
   該基板（１）　に金属を被着させる工程とを有すること
   を特徴とする真空蒸着方法。
2. 【請求項２】　　蒸着速度が所定値に達した後に前記シ
   ャッタ（１３）を開いて前記基板（１）　に金属を被着
   させることを特徴とする請求項１記載の真空蒸着方法。
3. 【請求項３】　　基板（１）　下面の近傍で該基板（１
   ）　下面を選択的に遮蔽するシャッタ（１３）を有する
   ことを特徴とする真空蒸着装置。