JPH0665465U - 蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ルツボ内の蒸着物質を気化させて基板等に蒸
着を行う場合に、ルツボのシャッタを開閉させてもシャ
ッタ下部に付着した蒸着物質がルツボ内に落下しないよ
うにする。 【構成】 基板３に成膜を行うためには、ルツボ６をヒ
ータ９により所定の温度まで高め、蒸着物質が気化し安
定した状態でシャッタ４を開き、基板３に蒸着を行う。
しかし、蒸着開始前にはシャッタ４が閉じているので、
このシャッタ４に蒸着物が付着するが、シャッタ４は高
熱伝導材１１を介して液体窒素シュラウド７により冷却
されるのでシャッタ４に付着した蒸着物は凝固し、シャ
ッタ４の裏面に堆積する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、半導体製造等に利用される蒸着装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】

一般に、蒸着装置は、真空チャンバ内で蒸発源からの蒸発粒子を例えば基板等 の試料表面に照射して、基板表面に順次単原子層を蒸着させてゆくことによって 蒸着薄膜を形成するように構成されている。ここで、この種の装置において、所 定の数の単原子層を精密に成長させる方法としては、あらかじめ単位時間当たり の蒸発粒子の量を測定しておき、単原子層を形成するための蒸発粒子の基板表面 への照射時間を設定し、その設定時間に基づいて例えばシャッタを開閉すること により、蒸発粒子の基板表面への照射量を制御する方法が採られている。

【０００３】 従来の蒸着装置は、例えば、図２に示すように成膜を行う基板２３等を保持す るためのホルダ２２と、このホルダ２２を回転させるためのホルダ用駆動部２１ と、中に蒸着物質が収容され２重壁構造となっているルツボ２６と、このルツボ ２６の周囲を加熱し、蒸着物質を気化させて、蒸発粒子とするためのヒータ２９ と、蒸発粒子が、基板２３のほうへ向かわないようにするためのシャッタ２４と 、シャッタ２４を開閉するためのシャッタ用駆動部２５等から構成されている。

【０００４】 また、蒸着装置の中には高真空度を保つために、蒸着装置内で発生する不純物 ガス、例えば酸素、一酸化炭素、水蒸気等を吸着させるための液体窒素２８が入 った液体窒素シュラウド２７がルツボ２６の周囲に配置されており、必要に応じ て液体窒素を補充できるようになっている。

【０００５】 この液体窒素自体の温度は極めて低いので、上記の酸素、一酸化炭素、水蒸気 等の真空雰囲気中の不純物ガスは冷却され、液体窒素シュラウド２７の壁面に凝 固して堆積されるために蒸着装置内の高真空度を維持することができる。

【０００６】 そして、精密な単原子層を形成するためには、蒸発粒子の量の時間的な変動が 生じないように、ルツボ２６が所定温度になるまでルツボ２６は加熱状態のまま 維持されるとともに、シャッタ２４を閉じた状態で保持し、ルツボ２６が所定温 度になればシャッタ２４を開き基板に蒸着を開始する。基板への蒸着が終了すれ ばシャッタ２４を閉じる。

【０００７】 上述の蒸着開始前においてシャッタ２４を閉じた状態で保持している間、シャ ッタ２４の下部にはルツボ２６からの蒸着物が付着する。

【０００８】

【考案が解決しようとする課題】

ところで、シャッタ下部はルツボを加熱するヒータの輻射熱でかなり高温にな っているので、蒸着物が低融点の場合、シャッタ下部に付着した蒸着物がこの輻 射熱で液化し、シャッタ駆動時、その振動でルツボ内に落下することがある。

【０００９】 一方、真空雰囲気中の不純物ガスは液体窒素シュラウドにより完全には吸着さ れないので、シャッタに付着した蒸着物は真空雰囲気中の不純物ガスによって汚 染されており、この液化した蒸着物がルツボ内に落下し、再び蒸発粒子として基 板の蒸着に用いられた場合には、蒸着後の膜質を劣化させることになる。

【００１０】 また、蒸着装置内は高真空状態にあり、基板の成膜ごとにシャッタの清掃を行 うと、大気中にさらすことになり、再度成膜を行うためには時間をかけて高真空 状態にすることが必要であるので、シャッタ下部に付着し、液化した蒸着物のル ツボ内への落下を防ぐ有効な手段がなかった。

【００１１】 本考案は、上記課題を解決するために創案されたものであり、基板に蒸着を行 うためにルツボのシャッタを開閉させても、シャッタ下部に付着した蒸着物質が ルツボ内に落下するのを防止することができる蒸着装置を提供することを目的と する。

【００１２】

【課題を解決するための手段】

上記目的を達成するために、本考案の蒸着装置は、蒸着物質が蒸着される基板 を保持するホルダと、蒸着物質を収容するルツボと、前記ルツボからの蒸着物質 を遮蔽するシャッタと、不純物ガスを吸着するための液体窒素シュラウドとを備 えた蒸着装置において、前記シャッタと液体窒素シュラウドとの間を熱伝導性の 高い材料で接続したことを特徴としている。

【００１３】

【作用】

本考案の蒸着装置は、蒸着物質の蒸発粒子を遮蔽しておくためのシャッタと真 空雰囲気中の不純物ガスを吸着させるための液体窒素シュラウドとが熱伝導性の 高い材料で接続されているので、シャッタ自体がかなり低温まで冷却されること となる。したがって、シャッタに付着した蒸着物質の蒸発粒子が液化することが なく、凝固して固体となりシャッタ下部に蓄積される。

【００１４】

【実施例】

本考案の実施例を、以下、図１に基づいて説明する。図１に示すように、本考 案の蒸着装置は、蒸着物質を収容するためのルツボ６と、このルツボ６を加熱し 、蒸着物質を気化させるためのヒータ９と、ルツボ６からの蒸着物質の蒸発粒子 を遮蔽するためのシャッタ４と、このシャッタ４を開閉制御するためのシャッタ 用駆動部５と、蒸着を行う基板３を保持するホルダ２と、このホルダ２を回転制 御するためのホルダ用駆動部１と、高真空度を保つために、蒸着装置内で発生す る不純物ガスを吸着させるための液体窒素８が入れられた液体窒素シュラウド７ 等から構成されている。

【００１５】 またシャッタ４と液体窒素シュラウド７間は銅の編み上げ線等の熱伝導度が高 く、フレキシビリティが高い高熱伝導材１１で接続され、この高熱伝導材１１は シャッタ４及び液体窒素シュラウド７の壁面にネジ等で固定されている。

【００１６】 さらにルツボ６は２重壁構造となっており、ヒータ９の熱が逃げないようにヒ ータ９はルツボ６の２重壁間に配置されている。

【００１７】 ルツボ６内には蒸着物質としてガリウムが収容されており、これを気化し蒸発 粒子とするためには、ルツボ温度を９００℃に上昇させる必要があり、ヒータ９ により温度上昇を行わせる。

【００１８】 しかし、基板３に蒸着させる膜厚はあらかじめ定められた厚さにしなければな らないので、ルツボ温度を９００℃に高め、いつでもガリウム粒子が飛び出せる 状態にした後、シャッタ４を開き基板に対して蒸着を開始する。

【００１９】 基板上に均一な膜厚を形成するために、ホルダ用駆動部１の制御によりホルダ ２を回転させながら蒸着を行い、一定時間経過後シャッタ４を閉じて成膜を終了 する。

【００２０】 ところで、上述のルツボ温度を９００℃に維持し、シャッタ４を閉じている間 にもガリウムは気化し、蒸発粒子となりシャッタ４の方へ飛来してくるので、シ ャッタ４の下部（ルツボ側）にはガリウムの蒸発粒子が付着する。

【００２１】 しかし、液体窒素シュラウド７とシャッタ４とは、熱伝導度が高く、フレキシ ビリティが高い高熱伝導材１１で接続されているので、シャッタ４から約−２０ ０℃位に冷却された液体窒素シュラウド７側に熱が拡散してゆき、シャッタ４は 約−３０℃〜−４０℃位の低温まで冷却される。

【００２２】 一方、ガリウムの融点は約３０℃であるので、シャッタ４が上記温度になって いれば、シャッタの付着物であるガリウムを凝固させることができる。固体にな った付着物は、かなりの厚さ（約０．５ミリ位）になるまでは、シャッタ４から ルツボ６へ落下する可能性はほとんどない。

【００２３】 また、シャッタ４は約−３０℃〜−４０℃位の低温まで冷却されるので、蒸着 物質としてガリウムだけでなく他のほとんどの物質を蒸着物質として使用しても 同様な効果が得られる。

【００２４】 以上の実施例では、液体窒素シュラウドとシャッタとを接続する材料として銅 を使用しているが、銅はガリウムに対して腐食されやすいので、銅の編み上げ線 の表面を銀等でメッキしたものを用いて耐腐食性を高めるようにしても良い。

【００２５】

【考案の効果】

以上説明したように、本考案の蒸着装置はシャッタと液体窒素シュラウド間を 熱伝導度が高く、フレキシビリティが高い材料で接続しているので、シャッタを 冷却することができ、シャッタに付着した蒸着物質を凝固させるので、シャッタ を開閉させてもシャッタ下部に付着した蒸着物質がルツボ内に落下しない。

【００２６】 また、液体窒素シュラウドの冷却効果を利用しているのでシャッタを冷却する ための冷却システムは特に不要であり、簡単な構造で付着物の落下を防止するこ とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の蒸着装置の一実施例を示す図である。

【図２】従来の蒸着装置を示す図である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 蒸着物質が蒸着される基板を保持するホ
   ルダと、蒸着物質を収容するルツボと、前記ルツボから
   の蒸着物質を遮蔽するシャッタと、不純物ガスを吸着す
   るための液体窒素シュラウドとを備えた蒸着装置におい
   て、前記シャッタと液体窒素シュラウドとの間を熱伝導
   性の高い材料で接続したことを特徴とする蒸着装置。