JPH08181072A - 膜厚均等化装置 - Google Patents
膜厚均等化装置Info
- Publication number
- JPH08181072A JPH08181072A JP32265394A JP32265394A JPH08181072A JP H08181072 A JPH08181072 A JP H08181072A JP 32265394 A JP32265394 A JP 32265394A JP 32265394 A JP32265394 A JP 32265394A JP H08181072 A JPH08181072 A JP H08181072A
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- JP
- Japan
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- substrate
- film thickness
- mask
- substrate holder
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- ing And Chemical Polishing (AREA)
- Drying Of Semiconductors (AREA)
- Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】大口径の基板上に、物理的蒸着によって広い面
積にわたり均一な厚さの薄膜を堆積する装置及び、１次
ビームの効果のみによってエッチングする場合、広い面
積にわたり同じ深さだけエッチングできる装置を提供す
る。 【構成】原料供給源４からの１次ビームとしての原子・
分子・イオン等の到達量が基板３のどの場所でも、ある
一定の時間内の総量としては一致するように、１次ビー
ムの一部を遮ることができるように中心からの見込み角
を定めたマスク５を設ける。
積にわたり均一な厚さの薄膜を堆積する装置及び、１次
ビームの効果のみによってエッチングする場合、広い面
積にわたり同じ深さだけエッチングできる装置を提供す
る。 【構成】原料供給源４からの１次ビームとしての原子・
分子・イオン等の到達量が基板３のどの場所でも、ある
一定の時間内の総量としては一致するように、１次ビー
ムの一部を遮ることができるように中心からの見込み角
を定めたマスク５を設ける。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は膜厚均等化装置に関し、
特に膜厚均等化用のマスクを有する薄膜形成装置及びエ
ッチング装置に関する。
特に膜厚均等化用のマスクを有する薄膜形成装置及びエ
ッチング装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】分子線エピタキシー法や真空蒸着など
の、点状の原料供給源からの１次ビームの到達量によっ
てのみ膜厚が決まる物理的蒸着において、大口径の基板
試料上に薄膜を堆積したり、あるいは１次ビームの効果
のみによって大口径の基板をエッチングしたりする場
合、１次ビームの分布が不均一なために基板面内で堆積
量やエッチング量に不均一が生じていた。そこで、基板
を回転することにより、１次ビーム照射量を基板面内で
なるべく平均化させ、堆積量やエッチング量の面内分布
のばらつきを減らす技術が開発されてきた。
の、点状の原料供給源からの１次ビームの到達量によっ
てのみ膜厚が決まる物理的蒸着において、大口径の基板
試料上に薄膜を堆積したり、あるいは１次ビームの効果
のみによって大口径の基板をエッチングしたりする場
合、１次ビームの分布が不均一なために基板面内で堆積
量やエッチング量に不均一が生じていた。そこで、基板
を回転することにより、１次ビーム照射量を基板面内で
なるべく平均化させ、堆積量やエッチング量の面内分布
のばらつきを減らす技術が開発されてきた。
【０００３】しかしながら、この方法では、基板の回転
の中心から同じ半径のところでは堆積量やエッチング量
は、均一になるものの、中心から外側に向かう直線に沿
った方向への不均一な分布を完全になくすことはできな
い。
の中心から同じ半径のところでは堆積量やエッチング量
は、均一になるものの、中心から外側に向かう直線に沿
った方向への不均一な分布を完全になくすことはできな
い。
【０００４】また、この基板面上での分布をさらに平均
化するために、２次ビームを用いたり、又特開平５−５
１７４６号公報に記載されているように、基板と同心円
状の複数の穴を有するマスクを用いて擬似的に原料供給
源を複数にする方法もある。
化するために、２次ビームを用いたり、又特開平５−５
１７４６号公報に記載されているように、基板と同心円
状の複数の穴を有するマスクを用いて擬似的に原料供給
源を複数にする方法もある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、基板面
上での分布をさらに平均化するための、２次ビームを用
いたり、マスクを用いて擬似的に原料供給源を複数にす
る従来技術では、複数の原料供給源からの和が堆積膜厚
やエッチング膜厚を支配する。そのため、堆積膜厚やエ
ッチング膜厚を均一化するためには、試行錯誤的に装置
を設計せねばならないという問題点があった。また、蒸
気圧が低かったり、マスク上で堆積が起きて２次ビーム
が発生しにくいものについては従来法では対応できなか
った。
上での分布をさらに平均化するための、２次ビームを用
いたり、マスクを用いて擬似的に原料供給源を複数にす
る従来技術では、複数の原料供給源からの和が堆積膜厚
やエッチング膜厚を支配する。そのため、堆積膜厚やエ
ッチング膜厚を均一化するためには、試行錯誤的に装置
を設計せねばならないという問題点があった。また、蒸
気圧が低かったり、マスク上で堆積が起きて２次ビーム
が発生しにくいものについては従来法では対応できなか
った。
【０００６】本発明の第１の目的は、蒸気圧が低かった
り、マスク上で堆積が起きてしまうなど、１次ビームし
か使えないような原料を使用する場合に、基板の面内回
転によってもなお残ってしまう１次ビームの面内照射量
の不均一な分布を低減し、何度も試行錯誤的な操作を行
うことなく簡便に設計できるマスクを用いて、堆積する
膜厚を均等化するための膜厚均等化装置を提供すること
にある。
り、マスク上で堆積が起きてしまうなど、１次ビームし
か使えないような原料を使用する場合に、基板の面内回
転によってもなお残ってしまう１次ビームの面内照射量
の不均一な分布を低減し、何度も試行錯誤的な操作を行
うことなく簡便に設計できるマスクを用いて、堆積する
膜厚を均等化するための膜厚均等化装置を提供すること
にある。
【０００７】本発明の第２の目的は、１次ビームの衝突
作用によってのみ試料をエッチングする場合に、基板の
面内回転によってもなお残ってしまう１次ビームの面内
照射量の不均一な分布を低減し、何度も試行錯誤的な操
作を行うことなく簡便に設計できるマスクを用いて、削
る膜厚を均等化するための膜厚均等化装置を提供するこ
とにある。
作用によってのみ試料をエッチングする場合に、基板の
面内回転によってもなお残ってしまう１次ビームの面内
照射量の不均一な分布を低減し、何度も試行錯誤的な操
作を行うことなく簡便に設計できるマスクを用いて、削
る膜厚を均等化するための膜厚均等化装置を提供するこ
とにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】第１の発明の膜厚均等化
装置は、真空容器内に設けられ試料の基板を保持する回
転可能な基板ホルダーと、この基板ホルダーの上方に設
けられた膜形成用の点状の原料供給源と、前記基板ホル
ダー上に設けられ前記基板の回転中心から端部にわたる
一連の細長い領域を覆う堆積膜厚均等化用のマスクとを
含むことを特徴とするものである。
装置は、真空容器内に設けられ試料の基板を保持する回
転可能な基板ホルダーと、この基板ホルダーの上方に設
けられた膜形成用の点状の原料供給源と、前記基板ホル
ダー上に設けられ前記基板の回転中心から端部にわたる
一連の細長い領域を覆う堆積膜厚均等化用のマスクとを
含むことを特徴とするものである。
【０００９】第２の発明の膜厚均等化装置は、真空容器
内に設けられ試料の基板を保持する回転可能な基板ホル
ダーと、この基板ホルダーの上方に設けられたエッチン
グ用の点状の原料供給源と、前記基板ホルダー上に設け
られ前記基板の回転中心から端部にわたる一連の細長い
領域を覆うエッチング膜厚均等化用のマスクとを含むこ
とを特徴とするものである。
内に設けられ試料の基板を保持する回転可能な基板ホル
ダーと、この基板ホルダーの上方に設けられたエッチン
グ用の点状の原料供給源と、前記基板ホルダー上に設け
られ前記基板の回転中心から端部にわたる一連の細長い
領域を覆うエッチング膜厚均等化用のマスクとを含むこ
とを特徴とするものである。
【００１０】
【作用】分子線エピタキシー法や真空蒸着などの、点状
の原料供給源からの１次ビームの到達量によってのみ膜
厚が決まる物理的蒸着では、基板試料の面内回転を行う
と膜厚は回転中心に対して同心円状になる。そこで、一
度そのような半径方向に分布を持つような膜を堆積して
から、膜厚分布を測定し、各半径位置のところの膜厚が
最低膜厚に対してどれだけ大きいかに対応して、最低膜
厚のところに対しどれだけ多くマスクされなければない
かが決まる。例えば、マスクがない場合の半径ｒのとこ
ろの膜厚をｔとした場合、最低膜厚Ｔのところの半径が
Ｒならば、このＲのところのマスク部分の回転中心に対
する見込み角をθ0 として最初に定めてやれば、他の半
径ｒのところのマスク部分の見込み角θ（ｒ）は次の
（１）式で与えられるものに決定される。
の原料供給源からの１次ビームの到達量によってのみ膜
厚が決まる物理的蒸着では、基板試料の面内回転を行う
と膜厚は回転中心に対して同心円状になる。そこで、一
度そのような半径方向に分布を持つような膜を堆積して
から、膜厚分布を測定し、各半径位置のところの膜厚が
最低膜厚に対してどれだけ大きいかに対応して、最低膜
厚のところに対しどれだけ多くマスクされなければない
かが決まる。例えば、マスクがない場合の半径ｒのとこ
ろの膜厚をｔとした場合、最低膜厚Ｔのところの半径が
Ｒならば、このＲのところのマスク部分の回転中心に対
する見込み角をθ0 として最初に定めてやれば、他の半
径ｒのところのマスク部分の見込み角θ（ｒ）は次の
（１）式で与えられるものに決定される。
【００１１】 θ（ｒ）＝θ0 ＋（３６０−θ0 ）・（ｔ−Ｔ）／ｔ…（１） このように、望みの半径の場所で基板を遮る部分の回転
中心に対する見込み角θを設計する。このマスクを基板
の直上に設置し、回転の中心からの距離に応じて１次ビ
ームから基板を遮る面積が異なるようにすれば、面内回
転速度を一定に保って一回転した場合、中心からどの距
離にあっても１次ビーム粒子の到達総量がどの場所でも
等しくなる。従って、原料を供給している時間は回転速
度を一定に保ち、しかも整数回の回転を行うことによ
り、面内での堆積膜厚を均等にすることができる。ま
た、厚い膜を成膜する場合には、回転数を正確に整数回
にしなくても膜厚の誤差は、一回転分の成膜速度以下の
精度に押さえることができる。
中心に対する見込み角θを設計する。このマスクを基板
の直上に設置し、回転の中心からの距離に応じて１次ビ
ームから基板を遮る面積が異なるようにすれば、面内回
転速度を一定に保って一回転した場合、中心からどの距
離にあっても１次ビーム粒子の到達総量がどの場所でも
等しくなる。従って、原料を供給している時間は回転速
度を一定に保ち、しかも整数回の回転を行うことによ
り、面内での堆積膜厚を均等にすることができる。ま
た、厚い膜を成膜する場合には、回転数を正確に整数回
にしなくても膜厚の誤差は、一回転分の成膜速度以下の
精度に押さえることができる。
【００１２】１次ビームのみを用いるエッチングの場合
も削れた膜厚に関して考察すれば全く同様にマスクを設
計することができる。
も削れた膜厚に関して考察すれば全く同様にマスクを設
計することができる。
【００１３】
【実施例】次に、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の第１の実施例の構成図、図
２は実施例に用いるマスクの形成方法を説明する為のマ
スクの上面図である。以下薄膜形成装置の場合について
説明する。
て説明する。図１は本発明の第１の実施例の構成図、図
２は実施例に用いるマスクの形成方法を説明する為のマ
スクの上面図である。以下薄膜形成装置の場合について
説明する。
【００１４】図１を参照すると薄膜形成装置は、真空容
器１と、この容器内に設けられモータ等の回転手段によ
り回転可能な基板ホルダー２と、この基板ホルダー２の
上方に設けられた膜形成用の点状の原料供給源４と、基
板ホルダー２に保持されるウェーハ等の基板３の回転中
心１０から端部にわたる一連の領域を覆うように設けら
れた堆積膜厚均等化用のマスク５とから主に構成されて
いる。尚図１において６はベローズである。
器１と、この容器内に設けられモータ等の回転手段によ
り回転可能な基板ホルダー２と、この基板ホルダー２の
上方に設けられた膜形成用の点状の原料供給源４と、基
板ホルダー２に保持されるウェーハ等の基板３の回転中
心１０から端部にわたる一連の領域を覆うように設けら
れた堆積膜厚均等化用のマスク５とから主に構成されて
いる。尚図１において６はベローズである。
【００１５】真空容器１の中の点状の原料供給源４から
出た１次ビームは、直進して面内方向に回転している基
板３に入射して成膜する。このとき、膜厚均等化のため
のマスク５がなけらば、回転の中心部の膜厚は２μｍで
あったが、中心部から遠ざかるにつれて膜厚は減少し、
中心部から２５ｍｍ離れた端部での膜厚は１．９５μｍ
となって、約３％の差が存在した。そこで、（１）式の
パラメーターとしてＲ＝２５ｍｍ、Ｔ＝１．９５μｍ、
θ0 ＝１０°の各値を用いて設計し、図２に示すよう
に、ｒを変えて回転中心付近では回転中心１０を見込む
角が１９．０°であり、中心１０から遠ざかるにつれて
１０°に近づくようなマスク５を厚さ約０．５ｍｍのモ
リブデン板を用いて製作した。これを、図１に示したベ
ローズ付属の可動式マスク５として用いレーザー光を用
いて基板の回転中心１０との正確なアライメントがとれ
るところまで移動させて固定した。その後、基板３を回
転しながら成膜することにより、膜厚の差を０．５％未
満に抑えることができるようになった。また、ロードロ
ック機構を用いれば、マスクの交換も比較的容易である
が、厚さ１μｍの成膜を少なくとも３０回行っても性能
は失われなかった。尚、マスクの材料としては耐熱性が
あり、成膜に悪影響を与えないものであれば（例えばＴ
ａ）よい。
出た１次ビームは、直進して面内方向に回転している基
板３に入射して成膜する。このとき、膜厚均等化のため
のマスク５がなけらば、回転の中心部の膜厚は２μｍで
あったが、中心部から遠ざかるにつれて膜厚は減少し、
中心部から２５ｍｍ離れた端部での膜厚は１．９５μｍ
となって、約３％の差が存在した。そこで、（１）式の
パラメーターとしてＲ＝２５ｍｍ、Ｔ＝１．９５μｍ、
θ0 ＝１０°の各値を用いて設計し、図２に示すよう
に、ｒを変えて回転中心付近では回転中心１０を見込む
角が１９．０°であり、中心１０から遠ざかるにつれて
１０°に近づくようなマスク５を厚さ約０．５ｍｍのモ
リブデン板を用いて製作した。これを、図１に示したベ
ローズ付属の可動式マスク５として用いレーザー光を用
いて基板の回転中心１０との正確なアライメントがとれ
るところまで移動させて固定した。その後、基板３を回
転しながら成膜することにより、膜厚の差を０．５％未
満に抑えることができるようになった。また、ロードロ
ック機構を用いれば、マスクの交換も比較的容易である
が、厚さ１μｍの成膜を少なくとも３０回行っても性能
は失われなかった。尚、マスクの材料としては耐熱性が
あり、成膜に悪影響を与えないものであれば（例えばＴ
ａ）よい。
【００１６】上記第１の実施例においてはマスク５を薄
膜形成装置に用いた場合について説明したが、第２の実
施例としてはこのマスク５をエッチング装置に用いるも
のであり、その構成は図１と同様である。この場合原料
供給源４からのエッチング用のガスは、エッチング膜厚
均等化用のマスク５により基板３上を均等に照射する
為、被エッチング材は均等にエッチングされる。
膜形成装置に用いた場合について説明したが、第２の実
施例としてはこのマスク５をエッチング装置に用いるも
のであり、その構成は図１と同様である。この場合原料
供給源４からのエッチング用のガスは、エッチング膜厚
均等化用のマスク５により基板３上を均等に照射する
為、被エッチング材は均等にエッチングされる。
【００１７】
【発明の効果】以上説明したように、第１の発明によれ
ば、分子線エピタキシー法や真空蒸着などの、点状の原
料供給源からの１次ビームの到達量によってのみ膜厚が
決まる物理的蒸着において、大口径の基板試料上に薄膜
を堆積する場合、広い面積にわたり均一な厚さの薄膜を
堆積することができる。また第２の発明によれば、１次
ビームの効果のみによって大口径の基板をエッチングす
る場合、同じ深さだけエッチングしたりすることができ
るようになる。特にこれらの方法を用いれば、より大口
径の基板に対しても、広い面積に渡り均一な幅の量子井
戸構造などが作成できる。
ば、分子線エピタキシー法や真空蒸着などの、点状の原
料供給源からの１次ビームの到達量によってのみ膜厚が
決まる物理的蒸着において、大口径の基板試料上に薄膜
を堆積する場合、広い面積にわたり均一な厚さの薄膜を
堆積することができる。また第２の発明によれば、１次
ビームの効果のみによって大口径の基板をエッチングす
る場合、同じ深さだけエッチングしたりすることができ
るようになる。特にこれらの方法を用いれば、より大口
径の基板に対しても、広い面積に渡り均一な幅の量子井
戸構造などが作成できる。
【図１】本発明の第１の実施例の薄膜形成装置の構成
図。
図。
【図２】実施例に用いるマスクの形成方法を説明する為
のマスクの上面図。
のマスクの上面図。
１ 真空容器 ２ 基板ホルダー ３ 基板 ４ 原料供給源 ５ マスク ６ ベローズ １０ 回転中心
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 21/3065
Claims (2)
- 【請求項１】 真空容器内に設けられ試料の基板を保持
する回転可能な基板ホルダーと、この基板ホルダーの上
方に設けられた膜形成用の点状の原料供給源と、前記基
板ホルダー上に設けられ前記基板の回転中心から端部に
わたる一連の細長い領域を覆う堆積膜厚均等化用のマス
クとを含むことを特徴とする膜厚均等化装置。 - 【請求項２】 真空容器内に設けられ試料の基板を保持
する回転可能な基板ホルダーと、この基板ホルダーの上
方に設けられたエッチング用の点状の原料供給源と、前
記基板ホルダー上に設けられ前記基板の回転中心から端
部にわたる一連の細長い領域を覆うエッチング膜厚均等
化用のマスクとを含むことを特徴とする膜厚均等化装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6322653A JP3014022B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 膜厚均等化装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6322653A JP3014022B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 膜厚均等化装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH08181072A true JPH08181072A (ja) | 1996-07-12 |
| JP3014022B2 JP3014022B2 (ja) | 2000-02-28 |
Family
ID=18146105
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6322653A Expired - Fee Related JP3014022B2 (ja) | 1994-12-26 | 1994-12-26 | 膜厚均等化装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3014022B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7863587B2 (en) | 2007-01-31 | 2011-01-04 | Hitachi Global Storage Technologies, Netherlands, B.V. | Symmetrical shaper for an ion beam deposition and etching apparatus |
| KR101439096B1 (ko) * | 2013-10-18 | 2014-09-12 | 주식회사 테스 | 기판처리방법 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05166235A (ja) * | 1991-12-11 | 1993-07-02 | Ricoh Co Ltd | 光磁気記録媒体製造装置 |
-
1994
- 1994-12-26 JP JP6322653A patent/JP3014022B2/ja not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH05166235A (ja) * | 1991-12-11 | 1993-07-02 | Ricoh Co Ltd | 光磁気記録媒体製造装置 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7863587B2 (en) | 2007-01-31 | 2011-01-04 | Hitachi Global Storage Technologies, Netherlands, B.V. | Symmetrical shaper for an ion beam deposition and etching apparatus |
| KR101439096B1 (ko) * | 2013-10-18 | 2014-09-12 | 주식회사 테스 | 기판처리방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP3014022B2 (ja) | 2000-02-28 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |