JPS59590B2 - 抵抗加熱蒸着用ボ−ト - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は抵抗加熱蒸着において蒸着物を収容するボート
に関する。

周知のように、半導体装置、集積回路装置等の製造にお
いて、各物品にアルミニウム（１Ｕ）等の薄膜を形成す
るに際し、ボートの窪みに蒸着物（Ａｔ）を入れた後、
このボートに電流を流すことによつて抵抗発熱させ、ボ
ート上のＡｔを蒸発させて物品面に蒸着させる方法、い
わゆる抵抗加熱蒸着法が採用されている。

従来、前記ボートはタングステン、モリブデン、タンタ
ル、黒鉛、アルミナ等の単一材で形成されている。

しかし、これらのボートでは高温状態の使用に対する劣
化が激しく、ボートの寿命が短かい。たとえば、タング
ステンボートでは２回しか使用できない。一方、数十回
使用できるボロンナイトライドボート（ＢＮボート）が
提案されている。

このＢＮボートはＢＮ、ＴｉＢ２（チタンボライト）、
導通剤を主成分とするものである。ところで、ボート使
用時、溶融したＡｌがボートの窪みから這い上がつて、
ボートの両端であるクランプ部に徐々に延びる現象（這
い上がり現象）が生じる。

そして、この現象は使用回数の少ない前記タングステン
ボートなどでは弊害は少ないが、使用回数の多いＢＮボ
ートでは弊害は大きい。すなわち、Ａｔが這い出すこと
によつて蒸発するＡｔ領域が変化することにより、蒸着
速度や蒸着膜厚分布が一定とならなくなる。また、流出
したＡｔが附着したボート部分では、Ａｔ部分を電流が
流れるためボートの発熱が少なくなり、さらにＡｔの這
い出しが進展する。そして、Ａｔの這い出しが続く結果
、Ａιと電極が接触してショートを起こし、蒸着処理が
できなくなり、ボートの寿命が短かくかる。そこで、第
１図に示すように、板状のボート１において、中央上面
の窪み（キャビティ）２と電極３でクランプされるクラ
ンプ部４との間の連繋部５の板厚を薄くすることによつ
て、ボート部分の電気抵抗の増大を図り、この連繋部５
の温度を高くし、キャビティ２から這い出たＡｔが、こ
の連繋部５で蒸発するようにした構造が提案されている
。

しかし、このような形状のボートであつても、なおＡｔ
の這い上がりが生じることがわかつた。

すなわち、新しいボートはＡｔ等の蒸着物（金，銀等）
に対して漏れ性が悪い。このため、Ａｔがボートのキヤ
ビテイ（窪み）内で溶ける瞬間球状化してしまい、この
状態でキヤビテイ内を動き回り、徐々に漏れはじめ広が
つていく。したがつて、最初の蒸着では徐々に蒸着が進
行するため、蒸着時間が長くなるとともに蒸着膜厚分布
が不均一となる。そこで、新しいボートを使用する場合
には、キヤビテイ内にキヤビテイ内部全域が漏れるに最
小にして充分な量のＡｔを充填して予備加熱蒸着させる
。また、被蒸着物を用いた場合には被蒸着物は廃棄する
。この結果、キヤビテイの表面には黒色の高融点反応物
が形成さへＡｔの漏れ性が良くなり、第２回目の加熱蒸
着から本工程に使用できる。なお、前記予備加熱蒸着に
あつて、最初からボートに多大の電流を流すと、Ａｔの
蒸発が速くなり、充分にキヤビテイ全域に広がらない。
そこで、最初は比較的小さな電流（たとえば６Ｖ，１８
０Ａ）を流すことによつてＡｔを溶融させ、Ａｔがキヤ
ビテイ内に広がつた状態で電流量を増大（たとえば、８
Ｖ，３２０Ａ）させる二段方法を採つている。また、２
回目以降の蒸着作業においてもＡｔを入れた後、最初は
低い温度でＡｔを溶かその後ボートを高温にして蒸着を
行なう方法が採られている。そして、この最初の第１低
温加熱工程において多くＡｔが這い出ることがわかつた
。

また、本発明者は溶融したＡｔは低温部へ流入し易いと
いう現象を発見した。すなわち、第２図ａのボート形状
に対応して同図ｂで示すように、ボートの温度分布はキ
ヤビテイ２の中央部位（ボート全長Ｌの１／２の部位）
が最も高く、キヤビテイ２を形成するクランプ部側の堤
部分６（ボートの左側からａの長さ位置）ではボートの
断面積が他の部分よりも大きいことから電気抵抗が減少
し、発熱量が低下するため、局部的に温度（Ｔ）の低い
領域ができる。また、溶融したＡｔがボートの温度が低
いことから、蒸着に時間が掛るた八長くキヤビテイ内に
留まる。

そして、この間に順次温度の低い領域、すなわち、堤部
分６にＡｔは移動する。したがつて、本発明は溶融状態
のＡｔは低温領域に流動するという現象を利用すること
によつて成されたものであり、その目的とするところは
、蒸着速度、膜厚分布を一定にすることができるボート
を提供することにある。

また、本発明の他の目的は寿命の長いボートを提供する
ことにある。

以下実施例により本発明を詳細に説明する。

第３図に本発明による抵抗加熱蒸着用ボートの一実施例
を示す。同図に示すように、このボート７は細長の板状
物からなるＢＮボートであり、ボート７の中央部には蒸
着物、たとえばＡｔを入れる窪み（キヤビテイ）８を有
するキヤビテイ部９と、両端の電極を取り付けるクラン
プ部１０と、キヤビテイ部９とクランプ部１０とを繋ぐ
薄い連繋部１１とからなつている。また、キヤビテイ８
のクランプ部１０側の両端縁に沿うボート下面および側
面部分には溝１２が設けられている。したがつて、溝１
２を有するボート部分は他のキヤビテイ部分に較べて断
面積が小さくなつている。このため、第４図Ａ，ｂで示
すように、キヤビテイ８を形成するクランプ部側の堤部
分１３（ボートの左端からａなる位置）は他のキヤビテ
イ部分に較べて温度が高くなる高温領域を形成するよう
になつている。たとえば、溝位置（ボートの左端からｂ
で示す位置）での温度Ｔ，を１７００Ｋ前後とする。な
おＴ。はこの場合１５００Ｋを示す。このようなボート
７によれば、キヤビテイ８の両端縁を形成するボート部
分は部分的にその断面積が他の部分に較べて小さく形成
されているので電気抵抗が大くなる。この結線、第４図
ｂで示すように、この部分は発熱量が高く温度が高くな
る。そこで前記のように、蒸着物（Ａｔ）のＢＮポート
に対する漏れ性の向上を図る予備加熱蒸着あるいは通常
の蒸着等における第１低温加熱工程（たとえば６Ｖで１
８０Ａを流す）において、高温領域におけるＡｔは高温
領域、すなわち、キヤビテイ８の中心方向あるいは堤部
分１３に向かつて流れ出す。しかし、高温領域でのＡｔ
の蒸気化率は第８図のグラフで示すように、他の領域に
較べて極めて高い（同グラフでＭｐはＡｔの溶融点を指
す。）。たとえば、蒸気圧（Ｐ）は温度（Ｔ）１５００
Ｋにおいて１０−２Ｔ０ｒｒに対して、１７５０Ｋでは
６×１０−【ＴＯｒｒとなり、蒸気圧は１桁も高くなる
ため、Ａｔの蒸気化が速い。したがつて、高温領域内の
Ａｔは流動する間に蒸発するため、従来のように、Ａｔ
が堤部分１３を乗り越えて這出ることはほとんどなくな
る。また、高温領域のキヤビテイ中心側のＡｔは低温域
に向かつて流動する（この場合、堤部分へ移動するとき
と同様にＡｔ蒸発も生じることは勿論である）ことから
、従来のようにキヤビテイ内のＡｔの堤部分への流動も
生じない。この結果、常に一定のＡｔ溶融面積を維持で
きるとともに、一定の温度分布状態を形成することがで
きるので、蒸着速度を一定にし、被蒸着物面に形成され
る膜厚の均一化を図ることができる。なお、本発明は前
記実施例に限定されない。

たとえば、キヤビテイ部両端に対応するボート下面にの
み溝を設け、部分的にボートの断面積を小さくし、発熱
を大きくする構造でもよい。また、第５図で示すように
、ホーロ４のキヤビテイ１５において、クランプ部１６
側のキヤビテイ部分を一部ボートの幅員方向に広くかつ
その底を深く形成することによつて、クランプ部側のキ
ヤビテイ縁のボート断面積の減少化による電気抵抗の増
大、すなわち発熱の増大を図つてもよい。

また、第６図に示すように、ボート１７のキヤビテイ部
１８の下面をキヤビテイ部１８の中心から堤部分１９に
向かつて徐々に深く削つて、キヤビテイ部１８のクラン
プ部２０側部分の温度を高くしてもよい。さらに、第７
図で示すように、ボート２１の中央上面に設けられたキ
ヤビテイ２２において、クランプ部２３に向かつてキヤ
ビテイ２２の底を徐徐に深くすることによつて、キヤビ
テイ２２のクランプ部２３側の温度を高くするようにし
てもよい。

また、本発明はキヤビテイ内に入れる蒸着物としてはＡ
ｔに限らず、金，銀等でもよい。

また、ボートはＮＢボートに限らず他の黒鉛等従来から
用いられているボートにも適用できる。

以上のように、本発明の抵抗加熱蒸着用ボートによれば
、蒸着物を収容するキヤビテイの両端縁部に高温領域が
できるようボートの断面積を小さくすることによつて電
気抵抗の増大を図つた。この結果、この高温領域でのＡ
ｔはキヤビテイの中央に流れるとともに蒸発する。また
、キヤビテイの堤部分へのＡｔの流出は高温領域におけ
るＡｔの蒸発が大きいことから、堤部分に達する間に蒸
発してしまう。したがつて、従来のようなキヤビテイか
らのＡｔの這い出しはほとんどなくなり、シヨート不良
、蒸着速度の不安定、膜厚の不均一などは防ぐことがで
き、ボートの寿命を長くすることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の抵抗加熱蒸着用ボートの斜視図、第２図
Ａ，ｂは同じくボートの温度分布状態を示す説明図、第
３図は本発明の一実施例による抵抗加熱蒸着用ボートの
斜視図、第４図Ａ，ｂは同じくボートの温度分布状態を
示す説明図、第５図は本発明の他の実施例を示す斜視図
、第６図は同じく他の実施例を示す斜視図、第７図は同
じく他の実施例を示す一部断面斜視図、第８図はアルミ
ニウムの温度一蒸気圧曲線を示すグラフである。 １・・・・・・ボート、２・・・・・・窪み（キヤビテ
イ）、３・・・・・・電極、４・・・・・・クランプ部
、５・・・・・・連繋部、６・・・・・・堤部分、７・
・・・・・ボート、８・・・・・・キヤビテイ、９・・
・・・・キヤビテイ部、１０・・・・・・クランプ部、
１１・・・・・・連繋鳳 １２・・・・・・溝、１３・
・・・・・堤部分、１４・・・・・・ボート、１５・・
・・・・キヤビテイ、１６・・・・・・クランプ部、１
７・・・・・・ボート、１８・・・・・・キヤビテイ部
、１９・・・・・・堤部分、２０・・・・・・クランプ
部、２１・・・・・・ボート、２２・・・・・・キヤビ
テイ、２３・・・・・・クランプ部。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 蒸着源を収容するキャビティの端縁部において、上
   記端縁部の断面積を上記キャビティの他の部分の断面積
   よりも小さくなるように形成したことを特徴とする抵抗
   加熱蒸着用ボート。