JPS61147874A - 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】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は半導体基板の電極形成光学レンズのコーティ
ングなどのように優れた密着強度、膜厚精度および均一
な膜質を必要とする真空蒸着装置に関する。

〔従来技術とその問題点〕

蒸着膜と基板などとの密着強度の増大あるいは蒸着膜質
の均一性は蒸着技術にとって最も要望されるものの１つ
であるにもかかわらず、蒸着室の真空度や基板温度の変
化の影響を非常に強く受けて安定しないことがらシ、特
に膜質や密着強度を要求される半導体基板への蒸着によ
る電極形成や光学レンズコーティングにおいて問題でめ
った。

このうち半導体基板への金属蒸着について説明すると、
特にショットキ障壁を利用した半導体では金属蒸着によ
って電極形成することにより主要な電気的特性が決定さ
れるので問題が大きい。すなわち蒸着時の基板温度によ
りショットキ障壁高さが変化することがよく知られてお
り、基板温度を一定に制御するようにして金属電極を蒸
着することがショットキ障、壁半導体の製造にとって非
常に重要であるＫもかかわらず、蒸着中に半導体基板温
度を一定に保つことが困難である結果、特性的に充分満
足できるものが高い比率で製造できなかった。

第２図はこのような問題のある従来の半導体基板の金属
電極形成のための真空蒸着装置を示す。

この真空蒸着装置は真空ポンプ２によシ排気される真空
蒸着室３内に自公転できるようＫした半導体基板１の取
シ付は板４と、蒸着時の密着強度をあげるための基板加
熱用ヒータ５とこれによる基板ｌの上昇温度を検出し、
ヒータ電源６にフィードバックしてヒータ５による加熱
を制御する熱電対フと、蒸着金属源８と、これを加熱す
るヒータ９（例えば電子ビーム発生フィラメント）の制
御電源１０と、蒸着膜厚を検出する水晶発振板ｎと、こ
れより制御電源１０ヘフイードバツクし、ヒータ９によ
シ蒸着源８の溶融温度を制御して蒸着膜厚。

蒸着速度などを制御する回路と図示しない蒸着室全体の
冷却およびヒータからの不要な伝熱を防ぐ冷却装置など
から構成される。フィードバック回路そのものも周知の
ものであり特に図示していない。

しかし、以上で説明したような熱電対フからのフィード
バックによりヒータ５を制御する方式はヒータ５の冷却
が特に遅く基板ｌに反映されて基板温度が一定になるま
でに時間がかかり速やかで細かい制御が要求される場合
には追従できず制御不能となる。さらにヒータ５は発熱
量が大きすぎて蒸発金属の持っている熱エネルギーによ
抄直接基板１に与えられる熱に基づく直接的で細かい温
度変化に対しては精確な制御が困難である。従って熱電
対７だけでヒータ５と蒸着による温度変化の両方を共に
制御することは非常に難かしい。

一方、水晶発振板１１によって制御できるのは蒸着金属
源８を加熱溶融するヒータ９１Ｃ電力を供給する制御電
源１０によってされる蒸着時の蒸着膜厚と蒸着速度であ
り、この発振板ｎは蒸発金属の基板ｌに与える熱を検出
して何らかの制御をすることはできない。

その丸めに特にモリブデンのような高融点金属を蒸着金
属源８とする場合や、特に蒸着膜を厚くする場合に厚さ
とともに蒸発金属から受ける熱エネルギーが大きくなシ
、蒸着に基因する基板温度が高くなり易く、無視し難く
なる。そのため均一な膜質とすることや基板との密着強
度を大きくすることか難しいという問題があった。

〔発明の目的〕

この発明は蒸着時に被蒸着物の温度を速やかに検出して
一定に制御する真空蒸着装置を提供することを目的とす
る。

〔発明の要点〕

本発明は従来の真空蒸着装置がこれに取シ付けられた被
蒸着物の温度を専用ヒータの加熱制御だけで一定にして
いｆｌ、、７ｔめ、蒸発金属による被蒸着物の温度上昇
速度に追従できず、これに基因する温度上昇については
制御できなかった欠点を除き、本発明では真空蒸着装置
が蒸着室において、制御電源に接続されたヒータによシ
溶融される蒸着源からの蒸発物質によシ、該室内に配置
された膜厚検出装置からの信号を制御電源にフィードバ
ックすることによシ、被蒸着物への蒸着膜厚を制御する
装置でおって、さらに前記被蒸着物近傍に熱電対を配置
し、この熱電対によって蒸発物質に基づく被蒸着物の温
度変化を検出し、前記制御電源へフィードバックして被
蒸着物温度を一定にする回路を備えるようにしたもので
ある。

〔発明の実施例〕

以下、本発明の一実施例について図を用いて説明する。

牙１図は本発明の真空蒸着装置と等価な断面図を示し、
牙２図と同一符号は同一個所を示す。

この真空蒸着装置では前述の従来の真空蒸着装置をベー
スに説明する。本発明の装置は前述の装置の構成に加え
て、熱電対１２を半導体基板１の温度を検出するために
基板１の近傍に配置し、検出した温度変化を蒸発金属源
８を溶融するヒータ９の制御電源１ｏにフィードバック
し、基板温度を一定にするようにヒータ９を制御する。

すなわち、蒸発金属源８の溶融温度を制御して直接蒸発
速度を変化させ、蒸着速度を変えるので、この蒸着に基
因する基板の温度変化を少なくする方式が従来の装置に
おいて基板加熱用ヒータ５のみで基板の温度を制御する
方式あるいはヒータ５による制御も行なわない場合に比
べて、よシ精確に、より速やかに制御できるのである。

別の説明の仕方に従うと、つまシ制御電源１０は水晶発
振板Ｕと熱電対１２の信号の両方に基づいてヒータ９を
制御することになる。従って可制御範囲は狭くなるが、
前述のようＫよシ精確な制御ができるので蒸着された金
属膜質の均一度や一定の基板温度に基づく優れた密着強
度さらには優れた電気的特性を高い比率で製造できるシ
ョットキ障壁半導体を得ることができる。

また、第１図においては基板温度を高温に保つことが、
特に基板との密着強度を大きくする場合や、特にショッ
トキ障壁半導体のように目的の電気特性を得るために高
温での蒸着が必要であるので、基板加熱ヒータ５．熱電
対フおよび制御電源６を設けたが、そのような高温を必
要としない蒸着においては除去して、熱電対１２のみの
検出温度によって基板温度することも本発明の効果を得
ることができる。またヒータ９はニクロム線などの抵抗
加熱式のヒータであってもよいし、また電子ビーム強度
の制御によって蒸発金属８を溶融する方式のヒータでも
よい。

〔発明の効果〕

この発明によれば真空蒸着装置がその蒸着室において、
制御電源に接続されたヒータにより溶融される蒸着源か
らの蒸発物質によシ、該室内に配置された膜厚検出装置
からの信号を制御電源にフィードバックすることによシ
、被蒸着物への蒸着膜厚を制御する装置であって、さら
に前記被蒸着物近傍に熱電対を配置し、この熱電対によ
って蒸発物質に基づく被蒸着物の温度変化を検出し、前
記制御電源へフィードバックして被蒸着物温度を一定に
する回路を備えることＫよシ直接蒸着源の溶融温度を制
御するので、非常に応答性がよく速く、基板温度を一定
に制御できるようになり、均一な蒸着膜質と優れた密着
強度を有する蒸着膜が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の装置の一実施例の等制約な断面図、第
２図は従来の装置の等測的断面図である。 １・・・半導体基板、３・・・蒸着室、４・・・取り付
は板、８・・・蒸着金属源、９・・・ヒータ、１ｏ・・
・制御電源、１１・・・水晶発振板、１２・・・熱電対
。 第１図 具空蕉１輩１の等＜Ｗｂすｐ！Ｊ′ｒ面図竣来、のｉ墾
蕉着装置 ｆ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 蒸着室において、制御電源に接続されたヒータにより溶
   融される蒸着源からの蒸発物質により、該室内に配置さ
   れた膜厚検出装置からの信号を制御電源にフイードバツ
   クすることにより、被蒸着物への蒸着膜厚を制御する装
   置であつて、さらに前記被蒸着物近傍に熱電対を配置し
   、この熱電対によつて蒸発物質に基づく被蒸着物の温度
   変化を検出し、前記制御電源へフィードバックして被蒸
   着物温度を一定にする回路を備えてなることを特徴とす
   る真空蒸着装置。