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発明の名称 蒸着装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−115255(P2001−115255A)
公開日 平成13年4月24日(2001.4.24)
出願番号 特願平11−294733
出願日 平成11年10月18日(1999.10.18)
代理人
発明者 前川 利幸
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】るつぼ内に蒸着物質を露出させて収容し、該蒸着物質の露出面に電子ビームを照射してその照射スポット面を加熱するための電子ビーム発生源を備えた蒸着装置において、複数の電子ビーム発生源を備え、前記蒸着物質上で各電子ビームの照射スポット面が重なるとともに、その重なり部の面積が可変となるように配設したことを特徴とする蒸着装置。
【請求項2】前記蒸着物質の露出面は円形であり、前記電子ビーム発生源を蒸着物質周囲の等間隔の位置に3つ設けたことを特徴とする請求項1に記載の蒸着装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は蒸着装置に関する。より詳しくは、電子ビームを用いて金属を蒸発させてこれを被処理材の表面に凝固させて皮膜を作る電子ビーム式真空蒸着装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】真空蒸着は、真空中で金属を加熱して蒸発させ、蒸発金属を半導体ウェーハ等の基板(被処理材)の表面に凝固させて皮膜を作る成膜プロセスである。
【0003】図4は従来の蒸着装置の要部構造の概略を示す斜視図であり、図5はその断面図である。また、図6はその電子ビーム照射状態の説明図である。図示したように、金属のインゴット等からなる蒸着物質31を、その表面を露出して収容したるつぼ32の側面に、電子ビーム33を放出するフィラメント(電子ビーム発生源)36が設けられる。このフィラメント36の両側にX軸コイル34が備わり、そのX軸コイル34のるつぼ32を介した反対側にY軸コイル35が備わる。これらのX軸コイル34およびY軸コイル35により電子ビーム33を偏向させてるつぼ32内の蒸着物質31を照射する。
【0004】このフィラメント36から放出された電子ビーム33はるつぼ32内に収容された蒸着物質31の露出面を照射する。これにより蒸着物質31の表面が加熱され蒸発し、半導体ウェーハ等の被処理材(図示しない)の表面に付着し、ウェーハ等の表面に蒸着膜が形成される。
【0005】図6(B)の平面図に示すように、蒸着物質31は円形であり、電子ビーム33の照射スポット33aも円形である。この照射スポット33aにより、同図(A)の側面図に示すように、蒸着物質31の表面から内部が加熱され、図のA部の温度がその周囲のB部の温度より高温になり、このA部の金属が蒸発する。
【0006】このるつぼ32は例えば銅で形成され、図5に示すように、その内部を冷却水37が循環する。これにより、電子ビーム33で蒸着物質31を照射時に、るつぼ32の銅成分が加熱されて熱拡散して不純物として蒸着物質31やウェーハ等の被処理材を汚染することが防止される。
【0007】また、この蒸着装置を用いると、電子ビームが集中して蒸着物質を照射するため、蒸着物質31が高融点物質の場合にも高温度の加熱が可能で蒸着速度を早くして蒸着膜を短時間で形成することができる。
【0008】図7は蒸着装置全体の概略図である。上述した蒸着装置(図中Cで示す)は真空チャンバー38内に収容される。この真空チャンバー38内には、複数枚のウェーハ39を載置可能なドーム型のウェーハ載置皿40が例えば3個(図では2個のみ示す)備わる。ウェーハ載置皿40は、その中心を軸にして自転可能であり、かつこれら3個のウェーハ載置皿40を連結するアーム42を介して真空チャンバー38の天井側に設けた回転軸41廻りに公転可能である。
【0009】ウェーハ載置皿40の下部にはシャッター43が設けられ、このシャッター43は蒸着物質31が所定の蒸発温度に達し、圧力や温度等のウェーハ39に付着する蒸着条件がそろったときに開く。このような構成により、各ウェーハ39上に安定した均一な蒸着皮膜を形成することができる。
【0010】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従来の蒸着装置では、電子ビームを発生させるフィラメントが一ヶ所に設けられていたため、以下のような問題があった。
【0011】前述の図6に示したように、電子ビーム33の照射スポット33aにエネルギーが集中するため、A部とB部の温度差が大きくなり、電子ビームで蒸着物質を照射していくにつれて、局部的に照射スポット面から蒸着物質量が減少し、この量が減少すると電子ビームと蒸着物質との接射位置がずれる。これにより照射角度や照射面積等が変り、蒸着条件が変化して蒸発した物質の粒径等にバラツキを生じて安定した均一な電子ビーム照射を行うことが困難になる。
【0012】また、蒸着物質に高融点のものを使用する場合、高出力の電子ビーム33が必要となり、これを発生させるフィラメント36の出力を高くしなければならず、フィラメントの劣化が激しくなる。
【0013】本発明は、上記従来技術を考慮したものであって、低出力で高融点の蒸着物質に対して使用でき、蒸着物質に対する電子ビームの照射状態を安定に保つとともに、蒸着物質全面にわたって加熱温度や温度分布を調整可能な蒸着装置の提供を目的とする。
【0014】
【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため、本発明では、るつぼ内に蒸着物質を露出させて収容し、該蒸着物質の露出面に電子ビームを照射してその照射スポット面を加熱するための電子ビーム発生源を備えた蒸着装置において、複数の電子ビーム発生源を備え、前記蒸着物質上で各電子ビームの照射スポット面が重なるとともに、その重なり部の面積が可変となるように配設したことを特徴とする蒸着装置を提供する。
【0015】この構成によれば、複数の電子ビームの各照射スポット面が重なって、その重なり面積が可変なため、重なり面積を変えることにより、蒸着物質上の照射面の温度や温度分布を調整することができる。また、電子ビーム発生源が複数備わるので、低出力の電子ビームを同じスポットに照射させて高出力の電子ビームと同じ融点温度を得ることができる。
【0016】好ましい構成例では、前記蒸着物質の露出面は円形であり、前記電子ビーム発生源を蒸着物質周囲の等間隔の位置に3つ設けたことを特徴としている。
【0017】この構成によれば、3方向からの電子ビームの照射スポット面を円形の蒸着物質に合わせて調整することができるので、円形の蒸着物質に対しほぼ全体的に均一な照射調整ができ、局部的な材料の減少が抑制される。
【0018】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。図1は本発明に係る蒸着装置の概略図である。図示したように、金属のインゴット等からなる蒸着物質1をその表面を露出して収容したるつぼ2の側面に、電子ビーム3を放出するフィラメント(電子ビーム発生源)6が円形の蒸着物質1を中心としてその周囲のほぼ同心円上に3ヶ所設けられている。各フィラメント6の両側にX軸コイル4が備わり、そのX軸コイル4のるつぼ2を介した反対側にはY軸コイル5が備わる。これらのX軸コイル4およびY軸コイル5により電子ビーム3を偏向させてるつぼ2内の蒸着物質を照射する。
【0019】この3方向からの電子ビーム3は、それぞれ照射スポットの大きさや位置が調整可能であるとともに、相互に重なり合うことができ、かつその重なり合う面積が可変である。
【0020】このように3つのフィラメント6から放出された3つの電子ビーム3は、るつぼ2内に収容された蒸着物質1の露出面を照射する。これにより蒸着物質1の表面が加熱され蒸発し、半導体ウェーハ等の被処理材(図示しない)の表面に付着し、ウェーハ等の表面に蒸着膜が形成される。この場合、3つの電子ビームによる3つの照射スポットの重なり部分の大きさや位置を変えて、温度や温度分布を調整することができる。
【0021】図2および図3は、本発明に係る蒸着装置の電子ビーム照射状態の説明図である。図2に示すように、蒸着物質が高融点物質の場合、3つの電子ビーム3の照射スポットをほぼ完全に重ねて同じ場所を照射することにより、各電子ビームを低出力としたまま、3つあわせて高出力とすることができる。これにより、フィラメント6の劣化を抑えることができる。
【0022】図3に示すように、電子ビーム3は蒸着物質1に対する照射スポットの位置や大きさを可変であり、3つの電子ビーム3の照射スポット面を調整することにより、照射スポット同士が重ならない部分、2つが重なる部分および3つが重なる部分を形成することができる。これにより、蒸着物質1上のほぼ全面で温度分布の調整が可能になる。また、照射範囲を広げて、照射スポットとそれ以外の温度差を少なくすることができる。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明では、複数の電子ビームの各照射スポット面が重なって、その重なり面積が可変なため、重なり面積を変えることにより、蒸着物質上の照射面の温度や温度分布を調整することができる。また、電子ビーム発生源が複数備わるので、低出力の電子ビームを同じスポットに照射させて高出力の電子ビームと同じ融点温度を得ることができる。これにより、各電子ビームのフィラメントの劣化を抑制することができ装置寿命を延ばすことができる。




 

 


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