JPH0633225A - 真空蒸着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 同一バッチ処理においても半導体基板Ｗごと
に対する堆積膜の種類及び形成順序を異ならせたり、堆
積膜形成の有無というような選択性を任意に得ることが
できる真空蒸着装置を提供する。 【構成】 本発明にかかる真空蒸着装置は、複数枚の半
導体基板Ｗを保持して回転しうるプラネタリ１と、該プ
ラネタリ１の基板保持面１ａと対向する位置に配置され
た蒸着源２とを備え、かつ、前記基板保持面１ａの所定
領域上にのみ覆いかぶさるシャッタ１０を具備してい
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体製造プロセス中
の物理的な成膜（ＰＶＤ）工程で用いられる真空蒸着装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、真空蒸着装置としては電子ビーム
加熱式といわれるものが一般的となっており、この真空
蒸着装置は、図７で示すように、複数枚の半導体基板
（ウェハ）Ｗを保持したうえで回転軸芯Ｐを中心として
回転しうるプラネタリ（ウェハホルダ）１と、このプラ
ネタリ１の基板保持面１ａと対向する位置に配置された
蒸着源２と、これらを収納したうえで真空排気されるベ
ルジャ（真空容器）３とを備えている。そして、この真
空蒸着装置を構成する蒸着源２は、ＡｌやＮｉなどのよ
うな蒸着用材料４を収納して水冷されるるつぼ５と、蒸
着用材料４に向かって電子ビームＢを照射する電子銃
（Ｅガン）６とから構成されている。すなわち、るつぼ
５に収納された蒸着用材料４は電子ビームＢの照射によ
って加熱されて蒸発することになり、高真空中で蒸発し
た蒸着用材料４の原子（分子）は半導体基板Ｗの表面上
に到達したうえで堆積膜を形成することになる。

【０００３】なお、ここで、図７で示したるつぼ５は互
いに異なる複数種の蒸着用材料４を収納しうる構造とさ
れたものを示しており、多層配線を形成する際などに
は、回転操作機構７によってるつぼ５を回転させて位置
決めし、所要の蒸着用材料４に対してのみ電子ビームＢ
が照射されるように調整したうえで電子ビームＢを照射
することになる。また、この図７における符号８はプラ
ネタリ１を回転させるべく配設された回転操作機構、９
はその操作軸を示しており、この図における真空排気装
置や真空計などの図示は省略している。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記従来構
成とされた真空蒸着装置を使用する際には、プラネタリ
１によって保持された複数枚の半導体基板Ｗすべてに対
する蒸着が同時に行われる、いわゆるバッチ処理される
ことになるから、多層配線を形成する際などの同一バッ
チ処理において堆積膜の種類及びその形成順序を半導体
基板Ｗごとに異ならせる、または、堆積膜を形成したり
しなかったりすることはできず、すべての半導体基板Ｗ
の表面上には必ず同一種の堆積膜が同一順序で形成され
てしまう。すなわち、ある半導体基板Ｗの表面上にはＡ
ｌ，Ｎｉの順序で堆積膜を形成しながら他の半導体基板
ＷにはＮｉ，Ａｌの順序で形成する、あるいはまた、あ
る半導体基板ＷにはＡｌだけを堆積させ、他の半導体基
板ＷにはＡｌ及びＮｉを堆積させるというような選択性
は得られないのである。そして、このような場合には、
別のバッチ処理が必要となり、ベルジャ３内の真空引き
などに要する手間が増えることになってしまう。

【０００５】さらにまた、この真空蒸着装置では、半導
体基板Ｗの表面上に複数種の堆積膜を形成した場合にお
ける堆積膜ごとの厚みを個別的に測定するのが難しく、
工程管理上の不都合が生じることにもなっていた。

【０００６】本発明は、このような不都合に鑑みて創案
されたものであって、同一バッチ処理においても半導体
基板Ｗごとに対する堆積膜の種類及びその形成順序を異
ならせたり、堆積膜形成の有無というような選択性を任
意に得ることが可能な真空蒸着装置の提供を目的として
いる。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる真空蒸着
装置は、このような目的を達成するために、複数枚の半
導体基板を保持して回転しうるプラネタリと、該プラネ
タリの基板保持面と対向する位置に配置された蒸着源と
を備え、かつ、前記基板保持面の所定領域上にのみ覆い
かぶさるシャッタを具備している。

【０００８】

【作用】上記構成によれば、シャッタがプラネタリ基板
保持面の所定領域上に覆いかぶさった場合、この所定領
域及び該所定領域上に保持された半導体基板は共にシャ
ッタによって蒸着源から遮蔽されることになる。そこ
で、蒸着源から遮蔽された半導体基板の表面上には蒸発
してきた蒸着用材料からなる堆積膜が形成されないこと
になり、蒸着用材料はシャッタの表面上に堆積してしま
うことになる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。

【００１０】図１は本実施例にかかる真空蒸着装置を簡
略化して示す断面図、図２はプラネタリを下側から見た
状態を示す平面図であり、図３ないし図５のそれぞれは
シャッタ及びその変形例を下側から見た状態を示す平面
図である。なお、この真空蒸着装置の全体構成は従来例
と基本的に異ならないので、図１及び図２において図７
と互いに同一もしくは相当する部品、部分については同
一符号を付している。

【００１１】この真空蒸着装置は、図１及び図２で示す
ように、複数枚の半導体基板Ｗを保持したうえで回転軸
芯Ｐを中心として回転しうるプラネタリ１と、該プラネ
タリ１の基板保持面１ａと対向する位置に配置された蒸
着源２と、これらを収納したうえで真空排気されるベル
ジャ３とを備えており、蒸着源２はＡｌやＮｉなどの蒸
着用材料４を収納したるつぼ５及び蒸着用材料４に向か
って電子ビームＢを照射する電子銃６とから構成されて
いる。なお、ここで、プラネタリ１はベルジャ３の上側
位置に、また、蒸着源２はベルジャ３の下側位置に設け
られている。

【００１２】さらに、この真空蒸着装置は、プラネタリ
１の基板保持面１ａに近接配置されて基板保持面１ａの
所定領域上にのみ覆いかぶさるシャッタ１０を具備して
おり、このシャッタ１０はプラネタリ１と同一の回転軸
芯Ｐを中心とする回転自在状態として支持されている。
すなわち、このシャッタ１０は、図３で示すような回転
軸芯Ｐを中心点とする半円形平板状として形成されてお
り、例えば、中空状となったプラネタリ１の操作軸９の
内部を挿通する操作軸１１によって中心点位置が拘束さ
れた構造となっている。そして、このとき、シャッタ１
０の操作軸１１は、プラネタリ１の操作軸９と同一の回
転操作機構８、あるいはまた、この回転操作機構８とは
別に設けられた回転操作機構（図示していない）を利用
することによって操作軸９と同調して、もしくは、独自
に操作されるようになっている。

【００１３】ところで、このシャッタ１０の平面形状が
図３で示したような半円形に限定されるものではなく、
図４で示すように、所定数の半導体基板Ｗと対応する開
口１０ａが形成され、かつ、これらの開口１０ａを除い
た全面によってプラネタリ１の基板保持面１ａを覆う円
形とされていてもよいものであり、また、図５で示すよ
うに、複数枚の重なり合った扇形平板１０ｂから構成さ
れ、かつ、これらを開閉操作によって基板保持面１ａの
所定領域の広さを変化させうる構造とされたものであっ
てもよいことは勿論である。

【００１４】そして、本実施例にかかる真空蒸着装置に
おいても、従来例と同様、蒸着源２を構成する電子銃６
から照射された電子ビームＢによってるつぼ５に収納さ
れた蒸着用材料４が加熱されて蒸発することになり、蒸
発した蒸着用材料４がプラネタリ１の基板保持面１ａ上
に保持された半導体基板Ｗの表面上に到達して堆積膜が
形成されることになる。

【００１５】ところが、この真空蒸着装置の具備するシ
ャッタ１０がプラネタリ１における基板保持面１ａの所
定領域上に覆いかぶさっていた場合、この所定領域上に
保持された半導体基板Ｗはシャッタ１０を挟んだ状態で
蒸着源２と対向しており、これらの半導体基板Ｗはシャ
ッタ１０によって蒸着源２から遮蔽されていることにな
る。そのため、この基板保持面１ａの所定領域上に保持
された半導体基板Ｗの表面上には蒸発してきた蒸着用材
料４からなる堆積膜が形成されることはなくなり、蒸着
用材料４からなる堆積膜はシャッタ１０の表面上に形成
されてしまう。そして、この際、蒸着用材料４の変更に
対応してシャッタ１０を回転操作し、その位置を変更す
ると、半導体基板Ｗそれぞれの表面上には異なる蒸着用
材料４が堆積することになる。すなわち、このような操
作を行った場合には、同一バッチ処理においても、ある
半導体基板Ｗの表面上にはＡｌ，Ｎｉの順序で堆積膜を
形成し、かつ、他の半導体基板ＷにはＮｉ，Ａｌの順序
で形成する、あるいはまた、ある半導体基板Ｗの表面上
にはＡｌだけを堆積させ、他の半導体基板ＷにはＡｌ及
びＮｉを堆積させるというような選択性が得られること
になる。

【００１６】さらにまた、多層配線を形成する際の蒸着
を行うたびごとにシャッタ１０を回転操作することによ
り、このシャッタ１０が覆いかぶさる膜厚モニター用の
半導体基板Ｗを変更していくと、これらの半導体基板Ｗ
それぞれには互いに異なる種類の堆積膜が一層だけ形成
されることになる。その結果、他の製品となるべき半導
体基板Ｗの表面上に複数種の堆積膜を形成した場合にお
いても、堆積膜それぞれの厚みを個別的に測定すること
が可能となる。なお、以上説明したようなシャッタ１０
の動作は、プラネタリ１が回転操作されているときは同
調して、また、プラネタリ１が回転操作されずに停止し
ているときは独自的に行われることになる。

【００１７】ところで、上記実施例におけるシャッタ１
０はプラネタリ１と同様に回転しうる構造とされている
が、このような回転構造に限定されるものではなく、例
えば、図６で示すように、プラネタリ１の基板保持面１
ａに覆いかぶさるべく回転軸芯Ｐと直交する向きに沿っ
て摺動操作のみされる構造とされていてもよい。すなわ
ち、このシャッタ１０はベルジャ３内に向かって出入操
作されることにより、プラネタリ１における基板保持面
１ａ上の所定領域に覆いかぶさるものである。なお、図
６においては、このシャッタ１０のベルジャ３に対する
シール（気密）構造の図示を省略している。そして、こ
のような構造とされたシャッタ１０を採用した場合、こ
のシャッタ１０によって蒸着源２から遮蔽される基板保
持面１ａの所定領域の変更は、プラネタリ１を回転操作
することによって行われることになる。

【００１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる真
空蒸着装置は、プラネタリにおける基板保持面の所定領
域上にのみ覆いかぶさるシャッタを具備しているのであ
るから、このシャッタが覆いかぶさることによって基板
保持面の所定領域上に保持された半導体基板は蒸着源に
対して遮蔽されていることになる。そこで、これらの半
導体基板の表面上には蒸発してきた蒸着用材料からなる
堆積膜が形成されないことになり、蒸着用材料はシャッ
タの表面上に堆積することになる。

【００１９】したがって、この真空蒸着装置によれば、
同一バッチ処理においてもシャッタの位置を変更するこ
とによって半導体基板ごとに対する堆積膜の種類及び形
成順序を異ならせたり、堆積膜形成の有無を選択するこ
とができる。また、半導体基板の表面上に形成される堆
積膜ごとの厚みを個別的に測定することができ、工程管
理の容易化を図ることができるという効果も得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例にかかる真空蒸着装置を簡略化して示
す断面図である。

【図２】プラネタリを下側から見た状態を示す平面図で
ある。

【図３】シャッタを下側から見た状態を示す平面図であ
る。

【図４】シャッタの変形例を下側から見た状態を示す平
面図である。

【図５】シャッタの変形例を下側から見た状態を示す平
面図である。

【図６】真空蒸着装置の変形例を示す断面図である。

【図７】従来例にかかる真空蒸着装置を簡略化して示す
断面図である。

【符号の説明】

１ プラネタリ １ａ 基板保持面 ２ 蒸着源 １０ シャッタ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数枚の半導体基板（Ｗ）を保持して回
   転しうるプラネタリ（１）と、該プラネタリ（１）の基
   板保持面（１ａ）と対向する位置に配置された蒸着源
   （２）とを備え、かつ、前記基板保持面（１ａ）の所定
   領域上にのみ覆いかぶさるシャッタ（１０）を具備して
   いることを特徴とする真空蒸着装置。
2. 【請求項２】 シャッタ（１０）は、プラネタリ（１）
   と同一の回転軸芯（Ｐ）を中心として回転しうることを
   特徴とする請求項１記載の真空蒸着装置。