(57)【要約】【課題】蒸着材料の中心に照射する電子ビーム照射位置の測定精度を向上させてバッチ間の蒸着膜の膜厚差が低減でき、所望の厚さの蒸着膜を安定して得る。【解決手段】蒸着処理前に電子ビーム６の出力照射位置を蒸着材料２の中心位置に位置合わせする電子ビーム照射位置自動調整手段を有している。この電子ビーム照射位置自動調整手段は、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７を駆動制御して電子ビーム６を自動的にＸ方向およびＹ方向に順次走査する電子ビーム走査手段２３２と、電子ビーム６のビーム量を計測するビーム量計測手段（電極部１２およびマスク部１３）に入射した電子ビーム６のビーム量が最大となる電子ビーム６の出力照射位置を固定する最大ビーム量検出・位置固定手段２３３とを有している。【選択図】図４
2014043619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蒸着材料に照射して該蒸着材料を加熱蒸発させる電子ビームの出力照射位置を制御する電子ビーム位置制御方法であって、電子ビーム照射位置自動調整手段が、蒸着処理前に該電子ビームの出力照射位置を該蒸着材料の中心位置に位置合わせする電子ビーム照射位置自動調整工程を有する電子ビーム位置制御方法。
【請求項２】
前記電子ビーム照射位置自動調整工程は、電子ビーム走査手段が、電子ビーム発生装置を駆動制御して前記電子ビームの出力照射位置を自動的にＸ方向およびＹ方向に走査する電子ビーム走査工程と、最大ビーム量検出・位置固定手段が、該電子ビームのビーム量を計測するビーム量計測手段に入射した電子ビームのビーム量が最大となる電子ビームの出力照射位置を固定する最大ビーム量検出・位置固定工程とを有する請求項１に電子ビーム位置制御方法。
【請求項３】
前記ビーム量計測手段は、前記電子ビームのビーム量に応じた電流出力をする電極部と、その上に配置され、中央部に所定サイズの開口部が設けられたマスク部とを有し、該マスク部の開口部を通してその下の電極部に入射した該電子ビームのビーム量を出力電流量として計測する請求項２に電子ビーム位置制御方法。
【請求項４】
前記最大ビーム量検出・位置固定工程は、前記Ｘ方向の前記電子ビームの走査時に、前記マスク部の開口部を通して前記電極部に入射した該電子ビームのビーム量を電流値として電流計手段により実測し、その実測電流値が最大となるＸ位置を求め、該Ｘ位置を固定した状態で、前記Ｙ方向の電子ビームの走査時に、該マスク部の開口部を通して該電極部に入射した電子ビームのビーム量を電流値として該電流計手段により実測し、その実測電流値が最大となるＹ位置を求めて該Ｘ位置および該Ｙ位置に対応した該電子ビームの出力照射位置を検出する請求項３に電子ビーム位置制御方法。
【請求項５】
前記最大ビーム量検出・位置固定工程は、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向の電子ビームの走査時に該電子ビームのビーム量が最大と検出した時点の各電圧値であって、前記電子ビーム発生装置の電子ビーム出力部における各出力コイルに印加した当該各電圧値を検出して該各電圧値を所定の記憶手段に記憶制御する請求項４に電子ビーム位置制御方法。
【請求項６】
前記電子ビームの出力照射位置は、前記電子ビームの中心が前記蒸着材料の中心に入射する位置である請求項４に電子ビーム位置制御方法。
【請求項７】
前記電子ビーム照射位置自動調整工程は、前記電子ビームのビーム量に応じた電流出力をする電極部と、その上に配置され、中央部に開口部が設けられたマスク部とを有するビーム量計測手段を基準位置に配置し、該電子ビームの出力照射位置をＸ方向およびＹ方向に走査して、該マスク部の開口部を通して該電極部上に入射した電子ビームのビーム量を出力電流量として電流計手段で読み取った電流値が最大値になる該Ｘ方向および該Ｙ方向のＸＹ位置が該電子ビームの中心位置として該蒸着材料の中心に位置するように調整されている請求項１に記載の電子ビーム位置制御方法。
【請求項８】
前記ビーム量計測手段の材料は前記蒸着材料よりも高融点の材料を用いる請求項２、３および７のいずれかに記載の電子ビーム位置制御方法。
【請求項９】
前記ビーム量計測手段の材料はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）またはタンタル（Ｔａ）とする請求項８に記載の電子ビーム位置制御方法。
【請求項１０】
前記電子ビームの位置合わせ時には、前記ビーム量計測手段の各材料が融解しない該電子ビームのパワー領域に該電子ビームの出力パワーを設定する請求項２、３および７のいずれかに記載の電子ビーム位置制御方法。
【請求項１１】
前記マスク部の中心部には前記電子ビームの照射位置出しのための前記開口部が形成されている請求項３に記載の電子ビーム位置制御方法。
【請求項１２】
前記マスク部の開口部のサイズは前記電子ビームの径よりも小さく形成されている請求項１１に記載の電子ビーム位置制御方法。
【請求項１３】
前記マスク部の開口部の平面視形状は円形状または多角形状である請求項１１に記載の電子ビーム位置制御方法。
【請求項１４】
前記電極部およびその上の前記マスク部のうちのいずれかは前記蒸着材料と同一の高さまたは平均の高さに調整されている請求項３または７に記載の電子ビーム位置制御方法。
【請求項１５】
前記電極部とその上の前記マスク部との距離は、両者の絶縁が取れる限り最小の距離とする請求項３または７に記載の電子ビーム位置制御方法。
【請求項１６】
前記電子ビームに密度分布がある場合、該電子ビームの最も高い密度が得られる位置を前記蒸着材料の中心に位置させる請求項１に記載の電子ビーム位置制御方法。
【請求項１７】
前記蒸着材料に前記電子ビームを直接当てずに該電子ビームの出力照射位置を該蒸着材料の中心位置に調整している請求項１に記載の電子ビーム位置制御方法。
【請求項１８】
蒸着材料に電子ビームを照射して該蒸着材料を加熱蒸発させて被蒸着対象物に該蒸着材料を薄膜状に蒸着させる電子ビーム蒸着装置において、
蒸着処理前に該電子ビームの出力照射位置を該蒸着材料の中心位置に位置合わせする電子ビーム照射位置自動調整手段を有する電子ビーム蒸着装置。
【請求項１９】
前記電子ビーム照射位置自動調整手段が位置合わせした電子ビームの出力照射位置を用いて前記蒸着処理を行う請求項１８に記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項２０】
前記電子ビーム照射位置自動調整手段は、電子ビーム発生装置を駆動制御して前記電子ビームの出力照射位置を自動的にＸ方向およびＹ方向に走査する電子ビーム走査手段と、該電子ビームのビーム量を計測するビーム量計測手段に入射した該電子ビームのビーム量が最大となる該電子ビームの出力照射位置を固定する最大ビーム量検出・位置固定手段とを有する請求項１９に電子ビーム蒸着装置。
【請求項２１】
前記ビーム量計測手段は、前記電子ビームのビーム量に応じた電流出力をする電極部と、その上に配置され、中央部に所定サイズの開口部が設けられたマスク部とを有し、該マスク部の開口部を通してその下の電極部に入射した電子ビームのビーム量を出力電流量として計測する請求項２０に電子ビーム蒸着装置。
【請求項２２】
前記最大ビーム量検出・位置固定手段は、前記Ｘ方向の前記電子ビームの走査時に、前記マスク部の開口部を通して前記電極部に入射した該電子ビームのビーム量を電流値として電流計手段により実測し、その実測電流値が最大となるＸ位置を求め、該Ｘ位置を固定した状態で、前記Ｙ方向の電子ビームの走査時に、該マスク部の開口部を通して該電極部に入射した電子ビームのビーム量を電流値として該電流計手段により実測し、その実測電流値が最大となるＹ位置を求めて該Ｘ位置および該Ｙ位置に対応した該電子ビームの出力照射位置を検出する請求項２１に電子ビーム蒸着装置。
【請求項２３】
前記最大ビーム量検出・位置固定手段は、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向の電子ビームの走査時に該電子ビームのビーム量が最大と検出した時点の各電圧値であって、前記電子ビーム発生装置の電子ビーム出力部における各出力コイルに印加した当該各電圧値を検出して該各電圧値を所定の記憶手段に記憶制御する請求項２２に電子ビーム蒸着装置。
【請求項２４】
前記電子ビームの出力照射位置は、該電子ビームの中心が前記蒸着材料の中心に入射する位置である請求項２２に電子ビーム蒸着装置。
【請求項２５】
前記電子ビーム照射位置自動調整手段は、前記電子ビームのビーム量に応じた電流出力をする電極部と、その上に配置され、中央部に開口部が設けられたマスク部とを有するビーム量計測手段を基準位置に配置し、該電子ビームの出力照射位置をＸ方向およびＹ方向に走査して、該マスク部の開口部を通して該電極部上に入射した電子ビームのビーム量を出力電流量として電流計手段で読み取った電流値が最大値になる該Ｘ方向および該Ｙ方向のＸＹ位置が該電子ビームの中心位置として該蒸着材料の中心に位置するように調整されている請求項１８または１９に記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項２６】
前記ビーム量計測手段の材料は前記蒸着材料よりも高融点の材料を用いる請求項２０、２１および２５のいずれかに記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項２７】
前記ビーム量計測手段の材料はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）またはタンタル（Ｔａ）とする請求項２６に記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項２８】
前記電子ビームの位置合わせ時には、前記ビーム量計測手段の各材料が融解しない該電子ビームのパワー領域に該電子ビームの出力パワーが設定されている請求項２０、２１および２５のいずれかに記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項２９】
前記マスク部の中心部には前記電子ビームの照射位置出しのための前記開口部が形成されている請求項２１または２５に記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項３０】
前記マスク部の開口部のサイズは前記電子ビームの径よりも小さく形成されている請求項２９に記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項３１】
前記マスク部の開口部の平面視形状は円形状または多角形状である請求項２９に記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項３２】
前記電極部およびその上の前記マスク部のうちのいずれかは前記蒸着材料と同一の高さまたは平均の高さに調整されている請求項２１または２５に記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項３３】
前記電極部とその上の前記マスク部との距離は、両者の絶縁が取れる限り最小の距離とする請求項２１または２５に記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項３４】
前記電子ビームに密度分布がある場合、該電子ビームの最も高い密度が得られる位置を前記蒸着材料の中心に位置させて前記蒸着処理を行う請求項１８に記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項３５】
前記蒸着材料に前記電子ビームを直接当てずに該電子ビームの出力照射位置を該蒸着材料の中心位置に調整している請求項１８に記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項３６】
前記電子ビームの出力照射位置の自動調整に関わる機構がユニット化されて配置されている請求項１８に記載の電子ビーム蒸着装置。
【請求項３７】
請求項１８〜３６のいずれかに記載の電子ビーム蒸着装置を用いて蒸着処理されて金属蒸着膜が形成された半導体素子を製造する半導体素子の製造方法。
【請求項３８】
請求項１〜１７のいずれかに記載の電子ビーム位置制御方法の各工程をコンピュータに実行させるための処理手順が記述された制御プログラム。
【請求項３９】
請求項３８に記載の制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子ビームの位置を制御する電子ビーム位置制御方法およびこれを用いた電子ビーム蒸着装置、この電子ビーム蒸着装置を用いて蒸着処理された金属蒸着膜が形成される半導体発光素子や半導体集積回路素子などの半導体素子の製造方法、この電子ビーム位置制御方法の各工程をコンピュータに実行させるための処理手順が記述された制御プログラムおよび、この制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電子ビーム蒸着法は、目的とする金属蒸着物に電子ビームを照射して、電子ビームの集束による局所的な高温により真空チャンバ内で金属蒸着物を加熱蒸発させてウエハ基板などの被蒸着対象物の表面に金属蒸着物を薄膜として蒸着させている。電子ビーム蒸着法は、高純度の金属蒸着膜の形成が可能であり、蒸着材料は、高融点金属を含む全ての物質に適用することができる。
【０００３】
ＬＥＤの光出力向上のための電極構造として、基板との密着層として約４ｎｍの薄膜を蒸着しており、この薄膜を安定して蒸着する必要がある。この薄膜の膜厚が厚いと光出力低下になり、この薄膜の膜厚が薄いと電極剥がれが起こる。この薄膜の膜厚のバッチ間の再現性向上のために蒸着材料の中心に電子ビームを当てる必要がある。このことについて、図６を用いて説明する。
【０００４】
図６は、従来の電子ビーム蒸着装置の概略構成図である。なお、従来の電子ビーム蒸着装置の概略構成は、後述する図１〜図５に対応する本発明の電子ビーム蒸着装置の概略構成と同様である。
【０００５】
図６において、従来の電子ビーム蒸着装置は、ハース３内に所定の蒸着材料２を乗せ、これをテーブル上に搭載している。ハース３内の金属の蒸着材料２に対して電子ビーム発生装置としてのＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置から電子ビームを照射して蒸着材料２を加熱蒸発させる。金属の蒸着材料２の上方の天面８（ウエハを保持するドーム、ドームは一般的に回転する）には複数の被蒸着対象物としての複数のウエハ基板９が配置されている。加熱蒸発した金属の蒸着材料２が被蒸着物としてのウエハ基板９の表面に薄膜として蒸着されることになる。
【０００６】
このとき、天面に設けられた水晶振動子であるクリスタルセンサ１０の表面にも同様の薄膜が蒸着される。クリスタルセンサ１０の振動周波数はその表面に蒸着された薄膜の厚さ（重み）に応じて変化することから、表面に蒸着される蒸着薄膜の厚さをその振動周波数から検出している。複数のウエハ基板９の近傍位置にクリスタルセンサ１０が設けられるが、複数のウエハ基板９に金属薄膜が蒸着されるときに、金属の蒸着材料２の中心に対して電子ビーム６の中心が当たらないと、ウエハ基板９とクリスタルセンサ１０上へ向かう蒸気量の比率が変わってしまう。このとき、その左右のいずれか側に配置されたクリスタルセンサ１０の振動周波数によって蒸着の終了を判断してしまうため、ウエハ基板９の表面に蒸着される金属薄膜の膜厚が所望の値からずれてしまう。これを防止するために、薄膜の膜厚のバッチ間の再現性向上のためにも、蒸着材料２の中心に電子ビーム６の中心を当てる必要がある。
【０００７】
これを達成するために、手動で電子ビームを走査して、目視で蒸着材料２の中心に電子ビームが当たるようにＸ軸方向とＹ軸方向の電圧を装置に入力し、入力された固定値で、常に蒸着処理が行われている。
【０００８】
ところが、この従来のビーム照射方法では、バッチ間でビーム照射位置がばらついてしまう。これを解決するために特許文献１に開示されている従来の電子ビーム蒸着装置について図７を用いて説明する。
【０００９】
図７は、特許文献１に開示されている従来の電子ビーム蒸着装置の基本構成を示す概略図である。
【００１０】
図７において、従来の電子ビーム蒸着装置１００は、真空チャンバ１０１内に置かれた坩堝１０２の中央部付近に、電子銃などの電子ビーム発射装置１０３を用いて集束された電子ビーム１０３ａが照射される。この電子ビーム１０３ａのエネルギによって坩堝１０２内の蒸着物質１０４が蒸発し、坩堝１０２（シャーレ）の上方に置かれた基板１０５などの被蒸着対象物表面に薄膜の蒸着膜が形成されるようになっている。
【００１１】
真空チャンバ１０１に形成された窓１０１ａに撮影光軸が坩堝１０２内の蒸着物質１０４の領域の中心部に向かうようにＣＣＤカメラ１０６が取り付けられている。
【００１２】
電子ビームの照射範囲が蒸着物質１０４の領域の中央部から外れたかまたは変形したかの検知を、ＣＣＤカメラ１０６から得られた画像の輝度分布を基準画像の輝度分布と比較するかまたはＣＣＤカメラ１０６から得られた現在の画像の輝度分布を直前に撮影した問題がない画像の輝度分布と比較することによって行っている。これについて図８を用いて説明する。
【００１３】
図８は、図７の電子ビーム発射装置１０３からの電子ビームが照射された蒸着物質部分の輝度（画像濃度）の変化から画像解析原理を説明するための説明図である。
【００１４】
図８において、現在の画像と基準画像（直前に撮影した問題がない画像）との間で、スキャンニング中心位置およびスキャンニング幅に変化があれば、差分画像（現在画像から基準画像を引算した画像）の明るい部分（ズレ部分）は広くなる。そこで、差分画像の判断しきい値より明るい画像数が変化判断画像数よりも多いときは、スキャンニング中心位置およびスキャンニング幅に変化があったと判断することができる。
【００１５】
このように、従来の電子ビーム蒸着装置１００の電子ビームが蒸着材料の中心からずれていないことの確認方法として、ＣＣＤカメラ１０６で得られた輝度分布図を、基準画像として直前に撮影した輝度分布図と比較し、現在の画像と基準画像との間で中心がずれていないかどうかの確認を行っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特開２００４−１９７１２１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
ところが、特許文献１に開示されている上記従来の電子ビーム蒸着装置１００では、現在の画像と基準画像との間でズレが生じていないかどうかの確認のために、許容誤差範囲があり、ベストの電子ビーム照射位置での蒸着材料の加熱蒸発処理とはなっていない。また、電子ビーム自体に濃淡があるので、電子ビームの密度が考慮されておらず、電子ビーム照射位置の測定精度が悪くなっている。さらに、真空チャンバ１０１に形成された窓１０１ａに蒸着膜が付着して、その窓１０１ａに付着した蒸着膜のクリーニングが必要であり、電子ビーム照射位置の測定精度が悪化する。る。さらに、真空チャンバ１０１の上方には基板１０５などの被蒸着対象物が配置されているため、真空チャンバ１０１に形成された窓１０１ａからの斜め方向からしか蒸着物質１０４を見ることができず、斜め方向からの蒸着物質１０４への電子ビーム照射位置の測定ではその測定精度が悪くなっている。さらに、蒸着材料の凹凸により電子ビーム照射位置の測定精度が落ちるという問題を有していた。
【００１８】
本発明は、上記従来の問題を解決するもので、蒸着材料の中心に照射する電子ビーム照射位置の測定精度を向上させてバッチ間の蒸着膜の膜厚差が低減できて、所望の厚さの蒸着膜を安定して得ることができる電子ビーム位置制御方法およびこれを用いた電子ビーム蒸着装置、この電子ビーム蒸着装置を用いて金属蒸着膜が形成された半導体素子の製造方法、この電子ビーム位置制御方法の各処理手順が記述された制御プログラムおよび、この制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
本発明の電子ビーム位置制御方法は、蒸着材料に照射して該蒸着材料を加熱蒸発させる電子ビームの出力照射位置を制御する電子ビーム位置制御方法であって、電子ビーム照射位置自動調整手段が、蒸着処理前に該電子ビームの出力照射位置を該蒸着材料の中心位置に位置合わせする電子ビーム照射位置自動調整工程を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００２０】
また、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法における電子ビーム照射位置自動調整工程は、電子ビーム走査手段が、電子ビーム発生装置を駆動制御して前記電子ビームの出力照射位置を自動的にＸ方向およびＹ方向に走査する電子ビーム走査工程と、最大ビーム量検出・位置固定手段が、該電子ビームのビーム量を計測するビーム量計測手段に入射した電子ビームのビーム量が最大となる電子ビームの出力照射位置を固定する最大ビーム量検出・位置固定工程とを有する。
【００２１】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法におけるビーム量計測手段は、前記電子ビームのビーム量に応じた電流出力をする電極部と、その上に配置され、中央部に所定サイズの開口部が設けられたマスク部とを有し、該マスク部の開口部を通してその下の電極部に入射した該電子ビームのビーム量を出力電流量として計測する。
【００２２】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法における最大ビーム量検出・位置固定工程は、前記Ｘ方向の前記電子ビームの走査時に、前記マスク部の開口部を通して前記電極部に入射した該電子ビームのビーム量を電流値として電流計手段により実測し、その実測電流値が最大となるＸ位置を求め、該Ｘ位置を固定した状態で、前記Ｙ方向の電子ビームの走査時に、該マスク部の開口部を通して該電極部に入射した電子ビームのビーム量を電流値として該電流計手段により実測し、その実測電流値が最大となるＹ位置を求めて該Ｘ位置および該Ｙ位置に対応した該電子ビームの出力照射位置を検出する。
【００２３】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法における最大ビーム量検出・位置固定工程は、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向の電子ビームの走査時に該電子ビームのビーム量が最大と検出した時点の各電圧値であって、前記電子ビーム発生装置の電子ビーム出力部における各出力コイルに印加した当該各電圧値を検出して該各電圧値を所定の記憶手段に記憶制御する。
【００２４】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法における電子ビームの出力照射位置は、前記電子ビームの中心が前記蒸着材料の中心に入射する位置である。
【００２５】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法における電子ビーム照射位置自動調整工程は、前記電子ビームのビーム量に応じた電流出力をする電極部と、その上に配置され、中央部に開口部が設けられたマスク部とを有するビーム量計測手段を基準位置に配置し、該電子ビームの出力照射位置をＸ方向およびＹ方向に走査して、該マスク部の開口部を通して該電極部上に入射した電子ビームのビーム量を出力電流量として電流計手段で読み取った電流値が最大値になる該Ｘ方向および該Ｙ方向のＸＹ位置が該電子ビームの中心位置として該蒸着材料の中心に位置するように調整されている。
【００２６】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法におけるビーム量計測手段の材料は前記蒸着材料よりも高融点の材料を用いる。
【００２７】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法におけるビーム量計測手段の材料はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）またはタンタル（Ｔａ）とする。
【００２８】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法における電子ビームの位置合わせ時には、前記ビーム量計測手段の各材料が融解しない該電子ビームのパワー領域に該電子ビームの出力パワーを設定する。
【００２９】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法におけるマスク部の中心部には前記電子ビームの照射位置出しのための前記開口部が形成されている。
【００３０】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法におけるマスク部の開口部のサイズは前記電子ビームの径よりも小さく形成されている。
【００３１】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法におけるマスク部の開口部の平面視形状は円形状または多角形状である。
【００３２】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法における電極部およびその上の前記マスク部のうちのいずれかは前記蒸着材料と同一の高さまたは平均の高さに調整されている。
【００３３】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法における電極部とその上の前記マスク部との距離は、両者の絶縁が取れる限り最小の距離とする。
【００３４】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法における電子ビームに密度分布がある場合、該電子ビームの最も高い密度が得られる位置を前記蒸着材料の中心に位置させる。
【００３５】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム位置制御方法における蒸着材料に前記電子ビームを直接当てずに該電子ビームの出力照射位置を該蒸着材料の中心位置に調整している。
【００３６】
本発明の電子ビーム蒸着装置は、蒸着材料に電子ビームを照射して該蒸着材料を加熱蒸発させて被蒸着対象物に該蒸着材料を薄膜状に蒸着させる電子ビーム蒸着装置において、蒸着処理前に該電子ビームの出力照射位置を該蒸着材料の中心位置に位置合わせする電子ビーム照射位置自動調整手段を有するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００３７】
また、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置における電子ビーム照射位置自動調整手段が位置合わせした電子ビームの出力照射位置を用いて前記蒸着処理を行う。
【００３８】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置における電子ビーム照射位置自動調整手段は、電子ビーム発生装置を駆動制御して前記電子ビームの出力照射位置を自動的にＸ方向およびＹ方向に走査する電子ビーム走査手段と、該電子ビームのビーム量を計測するビーム量計測手段に入射した該電子ビームのビーム量が最大となる該電子ビームの出力照射位置を固定する最大ビーム量検出・位置固定手段とを有する。
【００３９】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置におけるビーム量計測手段は、前記電子ビームのビーム量に応じた電流出力をする電極部と、その上に配置され、中央部に所定サイズの開口部が設けられたマスク部とを有し、該マスク部の開口部を通してその下の電極部に入射した電子ビームのビーム量を出力電流量として計測する。
【００４０】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置における最大ビーム量検出・位置固定手段は、前記Ｘ方向の前記電子ビームの走査時に、前記マスク部の開口部を通して前記電極部に入射した該電子ビームのビーム量を電流値として電流計手段により実測し、その実測電流値が最大となるＸ位置を求め、該Ｘ位置を固定した状態で、前記Ｙ方向の電子ビームの走査時に、該マスク部の開口部を通して該電極部に入射した電子ビームのビーム量を電流値として該電流計手段により実測し、その実測電流値が最大となるＹ位置を求めて該Ｘ位置および該Ｙ位置に対応した該電子ビームの出力照射位置を検出する。
【００４１】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置における最大ビーム量検出・位置固定手段は、前記Ｘ方向および前記Ｙ方向の電子ビームの走査時に該電子ビームのビーム量が最大と検出した時点の各電圧値であって、前記電子ビーム発生装置の電子ビーム出力部における各出力コイルに印加した当該各電圧値を検出して該各電圧値を所定の記憶手段に記憶制御する。
【００４２】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置における電子ビームの出力照射位置は、該電子ビームの中心が前記蒸着材料の中心に入射する位置である。
【００４３】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置における電子ビーム照射位置自動調整手段は、前記電子ビームのビーム量に応じた電流出力をする電極部と、その上に配置され、中央部に開口部が設けられたマスク部とを有するビーム量計測手段を基準位置に配置し、該電子ビームの出力照射位置をＸ方向およびＹ方向に走査して、該マスク部の開口部を通して該電極部上に入射した電子ビームのビーム量を出力電流量として電流計手段で読み取った電流値が最大値になる該Ｘ方向および該Ｙ方向のＸＹ位置が該電子ビームの中心位置として該蒸着材料の中心に位置するように調整されている。
【００４４】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置におけるビーム量計測手段の材料は前記蒸着材料よりも高融点の材料を用いる。
【００４５】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置におけるビーム量計測手段の材料はタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）またはタンタル（Ｔａ）とする。
【００４６】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置における電子ビームの位置合わせ時には、前記ビーム量計測手段の各材料が融解しない該電子ビームのパワー領域に該電子ビームの出力パワーが設定されている。
【００４７】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置におけるマスク部の中心部には前記電子ビームの照射位置出しのための前記開口部が形成されている。
【００４８】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置におけるマスク部の開口部のサイズは前記電子ビームの径よりも小さく形成されている。
【００４９】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置におけるマスク部の開口部の平面視形状は円形状または多角形状である。
【００５０】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置における電極部およびその上の前記マスク部のうちのいずれかは前記蒸着材料と同一の高さまたは平均の高さに調整されている。
【００５１】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置における電極部とその上の前記マスク部との距離は、両者の絶縁が取れる限り最小の距離とする。
【００５２】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置における電子ビームに密度分布がある場合、該電子ビームの最も高い密度が得られる位置を前記蒸着材料の中心に位置させて前記蒸着処理を行う。
【００５３】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置における蒸着材料に前記電子ビームを直接当てずに該電子ビームの出力照射位置を該蒸着材料の中心位置に調整している。
【００５４】
さらに、好ましくは、本発明の電子ビーム蒸着装置における電子ビームの出力照射位置の自動調整に関わる機構がユニット化されて配置されている。
【００５５】
本発明の半導体素子の製造方法は、本発明の電子ビーム蒸着装置を用いて蒸着処理されて金属蒸着膜が形成された半導体素子を製造するものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００５６】
本発明の制御プログラムは、本発明の電子ビーム位置制御方法の各工程をコンピュータに実行させるための処理手順が記述されたものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００５７】
本発明の可読記憶媒体は、本発明の制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能なものであり、そのことにより上記目的が達成される。
【００５８】
上記構成により、以下、本発明の作用を説明する。
【００５９】
本発明においては、蒸着材料に電子ビームを照射して蒸着材料を加熱蒸発させて被蒸着対象物に蒸着材料を薄膜状に蒸着させる電子ビーム蒸着装置において、蒸着処理前に電子ビームの出力照射位置を蒸着材料の中心位置に位置合わせする電子ビーム照射位置自動調整手段を有している。この電子ビーム照射位置自動調整手段は、電子ビーム発生装置を駆動制御して電子ビームを自動的にＸ方向およびＹ方向に順次走査する電子ビーム走査手段と、電子ビームのビーム量を計測するビーム量計測手段に入射した電子ビームのビーム量が最大となる該電子ビームの出力照射位置を固定する最大ビーム量検出・位置固定手段とを有している。
【００６０】
これによって、電子ビーム照射位置自動調整手段が、蒸着処理前に電子ビームの出力照射位置を蒸着材料の中心位置に位置合わせするので、蒸着材料の中心に照射する電子ビーム照射位置の測定精度を向上させてバッチ間の蒸着膜の膜厚差が低減でき、所望の厚さの蒸着膜を安定して得ることが可能となって、例えば半導体発光素子の高光出力のプロセスを安定して行うことが可能となる。
【発明の効果】
【００６１】
以上により、本発明によれば、電子ビーム照射位置自動調整手段が、蒸着処理前に電子ビームの出力照射位置を蒸着材料の中心位置に位置合わせするため、蒸着材料の中心に照射する電子ビーム照射位置の測定精度を向上させてバッチ間の蒸着膜の膜厚差が低減でき、所望の厚さの蒸着膜を安定して得ることが可能となって、例えば半導体発光素子の高光出力のプロセスを安定して行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６２】
【図１】本発明の実施形態１における電子ビーム蒸着装置の要部構成例を示す平面図である。
【図２】本発明の実施形態１における電子ビーム位置制御方法を説明するための要部構成図である。
【図３】Ｘ軸方向のＸ位置またはＹ軸方向のＹ位置に対する電子ビームのビーム量を示す図である。
【図４】本発明の実施形態１に係る電子ビーム蒸着装置の概略ハード構成例を示すブロック図である。
【図５】図４の電子ビーム蒸着装置１の電子ビーム位置制御方法を含む制御動作を説明するためのフローチャートである。
【図６】従来の電子ビーム蒸着装置の概略構成図である。
【図７】特許文献１に開示されている従来の電子ビーム蒸着装置の基本構成を示す概略図である。
【図８】図７の電子ビーム発射装置から電子ビームが照射された蒸着物質部分の輝度（画像濃度）の変化から画像解析原理を説明するための説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００６３】
以下に、本発明の電子ビーム位置制御方法およびこれを用いた電子ビーム蒸着装置、この電子ビーム位置制御方法の各処理手順が記述された制御プログラム、この制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体の実施形態１について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図における構成部材のそれぞれの厚みや長さなどは図面作成上の観点から、図示する構成に限定されるものではない。
【００６４】
（実施形態１）
図１は、本発明の実施形態１における電子ビーム蒸着装置の要部構成例を示す平面図である。
【００６５】
図１において、本実施形態１の電子ビーム蒸着装置１において、複数の蒸着材料２を乗せた複数（ここでは６個）のハース３が、回転自在な回転テーブル４上の所定間隔の所定位置に固定されて搭載されている。ここでは、６個のハース３が回転テーブル４の角度６０度毎の回動によって、その上のハースカバー５の開口位置５ａに順次回ってくるようになっている。ハースカバー５の開口位置５ａに対応するハース３の搭載位置の中心部に電子ビーム６の出力照射位置が来るように、電子ビーム６を照射する電子ビーム発生装置としての後述するＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７が調整されている。
【００６６】
電子ビーム蒸着装置１は、複数の蒸着材料２を乗せた回転テーブル４上の６個のハース３をテーブル４と共に回転することによりハースカバー５の開口位置５ａに順次、目的の蒸着材料２が乗ったハース３を位置させて、複数の蒸着材料２から一の材料を選択可能としている。
【００６７】
図２は、本発明の実施形態１における電子ビーム位置制御方法を説明するための要部構成図である。図３は、Ｘ軸方向のＸ位置またはＹ軸方向のＹ位置に対する電子ビーム６のビーム量を示す図である。
【００６８】
図２において、複数の蒸着材料２を乗せたテーブル４上の複数のハース３をテーブル４と共にハースカバー５の開口位置５ａまで順次回転させて、複数の蒸着材料２から一の材料を選択可能とする電子ビーム蒸着装置１において、そのハースカバー５の開口位置５ａの所定位置に、電子ビーム６のビーム量に応じた電流値を出力する電極部１２およびその上のマスク部１３を搭載し、マスク部１３の開口部１３ａを通して電極部１２に当たった電子ビーム６のビーム量を電流値として電流計１１（電流計手段）により実測する。図３に示すように電流計１１の実測値（電流値）が最大となるＸ位置およびＹ位置を求めることによって、電子ビーム６が蒸着材料２の中心に当たる電子ビーム６の出力照射位置を検出することができる。
【００６９】
これらの電極部１２およびその上のマスク部１３により、電子ビーム６のビーム量を計測するビーム量計測手段が構成されている。即ち、ビーム量計測手段は、電子ビーム６のビーム量に応じた電流出力をする電極部１２と、その上に配置され、中央部に所定サイズの開口部１３ａが設けられたマスク部１３とを有し、マスク部１３の開口部１３ａを通してその下の電極部１２に入射した電子ビーム６のビーム量を出力電流量として計測している。
【００７０】
電極部１２上方で、中心部に平面視円形の穴（開口部１３ａ）の開いた金属板のマスク部１３上を自動で電子ビーム６をＸ軸方向とＹ軸方向に順次走査させる。このときの電子ビーム６のビーム量が最大値（電流計１１の電流値が最大）となった時点のＸ方向とＹ方向の各電圧値を、装置の記憶手段（ＲＡＭ２４）にフィードバックして格納して電子ビーム照射位置検出処理を行う。電子ビーム６のＸ軸方向およびＹ軸方向の走査は、図４で後述するＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７の電子ビーム出力部の各出力コイル（Ｘ方向走査用の例えば左右出力コイル、Ｙ方向走査用の例えば上下出力コイルなど）に印加する各電圧値を変化させることにより、まず、電子ビーム６をＸ軸方向に走査し、電極部１２からの電流値の最大値のＸ位置に対して、次に、電子ビーム６をＹ軸方向に走査し、電極部１２からの電流値の最大値のＹ位置を検出する。
【００７１】
このように、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７には各出力コイルが設けられている。対向の各出力コイルへの印加電圧差に応じて磁界を変化させて電子ビーム６を曲げるＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７によって電子ビームの出力照射位置をＸ軸方向およびＹ方向に順次移動させることができるようになっている。
【００７２】
電流計１１にその出力部が接続された電極部１２と、電極部１２の上方に、円形状の開口部１３ａを中央部に持つマスク部１３とがハースカバー５の開口位置５ａに配設される。図４で後述するＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７の電子ビーム出力部の出力コイルに印加する電圧値の強弱によって電子ビーム６の出力中心位置をＸＹ平面上で移動自在に構成される。マスク部１３の円形状の開口部１３ａに対応した電極部１２の平面視円形状の電子ビーム検出部１２ａに当たった電子ビーム６のビーム量に応じた電流値が出力される。この電流値が最大となったときにマスク部１３の円形状の開口部１３ａ（平面視円形状の電子ビーム検出部１２ａ）の中心部に対して電子ビーム６の出力中心部が一致している。
【００７３】
これらの電極部１２とその上のマスク部１３が、ハースカバー５の開口位置５ａに対応するハース３の搭載位置に、マスク部１３の円形の開口部１３ａと電極部１２の円形状の電子ビーム検出部１２ａとが一致するように設けられた状態で、電子ビーム出力部の出力コイルへの電圧制御により電子ビーム６の出力中心位置をＸ軸方向とＹ軸方向に自動的に走査して、電流計１１に流れる電流値が最大になる電子ビーム６の出力中心位置を検出する。
【００７４】
要するに、電子ビーム蒸着装置１は、蒸着処理前に電子ビーム６の出力照射位置を蒸着材料２の中心位置に位置合わせする電子ビーム照射位置自動調整手段を有している。この電子ビーム照射位置自動調整手段は、電子ビーム６のビーム量に応じた電流出力を行う電極部１２と、その上に配置され、中央部に開口部１３ａが設けられたマスク部１３とを基準位置（ハースカバー５の開口位置５ａ）に配置し、電子ビームの出力照射位置をＸ軸方向およびＹ軸方向に順次走査して、マスク部１３の開口部１３ａを通して電極部１２上に入射した電子ビーム６のビーム量を出力電流量として電流計１１で読み取った電流値が最大値になるＸ軸方向のＸ位置およびＹ軸方向のＹ位置が電子ビーム６の中心位置（Ｘ，Ｙ）として蒸着材料２の中心に位置するように調整されている。
【００７５】
蒸着材料２に電子ビームを直接当てずに電子ビームの出力照射位置を蒸着材料２の中心位置に調整している。これによって、実際の蒸着材料２としての金属蒸着材料はレアーメタルなどの高価なものであるので、材料ロスを抑えることができる。
【００７６】
電子ビーム６の出力照射位置の自動調整に関わる機構がユニット化されて電子ビーム蒸着装置１に組み込まれて配置される。これによって、電子ビーム蒸着装置１自体に、電子ビーム６の出力照射位置の自動調整に関わるユニットを標準仕様として組み込まれていない場合であっても、容易に、電子ビーム６の出力照射位置の自動調整に関わる機構がユニット化されて電子ビーム蒸着装置１に組み込むことができる。
【００７７】
マスク部１３および電極部１２の各材料はそれぞれ蒸着材料２よりも高融点の材料を用いる。マスク部１３および電極部１２の各材料はそれぞれタングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）またはタンタル（Ｔａ）とする。
【００７８】
電子ビーム６の位置合わせ時には、マスク部１３および電極部１２の各材料が融解しない電子ビーム６の低パワーのパワー領域としている。マスク部１３の中心部には電子ビーム６の照射位置出しのための開口部が形成されている。マスク部１３の開口部１３ａの形状は、前述したが、円形状である。マスク部１３の円形状の開口部１３ａのサイズは電子ビーム６の径よりも小さく構成されている。
【００７９】
さらに、電子ビーム蒸着装置１は、電子ビーム６に密度分布がある場合に、電子ビーム６の最も高い密度が得られる位置を蒸着材料２の中心に位置させて蒸着処理を行う。ここでは、電子ビーム６の最大ビーム量を検出しているので、電子ビーム６の最も高い密度が得られる位置を蒸着材料２の中心に位置させることができる。
【００８０】
このように、蒸着処理前に電子ビーム６の原点出しを行い、常に電子ビーム６のピークが蒸着材料２の中心に来るよう制御して蒸着処理を行うことによって、バッチ間の膜厚差を低減することができて、半導体発光素子の高光出力のプロセスを安定化して生産することができる。
【００８１】
ここで、本実施形態１の電子ビーム位置制御方法を用いた電子ビーム蒸着装置１の制御構成について更に詳細に説明する。
【００８２】
図４は、本発明の実施形態１に係る電子ビーム蒸着装置の概略ハード構成例を示すブロック図である。
【００８３】
図４において、本実施形態１の電子ビーム蒸着装置１は、コンピュータシステムで構成されており、各種入力指令を可能とするキーボードやマウス、画面入力装置などの操作入力部２１と、各種入力指令に応じて表示画面上に、初期画面、選択誘導画面および処理結果画面などの各種画像を表示可能とする表示部２２と、全体的な制御を行う制御部としてのＣＰＵ２３（中央演算処理装置）と、ＣＰＵ２３の起動時にワークメモリとして働く一時記憶手段としてのＲＡＭ２４と、ＣＰＵ２３を動作させるための制御プログラムおよびこれに用いる各種データなどが記録されたコンピュータ読み取り可能な可読記録媒体（記憶手段）としてのＲＯＭ２５と、複数の蒸着材料２を乗せた複数（ここでは６個）のハース３を搭載する回転自在な回転テーブル４と、回転テーブル４上のハース３内の蒸着材料２に向けて電子ビームを照射する電子ビーム発生装置としてのＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７とを有している。
【００８４】
ＣＰＵ２３は、操作入力部２１からの入力指令の他、ＲＯＭ２５内からＲＡＭ２４内に読み出された制御プログラムおよびこれに用いる各種データに基づいて、蒸着処理時に比べて低パワーでＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７を駆動制御して電子ビーム６を照射する電子ビーム駆動手段２３１と、電子ビーム６を自動的にＸ方向およびＹ方向に順次走査する電子ビーム走査手段２３２と、マスク部１３の開口部１３ａを通して電極部１２に当たった電子ビーム６のビーム量が最大となる電子ビーム６の出力照射位置（ＸＹ位置）を固定する最大ビーム量検出・位置固定手段２３３と、蒸着処理開始処理を行う蒸着処理開始手段２３４と、回転テーブル４を所定量回転させる回転テーブル駆動手段２３５と、蒸着処理を実行する蒸着処理手段２３６とを有している。
【００８５】
これらの電子ビーム駆動手段２３１、電子ビーム走査手段２３２および最大ビーム量検出・位置固定手段２３３により、蒸着処理前に該電子ビームの出力照射位置を該蒸着材料の中心位置に位置合わせする電子ビーム照射位置自動調整手段が構成されている。
【００８６】
電子ビーム駆動手段２３１は、電子ビーム６の位置合わせ時には、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７を駆動制御して低パワーでＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７から電子ビーム６をマスク部１３の円形状の開口部１３ａに向けて照射する。電子ビーム６の位置合わせ時は蒸着処理時の電子ビーム６のパワーに比べて低パワーとする。
【００８７】
電子ビーム走査手段２３２は、電子ビーム６を自動的にＸ方向に走査した後に、電子ビーム６を自動的にＸ方向に直行するＹ方向に走査する。
【００８８】
最大ビーム量検出・位置固定手段２３３は、Ｘ方向において、マスク部１３の開口部１３ａを通して電極部１２に当たった電子ビーム６のビーム量を電流値として電流計１１により実測し、その実測値（電流値）が最大となるＸ位置を求める。また、最大ビーム量検出・位置固定手段２３３は、このＸ位置を固定した状態で、Ｙ方向において、マスク部１３の開口部１３ａを通して電極部１２に当たった電子ビーム６のビーム量を電流値として電流計１１により実測し、その実測値（電流値）が最大となるＹ位置を求める。これによって、電子ビーム６が蒸着材料２の中心に当たる電子ビーム６の出力照射位置（最大ビーム量に対応したＸＹ位置）を検出することができる。
【００８９】
また、最大ビーム量検出・位置固定手段２３３は、電子ビーム６のビーム量が最大と検出した時点の電圧値、即ち、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７の電子ビーム出力部の各出力コイルに印加した電圧値（Ｖ）を検出してこれを記憶制御すると共に、電子ビーム６の最大ビーム量を検出した時点で、電子ビーム走査手段２３２の走査を停止制御してその出力照射位置（ＸＹ位置）に電子ビームを固定する。
【００９０】
蒸着処理開始手段２３４は、操作入力部２１から蒸着処理開始指令があったかどうかを検出し、操作入力部２１から蒸着処理開始指令があるまで待ち、操作入力部２１から蒸着処理開始指令を検出した場合（ＹＥＳ）に、回転テーブル駆動処理から一連の蒸着処理を実行する。
【００９１】
回転テーブル駆動手段２３５は、蒸着処理開始手段２３４からの蒸着処理開始を受けて目標とする蒸着材料２を乗せたハース３を、ハースカバー５の開口位置５ａに対応する基準位置まで回転テーブル４を回転駆動させて移動させる。
【００９２】
蒸着処理手段２３６は、予め記憶手段（ＲＡＭ２４）に格納された電子ビーム照射位置（Ｘ位置およびＹ位置）に対応した電圧値ＶをＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７の電子ビーム出力部の各出力コイルに印加することにより、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７を駆動して、ハース３上の蒸着材料２の中心位置に対して電子ビーム６の出力中心を一致させた状態で、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７から電子ビーム６を蒸着材料２の中心に向けて照射して蒸着処理を効率よく行う。
【００９３】
ＲＯＭ２５は、ハードディスク、光ディスク、磁気ディスクおよびＩＣメモリなどの可読記録媒体（記憶手段）で構成されている。この制御プログラムおよびこれに用いる各種データは、携帯自在な光ディスク、磁気ディスクおよびＩＣメモリなどからＲＯＭ２５にダウンロードされてもよいし、コンピュータのハードディスクからＲＯＭ２５にダウンロードされてもよいし、無線または有線、インターネットなどを介してＲＯＭ２５にダウンロードされてもよい。後述する図５の電子ビーム位置制御方法をコンピュータに実行させるための処理手順が記述された制御プログラムをコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体に格納して、コンピュータ（ＣＰＵ２３）により制御するものである。
【００９４】
上記構成により、以下、その動作について説明する。
【００９５】
図５は、図４の電子ビーム蒸着装置１の電子ビーム位置制御方法を含む制御動作を説明するためのフローチャートである。
【００９６】
図５に示すように、まず、ハースカバー５の開口位置５ａに対応した回転テーブル４上の所定位置に、電極部１２と、電極部１２の上方に円形状の開口部１３ａを中央部に持つマスク部１３とが配設される。これをセンサが検出しかつ電子ビーム位置制御方法開始のスタートスイッチを押すと、ステップＳ１で回転テーブル４上の所定位置に電極部１２とマスク部１３との配置が完了したかどうかが検出される。
【００９７】
次に、ステップＳ２で電子ビーム駆動手段２３１がＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７をを駆動制御して低パワーでＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７から電子ビーム６をマスク部１３の円形状の開口部１３ａに向けて照射する。電子ビーム６の位置合わせ時には、マスク部１３および電極部１２の各材料が融解しない程度の電子ビーム６の低パワーのパワー領域とする。要するに、電子ビームの位置合わせ時の電子ビーム６のパワーは、蒸着処理時の電子ビームのパワーに比べて低パワーとする。
【００９８】
電子ビームの位置合わせ時にマスク部１３および電極部１２が電子ビーム６によって溶融しないように、マスク部１３および電極部１２の各材料はそれぞれ蒸着材料２よりも、タングステン（Ｗ）、モリブデン（Ｍｏ）またはタンタル（Ｔａ）などの高融点の材料が用いられている。しかも、前述したように、マスク部１３および電極部１２の各材料が融解しないように低パワー領域の電子ビーム６を用いる。
【００９９】
続いて、ステップＳ３で電子ビーム走査手段２３２が電子ビーム６を自動的にＸ方向に走査する。
【０１００】
その後、ステップＳ４で最大ビーム量検出・位置固定手段２３３が、Ｘ方向において、マスク部１３の開口部１３ａを通して電極部１２に当たった電子ビーム６のビーム量を電流値として電流計１１により実測し、その実測値（電流値）が最大となるＸ位置を求める。これによって、電子ビーム６が蒸着材料２の中心に当たる電子ビーム６の出力照射位置（Ｘ位置）を検出することができる。
【０１０１】
さらに、ステップＳ５で電子ビーム６のビーム量が最大と検出した時点の電圧値、即ち、このとき、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７の電子ビーム出力部の各出力コイルに印加した電圧値（Ｖ）を装置の記憶手段（ＲＡＭ２４）にフィードバックしてこれを記憶する。このＸ方向の電子ビーム６のビーム量の最大値を検出した時点で、電子ビーム走査手段２３２の走査を停止制御して、電子ビーム６の最大ビーム量の出力照射位置（最大ビーム量に対応したＸ位置）に電子ビーム６を固定する。
【０１０２】
さらに、ステップＳ６で電子ビーム走査手段２３２が、電子ビーム６の最大ビーム量のＸ位置から、電子ビーム６を自動的にＹ方向に走査する。
【０１０３】
さらに、ステップＳ７で最大ビーム量検出・位置固定手段２３３が、Ｙ方向において、マスク部１３の開口部１３ａを通して電極部１２に当たった電子ビーム６のビーム量を電流値として電流計１１により実測し、その実測値（電流値）が最大となるＹ位置（出力コイルに印加した電圧値）を求める。これによって、電子ビーム６が蒸着材料２の中心に当たる電子ビーム６の出力照射位置（最大ビーム量に対応したＹ位置）を検出することができる。
【０１０４】
さらに、ステップＳ８で電子ビーム６のビーム量が最大と検出した時点の電圧値、即ち、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７の電子ビーム出力部の各出力コイルに印加した電圧値（Ｖ）を装置の記憶手段（ＲＡＭ２４）にフィードバックしてこれを記憶する。このＹ方向の電子ビーム６の最大ビーム量の値を検出した時点で、電子ビーム走査手段２３２の走査を停止制御して、電子ビーム６の最大ビーム量の出力照射位置（Ｙ位置）に固定する。これによって、電子ビーム６の最大ビーム量の出力照射位置（ＸＹ位置）に電子ビーム６を固定する。
【０１０５】
さらに、ステップＳ９で電子ビーム駆動手段２３１がＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７を停止制御してパワーＯＦＦする。これで本実施形態１の電子ビーム位置制御方法を終了する。
【０１０６】
次に、ステップ１０で蒸着処理開始手段２３４が操作入力部２１から蒸着処理開始指令があったかどうかを検出する。即ち、蒸着処理開始手段２３４は、操作入力部２１から蒸着処理開始指令があるまで待ち、操作入力部２１から蒸着処理開始指令があった場合（ＹＥＳ）に、次のステップＳ１１の回転テーブル駆動処理およびステップＳ１２の蒸着処理の各処理を実行する。
【０１０７】
続いて、ステップＳ１１で回転テーブル駆動手段２３５が、蒸着処理開始手段２３４からの蒸着処理開始を受けて目標とする蒸着材料２を乗せたハース３を、ハースカバー５の開口位置５ａに対応する基準位置まで回転テーブル４を回転駆動させて移動制御する。
【０１０８】
その後、ステップＳ１２で蒸着処理手段２３６が、目標とする蒸着材料２の溶融温度に応じた所定のパワーで一連の蒸着処理を開始する。即ち、蒸着処理手段２３６は、予め記憶手段（ＲＡＭ２４）に格納された電子ビーム照射位置（Ｘ位置およびＹ位置）に対応した電圧値ＶをＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７の電子ビーム出力部の各出力コイルに印加することにより、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７を駆動し、ハース３上の蒸着材料２の中心位置に対して電子ビーム６の出力中心を一致させる。この状態で、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７から電子ビーム６を蒸着材料２の中心に向けて所定パワーで照射して蒸着処理を効率よく行うことができる。
【０１０９】
本実施形態１の電子ビーム位置制御方法は、前述した電子ビーム照射位置自動調整手段が、蒸着処理前に電子ビーム６の出力照射位置を蒸着材料２の中心位置に位置合わせする電子ビーム照射位置自動調整工程を有し、蒸着材料２に照射して蒸着材料２を加熱蒸発させる電子ビーム６の出力照射位置を制御する。
【０１１０】
電子ビーム照射位置自動調整工程は、電子ビーム６のビーム量に応じた電流出力をする電極部１２と、その上に配置され、中央部に開口部１３ａが設けられたマスク部１３とを基準位置に配置し、電子ビーム６の出力照射位置をＸ軸方向およびＹ軸方向に走査して、マスク部１３の開口部１３ａを通して電極部１２上に入射した電子ビーム６のビーム量を出力電流量として電流計１１で読み取った電流値が最大値になるＸ方向およびＹ方向のＸＹ位置が電子ビーム６の中心位置として蒸着材料２の中心に位置するように調整されている。
【０１１１】
電子ビーム照射位置自動調整工程は、電子ビーム駆動手段２３１が、蒸着処理時に比べて低パワーでＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７を駆動制御して電子ビーム６を照射する電子ビーム駆動工程と、電子ビーム走査手段２３２が、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７を駆動制御して電子ビーム６を自動的にＸ方向およびＹ方向に順次走査する電子ビーム走査工程と、最大ビーム量検出・位置固定手段２３３が、電子ビーム６のビーム量を計測するビーム量計測手段（電極部１２およびマスク部１３）に入射した電子ビーム６のビーム量が最大となる電子ビーム６の出力照射位置を固定する最大ビーム量検出・位置固定工程とを有している。
【０１１２】
最大ビーム量検出・位置固定工程は、Ｘ方向の電子ビーム６の走査時に、マスク部１３の開口部１３ａを通して電極部１２に入射した電子ビーム６のビーム量を電流値として電流計１１により実測し、その実測電流値が最大となるＸ位置を求め、このＸ位置を固定した状態で、Ｙ方向の電子ビーム６の走査時に、マスク部１３の開口部１３ａを通して電極部１２に入射した電子ビーム６のビーム量を電流値として電流計１１により実測し、その実測電流値が最大となるＹ位置を求めて電子ビーム６の出力照射位置を検出する。
【０１１３】
また、最大ビーム量検出・位置固定工程は、Ｘ方向およびＹ方向の電子ビーム６の走査時に電子ビーム６のビーム量が最大と検出した時点の各電圧値であって、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７の電子ビーム出力部における各出力コイルに印加した各電圧値を検出して各電圧値を所定の記憶手段（ＲＡＭ２４）に記憶制御する。
【０１１４】
以上により、本実施形態１によれば、蒸着材料２に電子ビーム６を照射して蒸着材料２を加熱蒸発させて被蒸着対象物（ウエハ基板）に蒸着材料１２を薄膜状に蒸着させる電子ビーム蒸着装置１において、蒸着処理前に電子ビーム６の出力照射位置を蒸着材料２の中心位置に位置合わせする電子ビーム照射位置自動調整手段を有している。この電子ビーム照射位置自動調整手段は、ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置７を駆動制御して電子ビーム６を自動的にＸ方向およびＹ方向に順次走査する電子ビーム走査手段２３２と、電子ビーム６のビーム量を計測するビーム量計測手段（電極部１２およびマスク部１３）に入射した電子ビーム６のビーム量が最大となる電子ビーム６の出力照射位置を固定する最大ビーム量検出・位置固定手段２３３とを有している。
【０１１５】
これによって、蒸着材料の中心に照射する電子ビーム照射位置の測定精度を向上させてバッチ間の蒸着膜の膜厚差が低減でき、所望の厚さの蒸着膜を安定して得ることが可能となって、例えば半導体発光素子の高光出力のプロセスを安定して行うことができる。
【０１１６】
なお、本実施形態１では、特に説明していないが、電子ビームの位置ずれが起こる原因としては、（１）外部からのノイズ、（２）電源の不安定性、（３）異常放電、（４）メンテ後の部品の組み立てなどが考えられる。
【０１１７】
なお、本実施形態１では、特に説明していないが、本実施形態１の電子ビーム位置制御方法を用いた電子ビーム蒸着装置１を用いて蒸着処理された電極用薄膜などの金属蒸着膜が形成された半導体素子としてのＬＥＤ素子などの半導体発光素子や半導体集積回路素子を製造することができる。
【０１１８】
なお、本実施形態１では、マスク部１３の開口部１３ａの平面視形状は円形状に形成したが、これに限らず、マスク部１３の開口部１３ａの平面視形状は、正方形を含む多角形状であってもよい。
【０１１９】
なお、本実施形態１では、特に説明していないが、電極部１２とその上のマスク部１３との距離は、両者の絶縁が取れる限り最小の距離とすることが望ましい。実際には、電極部１２とマスク部１３の間にがいしなどの絶縁物を挟み込んでいる。
【０１２０】
なお、本実施形態１では、特に詳細には説明していないが、蒸着処理前に電子ビームの出力照射位置を蒸着材料２の中心位置に位置合わせしているが、蒸着材料２の中心位置とは、平面視の面積的に中心位置であってもよいし、蒸着材料２が乗せられたハース３の中心位置であってもよく、回転テーブル４上にハース３が搭載される平面視的な基準位置を蒸着材料２の中心位置としてもよい。これらの場合、蒸着材料２の高さ位置またはその平均高さ位置をも含めて蒸着材料２の中心位置を設定する必要がある。これによって、蒸着材料２の中心位置とは、蒸着材料２の体積的な中心位置であってもよい。
【０１２１】
なお、本実施形態１では、特に説明していないが、電極部１２は蒸着材料２と同一の高さに調整されていることが望ましい。これに限らず、電極部１２およびその上のマスク部１３のうちのいずれかが蒸着材料２と同一の高さまたは平均の高さに調整されていてもよい。
【０１２２】
以上のように、本発明の好ましい実施形態１を用いて本発明を例示してきたが、本発明は、この実施形態１に限定して解釈されるべきものではない。本発明は、特許請求の範囲によってのみその範囲が解釈されるべきであることが理解される。当業者は、本発明の具体的な好ましい実施形態１の記載から、本発明の記載および技術常識に基づいて等価な範囲を実施することができることが理解される。本明細書において引用した特許、特許出願および文献は、その内容自体が具体的に本明細書に記載されているのと同様にその内容が本明細書に対する参考として援用されるべきであることが理解される。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明は、電子ビームの位置を制御する電子ビーム位置制御方法およびこれを用いた電子ビーム蒸着装置、この電子ビーム蒸着装置を用いて蒸着処理された金属蒸着膜が形成されている半導体素子の製造方法、この電子ビーム位置制御方法の各工程をコンピュータに実行させるための処理手順が記述された制御プログラムおよび、この制御プログラムが格納されたコンピュータ読み取り可能な可読記憶媒体の分野において、電子ビーム照射位置自動調整手段が、蒸着処理前に電子ビームの出力照射位置を蒸着材料の中心位置に位置合わせするため、蒸着材料の中心に照射する電子ビーム照射位置の測定精度を向上させてバッチ間の蒸着膜の膜厚差が低減でき、所望の厚さの蒸着膜を安定して得ることができて、高光出力のプロセスを安定して行うことができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１  電子ビーム蒸着装置
２  蒸着材料
３  ハース
４  回転テーブル
５  ハースカバー
５ａ  開口位置
６  電子ビーム
７  ＥＢ（エレクトロンビーム）ガン装置
８  天面
９  ウエハ基板
１０  クリスタルセンサ
１１  電流計
１２  電極部
１２ａ  電子ビーム検出部
１３  マスク部
１３ａ  開口部
２１  操作入力部
２２  表示部
２３  ＣＰＵ（制御手段）
２３１  電子ビーム駆動手段
２３２  電子ビーム走査手段
２３３  最大ビーム量検出・位置固定手段
２３４  蒸着処理開始手段
２３５  回転テーブル駆動手段
２３６  蒸着処理手段
２４  ＲＡＭ
２５  ＲＯＭ（可読記録媒体）
【図１】
2014043619.tif 000003
【図２】
2014043619.tif 000004
【図３】
2014043619.tif 000005
【図４】
2014043619.tif 000006
【図５】
2014043619.tif 000007
【図６】
2014043619.tif 000008
【図７】
2014043619.tif 000009
【図８】
2014043619.tif 000010