(57)【要約】【課題】従来の膜厚管理方法では、膜厚制御モニタが表示する各単層膜の膜厚データおよび、多層膜を一つのモニタ基板に連続蒸着処理を行った際のモニタ基板の段差を測定しているため、多層膜の連続蒸着処理時における各単層膜の膜厚を測定することが出来ない。そのため次工程の処理状態のバラツキが発生し、品質の低下を引き起こしていた。【解決手段】本発明の真空蒸着装置は、多層膜を膜厚測定用モニタ基板上に連続蒸着処理させる際に、各単層膜を１枚の基板に個々に蒸着させる手段と、一つの被着物質の膜を蒸着処理した後に、基板を任意の角度で回転させる手段と、基板上の任意の範囲にのみ被着物質の膜を付着させる手段を備えている。それにより、連続蒸着処理後の各単層膜の膜厚を測定することが可能となり、製品の膜厚異常を早期に発見することが出来、真空蒸着装置における基板処理時の各単層膜の膜厚管理による製品の品質安定化につながる。【選択図】図２
2005272974.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
高真空中において通電あるいは電子線による加熱手段により、被着物質を加熱蒸発させ、半導体製品基板に前記被着物質の膜を形成する真空蒸着装置において、連続処理可能な複数の前記加熱手段、形成された前記被着膜の膜厚を測定確認するべく被処理物である製品となる前記半導体製品基板とは独立に配置された膜厚測定用モニタ基板を保持するモニタ基板保持手段と、前記モニタ基板保持機構と前記加熱機構の間に配置され前記膜厚測定用モニタ基板の一部あるいは前面を遮蔽する遮蔽手段とを備えたことを特徴とする真空蒸着装置。
【請求項２】
前記モニタ基板保持手段はその中心を軸とした回転手段を備え、前記遮蔽手段は前記膜厚測定用モニタ基板の中心を軸とした扇型に開口していることを特徴とする請求項１記載の真空蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体製品基板処理に用いる真空蒸着装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年の半導体製品製造の真空蒸着装置においては、多層膜の連続成膜処理後の各単層膜の膜厚均一性が、次工程での処理バラツキをもたらし、品質不良の原因となるため、成膜処理時における膜厚管理は重要な課題である（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ここで従来の真空蒸着装置の概略図を図４に示す。また、従来の膜厚測定用のモニタウェハの概略図を図５に示す。図４において１は真空処理室、２は膜厚センサー、３はシャッター板、４は被着物質、５は半導体製品基板、６は半導体製品基板取り付けドーム、７は半導体製品基板取り付けドーム回転軸、８は蒸着コントローラーである。また、図５において１０は膜厚測定用モニタ基板、１６、１７、１８、１９は被着物質の膜、２０は段差設定用テープである。
【０００４】
従来の真空蒸着装置における真空蒸着処理時の膜厚管理方法の一例として以下に説明する。一般的に真空蒸着装置は、真空処理室１内に設置された半導体製品基板取り付けドーム６に半導体製品基板５が取り付けられている。複数の被着物質４を通電加熱方式あるいは電子線加熱方式によって、半導体製品基板５表面に複数種の被着物質の膜を連続で形成させる。方法として、被着物質４を溶融させた後、半導体製品基板５と被着物質４との間に設置された、シャッター板３が開き、半導体製品基板５表面に被着物質を蒸着させる。その際に、半導体製品基板５を取り付けた、半導体製品基板取り付けドーム６は、半導体製品基板取り付けドーム回転軸７によって、一定速度で回転をしている。蒸着処理時の膜厚は、膜厚センサー２によって、予め所望の蒸着膜厚に設定しておき、所望の蒸着膜厚に到達した際、蒸着コントローラー８を介して、シャッター板３が半導体製品基板５と被着物質４とを遮蔽する。半導体製品基板５の蒸着膜厚を確認する為には、半導体製品基板５の代替として膜厚測定用モニタ基板１０を取り付け、蒸着処理を行った後、膜厚測定用モニタ基板１０表面の任意の場所に予め取り付けておいた段差設定用テープ２０を取り外した後、被着物質の膜１６、１７、１８、１９の多層膜の膜厚を段差測定器を用いて測定する。
【特許文献１】特開平０５−４５１４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
半導体基板処理を行う真空蒸着装置において、蒸着処理時の膜厚は真空処理室内に設置された膜厚制御モニタによって予め入力された設定値を基に制御されている。しかしながら、基板上の蒸着膜の膜厚を測定する為には、各単層膜を個別に蒸着処理し、膜厚を測定する方法及び、同一基板上に連続蒸着処理を行った基板の多層膜の膜厚を測定する以外方法が無い。通常は、装置の稼動を重視する為、膜厚制御モニタの数値及び、多層膜の膜厚を製品の膜厚として管理しているため、各単層膜の膜厚異常の発見が遅れる。そのために、次工程であるエッチング工程での処理時間が不均一となり、さらには製品完成時の、配線抵抗値のバラツキによる不良要因を引き起こしていた。
【０００６】
上記の膜厚管理の方法では、膜厚制御モニタが表示する各単層膜の膜厚データおよび、多層膜を一つのモニタ基板に連続蒸着処理を行った際のモニタ基板の段差を測定しているため、多層膜の連続蒸着処理時における各単層膜の膜厚を測定することが出来ない。そのため次工程の処理状態のバラツキが発生し、品質の低下を引き起こしていた。
【０００７】
本発明は上記問題点に鑑み、半導体製品基板の多層膜の連続蒸着処理時に、モニタ基板を用いて、各単層膜をモニタ基板上に個別に蒸着させることが可能となり、半導体製品基板の連続蒸着処理後に各単層膜の膜厚を確認し、処理状態の異常を早期に発見し、次工程の処理バラツキを最小限に抑えることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この目的を達成するために本発明の真空蒸着装置は、真空蒸着装置の多層膜をモニタ基板に連続蒸着処理させる際に、各単層膜を１枚の基板に個々に蒸着させる手段と、一つの膜を蒸着した後に、基板を任意の角度で回転させる手段と、基板上の任意の範囲にのみ蒸着膜を付着させる手段を備えている。
【発明の効果】
【０００９】
以上述べたように本発明においては真空蒸着装置の多層膜を半導体製品基板に連続蒸着処理させる際の各単層膜を１枚のモニタ基板上に個別に蒸着させる手段と、一つの膜を蒸着した後に、膜厚測定用モニタ基板を任意の角度で回転させる手段と、膜厚測定用モニタ基板上の任意の範囲にのみ蒸着膜を付着させる手段を備えることにより、連続蒸着処理後の各単層膜の膜厚を測定することが可能となり、製品の膜厚異常を早期に発見することが出来、真空蒸着装置における基板処理時の各単層膜の膜厚管理による製品の品質安定化につながる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、図面を参照しながら、本発明の真空蒸着装置についてその実施例を説明する。
【００１１】
図１は、本発明の真空蒸着装置の概略図を示す。図２は、本発明の真空蒸着装置のモニタ基板回転部の詳細図を示す。図３は、本発明の真空蒸着装置で作成した膜厚モニタ用基板の概略図を示す。
【００１２】
図１において１は真空処理室、２は膜厚センサー、３はシャッター板、４は被着物質、５は製品基板、６は基板取り付けドーム、７は基板取り付けドーム回転軸、８は蒸着コントローラー、９はモニタ基板遮蔽板、１０は膜厚測定用モニタ基板、１１はモニタ基板ステージ、１２はモニタ基板ステージ回転軸である。図２において、１３はモニタ基板遮蔽板固定部、１４はモニタ基板固定部、１５はモニタ基板ステージ回転角調整板である。図３において１６、１７、１８、１９は被着物質の膜である。
【００１３】
本発明の真空蒸着装置を用いた多層膜連続処理時の単層膜の膜厚管理方法の実施例として以下に説明する。真空処理室１内で、半導体製品基板５の表面に、多種の被着物質の膜を連続して蒸着処理を行う際に、蒸着処理後の各単層膜の膜厚を確認するため、膜厚測定用モニタ基板１０をモニタ基板ステージ１１にモニタ基板固定部１４を介して設置する。モニタ基板ステージ１１の前方には、扇形の開口部を有するモニタ基板遮蔽板９が遮蔽板固定部１３によって設置されている。真空処理室１内で連続蒸着処理を行う際に、１種類の被着物質の蒸着処理が終了したことを膜厚センサー２が認識し、蒸着コントローラー８に処理終了の信号を送信する。信号を受けた蒸着コントローラー８は、予め連続蒸着処理の条件に含まれる、被着物質の膜種数に応じた、蒸着モニタ基板ステージ回転角調整板１５のスリット部によって回転角を調整されたモニタ基板ステージ１１を、モニタ基板回転軸１２により回転する。扇形の開口部を有するモニタ基板遮蔽板９により、膜厚測定用モニタ基板１０上には常に新しい被着物質が付着する。その際、膜厚測定用モニタ基板１０上に蒸着された被着物質の、各単層膜の段差を測定するために膜厚測定用モニタ基板１０の表面に被着物質が付着しない部分を設けるため、モニタ基板ステージ１１は、モニタ基板遮蔽板９の扇型開口部の角度以上の回転を行うように、前述のモニタ基板ステージ回転角調整板１５のスリットは予め調整している。以上の工程によって、多種の被着物質を真空処理室１内で連続蒸着処理した際の、膜厚測定用モニタ基板１０上に付着した、被着物質の膜１６、１７、１８、１９の各単層膜の膜厚を確認することが可能となる。
【００１４】
本実施例では、膜厚測定用モニタ基板１０をモニタ基板取り付けステージ１１に１枚を取り付けた方法を用いたが、モニタ基板回転ステージ１１上に複数の膜厚測定用モニタ基板１０を取り付ける方法を用いても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００１５】
また、本実施例では、モニタ基板ステージ回転角調整板１５のスリット数を４としたが、連続処理を行う被着物質の膜数に応じた数のスリット数を用いても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００１６】
本発明における真空蒸着装置は、半導体製品基板以外にも各種基板等に多層膜を連続蒸着処理させる場合に利用可能な発明である。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の真空蒸着装置の概略図
【図２】本発明の真空蒸着装置の膜厚測定用モニタ基板回転部の詳細図
【図３】本発明の真空蒸着装置で作成した膜厚測定用モニタ基板の概略図
【図４】従来の真空蒸着装置の概略図
【図５】従来の真空蒸着装置で作成した膜厚測定用モニタ基板の概略図
【符号の説明】
【００１８】
１  真空処理室
２  膜厚センサー
３  シャッター板
４  被着物質
５  半導体製品基板
６  半導体製品基板取り付けドーム
７  半導体製品基板取り付けドーム回転軸
８  蒸着コントローラー
９  モニタ基板遮蔽板
１０  膜厚測定用モニタ基板
１１  モニタ基板ステージ
１２  モニタ基板ステージ回転軸
１３  モニタ基板遮蔽板固定部
１４  モニタ基板固定部
１５  モニタ基板ステージ回転角調整板
１６  被着物質の膜
１７  被着物質の膜
１８  被着物質の膜
１９  被着物質の膜
２０  段差設定用テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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