(57)【要約】【課題】不純物を確実に取り除くことが可能な蒸着装置を提供すること。【解決手段】内部が真空排気可能とされ、内部に被処理基板１１が配置されるチャンバ本体１２と、蒸着材料を収容する容器２１，２６と、該蒸着材料を加熱する加熱手段３０と、チャンバ本体１２に隣接配置され、内部が真空排気可能及び大気開放可能とされ、内部に容器２１，２６が配置される蒸着源用チャンバ４１，４２と、開閉した際にチャンバ本体１２の内部と蒸着源用チャンバ４１，４２の内部とを連通もしくは遮断可能とする開閉部材４３，４４と、チャンバ本体１２に接続された第１排気手段５０と、蒸着源用チャンバ４１，４２に接続された第２排気手段５５とを備えることを特徴とする。【選択図】図１
2009256710.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被処理基板に蒸着材料を蒸着させる蒸着装置であって、
内部が真空排気可能とされ、内部に前記被処理基板が配置されるチャンバ本体と、
前記蒸着材料を収容する容器と、
該蒸着材料を加熱する加熱手段と、
前記チャンバ本体に隣接配置され、内部が真空排気可能及び大気開放可能とされ、内部に前記容器が配置される蒸着源用チャンバと、
開閉した際に前記チャンバ本体の内部と前記蒸着源用チャンバの内部とを連通もしくは遮断可能とする開閉部材と、
前記チャンバ本体に接続された第１排気手段と、
前記蒸着源用チャンバに接続された第２排気手段とを備えることを特徴とする蒸着装置。
【請求項２】
前記蒸着源用チャンバ内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の蒸着装置。
【請求項３】
前記容器が複数設けられ、
前記蒸着源用チャンバが前記容器ごとに設けられ、前記開閉部材が前記蒸着源用チャンバごとに設けられていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の蒸着装置。
【請求項４】
前記第１排気手段が前記第２排気手段を兼ねることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【請求項５】
前記蒸着源用チャンバと前記第１排気手段との間の第１排気管と、
前記第１排気管とは独立して、前記蒸着源用チャンバと前記第２排気手段との間に生成物を排気する第２排気管とを備えることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の蒸着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、蒸着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
蒸着装置を用いた蒸着法は、デバイスの製造過程における電極や配線パターン等の形成に広く用いられている。蒸着装置は、例えば導電性の蒸着材料を収容するセラミック製の坩堝（るつぼ）と、坩堝に収容された蒸着材料を蒸発させる高周波誘電コイル（加熱手段）とを備えている。これを用いて成膜するには、例えば真空チャンバ内に、坩堝に蒸着材料が収容された蒸着源を設置するとともに、蒸着源の上方に被処理基板を配置する。そして、坩堝内の蒸着材料を加熱して蒸発させ、気体となった蒸着材料を被処理基板に接触させてここに付着させる。これにより、蒸着材料からなる膜を被処理基板の表面に形成することができる。
【０００３】
蒸着法では、蒸着材料を加熱し蒸発させることにより、蒸着材料の不純物や、材料表面の酸化層などが坩堝やボート内に堆積する。このような生成物は、坩堝やボートの温度安定性を低下させたり、蒸着材料とともに生成物が被処理基板に飛散してしまい、蒸着膜の欠陥が発生する。そこで、坩堝内の不純物を除去する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
特許文献１に記載の連続真空蒸着装置用ルツボは、ルツボ内に不純物が発生した際、ルツボを傾斜してルツボの縁端より不純物を滴下させる。これにより、ルツボ内の不純物を除去している。
【特許文献１】特開平６−２５６９３５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記特許文献１に記載の連続真空蒸着装置用ルツボでは、ルツボを傾斜して不純物を滴下させているが、不純物だけを滴下させるのは難しく、また、坩堝内の不純物を完全に取り除くことは困難である。
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、不純物を確実に取り除くことが可能な蒸着装置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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明は、以下の手段を提供する。
本発明の蒸着装置は、被処理基板に蒸着材料を蒸着させる蒸着装置であって、内部が真空排気可能とされ、内部に前記被処理基板が配置されるチャンバ本体と、前記蒸着材料を収容する容器と、該蒸着材料を加熱する加熱手段と、前記チャンバ本体に隣接配置され、内部が真空排気可能及び大気開放可能とされ、内部に前記容器が配置される蒸着源用チャンバと、開閉した際に前記チャンバ本体の内部と前記蒸着源用チャンバの内部とを連通もしくは遮断可能とする開閉部材と、前記チャンバ本体に接続された第１排気手段と、前記蒸着源用チャンバに接続された第２排気手段とを備えることを特徴とする。
【０００７】
本発明に係る蒸着装置では、開閉部材を開けた状態で第１排気手段を作動させることにより、チャンバ本体及び蒸着源用チャンバを真空排気にする。そして、加熱手段により、容器を加熱し坩堝に収容された蒸着材料を蒸発させる。蒸発された蒸着材料は被処理基板に蒸着される。ここで、蒸着材料を加熱することにより、容器内部や周辺に不純物や酸化層（生成物）が発生する。そこで、開閉部材を閉じることにより、蒸着源用チャンバの内部とチャンバ本体の内部とが遮断される。そこで、第２排気手段により、蒸着源用チャンバ内部を閉じた空間で不純物や酸化層を確実に取り除く（クリーニング）ことができるため、チャンバ本体を大気に曝露させずに、蒸着材料の純度を上げることができる。したがって、被処理基板に不純物や酸化層が付着するのを防止することができるため、被処理基板に蒸着される蒸着膜の品質を向上させることが可能となる。すなわち、蒸着材料のクリーニング時に、第２排気手段により蒸着源用チャンバだけを大気開放すれば良く、チャンバ本体は大気開放しなくて良いため、装置の生産性が向上する。
【０００８】
また、本発明の蒸着装置は、前記蒸着源用チャンバ内に不活性ガスを導入する不活性ガス導入手段を備えることが好ましい。
【０００９】
本発明に係る蒸着装置では、不活性ガス導入手段により、不活性ガスとして、例えばＮ２ガスを蒸着源用チャンバ内に導入することで、真空である蒸着源用チャンバを大気圧に戻す。このように、不活性ガスによって、蒸着源用チャンバを大気圧に戻すことにより、蒸着材料に新たな酸化層が形成されてしまうのを防止することができる。
さらに、蒸着源用チャンバ内部を閉じた空間にすることができるため、Ｎ２ガスにより、蒸着源用チャンバ内部を大気圧に戻す際、チャンバ本体内に生成物が飛散するのを防止することができる。
【００１０】
また、本発明の蒸着装置は、前記容器が複数設けられ、前記蒸着源用チャンバが前記容器ごとに設けられ、前記開閉部材が前記蒸着源用チャンバごとに設けられていることが好ましい。
【００１１】
本発明に係る蒸着装置では、複数の容器に収容されている蒸着材料の種類が異なる場合、蒸着材料の種類ごとに容器を蒸着源用チャンバ内部に配置し、蒸着源用チャンバごとに開閉部材を設ける。これにより、ある種類の蒸着材料が収容された容器に、別の種類の蒸着材料が混入するコンタミネーション（汚染）を防止することが可能となる。
また、複数の容器に収容されている蒸着材料が同一である場合でも、蒸着源用チャンバを複数の容器ごとにそれぞれ設ける。これにより、１つの蒸着源用チャンバの開閉部材を閉じて蒸着源用チャンバ内の不純物及び酸化層を取り除いている間に、別の蒸着源用チャンバの開閉部材を開けて、蒸着材料を飛散させることができる。したがって、効率良く被処理基板に蒸着材料を蒸着させることができるため、生産性を向上させることが可能となる。
【００１２】
また、本発明の蒸着装置は、前記第１排気手段が前記第２排気手段を兼ねることが好ましい。
本発明に係る蒸着装置では、第１排気手段が第２排気手段を兼ねることにより、排気手段を共通化することができるため、装置全体の小型化を図ることが可能となる。
【００１３】
また、本発明の蒸着装置は、前記蒸着源用チャンバと前記第１排気手段との間の第１排気管と、前記第１排気管とは独立して、前記蒸着源用チャンバと前記第２排気手段との間に生成物を排気する第２排気管とを備えることが好ましい。
【００１４】
本発明に係る蒸着装置では、第１排気管と、第２排気管とが独立して設けられている。これにより、第２排気手段により、不純物及び酸化層を取り除く際、第１排気管を介して第１排気手段が汚染されることがないため、チャンバ本体内に不純物及び酸化層が混入するのを防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、図面を参照して、本発明に係る蒸着装置の実施形態について説明する。なお、以下の図面においては、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
【００１６】
［一実施形態］
図１は、本実施形態の蒸着装置を示す要部断面図である。
本実施形態に係る蒸着装置１は、図１に示すように、基板（被処理基板）１１の表面１１ａに薄膜を蒸着形成する装置であり、チャンバ（チャンバ本体）１２と、基板保持部１３と、蒸着源２０と、坩堝用チャンバ（蒸着源用チャンバ）４０とを備えている。
チャンバ１２は、外部との間を密閉可能に形成されており、ポンプ等を有する真空排気部（排気手段）５０によって内部が減圧可能になっている。基板保持部１３は、チャンバ１２の天井側（図中上側）に設けられており、基板１１を保持可能になっている。
【００１７】
蒸着源２０は、図１に示すように、Ｍｇ（マグネシウム）材料（蒸着材料）が収容されたＭｇ用坩堝（容器）２１と、Ａｇ（銀）材料（蒸着材料）が収容されたＡｇ用坩堝（容器）２６と、Ｍｇ用坩堝２１，Ａｇ用坩堝２６をそれぞれ加熱する加熱装置（加熱手段）３０とを備えており、Ｍｇ材料及びＡｇ材料による共蒸着が行われる。加熱装置３０は、Ｍｇ用坩堝２１，Ａｇ用坩堝２６の外周を覆うように設けられており、例えば電熱線等の加熱機構が設けられている。
また、Ｍｇ用坩堝２１，Ａｇ用坩堝２６は、外周部２７と底部２８とを有する円筒状の容器であり、上部は開口部２９になっている。
また、Ｍｇ用坩堝２１及びＡｇ用坩堝２６は、チャンバ１２の底面１２ａ側の外部に設けられたＭｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２にそれぞれ収容されている。Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２は、内部が真空排気可能及び大気開放可能となっている。
【００１８】
チャンバ１２の底部１２ｂには、開閉可能なドアバルブ（開閉部材）４３，４４が設けられており、ドアバルブ４３，４４が開いた際にチャンバ１２の内部と、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２の内部がそれぞれ連通する。
また、ドアバルブ４３，４４が閉じている場合、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２とチャンバ１２の内部との間は遮断される。
【００１９】
チャンバ１２には、内部の排気を行う真空排気部５０が排気管（第１排気管）５０ａを介して接続されており、排気管５０ａに第１真空バルブ５１が設けられている。第１真空バルブ５１の開閉により、チャンバ１２の内部の排気を調整することが可能となっている。
また、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２も排気管４１ａ，４２ａを介して真空排気部５０が接続されており、排気管４１ａに第２真空バルブ５２が設けられ、排気管４２ａに第３真空バルブ５３が設けられている。この第２真空バルブ５２及び第３真空バルブ５３の開閉により、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２の内部の排気をそれぞれ調整することが可能となっている。
【００２０】
さらに、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２には、排気管５５ａ（第２排気管）を介して内部や周辺に発生した不純物や酸化層（生成物）の排気を行う生成物排気部（他の排気手段）５５が接続されており、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２と生成物排気部５５との間に生成物用バルブ５６が設けられている。生成物バルブ５６の開閉により、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２の内部の排気を調整することが可能となっている。なお、生成物排気部５５は、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２内を真空にする必要はなく、不純物や酸化層を排気すれば良いため、真空排気部５０に比べて高性能である必要はない。
また、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２には、内部にＮ２ガス（不活性ガス）を導入するＮ２導入部（不活性ガス導入手段）６０が接続されており、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２とＮ２導入部６０との間にＮ２ガス用バルブ５７が設けられている。Ｎ２ガス用バルブ５７の開閉により、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２の内部に導入するＮ２ガスを調整することが可能となっている。
【００２１】
次に、以上の構成からなる本実施形態の蒸着装置１を用いて、基板１１にＭｇＡｇ膜４５を形成する方法について説明する。
まず、基板１１の表面１１ａが蒸着源２０に対向するように基板１１を基板保持部１３に保持する。Ｍｇ用坩堝２１にＭｇ材料を所定量収容し、Ａｇ用坩堝２６にＡｇ材料を所定量収容する。
【００２２】
次に、第１真空バルブ５１を開けて、真空排気部５０によりチャンバ１２の内部の排気を行い、第２真空バルブ５２，第３真空バルブ５３を開けて、Ｍｇチャンバ４１，Ａｇチャンバ４２の内部の排気をそれぞれ行い、真空状態にする。チャンバ１２の内部が所定の真空度になったら、第１，第２，第３真空バルブ５１，５２，５３を閉める。このとき、生成物バルブ５６及びＮ２ガス用バルブ５７は閉まっている。
次いで、加熱装置３０によって、Ｍｇ用坩堝２１及びＡｇ用坩堝２６を加熱し、ドアバルブ４３，４４を開けると、図１に示すように、Ｍｇ用坩堝２１の開口部２９からＭｇ材料が蒸発するとともに、Ａｇ用坩堝２６の開口部２９からＡｇ材料が蒸発する。そして、Ｍｇ材料，Ａｇ材料は、基板１１の表面１１ａに付着してＭｇＡｇ膜４５が形成される。
ここで、基板１１にＭｇＡｇ膜４５を形成した後、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２内に、Ｍｇ材料，Ａｇ材料の不純物や、材料表面の酸化層などが堆積している場合、ドアバルブ４３，４４を閉じる。Ｎ２ガス用バルブ５７を開けて、Ｎ２導入部６０により、Ｍｇ用坩堝２１及びＡｇ用坩堝２６の内部にＮ２ガスを導入する。
【００２３】
Ｎ２ガスを導入して大気圧に戻した後、Ｎ２ガス用バルブ５７を閉めて、生成物バルブ５６を開けて、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２の内部の排気を行い、Ｍｇ用坩堝２１及びＡｇ用坩堝２６の内部やその付近に発生した不純物や酸化層を外部に排気する。不純物や酸化層を取り除き終わったら、第２，第３真空バルブ５２，５３を開けて、真空排気部５０により、Ｍｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２の内部の排気を行い、所定の真空度にする。その後、チャンバ１２内に別の基板１１を保持し、同様にＭｇＡｇ膜の蒸着を行う。
【００２４】
本実施形態に係る蒸着装置１では、チャンバ１２とは別に設けられたＭｇチャンバ４１，Ａｇチャンバ４２上部のドアバルブ４３，４４を閉じることにより、Ｍｇチャンバ４１，Ａｇチャンバ４２の内部とチャンバ１２の内部とが連通されなくなる。これにより、Ｍｇチャンバ４１，Ａｇチャンバ４２のみを大気に戻して不純物や酸化層を確実に取り除く（クリーニング）ことができるため、チャンバ１２を大気に曝露せずに、Ｍｇ，Ａｇ材料の純度を上げることができる。したがって、基板１１に不純物や酸化層が付着するのを防止することができるため、基板１１に蒸着されるＭｇＡｇ膜４５の品質を向上させることが可能となる。
【００２５】
また、Ｎ２ガスによって、Ｍｇチャンバ４１，Ａｇチャンバ４２を大気圧に戻すことにより、蒸着材料に新たな酸化層が形成されてしまうのを防止することができる。
さらに、Ｍｇチャンバ４１，Ａｇチャンバ４２内部を閉じた空間にすることができるため、Ｎ２ガスにより、Ｍｇチャンバ４１，Ａｇチャンバ４２内部を大気圧に戻す際、チャンバ１２内に不純物及び酸化層が飛散するのを防止することができる。
また、Ｍｇ用坩堝２１及びＡｇ用坩堝２６が、別々のＭｇチャンバ４１及びＡｇチャンバ４２に収容されているため、Ｍｇ材料がＡｇ用坩堝２６に混入したり、Ａｇ材料がＭｇ用坩堝２１に混入するコンタミネーション（汚染）を防止することが可能となる。
【００２６】
また、本実施形態では、Ｍｇ材料とＡｇ材料との異なる材料による共蒸着を行ったが、同一の蒸着材料が収容された複数の坩堝を備える場合も坩堝ごとに坩堝用チャンバ（蒸着源用チャンバ）が設けられていても良い。この構成では、例えば、２つの坩堝を備える場合、１つの坩堝用チャンバのドアバルブを閉じて坩堝用チャンバをクリーニングしている間に、別の坩堝用チャンバのドアバルブを開けて、蒸着材料を飛散させることができる。したがって、効率良く基板１１に蒸着材料を蒸着させることができるため、生産性を向上させることが可能となる。
【００２７】
なお、容器として坩堝を例に挙げて説明したが、これに限るものではなく、Ｍｇ，Ａｇ材料を収容可能な、例えばボートであっても良い。
また、真空排気部５０と生成物排気部５５とを別々に設けたが、真空排気部５０が生成物排気部５５を担っても良い。
また、不活性ガスとして、Ｎ２ガスを用いたがこれに限るものではない。
また、本実施形態では、異なる種類の蒸着材料が収容されたＭｇ用坩堝２１，Ａｇ用坩堝２６を用いた例を挙げて説明したが、複数の坩堝に収容されている蒸着材料が同じであれば、図２に示すように、同一の坩堝用チャンバ６１に複数の坩堝（図示例では２つ、容器）６２，６３を配置しても良い。この構成では、坩堝６２，６３の上部に共通のドアバルブ（開閉部材）６５が設けられており、ドアバルブ６５を開けることにより、坩堝６２，６３から基板１１に向かって蒸着材料を飛散させることが可能となっている。
さらに、２つのＭｇ用坩堝２１，Ａｇ用坩堝２６を有する蒸着装置１を例に挙げて説明したが、１つの坩堝を備えた蒸着装置であっても良い。また、Ｍｇチャンバ４１に２つのＭｇ用坩堝２１を備え、Ａｇチャンバ４２に２つのＡｇ用坩堝２６を備えた構成であっても良い。
【００２８】
なお、本発明の技術範囲は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を示す要部断面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る蒸着装置を坩堝用チャンバの変形例を示す要部断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
１…蒸着装置、１１…被処理基板（基板）、１２…チャンバ（チャンバ本体）、２１…Ｍｇ用坩堝（容器）、２６…Ａｇ用坩堝（容器）、３０…加熱装置（加熱手段）、４１…Ｍｇチャンバ（蒸着源用チャンバ）、４２…Ａｇチャンバ（蒸着源用チャンバ）、４３…ドアバルブ（開閉部材）、５０…真空排気部（排気手段）、５５…生成物排気部（他の排気手段）、６０…Ｎ２導入部（不活性ガス導入手段）、６２，６３…坩堝（収容部）、６５…ドアバルブ（開閉部材）
【図１】
2009256710.tif 000003
【図２】
2009256710.tif 000004