DE1920148A1 - Verfahren zum Aufbringen einer Materialschicht gleichmaessiger Dicke auf eine unebene Oberflaeche - Google Patents
Verfahren zum Aufbringen einer Materialschicht gleichmaessiger Dicke auf eine unebene OberflaecheInfo
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- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
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Description
Motorola, Inc.
9401 West Grand Avenue Franklin, Park, Illinois
V.St.A.
Verfahren zum Aufbringen einer Materialschicht
gleichmässiger Dicke auf eine unebene Oberfläche
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Aufbringen einer Materialschicht gleichmässiger Dicke auf eine unebene Oberfläche, wobei die mit der Materialschicht zu Versehonde Oberfläche und das zu verdampfende Material in einer reaktionsfreien-Atmosphäre
angeordnet und das zu verdampfende Material auf die Verdampfungstemperatur erhitzt wird.
Dem Verfahren· zum ,Aufdampfen im Hochvakuum (10 bis IQ"-7
Torr) ist es eigen, dass sich das verdampfte Material von
der Stelle, an welcher die Verd;ampfung stattfindet, geradlinig
im :HQch3mkuum ausbreitet» Dieses Veri«hi?en wird in der
Regel benutzt., um gleichmässlge Bchl·chteIl-a^f plaaaren Oberflächen
anzubringen. Bisherige Versuche, derartige Materialsohichten
von im wesentlichen gleichförmiger Dicke auf
Fs/wi unebenen
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unebenen Oberflächen anzubringen, sind wegen des 3chatteneffektes
bisher nicht erfolgreich gewesen, d.h. diejenigen Teile der zu bedampfenden Oberfläche, die hinter hervorstehenden Bereichen liegen, werden von einer unverhältaismassig
kleinen Dampfmenge beaufschlagt, wenn sich dieser überhaupt auf diesen Bereichen niederschlägt.
Bekannte Versuche, dieses Problem zu lösen, konzentrierten
sich hauptsächlich auf die Verwendung von mehreren Verdampfungsquellen,
die in verschiedenen geometrischen Zuordnungen
angeordnet sind. Damit wird erreicht, dass sich auf allen Teilen einer unebenen Oberfläche eine Schicht wesentlicher
Dicke niederschlägt. Trotzdem erhält man eine ochicht, die
nicht befriedigt, da sich auf den am leichtesten zugänglichen Bereichen der Oberfläche das aufgedampfte Material von den
verschiedenen Verdampfungsquellen niederschlägt, wogegen sich
auf den weniger gut zugänglichen Bereichen, der Oberfläche "
möglicherweise nur das Material einer einzigen Verdampfungs-"
quelle absetzt. Damit ist es nicht zu vermeiden, dass die
aufgebrachte Materialschicht eine ungleichmässige Dicke aufweist.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum Aufbringen einer Materialsohloht gleichformiger
Dicke auf eine unebene Oberfläche zu schaffen.
Ausgehend von dem eingangs erwähnten Verfahren wird diese
Aufgabe erfindungsgemäss dadurch gelöst, dass der „Druck in
Torr zwischen dem 0,01 bis 0,50-fachen des reziproken Abstands
in Zentimeter der VerdaMpfTaiXgs^uelle van der ,un^b.enen
Oberfläche liegt»
Der hierbei verwendete Druck reicht aus, dass zumindest zwei
mittlere freie Weglängen zwischen der Verdampfungsquelie und
- 2 - dem
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dem zu beschichtenden Trägermaterial liegen.
Nach einem v/eiteren Merkmal der Erfindung wird "die reaktionsunwirksame
Edelgasatmosphäre durch das Evakuieren eines.das zu beschichtende Trägermaterial und die Verdampfungsquelle
enthaltenden Rezipienten oder eines anderen geeigneten Behälters auf weniger als 5x10 Torr geschaffen und anschliessend
der Rezipient mit einem Edelgas bis zu einem Druck bis zumindest 10"" Torr gefüllt. Vorzugsweise wird ein
verhältnismässig schweres Edelgas verwendet, z.B. Argon, das eine wesentliche Masse für die Kollision mit den Dampfmolekülen
zwischen der Verdampfungsquelle und dem Trägermaterial
bietet. Es ist jedoch jedes Gas bzw. Gasgemisch hierfür gegeignet,
das mit dem verdampften Beschichtungsmaterial bzw. dem Trägermaterial nicht reagiert.
Bei dem nach den Merkmalen der Erfindung ausgeführten Verfahren
viird zur Beschichtung der unebenen Oberfläche eines
Trägermaterials mit einer gleichförmigen Materialschicht das Trägermaterial und eine Verdampfungsquelle in einem Rezipienten
bzw. einem anderen geeigneten Behälter angeordnet und darin eine kritische geringe Menge eines reaktionsunwirksamen
Gases vorgesehen. Das Material der Vefdampfungsquelle wird sodann bis zur Verdampfungstemperatur erhöht,
wobei der in Torr gemessene Druck des Edelgases zwischen dem O1Ol bis 0,50-fachen des reziproken Abstandes in Zentimeter
der Verdampfungsquelle von der unebenen Oberfläche gehalten
wird. Vorzugsweise xtfird der in Torr gemessene Druck zumindest
auf dem 0,02-fachen des reziproken Abstandes gehalten.
Das erfinderische Verfahren ist in vorteilhafter Weise dazu zu verwenden, um im Vakuum dünne Schichten eines bestimmten
Materials auf unregelmässigen Oberflächen irgendeines. Trägermaterials
anzubringen. Besonders vorteilhaft kann das ..-..
- 3 - '
Verfahren
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Verfahren gemäss der Erfindung dazu benutzt werden, um dünne
Metallschichten auf den verschiedenartig gestalteten Oberflächen von mikroelektronischen Halbleiterkonfigurationen anzu-'
bringen. So wurde es z.B. bei der Herstellung von integrierten Schaltkreisen notwendig, ein verbessertes Verfahren zu
schaffen, um eine Vielzahl von Metallschichten an Kreuzungspunkten anzubringen, die durch aufgedampfte Schichten aus
Glas oder einem anderen dielektrischen Material voneinander getrennt sind. Wenn die erste und die nachfolgenden Metallschichten
aufgebracht v/erden, müssen Welligkeiten oder andere die ebene Oberfläche der dielektrischen Schicht zerstörende
Unregelmässigkeiten- insbesondere an denjenigen Bereichen bedeckt werden, wo die dielektrische Schicht die darunterliegende
Metallschicht überzieht. Daher wird es unmöglich, eine Vielzahl von Metallschichten mit einem gleichen Querschnitt
unter Verwendung einer Aufdampftechnik im Vakuum anzubringen,
bei der die mittlere freie Weglänge der Dampfmoleküle grosser als der Abstand der Verdampfuhgsquelle von der Oberfläche des
Trägermaterials ist.
Es gibt auch andere Beispiele von Halbleiteranordnungen, bei
denen es wünschenswert ist, eine musterartig aufgebrachte Metallisation mit gleichem Querschnitt auf unregelmässigen
Oberflächen anzubringen. So besitzen z.B. Mesa-Transistoren
eine nicht planare Oberfläche, für die die Notwendigkeit einer Metallisierungstechnik besteht, mit der Material schicht en mit
gleichbleibendem Querschnitt auf der unregelmässigen Oberfläche angebracht werden können.
Die Verdampfungsquelle, die bei der Anwendung der Erfindung benutzt wird, enthält vorzugsweise Zinn, Chrom, Silber, Aluminium, Indium, Titan, Kupfer oder Nickel als Verdampfungsmaterial. Es können für die Durchführung der Erfindung alle.
- -4- - Verdampf ungs quell en
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Verdampfungsquellen Verwendung finden, die bereits bei bekannten
Verfahren zum Aufdampfen von Materialschichten im Vakuum benützt werden. Das zu verdampfende Material wird typischerweise
in Form eines Drahtes, Streifens oder in Form von Ku- . geln zugeführt, wobei Teile des Materials in Verbindung mit
Wolfram oder einem anderen hitzebeständigen Metall bzw. Graphit glühdräht en gebracht werden, die dann auf die für die
Verdampfung des Metalls notwendige Temperatur erhitzt werden. Selbstverständlich sind auch andere bekannte Wärmequellen und
Verdampfungstechniken in entsprechender Weise verwendbar.
Eine reaktionsunwirksame Edelgasatmosphäre, die einen Druck innerhalb der erforderlichen Grenze besitzt, wird durch das
Evakuieren eines das zu beschichtende Trägermaterial und die Verdampfungsquelle enthaltenden Bezipienten oder eines anderen
geeigneten Behälters auf einen Druck von weniger als
5x10"^ Torr geschaffen, wobei der Rezipient anschliessend
—4-mit einem Edelgas bis zu einem Druck von mindestens 10 Torr
gefüllt wird. Die gewünschte Edelgasatmosphäre kann auch dadurch
geschaffen werden, dass der Hezipient zunächst mit einem Edelgas gespült und anschliessend auf den erforder*-
lichen Druck evakuiert wird.
Der Abs'tand zwischen der Verdampfungs quell β und dem Trägermaterial
liegt ganz generell zwischen 1 cm und 1 m. Dieser Abstand soll vorzugsweise kleiner als der Abstand der Verdampfungsquelle von den Wänden des Rezipienten sein, um einen
möglichst guten Wirkungsgrad für das Aufdampfen zu erhalten.
Der Abstand ist mit dem Druckniveau der Edelgasatmosphäre koordiniert, um zumindest zwei mittlere freie Weglängen zwischen
der Verdampfungsquelle und dem Trägermaterial zu besitzen·
Die Dampfmoleküle erfahren daher mehrere Zusammenstösse mit Edelgasmolekülen bzw. anderen Dampfmolekülen,
- 5 - bevor
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bevor sie die Oberfläche des Trägermaterials erreichen. Diese
mehreren Zusammenstoß se der Moleküle stellen sicher, dass die Dampfmoleküle auf das Trägermaterial aus zufällig sich ergebenden
Hichtungen auf treffen. Damit wird gewährleistet, dass sich eine im wesentlichen gleichmässig dicke Schicht
des verdampften Materials auf der unebenen Oberfläche des Trägermaterials ausbildet.
Die mittlere freie Weglänge wird gemäss der "Erfindung verringert,
um dafür Sorge zu tragen, dass sich mehrere freie Weglängen zwischen der Verdampfungsquelle und dem Trägermaterial
ergeben. Das ungefähre, von der Art der Atome abhängige Verhältnis zwischen der freien Weglänge und dem Druck
ergibt sich aus der nachfolgenden Gleichung:
cm
Somit ergibt sich bei einem Druck von 5x10 y Torr eine freie
mittlere Weglänge von ungefähr 1 cm. Bei mehreren freien
mittleren Weglängen zwischen der Verdampfungsquelle und dem
Trägermaterial, z.B. bei 2 bis 100 freien mittleren Weglängen und vorzugsweise von 3 bis 20 freien mittleren Weglängen,
wird eine zufällige Verteilung der Auftreffrichtungen der
Dampfmoleküle auf das Trägermaterial sichergestellt, \*/odurch
sich, ein Schichtaufbau mit gleichmässiger Dicke ergibt.
Im nachfolgenden wird ein Verfahrensbeispiel gegeben zur Ausführung
der Erfindung.
Es wird davon ausgegangen, dass eine Halbleiterscheibe aus
einem monolithischen Silicium mit; einem integrierten Sehaltungsaufbau
mit einer ersten Metallschicht und einer darüberliegenden Glasschicht versehen ist, wobei öffnungen, vorhanden
sind, an welchen eine Verbindung zwischen Me tall schicht en
- 6 - hergestellt
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hergestellt ν/erden soll. Diese Halbleiterscheibe v.'ird in
einem Rezipienten in einer Entfernung von 20 cm gegenüber der Verdarapfungsquelle angebracht, die aus einem mit Aluminium
versehen Uolframglühdraht besteht. Der Rezipient wird
auf eine Temperatur von ungefähr 10" Torr evakuiert und anschliessend mit Argon bis zu einem Druck von etwa 10 v Torr
gefüllt. Danach wird der Glühdraht an eine Stromquelle angeschlossen und von dem durchfliessenden Strom soweit erhitzt,
dass das Aliiuiinium nach 30 Sekunden vollständig verdampft
ist. Die Überprüfung der Halbleiterscheibe nach dem Verdampfen ergibt, dass sich auf der ßcheibe eine im v/esentlichen
gleichförmige Aluminiumschicht mit 5000 & Dicke ausgebildet
hat. Dabei stellt sich als besonderes Merkmal eine gleichförmige Dicke der Schicht in allen nicht-planaren Bereichen
ein, d.h. an den Überkreuzungspunkten der Metallschichten und
den Verbindungspunkten mit der ersten Metallschicht. In diesen Bereichen liegen die topographischen Unebenheiten in
einem Bereich von ungefähr 0,5 bis 1/U.
- 7 - Pat ent ansprüche
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Claims (4)
- DIPL-ING. LEO FLEUCHAUSβ München π, 21„April 69M*lchloratr(6· 42PatentansprücheVerfahren zum Aufbringen einer Metallschicht gleichförmiger Dicke auf eine unebene Oberfläche, wobei die mit der Materialschicht zu versehende Oberfläche und das zu verdampfende Material in einer reaktionsfreien Atmosphäre angeordnet und das zu verdampfende Material auf die Verdampfungstemperatur erhitzt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Druck in Torr zwischen dem o,öl bis 0,50-fachen des reziproken Abstands in Zentimeter der Verdampfungsquelle von der unebenen Oberfläche liegt.
- 2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch g e k e η η zeichnet, dass die reaktionsunwirksame Edelgasatmosphäre durch das Evakuieren eines das zu beschichtende Trägermaterial und die Verdampfungsquelle enthaltenden Rezipienten oder eines anderen geeigneten Behälters auf weniger als 5x10"' Torr geschaffen wird, und dass der Rezipient anschliessend mit einem Edelgas bis zu einem Druck von zumindest 10" Torr gefüllt wird.909847/08631920H8M40P-254-
- 3- Verfahren nach. Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Verdampfungsquelle eines der folgenden Metalle;. Zinn, Titan, Indium, Chrom, .Silber, Aluminium, Kupfer oder Gold enthält.
- 4. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 "bis 3} dadurch, gekennzeichnet, dass der Abstand zwischen der Verdampfungsquelle und dem Trägermaterial zwischen 1 cm und 1 m liegt.5» Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichne.t, dass die
gleichförmige Materialschicht auf die nicht-planare
Oberfläche einer Halbleiteranordnung aufgebracht wird._ 9 _
90984 7/0863BAD OHlGiNAL
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NL (1) | NL6906041A (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1985002866A1 (en) * | 1983-12-23 | 1985-07-04 | Ion Tech Limited | Sputter deposition |
DE9212121U1 (de) * | 1992-09-09 | 1993-04-08 | Lepel, Freifrau von, Barbara, 7101 Untergruppenbach | Urinal mit Spülung und Zusatzmittel |
-
1969
- 1969-04-18 NL NL6906041A patent/NL6906041A/xx unknown
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- 1969-04-22 JP JP3081969A patent/JPS4919518B1/ja active Pending
- 1969-04-22 FR FR6912564A patent/FR2006697A1/fr not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO1985002866A1 (en) * | 1983-12-23 | 1985-07-04 | Ion Tech Limited | Sputter deposition |
DE9212121U1 (de) * | 1992-09-09 | 1993-04-08 | Lepel, Freifrau von, Barbara, 7101 Untergruppenbach | Urinal mit Spülung und Zusatzmittel |
Also Published As
Publication number | Publication date |
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FR2006697A1 (en) | 1970-01-02 |
NL6906041A (de) | 1969-10-24 |
JPS4919518B1 (de) | 1974-05-17 |
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