JP2001081549A - Electron beam vapor deposition method - Google Patents

Electron beam vapor deposition method

Info

Publication number
JP2001081549A
JP2001081549A JP26050399A JP26050399A JP2001081549A JP 2001081549 A JP2001081549 A JP 2001081549A JP 26050399 A JP26050399 A JP 26050399A JP 26050399 A JP26050399 A JP 26050399A JP 2001081549 A JP2001081549 A JP 2001081549A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
electron beam
evaporation
evaporation material
crucible
vapor deposition
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP26050399A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Yoshinari Tazane
義成 田実
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sony Corp filed Critical Sony Corp
Priority to JP26050399A priority Critical patent/JP2001081549A/en
Publication of JP2001081549A publication Critical patent/JP2001081549A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Physical Deposition Of Substances That Are Components Of Semiconductor Devices (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an electron beam vapor deposition method capable of depositing a dense and homogeneous film while preventing the coarsening of evaporated particles. SOLUTION: A liner member 24 is interposed between a crucible 21 and an evaporation material 23 to prevent heat transfer from the evaporation material 23 to the crucible 21 and stabilize the output of an electron beam EB. Simultaneously, the output of the electron beam EB is maintained at low values so that the deposition rate of the evaporation material 23 becomes <=5 Å/s to prevent the coarsening of the evaporated particles due to the bumping of the evaporation material 23.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ビームを蒸発
材料に照射して加熱し、蒸発させることにより成膜する
電子ビーム蒸着方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an electron beam evaporation method for forming a film by irradiating an evaporation material with an electron beam, heating and evaporating the material.

【0002】[0002]

【従来の技術】電子ビーム蒸着方法は、目的とする蒸発
材料に電子ビームを照射し、加熱蒸発させて成膜する薄
膜形成技術で、電子ビームの集束により局所的な高温が
得られる、高純度の薄膜の形成が可能である、高融点金
属を含むすべての材料に適用できる、などの特長があ
り、装飾や防食等を目的とする素材の表面処理、及び半
導体装置の製造などに広く利用されている。
2. Description of the Related Art An electron beam evaporation method is a thin film forming technique in which a target evaporation material is irradiated with an electron beam and heated to evaporate to form a thin film. It can be used for all materials including refractory metals. ing.

【0003】半導体製造工程における従来の電子ビーム
蒸着法による成膜では、内部に冷却水の循環パイプが設
けられる銅(Cu)製るつぼ11の収容部12に蒸発材
料13のインゴット(塊)を入れ、減圧下、この蒸発材
料13に電子ビームEBを照射することにより、蒸発材料
13を加熱、蒸発させて図示しない基板上へ蒸発材料1
3の薄膜を形成している。
[0003] In the film formation by the conventional electron beam evaporation method in the semiconductor manufacturing process, an ingot (mass) of the evaporation material 13 is put into the accommodating portion 12 of a copper (Cu) crucible 11 in which a cooling water circulation pipe is provided. By irradiating the evaporation material 13 with an electron beam EB under reduced pressure, the evaporation material 13 is heated and evaporated, and the evaporation material 13 is placed on a substrate (not shown).
3 are formed.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】さて、ここで問題とな
るのは、電子ビームEBの照射により加熱される蒸発材料
13の熱が冷却手段を備えたるつぼ11側に逃げてしま
い、効率よく蒸発材料を加熱することができないだけで
なく、電子ビームEBの出力を安定させることができない
という点がある。これにより、電子ビームEBの照射領域
が局所的に急激に加熱されて突沸を起こし易くなり、大
きなもので数μmにもなる粗大化した蒸発粒子が発生し
易くなる。こうなると、緻密で均質な薄膜を成膜するこ
とが不可能となり、膜表面に凹凸が発生して、後の微細
加工工程で種々の加工不良を引き起こす。
The problem here is that the heat of the evaporation material 13, which is heated by the irradiation of the electron beam EB, escapes to the crucible 11 provided with the cooling means, so that the evaporation is efficiently performed. Not only cannot the material be heated, but also the output of the electron beam EB cannot be stabilized. As a result, the irradiation area of the electron beam EB is rapidly heated locally, which easily causes bumping, and coarse particles as large as several μm are easily generated. In such a case, it becomes impossible to form a dense and uniform thin film, and irregularities are generated on the film surface, which causes various processing defects in a subsequent fine processing step.

【0005】こういった問題は、特に蒸発材料が金(A
u)の場合によく発生し、粗大化したAuの蒸発粒子が
原因で、ピンホールや絶縁不良あるいは配線不良が引き
起こされている。
[0005] Such a problem is caused particularly when the evaporation material is gold (A).
In the case of u), pinholes, poor insulation, or poor wiring are caused by coarse evaporated particles of Au.

【0006】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、蒸発
粒子の粗大化を抑制して、緻密で均質な膜を形成するこ
とができる電子ビーム蒸着方法を提供することを課題と
する。
The present invention has been made in view of the above problems, and has as its object to provide an electron beam vapor deposition method capable of forming a dense and uniform film while suppressing coarsening of evaporated particles.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】以上の課題を解決するに
当たり、本発明は、るつぼと蒸発材料との間にライナー
部材を介在させて蒸発材料から上記るつぼへの熱伝達を
抑制することにより、電子ビームの出力の安定化を図る
と同時に、蒸発材料の成膜速度が5Å/s以下となるよ
うに電子ビームの出力を小さく維持して、蒸発材料の突
沸による蒸発粒子の粗大化を抑制する。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention provides a liner member interposed between a crucible and an evaporating material to suppress heat transfer from the evaporating material to the crucible. At the same time as stabilizing the output of the electron beam, the output of the electron beam is kept small so that the deposition rate of the evaporation material is 5 ° / s or less, and the coarsening of the evaporation particles due to bumping of the evaporation material is suppressed. .

【0008】[0008]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0009】図1から図3は本発明の実施の形態を示し
ている。本実施の形態に供される電子ビーム蒸着装置は
図1のように構成され、主として、真空チャンバ15
と、水晶発振式膜厚計16と、電子ビーム発生源18
と、水晶発振式膜厚計16の出力に基づいて電子ビーム
発生源18の出力を制御する制御部17と、蒸発材料2
3を収容するるつぼ21とを備えている。
FIG. 1 to FIG. 3 show an embodiment of the present invention. The electron beam evaporation apparatus provided in the present embodiment is configured as shown in FIG.
, A crystal oscillation type film thickness meter 16, and an electron beam source 18
A control unit 17 for controlling the output of the electron beam source 18 based on the output of the crystal oscillation type film thickness meter 16;
3 is provided.

【0010】図2を参照して、蒸発源を構成するるつぼ
21は銅(Cu)製で、図示せずとも内部に冷却水の循
環パイプを有する。このるつぼ21の収容部22全域に
は、図3に明示するようなモリブデン(Mo)製のカッ
プ形状のライナー部材24が宛てがわれ、このライナー
部材24の内部に蒸発材料23のインゴット(塊)が収
容される。ライナー部材24は肉厚5mm程度に形成さ
れ、蒸発材料の加熱による膨張、収縮に対して十分な強
度を持たせている。ここで本実施の形態では、半導体基
板として構成される基板Wに対して配線膜となる金(A
u)を、蒸発材料23としている。
Referring to FIG. 2, a crucible 21 constituting an evaporation source is made of copper (Cu) and has a cooling water circulation pipe therein even though not shown. A cup-shaped liner member 24 made of molybdenum (Mo) as shown in FIG. 3 is applied to the entire area of the accommodating portion 22 of the crucible 21, and an ingot (mass) of the evaporation material 23 is placed inside the liner member 24. Is accommodated. The liner member 24 is formed to a thickness of about 5 mm, and has sufficient strength against expansion and contraction due to heating of the evaporation material. Here, in the present embodiment, gold (A) serving as a wiring film is used for a substrate W configured as a semiconductor substrate.
u) is the evaporation material 23.

【0011】水晶式膜厚計16は公知の構成を有し、成
膜中、蒸発材料23の蒸発粒子の付着、堆積により変動
する水晶の固有振動数からその膜厚を測定するもので、
制御部17を介して電子ビーム発生源18から発生する
電子ビームEBの出力を制御し、成膜速度が所定の範囲内
に維持するように構成される。本実施の形態では、上記
所定の範囲は、2Å/s以上5Å/s以下に設定され
る。
The quartz film thickness gauge 16 has a known configuration, and measures the film thickness from the natural frequency of quartz which fluctuates due to the attachment and deposition of evaporated particles of the evaporation material 23 during film formation.
The output of the electron beam EB generated from the electron beam source 18 is controlled via the control unit 17 so that the film forming speed is maintained within a predetermined range. In the present embodiment, the predetermined range is set to 2 ° / s or more and 5 ° / s or less.

【0012】電子ビーム発生源18もまた公知の構成を
有し、図示せずともフィラメントから放出される熱電子
をアノードで加速し磁気的にループ状に偏向させた電子
ビームEBを創出するもので、蒸発材料23は電子ビーム
EBの照射により加熱、蒸発する。
The electron beam source 18 also has a known configuration, and creates an electron beam EB that accelerates the thermoelectrons emitted from the filament at the anode and magnetically deflects them in a loop shape (not shown). , Evaporation material 23 is an electron beam
Heat and evaporate by EB irradiation.

【0013】次に、上記構成の電子ビーム蒸着装置を用
いた、本発明に係るAu膜の成膜方法について説明す
る。
Next, a method of forming an Au film according to the present invention using the electron beam evaporation apparatus having the above configuration will be described.

【0014】真空チャンバ15内の所定位置へ基板Wを
セットした後、真空チャンバ15を真空度10-4Pa程
度にまで真空排気する。るつぼ21に蒸発材料23とし
てAuインゴットが入れられ、このAuインゴット23
に向けて電子ビーム発生源18から電子ビームEBが照射
される。
After setting the substrate W at a predetermined position in the vacuum chamber 15, the vacuum chamber 15 is evacuated to a degree of vacuum of about 10 -4 Pa. An Au ingot is put into the crucible 21 as the evaporation material 23, and the Au ingot 23
The electron beam EB is irradiated from the electron beam source 18 toward.

【0015】電子ビームEBの照射により、Auインゴッ
ト23は加熱され蒸発する。このとき、冷却水の循環に
より常時冷却されるるつぼ21とAuインゴット23と
の間に介在するMo製のライナー部材24は、Auイン
ゴット23からるつぼ21への熱伝達を抑制する機能を
果たす。これによりAuインゴット23はるつぼ21内
で保温状態となって、電子ビームEBの出力が安定化し、
小さな電子ビーム出力で蒸発することが可能となる。A
uインゴット23の蒸発粒子は基板Wに付着し堆積す
る。
By the irradiation of the electron beam EB, the Au ingot 23 is heated and evaporated. At this time, the Mo liner member 24 interposed between the crucible 21 and the Au ingot 23, which is constantly cooled by the circulation of the cooling water, has a function of suppressing heat transfer from the Au ingot 23 to the crucible 21. As a result, the Au ingot 23 is kept warm in the crucible 21 and the output of the electron beam EB is stabilized,
It is possible to evaporate with a small electron beam output. A
The evaporated particles of the u ingot 23 adhere to and deposit on the substrate W.

【0016】同時に、水晶発振式膜厚計16によって基
板Wの膜厚を逐次測定して、制御部17において成膜速
度(蒸着速度)を求め、これが2Å/s以上5Å/s以
下となるように電子ビーム発生源18の出力を制御す
る。このような成膜速度の低レート化機能によって電子
ビーム出力を低く維持しながら、るつぼ21内のAuイ
ンゴット23を蒸発させる。
At the same time, the film thickness of the substrate W is sequentially measured by the quartz oscillation type film thickness meter 16, and the film forming rate (deposition rate) is obtained by the control unit 17 so that the film forming rate becomes 2 ° / s or more and 5 ° / s or less. The output of the electron beam source 18 is controlled. The Au ingot 23 in the crucible 21 is evaporated while the electron beam output is kept low by such a function of reducing the film forming rate.

【0017】したがって本実施の形態によれば、るつぼ
21と蒸発材料23との間にライナー部材24を介在さ
せて蒸発に必要な熱の逃げを抑えながら、5Å/s以下
という低レートで蒸着を行うようにしているので、蒸発
材料としてのAuインゴット23の突沸を抑制して蒸発
粒子の粗大化を防ぐことができ、これにより緻密で均質
なAu膜を基板W上に形成することが可能となる。
Therefore, according to the present embodiment, the vapor deposition is performed at a low rate of 5 ° / s or less while the liner member 24 is interposed between the crucible 21 and the evaporating material 23 to suppress the escape of heat required for evaporation. Since the process is performed, bumping of the Au ingot 23 as the evaporation material can be suppressed to prevent the evaporation particles from being coarsened, whereby a dense and uniform Au film can be formed on the substrate W. Become.

【0018】また本実施の形態によれば、粗大化した蒸
発粒子の抜けによる膜内でのピンホールの発生を抑制で
きるとともに、平坦な膜表面が得られるで、後の微細加
工工程や多層配線化工程に対する影響をなくして、サブ
ミクロンオーダのデザインルール下にある近年の半導体
設計に対して十分に対応することができる。
Further, according to the present embodiment, it is possible to suppress the occurrence of pinholes in the film due to the escape of coarse evaporated particles, and to obtain a flat film surface. Thus, it is possible to sufficiently cope with recent semiconductor designs under design rules on the order of submicrons without affecting the fabrication process.

【0019】また、5Å/s以下という低い成膜速度を
維持するためには、Åオーダで成膜速度を制御すること
が要求されるが、本実施の形態では1000分の1Åオ
ーダで制御可能な水晶発振式膜厚計16を用いているの
で、より精密に成膜速度を制御することが可能である。
In order to maintain a low film forming rate of 5 ° / s or less, it is required to control the film forming rate on the order of {circle around (1)}. Since the crystal oscillation type film thickness meter 16 is used, it is possible to more precisely control the film forming speed.

【0020】更に本実施の形態によれば、ライナー部材
24によってるつぼ21に直接蒸発材料23が付着しな
いため、るつぼ21のメンテナンスが簡単になる。
Further, according to the present embodiment, since the evaporation material 23 does not directly adhere to the crucible 21 by the liner member 24, the maintenance of the crucible 21 is simplified.

【0021】以上、本発明の実施の形態について説明し
たが、勿論、本発明はこれに限定されることなく、本発
明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。
Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is, of course, not limited thereto, and various modifications can be made based on the technical concept of the present invention.

【0022】例えば以上の実施の形態では、ライナー部
材24の材質としてコスト的、品質的に有利なモリブデ
ン(Mo)を採用したが、その他、タングステン(W)
やカーボン(C)などの材料を用いることも可能であ
る。
For example, in the above embodiment, molybdenum (Mo), which is advantageous in terms of cost and quality, is adopted as the material of the liner member 24.
It is also possible to use a material such as carbon or carbon (C).

【0023】一方、蒸発材料としては金(Au)に限ら
ず、銅(Cu)やアルミニウム(Al)など突沸を起こ
し易い他の材料にも適用可能である。この場合、加熱時
にこれらの蒸発材料と反応しない材料でライナー部材を
選択する必要がある。
On the other hand, the evaporation material is not limited to gold (Au), but can be applied to other materials that are likely to cause bumping, such as copper (Cu) and aluminum (Al). In this case, it is necessary to select the liner member from a material that does not react with these evaporating materials during heating.

【0024】なお、ライナー部材24は、るつぼ21と
別体として構成するだけに限らず、るつぼ21の収容部
22に上記ライナー部材を構成する材料の厚膜を成膜し
たりするなどして、るつぼ21と一体的に形成して実施
するようにしてもよい。
The liner member 24 is not limited to being formed separately from the crucible 21, but may be formed by forming a thick film of the material forming the liner member on the accommodating portion 22 of the crucible 21. You may make it implement integrally with the crucible 21.

【0025】[0025]

【発明の効果】以上述べたように、本発明の電子ビーム
蒸着方法によれば、蒸発材料の突沸による蒸発粒子の粗
大化を抑制することができ、これにより緻密で均質な薄
膜を形成することができる。
As described above, according to the electron beam evaporation method of the present invention, coarsening of evaporated particles due to bumping of the evaporated material can be suppressed, whereby a dense and uniform thin film can be formed. Can be.

【0026】また、請求項2の発明によれば5Å/s以
下といった低い成膜速度を正確に維持、制御することが
可能となり、請求項3、4により半導体製造工程におけ
る超微細加工および多層配線加工に対する影響を少なく
して絶縁不良や配線不良を抑制し、品質的に優れた半導
体装置を作製することが可能となる。
According to the second aspect of the present invention, it is possible to accurately maintain and control a film forming rate as low as 5 ° / s or less. It is possible to reduce the influence on the processing, suppress the insulation failure and the wiring failure, and manufacture a semiconductor device excellent in quality.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施の形態の概要を示す装置構成図で
ある。
FIG. 1 is an apparatus configuration diagram showing an outline of an embodiment of the present invention.

【図2】図1における要部の拡大図である。FIG. 2 is an enlarged view of a main part in FIG.

【図3】本発明に係るライナー部材の側断面図である。FIG. 3 is a side sectional view of a liner member according to the present invention.

【図4】従来の電子ビーム蒸着装置の蒸発源を示す断面
図である。
FIG. 4 is a sectional view showing an evaporation source of a conventional electron beam evaporation apparatus.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

15…真空チャンバ、16…水晶発振式膜厚計、18…
電子ビーム発生源、21…るつぼ、23…蒸発材料、2
4…ライナー部材、EB…電子ビーム。
15: vacuum chamber, 16: crystal oscillation type film thickness gauge, 18:
Electron beam source, 21 ... Crucible, 23 ... Evaporation material, 2
4 ... Liner member, EB ... Electron beam.

Claims (4)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 るつぼ内の蒸発材料を電子ビームで加熱
し、基板上に成膜する電子ビーム蒸着方法において、 前記るつぼと前記蒸発材料との間に、前記蒸発材料から
前記るつぼへの熱伝達を抑制するライナー部材を介在さ
せるとともに、 前記蒸発材料の成膜速度を5Å/s以下に維持して、 前記蒸発材料の蒸発粒子径の粗大化を抑制することを特
徴とする電子ビーム蒸着方法。
1. An electron beam vapor deposition method for heating an evaporation material in a crucible with an electron beam to form a film on a substrate, wherein heat is transferred from the evaporation material to the crucible between the crucible and the evaporation material. An electron beam vapor deposition method, wherein a liner member for suppressing evaporation is interposed, and a deposition rate of the evaporation material is maintained at 5 ° / s or less to suppress an increase in the evaporation particle diameter of the evaporation material.
【請求項2】 前記成膜速度の制御を、水晶発振式膜厚
計の出力に基づいて行うことを特徴とする請求項1に記
載の電子ビーム蒸着方法。
2. The electron beam evaporation method according to claim 1, wherein the control of the film forming speed is performed based on an output of a quartz oscillation type film thickness meter.
【請求項3】 前記蒸発材料は金であり、前記ライナー
部材はモリブデン製であることを特徴とする請求項1に
記載の電子ビーム蒸着方法。
3. The electron beam evaporation method according to claim 1, wherein the evaporation material is gold, and the liner member is made of molybdenum.
【請求項4】 前記基板は、半導体基板であることを特
徴とする請求項1に記載の電子ビーム蒸着方法。
4. The method according to claim 1, wherein the substrate is a semiconductor substrate.
JP26050399A 1999-09-14 1999-09-14 Electron beam vapor deposition method Pending JP2001081549A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26050399A JP2001081549A (en) 1999-09-14 1999-09-14 Electron beam vapor deposition method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP26050399A JP2001081549A (en) 1999-09-14 1999-09-14 Electron beam vapor deposition method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2001081549A true JP2001081549A (en) 2001-03-27

Family

ID=17348879

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP26050399A Pending JP2001081549A (en) 1999-09-14 1999-09-14 Electron beam vapor deposition method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2001081549A (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113652650A (en) * 2021-08-20 2021-11-16 淮安澳洋顺昌光电技术有限公司 Electron beam evaporation gold plating method for reducing gold film surface particles
CN115627447A (en) * 2022-10-27 2023-01-20 广东振华科技股份有限公司 Device and method for enhancing heating evaporation rate of high-energy particle beam

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113652650A (en) * 2021-08-20 2021-11-16 淮安澳洋顺昌光电技术有限公司 Electron beam evaporation gold plating method for reducing gold film surface particles
CN113652650B (en) * 2021-08-20 2023-11-14 淮安澳洋顺昌光电技术有限公司 Electron beam evaporation gold plating method for reducing particles on surface of gold film
CN115627447A (en) * 2022-10-27 2023-01-20 广东振华科技股份有限公司 Device and method for enhancing heating evaporation rate of high-energy particle beam

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US4853102A (en) Sputtering process and an apparatus for carrying out the same
US4810342A (en) Method for controlling substrate temperature in a high temperature sputtering process
JP2004288906A (en) Device for elongating lifetime of stencil mask
JPS5983766A (en) Vacuum evaporation deposition by electron gun
JP2001081549A (en) Electron beam vapor deposition method
JPS6187868A (en) Method and device for forming thin film
JPH06212425A (en) Continuous vacuum deposition device and deposition method using the same
JPH07252645A (en) Thin film forming device
JPH06280004A (en) Electron beam evaporation source
JPH11200011A (en) Vacuum deposition device
JP2001115255A (en) Vapor deposition system
JPH08193262A (en) Formation of alumina film
JP2003328115A (en) System and method for vapor deposition
JPH02182876A (en) Ion plating device
JPH02104659A (en) Device for producing thin film
JP2004204314A (en) Film-forming method and film-forming apparatus
JPH0892734A (en) Evaporation of mg
JPH04350158A (en) Vacuum vapor deposition device
JP2874436B2 (en) Vacuum evaporation method
JPH0238559B2 (en) BUNSHISENJOCHAKUSOCHI
JPS63247364A (en) Method and apparatus for sputtering film formation
JPS6215814A (en) Reducing method for gas discharged from vacuum material
JPH0420980B2 (en)
JPS6033349A (en) Vacuum vapor deposition apparatus
Barkai et al. The epitaxial growth of germanium films onto NaCl/mica substrates