JP2635052B2 - 金属膜の形成方法 - Google Patents
金属膜の形成方法Info
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- JP2635052B2 JP2635052B2 JP62206052A JP20605287A JP2635052B2 JP 2635052 B2 JP2635052 B2 JP 2635052B2 JP 62206052 A JP62206052 A JP 62206052A JP 20605287 A JP20605287 A JP 20605287A JP 2635052 B2 JP2635052 B2 JP 2635052B2
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- ions
- film
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Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、例えば半導体デバイスの配線膜や電極膜
等として用いられる金属膜の形成方法に関する。
等として用いられる金属膜の形成方法に関する。
第３図は、従来の方法を実施する装置の一例を示す概
略図である。
略図である。
排気口４から図示しない真空ポンプによって真空排気
される真空容器２内の上方に、ホルダ８に取り付けられ
て基板10が収納されており、その下方に当該基板10に向
けて蒸発源（図示例では電子ビーム蒸発源）12が配置さ
れている。６は基板10加熱用のヒータ等の加熱源であ
り、16は蒸発源12から蒸発される蒸発粒子14の断続用の
シャッターである。
される真空容器２内の上方に、ホルダ８に取り付けられ
て基板10が収納されており、その下方に当該基板10に向
けて蒸発源（図示例では電子ビーム蒸発源）12が配置さ
れている。６は基板10加熱用のヒータ等の加熱源であ
り、16は蒸発源12から蒸発される蒸発粒子14の断続用の
シャッターである。
膜形成に際しては、真空容器２内を例えば10-5〜10-7
Torr程度にまで排気すると共に基板10の温度を所定の温
度に設定し、そして蒸発源12より例えばタングステン等
の金属粒子14を蒸発させてそれを基板10の表面に蒸着さ
せる。これによって基板10の表面に金属膜が形成され
る。
Torr程度にまで排気すると共に基板10の温度を所定の温
度に設定し、そして蒸発源12より例えばタングステン等
の金属粒子14を蒸発させてそれを基板10の表面に蒸着さ
せる。これによって基板10の表面に金属膜が形成され
る。
上記金属膜を例えば配線膜や電極膜として使用する場
合は、その比抵抗が小さい方が好ましいが、当該比抵抗
を下げるためには、一般的には成膜時の基板10の温度を
上げなければならない。
合は、その比抵抗が小さい方が好ましいが、当該比抵抗
を下げるためには、一般的には成膜時の基板10の温度を
上げなければならない。
これは、基板温度を上げると、加熱によって金属膜内
における結晶成長が促進されて結晶粒界が減少するから
である。
における結晶成長が促進されて結晶粒界が減少するから
である。
ところが、基板10の温度を上げる方法だと、高温に
より変形等の可能性のある基板10への成膜が不可能にな
る等、基板10として使用できる材質の範囲が限定され
る、高温になった基板10の冷却作業に手間がかかる、
等の問題がある。
より変形等の可能性のある基板10への成膜が不可能にな
る等、基板10として使用できる材質の範囲が限定され
る、高温になった基板10の冷却作業に手間がかかる、
等の問題がある。
そこでこの発明は、基板の温度を上げることなく金属
膜の比抵抗を下げることができる金属膜の形成方法を提
供することを目的とする。
膜の比抵抗を下げることができる金属膜の形成方法を提
供することを目的とする。
この発明の金属膜の形成方法は、真空蒸着によって基
板上に導体用の金属膜を形成する際に、イオン源から数
百eV〜数十keVのエネルギーを有する水素イオンまたは
ヘリウムイオンを引出してそれを基板に照射することを
併用し、かつ基板の温度を300℃以下とすることを特徴
とする。
板上に導体用の金属膜を形成する際に、イオン源から数
百eV〜数十keVのエネルギーを有する水素イオンまたは
ヘリウムイオンを引出してそれを基板に照射することを
併用し、かつ基板の温度を300℃以下とすることを特徴
とする。
照射イオンの前記のようなエネルギーによって、基板
上に蒸着された金属原子が活性化され、その結晶化が促
進されるので、金属膜の比抵抗が下がる。しかも照射イ
オンは軽い水素イオンまたはヘリウムイオンであるた
め、それを照射しても、金属膜内に構造欠陥が生じるこ
とが少なく、かつガスとして金属膜内から抜け出し易い
ので、金属膜の比抵抗をほとんど増大させない。その結
果、基板温度が300℃以下において、このようなイオン
照射を併用しない場合に比べて、金属膜の比抵抗を下げ
ることができる。
上に蒸着された金属原子が活性化され、その結晶化が促
進されるので、金属膜の比抵抗が下がる。しかも照射イ
オンは軽い水素イオンまたはヘリウムイオンであるた
め、それを照射しても、金属膜内に構造欠陥が生じるこ
とが少なく、かつガスとして金属膜内から抜け出し易い
ので、金属膜の比抵抗をほとんど増大させない。その結
果、基板温度が300℃以下において、このようなイオン
照射を併用しない場合に比べて、金属膜の比抵抗を下げ
ることができる。
第１図は、この発明に係る方法を実施する装置の一例
を示す概略図である。
を示す概略図である。
第３図のような装置に、ガス導入口20から導入される
ガスＧをイオン化しこれを加速して得られるイオン22を
基板10の表面に照射するイオン源18および当該イオン22
の断続用のシャッター24を付加している。
ガスＧをイオン化しこれを加速して得られるイオン22を
基板10の表面に照射するイオン源18および当該イオン22
の断続用のシャッター24を付加している。
膜形成に際しては、上記と同様にして蒸発源12からの
金属粒子14を基板10上に蒸着させるのと同時に、または
それと交互に、イオン源18からの加速されたイオン22を
当該基板10に連続的にまたは間歇的に照射する。
金属粒子14を基板10上に蒸着させるのと同時に、または
それと交互に、イオン源18からの加速されたイオン22を
当該基板10に連続的にまたは間歇的に照射する。
その場合の成膜条件の例を示すと次の通りである。な
お、に示すイオン22の加速電圧をイオン22のエネルギ
ーで表せば数百eV〜数十keVとなる。
お、に示すイオン22の加速電圧をイオン22のエネルギ
ーで表せば数百eV〜数十keVとなる。
蒸発源12側 金属粒子14の種類：タングステン、アルミニウム等の金
属 蒸着速度（基板到着時）：数百〜数千Å/min イオン源18側 導入ガスＧの種類：水素ガスまたはヘリウムガス イオン22の加速電圧：数百Ｖ〜数十KV イオン22の電流密度（基板到達時）：数十〜数千μA/cm
2 基板10側 基板温度：室温〜300℃ その内の一例として、タングステンを10〜20Å/secで
蒸着させるのと同時に、水素イオンあるいは比較例とし
て他のイオンを加速電圧が5KV、電流密度が0.7mA/cm2で
照射した時の、基板温度に対する金属膜の比抵抗の変化
の測定結果を第２図に示す。
属 蒸着速度（基板到着時）：数百〜数千Å/min イオン源18側 導入ガスＧの種類：水素ガスまたはヘリウムガス イオン22の加速電圧：数百Ｖ〜数十KV イオン22の電流密度（基板到達時）：数十〜数千μA/cm
2 基板10側 基板温度：室温〜300℃ その内の一例として、タングステンを10〜20Å/secで
蒸着させるのと同時に、水素イオンあるいは比較例とし
て他のイオンを加速電圧が5KV、電流密度が0.7mA/cm2で
照射した時の、基板温度に対する金属膜の比抵抗の変化
の測定結果を第２図に示す。
同図中において、○印はタングステンの蒸着のみ、△
印はそれと水素イオン照射を併用、◇印はアルゴンイオ
ン照射を併用、□印はキセノンイオン照射を併用した場
合である。
印はそれと水素イオン照射を併用、◇印はアルゴンイオ
ン照射を併用、□印はキセノンイオン照射を併用した場
合である。
同図から分かるように、基板温度が低いとき、具体的
には約300℃以下のときは、水素イオン照射を併用した
方がタングステン蒸着のみの場合に比べて金属（タング
ステン）膜の比抵抗が下がっている。これは、照射水素
イオンのエネルギーによって、基板上に蒸着された金属
原子が活性化されてその結晶化が促進されて結晶粒が増
大することに加えて、水素イオンは軽いため照射損傷等
によって金属膜内に構造欠陥が生じることが少ないため
であると考えらえる。
には約300℃以下のときは、水素イオン照射を併用した
方がタングステン蒸着のみの場合に比べて金属（タング
ステン）膜の比抵抗が下がっている。これは、照射水素
イオンのエネルギーによって、基板上に蒸着された金属
原子が活性化されてその結晶化が促進されて結晶粒が増
大することに加えて、水素イオンは軽いため照射損傷等
によって金属膜内に構造欠陥が生じることが少ないため
であると考えらえる。
ちなみに、基板温度を上げると全般的に比抵抗が下が
っているのは、前述したように加熱によって金属の結晶
成長が促進される、更にはアニールによって構造欠陥が
除去される等の理由によるものと考えられる。
っているのは、前述したように加熱によって金属の結晶
成長が促進される、更にはアニールによって構造欠陥が
除去される等の理由によるものと考えられる。
またアルゴンイオン照射やキセノンイオン照射を併用
すると全体的に比抵抗が増大するのは、重いイオン照射
によって金属膜内に照射損傷等による構造欠陥が多く生
じるからであると考えられる。
すると全体的に比抵抗が増大するのは、重いイオン照射
によって金属膜内に照射損傷等による構造欠陥が多く生
じるからであると考えられる。
尚、照射イオン22にヘリウムイオンを用いた場合も、
軽いイオンであるため、水素イオンとほぼ同様の結果が
得られる。
軽いイオンであるため、水素イオンとほぼ同様の結果が
得られる。
以上のようにこの発明によれば、照射イオンのエネル
ギーによって、基板上に蒸着された金属原子が励起され
活性化され、その結晶化が促進されるので、金属膜の比
抵抗を下げることができる。しかも照射イオンは軽い水
素イオンまたはヘリウムイオンであるため、それを照射
しても、金属膜内に構造欠陥が生じることが少なく、か
つガスとして金属膜内から抜け出し易いので、金属膜の
比抵抗を殆ど増大させない。この場合、照射イオンのエ
ネルギーが数百eVより小さいと、蒸着金属原子を励起活
性化して結晶化を促進する作用が弱過ぎ、逆に照射イオ
ンのエネルギーが数十keVより大きくても、イオンが金
属膜中に深く入り込んで抜け出しにくくなると共に、金
属膜中に照射損傷による欠陥部を多く発生させるように
なり、いずれも金属膜の比抵抗を下げる効果を奏しな
い。これに対してこの発明では、イオン源から引き出し
て基板に照射するイオンのエネルギーを数百eV〜数十ke
Vにするので、照射イオンのエネルギーだけを効果的に
利用して金属膜の比抵抗をうまく下げることができる。
その結果、基板温度が300℃以下という低い温度におい
て、このようなイオン照射を併用しない場合に比べて、
導体用の金属膜の比抵抗を下げることができる。その結
果、基板として使用できる材質の範囲が広がる。また、
基板上にデバイス等が形成されていてもそれを熱によっ
て劣化させることがない。更に、基板の冷媒による冷却
やヒータによる加熱が殆ど不要になるのでそれらの作業
が非常に楽になると共に、成膜前後の基板の加熱冷却に
要する時間を短縮することができるのでスループットも
向上する。
ギーによって、基板上に蒸着された金属原子が励起され
活性化され、その結晶化が促進されるので、金属膜の比
抵抗を下げることができる。しかも照射イオンは軽い水
素イオンまたはヘリウムイオンであるため、それを照射
しても、金属膜内に構造欠陥が生じることが少なく、か
つガスとして金属膜内から抜け出し易いので、金属膜の
比抵抗を殆ど増大させない。この場合、照射イオンのエ
ネルギーが数百eVより小さいと、蒸着金属原子を励起活
性化して結晶化を促進する作用が弱過ぎ、逆に照射イオ
ンのエネルギーが数十keVより大きくても、イオンが金
属膜中に深く入り込んで抜け出しにくくなると共に、金
属膜中に照射損傷による欠陥部を多く発生させるように
なり、いずれも金属膜の比抵抗を下げる効果を奏しな
い。これに対してこの発明では、イオン源から引き出し
て基板に照射するイオンのエネルギーを数百eV〜数十ke
Vにするので、照射イオンのエネルギーだけを効果的に
利用して金属膜の比抵抗をうまく下げることができる。
その結果、基板温度が300℃以下という低い温度におい
て、このようなイオン照射を併用しない場合に比べて、
導体用の金属膜の比抵抗を下げることができる。その結
果、基板として使用できる材質の範囲が広がる。また、
基板上にデバイス等が形成されていてもそれを熱によっ
て劣化させることがない。更に、基板の冷媒による冷却
やヒータによる加熱が殆ど不要になるのでそれらの作業
が非常に楽になると共に、成膜前後の基板の加熱冷却に
要する時間を短縮することができるのでスループットも
向上する。
第１図は、この発明に係る方法を実施する装置の一例を
示す概略図である。第２図は、基板温度に対する金属膜
の比抵抗の変化の測定結果を示すグラフである。第３図
は、従来の方法を実施する装置の一例を示す概略図であ
る。 ２……真空容器、６……加熱源、10……基板、12……蒸
発源、14……金属粒子、18……イオン源、22……イオ
ン。
示す概略図である。第２図は、基板温度に対する金属膜
の比抵抗の変化の測定結果を示すグラフである。第３図
は、従来の方法を実施する装置の一例を示す概略図であ
る。 ２……真空容器、６……加熱源、10……基板、12……蒸
発源、14……金属粒子、18……イオン源、22……イオ
ン。
Claims (1)
- 【請求項１】真空蒸着によって基板上に導体用の金属膜
を形成する際に、イオン源から数百eV〜数十keVのエネ
ルギーを有する水素イオンまたはヘリウムイオンを引き
出してそれを基板に照射することを併用し、かつ基板の
温度を300℃以下とすることを特徴とする金属膜の形成
方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62206052A JP2635052B2 (ja) | 1987-08-19 | 1987-08-19 | 金属膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP62206052A JP2635052B2 (ja) | 1987-08-19 | 1987-08-19 | 金属膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6452061A JPS6452061A (en) | 1989-02-28 |
| JP2635052B2 true JP2635052B2 (ja) | 1997-07-30 |
Family
ID=16517079
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP62206052A Expired - Lifetime JP2635052B2 (ja) | 1987-08-19 | 1987-08-19 | 金属膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2635052B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2024012550A1 (zh) * | 2022-07-14 | 2024-01-18 | 扬州纳力新材料科技有限公司 | 铝复合集流体及其制备方法、正极片、电池和用电装置 |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS59139930A (ja) * | 1983-01-31 | 1984-08-11 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 蒸着装置 |
| JPS59142841A (ja) * | 1983-02-05 | 1984-08-16 | Konishiroku Photo Ind Co Ltd | 蒸着装置 |
-
1987
- 1987-08-19 JP JP62206052A patent/JP2635052B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6452061A (en) | 1989-02-28 |
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