JPH03236465A - 真空蒸着におけるスプラッシュ防止方法 - Google Patents
真空蒸着におけるスプラッシュ防止方法Info
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〈産業上の利用分野〉
本発明は、被蒸着基板に金属の薄膜を形成するための真
空蒸着におけるスプラッシュ防止方ぞ去に関する。
空蒸着におけるスプラッシュ防止方ぞ去に関する。
〈従来の技術〉
真空蒸着法は、真空チャンバー内にてＣｕ、Ａ１等の金
属を電子ビーム加熱や通電加熱等の手段により加熱溶融
して半導体等の基板に成膜させる薄膜形成方法である。
属を電子ビーム加熱や通電加熱等の手段により加熱溶融
して半導体等の基板に成膜させる薄膜形成方法である。
前記方法では、成膜中に、溶融した金属から溶湯飛沫（
スプラッシュ）が発生し、このスプラッシュが成膜の平
坦化を阻害し、品質低下の原因の一つとなっていた。
スプラッシュ）が発生し、このスプラッシュが成膜の平
坦化を阻害し、品質低下の原因の一つとなっていた。
このスプラッシュの発生原因としては、前記溶融原料金
属中に不純物として混入し、または前記原料金属表面に
吸着している０２ガスを挙げることができる。
属中に不純物として混入し、または前記原料金属表面に
吸着している０２ガスを挙げることができる。
この０２ガスは、前記原料金属を加熱溶融する際に急激
な体積膨張をおこし、そのため溶融状態の金属を弾きと
ばしてスプラッシュを発生させるものである。
な体積膨張をおこし、そのため溶融状態の金属を弾きと
ばしてスプラッシュを発生させるものである。
そこで、従来から原料金属の高純度化や原料金属表面の
研削による清浄化等の対策が行われていた。
研削による清浄化等の対策が行われていた。
〈発明が解決しようとする課題〉
ところで、前記従来のスプラッシュ防止対策はいずれも
決定的な手段ではなく、スプラッシュを全く発生させず
に成膜させることはできなかった。
決定的な手段ではなく、スプラッシュを全く発生させず
に成膜させることはできなかった。
本発明は、前記従来技術の欠点を解消し、スプラッシュ
が全く発生しない真空蒸着におけるスプラッシュ防止方
法を提供することを目的としている。
が全く発生しない真空蒸着におけるスプラッシュ防止方
法を提供することを目的としている。
〈課題を解決するための手段〉
上記目的を達成するために本発明の第１の態様によれば
、蒸着すべき金属を真空中にて加熱し、被蒸着基板の主
面に薄膜を形成する真空蒸着法において、 前記蒸着すべき金属を加熱する前に、還元性ガスプラズ
マにより５分以上イオンボンバードを行うことを特徴と
する真空蒸着におけるスプラッシュ防止方法が提供され
る。
、蒸着すべき金属を真空中にて加熱し、被蒸着基板の主
面に薄膜を形成する真空蒸着法において、 前記蒸着すべき金属を加熱する前に、還元性ガスプラズ
マにより５分以上イオンボンバードを行うことを特徴と
する真空蒸着におけるスプラッシュ防止方法が提供され
る。
また本発明の第２の態様によれば、前記真空蒸着法にお
いて、還元性ガス中または還元性ガスプラズマ中で薄膜
を形成することを特徴とする真空蒸着におけるスプラッ
シュ防止方法が提供される。
いて、還元性ガス中または還元性ガスプラズマ中で薄膜
を形成することを特徴とする真空蒸着におけるスプラッ
シュ防止方法が提供される。
以下に本発明をさらに詳細に説明する。
本発明において用いる還元性ガスとしては、Ｈ２ＨＩ％
Ｈ２Ｓ、ＣｏおよびＳＯ２を挙げることができ、これら
の単一または２ ｆｍ以上の混合ガスとして用いること
ができる。
Ｈ２Ｓ、ＣｏおよびＳＯ２を挙げることができ、これら
の単一または２ ｆｍ以上の混合ガスとして用いること
ができる。
また、前記還元性ガスと、不活性ガス、例えばＨｅ、Ｎ
ｅ、Ａｒ、ＫｒおよびＸｅの中の１種または２種以上と
の混合ガスとして用いることができる。
ｅ、Ａｒ、ＫｒおよびＸｅの中の１種または２種以上と
の混合ガスとして用いることができる。
本発明における還元性ガスプラズマは還元性ガスの分圧
を１０−６〜１０−’Ｔｏ ｒ ｒの範囲で保持して発
生させるのが好ましい。 前記範囲外ではプラズマが不
安定であり、プラズマが発生しない場合もある。
を１０−６〜１０−’Ｔｏ ｒ ｒの範囲で保持して発
生させるのが好ましい。 前記範囲外ではプラズマが不
安定であり、プラズマが発生しない場合もある。
本発明における還元性ガスプラズマによるイオンボンバ
ード時間は５分以上必要である。
ード時間は５分以上必要である。
５分未満では、スプラッシュの発生を防止できない。
本発明の第２の態様において還元性ガス中で薄膜を形成
する際の還元性ガスの分圧は１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以上に保
持することが必要である。
する際の還元性ガスの分圧は１Ｏ−５Ｔｏｒｒ以上に保
持することが必要である。
１Ｏ−５Ｔｏｒｒ未満ではスブラシュの発生を防止でき
ない。
ない。
つぎに、本発明の第１の態様の真空蒸着におけるスプラ
シュ防止方法について具体的に説明する。
シュ防止方法について具体的に説明する。
第１図は本発明方法を実施するための真空蒸着装置の１
例を示す横断面図である。
例を示す横断面図である。
第１図において、３はチャンバ−１内上部の基板ホルダ
ー２に保持された基板で、例えば４インチＳｔクエへで
ある。
ー２に保持された基板で、例えば４インチＳｔクエへで
ある。
前記チャンバ−１内下部には、前記基板３主面（￥Ｓ１
図では下面）に対向して蒸着金、＠８を溶融するための
Ｃｕ製るつぼ９が設けられている。
図では下面）に対向して蒸着金、＠８を溶融するための
Ｃｕ製るつぼ９が設けられている。
前記チャンバー１には還元性ガス導入口５およびチャン
バー１内を真空にするためのポンプ、例えば油拡散ポン
プ１２、油回転ポンプ１３が設けられている。
バー１内を真空にするためのポンプ、例えば油拡散ポン
プ１２、油回転ポンプ１３が設けられている。
４は高周波印加用アンテナ、１０は高周波電源、１１は
アースである。
アースである。
前記Ｃｕ製るつぼ９に蒸着金属８として、例えば粒状の
Ｃｕをセットする。
Ｃｕをセットする。
油拡散ポンプにおよび油回転ポンプ１３を作動させチャ
ンバー１内を真空にする。
ンバー１内を真空にする。
つぎに還元性ガス導入口５から所定の流速で還元性ガス
をチャンバー１内へ導入し、チャンバー１内を所定の真
空度に保持する。
をチャンバー１内へ導入し、チャンバー１内を所定の真
空度に保持する。
つぎに、高周波電源１０をＯＮとして還元性ガスプラズ
マを発生させ、その状態のまま所定時間保持する。
マを発生させ、その状態のまま所定時間保持する。
その後、前記還元性ガスの導入を止め、高周波電源をＯ
ＦＦとする。
ＦＦとする。
つぎに、電子ビーム発生源７を作動させて電子ビーム６
を発生させ、これを蒸着金属８に当てＣｕを加熱溶融す
る。
を発生させ、これを蒸着金属８に当てＣｕを加熱溶融す
る。
蒸着すべき金属８が蒸発し、気相状態の蒸発物質が前記
基板３上で凝固することにより薄膜が形成される。
基板３上で凝固することにより薄膜が形成される。
このように蒸着すべき金属８を加熱溶融する前に、還元
性ガスプラズマによりイオンボンバードすることにより
、蒸着金属表面に吸着している０２ガスが除去され、ま
たは蒸着金属の表面層の酸化膜が還元除去されてスプラ
シュの発生が完全に防止される。
性ガスプラズマによりイオンボンバードすることにより
、蒸着金属表面に吸着している０２ガスが除去され、ま
たは蒸着金属の表面層の酸化膜が還元除去されてスプラ
シュの発生が完全に防止される。
また、本発明の第２の態様の場合は、前記本発明の第１
の態様と同様に蒸着金属８をセットし、還元性ガスを導
入しなからチャンバー１内を所定の真空度に保持したの
ち、そのままの状態、即ち還元性ガス中で前記電子ビー
ム加熱を行い、薄膜を形成させる。
の態様と同様に蒸着金属８をセットし、還元性ガスを導
入しなからチャンバー１内を所定の真空度に保持したの
ち、そのままの状態、即ち還元性ガス中で前記電子ビー
ム加熱を行い、薄膜を形成させる。
または、還元性ガスを導入しながらチャンバー１内を所
定の真空度に保持したのち、高周波電源１０をＯＮとし
て還元性ガスプラズマを発生させたまま、電子ビーム加
熱を行い、薄膜を形成させる。
定の真空度に保持したのち、高周波電源１０をＯＮとし
て還元性ガスプラズマを発生させたまま、電子ビーム加
熱を行い、薄膜を形成させる。
このように、本発明の第２の態様では、還元性ガス中ま
たは還元性ガスプラズマ中で薄膜形成を行うことにより
、第１の態様の場合と同様にＯ，ガスまたは酸化膜が除
去されてスプラシュの発生が完全に防止される。
たは還元性ガスプラズマ中で薄膜形成を行うことにより
、第１の態様の場合と同様にＯ，ガスまたは酸化膜が除
去されてスプラシュの発生が完全に防止される。
また、上記第１、第２の態様のいずれにおいても形成さ
れた薄膜中の０２濃度は低下しており、本発明を用いな
い場合のＣｕ膜中０２濃度の２０％に減少する。
れた薄膜中の０２濃度は低下しており、本発明を用いな
い場合のＣｕ膜中０２濃度の２０％に減少する。
〈実施例〉
以下に本発明を実施例に基づき具体的に説明する。
（実施例１）
第１図に示す真空蒸着装置を用い、蒸着すべき金属とし
て純度９９．９９９％のＣｕを用い、チャンバー１内の
真空度を５Ｘ１０−６Ｔｏｒｒとし５％Ｈ２含有Ａｒガ
スをチャンバー１内に導入し、真空度を５Ｘ１０−’Ｔ
ｏｒｒに保持した。
て純度９９．９９９％のＣｕを用い、チャンバー１内の
真空度を５Ｘ１０−６Ｔｏｒｒとし５％Ｈ２含有Ａｒガ
スをチャンバー１内に導入し、真空度を５Ｘ１０−’Ｔ
ｏｒｒに保持した。
つぎに高周波を２００Ｗの出力で印加し、プラズマを発
生させ、その状態のまま１５分間放置した。
生させ、その状態のまま１５分間放置した。
その後、ガスの導入および高周波の印加を止め、電子ビ
ーム加熱により蒸着金属である前記Ｃｕを溶融させ５０
Ｘ１０人／秒の速度で基板ホルダー２に取り付けた４イ
ンチＳｉウェハ３上にＣｕ膜を５μｍ形成した。
ーム加熱により蒸着金属である前記Ｃｕを溶融させ５０
Ｘ１０人／秒の速度で基板ホルダー２に取り付けた４イ
ンチＳｉウェハ３上にＣｕ膜を５μｍ形成した。
（実施例２）
第１図に示す真空蒸着装置を用い、蒸着すべき金属とし
て純度９９．９９９％のＣｕを用い、チャンバー１内の
真空度を３Ｘ１（Ｍ’Ｔｏｒｒとし、５％Ｈ２含有Ａｒ
ガスをチャンバー１内に導入し、真空度を５Ｘ１０−’
Ｔｏｒｒに保持し、その状態のまま電子ビーム加熱によ
り蒸着金属である前記Ｃｕを溶融させ、３０Ｘ１０入／
秒の速度で基板ホルダー２に取り付けた４インチＳｉウ
ェハ３上にＣｕ膜を５μｍ形成した。
て純度９９．９９９％のＣｕを用い、チャンバー１内の
真空度を３Ｘ１（Ｍ’Ｔｏｒｒとし、５％Ｈ２含有Ａｒ
ガスをチャンバー１内に導入し、真空度を５Ｘ１０−’
Ｔｏｒｒに保持し、その状態のまま電子ビーム加熱によ
り蒸着金属である前記Ｃｕを溶融させ、３０Ｘ１０入／
秒の速度で基板ホルダー２に取り付けた４インチＳｉウ
ェハ３上にＣｕ膜を５μｍ形成した。
（実施例３）
第１図に示す真空蒸着装置を用い、蒸着金属として純度
９９．９９９％のＣｕを用い、チャンバー１内の真空度
を３ Ｘ １０−６Ｔ ｏ ｒ ｒとし５％Ｈ２含有Ａ
ｒガスをチャンバー１内に導入し、真空度を５Ｘ１０−
’Ｔｏｒｒに保持した。
９９．９９９％のＣｕを用い、チャンバー１内の真空度
を３ Ｘ １０−６Ｔ ｏ ｒ ｒとし５％Ｈ２含有Ａ
ｒガスをチャンバー１内に導入し、真空度を５Ｘ１０−
’Ｔｏｒｒに保持した。
つぎに高周波を２００Ｗの出力で印加し、プラズマを発
生させ、その状態のままガスの導入および高周波の印加
を止めることなく電子ビーム加熱により蒸着金属である
前記Ｃｕを溶融させ、３０Ｘ１０入／秒の速度で基板ホ
ルダー２に取り付けた４インチＳｉウェハ３上にＣｕｌ
ＩＡを５μｍ形成した。
生させ、その状態のままガスの導入および高周波の印加
を止めることなく電子ビーム加熱により蒸着金属である
前記Ｃｕを溶融させ、３０Ｘ１０入／秒の速度で基板ホ
ルダー２に取り付けた４インチＳｉウェハ３上にＣｕｌ
ＩＡを５μｍ形成した。
上記実施例１〜３でＣｕ膜を形成した各４インチＳｉウ
ニ八をチャンバー１内から取り出し、光学顕微鏡にて１
０．５０．１００３００．１０００倍の各拡大倍率およ
び走査型電子ｍ＠Ｍ、にて２０００，５０００゜１００
００倍の各拡大倍率でＣｕ膜面上を観察した結果、いず
れもスブラシュは全く認められなかった。
ニ八をチャンバー１内から取り出し、光学顕微鏡にて１
０．５０．１００３００．１０００倍の各拡大倍率およ
び走査型電子ｍ＠Ｍ、にて２０００，５０００゜１００
００倍の各拡大倍率でＣｕ膜面上を観察した結果、いず
れもスブラシュは全く認められなかった。
（比較例）
実施例１と同じ装置で同じ蒸着金属を用い、チャンバー
１内の真空度を５ｘｌＯ−’Ｔｏｒｒに保持し、電子ビ
ーム加熱によりＣｕを溶融させ、５０Ｘ１０入〆秒の速
度で基板ホルダー２に取り付けた４インチＳｉウェハ３
上にＣｕ膜を５μｍ形成した。
１内の真空度を５ｘｌＯ−’Ｔｏｒｒに保持し、電子ビ
ーム加熱によりＣｕを溶融させ、５０Ｘ１０入〆秒の速
度で基板ホルダー２に取り付けた４インチＳｉウェハ３
上にＣｕ膜を５μｍ形成した。
その結果、直径１００μｍ、高さ５０Ａ１ｍの円錐状の
スプラッシュが１０±３ｃｍ−２の密度で認められた。
スプラッシュが１０±３ｃｍ−２の密度で認められた。
〈発明の効果〉
本発明は、以上説明したように構成されているので、真
空蒸着におけるスプラッシュの発生を完全に防止するこ
とができる。
空蒸着におけるスプラッシュの発生を完全に防止するこ
とができる。
また、本発明によれば、形成した膜中の０□濃度を低下
させることができるから、例えば木Ｃｕ膜によりＬＳＩ
素子等の配線を形成したさい、膜中０２に起因する電子
散乱を抑制し、高電子移動による高速化を実現できる。
させることができるから、例えば木Ｃｕ膜によりＬＳＩ
素子等の配線を形成したさい、膜中０２に起因する電子
散乱を抑制し、高電子移動による高速化を実現できる。
第１図は、本発明方法を実施するための真空蒸着装置の
１例を示す横断面図である。 符号の説明 １・・・チャンバー ２・・・基板ホルダー ３・・・Ｓｔウェハ（基板）、 ４・・・高周波印加用アンテナ、 ５・・・還元性ガス導入口、 ６・・・電子ビーム、 ７・・・電子ビーム発生源、 ８・・・蒸着すべき金属、 ９・・・Ｃｕ製るつぼ、 １０・・・高周波電源、 １１・・・アース、 １２・・・油拡散ポンプ、 １３・・・油回転ポンプ Ｆ Ｉ Ｇ、 １
１例を示す横断面図である。 符号の説明 １・・・チャンバー ２・・・基板ホルダー ３・・・Ｓｔウェハ（基板）、 ４・・・高周波印加用アンテナ、 ５・・・還元性ガス導入口、 ６・・・電子ビーム、 ７・・・電子ビーム発生源、 ８・・・蒸着すべき金属、 ９・・・Ｃｕ製るつぼ、 １０・・・高周波電源、 １１・・・アース、 １２・・・油拡散ポンプ、 １３・・・油回転ポンプ Ｆ Ｉ Ｇ、 １
Claims (2)
- （１）蒸着すべき金属を真空中にて加熱し、被蒸着基板
の主面に薄膜を形成する真空蒸着法において、 前記蒸着すべき金属を加熱する前に、還元性ガスプラズ
マにより５分以上イオンボンバードを行うことを特徴と
する真空蒸着におけるスプラッシュ防止方法。 - （２）請求項１記載の真空蒸着法において、還元性ガス
中または還元性ガスプラズマ中で薄膜を形成することを
特徴とする真空蒸着におけるスプラッシュ防止方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184590A JPH03236465A (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 真空蒸着におけるスプラッシュ防止方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3184590A JPH03236465A (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 真空蒸着におけるスプラッシュ防止方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03236465A true JPH03236465A (ja) | 1991-10-22 |
Family
ID=12342393
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3184590A Pending JPH03236465A (ja) | 1990-02-13 | 1990-02-13 | 真空蒸着におけるスプラッシュ防止方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH03236465A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2676720C1 (ru) * | 2018-03-28 | 2019-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук | Способ вакуумного ионно-плазменного низкотемпературного осаждения нанокристаллического покрытия из оксида алюминия |
-
1990
- 1990-02-13 JP JP3184590A patent/JPH03236465A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2676720C1 (ru) * | 2018-03-28 | 2019-01-10 | Федеральное государственное бюджетное учреждение науки Институт электрофизики Уральского отделения Российской академии наук | Способ вакуумного ионно-плазменного низкотемпературного осаждения нанокристаллического покрытия из оксида алюминия |
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