JPH05271902A - Ｃｕ薄膜の形成方法 - Google Patents
Ｃｕ薄膜の形成方法Info
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- JPH05271902A JPH05271902A JP6623992A JP6623992A JPH05271902A JP H05271902 A JPH05271902 A JP H05271902A JP 6623992 A JP6623992 A JP 6623992A JP 6623992 A JP6623992 A JP 6623992A JP H05271902 A JPH05271902 A JP H05271902A
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- JP
- Japan
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- substrate
- ions
- ion irradiation
- ion
- film
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】イオン照射量が少なく、しかもＣｕの最密面の
結晶をより多く形成することができるＣｕ薄膜の形成方
法を提供する。 【構成】成膜前の基体２の表面にイオンを照射するイオ
ン照射工程と、このイオン照射工程によりイオン照射さ
れた基体２にＣｕを蒸着する成膜工程とを含み、イオン
照射工程はイオン照射量に対するイオン照射エネルギー
をコントロールすることにより少ないイオン照射量で多
くのＣｕ（１１１）面の結晶を多く配向させている。
結晶をより多く形成することができるＣｕ薄膜の形成方
法を提供する。 【構成】成膜前の基体２の表面にイオンを照射するイオ
ン照射工程と、このイオン照射工程によりイオン照射さ
れた基体２にＣｕを蒸着する成膜工程とを含み、イオン
照射工程はイオン照射量に対するイオン照射エネルギー
をコントロールすることにより少ないイオン照射量で多
くのＣｕ（１１１）面の結晶を多く配向させている。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、Ｃｕ薄膜の形成方法
に関するものである。
に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】プリント基板，ＩＣ，センサ，半導体等
の電極材料としてＣｕ薄膜を用いる場合、電極材料とし
て必要な低抵抗性、エッチングおよび環境に対する高耐
蝕性を持たせるため、Ｃｕ薄膜を結晶化させるのが望ま
しい。とくにＣｕ原子の配列が最密面になる（１１１）
面を多く配向させる程耐蝕性が向上するとされているの
で、基体上に（１１１）面のＣｕの結晶を多く配向させ
ることが要望される。
の電極材料としてＣｕ薄膜を用いる場合、電極材料とし
て必要な低抵抗性、エッチングおよび環境に対する高耐
蝕性を持たせるため、Ｃｕ薄膜を結晶化させるのが望ま
しい。とくにＣｕ原子の配列が最密面になる（１１１）
面を多く配向させる程耐蝕性が向上するとされているの
で、基体上に（１１１）面のＣｕの結晶を多く配向させ
ることが要望される。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、基体上にＣｕ
を真空蒸着により成膜しただけではＣｕ薄膜の結晶化を
多くすることは望めない。またＣｕ薄膜の結晶の配向は
基体の表面の状態、たとえば基体の表面の結晶構造、表
面の凹凸や濡れ性に強く反映されるため、特定の結晶面
だけを成長させるのは困難である。
を真空蒸着により成膜しただけではＣｕ薄膜の結晶化を
多くすることは望めない。またＣｕ薄膜の結晶の配向は
基体の表面の状態、たとえば基体の表面の結晶構造、表
面の凹凸や濡れ性に強く反映されるため、特定の結晶面
だけを成長させるのは困難である。
【０００４】これに対して、成膜前に基体の表面にイオ
ン照射を行い、通常２ｋｅＶ程度のイオンエネルギーの
下でイオンの照射量を制御することにより、基体の材料
の種類に関係なく全ての基体上にＣｕの最密面である
（１１１）面の結晶配向を制御する発明が本発明者等に
より見出されている。しかし、イオン照射量が多いと、
長時間になるのでコストアップとなり、熱的損失が大き
くなるとともに、実際にその方法を製造装置等に応用す
るにしても、できるだけ少ないイオン照射量で多くのＣ
ｕ（１１１）面の配向が得られることが望ましい。
ン照射を行い、通常２ｋｅＶ程度のイオンエネルギーの
下でイオンの照射量を制御することにより、基体の材料
の種類に関係なく全ての基体上にＣｕの最密面である
（１１１）面の結晶配向を制御する発明が本発明者等に
より見出されている。しかし、イオン照射量が多いと、
長時間になるのでコストアップとなり、熱的損失が大き
くなるとともに、実際にその方法を製造装置等に応用す
るにしても、できるだけ少ないイオン照射量で多くのＣ
ｕ（１１１）面の配向が得られることが望ましい。
【０００５】したがって、この発明の目的は、イオン照
射量が少なく、しかもＣｕの最密面の結晶をより多く形
成することができるＣｕ薄膜の形成方法を提供すること
である。
射量が少なく、しかもＣｕの最密面の結晶をより多く形
成することができるＣｕ薄膜の形成方法を提供すること
である。
【０００６】
【課題を解決するための手段】この発明のＣｕ薄膜の形
成方法は、成膜前の基体表面にイオンを照射するイオン
照射工程と、このイオン照射工程によりイオン照射され
た前記基体にＣｕを蒸着する成膜工程とを含み、前記イ
オン照射工程はイオン照射量に対するイオン照射エネル
ギーをコントロールすることにより少ないイオン照射量
で多くのＣｕ（１１１）面の結晶を多く配向させること
を特徴とするものである。
成方法は、成膜前の基体表面にイオンを照射するイオン
照射工程と、このイオン照射工程によりイオン照射され
た前記基体にＣｕを蒸着する成膜工程とを含み、前記イ
オン照射工程はイオン照射量に対するイオン照射エネル
ギーをコントロールすることにより少ないイオン照射量
で多くのＣｕ（１１１）面の結晶を多く配向させること
を特徴とするものである。
【０００７】
【作用】この発明のＣｕ薄膜の製造方法によれば、イオ
ン照射工程はイオン照射量に対するイオン照射エネルギ
ーをコントロールすることにより少ないイオン照射量で
多くのＣｕ（１１１）面の結晶を多く配向させるため、
イオン照射量が少なくてしかもＣｕの最密面をより多く
配向することができるという効果がある。
ン照射工程はイオン照射量に対するイオン照射エネルギ
ーをコントロールすることにより少ないイオン照射量で
多くのＣｕ（１１１）面の結晶を多く配向させるため、
イオン照射量が少なくてしかもＣｕの最密面をより多く
配向することができるという効果がある。
【０００８】
【実施例】この発明のＣｕ薄膜の形成方法は、たとえば
図１に示す成膜装置により行われる。すなわち、１は基
体２を支持するための基体ホルダー、３はＣｕを真空蒸
着するための蒸発源、４はＡｒイオンなどの不活性ガス
等のイオンを照射するためのイオン源、５はそのイオン
の照射量を計測するためのビームモニター、６はＣｕの
蒸着量を計測するための膜厚モニターである。なおこれ
らは図示されていない真空容器内に設置されている。
図１に示す成膜装置により行われる。すなわち、１は基
体２を支持するための基体ホルダー、３はＣｕを真空蒸
着するための蒸発源、４はＡｒイオンなどの不活性ガス
等のイオンを照射するためのイオン源、５はそのイオン
の照射量を計測するためのビームモニター、６はＣｕの
蒸着量を計測するための膜厚モニターである。なおこれ
らは図示されていない真空容器内に設置されている。
【０００９】基体ホルダー１にＣｕ薄膜を被覆しようと
する基体２を設置し、真空容器内の真空度を約１×１０
-6Torr程度にまで排気し、その後イオン照射工程におい
て基体２にイオンを照射する。すなわち、イオン源４よ
り各種ガスのイオンを基体２の表面に照射する。このと
きのガスの種類は、Ｈ，Ｎ，Ｏ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋ
ｒなどいずれでもよく、またイオン照射時のエネルギ
ー、照射量および照射角度はイオンの種類や基体２によ
って異なり、それぞれに適した条件を設定し行う。そし
て基体２の表面をイオン照射工程によりイオン照射した
後、成膜工程により蒸発源３よりＣｕを蒸発させ基体２
上に任意の膜厚にＣｕ薄膜を真空蒸着する。
する基体２を設置し、真空容器内の真空度を約１×１０
-6Torr程度にまで排気し、その後イオン照射工程におい
て基体２にイオンを照射する。すなわち、イオン源４よ
り各種ガスのイオンを基体２の表面に照射する。このと
きのガスの種類は、Ｈ，Ｎ，Ｏ，Ｈｅ，Ｎｅ，Ａｒ，Ｋ
ｒなどいずれでもよく、またイオン照射時のエネルギ
ー、照射量および照射角度はイオンの種類や基体２によ
って異なり、それぞれに適した条件を設定し行う。そし
て基体２の表面をイオン照射工程によりイオン照射した
後、成膜工程により蒸発源３よりＣｕを蒸発させ基体２
上に任意の膜厚にＣｕ薄膜を真空蒸着する。
【００１０】ところで、図２は基体２であるポリイミド
フィルム上に蒸着されたＣｕ薄膜の結晶性を調べるため
Ｘ線回折法により分析した結果を示す。横軸はＸ線の入
射角（２θ）、縦軸はＸ線回折強度（カウント数×１０
3 cps)である。図中の（ａ）はイオン照射を施していな
い未処理の基体２上にＣｕを真空蒸着した時のＣｕ薄膜
の結晶状態の回折結果である。同図（ｂ）は基体２の表
面にＡｒイオンを２ｋｅＶのイオン照射エネルギーで1.
5 ×１０16（個／ｃｍ2 ）照射し、その基体２上にＣｕ
薄膜を真空蒸着した時の結晶状態の回折結果である。こ
のように高分子材料であるポリイミドフィルム上にＣｕ
薄膜を被覆する場合、たとえばＡｒイオンを２ｋｅＶの
イオン照射エネルギーで照射角度４５度で照射する。こ
のときイオン照射により発生する熱によるポリイミドフ
ィルムの変形を防ぐため、基体ホルダー１には冷却水を
流し十分に冷却を行う。その後、Ａｒイオンでスパッタ
したポリイミドフィルムの表面にＣｕ薄膜を成膜工程で
ある電子ビーム蒸着法により成膜速度１０Å／ｓｅｃで
膜厚１μｍまで成膜する。
フィルム上に蒸着されたＣｕ薄膜の結晶性を調べるため
Ｘ線回折法により分析した結果を示す。横軸はＸ線の入
射角（２θ）、縦軸はＸ線回折強度（カウント数×１０
3 cps)である。図中の（ａ）はイオン照射を施していな
い未処理の基体２上にＣｕを真空蒸着した時のＣｕ薄膜
の結晶状態の回折結果である。同図（ｂ）は基体２の表
面にＡｒイオンを２ｋｅＶのイオン照射エネルギーで1.
5 ×１０16（個／ｃｍ2 ）照射し、その基体２上にＣｕ
薄膜を真空蒸着した時の結晶状態の回折結果である。こ
のように高分子材料であるポリイミドフィルム上にＣｕ
薄膜を被覆する場合、たとえばＡｒイオンを２ｋｅＶの
イオン照射エネルギーで照射角度４５度で照射する。こ
のときイオン照射により発生する熱によるポリイミドフ
ィルムの変形を防ぐため、基体ホルダー１には冷却水を
流し十分に冷却を行う。その後、Ａｒイオンでスパッタ
したポリイミドフィルムの表面にＣｕ薄膜を成膜工程で
ある電子ビーム蒸着法により成膜速度１０Å／ｓｅｃで
膜厚１μｍまで成膜する。
【００１１】また同図（ｃ）はＡｒイオンを５ｋｅＶの
イオン照射エネルギーで1.5 ×１０ 16（個／ｃｍ2 ）照
射し、その基体２上にＣｕ薄膜を成膜した場合の結晶状
態の回折結果を示す。図２（ａ）で示されるように表面
処理を施していない基体２上にＣｕ薄膜を成膜した場
合、Ｃｕの結晶の（１１１）面７、（２００）面８、
（２２０）面９を示す位置等に回折のピークが現れてお
りＣｕを通常に真空蒸着させただけでもわずかであるが
結晶化していることがわかる。しかし、同図（ｂ）のＡ
ｒイオンを２ｋｅＶのイオン照射エネルギーでイオン照
射した場合では（１１１）面７のピークが大きく増大し
ていることがわかる。さらに同図（ｃ）のＡｒイオン
を、照射量は同図（ｂ）と同じであるが、５ｋｅＶのイ
オン照射エネルギーでイオン照射した場合では（１１
１）面７のピークだけがより大きく増大していることが
わかる。これは基体２上にＣｕの（１１１）面２の方向
を示す結晶が多く存在していることを表し、イオン照射
を施した基体２上ではＣｕの（１１１）面７の方向に結
晶化しやすいことがわかる。
イオン照射エネルギーで1.5 ×１０ 16（個／ｃｍ2 ）照
射し、その基体２上にＣｕ薄膜を成膜した場合の結晶状
態の回折結果を示す。図２（ａ）で示されるように表面
処理を施していない基体２上にＣｕ薄膜を成膜した場
合、Ｃｕの結晶の（１１１）面７、（２００）面８、
（２２０）面９を示す位置等に回折のピークが現れてお
りＣｕを通常に真空蒸着させただけでもわずかであるが
結晶化していることがわかる。しかし、同図（ｂ）のＡ
ｒイオンを２ｋｅＶのイオン照射エネルギーでイオン照
射した場合では（１１１）面７のピークが大きく増大し
ていることがわかる。さらに同図（ｃ）のＡｒイオン
を、照射量は同図（ｂ）と同じであるが、５ｋｅＶのイ
オン照射エネルギーでイオン照射した場合では（１１
１）面７のピークだけがより大きく増大していることが
わかる。これは基体２上にＣｕの（１１１）面２の方向
を示す結晶が多く存在していることを表し、イオン照射
を施した基体２上ではＣｕの（１１１）面７の方向に結
晶化しやすいことがわかる。
【００１２】つぎに図３に示されているＡｒイオンの照
射量とＣｕの（１１１）面７のＸ線回折強度との関係に
ついて見る。横軸はＡｒイオンの照射量（個／ｃ
ｍ2 ）、縦軸は単位膜厚当たりのＸ線回折強度（１／ｄ
（ｃｐｓ／ｎｍ））で、これが高いほど（１１１）面の
割合が大きいことを現している。曲線１０は２ｋｅＶの
イオン照射エネルギーの場合、曲線１１は５ｋｅＶのイ
オン照射エネルギーの場合、曲線１２は１０ｋｅＶのイ
オン照射エネルギーの場合である。Ａは基体２の未処理
のときのＸ線回折強度を示している。
射量とＣｕの（１１１）面７のＸ線回折強度との関係に
ついて見る。横軸はＡｒイオンの照射量（個／ｃ
ｍ2 ）、縦軸は単位膜厚当たりのＸ線回折強度（１／ｄ
（ｃｐｓ／ｎｍ））で、これが高いほど（１１１）面の
割合が大きいことを現している。曲線１０は２ｋｅＶの
イオン照射エネルギーの場合、曲線１１は５ｋｅＶのイ
オン照射エネルギーの場合、曲線１２は１０ｋｅＶのイ
オン照射エネルギーの場合である。Ａは基体２の未処理
のときのＸ線回折強度を示している。
【００１３】この図３から、イオンの照射量が多くなる
に伴ってＸ線回折強度が増加し、また照射エネルギーが
高いほど少ない照射量で多くのＣｕ（１１１）面７の配
向が得られることがわかる。すなわち、イオン照射エネ
ルギーとイオン照射量の制御によりＣｕ（１１１）面７
の配向の制御ができ、とくにイオン照射エネルギーを大
きくすることにより、イオン照射量を少なくして、しか
も（１１１）面をより多く形成することができる。この
ように、基体２の表面にイオン照射を行うことによりＣ
ｕの（１１１）面が良く成長する理由としては、イオン
照射により基体２の表面がスパッタされて表面に多数の
小さい凹凸ができ、表面の濡れ性が変わり、Ｃｕの結晶
核の生成の仕方が変化したためと考えられ、また照射エ
ネルギーが高いほど凹凸の数および大きさが増大したた
めであると考えられる。
に伴ってＸ線回折強度が増加し、また照射エネルギーが
高いほど少ない照射量で多くのＣｕ（１１１）面７の配
向が得られることがわかる。すなわち、イオン照射エネ
ルギーとイオン照射量の制御によりＣｕ（１１１）面７
の配向の制御ができ、とくにイオン照射エネルギーを大
きくすることにより、イオン照射量を少なくして、しか
も（１１１）面をより多く形成することができる。この
ように、基体２の表面にイオン照射を行うことによりＣ
ｕの（１１１）面が良く成長する理由としては、イオン
照射により基体２の表面がスパッタされて表面に多数の
小さい凹凸ができ、表面の濡れ性が変わり、Ｃｕの結晶
核の生成の仕方が変化したためと考えられ、また照射エ
ネルギーが高いほど凹凸の数および大きさが増大したた
めであると考えられる。
【００１４】
【発明の効果】この発明のＣｕ薄膜の形成方法は、成膜
前の基体表面にイオンを照射するイオン照射工程と、こ
のイオン照射工程によりイオン照射された前記基体にＣ
ｕを蒸着する成膜工程とを含み、前記イオン照射工程は
イオン照射量に対するイオン照射エネルギーをコントロ
ールすることにより少ないイオン照射量で多くのＣｕ
（１１１）面の結晶を多く配向させることを特徴とする
ため、イオン照射量が少なくてしかもＣｕの最密面をよ
り多く配向することができるという効果がある。
前の基体表面にイオンを照射するイオン照射工程と、こ
のイオン照射工程によりイオン照射された前記基体にＣ
ｕを蒸着する成膜工程とを含み、前記イオン照射工程は
イオン照射量に対するイオン照射エネルギーをコントロ
ールすることにより少ないイオン照射量で多くのＣｕ
（１１１）面の結晶を多く配向させることを特徴とする
ため、イオン照射量が少なくてしかもＣｕの最密面をよ
り多く配向することができるという効果がある。
【図１】成膜装置の概略説明図である。
【図２】入射角に対するＸ線回折強度のグラフである。
【図３】Ａｒイオンの照射量に対する単位膜厚当たりの
Ｘ線回折強度のグラフである。
Ｘ線回折強度のグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鞍谷 直人 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内 (72)発明者 岡崎 泰三 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内
Claims (1)
- 【請求項１】 成膜前の基体表面にイオンを照射するイ
オン照射工程と、このイオン照射工程によりイオン照射
された前記基体にＣｕを蒸着する成膜工程とを含み、前
記イオン照射工程はイオン照射量に対するイオン照射エ
ネルギーをコントロールすることにより少ないイオン照
射量で多くのＣｕ（１１１）面の結晶を多く配向させる
ことを特徴とするＣｕ薄膜の形成方法。
Priority Applications (5)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6623992A JPH05271902A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Ｃｕ薄膜の形成方法 |
| US07/892,378 US5316802A (en) | 1992-02-20 | 1992-06-04 | Method of forming copper film on substrate |
| EP19920109570 EP0565766B1 (en) | 1992-02-20 | 1992-06-05 | Copper film coated substrate and method of forming copper film on substrate |
| DE69232575T DE69232575T2 (de) | 1992-02-20 | 1992-06-05 | Kupferfilm-überzogene Substrate und Verfahren zur Herstellung eines Kupferfilmes auf einem Substrat |
| US08/065,913 US5501911A (en) | 1992-02-20 | 1993-05-25 | Copper crystal film coated organic substrate |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP6623992A JPH05271902A (ja) | 1992-03-24 | 1992-03-24 | Ｃｕ薄膜の形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05271902A true JPH05271902A (ja) | 1993-10-19 |
Family
ID=13310113
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP6623992A Pending JPH05271902A (ja) | 1992-02-20 | 1992-03-24 | Ｃｕ薄膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05271902A (ja) |
-
1992
- 1992-03-24 JP JP6623992A patent/JPH05271902A/ja active Pending
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