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
- Prior art keywords
- 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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