JPH0913166A - 膜結晶性の制御方法 - Google Patents

膜結晶性の制御方法

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JPH0913166A
JPH0913166A JP16050595A JP16050595A JPH0913166A JP H0913166 A JPH0913166 A JP H0913166A JP 16050595 A JP16050595 A JP 16050595A JP 16050595 A JP16050595 A JP 16050595A JP H0913166 A JPH0913166 A JP H0913166A
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JP
Japan
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film
irradiation
crystallinity
ion
substrate
Prior art date
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JP16050595A
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English (en)
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Naoto Kuratani
直人 鞍谷
Yasuo Murakami
泰夫 村上
Osamu Imai
今井  修
Kiyoshi Ogata
潔 緒方
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Nissin Electric Co Ltd
Original Assignee
Nissin Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 基体上に膜を形成するにあたり、該膜の結晶
性を制御する方法を提供する。 【構成】 基体上に膜を形成するにあたり、膜形成にフ
ォトン照射を併用することで膜の結晶性を制御する膜結
晶性の制御方法、又は、基体上に膜を形成するにあた
り、膜形成にフォトン照射及びイオン照射を併用するこ
とで膜の結晶性を制御する膜結晶性の制御方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、基体上に形成される膜
の結晶性を制御する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】各種基体が有する諸特性、例えば機械的
特性、化学的特性、電気的特性、光学的特性、磁気的特
性等を改善させたり、又、新たな特性を付与したりする
目的で該基体上に各種膜を形成するために、様々な方法
が試みられている。このような成膜方法としては、真空
蒸着法、スパッタ蒸着法、これら方法にイオン照射アシ
ストを併用するイオン蒸着薄膜形成法等のPVD法やプ
ラズマCVD法等を例示することができる。
【0003】これら成膜方法のうち真空蒸着法、スパッ
タ蒸着法、イオン蒸着薄膜形成法等のPVD法はCVD
法に比して低温下で膜形成できるので、工業的に広く利
用されている。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】このような各種の方法
により形成された膜は、その結晶性が該膜の内部応力や
誘電率等の特性に強い影響を及ぼすことが知られてい
る。例えば、Surface andCoatings Technology 、vol.6
6、p.310 (エルゼビア社、1994年)によると、ニ
ッケル(Ni)の蒸着とアルゴン(Ar)イオン照射を
併用して形成したNi膜において、該膜の結晶性が高い
ほど圧縮応力が強くなり、該膜の結晶性が低いほど引張
応力が強くなることが報告されている。また、Nuclear
Instrumentsand Methods in Physics research 、vol.B
59/60、p.229 (ノース・ホーランド・フィジクス出
版、1991年)によると、アルミニウム(Al)の蒸
着と窒素イオン照射を併用して形成した窒化アルミニウ
ム(AlN)膜において、該膜の結晶性が高いほど誘電
率が向上することが報告されている。
【0005】そこで本発明は、基体上に膜を形成するに
あたり、該膜の結晶性を制御する方法を提供することを
課題とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するため
に、本発明は、次のの膜結晶性の制御方法を提供す
る。 基体上に膜を形成するにあたり、該膜形成にフォト
ン照射を併用することで該膜の結晶性を制御することを
特徴とする膜結晶性の制御方法。 基体上に膜を形成するにあたり、該膜形成にフォト
ン照射及びイオン照射を併用することで該膜の結晶性を
制御することを特徴とする膜結晶性の制御方法。
【0007】本発明の及びの方法における膜形成方
法としては、真空蒸着法、スパッタ蒸着法、レーザアブ
レーション法、イオンプレーティング法等のPVD法、
プラズマCVD法等のCVD法等が考えられる。真空蒸
着法については、蒸着物質の加熱手段は特に制限はな
く、例えば電子ビーム、抵抗、レーザ、高周波等の手段
を挙げることができる。また、スパッタ蒸着法について
も、蒸着物質をスパッタする手法は特に制限はなく、例
えばイオンビーム、マグネトロン、高周波等の手段によ
り蒸着物質をスパッタすることができる。レーザアブレ
ーション法については、照射するレーザとして、エキシ
マレーザ、炭酸ガスレーザ、YAGレーザ等を挙げるこ
とができるが、レーザの種類には特に制限はない。
【0008】本発明の及びの方法において、膜形成
にフォトン照射或いはフォトン照射及びイオン照射を併
用するにあたり、膜形成と同時、交互、又はその後にフ
ォトン或いはフォトン及びイオンを照射することが考え
られる。また、前記の方法においては、フォトン照射
とイオン照射は必ずしも同時に行う必要はなく、それぞ
れ独立して、膜形成と同時、交互又はその後に行うこと
ができる。
【0009】本発明の及びの方法において、フォト
ン照射に用いるレーザ照射装置は特に制限はなく、例え
ばエキシマレーザ照射装置、炭酸ガスレーザ照射装置、
YAGレーザ照射装置等を用いることができる。本発明
の及びの方法において、フォトン照射を併用して膜
結晶性を制御するにあたり、基体上に到達する膜構成原
子数とフォトン数との比(フォトン輸送比)を適宜調整
することが考えられる。
【0010】本発明のの方法における、照射イオンと
しては、膜構成元素を含むイオンの他、不活性ガスイオ
ン(ヘリウム(He)イオン、ネオン(Ne)イオン、
アルゴン(Ar)イオン、クリプトン(Kr)イオン、
キセノン(Xe)イオン)等を用いることができる。本
発明のの方法において、イオン照射を併用して膜結晶
性を制御するにあたり、イオン種、イオン加速エネル
ギ、基体上に到達する(イオンに由来しない)膜構成原
子数とイオン数との比等を適宜調整することが考えられ
る。
【0011】また、イオン照射に用いるイオン源の方式
は特に限定はなく、例えばバケット型、カウフマン型等
のものが考えられる。
【0012】
【作用】本発明のの方法によると、基体上への膜形成
にフォトン照射を併用することで該膜の結晶性を制御で
きる。通常、フォトン照射量を多くすると該膜の結晶性
は向上する。本発明のの方法によると、基体上への膜
形成にフォトン照射及びイオン照射を併用することで該
膜の結晶性を制御できる。通常、フォトン照射量を多く
すると該膜の結晶性は向上する。また、該膜の結晶性は
イオン加速エネルギ及びイオン種に依存する。
【0013】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面を参照して説明
する。図1は本発明の膜結晶性の制御方法の実施に用い
る成膜装置の概略構成を示している。この装置は真空容
器1を有し、容器1内には被成膜基体Sを支持するホル
ダ2及びホルダ2に対向する位置には蒸発源3及びイオ
ン源4が設けられている。また、容器1外にはレーザ照
射装置5が設けられ、レーザ光を反射鏡5aで反射させ
た後、容器1壁の一部に設けられた光透過窓11を通し
てホルダ2上に載置される基体Sに照射できるようにな
っている。また、容器1内の所定の位置に膜厚モニタ3
1、イオン電流測定器41及びレーザエネルギ測定器5
1が配置され、それぞれ、基体Sに対する蒸着量、イオ
ン照射量、フォトン照射量を測定できるようになってい
る。なお、真空容器1には排気装置12が付設されてお
り、容器1内を所定の真空度にすることができる。
【0014】この装置を用いて、本発明のの膜結晶性
の制御方法を実施するにあたっては、被成膜基体Sを容
器1内に搬入し、ホルダ2に支持させた後、排気装置1
2の運転にて容器1内を所定の真空度とする。次いで、
蒸発源3から蒸発物質3aを蒸発させて基体S上に成膜
する。そして、これと同時、交互又は該蒸着後に該蒸着
面にレーザ照射装置5から光透過窓11を通してレーザ
光を照射することにより形成される膜の結晶性を制御す
る。基体Sに対する蒸発物質3aの蒸着量とフォトン照
射量との比は、膜厚モニタ31で物質3aの蒸着量をモ
ニタし、レーザエネルギ測定器51でフォトン照射量を
モニタすることで調整する。なお、イオン源4はここで
は用いない。
【0015】また、この装置を用いて、本発明のの膜
結晶性の制御方法を実施するにあたっては、前記の方
法と同様にして基体S上への蒸発物質3aの蒸着を行
い、これと同時、交互又は該蒸着後に、該蒸着面に、そ
れぞれ独立してレーザ照射装置5からのレーザ光照射及
びイオン源4からのイオン照射を行うことにより、形成
される膜の結晶性を制御する。基体Sに対する蒸発物質
3aの蒸着量、フォトン照射量及びイオン照射量のそれ
ぞれの割合は、膜厚モニタ31で物質3aの蒸着量をモ
ニタし、レーザエネルギ測定器51でフォトン照射量を
モニタし、イオン電流測定器41でイオン照射量をモニ
タすることで調整する。
【0016】なお、前記及びの方法において、基体
Sへの膜形成を蒸発物質3aの蒸着により行っている
が、本発明の膜結晶性の制御方法における膜形成はこれ
に限らず、どのような方法で行ってもよい。次に本発明
のの方法によりニッケル(Ni)膜の結晶性を制御し
た実験例及びその結果得られたNi膜について説明す
る。 実験例1 シリコンからなる基体Sを容器1内に搬入し、ホルダ2
に支持させた後、容器1内を5×10-7Torrの真空
度とした。次いで、電子ビーム蒸発源3を用いて純度3
N(99.9%)のNiを蒸気化し、基体S上に成膜し
た。それと同時に、エキシマレーザ照射装置5からKr
Fレーザを光透過窓11を通して該蒸着面に照射した。
このとき、蒸着Ni原子1個当たり照射フォトン量が5
00個となるように調整し、膜厚5000ÅのNi膜を
形成した。 比較例1 実験例1においてエキシマレーザ照射装置5からのKr
Fレーザ照射を行わず、その他の条件は実験例1と同様
にして膜厚5000ÅのNi膜を形成した。
【0017】次に、実験例1及び比較例1により得られ
たNi膜について、X線回折法により結晶性を評価し
た。X線回折パターンを図2に示す。図2において、上
段が比較例1による回折パターンを示し、下段が実験例
1による回折パターンを示している。2θ=44.5°
のNi(111)面からの回折強度は、比較例1による
Ni膜より実験例1によるNi膜の方が大きく、結晶性
が制御されていることが分かる。
【0018】次に、本発明のの方法によりNi膜の結
晶性を制御した実験例及びその結果得られたNi膜につ
いて説明する。 実験例2 シリコンからなる基体Sを容器1内に搬入し、ホルダ2
に支持させた後、容器1内を5×10-7Torrの真空
度とした。次いで、電子ビーム蒸発源3を用いて純度3
N(99.9%)のNiを蒸気化し、基体S上に成膜し
た。それと同時に、バケット型イオン源4に純度5N
(99.999%)のArガスを容器1内が5×10-5
Torrになるまで導入し、イオン化させ、前記蒸着面
に加速エネルギ2keVで照射した。また、このとき基
体S上に到達するNi原子数とArイオン数の比(Ni
/Ar輸送比)が15となるように調整した。さらに、
Niの蒸着及びArイオンの照射と同時に、エキシマレ
ーザ照射装置5からKrFレーザを光透過窓11を通し
て前記蒸着面に照射した。このとき、蒸着Ni原子1個
当たり照射フォトン量が500個となるように調整し、
膜厚5000ÅのNi膜を形成した。 比較例2 実験例2においてエキシマレーザ照射装置5からのKr
Fレーザ照射を行わず、その他の条件は実験例2と同様
にして、膜厚5000ÅのNi膜を形成した。
【0019】実験例2及び比較例2により得られたNi
膜についてX線回折法により結晶性を評価した。X線回
折パターンを図3(A)、図3(B)に示す。図3
(B)は図3(A)において縦軸を拡大したものであ
る。また、図3(A)及び(B)において、上段が比較
例2による回折パターンを示し、下段が実験例2による
回折パターンを示している。2θ=44.5°のNi
(111)面からの回折強度は、比較例2によるNi膜
より実験例2によるNi膜の方が大きい。また、比較例
2によるNi膜では2θ=51.9°のNi(200)
面及び2θ=76.4°のNi(220)面からの回折
が確認されるのに対し、実験例2によるNi膜では確認
されていない。これらのことから、実験例2によるNi
膜では(111)面の配向性や結晶化度すなわち結晶性
が制御されていることが分かる。
【0020】
【発明の効果】本発明方法によると、基体上に膜を形成
するにあたり、該膜の結晶性を制御する方法を提供する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の膜結晶性の制御方法の実施に用いる成
膜装置の概略構成を示す図である。
【図2】本発明の1実施例により得られたNi膜のX線
回折パターンを示す図である。
【図3】本発明の他の実施例により得られたNi膜のX
線回折パターンを示す図である。
【符号の説明】
1 真空容器 11 光透過窓 12 排気装置 2 基体ホルダ 3 蒸発源 3a 蒸発物質 31 膜厚モニタ 4 イオン源 41 イオン電流測定器 5 レーザ照射装置 5a 反射鏡 51 レーザエネルギ測定器 S 被成膜基体
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 緒方 潔 京都市右京区梅津高畝町47番地 日新電機 株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基体上に膜を形成するにあたり、該膜形
    成にフォトン照射を併用することで該膜の結晶性を制御
    することを特徴とする膜結晶性の制御方法。
  2. 【請求項2】 基体上に膜を形成するにあたり、該膜形
    成にフォトン照射及びイオン照射を併用することで該膜
    の結晶性を制御することを特徴とする膜結晶性の制御方
    法。
JP16050595A 1995-06-27 1995-06-27 膜結晶性の制御方法 Pending JPH0913166A (ja)

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JP16050595A JPH0913166A (ja) 1995-06-27 1995-06-27 膜結晶性の制御方法

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006025485A1 (ja) * 2004-09-02 2006-03-09 Sekisui Chemical Co., Ltd. 導電性微粒子及び異方性導電材料

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2006025485A1 (ja) * 2004-09-02 2006-03-09 Sekisui Chemical Co., Ltd. 導電性微粒子及び異方性導電材料
US7491445B2 (en) 2004-09-02 2009-02-17 Sekisui Chemical Co., Ltd. Electroconductive fine particle and anisotropically electroconductive material comprising non-crystal and crystal nickel plating layers and method of making thereof

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