JPH09176827A - 膜形成方法 - Google Patents
膜形成方法Info
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- JPH09176827A JPH09176827A JP34077595A JP34077595A JPH09176827A JP H09176827 A JPH09176827 A JP H09176827A JP 34077595 A JP34077595 A JP 34077595A JP 34077595 A JP34077595 A JP 34077595A JP H09176827 A JPH09176827 A JP H09176827A
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Landscapes
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 被成膜基体上に膜形成する方法であって、該
基体の加熱を要さず容易に該膜の結晶の優先配向及びそ
の配向強度を制御できる膜形成方法を提供する。 【解決手段】 基体上に物質蒸着とイオン照射とを併用
して膜を形成する方法であって、イオン照射時のイオン
種を選択することにより、及びイオン照射エネルギを調
整することにより、膜の結晶の優先配向及びその配向強
度を制御しつつ膜形成する膜形成方法。
基体の加熱を要さず容易に該膜の結晶の優先配向及びそ
の配向強度を制御できる膜形成方法を提供する。 【解決手段】 基体上に物質蒸着とイオン照射とを併用
して膜を形成する方法であって、イオン照射時のイオン
種を選択することにより、及びイオン照射エネルギを調
整することにより、膜の結晶の優先配向及びその配向強
度を制御しつつ膜形成する膜形成方法。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、低圧気相中で、被
成膜基体上に膜形成する方法に関する。
成膜基体上に膜形成する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】膜の優先配向やその配向強度等の結晶性
は、該膜の機械的強度、屈折率、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。
は、該膜の機械的強度、屈折率、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。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、膜結晶
性を任意に制御することは困難であり、また、膜結晶性
制御にあたり成膜中の被成膜基体の加熱を要することが
あるが、成膜中に被成膜基体を加熱するときには、熱に
より膜の諸特性が変化したり、基体材質が制限されたり
する。
性を任意に制御することは困難であり、また、膜結晶性
制御にあたり成膜中の被成膜基体の加熱を要することが
あるが、成膜中に被成膜基体を加熱するときには、熱に
より膜の諸特性が変化したり、基体材質が制限されたり
する。
【０００４】そこで本発明は、被成膜基体上に膜を形成
する方法であって、該基体の加熱を要さず容易に該膜の
結晶の優先配向及びその配向強度を制御できる膜形成方
法を提供することを課題とする。
する方法であって、該基体の加熱を要さず容易に該膜の
結晶の優先配向及びその配向強度を制御できる膜形成方
法を提供することを課題とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決する本発
明の膜形成方法は、被成膜基体上に物質蒸着とイオン照
射とを併用して膜を形成する方法〔イオン蒸着薄膜形成
（ＩＶＤ）法〕であって、イオン照射時のイオン種を選
択することにより、及びイオン照射エネルギを調整する
ことにより、該膜の結晶の優先配向及びその配向強度を
制御しつつ膜形成することを特徴とする。
明の膜形成方法は、被成膜基体上に物質蒸着とイオン照
射とを併用して膜を形成する方法〔イオン蒸着薄膜形成
（ＩＶＤ）法〕であって、イオン照射時のイオン種を選
択することにより、及びイオン照射エネルギを調整する
ことにより、該膜の結晶の優先配向及びその配向強度を
制御しつつ膜形成することを特徴とする。
【０００６】本発明方法における蒸着とイオン照射との
併用には、該両者を同時若しくは交互に行うこと、又は
蒸着の後にイオン照射を行うことが含まれる。また、前
記「膜の結晶の優先配向及びその配向強度の制御」に
は、結晶が認められないアモルファス状態の膜とするこ
とも含まれる。本発明者らの研究によると、膜の結晶性
は、成膜条件を変化させることで制御できるが、ＩＶＤ
法において変化させることができる成膜条件は、蒸着速
度、イオン照射エネルギ、照射イオン種及び被成膜基体
に到達する蒸着原子（ｖ）数とイオン（ｉ）数との比
（ｖ／ｉ輸送比）等である。この中で、特にイオン照射
エネルギ及びイオン種が、形成される膜の結晶の優先配
向及びその配向強度に強い影響を与える。
併用には、該両者を同時若しくは交互に行うこと、又は
蒸着の後にイオン照射を行うことが含まれる。また、前
記「膜の結晶の優先配向及びその配向強度の制御」に
は、結晶が認められないアモルファス状態の膜とするこ
とも含まれる。本発明者らの研究によると、膜の結晶性
は、成膜条件を変化させることで制御できるが、ＩＶＤ
法において変化させることができる成膜条件は、蒸着速
度、イオン照射エネルギ、照射イオン種及び被成膜基体
に到達する蒸着原子（ｖ）数とイオン（ｉ）数との比
（ｖ／ｉ輸送比）等である。この中で、特にイオン照射
エネルギ及びイオン種が、形成される膜の結晶の優先配
向及びその配向強度に強い影響を与える。
【０００７】従って本発明によると、ＩＶＤにおいて、
イオン照射におけるイオン種及びイオン照射エネルギを
適宜変えることにより、形成される膜の結晶の優先配向
及びその配向強度を制御でき、結晶性制御のための複数
のプロセスを要さない。また、ＩＶＤにおいてはイオン
照射エネルギ等を調整することにより膜特性を制御でき
るため、基体を加熱してこれを制御する必要がなく、基
体を冷却して低温プロセスで成膜できる。そして、これ
により、被成膜基体の材質選択の幅が広がり、例えば高
分子基体上にも配向膜を形成することができる。
イオン照射におけるイオン種及びイオン照射エネルギを
適宜変えることにより、形成される膜の結晶の優先配向
及びその配向強度を制御でき、結晶性制御のための複数
のプロセスを要さない。また、ＩＶＤにおいてはイオン
照射エネルギ等を調整することにより膜特性を制御でき
るため、基体を加熱してこれを制御する必要がなく、基
体を冷却して低温プロセスで成膜できる。そして、これ
により、被成膜基体の材質選択の幅が広がり、例えば高
分子基体上にも配向膜を形成することができる。
【０００８】本発明方法におけるイオン照射エネルギの
範囲は、イオン照射による成膜上の効果を十分に得るこ
とができるとともに基体に熱的損傷を与えない範囲内で
あればよい。
範囲は、イオン照射による成膜上の効果を十分に得るこ
とができるとともに基体に熱的損傷を与えない範囲内で
あればよい。
【０００９】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。図１は本発明方法の実施に用いる
ことができるＩＶＤ装置の概略構成を示す図である。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、ホルダ
２付近には膜厚モニタ５及びイオン電流測定器６が配置
され、それぞれ、基体Ｓに対する蒸着量、及びイオン照
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１１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。また、基体ホルダ２は図示
しない冷却手段にて水冷される。
を参照して説明する。図１は本発明方法の実施に用いる
ことができるＩＶＤ装置の概略構成を示す図である。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、ホルダ
２付近には膜厚モニタ５及びイオン電流測定器６が配置
され、それぞれ、基体Ｓに対する蒸着量、及びイオン照
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１１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。また、基体ホルダ２は図示
しない冷却手段にて水冷される。
【００１０】この装置を用いて、本発明方法を実施する
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１１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上に蒸着させ、これと同時、交
互又は該蒸着後に該蒸着面にイオン源４からイオンを照
射する。このとき、イオン種を適宜選択し、イオン照射
エネルギを調整することにより形成される膜の結晶の優
先配向及びその配向強度を制御する。
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１１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上に蒸着させ、これと同時、交
互又は該蒸着後に該蒸着面にイオン源４からイオンを照
射する。このとき、イオン種を適宜選択し、イオン照射
エネルギを調整することにより形成される膜の結晶の優
先配向及びその配向強度を制御する。
【００１１】次に、本発明方法実施の具体例を説明す
る。被成膜基体Ｓとしてシリコン（Ｓｉ）ウェハ（１０
０）を用い、該基体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以下の真
空度とした。次いで、電子ビーム蒸発源３を用いてニッ
ケル（Ｎｉ）を蒸発させ基体Ｓ上に成膜し、同時に、イ
オン源４に容器１内が５×１０-5Ｔｏｒｒの真空度にな
るまで不活性ガスイオンを導入し、イオン化させ、該イ
オンを基体Ｓ上に照射して、膜厚１μｍのＮｉ膜を形成
した。
る。被成膜基体Ｓとしてシリコン（Ｓｉ）ウェハ（１０
０）を用い、該基体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以下の真
空度とした。次いで、電子ビーム蒸発源３を用いてニッ
ケル（Ｎｉ）を蒸発させ基体Ｓ上に成膜し、同時に、イ
オン源４に容器１内が５×１０-5Ｔｏｒｒの真空度にな
るまで不活性ガスイオンを導入し、イオン化させ、該イ
オンを基体Ｓ上に照射して、膜厚１μｍのＮｉ膜を形成
した。
【００１２】なお、Ｎｉの蒸着速度は４．５Å／ｓｅｃ
とし、イオン電流密度は４２μＡ／ｃｍ2 とした。この
とき、用いる不活性ガスイオンの種類をネオン（Ｎｅ）
イオン、アルゴン（Ａｒ）イオン、クリプトン（Ｋｒ）
イオン又はキセノン（Ｘｅ）イオンに変えて、それぞれ
Ｎｉ膜形成を行い、各場合につきイオン照射エネルギを
０．５〜１０ｋｅＶに変化させた。さらに得られたＮｉ
膜について、それぞれＸ線回折分析を行い、膜の優先配
向及びその配向強度を調べた。
とし、イオン電流密度は４２μＡ／ｃｍ2 とした。この
とき、用いる不活性ガスイオンの種類をネオン（Ｎｅ）
イオン、アルゴン（Ａｒ）イオン、クリプトン（Ｋｒ）
イオン又はキセノン（Ｘｅ）イオンに変えて、それぞれ
Ｎｉ膜形成を行い、各場合につきイオン照射エネルギを
０．５〜１０ｋｅＶに変化させた。さらに得られたＮｉ
膜について、それぞれＸ線回折分析を行い、膜の優先配
向及びその配向強度を調べた。
【００１３】前記実施例により得られたＮｉ膜における
イオン照射エネルギとＮｉ膜の優先配向面との関係を図
２に示す。これによると、照射イオンとしてＮｅイオン
を用いた場合、イオン照射エネルギが０．５ｋｅＶ程度
と小さいときＮｉ（１１１）面が優先配向し、該エネル
ギを大きくするに従いＮｉ（１１０）面が優先配向し、
１０ｋｅＶ程度まで大きくなるとＮｉ（１００）面が優
先配向した。また、照射イオンとしてＡｒイオン及びＫ
ｒイオンを用いた場合、イオン照射エネルギが低いとき
はＮｉ（１１１）面が優先配向し、該エネルギが大きく
なるに従いＮｉ（１００）面が優先配向した。Ｋｒイオ
ンを用いた場合は、Ｎｉ（１００）面が優先配向するよ
りさらにイオン照射エネルギを大きくすると、結晶が認
められないアモルファス状態のＮｉ膜が得られた。ま
た、照射イオンとしてＸｅイオンを用いた場合、イオン
照射エネルギが０．５ｋｅＶ〜２ｋｅＶ程度の範囲内
で、Ｎｉ（１１１）面が優先配向した。
イオン照射エネルギとＮｉ膜の優先配向面との関係を図
２に示す。これによると、照射イオンとしてＮｅイオン
を用いた場合、イオン照射エネルギが０．５ｋｅＶ程度
と小さいときＮｉ（１１１）面が優先配向し、該エネル
ギを大きくするに従いＮｉ（１１０）面が優先配向し、
１０ｋｅＶ程度まで大きくなるとＮｉ（１００）面が優
先配向した。また、照射イオンとしてＡｒイオン及びＫ
ｒイオンを用いた場合、イオン照射エネルギが低いとき
はＮｉ（１１１）面が優先配向し、該エネルギが大きく
なるに従いＮｉ（１００）面が優先配向した。Ｋｒイオ
ンを用いた場合は、Ｎｉ（１００）面が優先配向するよ
りさらにイオン照射エネルギを大きくすると、結晶が認
められないアモルファス状態のＮｉ膜が得られた。ま
た、照射イオンとしてＸｅイオンを用いた場合、イオン
照射エネルギが０．５ｋｅＶ〜２ｋｅＶ程度の範囲内
で、Ｎｉ（１１１）面が優先配向した。
【００１４】また、前記実施例により得られたＮｉ膜に
おける、Ａｒイオンのイオン照射エネルギとＮｉ（１１
１）面、Ｎｉ（２００）面及びＮｉ（２２０）面におけ
る配向強度との関係を、図３に示す。Ｎｉ（１１１）面
の配向強度は、イオン照射エネルギを小さくするほど強
くなり、イオン照射エネルギが略０．５ｋｅＶのとき最
も強くなった。また、Ｎｉ（２００）面の配向強度は、
イオン照射エネルギが略５ｋｅＶのとき最も強くなり、
Ｎｉ（２２０）面の配向強度は、イオン照射エネルギが
略２ｋｅＶのとき最も強くなった。
おける、Ａｒイオンのイオン照射エネルギとＮｉ（１１
１）面、Ｎｉ（２００）面及びＮｉ（２２０）面におけ
る配向強度との関係を、図３に示す。Ｎｉ（１１１）面
の配向強度は、イオン照射エネルギを小さくするほど強
くなり、イオン照射エネルギが略０．５ｋｅＶのとき最
も強くなった。また、Ｎｉ（２００）面の配向強度は、
イオン照射エネルギが略５ｋｅＶのとき最も強くなり、
Ｎｉ（２２０）面の配向強度は、イオン照射エネルギが
略２ｋｅＶのとき最も強くなった。
【００１５】また、前記実施例により得られたＮｉ膜に
おける、照射イオンの原子量とＮｉ（１１１）面におけ
る配向強度との関係を図４に示す。なお、照射イオンと
しては、Ｎｅイオン、Ａｒイオン、Ｋｒイオン及びＸｅ
イオンを用い、イオン照射エネルギは０．５ｋｅＶ〜２
ｋｅＶの範囲内で変化させた。これによると、イオン照
射エネルギを同じにしたとき、照射イオンの原子量が大
きいほど、この例ではＮｅイオン→Ａｒイオン→Ｋｒイ
オン→Ｘｅイオンの順にＮｉ（１１１）面の配向強度が
強く、すなわち結晶化度が大きくなったことが分かる。
おける、照射イオンの原子量とＮｉ（１１１）面におけ
る配向強度との関係を図４に示す。なお、照射イオンと
しては、Ｎｅイオン、Ａｒイオン、Ｋｒイオン及びＸｅ
イオンを用い、イオン照射エネルギは０．５ｋｅＶ〜２
ｋｅＶの範囲内で変化させた。これによると、イオン照
射エネルギを同じにしたとき、照射イオンの原子量が大
きいほど、この例ではＮｅイオン→Ａｒイオン→Ｋｒイ
オン→Ｘｅイオンの順にＮｉ（１１１）面の配向強度が
強く、すなわち結晶化度が大きくなったことが分かる。
【００１６】以上のことから、Ｎｉの蒸着と不活性ガス
イオンの照射を併用するＩＶＤ法によりＮｉ膜を形成す
る場合、照射イオン種及びイオン照射エネルギを変化さ
せることで形成される膜の結晶の優先配向及びその配向
強度を変化させることができ、容易に膜結晶性を制御で
きたことが分かる。またＮｉの結晶が認められないアモ
ルファス状態の膜も得ることができた。さらに、基体Ｓ
を冷却しながら低温で成膜を行うことができた。
イオンの照射を併用するＩＶＤ法によりＮｉ膜を形成す
る場合、照射イオン種及びイオン照射エネルギを変化さ
せることで形成される膜の結晶の優先配向及びその配向
強度を変化させることができ、容易に膜結晶性を制御で
きたことが分かる。またＮｉの結晶が認められないアモ
ルファス状態の膜も得ることができた。さらに、基体Ｓ
を冷却しながら低温で成膜を行うことができた。
【００１７】また、ＩＶＤ法を採用したことで、基体Ｓ
への密着性良好な膜を得ることができた。
への密着性良好な膜を得ることができた。
【００１８】
【発明の効果】本発明方法によると、被成膜基体上に膜
を形成する方法であって、該基体の加熱を要さず容易に
該膜の結晶の優先配向及びその配向強度を制御でき、さ
らに高密着性を有する膜を得ることができる膜形成方法
を提供することができる。
を形成する方法であって、該基体の加熱を要さず容易に
該膜の結晶の優先配向及びその配向強度を制御でき、さ
らに高密着性を有する膜を得ることができる膜形成方法
を提供することができる。
【図１】本発明方法の実施に用いることができる成膜装
置の概略構成を示す図である。
置の概略構成を示す図である。
【図２】イオン照射エネルギとＮｉ膜の優先配向面との
関係を示す図である。
関係を示す図である。
【図３】Ｎｉ膜における、Ａｒイオンのイオン照射エネ
ルギとＮｉ（１１１）面、Ｎｉ（２００）面及びＮｉ
（２２０）面のそれぞれにおける配向強度との関係を示
す図である。
ルギとＮｉ（１１１）面、Ｎｉ（２００）面及びＮｉ
（２２０）面のそれぞれにおける配向強度との関係を示
す図である。
【図４】Ｎｉ膜における、照射イオンの原子量とＮｉ
（１１１）面における配向強度との関係を示す図であ
る。
（１１１）面における配向強度との関係を示す図であ
る。
１ 真空容器 １１ 排気装置 ２ 基体ホルダ ３ 蒸発源 ３ａ 蒸発物質 ４ イオン源 ５ 膜厚モニタ ６ イオン電流測定器 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 (1)
- 【請求項１】 被成膜基体上に物質蒸着とイオン照射と
を併用して膜を形成する方法であって、イオン照射時の
イオン種を選択することにより、及びイオン照射エネル
ギを調整することにより、該膜の結晶の優先配向及びそ
の配向強度を制御しつつ膜形成することを特徴とする膜
形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34077595A JPH09176827A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 膜形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP34077595A JPH09176827A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 膜形成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH09176827A true JPH09176827A (ja) | 1997-07-08 |
Family
ID=18340190
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP34077595A Withdrawn JPH09176827A (ja) | 1995-12-27 | 1995-12-27 | 膜形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH09176827A (ja) |
Cited By (1)
| 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 |
-
1995
- 1995-12-27 JP JP34077595A patent/JPH09176827A/ja not_active Withdrawn
Cited By (2)
| 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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