(57)【要約】【課題】合金薄膜を有する電子部品等において、真空蒸着法により、合金膜組成が均一で、かつ膜厚精度の高い合金薄膜を形成し、信頼性の高い電子部品を提供する。【解決手段】少なくとも２種類の金属からなる合金膜を成膜する真空蒸着法であって、蒸着源は、１バッチで消費する量より大きな量を備える。蒸着源の組成は、合金膜の組成に比較して、蒸気圧の小さい金属ほどその含有量を大きくする。更に、蒸着処理後に蒸着源に補充する合金の組成は、合金膜の組成に比較して、蒸気圧の小さい金属ほどその含有量を小さくすることを特徴とする真空蒸着法である。また、補充する合金の量は、蒸着処理で消費した量と等量であることを特徴とする。【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２種類の金属からなる合金膜を成膜する真空蒸着法において、
蒸着源は、１バッチで消費する量より大きな量を備え、前記蒸着源の組成は、前記合金膜の組成に比較して、蒸気圧の小さい金属ほどその含有量を大きくし、蒸着処理後に前記蒸着源に補充する合金の組成は、前記合金膜の組成に比較して、蒸気圧の小さい金属ほどその含有量を小さくすることを特徴とする真空蒸着法。
【請求項２】
前記補充する合金の量は、前記蒸着処理で消費した量と等量であることを特徴とする、請求項１に記載の真空蒸着法。
【請求項３】
前記真空蒸着法は、電子ビーム加熱式真空蒸着法であることを特徴とする、請求項１または２に記載の真空蒸着法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、合金膜を形成する真空蒸着法に関し、特に蒸気圧が異なる合金膜を安定に形成する真空蒸着法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電子部品等に形成される金属膜の形成法として、成膜速度や処理能力の関係から真空蒸着法が広く用いられている。一方、金属膜の形成法としては、電子部品等における小型化および高精度化の要望が高まるなか、その形成する膜厚の精度の向上が求められる。更に、金属膜の形成法は、電子部品等の機能に対応した種々の金属材料を形成することが求められる。
真空蒸着法は、金属膜として形成する金属を、その金属の融点以上に加熱することにより、所望する基板に成膜する。しかし、成膜する金属が合金の時、その合金を構成する金属の蒸気圧が異なることにより、形成された金属膜と、蒸着源とした金属との組成に差異が生ずるとの課題を有していた。
そこで、このような課題を解決するために、次のような金属膜の真空蒸着法が提案されている。この方法によれば、所望する金属膜の組成に比較し、蒸気圧の高い成分の割合が少ない蒸着材料と、蒸気圧の高い成分の割合が多い蒸着材料とを選択的に加熱溶融させ、蒸発るつぼ内に供給する。これにより、形成される金属膜の膜組成を均一化することを特徴とする金属膜の真空蒸着法である（例えば特許文献１参照）。
【特許文献１】特公平６−１０３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記に説明した従来技術による金属膜の真空蒸着法には、以下の問題が存在する。
特許文献１においては、第１の電子線によりるつぼを加熱する。所望する膜組成の蒸気圧の高い成分の割合よりもその割合が少ない第１の蒸着材料と、第1の蒸着材料よりも蒸気圧の高い成分の割合が多い第２の蒸着材料とを第２の電子線により選択的に加熱溶融しながらるつぼ内に供給する。以上により、所望する金属膜を真空蒸着法によって形成する。そのため、所望する膜組成の金属膜を形成するためには、金属材料に応じた複数の電子線が必要となり、成膜装置としての専用化および装置価格が高騰するとの課題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記問題を解決すべく本発明の真空蒸着法は、少なくとも２種類の金属からなる合金膜を成膜する真空蒸着法であって、蒸着源は、１バッチで消費する量より大きな量を備える。蒸着源の組成は、合金膜の組成に比較して、蒸気圧の小さい金属ほどその含有量を大きくする。更に、蒸着処理後に蒸着源に補充する合金の組成は、合金膜の組成に比較して、蒸気圧の小さい金属ほどその含有量を小さくすることを特徴とする真空蒸着法である。
また、補充する合金の量は、蒸着処理で消費した量と等量であることを特徴とする。
また、真空蒸着法は、電子ビーム加熱式真空蒸着法であることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
以上のような真空蒸着法によれば、所望する合金膜を均一な組成に形成することおよび膜厚精度の高い合金膜を形成することが可能なる。
【０００６】
よって、合金膜を有する電子部品等において、真空蒸着法により、合金膜の組成が均一で、かつ膜厚の精度の高い合金膜を形成することが可能となり、その結果、製造コストを抑えた、信頼性の高い電子部品を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
【実施例１】
【０００８】
以下、本発明の実施例について詳細に説明する。
本発明の真空蒸着法により形成したＡｌ−１０ｗｔ％Ｃｕ合金膜の製造方法について説明する。
蒸着源には、１バッチで消費する量より大きな量を備えた。また、蒸着源の合金の組成は、形成する合金膜の組成に比較して、蒸気圧の小さい金属の含有量を大きくした。また、蒸着処理後に蒸着源に補充する合金の組成は、形成する合金膜の組成に比較して、蒸気圧の小さい金属の含有量を小さくした。
より具体的には、蒸着源の合金は、Ａｌ−３４ｗｔ％Ｃｕを用いた。その際、蒸着源の重量を４０ｇとした。また、蒸着後に補充する合金として、Ａｌ−８ｗｔ％Ｃｕを用い、処理毎に蒸着源の重量が等量となるように補充した。今回用いた真空蒸着装置では、形成する合金膜の膜厚が１００ｎｍ〜１０００ｎｍの時の補充量は、１〜２ｇであった。
図１に得られた結果について示す。
図１に示すように、蒸着処理バッチに対し、成膜された合金膜のＣｕ濃度組成が１０±１ｗｔ％内で推移していることが確認できる。また、蒸着処理バッチ数の増加による合金膜の組成の変動は認められず、安定した膜組成の合金膜の形成が確認できる。また、Ａｌ−１０ｗｔ％Ｃｕ合金膜に対する蒸着源の合金の組成については、図２に示すように、事前に形成する合金膜と蒸発源の合金との最適な組成の関係を評価しておくことにより決定される。
図２に示す結果より、所望する合金膜の組成に対し、最適な蒸着源の合金の組成が決定される。
また、補充する合金は、蒸着で消費した量と等量とすることにより、形成される合金膜の膜厚のばらつきを低減することができる。図３に、蒸着処理バッチ数と狙い膜厚に対する実測値との関係を示す。蒸着処理バッチ数が３９バッチまでについては、蒸着で消費した量に対する補充する量の重量管理がされていない従来技術の結果を示す。また、蒸着処理バッチ数が４０バッチ以降については、蒸着で消費した量と等量を補充する重量管理を導入した結果を示す。図３に示す結果より、狙い膜厚に対する合金膜の膜厚のばらつきを低減させる効果が明確に確認できる。補充する重量管理の導入前後において、膜厚のばらつきであるσが０．８９から０．５０へと低下した。
重量管理することにより、成膜時の蒸着源の高さが安定した範囲内で成膜されることから、膜厚のばらつきの低減が可能となる。この蒸着源の高さの変化は、蒸着密度分布の変化となり、膜厚のばらつきの要因となる。
【実施例２】
【０００９】
本発明の真空蒸着法により形成したＮｉ−３０ｗｔ％Ｃｒ合金膜の製造方法について説明する。
蒸着源には、１バッチで消費する量より大きな量を備えた。また、蒸着源の合金の組成は、形成する合金膜の組成に比較して、蒸気圧の小さい金属の含有量を大きくした。また、蒸着処理後に蒸着源に補充する合金の組成は、形成する合金膜の組成に比較して、蒸気圧の小さい金属の含有量を小さくした。
より具体的には、蒸着源の合金は、Ｎｉ−２０ｗｔ％Ｃｒを用いた。その際、蒸着源の重量を８０ｇとした。また、蒸着後に補充する合金として、Ｎｉ−３５ｗｔ％Ｃｒを用い、処理毎に蒸着源の重量が等量となるように補充した。今回用いた真空蒸着装置では、形成する合金膜の膜厚が２００ｎｍ〜５００ｎｍの時の補充量は、２〜４ｇであった。
図４に得られた結果について示す。
図４に示すように、蒸着処理バッチに対し、成膜された合金膜のＣｒ濃度組成が３０±２ｗｔ％内で推移していることが確認できる。また、蒸着処理バッチ数の増加による合金膜の組成の変動は認められず、安定した膜組成の合金膜の形成が確認できる。また、Ｎｉ−２０ｗｔ％Ｃｒ合金膜に対する蒸着源の合金の組成については、図５に示すように、事前に形成する合金膜と蒸発源の合金との最適な組成の関係を評価しておくことにより決定される。図５に示す結果より、所望する合金膜の組成に対し、最適な蒸着源の合金の組成が決定される。
また、補充する合金は、蒸着で消費した量と等量とすることにより、形成される合金膜の膜厚のばらつきを低減することができる。その効果については、実施例１で示した内容と同様であることから記載を省略する。
また、上記した真空蒸着装置における熱源は、電子ビーム加熱式を用いることが好ましい。電子ビーム蒸着源を用いることで安定した蒸着が可能となる。
ここでは、２種類の金属で構成される合金膜についての説明をしたが、本発明においては、３種類以上の金属から構成される合金膜の形成においても同様に所望の合金膜を形成することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の真空蒸着法における一実施例の処理バッチによる膜組成の関係を示す図である。（実施例１）
【図２】本発明の真空蒸着法における一実施例の蒸着源組成と膜組成の関係を示す図である。（実施例１）
【図３】本発明の真空蒸着法における一実施例の処理バッチと膜厚ばらつきの関係を示す図である。（実施例１）
【図４】本発明の真空蒸着法における別の実施例の処理バッチによる膜組成の関係を示す図である。（実施例２）
【図５】本発明の真空蒸着法における別の実施例の蒸着源組成と膜組成の関係を示す図である。（実施例２）
【図１】
2005089822.tif 000002
【図２】
2005089822.tif 000003
【図３】
2005089822.tif 000004
【図４】
2005089822.tif 000005
【図５】
2005089822.tif 000006