JPH01212751A - 窒化アルミニウム透明膜の製造方法 - Google Patents
窒化アルミニウム透明膜の製造方法Info
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- JPH01212751A JPH01212751A JP3716088A JP3716088A JPH01212751A JP H01212751 A JPH01212751 A JP H01212751A JP 3716088 A JP3716088 A JP 3716088A JP 3716088 A JP3716088 A JP 3716088A JP H01212751 A JPH01212751 A JP H01212751A
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- thin
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- aluminum nitride
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明は、窒化アルミニウム透明膜の製造方法に係り、
特に、蒸着とイオン照射を併用して例えばＸ線リソグラ
フィー用マスク材に好適な窒化アルミニウム透明膜の製
造方法に関する。
特に、蒸着とイオン照射を併用して例えばＸ線リソグラ
フィー用マスク材に好適な窒化アルミニウム透明膜の製
造方法に関する。
従来の窒化アルミニウム透明膜は、特開昭５８−２０２
２号公報及びｌ０ＮＩＣ５，１９８３年４月号、Ｐ４７
〜５２等に記載のように、約４０ｋｅＶに加速した窒素
イオンの照射と同時に、０．２人／／Ｓ〜０．８Å／ｓ
の蒸着速度でアルミニウムを蒸着する方法によっていた
。しかし、上記の薄膜形成方法によると薄膜の形成速度
は、最大でも０゜８Å／ｓで、必要膜厚を１μｍとする
と成膜には３．５時間も要し、生産性の点で余りにも成
膜速度が小さいという問題があった。また、透明膜とい
ってもその透明度を一定水準以上にバラツキなく製造す
る方法については考慮されていなかった。
２号公報及びｌ０ＮＩＣ５，１９８３年４月号、Ｐ４７
〜５２等に記載のように、約４０ｋｅＶに加速した窒素
イオンの照射と同時に、０．２人／／Ｓ〜０．８Å／ｓ
の蒸着速度でアルミニウムを蒸着する方法によっていた
。しかし、上記の薄膜形成方法によると薄膜の形成速度
は、最大でも０゜８Å／ｓで、必要膜厚を１μｍとする
と成膜には３．５時間も要し、生産性の点で余りにも成
膜速度が小さいという問題があった。また、透明膜とい
ってもその透明度を一定水準以上にバラツキなく製造す
る方法については考慮されていなかった。
上記従来技術は、膜の透明度について定斌的検討がなさ
れていないために、すなわち照射するイオン電流や金属
の蒸着速度と透明性との関係が不明であったため、どの
程度の透明度の膜なのか不明であった。また、窒化アル
ミニウム透明膜の成膜速度が低い、などの点から実用上
問題であった。
れていないために、すなわち照射するイオン電流や金属
の蒸着速度と透明性との関係が不明であったため、どの
程度の透明度の膜なのか不明であった。また、窒化アル
ミニウム透明膜の成膜速度が低い、などの点から実用上
問題であった。
本発明の目的は、上記のような課題を解決するためにな
されたもので、高速度で形成する一定レベル以上の無色
透明の窒化アルミニウム透明膜の製造方法を提供するこ
とにある。
されたもので、高速度で形成する一定レベル以上の無色
透明の窒化アルミニウム透明膜の製造方法を提供するこ
とにある。
上記目的を達成するため本発明は、基板上に真空蒸着法
によりアルミニウムを蒸着して薄膜を形成しながら、そ
の形成しつつある薄膜にイオン注入法により同時にまた
は間欠的に窒素イオンを前記アルミニウムの量に対して
略１：１の割合で照射し、かつその基板の温度を１００
℃以下に保持するものである。ここで、略１：１の範囲
としてはＡＱ／Ｎ＝０．６〜１．３の範囲とするのが望
ましい。
によりアルミニウムを蒸着して薄膜を形成しながら、そ
の形成しつつある薄膜にイオン注入法により同時にまた
は間欠的に窒素イオンを前記アルミニウムの量に対して
略１：１の割合で照射し、かつその基板の温度を１００
℃以下に保持するものである。ここで、略１：１の範囲
としてはＡＱ／Ｎ＝０．６〜１．３の範囲とするのが望
ましい。
アルミニウムの基板への蒸着速度を４〜２０Å／ｓとす
ると成膜速度が高まるが、それによって窒素イオンの照
射量も増加することに起因して、基板の温度が上昇し、
成膜の透明性の点で問題となるが、冷却手段によって基
板温度を１００℃以下に保持することにより、成膜速度
を上げつつ、膜の透明性の低下を防止できる。
ると成膜速度が高まるが、それによって窒素イオンの照
射量も増加することに起因して、基板の温度が上昇し、
成膜の透明性の点で問題となるが、冷却手段によって基
板温度を１００℃以下に保持することにより、成膜速度
を上げつつ、膜の透明性の低下を防止できる。
基板の素材としては、ガラス板、ポリイミドフィルム、
シリコン板、アルミニウム板又はステンレス板を用いる
ことができる。
シリコン板、アルミニウム板又はステンレス板を用いる
ことができる。
アルミニウムの蒸着による薄膜形成と、その薄膜への窒
素イオンの注入によりＡＱＮが生成するが、ＡＭとＮの
割合を略１：１とすることにより、例えばＡＱ単独で膜
中に残る割合が少なくなるため、形成された膜の透明性
が一定レベル以上にできる。
素イオンの注入によりＡＱＮが生成するが、ＡＭとＮの
割合を略１：１とすることにより、例えばＡＱ単独で膜
中に残る割合が少なくなるため、形成された膜の透明性
が一定レベル以上にできる。
このとき、アルミニウムの蒸着と窒素イオンの照射によ
って基板の温度が上昇するが、冷却手段によって１００
℃以下に保持されることにより膜の透明性が維持される
。
って基板の温度が上昇するが、冷却手段によって１００
℃以下に保持されることにより膜の透明性が維持される
。
アルミニウムの基板への蒸着速度を４〜２０Å／ｓとす
ると蒸着速度が大幅に速まる。
ると蒸着速度が大幅に速まる。
先ず、概略的に説明する。本発明は、蒸発源よりアルミ
ニウム金属を蒸発して基板に蒸着させ、それと同時にま
たは間欠的に窒素イオンを照射させる。基板としてはガ
ラス板、ポリイミドフィルム、シリコン板、アルミニウ
ム板やステンレス板等が用いられる。
ニウム金属を蒸発して基板に蒸着させ、それと同時にま
たは間欠的に窒素イオンを照射させる。基板としてはガ
ラス板、ポリイミドフィルム、シリコン板、アルミニウ
ム板やステンレス板等が用いられる。
ここで注意すべき点は、透明性のある窒化アルミニウム
薄膜を形成するためには、アルミニウムと窒素とを略１
： １ （ＡＱ／Ｎ＝０．６〜１．３）の化学量論
割合に保ちつつ、かつ基板の温度を１００℃以下に保持
しなければならないことである。
薄膜を形成するためには、アルミニウムと窒素とを略１
： １ （ＡＱ／Ｎ＝０．６〜１．３）の化学量論
割合に保ちつつ、かつ基板の温度を１００℃以下に保持
しなければならないことである。
数Å／ｓ以下の成膜速度で成膜する場合には温度上昇は
問題とならない。ところが、成膜速度を大きくするため
にはアルミニウムの蒸着速度に見合う窒素イオンの照射
が必要であり、そうするとそのイオン照射による発熱が
ある。そこで、その発熱に対する冷却を考慮しなければ
ならない。言いかえれば、生産性の点から数Å／ｓ〜数
１数人０人の蒸着速度でアルミニウムを蒸着して窒化ア
ルミニウム透明膜を基板に形成する際、それに見合う窒
素イオンの照射による発熱が加わった状態でも基板の温
度が１００℃以下に保持できるように基板を冷却すべき
である。なお、１００℃よりも基板の温度を上げると、
窒化アルミニウム膜中の窒素原子が脱離して光透過性を
損なうので好ましくない。即ち、成膜速度の上限は、ア
ルミニウムと窒素との化学量論割合を略１：１に保ち、
かつ冷却手段で基板を冷却して窒素イオン照射したとき
に１００℃以下に保持できる窒素イオンの密度に見合う
アルミニウムの蒸着温度として２０Å／ｓとなり、下限
は前記したように生産性の点から４Å／ｓ以上であるこ
とが望ましい。そこで成膜速度は最大で１．４μｍ／ｈ
〜７．２μｍ／ｈ程度となる。
問題とならない。ところが、成膜速度を大きくするため
にはアルミニウムの蒸着速度に見合う窒素イオンの照射
が必要であり、そうするとそのイオン照射による発熱が
ある。そこで、その発熱に対する冷却を考慮しなければ
ならない。言いかえれば、生産性の点から数Å／ｓ〜数
１数人０人の蒸着速度でアルミニウムを蒸着して窒化ア
ルミニウム透明膜を基板に形成する際、それに見合う窒
素イオンの照射による発熱が加わった状態でも基板の温
度が１００℃以下に保持できるように基板を冷却すべき
である。なお、１００℃よりも基板の温度を上げると、
窒化アルミニウム膜中の窒素原子が脱離して光透過性を
損なうので好ましくない。即ち、成膜速度の上限は、ア
ルミニウムと窒素との化学量論割合を略１：１に保ち、
かつ冷却手段で基板を冷却して窒素イオン照射したとき
に１００℃以下に保持できる窒素イオンの密度に見合う
アルミニウムの蒸着温度として２０Å／ｓとなり、下限
は前記したように生産性の点から４Å／ｓ以上であるこ
とが望ましい。そこで成膜速度は最大で１．４μｍ／ｈ
〜７．２μｍ／ｈ程度となる。
ここで真空蒸着法による蒸着とは、電子ビーム蒸着やイ
オンビームスパッタやマグネトロンスパツタや抵抗加熱
蒸着などのいずれかまたは類似の方法によっても達成で
きることは明らかである。
オンビームスパッタやマグネトロンスパツタや抵抗加熱
蒸着などのいずれかまたは類似の方法によっても達成で
きることは明らかである。
以下、本発明の一実施例を図面により詳細に説明する。
第１図は本発明の窒化アルミニウム透明膜の製造方法の
一実施例に用いた装置の概略を示す。第２図は本発明の
一実施例の窒化アルミニウム透明膜の光透過特性を示す
６第３図は本発明の一実施例の窒化アルミニウム透明膜
のＸ線回折結果例を示す。
一実施例に用いた装置の概略を示す。第２図は本発明の
一実施例の窒化アルミニウム透明膜の光透過特性を示す
６第３図は本発明の一実施例の窒化アルミニウム透明膜
のＸ線回折結果例を示す。
第１図に示すように、排気された真空チャンバー１内の
水冷回転式のホルダー２にとりつけた基板３に対して、
まずイオン源４より発生する例えば５ｋＶで加速した５
０ｍＡの窒素イオンビーム５を照射してスパッタ、クリ
ーニングする。ついで蒸発源６より蒸発する例えば蒸着
速度数Å／ｓ〜数１０Å／ｓのアルミニウム蒸気７を蒸
着させながら、前記窒素イオンビーム５を照射して、基
板３に窒化アルミニウムの薄膜を形成させた。イオン源
４と真空チャンバー１は、あらかじめ２×１０”Ｔ ｏ
ｒ ｒまで真空度を高め、薄膜形成中も１Ｘ１０−’
Ｔｏｒｒの真空度に保った。
水冷回転式のホルダー２にとりつけた基板３に対して、
まずイオン源４より発生する例えば５ｋＶで加速した５
０ｍＡの窒素イオンビーム５を照射してスパッタ、クリ
ーニングする。ついで蒸発源６より蒸発する例えば蒸着
速度数Å／ｓ〜数１０Å／ｓのアルミニウム蒸気７を蒸
着させながら、前記窒素イオンビーム５を照射して、基
板３に窒化アルミニウムの薄膜を形成させた。イオン源
４と真空チャンバー１は、あらかじめ２×１０”Ｔ ｏ
ｒ ｒまで真空度を高め、薄膜形成中も１Ｘ１０−’
Ｔｏｒｒの真空度に保った。
ガラス基板に形成した窒化アルミニウム薄膜の光透過特
性を第２図に示す。第２図（ａ）はアルミニウムの蒸着
速度をかえて形成した窒化アルミニウム薄膜ごとに光の
透過率を示す。図中、薄膜を形成しないガラス基板の透
過率も比較のために併せて示した。第２図（ｂ）は前記
データのうち可視領域で光の透過率とアルミニウムの蒸
着速度との関係をプロットしたもので、数Å／ｓ〜数１
数人０人のとき透過性のある膜が形成されることを示し
ている。
性を第２図に示す。第２図（ａ）はアルミニウムの蒸着
速度をかえて形成した窒化アルミニウム薄膜ごとに光の
透過率を示す。図中、薄膜を形成しないガラス基板の透
過率も比較のために併せて示した。第２図（ｂ）は前記
データのうち可視領域で光の透過率とアルミニウムの蒸
着速度との関係をプロットしたもので、数Å／ｓ〜数１
数人０人のとき透過性のある膜が形成されることを示し
ている。
第３図のＸ線回折結果が示すように、アルミニウムの蒸
着速度が１２Å／ｓや１３Å／ｓの薄膜ではＡＱＮピー
グのみが検出されて薄膜の良好な透過性を有している。
着速度が１２Å／ｓや１３Å／ｓの薄膜ではＡＱＮピー
グのみが検出されて薄膜の良好な透過性を有している。
しかし、アルミニウムの蒸着速度が１４Å／ｓの薄膜で
はＡＱＮピークのみでなくＡＲピークも検出された。こ
れは第２図の半透明性を有していることと一致する。
はＡＱＮピークのみでなくＡＲピークも検出された。こ
れは第２図の半透明性を有していることと一致する。
つづいて、窒化アルミニウムの成膜速度を上げるため、
アルミニウムの蒸着速度を上げ、それに見合って窒素イ
オン照射の密度を上げて成膜した。
アルミニウムの蒸着速度を上げ、それに見合って窒素イ
オン照射の密度を上げて成膜した。
その結果、第２図（ｂ）の破線で示したように、前記特
性が右方向ヘシフトした。そして、基板３の温度が１０
０℃以下に保たれていれば透明性を示し、１１０℃以上
になると、膜内の窒素原子が脱離してしまい膜は半透明
から不透明になることが実験的に確かめられた。ここで
基板３の温度を１００℃以下に保つためには、アルミニ
ウム板やステンレス板などでは比較的容易であるが、ガ
ラス板やシリコン板やポリイミド・フィルムなどではイ
オン照射による発熱に対する冷却をとくに注意して熱伝
導性のあるペーストを介在させて水冷回転式のホルダー
２により冷却した。したがって。
性が右方向ヘシフトした。そして、基板３の温度が１０
０℃以下に保たれていれば透明性を示し、１１０℃以上
になると、膜内の窒素原子が脱離してしまい膜は半透明
から不透明になることが実験的に確かめられた。ここで
基板３の温度を１００℃以下に保つためには、アルミニ
ウム板やステンレス板などでは比較的容易であるが、ガ
ラス板やシリコン板やポリイミド・フィルムなどではイ
オン照射による発熱に対する冷却をとくに注意して熱伝
導性のあるペーストを介在させて水冷回転式のホルダー
２により冷却した。したがって。
前記ペーストが更に効率のよい冷却作用をもつものの利
用や冷却手段の改良によって前記成膜速度の上限は更に
上げ得るものである。
用や冷却手段の改良によって前記成膜速度の上限は更に
上げ得るものである。
以上のように、アルミニウムの蒸着と窒素イオンの照射
とを同時に併用して基板に窒化アルミニウムの薄膜を形
成する際の基板の温度をコントロールすることによって
薄膜の光透過率が変化することを見い出し、それを利用
して比較的成膜速度が大きく、透明性のすぐれた。製作
容易な膜形成方法が実現できた。
とを同時に併用して基板に窒化アルミニウムの薄膜を形
成する際の基板の温度をコントロールすることによって
薄膜の光透過率が変化することを見い出し、それを利用
して比較的成膜速度が大きく、透明性のすぐれた。製作
容易な膜形成方法が実現できた。
本発明の窒化アルミニウム透明膜の製造方法によれば、
膜の形成速度が従来の方法に比して１〜２桁速くなる、
また膜の透過率の制御が可能になり任意の透過率をもつ
膜を容易に作ることができる。これにより工業的価値が
きわめて大きくなるという効果が得られる。
膜の形成速度が従来の方法に比して１〜２桁速くなる、
また膜の透過率の制御が可能になり任意の透過率をもつ
膜を容易に作ることができる。これにより工業的価値が
きわめて大きくなるという効果が得られる。
第１図は本発明の一実施例における窒化アルミニウム透
明膜の形成装置の概略図、第２図（ａ）（ｂ）は本発明
の一実施例における窒化アルミニウム透明膜の光透過率
を示す特性図、第３図は本発明の一実施例における窒化
アルミニウム透明膜のＸ線回折結果を示す特性図である
。 １・・・真空チャンバー、２・・・ホルダー、３・・・
基板、４・・・イオン源、５・・・イオンビーム、６・
・・蒸発源、７・・・金属蒸気。 第１図 １−−一黍空チャソノ＼”−２−−−ボ、ルダー３−−
−某 叛 ４− イオン環５− イオン
ビーム ６− 廟全塘７−／’ｆ；：鳳焦気 第２図 （ａｌ −（ｂ）
明膜の形成装置の概略図、第２図（ａ）（ｂ）は本発明
の一実施例における窒化アルミニウム透明膜の光透過率
を示す特性図、第３図は本発明の一実施例における窒化
アルミニウム透明膜のＸ線回折結果を示す特性図である
。 １・・・真空チャンバー、２・・・ホルダー、３・・・
基板、４・・・イオン源、５・・・イオンビーム、６・
・・蒸発源、７・・・金属蒸気。 第１図 １−−一黍空チャソノ＼”−２−−−ボ、ルダー３−−
−某 叛 ４− イオン環５− イオン
ビーム ６− 廟全塘７−／’ｆ；：鳳焦気 第２図 （ａｌ −（ｂ）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、基板上に真空蒸着法によりアルミニウムの薄膜を形
成しながら、その形成しつつある薄膜にイオン注入法に
より窒素イオンを前記アルミニウムの量に対して略１：
１の割合で同時又は間欠的に照射すると共に該基板の少
なくとも薄膜形成部分の温度を１００℃以下に保持する
ことを特徴とする窒化アルミニウム透明膜の製造方法。 ２、アルミニウムの基板への蒸着速度が４〜２０Å／ｓ
である請求項１記載の窒化アルミニウム透明膜の製造方
法。 ３、基板がガラス板、ポリイミドフィルム、シリコン板
、アルミニウム板又はステンレス板のいずれかである請
求項１又は２記載の窒化アルミニウム透明膜の製造方法
。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3716088A JPH01212751A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 窒化アルミニウム透明膜の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3716088A JPH01212751A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 窒化アルミニウム透明膜の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01212751A true JPH01212751A (ja) | 1989-08-25 |
Family
ID=12489844
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3716088A Pending JPH01212751A (ja) | 1988-02-19 | 1988-02-19 | 窒化アルミニウム透明膜の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01212751A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03177570A (ja) * | 1989-12-05 | 1991-08-01 | Raimuzu:Kk | 複合硬質材料の製造方法 |
| US7038302B2 (en) | 1993-10-12 | 2006-05-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Glass substrate assembly, semiconductor device and method of heat-treating glass substrate |
-
1988
- 1988-02-19 JP JP3716088A patent/JPH01212751A/ja active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH03177570A (ja) * | 1989-12-05 | 1991-08-01 | Raimuzu:Kk | 複合硬質材料の製造方法 |
| US7038302B2 (en) | 1993-10-12 | 2006-05-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Glass substrate assembly, semiconductor device and method of heat-treating glass substrate |
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