JP2003261399A - ダイヤモンド製膜用基材およびダイヤモンド膜 - Google Patents
ダイヤモンド製膜用基材およびダイヤモンド膜Info
- Publication number
- JP2003261399A JP2003261399A JP2002064706A JP2002064706A JP2003261399A JP 2003261399 A JP2003261399 A JP 2003261399A JP 2002064706 A JP2002064706 A JP 2002064706A JP 2002064706 A JP2002064706 A JP 2002064706A JP 2003261399 A JP2003261399 A JP 2003261399A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- diamond
- film
- substrate
- base material
- diamond film
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 229910003460 diamond Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 177
- 239000010432 diamond Substances 0.000 title claims abstract description 177
- 239000000463 material Substances 0.000 title claims abstract description 46
- 238000000151 deposition Methods 0.000 title abstract description 4
- 239000002245 particle Substances 0.000 claims abstract description 103
- 239000012808 vapor phase Substances 0.000 claims abstract description 33
- 239000000758 substrate Substances 0.000 claims description 66
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 claims description 23
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 23
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 claims description 11
- 239000010703 silicon Substances 0.000 claims description 11
- 229910052581 Si3N4 Inorganic materials 0.000 claims description 9
- HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N silicon nitride Chemical compound N12[Si]34N5[Si]62N3[Si]51N64 HQVNEWCFYHHQES-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 9
- 239000010408 film Substances 0.000 description 91
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 14
- 238000001015 X-ray lithography Methods 0.000 description 9
- 238000000609 electron-beam lithography Methods 0.000 description 9
- 238000001308 synthesis method Methods 0.000 description 9
- 239000010409 thin film Substances 0.000 description 9
- 238000005243 fluidization Methods 0.000 description 7
- 238000011282 treatment Methods 0.000 description 7
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 5
- 238000002203 pretreatment Methods 0.000 description 5
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 4
- 230000006911 nucleation Effects 0.000 description 4
- 238000010899 nucleation Methods 0.000 description 4
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 4
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 3
- 238000005229 chemical vapour deposition Methods 0.000 description 3
- 230000000977 initiatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000005498 polishing Methods 0.000 description 3
- CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N Acetone Chemical compound CC(C)=O CSCPPACGZOOCGX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N Ethanol Chemical compound CCO LFQSCWFLJHTTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000002441 X-ray diffraction Methods 0.000 description 2
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 description 2
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 description 2
- 230000000052 comparative effect Effects 0.000 description 2
- 230000007547 defect Effects 0.000 description 2
- 238000010891 electric arc Methods 0.000 description 2
- 238000004050 hot filament vapor deposition Methods 0.000 description 2
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 2
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 2
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 2
- 238000010897 surface acoustic wave method Methods 0.000 description 2
- 230000002194 synthesizing effect Effects 0.000 description 2
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000001069 Raman spectroscopy Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 239000012159 carrier gas Substances 0.000 description 1
- 239000013078 crystal Substances 0.000 description 1
- 229910001873 dinitrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 description 1
- 238000005530 etching Methods 0.000 description 1
- 238000011049 filling Methods 0.000 description 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 1
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 description 1
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000001459 lithography Methods 0.000 description 1
- 239000012528 membrane Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 239000002994 raw material Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N silicon carbide Chemical compound [Si+]#[C-] HBMJWWWQQXIZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910010271 silicon carbide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/02—Pretreatment of the material to be coated
- C23C16/0254—Physical treatment to alter the texture of the surface, e.g. scratching or polishing
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/22—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of inorganic material, other than metallic material
- C23C16/26—Deposition of carbon only
- C23C16/27—Diamond only
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/25—Web or sheet containing structurally defined element or component and including a second component containing structurally defined particles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y10—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
- Y10T—TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
- Y10T428/00—Stock material or miscellaneous articles
- Y10T428/30—Self-sustaining carbon mass or layer with impregnant or other layer
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Crystals, And After-Treatments Of Crystals (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ダイヤモンドの核発生密度が高く、１０μｍ
以下といった極めて薄い膜厚においてもダイヤモンドの
連続膜を得ることのできる、気相合成ダイヤモンド製膜
用基材を提供する。 【解決手段】 基材表面に直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以
下の粒径を有するダイヤモンド粒子が１×１０８〜１×
１０１３個ｃｍ−２の密度で存在し、該粒子の隙間を２
ｎｍ未満の粒径を有するダイヤモンド粒子で埋めている
ことを特徴とする気相合成ダイヤモンド製膜用基材。
以下といった極めて薄い膜厚においてもダイヤモンドの
連続膜を得ることのできる、気相合成ダイヤモンド製膜
用基材を提供する。 【解決手段】 基材表面に直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以
下の粒径を有するダイヤモンド粒子が１×１０８〜１×
１０１３個ｃｍ−２の密度で存在し、該粒子の隙間を２
ｎｍ未満の粒径を有するダイヤモンド粒子で埋めている
ことを特徴とする気相合成ダイヤモンド製膜用基材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、気相合成ダイヤモ
ンド製膜用基材およびダイヤモンド膜に関する。
ンド製膜用基材およびダイヤモンド膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】近年、ダイヤモンドの有する特異な性質
を利用し、基材上にダイヤモンド膜を形成したものが広
く検討されている。例えば半導体デバイス製造に際して
用いられるリソグラフィ技術における露光用マスク部
材、表面弾性波（ＳＡＷ）デバイス用基板、また研削研
磨用工具としてなどである。
を利用し、基材上にダイヤモンド膜を形成したものが広
く検討されている。例えば半導体デバイス製造に際して
用いられるリソグラフィ技術における露光用マスク部
材、表面弾性波（ＳＡＷ）デバイス用基板、また研削研
磨用工具としてなどである。
【０００３】例えば、ダイヤモンドはヤング率、エッチ
ング耐性、高エネルギー線照射耐性等に優れており、１
００ｎｍ以下の超微細パターン形成が可能なＸ線リソグ
ラフィおよび電子線リソグラフィにおけるマスクメンブ
レンとしての利用が注目されている。
ング耐性、高エネルギー線照射耐性等に優れており、１
００ｎｍ以下の超微細パターン形成が可能なＸ線リソグ
ラフィおよび電子線リソグラフィにおけるマスクメンブ
レンとしての利用が注目されている。
【０００４】ダイヤモンド膜の製造方法としては、気相
合成法、即ち、ＤＣアーク放電、ＤＣグロー放電、燃焼
炎、高周波（Ｒ．Ｆ．）、マイクロ波、熱フィラメント
等を用いた方法が知られているが、これらの製法の内、
マイクロ波ＣＶＤ法および熱フィラメントＣＶＤ法は、
大面積でしかも結晶性の良い膜が形成できるため一般に
用いられている。
合成法、即ち、ＤＣアーク放電、ＤＣグロー放電、燃焼
炎、高周波（Ｒ．Ｆ．）、マイクロ波、熱フィラメント
等を用いた方法が知られているが、これらの製法の内、
マイクロ波ＣＶＤ法および熱フィラメントＣＶＤ法は、
大面積でしかも結晶性の良い膜が形成できるため一般に
用いられている。
【０００５】ところで、Ｘ線または電子線リソグラフィ
用マスク基板には、半導体プロセス上有利なシリコンが
使用されているが、この基板に上記に挙げた方法でその
ままダイヤモンド膜の製膜を行っても、ダイヤモンドの
核がほとんど発生せずダイヤモンド膜は成長し難い。そ
こで製膜前に基板に以下のような処理（前処理と呼ぶ）
を行って核発生を高めることが提案されている。
用マスク基板には、半導体プロセス上有利なシリコンが
使用されているが、この基板に上記に挙げた方法でその
ままダイヤモンド膜の製膜を行っても、ダイヤモンドの
核がほとんど発生せずダイヤモンド膜は成長し難い。そ
こで製膜前に基板に以下のような処理（前処理と呼ぶ）
を行って核発生を高めることが提案されている。
【０００６】すなわち、ダイヤモンド粒子、もしくはダ
イヤモンド粒子入りペーストで基材表面を研磨する従来
型スクラッチ法や、アセトン、エタノール等にダイヤモ
ンド粒子を分散させた液に基材を入れて行う超音波スク
ラッチ法が前処理方法として提案されている。これらの
スクラッチ前処理方法により基材表面に形成される傷や
何らかの粒子が、ダイヤモンド成長の核発生に寄与して
いると考えられている。また、製膜前および製膜中に、
基材にバイアス電圧を印加して核発生を高める方法も前
処理方法として提案されている。さらに、シリコン基板
表面に炭化ケイ素の層を形成し、ダイヤモンド成長の核
を形成し易くなる効果を得る方法も提案されている。実
用上注目されているのは、スクラッチ法であり、実際に
多くの製造業者が採用している。
イヤモンド粒子入りペーストで基材表面を研磨する従来
型スクラッチ法や、アセトン、エタノール等にダイヤモ
ンド粒子を分散させた液に基材を入れて行う超音波スク
ラッチ法が前処理方法として提案されている。これらの
スクラッチ前処理方法により基材表面に形成される傷や
何らかの粒子が、ダイヤモンド成長の核発生に寄与して
いると考えられている。また、製膜前および製膜中に、
基材にバイアス電圧を印加して核発生を高める方法も前
処理方法として提案されている。さらに、シリコン基板
表面に炭化ケイ素の層を形成し、ダイヤモンド成長の核
を形成し易くなる効果を得る方法も提案されている。実
用上注目されているのは、スクラッチ法であり、実際に
多くの製造業者が採用している。
【０００７】しかし、以上に挙げた各種の方法での前処
理は一定の効果があるが、このような方法で前処理した
ダイヤモンド製膜用基材にダイヤモンド膜の成長を試み
ても、ダイヤモンドの核発生密度が低く、膜成長が困難
となる場合が有る。
理は一定の効果があるが、このような方法で前処理した
ダイヤモンド製膜用基材にダイヤモンド膜の成長を試み
ても、ダイヤモンドの核発生密度が低く、膜成長が困難
となる場合が有る。
【０００８】そこで、本発明者は、先に、産業界で要求
される３インチ径以上といった大面積の基材に対して均
一に、かつ高い密度でダイヤモンド核を発生させるため
の新規な前処理方法として、基材をダイヤモンド粒子の
流動開始速度以上のガス流体によって流動化された層内
に入れて行う、所謂、流動層前処理法を発明した（特開
平９-２６０２５１）。しかし、近年要求されている１
０μｍ以下といった極めて薄い膜厚においても確実に連
続膜を得ることのできるダイヤモンド製膜用基材の表面
状態、つまり、基材表面に付着しているダイヤモンド粒
子の粒径、ダイヤモンド粒子の付着密度、及びダイヤモ
ンド粒子付着層の厚み等は、明らかになっていなかっ
た。
される３インチ径以上といった大面積の基材に対して均
一に、かつ高い密度でダイヤモンド核を発生させるため
の新規な前処理方法として、基材をダイヤモンド粒子の
流動開始速度以上のガス流体によって流動化された層内
に入れて行う、所謂、流動層前処理法を発明した（特開
平９-２６０２５１）。しかし、近年要求されている１
０μｍ以下といった極めて薄い膜厚においても確実に連
続膜を得ることのできるダイヤモンド製膜用基材の表面
状態、つまり、基材表面に付着しているダイヤモンド粒
子の粒径、ダイヤモンド粒子の付着密度、及びダイヤモ
ンド粒子付着層の厚み等は、明らかになっていなかっ
た。
【０００９】そこで、特に近年、Ｘ線や電子線リソグラ
フィ用マスク材として要求される、１０μｍ以下の極め
て薄いダイヤモンドの膜厚においても連続膜を得ること
のできるダイヤモンド製膜用基材についての表面状態の
定量的な規定が是非とも必要となっていた。
フィ用マスク材として要求される、１０μｍ以下の極め
て薄いダイヤモンドの膜厚においても連続膜を得ること
のできるダイヤモンド製膜用基材についての表面状態の
定量的な規定が是非とも必要となっていた。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、このような
問題点に鑑みてなされたもので、ダイヤモンドの核発生
密度が高く、１０μｍ以下といった極めて薄い膜厚にお
いてもダイヤモンドの連続膜を得ることのできる、気相
合成ダイヤモンド製膜用基材を提供することを目的とす
るものである。
問題点に鑑みてなされたもので、ダイヤモンドの核発生
密度が高く、１０μｍ以下といった極めて薄い膜厚にお
いてもダイヤモンドの連続膜を得ることのできる、気相
合成ダイヤモンド製膜用基材を提供することを目的とす
るものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するためになされたもので、少なくとも、基材表面に
直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモ
ンド粒子層が付着していることを特徴とする気相合成ダ
イヤモンド製膜用基材である（請求項１）。このよう
に、基材上に直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下といった大
きな粒径を有するダイヤモンド粒子が付着することで、
気相合成ダイヤモンドの製膜において、付着ダイヤモン
ドが核となってダイヤモンドを容易に発生させることが
可能となる。
決するためになされたもので、少なくとも、基材表面に
直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモ
ンド粒子層が付着していることを特徴とする気相合成ダ
イヤモンド製膜用基材である（請求項１）。このよう
に、基材上に直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下といった大
きな粒径を有するダイヤモンド粒子が付着することで、
気相合成ダイヤモンドの製膜において、付着ダイヤモン
ドが核となってダイヤモンドを容易に発生させることが
可能となる。
【００１２】この場合、基材表面に付着した前記粒径の
ダイヤモンド粒子の存在密度は、１×１０８〜１×１０
１３個ｃｍ−２であるのが好ましい（請求項２）。この
密度で基材表面に前記粒径のダイヤモンド粒子が付着し
ていれば、気相合成法で、１０μｍ以下の薄い膜厚でも
高結晶性の多結晶ダイヤモンドの連続膜を確実に得るこ
とができる。
ダイヤモンド粒子の存在密度は、１×１０８〜１×１０
１３個ｃｍ−２であるのが好ましい（請求項２）。この
密度で基材表面に前記粒径のダイヤモンド粒子が付着し
ていれば、気相合成法で、１０μｍ以下の薄い膜厚でも
高結晶性の多結晶ダイヤモンドの連続膜を確実に得るこ
とができる。
【００１３】さらに、基材表面に付着した前記粒径のダ
イヤモンド粒子の間を、直径２ｎｍ未満の粒径を有する
ダイヤモンド粒子で隙間を埋めることで（請求項３）、
直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の大きな粒径を有するダ
イヤモンド粒子の基材への付着性が増し、前処理後であ
って気相合成製膜前に行う基材洗浄でも直径２ｎｍ以上
１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子が基材
表面から除去されることを少なくすることができる。ま
た、付着粒子を含めた基材最表面の平坦性が向上する。
このため、製膜後のダイヤモンド膜の表面に異状突起や
ピンホール等の欠陥の少ないダイヤモンド膜が得られ
る。
イヤモンド粒子の間を、直径２ｎｍ未満の粒径を有する
ダイヤモンド粒子で隙間を埋めることで（請求項３）、
直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の大きな粒径を有するダ
イヤモンド粒子の基材への付着性が増し、前処理後であ
って気相合成製膜前に行う基材洗浄でも直径２ｎｍ以上
１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子が基材
表面から除去されることを少なくすることができる。ま
た、付着粒子を含めた基材最表面の平坦性が向上する。
このため、製膜後のダイヤモンド膜の表面に異状突起や
ピンホール等の欠陥の少ないダイヤモンド膜が得られ
る。
【００１４】本発明における、基材表面に付着したダイ
ヤモンド粒子層の厚みとしては、２ｎｍ以上１００ｎｍ
以下の場合に好ましい結果を得た（請求項４）。
ヤモンド粒子層の厚みとしては、２ｎｍ以上１００ｎｍ
以下の場合に好ましい結果を得た（請求項４）。
【００１５】そして、基材をダイヤモンド粒子の流動開
始速度以上のガス流体によって流動化された層内に入れ
て処理を行い、その条件を調整することで、本発明範囲
の大粒径のダイヤモンド粒子層が付着した気相合成ダイ
ヤモンド製膜用基材を得ることができる（請求項５）。
始速度以上のガス流体によって流動化された層内に入れ
て処理を行い、その条件を調整することで、本発明範囲
の大粒径のダイヤモンド粒子層が付着した気相合成ダイ
ヤモンド製膜用基材を得ることができる（請求項５）。
【００１６】更に、例えばＸ線または電子線リソグラフ
ィ用マスク基板としての使用のためには、半導体プロセ
ス上有利なため、基材としてシリコン基板またはシリコ
ン基板の上に窒化ケイ素を製膜したものを用いることが
好ましい（請求項６）。また、本発明の気相合成ダイヤ
モンド製膜用基材に対して製膜を行って得られたダイヤ
モンド膜（請求項７）を、例えばＸ線や電子線リソグラ
フィ用マスクとして使用すれば１０μｍ以下のダイヤモ
ンド薄膜でも高結晶性でかつ均一性の高い連続膜である
ので、高精度パターンを高スループットで転写すること
ができる。
ィ用マスク基板としての使用のためには、半導体プロセ
ス上有利なため、基材としてシリコン基板またはシリコ
ン基板の上に窒化ケイ素を製膜したものを用いることが
好ましい（請求項６）。また、本発明の気相合成ダイヤ
モンド製膜用基材に対して製膜を行って得られたダイヤ
モンド膜（請求項７）を、例えばＸ線や電子線リソグラ
フィ用マスクとして使用すれば１０μｍ以下のダイヤモ
ンド薄膜でも高結晶性でかつ均一性の高い連続膜である
ので、高精度パターンを高スループットで転写すること
ができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態について
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。本発明は、ダイヤモンドの核発生密度が高く、１０
μｍ以下の極めて薄い膜厚においても高結晶性でかつ膜
厚の一定なダイヤモンドの連続膜を得ることのできる気
相合成ダイヤモンド製膜用基材の表面状態を定量的に規
定すれば、より確実に高結晶性でかつ膜厚の一定なダイ
ヤモンドの連続膜を得ることができることに想到し、本
発明を完成させたものである。
説明するが、本発明はこれらに限定されるものではな
い。本発明は、ダイヤモンドの核発生密度が高く、１０
μｍ以下の極めて薄い膜厚においても高結晶性でかつ膜
厚の一定なダイヤモンドの連続膜を得ることのできる気
相合成ダイヤモンド製膜用基材の表面状態を定量的に規
定すれば、より確実に高結晶性でかつ膜厚の一定なダイ
ヤモンドの連続膜を得ることができることに想到し、本
発明を完成させたものである。
【００１８】本発明により表面状態を規定された気相合
成ダイヤモンド製膜用基材は、少なくとも、基材表面に
直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモ
ンド粒子層を付着させている。基材上に直径２ｎｍ以上
１００ｎｍ以下といった大きな粒径を有するダイヤモン
ド粒子を付着させることで、気相合成ダイヤモンド製膜
において、付着した大きな粒径のダイヤモンドが核とな
ってダイヤモンドを容易に発生させることが可能とな
る。
成ダイヤモンド製膜用基材は、少なくとも、基材表面に
直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモ
ンド粒子層を付着させている。基材上に直径２ｎｍ以上
１００ｎｍ以下といった大きな粒径を有するダイヤモン
ド粒子を付着させることで、気相合成ダイヤモンド製膜
において、付着した大きな粒径のダイヤモンドが核とな
ってダイヤモンドを容易に発生させることが可能とな
る。
【００１９】また、基材表面に付着させた直径２ｎｍ以
上１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子の密
度は、１×１０８〜１×１０１３個ｃｍ−２であること
が好ましい。この密度で基材表面に直径２ｎｍ以上１０
０ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子が付着して
いれば、気相合成法で、１０μｍ以下の薄い膜厚でも高
結晶性の多結晶ダイヤモンドの連続膜を得ることができ
るからである。一方、基材表面に付着しているダイヤモ
ンド粒子の粒径が直径２ｎｍ未満の粒子のみとなると、
気相合成法でダイヤモンドの製膜を行っても、連続膜は
得られず、基材の下地が露出した状態になり、基材外周
部で僅かにダイヤモンドが析出している程度となった
り、島状の析出しか得られなかったりする。また、基材
表面に付着しているダイヤモンド粒子の粒径が直径１０
０ｎｍよりも大きくなると、生成するダイヤモンド膜の
厚さが不均一となり、目的とする膜厚１０μｍ以下の均
一なダイヤモンドの連続膜を得ることができない。
上１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子の密
度は、１×１０８〜１×１０１３個ｃｍ−２であること
が好ましい。この密度で基材表面に直径２ｎｍ以上１０
０ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子が付着して
いれば、気相合成法で、１０μｍ以下の薄い膜厚でも高
結晶性の多結晶ダイヤモンドの連続膜を得ることができ
るからである。一方、基材表面に付着しているダイヤモ
ンド粒子の粒径が直径２ｎｍ未満の粒子のみとなると、
気相合成法でダイヤモンドの製膜を行っても、連続膜は
得られず、基材の下地が露出した状態になり、基材外周
部で僅かにダイヤモンドが析出している程度となった
り、島状の析出しか得られなかったりする。また、基材
表面に付着しているダイヤモンド粒子の粒径が直径１０
０ｎｍよりも大きくなると、生成するダイヤモンド膜の
厚さが不均一となり、目的とする膜厚１０μｍ以下の均
一なダイヤモンドの連続膜を得ることができない。
【００２０】さらに、本発明では、基材表面に付着させ
たダイヤモンド粒子層の直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下
の粒径を有するダイヤモンド粒子の間を、直径２ｎｍ未
満の粒径を有するダイヤモンド粒子が隙間を埋めている
のが好ましい。このことにより、直径２ｎｍ以上１００
ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子の基材への付
着性（密着性）が増し、前処理後に気相合成ダイヤモン
ド製膜前に基材を洗浄しても直径２ｎｍ以上１００ｎｍ
以下の粒径を有するダイヤモンド粒子が基材表面から脱
離することがなくなる。また、付着粒子を含めた基材最
表面の平坦性が向上する。このため、製膜後のダイヤモ
ンド膜の表面に異状突起やピンホール等の欠陥が少な
く、膜厚均一性も高いダイヤモンド膜が得られる。これ
は、特に１０μｍ以下といった非常に薄いダイヤモンド
膜を合成する時に重要となる。
たダイヤモンド粒子層の直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下
の粒径を有するダイヤモンド粒子の間を、直径２ｎｍ未
満の粒径を有するダイヤモンド粒子が隙間を埋めている
のが好ましい。このことにより、直径２ｎｍ以上１００
ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子の基材への付
着性（密着性）が増し、前処理後に気相合成ダイヤモン
ド製膜前に基材を洗浄しても直径２ｎｍ以上１００ｎｍ
以下の粒径を有するダイヤモンド粒子が基材表面から脱
離することがなくなる。また、付着粒子を含めた基材最
表面の平坦性が向上する。このため、製膜後のダイヤモ
ンド膜の表面に異状突起やピンホール等の欠陥が少な
く、膜厚均一性も高いダイヤモンド膜が得られる。これ
は、特に１０μｍ以下といった非常に薄いダイヤモンド
膜を合成する時に重要となる。
【００２１】尚、直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径
を有するダイヤモンド粒子の間を直径２ｎｍ未満の粒径
を有するダイヤモンド粒子で隙間を埋められた状態、即
ちダイヤモンド粒子層の厚みとしては、２ｎｍ以上１０
０ｎｍ以下とした場合に、特に薄いダイヤモンド膜を均
一に合成するのに好ましい結果を得た。
を有するダイヤモンド粒子の間を直径２ｎｍ未満の粒径
を有するダイヤモンド粒子で隙間を埋められた状態、即
ちダイヤモンド粒子層の厚みとしては、２ｎｍ以上１０
０ｎｍ以下とした場合に、特に薄いダイヤモンド膜を均
一に合成するのに好ましい結果を得た。
【００２２】本発明者は、前処理を行った気相合成ダイ
ヤモンド製膜用基材に対して、透過型電子顕微鏡（ＴＥ
Ｍ）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、原子間力顕微鏡
（ＡＦＭ）、Ｘ線回折（ＸＲＤ）を用いて表面状態の詳
細な分析を行った。更に、気相合成法でダイヤモンド製
膜を行って得られたダイヤモンド膜に対して、ラマン分
光、ＸＲＤ、ＳＥＭ、エリプソメーターを用いて膜特性
の詳細な分析を行った。本発明で表面状態を規定された
気相合成ダイヤモンド製膜用基材は、このような分析結
果から製膜前のダイヤモンド製膜用基材と製膜後のダイ
ヤモンド膜の関係を鋭意検討した結果規定されたもので
ある。
ヤモンド製膜用基材に対して、透過型電子顕微鏡（ＴＥ
Ｍ）、走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ）、原子間力顕微鏡
（ＡＦＭ）、Ｘ線回折（ＸＲＤ）を用いて表面状態の詳
細な分析を行った。更に、気相合成法でダイヤモンド製
膜を行って得られたダイヤモンド膜に対して、ラマン分
光、ＸＲＤ、ＳＥＭ、エリプソメーターを用いて膜特性
の詳細な分析を行った。本発明で表面状態を規定された
気相合成ダイヤモンド製膜用基材は、このような分析結
果から製膜前のダイヤモンド製膜用基材と製膜後のダイ
ヤモンド膜の関係を鋭意検討した結果規定されたもので
ある。
【００２３】基材の材質に関しては、例えばＸ線または
電子線リソグラフィ用マスク基板としての使用のために
は、半導体プロセス上有利な基材としてシリコン基板ま
たはシリコン基板の上に窒化ケイ素を製膜したものを用
いることが好ましい。
電子線リソグラフィ用マスク基板としての使用のために
は、半導体プロセス上有利な基材としてシリコン基板ま
たはシリコン基板の上に窒化ケイ素を製膜したものを用
いることが好ましい。
【００２４】基材への前処理は、基材をダイヤモンド粒
子の流動開始速度以上のガス流体によって流動化された
層内に入れて行う、流動層前処理法を用いることができ
る（特開平９-２６０２５１参照）。この方法は、図２
に示すようなダイヤモンド粒子流動化処理装置２０を用
いて行うことができる。この流動化処理装置２０は、処
理層容器２１内に、固定治具２２によって固定されたス
テンレス製金網２３とこの上に基材２４を配置し、ステ
ンレス製金網２３を介して下方から窒素等の不活性キャ
リアガスを導入してダイヤモンド粒子２５を流動化でき
るようになっている。流動化されたダイヤモンド粒子２
５を、基材２４の表面に接触させ、そのことで基材２４
の表面にダイヤモンド粒子を付着させ、気相合成ダイヤ
モンド製膜用基材を得る。尚、ダイヤモンド粒子の流動
化ガス速度を、ガス流動開始速度の５倍未満とすると十
分な流動化層が得られないことがあり、一方１００倍を
超えて設定すると流動化層が破壊されることがあるの
で、ダイヤモンド粒子の流動化ガス速度はガス流動開始
速度の５倍以上で上限を１００倍とするのが望ましい。
子の流動開始速度以上のガス流体によって流動化された
層内に入れて行う、流動層前処理法を用いることができ
る（特開平９-２６０２５１参照）。この方法は、図２
に示すようなダイヤモンド粒子流動化処理装置２０を用
いて行うことができる。この流動化処理装置２０は、処
理層容器２１内に、固定治具２２によって固定されたス
テンレス製金網２３とこの上に基材２４を配置し、ステ
ンレス製金網２３を介して下方から窒素等の不活性キャ
リアガスを導入してダイヤモンド粒子２５を流動化でき
るようになっている。流動化されたダイヤモンド粒子２
５を、基材２４の表面に接触させ、そのことで基材２４
の表面にダイヤモンド粒子を付着させ、気相合成ダイヤ
モンド製膜用基材を得る。尚、ダイヤモンド粒子の流動
化ガス速度を、ガス流動開始速度の５倍未満とすると十
分な流動化層が得られないことがあり、一方１００倍を
超えて設定すると流動化層が破壊されることがあるの
で、ダイヤモンド粒子の流動化ガス速度はガス流動開始
速度の５倍以上で上限を１００倍とするのが望ましい。
【００２５】この時、流動層前処理で用いるダイヤモン
ドの粒子径を１０〜５００μｍとすることが好ましく、
この粒子径の範囲にすると基材表面に所望の２ｎｍ以上
１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子を付着
させることができる。また、基材表面に付着した２ｎｍ
以上１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子の
密度は、１×１０８〜１×１０１３個ｃｍ−２となり、
２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド
粒子の隙間を直径２ｎｍ未満の粒径を有するダイヤモン
ド粒子で埋めた状態になる。
ドの粒子径を１０〜５００μｍとすることが好ましく、
この粒子径の範囲にすると基材表面に所望の２ｎｍ以上
１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子を付着
させることができる。また、基材表面に付着した２ｎｍ
以上１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子の
密度は、１×１０８〜１×１０１３個ｃｍ−２となり、
２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド
粒子の隙間を直径２ｎｍ未満の粒径を有するダイヤモン
ド粒子で埋めた状態になる。
【００２６】前処理後の気相合成ダイヤモンド製膜用基
材上へのダイヤモンド膜の製造は、気相合成法で実施で
きる。気相合成法には、例えば、ＤＣアーク放電、ＤＣ
グロー放電、燃焼炎、高周波（Ｒ．Ｆ．）、マイクロ
波、熱フィラメント等を用いた方法がある。これら製法
の内、マイクロ波ＣＶＤ法および熱フィラメントＣＶＤ
法は、ダイヤモンド製膜用基材上に大面積でしかも結晶
性の良い膜が形成できるため好ましい。
材上へのダイヤモンド膜の製造は、気相合成法で実施で
きる。気相合成法には、例えば、ＤＣアーク放電、ＤＣ
グロー放電、燃焼炎、高周波（Ｒ．Ｆ．）、マイクロ
波、熱フィラメント等を用いた方法がある。これら製法
の内、マイクロ波ＣＶＤ法および熱フィラメントＣＶＤ
法は、ダイヤモンド製膜用基材上に大面積でしかも結晶
性の良い膜が形成できるため好ましい。
【００２７】本発明の大きな粒径のダイヤモンド粒子層
を有する気相合成ダイヤモンド製膜用基材に対して、例
えば上記マイクロ波ＣＶＤ法あるいは熱フィラメントＣ
ＶＤ法により製膜を行って得られたダイヤモンド膜は、
１０μｍ以下のダイヤモンド薄膜でも高結晶性でかつ均
一性の高い連続膜とすることができる。これを、例えば
Ｘ線や電子線リソグラフィ用マスクとして使用すれば、
高精度パターンを高スループットで転写することができ
る。
を有する気相合成ダイヤモンド製膜用基材に対して、例
えば上記マイクロ波ＣＶＤ法あるいは熱フィラメントＣ
ＶＤ法により製膜を行って得られたダイヤモンド膜は、
１０μｍ以下のダイヤモンド薄膜でも高結晶性でかつ均
一性の高い連続膜とすることができる。これを、例えば
Ｘ線や電子線リソグラフィ用マスクとして使用すれば、
高精度パターンを高スループットで転写することができ
る。
【００２８】このように、本発明のダイヤモンド製膜用
基材は、図１に示したように、例えば、シリコン基板１
１の上に窒化ケイ素膜１２が形成されており、その上
に、粒径が２ｎｍ〜１００ｎｍであるダイヤモンド粒子
層１３が形成されている。このダイヤモンド粒子層１３
の上にダイヤモンド膜１４を成膜する。
基材は、図１に示したように、例えば、シリコン基板１
１の上に窒化ケイ素膜１２が形成されており、その上
に、粒径が２ｎｍ〜１００ｎｍであるダイヤモンド粒子
層１３が形成されている。このダイヤモンド粒子層１３
の上にダイヤモンド膜１４を成膜する。
【００２９】
【実施例】以下、実施例及び比較例を示して本発明をよ
り具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。 （実施例１）基材には、直径４インチで厚さが６２５μ
ｍの両面研磨シリコンウェーハ（結晶面方位（１０
０））の両面に減圧気相合成法で、窒化ケイ素を０.５
μｍ製膜したものを用いた。基材のダイヤモンド製膜側
の面を下向きに設定して流動層前処理した。処理槽は内
径８インチで高さ１ｍの塩ビ管とした。ダイヤモンド粒
子として、合成ダイヤモンドで粒子径４００μｍのもの
を７００ｇ容器に入れ、分散板を介して、下からガス流
体として窒素ガスを垂直に上に向かって流した。基材
は、処理面をガスの流れに対して垂直に、かつダイヤモ
ンド粒子の流動層の中央付近に固定し、３時間処理し
た。この時、ダイヤモンド粒子の流動化ガス速度をガス
流動開始速度の３０倍とすることによって、基材上に形
成されるダイヤモンド粒子層の粒径が、直径２ｎｍ以上
８０ｎｍ以下となるようにした。
り具体的に説明するが、本発明はこれらに限定されるも
のではない。 （実施例１）基材には、直径４インチで厚さが６２５μ
ｍの両面研磨シリコンウェーハ（結晶面方位（１０
０））の両面に減圧気相合成法で、窒化ケイ素を０.５
μｍ製膜したものを用いた。基材のダイヤモンド製膜側
の面を下向きに設定して流動層前処理した。処理槽は内
径８インチで高さ１ｍの塩ビ管とした。ダイヤモンド粒
子として、合成ダイヤモンドで粒子径４００μｍのもの
を７００ｇ容器に入れ、分散板を介して、下からガス流
体として窒素ガスを垂直に上に向かって流した。基材
は、処理面をガスの流れに対して垂直に、かつダイヤモ
ンド粒子の流動層の中央付近に固定し、３時間処理し
た。この時、ダイヤモンド粒子の流動化ガス速度をガス
流動開始速度の３０倍とすることによって、基材上に形
成されるダイヤモンド粒子層の粒径が、直径２ｎｍ以上
８０ｎｍ以下となるようにした。
【００３０】得られたダイヤモンド製膜用基材表面をＴ
ＥＭ、ＳＥＭ、ＡＦＭ等で観察した結果、直径２ｎｍ以
上８０ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子が、３
×１０１１個ｃｍ−２の密度で存在した。尚、このよう
な大きな粒径を有するダイヤモンド粒子の間を直径２ｎ
ｍ未満の粒径を有するダイヤモンド粒子が隙間を埋める
構造となっていた。ダイヤモンドの付着層の厚みは、７
ｎｍ〜８５ｎｍの範囲であった。
ＥＭ、ＳＥＭ、ＡＦＭ等で観察した結果、直径２ｎｍ以
上８０ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子が、３
×１０１１個ｃｍ−２の密度で存在した。尚、このよう
な大きな粒径を有するダイヤモンド粒子の間を直径２ｎ
ｍ未満の粒径を有するダイヤモンド粒子が隙間を埋める
構造となっていた。ダイヤモンドの付着層の厚みは、７
ｎｍ〜８５ｎｍの範囲であった。
【００３１】この基材を洗浄した後、該ダイヤモンド製
膜用基材表面にマイクロ波気相合成法によって、ダイヤ
モンドの製膜を行った。先ず、チャンバー内に前処理済
みの基板をセットし、ロータリーポンプで１０−３Ｔｏ
ｒｒのベースプレッシャーまで排気した後、原料ガスで
ある水素とメタンをそれぞれ９９７ｃｃ/ｍｉｎ、３ｃ
ｃ/ｍｉｎの流量で導入した。排気系に通じるバルブの
開口度を調節して、チャンバー内を３０Ｔｏｒｒにした
後、電力３ｋＷのマイクロ波（２.４５ＧＨｚ）を印加
して、１０時間製膜を行った。得られたダイヤモンド膜
は、連続膜であり、基材端から１０ｍｍ、３０ｍｍ、５
０ｍｍの位置でそれぞれ０．９μｍ、１．０μｍ、１．
２μｍ、平均膜厚１．０μｍに対して±１４％の均一性
であった。
膜用基材表面にマイクロ波気相合成法によって、ダイヤ
モンドの製膜を行った。先ず、チャンバー内に前処理済
みの基板をセットし、ロータリーポンプで１０−３Ｔｏ
ｒｒのベースプレッシャーまで排気した後、原料ガスで
ある水素とメタンをそれぞれ９９７ｃｃ/ｍｉｎ、３ｃ
ｃ/ｍｉｎの流量で導入した。排気系に通じるバルブの
開口度を調節して、チャンバー内を３０Ｔｏｒｒにした
後、電力３ｋＷのマイクロ波（２.４５ＧＨｚ）を印加
して、１０時間製膜を行った。得られたダイヤモンド膜
は、連続膜であり、基材端から１０ｍｍ、３０ｍｍ、５
０ｍｍの位置でそれぞれ０．９μｍ、１．０μｍ、１．
２μｍ、平均膜厚１．０μｍに対して±１４％の均一性
であった。
【００３２】（比較例１）実施例と同一の窒化ケイ素膜
形成シリコンウェーハ基板を基材に用い、前処理を従来
型スクラッチ法で行った。即ち、直径５μｍのダイヤモ
ンド粒子のペーストで基板表面を３０分間研磨した後、
純水で洗浄したものを基材とした。ダイヤモンド製膜用
基材表面をＴＥＭ、ＳＥＭ、ＡＦＭ等で観察した結果、
直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の大粒径を有するダイヤ
モンド粒子は確認されず、直径２ｎｍ未満の粒径を有す
るダイヤモンド粒子のみ存在した。ダイヤモンドの付着
層の厚みは、２ｎｍ〜３３ｎｍの範囲であった。
形成シリコンウェーハ基板を基材に用い、前処理を従来
型スクラッチ法で行った。即ち、直径５μｍのダイヤモ
ンド粒子のペーストで基板表面を３０分間研磨した後、
純水で洗浄したものを基材とした。ダイヤモンド製膜用
基材表面をＴＥＭ、ＳＥＭ、ＡＦＭ等で観察した結果、
直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の大粒径を有するダイヤ
モンド粒子は確認されず、直径２ｎｍ未満の粒径を有す
るダイヤモンド粒子のみ存在した。ダイヤモンドの付着
層の厚みは、２ｎｍ〜３３ｎｍの範囲であった。
【００３３】その後、実施例と同一の条件でダイヤモン
ドの製膜を行ったが、連続膜は得られず、下地の窒化ケ
イ素膜が露出した状態であり、基材外周部で僅かにダイ
ヤモンドが析出している程度であった。
ドの製膜を行ったが、連続膜は得られず、下地の窒化ケ
イ素膜が露出した状態であり、基材外周部で僅かにダイ
ヤモンドが析出している程度であった。
【００３４】尚、本発明は、上記実施形態に限定される
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に含包される。例
えば、本発明のダイヤモンド製膜用基材およびダイヤモ
ンド膜の用途は、上記Ｘ線や電子線リソグラフィー用の
マスク部材に限られるものではない。
ものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の
特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一
な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかな
るものであっても本発明の技術的範囲に含包される。例
えば、本発明のダイヤモンド製膜用基材およびダイヤモ
ンド膜の用途は、上記Ｘ線や電子線リソグラフィー用の
マスク部材に限られるものではない。
【００３５】
【発明の効果】ダイヤモンド製膜用基材として、表面に
直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモ
ンド粒子が付着したものとすることで、ダイヤモンドの
核発生密度が高く、１０μｍ以下の極めて薄い膜厚にお
いてもダイヤモンドの連続膜を得ることが可能となる。
更に、本発明の気相合成ダイヤモンド製膜用基材に対し
て製膜を行って得られたダイヤモンド膜を、例えばＸ線
や電子線リソグラフィ用マスクとして使用すれば、１０
μｍ以下のダイヤモンド薄膜でも高結晶性でかつ均一性
の高い連続膜が得られるので、高精度パターンを高スル
ープットで転写することができる。
直径２ｎｍ以上１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモ
ンド粒子が付着したものとすることで、ダイヤモンドの
核発生密度が高く、１０μｍ以下の極めて薄い膜厚にお
いてもダイヤモンドの連続膜を得ることが可能となる。
更に、本発明の気相合成ダイヤモンド製膜用基材に対し
て製膜を行って得られたダイヤモンド膜を、例えばＸ線
や電子線リソグラフィ用マスクとして使用すれば、１０
μｍ以下のダイヤモンド薄膜でも高結晶性でかつ均一性
の高い連続膜が得られるので、高精度パターンを高スル
ープットで転写することができる。
【図１】本発明によるダイヤモンド製膜用基材の模式図
である。
である。
【図２】ダイヤモンド粒子流動化処理装置の概略図であ
る。
る。
１１…シリコン基板、 １２…窒化ケイ素膜、 １３…
ダイヤモンド粒子層、１４…ダイヤモンド膜、２０…ダ
イヤモンド粒子流動化処理装置、 ２１…処理層容器、
２２…固定治具、 ２３…ステンレス製金網、 ２４…
基材２５…ダイヤモンド粒子。
ダイヤモンド粒子層、１４…ダイヤモンド膜、２０…ダ
イヤモンド粒子流動化処理装置、 ２１…処理層容器、
２２…固定治具、 ２３…ステンレス製金網、 ２４…
基材２５…ダイヤモンド粒子。
Claims (7)
- 【請求項１】 少なくとも、基材表面に直径２ｎｍ以上
１００ｎｍ以下の粒径を有するダイヤモンド粒子層が付
着していることを特徴とする気相合成ダイヤモンド製膜
用基材。 - 【請求項２】 基材表面に付着した前記粒径のダイヤモ
ンド粒子の存在密度が、１×１０８〜１×１０１３個ｃ
ｍ−２であることを特徴とする請求項１に記載の気相合
成ダイヤモンド製膜用基材。 - 【請求項３】 基材表面に付着した前記粒径のダイヤモ
ンド粒子の間を、直径２ｎｍ未満の粒径を有するダイヤ
モンド粒子で隙間を埋めたものであることを特徴とする
請求項１又は請求項２に記載の気相合成ダイヤモンド製
膜用基材。 - 【請求項４】 前記基材表面に付着したダイヤモンド粒
子層の厚みが２ｎｍ以上１００ｎｍ以下であることを特
徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の
気相合成ダイヤモンド製膜用基材。 - 【請求項５】 基材表面にダイヤモンド粒子を付着させ
るのに、ダイヤモンド粒子の流動層内で処理して得たも
のであることを特徴とする請求項１から請求項４のいず
れか一項に記載の気相合成ダイヤモンド製膜用基材。 - 【請求項６】 前記ダイヤモンド粒子層を付着させる基
材がシリコン基板またはシリコン基板の上に窒化ケイ素
を製膜したものであることを特徴とする請求項１から請
求項５のいずれか一項に記載の気相合成ダイヤモンド製
膜用基材。 - 【請求項７】 請求項１から請求項６のいずれか一項に
記載の気相合成ダイヤモンド製膜用基材を用いて合成さ
れたダイヤモンド膜。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002064706A JP2003261399A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | ダイヤモンド製膜用基材およびダイヤモンド膜 |
| KR10-2003-0013277A KR20030074183A (ko) | 2002-03-11 | 2003-03-04 | 기상합성 다이아몬드 막형성용 기재 및 다이아몬드막 |
| TW092104754A TW200303945A (en) | 2002-03-11 | 2003-03-05 | Substrate for diamond film and diamond film |
| EP03251429A EP1344841A1 (en) | 2002-03-11 | 2003-03-10 | Base material for forming diamond film |
| US10/385,986 US20030170458A1 (en) | 2002-03-11 | 2003-03-11 | Base material for forming diamond film and diamond film |
| US11/172,725 US20050277224A1 (en) | 2002-03-11 | 2005-06-30 | Base material for forming diamond film and diamond film |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002064706A JP2003261399A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | ダイヤモンド製膜用基材およびダイヤモンド膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003261399A true JP2003261399A (ja) | 2003-09-16 |
Family
ID=27764456
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002064706A Pending JP2003261399A (ja) | 2002-03-11 | 2002-03-11 | ダイヤモンド製膜用基材およびダイヤモンド膜 |
Country Status (5)
| Country | Link |
|---|---|
| US (2) | US20030170458A1 (ja) |
| EP (1) | EP1344841A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003261399A (ja) |
| KR (1) | KR20030074183A (ja) |
| TW (1) | TW200303945A (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4641817B2 (ja) * | 2005-02-09 | 2011-03-02 | 株式会社神戸製鋼所 | 半導体装置用積層基板の製造方法及び半導体装置 |
| US7888171B2 (en) * | 2008-12-22 | 2011-02-15 | Raytheon Company | Fabricating a gallium nitride layer with diamond layers |
| US7989261B2 (en) | 2008-12-22 | 2011-08-02 | Raytheon Company | Fabricating a gallium nitride device with a diamond layer |
| US7892881B2 (en) * | 2009-02-23 | 2011-02-22 | Raytheon Company | Fabricating a device with a diamond layer |
| KR102471159B1 (ko) | 2015-10-12 | 2022-11-25 | 삼성전자주식회사 | 이미지 센서 및 그 제조 방법 |
| US10128107B1 (en) * | 2017-08-31 | 2018-11-13 | Rfhic Corporation | Wafers having III-Nitride and diamond layers |
Family Cites Families (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5082359A (en) * | 1989-11-28 | 1992-01-21 | Epion Corporation | Diamond films and method of growing diamond films on nondiamond substrates |
| RU2051092C1 (ru) * | 1991-12-25 | 1995-12-27 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Алмазсодержащее вещество и способ его получения |
| US5783335A (en) * | 1992-04-07 | 1998-07-21 | The Regents Of The University Of California, Office Of Technology Transfer | Fluidized bed deposition of diamond |
| RU2041165C1 (ru) * | 1993-02-12 | 1995-08-09 | Научно-производственное объединение "Алтай" | Алмазоуглеродное вещество и способ его получения |
| US5474808A (en) * | 1994-01-07 | 1995-12-12 | Michigan State University | Method of seeding diamond |
| JP3459152B2 (ja) * | 1996-03-22 | 2003-10-20 | 信越化学工業株式会社 | 基板前処理方法およびこれを用いた多結晶ダイヤモンドメンブレンの製造方法 |
| WO1997047789A1 (fr) * | 1996-06-12 | 1997-12-18 | Matsushita Electric Industrial Co., Ltd. | Film de diamants et procede de fabrication |
| US6544599B1 (en) * | 1996-07-31 | 2003-04-08 | Univ Arkansas | Process and apparatus for applying charged particles to a substrate, process for forming a layer on a substrate, products made therefrom |
| US6159604A (en) * | 1997-10-09 | 2000-12-12 | Mitsubishi Materials Corporation | Seed diamond powder excellent in adhesion to synthetic diamond film forming surface and dispersed solution thereof |
| JP3317959B2 (ja) * | 1999-11-10 | 2002-08-26 | 信越化学工業株式会社 | リソグラフィ用マスクメンブレンの製造方法 |
| US6509124B1 (en) * | 1999-11-10 | 2003-01-21 | Shin-Etsu Chemical Co., Ltd. | Method of producing diamond film for lithography |
| KR100746869B1 (ko) * | 1999-12-24 | 2007-08-07 | 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤 | 다이아몬드 막의 제조방법 |
-
2002
- 2002-03-11 JP JP2002064706A patent/JP2003261399A/ja active Pending
-
2003
- 2003-03-04 KR KR10-2003-0013277A patent/KR20030074183A/ko not_active Application Discontinuation
- 2003-03-05 TW TW092104754A patent/TW200303945A/zh unknown
- 2003-03-10 EP EP03251429A patent/EP1344841A1/en not_active Withdrawn
- 2003-03-11 US US10/385,986 patent/US20030170458A1/en not_active Abandoned
-
2005
- 2005-06-30 US US11/172,725 patent/US20050277224A1/en not_active Abandoned
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| EP1344841A1 (en) | 2003-09-17 |
| US20050277224A1 (en) | 2005-12-15 |
| TW200303945A (en) | 2003-09-16 |
| KR20030074183A (ko) | 2003-09-19 |
| US20030170458A1 (en) | 2003-09-11 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TWI296130B (en) | Epitaxially coated silicon wafer and method for producing epitaxially coated silicon wafers | |
| JP2536927B2 (ja) | 多結晶性ダイヤモンド膜の製造方法 | |
| KR101331566B1 (ko) | 나노결정다이아몬드 박막 및 그 제조방법 | |
| US20050277224A1 (en) | Base material for forming diamond film and diamond film | |
| JP3121102B2 (ja) | 平板ダイヤモンド結晶、及びその形成方法 | |
| JP2638275B2 (ja) | ダイヤモンド微粉末を種結晶とする気相法ダイヤモンド薄膜の製造法 | |
| WO1997047789A1 (fr) | Film de diamants et procede de fabrication | |
| WO2004106595A1 (ja) | レーザーアブレーション法による極平坦微結晶ダイヤモンド薄膜の作製方法 | |
| JP4068817B2 (ja) | ダイヤモンド膜の製造方法及びダイヤモンド膜 | |
| TW578191B (en) | Method of producing diamond film for lithography | |
| JP3317959B2 (ja) | リソグラフィ用マスクメンブレンの製造方法 | |
| JP3185289B2 (ja) | ダイヤモンドの成膜方法 | |
| US8784766B1 (en) | Diamond synthesis employing nanoparticle seeds | |
| JP3459152B2 (ja) | 基板前処理方法およびこれを用いた多結晶ダイヤモンドメンブレンの製造方法 | |
| JP3176086B2 (ja) | ダイヤモンド結晶及びダイヤモンド形成用基体 | |
| JPS61121859A (ja) | 気相法ダイヤモンド合成に使用する基板処理法 | |
| JP2633968B2 (ja) | ダイヤモンド被覆材及びその製造法 | |
| JPH05339730A (ja) | ダイヤモンド被膜の形成方法 | |
| JP7432119B2 (ja) | シリコン基板上へのダイヤモンド成長方法、及びシリコン基板上への選択的ダイヤモンド成長方法 | |
| JPH0723279B2 (ja) | ダイヤモンド膜の製造方法 | |
| JP3008466B2 (ja) | ダイヤモンド微粉末を用いるダイヤモンド薄膜の選択成長法 | |
| JPH02263791A (ja) | ダイヤモンド膜の製造方法 | |
| JPH0616499A (ja) | ダイヤモンド被覆部材 | |
| JPH06116088A (ja) | 薄膜ダイヤモンドの製造方法 | |
| JPH107492A (ja) | 単結晶ダイヤモンド膜の形成方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040728 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20060814 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20070522 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20070723 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20080603 |