JPH0371509B2 - - Google Patents

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JPH0371509B2
JPH0371509B2 JP8123784A JP8123784A JPH0371509B2 JP H0371509 B2 JPH0371509 B2 JP H0371509B2 JP 8123784 A JP8123784 A JP 8123784A JP 8123784 A JP8123784 A JP 8123784A JP H0371509 B2 JPH0371509 B2 JP H0371509B2
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JP
Japan
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film
zro
zrn
transparent
transparent film
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Application number
JP8123784A
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Japanese (ja)
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Inventor
Kenichi Araki
Susumu Shibata
Masayuki Nihei
Toshio Suzuki
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Nippon Telegraph and Telephone Corp
Oki Electric Industry Co Ltd
Original Assignee
Nippon Telegraph and Telephone Corp
Oki Electric Industry Co Ltd
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Publication date
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  • Local Oxidation Of Silicon (AREA)
  • Formation Of Insulating Films (AREA)
  • Insulating Bodies (AREA)
  • Electronic Switches (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) この発明は任意の形状のZrO2(酸化ジルコニウ
ム)透明膜の形成方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION (Technical Field of the Invention) The present invention relates to a method for forming a ZrO 2 (zirconium oxide) transparent film of arbitrary shape.

(従来技術の説明) 従来、ZrO2透明膜が電気的絶縁性を有するこ
とが知られている。しかしながら、現在のとこ
ろ、このZrO2透明膜を例えばサーマルヘツドと
か、多層配線とか、その他の電気部品を形成する
ために、積極的に用いていない。その理由は任意
の形状のZrO2透明膜を形成する有効的な方法が
見出せなかつたことにあると思われる。
(Description of Prior Art) It has been known that ZrO 2 transparent films have electrical insulation properties. However, at present, this ZrO 2 transparent film is not actively used to form, for example, thermal heads, multilayer wiring, or other electrical components. The reason seems to be that no effective method for forming ZrO 2 transparent films of arbitrary shapes has been found.

例えば、任意の形状のZrO2透明膜を形成する
方法として、従来、二通りの方法が考えられる。
第一の方法は、Zr−Oターゲツトを用い、Arガ
スもしくはArとO2との混合ガス(但し、O2は10
%以内)中でスパツタを行つて、アルミナ基板、
シリコンウエハ等の任意の基板上にZrO2透明膜
を形成した後、このZrO2透明膜に対してホトリ
ソグラフイー工程でエツチングを行つて、所定の
形状を得る方法である。ところが、このZrO2
明膜とか、Ta2O5膜はその膜の性質上容易にエツ
チング出来ないため、非常にパターン化しにくい
という欠点がある。
For example, there are two conventional methods for forming a ZrO 2 transparent film in an arbitrary shape.
The first method uses a Zr-O target and Ar gas or a mixed gas of Ar and O 2 (however, O 2 is
% or less) to sputter the alumina substrate,
In this method, a ZrO 2 transparent film is formed on an arbitrary substrate such as a silicon wafer, and then the ZrO 2 transparent film is etched using a photolithography process to obtain a predetermined shape. However, this ZrO 2 transparent film and Ta 2 O 5 film cannot be easily etched due to their film properties, so they have the drawback of being extremely difficult to pattern.

また、他の方法として、メタルマスクを用いて
任意の基板上にZrO2透明膜を直接パターン化す
る方法もあるが、この方法では、ZrO2透明膜の
パターン化を精度良く行うことが出来ず、特に微
細パターンの形成は著しく困難であつた。
Another method is to directly pattern a ZrO 2 transparent film on an arbitrary substrate using a metal mask, but this method does not allow accurate patterning of the ZrO 2 transparent film. In particular, it was extremely difficult to form fine patterns.

いずれにしても、上述したような方法では、微
細で、奇麗で、シヤープなZrO2透明膜パターン
を再現性良く形成することが出来なかつた。
In any case, with the method described above, it was not possible to form a fine, clean, and sharp ZrO 2 transparent film pattern with good reproducibility.

(発明の概要) 上述した従来方法の欠点に鑑み、発明者等は多
くの実験を重ねたところ、ZrN、Zr3N2等のZr−
N(窒化ジルコニウム)膜の部分でAu膜で被覆さ
れている部分は、酸化雰囲気中での熱処理によつ
て、Au膜で被覆されていない部分よりも容易に
ZrO2透明膜に変化するという現象を見い出した。
一方、Au膜及びZr−N膜はZrO2膜に比べて容易
に微細加工出来るということは従来からも知られ
ている。従つて、Au膜および又はZr−N膜を予
め微細加工してこれらの微細パターン又は微細構
造を利用することによつて、微細パターン及び又
は微細構造のZrO2透明膜を形成し、このZrO2
明膜を、例えば、サーマルヘツド、多層配線、そ
の他の電気的素子や部品、或いは電気以外の他の
ものにも有効的に使用出来ることが分つた。
(Summary of the Invention) In view of the drawbacks of the conventional methods described above, the inventors conducted many experiments and found that Zr-
The part of the N (zirconium nitride) film covered with the Au film is more easily treated than the part not covered with the Au film by heat treatment in an oxidizing atmosphere.
We discovered a phenomenon in which ZrO2 transforms into a transparent film.
On the other hand, it has been known for a long time that Au films and Zr-N films can be microfabricated more easily than ZrO 2 films. Therefore, by micromachining the Au film and/or Zr-N film in advance and utilizing these micropatterns or microstructures, a ZrO 2 transparent film with a micropattern and/or microstructure is formed, and this ZrO 2 It has been found that transparent films can be effectively used in, for example, thermal heads, multilayer wiring, other electrical elements and components, and other non-electrical applications.

発明の目的 従つて、この発明の目的は、微細パターン又は
微細構造の、或いは、これらの組み合わせ構造の
ZrO2透明膜を簡単かつ容易にしかも再現性良く
形成する方法を提供することにある。
Purpose of the Invention Therefore, the purpose of the present invention is to create a micropattern, a fine structure, or a combination thereof.
The object of the present invention is to provide a method for simply and easily forming a ZrO 2 transparent film with good reproducibility.

発明の構成 この目的の達成を図るため、この発明において
は、Zr−N膜の部分でAu膜で被覆されている部
分は、酸化雰囲気中での熱処理によつて、Au膜
で被覆されていない部分よりも容易にZrO2透明
膜に変化し、しかも、Au膜及びZr−N膜はZrO2
膜に比べて容易に微細加工出来るという点を利用
するものである。
Structure of the Invention In order to achieve this object, in the present invention, the part of the Zr-N film that is covered with the Au film is removed by heat treatment in an oxidizing atmosphere. The Au film and Zr-N film are more easily transformed into a ZrO 2 transparent film than the ZrO 2 film.
This takes advantage of the fact that it can be more easily microfabricated than films.

従つて、この発明のZrO2透明膜の形成方法に
おいては、下地層上の全面又は一部分に1μm以
下の膜厚のZr−N膜を設ける工程と、このZr−
N膜の全面又は一部分に2μm以下の膜厚のAu膜
を設ける工程と、酸化雰囲気中において200℃以
上の温度で5時間以上の熱処理を行つて、この
Au膜の下側に位置するZr−N膜をZrO2透明膜に
変える熱処理工程とを含むことを特徴とする。
Therefore, the method for forming a ZrO 2 transparent film of the present invention includes the steps of providing a Zr-N film with a thickness of 1 μm or less on the entire surface or a part of the underlayer, and
This process involves providing an Au film with a thickness of 2 μm or less on the entire surface or part of the N film, and heat treatment at a temperature of 200°C or more for 5 hours or more in an oxidizing atmosphere.
The method is characterized by including a heat treatment step for converting the Zr-N film located under the Au film into a ZrO 2 transparent film.

(実施例の説明) 以下、図面によりこの発明の実施例につき説明
する。尚、各図において、各構成成分の形状、配
置、寸法関係はこの発明の構成が理解出来る程度
に概略的に示してあるにすぎない。また、以下に
説明する実施例はこの発明の範囲内の好適な条件
の下で説明するが、これは単なる例示にすぎず、
この発明がこの実施例にのみ限定されるものでは
ないことを理解されたい。
(Description of Embodiments) Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In each figure, the shape, arrangement, and dimensional relationship of each component are merely shown schematically to the extent that the structure of the present invention can be understood. Further, although the embodiments described below are explained under suitable conditions within the scope of the present invention, these are merely illustrative.
It should be understood that the invention is not limited to this example.

先ず第1図A〜C及び第2図A及びBを参照し
てこの発明の第一実施例につき説明する。
First, a first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 1A to 1C and FIGS. 2A and 2B.

この実施例では、先ず第1図Aに示すように、
下地層1としてグレーズ付きアルミナ基板を使用
し、この基板1の上側表面1a上の全面に任意好
適な方法、例えば反応性スパツタリング等の物理
的蒸着法により、Zr−N膜としてZrN膜2を設け
る。一例として、このZrN膜2の比抵抗を
10000μΩcmとし及び厚さを500〓〜1μmとする。
In this embodiment, first, as shown in FIG. 1A,
A glazed alumina substrate is used as the base layer 1, and a ZrN film 2 is provided as a Zr-N film on the entire upper surface 1a of this substrate 1 by any suitable method, for example, a physical vapor deposition method such as reactive sputtering. . As an example, the specific resistance of this ZrN film 2 is
The resistance should be 10000μΩcm and the thickness should be 500〓~1μm.

次に、ZrN膜2の一部分上にAu膜3を、任意
好適な方法、例えば、蒸着により1〜2μmの厚
さで設ける。
Next, an Au film 3 is provided on a portion of the ZrN film 2 to a thickness of 1 to 2 μm by any suitable method, for example vapor deposition.

次に、基板1に設けられた少なくてもこれら膜
2及び3を、酸化雰囲気中で、約200℃以上の温
度、好ましくは200〜400℃の温度で、好ましくは
5〜10時間、熱処理を行うと、この熱処理時間の
経過に応じて、ZrN膜2が、そのAu膜3が被着
されている表面側から基板1側へと、順々に酸化
されてZrO2透明膜4(4a,4b)に変化する。
第1図Bは、途中経過の変化の状態を示してお
り、第1図Cは5〜10時間経過後の状態を示す。
このように、Au膜が被覆されているZrN膜部分
がZrO2膜に変化するのは、ZrN膜の酸化を促進
する、すなわち、AuがZrNの酸化のための触媒
として作用するからであると推測される。
Next, at least these films 2 and 3 provided on the substrate 1 are heat-treated in an oxidizing atmosphere at a temperature of about 200°C or higher, preferably at a temperature of 200 to 400°C, preferably for 5 to 10 hours. As the heat treatment time elapses, the ZrN film 2 is sequentially oxidized from the surface side on which the Au film 3 is attached to the substrate 1 side, forming a ZrO 2 transparent film 4 (4a, 4b).
FIG. 1B shows the state of change during the course of the process, and FIG. 1C shows the state after 5 to 10 hours have passed.
In this way, the reason why the ZrN film portion covered with the Au film changes into a ZrO 2 film is that it promotes the oxidation of the ZrN film, that is, Au acts as a catalyst for the oxidation of ZrN. Guessed.

これら図からも明らかなように、Au膜3の下
側のZrN膜2の部分2aはその膜厚全体にわたり
ZrO2透明膜4aに変わつているが、Au膜3が被
覆されていないZrN膜2の部分2bはその表面の
極めて浅い部分のみがZrO2透明膜4b(図には、
図示を明確にするため、厚さを強調しかつ一様な
厚として示してあるが、実際には、厚さの異なる
島状の領域となつていると解せられる)に変わる
だけで、実質的に変化していないと見なし得る。
As is clear from these figures, the portion 2a of the ZrN film 2 below the Au film 3 extends over its entire thickness.
However, in the part 2b of the ZrN film 2 that is not covered with the Au film 3, only a very shallow part of the surface is covered with the ZrO 2 transparent film 4b (in the figure,
For clarity, the thickness is emphasized and shown as a uniform thickness, but in reality it can be interpreted as island-like regions with different thicknesses. It can be considered that there has been no change.

実験によると、第2図Aに示すように、この
Au膜が被覆されていないZrN膜2を上述と同様
な条件で熱処理を行うと、第2図Bに示すよう
に、その表面のみが部分的に島状のZr−O透明
膜4c,4d…のように変化し、その厚さ全体に
わたつてZrO2透明膜に変化させるためには1000
時間以上の熱処理が必要であることが分つた。
According to experiments, as shown in Figure 2A, this
When the ZrN film 2 that is not coated with the Au film is heat-treated under the same conditions as described above, as shown in FIG. 1000 to transform into a ZrO2 transparent film over its entire thickness.
It was found that heat treatment for a longer period of time was required.

また、このようなZrO2透明膜へ変化する現象
を促進するためには、熱処理温度を高温とし及び
又は熱処理時間を長時間とすれば良いことが分つ
た。
In addition, it has been found that in order to promote the phenomenon of transformation into a ZrO 2 transparent film, the heat treatment temperature may be increased to a high temperature and/or the heat treatment time may be increased for a long time.

ところで、Au膜3はホトリソグラフイー工程
で簡単かつ容易に微細加工することが出来る。従
つて、上述した方法において、基板1上にZrN膜
2を形成した後、このZrN膜2上にAu膜3を例
えば蒸着により設け、然る後、このAu膜3を、
ホトリソグラフイー工程を用いて、形成されるべ
きZrO2透明膜4aの設計条件に適合した又はほ
ぼ適合した任意の形状、配置及び寸法の1〜10μ
mの微細パターンに加工し、続いて、200℃以上
の温度で5時間以上にわたる所定の熱処理を行う
こ とにより、このAu膜のパターンと同一又はほぼ
同一の1〜10μmの微細パターンのZrO2透明膜4
aを形成することが出来る。
Incidentally, the Au film 3 can be simply and easily microfabricated by a photolithography process. Therefore, in the method described above, after forming the ZrN film 2 on the substrate 1, the Au film 3 is provided on the ZrN film 2, for example, by vapor deposition, and then the Au film 3 is
Using a photolithography process, any shape, arrangement, and size of 1 to 10 μm that conforms to or nearly conforms to the design conditions of the ZrO 2 transparent film 4a to be formed.
By processing the ZrO 2 into a fine pattern of 1 to 10 μm, which is the same or almost the same as the pattern of this Au film, by processing it into a fine pattern of 1 to 10 μm and then performing a prescribed heat treatment at a temperature of 200°C or more for 5 hours or more. membrane 4
It is possible to form a.

この場合、ZrO2透明膜4の方から見ると、Au
膜3をネガマスクとしてエツチングすることなし
に、ZrNマスクを作れるという利点がある。
In this case, when viewed from the ZrO 2 transparent film 4, Au
There is an advantage that a ZrN mask can be made without etching the film 3 as a negative mask.

また、ZrN膜2がZrNの部分とZrO2の部分と
に分かれるので、構造変化に基ずく体積変化はあ
るものの、この膜表面の凹凸はほとんどなく、実
質的に平坦面であると見なせる。
Further, since the ZrN film 2 is divided into a ZrN portion and a ZrO 2 portion, although there is a volume change due to a structural change, the film surface has almost no unevenness and can be considered to be a substantially flat surface.

さらに、分かれたZrN膜2bを通常のエツチン
グ処理によつて除去することにより、任意の形
状、配置及び寸法の微細パターンのZrO2透明膜
4aのみを下地層1上に形成することが出来る。
Furthermore, by removing the separated ZrN film 2b by a normal etching process, only the ZrO 2 transparent film 4a having a fine pattern of arbitrary shape, arrangement, and size can be formed on the base layer 1.

次に第3図A及びB〜第8図A及びBを参照し
て下地層上にZrO2透明膜の微細パターンを形成
する方法を説明する。尚、第3図〜第7図におい
て、Aは平面図Bの一点鎖線−、
−、−、−、−
、−に沿つて取つて夫々示し
た断面図である。
Next, a method for forming a fine pattern of ZrO 2 transparent film on the underlayer will be explained with reference to FIGS. 3A and B to FIGS. 8A and B. In addition, in FIGS. 3 to 7, A is a dashed-dotted line in the plan view B.
−, −, −, −
, - are sectional views taken along lines 1 and 2, respectively.

先ず、第3図A及びBに示すように、下地層1
1としてグレーズ付きアルミナ基板を用意する。
First, as shown in FIG. 3A and B, the base layer 1 is
1, a glazed alumina substrate is prepared.

次に、第4図A及びBに示すように、この基板
11の上側表面11aにZr−N膜としてZrN12
を、反応性スパツタリングで、3000〓の厚さに被
着した後、このZrN膜12の全面にAu膜を1〜
2μmの厚さに蒸着する。
Next, as shown in FIGS. 4A and 4B, ZrN12 is formed as a Zr-N film on the upper surface 11a of this substrate 11.
was deposited to a thickness of 3000 mm by reactive sputtering, and then an Au film of 1 to 10% was deposited on the entire surface of this ZrN film 12.
Deposit to a thickness of 2 μm.

次に、第5図A〜Bに示すように、ホトリソグ
ラフイー工程を用いて、このAu膜13を平面的
に見て、例えば、E字状の微細パターン13aと
してエツチング加工する。
Next, as shown in FIGS. 5A and 5B, this Au film 13 is etched into, for example, an E-shaped fine pattern 13a when viewed from above using a photolithography process.

この場合、上述したAu膜13の全面蒸着と、
ホトリソグラフイー工程によるエツチングとを用
いる代りに、メタルマスクを使用して、直接Au
膜13aの微細パターンを形成することも出来
る。
In this case, the above-described entire surface vapor deposition of the Au film 13,
Instead of using a photolithography process and etching, a metal mask can be used to directly etch Au.
It is also possible to form a fine pattern of the film 13a.

次に、第5図の工程で得られた構造体を、300
℃の温度で、酸化雰囲気中、例えば大気中で、7
時間熱処理を行う。この熱処理によつて、第6図
A及びBに示すように、Au膜13aの下側の
ZrN膜の部分12aがZrO2透明膜14aに変わ
り、Au膜が被覆されていないZrN膜の部分12
bは実質的に変わらない。
Next, the structure obtained in the process shown in Fig. 5 is
in an oxidizing atmosphere, e.g. air, at a temperature of 7°C.
Perform heat treatment for a time. By this heat treatment, as shown in FIGS. 6A and 6B, the lower side of the Au film 13a is
The part 12a of the ZrN film is changed to a ZrO 2 transparent film 14a, and the part 12 of the ZrN film is not covered with the Au film.
b remains virtually unchanged.

次に、第7図A及びBに示すように、微細パタ
ーンのAu膜13aを通常のエツチング等により
除去する。この時、Au膜のパターンと同一の、
E字状の微細パターンのZrO2透明膜14aが得
られる。この段階でのZrO2透明膜14aを電気
的素子、電気的部品、その他のものの製造に適用
することが出来る。
Next, as shown in FIGS. 7A and 7B, the finely patterned Au film 13a is removed by ordinary etching or the like. At this time, the same pattern as the Au film,
A ZrO 2 transparent film 14a having an E-shaped fine pattern is obtained. The ZrO 2 transparent film 14a at this stage can be applied to the manufacture of electrical elements, electrical parts, and other products.

さらに、第8図A及びBに示すように、ZrN膜
12bを通常の方法で除去して、基板11上に、
ZrO2透明膜14aのみを残存させるようにする
ことも出来る。この段階でのZrO2透明膜14a
を電気的素子、電気的部品、その他のものの製造
に適用することも出来る。
Furthermore, as shown in FIGS. 8A and 8B, the ZrN film 12b is removed by a normal method to form a layer on the substrate 11.
It is also possible to leave only the ZrO 2 transparent film 14a. ZrO 2 transparent film 14a at this stage
It can also be applied to the manufacture of electrical elements, electrical parts, and other things.

次に、第9図A〜Fを参照して、この発明の第
二実施例につき説明する。
Next, a second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 9A to 9F.

この実施例では、ZrN膜を予め微細加工して、
ZrO2透明膜のパターンを形成する方法である。
In this example, the ZrN film was microfabricated in advance.
This is a method of forming a pattern of ZrO 2 transparent film.

先ず、第9図Aに示すように、グレーズ付きア
ルミナ基板を下地層21として用意し、続いて、
第9図Bに示すように、この基板21の上側表面
21a上に、任意好適な方法で、Zr−N膜とし
てZrN膜22を一様の厚さに形成する。
First, as shown in FIG. 9A, a glazed alumina substrate is prepared as the base layer 21, and then,
As shown in FIG. 9B, a ZrN film 22 is formed as a Zr-N film to a uniform thickness on the upper surface 21a of this substrate 21 by any suitable method.

次に、このZrN膜22を、ホトリソグラフイー
工程を用いて、エツチングを行い、第9図Cに示
すような、ZrN膜の微細パターン22aを形成す
る。このZrNは容易に微細加工出来るので、この
微細パターンは、形成しようとするZrO2透明膜
の微細パターンと形状、配置、寸法が同一又はほ
ぼ同一に形成する。
Next, this ZrN film 22 is etched using a photolithography process to form a fine pattern 22a of the ZrN film as shown in FIG. 9C. Since this ZrN can be easily microfabricated, this micropattern is formed to have the same or almost the same shape, arrangement, and dimensions as the micropattern of the ZrO 2 transparent film to be formed.

次に、第9図Dに示すように、ZrN膜の微細パ
ターン22aを含む基板21の全面にAu膜23
を、任意好適な方法で、形成する。
Next, as shown in FIG. 9D, an Au film 23 is formed on the entire surface of the substrate 21 including the fine pattern 22a of the ZrN film.
in any suitable manner.

然る後、少なくともこのZrN膜のパターン22
a及びAu膜23を熱処理すれば良いが、この場
合には、例えば、第9図Dで得られた構造体全体
を、約200℃以上の温度、好ましくは200〜400℃
の温度で、酸化雰囲気中で、好ましくは5〜10分
間熱処理を行つて、第9図Eに示すように、この
ZrN膜のパターン22aをZrO2透明膜の微細パ
ターン24に変化させる。
After that, at least the pattern 22 of this ZrN film is
a and the Au film 23, but in this case, for example, the entire structure obtained in FIG.
9E in an oxidizing atmosphere, preferably for 5 to 10 minutes.
The pattern 22a of the ZrN film is changed to a fine pattern 24 of the ZrO 2 transparent film.

次に、所要に応じ、Au膜23を通常の方法で
エツチングしてその面をZr−O透明膜の微細パ
ターン24と同一の面位置としても良いし、或い
は、第9図Fで示すように、Au層23を完全に
除去しても良い。
Next, if necessary, the Au film 23 may be etched using a normal method so that its surface is in the same surface position as the fine pattern 24 of the Zr-O transparent film, or as shown in FIG. 9F. , the Au layer 23 may be completely removed.

次に、この発明をサーマルヘツドの製造方法及
び多層配線の製造に適用した場合につき説明す
る。
Next, a case where the present invention is applied to a method for manufacturing a thermal head and a manufacturing method for multilayer wiring will be explained.

第10図Aはサーマルヘツドの要部を示す部分
的平面図で保護膜を除いた状態で示してあり、第
10図Bは従来の方法でサーマルヘツドを製造し
た場合及び第10図Cはこの発明による方法を用
いて製造した場合のそれぞれの、第10図AのX
−X線に沿つて取つて示した断面図で、この場合
には保護膜を付けた状態を示している。
FIG. 10A is a partial plan view showing the main parts of the thermal head with the protective film removed, FIG. X in Figure 10A, respectively, when manufactured using the method according to the invention.
- A sectional view taken along the X-ray, in this case showing a state with a protective film attached.

これら図において、31a及び31bはAu、
Al又はCr等の電極、32はZrN発熱体、33は
下地層としてのグレーズ付きアルミナ基板、34
はAl2O3とかSiO2とか或いは、SiC等の保護膜、
35はZrO2透明膜である。
In these figures, 31a and 31b are Au,
Electrodes made of Al or Cr, etc., 32 a ZrN heating element, 33 a glazed alumina substrate as a base layer, 34
is a protective film such as Al 2 O 3 , SiO 2 , or SiC,
35 is a ZrO 2 transparent film.

第10図B及びCと比べて明らかなように、従
来方法で製造されたサーマルヘツドでは保護膜の
表面を平滑面とすることが困難であるが、この発
明の方法を用いて製造した場合には、発熱体32
の間にZrO2透明膜35を発熱帯と同一の厚みと
なし得ると共に、その上側に設けられる保護膜3
4も平滑にすることが出来、これがため、従来よ
りもプラテンの当りによる保護膜の摩耗が著しく
少なくなるという利点が得られる。
As is clear from a comparison with FIGS. 10B and 10C, it is difficult to make the surface of the protective film smooth in the thermal head manufactured by the conventional method, but when manufactured using the method of the present invention, is the heating element 32
In between, the ZrO 2 transparent film 35 can be made to have the same thickness as the heating zone, and the protective film 3 provided above
4 can also be made smooth, which provides the advantage that wear of the protective film due to contact with the platen is significantly less than in the conventional case.

さらに、この保護膜34の熱伝導率はZrO2
35のそれよりも大きいので、第10図Cに示す
ような構造とすることにより、横方向への熱分離
が向上するので、印字品質が従来よりも一段と向
上するという利点が得られる。
Furthermore, since the thermal conductivity of the protective film 34 is higher than that of the ZrO 2 film 35, the structure shown in FIG. The advantage is that it is much better than the conventional method.

第11図A〜Eはこの発明を多層配線の製造に
適用した例を説明するための線図である。
FIGS. 11A to 11E are diagrams for explaining an example in which the present invention is applied to the manufacture of multilayer wiring.

第11図Aに示すように、下地層としてのセラ
ミツク等の基板41の全面又は一部分上にZr−
N膜としてZrN膜42を、次いで、少なくともこ
のZrN膜42の全面上にAu膜43を、任意好適
な方法で夫々形成した後、酸化雰囲気中で、適当
な温度で、形成されるべき発熱体の厚さに見合つ
た適当な時間だけ一旦熱処理を行つて、ZrN膜4
2をAu膜側から所定の厚さだけZrO2透明膜44
に変換させる。
As shown in FIG. 11A, Zr--
After forming a ZrN film 42 as an N film and then an Au film 43 on at least the entire surface of this ZrN film 42 by any suitable method, a heating element to be formed is formed in an oxidizing atmosphere at an appropriate temperature. The ZrN film 4 is heated once for an appropriate time depending on the thickness of the ZrN film 4.
2 from the Au film side by a predetermined thickness ZrO 2 transparent film 44
Convert it to

次に、Au膜43を、任意好適な方法でエツチ
ングを行つて、例えばストライプ状の発熱体を構
成するパターンに対応したAu膜のパターン43
aに微細加工し、続いて再度上述と同様に熱処理
を行つて、Au膜のパターン43aの下側のZrN
膜42を完全にZrO2透明膜に変化させる。この
ようにすると、第11図Bに示すように、微細構
造のZrO2膜44が得られ、Au膜のパターン43
aから外れたZrN膜の部分はZrN膜のパターン4
2aとして残存し、これで発熱体を構成すること
が出来る。
Next, the Au film 43 is etched by any suitable method to form a pattern 43 of the Au film corresponding to, for example, a pattern constituting a striped heating element.
a, and then heat-treated again in the same manner as described above to remove the ZrN on the lower side of the Au film pattern 43a.
The film 42 is completely transformed into a ZrO 2 transparent film. In this way, as shown in FIG. 11B, a ZrO 2 film 44 with a fine structure is obtained, and a pattern 43 of the Au film is obtained.
The part of the ZrN film that deviates from a is ZrN film pattern 4.
2a, which can constitute a heating element.

次に、このAu膜のパターン43aを通常の方
法で除去した後、例えば、このストライプ状の発
熱体42aと直交する方向にAl、Au又はその他
の任意好適な材料からなるストライプ状の導体層
を配線45として形成する。この状態を平面的に
示したのが第11図Cである。
Next, after removing this Au film pattern 43a by a normal method, for example, a striped conductive layer made of Al, Au or any other suitable material is formed in a direction perpendicular to this striped heating element 42a. It is formed as a wiring 45. FIG. 11C shows this state in plan.

また、この状態での、第11図CのY−Y線及
びZ−Z線に沿つて取つて示した断面図を、第1
1図D及びEに、それぞれ示す。
In addition, the cross-sectional view taken along the Y-Y line and the Z-Z line in FIG. 11C in this state is shown in the first section.
These are shown in Figure 1 D and E, respectively.

このように多層配線を製造すれば、層間絶縁物
をスパツタとか蒸着によつて形成することがな
く、熱処理だけで第一層目の配線パターン(この
場合、発熱体42a)を作ることが出来、さら
に、ZrO2膜の表面は平滑であるので、配線45
を形成するときの歩留まりが従来の場合に比べて
著しく向上するという利点が得られる。
If multilayer wiring is manufactured in this way, the first layer wiring pattern (in this case, the heating element 42a) can be made only by heat treatment, without forming interlayer insulators by sputtering or vapor deposition. Furthermore, since the surface of the ZrO 2 film is smooth, the wiring 45
The advantage of this method is that the yield when forming the wafer is significantly improved compared to the conventional method.

上述した各実施例において、ZrN膜の膜厚を最
大でも1μmとしたのはパターニングの容易性を
考慮したからであり、また、Au膜の膜厚を最大
でも2μmとしたのは、酸化防止膜とならないよ
うにすることと金が高価であるので出来るだけ少
量で済ませたいという経済的な理由からである。
また、ZrN膜がZrO2膜と変化しているかどうか
は、ZrN膜が熱処理後、透明状態になつているか
どうかを肉眼で確認し、かつ、電気抵抗が絶縁体
といえる程度に大きくなつていることを測定して
確認して行つた。
In each of the above-mentioned examples, the reason why the thickness of the ZrN film was set to 1 μm at the maximum was due to consideration of ease of patterning, and the reason why the film thickness of the Au film was set to 2 μm at the maximum was because of the antioxidant film. This is for economical reasons: to prevent this from happening, and because gold is expensive, we want to use as little amount as possible.
In addition, to determine whether the ZrN film has changed from a ZrO 2 film, check with the naked eye whether the ZrN film has become transparent after heat treatment, and if the electrical resistance has become large enough to be considered an insulator. I measured and confirmed this.

(変形例の説明) この発明は上述した実施例にのみに限定される
ものではないこと明らかである。
(Description of Modifications) It is clear that the present invention is not limited to the embodiments described above.

例えば、下地層としてはグレーズ付きアルミナ
基板以外の、例えば、シリコンウエハ、セラミツ
ク基板或いはその他の所要に応じた材料からなる
基板とか、或いは膜、層又はその他のものを用い
ることが出来る。
For example, the underlayer may be a substrate other than the glazed alumina substrate, such as a silicon wafer, a ceramic substrate, or any other suitable material, or a film, layer, or other material.

また、下地層の全面又は一部分に設けたZr−
N膜としてのZrN膜の上側に設けるAu層はZrN
膜の必ずしも全面に設ける必要はなく、設計に応
じてその一部分上に設けることも出来る。
In addition, Zr-
The Au layer provided on the top of the ZrN film as the N film is ZrN.
It is not necessarily necessary to provide it on the entire surface of the membrane, but it can also be provided on a portion of it depending on the design.

さらに、各膜の形成方法、エツチング方法或い
はその他の技術は通常使用されている技術を用い
て実施することが出来る。また、これらの膜の厚
さは上述した実施例で説明した以外の設計に応じ
た適切な値を選定することが出来ること明らかで
ある。
Furthermore, the method of forming each film, the etching method, or other techniques can be carried out using commonly used techniques. Furthermore, it is clear that the thicknesses of these films can be selected at appropriate values depending on the design other than those described in the above-mentioned embodiments.

さらに、熱処理時の温度や時間は最低200℃で
5時間であればそれよりも高温であつてもまた長
時間であつてもよく、この温度および時間はZr
−N膜およびAu膜の膜厚、酸化雰囲気、形成し
ようとするZrO2膜の厚さ、その他の条件に応じ
た適切な値を選定することが出来る。
Furthermore, the temperature and time during heat treatment are at least 200°C for 5 hours, but may be higher or for a longer time.
An appropriate value can be selected depending on the thickness of the -N film and the Au film, the oxidizing atmosphere, the thickness of the ZrO 2 film to be formed, and other conditions.

また、熱処理時の酸化雰囲気は大気以外の酸素
(O2)あるいはオゾン(O3)またはその他の雰囲
気を使用することも出来る。
Further, as the oxidizing atmosphere during the heat treatment, oxygen (O 2 ), ozone (O 3 ), or other atmosphere other than the atmosphere can be used.

(発明の効果) 上述した説明からも明らかなように、この発明
によるZrO2透明膜の製造方法によれば、Zr−N
膜の部分でAu膜で被覆されている部分は、酸化
雰囲気中での熱処理によつて、Au膜で被覆され
ていない部分よりも容易にZrO2透明膜に変化し、
しかも、Au膜及びZr−N膜はZrO2膜に比べて容
易に微細加工出来るという点を利用する方法であ
るので、ZrO2膜自体の微細加工を行うことなく、
Au膜又はZr−N膜を微細加工し、その後に熱処
理を行つてAu膜の直下のZr−N膜をZrO2膜に変
化させて微細パターン又は微細構造のZrO2膜を
形成することが出来る。従つて、従来よりも微細
で、しかも、奇麗でシヤープな、微細パターン又
は微細構造のZrO2透明膜を簡単かつ容易に再現
性良く形成することが出来る。
(Effects of the Invention) As is clear from the above explanation, according to the method for manufacturing a ZrO 2 transparent film according to the present invention, Zr-N
The part of the film covered with the Au film is more easily transformed into a ZrO 2 transparent film than the part not covered with the Au film by heat treatment in an oxidizing atmosphere.
Moreover, since this method takes advantage of the fact that Au films and Zr-N films can be microfabricated more easily than ZrO 2 films, there is no need to microfabricate the ZrO 2 film itself.
It is possible to microfabricate the Au film or Zr-N film and then perform heat treatment to change the Zr-N film directly under the Au film into a ZrO 2 film, forming a ZrO 2 film with a micro pattern or micro structure. . Therefore, it is possible to easily form a ZrO 2 transparent film with a fine pattern or fine structure that is finer than before, and has a neat and sharp shape with good reproducibility.

この発明によるZrO2透明膜の形成方法は種々
の電気的装置、素子、部品等を初め、これら以外
の他のものに適用して好適である。
The method for forming a ZrO 2 transparent film according to the present invention is suitable for application to various electrical devices, elements, parts, etc., as well as other items.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図A〜C及び第2図A及びBはこの発明の
第一実施例を説明するための略図的断面図、第3
図A及びB〜第8図A及びBはこの発明の第一実
施例を用いて微細パターンのZr−O膜を形成す
る方法を説明するための主要工程段階での状態を
示す略図的平面図及び略図的断面図、第9図A〜
Fはこの発明の第二実施例を説明するための主要
工程段階での状態を示す略図的断面図、第10図
A〜Cこの発明をサーマルヘツドの製造に適用し
た場合の説明に供する図で、Aは略図的平面図、
及びBは従来の方法で製造した場合及びCはこの
発明を適用して製造した場合の略図的断面図、第
11図はこの発明を多層配線の製造に適用した場
合を説明するための主要工程段階での状態を示す
図で、A,B,D及びEは略図的断面図及びCは
略図的平面図である。 1,11,21,33,41……下地層、1
a,11a,21a……(下地層の)上側表面、
2,12,22,42……ZrN膜、2a,12a
……(Au膜の下側の)ZrN膜の部分、2b,1
2b……(Au膜のない)ZrN膜の部分、22a
……(Zr−N膜の)微細パターン、3,13,
23,43……Au膜、3a,13a,23a…
…(Au膜の)微細パターン、4,14,35,
44……ZrO2透明膜、4a,14a……(Au膜
の下側の)ZrO2透明膜の部分(又はZrO2透明膜
の微細パターン)、4b,14b……(Au膜のな
い)ZrO2透明膜の部分、4c,4d……島状の
ZrO2透明膜、31a,31b……電極、32…
…Zr−N発熱体、24……ZrO2透明膜の微細パ
ターン、34……保護膜、43a……Au膜のパ
ターン、45……配線。
1A to 2C and 2A and 2B are schematic cross-sectional views for explaining the first embodiment of the present invention;
Figures A and B to Figure 8A and B are schematic plan views showing states at main process steps to explain the method of forming a finely patterned Zr-O film using the first embodiment of the present invention. and schematic cross-sectional views, FIG. 9A~
F is a schematic sectional view showing the state at the main process steps for explaining the second embodiment of the present invention, and FIGS. , A is a schematic plan view,
and B are schematic cross-sectional views of the case manufactured by the conventional method, and C are schematic cross-sectional views of the case manufactured by applying the present invention, and FIG. 11 is a main process for explaining the case of applying the present invention to the manufacture of multilayer wiring. In the drawings showing the state at each stage, A, B, D, and E are schematic cross-sectional views, and C is a schematic plan view. 1, 11, 21, 33, 41... base layer, 1
a, 11a, 21a...upper surface (of base layer),
2, 12, 22, 42...ZrN film, 2a, 12a
... Part of the ZrN film (underneath the Au film), 2b, 1
2b...ZrN film part (without Au film), 22a
...Fine pattern (of Zr-N film), 3, 13,
23, 43...Au film, 3a, 13a, 23a...
...(Au film) fine pattern, 4, 14, 35,
44...ZrO 2 transparent film, 4a, 14a... (underneath the Au film) ZrO 2 transparent film part (or fine pattern of ZrO 2 transparent film), 4b, 14b... (without Au film) ZrO 2 Transparent membrane parts, 4c, 4d... island-like
ZrO 2 transparent film, 31a, 31b... electrode, 32...
... Zr-N heating element, 24 ... Fine pattern of ZrO 2 transparent film, 34 ... Protective film, 43a ... Au film pattern, 45 ... Wiring.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 下地層上にZrO2透明膜を形成するに当り、 該下地層上の全面又は一部分に1μm以下の膜
厚のZr−N膜を設ける工程と、 該Zr−N膜の全面又は一部分に2μm以下の膜
厚のAu膜を設ける工程と、 酸化雰囲気中において200℃以上の温度で5時
間以上の熱処理を行つて、前記Au膜の下側に位
置する前記Zr−N膜をZrO2透明膜に変える熱処
理工程とを 含むことを特徴とするZrO2透明膜の形成方法。
[Claims] 1. In forming a ZrO 2 transparent film on the base layer, a step of providing a Zr-N film with a thickness of 1 μm or less on the entire surface or a part of the base layer; and the Zr-N film. A step of providing an Au film with a thickness of 2 μm or less on the entire surface or a part of the Zr-N film located below the Au film, and heat treatment for 5 hours or more at a temperature of 200°C or more in an oxidizing atmosphere. A method for forming a ZrO 2 transparent film, comprising a heat treatment step for converting the film into a ZrO 2 transparent film.
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