特許 5890256 アルミニウム合金膜

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5890256

(24)【登録日】2016年2月26日

(45)【発行日】2016年3月22日

(54)【発明の名称】アルミニウム合金膜

(51)【国際特許分類】

   C23C 14/14 20060101AFI20160308BHJP

   C22C 21/00 20060101ALI20160308BHJP

   C23C 14/34 20060101ALI20160308BHJP

   H01L 21/285 20060101ALI20160308BHJP

   H01L 21/28 20060101ALI20160308BHJP

【ＦＩ】

   C23C14/14 B

   C22C21/00 N

   C23C14/34 M

   H01L21/285 S

   H01L21/28 301R

   H01L21/285 301

【請求項の数】3

【全頁数】20

(21)【出願番号】特願2012-128537(P2012-128537)

(22)【出願日】2012年6月6日

(65)【公開番号】特開2013-253278(P2013-253278A)

(43)【公開日】2013年12月19日

【審査請求日】2015年3月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】591124765

【氏名又は名称】ジオマテック株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100144048

【弁理士】

【氏名又は名称】坂本 智弘

(72)【発明者】

【氏名】菅原 浩幸

【審査官】 安齋 美佐子

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０５−２６６５１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−０７３８１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００１−１１８２８６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭５２−０９０４３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１１−０２１２７５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０３−０１６１３２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２３Ｃ １４／００−１４／５８

Ｃ２２Ｃ ２１／００

Ｈ０１Ｌ ２１／２８

Ｈ０１Ｌ ２１／２８５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

アルミニウム膜中に少なくとも１種の他の金属元素が添加され、膜厚が５００〜１０００ｎｍの範囲にあるアルミニウム合金膜であって、
その膜中に窒素が０．５〜５．７質量％の範囲で含有されているとともに、平面的に観た場合の結晶粒の平均粒径が１００ｎｍ以下にあり、表面粗さＲｍａｘが６０ｎｍ以下であり、
Ｈｖ硬度が、１５０以上であり、
可視域における光反射率は、平均的に８６％以上であり、そして、
比抵抗は、２０μΩ以下である
ことを特徴とするアルミニウム合金膜。

【請求項2】

前記金属元素は、Ｔｉ、Ｎｄ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆのうち少なくとも一つが添加されていることを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム合金膜。

【請求項3】

前記金属元素はＴｉ、Ｎｄのうちの少なくとも一つであり、
前記金属元素の膜中の濃度は、１．０〜１．９質量％の範囲である
ことを特徴とする請求項２に記載のアルミニウム合金膜。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、アルミニウム合金膜とその製造方法に関する。

【背景技術】

【0002】

アルミニウムからなる薄膜は、一般に、他の金属と比べて、成膜が容易でコストの観点においても非常に優れ、高い光反射率を備えることで知られている。

【0003】

しかし、アルミニウム膜をたとえばスパッタリング法により成膜する場合、そのスパッタリングターゲットから飛び出してくるアルミニウム原子のエネルギーが高く、基板上に吸着したアルミニウム原子は容易に表面拡散するようになる。このため、成膜初期過程ではアルミニウムの核発生の数が少なくなり、アルミニウムの核が成長してアルミニウムの結晶粒になるときに粗大化し、結晶粒同士が連なって連続膜になる際に、アルミニウム膜の表面が粗くなり、光反射率が低下してしまうという不都合を有する。

【0004】

このため、このような不都合を解消する一つの手段として、他の元素を添加してアルミニウム合金膜とする技術が知られている。たとえば下記特許文献１に示すアルミニウム合金膜は、多結晶からなり、各々の結晶粒子の内部及び結晶粒子の界面部中に一様の濃度で分布する第一添加物と、結晶粒子の内部より高い濃度で結晶粒子の界面部において分布する第二添加物とを含ませることにより、光記録素子用に充分な光反射率の膜を得ることができる技術が開示されている。なお、特許文献１では、反射率の値は開示されておらず、実施例におけるアルミニウム合金膜の最大膜厚は９３ｎｍとなっている。

【0005】

また、下記特許文献２に示すアルミニウム合金膜は、特定の希土類元素の添加によって、表面粗さを４ｎｍ以下とし、光反射率を８８％以上とした技術が開示されている。なお、特許文献２では、実施例におけるアルミニウム合金膜の最大膜厚は１５０ｎｍとなっている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0006】

【特許文献1】再表2007/072732号公報

【特許文献2】特開2011-021275号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0007】

しかし、特許文献１、２に示したアルミニウム合金膜であっても、その膜厚を数百ｎｍ以上にしようとする場合、その表面が粗くなって光反射率が低下し、さらに抵抗が高くなり、耐久性が乏しくなるという不都合を有することが免れなかった。

【0008】

本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、膜厚を数百ｎｍ以上に形成しても、高い反射率を有し、かつ低抵抗で、高い耐久性を備えるアルミニウム合金膜を提供することにある。

【0009】

また、本発明の目的は、極めて簡単な構成にも拘わらず、膜厚を数百ｎｍ以上に形成しても、高い反射率で、かつ低抵抗、高い耐久性を備えるアルミニウム合金膜の製造方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0010】

このような目的を達成するために、本発明は、アルミニウム合金膜をスパッタリング法で成膜する場合、その成膜の際に適量の窒素を含有させるようにしたものである。

【0011】

このように構成することによって、アルミニウム合金膜をたとえ数百ｎｍ以上の膜厚で形成しても、高い光反射率が得られ、また、低抵抗、高耐久性のアルミニウム合金膜を得ることができるようになる。

【0012】

そして、このようなアルミニウム合金膜をスパッタリング装置によって製造する場合に、アルミニウム合金膜形成の際のスパッタガス中に適量のＮ_２ガスを添加するだけで済むことから、極めて簡単な構成でアルミニウム合金膜を得ることができるようになる。

【0013】

本発明は、以下の構成によって把握される。
（１）本発明のアルミニウム合金膜は、アルミニウム膜中に少なくとも一種の他の金属元素が添加され、膜厚が５００〜１０００ｎｍの範囲にあるアルミニウム合金膜であって、その膜中に窒素が０．５〜５．７質量％の範囲で含有されているとともに、平面的に観た場合の結晶粒の平均粒径が１００ｎｍ以下にあり、表面粗さＲｍａｘが６０ｎｍ以下であり、Ｈｖ硬度が、１５０以上であり、可視域における光反射率は、平均的に８６％以上であり、そして、比抵抗は、２０μΩ以下であることを特徴とする。
（２）本発明のアルミニウム合金膜は、（１）の構成において、前記金属元素は、Ｔｉ、Ｎｄ、Ｍｏ、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆのうち少なくとも一つが添加されていることを特徴とする。
Ｔｉ，Ｎｄ，Ｍｏ，Ｎｂ，Ｚｒ，Ｈｆは、アルミの結晶成長を押さえる効果があることが知られており、本発明の添加される金属元素として好適である。更に、耐熱性向上、ヒロック抑制などの効果があり、添加による抵抗値の上昇が比較的少ない。
（３）本発明のアルミニウム合金膜は、（２）の構成において、前記金属元素はＴｉ、Ｎｄのうちの少なくとも一つであり、前記金属元素の膜中の濃度は、１．０〜１．９質量％の範囲であることを特徴とする。（２）に挙げた金属の中でも、Ｔｉ，Ｎｂは、上記効果の他に、湿式エッチングが容易であり、電子機器などに利用される電極において良好なパターンを得やすい等の特徴を有している。

【発明の効果】

【0014】

このように構成したアルミニウム合金膜によれば、膜厚を数百ｎｍ以上に形成しても、高い反射率を有し、かつ低抵抗で、高い耐久性を備えるものを得ることができる。

【0015】

また、このように構成したアルミニウム合金膜の製造方法によれば、極めて簡単な構成にも拘わらず、膜厚を数百ｎｍ以上に形成しても、上述の、高反射率、低抵抗、高耐久性という特性を備えるアルミニウム合金膜を得ることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】本発明のアルミニウム合金膜を形成するためのスパッタリング装置の概略図、および基板上に形成された該アルミニウム合金膜の断面図である。

【図2】アルミニウム合金膜（窒素が含有されていない）の表面をＳＥＭ及びＡＦＭによって観察した図である。

【図3】アルミニウム合金膜（窒素が５ｓｃｃｍ含有されている）の表面をＳＥＭ及びＡＦＭによって観察した図である。

【図4】アルミニウム合金膜（窒素が１０ｓｃｃｍ含有されている）の表面をＳＥＭ及びＡＦＭによって観察した図である。

【図5】アルミニウム合金膜（窒素が１５ｓｃｃｍ含有されている）の表面をＳＥＭ及びＡＦＭによって観察した図である。

【図6】アルミニウム合金膜（窒素が２０ｓｃｃｍ含有されている）の表面をＳＥＭ及びＡＦＭによって観察した図である。

【図7】純アルミニウム膜（窒素が含有されていない）の表面をＳＥＭ及びＡＦＭによって観察した図である。

【図8】純アルミニウム膜（窒素が１０ｓｃｃｍ含有されている）の表面をＳＥＭ及びＡＦＭによって観察した図である。

【図9】窒素が含有されたアルミニウム合金膜１０の光の波長（ｎｍ）に対する反射率（％）を、窒素が含有されていないアルミニウム合金膜、窒素が含有されていない純アルミニウム膜、および窒素が含有されている純アルミニウム膜とともに示したグラフである。

【図10】図９に示したグラフを作成するためのデータを示した表である。

【図11】アルミニウム合金膜の形成に際し、窒素ガスＮ_２を導入させない場合、窒素ガスＮ_２を５ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍ、および２０ｓｃｃｍ導入させた場合のそれぞれにおいて、該アルミニウム合金膜のＮＨＴ硬度、Ｈｖ硬度、ヤング率、および圧子最大深さを示した表である。

【図12】アルミニウム合金膜の形成に際し、窒素ガスＮ_２を５ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍ、および２０ｓｃｃｍ導入させた場合のそれぞれにおいて、該アルミニウム合金膜の膜厚と抵抗値との関係を示した表である。

【図13】アルミニウム合金膜の形成において、窒素ガスＮ_２を導入しない場合、窒素ガスＮ_２を導入した場合のＥＳＣＡによる成分分析を行った結果を示す表である。

【図14】反射防止膜の金型原版となるスタンパの製造方法を示す工程図である。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、添付図面を参照して、本発明を実施するための形態（以下、実施形態）について詳細に説明する。なお、実施形態の説明の全体を通して同じ要素には同じ番号を付している。
（実施形態１）
図１（ａ）は、本発明のアルミニウム合金膜を形成するためのＤＣマグネトロンスパッタリング装置（以下、単にスパッタリング装置１と称する）の概略図である。スパッタリング装置１は、まず、真空排気可能なチャンバー２を備えている。チャンバー２の底部には載置台４が設けられ、天井側には、たとえばＡｌ−Ｔｉ、あるいはＡｌ−Ｎｄ等からなるアルミニウム合金ターゲット（以下、単にターゲット３と称する）が設けられている。

【0018】

また、チャンバー２には、図示しないガス導入系に接続されたガス導入口６と、図示しない真空ポンプに接続された排気口７とが設けられている。

【0019】

このように構成されるスパッタリング装置１を用い、たとえばガラスからなる基板５の上面にアルミニウム合金膜を成膜する場合、前記真空ポンプ（図示せず）によってチャンパー２内を真空（減圧）にした後、その真空状態を維持したまま、表面が露出した基板５をチャンバー２内に搬送し、成膜しようとする面をターゲット３に向け、載置台４の上面に載置する。

【0020】

チャンパー２内に、スパッタガス（Ａｒガス）、さらに窒素ガスＮ_２をガス導入口６から導入する。ここでは、Ａｒガス流量は４００〜４４０ｃｃｍとし、窒素ガスはスパッタガス中の濃度が１〜５％の範囲となる量（５〜２０ｓｃｃｍ）を添加した。チャンバー２の内部がたとえば０．４Ｐａの圧力で安定したところでターゲット３に直流電圧を印加してスパッタする。スパッタの際は、基板５の温度がたとえば１００℃になるようにし、その状態で絶縁基板５の表面にアルミニウム合金膜を形成する。基板温度が１５０度以上になると、温度の上昇に準じて窒素ガスによる効果が薄れて、結晶粒子が大きくなるため好ましくない。

【0021】

そして、アルミニウム合金膜の膜厚が５００〜１０００ｎｍの範囲の所定の値に達したところで、直流電圧の印加およびスパッタガスの導入を終了させ、基板５をチャンバー２の外部に搬出する。

【0022】

図１（ｂ）は、チャンバー２から取り出された基板５の断面図を示している。該基板５の上面には、膜厚が５００〜１０００ｎｍの範囲で形成されたアルミニウム合金膜１０が形成されている。このアルミニウム合金膜１０は、Ａｌ−Ｔｉ、あるいはＡｌ−Ｎｄ等から構成されている。Ｔｉ、あるいはＮｄが含有されたアルミニウム合金膜１０は、異常粒の発生を抑え、結晶粒を均一にでき、エッチングを均一に行うことができる効果を奏するようになる。

【0023】

ここで、上述したようなアルミニウム合金膜１０の形成において、窒素ガスＮ_２を全く導入しない場合から窒素ガスＮ_２を順次多くしながら導入した場合の合計５段階のそれぞれについて形成される各アルミニウム合金膜１０の表面の状態を図２ないし図６に示す。

【0024】

図２ないし図６は、それぞれ、アルミニウム合金膜１０の表面をＡＦＭ（Atomic Force Microscope）によって観察した結果（左側の図）とＳＥＭ（Scanning electron microscope：走査型電子顕微鏡）によって観察した結果（右側の図）を示すものである。ＡＦＭの走査領域は一辺が５０００ｎｍの正方領域とし、ＳＥＭ倍率は５００００倍とした。なお、アルミニウム合金膜１０は、その膜厚を約１０００ｎｍとして形成したものとなっている。

【0025】

図２は、窒素ガスＮ_２を全く導入しない状態でアルミニウム合金膜１０を形成したもので、左側の図から比較的大きな凸部が散在的に形成されていることが判り、右側の図からアルミニウム粒子が比較的大きく形成されていることが判る。平均的な表面粗さＲａが５．５２７（ｎｍ）であり、最大表面粗さＲｍａｘが９．５４８×１０（ｎｍ）となっている。ここで、図２で示すアルミニウム粒子は、その平均粒径が１００ｎｍより大きくなっている（図２の右側の図の右下の１００ｎｍのスケール参照）。

【0026】

図３は、窒素ガスＮ_２を少し導入することによって、スパッタガス中に窒素を５ｓｃｃｍ含有させてアルミニウム合金膜１０を形成させたものとなっており、左側の図から、図２の場合と比べて比較的大きな凸部が少し減少していることが判り、右側の図から、図２の場合と比べてアルミニウム粒子が少し小さくなって形成されていることが判る。平均的な表面粗さＲａは、５．１０２（ｎｍ）であり、最大表面粗さＲｍａｘは５．７１３×１０（ｎｍ）となっている。ここで、図３で示すアルミニウム粒子は、その平均粒径が、図２で示した場合よりも小さくなっており、その平均粒径が１００ｎｍ以下となっている。

【0027】

図４は、窒素ガスＮ_２を図３の場合よりも少し多く導入することによって、スパッタガス中に窒素を１０ｓｃｃｍ含有させてアルミニウム合金膜１０を形成させたものとなっており、左側の図から、図３の場合と比べて比較的大きな凸部が少し減少していることが判り、右側の図から、図３の場合と比べてアルミニウム粒子が少し小さくなって形成されていることが判る。平均的な表面粗さＲａは、３．１４５（ｎｍ）であり、最大表面粗さＲｍａｘは４．３５９×１０（ｎｍ）となっている。ここで、図４で示すアルミニウム粒子は、その平均粒径が、図３で示した場合よりも小さくなっており、その平均粒径が１００ｎｍ以下となっている。

【0028】

図５は、窒素ガスＮ_２を図４の場合よりも少し多く導入することによって、スパッタガス中に窒素を１５ｓｃｃｍ含有させてアルミニウム合金膜１０を形成させたものとなっており、左側の図から、図４の場合と比べて比較的大きな凸部が少し減少していることが判り、右側の図から、図４の場合と比べてアルミニウム粒子が少し小さくなって形成されていることが判る。平均的な表面粗さＲａは、２．５８２（ｎｍ）であり、最大表面粗さＲｍａｘは３．２５２×１０（ｎｍ）となっている。ここで、図５で示すアルミニウム粒子は、その平均粒径が、図４で示した場合よりも小さくなっており、その平均粒径が１００ｎｍ以下となっている。

【0029】

図６は、窒素ガスＮ_２を図５の場合よりも少し多く導入することによって、スパッタガス中に窒素を２０ｓｃｃｍ含有させてアルミニウム合金膜１０を形成させたものとなっている。この場合、左側の図から、図５の場合と比べて比較的大きな凸部が少し増加していることが判り、平均的な表面粗さＲａは、３．０１２（ｎｍ）であり、最大表面粗さＲｍａｘは４．０１６×１０（ｎｍ）となっている。図５と比較すると、粒子が細かくなるという本発明の効果は維持しているものの、粒子の大小のバラツキが大きくなって均一性が低下している。本発明の範囲内ではあるが、窒素ガス添加量が若干適正範囲を超えていると考えられる。

【0030】

図２ないし図６から明らかとなるように、アルミニウム合金膜１０の形成において、窒素ガスＮ_２を導入することによって、アルミニウム粒子の径が小さくなることが明らかとなる。この場合、平面的に観た場合の結晶粒の平均粒径が１００ｎｍ以下にあり、表面粗さＲｍａｘが６０ｎｍ以下であることが明らかになる。これにより、アルミニウム合金膜１０の表面の光反射率が向上するようになる。

【0031】

ここで、図１において、基板５の上面には、たとえばＡｌ−Ｔｉ、あるいはＡｌ−Ｎｄ等からなるアルミニウム合金膜１０を形成したものとし、本発明では純アルミニウム膜の形成を対象外とするようにしている。この理由は、純アルミニウム膜の場合であっても、窒素の添加によってアルミニウム粒子の径が小さくなることが確認できるが、その際に、異常に大きくなる粒子の発生を免れないことが判明しているからである。

【0032】

図７、図８は、図２ないし図６に示したと同様に、基板５の上面に、いわゆる純アルミニウム膜を形成し、該アルミニウム膜の表面をＡＦＭおよびＳＥＭによって観察した図である。図７、図８において、それぞれ、（ａ）は、走査領域を一辺が５０００ｎｍの正方領域としたＡＦＭの結果であり、（ｂ）は（ａ）に示す純アルミニウム膜の表面のＳＥＭ観察の結果である。図７は、窒素ガスＮ_２を全く導入しない状態で純アルミニウム膜を形成した場合、図８は、窒素ガスＮ_２をスパッタガス中に１０ｓｃｃｍ含有させて純アルミニウム膜を形成した場合を示している。図７に示すように、窒素が含有されていない純アルミニウム膜の場合、平均的な表面粗さＲａは、８．９８５（ｎｍ）であり、最大表面粗さＲｍａｘは２．００１×１０^２（ｎｍ）となっており、それらの表面粗さ（特に最大表面粗さ）が大きいことが判明する（図７（ｂ）参照）。また、図８に示すように、窒素が含有されている純アルミニウム膜の場合でも、平均的な表面粗さは、６．５０１（ｎｍ）であり、最大表面粗さは１．９５８×１０^２（ｎｍ）となっており、それらの表面粗さ（特に最大表面粗さ）が大きいことが判明する（図８（ｂ）参照）。このことから、アルミニウム粒子を全域的に小さくでき、これにより高い反射率を得るためには、純アルミニウム膜よりもアルミニウム合金膜の方が好適であることが明らかとなる。

【0033】

図９は、上述の窒素が含有されたアルミニウム合金膜１０の光の波長（ｎｍ）に対する反射率（％）を、窒素が含有されていないアルミニウム合金膜、窒素が含有されていない純アルミニウム膜、および窒素が含有されている純アルミニウム膜とともに示したグラフである。同グラフは、横軸に光の波長（ｎｍ）を示し、縦軸に反射率（％）を示している。

【0034】

図９において、図中Ａは窒素を含有させていないアルミニウム合金膜の反射特性を示し、図中Ｂは窒素を５ｓｃｃｍ含有させたアルミニウム合金膜の反射特性を示し、図中Ｃは窒素を１０ｓｃｃｍ含有させたアルミニウム合金膜の反射特性を示し、図中Ｄは窒素を１５ｓｃｃｍ含有させたアルミニウム合金膜の反射特性を示し、図中Ｅは窒素を２０ｓｃｃｍ含有させたアルミニウム合金膜の反射特性を示している。また、図中Ｆは窒素を含有させていない純アルミニウム膜の反射特性を示し、図中Ｇは窒素を１０ｓｃｃｍ含有させた純アルミニウム膜の反射特性を示している。

【0035】

この場合、図９から明らかとなるように、少なくとも、窒素が含有されたアルミニウム合金膜において、可視域（たとえば波長４００〜７００ｎｍ）における光反射率は、最も低いもの（グラフＥ）でも８６％以上であり、窒素添加無しの純アルミニウム膜（グラフＦ）よりも高い反射率が得られることが判明する。なお、純アルミニウム膜の場合も窒素添加により反射率が向上するが（グラフＧ）、前述の異常粒子発生の問題があり、実用的ではない。

【0036】

なお、図１０は、図９に示したグラフを作成するためのデータを示す表であり、（ａ）において波長４００〜５２６ｎｍの範囲で、（ｂ）において波長５２８〜６６８ｎｍの範囲で、（ｃ）において波長６７０〜７００ｎｍの範囲で、それぞれ、前記Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ、Ｅ、Ｆ、Ｇの各部材の反射率を示している。

【0037】

図１１は、上述のアルミニウム合金膜１０の形成に際し、窒素ガスＮ_２を導入しない場合、窒素ガスＮ_２を５ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍ、および２０ｓｃｃｍ導入した場合のそれぞれにおいて、該アルミニウム合金膜１０のＮＨＴ硬度、ＮＨＴ硬度から換算したヴィッカース硬度Ｈｖ、ヤング率、および圧子最大深さを示した表である。

【0038】

ヴィッカース硬度において、窒素ガスＮ_２を導入しない場合は９６．６であるのに対し、窒素ガスＮ_２を５ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍ、および２０ｓｃｃｍと導入した場合は、順次、１５５．８、１９４．７、２２５．７、２２９．２となり、窒素ガスＮ_２の導入量に応じて大きくなっている。このことから、アルミニウム合金膜１０は、窒素が含有されることによって、高い硬度を有するようになることが判る。

【0039】

ヤング率は、窒素ガスＮ_２を導入しない場合は７３．９ＧＰａであるのに対し、窒素ガスＮ_２を５ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍ、および２０ｓｃｃｍと導入した場合は、順次、７８．０ＧＰａ、７７．７ＧＰａ、９５．３ＧＰａ、８２．５ＧＰａとなり、窒素ガスＮ_２の導入量に応じて略大きくなっていることが判る。

【0040】

また、圧子最大深さは、窒素ガスＮ_２を導入しない場合は１９３．７ｎｍであるのに対し、窒素ガスＮ_２を５ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍ、および２０ｓｃｃｍと導入した場合は、順次、１５４．１ｎｍ、１４０．７ｎｍ、１３０．４ｎｍ、１３１．２ｎｍと浅くなり、窒素ガスＮ_２の導入量に応じてアルミニウム合金膜１０の硬さが大きくなっていることが判る。

【0041】

したがって、該アルミニウム合金膜１０は、窒素が含有されることにより、極めて高い硬度と耐久性を有するようになっていることが判る。

【0042】

なお、図１１に示す表においては、基板５に対するアルミニウム合金膜１０の密着試験をヴィッカース圧痕およびスクラッチによって行っていることを示しているが、いずれの場合にも、剥離なしとの結果を得ている。

【0043】

図１２は、上述のアルミニウム合金膜１０の形成に際し、窒素ガスＮ_２を５ｓｃｃｍ、１０ｓｃｃｍ、１５ｓｃｃｍ、および２０ｓｃｃｍ導入した場合のそれぞれにおいて、アルミニウム合金膜１０の膜厚と抵抗値との関係を示した表である。

【0044】

窒素ガスＮ_２を５ｓｃｃｍ導入することにより得られるアルミニウム合金膜１０の膜厚を７８３（ｎｍ）、７９１（ｎｍ）、８０８（ｎｍ）とした場合、それぞれの抵抗値は、０．１００５Ω、０．０９７０Ω、０．０９４４Ωとなった。これにより、アルミニウム合金膜１０の平均膜厚は７９６．０５（ｎｍ）、平均抵抗値は０．０９７５Ωとなり、比抵抗は７．７５８（μΩｃｍ）となる。

【0045】

窒素ガスＮ_２を１０ｓｃｃｍ導入することにより得られるアルミニウム合金膜１０の膜厚を７４２（ｎｍ）、７４１（ｎｍ）、７６６（ｎｍ）とした場合、それぞれの抵抗値は、０．１３６６Ω、０．１３１４Ω、０．１２７５Ωとなった。これにより、アルミニウム合金膜１０の平均膜厚は７５４．７０（ｎｍ）、平均抵抗値は０．１３２１Ωとなり、比抵抗は９．９６６（μΩｃｍ）となる。

【0046】

窒素ガスＮ_２を１５ｓｃｃｍ導入することにより得られるアルミニウム合金膜１０の膜厚を７６６（ｎｍ）、７８８（ｎｍ）、７９０（ｎｍ）とした場合、それぞれの抵抗値は、０．１７７５Ω、０．１６７５Ω、０．１６４５Ωとなった。これにより、アルミニウム合金膜１０の平均膜厚は７７８．７５（ｎｍ）、平均抵抗値は０．１７１０Ωとなり、比抵抗は１３．３１７（μΩｃｍ）となる。

【0047】

窒素ガスＮ_２を２０ｓｃｃｍ導入することにより得られるアルミニウム合金膜１０の膜厚を７３６（ｎｍ）、７４８（ｎｍ）、７６３（ｎｍ）とした場合、それぞれの抵抗値は、０．２３９２Ω、０．２１５２Ω、０．２２２５Ωとなった。これにより、アルミニウム合金膜１０の平均膜厚は７４９．９０（ｎｍ）、平均抵抗値は０．２３０９Ωとなり、比抵抗は１７．３１１（μΩｃｍ）となる。

【0048】

なお、窒素ガスＮ_２を導入しない場合、それによって得られるアルミニウム合金膜１０の膜厚を６５９（ｎｍ）、６６５（ｎｍ）、６７４（ｎｍ）とした場合、それぞれの抵抗値は、０．０８３９Ω、０．０８３９Ω、０．０８２６Ωとなった。これにより、アルミニウム合金膜１０の平均膜厚は６６６９．００、平均抵抗値は０．０８３３となり、比抵抗は５．５５２（μΩｃｍ）となる。

【0049】

この表から明らかなように、該アルミニウム合金膜１０は、窒素が含有されても、比抵抗を少なくとも２０μΩ以下に抑えることができる。このため、該アルミニウム合金膜１０を電子部品の配線層等に充分適用でき、たとえば有機ＥＬ（Electro Luminescence）素子の電極として用いることができる効果を奏するようになる。

【0050】

図１３は、前記アルミニウム合金膜１０の形成において、窒素ガスＮ_２を導入しない場合、窒素ガスＮ_２を５ｓｃｃｍ導入した場合、窒素ガスＮ_２を１０ｓｃｃｍ導入した場合、窒素ガスＮ_２を１５ｓｃｃｍ導入した場合、窒素ガスＮ_２を２０ｓｃｃｍ導入した場合のＥＳＣＡ（Electron Spectroscopy for Chemical Analysis）による成分分析を行った結果を示す表である。図１３において、成分分析の対象は、Ｏ、Ｔｉ、Ｎ、Ａｌ、Ｃとなっている。

【0051】

この表から、窒素ガスＮ_２を５ｓｃｃｍ導入した場合において、窒素Ｎの濃度はほぼ０．５〜０．９質量％となることが明らかとなり、窒素ガスＮ_２を２０ｓｃｃｍ導入した場合において、窒素Ｎの濃度は２．２〜５．７質量％となることが明らかとなる。即ち、アルミニウム合金膜中の窒素成分量は０．５〜５．７質量％の範囲で本発明の効果が実現されている。
上記窒素の成分範囲の中でも、窒素ガスを２０ｓｃｃｍ導入した例では他の例よりも反射率の向上効果が小さいことから、膜厚５００〜１０００ｎｍの範囲内の値で形成したアルミニウム合金膜１０は、窒素Ｎの濃度が０．５〜４．１質量％の範囲内で含有されていることが更に好ましい濃度範囲であり、より高い光反射率を得ることができることが判明する。

【0052】

また、当該表から、アルミニウム合金膜において、アルミニウム以外の他の金属元素としてＴｉを含有させている場合、該Ｔｉの含有量は１．０〜１．９質量％となっており、この値が適当であることが判明する。

【0053】

このように構成されたアルミニウム合金膜は、１０００ｎｍ程度の厚い膜とした場合でも、その結晶粒が細かく形成でき、均質な材料となることから、反射膜だけではなく、構成部材としての用途も広がる。その一例として、有機ＥＬ素子の陰極電極としての用途がある。有機ＥＬでは、通電された時間内に瞬時に発光する必要があり、大きな電流が素子電極に流れる。さらに電極や配線接続部で高い電流の流れにより発熱し易くなるため酸化が起こり易い。従って高反射率を維持しつつ低抵抗、高耐久性であることが電極材料としての要件となり、本発明のアルミニウム合金膜は、従来のアルミニウム膜に比較して顕著な優位性を有している。また、他の例として、いわゆるモスアイ構造からなる反射防止膜を成形するスタンパ（金型原版）の材料として優れたものとなる。この構造の反射防止膜は、たとえば、表面に散在された多数の突起が形成され屈折率が連続的に変化する高分子フィルムから構成され、スタンパは、その表面に、該高分子フィルムの表面に形成する突起に対応して配列された窪みを有するようにして構成されている。

【0054】

図１４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、このようなスタンパ１１を製造する工程図である。まず、アルミニウム合金膜からなる基材１２を用意する。アルミニウム合金膜は、アルミニウム以外の金属としてＴｉ、Ｎｄのうち少なくとも一方が添加されていることが好ましい。また、該基材１２の厚さは、５００〜１０００ｎｍの範囲にあることが好ましい。そして、図１４（ａ）に示すように、該基材１２の表面を陽極酸化し、表面に散在された多数の細孔１３を形成する。この場合、陽極酸化の条件および時間を制御することによって、前記細孔１３の大きさ、生成密度、細孔１３の深さ、配列の規則性などを制御するようにする。次に、このような細孔１３を有する基材１２をエッチング液によって所定の量だけエッチングすることにより、図１４（ｂ）に示すように、前記細孔１３の孔径を拡大させる。そして、再び、基材１２を部分的に陽極酸化することにより、細孔１３を深さ方向に成長させるとともに、前記基材１２をエッチング液に接触させることによって、図１４（ｃ）に示すように、さらに外径を拡大させた細孔１３を得ることができる。
このように作成されたスタンパを用い、スタンパ表面の凹凸形状をフィルム表面に転写することにより、モスアイ構造を有する反射防止フィルムとすることができる。

【0055】

（実施形態２）
実施形態１では、アルミニウム合金膜に添加されるアルミニウム以外の他の金属元素としてＴｉあるいはＮｄを説明したものである。しかし、これらＴｉあるいはＮｄに限定されることはなく、たとえば、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｎｂ等の他の金属元素であってもよい。同様の効果が得られ、導電性もあまり低下しないからである。

【0056】

以上、実施形態を用いて本発明を説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施形態に記載の範囲には限定されないことは言うまでもない。上記実施形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。また、その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

【符号の説明】

【0057】

１……スパッタリング装置、２……チャンバー、３……ターゲット、４……載置台、５……絶縁基板、６……ガス導入口、７……排気口、１０……アルミニウム合金膜、１１……スタンパ（金型原版）、１２……基材（アルミニウム合金膜）、１３……細孔、１５……成形装置、１６……回転ローラ、１７……凹凸パターン受容シート、１８……シート供給ローラ、１９……シート排出ローラ、ＵＶ……紫外線。

【図1】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図14】