JP2003019432A - ガスデポジション方法およびそれを用いた表示デバイス用基板の製造方法、ガスデポジション装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 アーク放電によって材料を溶融、蒸発させて
超微粒子を生成し、生成された超微粒子を堆積させて成
膜を行うガスデポジション方法において、材料が局所的
に消費されるのを回避し、材料の使用効率を向上させ
る。 【解決手段】 材料４４は、ハース４３に固定されたる
つぼ６４内に配置される。電極支持体４９によって支持
された陰極４５と材料４４との間に電圧を印加してアー
ク柱３９を発生し、材料４４を溶融、蒸発させて超微粒
子を生成する。アーク柱３９の発生中に、ハース４３を
水平方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動させることによって、材
料４４の溶融部３８が生じる位置を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、導電性材料の超微
粒子を生成し、生成した超微粒子を堆積させて導電性膜
を形成するガスデポジション方法およびそれを用いた表
示デバイス用基板の製造方法、ガスデポジション装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】まず、導電性材料の超微粒子によって電
極を形成する従来のガスデポジション装置について、図
７を参照して説明する。図７は、このガスデポジション
装置の構成を示す模式的断面図である。

【０００３】このガスデポジション装置は、材料１４４
を分解して超微粒子を生成するための内部空間を形成す
る超微粒子生成室１４０と、生成された超微粒子をセッ
トされた基板１１０上に堆積させるための内部空間を形
成する膜形成室１５１とを有している。両室間は搬送管
１５２で接続されている。超微粒子生成室１４０と膜形
成室１５１とには、それぞれバルブ１４６，１５６を備
える、不図示の排気ポンプに接続された排気管が接続さ
れている。また、超微粒子生成室１４０には、バルブ１
４７を備える、不活性ガスを導入するガス導入管が接続
されている。両室には、内圧を検出する圧力計１４２，
１５４がそれぞれ設けられており、両室内はそれぞれ所
定の内圧に調整可能である。

【０００４】超微粒子生成室１４０内には、形成する金
属膜の材料１４４を設置可能なるつぼ１６４がハース１
４３上に固定されている。ハース１４３は駆動機構１４
１によって上下動可能に支持されており、金属から形成
され、不図示の冷却機構を備えている。設置された材料
１４４から所定の距離を隔てた位置には、不図示の電圧
印加手段に接続された陰極１４５が電極支持体１４９に
よって支持されている。陰極１４５は、例えばタングス
テンやタンタルなどの高融点金属から形成されている。

【０００５】膜形成室１５１内には、金属膜を形成する
基板１１０を保持可能なＸ−Ｙステージ１５９が設けら
れている。前述の搬送管１５２の、膜形成室１５１側の
先端にはノズル１５３が設けられており、このノズル１
５３は、Ｘ−Ｙステージ１５９に保持された基板１１０
上に位置している。Ｘ−Ｙステージ１５９は、ノズル１
５３に対する基板１１０の相対位置を変えるように、水
平方向（Ｘ−Ｙ方向）に移動可能である。さらに、Ｘ−
Ｙステージ１５９は、ステージ支持体１７２を介して上
下方向にも移動可能である。

【０００６】このガスデポジション装置による金属膜形
成は以下のように行われる。

【０００７】まず、超微粒子生成室１４０内のるつぼ１
６４内に、材料１４４を設置し、膜形成室１５１内のＸ
−Ｙステージ１５９上に、基板１１０を設置する。そし
て、超微粒子生成室１４０内は、所望の膜質、形状の金
属膜を形成するのに適した所定の室内圧力に調整され、
膜形成室１５１内は、超微粒子生成室１４０内よりも低
い、所定の室内圧力に調整される。この際、通常、超微
粒子生成室４０および膜形成室５１内は、成膜前に一旦
室内圧力を数Ｐａ程度まで排気することで、酸素などの
不純物ガスを除去したのち、不活性ガスであるヘリウム
やアルゴンなどを導入して、所定の圧力に調整する。

【０００８】超微粒子生成室４０の室内圧力が所定の圧
力に達したら、陰極１４５と材料１４４との間に所定の
電圧を印加してアーク放電を発生させ、超微粒子を生成
する。生成された超微粒子は、超微粒子生成室１４０と
膜形成室１５１との圧力差によって、搬送管１５２の、
超微粒子生成室１４０側の先端の吸引口１４８から吸引
され、搬送管１５２内を通ってノズル１５３から基板１
１０上に吹き付けられる。ノズル１５３から超微粒子が
吹き付けられている状態で、基板１１０をＸ−Ｙステー
ジ１５９により動かすことによって、所望のパターンの
金属膜を形成する。したがって、このガスデポジション
装置による金属膜形成は、マスクレスで実施可能であ
る。

【０００９】このように、冷却されたハース１４３上に
設けられた金属の材料１４４を、材料１４４と陰極１４
５との間に電圧を印加してアーク柱（不図示）を発生さ
せて蒸発させるガスデポジション装置においては、従
来、材料１４４が局所的に減じられる場合があった。す
なわち、図８に示すように、材料１４４は、主に陰極１
４５に近い部分から蒸発し、蒸発部１６２が形成される
場合があった。

【００１０】このように、材料１４４が、陰極１４５に
近い部分から蒸発していくと、アーク放電の両電極であ
る陰極１４５と材料１４４との距離が変化する。その結
果、安定してアーク柱を発生させることができなくなる
という問題が生じる場合があった。

【００１１】そこで、図７に示す装置は、ハース１４３
を上下動させる駆動機構１４１を備えており、陰極１４
５と材料１４４との間に一定の電圧が加わるように、ハ
ース１４３を上下に動かすことによって、アーク放電の
安定性を保っている（特開２０００−１７４２７号公報
など参照）。このようにすることで、材料１４４のさら
に下方の部分１６３を蒸発させて成膜に寄与させること
が可能となる。また、従来、アーク方式よりも、安定し
た蒸発量で材料１４４を蒸発させることができる高周波
加熱法なども提案されている。

【００１２】ところで、このようなガスデポジション方
法を用いた金属膜形成は、例えば特開平１１−２１９６
６０号公報などに提案されているように、表示デバイス
用基板などの製造において大面積にわたって金属膜のパ
ターニングを行う方法として用いられている。このよう
な金属膜形成においては、高導電性を持たせるために厚
膜が形成され、表示デバイス用基板１枚あたりに必要と
なる材料量はかなりの量になる。例えば、表示サイズが
５００ｍｍ×９２０ｍｍ程度の基板に、膜厚２０μｍ、
幅３５０μｍのＡｇ配線を形成する場合、約７０ｍｇ／
ライン程度の材料を消費することになる。表示デバイス
用基板全体では、例えばＸＧＡクラスの場合、配線数は
数百ライン以上あり、ざっと数十ｇの材料が必要とな
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記した従来のガスデ
ポジション装置においては、材料が減じてくるのに応じ
て、例えばハース１４３を上昇させて材料１４４と陰極
１４５との、鉛直方向の相対位置を変化させることによ
ってアーク柱を安定させている。これによって、材料１
４４の、陰極１４５に近い側で、鉛直方向に１６２，１
６３部分を消費して超微粒子を生成することができる
が、この場合、その他の部分は消費されにくい。特に、
本出願人が提案しているような、例えばＺｒ、Ｔａなど
の高融点金属膜を形成する場合（特開２０００−２０８
０３３号公報、特開２０００−２６０３２３号公報など
参照）は、この現象が顕著に現れる。

【００１４】このように、材料１４４がその一部だけで
消費されると、材料の使用効率が低くなってしまうこと
になる。また、特に、前述のように、一枚の基板上に金
属膜を形成するのに多量の材料を必要とする場合には、
頻繁に材料を交換する必要が生じ、製造効率の低下を招
いてしまう。

【００１５】そこで、材料交換頻度を減らすためにハー
ス１４３のサイズを大きくして、超微粒子生成室１４０
内に設置する材料１４４の量を増やすことが考えられる
が、材料が主として陰極１４５に近い部分で消費される
ため、単純に材料１４４の量を増やしても、材料の交換
頻度を効果的に減じることはできない。また、材料１４
４の高さを高くする方法も考えられるが、この場合、デ
ポジションを続けていくと材料の、蒸発せずに残った部
分と陰極４５とが接触してしまうなど、装置破損のトラ
ブルが発生する危惧がある。このようなトラブルが発生
すれば、稼働率を大きく低下させることになってしま
う。

【００１６】そこで、本発明の目的は、材料使用効率を
向上させることができ、表示デバイス用基板など、基板
１枚あたりに形成する形成膜量が多いプロセスや、Ｚ
ｒ、Ｔａなど高融点金属をデポジションする場合におい
ても、材料交換頻度を低くできるガスデポジション方法
およびそれを用いた表示デバイス用基板の製造方法、ガ
スデポジション装置を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】前述の目的を達成するた
め、本発明によるガスデポジション方法は、高融点金属
からなる電極が内部に配置された超微粒子生成室内に導
電性の材料を配置する工程と、超微粒子生成室と搬送管
を介して接続された膜形成室内に基体（基板）を配置す
る工程と、超微粒子生成室内を所定の圧力に保ち、膜形
成室内を超微粒子生成室内の圧力より低い所定の圧力に
保ちつつ、電極と材料との間に電圧を印加してアーク放
電を生じさせることによって材料を局所的に加熱し蒸発
させて超微粒子を生成する工程とを有し、生成された超
微粒子を超微粒子生成室内の圧力と膜形成室内の圧力と
の差を利用して搬送管を介して膜形成室内に導き、膜形
成室内に配置された基体（基板）上に着床させて成膜を
行うガスデポジション方法において、材料の表面の、電
極の先端に最も近い点を移動させるように、材料と電極
との相対位置を変える工程を有することを特徴とする。

【００１８】このガスデポジション方法によれば、材料
の表面の、電極の先端に最も近い点を移動させることに
よって、材料が局所的にのみ消費されることを回避でき
る。すなわち、アーク放電によるアーク柱は、電極の先
端と材料の表面の、電極の先端に最も近い点との間に生
じ、材料の溶融は、主として、このアーク柱の発生する
位置付近で生じるので、この位置を適宜移動させること
によって、材料が消費される位置を適宜移動させること
ができる。これによって、材料の使用効率を向上させる
ことができる。

【００１９】材料と電極との相対位置は、１枚の基板へ
の成膜が終了した時など、アーク放電が生じていない時
に適宜変えてもよいが、アーク放電中に連続的に変えて
もよい。材料と電極との相対位置をアーク放電中に連続
的に変えれば、材料をより均等に消費するようにでき
る。

【００２０】材料と電極との相対位置をアーク放電中に
連続的に変える場合、相対位置を変える速度は、材料の
蒸発量が大きく低下しないように、１ｍｍ／ｓｅｃ以下
とすることが好ましい。

【００２１】材料の表面の、電極の先端に最も近い点を
移動させる、電極と材料との相対位置移動は、材料を並
進運動させて行ってもよいし、材料を回転運動させて行
ってもよい。材料を並進運動させれば、材料の消費を、
その表面全体にわたって実質的に均等にすることが可能
になる。材料を回転運動させる場合には、材料を移動さ
せる機構の構成を比較的簡素にすることができる。

【００２２】本発明のガスデポジション方法において
は、電極の先端と材料の、電極の先端に最も近い点との
距離を変えるように電極と材料との相対位置を変える工
程をさらに有することが好ましく、これによって安定し
てアーク放電を生じさせることができる。この場合、電
極の先端と材料の、電極の先端に最も近い点との距離
は、その距離を一定に保つように行ってもよいし、電極
と材料との間に生じる電圧、電流を一定に保つように行
ってもよい。

【００２３】また、材料は加熱されるので、材料を支持
するハースは熱による悪影響が生じないように冷却する
ことが好ましい。

【００２４】本発明による表示デバイス用基板の製造方
法は、以上のようなガスデポジション方法によって導電
性膜を形成する工程を有することを特徴とする。本発明
のガスデポジション方法は、材料の使用効率が高く、し
たがって少量の材料で大面積にわたって厚い導電性膜を
形成するのに適しており、大面積の基板上に配線を形成
する必要がある、表示デバイス用基板の製造に好適に応
用できる。

【００２５】表示デバイス用基板の製造において、ガス
デポシション方法によって形成する導電性膜としては、
Ｚｒ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｒｕ、または
これらを主成分とする複合材料が好適である。

【００２６】本発明によるガスデポジション装置は、高
融点金属からなる電極と、電極から所定の距離離れた位
置に導電性の材料を保持するハースとが内部に配置され
た、内部を所定の圧力にすることができる超微粒子生成
室と、内部に、基板を支持するステージが配置された、
内部を超微粒子生成室内の圧力より低い圧力にすること
ができる膜形成室と、超微粒子生成室と膜形成室とに連
通する搬送管と、電極と材料との間に電圧を印加する電
圧印加手段とを有し、超微粒子生成室内を所定の圧力に
保ち、膜形成室内を超微粒子生成室内の圧力より低い所
定の圧力に保ちつつ、電極と材料との間に電圧を印加し
てアーク放電を生じさせることによって材料を局所的に
加熱し蒸発させて超微粒子を生成し、生成した超微粒子
を超微粒子生成室内の圧力と膜形成室内の圧力との差を
利用して搬送管を介して膜形成室内に導き、膜形成室内
に配置された基板上に着床させて成膜を行うガスデポジ
ション装置において、ハースを移動させる駆動機構をさ
らに有し、駆動機構は、ハースに保持された材料の表面
の、電極の先端に最も近い点を移動させるように、ハー
スを移動させる機構を有することを特徴とする。

【００２７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て、図１，２を参照して説明する。図１は、本実施形態
におけるガスデポジション装置のハース部分の構成を示
す模式的斜視図である。図２は、このガスデポジション
装置の全体構成を示す模式的断面図である。

【００２８】このガスデポジション装置は、材料４４を
分解して超微粒子を生成するための内部空間を形成する
超微粒子生成室４０と、生成された超微粒子をセットさ
れた基板１０上に堆積させるための内部空間を形成する
膜形成室５１とを有している。両室間は搬送管５２で接
続されている。超微粒子生成室４０と膜形成室５１とに
は、それぞれバルブ４６，５６を備える、不図示の排気
ポンプに接続された排気管が接続されている。また、超
微粒子生成室４０には、バルブ４７を備える、不活性ガ
スを導入するガス導入管が接続されている。両室には、
内圧を検出する圧力計４２，５４がそれぞれ設けられて
おり、両室内はそれぞれ所定の内圧に調整可能である。

【００２９】超微粒子生成室４０内には、形成する導電
性膜の材料４４を設置可能なるつぼ６４がハース４３上
に固定されている。ハース４３は、材料４４を溶融させ
ても熱による悪影響が生じないように不図示の冷却機構
を備えている。設置された材料４４から所定の距離を隔
てた位置には、不図示の電圧印加手段に接続された陰極
４５が電極支持体４９によって支持されている。本実施
形態では、ハース４３の駆動機構４１は、ハース４３を
上下動させる機構だけでなく、水平方向（Ｘ−Ｙ方向）
に移動させる機構、および回転機構も備えている。

【００３０】膜形成室５１内には、導電性膜を形成する
基板１０を保持可能なＸ−Ｙステージ５９が設けられて
いる。前述の搬送管５２の、膜形成室５１側の先端には
ノズル５３が設けられており、このノズル５３は、Ｘ−
Ｙステージ５９に保持された基板１０上に位置してい
る。Ｘ−Ｙステージ５９は、ノズル５３に対する基板１
０の相対位置を変えるように、水平方向（Ｘ−Ｙ方向）
に移動可能である。さらに、Ｘ−Ｙステージ５９は、ス
テージ支持体７２を介して上下方向にも移動可能であ
る。

【００３１】なお、るつぼ６４は、導電性の材料で構成
されており、例えばカーボンなどを加工して形成されて
いる。超微粒子生成室４０と膜形成室５１の排気に用い
られる排気ポンプとしては、ロータリーポンプおよびメ
カニカルブースターポンプが一般的に用いられる。

【００３２】次に、このガスデポジション装置を用いた
膜形成の手順について説明する。

【００３３】まず、超微粒子生成室４０と膜形成室５１
内に、一旦大気圧となるまで空気や窒素などを導入す
る。大気圧になった時点で、導電性膜を形成する基板１
０を膜形成室５１内に配置し、超微粒子生成室４０と膜
形成室５１を、それぞれバルブ４６、５６を開いて排気
ポンプによって数Ｐａ以下になるまで排気する。

【００３４】両室内が数Ｐａ以下になったら超微粒子生
成室４０内にヘリウムガスなどの不活性ガスを導入し、
超微粒子生成室４０内の圧力を、所望の膜質、形状の導
電性膜を形成するのに適した所定の圧力に調整する。一
般的にガスデポジション法で用いられる、超微粒子生成
室４０内の圧力は、数ｋＰａ〜２００ｋＰａ程度であ
る。

【００３５】一方、膜形成室５１側では、ノズル５３と
基板１０との間隔が所定の間隔になるようにＸ−Ｙステ
ージ５９の上下方向の位置をステージ支持体７２を介し
て調整する。

【００３６】超微粒子生成室４０内の圧力が所定の圧力
に達したら、材料４４を陰極４５と対になる陽極として
両者間に所定の電圧を印加し、アーク放電を発生する。
これによって、超微粒子が生成され始める。この際、放
電初期の不安定な状態で生成された超微粒子は、吸引口
４８をハース４３上からずらすことによって、膜形成に
用いないようにしてもよい。

【００３７】アーク放電を開始したら、本実施形態で
は、材料４４を支持するハース４３を陰極４５に対して
一定速度で水平方向に移動させる。すると、陰極４５と
の間に発生するアーク柱３９の、材料４４上での発生位
置がハース４３の移動に応じて水平方向に移動する。こ
の移動によってアーク柱３９による溶融部３８が、図１
に示すように、材料４４の上面上に帯状に形成されてい
く。このようにして、本実施形態では、材料４４をその
上面からほぼ均等に消費していくことができる。

【００３８】また、材料４４を支持するハース４３を一
定の回転速度で回転させてもよい。この場合には、図３
に示すようにアークによる溶融部３８’が同心円状に形
成されていくことになり、従来のようにハース４３を上
下にのみ動かす場合に比べて、材料４４を広範囲で消費
していくことが可能になる。

【００３９】さらに、アーク放電中には、材料４４と陰
極４５との電極間距離を一定に保つようにハース４３ま
たは材料４４を駆動機構４１によって上下に移動させる
ことが好ましい。ハース４３または材料４４の上下動
は、材料４４と陰極４５との電極間に流れる電流または
電極間の電圧を一定に保つように行ってもよい。このよ
うなハース４３の上下動は、適当な判断処理を行う制御
系を用いて実施することができる。

【００４０】超微粒子生成室４０内でアーク放電を発生
させている間、膜形成室５１内の基板１０は、所望のパ
ターンで導電性膜が形成されるようにノズル５３に対し
て相対的に移動させる。所望のパターンの導電性膜を形
成した後、ハース４３の水平方向への移動または回転お
よびアーク放電を停止する。

【００４１】以上のようにして所望のパターンの導電性
膜が形成された基板１０は、膜形成室５１内に徐々に酸
素を含むガスを導入することにより、徐酸化処理をおこ
なって、形成された膜が燃焼しないように処理され、膜
形成室５１から取り出される。

【００４２】以上説明した本実施形態によれば、材料４
４を水平方向に移動させる、または回転移動させること
によって、材料４４を広範囲の領域で消費して、したが
って高い材料使用効率で超微粒子を生成することができ
る。さらに、これにより、材料の交換頻度を低減して、
生産性を向上させることができる。

【００４３】なお、上述の実施形態では、アーク放電中
に材料４４を連続的に水平方向に移動させる、または回
転させる方法を示した。この方法は、特に、局所的に蒸
発しやすい、高融点材料を用いる場合に有効である。材
料４４の水平方向の移動または回転は、例えば、基板
毎、カセット毎、ロット毎などに、材料を４５度ずつ回
転させるなど、適宜行うようにしてもよい。

【００４４】

【実施例】以下本発明の実施例について説明する。

【００４５】（実施例１）本発明におけるガスデポジシ
ョン方法を用いて、図４に示す表示デバイス用基板を作
製した。図４は、この表示デバイス用基板の模式図であ
り、図４（ａ）は基板の一部の側断面図、図４（ｂ）は
図４（ａ）と同じ部分の平面図を示している。

【００４６】この表示デバイス用基板には、縦横に延び
る第１の配線パターン１４と第２の配線パターン１５が
それぞれ所定の間隔で並んで形成されている。マトリッ
クス状に配置された、各第１の配線パターン１４と各第
２の配線パターン１５との交差部には、両者間を絶縁す
るための絶縁層１８が形成されている。各交差部付近に
は、第１の配線パターン１４に接続された電極パターン
１１と、第２の配線パターン１５に接続された電極パタ
ーン１２が形成されている。

【００４７】本実施例で用いた基板のサイズは２００ｍ
ｍ×３００ｍｍで、ガスデポジション方法によって形成
した配線は幅約３００μｍ、膜厚は約２０μｍ〜３０μ
ｍのパターンとした。電極パターン１１，１２は白金か
ら形成した。

【００４８】以下、この表示デバイス用基板の作成工程
について図５を参照しながら説明する。

【００４９】本実施例では、配線パターン１４，１５
を、図２に示したような構成のガスデポジション装置を
用いて形成した。デポジション時の条件としては、超微
粒子生成室４０内の圧力を約１００ｋＰａ、膜形成室５
１内の圧力を約数Ｐａに設定し、配線の材料４４として
はＡｇを用いた。また、ノズル５３の径は、φ＝３５０
μｍとした。

【００５０】＜工程−ａ＞基板２０として無アルカリガ
ラス基板（商品名：１７３７ コーニング社製）を用
い、それをアルカリ洗浄し、フォトレジスト（商品名：
ＭＣＰＲｉ８２００Ｎ シプレー社製）を約１μｍスピ
ンコートして乾燥させた。次に、ｉ線プロキシミティー
方式の露光機を用いて、所定のパターンで約１０ｓｅｃ
間露光を行った。次に、アルカリ現像を行って電極パタ
ーン１１，１２となる部分のレジストを除去した。

【００５１】次に、Ｐｔターゲットのスパッタ装置を用
いて白金を０．１μｍ厚で全面にスパッタし、レジスト
材を剥離して電極パターン１１、１２を形成した（図５
（ａ））。

【００５２】<工程−ｂ>次に、２つの金属板間に形成さ
れるスロット部に液を流して基板にコーティングするス
ロットコーターを用いて、レジスト材１６を１０μｍの
厚みで形成し、ホットプレートを用いて乾燥させた。次
に、第１の配線パターン１４となる部分を遮光するフォ
トマスクを介してレジスト材を露光し、アルカリ現像し
てレジスト開口部１７を形成した（図５（ｂ））。

【００５３】<工程−ｃ>工程ａ，ｂの処理を行った基板
２０を図２に示したような構成のガスデポジション装置
の膜形成室５１に備えられているＸ−Ｙステージ５９上
に設置した。基板２０設置後、バルブ４６，５６を開
き、不図示のメカニカルブースターポンプとロータリー
ポンプを用いて排気を行った。そして、超微粒子生成室
４０、膜形成室５１内の圧力が数Ｐａに到達したところ
で、バルブ４７を開いて超微粒子生成室４０内にヘリウ
ムガスを導入した。

【００５４】次いで、超微粒子生成室４０の圧力が約７
０ｋＰａに達したところで、陽極である材料４４と陰極
４５間に電圧を印加してアーク放電を発生し、超微粒子
を生成した。そして、ハース４３を毎分約０．５ｍｍ／
ｓｅｃの一定速度で水平方向に連続的に移動させた。ハ
ース４３の移動は、アーク放電の発生と同時に開始し
た。

【００５５】アーク放電発生後、Ｘ−Ｙステージ５９を
ノズル５３に対して相対的に移動させることによって、
フォトレジストの開口部１７に沿って、蒸発搬送された
Ａｇ超微粒子を吹き付け、膜厚約２０μｍの、Ａｇ超微
粒子からなる第１の配線パターン１４を形成した（図５
（ｃ））。本工程では、アーク放電の条件は、印加電
圧、電流を１８Ｖ、８０Ａとし、Ｘ−Ｙステージ５９の
移動速度は、約０．４ｍｍ／ｓｅｃとした。

【００５６】＜工程−ｄ＞次に、第１の配線パターン１
４と第２の配線パターン１５とを絶縁するための絶縁層
１８を本実施例ではオフセット印刷によって形成した。
材料はＰｂＯをベースとしたペースト材を用い、所定の
パターンで層を形成した後、焼成炉において４５０℃に
加熱して、絶縁層１８を完成させた。

【００５７】＜工程−ｅ＞本工程では、＜工程−ｂ＞と
同様の手法でレジスト１９材を形成し（図５（ｄ））、
基板２０を再びガスデポジション装置（図２）内に設置
し、＜工程−ｃ＞と同様の手法でデポジションを行い、
約３０μｍ厚の、Ａｇ超微粒子からなる第２の配線パタ
ーン１５を形成した。その後、レジストパターン１９を
剥離し、デバイス表示用基板を得た（図３（ｅ））。本
工程でのデポジション条件は、超微粒子生成室４０内の
圧力を７０ｋＰａ、膜形成室５１内の圧力を数Ｐａ、陰
極４５と陽極である材料４４間の電圧、電流はそれぞれ
１６Ｖ、９０Ａ、材料４４の移動速度は毎分約０．３ｍ
ｍ／ｓｅｃ、Ｘ−Ｙステージ５９の送り速度は＜工程−
ｃ＞と同様に約０．４ｍｍ／ｓｅｃとした。

【００５８】本実施例において導電性膜を形成した後、
超微粒子生成室４０からるつぼ６４を取り出し、材料４
４として用いたＡｇの状態を観察した。従来技術では、
材料４４のうち、ハース４３上で、特に陰極４５と対極
の位置に配置された部分は、膜形成に寄与せず、蒸発す
ることなく残されていた。これに対して、本実施例で
は、導電性膜形成後の材料４４においては、材料４４の
全面で溶融、蒸発が生じていたことが確認でき、材料の
使用効率向上の効果が得られることを確認できた。

【００５９】なお、本実施例では、配線の材料４４とし
てＡｇを用いたが、材料４４としては、特にこれに限定
されるわけではなく、電気伝導性を有する材料であれ
ば、ほとんどどのようなものでも用いることができる。
表示デバイス用基板の配線を形成するのに用いる材料と
しては、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｒｅ、Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｒ
ｕ、またはこれらを主成分とする複合材料が好適であ
る。

【００６０】また、アーク放電の電圧、電流、および超
微粒子生成時の圧力、Ｘ−Ｙステージ５９の送り速度な
どについても、上記した実施例での値に限定されるもの
ではなく、形成する導電性膜の所望のパターン形状など
に応じて適宜選択することができる。これらの諸条件の
選択は、本発明の効果を得る上で、支障を来たすもので
はない。

【００６１】また、ハース４３上の材料４４を陰極４５
に対して相対的に移動させる移動速度に関しては、蒸発
材料の融点に応じて、融点が比較的低い材料の場合は移
動速度が速くても高い蒸発速度が得られたが、融点が比
較的高い材料の場合は移動速度が速くなるにつれ、蒸発
速度が低下した。したがって、使用する材料に応じて、
所望の蒸発速度が得られるように移動速度を決定するこ
とが望ましい。このように、材料４４の移動速度につい
ても、本実施例での移動速度に限定されるものではな
く、本発明の効果は、移動速度を上述のように相応に決
めることによって有効に得られる。ただし、蒸発量の低
下を招かないようにするために、移動速度は１ｍｍ／ｓ
ｅｃ以下とすることが好ましい。

【００６２】（実施例２）本実施例では、図２に示すよ
うなガスデポジション装置を用い、蒸発材料として、Ｚ
ｒとＶを重量比Ｚｒ：Ｖ＝９９．５：０．５で混合した
ものを用い、ハース４３を駆動機構４１によって回転さ
せながら超微粒子を生成した例を示す。そして、図６に
示すように、実施例１で得られた表示デバイス用基板の
第２の配線パターン１５上に前記した重量比Ｚｒ：Ｖ＝
９９．５：０．５の超微粒子からなる金属膜２８を形成
した。以下に金属膜２８の形成工程を記す。

【００６３】実施例１によって得られる表示デバイス用
基板において、図５（ｄ）に示すレジスト１９を剥離し
ていない状態のものを再び図２に示すガスデポジション
装置の膜形成室５１内に配置する。実施例１と同様に、
両室内を一旦真空に排気し、超微粒子生成室４０内に純
度９９．９９９９％のヘリウムガスを導入し、超微粒子
生成室４０内の圧力を約１００ｋＰａに設定した。

【００６４】本実施例では、アーク放電の電流を１５０
Ａ、電圧を１８Ｖに設定した。アーク放電の開始と同時
に前記したＺｒ：Ｖ＝９９．５：０．５の重量比の材料
４４が設置されたハース４３を毎分０．２回転の速度で
回転させた。本実施例で用いた材料のサイズはφ３０ｍ
ｍであり、毎分０．２回転の回転によって、アーク柱３
９の、材料４４上での発生位置は約０．３ｍｍ／ｓｅｃ
の速度で移動するこになる。これによって、図３に示す
ように、材料４４の表面上に帯状に溶融部が形成されて
いく。

【００６５】また、アーク放電中、本実施例では電圧が
一定となるように、ハース４３を駆動機構４１によって
放電電圧に追従させて上下させた。追従速度は本実施例
では０．２ｍｍ／ｓｅｃとした。

【００６６】以上のようにして所定のパターンの成膜が
完了した基板２０を、徐酸化処理して大気中に取り出
し、レジスト１９を剥離して図６に示す表示デバイス用
基板を得た。

【００６７】本実施例において金属膜を形成した後の材
料の溶融状態を観察したところ、同心円状に溶融してい
ることが確認できた。また、蒸発量に関しても高融点金
属を材料として用いたにもかかわらず、高い蒸発量が得
られた。

【００６８】本実施例で用いた材料、放電条件、回転速
度などは、上記した実施例での値に限定されるものでは
なく、材料物性および所望する膜厚などに応じて適宜選
択することができる。これらの諸条件の選択は、本発明
の効果を得る上で支障を来たすものではない。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
ガスデポジション法による金属膜形成において、形成す
る導電性膜の材料と、それとの間にアーク放電を生じさ
せる電極とを、材料の表面の、電極の先端に最も近い点
を移動させるように相対的に適宜移動させることによっ
て、材料の使用効率を向上させることができる。また、
本発明のガスデポジション方法では、蒸発材料が部分的
に溶融されることによって、アーク放電が不安定になる
ことを回避できる。さらに、局所的な溶融が生じるのを
回避することによって、アーク放電を生じさせる所定の
電圧が得られるように、材料と電極との距離を変える方
向に材料と電極とを相対的に移動させた際に、材料と電
極とが接触してしまうトラブルが発生するのを回避でき
る。

【００７０】本発明のガスデポジション方法では、Ｚ
ｒ、Ｔａなどの高融点金属を成膜材料とする場合におい
て特に効果的に材料の使用効率を向上させる効果を得る
ことができる。また、表示デバイス用基板など、基板１
枚あたりに形成する形成膜量が多いプロセスにおいて、
材料の交換頻度を低減することができ、装置の稼動効率
を向上させ、製造効率を向上させることができる。さら
に、材料の表面の、電極の先端に最も近い点を移動させ
るように材料と電極とを移動させることによって、材料
上の所望の位置でアーク放電を発生させて材料を溶融さ
せることができるため、大きな材料でも無駄なく利用す
ることができる。そして、このように大きな材料を使用
することによって、１度材料を設置してから、材料を交
換することなく、材料を所定の蒸発量で蒸発させて成膜
を続けることが可能な時間を延ばすことができ、装置の
稼動効率をさらに向上させることも可能となる。

【００７１】本発明のガスデポジション方法において
は、材料と電極とを両者の距離を変える方向に相対的に
適宜移動させることが好ましい。このようにすることに
よって、材料が消費されてきても、所定の印加電圧、電
流が得られるようにして安定してアーク放電を生じさ
せ、材料を無駄なく利用することが可能となる。

【００７２】本発明のガスデポジション方法において、
材料の表面の、電極の先端に最も近い点を移動させるよ
うに材料と電極とを相対的に移動させる速度は、１ｍｍ
／ｓｅｃ以下とすることが望ましい。このようにするこ
とによって、蒸発量を低減させることなく成膜を行うこ
とができる。

【００７３】また、材料の表面の、電極の先端に最も近
い点を移動させる、電極と材料との相対位置移動は、材
料を回転させることによって行ってもよい。この場合、
相対移動を生じさせる機構を比較的簡素な構成にするこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態のガスデポジション装置のハ
ース部分の構成を示す模式的斜視図である。

【図２】図１のガスデポジション装置の全体構成を示す
模式的断面図である。

【図３】図１のガスデポジション装置の変形例のハース
部分の構成を示す模式的斜視図である。

【図４】本発明の実施例１で作成した表示デバイス用基
板の模式図であり、図４（ａ）は基板の一部の側断面
図、図４（ｂ）は図４（ａ）と同じ部分の平面図を示し
ている。

【図５】図４の表示デバイス用基板の製造工程の各段階
での状態を示す模式的斜視図である。

【図６】本発明の実施例２で作成した表示デバイス用基
板の模式的側断面図である。

【図７】従来例のガスデポジション装置の全体構成を示
す模式的断面図である。

【図８】図７のガスデポジション装置による材料の消費
状態を示す、ハース部分の模式的側断面図である。

【符号の説明】 １０，２０，１１０ 基板 １１，１２ 電極パターン １４ 第１の配線パターン １５ 第２の配線パターン １６，１９ レジスト材 １７ レジスト開口部 １８ 絶縁層 ２８ 金属膜 ３８，３８’ 溶融部 ３９ アーク柱 ４０，１４０ 超微粒子生成室 ４１，１４１ 駆動機構 ４２，５４，１４２，１５４ 圧力計 ４３，１４３ ハース ４４，１４４ 材料 ４５，１４５ 陰極 ４６，４７，５６，１４６，１４７，１５６ バルブ ４８，１４８ 吸引口 ４９，１４９ 電極支持体 ５１，１５１ 膜形成室 ５２，１５２ 搬送管 ５３，１５３ ノズル ５９，１５９ Ｘ−Ｙステージ １６２，１６３ 蒸発部 ６４，１６４ るつぼ ７２，１７２ ステージ支持体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３０ Ｇ０９Ｆ 9/30 ３３０Ｚ ５Ｇ４３５ Ｈ０１Ｊ 9/02 Ｈ０１Ｊ 9/02 Ａ Ｆ 11/02 11/02 Ｂ (72)発明者 小佐野 永人 東京都大田区下丸子３丁目30番２号 キヤ ノン株式会社内 Ｆターム(参考） 4G075 AA24 AA27 BC01 CA02 CA03 CA17 DA02 DA18 EB01 EC21 ED01 ED08 ED13 FB02 4K029 BA01 BA11 BA16 BA17 BC03 CA03 DA01 DD06 5C027 AA03 5C040 GC18 GC19 JA07 JA31 KA01 MA23 MA26 5C094 GB10 5G435 AA17 KK05 KK09 KK10

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 高融点金属からなる電極が内部に配置さ
   れた超微粒子生成室内に導電性の材料を配置する工程
   と、 前記超微粒子生成室と搬送管を介して接続された膜形成
   室内に基体を配置する工程と、 前記超微粒子生成室内を所定の圧力に保ち、前記膜形成
   室内を前記超微粒子生成室内の圧力より低い所定の圧力
   に保ちつつ、前記電極と前記材料との間に電圧を印加し
   てアーク放電を生じさせることによって前記材料を局所
   的に加熱し蒸発させて超微粒子を生成する工程とを有
   し、前記超微粒子を前記超微粒子生成室内の圧力と前記
   膜形成室内の圧力との差を利用して前記搬送管を介して
   前記膜形成室内に導き、該膜形成室内に配置された前記
   基体上に着床させて成膜を行うガスデポジション方法に
   おいて、 前記材料の表面の、前記電極の先端に最も近い点を移動
   させるように、前記材料と前記電極との相対位置を変え
   る工程を有することを特徴とするガスデポジション方
   法。
2. 【請求項２】 前記アーク放電中に、前記材料の表面
   の、前記電極の先端に最も近い点を移動させるように、
   前記材料と前記電極との相対位置を連続的に変化させ
   る、請求項１に記載のガスデポジション方法。
3. 【請求項３】 前記材料と前記電極との相対位置を変え
   る速度は１ｍｍ／ｓｅｃ以下である、請求項２に記載の
   ガスデポジション方法。
4. 【請求項４】 前記材料を並進運動させることによっ
   て、前記材料の表面の、前記電極の先端に最も近い点を
   移動させるように、前記電極との相対位置を変える、請
   求項１から３のいずれか１項に記載のガスデポジション
   方法。
5. 【請求項５】 前記材料を回転運動させることによっ
   て、前記材料の表面の、前記電極の先端に最も近い点を
   移動させるように、前記電極との相対位置を変える、請
   求項１から３のいずれか１項に記載のガスデポジション
   方法。
6. 【請求項６】 前記電極の先端と前記材料の、前記電極
   の先端に最も近い点との距離を変えるように前記電極と
   前記材料との相対位置を変える工程をさらに有する、請
   求項１〜５のいずれか１項に記載のガスデポジション方
   法。
7. 【請求項７】 前記電極の先端と前記材料の、前記電極
   の先端に最も近い点との距離を変えるように前記電極と
   前記材料との相対位置を変える工程は、前記距離を一定
   に保つように行う、請求項６に記載のガスデポジション
   方法。
8. 【請求項８】 前記電極の先端と前記材料の、前記電極
   の先端に最も近い点との距離を変えるように前記電極と
   前記材料との相対位置を変える工程は、前記電極と前記
   材料との間に生じる電圧を一定に保つように行う、請求
   項６に記載のガスデポジション方法。
9. 【請求項９】 前記電極の先端と前記材料の、前記電極
   の先端に最も近い点との距離を変えるように前記電極と
   前記材料との相対位置を変える工程は、前記電極と前記
   材料との間に生じる電流を一定に保つように行う、請求
   項６に記載のガスデポジション方法。
10. 【請求項１０】 前記材料を支持するハースを冷却する
    工程をさらに有する、請求項１〜９のいずれか１項に記
    載のガスデポジション方法。
11. 【請求項１１】 請求項１〜１０のいずれか１項に記載
    のガスデポジション方法によって導電性膜を形成する工
    程を有する、表示デバイス用基板の製造方法。
12. 【請求項１２】 前記導電性膜は、Ｚｒ、Ｔｉ、Ｒｅ、
    Ｍｏ、Ｖ、Ｗ、Ｔａ、Ｒｕ、またはこれらを主成分とす
    る複合材料である、請求項１１に記載の、表示デバイス
    用基板の製造方法。
13. 【請求項１３】 高融点金属からなる電極と、該電極か
    ら所定の距離離れた位置に導電性の材料を保持するハー
    スとが内部に配置された、内部を所定の圧力にすること
    ができる超微粒子生成室と、 内部に、基板を支持するステージが配置された、内部を
    前記超微粒子生成室内の圧力より低い圧力にすることが
    できる膜形成室と、 前記超微粒子生成室と前記膜形成室とに連通する搬送管
    と、 前記電極と前記材料との間に電圧を印加する電圧印加手
    段とを有し、前記超微粒子生成室内を所定の圧力に保
    ち、前記膜形成室内を前記超微粒子生成室内の圧力より
    低い所定の圧力に保ちつつ、前記電極と前記材料との間
    に電圧を印加してアーク放電を生じさせることによって
    前記材料を局所的に加熱し蒸発させて超微粒子を生成
    し、該超微粒子を前記超微粒子生成室内の圧力と前記膜
    形成室内の圧力との差を利用して前記搬送管を介して前
    記膜形成室内に導き、該膜形成室内に配置された前記基
    板上に着床させて成膜を行うガスデポジション装置にお
    いて、 前記ハースを移動させる駆動機構をさらに有し、該駆動
    機構は、前記ハースに保持された前記材料の表面の、前
    記電極の先端に最も近い点を移動させるように、前記ハ
    ースを移動させる機構を有することを特徴とするガスデ
    ポジション装置。
14. 【請求項１４】 前記ハースに保持された前記材料の表
    面の、前記電極の先端に最も近い点を移動させるよう
    に、前記ハースを移動させる機構は、前記ハースを並進
    運動させる機構を有する、請求項１３に記載のガスデポ
    ジション装置。
15. 【請求項１５】 前記ハースに保持された前記材料の表
    面の、前記電極の先端に最も近い点を移動させるよう
    に、前記ハースを移動させる機構は、前記ハースを回転
    運動させる機構を有する、請求項１３または１４に記載
    のガスデポジション装置。
16. 【請求項１６】 前記駆動機構は、前記電極の先端と前
    記材料の、前記電極の先端に最も近い点との距離を変え
    るように前記ハースを移動させる機構をさらに有する、
    請求項１３〜１５のいずれか１項に記載のガスデポジシ
    ョン装置。
17. 【請求項１７】 前記ハースを冷却する冷却機構をさら
    に有する、請求項１３〜１６のいずれか１項に記載のガ
    スデポジション装置。