JP2001295027A

JP2001295027A - 蒸着源、パターン形成方法、及び電子デバイスの製造方法

Info

Publication number: JP2001295027A
Application number: JP2000116542A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Hirose; 紳一広瀬
Original assignee: Victor Company of Japan Ltd
Current assignee: Victor Company of Japan Ltd
Priority date: 2000-04-18
Filing date: 2000-04-18
Publication date: 2001-10-26

Abstract

(57)【要約】【課題】レジストを用いないで、微細なパターンを加
工する。【解決手段】高融点金属抵抗体等の加熱手段１３と、
加熱手段１３に設けられた加熱領域制限手段１２と、一
部が加熱手段１３に接して配置された蒸着材料１４とか
ら蒸着源を構成する。加熱領域制限手段１２は、加熱手
段１３から放出される熱エネルギを所定の領域のみに限
定する。この加熱領域制限手段１２により、加熱手段１
３から放出された熱エネルギが、蒸着材料１４のうちで
特定部分のみに与えられる。加熱領域制限手段１２とし
て、熱的絶縁膜１２を用いる。この熱的絶縁膜１２の一
部に開口部１５を設け、この開口部１５により、加熱手
段１３からの熱エネルギの選択的放出領域が画定され
る。開口部１５の内部の加熱手段１３に接した蒸着材料
１４のみが、選択的に蒸発し、被蒸着基板に蒸着され
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は真空蒸着法に用いる
新規な構造の蒸着源、この蒸着源を用いたパターン形成
方法、及びこのパターン形成方法を用いた電子デバイス
の製造方法に係り、特にフォトレジスト膜用の溶剤に溶
け易く、フォトレジスト膜が使えない特定の薄膜材料の
微細加工に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、半導体装置、液晶ディスプレイ、
ＥＬディスプレイその他の電子デバイスの製造におい
て、微細パターンを作成する場合は、フォトレジスト膜
（以下において単に「レジスト」と略記する。）を用い
たフォトリソグラフィ法が主流である。

【０００３】図７にフォトリソグラフィ法によるパター
ニング方法を示す。まず図７（ａ）に示すように、被蒸
着基板８１の上に、パターンを形成する薄膜８２をＣＶ
Ｄ法、スパッタリング法、真空蒸着法等により成膜し、
更にレジスト８３を、この薄膜８２の上に塗布する。一
方、透明なマスク基板８４ａ上に遮光部８４ｂと透明部
８４ｃからなる所望のパターンをパターニングしたフォ
トマスク８４を用意する。このフォトマスク８４の透明
部８４ｃを透過した紫外線（露光光）８５で、フォトマ
スク８４上のパターンをレジスト８３に上に投影露光
し、転写する。露光されたレジスト８３を現像、リンス
することにより、図７（ｂ）に示すようなレジスト８３
により、必要なパターンが得られる。その後、レジスト
８３をエッチングマスクとして用い、図７（ｃ）に示す
ように、薄膜８２をウエットエッチングあるいはドライ
エッチングし、薄膜８２のパターンを形成する。その
後、図７（ｄ）に示すように、レジスト８３を取り除け
ば、所望のパターンを得ることが出来る。

【０００４】一方、ウエットエッチングあるいはドライ
エッチングが困難な薄膜のパターニングの場合は、リフ
トオフ法若しくはマスク蒸着法が用いられる。リフトオ
フ法は、薄膜形成前に、フォトリソグラフィ法により、
レジストその他の下地の膜を形成しておく方法である。
この薄膜形成後、下地の膜を除去（リフトオフ）するこ
とにより、下地の膜の開口部のみに、目的とする薄膜が
残留することを利用する。

【０００５】図８は、マスク蒸着法を説明する図であ
る。マスク蒸着法では、真空蒸着の時に目的のパターン
形状に開口部を設けた金属マスク９３を使用しパターン
を形成する方法である。金属マスク９３の開口部９４を
蒸着材料が通過し、被蒸着基板８１の上に薄膜９２のパ
ターンが形成される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】近年電子デバイスの高
密度化により、種々の種類の薄膜のパターニングが必要
になっている。その中には必ずしも前述のようなパター
ニング法が有益でない材料が有る。有機物質の中には、
レジスト用の溶剤に侵されるものも有るので、レジスト
を用いたプロセスが適用出来ない材料も有る。例えば有
機ＥＬディスプレイの発光層の材料として用いられるア
ルミ・キノリウム錯体（ＡｌＱ_３）等の有機物質は、レ
ジスト用の溶剤に侵されるので、レジストを用いたプロ
セスが適用出来ない。レジストを用いたプロセスが適用
出来ないということは、リフトオフ法も適用出来ないこ
とになる。

【０００７】結局、レジストを用いない微細パターンの
作成技術として、現在知られているのは、マスク蒸着法
のみである。しかし、このマスク蒸着法においては、金
属マスク９３のパターン精度で、被蒸着基板８１の上に
形成される薄膜９２のパターン精度が決定される。しか
し、金属マスク９３は一定の機械的強度が必要なため金
属マスク９３に用いる金属はあまり薄く出来ない。従っ
て、イオンミリング等の技術を用いて金属マスク９３を
パターニングしても、金属マスク９３を用いたパターニ
ング法では１００μｍ以下の高精細なパターンを形成す
ることは困難である。また、同心円、同心多角形等の幾
何学形状は、構造上内側のパターンが保持出来ないの
で、金属マスク９３では実現出来ない。

【０００８】上記問題点を鑑み、本発明は、高精細パタ
ーンをレジストを用いないで実現するパターン形成方法
用の蒸着源を提供することを目的とする。

【０００９】本発明の他の目的は、レジストを用いない
で、高精細なパターンを形成することが可能な新規なパ
ターン形成方法を提供するものである。

【００１０】本発明の更に他の目的は、有機溶剤に溶け
易い薄膜材料を含む多層構造を有する電子デバイスの製
造方法を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の第１の特徴は、加熱手段と、この加熱手段
に設けられた加熱領域制限手段と、少なくとも一部が加
熱手段に接して配置された蒸着材料とからなる蒸着源と
したことである。ここで、加熱領域制限手段は、加熱手
段から放出される熱エネルギを、所望のパターンに対応
した特定領域のみに限定する構造若しくは機能を有す
る。本発明の蒸着材料は、この加熱領域制限手段によ
り、加熱手段から放出された熱エネルギがこの所望のパ
ターンに対応した特定部分のみに与えられる。

【００１２】この様に、本発明の第１の特徴に係る蒸着
源は、蒸着材料の所望のパターンに対応した特定部分の
みが選択的に加熱され、特定部分のみが選択的に蒸発す
る。そして、被蒸着基板の表面に、所望のパターンに対
応した薄膜パターンが蒸着される。本発明の第１の特徴
に係る蒸着源を用いた蒸着法によれば、レジストを用い
る必要がないので、有機溶剤に溶け易い薄膜材料に対し
て、高精細なパターンを形成することが可能である。

【００１３】具体的には、本発明の第１の特徴に係る蒸
着源の加熱手段は、高融点金属の薄膜等の抵抗体を所定
の蒸着源基板の表面に形成すれば良い。そして、抵抗体
の表面に、加熱領域制限手段となる熱的絶縁膜を形成
し、この熱的絶縁膜の一部に開口部を設け、この開口部
により、抵抗体（加熱手段）からの熱エネルギの選択的
放出領域を画定すれば良い。抵抗体（加熱手段）の上部
の熱的絶縁膜の残留する部分は、熱エネルギの放射が抑
制されるので、蒸着材料は蒸発するに至らない。つま
り、開口部の内部の抵抗体（加熱手段）に接した蒸着材
料のみが蒸発して、被蒸着基板の表面に、所望のパター
ンに対応した薄膜パターンが蒸着される。この場合、抵
抗体（加熱手段）自身を、所望のパターンに対応してパ
ターニングすることも有効である。熱的絶縁膜を残留さ
せた抵抗体（加熱手段）の上部は、熱エネルギの放射が
抑制されるが、完全には抑制されないからである。

【００１４】あるいは、本発明の第１の特徴に係る蒸着
源の加熱手段を高融点金属で構成しておき、高融点金属
の表面の全面に蒸着材料を一様に堆積した構造でも良
い。この場合、高融点金属の裏側から、加熱領域制限手
段となる集束電子ビームやレーザ光を照射し、特定部分
のみを選択的に加熱するようにしても良い。集束電子ビ
ームやレーザ光により、所望のパターンを高融点金属の
裏側に描画することにより、加熱手段の特定部分のみ
が、選択的に加熱される。つまり、加熱領域制限手段と
しての集束電子ビームやレーザ光が照射された位置の表
面側の蒸着材料のみが蒸発して、被蒸着基板の表面に、
所望のパターンに対応した薄膜パターンが蒸着される。

【００１５】本発明の第２の特徴は、（イ）蒸着源の表
面に一様に蒸着材料を堆積する工程と、（ロ）真空チャ
ンバー内において、蒸着材料が堆積された蒸着源を５０
μｍ乃至２μｍの間隔で被蒸着基板と対向配置する工程
と、（ハ）真空チャンバーを真空に排気する工程と、
（ニ）蒸着源の熱エネルギ放出領域を、所望のパターン
に対応した特定の領域に制限し、蒸着材料の特定の領域
のみを加熱し、被蒸着基板の表面にこの所望のパターン
に対応した薄膜パターンを蒸着する工程とからなるパタ
ーン形成方法としたことである。この本発明の第２の特
徴に係るパターン形成方法に用いる蒸着源は、上記の第
１の特徴に係る蒸着源で良い。蒸着材料が堆積された蒸
着源と被蒸着基板との間隔は、目的とするパターン精度
に応じて決めれば良い。２０μｍ程度の線幅であれば、
蒸着源と被蒸着基板との間隔は１０μｍ以下、より好ま
しくは５μｍ程度とすれば良い。蒸着源と被蒸着基板と
の間隔が２μｍ以下になると、被蒸着基板に蒸着源の熱
的影響が及ぶので好ましくない。このような被蒸着基板
に蒸着源の熱的影響が及ぶ場合は、被蒸着基板を液体窒
素等の冷媒で冷却すればよい。

【００１６】本発明の第２の特徴に係るパターン形成方
法によれば、蒸着材料の所望のパターンに対応した特定
部分のみが選択的に加熱され、特定部分のみが選択的に
蒸発する。そして、被蒸着基板の表面に、所望のパター
ンに対応した薄膜パターンが蒸着される。従って、本発
明の第２の特徴に係るパターン形成方法によれば、レジ
ストをパターニングに用いる必要がないので、有機溶剤
に溶け易い薄膜材料に対しても、高精細なパターンを形
成することが可能である。

【００１７】本発明の第２の特徴に係るパターン形成方
法において、蒸着源の表面に一様に蒸着材料を堆積する
工程は、スピンコート法、真空蒸着法、スパッタリング
法、ＣＶＤ法、あるいは印刷による塗布等の種々の手法
が採用可能である。

【００１８】本発明の第３の特徴は、本発明の第２の特
徴に係るパターン形成方法を繰り返し用いた電子デバイ
スの製造方法である。即ち、本発明の第３の特徴に係る
電子デバイスの製造方法は、（イ）第１蒸着源の熱エネ
ルギ放出領域を、第１のパターンに対応した特定の領域
に制限し、第１蒸着材料の特定の領域のみを選択的に加
熱し、被蒸着基板の表面に第１パターンに対応した第１
薄膜のパターンを形成する工程と、（ロ）第２蒸着源の
熱エネルギ放出領域を、第２のパターンに対応した特定
の領域に制限し、第２蒸着材料の特定の領域のみを選択
的に加熱し、被蒸着基板の、第１薄膜のパターンの表面
に第２パターンに対応した第２薄膜のパターンを形成す
る工程とからなる電子デバイスの製造方法としたことで
ある。

【００１９】本発明の第３の特徴に係る電子デバイスの
製造方法によれば、第１蒸着材料の第１パターンに対応
した特定部分のみが選択的に加熱され、特定部分のみが
選択的に蒸発する。そして、被蒸着基板の表面に、第１
パターンに対応した第１薄膜パターンが蒸着される。更
に、第２蒸着材料の第２パターンに対応した特定部分の
みが選択的に加熱され、この特定部分のみが選択的に蒸
発する。そして、被蒸着基板の表面の第１薄膜のパター
ンの表面に、第２パターンに対応した第２薄膜パターン
が蒸着される。従って、本発明の第３の特徴に係るパタ
ーン形成方法によれば、第１パターン及び第２パターン
の形成のいずれにおいても、レジストをパターニングに
用いる必要がないので、有機溶剤に溶け易い薄膜材料に
対しても、高精細なパターンを形成することが可能であ
る。従って、有機溶剤に溶け易い薄膜材料を用いる、有
機ＥＬディスプレイデバイス等の電子デバイスの製造方
法として好適である。

【００２０】第１パターンと第２パターンとのマスク合
わせは、被蒸着基板の所定の合わせマークを形成し、第
１蒸着源及び第２蒸着源にこれと対応した貫通孔を設け
ておけば良い。この第１蒸着源及び第２蒸着源の貫通孔
を介して、被蒸着基板のマスク合わせマークを目視、若
しくは顕微鏡でその位置を合わせをし、第１蒸着源及び
第２蒸着源と被蒸着基板の相対的位置関係を一意に決定
すれば良い。

【００２１】更に必要が有れば、同様な蒸着材料の選択
的加熱の手法を繰り返し用いることが可能である。つま
り、第３蒸着材料、第４蒸着材料、第５蒸着材料、・・
・・・を用いて、第３パターン、第４パターン、第５パ
ターン、・・・・・・等のマスク合わせ工程を繰り返し
ても良い。また、多層構造を構成する薄膜中で、有機溶
剤に溶けにくい薄膜材料が用いられ、この有機溶剤に溶
けにくい薄膜材料のエッチングにより、下地に有機溶剤
に溶け易い薄膜材料が露出しない条件なら、通常のレジ
ストを用いたフォトリソグラフィ法を加えてもかまわな
い。例えば、有機溶剤に溶けにくい薄膜材料の上に、２
層以上の有機溶剤に溶けにくい薄膜材料が連続して堆積
される構造で有れば、レジストを用いたフォトリソグラ
フィ法を組み合わせた製造方法が採用可能である。

【００２２】

【発明の実施の形態】次に、図面を参照して、本発明の
第１乃至第３の実施の形態を説明する。以下の図面の記
載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符
号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、
厚みと平面寸法との関係、各層の厚みの比率等は現実の
ものとは異なることに留意すべきである。従って、具体
的な厚みや寸法は以下の説明を参酌して判断すべきもの
である。また図面相互間においても互いの寸法の関係や
比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

【００２３】（第１実施の形態：抵抗体加熱）図１に、
本発明の第１の実施の形態に係るパターン形成方法に用
いる蒸着源の構造を示す。本発明の第１の実施の形態に
係るパターン形成方法では、パターン形成する蒸着材料
として銅フタロシアニン（Ｃｕ−ｐｃ）を例示的に用い
るが、ＡｌＱ_３等の他の有機溶剤のダメージを受け易い
材料、或いは有機溶剤に溶け易い材料でも良いことは勿
論である。

【００２４】図１（ａ）は蒸着材料１４である銅フタロ
シアニンを全面に塗布した蒸発源の平面透視図で、図１
（ｂ）はそのＡ部の拡大図である。図２は、図１（ｂ）
のＢ−Ｂ方向に沿った断面図である。

【００２５】図１（ａ）に示すように、本発明の第１の
実施の形態に係るパターン形成法に用いる蒸発源は、蒸
発源基板１１としてのアルミナ（Ａｌ_２Ｏ_３）、窒化ア
ルミニウム（ＡｌＮ）、窒化硼素（ＢＮ）等のセラミッ
クス基板の上に、２本の電極１６ａ，１６ｂが形成され
ている。電極１６ａ，１６ｂは、厚さ１μｍ乃至１０μ
ｍの低抵抗銅金属膜から構成されている。この電極１６
ａ，１６ｂの間に、複数のストライプ形状の高抵抗Ｍｏ
金属膜からなる加熱手段（抵抗体）１３が接続されてい
る。加熱手段（抵抗体）１３と電極１６ａ，１６ｂとは
電気的に接続されている。具体的には、加熱手段（抵抗
体）１３となるストライプ形状の高抵抗Ｍｏ金属膜の両
端の上に重複するように、低抵抗銅金属膜からなる電極
１６ａ，１６ｂが形成されている。加熱手段（抵抗体）
の上には、本発明の加熱領域制御手段となる熱的絶縁膜
１２が堆積されている。熱的絶縁膜１２は、低熱伝導率
の材料であればかまわない。多くの電気的な絶縁膜は熱
的絶縁膜である。例えば、熱的絶縁膜１２として、シリ
コン酸化膜（ＳｉＯ_２膜）が使用可能である。熱的絶縁
膜（加熱領域制御手段）１２を厚くするとクラック等が
発生するので、この場合は、シリコン窒化膜（Ｓｉ_３Ｎ
_４膜）とＳｉＯ_２膜とから成る２層複合膜、Ｓｉ_３Ｎ_４
膜、ＳｉＯ_２膜、燐ガラス（ＰＳＧ）とから成る３層複
合膜等を用いれば良い。

【００２６】更に、熱的絶縁膜（加熱領域制御手段）１
２の上に、全面に蒸着材料（銅フタロシアニン膜）１４
が堆積されている。電極１６ａ，１６ｂには、半田によ
り、それぞれ取り出し配線２１ａ，２１ｂが接続されて
いる。そして、この取り出し配線２１ａ，２１ｂは、外
部電源２２に接続されている。

【００２７】より詳細には、図２の断面図に示すよう
に、蒸発源基板１１の表面に、幅６μｍのストライプ状
の加熱手段（抵抗体）１３が形成されている。この加熱
手段（抵抗体）１３は、図１（ｂ）に示すように、ピッ
チを２０μｍとして、複数本、平行に蒸発源基板１１の
表面に配置されている。加熱手段（抵抗体）１３は蒸発
源基板１１の表面に、厚さ１００ｎｍ乃至１μｍの高抵
抗Ｍｏ金属膜を真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ
法等で堆積し、フォトリソグラフィ法及び反応性イオン
エッチング（ＲＩＥ）等によりパターニングすれば良
い。この高抵抗Ｍｏ金属膜のパターニングにより、幅６
μｍのストライプが並列配置された加熱手段（抵抗体）
１３が形成される。そして、加熱手段（抵抗体）１３を
構成するストライプ形状のＭｏヒータの上に、厚さ１μ
ｍ乃至１０μｍの低抵抗銅金属膜を、真空蒸着法、スパ
ッタリング法等で堆積し、フォトリソグラフィ法及びＲ
ＩＥ法等によりパターニングして、図１（ａ）に示すよ
うな形状の電極１６ａ，１６ｂを形成する。

【００２８】更に、図１（ｂ）及び図２に示すように、
複数のストライプ状の加熱手段（抵抗体）１３の上部に
は熱的絶縁膜１２が配置されている。図２においては、
熱的絶縁膜１２の厚さは１μｍであるが、必要に応じ
て、２μｍ以上等の厚い膜を形成して良い。この熱的絶
縁膜１２には、複数のストライプ形状の加熱手段（抵抗
体）１３が、それぞれ露出するように、複数の開口部１
５が、一定のピッチ（ピッチ：２０μｍ）で周期的に設
けられている。開口部１５の幅は１３μｍである。そし
て、蒸着材料の銅フタロシアニン膜１４が全面を覆って
いる。銅フタロシアニン膜１４は、およその厚さが５０
０ｎｍとなるように、真空蒸着により成膜する。開口部
１５の内部の銅フタロシアニン膜１４のみが、加熱手段
（抵抗体）１３に接している。開口部１５の外側に真空
蒸着された銅フタロシアニン膜１４は、熱的絶縁膜１２
により、その下方の加熱手段（抵抗体）１３とは熱的に
絶縁されている。

【００２９】図３に示すように、この銅フタロシアニン
膜１４が成膜された蒸発源基板１１を、蒸着装置の真空
チャンバー内に被蒸着基板８１と対向させて配置する。
被蒸着基板８１としては、半導体基板やガラス基板が使
用出来る。この際、蒸発源基板１１は、被蒸着基板８１
から約５μｍの距離に対向して設置する。蒸発源基板１
１と被蒸着基板８１との間の所定の位置、例えば４角
に、厚さ約５μｍのスぺーサを配置しておけば、蒸発源
基板１１と被蒸着基板８１との間の間隔の調整は簡単に
出来る。そして、真空チャンバー内の到達圧力が、およ
そ５×１０^−８Ｐａになるまで、クライオポンプ、ター
ボ分子ポンプ等の所定の真空排気系で、真空排気する。
そして、加熱手段（抵抗体）１３の両端に、外部電源２
２から直流電圧を印加し第１蒸着材料３１としての銅フ
タロシアニン膜を選択的に加熱する。この結果、第１蒸
着材料３１が真空中で選択的に蒸発し、蒸発した第１蒸
着材料３１が被蒸着基板８１の表面に、所定のパターン
形状に蒸着する。

【００３０】図２に示す寸法を有した蒸発源を用いた場
合は、蒸発後の第１薄膜５４としての銅フタロシアニン
膜は中心部の厚さが、およそ８０ｎｍで、幅が約１８μ
ｍの良好なパターン形状を示した。

【００３１】（第２実施の形態：マスク合わせによる電
子デバイスの製造工程）現実の半導体装置、液晶ディス
プレイ、ＥＬディスプレイその他の電子デバイスは、複
数枚のマスクを用いた多層構造として構成されている。
本発明の第２の実施の形態においては、本発明の第１の
実施の形態に係るパターン形成方法を複数回用いて、よ
り複雑な電子デバイスを製造するためのマスク合わせ工
程を説明する。即ち、本発明の第２の実施の形態におい
ては、電子デバイスの製造方法を簡略化した３枚のマス
ク合わせ工程として、例示的に説明する。

【００３２】（第１マスク工程）第１マスク工程は、図
３に示す本発明の第１の実施の形態で示した工程であ
る。即ち、既に述べたように、蒸発源基板１１の表面に
第１蒸着材料３１が形成された第１蒸着源１を、蒸着装
置の真空チャンバー内に、被蒸着基板８１と対向させて
配置する。この際、前述したように、蒸発源基板１１と
被蒸着基板８１との間に、厚さ約５μｍのスぺーサを配
置する。また、同時に、蒸発源基板１１と被蒸着基板８
１の相対的位置関係が一意に決定されるジグを用意す
る。半導体ウエハで有れば、オリフラ部を基準にしても
良い。また、外径寸法を基準にしても良い。具体的に
は、被蒸着基板８１の周辺部、例えば周辺部の３〜５カ
所程度にマスク合わせマークを設けておく。そして、蒸
発源基板１１の対応する位置に貫通孔を設けておき、被
蒸着基板８１のマスク合わせマークと目視、若しくは顕
微鏡でその位置を合わせられるようにしておく。この様
な、マスク合わせマーク及び貫通孔を設けておくことに
より、蒸発源基板１１と被蒸着基板８１の相対的位置関
係を一意に決定出来る。そして、真空チャンバー内を所
定の到達圧力まで、真空排気後、加熱手段（抵抗体）１
３の両端に、外部電源２２から直流電圧を印加し第１蒸
着材料３１を選択的に加熱する。この結果、第１蒸着材
料３１が真空中で選択的に蒸発し、蒸発した第１蒸着材
料３１が被蒸着基板８１の表面に、第１薄膜５４として
所定のパターンに蒸着する。

【００３３】（第２マスク工程）第２マスク工程は、図
４に示すように、被蒸着基板８１の表面の第１マスク工
程により形成された第１薄膜５４の上に、第１薄膜５４
とは異なる材料で異なるパターンの第２薄膜５５を、レ
ジストを用いずにパターニングする工程である。このた
めには、図４に示すように、第１蒸着源１とは異なるパ
ターンを有する第２蒸着源２を用意する。第２蒸着源２
と第１蒸着源１の蒸発源基板１１とは共通の外径寸法を
有するようにあらかじめ選んでおく。また、蒸発源基板
１１の対応する位置に、第１蒸着源１と同様に貫通孔を
設けておく。従って、この共通の外径寸法及び、貫通孔
の位置を基準にして、第２蒸着源２と第１蒸着源１のそ
れぞれの熱的絶縁膜１２に設けられる開口部１５のパタ
ーンの相対的位置関係が決定される。また、開口部１５
のパターンの相対的位置関係に対応して、第２蒸着源２
の加熱手段（抵抗体）１３のストライプパターンの位置
や寸法等が決められる。そして、第２蒸着源２の蒸発源
基板１１の表面に第１蒸着材料３１とは異なる第２蒸着
材料３２を全面に堆積する。そして、第２蒸着材料３２
が形成された第２蒸着源２を、蒸着装置の真空チャンバ
ー内に、被蒸着基板８１と対向させて配置する。この
際、第１マスク工程と同様に、第２蒸着源２の蒸発源基
板１１の貫通孔を介して、被蒸着基板８１のマスク合わ
せマークを目視、若しくは顕微鏡でその位置を合わせを
し、第２蒸着源２の蒸発源基板１１と被蒸着基板８１の
相対的位置関係を一意に決定する。そして、真空チャン
バー内を所定の到達圧力まで、真空排気後、第２蒸着源
２の加熱手段（抵抗体）１３の両端に、外部電源２２か
ら直流電圧を印加し、第２蒸着材料３２を選択的に加熱
する。この結果、第２蒸着材料３２が真空中で選択的に
蒸発し、蒸発した第２蒸着材料３２が被蒸着基板８１の
表面において、第１薄膜５４と相対的位置関係を維持し
ながら、堆積される。即ち、レジストを用いずに、第２
薄膜５５を、第１薄膜５４の上に正確に位置あわせをし
ながら、パターニング出来る。

【００３４】（第３マスク工程）第３マスク工程は、第
２マスク工程の繰り返しである。即ち、図５に示すよう
に、被蒸着基板８１の表面の第１及び第２マスク工程に
より形成された第１及び第２薄膜５４，５５の上に、第
２薄膜５５とは異なる材料で、異なるパターンの第３薄
膜５６をレジストを用いずに、位置あわせをしながら、
パターニングする工程である。場合によっては、第１薄
膜５４と第３薄膜５６とは同一の材料でもかまわない。
第３マスク工程においては、図５に示すように、第２蒸
着源２とは異なるパターンを有する第３蒸着源３を用意
する。既に述べたように、第３蒸着源３、第２蒸着源
２、及び第１蒸着源１のそれぞれの蒸発源基板１１は共
通の外径寸法を有する。また、蒸発源基板１１の対応す
る位置に、正確に第２蒸着源２，及び第１蒸着源１と同
様に貫通孔を設けておく。この共通の外径寸法及び、貫
通孔の位置を基準にして、第３蒸着源３、第２蒸着源
２，及び第１蒸着源１のそれぞれの熱的絶縁膜１２に設
けられる開口部１５のパターンの相対的位置関係が決定
される。また、第３蒸着源３の開口部１５のパターンの
相対的位置関係に対応して、第３蒸着源３の加熱手段
（抵抗体）１３のストライプパターンの位置や寸法等が
決められる。そして、第３蒸着源３の蒸発源基板１１の
表面に第２蒸着材料３２とは異なる第３蒸着材料３３を
全面に堆積する。そして、第３蒸着材料３３が形成され
た第３蒸着源３を、蒸着装置の真空チャンバー内に、被
蒸着基板８１と対向させて配置する。この際、第１及び
第２マスク工程と同様に、第３蒸着源３の蒸発源基板１
１の貫通孔を介して、被蒸着基板８１のマスク合わせマ
ークを目視、若しくは顕微鏡でその位置を合わせをし、
第３蒸着源３の蒸発源基板１１と被蒸着基板８１の相対
的位置関係が所定の位置関係に決定される。そして、真
空チャンバー内を所定の到達圧力まで、真空排気後、第
３蒸着源３の加熱手段（抵抗体）１３の両端に、外部電
源２２から直流電圧を印加し、第３蒸着材料３３を選択
的に加熱する。この結果、第３蒸着材料３３が真空中で
選択的に蒸発し、蒸発した第３蒸着材料３３が被蒸着基
板８１の表面において、第１薄膜５４及び第２薄膜５５
と相対的位置関係を維持しながら堆積される。即ち、レ
ジストを用いずに、第３薄膜５６を、第２薄膜５５の上
に正確に位置あわせをしながら、パターニング出来る。

【００３５】更に必要が有れば、第４マスク工程、第５
マスク工程、第６マスク工程、・・・・・・等の第３マ
スク工程以上の工程を繰り返しても良い。また、多層構
造を構成する薄膜中で、有機溶剤に溶けにくい薄膜材料
が用いられ、この有機溶剤に溶けにくい薄膜材料のエッ
チングにより、下地に有機溶剤に溶け易い薄膜材料が露
出しない条件なら、通常のレジストを用いたフォトリソ
グラフィ法を加えてもかまわない。例えば、有機溶剤に
溶けにくい薄膜材料の上に、２層以上の有機溶剤に溶け
にくい薄膜材料が連続して堆積される構造で有れば、レ
ジストを用いたフォトリソグラフィ法を組み合わせた製
造方法が採用可能である。

【００３６】（第３実施の形態：集束電子ビーム加熱）
本発明の第１の実施の形態に係るパターン形成方法に用
いる蒸着源は、蒸着材料を選択的に加熱する加熱手段１
３として高抵抗Ｍｏ金属膜からなる抵抗体（Ｍｏヒー
タ）を、一様に加熱する場合である。蒸着材料は、他の
加熱手段を用いても、選択的に加熱出来る。本発明の第
３の実施の形態に係るパターン形成方法に用いる蒸着源
は、蒸着材料を選択的に加熱する加熱領域制御手段とな
る集束電子ビーム（以下において、単に「電子ビーム」
という。）で選択的に加熱された高融点金属４１を用い
る場合である。

【００３７】図６に示すように、本発明の第３の実施の
形態に係るパターン形成法に用いる蒸発源は、Ｍｏ、タ
ングステン（Ｗ）等の高融点金属４１の表面の全面に蒸
着材料３４が堆積されている。そして、高融点金属４１
の裏面から加熱領域制御手段（電子ビーム）７７で、高
融点金属４１の所定の位置を選択的に加熱する。

【００３８】高融点金属４１の所定の位置を、電子ビー
ム７７で選択的に加熱するために、図６に示すような電
子銃７１から出た電子線７７は、第１電子レンズ７２，
第２電子レンズ７３，第１アパーチャ７４，第２アパー
チャ７６により、所定のビーム形状に収束される。電子
銃７１はランタンボライド（ＬａＢ_６）等を用いれば良
い。そして、収束された電子線７７は、走査系７５で偏
向され、所定のパターンを高融点金属４１の裏面に描画
する。従って、走査系７５の偏向用電源は、ＣＡＤで作
成されたマスクパターンデータに基づいて、出力が制御
される。

【００３９】高融点金属４１の裏面に電子線７７で描画
することにより、裏面に電子線７７で描画された位置の
高融点金属４１が選択的に加熱され、その表面の蒸着材
料３４が選択的に蒸発する。高融点金属４１は、図示を
省略した液体窒素シュラウドに接続され、電子線７７で
加熱さていない他の領域を十分低温に冷却し、熱拡散に
よるパターンの「ぼやけ」や広がりを防止する。

【００４０】本発明の第３の実施の形態に係るパターン
形成法においては、蒸着材料３４が成膜された高融点金
属４１を、蒸着装置の真空チャンバー内に被蒸着基板８
１と対向させて配置する。被蒸着基板８１としては、半
導体基板やガラス基板が使用出来る。この際、蒸発源基
板１１は、図６に示すように、被蒸着基板８１から約５
μｍの距離に対向して設置する。第１の実施の形態と同
様に、高融点金属４１と被蒸着基板８１との間の所定の
位置に、厚さ約５μｍのスぺーサを配置しておけば、高
融点金属４１と被蒸着基板８１との間の間隔の調整は簡
単に出来る。そして、真空チャンバー内の到達圧力が、
およそ５×１０^−８Ｐａになるまで、真空排気する。そ
して、図６に示すように、高融点金属４１の裏面を電子
線７７で選択的に加熱することにより、対応する表面の
蒸着材料３４が選択的に蒸発する。この結果、蒸着材料
３４が真空中で選択的に蒸発し、蒸発した蒸着材料３４
が被蒸着基板８１の表面に、薄膜５７のパターンとして
蒸着される。

【００４１】（その他の実施の形態）上記のように、本
発明は第１乃至第３の実施の形態によって記載したが、
この開示の一部をなす論述及び図面はこの発明を限定す
るものであると理解すべきではない。この開示から当業
者には様々な代替実施の形態、実施例及び運用技術が明
らかとなろう。

【００４２】既に述べた第３の実施の形態の説明におい
ては、高融点金属４１の裏面を電子線７７で選択的に加
熱する場合に付いて説明したが、炭酸ガス（ＣＯ_２）レ
ーザやＹＡＧレーザ等のレーザ光線で、高融点金属４１
の裏面を選択的に加熱しても良い。

【００４３】既に述べた第２の実施の形態の説明におい
ては、第１マスク工程、第２マスク工程、第３マスク工
程の間に、被蒸着基板８１を一旦大気中に取り出すよう
に記載したが、同一真空チャンバー中で連続的に蒸着す
ることも可能である。連続的に蒸着する場合は、例え
ば、光学顕微鏡を真空準備室内に配置し、真空準備室で
遠隔操作をして位置あわせするローディング機構を設け
ればよい。

【００４４】この様に、本発明はここでは記載していな
い様々な実施の形態等を含むことは勿論である。従っ
て、本発明の技術的範囲は上記の説明から妥当な特許請
求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるも
のである。

【００４５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の蒸着源を
用いれば、レジストを用いないで、高精細なパターンを
形成することが可能である。

【００４６】また、本発明の蒸着源は繰り返し使用する
ことが出来、比較的低コストである。

【００４７】更に、本発明のパターン形成方法によれ
ば、レジストを用いないで、高精細なパターンを形成す
ることが可能であるので、従来高精細な薄膜パターン形
成が困難であった材料についても、簡単にパターン形成
出来る。

【００４８】更に、本発明の電子デバイスの製造方法に
よれば、有機溶剤に溶け易い薄膜材料からなる多層構造
を有する電子デバイスが簡単に製造出来る。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１（ａ）は、本発明の第１の実施の形態に係
るパターン形成方法に用いる蒸着源の平面透視図で、図
１（ｂ）はそのＡ部の拡大図である。

【図２】図１（ｂ）のＢ−Ｂ方向に沿った断面図であ
る。

【図３】本発明の第２の実施の形態に係る電子デバイス
の製造方法の第１マスク工程を説明する模式図である。

【図４】本発明の第２の実施の形態に係る電子デバイス
の製造方法の第２マスク工程を説明する模式図である。

【図５】本発明の第２の実施の形態に係る電子デバイス
の製造方法の第３マスク工程を説明する模式図である。

【図６】本発明の第３の実施の形態に係るパターン形成
法を説明する模式図である。

【図７】従来技術に係るフォトリソグラフィ法によるパ
ターニング方法を示す工程断面図である。

【図８】従来技術に係るマスク蒸着法を説明する模式図
である。

【符号の説明】

１１蒸発源基板１２熱的絶縁膜（加熱領域制御手段）１３加熱手段（抵抗体）１４蒸着材料（銅フタロシアニン）１５開口部１６ａ，１６ｂ電極２１ａ，２１ｂ取り出し配線２２外部電源３１第１蒸着材料３２第２蒸着材料３３第３蒸着材料３４蒸着材料４１加熱手段（高融点金属）５４第１薄膜５５第２薄膜５６第３薄膜５７，８２，９２薄膜７１電子銃７２第１電子レンズ７３第２電子レンズ７４第１アパーチャ７５走査系７６第２アパーチャ７７電子ビーム８１被蒸着基板８３レジスト８４フォトマスク８４ａマスク基板８４ｂ遮光部８４ｃ透明部８５紫外線（露光光）９３金属マスク９４開口部

───────────────────────────────────────────────────── 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）Ｈ０１Ｌ 21/285 Ｈ０１Ｌ 21/285 ＰＦターム(参考） 4K029 AA06 AA09 AA11 BA08 BB02 BB03 BD00 BD01 CA01 DB06 DB07 DB13 DB18 DB20 DB21 HA00 4M104 DD34 DD46 5F103 AA01 BB42 DD28 DD30 HH04 LL13 NN10 RR08 RR10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】加熱手段と、該加熱手段に設けられ、該加熱手段から放出される熱エ
ネルギを、所望のパターンに対応した特定領域のみに限
定する加熱領域制限手段と、前記加熱手段から放出された熱エネルギにより、前記所
望のパターンに対応した特定部分のみが選択的に加熱さ
れるように、少なくとも一部が前記加熱手段に接して配
置された蒸着材料とからなることを特徴とする蒸着源。
【請求項２】蒸着源の表面に一様に蒸着材料を堆積す
る工程と、真空チャンバー内において、前記蒸着材料が堆積された
蒸着源を５０μｍ乃至２μｍの間隔で被蒸着基板と対向
配置する工程と、前記真空チャンバーを真空に排気する工程と、前記蒸着源の熱エネルギ放出領域を、所望のパターンに
対応した特定の領域に制限し、前記蒸着材料の特定の領
域のみを加熱し、前記被蒸着基板の表面に前記パターン
に対応した薄膜パターンを蒸着する工程とからなること
を特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】第１蒸着源の熱エネルギ放出領域を、第
１のパターンに対応した特定の領域に制限し、第１蒸着
材料の特定の領域のみを選択的に加熱し、被蒸着基板の
表面に前記第１パターンに対応した第１薄膜のパターン
を形成する工程と、第２蒸着源の熱エネルギ放出領域を、第２のパターンに
対応した特定の領域に制限し、第２蒸着材料の特定の領
域のみを選択的に加熱し、前記被蒸着基板の、前記第１
薄膜のパターンの表面に前記第２パターンに対応した第
２薄膜のパターンを形成する工程とからなることを特徴
とする電子デバイスの製造方法。