JP5577758B2 - Pattern forming method, pattern forming substrate, and solar cell element - Google Patents
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Description
本発明は、パターン形成方法、該方法で作成されたパターン形成基板、及び該基板を用いた太陽電池素子に関する。 The present invention relates to a pattern formation method, a pattern formation substrate prepared by the method, and a solar cell element using the substrate.
成膜によるパターンの形成においてマスクが用いられており、通常、成膜したいパターン毎にマスクが作製されている。作製されるマスクは、１パターンに対して１枚だけでなく、種類の異なる複数枚のマスクを１組にして用いたり、複数のマスクを入れ替えて用いている。１枚のマスクを使用していても、所望のパターン形成のため、基板の方向を変えたり、マスクの方向を変えたりして、複数回成膜を行うこともある。
例えば格子状パターンの成膜を行う場合、平行なスリット状の開口部があるマスクを用い、まず格子のｘ方向の成膜を行い、次にｙ方向の成膜を行って格子状パターンを形成する方法や、格子の交点部分を切ることにより、直接ではないが格子状に見えるパターンを形成する方法が知られている。
また、環状パターンの成膜を行う際に、パターンの外周部を形成するマスクと内周部を形成するマスクを同時に用いて成膜を行ったり、環状パターンの一部を形成するマスクを用いて複数回の成膜を行ったりすることが知られている。
更に、格子状パターンを持つマスクを用いてダミー材料の成膜を行った後、正規の材料で全面成膜を行い、次いでダミー材料を除去する方法も知られている。この方法によれば、ダミー材料の無い部分にのみ正規の材料が残るので、格子状パターンの成膜が出来る。
A mask is used in forming a pattern by film formation, and a mask is usually produced for each pattern to be formed. The masks to be produced are not only one for one pattern, but a plurality of different types of masks are used as a set, or a plurality of masks are used interchangeably. Even when one mask is used, film formation may be performed multiple times by changing the direction of the substrate or changing the direction of the mask in order to form a desired pattern.
For example, when forming a lattice pattern, a mask having parallel slit-shaped openings is used, first the film is formed in the x direction, and then the y direction is formed to form the lattice pattern. And a method of forming a pattern that looks like a grid, but not directly, by cutting the intersection of the grid.
In addition, when performing the film formation of the annular pattern, the film forming is performed using the mask for forming the outer peripheral portion of the pattern and the mask for forming the inner peripheral portion at the same time, or using the mask for forming a part of the annular pattern. It is known to perform film formation a plurality of times.
Furthermore, a method is also known in which after a dummy material is formed using a mask having a lattice pattern, the entire surface is formed using a regular material, and then the dummy material is removed. According to this method, since a regular material remains only in a portion where there is no dummy material, a lattice pattern can be formed.
しかし、従来のパターン形成方法では、格子状パターンや環状パターンを、単独のマスクを用いて１回の成膜で形成することは困難であった。
また、従来の複数枚のマスクを用いる方法、複数回の成膜を行う方法のいずれも、成膜を行う際の作業工程が増加する。
一般的に、作業工程が増加するほど、装置規模の増加・増大、使用部品数の増加、材料使用量の増加、作業時間の増加などが起こりやすく、それによってコストが増加するし、工程数が増加したことにより、必要になる技術が増加・高度化する。また作業工程の増加は歩留まりの低下を生むことがある。
However, in the conventional pattern formation method, it is difficult to form a lattice pattern or an annular pattern by a single film formation using a single mask.
In addition, both the conventional method using a plurality of masks and the method of performing film formation a plurality of times increase the number of work steps when performing film formation.
In general, as the number of work processes increases, the scale of the equipment increases, the number of parts used, the amount of materials used, the work time increases, etc., which tends to increase the cost and the number of processes. The increase will increase and sophisticate the technology required. In addition, an increase in work process may cause a decrease in yield.
上記問題点について、格子状パターンの場合を例として説明する。格子状パターンではｘ方向とｙ方向のパターンを成膜する必要があるため最低２回の成膜工程が必要である。
まずマスクが２枚の場合、マスクを２つ用意してそれぞれのマスクで成膜を行う必要がある。この２回の成膜工程を一箇所で行った場合、マスクの入れ替えを行うための技術・設備・工程が必要になる。また、成膜工程を２箇所で行った場合、当然ながら成膜のための設備が２箇所（２台）必要になり、成膜工程の他に装置間の搬送工程も増加する。
次にマスクが１枚の場合、ｘ方向のパターンを成膜した後、ｙ方向のパターンの成膜が出来るようにマスク又は基板を回転させる必要がある。そのため、マスク又は基板の回転工程が必要となる。更に、成膜面を均一にする目的で、マスクを基板又は基板ホルダーにセットして共に回転させながら成膜を行う場合、ｘ方向パターンの成膜後、マスクのセットを外して、マスク又は基板のどちらかを回転させた後、再びセットする工程が必要となる。基板又は基板ホルダーにセットしない場合、成膜中はマスター・スレーブのようにして、常に２つの回転速度を同期させる技術の他、マスクと基板のどちらか一方を回転させるか、特定の時間だけ同期を外してパターンを直交させる技術や工程が必要である。
更に、格子状集電電極を作製する場合には、格子の交点部分を開口させないようにすれば１枚のマスクでも成膜が可能になるが、格子の交点部分で電極が離れている状態になるため、２回成膜により電極が繋がっている場合に比べて抵抗が高いものしかできない。
The above problem will be described using a lattice pattern as an example. Since it is necessary to form a pattern in the x direction and the y direction in the lattice pattern, a film forming process is required at least twice.
First, when there are two masks, it is necessary to prepare two masks and form a film with each mask. When these two film forming steps are performed at one place, techniques, equipment, and steps for replacing the mask are required. In addition, when the film forming process is performed at two places, it is a matter of course that two (two) facilities for film forming are required, and the number of transport processes between apparatuses increases in addition to the film forming process.
Next, in the case of a single mask, after forming a pattern in the x direction, it is necessary to rotate the mask or the substrate so that the pattern in the y direction can be formed. Therefore, a mask or substrate rotation process is required. Furthermore, in order to make the film formation surface uniform, when performing film formation while setting the mask on the substrate or the substrate holder and rotating together, the mask or the substrate is removed after forming the x-direction pattern. After either of them is rotated, a step of setting again is required. When not set on the substrate or substrate holder, during the film formation, the master / slave always synchronizes the two rotation speeds, or either the mask or the substrate is rotated or synchronized for a specific time. It is necessary to have a technique or process for removing the pattern and making the pattern orthogonal.
Furthermore, when a grid-like current collecting electrode is manufactured, if the intersection of the grid is not opened, the film can be formed even with a single mask, but the electrode is separated at the grid intersection. Therefore, only those having a higher resistance than the case where the electrodes are connected by two film formations can be formed.
一方、特許文献１には、従来の電気メッキ中に生じる、メタルマスク側の可撓性及びメッシュとメタルが薄膜であることによる浮きや、位置ズレの発生を抑え、寸法精度の良好なメタルスクリーン版を得る目的で、メッシュとメタルを大気中において可視可能な平台の上で樹脂製の接着性材料を用いて貼り合わせ、その後、樹脂を硬化させる工程及び作業支持体から剥離する工程により、寸法精度の良好なメタルスクリーン版を得る発明が開示されている。
この発明は、格子状パターンや環状パターンを、単独のマスクを用いて１回の成膜で形成する点で本発明と類似する。しかし、マスクは常温・常圧・大気雰囲気だけで使用されているのではなく、高温・低音・真空・ガス雰囲気など様々な環境下で使用されている。そのため、スクリーン印刷等で用いるマスクでは、上記環境下での使用が著しく制限されると共に、作製条件や作製した膜の精度が制限されるという問題がある。また、接着剤を用いることに伴う様々な問題（後述）がある。
On the other hand, Patent Document 1 discloses a metal screen with excellent dimensional accuracy that suppresses the occurrence of floating and displacement due to the flexibility of the metal mask side and the mesh and metal being a thin film, which occurs during conventional electroplating. For the purpose of obtaining a plate, the mesh and metal are bonded to each other using a resin adhesive material on a flat table visible in the atmosphere, and then the resin is cured and peeled off from the work support. An invention for obtaining a metal screen plate with good accuracy is disclosed.
The present invention is similar to the present invention in that a lattice pattern or an annular pattern is formed by a single film formation using a single mask. However, masks are not used only at room temperature, normal pressure, and air atmosphere, but are used in various environments such as high temperature, low sound, vacuum, and gas atmosphere. Therefore, a mask used for screen printing or the like has a problem that use in the above environment is remarkably restricted and production conditions and accuracy of a produced film are restricted. There are also various problems (described later) associated with the use of adhesives.
本発明は、従来の高温・低温・真空・ガス雰囲気中などの様々なマスク使用環境下で、格子状、櫛形、環状などの所定のパターンの成膜を、単独のマスクを用いて１回の成膜で行うことができるパターン形成方法、該方法によって作成されたパターン形成基板、及び該基板を用いた太陽電池素子の提供を目的とする。 The present invention forms a predetermined pattern such as a lattice shape, a comb shape, or an annular shape in a single mask using a single mask under various mask usage environments such as a conventional high temperature, low temperature, vacuum, and gas atmosphere. It aims at providing the pattern formation method which can be performed by film-forming, the pattern formation board | substrate produced by this method, and the solar cell element using this board | substrate.
上記課題は、次の１）〜６）の発明によって解決される。
１） 異方性エッチング又は等方性エッチングにより異なる形状の開口部が形成された複数のメタルマスク部材を接合して作製したマスクを用い、基板とマスクを密接させて基板にパターンを成膜するパターン形成方法であって、マスクの最小開口部（複数のメタルマスク部材に共通する開口部）に相当する最も小さい開口部を有するメタルマスク部材を基準として、基板側に近づくほど開口部が大きいメタルマスク部材を接合することにより、最小開口部とその他の開口部分（最少開口部以外の開口部分）によって形成された空間にターゲット材料が広がることにより、最小開口部と異なる形状のパターンが形成されることを特徴とするパターン形成方法。
２） マスクが隣接する二つの最小開口部を有し、該二つの最小開口部に対応する基板上に成膜されるとともに、前記二つの最小開口部から広がったターゲット材料が、前記その他の開口部分に対応する基板上にも重なり合うように堆積して成膜されることを特徴とする１）に記載のパターン形成方法。
３） 前記パターンが、格子状パターン、櫛形パターン、又はそれらの複合パターンであることを特徴とする１）又は２）に記載のパターン形成方法
４） １）〜３）のいずれかに記載のパターン形成方法により作成されたことを特徴とするパターン形成基板。
５） 前記パターンが、光電変換素子又は電光変換素子に用いる電極パターンであることを特徴とする４）に記載のパターン形成基板。
６） ４）又は５）に記載のパターン形成基板を、受光側の入射面に配置したことを特徴とする太陽電池素子。
The above problems are solved by the following inventions 1) to 6 ).
1) Using a mask prepared by joining a plurality of metal mask members in which openings having different shapes are formed by anisotropic etching or isotropic etching, a pattern is formed on the substrate by bringing the substrate into close contact with the mask. A pattern forming method, in which a metal having a larger opening as it approaches the substrate side with reference to a metal mask member having the smallest opening corresponding to the minimum opening of the mask (opening common to a plurality of metal mask members) by bonding the mask member, by the target material spreads to the space formed by the smallest opening and the other opening portion (opening portion other than minimal openings), the pattern of the minimum opening with different shapes Ru is formed pattern forming method comprising the this.
2) has two minimum opening mask are adjacent, together are deposited on the substrate corresponding to the two smallest opening, the target material that has spread from the two minimum opening, said other opening the pattern forming method as described in 1), characterized in that it is formed by depositing as well overlap on the substrate corresponding to part minute.
3 ) The pattern forming method according to 1) or 2) , wherein the pattern is a lattice pattern, a comb pattern, or a composite pattern thereof.
4 ) A pattern forming substrate produced by the pattern forming method according to any one of 1) to 3) .
5 ) The pattern forming substrate according to 4) , wherein the pattern is an electrode pattern used for a photoelectric conversion element or an electro-optical conversion element.
6 ) A solar cell element, wherein the pattern forming substrate according to 4) or 5) is disposed on an incident surface on a light receiving side.
本発明によれば、従来の高温・低温・真空・ガス雰囲気中などの様々なマスク使用環境下で、格子状、櫛形、環状などの所定のパターンの成膜を、単独のマスクを用いて１回の成膜で行うことができるパターン形成方法、該方法によって作成されたパターン形成基板、及び該基板を用いた太陽電池素子を提供できる。その結果、パターン形成のコストを大幅に下げることができる。
また、従来行われていた次工程のフォトリソグラフィ工程や印刷工程を実施することなく、パターン形成を行うことができる。
また、一回の成膜で作製される格子状集電電極の抵抗を減らすことができる。
According to the present invention, a predetermined pattern such as a lattice shape, a comb shape, or a ring shape is formed by using a single mask under various mask usage environments such as a conventional high temperature, low temperature, vacuum, and gas atmosphere. It is possible to provide a pattern forming method that can be performed by a single film formation, a pattern forming substrate created by the method, and a solar cell element using the substrate. As a result, the cost of pattern formation can be greatly reduced.
Moreover, pattern formation can be performed without performing the photolithography process and printing process of the next process performed conventionally.
Further, it is possible to reduce the resistance of the grid-like current collecting electrode manufactured by a single film formation.
以下、上記本発明について詳しく説明する。
スパッタリングなどで成膜を行う際に、成膜材料がターゲットから垂直に飛び出し、マスク及び被成膜面に対して垂直に付着することは少なく、成膜条件によって一定の広がりを持つ（図３参照）。膜質を均一にする目的で、成膜材料、基板などを回転させたりする場合、更にそれが顕著に現れる。また、一般的な成膜の場合、成膜源と被成膜面の距離（以下、ＴＳ間距離という）が近いほど、大きな広がり角を持つ材料であっても被成膜面に到達できる。このことは成膜装置又は成膜工程におけるＴＳ間距離が短いほど、単位時間当たりの堆積量（成膜レート）が大きくなることからも分かるし、二等辺三角形や円錐などを考えれば自明である。
しかし、マスクを用いた成膜では、通常、ターゲット材料の広がりは忌避すべきものである。なぜなら、マスクの浮きなどにより、形成したい箇所以外にターゲット材料が回り込み、基板上に堆積することで、高精細な成膜が出来ないといった問題が生じるからである。ここで“浮き”とは、マスクが基板から離れており、マスクと基板の間に空間が存在する場合のマスクの状態を指す。
Hereinafter, the present invention will be described in detail.
When film formation is performed by sputtering or the like, the film formation material protrudes vertically from the target and hardly adheres to the mask and the film formation surface, and has a certain spread depending on the film formation conditions (see FIG. 3). ). In the case of rotating a film forming material, a substrate or the like for the purpose of making the film quality uniform, it appears more remarkably. In the case of general film formation, the closer the distance between the film formation source and the film formation surface (hereinafter referred to as the distance between TSs), the more the material having a large spread angle can reach the film formation surface. This can be understood from the fact that the deposition amount (film formation rate) per unit time increases as the distance between TSs in the film formation apparatus or film formation process is shorter, and is obvious when considering isosceles triangles, cones, and the like. .
However, in film formation using a mask, the spread of the target material should normally be avoided. This is because there is a problem in that a high-definition film cannot be formed because the target material goes around other than the portion to be formed due to the floating of the mask and is deposited on the substrate. Here, “floating” refers to the state of the mask when the mask is away from the substrate and there is a space between the mask and the substrate.
回り込みの改善方法としては、浮きを防ぐためマスクの材質を変形が起こりにくい硬質なものに変えたり、ＴＳ間距離が大きな状態で成膜を行ったり、マスクを可能な限り被成膜面に近づけたりする方法がある。また、マスクと基板を直接接触させても問題の起こらない場合には、マスクを直接接触させた状態で成膜を行うなどの手法が取られている。
しかし、ＴＳ間距離を大きくすると、前述したように成膜レートの低下を招き、成膜時間の増加につながる。また、成膜レートが低くなり、被成膜面から外れる材料が多くなることは、材料コストや再利用のための回収コストの増加、整備費の増加につながる。そのため、産業用の量産ラインでは、成膜時間を減らして生産性を挙げるため、ＴＳ間距離の短い装置が使われることがある。例えば、光ディスク作製に用いるスパッタ装置の場合、昔の量産初期の頃には、ＴＳ間距離は約１０ｃｍであったが、最近はＴＳ間距離が２〜３ｃｍの量産装置が登場している。
As a method of improving the wraparound, change the mask material to a hard material that does not easily deform to prevent floating, perform film formation with a large distance between TSs, or bring the mask as close as possible to the film formation surface. There is a way to. Further, when no problem occurs even when the mask and the substrate are brought into direct contact with each other, a method of performing film formation in a state where the mask is brought into direct contact is taken.
However, when the distance between TSs is increased, the film formation rate is lowered as described above, and the film formation time is increased. In addition, when the film formation rate is lowered and more materials are removed from the film formation surface, the material cost, the recovery cost for reuse, and the maintenance cost are increased. Therefore, in an industrial mass production line, an apparatus with a short distance between TSs may be used in order to reduce the film formation time and increase the productivity. For example, in the case of a sputtering apparatus used for manufacturing an optical disk, the distance between TSs was about 10 cm in the early days of mass production, but recently, mass production apparatuses with a distance between TSs of 2 to 3 cm have appeared.
一方、本発明のパターン形成方法では、開口部を形成した複数のメタルマスク部材を接合して作製したマスクを用いる。このマスクは、最小開口部（複数のメタルマスク部材に共通する開口部で、開口部が最も小さいメタルマスク部材の開口部に相当する）とその他の開口部分（最少開口部以外の開口部分）とを有する。また、複数のメタルマスク部材がそれぞれ異なる形状の開口部を有し、最小開口部から基板側に近づくほど、メタルマスク部材の開口部が大きくなるように接合されている。そして、その他の開口部分にターゲット材料が広がることにより、最小開口部と異なる形状のパターンが形成されるように、基板とその他の開口部分との間に空間が存在する状態で成膜を行うことを特徴とする。すなわち、その他の開口部分により基板とマスクの間に空間を存在させ、従来技術における浮きとは異なる「意図的な浮き」を作り、積極的にターゲット材料の広がりを利用することによって、格子状、櫛形、環状などの所定のパターンの膜を、従来のマスク使用環境下において、単独のマスクを用いて１回の成膜で形成することが可能となる。これにより、パターン形成の工程数を減らすことができるし、従来行われていた次工程のフォトリソグラフィ工程や印刷工程を実施することなく、パターン形成を行うことができる。
マスクには膜形成材料（ターゲット）側の面（ＭＯ面）と、パターンが形成される基板側の面（ＭＵ面）が存在するが（図２参照）、本発明のパターン形成方法ではＭＵ面側に浮いた箇所を有するマスクを用いるとよい。例えば、膜形成材料側の面をＭＯ面、パターンが形成される基板側の面をＭＵ面として、ＭＯ面からＭＵ面までを平行な面が連続していると見た場合に、少なくとも一つの面をなす層がＭＵ面と異なる形状を有し、かつ、ＭＵ面近傍には膜形成材料の回り込みが可能な空間を有するマスクを用いるとよい。そうすれば、該空間により、ＭＯ面側から見ると成膜が出来ないように見える接合部や格子の交点部にも、膜形成材料が回り込むことができる。
このような本発明のパターン形成方法は、ＴＳ間距離の短い量産装置では特に効果的である。
On the other hand, in the pattern forming method of the present invention, a mask produced by bonding a plurality of metal mask members having openings is used. This mask has a minimum opening (an opening common to a plurality of metal mask members, corresponding to the opening of the metal mask member having the smallest opening), and other opening portions (opening portions other than the minimum opening portion) Have In addition, the plurality of metal mask members each have an opening having a different shape, and the metal mask member is joined so that the opening of the metal mask member increases as it approaches the substrate side from the minimum opening. By target material spreads other opening fraction, so that the pattern of the minimum opening different shape is formed, a film is formed in a state where there is a space between the substrate and the other opening portion It is characterized by that. In other words, by making a space between the substrate and the mask by other openings , creating a “intentional float” different from the float in the prior art, and actively utilizing the spread of the target material, comb, a film of a predetermined pattern, such as circular, in conventional mask used environment, it is possible to form a single film by using a single mask. As a result, the number of pattern formation steps can be reduced, and pattern formation can be performed without performing the following photolithography and printing steps that have been conventionally performed.
The mask has a film forming material (target) side surface (MO surface) and a substrate side surface (MU surface) on which a pattern is formed (see FIG. 2). In the pattern forming method of the present invention, the MU surface is used. A mask having a portion floating on the side may be used. For example, when it is assumed that the surface on the film forming material side is an MO surface, the surface on the substrate side on which a pattern is formed is an MU surface, and parallel surfaces from the MO surface to the MU surface are continuous, at least one It is preferable to use a mask in which the layer forming the surface has a shape different from that of the MU surface, and in the vicinity of the MU surface, there is a space in which the film forming material can wrap around. If it does so, film formation material can wrap around the junction part and the intersection part of a lattice which cannot be formed into a film when it sees from the MO surface side by this space.
Such a pattern forming method of the present invention is particularly effective in a mass production apparatus having a short distance between TSs.
前記マスクの例として、後述する図１３−１〜図１４−６に示すものが挙げられるが、これらの態様に限られるわけではない。
すなわち、図に示したのは、マスクの開口部の一方向の断面であり、他の方向の断面はこれと同じである必要はない。例えば、図ではＭＵ面近傍に空間が存在する状態を示しているが、他の方向の断面ではマスクがＭＵ面と接触していて空間が存在しない状態でもよい。また、図ではＭＯ面近傍の開口面積よりもＭＵ面近傍の開口面積の方が大きい場合を示しているが、開口面積の関係は同等又は逆であってもよい。
要は、ある方向の断面を見たとき、ＭＵ面近傍に膜形成材料の回り込みが可能な空間を有する形状になっていればよい。
また、開口部の壁面の一部又は全部が、２段以上の階段形状であるものや、漏斗状の断面形状であるものが挙げられるが、これらの形状も適宜変更可能である。
また、格子状パターンを形成する開口部を有するマスクの場合、格子の交点部分において、その断面で見たとき、ＭＯ面側が一部で開口しないように周辺のその他の開口部分と繋がっており、かつ、該繋がった交点部分のＭＵ面の近傍領域が空間を有している。換言すれば、該開口されていない部分のＭＵ面が、その他の開口部分のＭＵ面を基準として凹部となるような形状が挙げられる。
また、環状パターンの場合には、ＭＯ面側は部分的に環が途切れて環の外周部のマスクと内周部のマスクが接合しており、ＭＵ面側は途切れていないような接合部を持つマスクを用いることで、パターン形成が可能となる。
Examples of the mask include those shown in FIGS. 13-1 to 14-6, which will be described later, but are not limited to these modes.
That is, what is shown in the drawing is a cross section in one direction of the opening of the mask, and the cross section in the other direction does not have to be the same. For example, the figure shows a state in which a space exists in the vicinity of the MU surface, but the cross section in another direction may be in a state in which the mask is in contact with the MU surface and no space exists. Moreover, although the figure shows the case where the opening area near the MU surface is larger than the opening area near the MO surface, the relationship between the opening areas may be the same or opposite.
In short, it is only necessary to have a shape having a space in the vicinity of the MU surface in which the film forming material can wrap around when a cross section in a certain direction is seen.
Further, a part or all of the wall surface of the opening may be a stepped shape having two or more steps, or a funnel-shaped cross-sectional shape, and these shapes can be appropriately changed.
Also, the case of a mask having an opening for forming a grid-like pattern, at the intersection portion of the grid, when viewed in cross section, MO surface side is connected to the other opening portion of the peripheral so as not to open at some And the area | region of the vicinity of the MU surface of the connected intersection part has a space. In other words, there is a shape in which the MU surface of the part that is not opened becomes a recess with reference to the MU surface of the other opening part.
Further, in the case of an annular pattern, the MO surface side is partially disconnected, and the outer peripheral mask and the inner peripheral mask are bonded, and the MU surface side is not disconnected. A pattern can be formed by using the mask.
本発明のパターン形成方法を格子状集電電極（図５参照）の作製に適用すると、一回の成膜でありながら格子の交点部も成膜できるので、従来に比べて格子状集電電極の抵抗を減らすことができる。
従来のパターン形成方法では、格子の交点部が開口されていないため、１回の成膜では格子の交点部の成膜が出来ず、実質上、電気的に繋がっていると見なしているだけであるから、抵抗が大きい。
本発明で用いるマスクの材料としては、ステンレス、アルミニウム、鉄、銅、及びそれらの合金など、通常マスクとして用いられている各種金属が挙げられる。
なお、成膜方法に適合する材料であれば、ガラスやポリカーボネイトなどのプラスチックでもよく、それらを単独で又は適宜組合せて使用することができる。
When the pattern forming method of the present invention is applied to the production of a grid-like current collecting electrode (see FIG. 5), the grid intersection electrode can be formed even though it is a single film formation. Can reduce the resistance.
In the conventional pattern forming method, since the intersection of the lattice is not opened, it is impossible to form the intersection of the lattice in one film formation, and it is considered that the lattice is substantially electrically connected. Because there is, resistance is large.
Examples of the mask material used in the present invention include various metals usually used as a mask, such as stainless steel, aluminum, iron, copper, and alloys thereof.
In addition, as long as it is a material suitable for the film-forming method, plastics, such as glass and a polycarbonate, may be used, and these can be used individually or in combination.
本発明で用いるマスクを作製する方法としてはエッチングなどが挙げられる。エッチングの場合、異方性エッチングでも等方性エッチングでもよい。また、マスクの材質が金属又は合金の場合、エッチングにより様々な大きさに開口したメタルマスク部材を拡散接合により接合させることで、高い開口率を持ちながら本発明の特定形状部分を厚く作成することが可能となり、複雑なパターンの形成、及び、厚みや空間の大きさ（被成膜面からの浮き具合）のコントロールを正確に行うことが可能となる。その結果、高精細なパターンを持つ成膜が可能となる。また、接着剤を使用していないため耐薬品性に優れ環境負荷も少ないし、現在使用している装置をそのまま使用できる。また、耐熱性に優れ、加熱使用でも経時変化が少なく、洗浄工程により繰り返し使用することが出来るため、マスク分の費用を更に下げることが出来る。 Etching or the like can be given as a method for manufacturing a mask used in the present invention. In the case of etching, anisotropic etching or isotropic etching may be used. In addition, when the mask material is a metal or an alloy, the specific shape portion of the present invention is made thick while having a high aperture ratio by joining metal mask members opened in various sizes by etching by diffusion bonding. Therefore, it is possible to accurately control the formation of a complicated pattern and the thickness and space size (the degree of floating from the film formation surface). As a result, it is possible to form a film having a high-definition pattern. In addition, since no adhesive is used, the chemical resistance is excellent and the environmental load is small, and the apparatus currently used can be used as it is. In addition, since it has excellent heat resistance, there is little change over time even with heating, and it can be used repeatedly in the cleaning process, so that the cost for the mask can be further reduced.
接着剤を使用する場合には、真空状態にしたり加熱したりすることにより、接着剤からガスが発生することが知られている。真空装置の場合、ガスが発生すると真空度が下がり、所定の真空度に達成するまでの時間が遅くなる。成膜装置や評価装置などで真空装置向けのガスが出にくい粘着材のついた固定用又はマスキング用のテープなどがあるが、これらを用いてもガスの発生を完全に抑えることは難しく、繰り返し使用には向かない。事前に十分なガス抜きを行ってガスの発生を抑えることは可能であるが、接着剤を用いている以上、ガスの発生を完全に抑えることは出来ない。また、当然であるが、ガスは不純物になるため膜質の低下を招き、膜質の低下はそのまま歩留まりの低下、検査や改善を目的とした装置・工程の追加につながるため、コスト増を引き起こす。 In the case of using an adhesive, it is known that gas is generated from the adhesive by applying a vacuum or heating. In the case of a vacuum apparatus, when gas is generated, the degree of vacuum decreases, and the time until a predetermined degree of vacuum is achieved is delayed. There are tapes for fixing or masking with an adhesive that makes it difficult to produce gas for vacuum equipment in film forming equipment and evaluation equipment, etc., but it is difficult to completely suppress the generation of gas even if these are used. Not suitable for use. Although it is possible to sufficiently degas in advance to suppress the generation of gas, the generation of gas cannot be completely suppressed as long as an adhesive is used. Naturally, the gas becomes an impurity, which causes deterioration of the film quality, and the deterioration of the film quality directly leads to a decrease in yield and the addition of devices and processes for the purpose of inspection and improvement, thereby causing an increase in cost.
本発明の応用分野の例としては、格子状集電電極を持つ太陽電池素子などの半導体デバイスの作製が挙げられる。
また、従来技術により櫛形電極用のマスクを設計し、単独のマスクを用いて１回の成膜で電極を作製すると、櫛の部分は１方向しか最外周部と接していないため、耐久性が低くなる。
これに対し、本発明のパターン形成方法では２方向で最外周部と接するマスクを用いるので（図１７−１参照）耐久性が上がる。また、取り扱い（ハンドリング）が容易になり、同一マスクの使用回数の増加によってマスクのコスト低減などが可能になるため、生産性を高めることが出来る。
このように本発明の応用分野は広く、特に量産装置に好適であるから、多くの産業分野での利用が期待される。
An example of an application field of the present invention is the production of a semiconductor device such as a solar cell element having a grid-like collecting electrode.
Further, when a mask for a comb-shaped electrode is designed according to the conventional technique and an electrode is formed by a single film formation using a single mask, the comb portion is in contact with the outermost peripheral portion in only one direction, so that durability is improved. Lower.
On the other hand, in the pattern forming method of the present invention, since a mask in contact with the outermost peripheral portion in two directions is used (see FIG. 17-1), durability is improved. Further, handling (handling) is facilitated, and the cost of the mask can be reduced by increasing the number of times the same mask is used, so that productivity can be increased.
As described above, the application field of the present invention is wide and particularly suitable for mass production apparatuses, so that it is expected to be used in many industrial fields.
以下、従来技術を含めた図面を示して、本発明のパターン形成方法、関連するパターン形成用マスク及び成膜装置について説明する。
図１は本発明のパターン形成方法を実施する成膜装置の一例の概略図である。この装置は、成膜部（００１）、装置の状態のモニター及び装置全体の制御を行う制御部（００２）を有し、成膜部（００１）と制御部（００２）は伝達用ケーブル（００３）で電気的に繋がっている。伝達用ケーブル（００３）の役目としては、成膜部（００１）の状態の制御部（００２）への伝達、制御部（００２）からの命令の成膜部（００１）への伝達などがある。
なお、以下の説明図においては、Ｔ面、Ｍ面、ＭＵ面、ＭＯ面、Ｓ面の全てが平行で、各面の中心が同一直線状に並んでいる場合を示すが、複合ターゲットによる同時成膜、省スペース化、高速化などを目的として、複数のターゲットや複数の基板、マスクが入る装置であって、各面の全てが平行でないものや、各面の中心が同一直線状に並んでいないものものも本発明の態様に含まれる。
Hereinafter, a pattern forming method, a related pattern forming mask, and a film forming apparatus according to the present invention will be described with reference to the drawings including the prior art.
FIG. 1 is a schematic view of an example of a film forming apparatus for carrying out the pattern forming method of the present invention. This apparatus has a film forming unit (001), a control unit (002) for monitoring the state of the apparatus and controlling the entire apparatus, and the film forming unit (001) and the control unit (002) are connected to a transmission cable (003). ) Is electrically connected. The role of the transmission cable (003) includes transmission of the state of the film formation unit (001) to the control unit (002), transmission of a command from the control unit (002) to the film formation unit (001), and the like. .
In the following explanatory diagram, the T plane, M plane, MU plane, MO plane, and S plane are all parallel and the centers of the planes are aligned in the same straight line. A device that contains multiple targets, multiple substrates, and masks for the purpose of film formation, space saving, speeding up, etc., where all the surfaces are not parallel, and the centers of the surfaces are aligned in a straight line Those not included are also included in the embodiments of the present invention.
図２は、成膜部（００１）の断面の概念図である。成膜部（００１）には、ターゲット（００４）、マスク（００５）、基板（００６）が存在する。また、それらを支持する機構（不図示）を有する。マスク（００５）には、パターンに応じた開口部（図中の破線で示した部分）が設けられている。更に、成膜部（００１）には、伝達用ケーブル（００３）を通して制御部（００２）へ伝達する、成膜部（００１）の状態の情報を得るための機構（不図示）、及び、伝達用ケーブル（００３）を通して制御部（００２）からの命令を成膜部（００１）へ伝達するために必要な機構（不図示）が存在する。
ターゲット（００４）の基板（００６）側の面をＴ、基板（００６）のターゲット（００４）側の面（被成膜面側）をＳとし、ＴとＳの間の距離をＴＳと定義する。また、マスク（００５）のターゲット（００４）側の面をＭＯ、マスク（００５）の基板（００６）側の面をＭＵとし、ＴとＭＯの間の距離をＴＭＯ、ＳとＭＵの間の距離をＭＵＳと定義する。
FIG. 2 is a conceptual diagram of a cross section of the film forming portion (001). In the film formation unit (001), a target (004), a mask (005), and a substrate (006) are present. Moreover, it has a mechanism (not shown) for supporting them. The mask (005) is provided with an opening (a portion indicated by a broken line in the drawing) corresponding to the pattern. Further, a mechanism (not shown) for obtaining information on the state of the film forming unit (001), which is transmitted to the control unit (002) through the transmission cable (003), and transmission to the film forming unit (001) There is a mechanism (not shown) necessary for transmitting a command from the control unit (002) to the film forming unit (001) through the cable (003).
The surface of the target (004) on the substrate (006) side is defined as T, the surface of the substrate (006) on the target (004) side (deposition surface side) is defined as S, and the distance between T and S is defined as TS. . Further, the surface of the mask (005) on the target (004) side is MO, the surface of the mask (005) on the substrate (006) side is MU, the distance between T and MO is TMO, and the distance between S and MU. Is defined as MUS.
図３は、ＴＳとターゲット材料の広がりの関係を示す概念図であり、図３中のＴ、Ｓ１、Ｓ２、ＴＳ１、ＴＳ２（ＴＳ１＜ＴＳ２）は、図２中のＴ、Ｓ、ＴＳに対応している。
図３は、図２において、マスク（００５）が無い場合であり、ターゲット（００４）のある一点からターゲット材料が（００７）の様に飛び出ているとした時の成膜中の状態を示す概念図である。つまり、図３中のＴは、ターゲット（００４）の基板（００６）側の面であり、Ｓ１、Ｓ２は、それぞれの位置に設置した基板（００６）のターゲット（００４）側の面を示している。
（００７）は、ターゲット（００４）のある一点から最大θの角度を持ってターゲット材料が飛び出た場合のターゲット材料の広がりを示す概念図で、（００８）と（００９）は直径Ａの基板（００６）をＴＳ１とＴＳ２の位置に設置したときの成膜度合いを示した概念図である。この時、広がり（００７）が持つ角度はθであり、θ１、θ２は、ＴＳ１、ＴＳ２の位置にセットした基板（００８）、（００９）に到達するターゲット材料の最大角であり、ＴＳ１＜ＴＳ２の前提条件及び図から明らかなように、θ１＞θ２である。
図に示したθ＞θ１＞θ２の場合、基板（００８）、（００９）に示すように全面に膜が堆積し、その量は基板（００８）の方が多い。また、図には示していないが、広がり（００７）の持つ角度が、θ１＞θ＞θ２の場合、ターゲット（００４）から飛び出たターゲット材料は、基板（００９）の全域に堆積することは出来るが、基板（００８）の全域には堆積出来ない。同様に、広がり（００７）の持つ角度がθ２＞θの場合、ターゲット（００４）から飛び出たターゲット材料は、基板（００８）であっても、その全域には堆積出来ない。
Ａ、ＴＳ、ＴＳ１、ＴＳ２、θ、θ１、θ２の間には、次の関係式が成立する。
Ａ＝２・ＴＳ・ｔａｎθ＝２・ＴＳ１・ｔａｎθ１＝２・ＴＳ２・ｔａｎθ２
3 is a conceptual diagram showing the relationship between the spread of TS and the target material, and T, S1, S2, TS1, and TS2 (TS1 <TS2) in FIG. 3 correspond to T, S, and TS in FIG. doing.
FIG. 3 is a case where there is no mask (005) in FIG. 2, and a concept showing a state during film formation when the target material is projected from one point of the target (004) like (007). FIG. That is, T in FIG. 3 is a surface on the substrate (006) side of the target (004), and S1 and S2 are surfaces on the target (004) side of the substrate (006) installed at each position. Yes.
(007) is a conceptual diagram showing the spread of the target material when the target material jumps from a certain point of the target (004) with an angle of maximum θ, and (008) and (009) are substrates of diameter A ( 006) is a conceptual diagram showing the degree of film formation when installed at positions TS1 and TS2. At this time, the angle of the spread (007) is θ, and θ1 and θ2 are the maximum angles of the target material reaching the substrates (008) and (009) set at the positions of TS1 and TS2, and TS1 <TS2 As is clear from the preconditions and the figure, θ1> θ2.
In the case of θ>θ1> θ2 shown in the figure, a film is deposited on the entire surface as shown in the substrates (008) and (009), and the amount of the substrate (008) is larger. Although not shown in the drawing, when the angle of the spread (007) is θ1>θ> θ2, the target material jumping out of the target (004) can be deposited over the entire area of the substrate (009). However, it cannot be deposited over the entire area of the substrate (008). Similarly, when the angle of the spread (007) is θ2> θ, even if the target material jumping out of the target (004) is the substrate (008), it cannot be deposited on the entire area.
The following relational expressions hold among A, TS, TS1, TS2, θ, θ1, and θ2.
A = 2 · TS · tan θ = 2 · TS1 · tan θ1 = 2 · TS2 · tan θ2
図４−１は、ターゲット材料の広がりの概念図・１（マスク無）であり、図４−１中のＴ、Ｓ、ＴＳは、図３と同様に成膜中の状態を示す概念図であり、図２中のＴ、Ｓ、ＴＳに対応している。
（０１０）は、ある角度θを持って広がり（００７）のように拡散したターゲット材料が、基板（００６）の表面Ｓに到達した時の堆積位置を示した概念図である｛上が正面図（広がり、基板堆積）、下が平面図｝。θ３は、基板（００６）に到達するターゲット材料の最大角を表す。
以下、図４−２〜図４−４において、特に断りのない限り、図の構成及び記号の意味は図４−１の場合と同じである。
FIG. 4A is a conceptual diagram of the spread of the target material. 1 (no mask), and T, S, and TS in FIG. 4A are conceptual diagrams showing a state during film formation as in FIG. Yes, corresponding to T, S, TS in FIG.
(010) is a conceptual diagram showing a deposition position when the target material diffused as spread (007) with a certain angle θ reaches the surface S of the substrate (006) {top is a front view. (Expansion, substrate deposition), bottom is a plan view}. θ3 represents the maximum angle of the target material that reaches the substrate (006).
In the following, in FIG. 4-2 to FIG. 4-4, unless otherwise specified, the structure of the figure and the meaning of the symbols are the same as those in FIG.
図４−２は、ターゲット材料の広がりの概念図・２（マスク有、ＭＳＵ＝０、ＴＭＯ・大）であり、ＭＯ、ＭＵは、図２中のＭＯ、ＭＵに対応している。
図４−１との違いは、マスク（００５）が設置されている点である。更に、マスク（００５）には、（φＢ＞φＣ）を満たすように、φＣの開口部が設けられている。
θ４はマスク（００５）に遮られること無く、堆積膜（０１０）に到達する最大角を表し、θ３＞θ４の関係を満たす。
マスク（００５）が在ることによりターゲット（００４）が基板（００６）に到達できる領域を限定することが出来る。これが一般的なマスクによるパターン形成の例である。
なお、ＭＳＵ＝０といっても完全に接していない場合もある。何故なら、被成膜面にマスクが接することによるダメージなどが懸念されるためである。そのため、基板やマスクは支持機構や保持機構、マスク外周部などにより、回り込みのない程度、ごく僅か浮いていることがあるが、この場合もＭＳＵ≠０ではなく、ＭＳＵ＝０又はＭＳＵ≒０とする。回り込みのない程度、ごく僅か浮いている場合というのは、後述する図４−３で定義されるθ５、φＤが、θ５≒θ４（φＤ≒φＣ）となる場合である。
FIG. 4B is a conceptual diagram of the spread of the target material. 2 (with mask, MSU = 0, TMO / large), and MO and MU correspond to MO and MU in FIG.
The difference from FIG. 4-1 is that a mask (005) is installed. Further, the opening of φC is provided in the mask (005) so as to satisfy (φB> φC).
θ4 represents the maximum angle reaching the deposited film (010) without being blocked by the mask (005), and satisfies the relationship θ3> θ4.
The presence of the mask (005) can limit the region where the target (004) can reach the substrate (006). This is an example of pattern formation using a general mask.
Note that even if MSU = 0, it may not be completely in contact. This is because there is a concern about damage caused by contact of the mask with the film formation surface. For this reason, the substrate and the mask may float slightly to the extent that they do not wrap around due to the support mechanism, the holding mechanism, the mask outer peripheral portion, etc. In this case, MSU ≠ 0 and MSU = 0 or MSU≈0. To do. The case of slightly floating so as not to wrap around is a case where θ5 and φD defined in FIG. 4-3 described later are θ5≈θ4 (φD≈φC).
図４−３は、ターゲット材料の広がりの概念図・３（マスク有、ＭＳＵ≠０、ＴＭＯ・大）であり、ＭＯ、ＭＵは、図２中のＭＯ、ＭＵに対応している。
図４−２との違いは、マスク（００５）のＭＵ面がＴから離れている点（ＭＳＵ≠０）である。これにより、マスク（００５）に設けられている開口部が同じφＣであっても、マスク（００５）に遮られること無く、堆積膜（０１０）に到達する最大角はθ５となる。θ５は、θ５＞θ４の関係を満たす。また、基板（００６）上に成膜される堆積膜（０１０）の直径はφＤとなる。φＤは、φＤ＞φＣの関係を満たす。
FIG. 4-3 is a conceptual diagram 3 of the spread of the target material (with mask, MSU ≠ 0, TMO / large), and MO and MU correspond to MO and MU in FIG.
The difference from FIG. 4-2 is that the MU surface of the mask (005) is separated from T (MSU ≠ 0). Thereby, even if the openings provided in the mask (005) have the same φC, the maximum angle reaching the deposited film (010) is θ5 without being blocked by the mask (005). θ5 satisfies the relationship θ5> θ4. The diameter of the deposited film (010) formed on the substrate (006) is φD. φD satisfies the relationship φD> φC.
図４−４は、ターゲット材料の広がりの概念図・４（マスク有、ＭＳＵ≠０、ＴＭＯ・小）であり、ＭＯ、ＭＵは、図２中のＭＯ、ＭＵに対応している。
図４−３との違いは、ＴがＳに近づくことでＴＳ、ＴＭＳが短くなっていることである。これにより、マスク（００５）に設けられている開口部が同じφＣであっても、マスク（００５）に遮られること無く、堆積膜（０１０）に到達する最大角はθ６となる。θ６は、θ６＞θ５の関係を満たす。また、基板（００６）上に成膜される堆積膜（０１０）の直径はφＥとなる。φＥは、φＥ＞φＤの関係を満たす。
4-4 is a conceptual diagram 4 of the spread of the target material (with mask, MSU ≠ 0, TMO / small), and MO and MU correspond to MO and MU in FIG.
The difference from FIG. 4-3 is that TS and TMS are shortened as T approaches S. Thus, even if the openings provided in the mask (005) have the same φC, the maximum angle reaching the deposited film (010) is θ6 without being blocked by the mask (005). θ6 satisfies the relationship θ6> θ5. The diameter of the deposited film (010) formed on the substrate (006) is φE. φE satisfies the relationship φE> φD.
図５は、成膜パターン概念図・１（全体・格子）であり、格子状集電電極の成膜パターンを示す。
図には、電極取り出し部（０１１）を持つ格子状集電電極（０１２）を示している。
FIG. 5 is a conceptual diagram of a film formation pattern (1) (entire / lattice), and shows a film formation pattern of a grid-like current collecting electrode.
In the figure, a grid-like current collecting electrode (012) having an electrode extraction part (011) is shown.
図６は、成膜パターン概念図・２（一部・井の字）であり、図５に示す格子状集電電極（０１２）の一部（０１３）を抜き出したものである。
また、十字に組み合わさっているところを、格子の交点部（０１４）とする。
FIG. 6 is a conceptual diagram of a film formation pattern (2) (part / well), and a part (013) of the grid-shaped collecting electrode (012) shown in FIG. 5 is extracted.
Further, the crossed portion is defined as an intersection (014) of the lattice.
図７は、マスク概念図・１（井の字 開口 従来例）であり、図６に示す格子状集電電極の一部（０１３）に対応する形状の開口部を持つマスク（０１５）を示す。
この場合、マスク（０１５）中央の（０１６）の部分のマスクは周囲と接していない。このため、マスク（０１５）を成膜部（００１）で用いる際、通常のマスク保持機構とは別に、マスクの部分（０１６）を正確な位置に持ってくるための機構や保持する機構が必要となる。
FIG. 7 is a conceptual diagram of a mask 1 (well-shaped opening, conventional example), and shows a mask (015) having an opening having a shape corresponding to a part (013) of the grid-like current collecting electrode shown in FIG. .
In this case, the mask (016) at the center of the mask (015) is not in contact with the periphery. For this reason, when the mask (015) is used in the film forming unit (001), a mechanism for bringing the mask portion (016) to an accurate position and a mechanism for holding the mask are required in addition to the normal mask holding mechanism. It becomes.
図８は、マスク概念図・２（井の字 従来例）であり、前記格子状集電電極の一部（０１３）の形状を作るために、２種類のマスク（０１７）と（０１８）を用いて、成膜を２回行う場合のマスクを示す。
工程としては、まずマスク（０１７）をセットして成膜を行い、その後、マスク（０１７）をマスク（０１８）に交換して成膜を行う。
FIG. 8 is a conceptual view of a mask 2 (well-shaped conventional example), and two types of masks (017) and (018) are used to form a part (013) of the grid-like current collecting electrode. And a mask in the case of performing film formation twice.
As a process, first, a mask (017) is set to form a film, and then the mask (017) is replaced with a mask (018) to form a film.
図９は、マスク概念図・３（井の字 本発明で用いる例）であり、前記格子状集電電極の一部（０１３）の形状を作るために、１種類のマスク（０１９）を用い、１回で成膜を行う場合のマスクを示す。
工程としては、マスク（０１９）をセットして成膜を行うだけである。マスクの開口部の断面が全て図４−２のようになっている場合、格子の交点部（０１４）は成膜されない。しかし、格子の交点部（０１４）近傍の開口部が図４−３のように基板（００６）から浮いていれば、被成膜面側では回り込みが発生し、平面図で見る場合、前記格子状集電電極の一部（０１３）のようなパターン〔図１０の（０２０）〕が出来る。浮いていなければ、平面図で見る場合、格子の交点部（０１４）で途切れたパターン〔図１１の（０２２）〕が出来る。
FIG. 9 is a conceptual diagram of a mask (3) (an example used in the present invention), and one type of mask (019) is used to form a part (013) of the grid-like current collecting electrode. A mask in the case where film formation is performed once is shown.
As a process, the mask (019) is only set and film formation is performed. When the cross section of the opening of the mask is all as shown in FIG. 4B, the lattice intersection (014) is not formed. However, if the opening in the vicinity of the intersection (014) of the lattice is lifted from the substrate (006) as shown in FIG. 4-3, wraparound occurs on the film formation surface side. A pattern ([020] in FIG. 10) like a part (013) of the current collecting electrode can be formed. If it is not floating, when viewed in a plan view, a pattern [(022) in FIG. 11] interrupted at the intersection (014) of the lattice is formed.
図１０は、電極概念図・１（一部 本発明例）であり、マスク（０１９）を用いて集電電極層を作製した素子の集電電極層近傍の状態を示す。成膜パターン・１（０２０）は、格子状集電電極（０１２）や格子状集電電極の一部（０１３）に対応している。
成膜パターン・１（０２０）の上層又は下層（０２１）に絶縁（高抵抗）材料がある。該上層と下層（０２１）の絶縁材料の材質は異なっていても良い。基板を下としてみる場合、格子状パターン層を下層に持ってくるか上層に持ってくるかで材料が変わる。上層に持ってくる場合、通常電極が剥き出しで使用されることはなく、状況に応じ、前記上層又は下層（０２１）で被覆や封止がされている。
FIG. 10 is a conceptual diagram of an electrode 1 (partially an example of the present invention), and shows a state in the vicinity of a collecting electrode layer of a device in which a collecting electrode layer is produced using a mask (019). The film formation pattern 1 (020) corresponds to the grid-like collector electrode (012) or a part of the grid-like collector electrode (013).
There is an insulating (high resistance) material in the upper layer or the lower layer (021) of the film formation pattern 1 (020). The upper layer and the lower layer (021) may be made of different insulating materials. When the substrate is viewed below, the material changes depending on whether the lattice pattern layer is brought to the lower layer or the upper layer. When brought to the upper layer, the electrode is usually not exposed and is covered or sealed with the upper layer or the lower layer (021) depending on the situation.
図１１は、電極概念図・２（一部）であり、格子の交点部（０１４）で切れている集電電極層を採用した素子の集電電極層近傍の状態を示す。成膜パターン・２（０２２）は、格子状集電電極（０１２）や格子状集電電極の一部（０１３）に対応している。
成膜パターン・１（０２０）の上層又は下層（０２１）に絶縁（高抵抗）材料がある。該上層と下層（０２１）の絶縁材料の材質は異なっていても良い。基板を下としてみる場合、格子状パターン層を下層に持ってくるか上層に持ってくるかで材料が変わる。上層に持ってくる場合、通常電極が剥き出しで使用されることはなく、状況に応じ、前記上層又は下層（０２１）で被覆や封止がされている。
FIG. 11 is a conceptual diagram of an electrode 2 (part) and shows a state in the vicinity of a collecting electrode layer of a device adopting a collecting electrode layer cut at an intersection (014) of a lattice. The film formation pattern 2 (022) corresponds to the grid-shaped current collector electrode (012) or a part of the grid-shaped current collector electrode (013).
There is an insulating (high resistance) material in the upper layer or the lower layer (021) of the film formation pattern 1 (020). The upper layer and the lower layer (021) may be made of different insulating materials. When the substrate is viewed below, the material changes depending on whether the lattice pattern layer is brought to the lower layer or the upper layer. When brought to the upper layer, the electrode is usually not exposed and is covered or sealed with the upper layer or the lower layer (021) depending on the situation.
図１２は、格子の交点部（０１４）における成膜概念図（本発明例）であり、基板（００６）の上にマスク（０１９）の格子の交点部（０１４）が来るようにセットした状態で成膜を行った状態を示す。
上の図（平面図）には、基板（００６）とマスク（０１９）を示し、真中の図（断面図）には、基板（００６）とマスク（０１９）と堆積膜（０１０）を示し、下の図（平面図）には、基板（００６）と堆積膜（０１０）を示した。
FIG. 12 is a conceptual diagram of film formation (example of the present invention) at the lattice intersection (014), and is set so that the lattice intersection (014) of the mask (019) is placed on the substrate (006). The state which formed into a film is shown.
The upper figure (plan view) shows the substrate (006) and the mask (019), and the middle figure (cross-sectional view) shows the substrate (006), the mask (019), and the deposited film (010). The lower figure (plan view) shows the substrate (006) and the deposited film (010).
図１３−１は、本発明のパターン形成方法で用いるマスク形状例・１であり、図中のＭＯ、ＭＵは、図２中のＭＯ、ＭＵに対応している。
基板（００６）から浮いているマスク（００５）の開口端部の形状が階段状になっている例である。
図１３−２は、本発明のパターン形成方法で用いるマスク形状例・２であり、図中のＭＯ、ＭＵは、図２中のＭＯ、ＭＵに対応している。
基板（００６）から浮いているマスク（００５）の開口端部の形状が漏斗状になっている例である。
FIG. 13A is a mask shape example 1 used in the pattern forming method of the present invention, and MO and MU in the figure correspond to MO and MU in FIG.
This is an example in which the shape of the opening end of the mask (005) floating from the substrate (006) is stepped.
FIG. 13-2 is a mask shape example 2 used in the pattern forming method of the present invention, and MO and MU in the figure correspond to MO and MU in FIG.
In this example, the shape of the open end of the mask (005) floating from the substrate (006) is funnel-shaped.
図１４−１（回り込みの図・１）は、本発明のパターン形成方法による成膜状態の断面を示す概念図である。
マスク（００５）に設けられたある開口部において、ＭＯ面の開口端から基板（００６）に垂線を下ろしたときの交点をｗ、ＭＵ面の開口端から基板（００６）に垂線を下ろしたときの交点をｘとし、Ｘ＝ｘ−ｗ、とするとき、Ｘ≠０（｜Ｘ｜＞０）を満たす。
FIG. 14-1 (wraparound diagram 1) is a conceptual diagram showing a cross-section in a film formation state by the pattern forming method of the present invention.
In a certain opening provided in the mask (005), when the perpendicular is dropped from the opening end of the MO surface to the substrate (006), the intersection is w, and when the perpendicular is dropped from the opening end of the MU surface to the substrate (006) X = x−w, X ≠ 0 (| X |> 0) is satisfied.
図１４−２（回り込みの図・２）は、本発明のパターン形成方法による別の成膜状態の断面を示す概念図である。
マスク（００５）に設けられたある開口部のうち、Ｘ≠０（｜Ｘ｜＞０）を満たす開口部を通過した成膜材料が、基板（００６）上に堆積した堆積膜（０１０）の外周上の点をｙとし、Ｙ＝ｙ−ｗ、とするとき、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜［｛（ｗ≧ｙ≧ｘ）∧（ｘ≠ｗ）｝∨｛（ｘ≧ｙ≧ｗ）∧（ｘ≠ｗ）｝］を満たす。
FIG. 14-2 (circular drawing 2) is a conceptual diagram showing a cross section of another film formation state by the pattern forming method of the present invention.
Of the openings provided in the mask (005), the film forming material that has passed through the openings satisfying X ≠ 0 (| X |> 0) is formed on the deposited film (010) deposited on the substrate (006). When the point on the outer periphery is y and Y = y−w, | X | ≧ | Y | [{(w ≧ y ≧ x) ∧ (x ≠ w)} ∨ {(x ≧ y ≧ w) ∧ (x ≠ w)}] is satisfied.
図１４−３（回り込みの図・３）は、本発明のパターン形成方法による更に別の成膜状態の断面を示す概念図であり、図１４−１、図１４−２に対し、断面が非対称であるときの補足を加えるものである。
マスク（００５）に設けられたある開口部において、一端が従来と同じ形状（Ｙ１＝０）であり、他端が本発明の形状（Ｙ２≠０）である場合、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜を満たすことを示す。ある開口部の両端（一端・１、他端・２）が作るｗ，ｘ，ｙ（ｗ１，ｘ１，ｙ１，ｗ２，ｘ２，ｙ２）を、ｗ１≧ｙ１≧ｘ１、ｘ２≧ｙ２≧ｗ２、とするとき、｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜は、［｛（ｗ１≧ｙ１≧ｘ１）∧（ｘ１≠ｗ１）｝∨｛（ｘ２≧ｙ２≧ｗ２）∧（ｘ２≠ｗ２）｝］と置き換えることが出来る。このとき、｛（ｗ１≧ｙ１≧ｘ１）∧（ｘ１≠ｗ１）｝は誤だが、（ｘ２≧ｙ２≧ｗ２）∧（ｘ２≠ｗ２）｝は正である。そのため、この開口部は｜Ｘ｜≧｜Ｙ｜を満たしている。
また、ｘ２＝ｙ２であるが、これは、回り込みは発生しているが、その領域を制限していることを示す。つまり、本発明の成膜方法は、回り込む領域を制限することもできる。
FIG. 14-3 (a wraparound diagram 3) is a conceptual diagram showing a cross section of still another film formation state by the pattern forming method of the present invention, and the cross section is asymmetric with respect to FIGS. 14-1 and 14-2. It adds a supplement when it is.
In a certain opening provided in the mask (005), when one end has the same shape (Y1 = 0) as the conventional one and the other end has the shape of the present invention (Y2 ≠ 0), | X | ≧ | Y | Indicates that W1, x, y (w1, x1, y1, w2, x2, y2) created by both ends (one end • 1, the other end • 2) of a certain opening are expressed as w1 ≧ y1 ≧ x1, x2 ≧ y2 ≧ w2. Then, | X | ≧ | Y | can be replaced with [{(w1 ≧ y1 ≧ x1) ∧ (x1 ≠ w1)} ∨ {(x2 ≧ y2 ≧ w2) ∧ (x2 ≠ w2)}]. . At this time, {(w1 ≧ y1 ≧ x1) ∧ (x1 ≠ w1)} is wrong, but (x2 ≧ y2 ≧ w2) ∧ (x2 ≠ w2)} is positive. Therefore, this opening satisfies | X | ≧ | Y |.
Also, x2 = y2, which indicates that wraparound has occurred but the area is limited. In other words, the film forming method of the present invention can also limit the area that goes around.
図１４−４（回り込みの図・４）は、本発明のパターン形成方法による更に別の成膜状態の断面を示す概念図であり、図１４−１〜図１４−３に対し、一部のｘが存在しないときの補足を加えるものである。
マスク（００５）に設けられたある開口部が分離した２つの開口部分（開口・１、開口・２）を有する場合において、ｗ，ｘ，ｙ（ｗ１１，ｘ１１，ｙ１１，ｗ２１，ｙ２１，ｗ２２，ｘ２２，ｙ２２）を、Ｚ１１＝ｙ１２−ｙ２１、Ｗ２２＝ｗ２１−ｗ１２、とするとき、［｛（Ｚ１１＞０）∧（Ｗ２２＞０）｝∧｛（Ｚ１１＞Ｗ２２）∨（Ｚ１１＝Ｗ２２）∨（Ｚ１１＜Ｗ２２）｝］を満たす。
マスク（００５）に設けられた分離した開口・１と開口・２（Ｗ２２＞０）により、各開口部分を通過して基板（００６）上に形成される２つの堆積膜（０１０）が部分的に重なりを持っていることを示すため、（Ｚ１１＞０）を満たす必要がある。
FIG. 14-4 is a conceptual diagram showing a cross section of still another film formation state according to the pattern forming method of the present invention. A supplement when x does not exist is added.
In the case where an opening provided in the mask (005) has two opening portions (opening 1 and opening 2) which are separated, w, x, y (w11, x11, y11, w21, y21, w22, When x22, y22) are Z11 = y12-y21 and W22 = w21-w12, [{(Z11> 0) ∧ (W22> 0)} ∧ {(Z11> W22) ∨ (Z11 = W22) ∨ (Z11 <W22)}] is satisfied.
Two separated films (010) formed on the substrate (006) partially through the respective openings by the separated openings 1 and 2 (W22> 0) provided in the mask (005). It is necessary to satisfy (Z11> 0) to indicate that there is an overlap.
図１４−５（回り込みの図・５）は、本発明のパターン形成方法による更に別の成膜状態の断面を示す概念図であり、図１４−１〜図４−４に対し、ｗ＝ｘ（Ｘ＝０）となるときの補足を加えるものである。
マスク（００５）に設けられたある開口部において、ｗ＝ｘ（Ｘ＝０）となるときの、その開口部の断面で最も狭い箇所の開口端から基板（００６）に下ろした垂線の交点をｖとし、Ｖ＝ｖ−ｗ、とするとき、Ｖ≠０（｜Ｖ｜＞０）を満たす。
FIG. 14-5 is a conceptual diagram showing a cross section of still another film formation state according to the pattern forming method of the present invention. A supplement is added when (X = 0).
In a certain opening provided in the mask (005), when w = x (X = 0), the intersection of perpendicular lines drawn from the opening end of the narrowest portion in the cross section of the opening to the substrate (006) When v and V = v−w, V ≠ 0 (| V |> 0) is satisfied.
図１４−６（回り込みの図・６）は、本発明のパターン形成方法による更に別の成膜状態の断面を示す概念図であり、ｗ＝ｘ（Ｘ＝０）となるときの、図１４−４の場合について更に補足を加えるものである。
図１４−４における重なり［｛（Ｚ１１＞０）∧（Ｗ２２＞０）｝∧｛（Ｚ１１＞Ｗ２２）∨（Ｚ１１＝Ｗ２２）∨（Ｚ１１＜Ｗ２２）｝］において、ｗ１１，ｗ２２は関与していないため、ｗ＝ｘ（Ｘ＝０）であっても問題ない。
また、図１４−１〜図１４−６において、全てをｖで考えないのは、開口部の幅が同じで、かつ場所が階段状や斜面状になっているものが考えられるためである。
FIG. 14-6 (a wraparound diagram and FIG. 6) is a conceptual diagram showing a cross-section of still another film formation state according to the pattern forming method of the present invention, and FIG. 14 when w = x (X = 0). The case of -4 is further supplemented.
In the overlap [{(Z11> 0) ∧ (W22> 0)} ∧ {(Z11> W22) ∨ (Z11 = W22) ∨ (Z11 <W22)}] in FIG. 14-4, w11 and w22 are involved. Therefore, there is no problem even if w = x (X = 0).
Further, in FIG. 14-1 to FIG. 14-6, the reason why not all are considered as v is that the width of the opening is the same and the place is stepped or inclined.
図１５−１は、従来の成膜方法で作製可能なパターン・１（格子状）を示す概念図であり、従来の格子状のマスクパターン（０２３）と形成された成膜パターン（０２４）を示す。 FIG. 15A is a conceptual diagram showing a pattern 1 (lattice shape) that can be produced by a conventional film formation method, and shows a conventional lattice mask pattern (023) and a formed film formation pattern (024). Show.
図１５−２は、従来の成膜方法で作製可能なパターン・２（格子状）を示す概念図であり、従来の格子状のマスクパターン（０２５）と形成された成膜パターン（０２６）を示す。
図１５−１の成膜パターン（０２４）や図１５−２の成膜パターン（０２６）で示すような形状が連続して所定の格子状集電電極を形成している場合、どちらも部分的に途切れている。そのため、繋がっている格子状集電電極の方が抵抗が低い。
FIG. 15-2 is a conceptual diagram showing a pattern 2 (lattice shape) that can be produced by the conventional film formation method. The conventional lattice mask pattern (025) and the formed film formation pattern (026) are shown in FIG. Show.
When a predetermined grid-shaped current collecting electrode is continuously formed as shown in the film formation pattern (024) of FIG. 15-1 and the film formation pattern (026) of FIG. Is interrupted. Therefore, the connected grid-like current collecting electrode has a lower resistance.
図１５−３は、従来の成膜方法で作製可能なパターン・３（櫛形）を示す概念図であり、従来のマスクパターン（０２７）と形成された成膜パターン（０２８）を示す。 FIG. 15C is a conceptual diagram showing a pattern 3 (comb shape) that can be produced by a conventional film forming method, and shows a conventional mask pattern (027) and a formed film pattern (028).
図１６−１は、本発明の成膜方法のマスク・１（格子状）を示す概念図である。
本発明の成膜方法で特徴的な箇所の概念図を、図１４−１〜図１４−６に示し、従来の成膜方法で可能な成膜パターンとマスクパターンを、図１５−１〜図１５−３に示したが、本発明の成膜方法のマスクパターンについて説明を補足する。
図１６−１は格子状パターンを成膜する際のマスクパターンである。（０２９）はＭＯ面の形状の概念を示し、（０３０）はＭＵ面の概念を示す。このようなマスクパターンを用いることにより、図１５−１の成膜パターン（０２４）や図１５−２の成膜パターン（０２６）のような途中で途切れているようなパターンではなく、繋がっているパターンを１回の成膜で作製することが可能になる。
FIG. 16A is a conceptual diagram showing a mask 1 (lattice shape) of the film forming method of the present invention.
A conceptual diagram of a characteristic point in the film forming method of the present invention, shown in FIG 14-1～ Figure 14 6, the deposition pattern and the mask pattern possible with conventional film forming method, FIG 15-1～ view Although it was shown to 15-3, it supplements description about the mask pattern of the film-forming method of this invention.
FIG. 16A is a mask pattern for forming a lattice pattern. (029) indicates the concept of the shape of the MO surface, and (030) indicates the concept of the MU surface. By using such a mask pattern, it is not a pattern that is interrupted in the middle, such as the film formation pattern (024) of FIG. 15-1 or the film formation pattern (026) of FIG. The pattern can be produced by a single film formation.
図１６−２は、本発明の成膜方法のマスク・２（格子状）を示す概念図である。
図１６−１と同様に、格子状パターンを成膜する際のマスクパターンであり、（０３１）はＭＯ面の形状の概念を示し、（０３２）はＭＵ面の概念を示す。
本発明の特徴の１つである、回り込みとＭＵ面側での堆積膜（０１０）の重なりについて、図１４−４で記載した条件を満たし、途切れの無い格子状パターンが成膜できるならば、ＭＯ面の形状は１つに限定されるものではない。例えば図１６−１の（０２９）や図１６−２の（０３１）などのマスクパターンでもよく、これら以外の形状であってもよい。
また、ＭＵ面についても、非成膜部分の全てがＭＵ面において非開口である必要は無く、（０３２）のようにＭＵ面において（１１３）のように開口されていてもよく、ＭＯ面が（１１４）のように非開口で、かつ、ＭＵ面において、ＭＯ面が開口している部分（１１５）に対応する（１１６）と繋がっていない場合には、非成膜部分に成膜されることは無い。そのため、ＭＯ面と同様に、途切れの無い格子状の所定のパターンが成膜できるならば、ＭＵ面の形状は１つに限定されるものではない。例えば図１６−１の成膜パターン（０３０）や図１６−２の成膜パターン（０３２）などでもよく、これら以外の形状であってもよい。
また、マスク材料のない部分が増えれば、マスク材料の軽減などのメリットもある。
FIG. 16-2 is a conceptual diagram showing a mask 2 (lattice shape) of the film forming method of the present invention.
Similarly to FIG. 16A, the mask pattern is used when forming a lattice pattern. (031) indicates the concept of the shape of the MO surface, and (032) indicates the concept of the MU surface.
If the wraparound and the overlap of the deposited film (010) on the MU surface side, which is one of the features of the present invention, satisfy the conditions described in FIG. 14-4 and can form a continuous lattice pattern, The shape of the MO surface is not limited to one. For example, it may be a mask pattern such as (029) in FIG. 16-1 or (031) in FIG. 16-2, or may have other shapes.
In addition, regarding the MU surface, it is not necessary that all of the non-film-forming portions are non-opened in the MU surface, and the MU surface may be opened as in (113) in the MU surface as in (032). If it is non-opening as in (114) and is not connected to (116) corresponding to the portion (115) in which the MO surface is open in the MU surface, the film is formed in the non-film forming portion. There is nothing. Therefore, as with the MO surface, the shape of the MU surface is not limited to one as long as a predetermined lattice-like pattern can be formed without interruption. For example, the film formation pattern (030) of FIG. 16-1 and the film formation pattern (032) of FIG. 16-2 may be used, and shapes other than these may be used.
Further, if the portion without the mask material is increased, there is a merit such as reduction of the mask material.
図１７−１（成膜方法の違いとマスク強度・１）は、櫛型の成膜パターン・１（０３５）を成膜する際、従来の方法で用いているマスクパターン（０３３）と、本発明の方法で用いるマスクパターン（０３４）を示したものである。
マスクパターン（０３３）では、櫛型の部分（１１７）が右側の（１１８）でしか外周部と繋がっていないが、マスクパターン（０３４）では左側の一部（１１９）も外周部と繋がっている。そのため、マスクパターン（０３４）はマスクパターン（０３３）に比べマスクの強度が高い。
FIG. 17-1 (Difference in film formation method and mask strength · 1) shows that the mask pattern (033) used in the conventional method when the comb-shaped film formation pattern · 1 (035) is formed The mask pattern (034) used by the method of invention is shown.
In the mask pattern (033), the comb-shaped portion (117) is connected to the outer peripheral portion only at the right side (118), but in the mask pattern (034), the left part (119) is also connected to the outer peripheral portion. . Therefore, the mask pattern (034) has higher mask strength than the mask pattern (033).
図１７−２（成膜方法の違いとマスク強度・２）は、櫛型のパターンを互い違いに組み合わせた複合成膜パターン・２（０３８）を成膜する際、従来の方法で用いているマスクパターン（０３６）と、本発明の方法で用いるマスクパターン（０３７）を示したものである。
マスクパターン（０３６）では、マスク中央部（１２０）は上下の一箇所ずつ（１２１）でしか外周部と繋がっていないが、マスクパターン（０３７）では左右の一部（１２２）が外周部と繋がっている。そのため、マスクパターン（０３７）はマスクパターン（０３６）に比べてマスクの強度が高い。
FIG. 17-2 (Difference in film formation method and mask strength 2) shows a mask used in a conventional method when forming a composite film formation pattern 2 (038) in which comb-shaped patterns are alternately combined. A pattern (036) and a mask pattern (037) used in the method of the present invention are shown.
In the mask pattern (036), the mask central part (120) is connected to the outer peripheral part only at the upper and lower parts (121), but in the mask pattern (037), the left and right parts (122) are connected to the outer peripheral part. ing. Therefore, the mask pattern (037) has higher mask strength than the mask pattern (036).
図１７−３（成膜方法の違いとマスク強度・３）は、櫛型のパターンをアンテナのように組み合わせた複合成膜パターン・３（０４１）を成膜する際、従来の方法で用いているマスクパターン（０３９）と、本発明の方法で用いるマスクパターン（０４０）を示したものである。
マスクパターン（０３９）では、マスク中央部（１２３）はそれぞれ右又は左の一箇所ずつ（１２４）でしか外周部と繋がっていないが、マスクパターン（０４０）では中央部（１２５）において上下方向でも外周部と繋がっている。そのため、マスクパターン（０４０）はマスクパターン（０３９）に比べマスクの強度が高い。
FIG. 17-3 (Difference in film formation method and mask strength: 3) is used in the conventional method when forming a composite film pattern 3 (041) in which comb-shaped patterns are combined like an antenna. The mask pattern (039) and the mask pattern (040) used in the method of the present invention are shown.
In the mask pattern (039), the mask central part (123) is connected to the outer peripheral part only at one place (124) on the right or left, respectively, but in the mask pattern (040), the central part (125) is also vertically aligned. It is connected to the outer periphery. Therefore, the mask pattern (040) has higher mask strength than the mask pattern (039).
図１８−１は、本発明の成膜方法を用いたデバイス例・１であり、格子状パターンを形成した複合基板（０４２）の概念図である。
複合基板（０４２）は所定の効果が得られるのであれば、本発明方法で形成された成膜パターン層が（１２６）以外に複数層存在していてもよい。
複合基板（０４２）は基板（１２７）上にある幾つかの層（１２８）、（１２９）で構成されているが、これは本発明の方法で形成された成膜パターン層（１２６）を含む複数層で構成された複合基板の概念図を示すためのものである。
FIG. 18A is a conceptual diagram of a composite substrate (042) on which a lattice pattern is formed, which is Device Example 1 using the film forming method of the present invention.
As long as the composite substrate (042) can obtain a predetermined effect, a plurality of film formation pattern layers formed by the method of the present invention may exist in addition to (126).
The composite substrate (042) is composed of several layers (128) and (129) on the substrate (127), and this includes a deposition pattern layer (126) formed by the method of the present invention. It is for showing the conceptual diagram of the composite substrate comprised by multiple layers.
図１８−２は、本発明の成膜方法を用いたデバイス例・２であり、櫛型：複合のパターンを形成した複合基板（０４３）の概念図である。
複合基板（０４３）は所定の効果が得られるのであれば、本発明方法で形成された成膜パターン層が（１３０）以外に複数層存在していてもよい。
複合基板（０４３）は基板（１３１）上にある幾つかの層（１３２）、（１３３）で構成されているが、これは本発明の方法で形成された成膜パターン層（１３０）を含む複数層で構成された複合基板の概念図を示すためのものである。
FIG. 18B is a conceptual diagram of a composite substrate (043) on which a comb-shaped: composite pattern is formed, which is Device Example 2 using the film forming method of the present invention.
The composite substrate (043) may have a plurality of film formation pattern layers formed by the method of the present invention other than (130) as long as a predetermined effect can be obtained.
The composite substrate (043) is composed of several layers (132) and (133) on the substrate (131), which includes a film formation pattern layer (130) formed by the method of the present invention. It is for showing the conceptual diagram of the composite substrate comprised by multiple layers.
図１８−３は、本発明の成膜方法を用いたデバイス例・３であり、格子・櫛型：複合のパターンを形成した複合基板（０４４）の概念図である。
複合基板（０４４）は所定の効果が得られるのであれば、本発明方法で形成された成膜パターン層が（１３４）以外に複数層存在していてもよい。
複合基板（０４４）は基板（１３５）上にある幾つかの層（１３６）、（１３７）で構成されているが、これは本発明の方法で形成された成膜パターン層（１３４）を含む複数層で構成された複合基板の概念図を示すためのものである。
FIG. 18C is a conceptual diagram of a composite substrate (044) that is a device example 3 using the film forming method of the present invention and has a lattice / comb: composite pattern formed thereon.
The composite substrate (044) may have a plurality of film formation pattern layers formed by the method of the present invention other than (134) as long as a predetermined effect can be obtained.
The composite substrate (044) is composed of several layers (136) and (137) on the substrate (135), and this includes a deposition pattern layer (134) formed by the method of the present invention. It is for showing the conceptual diagram of the composite substrate comprised by multiple layers.
図１９〔成膜フロー図・１（チャート）〕は、従来の成膜方法（フォトリソグラフィなど）におけるフローをチャート形式で示した概念図である。
この時、必要な工程数は９となる。また、図１９〜図２５において、確認・検査工程や洗浄工程のチャート及び基板状態は割愛するが、これらの工程は図１９〜図２５に記載の工程や図が多いほど多くなってくるのが一般的である。
また、成膜後の膜に対するアニール等の処理も共通と考えられるので省略する。
FIG. 19 [Film Forming Flow Chart 1 (Chart)] is a conceptual diagram showing the flow in a conventional film forming method (such as photolithography) in the form of a chart.
At this time, the number of necessary steps is nine. 19 to 25, the charts and substrate states of the confirmation / inspection process and the cleaning process are omitted, but the number of these processes increases as the number of processes and figures described in FIGS. 19 to 25 increases. It is common.
Further, the processing such as annealing for the film after the film formation is considered to be common, and is omitted.
図２０〔成膜フロー図・２（チャート）〕は、従来の成膜方法（フォトリソグラフィなど）におけるフローをチャート形式で示した概念図である。図１９と異なるのは、レジスト塗布がパターン成膜で行えるという点である。
この時、必要な工程数は６となる。
FIG. 20 [Film Forming Flow Chart 2 (Chart)] is a conceptual diagram showing the flow in a conventional film forming method (such as photolithography) in a chart format. The difference from FIG. 19 is that resist coating can be performed by pattern film formation.
At this time, the number of necessary steps is six.
図２１〔成膜フロー図・３（基板状態）〕は、図１９、図２０で示したチャートに従ったときの基板の状態を示す概念図である。
（１００）〜（１０５）はそれぞれの段階での基板を示すものであり、これらを繋いでいる実線の矢印はフローを示したものである。詳細は後述する。（１０６）はこの成膜において用いるマスクの概念図である。点線の矢印はこの（１０６）をセット（アウト）するところを示したもので、指示している実線の矢印のフローにマスクを用いる工程があることを示している。
レジストがパターン成膜出来ない図１９の場合、基板（１００）にレジストを成膜し（１０１）とする。そして、（１０６）を用いてパターンニングを行うと、（１０２１）をもつ基板（１０２）となる。（１０２１）の部分のレジストを除去することで、（１０３１）という下地が出た状態の基板（１０３）が得られる。ここに目的材料を成膜すると、（１０３１）の所に目的の材料が入り（１０４１）のパターンが形成され、（１０４）となる。このとき、（１０４２）の上にも目的の成膜材料が成膜されているが、レジストの除去時に一緒に除去できる。（１０４２）のレジストを除去し、（１０５１）のように下地が見える状態にした完成図を（１０５）に示す。
レジストがパターン成膜可能な図２０の場合、（１０６）を用いてレジストのパターン成膜及び硬化を行うことで（１０３）を一度に作製することが出来る。
FIG. 21 [Film Formation Flowchart 3 (Substrate State)] is a conceptual diagram showing the state of the substrate when the charts shown in FIGS. 19 and 20 are followed.
Reference numerals (100) to (105) denote substrates in respective stages, and solid arrows connecting them indicate flows. Details will be described later. (106) is a conceptual diagram of a mask used in this film formation. A dotted arrow indicates that this (106) is set (out), and indicates that there is a step of using a mask in the flow indicated by the solid arrow.
In the case of FIG. 19 in which the resist cannot be formed into a pattern, a resist is formed on the substrate (100) and set to (101). When patterning is performed using (106), a substrate (102) having (1021) is obtained. By removing the resist in the portion (1021), the substrate (103) with the ground (1031) is obtained. When a target material is formed here, the target material enters at (1031), and a pattern (1041) is formed, resulting in (104). At this time, the target film forming material is also formed on (1042), but it can be removed together with the resist. (105) shows a completed drawing in which the resist of (1042) is removed and the ground can be seen as in (1051).
In the case of FIG. 20 in which a resist can be formed into a pattern, (103) can be formed at a time by performing resist pattern formation and curing using (106).
図２２〔成膜フロー図・４（チャート）〕は、従来の成膜方法（スパッタや蒸着など）におけるフローをチャート形式で示した概念図である。
この時、必要な工程数は６となる。
FIG. 22 [Film Forming Flow Chart 4 (Chart)] is a conceptual diagram showing the flow in the conventional film forming method (sputtering, vapor deposition, etc.) in the form of a chart.
At this time, the number of necessary steps is six.
図２３〔成膜フロー図・５（チャート）〕は、従来の成膜方法（スパッタや蒸着など）におけるフローをチャート形式で示した概念図である。図２２と異なるのは、同一マスクが使用できるということである。
この時、必要な工程数は５となる。ただし成膜の都合上、マスクをセットした状態で基板又はマスクを回転させることが出来ない場合、マスクアウト（ｘ方向）→基板又はマスクの回転→マスクセット（ｙ方向）となるため、工程数は７となる。
FIG. 23 [Film Forming Flow Chart 5 (Chart)] is a conceptual diagram showing the flow in a conventional film forming method (sputtering, vapor deposition, etc.) in the form of a chart. The difference from FIG. 22 is that the same mask can be used.
At this time, the required number of steps is five. However, if the substrate or mask cannot be rotated with the mask set for reasons of film formation, mask out (x direction) → substrate or mask rotation → mask set (y direction). Becomes 7.
図２４〔成膜フロー図・６（チャート）〕は、本発明方法におけるフローをチャート形式で示した概念図である。
この時、必要な工程数は３となる。
FIG. 24 [Film Formation Flow Chart 6 (Chart)] is a conceptual diagram showing the flow in the method of the present invention in the form of a chart.
At this time, the number of necessary steps is three.
図２５〔成膜フロー図・７（基板状態）〕は、図２２〜図２４で示したチャートに従ったときの基板の状態を示す概念図である。
（１０７）〜（１０９）はそれぞれの段階での基板を示すものであり、これらを繋いでいる実線の矢印はフローを示したものである。詳細は後述する。（１１２）は本発明方法で用いるマスクの概念図である。（１１０）、（１１１）は従来方法の図２２、図２３の場合に用いるマスクである。点線の矢印はこれらのマスクをセット（アウト）するところを示したもので、指示している実線の矢印のフローにマスクを用いる工程があることを示している。マスク（１１０）と（１１１）とを繋いでいる点線の矢印は、基板の回転が可能で同形状のマスクが使用可能な図２３の場合の、基板を基準とした時のマスクの流れを示したものである。
FIG. 25 [Film Forming Flow Chart 7 (Substrate State)] is a conceptual diagram showing the state of the substrate when the charts shown in FIGS. 22 to 24 are followed.
Reference numerals (107) to (109) denote substrates in respective stages, and solid arrows connecting them indicate flows. Details will be described later. (112) is a conceptual diagram of a mask used in the method of the present invention. (110) and (111) are masks used in the case of FIGS. 22 and 23 of the conventional method. A dotted arrow indicates that these masks are set (out), and indicates that there is a step of using the mask in the flow indicated by the solid arrows. Dotted arrows connecting the masks (110) and (111) indicate the flow of the mask with reference to the substrate in the case of FIG. 23 in which the substrate can be rotated and the mask having the same shape can be used. It is a thing.
本発明方法を用いることが出来ない図２２、図２３の場合、基板（１０７）にマスク（１１０）を用いて基板（１０８）を成膜する。次に、マスク（１１１）を用いて成膜を行うと基板（１０９）が完成する。
本発明方法を用いることが出来る図２４の場合、基板（１０７）にマスク（１１２）を用いて成膜を行うことにより、一回の成膜で基板（１０９）が完成する。
In the case of FIGS. 22 and 23 where the method of the present invention cannot be used, the substrate (108) is formed on the substrate (107) using the mask (110). Next, when the film is formed using the mask (111), the substrate (109) is completed.
In the case of FIG. 24 in which the method of the present invention can be used, the substrate (109) is completed by a single film formation by performing film formation using the mask (112) on the substrate (107).
００１：成膜部
００２：制御部
００３：伝達用ケーブル
００４：ターゲット
００５：マスク
００６：基板
００７：（ターゲット材料の）広がり
００８：成膜度合い・１
００９：成膜度合い・２
０１０：堆積膜
０１１：電極取り出し部
０１２：格子状集電電極
０１３：格子状集電電極の一部（井形）
０１４：格子の交点部
０１５：マスク（井形）
０１６：マスクの部分（井形中央）
０１７：マスク（井形一部・１）
０１８：マスク（井形一部・２）
０１９：マスク（井形・本発明例）
０２０：成膜パターン・１
０２１：パターン層の上層及び下層
０２２：成膜パターン・２
０２３：マスクパターン（従来・１）
０２４：成膜パターン（従来・１）
０２５：マスクパターン（従来・２）
０２６：成膜パターン（従来・２）
０２７：マスクパターン（従来・３）
０２８：成膜パターン（従来・３）
０２９：マスクパターン（本発明・１）
０３０：マスクパターン（本発明・２）
０３１：マスクパターン（本発明・３）
０３２：マスクパターン（本発明・４）
０３３：マスクパターン（従来・４）
０３４：マスクパターン（本発明・５）
０３５：成膜パターン・１
０３６：マスクパターン（従来・５）
０３７：マスクパターン（本発明・６）
０３８：成膜パターン・２
０３９：マスクパターン（従来・６）
０４０：マスクパターン（本発明・７）
０４１：成膜パターン・３
０４２：複合基板（格子状パターン付）
０４３：複合基板（複合櫛型パターン付）
０４４：基板（複合格子・櫛型パターン付）
１００：複合基板（フォトリソ工程前）
１０１：基板（レジスト塗布済み）
１０２：基板（レジストパターン硬化済み）
１０２１：パターン部（（１０２）に存在するパターン部）
１０３：基板（レジストパターン形成後）
１０３１：パターン部（（１０３）に存在するパターン部）
１０４：基板（材料成膜済み）
１０４１：パターン部（（１０４）に存在するパターン部・１）
１０４２：パターン部（（１０４）に存在するパターン部・２）
１０５：基板（材料成膜・レジスト除去後）
１０５１：パターン部（（１０５）に存在するパターン部）
１０６：マスク（格子状パターン形成用マスク）
１０７：基板（成膜前）
１０８：基板（成膜途中）
１０９：基板（成膜完了）
１１０：マスク（レジストパターン形成後）
１１１：マスク（材料成膜済み）
１１２：マスク（材料成膜・レジスト除去後）
１１３：ＭＵ面の開口部
１１４：ＭＯ面のその他の開口部分
１１５：ＭＯ面の開口部
１１６：１１５に対応するＭＵ面の開口部
１１７：マスクパターンの櫛型の部分
１１８：外周部と繋がっている部分
１１９：外周部と繋がっている部分
１２０：マスク中央部
１２１：外周部と繋がっている部分
１２２：外周部と繋がっている部分
１２３：外周部と繋がっている部分
１２４：外周部と繋がっている部分
１２５：マスク中央部
１２６：成膜パターン層
１２７：基板
１２８：基板（１２７）上にある層
１２９：基板（１２７）上にある層
１３０：成膜パターン層
１３１：基板
１３２：基板（１２７）上にある層
１３３：基板（１２７）上にある層
１３４：成膜パターン層
１３５：基板
１３６：基板（１２７）上にある層
１３７：基板（１２７）上にある層
Ｔ ：ターゲット（００４）の基板（００６）側の面
Ｓ ：基板（００６）のターゲット（００４）側の面（被成膜面側）
ＴＳ ：ＴとＳの間の距離
ＭＯ ：マスク（００５）のターゲット（００４）側の面
ＭＵ ：マスク（００５）の基板（００６）側の面
ＴＭＯ：ＴとＭＯの間の距離
ＭＵＳ：ＳとＭＵの間の距離
Ｓ１ ：基板（００８）のターゲット（００４）側の面（被成膜面側）
Ｓ２ ：基板（００９）のターゲット（００４）側の面（被成膜面側）
ＴＳ１：ＴとＳ１の間の距離
ＴＳ２：ＴとＳ２の間の距離
Ａ ：基板（００８）（００９）の直径
φＡ ：基板（００６）の直径
φＢ ：基板（００６）の直径
φＣ ：マスク（００５）の開口部の直径
φＤ ：マスク（００５）の開口部の直径
φＥ ：マスク（００５）の開口部の直径
φＬ ：ターゲット材料の広がりの最大径
θ ：ターゲット材料の広がりの最大角
θ１ ：基板（００８）に到達するターゲット材料の最大角
θ２ ：基板（００９）に到達するターゲット材料の最大角
θ３ ：基板（００６）に到達するターゲット材料の最大角
θ４ ：基板（００６）に到達するターゲット材料の最大角
ｗ、ｗ１、ｗ２：マスク（００５）の開口部のＭＯ面の開口端から基板（００６）に
垂線を下ろしたときの交点
ｘ、ｘ１、ｘ２：マスク（００５）の開口部のＭＵ面の開口端から基板（００６）に
垂線を下ろしたときの交点
Ｘ ：ｘ−ｗ
Ｘ１ ：ｘ１−ｗ１
Ｘ２ ：ｘ２−ｗ２
ｙ ：Ｘ≠０（｜Ｘ｜＞０）を満たす開口部を通過した成膜材料が基板（００６）上
に堆積した堆積膜（０１０）の外周上の点
Ｙ ：ｙ−ｗ
Ｙ１ ：ｙ１−ｗ１
Ｙ２ ：ｙ２−ｗ２
ｗ１１、ｗ１２：開口・１、開口２を有するマスク（００５）の、開口・１のＭＯ面の
開口端から基板（００６）に垂線を下ろしたときの交点
ｗ２１、ｗ２２：開口・１、開口２を有するマスク（００５）の、開口・２のＭＯ面の
開口端から基板（００６）に垂線を下ろしたときの交点
ｘ１１：開口・１のＭＵ面の開口端から基板（００６）に垂線を下ろしたときの交点
ｘ２２：開口・２のＭＵ面の開口端から基板（００６）に垂線を下ろしたときの交点
ｙ１１、ｙ１２：開口・１を通過した成膜材料が基板（００６）上に堆積した堆積膜
（０１０）の外周上の点
ｙ２１、ｙ２２：開口・２を通過した成膜材料が基板（００６）上に堆積した堆積膜
（０１０）の外周上の点
Ｚ１１：ｙ１２−ｙ２１
Ｗ２２：ｗ２１−ｗ１２
Ｖ ：ｗ＝ｘ（Ｘ＝０）となるときの開口部の断面で最も狭い箇所の開口端から基板
（００６）に下ろした垂線の交点
Ｖ ：ｖ−ｗ
001: Deposition unit 002: Control unit 003: Transmission cable 004: Target 005: Mask 006: Substrate 007: Spread of (target material) 008: Deposition degree
009: Deposition degree / 2
010: Deposited film 011: Electrode extraction part 012: Grid-shaped current collector electrode 013: Part of grid-shaped current collector electrode (well shape)
014: Intersection part of lattice 015: Mask (Igata)
016: Mask part (center of Igata)
017: Mask (part of Igata 1)
018: Mask (part of Igata, 2)
019: Mask (Igata / Invention Example)
020: Film formation pattern
021: Upper layer and lower layer of pattern layer 022: Film formation pattern 2
023: Mask pattern (conventional / 1)
024: Film formation pattern (conventional / 1)
025: Mask pattern (conventional / 2)
026: Film formation pattern (conventional / 2)
027: Mask pattern (conventional / 3)
028: Film formation pattern (conventional / 3)
029: Mask pattern (present invention 1)
030: Mask pattern (present invention 2)
031: Mask pattern (present invention 3)
032: Mask pattern (present invention 4)
033: Mask pattern (conventional / 4)
034: Mask pattern (present invention 5)
035: Film formation pattern 1
036: Mask pattern (conventional ・ 5)
037: Mask pattern (present invention 6)
038: Film formation pattern 2
039: Mask pattern (conventional / 6)
040: Mask pattern (present invention 7)
041: Film formation pattern 3
042: Composite substrate (with lattice pattern)
043: Composite substrate (with composite comb pattern)
044: Substrate (with composite lattice and comb pattern)
100: Composite substrate (before photolithography process)
101: Substrate (resist coated)
102: Substrate (resist pattern cured)
1021: Pattern part (pattern part existing in (102))
103: Substrate (after resist pattern formation)
1031: pattern part (pattern part existing in (103))
104: Substrate (material deposited)
1041: Pattern part (pattern part existing in (104) · 1)
1042: Pattern part (pattern part existing in (104) · 2)
105: Substrate (after material film formation and resist removal)
1051: Pattern part (pattern part existing in (105))
106: Mask (mask for forming a lattice pattern)
107: Substrate (before film formation)
108: Substrate (during film formation)
109: Substrate (film formation completed)
110: Mask (after resist pattern formation)
111: Mask (material deposited)
112: Mask (after material film formation / resist removal)
113: MU surface of the opening portion 114: MO face other opening amount 115: MO surface of the opening portion 116: 115 corresponding to the MU surface of the opening portion 117: a mask pattern of comb-shaped portion 118: connected with the outer peripheral portion 119: Portion connected to the outer periphery 120: Mask central portion 121: Portion connected to the outer periphery 122: Portion connected to the outer periphery 123: Portion connected to the outer periphery 124: Portion connected to the outer periphery 125: Mask central part 126: Film formation pattern layer 127: Substrate 128: Layer on the substrate (127) 129: Layer on the substrate (127) 130: Film formation pattern layer 131: Substrate 132: Substrate ( 127) Layer on layer 133: Layer on substrate (127) 134: Deposition pattern layer 135: Substrate 136: Layer on substrate (127) 137: Plate (127) layer overlying T: surface of the substrate (006) side of the target (004) S: surface targets (004) of the substrate (006) (deposition surface side)
TS: distance between T and S MO: surface on the target (004) side of the mask (005) MU: surface on the substrate (006) side of the mask (005) TMO: distance between T and MO MUS: S Distance between MUs S1: Surface of substrate (008) on target (004) side (film formation surface side)
S2: Target (004) side surface of substrate (009) (deposition surface side)
TS1: Distance between T and S1 TS2: Distance between T and S2 A: Diameter of substrate (008) (009) φA: Diameter of substrate (006) φB: Diameter of substrate (006) φC: Mask (005) ) Opening diameter φD: opening diameter of mask (005) φE: opening diameter of mask (005) φL: maximum diameter of target material spread θ: maximum angle of target material spread θ1: substrate ( 008) The maximum angle of the target material reaching the substrate θ2: The maximum angle of the target material reaching the substrate (009) θ3: The maximum angle of the target material reaching the substrate (006) θ4: The target material reaching the substrate (006) Maximum angle w, w1, w2: From the opening end of the MO surface of the opening of the mask (005) to the substrate (006)
Intersections when the perpendicular is lowered x, x1, x2: From the opening end of the MU surface of the opening of the mask (005) to the substrate (006)
Intersection when the perpendicular is lowered X: xw
X1: x1-w1
X2: x2-w2
y: The film forming material that has passed through the opening satisfying X ≠ 0 (| X |> 0) is on the substrate (006).
On the outer circumference of the deposited film (010) deposited on Y: y-w
Y1: y1-w1
Y2: y2-w2
w11, w12: of the MO surface of the opening 1 of the mask (005) having the opening 1 and the opening 2
Intersection points when the perpendicular is drawn from the opening edge to the substrate (006) w21, w22: the MO surface of the opening 2 in the mask (005) having the opening 1 and the opening 2
X11: intersection point when the perpendicular line is dropped from the opening end to the substrate (006) x11: intersection point when the perpendicular line is dropped from the opening end of the MU surface of the opening 1 to the substrate (006) x22: opening end of the MU surface of the opening 2 Intersections when the perpendicular is drawn from the substrate to the substrate (006) y11, y12: deposited film in which the film forming material that has passed through the opening 1 is deposited on the substrate (006)
Points on the outer periphery of (010) y21, y22: Deposition film in which the film forming material that has passed through the opening 2 is deposited on the substrate (006)
A point on the outer periphery of (010) Z11: y12-y21
W22: w21-w12
V: substrate from the opening end of the narrowest portion in the cross section of the opening when w = x (X = 0)
Intersection of perpendicular line dropped to (006) V: vw
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