專利名稱：成膜方法、電子器件及電子儀器的制作方法
技術領域：
本發明涉及通過氣相生長法等用于在基板上形成任意配線圖案的掩膜等。
背景技術：
過去，在基板上形成電配線的技術，采用光刻技術以及干式和濕式蝕刻技術。然而，為了進行光刻處理和蝕刻處理，需要價格昂貴的設備，而且受多個處理工序的管理成本和成品率等的影響，成為制造成本上升的主要原因。此外，由于消耗大量的抗蝕劑、顯影液、抗蝕劑剝離液、蝕刻液(氣體)，也擔心對地球環境的影響。
因此，正如特開平4-236758號公報公開的那樣，有人提出使在硅晶片和金屬箔等上形成有圖案的掩膜密接在基板上，通過氣相生長法成膜，在基板上形成任意配線圖案的技術。此項技術，大多采用因濕度和氧等而劣化材料的有機EL(電致發光)元件的制造中，是非常有效的一項技術。
專利文獻1特開平4-236758號公報然而，為了流過大電流，所以在形成低電阻電配線的情況下，需要使金和白金等貴金屬成膜厚，但是在氣相生長法中處理時間延長，使生產能力降低。而且因附著在掩膜和成膜裝置上的貴金屬增加，而使貴金屬材料的消耗量增加，因而還有導致成本上升的問題。
發明內容
本發明正是鑒于上述課題而提出的，其目的在于提供一種不但能削減貴金屬材料用量，而且還能以高生產能力形成低電阻電配線的成膜方法等。
在本發明涉及的成膜方法、電子器件及電子儀器中，為解決上述課題而采用了以下方案。
本發明的成膜方法，是在基板上形成薄膜圖案的成膜方法，其中具有借助于掩膜通過氣相生長法使金屬基底膜在基板上成膜，形成所述的圖案的第一工序；和對基板實施電鍍處理，使金屬膜在由金屬基底層構成的圖案上成膜的第二工序。
根據本發明，由于利用電鍍處理在金屬基底膜上形成金屬膜，所以在不需要的部分不能形成金屬膜，因而幾乎沒有無用的金屬材料。而且能夠容易形成所需膜厚的金屬膜。
另外，金屬基底層是由金或鎳形成的情況下，由于無需進行表面氧化膜的除去處理，可以形成薄的膜，因此能夠實現縮短處理時間，降低成本的目的。
另外，電鍍處理是無電解鍍金的情況下，能在由金或鎳構成的金屬基底膜上很好地成膜，形成所需膜厚的金屬膜。
而且金屬基底層是由鋁構成的情況下，能夠良好地形成金屬基底膜，同時還能夠實現低成本化。
此外，在第二工序之前進行鋅酸鹽處理的情況下，能夠將在由鋁構成的金屬基底層表面上形成的氧化被膜、靜態被膜除去后置換鋅。
而且通過鋅酸鹽處理除去處于圖案以外缺陷部分，金屬基底層即使是形成從掩膜開口部蝕刻出來缺陷部分的情況下，由于缺陷部分薄，所以能夠容易利用鋅酸鹽的蝕刻作用除去。特別是當不能得到自掩膜開口部蝕刻形成的缺陷部分與相鄰的金屬基底層接觸的所需圖案的情況下，通過除去缺陷部分(蝕刻后的部分)也能得到所需圖案的金屬基底膜。
另外，在第二工序中，進行無電解鍍鎳之后，進行置換鍍金和無電解鍍金的情況下，能夠在由鋁構成的金屬基底層上很好地形成金屬膜。
而且，當使掩膜具有開口部，和連接被開口部夾持區域和被開口部夾持的區域以外區域的梁部的情況下，能夠用梁部形成被開口部夾持區域和被開口部夾持的區域以外區域的復雜形狀的開口部。例如，可以形成所謂封閉的圖案。而且能夠在基板上形成不斷開而連續形狀的薄膜圖案。此外，通過使掩膜材料的板厚比圖案開口部的厚度更薄，由于也能使以更傾斜入射的薄膜形成粒子附著在基板上，所以即使圖案開口部變得更微細，也能形成與之對應的掩膜。
另外，當梁部形成得比梁部以外的區域薄的情況下，能使以更傾斜入射的薄膜形成粒子也附著在基板上。
而且當掩膜材料是由硅構成的情況下。能夠確實形成包含梁部的圖案開口部。
另外，掩膜通過將在掩膜材料上成膜的薄膜剝離后反復使用的情況下，能以廉價地制造薄膜的形成。
第二發明涉及電子器件，其中具備通過第一發明的成膜方法形成的金屬配線。根據本發明，由于可以形成效率高、可廉價地形成使大電流流過的金屬配線，所以能夠以廉價得到高性能的電子器件。
第三發明涉及電子儀器，其中具備第二發明的電子器件。根據本發明，能夠得到高性能的電器。
圖1是表示掩膜10的局部立體剖面圖。
圖2是表示金屬配線52形成工序的圖。
圖3是表示金屬配線52的圖。
圖4是表示金屬配線52形成工序的圖。
圖5是有機EL器件100的側面剖面圖。
圖6是表示電子儀器實施方式的圖。
圖中11…掩膜材料，12…圖案開口部，12a…開口形成區域，14…梁，50…玻璃基板(基板)，52、54…金屬配線(薄膜)，60、70…金屬基底膜，65、75…金屬膜，70a…薄膜(缺陷部分)，100…有機EL器件(電子器件)，200…移動電話機(電子儀器)，201…顯示部。
具體實施例方式
以下參照
本發明的成膜方法、電子器件及電子儀器的實施方式。
(掩膜)
圖1是表示利用蒸鍍法、濺射法、CVD法等在玻璃基板50上用于形成薄膜圖案的掩膜10一例的局部立體剖面圖。
掩膜10是在由硅構成的掩膜材料11上形成了多個圖案開口部12的部件。圖案開口部12的形狀，可以形成具有例如大約10微米寬度的直線狀。借助于這種圖案開口部12，通過使金屬材料層疊在被成膜基板上，能夠形成大約10微米寬度的電配線等的圖案。
圖案開口部12的形狀并不限于直線狀，也可以是圓形、矩形等。
在各圖案開口部12內，設置將圖案開口部12的側壁13之間連接的梁14。梁14被設置在與掩膜材料11中被成膜基板對向面(以下稱作表面11a)隔離開的位置上。與表面11a之間的距離至少為5微米以上。這樣一來，由于梁14被設置在圖案開口部12的側壁13上，所以可以形成在掩膜材料11上封閉形狀的圖案開口部12。也就是說，例如通過用多個梁14支持像島一樣漂浮的部位，能夠設置環形(doughnuts)的圖案開口部12。具體講，圖1中的掩膜材料11的部位11c，通過多個梁14連接在掩膜材料11的部位11D上。因此部位11c不會從掩膜材料11上脫落，成為一體地構成掩膜10。其中梁14的數目等，可以根據其強度等任意設定。
之所以將梁14設置在與表面11a隔離開的位置處，是因為利用掩膜10在被成膜基板上形成金屬配線等的情況下，使所形成的金屬配線可以不斷開而連續形成的緣故。也就是說，通過使梁14與表面11a隔離開，金屬配線用材料等處于梁14的周圍，使其附著在被成膜基板上。其中關于金屬配線的形成工序詳見后述。
作為掩膜材料11的材料，可以舉出金屬、玻璃、塑料等，優選使用硅板(硅晶片等)。因為這樣能夠容易形成梁14。而且由于不帶磁性，所以也能夠作為等離子體CVD的掩膜使用。其中掩膜11的形狀雖然任意，但是其厚度優選數百微米左右。
(成膜方法第一種實施方式)以下說明采用上述的掩膜10在玻璃基板50上形成金屬配線52的圖案的方法。
圖2是表示用掩膜10形成金屬配線52的工序的圖，圖3是表示利用成膜方法得到的金屬配線52的圖。
作為形成金屬配線52的基板，除玻璃基板以外，也可以是塑料基板、硅基板等。
首先利用上述掩膜10，通過蒸鍍法、濺射法等物理氣相生長法和CVD法等化學物理氣相生長法，在玻璃基板50上形成金屬基底膜60。作為金屬基底膜的材料，采用金或鎳。以下說明采用鎳時的情況。
具體講，如圖2(a)所示，將掩膜10的表面11a附著密接在玻璃基板50上。而且利用物理氣相生長法和化學物理氣相生長法，在玻璃基板50上形成由鎳組成的金屬基底膜60(參見圖2(b))。由鎳組成的金屬基底膜60的膜厚約為100納米。
其中當形成金屬基底膜60時，作為薄膜材料的鎳，通過掩膜10圖案的開口部12抵達玻璃基板50，在其上沉積。此時薄膜材料繞開梁14，抵達與玻璃基板50上圖案開口部12對應(露出)的區域的全面，并沉積。也就是說，由于配置在使梁14從表面11a隔離開的位置上，所以能夠在梁14的存在不受影響下，形成金屬配線52的圖案，因而能夠得到一種沒有缺陷(斷線)的金屬基底膜60的圖案。因此，如圖3所示，能夠很好地形成在過去的掩膜中所不能形成的、封閉形狀等的金屬基底膜60的圖案。
另外，為了使薄膜材料繞開梁14，很好地抵達玻璃基板50上并進行沉積，如上所述，需要使梁14與掩膜10的表面11a至少隔離開大約5微米以上。一旦梁14與掩膜10的表面11a間的距離近，就會成為繞開梁14的薄膜材料減少，在玻璃基板50上形成的金屬配線52等的圖案變薄，電阻增大，或斷線等的主要原因。
一旦在玻璃基板50上形成金屬基底膜60，就將掩膜10從玻璃基板50取下，對層疊在背面11b側的鎳薄膜實施剝離處理。具體講，通過將掩膜10浸漬在鹽酸水溶液中，除去附著的鎳薄膜。由此，掩膜10的反復使用成為可能，因而能降低金屬基底膜60的制造成本。
另一方面，將形成了由鎳構成的金屬基底膜60的玻璃基板50，直接浸漬在無電解電鍍液中。由此如圖2(c)所示，鍍金膜將會在金屬基底膜60上析出，形成金屬膜65。而且使金屬膜65形成大約2微米厚。
之所以采用無電解電鍍法，是因為無電解電鍍法無需供電，能夠抑制設備成本。也就是說，即使形成嵌入玻璃基板50上金屬膜65的圖案，也全部無需對該圖案的供電，處理操作容易。而且可以在形狀不規則的表面上得到均勻厚度的電鍍薄膜。還能在塑料和陶瓷等絕緣體上直接電鍍，對鋁等有色金屬也能電鍍。此外與干式成膜法相比，有裝置成本低廉的優點。
而且可以容易形成膜厚厚的金屬膜65。也就是說，通過自催化作用使金屬析出反應連續進行，金鍍膜生長，所以容易得到厚的膜厚。而且，由于僅在金屬基底膜60上析出金，所以能夠沒有浪費地使用昂貴的貴金屬。而且由于含有還原劑，所以與置換電鍍法相比，具有能夠高速成膜的優良特點。
另外，作為無電解電鍍液，例如可以使用含有2.0克/升的氰酸金鉀、10克/升的次亞磷酸鈉、75克/升的氯化銨和50克/升的檸檬酸鈉的溶液。而且用稀釋鹽酸將pH調整至5～6，使溫度達到90±3℃。
這樣用掩膜10使金屬基底膜60在玻璃基板50上成膜之后，對玻璃基板50實施無電解鍍金處理，由于在金屬基底膜60上形成了金屬膜65，所以能夠在削減高價金用量的同時，形成厚膜厚的金屬膜65，因而能夠得到一種低電阻的金屬配線52。
特別是采用鎳和金作為金屬基底膜60的情況下，形成金屬基底膜60之后，由于在金屬基底膜60的表面上不形成氧化膜等，所以具有無需進行除去氧化膜操作的優點。而且還能削減昂貴金屬的用量。
此外由金構成的金屬膜65，由于導電性、低接觸電阻、耐蝕性、焊料附著性、耐磨損性均優良，所以除金屬配線之外，還可以用于各種接點、端子、連接器、導線開關、引線框架上。
(成膜方法第二種實施方式)以下就用掩膜10在玻璃基板50上形成金屬配線54的圖案的方法，說明采用鋁作為金屬基底膜的情況。
圖4是表示金屬配線54的形成工序的圖。
作為金屬基底膜70使鋁成膜的情況下，如圖4(a)所示，用掩膜10通過蒸鍍法、濺射法等物理氣相生長法和CVD法等化學物理氣相生長法，在玻璃基板50上形成金屬基底膜70。作為由鋁構成的金屬基底膜70的膜厚約為700納米左右。其中在由鋁構成的金屬基底膜70的情況下，由于需要除去在表層上形成的氧化膜層，所以與由鎳構成的金屬基底膜60的膜厚(大約100微米)相比，其厚度需要形成得更厚。
另外，作為形成金屬基底膜70的材料，也可以是鋁合金。例如可以使用鋁、硅、銅合金。
一旦在玻璃基板50上形成金屬基底膜70，就將掩膜10從玻璃基板50上取下，對層疊在背面側11b上的鋁薄膜實施剝離處理。具體方法與上述方法相同。
另一方面，形成了由鋁構成的金屬基底膜70的玻璃基板50(參見圖4(b))，為除去表面上附著的有機物而進行UV洗滌。
進而如圖4(c)所示，對玻璃基板50進行鋅酸鹽處理。所謂鋅酸鹽處理，是指除去在由鋁構成的金屬基底膜70的表層形成的氧化膜的同時，鋅置換表層以獲得提高與在金屬基底膜70上成膜的金屬膜75之間密接性的效果。
具體講，例如在鋅酸鹽溶液中將形成了由鋁構成的金屬基底膜70的玻璃基板50浸漬大約1分鐘。這樣可以除去金屬基底膜70表層的氧化膜。也就是說，通過鋅酸鹽處理的蝕刻作用，對金屬基底膜70的表層全體進行少許清除。其中，作為鋅酸鹽溶液，例如可以使用含有3重量％氫氧化鈉和0.5重量％氧化鋅的溶液。
鋅酸鹽處理，雖然目的是除去鋁膜表層氧化膜的同時進行鋅置換，但是對形成了由鋁構成的金屬基底膜70的玻璃基板50用掩膜10實施鋅酸鹽處理的情況下，也可以得到以下效果。
也就是說，利用掩膜10形成了金屬基底膜70的情況下，從掩膜10的圖案開口部12開始蝕刻，往往使薄膜70a在不需要的部分成膜。而且，蝕刻形成的薄膜70a一旦與相鄰的金屬基底膜70的圖案接觸，由于不能得到所需的圖案，所以形成具有缺陷部分(短路部分)的金屬基底膜70的圖案。然而，一旦對具有這種缺陷部分的金屬基底膜70的圖案實施鋅酸鹽處理，能夠容易除去蝕刻形成的薄膜70a，即缺陷部分。
即從金屬基底膜70的圖案蝕刻而形成的薄膜70a，在形成金屬基底膜70時密接的掩膜10與剝離基板50之間，無論因何種原因而產生少許隔離開等，金屬基底膜70的材料都可以通過繞開而形成(參見圖4(b))。因此，蝕刻形成的薄膜70a與金屬基底膜70，即與在圖案開口部12對應的區域形成的膜相比，都可以與金屬基底膜70表層的氧化膜一起除去。
這樣，通過對形成了由鋁構成的金屬基底膜70的玻璃基板50實施鋅酸鹽處理，容易除去從金屬基底膜70蝕刻成的薄膜70a，可以得到無缺陷、具有所需圖案的金屬基底膜70。(參見圖4(c))進而用流水將經過鋅酸鹽處理的玻璃基板50洗滌5分鐘后，實施無電解鍍鎳，如圖4(d)所示，在金屬基底膜70上形成鎳膜72。具體講，在加熱至大約80℃的Ni-P鍍液中浸漬大約4分鐘，在金屬基底膜70上形成大約1.6微米膜厚的鎳膜72。
無電解鍍鎳液可以使用將含有0.15摩爾/升的硫酸鎳、0.2摩爾/升的蘋果酸鈉、0.2摩爾/升的琥珀酸鈉、0.15摩爾/升的次亞磷酸鈉和0.12摩爾/升的硼酸的溶液，用稀釋硫酸調整到pH5.4±2，溫度調整到80±1℃的溶液。
接著如圖4(e)所示，由置換鍍金法在鎳膜72上形成金的薄膜，進而由無電解鍍金法在鎳膜72上形成所需膜厚的金鍍膜。
之所以在實施置換鍍金后再進行無電解鍍金，這是因為一旦在鎳膜72上直接進行無電解鍍金，由于鎳與金在離子化趨勢上的差別大，初期析出的金不能被還原材料析出，而變成置換析出。而且因置換析出的鍍金膜，將變成與鎳膜72幾乎沒有密接性的膜，因而會產生剝離等不利情況的緣故。而且一旦利用置換鍍金法在鎳膜72上形成金的薄膜，就能形成密接性強的膜，但是卻不能形成厚膜。
于是一旦在采用置換鍍金法在鎳膜72上形成薄膜之后，再進行無電解鍍金，就能在鎳膜72上形成所需膜厚的鍍金膜。
具體講，將玻璃基板50浸漬在加熱至80℃的置換鍍金液中，在鎳膜72上形成大約0.1微米膜厚的金膜。而且，作為置換鍍金液，例如可以使用含有0.7％亞硫酸金鈉、6.5毫克/升的硫酸鉈、3％的EDTA和10％的硫酸鋰的溶液。
此外，將玻璃基板50浸漬在加熱至大約80℃的無電解置換鍍金液中2小時，將會形成由2微米膜厚的金構成的金屬膜75。
作為無電解鍍金液，除上述實例以外，還可以使用將含有0.65％亞硫酸金鈉、1.0％羥胺、0.5ppm硫酸鉈、9.0％EDTA和3％硫酸鋰的溶液，經稀釋硫酸調整到pH7.0±2的溶液。
這樣一來，通過置換鍍金，進而實施無電解鍍金，由于能夠形成由密接性強，而且具有所需膜厚的由金構成的金屬膜75，所以能夠得到一種低電阻的金屬配線54。
(有機EL器件)圖5是表示有機EL器件100的側剖面圖。
有機EL器件100是通過在作陽極的像素電極130和陰極180之間配置矩陣狀地配置的多個像素區域而構成的，作為像素區域，其特征在于采用由有機材料構成的發光層160R、160G和160B。
在由玻璃材料等構成的基板110的表面上，形成驅動各像素區域(發光層160R、160G和160B)的電路部120。而且圖5中雖然省略了對電路部120詳細構成的圖示，但是這種電路120中的電配線卻可以采用上述的成膜方法形成。
電路部120的表面上，與各像素區域對應地以矩陣狀形成由ITO等構成的多個像素電極130。
而且可以設置由酞菁銅膜構成的空穴注入層140，以覆蓋起著陽極作用的像素電極130。此外，在空穴注入層140的表面上可以設置由NPB(N，N-二(萘基)-N，N-二苯基聯苯胺)等構成的空穴輸送層150。
而且可以在空穴輸送層150的表面上，以矩陣狀形成著與各像素區域對應的發光層160R、160G和160B。作為這種發光層160，例如可以使用分子量大約為1000以下的低分子有機材料。具體講，可以以Alq3(鋁配位化合物)作為宿主材料，以紅熒烯等作為摻雜劑，構成了發光層160。
此外，形成由氟化鋰等構成的電子注入層170以將各發光層160覆蓋，進而在電子注入層170的表面上形成著由Al等構成的陰極180。而且，將密封基板(未圖示)粘合在基板11的端部，使全體密封。
于是一旦在上述的像素電極130與陰極180之間施加電壓，就會由空穴注入層140向發光層160注入空穴，由電子注入層170向發光層160注入電子。而且空穴和電子在發光層中再結合，能使摻雜劑激發發光。因此，具備這樣由有機材料形成的發光層160的有機EL器件，具有壽命長、發光效率優良的特征。
(電子儀器)圖6是表示本發明的電子儀器的實施方式的圖。移動電話機(電子儀器)200，備有由低分子有機EL器件100構成的顯示部201。作為其他的應用實例是，在手表型電子儀器中備有由低分子有機EL器件100作為顯示部的，和在文字處理器和個人計算機等便攜式信息處理裝置中具備由低分子有機EL器件100作為顯示部的。
這樣，移動電話機200由于備有由低分子有機EL器件100作為顯示部201，所以能夠實現顯示對比度高、品質優良的顯示。
以上雖然參照
了本發明涉及的優選實施方式，但是本發明當然并不限于這些實例。在上述實例中顯示的各構成部件的各種形狀和組合等僅是一例，在不超出本發明要點的范圍內，可以根據設計要求等作出各種變更。
例如，雖然用金作為金屬膜65、75，但是并不限于此。例如也可以使用銀、白金或鈀。對鈀進行無電解電鍍的情況下，可以使用將含有0.12摩爾/升氯化鈀、0.3摩爾/升檸檬酸鈉、0.05摩爾/升次亞磷酸鈉、100ppm硝酸鉛和0.20摩爾/升硼酸的溶液，用稀釋硫酸調整到pH5.4±2，溫度調整到80±1℃的無電解鈀溶液。
而且雖然是利用無電解電鍍法形成金屬膜65、75的，但是也可以采用電鍍法形成。例如對于白金而言可以采用電鍍法。
此外，雖然是就由單晶硅制成的掩膜10作為使金屬基底膜60、70成膜時使用的掩膜加以說明的，但是并不限于此。例如也可以采用不銹鋼制造的掩膜等。
權利要求
1.一種成膜方法，是在基板上形成薄膜圖案的成膜方法，其特征在于，具有用掩膜通過氣相生長法使金屬基底膜在所述基板上成膜，形成所述圖案的第一工序；和對所述基板實施電鍍處理，使金屬膜在由金屬基底層構成的所述圖案上成膜的第二工序。
2.根據權利要求1所述的成膜方法，其特征在于，所述金屬基底層由金或鎳構成。
3.根據權利要求1或2所述的成膜方法，其特征在于，所述電鍍處理是無電解電鍍處理。
4.根據權利要求1或2所述的成膜方法，其特征在于，所述金屬基底層由鋁構成。
5.根據權利要求4所述的成膜方法，其特征在于，在所述第二工序之前，進行鋅酸鹽處理。
6.根據權利要求5所述的成膜方法，其特征在于，通過所述鋅酸鹽處理，除去所述圖案之外的缺陷部分。
7.根據權利要求4～6中任何一項所述的成膜方法，其特征在于，在所述第二工序中，進行無電解鍍鎳之后，進行置換金或無電解鍍金。
8.根據權利要求1～7中任何一項所述的成膜方法，其特征在于，所述掩膜具有開口部；和連接被所述開口部夾持的區域與所述開口部夾持的區域以外區域的梁部。
9.根據權利要求8所述的成膜方法，其特征在于，所述梁部形成得比所述梁部以外的區域薄。
10.根據權利要求8或9所述的成膜方法，其特征在于，所述掩膜由硅構成。
11.根據權利要求1～10中任何一項所述的成膜方法，其特征在于，所述掩膜，通過將所述掩膜上成膜的薄膜進行剝離而反復使用。
12.一種電子器件，其特征在于，具備通過權利要求1～11中任何一項所述的成膜方法形成的金屬配線圖案。
13.一種電子儀器，其特征在于，具備權利要求12所述的電子器件。
全文摘要
提供一種不但能削減貴金屬材料用量，而且還能以高生產能力形成低電阻電配線的成膜方法等。所述方法是在基板(50)上形成薄膜(52)的圖案(12)的成膜方法，其中具有借助于掩膜通過氣相生長法使金屬基底膜(60)在基板(50)上成膜，形成圖案(12)的第一工序；對基板(50)實施電鍍處理使金屬膜(65)在由金屬基底層構成的圖案(12)上成膜的第二工序。
文檔編號C23C28/02GK1750250SQ200510092150
公開日2006年3月22日 申請日期2005年8月23日 優先權日2004年9月17日
發明者四谷真一, 依田剛, 赤川卓 申請人:精工愛普生株式會社