パターン形成方法、パターン形成基板及び太陽電池素子
【課題】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。
【解決手段】（１）マスクの非開口部へターゲット材料が広がることにより、マスクの開口部と異なる形状のパターンが形成されるように、基板とマスクの間に空間が存在する状態で成膜を行うパターン形成方法。
（２）開口部が非開口部分を有し、該開口部の基板側に、ターゲット側と異なる連続した空間を持つマスクを用い、前記開口部に対応するパターン形状の成膜に加えて、前記非開口部分に対応する空間にもターゲット材料が回り込んで堆積し成膜されるパターン形成方法。
【解決手段】（１）マスクの非開口部へターゲット材料が広がることにより、マスクの開口部と異なる形状のパターンが形成されるように、基板とマスクの間に空間が存在する状態で成膜を行うパターン形成方法。
（２）開口部が非開口部分を有し、該開口部の基板側に、ターゲット側と異なる連続した空間を持つマスクを用い、前記開口部に対応するパターン形状の成膜に加えて、前記非開口部分に対応する空間にもターゲット材料が回り込んで堆積し成膜されるパターン形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、次の１）〜８）の発明によって解決される。
１） マスクを用いて基板にパターンを成膜するに際し、マスクの非開口部へターゲット材料が広がることにより、マスクの開口部と異なる形状のパターンが形成されるように、基板とマスク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パターン形成方法。
２） 開口部が非開口部分を有し、該開口部の基板側に、ターゲット側と異なる連続した空間を持つマスクを用い、前記開口部に対応するパターン形状の成膜に加えて、前記非開口部分に対応する空間にもターゲット材料が回り込んで堆積し成膜されることを特徴とするパターン形成方法。
３） マスクの開口部から前記空間に回り込んだターゲット材料が、マスクの基板側の空間領域によって、回り込む範囲を制限されてい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） マスクが隣接する二つの開口部を有し、該二つの開口部及びその間の非開口部の基板側で前記空間が連続しており、前記二つの開口部に対応する基板上に成膜されるとともに、前記二つの開口部から回り込んだターゲット材料が、前記非開口部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）〜３）のいずれかに記載のパターン形成方法。
５） 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）〜４）のいずれかに記載のパターン形成方法
６） １）〜５）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。
７） 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６）に記載のパターン形成基板。
８） ６）又は７）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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】成膜装置の一例の概略図
【図２】成膜部（００１）の断面の概略図
【図３】ＴＳ間距離とターゲット材料の広がりの関係を示す概念図
【図４−１】広がりの概念図・１（マスク無）
【図４−２】広がりの概念図・２（マスク有、ＭＳＵ＝０、ＴＭＯ・大）
【図４−３】広がりの概念図・３（マスク有、ＭＵＳ≠０、ＴＭＯ・大）
【図４−４】広がりの概念図・４（マスク有、ＭＵＳ≠０、ＴＭＯ・小）
【図５】成膜パターン概念図・１（全体・格子状集電電極）
【図６】成膜パターン概念図・２（一部・井の字）
【図７】マスク概念図・１（井の字 開口 従来例）
【図８】マスク概念図・２（井の字 従来例）
【図９】マスク概念図・３（井の字 本発明で用いる例）
【図１０】電極概念図・１（一部 本発明例）
【図１１】電極概念図・２（一部 従来例）
【図１２】交点部における成膜概念図（本発明例）
【図１３−１】マスク形状例・１
【図１３−２】マスク形状例・２
【図１４−１】回り込みの図・１
【図１４−２】回り込みの図・２
【図１４−３】回り込みの図・３
【図１４−４】回り込みの図・４
【図１４−５】回り込みの図・５
【図１４−６】回り込みの図・６
【図１５−１】従来の成膜方法で作製可能なパターン・１（格子状）
【図１５−２】従来の成膜方法で作製可能なパターン・２（格子状）
【図１５−３】従来の成膜方法で作製可能なパターン・３（櫛形）
【図１６−１】本発明の成膜方法のマスクについて・１（格子状）
【図１６−２】本発明の成膜方法のマスクについて・２（格子状）
【図１７−１】成膜方法の違いとマスク強度・１（櫛形）
【図１７−２】成膜方法の違いとマスク強度・２（櫛形：複合）
【図１７−３】成膜方法の違いとマスク強度・３（櫛型：複合）
【図１８−１】本発明の成膜方法を用いたデバイス例・１（格子状）
【図１８−２】本発明の成膜方法を用いたデバイス例・２（櫛形：複合）
【図１８−３】本発明の成膜方法を用いたデバイス例・３（格子状・櫛型：複合）
【図１９】成膜フロー図・１（チャート）
【図２０】成膜フロー図・２（チャート）
【図２１】成膜フロー図・３（基板状態）
【図２２】成膜フロー図・４（チャート）
【図２３】成膜フロー図・５（チャート）
【図２４】成膜フロー図・６（チャート）
【図２５】成膜フロー図・７（基板状態）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
一方、本発明のパターン形成方法では、マスクの非開口部へターゲット材料が広がることにより、マスクの開口部と異なる形状のパターンが形成されるように、基板とマスク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、基板とマスクと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、従来のマスク使用環境下において、格子状、櫛形、環状などの所定のパターンの膜を、単独のマスクを用いて１回の成膜で形成することを可能にした。
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。
【００１３】
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非開口部と繋がっており、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、非開口部分の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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、マスク（０１９）と堆積膜（０１０）を示した。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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１４−３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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【符号の説明】
【００５９】
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面の非開口部
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２００４−２８４１８２号公報
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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。
【０００３】
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。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題は、次の１）〜８）の発明によって解決される。
１） マスクを用いて基板にパターンを成膜するに際し、マスクの非開口部へターゲット材料が広がることにより、マスクの開口部と異なる形状のパターンが形成されるように、基板とマスク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パターン形成方法。
２） 開口部が非開口部分を有し、該開口部の基板側に、ターゲット側と異なる連続した空間を持つマスクを用い、前記開口部に対応するパターン形状の成膜に加えて、前記非開口部分に対応する空間にもターゲット材料が回り込んで堆積し成膜されることを特徴とするパターン形成方法。
３） マスクの開口部から前記空間に回り込んだターゲット材料が、マスクの基板側の空間領域によって、回り込む範囲を制限されてい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） マスクが隣接する二つの開口部を有し、該二つの開口部及びその間の非開口部の基板側で前記空間が連続しており、前記二つの開口部に対応する基板上に成膜されるとともに、前記二つの開口部から回り込んだターゲット材料が、前記非開口部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）〜３）のいずれかに記載のパターン形成方法。
５） 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）〜４）のいずれかに記載のパターン形成方法
６） １）〜５）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。
７） 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６）に記載のパターン形成基板。
８） ６）又は７）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。
【発明の効果】
【０００８】
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。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】成膜装置の一例の概略図
【図２】成膜部（００１）の断面の概略図
【図３】ＴＳ間距離とターゲット材料の広がりの関係を示す概念図
【図４−１】広がりの概念図・１（マスク無）
【図４−２】広がりの概念図・２（マスク有、ＭＳＵ＝０、ＴＭＯ・大）
【図４−３】広がりの概念図・３（マスク有、ＭＵＳ≠０、ＴＭＯ・大）
【図４−４】広がりの概念図・４（マスク有、ＭＵＳ≠０、ＴＭＯ・小）
【図５】成膜パターン概念図・１（全体・格子状集電電極）
【図６】成膜パターン概念図・２（一部・井の字）
【図７】マスク概念図・１（井の字 開口 従来例）
【図８】マスク概念図・２（井の字 従来例）
【図９】マスク概念図・３（井の字 本発明で用いる例）
【図１０】電極概念図・１（一部 本発明例）
【図１１】電極概念図・２（一部 従来例）
【図１２】交点部における成膜概念図（本発明例）
【図１３−１】マスク形状例・１
【図１３−２】マスク形状例・２
【図１４−１】回り込みの図・１
【図１４−２】回り込みの図・２
【図１４−３】回り込みの図・３
【図１４−４】回り込みの図・４
【図１４−５】回り込みの図・５
【図１４−６】回り込みの図・６
【図１５−１】従来の成膜方法で作製可能なパターン・１（格子状）
【図１５−２】従来の成膜方法で作製可能なパターン・２（格子状）
【図１５−３】従来の成膜方法で作製可能なパターン・３（櫛形）
【図１６−１】本発明の成膜方法のマスクについて・１（格子状）
【図１６−２】本発明の成膜方法のマスクについて・２（格子状）
【図１７−１】成膜方法の違いとマスク強度・１（櫛形）
【図１７−２】成膜方法の違いとマスク強度・２（櫛形：複合）
【図１７−３】成膜方法の違いとマスク強度・３（櫛型：複合）
【図１８−１】本発明の成膜方法を用いたデバイス例・１（格子状）
【図１８−２】本発明の成膜方法を用いたデバイス例・２（櫛形：複合）
【図１８−３】本発明の成膜方法を用いたデバイス例・３（格子状・櫛型：複合）
【図１９】成膜フロー図・１（チャート）
【図２０】成膜フロー図・２（チャート）
【図２１】成膜フロー図・３（基板状態）
【図２２】成膜フロー図・４（チャート）
【図２３】成膜フロー図・５（チャート）
【図２４】成膜フロー図・６（チャート）
【図２５】成膜フロー図・７（基板状態）
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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。
【００１１】
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。
【００１２】
一方、本発明のパターン形成方法では、マスクの非開口部へターゲット材料が広がることにより、マスクの開口部と異なる形状のパターンが形成されるように、基板とマスク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、基板とマスクと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、従来のマスク使用環境下において、格子状、櫛形、環状などの所定のパターンの膜を、単独のマスクを用いて１回の成膜で形成することを可能にした。
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。
【００１３】
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非開口部と繋がっており、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、非開口部分の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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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、マスク（０１９）と堆積膜（０１０）を示した。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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１４−３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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【符号の説明】
【００５９】
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面の非開口部
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
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６０】
【特許文献１】特開２００４−２８４１８２号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクを用いて基板にパターンを成膜するに際し、マスクの非開口部へターゲット材料が広がることにより、マスクの開口部と異なる形状のパターンが形成されるように、基板とマスク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パターン形成方法。
【請求項２】
開口部が非開口部分を有し、該開口部の基板側に、ターゲット側と異なる連続した空間を持つマスクを用い、前記開口部に対応するパターン形状の成膜に加えて、前記非開口部分に対応する空間にもターゲット材料が回り込んで堆積し成膜されることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
マスクの開口部から前記空間に回り込んだターゲット材料が、マスクの基板側の空間領域によって、回り込む範囲を制限されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
マスクが隣接する二つの開口部を有し、該二つの開口部及びその間の非開口部の基板側で前記空間が連続しており、前記二つの開口部に対応する基板上に成膜されるとともに、前記二つの開口部から回り込んだターゲット材料が、前記非開口部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請求項１〜３のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項５】
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請求項１〜４のいずれかに記載のパターン形成方法
【請求項６】
請求項１〜５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。
【請求項７】
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請求項６に記載のパターン形成基板。
【請求項８】
請求項６又は７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。
【請求項１】
マスクを用いて基板にパターンを成膜するに際し、マスクの非開口部へターゲット材料が広がることにより、マスクの開口部と異なる形状のパターンが形成されるように、基板とマスク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パターン形成方法。
【請求項２】
開口部が非開口部分を有し、該開口部の基板側に、ターゲット側と異なる連続した空間を持つマスクを用い、前記開口部に対応するパターン形状の成膜に加えて、前記非開口部分に対応する空間にもターゲット材料が回り込んで堆積し成膜されることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】
マスクの開口部から前記空間に回り込んだターゲット材料が、マスクの基板側の空間領域によって、回り込む範囲を制限されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
マスクが隣接する二つの開口部を有し、該二つの開口部及びその間の非開口部の基板側で前記空間が連続しており、前記二つの開口部に対応する基板上に成膜されるとともに、前記二つの開口部から回り込んだターゲット材料が、前記非開口部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請求項１〜３のいずれかに記載のパターン形成方法。
【請求項５】
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請求項１〜４のいずれかに記載のパターン形成方法
【請求項６】
請求項１〜５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。
【請求項７】
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請求項６に記載のパターン形成基板。
【請求項８】
請求項６又は７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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図４−３】
【図４−４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４−１】
【図１４−２】
【図１４−３】
【図１４−４】
【図１４−５】
【図１４−６】
【図１５−１】
【図１５−２】
【図１５−３】
【図１６−１】
【図１６−２】
【図１７−１】
【図１７−２】
【図１７−３】
【図１９】
【図２０】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図７】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１８−１】
【図１８−２】
【図１８−３】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４−１】
【図４−２】
【図４−３】
【図４−４】
【図５】
【図６】
【図８】
【図９】
【図１３−１】
【図１３−２】
【図１４−１】
【図１４−２】
【図１４−３】
【図１４−４】
【図１４−５】
【図１４−６】
【図１５−１】
【図１５−２】
【図１５−３】
【図１６−１】
【図１６−２】
【図１７−１】
【図１７−２】
【図１７−３】
【図１９】
【図２０】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図７】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１８−１】
【図１８−２】
【図１８−３】
【図２１】
【公開番号】特開２０１１−１８４７２２（Ｐ２０１１−１８４７２２Ａ）
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４９３８３（Ｐ２０１０−４９３８３）
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月２２日（２０１１．９．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年３月５日（２０１０．３．５）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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