図1は、本発明の薄膜の製造法に用いるマ グネトロンスパッタリング装置の第1の例を� �す模式図である。1は第一容器、2は第一容器 1と真空接続された第二容器(アニールユニッ� ��)、3は基板仕込室、4は取り出し室、5はゲー トバルブ、11はスパッタリング用ターゲット� ��12は基板、13は基板12を保持するための基板� ��ルダー(第一基板ホルダー)、14はスパッタガ ス導入系、15は基板ホルダー(第二基板ホルダ ー)、16は加熱機構、17はプラズマ電極、18は� �ラズマソース用ガス導入系、19はスパッタリ ング用高周波電源系、101はターゲット11を取� ��付け可能なカソード、102は磁場発生装置、1 03は磁場領域、191はブロッキングコンデンサ� ��192は整合回路、193は高周波電源、194はスパ� ��タ用バイアス電源、20は(アニール用)基板バ イアス電源(第三直流電源)、21は基板バイア� �電源(第二直流電源)、22はプラズマソース用� ��周波電源系、221はブロッキングコンデンサ� ��222は整合回路、223は高周波電源、23は高周� �電源193からの低周波成分をカットし、高周� �成分電力とする低周波カットフィルター(フ� ��ルター)である。24は、直流電源21及び194か� �の直流電力中に含まれる高周波成分(例えば1 KHz以上、特に、1MHzのような高周波成分)をカ� ��トする高周波カットフィルターである。

 本発明においては、LaB ₆ などのホウ素原子(B)及びランタン原子(La)を� �有するターゲット11が用いられる。

 第一容器1内のホルダー13上に基板12を置� �て、基板12をカソード101に対向させ、容器内 の真空排気及び加熱(後のスパッタリング時� �温度まで昇温する)を施す。加熱は、加熱機� ��16によって実施される。次いで、スパッタ� �ングガス導入系14よりプラズマソースガス(� �リウムガス、アルゴンガス、クリプトンガ� �、キセノンガス)を導入して所定の圧力(0.01Pa ~50Pa、好ましくは、0.1Pa~10Pa)とした後、スパ� �タ電源19を用いて成膜を開始する。

 次いで、高周波電源193から高周波電力(周 波数は0.1MHz~10GHz、好ましくは、1MHz~5GHzであり 、投入電力は100ワット~3000ワット、好ましく� ��、200ワット~2000ワットである)を印加するこ� ��によって、プラズマを生成するとともに、� ��一直流電源194にて直流電力(電圧)を所定の� �圧(-50ボルト~-1000ボルト、好ましくは、-10ボ� ��ト~-500ボルト)とし、スパッタ成膜を行う。� ��板12側には第二直流電源21により、直流電力 (電圧)を所定の電圧(0ボルト~-500ボルト、好ま しくは-10ボルト~-100ボルト)で基板ホルダー13� ��印加する。第一直流電源194からの直流電力( 第一直流電力)は、高周波電源193からの高周� �電力印加前から投入しても良く、該高周波� �力印加と同時に投入してもよく、該高周波� �力印加終了後も引き続き投入されていても� �い。

 上記第二直流電源21及び/又はスパッタリ� ��グ用高周波電源19からの直流電力及び/又は� ��周波電力のカソード101への投入位置は、カ� ��ード101の中心点に対して対称に、複数点と� ��ることが好ましい。例えば、カソード101の� ��心点に対して対称な位置を複数の直流電力� ��び/又は高周波電力の投入位置とすることが できる。

 永久磁石や電磁石で形成した磁場発生装� ��102は、カソード101の背後に位置して配置さ� ��、ターゲット11の表面を磁場103に曝すこと� �できる。また、磁場103は、基板12の表面まで には、到達していないことが望ましいが、ホ ウ素化ランタン化合物膜の広域単結晶ドメイ ンを狭めない程度であれば、磁場103が基板12� ��表面に到達していても良い。

 本発明で用いた第一直流電源194側に設け� ��高周波カットフィルタ24は、別の効果とし� �、第一直流電源194を保護することができる� �

 磁場発生手段102のS極とN極とは、カソー� �103平面に対し、垂直方向において、互いに� �極性として配置することができる。この時� �、隣合う磁石は、カソード103平面に対し、� �平方向において、互いに逆極性とする。ま� �、磁場発生手段102のS極とN極とは、カソード 103平面に対し、水平方向において、互いに逆 極性として配置することも可能である。この 時も、隣合う磁石は、カソード103平面に対し 、水平方向において、互いに逆極性とする。

 本発明の好ましい態様においては、磁場� ��生手段102は、カソード101又はターゲット11� �表面に対し、水平方向において、揺動運動� �能である。

 本発明で用いたフィルター23は、高周波� �源193からの低周波成分(0.01MHz以下、特に0.001M Hz以下の周波数成分)をカットすることができ る。

 さらに、本発明は、基板12側の第二直流� �源21からの直流電力(電圧)の基板ホルダー13� �の印加によって、単結晶ドメインの平均面� �を広くすることができる。この第二直流電� �(電圧)は、時間平均で直流成分(グランドに� �する直流成分)を持つパルス波形電力であっ� ��も良い。

 図2において、208は、円錐形状の突起209(ス� �ント型電子放出ベース部材)を形成したモリ� ��デン膜(カソード電極)202と、該モリブデン� �の突起209を覆ったLaB ₆ 膜203を形成した電子源基板である。210は、ガ ラス基板207と、その上の蛍光体膜206と、薄膜 アルミニウム膜からなるアノード電極204とか らなる蛍光体基板である。これら電子源基板 208と蛍光体基板210との空間204は、真空空間で ある。カソード電極202とアノード電極205との 間に100ボルト~3000ボルトの直流電圧を印加す� ��ことによって、LaB ₆ 膜203で覆われたモリブデン膜202の突起209の先 端部からアノード電極205に向けて電子ビーム が照射され、電子ビームがアノード電極205を 透過し、そこで蛍光体膜に衝突し、蛍光を発 生することができる。

 本発明では、電子放出ベース部材として� ��上述に限定されず、その他に、フォーミン� ��プロセスによるナノスケールギャップを形� ��した薄膜(PdO薄膜、結晶性カーボン薄膜など )を用いたSED型電子放出ベース部材であって� �よい。

 図3は、本発明のフローチャートを示す図 である。工程301は、電子の照射を受け、これ によって蛍光を発する蛍光体膜が設けられて いる第1ガラス基板を用意する工程である。� �光体層は、赤色蛍光、緑色蛍光及び青色蛍� �を発する3種の蛍光体が配置されている。蛍� ��体の配置は、赤色蛍光体、緑色蛍光体及び� ��色蛍光体を走査線と信号線からなるマトリ� ��ス配線の信号線方向に直線的に配置される� ��、これに限定されるものではない。該ガラ� ��基板には、さらに、電子源からの電子を加� ��させるためのアノード電極となる導電膜(ア ルミニウム膜、チタン膜、バリウム膜等)、� �素を仕切るためのブラックマトリクス体(例� ��ば、黒色樹脂マトリクス、メタルマトリク� ��など)やスペーサ材などを配置することがで きる。

 工程302は、第1真空又は減圧空間(以下、� �真空」及び「減圧空間」の両方を「真空」� �言う)を形成している第1真空チャンバに第1� �ラス基板を搬入する工程である。搬入に際� �、通常のロードロックチャンバ(図示せず)と ゲートバルブ(図示せず)を用いることができ� ��。

 工程303は、電子放出ベース部材を設けた� ��2ガラス基板を用意する工程である。この電 子放出ベース部材は、等価回路上、走査線と 信号線との交点に配置され、マトリクス駆動 に供される。電子放出ベース部材は、これ自 身で、電子放出効果を有するが、後工程の低 仕事関数物質膜により、電気放出効率は、大 幅に改善させる。

 一区画の電子放出ベース部材は、一区画� ��蛍光体膜とで一サブ画素を構成する。一赤� ��ブ画素、一緑サブ画素と一青サブ画素との� ��色画素とで一画素が構成される。本発明で� ��、上記一画素を複数行に沿って複数列配列� ��たマトリクスアレイとすることができる。� ��のマトリクスアレイにおいては、走査線の� ��めの金属膜配線(アルミニウム配線、銅配線 、銀配線など)と信号線のための金属膜配線(� ��ルミニウム配線、銅配線、銀配線など)が形 成されている。

 また、本発明で用いる第2ガラス基板は、 好ましくは、製造工程中又は表示装置として の動作中において生じる帯電電荷をチャージ するための帯電防止膜を設けることができる 。この帯電防止膜としては、酸化チタン膜、 酸化錫膜、酸化インジウム膜やインジウム・ 錫酸化物膜(ITO膜)などを用いることができる� ��

 また、本発明で用いた第2ガラス基板には 、予め、スペーサ材やシール材を設けること も出来る。

 工程304は、第2真空の第2チャンバを用いた� �パッタリング装置(図1に図示したマグネトロ ンスパッタリング装置、高周波RFマグネトロ� ��スパッタリング装置など)を用いて、第2ガ� �ス基板上に、LaB ₆ 等のボロンランタン化合物膜を設ける工程で ある。この工程の前で、第2ガラス基板は、� �ンロードロックチャンバ(図示せず)とゲート バルブ(図示せず)とにより真空を維持した状� ��で、スパッタリング装置に搬入される。

 工程304により、第2ガラス基板は、その上に 、全面、又は、一部に、LaB ₆ 等のボロンランタン化合物膜が設けられ、こ の結果、電子放出ベース部材は、低仕事関数 物質膜であるLaB ₆ 等のボロンランタン化合物膜により被覆され る。
 本発明は、低仕事関数物質膜として、他に� ��例えば、CeB ₆ 膜、BaLaB ₆ 膜やカーボン含有LaB ₆ 膜などを用いることができる。

 工程305は、第2ガラス基板は、第3真空の� �3チャンバに搬入される。第2チャンバーと第 3チャンバとは、ゲートバルブ(図示せず)を用 いて真空状態は維持される。

 工程306は、第3チャンバ内の第3真空にお� �て、電子放出ベース部材を含む第1領域をマ� ��ク部材により遮蔽する。

 工程306は、電子放出ベース部材の上に堆積� ��たLaB ₆ 膜の上に、インクジェット方式によりマスク 材を被覆することができる。マスク材として は、LaB ₆ よりエッチングレートの遅い溶解性有機金属 材料や耐熱性有機樹脂材料などから適宜選択 される。必要に応じて、インクジェット方式 によるマスク材被覆後、真空ベーク処理等を 実施することができる。この工程306は、第3� �ャンバ内にて実施することができるが、他� �真空チャンバ内で実施しても良い。

 工程307は、第3真空を維持した状態で、マス ク材が被覆されていない領域(電子放出ベー� �部材を含まない第2領域に相当する)をドライ エッチングによりLaB ₆ 膜を除去する工程である。ドライエッチング は、好ましくは、ドライエッチングチャンバ 内で、エッチングガス(フッ素系ガス、塩素� �ガス、アルコール系ガス、COガス、酸素ガス など)の存在下にプラズマを励起することに� �って行なわれる。

 また、工程307は、イオンビームエッチン� ��装置や電子ビームエッチング装置など周知� ��ドライエッチング装置を用いることができ� ��。

 LaB ₆ 膜を除去した後、電子放出ベース部材上のマ スク材は、ドライエッチング装置、イオンビ ームエッチング装置や電子ビームエッチング 装置によって、電子放出ベース部材上のLaB ₆ 膜が露出されるまで、エッチングすることが できる。
 電子放出ベース部材を含まない第2領域のLaB ₆ 膜は、表示の時に、画素以外での不要電子源 となり、不要発光の原因となっている。従っ て、第2領域のLaB ₆ 膜を表示装置に残存させると、表示コントラ ストが低下したり、表示部での不要光のちら つきを生じる、ことから、表示品位を低下さ せる原因となっていた。 
  本発明の工程307により、第2領域のLaB ₆ 膜を除去し、これによって、この領域での不 要発光が無くなり、表示品を向上させること ができる。

 工程308は、工程302の第1ガラス基板と工程 307の第2ガラス基板とを、夫々、真空状態を� �持したまま、第4真空の第4チャンバに搬入さ せる。第1真空と第3真空と第4真空とは、ゲー トバルブ(図示せず)により、真空接続されて� ��る。

 工程309は、第4チャンバ内で、第1ガラス基� �と第2ガラス基板とを所定の間隔で対抗配置� ��、一区画の蛍光体膜と一区画の電子放出ベ� ��ス部材との位置を正確に一致させ、
シール材を用いてシールする。上記所定の間 隔は、予め設けたスペーサ材によって、決定 される。スペーサ材は、柱状体であってもよ く、板状体であってもよく、所定の間隔毎に 配置される。シール材は、予め、第1ガラス� �板又は第2ガラス基板に設けられ、第1ガラス 基板と第2ガラス基板との間を真空にするた� �にシールすることができる。シール材は、� �ましくは、低融点金属(例えば、イリジウム� ��錫)や有機樹脂接着剤などを用いることがで きる。

 工程309では、第1ガラス基板及び第2ガラ� �基板は、周知の静電チャックや真空チャッ� �により保持され、両基板を十分な距離に間� �を空けた状体で、真空ベーク処理を施した� �、バリウム、チタンなどのゲッタ材を被着� �せることができる。この後で、両基板をス� �ーサ材によって決定される間隔まで接近さ� �、この後で、上述のシール加工処理が施さ� �、真空表示パネルが製造される。

 図4は、本発明のブロック図である。401は マグネトロンスパッタリング装置、402は第1� �ートバルブ、403は真空インクジェット装置� �404は第2ゲートバルブ、405はドライエッチン� ��装置、406は第3ゲートバルブ、407は真空組立 装置、408は第4ゲートバルブ、409は蛍光体基� �真空搬入装置、410はコンピュタ、411は演算� �路部、412、413、414,415,416,417,418、419、426、427� ��428及び429は制御バスライン、420は記憶部、4 21は時間制御部、422は第1アンロードロックチ ャンバ、423は第5ゲートバルブ、424は第2ロー� ��ロックチャンバ、425は第6ゲートバルブであ る。

 上記蛍光体膜を設けた第1ガラス基板は、 第2ロードロックチャンバ425内に搬入し、該� �ャンバ425内を真空排気後、第6ゲートバルブ4 24を開放し、蛍光体基板真空搬入装置409内に� ��入される。

 電子放出ベース部材を設けた第2ガラス基 板は、第1ロードロックチャンバ422内に搬入� �れ、該チャンバ422内を真空排気後、第5ゲー� ��バルブ423を開放し、第2ガラス基板をマグネ トロンスパッタリング装置401内に位置させる 。このマグネトロンスパッタリング装置401内 で、前述の工程304が実行される。

 工程304終了後、第1ゲートバルブ402を開放 し、第2ガラス基板を真空インクジェット装� �403に搬入させる。真空インクジェット装置40 3内で、前述の工程306が実行される。

 ドライエッチング装置405は、前述の工程307� ��実行することができる。第1ゲートバルブ402 、第2ゲートバルブ404及び第3ゲートバルブ406� ��、第2ガラス基板がマグネトロンスパッタリ ング装置401、真空インクジェット装置403、ド ライエッチング装置405及び真空組立装置407を 搬送ロボット(図示せず)により、順番に、通� ��するときに、夫々真空状態が維持させるよ� ��に、開閉動作が行なわれる。
  また、本発明は、上記インクジェット装� �に換えて、ディスペンサーを用いることも� �来る。

 ドライエッチング装置405内の第2ガラス基 板と蛍光体基板真空搬入装置409内の第1ガラ� �基板とは、真空組立装置407内に搬入され、� �こで、工程309が実行される。

 コンピュータ410は、記憶部410を有し、前� ��の工程301から309までの全工程を制御するこ� ��ができる。記憶部410は、ハードディスク媒� ��、光磁気ディスク媒体、フロッピー(登録商 標)ディスク媒体などの記録媒体、及びフラ� �シュメモリやMRAM等の不揮発性メモリ(記憶媒 体)を使用することがでる。また、前記記録� �体からのデータを記憶部410に一時記憶する� �とも出来る。記憶部410は、工程301から309ま� �の全工程を制御する制御プログラムが記憶� �れる。記憶された制御プログラムデータは� �演算回路部(CPU:中央演算回路)411で処理され� �これら処理されたデータは、制御バスライ� �412、413、414,415,416,417,418及び419を通して図示� ��とおり送信される。

 また、本発明は、演算部411内に、時間制� ��部421(例えば、電波時計からのクロックを用 いた制御信号を発生する)を設けることで、� �工程301から309を精密に制御することができ� �。

 また、本発明では、マグネトロンスパッ� ��リングに使用する磁石ユニットは、一般的� ��使用されている永久磁石を用いることがで� ��る。

 また、上記トレイの移動を停止した上で� ��マグネトロンスパッタリングを行う場合に� ��、基板12よりやや大きな面積のターゲット� �用意し、複数の磁石ユニットを適当な間隔� �開けてターゲットの裏面に配置し、これを� �ーゲット面と平行な方向に並進運動させる� �とにより、良好な膜厚均一性と高いターゲ� �ト利用率を得ることが出来る。またトレイ� �移動しながらスパッタリングを行う場合に� �、基板の移動方向に関しては、基板長さと� �べ短い幅のターゲットと磁石ユニットを使� �することができる。

 図5(a)及び(b)は、インクジェット装置を用い たマスク作成工程(図2の工程306に相当する)の 模式断面図である。図5中の図2と同一符号は� ��同一部材である。図5(a)中、50は、マスクパ� ��ーニング前のLaB ₆ 膜で、第2ガラス基板201全面に成膜されてい� �。51は、インクジェット装置のヘッドの部分 で、52は、インクジェットヘッド51から吐出� �れた液滴で、マスク材を形成用材料が含有� �れている。図5(a)中の53は、液滴52の吐出によ り形成したうマスクで、LaB ₆ 薄膜203をマスクすることができる。この際の 液滴52は、複数液滴とすることができる。次� ��で、工程307が実施され、図2に図示する電子 放出素子を作成することができる。

 図6は、本発明の製造法により得た一例の 電子放出素子の模式斜視図である。図6中、60 1はガラス支持基板で、表示を見る側の表示� �基板である。601は上述した赤色蛍光体、緑� �蛍光体及び青色蛍光体からなる三原色蛍光� �マトリクスである。本発明は、三原色に限� �されず、三原色に、他の色(例えば、補色関� ��色、橙色、黄緑色等)をさらに加えることが できる。603は上述したブラックマトリクスで ある。604はアノード電極となるアルミニウム 、チタン、バリウム等の金属膜で、300ボルト ~2000ボルトの高電圧が印加され、電子ビーム� ��透過する膜厚に設定されている。605は真空� ��器の真空厚を維持するためのスペーサ材で� ��る。スペーサ材605は、ガラス、セラミック� ��酸化金属物や金属等で作成される。また、� ��ペーサ材は、図6の如くの柱状物のほか、板 状物であってもよい。606は背面基板で、ガラ ス材が好ましいが、セラミック材、酸化金属 物材や金属材で形成されてもよい。607は絶縁 物膜で、酸化ケイ素、酸化チタン、各種絶縁 性有機樹脂物で成膜される。608は走査線で、 各種金属(例えば、アルミニウム、銅、銀等)� ��用いられる。609は信号線で、各種金属(例え ば、アルミニウム、銅、銀等)が用いられる� �走査線608と信号線609とは、絶縁物膜607によ� �て層間絶縁されている。610は電子放出素子� �形成されているホールである。ホール610内� �図2に図示した電子放出素子が配置されてい� ��。また、ホール内には、図2に図示したスピ ント方電子放出素子に限らず、SCE型電子放出 素子であってもよい。

 走査線608と信号線609は、夫々、走査側駆� ��回路(図示せず)と信号側駆動回路(図示せず) とによってマトリクス駆動される。このマト リクス駆動は、走査線608に、走査信号が印加 され、信号線に609に、走査信号と同期した画 像信号が印加されて、画像が表示される。