(57)【要約】【課題】本発明の目的は、炭素同素体を主材料とする膜を効率良く形成し得る成膜方法、かかる成膜方法により形成された膜、この膜を備える電子部品および電子機器を提供すること。【解決手段】本発明の成膜方法は、基材５上に、炭素を含有し、かつ不飽和結合を有する化合物８１を用いて、化学的気相成膜法により炭素同素体８２を主材料とする膜８を形成する成膜方法であり、化合物８１を含有する液状材料８０を収納した収納部７と、基材５とを空間を介して対向させた状態で、液状材料８０をミスト状として基材５に向かって供給し、前記空間において、液状材料８０を加熱することにより、前記空間および／または基材５上で化合物８１を炭素同素体８２に変化させて、膜８を形成させるものである。【選択図】図２
2006028540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材上に、炭素を含有し、かつ不飽和結合を有する化合物を用いて、化学的気相成膜法により炭素同素体を主材料とする膜を形成する成膜方法であって、
前記化合物を含有する液状材料を収納した収納部と、前記基材とを空間を介して対向させた状態で、前記液状材料をミスト状として前記基材に向かって供給し、
前記空間において、前記液状材料を加熱することにより、前記空間および／または前記基材上で前記化合物を前記炭素同素体に変化させて、前記膜を形成することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
前記化合物は、その炭素数をＡとし、不飽和結合の数をＢとしたとき、Ｂ／Ａ≧０．１なる関係を満足するものである請求項１に記載の成膜方法。
【請求項３】
前記化合物は、炭素数が４〜３０のものである請求項１または２に記載の成膜方法。
【請求項４】
前記化合物は、芳香族炭化水素を主成分とするものである請求項１ないし３のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項５】
前記収納部に収納された前記液状材料に超音波を付与することにより、前記液状材料をミスト状にする請求項１ないし４のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項６】
前記液状材料を加熱する温度は、２００〜２０００℃である請求項１ないし５のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項７】
前記空間において、加熱したガスを供給することにより前記液状材料を加熱する請求項１ないし６のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項８】
前記加熱したガスは、前記基材に対してほぼ平行な流れを形成するように供給される請求項７に記載の成膜方法。
【請求項９】
前記加熱したガスは、窒素ガスおよび不活性ガスのうちの少なくとも１種である請求項７または８に記載の成膜方法。
【請求項１０】
前記基材には、前記化合物の前記炭素同素体への変化を促進させるための触媒が担持されている請求項１ないし９のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１１】
前記触媒は、元素周期律表の第Ｖａ族、第VIａ族、第VIIａ族、第VIII族または第Ｉｂ族に属する金属およびこれらを含む合金のうちの少なくとも１種を主成分とするものである請求項１０に記載の成膜方法。
【請求項１２】
前記炭素同素体は、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、カーボンナノツイスト、フラーレンおよびグラファイトのうちの少なくとも１種を主成分とするものである請求項１ないし１１のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１３】
前記収納部と前記基材との離間距離は、５０〜３００ｍｍである請求項１ないし１２のいずれかに記載の成膜方法。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれかに記載の成膜方法により成膜されたことを特徴とする膜。
【請求項１５】
請求項１４に記載の膜を備えることを特徴とする電子部品。
【請求項１６】
請求項１５に記載の電子部品を備えることを特徴とする電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成膜方法、膜、電子部品および電子機器に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、カーボンナノチューブやフラーレンが新規素材として着目されている。
例えば、特許文献１には、化学的気相成膜法（ＣＶＤ法）によりカーボンナノチューブを製造する方法が開示されている。
この特許文献１に記載の方法では、チャンバー内に触媒を担持させた担体を設置し、チャンバー全体を加熱した後に、チャンバー内にカーボンナノチューブを生成するための原料をガス状として供給する。そして、原料を触媒の作用により反応させて、担体上にカーボンナノチューブを生成する。
【０００３】
しかしながら、この方法では、チャンバー全体を加熱していることから、原料の反応が、担体以外の箇所でも進行し、不本意（無駄）に原料が消費されることになる。また、原料の反応による生成する反応生成物が、チャンバーの内壁に付着して、このものの除去に時間と手間を要するという問題もある。
特に、原料として不飽和結合を有する化合物を用いる場合には、上述したような問題点がより顕著となる。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−３１３０１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、炭素同素体を主材料とする膜を効率良く形成し得る成膜方法、かかる成膜方法により形成された膜、この膜を備える電子部品および電子機器を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の成膜方法は、基材上に、炭素を含有し、かつ不飽和結合を有する化合物を用いて、化学的気相成膜法により炭素同素体を主材料とする膜を形成する成膜方法であって、
前記化合物を含有する液状材料を収納した収納部と、前記基材とを空間を介して対向させた状態で、前記液状材料をミスト状として前記基材に向かって供給し、
前記空間において、前記液状材料を加熱することにより、前記空間および／または前記基材上で前記化合物を前記炭素同素体に変化させて、前記膜を形成することを特徴とする。
これにより、膜を効率良く形成することができる。
【０００７】
本発明の成膜方法では、前記化合物は、その炭素数をＡとし、不飽和結合の数をＢとしたとき、Ｂ／Ａ≧０．１なる関係を満足するものであることが好ましい。
かかる化合物は、より低い温度で炭素同素体に変化させることができる。
本発明の成膜方法では、前記化合物は、炭素数が４〜３０のものであることが好ましい。
これにより、化合物を炭素同素体へより迅速かつ確実に変化させることができる。また、形成される膜中へ不純物が混入するのを好適に防止または抑制することができる。
【０００８】
本発明の成膜方法では、前記化合物は、芳香族炭化水素を主成分とするものであることが好ましい。
芳香族炭化水素は、炭素数に対して比較的高い割合で不飽和結合を有する化合物であり、かかる化合物は、より低温で炭素同素体に変化させることができる。
本発明の成膜方法では、前記収納部に収納された前記液状材料に超音波を付与することにより、前記液状材料をミスト状にすることが好ましい。
超音波法によれば、液状材料をより微細な粒径の液滴とすることができる。その結果、加熱による化合物への熱の伝達がより確実になされ、炭素同素体へより迅速に変化させることができる。
【０００９】
本発明の成膜方法では、前記液状材料を加熱する温度は、２００〜２０００℃であることが好ましい。
これにより、化合物を確実に炭素同素体に変化させることができる。
本発明の成膜方法では、前記空間において、加熱したガスを供給することにより前記液状材料を加熱することが好ましい。
かかる方法によれば、比較的容易かつ確実に液状材料を加熱することができ、化合物を炭素同素体へより効率よく変化させることができる。
【００１０】
本発明の成膜方法では、前記加熱したガスは、前記基材に対してほぼ平行な流れを形成するように供給されることが好ましい。
これにより、熱ガスが基材に直接吹きかかるのを好適に防止することができる。その結果、基材の温度が不本意に上昇するのを防止して、基材の変質・劣化を好適に阻止することができる。
【００１１】
本発明の成膜方法では、前記加熱したガスは、窒素ガスおよび不活性ガスのうちの少なくとも１種であることが好ましい。
これにより、熱ガスの有する熱エネルギーが化合物に伝達されて、化合物を確実に加熱することができるとともに、形成される膜中への不純物の混入をより確実に防止または低減することができる。
【００１２】
本発明の成膜方法では、前記基材には、前記化合物の前記炭素同素体への変化を促進させるための触媒が担持されていることが好ましい。
これにより、化合物を確実に炭素同素体へと変化させて、膜を形成することができる。
本発明の成膜方法では、前記触媒は、元素周期律表の第Ｖａ族、第VIａ族、第VIIａ族、第VIII族または第Ｉｂ族に属する金属およびこれらを含む合金のうちの少なくとも１種を主成分とするものであることが好ましい。
これらのものは、いずれも、高い触媒作用（触媒機能）を有しており、化合物をより効率よく炭素同素体へ変化させることができる。
【００１３】
本発明の成膜方法では、前記炭素同素体は、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、カーボンナノツイスト、フラーレンおよびグラファイトのうちの少なくとも１種を主成分とするものであることが好ましい。
本発明の成膜方法では、前記収納部と前記基材との離間距離は、５０〜３００ｍｍであることが好ましい。
これにより、前記空間および／または基材上で化合物を確実に炭素同素体に変化させることができる。
【００１４】
本発明の膜は、本発明の成膜方法により成膜されたことを特徴とする。
これにより、信頼性の高い膜を効率良く得ることができる。
本発明の電子部品は、本発明の膜を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子部品が得られる。
本発明の電子機器は、本発明の電子部品を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子機器が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の成膜方法、炭素同素体を主材料とする膜、電子部品および電子機器を添付図面に示す好適な実施形態に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明の成膜方法を、所定パターンの無機物膜を形成するのに適用した場合について説明する。
＜成膜方法＞
図１および図２は、それぞれ、本発明の成膜方法を説明するための模式的な図（縦断面図）である。なお、以下の説明では、図１中の上側を「上」、下側を「下」と言う。なお、図２は、図１と上下逆転して示した。
【００１６】
図１および図２に示す成膜方法は、基材５上にマスク６を形成するマスク形成工程と、基材５のマスク６の開口部６１から露出する部分に触媒４を担持させる触媒担持工程と、開口部６１内に、膜８を形成する膜形成工程と、マスク６を除去するマスク除去工程とを有する。以下、各工程について、順次説明する。
【００１７】
［１］マスク形成工程
まず、基材５を用意する（図１（ａ）参照。）。
この基材５は、いかなる材料で構成されたものであってもよいが、例えば、石英ガラス、二酸化ケイ素、窒化ケイ素、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、各種低誘電率材料（いわゆる、ｌｏｗ−Ｋ材）等の各種絶縁材料（誘電体）や、シリコン（例えば、アモルファスシリコン、多結晶シリコン等）、インジウムティンオキサイド（ＩＴＯ）、インジウムオキサイド（ＩＯ）、酸化スズ（ＳｎＯ２）、アンチモンティンオキサイド（ＡＴＯ）、インジウムジンクオキサイド（ＩＺＯ）、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ等の導電性材料で構成されたものを用いることができる。
また、基材５は、膜８を形成した後、除去（分離）されるものであってもよく、膜８と一体的に使用されるものであってもよい。
【００１８】
次に、この基材５上に所定パターンのマスク６、すなわち、形成すべき膜８に対応する形状の開口部６１を有するマスク６を形成する。
マスク６は、例えば、フォトリソグラフィー法、電解めっき法、浸漬めっき法、無電解めっき法等の液相成長法（湿式めっき法）、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的気相成長法、熱ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法、レーザーＣＶＤ法、ＭＯＣＶＤ法等の化学的気相成膜法（ＣＶＤ法）等により形成することができる。
【００１９】
これらの中でも、マスク６の形成には、フォトリソグラフィー法を用いるのが好ましい。フォトリソグラフィー法によれば、大掛かりな設備を必要とせず、微細なパターン（形状）のマスク６を容易かつ確実に形成することができる。
フォトリソグラフィー法によりマスク６を形成する場合には、まず、基材５上に、レジスト材料６’を塗布（供給）する（図１（ｂ）参照。）。
【００２０】
レジスト材料６’を塗布する方法としては、例えば、スピンコート法、キャスティング法、マイクログラビアコート法、グラビアコート法、バーコート法、ロールコート法、ワイヤーバーコート法、ディップコート法、スプレーコート法、スクリーン印刷法、フレキソ印刷法、オフセット印刷法、インクジェット法、マイクロコンタクトプリンティング法等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００２１】
次に、膜８の形状に対応するフォトマスクを介して、レジスト材料６’を露光した後、現像液で現像する。これにより、膜８に対応する形状に開口部６１を有するマスク６が得られる（図１（ｃ）参照。）。
なお、フォトリソグラフィー法において用いるレジスト材料は、ネガ型のレジスト材料およびポジ型のレジスト材料のいずれであってもよい。
【００２２】
マスク６の平均厚さは、特に限定されないが、０．０５〜１５μｍであるのが好ましく、０．２〜１０μｍであるのがより好ましい。マスク６の平均厚さが前記下限値未満であると、マスク６にピンホールが発生し易くなる傾向を示し、また、マスク６の上に膜８の材料が完全に覆ってしまい、マスクとして機能しなくなる可能性がある。一方、マスク６の平均厚さが前記上限値を超えると、マスク６の各部位における膜厚のバラツキが大きくなる傾向を示す。また、マスク６の内部応力が高くなり、結果として、マスク６と基材５との密着性が低下したり、クラックが発生し易くなる。
また、マスク６は透明であることが好ましい。これにより、基材５との密着状態を外部から視認することが可能となる。
【００２３】
［２］触媒担持工程
次に、基材５のマスク６の開口部６１から露出する部分（以下、「露出部」と言う。）に触媒４を担持させる（図１（ｄ）参照。）。
触媒４は、例えば、触媒４を含有する溶液（触媒液）を露出部に接触させることにより基材５に担持させることができる。
【００２４】
触媒液を露出部に接触させる方法としては、例えば、触媒液中にマスク６を形成した基材５を浸漬する方法（浸漬法）、触媒液を基材５にシャワー（噴霧）する方法、マスク６上に触媒液を塗布する方法（塗布法）等が挙げられるが、特に、浸漬法を用いるのが好ましい、浸漬法によれば、大量の基材５を容易に処理することができる。
このように、触媒液を露出部に接触させる方法には、各種方法があるが、以下の各工程では、触媒液を接触させる方法として、浸漬法を用いる場合を代表に説明する。
【００２５】
［２−Ｉ］  まず、マスク６が形成された基材５を用意し、この基材５を、例えば、水（純水等）、有機溶媒等を単独または適宜組み合わせて洗浄する。これにより、露出部の水に対する濡れ性が向上し、以下に示す各種処理液が接触し易い状態になる。
［２−II］  次に、露出部に触媒４を担持させるための前処理を行う。
この前処理は、例えば、カチオン性界面活性剤を含む溶液（界面活性剤溶液）にマスク６が形成された基材５を浸漬させることにより行うことができる。これにより、露出部にカチオン性界面活性剤を付着させる。
【００２６】
露出部は、カチオン性界面活性剤が付着することによりプラスに帯電する。これにより、露出部には、触媒４が吸着し易いようになり、結果として、形成される膜８と基材５との密着性が向上する。
カチオン性界面活性剤としては、例えば、塩化アルキルアンモニウム、塩化ベンザルコニウム、塩化ベンゼトニウム、ステアリン酸等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
処理に際する界面活性剤溶液の温度は、０〜７０℃程度であるのが好ましく、１０〜４０℃程度であるのがより好ましい。
【００２７】
また、界面活性剤溶液中での基材５の処理時間は、１０〜９０秒程度であるのが好ましく、３０〜６０秒程度であるのがより好ましい。
ここで、例えば、基材５がＩＴＯ等の酸化物により構成されている場合、露出部は、マイナスに帯電する傾向を示すが、マイナスに帯電した部分には、次工程［２−III］における触媒４が付着し難い。このため、酸化物で構成される基材５に対して、前述のような前処理を施すことは特に有効である。
このようにして、前処理が施された露出部を、例えば、純水（超純水）、イオン交換水、蒸留水、ＲＯ水等を用いて洗浄する。
【００２８】
なお、本実施形態では、露出部に触媒４を担持させるための前処理として、カチオン性界面活性剤を用いるものとして説明を行ったが、例えば、アミノシラン、ビニルシラン、エポキシシラン、のようなシラン系カップリング剤、イソプロピルトリイソステアロイルチタネート、イソプロピルトリ（Ｎ−アミノエチル−アミノエチル）チタネートのようなチタン系カップリング剤、ジルコニウムアセチルアセトネート、アセチルアセトンジルコニウムブチレートのようなジルコニウム系カップリング剤、アセトアルコキシアルミニウムジイソプロピレート、アルミニウムトリスアセチルアセトネートのようなアルミニウム系カップリング剤等のカップリング剤により処理を行ってもよい。
【００２９】
［２−III］  次に、露出部に触媒４を担持させる。この触媒４は、化合物８１の炭素同素体８２への変化を促進する機能を有するものである。触媒４を露出部に担持させることにより、後述する膜形成工程において、化合物８１が確実に炭素同素体８２へと変化されて、膜８を形成することができる。
触媒４としては、触媒作用を有するものであればよく、特に限定されないが、例えば、元素周期律表の第Ｖａ族、第VIａ族、第VIIａ族、第VIII族または第Ｉｂ族に属する金属およびこれらを含む合金のうちの少なくとも１種を主成分とするものであるのが好ましく、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｆｅ、Ｃｕ、ＶまたはＰｄおよびこれらを含む合金のうちの少なくとも１種を主成分とするものであるのがより好ましい。これらのものは、いずれも、高い触媒作用（触媒機能）を有しており、膜形成工程において、化合物８１をより効率よく炭素同素体８２へ変化させることができる。
【００３０】
具体的には、触媒４としてＰｄを用いる場合には、例えば、塩化パラジウム等のイオン系Ｐｄ触媒の溶液、またはＳｎ−Ｐｄ等のＰｄ合金のコロイド液中に、基材５を浸漬することにより、Ｐｄ合金、またはイオン系Ｐｄ触媒をマスク６の開口部６１内に吸着させる。その後、触媒に関与しない元素を除去することにより、Ｐｄを基材５の表面に露出させることができる。
このようにして、露出部に担持された触媒４を、例えば、純水（超純水）、イオン交換水、蒸留水、ＲＯ水等を用いて洗浄する。
【００３１】
なお、触媒４は、露出部に層状（膜状）となるように担持されていてもよく、散点状に粒状で担持されていてもよい。
また、本実施形態では、上述したような手法を用いて触媒４を露出部に担持させる場合について示したが、これに代わり、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等のような気相成長法を用いて触媒４を露出部に担持させてもよい。
また、触媒担持工程は、前述したマスク形成工程より前に設けるようにしてもよし、生成させる炭素同素体８２の種類等によっては、省略するようにしてもよい。
【００３２】
［３］膜形成工程
次に、マスク６の開口部６１内に、例えば、カーボンナノチューブやカーボンナノホーンのような炭素同素体８２を主材料とする膜８を形成する。
本発明では、炭素を含有し、かつ不飽和結合を有する化合物８１を用いて、化学的気相成膜法（ＣＶＤ法）により炭素同素体８２を生成させる。
【００３３】
かかる不飽和結合を有する化合物８１は、炭素同素体８２への変化が極めて迅速に変化する（反応性が極めて高い）ことから、比較的低い温度で化合物８１を炭素同素体８２に変化させることができる。これにより、化合物８１を加熱する温度を比較的低く設定することができる。その結果、この加熱に要するエネルギーの消費量が少なくなり、コストの低減を図ることができる。
【００３４】
そして、本発明では、化合物８１を含有する液状材料８０を収納した収納部７と、基材５とを空間を介して対向させた状態で、液状材料８０をミスト状として基材５に向かって供給する。そして、この空間おいて、液状材料８０を加熱する。
これにより、空間および／または基材５上で化合物８１を炭素同素体８２に変化させて、膜８を形成する。
【００３５】
前述したように、不飽和結合を有する化合物８１は、極めて反応性が高い、このため、化合物８１を含有する液状材料８０をガス状とすべく加熱すると、収納部７において炭素同素体８２等に変化してしまい、化合物８１が無駄になるばかりか、最終的には化合物８１（液状材料８０）の粘度が増大して、このものを基材５に供給できなくなる。
これに対して、本発明では、液状材料８０をミスト状として基材５に向かって供給し、前記空間において加熱する。これにより、前記不都合が生じるのを防止しつつ、確実に基材５に向かって液状材料８０（化合物８１）を供給して炭素同素体８２を生成させること、すなわち、膜８を形成することができる。
以下、炭素同素体８２を主材料とする膜８を形成する具体的な方法の一例について説明する。
【００３６】
［３−Ａ］  まず、炭素を含有し、かつ不飽和結合を有する化合物８１を含有する液状材料８０を収納した収納部７と、マスク６が形成された基材５とを空間を介して対向させた状態で、チャンバー内に設置する。
化合物８１としては、加熱されることにより炭素同素体８２に変化するものであれば、特に限定されないが、その炭素数をＡとし、不飽和結合の数をＢとしたとき、Ｂ／Ａ≧０．１なる関係を満足するものであるのが好ましく、Ｂ／Ａ≧０．３なる関係を満足するものであるのがより好ましい。かかる化合物８１は、より低い温度で炭素同素体８２に変化させることができる。
【００３７】
また、化合物８１の炭素数は、特に限定されないが、４〜３０であるのが好ましく、４〜１０であるのがより好ましい。これにより、化合物８１を炭素同素体８２へより迅速かつ確実に変化させることができる。また、形成される膜８中へ不純物が混入するのを好適に防止または抑制することができる。
化合物８１の具体例としては、例えば、ベンゼン、ビフェニル、ナフタレン、アントラセン、ペンタセンのような芳香族炭化水素、エチレン、シクロヘキサジエン、アズレンおよびアセチレン等が挙げられ、これらの中でも、芳香族炭化水素のうちの少なくとも１種を主成分とするものであるのが好ましい。芳香族炭化水素は、炭素数に対して比較的高い割合で不飽和結合を有する化合物であり、かかる化合物８１は、より低温で炭素同素体８２に変化させることができる。
【００３８】
なお、化合物８１は、例えば、常温（常圧）で液状である場合は、そのまま、または適当な溶媒に溶解して液状材料８０とすればよく、また、常温（常圧）で気体である場合は、適当な溶媒に溶解して液状材料８０とするようにすればよい。ここで、溶媒としては、飽和炭化水素系溶媒を用いるのが好適である。
また、チャンバー内（膜８を形成する際）の雰囲気の圧力は、大気圧下であってもよく、特に限定されないが、１０Ｐａ以下であるのが好ましく、１〜１０Ｐａ程度であるのがより好ましい。
【００３９】
［３−Ｂ］  次に、収納部７に収納した液状材料８０をミスト状として、基材５に向かって供給する（図２（ａ）参照）。
液状材料８０をミスト状とする方法としては、例えば、液状材料８０に超音波を付与する方法（超音波法）、液状材料８０を噴霧する方法（噴霧法）等が挙げられるが、これらの中でも、超音波法を用いるのが好ましい。超音波法によれば、液状材料８０をより微細な粒径の液滴とすることができる。その結果、加熱による化合物８１への熱の伝達がより確実になされ、炭素同素体８２へより迅速に変化させることができる。
【００４０】
超音波法を用いる場合、超音波の周波数は、収納部７に収納された液状材料８０の粘度、比重等に応じて適宜設定する。
具体的には、超音波の周波数は、１〜１×１０４ｋＨｚ程度であるのが好ましく、１０〜１×１０２ｋＨｚ程度であるのがより好ましい。これにより、収納部７の液状材料８０をより確実にミスト状にして、基材５に供給することができる。
【００４１】
［３−Ｃ］  次に、収納部７と基材５との間の空間において、液状材料８０を加熱して、この空間および／または基材５上で化合物８１を炭素同素体８２に変化させる（図２（ｂ）参照。）。そして、この炭素同素体８２により膜８を形成する（図２（ｃ）参照。）。
ここで、炭素同素体８２としては、例えば、化合物８１の種類および化合物８１を炭素同素体８２に変化させる際の条件等を適宜選択することにより、各種のものを生成することができる。
【００４２】
具体的には、炭素同素体８２としては、例えば、カーボンナノチューブ、カーボンナノホーン、カーボンナノコイル、カーボンナノツイスト、フラーレンおよびグラファイトのうちの少なくとも１種を主成分とするものを生成させることができる。
例えば、触媒４として、サイズ（粒径）の比較的小さいもの（例えば１０ｎｍ以下）を用いることにより、炭素同素体８２として、主にカーボンナノチューブを生成させることができる。
【００４３】
また、例えば、化合物８１として、積極的に７員環の構造を含有するものを用いることにより、炭素同素体８２として、主にカーボンナノホーンを生成させることができる。
また、触媒４として、比較的融点の低いもの（例えば４００〜８００℃程度）のものを用い、サイズの比較的大きいもの（例えば５０ｎｍ以上）を用いることにより、炭素同素体８２として、主にカーボンナノコイルおよびカーボンナノツイストを生成させることができる。
また、触媒４の担持を省略することにより、炭素同素体８２として、主にフラーレンを生成させることができる。
【００４４】
さらに、触媒４の担持を省略し、かつ、化合物８１の供給量を減少させることにより、炭素同素体８２として、主にグラファイトを生成させることができる。
液状材料８０（化合物８１）を加熱する温度は、化合物８１と目的とする炭素同素体８２との関係に応じて適宜設定すればよく、特に限定されないが、２００〜２０００℃程度であるのが好ましく、２００〜１０００℃程度であるのがより好ましく、２００〜５００℃程度であるのがさらに好ましい。加熱温度が低すぎると、化合物８１を炭素同素体８２に変化させるのが困難になるおそれがあり、一方、加熱温度が高すぎると、基材５が不本意に加熱されて、変質・劣化するおそれがある。
【００４５】
液状材料８０を加熱する方法としては、例えば、収納部７と基材５との間の空間に加熱したガス（以下、「熱ガス」という。）を供給する方法、収納部７と基材５との間の空間に網目状（またはハニカム状）のヒーターを設置することにより加熱する方法、収納部７と基材５との間の空間に赤外線のようなエネルギー線を照射する方法等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、熱ガスを供給する方法を用いるのが特に好ましい。かかる方法によれば、比較的容易かつ確実に液状材料８０を加熱することができ、化合物８１を炭素同素体８２へより効率よく変化させることができる。
【００４６】
以下では、液状材料８０を加熱する方法として、熱ガスを供給する方法を用いる場合を代表に説明する。
熱ガスの流量は、特に限定されないが、１０〜１０００ｓｃｃｍ程度であるのが好ましく、５０〜３００ｓｃｃｍ程度であるのがより好ましい。これにより、収納部７と基材５との空間に供給された液状材料８０（化合物８１）を目的とする温度により確実に加熱することができる。
【００４７】
熱ガスは、収納部７と基材５との間の空間に任意の方向から供給可能であるが、基材５に対してほぼ平行な流れを形成するように供給されるのが好ましい。これにより、熱ガスが基材５に直接吹きかかるのを好適に防止することができる。その結果、基材５の温度が不本意に上昇するのを防止して、基材５の変質・劣化を好適に阻止することができる。
また、供給する熱ガスは、炭素同素体８２を生成させる際に不純物となる物質が生成され難いものであるのが好ましく、特に限定されないが、窒素ガスおよび不活性ガスのうちの少なくとも１種を用いるのが好ましい。これにより、熱ガスの有する熱エネルギーが化合物８１に伝達されて、化合物８１を確実に加熱することができるとともに、形成される膜８中への不純物の混入をより確実に防止または低減することができる。
【００４８】
収納部７と基材５との離間距離は、できるだけ離れている方がよく、特に限定されないが、５０〜３００ｍｍ程度であるのが好ましく、１００〜２００ｍｍ程度であるのがより好ましい。離間距離が短すぎると、基材５が加熱され、基材５の構成材料等によっては、基材５が変質・劣化するおそれがある。また、離間距離を長くしすぎると、基材５上で化合物８１を炭素同素体８２に変化させる場合、化合物８１が基材５に到達した時点で、加熱により得られたエネルギーが減少し、炭素同素体８２へ効率よく変化しなくなるおそれがある。
【００４９】
また、本発明によれば、収納部７と基材５との間の空間で化合物８１を加熱して、基材５上に膜８を形成することから、この際、基材５を直接加熱することを必要としない。このため、比較的耐熱性の低い材料で構成された基材５、例えば、樹脂製の基材５を用いる場合でも、この基材５の変質・劣化を好適に防止することができる。したがって、本発明によれば、使用可能な基材５の材料の選択の幅を拡大することができる。
なお、生成させる炭素同素体８２の種類や基材５の構成材料等によっては、基材５を加熱するようにしてもよい。これにより、化合物８１から炭素同素体８２への変化をより確実に行うことができる。
【００５０】
［４］マスク除去工程
次に、マスク６を除去する（図２（ｄ）参照。）。これにより、所定パターンの膜（本発明の膜）８が得られる（形成される）。
マスク６の除去は、マスク６の種類に応じて適宜選択すればよく、例えば、酸素プラズマやオゾンによる大気圧下または減圧下でのアッシング、紫外線の照射、Ｎｅ−Ｈｅレーザー、Ａｒレーザー、ＣＯ２レーザー、ルビーレーザー、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー、ガラスレーザー、ＹＶＯ４レーザー、エキシマレーザー等の各種レーザーの照射、マスク６を溶解または分解し得る溶剤との接触（例えば浸漬）等により行うことができる。
【００５１】
例えば、マスク６がフォトリソグラフィー法により形成されたもの、すなわち、レジスト材料で構成されたものである場合、マスク６の除去は、これを溶解または分解し得る溶剤と接触させることにより行うのが好適である。かかる方法によれば、大掛かりな設備を必要とせず、容易にマスク６を除去することができる。
なお、本実施形態では、所定パターンの膜８を形成する方法として、基材上に予めマスクを形成した後に、無機物膜前駆体を供給する方法について説明したが、所定パターンの膜８は、基材のほぼ全面に無機物膜を形成した後に、マスクを用いて、無機物膜の不要な部分を除去する方法により形成してもよい。
また、本発明の成膜方法は、必要に応じて、１または２以上の任意の目的の工程を追加することもできる。
【００５２】
＜電子部品＞
このような膜８は、例えば、スイッチング素子（薄膜トランジスタ）、配線基板、半導体部品、表示装置、発光素子等の各種電子部品に適用することができる。
以下では、本発明の電子部品を表示装置（特に、電界放出型表示装置）に適用した場合を代表に説明する。
【００５３】
図３は、本発明の電子部品を適用した電界放出型表示装置（ＦＥＤ）の実施形態を示す縦断面図である。なお、以下では、図３中の上側を「上」、下側を「下」として説明する。ここでは、表示装置を構成する４画素分についての構造を示している。
図３に示す電界放出型表示装置１００は、ガラスを用いた前面板２０１と、背面板２０２と、ゲート電極２１３とを有している。
【００５４】
前面板２０１と背面板２０２とは、対向するように設置されている。
前面板２０１の背面板２０２と対向する面上には、隔壁２２１が設けられている。また、前面板２０１の背面板２０２と対向する面上の隔壁２２１で区切られた領域には、蛍光面２２２が設けられ、その上にアルミニウムの薄膜を用いた陽極２１１が設けられている。
背面板２０２の前面板２０１と対向する面上には、陰極母線２３２が設けられている。
【００５５】
さらに、陰極母線２３２上には、隔壁２３１が設けられている。また、背面板２０２の前面板２０１と対向する面上の隔壁２３１で区切られた領域の陰極母線２３２の上に、前述した触媒４が設けられており、さらに、該触媒４上には、冷陰極２１２（膜８）が設けられている。
また、前面板２０１と背面板２０２の間にはメッシュ状のゲート電極２１３が挟まれている。前面板２０１と背面板２０２の間の空間はほぼ真空に保たれている。
【００５６】
陽極２１１と冷陰極２１２との間には、電源２４１が接続されている。これにより、陽極２１１と冷陰極２１２との間に、蛍光面２２２を励起するのに適当な加速電圧となるような電位Ｖａを与えることができる。
また、ゲート電極２１３と冷陰極２１２との間には、電源２４２が接続されている。これにより、ゲート電極２１３と冷陰極２１２との間に、冷陰極２１２から電子放出が起こるのに十分な電界となるような電位Ｖｇを与えることができる。
【００５７】
以上のような電界放出型表示装置１００は、陽極２１１と冷陰極２１２との間に電位Ｖａを与え、ゲート電極２１３と冷陰極２１２との間に電位Ｖｇを与えることにより、冷陰極２１２から電子が放出され、放出された電子が陽極２１１の電位Ｖａで加速され、蛍光面２２２と衝突し、その結果、蛍光面２２２が発光するものである。
このような電界放出型表示装置１００を用いると、後述するような各種電子機器の小型化、薄型化を容易に図ることができる。また、各種電子機器の省電力化も図ることができる。
【００５８】
＜電子機器＞
本発明の電子部品は、各種電子機器に用いることができる。
図４は、本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
この図において、パーソナルコンピュータ１１００は、キーボード１１０２を備えた本体部１１０４と、表示部を備える表示ユニット１１０６とにより構成され、表示ユニット１１０６は、本体部１１０４に対しヒンジ構造部を介して回動可能に支持されている。
このパーソナルコンピュータ１１００においては、例えば、表示ユニット１１０６が前述の電界放出型表示装置（電子部品）１００を備えている。
【００５９】
図５は、本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
この図において、携帯電話機１２００は、複数の操作ボタン１２０２、受話口１２０４および送話口１２０６とともに、表示部を備えている。
携帯電話機１２００において、例えば、この表示部が前述の電界放出型表示装置（電子部品）１００を備えている。
【００６０】
図６は、本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。なお、この図には、外部機器との接続についても簡易的に示されている。
ここで、通常のカメラは、被写体の光像により銀塩写真フィルムを感光するのに対し、ディジタルスチルカメラ１３００は、被写体の光像をＣＣＤ（Charge Coupled Device）などの撮像素子により光電変換して撮像信号（画像信号）を生成する。
【００６１】
ディジタルスチルカメラ１３００におけるケース（ボディー）１３０２の背面には、表示部が設けられ、ＣＣＤによる撮像信号に基づいて表示を行う構成になっており、被写体を電子画像として表示するファインダとして機能する。
ディジタルスチルカメラ１３００において、例えば、この表示部が前述の電界放出型表示装置（電子部品）１００を備えている。
【００６２】
ケースの内部には、回路基板１３０８が設置されている。この回路基板１３０８は、撮像信号を格納（記憶）し得るメモリが設置されている。
【００６３】
また、ケース１３０２の正面側（図示の構成では裏面側）には、光学レンズ（撮像光学系）やＣＣＤなどを含む受光ユニット１３０４が設けられている。
撮影者が表示部に表示された被写体像を確認し、シャッタボタン１３０６を押下すると、その時点におけるＣＣＤの撮像信号が、回路基板１３０８のメモリに転送・格納される。
【００６４】
また、このディジタルスチルカメラ１３００においては、ケース１３０２の側面に、ビデオ信号出力端子１３１２と、データ通信用の入出力端子１３１４とが設けられている。そして、図示のように、ビデオ信号出力端子１３１２にはテレビモニタ１４３０が、デ−タ通信用の入出力端子１３１４にはパーソナルコンピュータ１４４０が、それぞれ必要に応じて接続される。さらに、所定の操作により、回路基板１３０８のメモリに格納された撮像信号が、テレビモニタ１４３０や、パーソナルコンピュータ１４４０に出力される構成になっている。
【００６５】
なお、本発明の電子機器は、図４のパーソナルコンピュータ（モバイル型パーソナルコンピュータ）、図５の携帯電話機、図６のディジタルスチルカメラの他にも、例えば、テレビや、ビデオカメラ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、ラップトップ型パーソナルコンピュータ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳（通信機能付も含む）、電子辞書、電卓、電子ゲーム機器、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話、防犯用テレビモニタ、電子双眼鏡、ＰＯＳ端末、タッチパネルを備えた機器（例えば金融機関のキャッシュディスペンサー、自動券売機）、医療機器（例えば電子体温計、血圧計、血糖計、心電表示装置、超音波診断装置、内視鏡用表示装置）、魚群探知機、各種測定機器、計器類（例えば、車両、航空機、船舶の計器類）、フライトシュミレータ、その他各種モニタ類、プロジェクター等の投射型表示装置等に適用することができる。
以上、本発明の成膜方法、無機物膜、電子部品および電子機器を、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明はこれらに限定されるものではない。
【実施例】
【００６６】
次に、本発明の具体的な実施例について説明する。
１．膜の形成
（実施例１）
まず、石英ガラス基板（基材）を用意し、純水を用いて洗浄した。
次に、Ｐｄを含有する溶液に石英ガラス基板を浸漬して、石英ガラス基板の膜形成面にＰｄ（触媒）を散点状に粒状（粒径：約７ｎｍ）で担持させた。
次に、チャンバー内に、石英ガラス基板の膜形成面と、ベンゼン［液状材料（化合物）］を収納した収納部とを対向させた状態で設置して、チャンバー内を減圧状態とした。
・石英ガラス基板と収納部との離間距離：１２５ｍｍ
・チャンバー内の圧力                ：１Ｐａ
【００６７】
次に、収納部の液状材料に周波数が４０ｋＨｚの超音波を付与することにより、ミスト状として化合物（液状材料）を収納部と石英ガラス基板との間に供給した。
この状態で、加熱したアルゴンガス（熱ガス）を石英ガラス基板に対して平行となるように収納部と石英ガラス基板との間に供給した。
・熱ガスの温度            ：２５０℃
・熱ガスの流量            ：２００ｓｃｃｍ
・石英ガラス基板の温度    ：５００℃
・化合物の供給（成膜）時間：６０分
この処理が施された石英ガラス基板を透過型電位顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、石英ガラス基板上に主としてカーボンナノチューブが生成していることを確認した。
【００６８】
（実施例２）
液状材料と触媒の種類（粒径）とを、それぞれ、表１のように変更した以外は、前記実施例１と同様にした。
この処理が施された石英ガラス基板を透過型電位顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、石英ガラス基板上に主としてカーボンナノチューブが生成していることを確認した。
【００６９】
（実施例３）
液状材料と熱ガスの温度とを、それぞれ、表１のように変更した以外は、前記実施例１と同様にした。
この処理が施された石英ガラス基板を透過型電位顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、石英ガラス基板上に主としてカーボンナノホーンが生成していることを確認した。
【００７０】
（実施例４）
触媒の種類（粒径）と熱ガスの温度とを、それぞれ、表１のように変更した以外は、前記実施例１と同様にした。
この処理が施された石英ガラス基板を透過型電位顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、石英ガラス基板上に主としてカーボンナノコイルとカーボンナノツイストとが生成していることを確認した。
【００７１】
（実施例５）
触媒の担持を省略し、液状材料の加熱方法と加熱温度（ヒーターの温度）とを、それぞれ、表１のように変更した以外は、前記実施例１と同様にした。
この処理が施された石英ガラス基板を透過型電位顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、石英ガラス基板上に主としてフラーレンが生成していることを確認した。
【００７２】
（実施例６）
加熱温度（ヒーターの温度）を、表１のように変更した以外は、前記実施例５と同様にした。
この処理が施された石英ガラス基板を透過型電位顕微鏡（ＴＥＭ）で観察し、石英ガラス基板上に主としてグラファイトが生成していることを確認した。
【００７３】
【表１】
2006028540.tif 000003
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】本発明の成膜方法を説明するための模式的な図（縦断面図）である。
【図２】本発明の成膜方法を説明するための模式的な図（縦断面図）である。
【図３】本発明の電子部品を適用した電界放出型表示装置の実施形態を示す図である。
【図４】本発明の電子機器を適用したモバイル型（またはノート型）のパーソナルコンピュータの構成を示す斜視図である。
【図５】本発明の電子機器を適用した携帯電話機（ＰＨＳも含む）の構成を示す斜視図である。
【図６】本発明の電子機器を適用したディジタルスチルカメラの構成を示す斜視図である。
【符号の説明】
【００７５】
４……触媒  ５……基材  ６……マスク  ６’……レジスト材料  ６１……開口部  ７……収納部  ８……膜  ８０……液状材料  ８１……化合物  ８２……炭素同素体  １００……電界放出型表示装置  ２０１……前面板  ２０２……背面板  ２１１……陽極  ２１２……冷陰極（炭素膜）  ２１３……ゲート電極  ２２１、２３１……隔壁  ２２２……蛍光面  ２３２……陰極母線  ２４１、２４２……電源  １１００……パーソナルコンピュータ  １１０２……キーボード  １１０４……本体部  １１０６……表示ユニット  １２００……携帯電話機  １２０２……操作ボタン  １２０４……受話口  １２０６……送話口  １３００‥‥ディジタルスチルカメラ  １３０２‥‥ケース（ボディー）  １３０４‥‥受光ユニット  １３０６‥‥シャッタボタン  １３０８‥‥回路基板  １３１２‥‥ビデオ信号出力端子  １３１４‥‥データ通信用の入出力端子  １４３０‥‥テレビモニタ  １４４０‥‥パーソナルコンピュータ
【図１】
2006028540.tif 000004
【図２】
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【図３】
2006028540.tif 000006
【図４】
2006028540.tif 000007
【図５】
2006028540.tif 000008
【図６】
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