(57)【要約】【課題】微細な配線パターンを高価な製造装置を必要とせず、また、省エネルギープロセスで実現できる技術を提供すること、材料の有効利用を図り、省資源のプロセスを実現すること、高品質、高信頼性の配線部材を得ること。【解決手段】基板（１０１）上に下地層（１０２）が設け、その上に所望のパターン形状に形成されたゾルゲル膜（１０３）を設ける。ゾルゲル膜（１０３）によって形成された凹部（ゾルゲル膜がない部分）に導電性物質からなる微粒子を集積し、その微粒子（１０４）にエネルギー（１０５）を与え、温度を上昇させて溶着して配線部材（１０６）を形成する。エネルギーは、導電性物質からなる微粒子同士を融着させることができるエネルギーであれば、光エネルギー、レーザー光エネルギー、電子ビームエネルギー、イオンビームエネルギー、熱エネルギーのいずれであってもよい。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に電気信号の伝達を行なう配線部材を形成する配線部材形成方法であって、
前記基板上に所望のパターンの凹凸形状を形成する工程と、
前記形成された凹凸形状の凹部に導電性物質からなる微粒子を配列する工程と、
前記配列された微粒子にエネルギーを与えて前記微粒子を相互に融着させる工程を有することを特徴とする配線部材形成方法。
【請求項２】
前記基板上に所望のパターンの凹凸形状を形成する工程が、少なくとも、
基板上に、紫外線照射によって濡れ性の変化する材料からなる下地層を形成する工程と、
前記下地層に前記所望のパターンに対応した紫外線を照射する工程と、
前記紫外線を照射した下地層上にゾルゲル法によって前記所望のパターンの膜を形成する工程
を含むことを特徴とする請求項１に記載の配線部材形成方法。
【請求項３】
前記下地層が、酸化チタン，酸化スズ、酸化亜鉛，または酸化タングステンのいずれかの層であることを特徴とする請求項２に記載の配線部材形成方法。
【請求項４】
前記ゾルゲル法によって形成する膜の主原料がテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）であることを特徴とする請求項２または３に記載の配線部材形成方法。
【請求項５】
前記配列された微粒子に与えるエネルギーが光エネルギーであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の配線部材形成方法。
【請求項６】
前記配列された微粒子に与えるエネルギーがレーザー光エネルギーであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の配線部材形成方法。
【請求項７】
前記配列された微粒子に与えるエネルギーが電子ビームエネルギーであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の配線部材形成方法。
【請求項８】
前記配列された微粒子に与えるエネルギーがイオンビームエネルギーであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の配線部材形成方法。
【請求項９】
前記配列された微粒子に与えるエネルギーが熱エネルギーであることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の配線部材形成方法。
【請求項１０】
前記配列した導電性物質からなる微粒子にエネルギーを与える工程が不活性ガス雰囲気中で行なうことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の配線部材形成方法。
【請求項１１】
前記導電性物質からなる微粒子が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌのうちのいずれか、またはこれらの合金であることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の配線部材形成方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、微粒子配列構造を用いた配線部材の形成技術、具体的には、制御性のよいパターン配列技術を用いて配列した微粒子集積体にエネルギーを与え、その集積体を配線部材として形成する技術に係り、特に、半導体素子、電気部品などに応用できる微粒子構造のパターニングを利用した配線部材の形成方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、材料を微粒子化することにより、バルク形状では得られなかった種々の特性が得られることが判明したことに加え、微粒子を形状や粒径などを精度良く形成する方法による研究成果が発表され、それらの微粒子を利用した応用技術も積極的に研究されている。
【０００３】
そのうちの一つが、微粒子を用いて配線部材を形成する技術であり、例えば、以下の文献に記載されたものがある。
【０００４】
ａ）特開平０５−０７４７６７号公報（特許文献１）には、金属粒子を一様に分散させた樹脂を基板上にパターンニングし、これにメッキを施し、金属粒子を核として成長した金属膜が樹脂を覆うことにより配線パターンを形成する技術が記載されている。
【０００５】
ｂ）特開平０５−０９０２０９号公報（特許文献２）には、樹脂中に金属粒子を含有させ、これを覆うように樹脂を形成し、配線を行ないたいところのみ樹脂を除去し、これを無電解メッキ浴に浸漬し、金属粒子を核として成長した金属膜により、配線パターンを形成する技術が記載されている。
【０００６】
ｃ）特開平０７−３２１４４４号公報（特許文献３）には、絶縁性樹脂層の表面に金属微粒子層を形成する工程と、前記金属微粒子層表面の所望領域にレーザーを照射して、該所望領域にある前記金属微粒子層を溶融する工程と、前記絶縁性樹脂層表面から前記レーザーの照射により溶融しなかった前記金属微粒子層を除去する工程とを含む配線部材の形成方法が記載されている。
【０００７】
ｄ）特開２００２−２７３２０９号公報（特許文献４）には、配線部材の形成に関するものではないが、界面活性剤を用いて微粒子を媒体に分散させた分散液を酸化物基板表面に展開する微粒子展開工程と、酸化物基板に所定のパターンにより光を照射する光照射工程と、前記媒体を除去する媒体除去工程とを組み合わせた微粒子の配列方法が記載されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平０５−０７４７６７号公報
【特許文献２】
特開平０５−０９０２０９号公報
【特許文献３】
特開平０７−３２１４４４号公報
【特許文献４】
特開２００２−２７３２０９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術は次のような問題点を有している。
ａ）上記特許文献１に記載されたものは、配線部材となるものは金属微粒子を含有する樹脂の表面に金属膜をメッキするというものであるため、同じ配線寸法で見ると、すべて導電性物質で配線部材を形成するものと比較した場合、電流密度は圧倒的に低くなる。つまり、実質的に電流の伝達経路は、メッキで形成された極薄い金属膜でしかない。その結果、同じ電流密度で電流を流す場合は、配線寸法が大きくならざるを得ず、今後も強く望まれる配線寸法の微細化には適応できないという致命的な問題点がある。
【００１０】
ｂ）上記特許文献２に記載されたものは、特許文献１に記載されたものと同様に、金属微粒子を含有する樹脂の表面に金属膜をメッキするというものであるため、電流密度が非常に小さいものとなり微細化には適さないという欠点を有する技術である。
【００１１】
また、特許文献１および特許文献２に記載されたものは、配線部材を形成した後も樹脂が残っているために、樹脂の耐熱性の低さからその後の加熱工程に自由度が著しく制限されるという大きな問題点がある。
【００１２】
ｃ）上記特許文献３に記載されたものは、確かに、エッチング装置などの高価な製造装置を必要とはしないというメリットはあるが、一度全面に金属微粒子層を形成し、その後不要な領域を除去するという点では、現在主流のフォトリソグラフィー＋エッチングの手法と変わることはなく、一度形成した金属微粒子層の大半を除去することになり資源の無駄が多いという問題がある。
【００１３】
ｄ）上記特許文献４に記載されたものは、上述したように微粒子の配列方法であり、直接的には配線部材の形成に関するものではない。
【００１４】
本発明は、このような問題点を解消し、微細な配線パターンを高価な製造装置を必要とせず、また、省エネルギープロセスで実現できる技術を提供すること、材料の有効利用を図り、省資源のプロセスを実現することを目的としている。
【００１５】
また、一般的な配線部材の形成方法であるプラズマを用いたエッチング方法では、いわゆるプラズマダメージにより配線部材が損傷を受けそれが原因で長期にわたり信頼性を維持できないという大きな問題があることが指摘されているが、本発明は、配線部材をプラズマフリーのプロセスで形成することにより、高品質、高信頼性の配線部材を得ることも目的としている。
【００１６】
また、従来技術では配線部材をエッチングで形成するために、その寸法の微細化には限界があるが、本発明は、その限界をブレークスルーし、極微細なパターンを持つ配線部材であっても、寸法精度が良好で、信頼性の高い配線部材が得られる技術を提供することも目的としている。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するために、次のような構成を採用した。
ａ）請求項１に記載されたものは、基板上に電気信号の伝達を行なう配線部材を形成する配線部材形成方法であって、基板上に所望のパターンの凹凸形状を形成する工程と、形成された凹凸形状の凹部に導電性物質からなる微粒子を配列する工程と、配列された微粒子にエネルギーを与えて微粒子を相互に融着させる工程を有することを特徴としている。
【００１８】
ｂ）請求項２に記載されたものは、請求項１に記載の配線部材形成方法において、基板上に所望のパターンの凹凸形状を形成する工程が、少なくとも、基板上に、紫外線照射によって濡れ性の変化する材料からなる下地層を形成する工程と、下地層に所望のパターンに対応した紫外線を照射する工程と、紫外線を照射した下地層上にゾルゲル法によって所望のパターンの膜を形成する工程を含むことを特徴としている。
【００１９】
ｃ）請求項３に記載されたものは、請求項２に記載の配線部材形成方法において、下地層が、酸化チタン，酸化スズ、酸化亜鉛，または酸化タングステンのいずれかの層であることを特徴としている。
【００２０】
ｄ）請求項４に記載されたものは、請求項２または３に記載の配線部材形成方法において、ゾルゲル法によって形成する膜の主原料がテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）であることを特徴としている。
【００２１】
ｅ）請求項５に記載されたものは、請求項１から４のいずれか１項に記載の配線部材形成方法において、配列された微粒子に与えるエネルギーが光エネルギーであることを特徴としている。
【００２２】
ｆ）請求項６に記載されたものは、請求項１から４のいずれか１項に記載の配線部材形成方法において、配列された微粒子に与えるエネルギーがレーザー光エネルギーであることを特徴としている。
【００２３】
ｇ）請求項７に記載されたものは、請求項１から４のいずれか１項に記載の配線部材形成方法において、配列された微粒子に与えるエネルギーが電子ビームエネルギーであることを特徴としている。
【００２４】
ｈ）請求項８に記載されたものは、請求項１から４のいずれか１項に記載の配線部材形成方法において、配列された微粒子に与えるエネルギーがイオンビームエネルギーであることを特徴としている。
【００２５】
ｉ）請求項９に記載されたものは、請求項１から４のいずれか１項に記載の配線部材形成方法において、配列された微粒子に与えるエネルギーが熱エネルギーであることを特徴としている。
【００２６】
ｊ）請求項１０に記載されたものは、請求項１から９のいずれか１項に記載の配線部材形成方法において、配列した導電性物質からなる微粒子にエネルギーを与える工程が不活性ガス雰囲気中で行なうことを特徴としている。
【００２７】
ｋ）請求項１１に記載されたものは、請求項１から１０のいずれか１項に記載の配線部材形成方法において、導電性物質からなる微粒子が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌのうちのいずれか、またはこれらの合金であることを特徴としている。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る配線部材の形成方法の実施形態を、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明に係る配線部材の形成方法を説明するための概略図である。
【００２９】
以下、図１に基づいて説明する。
図１に示すように、基板（１０１）上に下地層（１０２）が設けられ、その上に所望のパターン形状に形成されたゾルゲル膜（１０３）が設けられている。このように所望のパターンにゾルゲル膜を形成する技術については後に説明する（図２参照）。
【００３０】
この所望のパターンのゾルゲル膜（１０３）によって形成された凹部（ゾルゲル膜がない部分）に集積した微粒子（１０４）に対して、模式的に矢印で示したエネルギービーム（１０５）が一筆書きの要領で、微粒子（１０４）を狙ってスキャンしている様子を示している。このようにエネルギーを照射することによって配線部材（１０６）が形成される。
【００３１】
すなわち、エネルギービームを照射された微粒子（１０４）は、その照射されたエネルギーを吸収して温度が上昇する。単位時間に与えるエネルギー量を制御することにより、微粒子（１０４）を融点近くにまで温度上昇させることができ、容易に微粒子（１０４）同士が融着し、一体となって配線部材を得ることができる。
【００３２】
図１においては、エネルギービーム（１０５）を模式的に矢印で示し、それをスキャンするような説明をしたが、必ずしもこのような形態をとる必要はない。つまりスキャンするエネルギービームは必ずしも一筆書きの要領である必要はなく、基板全体を覆うようにスキャンしても本発明の効果は問題なく得られるものである。
【００３３】
ここで、本発明においては、所望のパターンに配列した微粒子（１０２）に与えるエネルギーは、導電性物質からなる微粒子同士を融着させることができるエネルギーであれば、光エネルギー、レーザー光エネルギー、電子ビームエネルギー、イオンビームエネルギー、熱エネルギーのいずれであってもよい。
【００３４】
また、容易に想像できるように、与えるエネルギーが光エネルギーや熱エネルギーの場合は、試料全体を加熱するようなシステムを用いることができる。
【００３５】
ここで、微粒子を構成する導電性物質の融点に注目すると、Ａｌは６６０度、Ａｇは９６１度、Ａｕは１０６４度、Ｃｕは１０８４度という特性値であるために、基板として多用されると予想されるシリコンやシリコン酸化膜の融点よりもはるかに低い値である。従って、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕといった導電性物質からなる微粒子を選べば、なんら問題なく配線部材を形成することができる。
【００３６】
なお、同じ材料であっても、その形状が微粒子の状態となると、その融点はバルク形状の時よりもさらに低い融点を示すことが解っているので、この効果を利用すれば、場合によっては、基板の融点よりも高い融点を有する材料でも適応可能となる。
【００３７】
次に、ゾルゲル膜を所望のパターン形状に形成する技術について、以下に説明する。図２は、ゾルゲル膜を所望のパターン形状に形成する技術を説明するための図である。
【００３８】
図２（ａ）においては、紫外線の照射によって表面の濡れ性が変化する下地層（２０２）が設けられた基板（２０１）上に、所望のパターンを形成した遮光部（２０３−１）および透過部（２０３−２）を有するマスク（２０３）を保持し、上面から、一様に、紫外線（２０４）を照射する様子を示してある。
【００３９】
図面では、マスク（２０３）が基板（２０１）から少し離れて保持されているように示されているが、もちろんマスク（２０３）と基板（２０１）は密着していてもよい。
【００４０】
また、図２（ａ）で示したような、マスクを使うプロセス以外にも、例えば、細く絞った紫外線のレーザービームを走査して、所望のパターンを形成する方法であっても、本発明は実現でき得るものである。
【００４１】
図２（ａ）に示したプロセスにおいて、例えば紫外線（２０４）の照射によって表面の濡れ性が変化する下地層（２０１）に光触媒機能を有する材料として知られている酸化チタンを用いれば、紫外線の照射された領域のみが表面の濡れ性が変化し、親水性となる。また、光触媒機能を有する材料として酸化チタン以外にも、酸化スズ、酸化亜鉛、酸化タングステンなどを用いることもできる。
【００４２】
その後の上記のプロセスを経た基板に対し、従来の溶液→ゾル→ゲルの状態変化に基づいて材料を合成するゾルゲル法を用いて、膜（いわゆるゾルゲル膜）を成膜する過程を具体的に説明する。
【００４３】
例えば、溶媒がエチルアルコールであるテトラオルソシリケート（ＴＥＯＳ）を用いたゾルゲル法のプロセスを適用すると、親水性になった部分だけに原料のＴＥＯＳが付着し、この領域にのみＳｉＯ２膜が形成される。このＳｉＯ２膜がゾルゲル膜である。
【００４４】
図２（ｂ）は、その様子を模式的に示した図である。同図に示すように、基板（２０１）上の下地層（２０２）の上に所望のパターンを有するＳｉＯ２膜（２０５）が形成される。
【００４５】
実際には、この図に示すように、シャープな矩形状の膜パターンにはなり得ないが、この図から解るように、マスクパターンを反映した膜の形成が、原料の塗布と、ベーキングという非常に簡単なプロセスで、容易に実現可能となる。
【００４６】
ここでの本発明の大きな特徴は、紫外線（２０４）の照射によって生じる表面の濡れ性とゾルゲル法によって、マスクパターンを忠実に反映した膜の形成が容易にできることを利用した点である。これを微粒子配列のテンプレートに利用することが、まず第一の本発明の特徴である。
【００４７】
本発明は、この特徴を有することにより、従来技術では一般的に必要不可欠となっているスパッタリングやＣＶＤによる膜の形成とフォトリソグラフィーとエッチングという高価な装置が必要であるという問題を、本発明は容易に解決できるものである。
【００４８】
次に、図２（ｃ）に示すように、ゾルゲル膜（ＳｉＯ２膜）（２０３）のパターンによって形成された全ての凹部（溝）にＡｕ，Ａｇ，Ｃｕ，Ａｌ、あるいはこれらの合金からなる微粒子分散液（２０６）をマイクロシリンジなどを用いて展開し、その後、乾燥させる。これにより、基板上の凹凸形状の凹部に微粒子が充填された状態を得ることができる。
【００４９】
以上のようにして得た凹部の微粒子に図１で説明したようにエネルギーを与えて、微粒子相互を溶着して配線部材を形成する。
【００５０】
なお、導電性物質からなる微粒子にエネルギーを与えることにより軟化、溶融させるということは、大気中でこれを行なえば容易に酸素と反応して、高抵抗成分が生じ、配線としての性能は低下するという問題点が発生する。
【００５１】
この問題を避けるには、不活性ガス中でプロセスを行なうことで解決できる。図３は、不活性ガス中で配線形成プロセスを行なう様子を模式的に示した図である。
【００５２】
図３に示すように、空間的に仕切ることのできる容器（３０１）中に、図２のようにして作成した基板（３０２）が設置されており、基板（３０２）上には、所望のパターンに配列した導電性物質からなる微粒子（３０３）が配置されている。
【００５３】
この基板（３０２）はＸ−Ｙ軸に駆動可能なステージ（図示せず）に支持されており、制御されてＸ−Ｙ方向に移動可能になっている。空間的に仕切ることのできる容器（３０１）には不活性ガスにガス入口（３０４）とガス出口（３０５）が設けられており、ガス入口（３０４）は不活性ガスの供給源（図示せず）に連結されている。それにより容器（３０１）の雰囲気を不活性ガス雰囲気に保持することができる。
【００５４】
容器（３０１）にはエネルギー導入窓（３０６）が設けられており、それを通して容器（３０１）外に設置されたエネルギー源（３０７）からのエネルギービームを容器（３０１）内に導入することができ、基板（３０２）上に配列した導電性物質からなる微粒子（３０３）に照射して加熱し、微粒子同士を溶着させて配線部材を形成する。
【００５５】
このような構成にすることにより、導電性物質からなる微粒子と酸素との反応を確実に防止でき、高抵抗成分の発生による配線部材の品質の低下を確実に防ぐことができる。
【００５６】
一般的な半導体プロセスにおいても、紫外線を用いて形成した微細なレジストパターンをマスクとして、基板全面に形成した金属膜をエッチングして配線パターンを形成している。ところがこのようなプロセスでは、レジストパターンの後退や変形という現象がどうしても避けられず、せっかく得られた微細なレジストパターンに忠実な配線パターンを得ることは非常に困難であるという問題が存在する。
【００５７】
この問題に対し、本発明は、従来技術において実施されているように一様に形成した金属膜から、不要部分をエッチングで除去するという配線パターン形成法とは全く逆の手法であり、必要なパターンにのみ導電性物質からなる微粒子を付着させ、それにエネルギーを与えて配線部材とするというものである。
【００５８】
その結果、光を用いたプロセスにおいて形成した微細なパターンに対し、その精度を損なうことなく最大限に利用して利用してパターン精度に優れた配線部材を得ることのできる技術となる。
【００５９】
本発明は、導電性物質からなる微粒子を配線材料として用いることを特徴としているが、最近は、数１０ｎｍ程度の極微小な微粒子原料も容易に入手できる環境にあり、材料、サイズともに、要求する特性に合わせて選択できるものである。
【００６０】
また、本発明は、一度形成した金属膜をエッチングで除去してしまう従来の技術とは異なり、必要なパターンに必要な量だけの微粒子を付着させるプロセスであるために、パターンに付着させる工程において用いた微粒子のうち、パターンに付着しなかったものは、全く無駄になることはなく、次回のプロセスでの再利用が可能になるという大きな特徴を有している。この点から、本発明は貴重な材料を無駄にすることなく有効に使用できるという省資源のプロセスであるといえる。
【００６１】
導電性物質からなる微粒子を必要なパターンに付着させる方法は、一般的に、微粒子原料を液体に分散させその分散液の中に基板を浸漬する方法や、水平に保持した基板上に分散液を滴下する方法などの方法があり、適宜選択して用いることができる。
【００６２】
さらに、本発明は、従来のプロセスでは必要不可欠であった高価なエッチング装置が不要になるため、装置そのものにかかるコストの低減ばかりでなく、プロセスのランニングコストを大幅に低減できる技術を提供できるものである。このことは省エネルギーという面から、環境負荷の低減にも大きく寄与するものである。
【００６３】
また、本発明は、プラズマプロセスを用いない方法であるために、従来の方法では避けられなかったプラズマダメージによる悪影響は全くなく、ダメージによる信頼性の低下の問題は起こり得ないものである。
【００６４】
以下、実施例を用いて更に詳細に説明する。
（実施例１）
▲１▼基板および下地層の形成
５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英基板に公知の手段を用いてスパッタリング法にて下地層として酸化チタンを約２μｍ成膜した。
【００６５】
▲２▼微粒子分散液の調整
平均粒径が５００ｎｍのＣｕ微粒子を４０ｍｇ、３００ｍｌの純水中に分散したものを原料の分散液とした。
【００６６】
▲３▼紫外線照射
上記▲１▼にて作成した基板に所望のパターンが形成されたフォトマスクをのせて、紫外線を照射できる露光装置を用いて、パターニング露光を行なった。ここで用いた紫外線の波長は高圧水銀ランプを光源とする１８４．９ｎｍである。紫外線の照射は１時間行なった。
【００６７】
▲４▼ゾルゲル法によるＳｉＯ２膜の成膜
上記の工程後すぐに、エチルアルコールを溶媒としたＴＥＯＳを原料に、スピンコート法を用いて上記▲３▼の処理を行った基板にＳｉＯ２の膜を形成した。その後ベークを５５０℃で５時間行なった。形成したＳｉＯ２膜はマスクパターンを反映していた。
【００６８】
▲５▼分散液の展開による微粒子配列
上記▲２▼で作成したＣｕ微粒子分散液をマイクロシリンジを用いて、▲４▼の処理を行った基板上に振動を与えないように注意しながら展開した。
【００６９】
▲６▼溶液成分の乾燥
パターンの凹部すべてに分散液が行き渡ったところで、振動を与えないように注意しながら、溶液成分が自然乾燥するのを待った。約４時間後に乾燥が完了した。
【００７０】
▲７▼エネルギーの付与
上記▲６▼の工程を経た基板を、Ａｒで空気を置換した容器内のＸ−Ｙ移動ステージ上に設置した。容器外に設置したＹＡＧレーザー光源（Ｙｂ：ＹＡＧ  ＬＤ励起  波長１．０６μｍ  出力５００Ｗ）からのレーザービームをビーム導入窓から容器内に導入し、基板全体にレーザービームが照射されるように、Ｘ−Ｙ移動ステージを駆動しながら照射を行なった。
【００７１】
▲８▼配線部材の形状及び特性評価
得られた配線パターンの形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察したところ、配線幅１．９μｍ〜２．２μｍ、配線厚さ４００ｎｍ〜４５０ｎｍの配線部材が形成されていることが確認できた。
【００７２】
また、実際に直流電流を流してみたところ、電流密度  ５００ｋＡ／ｃｍ２の条件で、２４０時間連続通電試験を行なったが、断線や、抵抗増加などの問題は全く発生せず、正常に機能することを確認した。
【００７３】
（実施例２）
▲１▼基板および下地層の形成
５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英基板に公知の手段を用いて、実施例１とは異なり、ゾルゲル法にて下地層として酸化チタンを約４μｍ成膜した。
【００７４】
▲２▼微粒子分散液の調整
上記実施例１と同様に平均粒径が５００ｎｍのＣｕ微粒子を４０ｍｇ、３００ｍｌの純水中に分散したものを原料の分散液とした。
【００７５】
▲３▼紫外線照射
上記▲１▼にて作成した基板に所望のパターンが形成されたフォトマスクをのせて、紫外線を照射できる露光装置を用いて、パターニング露光を行なった。ここで用いた紫外線の波長は高圧水銀ランプを光源とする１８４．９ｎｍである。紫外線の照射は１時間行なった。
【００７６】
▲４▼ゾルゲル法によるＳｉＯ２膜の成膜
上記の工程後すぐに、エチルアルコールを溶媒としたＴＥＯＳを原料に、スピンコート法を用いて上記▲３▼の処理を行った基板にＳｉＯ２の膜を形成した。その後ベークを５５０℃で５時間行なった。形成したＳｉＯ２膜はマスクパターンを反映していた。
【００７７】
▲５▼分散液の展開による微粒子配列
上記▲２▼で作成したＣｕ微粒子分散液をマイクロシリンジを用いて、▲４▼の処理を行った基板上に振動を与えないように注意しながら展開した。
【００７８】
▲６▼溶液成分の乾燥
パターンの凹部すべてに分散液が行き渡ったところで、振動を与えないように注意しながら、溶液成分が自然乾燥するのを待った。約４時間後に乾燥が完了した。
【００７９】
▲７▼エネルギーの付与
上記実施例１とは異なり、エネルギー源として熱エネルギーを用いた。上記▲６▼の工程を経た基板をＡｒ（アルゴン）で空気を置換した容器内の固定ステージ上に設置した。この固定ステージには基板加熱機構が具備されており、温度調節機能により基板温度が９００度に保持できるようになっている。この機能を利用し、基板を９７０度で４時間保持することによってＣｕ微粒子からなる配列体をもとに配線部材を形成した。
【００８０】
▲８▼配線部材の形状及び特性評価
得られた配線パターンの形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察したところ、配線幅１．９μｍ〜２．２μｍ、配線厚さ４００ｎｍ〜４５０ｎｍの配線部材が形成されていることが確認できた。
【００８１】
また、実際に直流電流を流してみたところ、電流密度  ５００ｋＡ／ｃｍ２の条件で、２４０時間連続通電試験を行なったが、断線や、抵抗増加などの問題は全く発生せず、正常に機能することを確認した。
【００８２】
（実施例３）
▲１▼基板および下地層の形成
実施例２と同様に、５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英基板に公知の手段を用いて、ゾルゲル法にて下地層として酸化チタンを約４μｍ成膜した。
【００８３】
▲２▼微粒子分散液の調整
これまでの実施例とは異なり平均粒径が２５０ｎｍのＡｌ微粒子を４０ｍｇ３００ｍｌの純水中に分散したものを原料の分散液とした。
【００８４】
▲３▼紫外線照射
上記▲１▼にて作成した基板に所望のパターンが形成されたフォトマスクをのせて、紫外線を照射できる露光装置を用いて、パターニング露光を行なった。ここで用いた紫外線の波長は高圧水銀ランプを光源とする１８４．９ｎｍである。紫外線の照射は１時間行なった。
【００８５】
▲４▼ゾルゲル法によるＳｉＯ２膜の成膜
上記の工程後すぐに、エチルアルコールを溶媒としたＴＥＯＳを原料に、スピンコート法を用いて▲３▼の処理を行った基板にＳｉＯ２の膜を形成した。その後ベークを５５０℃で５時間行なった。形成したＳｉＯ２膜はマスクパターンを反映していた。
【００８６】
▲５▼分散液の展開による微粒子配列
上記▲２▼で作成したＡｌ微粒子分散液をマイクロシリンジを用いて、▲４▼の処理を行った基板上に振動を与えないように注意しながら展開した。
【００８７】
▲６▼溶液成分の乾燥
パターンの凹部すべてに分散液が行き渡ったところで、振動を与えないように注意しながら、溶液成分が自然乾燥するのを待った。約４時間後に乾燥が完了した。
【００８８】
▲７▼エネルギーの付与
本実施例においてはエネルギー源として赤外線を含む光エネルギーを用いた。装置としては、半導体プロセスで一般的に用いられる赤外線ランプを光源とするＲＴＡ装置を用いた。本実施例で用いたＲＴＡ装置は昇温能力が８００度までの性能を有する装置である。この装置を用いて基板の設定温度が５５０度となるようにし、３０分の加熱を行いＡｌ微粒子からなる配列体をもとに配線部材を形成した。
【００８９】
▲８▼配線部材の形状及び特性評価
得られた配線パターンの形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察したところ、配線幅１．９μｍ〜２．２μｍ、配線厚さ４００ｎｍ〜４５０ｎｍの配線部材が形成されていることが確認できた。
【００９０】
また、実際に直流電流を流してみたところ、電流密度  ５００ｋＡ／ｃｍ２の条件で、２４０時間連続通電試験を行なったが、断線や、抵抗増加などの問題は全く発生せず、正常に機能することを確認した。
【００９１】
（実施例４）
▲１▼基板および下地層の形成
５０ｍｍ×５０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英基板に公知の手段を用いてスパッタリング法にて下地層として酸化チタンを約２μｍ成膜した。
【００９２】
▲２▼微粒子分散液の調整
上記実施例３と同様に、平均粒径が２５０ｎｍのＡｌ微粒子を４０ｍｇ３００ｍｌの純水中に分散したものを原料の分散液とした。
【００９３】
▲３▼紫外線照射
上記▲１▼にて作成した基板に所望のパターンが形成されたフォトマスクをのせて、紫外線を照射できる露光装置を用いて、パターニング露光を行なった。ここで用いた紫外線の波長は高圧水銀ランプを光源とする１８４．９ｎｍである。紫外線の照射は１時間行なった。
【００９４】
▲４▼ゾルゲル法によるＳｉＯ２膜の成膜
上記の工程後すぐに、エチルアルコールを溶媒としたＴＥＯＳを原料に、スピンコート法を用いて上記▲３▼の処理を行った基板にＳｉＯ２の膜を形成した。その後ベークを５５０℃で５時間行なった。形成したＳｉＯ２膜はマスクパターンを反映していた。
【００９５】
▲５▼分散液の展開による微粒子配列
上記▲２▼で作成したＡｌ微粒子分散液をマイクロシリンジを用いて、▲４▼の処理を行った基板上に振動を与えないように注意しながら展開した。
【００９６】
▲６▼溶液成分の乾燥
パターンの凹部すべてに分散液が行き渡ったところで、振動を与えないように注意しながら、溶液成分が自然乾燥するのを待った。約４時間後に乾燥が完了した。
【００９７】
▲７▼エネルギーの付与
本実施例ではエネルギー源として電子ビームエネルギーを用いた。上記▲３▼の工程を経た基板を電子ビーム加工装置の加工室のＸ−Ｙ移動ステージ上に設置した。これは基板全体に電子ビームが照射されるように、Ｘ−Ｙ移動ステージを駆動しながら照射を行なうために用いた。加工室の真空度を１．５×１０−２Ｐａとし、電子ビームの出力は５００Ｗで照射を行なった。
【００９８】
▲８▼配線部材の形状及び特性評価
得られた配線パターンの形状を走査型電子顕微鏡（ＳＥＭ；Ｓｃａｎｎｉｎｇ  Ｅｌｅｃｔｒｏｎ  Ｍｉｃｒｏｓｃｏｐｅ）で観察したところ、配線幅１．９μｍ〜２．２μｍ、配線厚さ４００ｎｍ〜４５０ｎｍの配線部材が形成されていることが確認できた。
【００９９】
また、実際に直流電流を流してみたところ、電流密度  ５００ｋＡ／ｃｍ２の条件で、２４０時間連続通電試験を行なったが、断線や、抵抗増加などの問題は全く発生せず、正常に機能することを確認した。
【０１００】
【発明の効果】
以下、本発明の請求項毎の効果を述べる。
（１）  請求項１記載の発明の効果
請求項１記載の発明においては、基板上に電気信号の伝達を行なう配線部材を形成する配線部材形成方法において、基板上に所望のパターンの凹凸形状を形成する工程と、形成された凹凸形状の凹部に導電性物質からなる微粒子を配列する工程と、配列された微粒子にエネルギーを与えて微粒子を相互に融着させる工程を有するようにしたために、高価な真空装置を必要とせず、原料を無駄なく効率的に利用して、省エネルギープロセスで、極微細な配線部材が確実に得られ、また、プラズマフリーのプロセスで形成するために、いわゆるプラズマダメージというものの悪影響が全くなくなるため、高品質、高信頼性の配線部材が得られる。
【０１０１】
（２）請求項２記載の発明の効果
請求項２記載の発明においては、基板上に所望のパターンの凹凸形状を形成する工程が、少なくとも、基板上に、紫外線照射によって濡れ性の変化する材料からなる下地層を形成する工程と、下地層に所望のパターンに対応した紫外線を照射する工程と、紫外線を照射した下地層上にゾルゲル法によって所望のパターンの膜を形成する工程を含むようにしたために、高価な真空装置が不要で、パターン精度の優れた配線部材が得られる。
【０１０２】
（３）請求項３記載の発明の効果
請求項３記載の発明においては、下地層が、酸化チタン，酸化スズ、酸化亜鉛，または酸化タングステンのいずれかの層であるようにしたために、プロセスの制御性に優れ、且つ非常に安定したプロセスでパターン精度に優れた配線部材を得ることができる。
【０１０３】
（４）請求項４記載の発明の効果
請求項４記載の発明においては、ゾルゲル法によって形成する膜の主原料をテトラエチルオルソシリケート（ＴＥＯＳ）にしているために、取り扱いが容易で、高品質の凹凸形状が容易に得られる。
【０１０４】
（５）請求項５記載の発明の効果
請求項５記載の発明においては、配列された微粒子に与えるエネルギーを光エネルギーにしたために、制御性のよい単純な装置を用い、優れたプロセス再現性で配線部材を得ることができる。
【０１０５】
（６）請求項６記載の発明の効果
請求項６記載の発明においては、配列された微粒子に与えるエネルギーをレーザー光エネルギーにしたために、与えるエネルギーが必要最小限ですむという省エネルギープロセスで、制御性のよい単純な装置を用いて配線部材を得ることができる。
【０１０６】
（７）請求項７記載の発明の効果
請求項７記載の発明においては、配列された微粒子に与えるエネルギーを電子ビームエネルギーにしたために、パターン精度に優れた配線部材を確実に得ることができる。
【０１０７】
（８）請求項８記載の発明の効果
請求項８記載の発明においては、配列された微粒子に与えるエネルギーをイオンビームエネルギーにしたために、パターン精度に優れた配線部材を確実に得ることができる。
【０１０８】
（９）請求項９記載の発明の効果
請求項９記載の発明においては、配列された微粒子に与えるエネルギーを熱エネルギーにしたために、制御性のよい単純な装置を用いて配線部材を得ることができる。
【０１０９】
（１０）  請求項１０記載の発明の効果
請求項１０記載の発明においては、配列した導電性物質からなる微粒子にエネルギーを与える工程を不活性ガス雰囲気中で行なうようにしたために、配線部材の酸化を確実に防止でき、信頼性に優れた、高品質配線部材を得ることができる。
【０１１０】
（１１）  請求項１１記載の発明の効果
請求項１１記載の発明においては、導電性物質からなる微粒子が、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ａｌのうちのいずれか、またはこれらの合金にしたために、原料微粒子が入手しやすく、信頼性に優れた、高品質配線部材を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る配線部材の形成方法を説明するための概略図である。
【図２】ゾルゲル膜を所望のパターン形状に形成する技術を説明するための図である。
【図３】不活性ガス中で配線形成プロセスを行なう様子を模式的に示した図である。
【符号の説明】
１０１：基板
１０２：下地層
１０３：ゾルゲル膜
１０４：微粒子
１０５：エネルギービーム
１０６：配線部材
２０１：基板
２０２：下地層
２０３−１：遮光部
２０３−２：透明部
２０４：紫外線
３０１：容器
３０２：基板
３０３：微粒子
３０４：ガス入口
３０５：ガス出口
３０６：エネルギー導入窓
３０７：エネルギー源
【図１】
2005032946.tif 000003
【図２】
2005032946.tif 000004
【図３】
2005032946.tif 000005