(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に、第１絶縁層によって前記基板から分離された第１金属被覆層と、第２絶縁層によって前記第１金属被覆層から分離された第２金属被覆層とを含み、所定の輪郭を有する第１開口が前記第１金属被覆層と前記第１絶縁層とに形成され、所定の内部輪郭を有しており第１開口より大きな第２開口が前記第２金属被覆層と前記第２絶縁層とにより規定された構造物の製造方法であって、
第１絶縁層と、第１金属被覆層と、第２絶縁層と、第２金属被覆層とを積み重ねたものを前記基板上に形成する工程と、
前記第２金属被覆層と前記第２絶縁層とに、前記第１開口の前記所定の輪郭に対応した第１ウインドと、内部輪郭と外部輪郭とを有しており該外部輪郭が前記第２開口の前記所定の内部輪郭に対応しているストリップ状の第２ウインドとを形成する工程と、
前記第２ウインドを満たすようにマスキング層を形成する工程と、
前記マスキング層内に、前記第１ウインドより大きく該第１ウインドを囲む第３ウインドを形成する工程と、
前記第１ウインド内の前記第１金属被覆層を取り除く工程と、
前記第３ウインド内であって前記マスキング層の下の前記第２金属被覆層を、前記第２ウインドの前記内部輪郭まで取り除く工程と、
選ばれた距離だけ前記第１絶縁層をエッチングして凹部を形成すると同時に、前記第２ウインドの前記内部輪郭内で前記第２絶縁層を取り除く工程と、
前記マスキング層を取り除く工程と
を順次有しており、
前記第１金属被覆層と前記第２金属被覆層とが、それぞれ個別の選択的にエッチング可能な材料から作られることを特徴とする製造方法。
【請求項２】
前記第２金属被覆層と前記第２絶縁層とに第１ウインドを形成する工程と、前記第１金属被覆層を第１ウインドの輪郭に従って取り除く工程とは、異方性エッチング工程であることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記第１金属被覆層はニオビウムから作られ、前記第２金属被覆層はクロムから作られることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記第２開口の各々は、１つの第１開口を囲むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記第２開口の各々は、複数の第１開口を囲むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概して多層装置における自己整列構造の製造方法に関し、詳しくは、平面表示スクリーンのマイクロチップカソードの製造に関する。
【０００２】
マイクロチップスクリーンの一例を形成する作動原理とその詳細については、Ｃｏｍｍｉｓｓａｒｉａｔ  ａ  ｌ’Ｅｎｅｒｇｉｅ  Ａｔｏｍｉｑｕｅへ付与された米国特許第４，９４０，２１６号に記載されており、ここではこのタイプのスクリーンに関する一般的教示としてこの明細書を参照する。通常、平面マイクロチップスクリーンは、２つのガラスプレートから形成される。下部プレートは、マイクロチップカソード構造と、１つ以上のグリッド構造を含む。上部プレートは、操作に際して下部プレートに面するように配置され、アノード構造を支える。基本的なマイクロチップが様々な方法で配置され、垂直カソードと抽出グリッド線に対して作用することにより、選択的にアドレス指定することができる。一般的には、１つのスクリーンの各画素に対して多数のマイクロチップが同時にアドレス指定される。
【０００３】
具体的には、本発明は、図１に示したタイプのスクリーンの形成を主な目的としている。このスクリーンは、下面またはカソードプレート１と、上面またはアノードプレート２を含む。上面は、蛍光体材料３の層または線・画素を含む。
【０００４】
【従来の技術】
カソードプレート１上で、上部層が伝導性陰極線に対応し、抵抗型材料で覆われている。これらの陰極線上に、抽出グリッド６の開口内に、マイクロチップ５が形成される。カソード１の上面に形成される第１絶縁層７上に、抽出グリッド６が形成される。この上面は、システム基板の上面に対応している。抽出グリッド６上に、第２絶縁層８が形成され、その中に集束グリッドに対応する第２導電層９が敷設される。この集束グリッドと第２絶縁層８内に、抽出グリッド内に形成される開口に対して正確に配置されるべき開口が形成される。
【０００５】
２つの金属層６、９に、また絶縁層７、８に、自己整列方式で開口を形成する方法としては、種々の方法、例えばＣｏｍｍｉｓｓａｒｉａｔ  ａ  ｌ’Ｅｎｅｒｇｉｅ  Ａｔｏｍｉｑｕｅのフランス特許出願第２，７７９，２７１号に記載されている方法等が公知である。しかし実際には、これらの方法は不正確であったり実施するのが困難であったりする。更にこれらの公知方法は、第２導電層に対する第１絶縁層のエッチング凹部と、第１導電層に対する第２導電層のエッチング凹部とを、個別調節また精密調節が常に可能であるとは限らない。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
従って本発明の目的は、２つの金属被覆層各々において、またその下にある絶縁層において、互いに対して正確に規定された開口とを備えた構造物の製造方法を提供するにある。
【０００７】
本発明の更に具体的な目的は、マイクロチップスクリーンの製造に適用可能である上記方法を提供するにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
これらの目的は、本発明では、基板上に、第１絶縁層によって基板から分離された第１金属被覆層と、第２絶縁層によって第１金属被覆層から分離された第２金属被覆層とを含み、所定の輪郭を有する第１開口が第１金属被覆層と第１絶縁層とに形成され、所定の内部輪郭を有しており第１開口より大きな第２開口が第２金属被覆層と第２絶縁層とにより規定された構造物の製造方法で達成される。この製造方法は、第１絶縁層と、第１金属被覆層と、第２絶縁層と、第２金属被覆層とを積み重ねたものを基板上に形成する工程と、第２金属被覆層と第２絶縁層とに、第１開口の所定の輪郭線に対応した第１ウインドと、内部輪郭と外部輪郭とを有しており、この外部輪郭が第２開口の所定の内部輪郭に対応している第２ウインドとを形成する工程と、第２ウインドを満たすようにマスキング層を形成する工程と、このマスキング層内に第１ウインドより大きな第３ウインドを形成する工程と、第１ウインド内で第１金属被覆層を取り除く工程と、マスキング層の下の第２金属被覆層を、第２ウインドの内部輪郭まで取り除く工程と、選ばれた距離だけ第１絶縁層をエッチングして凹部を形成すると同時に、第２ウインドの内部輪郭線内で前記第２絶縁層を取り除く工程と、マスキング層を取り除く工程とを順次有しており、第１金属被覆層と第２金属被覆層とが、それぞれ個別の選択的にエッチング可能な材料から作られる。
【０００９】
本発明の一実施例によれば、第２金属被覆層と第２絶縁層とに第１ウインドを形成する工程と、第１金属被覆層を第１ウインドの輪郭に従って取り除く工程とは、異方性エッチング工程である。
【００１１】
本発明の一実施例によれば、第１金属被覆層はニオビウムから作られ、第２金属被覆層はクロムから作られる。
【００１２】
本発明の一実施例によれば、第２開口の各々は、１つの第１開口を囲む。
【００１３】
本発明の一実施例によれば、第２開口の各々は、複数の第１開口を囲む。
【００１４】
本発明の上述の目的及び特徴および利点については、添付図面に関連した特定の実施例についての以下の非制限的な説明において詳述する。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図２に示すように、本発明による構造物を形成するには、まず、基板１と、第１絶縁層７と、第１金属被覆層６と、第２絶縁層８と、第２金属被覆層９に連続的に対応する層の積み重ねを形成する。この金属被覆層の上に、感光性材料のレジスト層１０を形成する。次に、フォトリソグラフィックエッチングによって、レジスト層１０と第２金属被覆層９にウインドを連続的に形成する。第２金属被覆層９内でのエッチングは、等方性または異方性のエッチング方法によって実施される。
【００１６】
層１０に形成されるウインドは、一方で、第１金属被覆層６に形成される第１開口の形状を有する第１ウインド１１と、他方で、所望の閉じられた輪郭を有する第２のストリップ状ウインド１２を含み、その外縁は、第２金属被覆層９に形成される第２開口の内部輪郭に対応する。
【００１７】
図３に示した工程において、第２絶縁層８をエッチングすることによって、垂直異方性エッチング方法、例えばプラズマエッチングによって開口が延長される。
【００１８】
図３Ａは、図３の断面図に示した構造物の上面図であって、第１ウインド１１と第２のストリップ状ウインド１２の形状を示している。注意すべきことは、この上面図に示した様々なウインドの形状が本発明の実施形態の一例にすぎないことである。第１ウインドは、一般的に、図１に示すように、先端５を受け入れるためにほぼ等しい円形形状を有する。しかし、第２ウインドはどのような選択形状であってもよい。また第１ウインドに対して同心円形リングであり、第２開口各々が１つの第１開口を含むものであってもよい。また、図示のように、複数の第１開口を囲むストリップであってもよい。これらの第１開口は、図示するように１つの線に配置されてもよいし、他の所望の方法でグループ分けされてもよい。更に、所望の集束効果を得るために第２開口の輪郭を適宜選ぶことができる。
【００１９】
図４に示した工程において、レジスト層１０を除去し、第２ウインドを充填する第２レジスト層２０を蒸着する。次に、レジスト層２０内に第３のウインド２２を形成する。第３ウインド２２は第１ウインドの各々を囲むか、第１ウインドの集まりを囲むが、図３及び図３Ａに示した第２ウインドを切断しないようにする。
【００２０】
図５の工程において、第２金属被覆層９と第１絶縁層８内の開口に対応するマスクを使用して、第１金属被覆層６を開口し、こうして第１金属被覆層６内に、第１ウインドの輪郭に対応する所望の第１開口を形成する。
【００２１】
図５Ａは、図５の断面図に示した構造物の上面図であって、第３ウインド２２の形状の一例を示している。
【００２２】
図６に示した工程において、まずウェットエッチングによって、第３ウインドによって露出された上面から第２金属被覆層９を除去し、このウェットエッチングを続けることによって、第２の環状ウインドの内部輪郭線２まで第２金属被覆層全体を水平に取り除く。第２金属被覆層のエッチングを可能にするが、第１と第２の絶縁層材料、及び第１金属被覆層の材料はエッチングしない（あるいはほとんどエッチングしない）特殊なウェットエッチング製品を使用する。
【００２３】
図７に示した工程において、第１と第２の絶縁層が同じ材料、または少なくとも同じエッチング製品によってエッチング可能な材料から作られていると仮定して、これらの絶縁層のウェットエッチングを実施する。第１ウインドに対応する開口から水平エッチングによって、また第２金属被覆層とレジスト層２０間の間隔内へ貫通するエッチング製品による垂直エッチングによって、第２ウインドの内部輪郭線内に置かれた第２絶縁層８を全部取り除く。このように、第２絶縁層８が非常にすばやく除去される。第１開口の輪郭に対して第１絶縁層７の凹部ｄが選ばれた値になるように、エッチング期間を選択する。ウェットエッチングは部分的な異方性エッチングから始めてもよい。
【００２４】
最後に、図８に示した工程において、第２レジスト層２０を除去して、所望の構造物を得る。このように、図８の断面図と図８Ａの上面図に示すように、第１金属被覆層６内の第１開口と、この開口に対して良好に決定される距離ｄだけ後退した下層内のエッチングと、第２金属被覆層９及び第１絶縁層８内の第２開口が形成され、その距離は、図２の工程において使用された一枚のマスクによって完全にかつ良好に決定される。この第２開口の寸法は、特に、第１絶縁層上のエッチング操作とは関係なく決定される。注意すべきことは、図４の第３マスクは、重大なものではなく、また最終的な構造物の寸法のいずれもその輪郭に依り変動しないことである。
【００２５】
当業者は様々な材料及び技術を使用して所望の構造物を形成することができる。例えば、第１と第２の絶縁層は酸化珪素であってよく、第１金属被覆層はニオビウムであってよく、第２金属被覆層はクロムであってよい。しかし、他の材料も選ぶことができ、前述したように、第２金属被覆層とその下にある絶縁層内の第２開口のために他の形状も使用することができる。
【００２６】
本発明は、当業者が容易に推考出来る様々な変更、修正、改良も含む。このような変更、修正、改良は本開示の一部であり、本発明の精神及び範囲内に含むものとする。従って、上述の説明は、単なる例示であり、これに制限されるものではない。本発明は、以下のクレーム及びその均等物によってのみ限定されるものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明で形成しようとする構造物の略横断面図である。
【図２】本発明による構造物製造の連続工程を説明する略横断面図である。
【図３】本発明による構造物製造の連続工程を説明する略横断面図である。
【図３Ａ】図３の工程に対応する上面図である。
【図４】本発明による構造物製造の連続工程を説明する略横断面図である。
【図５】本発明による構造物製造の連続工程を説明する略横断面図である。
【図５Ａ】図５の工程に対応する上面図である。
【図６】本発明による構造物製造の連続工程を説明する略横断面図である。
【図７】本発明による構造物製造の連続工程を説明する略横断面図である。
【図８】本発明による構造物製造の連続工程を説明する略横断面図である。
【図８Ａ】図８の工程に対応する上面図である。
【図１】
0003960036.tif 000002
【図２】
0003960036.tif 000003
【図３】
0003960036.tif 000004
【図３Ａ】
0003960036.tif 000005
【図４】
0003960036.tif 000006
【図５】
0003960036.tif 000007
【図５Ａ】
0003960036.tif 000008
【図６】
0003960036.tif 000009
【図７】
0003960036.tif 000010
【図８】
0003960036.tif 000011
【図８Ａ】
0003960036.tif 000012