半導体装置の作製方法
【課題】 より高精細なパターンの形成が可能な、液滴吐出法を用いた半導体装置の作製方法の提供を課題とする。
【解決手段】 パターンが形成されたモールドを絶縁膜に押し付けた状態で絶縁膜の硬化を行なった後、モールドを取り外すことで、絶縁膜に凹部を形成し、導電材料を有する液滴を吐出することにより、凹部に導電膜を形成し、導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に島状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【解決手段】 パターンが形成されたモールドを絶縁膜に押し付けた状態で絶縁膜の硬化を行なった後、モールドを取り外すことで、絶縁膜に凹部を形成し、導電材料を有する液滴を吐出することにより、凹部に導電膜を形成し、導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、ゲート絶縁膜上に島状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノインプリント法を用いた半導体装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されている半導体装置の作製方法には、リソグラフィ法が必要不可欠であるとされているが、リソグラフィ法を用いる場合、フォトレジストの成膜、露光、現像、エッチング、剥離などの一連の工程を行なう必要がある。そのため作製工程が複雑になり、コストが高くなるという問題があった。さらにリソグラフィ法には高価な露光用のマスク（フォトマスク）が必要であることも、半導体装置の作製に費やされるコストが抑えられない一因になっている。そして、成膜後、エッチングにより除去されてしまう部分は結局廃棄されてしまうので、材料が無駄であり、コスト削減という観点から好ましくない。
【０００３】
上記問題が背景にあり、液滴吐出法を用いた半導体装置の作製に関する技術が注目されている。液滴吐出法を用いて描画により配線や電極のパターンを直接形成することで、高価なフォトレジストの枚数を削減することができる。さらに究極的には、リソグラフィ法自体を用いずに、半導体装置の作製をより低コストで行なうことが可能になる。例えば下記特許文献１には、インクジェット法を用いた膜パターンの形成方法について記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３３６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが液滴吐出法を用いる場合、ノズルの細孔から吐出される液滴の粘度の高さに限界があるために、幅が広いわりに膜厚の薄いパターンしか形成できないという問題があった。特許文献１ではこの問題を解決するために、吐出工程を複数回に分け、さらに各吐出工程における吐出のピッチを限定して、パターンを形成する技術について記載されている。しかし特許文献１に記載されている技術を用いたとしても、膜厚１μｍでせいぜい線幅５５μｍ程度のパターンしか形成することができない。
【０００６】
半導体装置の作製に液滴吐出法を用いる場合、上記線幅では、配線などに要求されるパターンの寸法に対応することができない。特に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）など、より高精細なパターンの形成が要求される半導体素子の場合、液滴吐出法の利用は原理的に可能ではあるが、実用化に際しパターンの精細さの点で課題が残されている。
【０００７】
本発明は上述した問題に鑑み、より高精細なパターンの形成が可能な、液滴吐出法を用いた半導体装置の作製方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、凹凸のパターンが形成された鋳型（モールド）を絶縁膜に押し付けることで該パターンを絶縁膜に転写することができる、所謂ナノインプリント法を用いる。そして、絶縁膜にパターンを転写することで形成される凹部に、液滴吐出法を用い、導電性材料を含む液滴を選択的に吐出する。このとき滴下された液滴は、平坦な面に滴下された場合とは異なり、広がらずに絶縁膜の凹部内に留まる。よって、該凹部の形状に即したパターンを有する導電膜が形成される。
【０００９】
なお液滴吐出法とは、所定の組成物を含む液滴を細孔から吐出または噴出することで所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。
【００１０】
また本発明では、凹部に形成された導電膜は、該凹部を満たす程度の膜厚を有していることが望ましい。導電膜が該凹部を満たす程度の膜厚であれば、絶縁膜の表面と導電膜の表面とでほぼ連続した平面を形成することができる。しかし絶縁膜と導電膜とで形成される面は、必ずしも平坦である必要はない。平坦性を有するとは、絶縁膜の高さと、導電膜の高さとを揃えるように形成することを指し、作製工程上の多少のずれは含まれる。絶縁膜の表面及び導電膜の表面は、導電膜及び絶縁膜を覆って形成する薄膜が、凹部の境目において段切れしない程度の平坦性を有すればよい。
【００１１】
このように本発明では、絶縁膜に形成される凹部の形状、即ちモールドに形成されたパターンを制御することで、膜厚を維持したままパターンの幅を制限するなど、所望のパターンを有する導電膜を形成することができる。
【００１２】
さらに本発明では、配線または電極を覆うように形成された絶縁膜に、直接ナノインプリント法で凹部を形成した後、配線または電極が露出するまで該凹部をエッチングすることで、絶縁膜にコンタクトホールまたは開口部を形成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を用いることで、例えば配線を厚くして断面積を広げ、配線抵抗を下げることができる。なおリソグラフィ法を用いて配線を形成する場合、配線の厚さが厚いと、エッチングにより除去する材料の量が増えるのに加え、エッチングの工程にかかる時間が長くなってしまう。しかし本発明では、配線のパターニングにかかる時間が、配線の膜厚に依存しない。また本発明では選択的に配線を形成することができるので、材料の無駄が少なくて済む。パネルが大型化されると必然的に配線が長くなり、エッチングにより無駄になる材料の無駄もより増えるため、本発明の作製方法を用いることは非常に有用である。
【００１４】
また、絶縁膜に形成された開口部に導電膜を形成することにより、導電膜と絶縁膜の表面を平坦化することができる。その結果、導電膜及び絶縁膜を覆って形成する薄膜の段切れを防止することができる。
【００１５】
また本発明を用いることで、例えば高精細なパターンの形成が要求されるＴＦＴのゲート電極なども、リソグラフィ法を用いる場合と同様の高精細さを維持し、作製することができる。
【００１６】
またコンタクトホールの形成なども、リソグラフィ法を用いずに行なうことができるので、より半導体装置の作製方法をより簡便にし、半導体装置の作製にかかるコストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の半導体装置の作製方法において用いる、導電膜のパターニング方法について説明する。
【００１９】
まず図１（Ａ）に示すように、基板１０１上に絶縁膜１０２を形成する。絶縁膜１０２は、熱サイクルナノインプリント、室温ナノインプリント、光ナノインプリントなどのナノインプリントの種類によって、材料を変えるのが望ましい。本実施の形態では、絶縁膜１０２として光硬化性樹脂を用いて、光ナノインプリントで絶縁膜１０２をパターニングする例を挙げて説明する。光硬化性樹脂として、例えばポリメチルイソプロペニルケトン（ＰＭＩＰＫ）及びビスアジドを含むレジスト、環化ポリイソプレン及びビスアジドを含むレジスト、ポリビニルフェノール及びビスアジドを含むレジスト、クロロメチル化ポリスチレンを含むレジスト等、ネガ型のフォトレジストを用いることができる。
【００２０】
また光硬化性樹脂として、多官能、単官能のアクリル系モノマーあるいはオリゴマーを用いることができる。多官能モノマーとしては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、ポリ（メタ）アクリレートカルバメート、変性ビスフェノールＡエポキシ（メタ）アクリレート、アジピン酸１，６−ヘキサンジオール（メタ）アクリル酸エステル、無水フタル酸プロピレンオキサイド（メタ）アクリル酸エステル、トリメリット酸ジエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル、ロジン変性エポキシジ（メタ）アクリレート、アルキッド変性（メタ）アクリレートのようなオリゴマー、あるいはトリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートなどを、単数または複数用いることができる。単官能モノマーとしては、例えば、エチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレートなどがあり、これらの２種以上の混合物、あるいはその他の化合物との混合物などが用いられる。オリゴマーとしては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、シリコンアクリレートなどのアクリレート系化合物の他、ポリチオール系化合物、スピラン樹脂系化合物、エポキシ樹脂系化合物などを用いることができる。
【００２１】
また現像後のパターンにおいてさらに高い感度、高い解像度を得るために、上記光硬化性樹脂に光重合開始剤または増感剤を添加するのが好ましい。光重合開始剤または増感剤は、そのトータルの量が光硬化性樹脂に対して２〜３０重量％、より好ましくは５〜２５重量％の割合となるように添加するのが望ましい。光重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾインエーテル系、ベンゾチアゾール系化合物、ベンゾオキサゾール系化合物、トリアジン系化合物、リン系化合物あるいはチタネート、芳香族アミン系化合物、環状オキシム化合物、鎖状オキシム化合物、ベンジルケタール系化合物、ケトン系化合物等を用いることができる。具体的には、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−１−プロパン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２，３−ジクロロアントラキノン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、１，２−ベンゾアントラキノン、１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、４−（ｐ−メトキシフェニル）−２，６−ジ−（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、Ｎ−フェニルジエタノールアミン、Ｎ−フェニルグリシン、ミヒラーズケトン、３−フェニル−５−イソオキサゾロン、１−フェニルプロパンジオン−２−（Ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、ジベンジルケトン、フルオレノンなどが挙げられる。増感剤としては、例えばアジドアントラキノン、アジドベンザルアセトフェノンなどの芳香族モノアジド、３，３’−カルボニルビス（ジエチルアミノクマリン）などのクマリン化合物、ベンズアントロン、フェナントレンキノンなどの芳香族ケトンなどを用いることができる。
【００２２】
ただし光硬化性樹脂には、後に行なわれる工程の処理温度に耐えうる材料を用いるようにする。
【００２３】
そして予めパターンが形成されたモールド１０３を、図１（Ｂ）に示すように絶縁膜１０２に、例えば５〜１５ＭＰａの圧力で押し付ける。なおモールド１０３は、熱サイクルナノインプリント、室温ナノインプリント、光ナノインプリントなどのナノインプリントの種類によって、用いる材料を適宜変えることが望ましい。例えば光ナノインプリントの場合、絶縁膜１０２を硬化させるための光を、透過させることができる材料でモールド１０３を形成する。本実施の形態では、石英で形成されたモールド１０３を用いる。なおモールド１０３のパターンは、ＥＢ（電子線描画）を用いて形成することができる。
【００２４】
そして、モールド１０３を絶縁膜１０２に押し付けた状態で、絶縁膜１０２を硬化させる。上記構成により、モールド１０３に形成されたパターンが、絶縁膜１０２に転写される。なお光ナノインプリントを用いる場合、絶縁膜１０２を紫外光などの光を照射することにより、硬化させることができる。また光ナノインプリントの場合、モールド１０３と絶縁膜１０２との間に気泡が入ってしまうのを防ぐために、例えば１０-2Ｔｏｒｒ程度の減圧雰囲気下でモールド１０３を絶縁膜１０２に押し付け、硬化させるのが望ましい。
【００２５】
熱サイクルナノインプリントの場合は、絶縁膜１０２として熱可塑性樹脂を用い、モールド１０３を押し付ける前に絶縁膜１０２を転移温度よりも高くなるように加熱して軟化させる。そしてモールド１０３を押し付けた状態で、転移温度よりも低くなるように絶縁膜１０２を冷却することで、絶縁膜１０２を硬化させる。また、室温ナノインプリントの場合は、絶縁膜１０２としてＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）などのゾル−ゲル系材料を用い、室温においてモールド１０３を絶縁膜１０２に押し付ける。そしてモールド１０３を絶縁膜１０２から取り外すことで、絶縁膜１０２にパターンを転写することができる。ただし、熱サイクルナノインプリントまたは室温ナノインプリントの場合でも、光ナノインプリントの場合と同様に、後の工程における処理温度に耐えうる材料を絶縁膜１０２に用いるようにする。
【００２６】
次に図１（Ｃ）に示すように、モールド１０３を絶縁膜１０２から取り外す。このとき絶縁膜１０２に超音波を用いて振動を加えることで、絶縁膜１０２の変形を抑えながら、モールド１０３を絶縁膜１０２から取り外すことができる。モールド１０３を取り外すことで、パターンが形成された絶縁膜１０２を形成することができる。
【００２７】
図１（Ｃ）では、絶縁膜１０２に凹部（開口部）１０４が形成されている。なお開口部１０４の深さは１μｍ〜１０μｍ、開口部１０４間の間隔は５μｍ〜１００μｍで形成することができる。
【００２８】
そして図１（Ｄ）に示すように、液滴吐出法を用いて、導電性を有する導電性材料を含んだ液滴を開口部１０４に吐出し、最終的に図１（Ｅ）に示すように導電膜１０５を形成する。導電膜１０５には、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｄ、Ｃｕなどの単体、合金、混合物、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることができる。上記金属の合金、混合物の一例として、ＡｇとＰｄ、ＡｇとＰｔ、ＡｕとＰｔ、ＡｕとＰｄ、ＡｇとＣｕの組み合わせが挙げられる。また、分散剤により凝集を抑え、溶液に分散させることができるならば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌなどの単体、合金、混合物、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることも可能である。また例えば、ＣｕをＡｇでコートした導電性材料なども用いることが可能である。なお、液滴吐出法による導電膜の形成を複数回行なうことで、複数の導電膜が積層された状態を形成し、１つの導電膜１０５として用いることも可能である。
【００２９】
また液滴に含まれる導電材料は、溶液中における凝集を防ぐために、例えばキシレン、トルエンまたはクエン酸等で被覆しておいても良い。そして導電材料の粒径は、ノズルの目詰まりを防ぐ程度に小さく、また凝集を防ぐことができる程度に大きいほうが良い。よって、液滴に含まれる導電材料の粒径は、数ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることが望ましい。
【００３０】
また、導電材料を分散させるのに用いる溶媒は、凝集を抑えて導電材料を分散させることができる材料が好ましい。また、ノズルが目詰まりを起こさない程度に蒸気圧が低く、なおかつ焼成後において導電膜中に溶媒が残留しにくい程度の高い蒸気圧を有するものが望ましい。例えば溶媒として、水、アルコール、炭化水素、エーテルを単体で、或いは混合して用いることができる。上記アルコールの具体例として、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコールなどが挙げられる。また上記炭化水素の具体例として、例えばテトラデカン、トルエン、キシレン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタンなどが挙げられる。
【００３１】
そして、有機系または無機系の溶媒に該導電性材料を分散させたものを、ノズルから滴下した後、室温において乾燥または焼成することで、形成することができる。本実施の形態では、テトラデカンにＡｇを分散させた溶液を滴下し、２００℃〜３００℃で１ｍｉｎ〜５０ｈｒ焼成することで溶媒を除去し、導電膜１０５を形成する。有機系の溶媒を用いる場合、上記焼成を酸素雰囲気下で行なうことで、効率的に溶媒を除去することができ、導電膜１０５の抵抗をより下げることができる。
【００３２】
焼成は、赤外ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどを用いたランプアニールで行なっても良いし、電気炉を用いたファーネスアニールで行なっても良い。またエキシマレーザや、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用いたレーザアニール法で行なっても良い。
【００３３】
なお液滴吐出法を用いる場合、開口部１０４の形状に合わせて、ノズルの細孔の径、液滴１ドットあたりの吐出量、滴下する溶液の粘度及び表面張力、液滴が滴下される絶縁膜１０２の表面における撥水性などの条件を最適化することが望ましい。
【００３４】
具体的に導電材料を含む溶液の表面張力は、液滴の滴下を安定して行なうために、数十ｍＮ／ｍ程度にすることが望ましい。界面活性剤を溶液に添加し、表面張力が上記数値になるように調整しても良い。界面活性剤として、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、弗素系界面活性剤などを用いることができる。また導電材料を含む溶液の粘度も、液滴の滴下を安定して行なうために、数ｍＰａ・Ｓ〜数十ｍＰａ・Ｓとすることが望ましい。
【００３５】
また、導電膜１０５と、絶縁膜１０２の凹部以外の領域とで形成される表面が、平坦化されていることが望ましい。よって導電膜１０５を、その表面が絶縁膜１０２の凹部以外の領域よりも盛り上がるように形成した後、導電膜１０５の表面をＣＭＰ法などで平坦化するのが好ましい。或いは、導電膜１０５を焼成する前に、エアナイフを用いて、気体を導電膜１０５の表面に吹きつけることで、導電膜１０５と、絶縁膜１０２の凹部以外の領域とで形成される表面が、平坦化されるようにしても良い。或いは導電膜１０５を焼成する前に、加熱した平板で加圧しながらプレスすることで、平坦化を行うようにしても良い。
【００３６】
本発明は上記方法により、電極や配線として用いることができる導電膜のパターニングを、行なうことができる。
【００３７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、樹脂などで形成された絶縁膜に直接ナノインプリント法でコンタクトホールまたは開口部を形成する形態について説明する。なお本実施の形態では、熱サイクルナノインプリントの場合を例に挙げて説明するが、本発明では光サイクルナノインプリントまたは室温ナノインプリントを用いていても良い。
【００３８】
まず図２（Ａ）に示すように、配線２０１を覆うように絶縁膜２０２を形成する。その後、図２（Ｂ）に示すように、絶縁膜２０２にパターンが形成されたモールド２０３を、例えば５〜１５ＭＰａの圧力で押し付ける。本実施の形態では熱サイクルナノインプリントを用いるので、絶縁膜２０２として熱可塑性を有する樹脂、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミドなどを用いることができる。図２（Ａ）では、絶縁膜２０２としてＰＭＭＡを用いる例を挙げて説明する。絶縁膜２０２は、モールド２０３を押し付ける前に、絶縁膜２０２の転移温度よりも高い温度、例えば９０℃〜２００℃まで加熱し、軟化させておく。
【００３９】
そして図２（Ｂ）に示すように、絶縁膜２０２にモールド２０３を押し付けた状態を維持したまま、絶縁膜２０２を転移温度よりも低くなる温度、例えば７０℃まで冷却し、絶縁膜２０２を硬化させる。そして絶縁膜２０２が硬化したら、図２（Ｃ）に示すように、絶縁膜２０２からモールド２０３を取り外す。モールド２０３が取り外された絶縁膜２０２には、モールド２０３のパターンが転写されている。
【００４０】
次に図２（Ｄ）に示すように、絶縁膜２０２の表面をアッシング等により削っていき、絶縁膜２０２の下層に形成されている層（本実施の形態では配線２０１）を一部露出させることで、コンタクトホール２０４を形成することができる。
【００４１】
上記構成により、レジストマスクを形成せずともコンタクトホール２０４を形成することができる。よって、リソグラフィ法を用いなくとも良いので、レジストの形成、露光、現像、エッチング、剥離などの一連の工程を省いて作製工程を簡略化し、半導体装置のコストを抑えることができる。
【００４２】
本実施の形態は、上記実施の形態と組み合わせて実施することができる。
【００４３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の作製方法を用いて、半導体表示装置の一つである発光装置を形成する例について説明する。
【００４４】
まず図３（Ａ）に示すように、基板５０１の絶縁表面上に絶縁膜５０２を形成する。
【００４５】
基板５０１には、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、ステンレス基板等を用いることができる。また、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮに代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。
【００４６】
絶縁膜５０２は、ナノインプリントの種類に合わせて、成形が可能な材料を用いる。本実施の形態では光ナノインプリントの場合を例に挙げて説明するが、熱サイクルナノインプリントまたは室温ナノインプリントを用いていても良い。光ナノインプリントを用いる場合、絶縁膜５０２として実施の形態１で示した光硬化性樹脂を用いる。本実施の形態では、例えばポリメチルイソプロペニルケトン（ＰＭＩＰＫ）及びビスアジドを含むレジストを用いる。
【００４７】
そしてモールド５０３を、図３（Ｂ）に示すように絶縁膜５０２に５〜１５ＭＰａの圧力で押し付ける。そして、図３（Ｃ）に示すようにモールド５０３を絶縁膜５０２に押し付けた状態を維持したまま、絶縁膜５０２に紫外光を照射し、絶縁膜５０２を硬化させる。光ナノインプリントの場合、モールド５０３と絶縁膜５０２との間に気泡が入ってしまうのを防ぐために、例えば１０-2Ｔｏｒｒ程度の減圧雰囲気下でモールド５０３を絶縁膜５０２に押し付け、硬化させるのが望ましい。その後、図３（Ｄ）に示すようにモールド５０３を絶縁膜５０２から取り外すことで、絶縁膜５０２にモールド５０３のパターンが転写される。具体的に図３（Ｄ）では、絶縁膜５０２に開口部５０４が形成される。
【００４８】
なお光ナノインプリントの場合、絶縁膜５０２を硬化させるための光を透過させることができる材料で、モールド５０３を形成する。本実施の形態では、石英で形成されたモールド５０３を用いる。なおモールド５０３のパターンは、ＥＢ（電子線描画）を用いて形成することができる。
【００４９】
また、絶縁膜５０２に含まれる炭素などの不純物が、後に形成される半導体膜に混入するのを防ぐために、パターン転写後の絶縁膜５０２を覆うように、絶縁膜で形成された下地膜を形成するようにしても良い。下地膜は、窒化珪素、窒化酸化珪素などのバリア性の高い絶縁膜を用いて形成すれば良い。ただし下地膜は、絶縁膜５０２に形成されたパターンが消失しない程度の膜厚で形成する。
【００５０】
次に図４（Ａ）に示すように、液滴吐出法を用いて、導電性を有する導電性材料を含んだ液滴を開口部５０４に吐出し、各開口部５０４に導電膜５０５〜５０７を形成する。導電膜５０５〜５０７には、実施の形態１に示した材料を用いることができる。
【００５１】
なお液滴に含まれる導電材料は、溶液中における凝集を防ぐために、例えばキシレン、トルエンまたはクエン酸等で被覆しておいても良い。そして導電材料の粒径は、ノズルの目詰まりを防ぐ程度に小さく、また凝集を防ぐことができる程度に大きいほうが良い。よって、液滴に含まれる導電材料の粒径は、数ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることが望ましい。
【００５２】
また、導電材料を分散させるのに用いる溶媒は、凝集を抑えて導電材料を分散させることができる材料が好ましい。また、ノズルが目詰まりを起こさない程度に蒸気圧が低く、なおかつ焼成後において導電膜中に溶媒が残留しにくい程度の高い蒸気圧を有するものが望ましい。具体的には、実施の形態１に示した材料を用いることができる。
【００５３】
そして、有機系または無機系の溶媒に該導電性材料を分散させたものを、ノズルから滴下した後、室温において乾燥または焼成することで、形成することができる。本実施の形態では、テトラデカンにＡｇを分散させた溶液を滴下し、２００℃〜３００℃で１ｍｉｎ〜５０ｈｒ焼成することで溶媒を除去し、導電膜５０５〜５０７を形成する。有機系の溶媒を用いる場合、上記焼成を酸素雰囲気下で行なうことで、効率的に溶媒を除去することができ、導電膜５０５〜５０７の抵抗をより下げることができる。
【００５４】
焼成は、赤外ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどを用いたランプアニールで行なっても良いし、電気炉を用いたファーネスアニールで行なっても良い。またエキシマレーザや、Ｎｄ：ＹＡＧレーザなどを用いたレーザアニール法で行なっても良い。
【００５５】
なお液滴吐出法を用いる場合、開口部５０４の形状に合わせて、ノズルの細孔の径、液滴１ドットあたりの吐出量、滴下する溶液の粘度及び表面張力、液滴が滴下される絶縁膜５０２の表面における撥水性などの条件を最適化することが望ましい。
【００５６】
具体的に導電材料を含む溶液の表面張力は、液滴の滴下を安定して行なうために、数十ｍＮ／ｍ程度にすることが望ましい。界面活性剤を溶液に添加し、表面張力が上記数値になるように調整しても良い。界面活性剤として、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、弗素系界面活性剤などを用いることができる。また導電材料を含む溶液の粘度も、液滴の滴下を安定して行なうために、数ｍＰａ・Ｓ〜数十ｍＰａ・Ｓとすることが望ましい。
【００５７】
また、導電膜５０５〜５０７と、絶縁膜５０２の開口部５０４以外の領域とで形成される表面が、平坦化されていることが望ましい。よって導電膜５０５〜５０７を、その表面が絶縁膜５０２の開口部５０４以外の領域よりも盛り上がるように形成した後、導電膜５０５〜５０７の表面をＣＭＰ法などで平坦化するのが好ましい。或いは、導電膜５０５〜５０７を焼成する前に、エアナイフを用いて、気体を導電膜５０５〜５０７の表面に吹きつけることで、導電膜５０５〜５０７と、絶縁膜５０２の開口部５０４以外の領域とで形成される表面が、平坦化されるようにしても良い。或いは導電膜５０５〜５０７を焼成する前に、加熱した平板で加圧しながらプレスすることで、平坦化を行なうようにしても良い。
【００５８】
次に図４（Ｂ）に示すように、導電膜５０５〜５０７を覆うように、ゲート絶縁膜５０８を形成する。ゲート絶縁膜５０８は、具体的には４０〜１５０ｎｍ（より好ましくは６０〜１２０ｎｍ）程度の厚さで形成する。
【００５９】
ゲート絶縁膜５０８には、例えば酸化珪素、窒化珪素または窒化酸化珪素等を用いることができる。本実施の形態では、ゲート絶縁膜５０８を単層の絶縁膜で構成しているが、２層以上の複数の絶縁膜で構成されていても良い。また形成方法は、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法などを用いることができる。例えば、プラズマＣＶＤ法を用い、酸化珪素でゲート絶縁膜５０８を形成する場合、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）とＯ2を混合したガスを用い、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ2とし、形成する。
【００６０】
また窒化アルミニウムをゲート絶縁膜５０８として用いることができる。窒化アルミニウムは熱伝導率が比較的高く、ＴＦＴで発生した熱を効率的に発散させることができる。またアルミニウムの含まれない酸化珪素や酸化窒化珪素等を形成した後、窒化アルミニウムを積層したものをゲート絶縁膜５０８として用いても良い。
【００６１】
次に図４（Ｂ）に示すように、第１の半導体膜５０９を形成する。第１の半導体膜５０９は非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）で形成することができる。また多結晶半導体膜を用いていても良い。本実施の形態では、第１の半導体膜５０９としてセミアモルファス半導体を用いる。セミアモルファス半導体は、非晶質半導体よりも結晶性が高く高い移動度が得られ、また多結晶半導体と異なり結晶化させるための工程を増やさずとも形成することができる。
【００６２】
非晶質半導体は、珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6が挙げられる。この珪化物気体を、水素、水素とヘリウムで希釈して用いても良い。
【００６３】
なおセミアモルファス半導体とは、非晶質半導体と結晶構造を有する半導体（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体を含む膜である。このセミアモルファス半導体は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものであり、その粒径を０．５〜２０ｎｍとして非単結晶半導体中に分散させて存在せしめることが可能である。セミアモルファス半導体は、そのラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしており、またＸ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。また、未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ここでは便宜上、このような半導体をセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）と呼ぶ。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なセミアモルファス半導体が得られる。
【００６４】
またＳＡＳは珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。グロー放電分解による被膜の反応生成は、減圧下または大気圧下で行なうことができる。減圧下で行なう場合、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲で行なえば良い。グロー放電を形成するための電力は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの高周波電力を供給すれば良い。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚとする。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃とする。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下、好ましくは１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下とする。
【００６５】
代表的な珪化物気体は、ＳｉＨ4であり、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることができる。また水素や、水素にヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素を加えたガスで、この珪化物気体を希釈して用いることで、ＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。希釈率は２倍〜１０００倍の範囲で珪化物気体を希釈することが好ましい。またさらに、珪化物気体中に、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6などの炭化物気体、ＧｅＨ4、ＧｅＦ4などのゲルマニウム化気体、Ｆ2などを混入させて、エネルギーバンド幅を１．５〜２．４ｅＶ、若しくは０．９〜１．１ｅＶに調節しても良い。
【００６６】
例えば、ＳｉＨ4にＨ2を添加したガスを用いる場合、或いはＳｉＨ4にＦ2を添加したガスを用いる場合、形成したセミアモルファス半導体を用いてＴＦＴを作製すると、該ＴＦＴのサブスレッショルド係数（Ｓ値）を０．３５Ｖ／ｓｅｃ以下、代表的には０．２５〜０．０９Ｖ／ｓｅｃとし、移動度を１０ｃｍ2／Ｖｓｅｃとすることができる。そして上記セミアモルファス半導体を用いたＴＦＴで、例えば１９段リングオシレータを形成した場合、電源電圧３〜５Ｖにおいて、その発振周波数は１ＭＨ以上、好ましくは１００ＭＨｚ以上の特性を得ることができる。また電源電圧３〜５Ｖにおいて、インバータ１段あたりの遅延時間は２６ｎｓ、好ましくは０．２６ｎｓ以下とすることができる。
【００６７】
また異なるガスで形成されたＳＡＳを複数積層することで、第１の半導体膜５０９を形成しても良い。例えば、上述した各種ガスのうち、弗素原子を含むガスを用いて形成されたＳＡＳと、水素原子を含むガスを用いて形成されたＳＡＳとを積層して、第１の半導体膜５０９を形成することができる。
【００６８】
なお、Ｓｉ2Ｈ6と、ＧｅＦ4またはＦ2とを用いて半導体膜を形成する場合、半導体膜のより基板５０１に近い側から結晶が成長するので、基板５０１に近い側ほど半導体膜の結晶性が高い。よって、ゲート電極が第１の半導体膜５０９よりも基板により近いボトムゲート型のＴＦＴの場合、第１の半導体膜５０９のうち基板に近い側の結晶性が高い領域をチャネル形成領域として用いることができるので、移動度をより高めることができ、適している。
【００６９】
また、ＳｉＨ4と、Ｈ2とを用いて半導体膜を形成する場合、半導体膜の表面により近い側ほど大きい結晶粒が得られる。よって、第１の半導体膜５０９がゲート電極よりも基板により近いトップゲート型のＴＦＴの場合、第１の半導体膜５０９のうち基板５０１から遠い側の結晶性が高い領域をチャネル形成領域として用いることができるので、移動度をより高めることができ、適している。
【００７０】
また、ＳＡＳは、価電子制御を目的とした不純物を意図的に添加しないときに弱いｎ型の導電型を示す。これは、アモルファス半導体を成膜するときよりも高い電力のグロー放電を行なうため酸素が半導体膜中に混入しやすいためである。そこで、ＴＦＴのチャネル形成領域を設ける第１の半導体膜５０９に対しては、ｐ型を付与する不純物を、この成膜と同時に、或いは成膜後に添加することで、しきい値制御をすることが可能となる。ｐ型を付与する不純物としては、代表的には硼素であり、Ｂ2Ｈ6、ＢＦ3などの不純物気体を１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの割合で珪化物気体に混入させると良い。例えば、ｐ型を付与する不純物としてボロンを用いる場合、該ボロンの濃度を１×１０14〜６×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3とすると良い。
【００７１】
次に第１の半導体膜５０９を覆うように、第２の半導体膜５１０を形成する。第２の半導体膜５１０には、一導電型を付与する不純物を添加しておく。ｎチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、第２の半導体膜５１０に、ｎ型を付与する不純物、例えばリンを添加すれば良い。具体的には、珪化物気体にＰＨ3などの不純物気体を加え、第２の半導体膜５１０を形成すれば良い。一導電型を有する第２の半導体膜５１０は、第１の半導体膜５０９と同様にセミアモルファス半導体、非晶質半導体で形成することができる。
【００７２】
本実施の形態では、第１の半導体膜５０９及び第２の半導体膜５１０として、セミアモルファス半導体を用いる例を示しているが、本発明はこの構成に限定されない。第１の半導体膜５０９または第２の半導体膜５１０は、非晶質半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。ただし結晶化の工程を行なう場合、絶縁膜５０２の耐熱性を考慮する必要がある。なお多結晶半導体は、結晶化の工程を設けずとも、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などで直接形成することも可能である。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。
【００７３】
また本実施の形態では、第２の半導体膜５１０を第１の半導体膜５０９と接するように形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。第１の半導体膜５０９と第２の半導体膜５１０の間に、ＬＤＤ領域として機能する第３の半導体膜を形成しておいても良い。この場合、第３の半導体膜は、セミアモルファス半導体または非晶質半導体で形成する。そして、第３の半導体膜は、導電型を付与するための不純物を意図的に添加しなくとも、もともと弱いｎ型の導電型を示す。よって第３の半導体膜には、導電型を付与するための不純物を添加してもしなくても、ＬＤＤ領域として用いることができる。
【００７４】
次に図４（Ｃ）に示すように、第１の半導体膜５０９及び第２の半導体膜５１０のパターニングを行なう。第１の半導体膜５０９及び第２の半導体膜５１０のパターニングは、フォトリソグラフィ法を用いても良いし、液滴吐出法またはスクリーン印刷法、オフセット印刷法に代表される印刷法で形成されたレジストをマスクとして用いても良い。後者の場合、露光用のフォトマスクを別途用意しておく必要がなくなり、よってコストの削減に繋がる。上記パターニングにより、島状の第１の半導体膜５１１、５１２と、島状の第２の半導体膜５１３、５１４とが形成される。なお、島状の第１の半導体膜５１１と島状の第２の半導体膜５１３は重なっており、島状の第１の半導体膜５１２と島状の第２の半導体膜５１４は重なっている。
【００７５】
次に図５（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜５０８の一部をエッチングにより選択的に除去し、導電膜５０６を露出させる。ゲート絶縁膜５０８のエッチングには、フォトリソグラフィ法を用いても良いし、液滴吐出法または印刷法で形成されたレジストをマスクとして用いても良い。後者の場合、露光用のマスクを別途用意しておく必要がなくなり、よってコストの削減に繋がる。
【００７６】
次に図５（Ｂ）に示すように、配線５２０〜５２３を液滴吐出法または印刷法を用いて形成した後、図５（Ｃ）に示すように該配線５２０〜５２３をマスクとして用い、島状の第２の半導体膜５１３、５１４をエッチングする。島状の第２の半導体膜５１３、５１４のエッチングは、真空雰囲気下もしくは大気圧雰囲気下におけるドライエッチングで行なうことができる。
エッチングガスには、ＳＦ6、ＮＦ3、ＣＦ4などのフッ化物気体を用いることができる。そしてこのエッチングでは、島状の第１の半導体膜５１１、５１２と、島状の第２の半導体膜５１３、５１４との間で、エッチングの選択比がとれないので、処理時間を適宜調整して行なうこととなる。このエッチングにより、島状の第２の半導体膜５１３、５１４が一部露出する。そして、島状の第２の半導体膜５１３、５１４からソース領域またはドレイン領域として機能する島状の第２の半導体膜５２４〜５２７が形成される。
【００７７】
上記一連の工程により、ＴＦＴ５３０、５３１を形成することができる。ＴＦＴ５３０は、導電膜５０７がゲート電極として機能する。またＴＦＴ５３１は、導電膜５０５がゲート電極として機能する。
【００７８】
次に図６（Ａ）に示すように、ＴＦＴ５３０、５３１を覆うように層間絶縁膜５３２を形成する。層間絶縁膜５３２は、コンタクトホールを形成する際に用いるナノインプリントの種類によって、材料を変えるのが望ましい。本実施の形態では、層間絶縁膜５３２として光硬化性樹脂を用い、層間絶縁膜５３２に光ナノインプリントで開口部を形成する例を挙げる。光硬化性樹脂は、実施の形態１に列挙した材料を用いることができる。
【００７９】
そして予めパターンが形成されたモールド５３３を、図６（Ｂ）に示すように、例えば５〜１５ＭＰａの圧力で層間絶縁膜５３２に押し付ける。そして、モールド５３３を層間絶縁膜５３２に押し付けた状態で、層間絶縁膜５３２を硬化させる。上記構成により、モールド５３３に形成されたパターンが、層間絶縁膜５３２に転写される。なお光ナノインプリントを用いる場合、層間絶縁膜５３２を紫外光などの光を照射することにより、硬化させることができる。また光ナノインプリントの場合、モールド５３３と層間絶縁膜５３２との間に気泡が入ってしまうのを防ぐために、例えば１０-2Ｔｏｒｒ程度の減圧雰囲気下でモールド５３３を層間絶縁膜５３２に押し付け、硬化させるのが望ましい。
【００８０】
次に、モールド５３３を層間絶縁膜５３２から取り外す。このとき層間絶縁膜５３２に超音波を用いて振動を加えることで、層間絶縁膜５３２の変形を抑えながら、モールド５３３を層間絶縁膜５３２から取り外すことができる。モールド５３３を取り外すことで、パターンが形成された層間絶縁膜５３２を形成することができる。
【００８１】
次に図６（Ｃ）に示すように、パターンが形成された層間絶縁膜５３２の表面を、配線５２２の一部が露出するようにアッシング等で削っていき、コンタクトホール５３４を形成する。
【００８２】
そして図７（Ａ）に示すように、層間絶縁膜５３２上に、コンタクトホール５３４において配線５２２と接するような配線５３５を形成する。なお配線５３５の形成は、リソグラフィ法を用いていても良いし、液滴吐出法または印刷法を用いていても良い。
【００８３】
次に図７（Ｂ）に示すように、層間絶縁膜５３２及び配線５３５を覆って導電膜を形成した後、該導電膜をパターニングすることで、配線５３５に接続された第１の電極（陰極）５４０を形成する。なお本実施の形態では、第１の電極５４０が陰極、後に形成される第２の電極５４４が陽極に相当するが、本発明はこの構成に限定されない。第１の電極５４０が陽極、第２の電極５４４が陰極に相当していても良い。
【００８４】
陰極は、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎなど）、およびこれらの化合物（ＣａＦ2、ＣａＮ）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いることができる。また電子注入層を設ける場合、Ａｌなどの他の導電膜を用いることも可能である。また陰極側から光を取り出す場合は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などその他の透光性酸化物導電材料を用いることが可能である。ＩＴＯ及び酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＳＯとする）や、酸化珪素を含んだ酸化インジウムに、さらに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを用いても良い。透光性酸化物導電材料を用いる場合、後に形成される電界発光層５４３に電子注入層を設けるのが望ましい。また透光性酸化物導電材料を用いずとも、陰極を光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で形成することで、陰極側から光を取り出すことができる。この場合、該陰極の上または下に接するように透光性酸化物導電材料を用いて透光性を有する導電膜を形成し、陰極のシート抵抗を抑えるようにしても良い。
【００８５】
なお第１の電極５４０は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄して、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極５４０の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
【００８６】
次に隔壁５４２を、層間絶縁膜５３２上に形成する。隔壁５４２は、有機樹脂膜、無機絶縁膜またはシロキサン系絶縁膜を用いて形成することができる。有機樹脂膜ならば、例えばアクリル、ポリイミド、ポリアミドなど、無機絶縁膜ならば酸化珪素、窒化酸化珪素などを用いることができる。特に感光性の有機樹脂膜を隔壁５４２に用い、第１の電極５４０上に開口部５５０を形成し、その開口部５５０の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することで、第１の電極５４０と後に形成される第２の電極５４４とが接続してしまうのを防ぐことができる。このとき、マスクを液滴吐出法または印刷法で形成することができる。また隔壁５４２自体を、液滴吐出法または印刷法で形成することもできる。なおシロキサン系絶縁膜は、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む絶縁膜であり、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有していても良い。
【００８７】
なお本実施の形態では、隔壁５４２として、ポジ型の感光性のアクリル樹脂を用いた例を示している。感光性の有機樹脂には、光、電子、イオンなどのエネルギー線が露光された箇所が除去されるポジ型と、露光された箇所が残るネガ型とがある。本発明ではネガ型の有機樹脂膜を用いても良い。また感光性のポリイミドを用いて隔壁５４２を形成しても良い。ネガ型のアクリルを用いて隔壁５４２を形成した場合、開口部における端部が、Ｓ字状の断面形状となる。このとき開口部５５０の上端部及び下端部における曲率半径は、０．２〜２μｍとすることが望ましい。
【００８８】
上記構成により、後に形成される電界発光層５４３や第２の電極５４４のカバレッジを良好とすることができ、第１の電極５４０と第２の電極５４４が、電界発光層５４３に形成された穴においてショートするのを防ぐことができる。また電界発光層５４３の応力を緩和させることで、発光領域が減少するシュリンクとよばれる不良を低減させることができ、信頼性を高めることができる。
【００８９】
なお液滴吐出法で隔壁５４２を形成する場合、隔壁５４２を形成する前に開口部５５０となる領域に撥液性を有する有機材料を液滴吐出法または印刷法などを用いて塗布しておいても良い。この場合、隔壁５４２を形成した後、撥液性を有する有機材料を除去することで、開口部を形成することができる。撥液性を有する有機材料として、フルオロアルキルシラン（ＦＡＳ）などのシランカップリング剤を用いることができる。フルオロアルキルシランとして、例えばヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシランなどを用いることができる。またその他のシランカップリング剤として、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシシラン、γ−メルカププロピルトリメトキシシランなどを用いることができる。また撥液性を有する有機材料の除去は、水またはエタノールによる洗浄、ＣＦ4、Ｏ2などを用いたドライエッチングで行なうことができる。
【００９０】
また電界発光層５４３を形成する前に、隔壁５４２及び第１の電極５４０に吸着した水分や酸素等を除去するために、大気雰囲気下で加熱処理または真空雰囲気下で加熱処理（真空ベーク）を行なっても良い。具体的には、基板の温度を２００℃〜４５０℃、好ましくは２５０〜３００℃で、０．５〜２０時間程度、真空雰囲気下で加熱処理を行なう。望ましくは３×１０-7Ｔｏｒｒ以下とし、可能であるならば３×１０-8Ｔｏｒｒ以下とするのが最も望ましい。そして、真空雰囲気下で加熱処理を行なった後に電界発光層５４３を形成する場合、電界発光層５４３を形成する直前まで当該基板を真空雰囲気下に置いておくことで、信頼性をより高めることができる。また真空ベークの前または後に、第１の電極５４０に紫外線を照射してもよい。
【００９１】
なお、層間絶縁膜５３２に接するように形成される電極（本実施例では第１の電極５４０）を、ＩＴＳＯのように透光性酸化物導電材料と酸化珪素を含む導電膜で形成し、層間絶縁膜５３２を窒化珪素で形成することで、第１の電極５４０と層間絶縁膜５３２を他の材料で形成した組み合わせよりも、発光素子の輝度を高めることができる。この場合、第１の電極５４０に含まれる酸化珪素によって、水分が付着しやすいので、上述した真空ベークは特に有効である。
【００９２】
次に、第１の電極５４０上に電界発光層５４３を形成する。電界発光層５４３は、単数または複数の層からなり、各層には有機材料のみならず無機材料が含まれていても良い。電界発光層５４３は陰極に用いられる材料の仕事関数が十分小さくない場合、電子注入層を設けることが望ましい。
【００９３】
次に、電界発光層５４３を覆うように第２の電極（陰極）５４４を形成する。第１の電極５４０、電界発光層５４３、第２の電極５４４は、隔壁５４２の開口部において重なり合っており、該重なり合っている部分が発光素子５４５に相当する。
【００９４】
なおモノクロの画像を表示する場合、もしくは白色の発光素子とカラーフィルターを用いてカラーの画像を表示する場合、電界発光層５４３の構造は全ての画素において同じである。三原色の光をそれぞれ発する３つの発光素子を用いてカラーの画像を表示する場合、電界発光層５４３は、対応する色ごとに材料、積層する層または膜厚を変えて塗り分けても良い。電界発光層を塗り分ける場合、液滴吐出法は材料の無駄がなく、工程も簡素化できるので、非常に有効である。なおカラーは、混色を用いたフルカラーであっても良いし、単一の色相を有する複数の画素を特定のエリアごとに配したエリアカラーであっても良い。
【００９５】
なおカラーフィルターは、特定の波長領域の光を透過させることができる着色層と、場合によっては該着色層に加え、可視光を遮蔽することができる遮蔽膜とを有する場合がある。そしてカラーフィルターは、発光素子を封止するためのカバー材上に形成する場合もあれば、基板に形成する場合もありうる。いずれの場合においても、着色層または遮蔽膜は、印刷法または液滴吐出法を用いて形成することが可能である。
【００９６】
また電界発光層５４３は、高分子系有機化合物、中分子系有機化合物、低分子系有機化合物、無機化合物のいずれを用いていても、液滴吐出法で形成することが可能である。また中分子系有機化合物、低分子系有機化合物、無機化合物は蒸着法で形成しても良い。
【００９７】
第２の電極５４４は、透明導電膜を用いることができる。透明導電膜として、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などその他の透光性酸化物導電材料を用いることが可能である。ＩＴＯ及び酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＳＯとする）や、酸化珪素を含んだ酸化インジウムに、さらに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを用いても良い。また第１の電極５４０として上記透光性酸化物導電材料の他に、例えばＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ等の１つまたは複数からなる単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との三層構造等を用いることができる。ただし透光性酸化物導電材料以外の材料で陽極側から光を取り出す場合、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で形成する。
【００９８】
なお、発光素子５４５からの光の取り出しは、第１の電極５４０側からであっても良いし、第２の電極５４４側からであっても良いし、その両方からであっても良い。上記３つの構成にうち、目的とする構成に合わせて、陽極、陰極ぞれぞれの材料及び膜厚を選択するようにする。本実施の形態のように第２の電極５４４側から光の取り出す場合、第１の電極５４０側から光の取り出す場合に比べて、光の取り出し効率を高めることができるので、より低い消費電力で高い輝度を得ることができる。
【００９９】
なお発光素子５４５を形成したら、第２の電極５４４上に、保護膜を形成しても良い。保護膜は層間絶縁膜５３２と同様に、水分や酸素などの発光素子の劣化を促進させる原因となる物質を、他の絶縁膜と比較して透過させにくい膜を用いる。代表的には、例えばＤＬＣ膜、窒化炭素膜、ＲＦスパッタ法またはＣＶＤ法で形成された窒化珪素膜等を用いるのが望ましい。また、例えば窒化炭素膜と窒化珪素を積層した膜、ポリスチレンを積層した膜など、を保護膜として用いても良い。また上述した水分や酸素などの物質を透過させにくい膜と、該膜に比べて水分や酸素などの物質を透過させやすいが内部応力の低い膜とを積層させて、保護膜として用いることも可能である。本実施の形態では窒化珪素を用いる。保護膜として窒化珪素を用いる場合、低い成膜温度で緻密な保護膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、保護膜中に混入させると良い。
【０１００】
図８（Ａ）に、図７（Ｂ）に示す発光装置の上面図を示す。図７（Ｂ）は、図８（Ａ）のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’における断面図に相当する。なお図８（Ａ）では構造をより分かりやすくするため、電界発光層５４３、第２の電極５４４は省略して図示する。配線５２０は信号線として機能する。導電膜５０６と導電膜５０５は繋がっている。配線５２３は電源線として機能する。図８（Ｂ）に、導電膜５０５〜５０７を形成するための、モールド５０３のパターンを示す。
【０１０１】
なお図７（Ｂ）まで完成したら、発光素子５４５が外気に曝されないように、シール剤を用いて基板５０１とカバー材との間に発光素子５４５を封入する。その際、基板５０１とカバー材とで囲まれる領域を不活性雰囲気にしたり、内部に吸湿性材料（例えば酸化バリウム）を配置したりすると発光素子５４５の信頼性を向上させることができる。
【０１０２】
なお本発明の作製方法は、必ずしも上述した形態に限定されない。上述した実施の形態は、本発明の一形態について具体的に説明しただけであり、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１０３】
なお、上記方法を用いて作製される半導体素子を、プラスチックなどの可撓性を有する基板上に転写することで、半導体装置を形成しても良い。転写は、基板と半導体素子の間に金属酸化膜を設け、該金属酸化膜を結晶化により脆弱化して半導体素子を剥離し、転写する方法、基板と半導体素子の間に水素を含む非晶質珪素膜を設け、レーザ光の照射またはエッチングにより該非晶質珪素膜を除去することで基板と半導体素子とを剥離し、転写する方法、半導体素子が形成された基板を機械的に削除または溶液やガスによるエッチングで除去することで半導体素子を基板から切り離し、転写する方法等、様々な方法を用いることができる。なお転写は、表示素子を作製する前に行なっても良いし、作製した後に転写しても良い。
【０１０４】
なお本実施の形態では、画素部を形成する工程について説明したが、セミアモルファス半導体を第１の半導体膜として用いる場合、走査線駆動回路を画素部と同じ基板上に形成することが可能である。またアモルファス半導体を用いたＴＦＴで画素部を形成し、該画素部が形成された基板に別途形成された駆動回路を貼り付けても良い。
【０１０５】
本実施の形態は、上記実施の形態と組み合わせて実施することができる。
【０１０６】
なお図３〜図８では、導電膜５０６の一部を露出させるためのゲート絶縁膜５０８のエッチングに、フォトリソグラフィ法を用いたり、液滴吐出法または印刷法で形成されたレジストをマスクとして用いたりしているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、第２の半導体膜５１０に接する配線をマスクとして用いてゲート絶縁膜５０８をエッチングし、導電膜５０６の一部を露出させても良い。この場合ゲート絶縁膜のエッチングを行なった後、液滴吐出法を用いて、導電膜５０６の露出した部分と、マスクとして用いた配線とを接続するような導電膜を形成しても良い。また例えば、ゲート絶縁膜５０８を形成する前に、導電膜５０６の一部と重なるようにピラーを形成しておいても良い。ピラーは、ピラーを形成したい領域に、導電材料を含む溶液を、液滴が重なるように複数回滴下することで形成できる。そしてゲート絶縁膜５０８は、ピラーと重なる部分において膜厚が著しく薄くなるため、該ゲート絶縁膜５０８上に形成された配線とピラーとを電気的に接続することができる。
【０１０７】
また図３〜図８では、第１の半導体膜５０９と第２の半導体膜５１０を共にパターニングしているが、本発明の発光装置はこの作製方法に限定されない。次に図９を用いて、第１の半導体膜５０９と第２の半導体膜５１０を、異なるマスクを用いてパターニングする例について説明する。
【０１０８】
まず上述した作製方法に従って、第１の半導体膜５０９まで同様に形成する。次に図９（Ａ）に示すように、第１の半導体膜５０９をパターニングし、島状の第１の半導体膜５６０、５６１を形成する。そして、ゲート絶縁膜５０８の一部をエッチングにより除去し、導電膜５０６を露出させる。
【０１０９】
次に図９（Ｂ）に示すように、島状の第１の半導体膜５６０、５６１及び導電膜５０６の露出した部分を覆うように、ゲート絶縁膜５０８上に第２の半導体膜を形成する。ＬＤＤ領域として用いる第３の半導体膜を形成する場合は、第１の半導体膜５０９を形成した後、第３の半導体膜を形成し、それから第２の半導体膜５６２を形成する。
【０１１０】
次に図９（Ｃ）に示すように、液滴吐出法または印刷法で配線５６３〜５６６を形成する。そして配線５６３〜５６６をマスクとして用い、第２の半導体膜５６２をパターニングすることで、ソース領域またはドレイン領域として機能する島状の第２の半導体膜５６７〜５７０が形成される。その後は、図３〜図８に示した作製方法と同様に、層間絶縁膜の形成以降の工程を同様に行なうことができる。
【０１１１】
また図３〜図８、図９では、ＴＦＴを覆って層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜上に第１の電極を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。第１の電極をゲート絶縁膜上に形成するようにしても良い。図１０（Ａ）に、第１の電極をゲート絶縁膜上に形成した場合の、画素の断面図を示す。図１０（Ａ）では、ＴＦＴ５８０に接続された配線５８１に接するように、第１の電極５８２がゲート絶縁膜５８３上に形成されている。そして第１の電極５８２の一部と、ＴＦＴ５８０、５８１とを覆うように、隔壁５８４が形成されている。隔壁５８４は開口部５８５を有しており、該開口部５８５において第１の電極５８２、電界発光層５８６、第２の電極５８７が重なり合うことで、発光素子５８８が形成されている。
【０１１２】
また本発明では、図３〜図９、図１０（Ａ）に示す発光装置において、第１の半導体膜と第２の半導体膜の間にチャネル保護膜を形成しておいても良い。図１０（Ａ）に、図３〜図８に示した発光装置において、チャネル保護膜を形成した場合の、画素の断面図を示す。
【０１１３】
図１０（Ａ）において、ＴＦＴ５９０は島状の第１の半導体膜５９１と、ソース領域またはドレイン領域として機能する島状の第２の半導体膜５９２、５９３を有している。さらに第１の半導体膜５９１と島状の第２の半導体膜５９２、５９３の間には、第１の半導体膜５９１を覆うようにチャネル保護膜５９４が形成されている。また同様に、ＴＦＴ５９５は島状の第１の半導体膜５９６と、ソース領域またはドレイン領域として機能する島状の第２の半導体膜５９７、５９８を有している。さらに第１の半導体膜５９６と島状の第２の半導体膜５９７、５９８の間には、第１の半導体膜５９６を覆うようにチャネル保護膜５９９が形成されている。
【０１１４】
チャネル保護膜５９４、５９９は液滴吐出法または印刷法を用いて形成しても良いし、ＣＶＤ法、スパッタ法などを用いて形成しても良い。チャネル保護膜５９４、５９９として、酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素などの無機絶縁膜、シロキサン系絶縁膜などを用いることができる。またこれらの膜を積層し、チャネル保護膜５９４、５９９として用いても良い。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法で形成された窒化珪素、液滴吐出法で形成されたシロキサン系絶縁膜を積層して、チャネル保護膜５９４、５９９として用いる。チャネル保護膜５９４、５９９を形成することで、島状の第２の半導体膜５９２、５９３、５９７、５９８をエッチングにより形成する際、チャネル保護膜５９４、５９９によって、島状の第１の半導体膜５９１、５９６がオーバーエッチングされるのを防ぐことができる。
【０１１５】
一方、チャネル保護膜を形成しない場合は、ゲート絶縁膜及び第１の半導体膜、場合によってはゲート絶縁膜、第１の半導体膜及び第２の半導体膜とを、大気に触れさせることなく連続して形成することが可能である。すなわち、大気成分や大気中に浮遊する汚染物質に汚染されることなく各膜どうしの界面を形成することができるので、ＴＦＴ特性のばらつきを低減することができる。
【０１１６】
なお、上記図３〜図１０に示した発光装置では、ゲート電極として機能する導電膜を各ＴＦＴが１つづつ有しているが、本発明はこの構成に限定されない。各ＴＦＴがマルチゲート構造を有していても良い。マルチゲート構造とは、直列に接続され、なおかつゲート電極が接続された複数のＴＦＴが、第１の半導体膜を共有しているような構成を意味する。マルチゲート構造とすることで、ＴＦＴのオフ電流を低減させることができる。
【実施例１】
【０１１７】
本実施例では、ナノインプリント法によりパターンが転写された絶縁膜に、液滴吐出法で導電膜を形成する際の、ノズルの走査方向について説明する。
【０１１８】
図１１（Ａ）では、走査線と、該走査線に接続されたゲート電極とに対応する開口部８０２が、絶縁膜８０１に形成されている。８０３は液滴を開口部８０２に吐出するのに用いるノズルであり、図１１（Ａ）では、開口部８０２のゲート電極に対応する領域に、複数のノズル８０３から一斉に液滴が吐出されている。
【０１１９】
そして、開口部８０２のゲート電極に対応する領域に液滴を吐出し終えたら、次に図１１（Ｂ）に示すように、開口部８０２の走査線に対応する領域に液滴を吐出する。図１１（Ｂ）では、開口部８０２の走査線に対応する領域への液滴の吐出も、複数のノズル８０４を用いて一斉に行なっている。
【０１２０】
なお複数のノズル８０４を用いて一斉に液滴を吐出する場合、液滴を吐出する工程にかかる時間を短縮化することができる。しかし本発明はこの構成に限定されず、液滴の吐出に用いるノズル８０４の数は、単数でも複数でもどちらでも良い。また本実施例では、開口部８０２のゲート電極に対応する領域に液滴を吐出した後、開口部８０２の走査線に対応する領域に液滴を吐出しているが、液滴を吐出する順序はこれに限定されず、逆であっても良い。
【０１２１】
またノズルからの液滴の吐出量は、ノズルの走査方向に対して垂直の方向における開口部の幅に合わせて、適宜設定するのが望ましい。図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）では、開口部８０２の走査線に対応する領域の方が、開口部８０２のゲート電極に対応する領域よりも幅が大きいので、液滴を吐出する工程にかかる時間を短縮化するために、滴下する液滴の吐出量を増やすことが望ましい。
【０１２２】
なお本実施例は、上記実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
【実施例２】
【０１２３】
本実施例では、モールドの位置合わせの方法について説明する。
【０１２４】
図１２（Ａ）に、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像装置６０５を用いて、基板６００とモールド６０２の位置合わせを行なっている様子を示す。なお本実施例では、半導体膜をパターニングすることで、位置合わせの基準となる基板６００側のマーカー６０３と、島状の第１の半導体膜６０４とを共に形成している。また位置合わせの基準となるモールド６０２側のマーカー６０１は、モールド６０２に形成されたパターンの一部を用いている。
【０１２５】
そして図１２（Ａ）では、撮像装置６０５を用いて、モールド６０２と基板６００の間から、マーカー６０１とマーカー６０３を撮影することで、モールド６０２と基板６００の位置合わせを行なう。上記構成により、モールド６０２の透光性が低い場合でも、モールド６０２と基板６００の位置合わせを行なうことができる。
【０１２６】
次に図１２（Ｂ）に、モールド６０２が透光性を有している場合において、基板６００とモールド６０２の位置合わせを行なっている様子を示す。なお図１２（Ｂ）では、図１２（Ａ）において既に示したものに対し、同じ符号を付す。図１２（Ｂ）では、撮像装置６０５を用いて、モールド６０２に対し基板６００の反対側から、モールド６０２を通してマーカー６０１とマーカー６０３を撮影することで、モールド６０２と基板６００の位置合わせを行なう。上記構成の場合、一方向のみの撮影が可能であるような撮像装置６０５を用いればよい。
【０１２７】
本実施例は、上記実施例または実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
【実施例３】
【０１２８】
本実施例では、１枚の基板上に複数の半導体装置を形成する場合において、モールドを用いてパターンを形成する例について説明する。
【０１２９】
図１３（Ａ）に、絶縁膜７０２が形成された基板７０１と、モールド７０３の様子を示す。モールド７０３には、各半導体装置に対応したパターンが形成されている。そして、絶縁膜７０２にモールド７０３を押し付け、絶縁膜７０２にパターンを形成する。
【０１３０】
次にモールド７０３を絶縁膜７０２から取り外す。図１３（Ｂ）に、パターンが形成された後の、絶縁膜７０２の様子を示す。次に図１３（Ｃ）に示すように、パターンが形成された絶縁膜７０２に、液滴吐出法で液滴を吐出することで、パターニングされた導電膜を形成することができる。
【０１３１】
なお本実施例では、モールドを用いて大型基板に一回でパターンを形成する例を示したが、本発明はこの構成に限定されない。大型基板に複数回に分けてモールドを押し付け、パターンを形成するようにしても良い。ただしこの場合、光ナノインプリントを用い、パターンを形成する領域を順に選択的に露光するようにする。
【０１３２】
フォトリソグラフィ法を用いる場合、基板が大型化するとフォトマスクの価格もそれに伴って上昇してしまう。さらに一度に露光できる面積が限られているので、パターニングにかかるトータルの時間も長くなるという問題があった。しかし本発明のようにナノインプリント法を用いる場合、フォトマスクを用いる必要はなく、さらにパターンを形成する基板が大型化しても、パターンを形成するのにかかる時間を抑えることができる。
【０１３３】
本実施例は、上記実施の形態または実施例と組み合わせて実施することが可能である。
【実施例４】
【０１３４】
本発明の作製方法を用いて形成される半導体装置は、様々な電子機器に用いることができる。具体的に本発明を用いた電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（代表的にはＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置）などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図１２に示す。
【０１３５】
図１４（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２１０１、表示部２１０２、操作キー２１０３、スピーカー部２１０４等を含む。本発明を用いた半導体装置は、表示部２１０２及びその他信号処理用の回路に用いることができる。
【０１３６】
図１４（Ｂ）はゴーグル型表示装置であり、本体２２０１、表示部２２０２、イヤホン２２０３、支持部２２０４とを有している。本発明を用いた半導体装置は、表示部２２０２及びその他信号処理用の回路に用いることができる。支持部２２０４は、ゴーグル型表示装置を頭部自体に固定するタイプであっても良いし、使用者の身体のうち、頭部以外の部分に固定するタイプであっても良い。
【０１３７】
図１４（Ｃ）は表示装置であり、筐体２４０１、表示部２４０２、スピーカー部２４０３等を含む。本発明を用いた半導体装置は、表示部２４０２及びその他信号処理用の回路に用いることができる。なお、表示装置には、パーソナルコンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１３８】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。また本実施例は、上記実施の形態または実施例と組み合わせて実施することが可能である。
【実施例５】
【０１３９】
本実施例では、モールドの具体的な作製方法について、一例を挙げて説明する。
【０１４０】
まず図１５（Ａ）に示すように、モールドの支持体１５０１上に、ポジ型のフォトレジストを用いてレジスト層１５０２を形成する。次にＥＢ（電子線描画）を用いて、パターンを描画するように露光を行なう。そして露光を行なったレジスト層１５０２を現像することで、図１５（Ｂ）に示すように、レジスト層１５０２にパターンを形成することができる。具体的に図１５（Ｂ）では、複数の開口部１５０４がレジスト層１５０２に形成されている。
【０１４１】
次に図１５（Ｃ）に示すように、パターンが形成されたレジスト層１５０２を覆うように、支持体１５０１上に第１の導電膜１５０３を形成する。第１の導電膜１５０３は、スパッタ法などを用いて形成することができる。そして図１５（Ｄ）に示すように、電気鍍金により、第１の導電膜１５０３に接するように、第２の導電膜１５０５を形成する。このとき、レジスト層１５０２に形成された複数の開口部１５０４は、第１の導電膜１５０３、第２の導電膜１５０５によって填塞された状態となる。
【０１４２】
なお第１の導電膜１５０３と第２の導電膜１５０５に用いられる材料は、設計者が適宜選択することが可能である。本実施例では、第１の導電膜１５０３としてアルミニウムまたはアルミニウムを含む合金を用い、第２の導電膜１５０５としてクロムまたは銅を用いる。
【０１４３】
次に図１５（Ｅ）に示すように、第１の導電膜１５０３及び第２の導電膜１５０５を、パターンが形成されたレジスト層１５０２から取り外す。第１の導電膜１５０３及び第２の導電膜１５０５は、レジスト層１５０２のパターンが転写されており、モールドとして用いることが可能である。
【０１４４】
なお、図１５（Ｅ）に示すようにモールドが形成されたら、実際にナノインプリント法で該モールドを用いる前に、モールドのパターンが形成されている面に、剥離剤を塗布しておく。なお剥離剤は、モールドを絶縁膜に押し付けた後、絶縁膜から該モールドを取り外す際に、絶縁膜にかかる応力を低減させる効果を有する。図１５（Ｅ）では、第１の導電膜１５０３の表面に、剥離剤を塗布し、モールドの剥離をスムーズに行なえるようにする。具体的に剥離剤として、パーフルオロポリオキセタンなどのフッ素系樹脂や、ｎ−トリフロロ（１，１，２，２−テトラヒドロ）プロピルシラザン、ｎ−ヘプタフロロ（１，１，２，２−テトラヒドロ）ペンチルシラザン、ｎ−ノナフロロ（１，１，２，２−テトラヒドロ）ヘキシルシラザン、ｎ−トリデオフロロ（１，１，２，２−テトラヒドロ）オクチルシラザン、ｎ−ヘプタデカフロロ（１，１，２，２−テトラヒドロ）デシルシラザンなどのフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を用いることができる。
【０１４５】
本実施例は、上記実施の形態または実施例と組み合わせて実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の半導体装置の作製方法に用いられる、導電膜の作製方法を示す図。
【図２】本発明の半導体装置の作製方法に用いられる、コンタクトホールまたは開口部の作製方法を示す図。
【図３】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図４】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図５】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図６】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図７】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図８】本発明の半導体装置の作製方法を用いて形成された、画素の上面図及びモールドのパターンを示す図。
【図９】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１０】本発明の半導体装置の断面図。
【図１１】ノズルの走査方向を示す図。
【図１２】モールドの位置合わせの様子を示す図。
【図１３】ナノインプリント法で大型基板にパターンを形成している様子を示す図。
【図１４】本発明を用いた電子機器の図。
【図１５】モールドの作製方法を示す図。
【符号の説明】
【０１４７】
１０１ 基板
１０２ 絶縁膜
１０３ モールド
１０４ 開口部
１０５ 導電膜
２０１ 配線
２０２ 絶縁膜
２０３ モールド
２０４ コンタクトホール
５０１ 基板
５０２ 絶縁膜
５０３ モールド
５０４ 開口部
５０５ 導電膜
５０６ 導電膜
５０７ 導電膜
５０８ ゲート絶縁膜
５０９ 半導体膜
５１０ 半導体膜
５１１ 半導体膜
５１２ 半導体膜
５１３ 半導体膜
５１４ 半導体膜
５２０ 配線
５２２ 配線
５２３ 配線
５２４ 半導体膜
５２７ 配線
５３０ ＴＦＴ
５３１ ＴＦＴ
５３２ 層間絶縁膜
５３３ モールド
５３４ コンタクトホール
５３５ 配線
５４０ 第１の電極
５４２ 隔壁
５４３ 電界発光層
５４４ 第２の電極
５４５ 発光素子
５５０ 開口部
５６０ 半導体膜
５６２ 半導体膜
５６３ 配線
５６７ 半導体膜
５８０ ＴＦＴ
５８１ 配線
５８２ 第１の電極
５８３ ゲート絶縁膜
５８４ 隔壁
５８５ 開口部
５８６ 電界発光層
５８７ 第２の電極
５８８ 発光素子
５９０ ＴＦＴ
５９１ 半導体膜
５９２ 半導体膜
５９４ チャネル保護膜
５９５ ＴＦＴ
５９６ 半導体膜
５９７ 半導体膜
５９９ チャネル保護膜
６００ 基板
６０１ マーカー
６０２ モールド
６０３ マーカー
６０４ 半導体膜
６０５ 撮像装置
７０１ 基板
７０２ 絶縁膜
７０３ モールド
８０１ 絶縁膜
８０２ 開口部
８０３ ノズル
８０４ ノズル
１５０１ 支持体
１５０２ レジスト層
１５０４ 開口部
１５０３ 導電膜
１５０５ 導電膜
２１０１ 本体
２１０２ 表示部
２１０３ 操作キー
２１０４ スピーカー部
２２０１ 本体
２２０２ 表示部
２２０３ イヤホン
２２０４ 支持部
２４０１ 筐体
２４０２ 表示部
２４０３ スピーカー部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノインプリント法を用いた半導体装置の作製方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
現在実用化されている半導体装置の作製方法には、リソグラフィ法が必要不可欠であるとされているが、リソグラフィ法を用いる場合、フォトレジストの成膜、露光、現像、エッチング、剥離などの一連の工程を行なう必要がある。そのため作製工程が複雑になり、コストが高くなるという問題があった。さらにリソグラフィ法には高価な露光用のマスク（フォトマスク）が必要であることも、半導体装置の作製に費やされるコストが抑えられない一因になっている。そして、成膜後、エッチングにより除去されてしまう部分は結局廃棄されてしまうので、材料が無駄であり、コスト削減という観点から好ましくない。
【０００３】
上記問題が背景にあり、液滴吐出法を用いた半導体装置の作製に関する技術が注目されている。液滴吐出法を用いて描画により配線や電極のパターンを直接形成することで、高価なフォトレジストの枚数を削減することができる。さらに究極的には、リソグラフィ法自体を用いずに、半導体装置の作製をより低コストで行なうことが可能になる。例えば下記特許文献１には、インクジェット法を用いた膜パターンの形成方法について記載されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−１３３６９１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが液滴吐出法を用いる場合、ノズルの細孔から吐出される液滴の粘度の高さに限界があるために、幅が広いわりに膜厚の薄いパターンしか形成できないという問題があった。特許文献１ではこの問題を解決するために、吐出工程を複数回に分け、さらに各吐出工程における吐出のピッチを限定して、パターンを形成する技術について記載されている。しかし特許文献１に記載されている技術を用いたとしても、膜厚１μｍでせいぜい線幅５５μｍ程度のパターンしか形成することができない。
【０００６】
半導体装置の作製に液滴吐出法を用いる場合、上記線幅では、配線などに要求されるパターンの寸法に対応することができない。特に、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）など、より高精細なパターンの形成が要求される半導体素子の場合、液滴吐出法の利用は原理的に可能ではあるが、実用化に際しパターンの精細さの点で課題が残されている。
【０００７】
本発明は上述した問題に鑑み、より高精細なパターンの形成が可能な、液滴吐出法を用いた半導体装置の作製方法の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明では、凹凸のパターンが形成された鋳型（モールド）を絶縁膜に押し付けることで該パターンを絶縁膜に転写することができる、所謂ナノインプリント法を用いる。そして、絶縁膜にパターンを転写することで形成される凹部に、液滴吐出法を用い、導電性材料を含む液滴を選択的に吐出する。このとき滴下された液滴は、平坦な面に滴下された場合とは異なり、広がらずに絶縁膜の凹部内に留まる。よって、該凹部の形状に即したパターンを有する導電膜が形成される。
【０００９】
なお液滴吐出法とは、所定の組成物を含む液滴を細孔から吐出または噴出することで所定のパターンを形成する方法を意味し、インクジェット法などがその範疇に含まれる。
【００１０】
また本発明では、凹部に形成された導電膜は、該凹部を満たす程度の膜厚を有していることが望ましい。導電膜が該凹部を満たす程度の膜厚であれば、絶縁膜の表面と導電膜の表面とでほぼ連続した平面を形成することができる。しかし絶縁膜と導電膜とで形成される面は、必ずしも平坦である必要はない。平坦性を有するとは、絶縁膜の高さと、導電膜の高さとを揃えるように形成することを指し、作製工程上の多少のずれは含まれる。絶縁膜の表面及び導電膜の表面は、導電膜及び絶縁膜を覆って形成する薄膜が、凹部の境目において段切れしない程度の平坦性を有すればよい。
【００１１】
このように本発明では、絶縁膜に形成される凹部の形状、即ちモールドに形成されたパターンを制御することで、膜厚を維持したままパターンの幅を制限するなど、所望のパターンを有する導電膜を形成することができる。
【００１２】
さらに本発明では、配線または電極を覆うように形成された絶縁膜に、直接ナノインプリント法で凹部を形成した後、配線または電極が露出するまで該凹部をエッチングすることで、絶縁膜にコンタクトホールまたは開口部を形成する。
【発明の効果】
【００１３】
本発明を用いることで、例えば配線を厚くして断面積を広げ、配線抵抗を下げることができる。なおリソグラフィ法を用いて配線を形成する場合、配線の厚さが厚いと、エッチングにより除去する材料の量が増えるのに加え、エッチングの工程にかかる時間が長くなってしまう。しかし本発明では、配線のパターニングにかかる時間が、配線の膜厚に依存しない。また本発明では選択的に配線を形成することができるので、材料の無駄が少なくて済む。パネルが大型化されると必然的に配線が長くなり、エッチングにより無駄になる材料の無駄もより増えるため、本発明の作製方法を用いることは非常に有用である。
【００１４】
また、絶縁膜に形成された開口部に導電膜を形成することにより、導電膜と絶縁膜の表面を平坦化することができる。その結果、導電膜及び絶縁膜を覆って形成する薄膜の段切れを防止することができる。
【００１５】
また本発明を用いることで、例えば高精細なパターンの形成が要求されるＴＦＴのゲート電極なども、リソグラフィ法を用いる場合と同様の高精細さを維持し、作製することができる。
【００１６】
またコンタクトホールの形成なども、リソグラフィ法を用いずに行なうことができるので、より半導体装置の作製方法をより簡便にし、半導体装置の作製にかかるコストを抑えることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。但し、本発明は多くの異なる態様で実施することが可能であり、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。
【００１８】
（実施の形態１）
本実施の形態では、本発明の半導体装置の作製方法において用いる、導電膜のパターニング方法について説明する。
【００１９】
まず図１（Ａ）に示すように、基板１０１上に絶縁膜１０２を形成する。絶縁膜１０２は、熱サイクルナノインプリント、室温ナノインプリント、光ナノインプリントなどのナノインプリントの種類によって、材料を変えるのが望ましい。本実施の形態では、絶縁膜１０２として光硬化性樹脂を用いて、光ナノインプリントで絶縁膜１０２をパターニングする例を挙げて説明する。光硬化性樹脂として、例えばポリメチルイソプロペニルケトン（ＰＭＩＰＫ）及びビスアジドを含むレジスト、環化ポリイソプレン及びビスアジドを含むレジスト、ポリビニルフェノール及びビスアジドを含むレジスト、クロロメチル化ポリスチレンを含むレジスト等、ネガ型のフォトレジストを用いることができる。
【００２０】
また光硬化性樹脂として、多官能、単官能のアクリル系モノマーあるいはオリゴマーを用いることができる。多官能モノマーとしては、例えば、ビスフェノールＡジグリシジルエーテル（メタ）アクリレート、ポリ（メタ）アクリレートカルバメート、変性ビスフェノールＡエポキシ（メタ）アクリレート、アジピン酸１，６−ヘキサンジオール（メタ）アクリル酸エステル、無水フタル酸プロピレンオキサイド（メタ）アクリル酸エステル、トリメリット酸ジエチレングリコール（メタ）アクリル酸エステル、ロジン変性エポキシジ（メタ）アクリレート、アルキッド変性（メタ）アクリレートのようなオリゴマー、あるいはトリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、１，６−ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、ビスフェノールＡジグリシジルエーテルジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、トリアクリルホルマール、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートなどを、単数または複数用いることができる。単官能モノマーとしては、例えば、エチル（メタ）アクリレート、２−エチルヘキシル（メタ）アクリレート、ヒドロキシエチル（メタ）アクリレート、ｎ−ブチルメタクリレート、グリシジルメタクリレート、ラウリル（メタ）アクリレート、ステアリル（メタ）アクリレート、イソボルニル（メタ）アクリレートなどがあり、これらの２種以上の混合物、あるいはその他の化合物との混合物などが用いられる。オリゴマーとしては、エポキシアクリレート、ウレタンアクリレート、ポリエステルアクリレート、シリコンアクリレートなどのアクリレート系化合物の他、ポリチオール系化合物、スピラン樹脂系化合物、エポキシ樹脂系化合物などを用いることができる。
【００２１】
また現像後のパターンにおいてさらに高い感度、高い解像度を得るために、上記光硬化性樹脂に光重合開始剤または増感剤を添加するのが好ましい。光重合開始剤または増感剤は、そのトータルの量が光硬化性樹脂に対して２〜３０重量％、より好ましくは５〜２５重量％の割合となるように添加するのが望ましい。光重合開始剤としては、例えばベンゾフェノン系化合物、アセトフェノン系化合物、チオキサントン系化合物、イミダゾール系化合物、ベンゾインエーテル系、ベンゾチアゾール系化合物、ベンゾオキサゾール系化合物、トリアジン系化合物、リン系化合物あるいはチタネート、芳香族アミン系化合物、環状オキシム化合物、鎖状オキシム化合物、ベンジルケタール系化合物、ケトン系化合物等を用いることができる。具体的には、ベンゾフェノン、Ｎ，Ｎ’−テトラエチル−４，４’−ジアミノベンゾフェノン、４−メトキシ−４’−ジメチルアミノベンゾフェノン、２，２−ジエトキシアセトフェノン、ベンゾイン、ベンゾインメチルエーテル、ベンゾインイソブチルエーテル、イソプロピルベンゾインエーテル、ベンジルジメチルケタール、α−ヒドロキシイソブチルフェノン、２−ヒドロキシ−２−メチル−１−フェニルプロパン−１−オン、チオキサントン、２−クロロチオキサントン、２−メチルチオキサントン、２−イソプロピルチオキサントン、１−ヒドロキシシクロヘキシルフェニルケトン、２−メチル−１−［４−（メチルチオ）フェニル］−２−モルホリノ−１−プロパン、２−ベンジル−２−ジメチルアミノ−１−（４−モルフォリノフェニル）−ブタノン、ｔ−ブチルアントラキノン、１−クロロアントラキノン、２，３−ジクロロアントラキノン、３−クロル−２−メチルアントラキノン、２−エチルアントラキノン、１，４−ナフトキノン、９，１０−フェナントラキノン、１，２−ベンゾアントラキノン、１，４−ジメチルアントラキノン、２−フェニルアントラキノン、２−（ｏ−クロロフェニル）−４，５−ジフェニルイミダゾール２量体、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、４−（ｐ−メトキシフェニル）−２，６−ジ−（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、Ｎ−フェニルジエタノールアミン、Ｎ−フェニルグリシン、ミヒラーズケトン、３−フェニル−５−イソオキサゾロン、１−フェニルプロパンジオン−２−（Ｏ−エトキシカルボニル）オキシム、ｏ−ベンゾイル安息香酸メチル、ジベンジルケトン、フルオレノンなどが挙げられる。増感剤としては、例えばアジドアントラキノン、アジドベンザルアセトフェノンなどの芳香族モノアジド、３，３’−カルボニルビス（ジエチルアミノクマリン）などのクマリン化合物、ベンズアントロン、フェナントレンキノンなどの芳香族ケトンなどを用いることができる。
【００２２】
ただし光硬化性樹脂には、後に行なわれる工程の処理温度に耐えうる材料を用いるようにする。
【００２３】
そして予めパターンが形成されたモールド１０３を、図１（Ｂ）に示すように絶縁膜１０２に、例えば５〜１５ＭＰａの圧力で押し付ける。なおモールド１０３は、熱サイクルナノインプリント、室温ナノインプリント、光ナノインプリントなどのナノインプリントの種類によって、用いる材料を適宜変えることが望ましい。例えば光ナノインプリントの場合、絶縁膜１０２を硬化させるための光を、透過させることができる材料でモールド１０３を形成する。本実施の形態では、石英で形成されたモールド１０３を用いる。なおモールド１０３のパターンは、ＥＢ（電子線描画）を用いて形成することができる。
【００２４】
そして、モールド１０３を絶縁膜１０２に押し付けた状態で、絶縁膜１０２を硬化させる。上記構成により、モールド１０３に形成されたパターンが、絶縁膜１０２に転写される。なお光ナノインプリントを用いる場合、絶縁膜１０２を紫外光などの光を照射することにより、硬化させることができる。また光ナノインプリントの場合、モールド１０３と絶縁膜１０２との間に気泡が入ってしまうのを防ぐために、例えば１０-2Ｔｏｒｒ程度の減圧雰囲気下でモールド１０３を絶縁膜１０２に押し付け、硬化させるのが望ましい。
【００２５】
熱サイクルナノインプリントの場合は、絶縁膜１０２として熱可塑性樹脂を用い、モールド１０３を押し付ける前に絶縁膜１０２を転移温度よりも高くなるように加熱して軟化させる。そしてモールド１０３を押し付けた状態で、転移温度よりも低くなるように絶縁膜１０２を冷却することで、絶縁膜１０２を硬化させる。また、室温ナノインプリントの場合は、絶縁膜１０２としてＳＯＧ（Ｓｐｉｎ ｏｎ Ｇｌａｓｓ）などのゾル−ゲル系材料を用い、室温においてモールド１０３を絶縁膜１０２に押し付ける。そしてモールド１０３を絶縁膜１０２から取り外すことで、絶縁膜１０２にパターンを転写することができる。ただし、熱サイクルナノインプリントまたは室温ナノインプリントの場合でも、光ナノインプリントの場合と同様に、後の工程における処理温度に耐えうる材料を絶縁膜１０２に用いるようにする。
【００２６】
次に図１（Ｃ）に示すように、モールド１０３を絶縁膜１０２から取り外す。このとき絶縁膜１０２に超音波を用いて振動を加えることで、絶縁膜１０２の変形を抑えながら、モールド１０３を絶縁膜１０２から取り外すことができる。モールド１０３を取り外すことで、パターンが形成された絶縁膜１０２を形成することができる。
【００２７】
図１（Ｃ）では、絶縁膜１０２に凹部（開口部）１０４が形成されている。なお開口部１０４の深さは１μｍ〜１０μｍ、開口部１０４間の間隔は５μｍ〜１００μｍで形成することができる。
【００２８】
そして図１（Ｄ）に示すように、液滴吐出法を用いて、導電性を有する導電性材料を含んだ液滴を開口部１０４に吐出し、最終的に図１（Ｅ）に示すように導電膜１０５を形成する。導電膜１０５には、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｒｄ、Ｃｕなどの単体、合金、混合物、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることができる。上記金属の合金、混合物の一例として、ＡｇとＰｄ、ＡｇとＰｔ、ＡｕとＰｔ、ＡｕとＰｄ、ＡｇとＣｕの組み合わせが挙げられる。また、分散剤により凝集を抑え、溶液に分散させることができるならば、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ａｌなどの単体、合金、混合物、金属化合物を１つまたは複数有する導電材料を用いることも可能である。また例えば、ＣｕをＡｇでコートした導電性材料なども用いることが可能である。なお、液滴吐出法による導電膜の形成を複数回行なうことで、複数の導電膜が積層された状態を形成し、１つの導電膜１０５として用いることも可能である。
【００２９】
また液滴に含まれる導電材料は、溶液中における凝集を防ぐために、例えばキシレン、トルエンまたはクエン酸等で被覆しておいても良い。そして導電材料の粒径は、ノズルの目詰まりを防ぐ程度に小さく、また凝集を防ぐことができる程度に大きいほうが良い。よって、液滴に含まれる導電材料の粒径は、数ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることが望ましい。
【００３０】
また、導電材料を分散させるのに用いる溶媒は、凝集を抑えて導電材料を分散させることができる材料が好ましい。また、ノズルが目詰まりを起こさない程度に蒸気圧が低く、なおかつ焼成後において導電膜中に溶媒が残留しにくい程度の高い蒸気圧を有するものが望ましい。例えば溶媒として、水、アルコール、炭化水素、エーテルを単体で、或いは混合して用いることができる。上記アルコールの具体例として、例えばメタノール、エタノール、プロパノール、ブタノール、エチレングリコールなどが挙げられる。また上記炭化水素の具体例として、例えばテトラデカン、トルエン、キシレン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタンなどが挙げられる。
【００３１】
そして、有機系または無機系の溶媒に該導電性材料を分散させたものを、ノズルから滴下した後、室温において乾燥または焼成することで、形成することができる。本実施の形態では、テトラデカンにＡｇを分散させた溶液を滴下し、２００℃〜３００℃で１ｍｉｎ〜５０ｈｒ焼成することで溶媒を除去し、導電膜１０５を形成する。有機系の溶媒を用いる場合、上記焼成を酸素雰囲気下で行なうことで、効率的に溶媒を除去することができ、導電膜１０５の抵抗をより下げることができる。
【００３２】
焼成は、赤外ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどを用いたランプアニールで行なっても良いし、電気炉を用いたファーネスアニールで行なっても良い。またエキシマレーザや、Ｎｄ：ＹＡＧレーザを用いたレーザアニール法で行なっても良い。
【００３３】
なお液滴吐出法を用いる場合、開口部１０４の形状に合わせて、ノズルの細孔の径、液滴１ドットあたりの吐出量、滴下する溶液の粘度及び表面張力、液滴が滴下される絶縁膜１０２の表面における撥水性などの条件を最適化することが望ましい。
【００３４】
具体的に導電材料を含む溶液の表面張力は、液滴の滴下を安定して行なうために、数十ｍＮ／ｍ程度にすることが望ましい。界面活性剤を溶液に添加し、表面張力が上記数値になるように調整しても良い。界面活性剤として、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、弗素系界面活性剤などを用いることができる。また導電材料を含む溶液の粘度も、液滴の滴下を安定して行なうために、数ｍＰａ・Ｓ〜数十ｍＰａ・Ｓとすることが望ましい。
【００３５】
また、導電膜１０５と、絶縁膜１０２の凹部以外の領域とで形成される表面が、平坦化されていることが望ましい。よって導電膜１０５を、その表面が絶縁膜１０２の凹部以外の領域よりも盛り上がるように形成した後、導電膜１０５の表面をＣＭＰ法などで平坦化するのが好ましい。或いは、導電膜１０５を焼成する前に、エアナイフを用いて、気体を導電膜１０５の表面に吹きつけることで、導電膜１０５と、絶縁膜１０２の凹部以外の領域とで形成される表面が、平坦化されるようにしても良い。或いは導電膜１０５を焼成する前に、加熱した平板で加圧しながらプレスすることで、平坦化を行うようにしても良い。
【００３６】
本発明は上記方法により、電極や配線として用いることができる導電膜のパターニングを、行なうことができる。
【００３７】
（実施の形態２）
本実施の形態では、樹脂などで形成された絶縁膜に直接ナノインプリント法でコンタクトホールまたは開口部を形成する形態について説明する。なお本実施の形態では、熱サイクルナノインプリントの場合を例に挙げて説明するが、本発明では光サイクルナノインプリントまたは室温ナノインプリントを用いていても良い。
【００３８】
まず図２（Ａ）に示すように、配線２０１を覆うように絶縁膜２０２を形成する。その後、図２（Ｂ）に示すように、絶縁膜２０２にパターンが形成されたモールド２０３を、例えば５〜１５ＭＰａの圧力で押し付ける。本実施の形態では熱サイクルナノインプリントを用いるので、絶縁膜２０２として熱可塑性を有する樹脂、例えばポリメタクリル酸メチル（ＰＭＭＡ）、ポリエチレン、ポリスチレン、ポリ塩化ビニル、ポリアミドなどを用いることができる。図２（Ａ）では、絶縁膜２０２としてＰＭＭＡを用いる例を挙げて説明する。絶縁膜２０２は、モールド２０３を押し付ける前に、絶縁膜２０２の転移温度よりも高い温度、例えば９０℃〜２００℃まで加熱し、軟化させておく。
【００３９】
そして図２（Ｂ）に示すように、絶縁膜２０２にモールド２０３を押し付けた状態を維持したまま、絶縁膜２０２を転移温度よりも低くなる温度、例えば７０℃まで冷却し、絶縁膜２０２を硬化させる。そして絶縁膜２０２が硬化したら、図２（Ｃ）に示すように、絶縁膜２０２からモールド２０３を取り外す。モールド２０３が取り外された絶縁膜２０２には、モールド２０３のパターンが転写されている。
【００４０】
次に図２（Ｄ）に示すように、絶縁膜２０２の表面をアッシング等により削っていき、絶縁膜２０２の下層に形成されている層（本実施の形態では配線２０１）を一部露出させることで、コンタクトホール２０４を形成することができる。
【００４１】
上記構成により、レジストマスクを形成せずともコンタクトホール２０４を形成することができる。よって、リソグラフィ法を用いなくとも良いので、レジストの形成、露光、現像、エッチング、剥離などの一連の工程を省いて作製工程を簡略化し、半導体装置のコストを抑えることができる。
【００４２】
本実施の形態は、上記実施の形態と組み合わせて実施することができる。
【００４３】
（実施の形態３）
本実施の形態では、本発明の作製方法を用いて、半導体表示装置の一つである発光装置を形成する例について説明する。
【００４４】
まず図３（Ａ）に示すように、基板５０１の絶縁表面上に絶縁膜５０２を形成する。
【００４５】
基板５０１には、例えばバリウムホウケイ酸ガラスや、アルミノホウケイ酸ガラスなどのガラス基板、石英基板、ステンレス基板等を用いることができる。また、ＰＥＴ、ＰＥＳ、ＰＥＮに代表されるプラスチックや、アクリル等の可撓性を有する合成樹脂からなる基板は、一般的に上記基板と比較して耐熱温度が低い傾向にあるが、作製工程における処理温度に耐え得るのであれば用いることが可能である。
【００４６】
絶縁膜５０２は、ナノインプリントの種類に合わせて、成形が可能な材料を用いる。本実施の形態では光ナノインプリントの場合を例に挙げて説明するが、熱サイクルナノインプリントまたは室温ナノインプリントを用いていても良い。光ナノインプリントを用いる場合、絶縁膜５０２として実施の形態１で示した光硬化性樹脂を用いる。本実施の形態では、例えばポリメチルイソプロペニルケトン（ＰＭＩＰＫ）及びビスアジドを含むレジストを用いる。
【００４７】
そしてモールド５０３を、図３（Ｂ）に示すように絶縁膜５０２に５〜１５ＭＰａの圧力で押し付ける。そして、図３（Ｃ）に示すようにモールド５０３を絶縁膜５０２に押し付けた状態を維持したまま、絶縁膜５０２に紫外光を照射し、絶縁膜５０２を硬化させる。光ナノインプリントの場合、モールド５０３と絶縁膜５０２との間に気泡が入ってしまうのを防ぐために、例えば１０-2Ｔｏｒｒ程度の減圧雰囲気下でモールド５０３を絶縁膜５０２に押し付け、硬化させるのが望ましい。その後、図３（Ｄ）に示すようにモールド５０３を絶縁膜５０２から取り外すことで、絶縁膜５０２にモールド５０３のパターンが転写される。具体的に図３（Ｄ）では、絶縁膜５０２に開口部５０４が形成される。
【００４８】
なお光ナノインプリントの場合、絶縁膜５０２を硬化させるための光を透過させることができる材料で、モールド５０３を形成する。本実施の形態では、石英で形成されたモールド５０３を用いる。なおモールド５０３のパターンは、ＥＢ（電子線描画）を用いて形成することができる。
【００４９】
また、絶縁膜５０２に含まれる炭素などの不純物が、後に形成される半導体膜に混入するのを防ぐために、パターン転写後の絶縁膜５０２を覆うように、絶縁膜で形成された下地膜を形成するようにしても良い。下地膜は、窒化珪素、窒化酸化珪素などのバリア性の高い絶縁膜を用いて形成すれば良い。ただし下地膜は、絶縁膜５０２に形成されたパターンが消失しない程度の膜厚で形成する。
【００５０】
次に図４（Ａ）に示すように、液滴吐出法を用いて、導電性を有する導電性材料を含んだ液滴を開口部５０４に吐出し、各開口部５０４に導電膜５０５〜５０７を形成する。導電膜５０５〜５０７には、実施の形態１に示した材料を用いることができる。
【００５１】
なお液滴に含まれる導電材料は、溶液中における凝集を防ぐために、例えばキシレン、トルエンまたはクエン酸等で被覆しておいても良い。そして導電材料の粒径は、ノズルの目詰まりを防ぐ程度に小さく、また凝集を防ぐことができる程度に大きいほうが良い。よって、液滴に含まれる導電材料の粒径は、数ｎｍ〜１００ｎｍ程度であることが望ましい。
【００５２】
また、導電材料を分散させるのに用いる溶媒は、凝集を抑えて導電材料を分散させることができる材料が好ましい。また、ノズルが目詰まりを起こさない程度に蒸気圧が低く、なおかつ焼成後において導電膜中に溶媒が残留しにくい程度の高い蒸気圧を有するものが望ましい。具体的には、実施の形態１に示した材料を用いることができる。
【００５３】
そして、有機系または無機系の溶媒に該導電性材料を分散させたものを、ノズルから滴下した後、室温において乾燥または焼成することで、形成することができる。本実施の形態では、テトラデカンにＡｇを分散させた溶液を滴下し、２００℃〜３００℃で１ｍｉｎ〜５０ｈｒ焼成することで溶媒を除去し、導電膜５０５〜５０７を形成する。有機系の溶媒を用いる場合、上記焼成を酸素雰囲気下で行なうことで、効率的に溶媒を除去することができ、導電膜５０５〜５０７の抵抗をより下げることができる。
【００５４】
焼成は、赤外ランプ、キセノンランプ、ハロゲンランプなどを用いたランプアニールで行なっても良いし、電気炉を用いたファーネスアニールで行なっても良い。またエキシマレーザや、Ｎｄ：ＹＡＧレーザなどを用いたレーザアニール法で行なっても良い。
【００５５】
なお液滴吐出法を用いる場合、開口部５０４の形状に合わせて、ノズルの細孔の径、液滴１ドットあたりの吐出量、滴下する溶液の粘度及び表面張力、液滴が滴下される絶縁膜５０２の表面における撥水性などの条件を最適化することが望ましい。
【００５６】
具体的に導電材料を含む溶液の表面張力は、液滴の滴下を安定して行なうために、数十ｍＮ／ｍ程度にすることが望ましい。界面活性剤を溶液に添加し、表面張力が上記数値になるように調整しても良い。界面活性剤として、アニオン性界面活性剤、ノニオン性界面活性剤、弗素系界面活性剤などを用いることができる。また導電材料を含む溶液の粘度も、液滴の滴下を安定して行なうために、数ｍＰａ・Ｓ〜数十ｍＰａ・Ｓとすることが望ましい。
【００５７】
また、導電膜５０５〜５０７と、絶縁膜５０２の開口部５０４以外の領域とで形成される表面が、平坦化されていることが望ましい。よって導電膜５０５〜５０７を、その表面が絶縁膜５０２の開口部５０４以外の領域よりも盛り上がるように形成した後、導電膜５０５〜５０７の表面をＣＭＰ法などで平坦化するのが好ましい。或いは、導電膜５０５〜５０７を焼成する前に、エアナイフを用いて、気体を導電膜５０５〜５０７の表面に吹きつけることで、導電膜５０５〜５０７と、絶縁膜５０２の開口部５０４以外の領域とで形成される表面が、平坦化されるようにしても良い。或いは導電膜５０５〜５０７を焼成する前に、加熱した平板で加圧しながらプレスすることで、平坦化を行なうようにしても良い。
【００５８】
次に図４（Ｂ）に示すように、導電膜５０５〜５０７を覆うように、ゲート絶縁膜５０８を形成する。ゲート絶縁膜５０８は、具体的には４０〜１５０ｎｍ（より好ましくは６０〜１２０ｎｍ）程度の厚さで形成する。
【００５９】
ゲート絶縁膜５０８には、例えば酸化珪素、窒化珪素または窒化酸化珪素等を用いることができる。本実施の形態では、ゲート絶縁膜５０８を単層の絶縁膜で構成しているが、２層以上の複数の絶縁膜で構成されていても良い。また形成方法は、プラズマＣＶＤ法、スパッタ法などを用いることができる。例えば、プラズマＣＶＤ法を用い、酸化珪素でゲート絶縁膜５０８を形成する場合、ＴＥＯＳ（Ｔｅｔｒａｅｔｈｙｌ Ｏｒｔｈｏｓｉｌｉｃａｔｅ）とＯ2を混合したガスを用い、反応圧力４０Ｐａ、基板温度３００〜４００℃、高周波（１３．５６ＭＨｚ）電力密度０．５〜０．８Ｗ／ｃｍ2とし、形成する。
【００６０】
また窒化アルミニウムをゲート絶縁膜５０８として用いることができる。窒化アルミニウムは熱伝導率が比較的高く、ＴＦＴで発生した熱を効率的に発散させることができる。またアルミニウムの含まれない酸化珪素や酸化窒化珪素等を形成した後、窒化アルミニウムを積層したものをゲート絶縁膜５０８として用いても良い。
【００６１】
次に図４（Ｂ）に示すように、第１の半導体膜５０９を形成する。第１の半導体膜５０９は非晶質（アモルファス）半導体またはセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）で形成することができる。また多結晶半導体膜を用いていても良い。本実施の形態では、第１の半導体膜５０９としてセミアモルファス半導体を用いる。セミアモルファス半導体は、非晶質半導体よりも結晶性が高く高い移動度が得られ、また多結晶半導体と異なり結晶化させるための工程を増やさずとも形成することができる。
【００６２】
非晶質半導体は、珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ4、Ｓｉ2Ｈ6が挙げられる。この珪化物気体を、水素、水素とヘリウムで希釈して用いても良い。
【００６３】
なおセミアモルファス半導体とは、非晶質半導体と結晶構造を有する半導体（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造の半導体を含む膜である。このセミアモルファス半導体は、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質なものであり、その粒径を０．５〜２０ｎｍとして非単結晶半導体中に分散させて存在せしめることが可能である。セミアモルファス半導体は、そのラマンスペクトルが５２０ｃｍ-1よりも低波数側にシフトしており、またＸ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測される。また、未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含ませている。ここでは便宜上、このような半導体をセミアモルファス半導体（ＳＡＳ）と呼ぶ。さらに、ヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンなどの希ガス元素を含ませて格子歪みをさらに助長させることで安定性が増し良好なセミアモルファス半導体が得られる。
【００６４】
またＳＡＳは珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。グロー放電分解による被膜の反応生成は、減圧下または大気圧下で行なうことができる。減圧下で行なう場合、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲で行なえば良い。グロー放電を形成するための電力は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの高周波電力を供給すれば良い。圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚとする。基板加熱温度は３００℃以下でよく、好ましくは１００〜２５０℃とする。膜中の不純物元素として、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０20ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下、好ましくは１×１０19ａｔｏｍｓ／ｃｍ3以下とする。
【００６５】
代表的な珪化物気体は、ＳｉＨ4であり、その他にもＳｉ2Ｈ6、ＳｉＨ2Ｃｌ2、ＳｉＨＣｌ3、ＳｉＣｌ4、ＳｉＦ4などを用いることができる。また水素や、水素にヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素を加えたガスで、この珪化物気体を希釈して用いることで、ＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。希釈率は２倍〜１０００倍の範囲で珪化物気体を希釈することが好ましい。またさらに、珪化物気体中に、ＣＨ4、Ｃ2Ｈ6などの炭化物気体、ＧｅＨ4、ＧｅＦ4などのゲルマニウム化気体、Ｆ2などを混入させて、エネルギーバンド幅を１．５〜２．４ｅＶ、若しくは０．９〜１．１ｅＶに調節しても良い。
【００６６】
例えば、ＳｉＨ4にＨ2を添加したガスを用いる場合、或いはＳｉＨ4にＦ2を添加したガスを用いる場合、形成したセミアモルファス半導体を用いてＴＦＴを作製すると、該ＴＦＴのサブスレッショルド係数（Ｓ値）を０．３５Ｖ／ｓｅｃ以下、代表的には０．２５〜０．０９Ｖ／ｓｅｃとし、移動度を１０ｃｍ2／Ｖｓｅｃとすることができる。そして上記セミアモルファス半導体を用いたＴＦＴで、例えば１９段リングオシレータを形成した場合、電源電圧３〜５Ｖにおいて、その発振周波数は１ＭＨ以上、好ましくは１００ＭＨｚ以上の特性を得ることができる。また電源電圧３〜５Ｖにおいて、インバータ１段あたりの遅延時間は２６ｎｓ、好ましくは０．２６ｎｓ以下とすることができる。
【００６７】
また異なるガスで形成されたＳＡＳを複数積層することで、第１の半導体膜５０９を形成しても良い。例えば、上述した各種ガスのうち、弗素原子を含むガスを用いて形成されたＳＡＳと、水素原子を含むガスを用いて形成されたＳＡＳとを積層して、第１の半導体膜５０９を形成することができる。
【００６８】
なお、Ｓｉ2Ｈ6と、ＧｅＦ4またはＦ2とを用いて半導体膜を形成する場合、半導体膜のより基板５０１に近い側から結晶が成長するので、基板５０１に近い側ほど半導体膜の結晶性が高い。よって、ゲート電極が第１の半導体膜５０９よりも基板により近いボトムゲート型のＴＦＴの場合、第１の半導体膜５０９のうち基板に近い側の結晶性が高い領域をチャネル形成領域として用いることができるので、移動度をより高めることができ、適している。
【００６９】
また、ＳｉＨ4と、Ｈ2とを用いて半導体膜を形成する場合、半導体膜の表面により近い側ほど大きい結晶粒が得られる。よって、第１の半導体膜５０９がゲート電極よりも基板により近いトップゲート型のＴＦＴの場合、第１の半導体膜５０９のうち基板５０１から遠い側の結晶性が高い領域をチャネル形成領域として用いることができるので、移動度をより高めることができ、適している。
【００７０】
また、ＳＡＳは、価電子制御を目的とした不純物を意図的に添加しないときに弱いｎ型の導電型を示す。これは、アモルファス半導体を成膜するときよりも高い電力のグロー放電を行なうため酸素が半導体膜中に混入しやすいためである。そこで、ＴＦＴのチャネル形成領域を設ける第１の半導体膜５０９に対しては、ｐ型を付与する不純物を、この成膜と同時に、或いは成膜後に添加することで、しきい値制御をすることが可能となる。ｐ型を付与する不純物としては、代表的には硼素であり、Ｂ2Ｈ6、ＢＦ3などの不純物気体を１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの割合で珪化物気体に混入させると良い。例えば、ｐ型を付与する不純物としてボロンを用いる場合、該ボロンの濃度を１×１０14〜６×１０16ａｔｏｍｓ／ｃｍ3とすると良い。
【００７１】
次に第１の半導体膜５０９を覆うように、第２の半導体膜５１０を形成する。第２の半導体膜５１０には、一導電型を付与する不純物を添加しておく。ｎチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、第２の半導体膜５１０に、ｎ型を付与する不純物、例えばリンを添加すれば良い。具体的には、珪化物気体にＰＨ3などの不純物気体を加え、第２の半導体膜５１０を形成すれば良い。一導電型を有する第２の半導体膜５１０は、第１の半導体膜５０９と同様にセミアモルファス半導体、非晶質半導体で形成することができる。
【００７２】
本実施の形態では、第１の半導体膜５０９及び第２の半導体膜５１０として、セミアモルファス半導体を用いる例を示しているが、本発明はこの構成に限定されない。第１の半導体膜５０９または第２の半導体膜５１０は、非晶質半導体であっても良いし、多結晶半導体であっても良い。ただし結晶化の工程を行なう場合、絶縁膜５０２の耐熱性を考慮する必要がある。なお多結晶半導体は、結晶化の工程を設けずとも、スパッタ法、プラズマＣＶＤ法、熱ＣＶＤ法などで直接形成することも可能である。また半導体は珪素だけではなくシリコンゲルマニウムも用いることができる。シリコンゲルマニウムを用いる場合、ゲルマニウムの濃度は０．０１〜４．５ａｔｏｍｉｃ％程度であることが好ましい。
【００７３】
また本実施の形態では、第２の半導体膜５１０を第１の半導体膜５０９と接するように形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。第１の半導体膜５０９と第２の半導体膜５１０の間に、ＬＤＤ領域として機能する第３の半導体膜を形成しておいても良い。この場合、第３の半導体膜は、セミアモルファス半導体または非晶質半導体で形成する。そして、第３の半導体膜は、導電型を付与するための不純物を意図的に添加しなくとも、もともと弱いｎ型の導電型を示す。よって第３の半導体膜には、導電型を付与するための不純物を添加してもしなくても、ＬＤＤ領域として用いることができる。
【００７４】
次に図４（Ｃ）に示すように、第１の半導体膜５０９及び第２の半導体膜５１０のパターニングを行なう。第１の半導体膜５０９及び第２の半導体膜５１０のパターニングは、フォトリソグラフィ法を用いても良いし、液滴吐出法またはスクリーン印刷法、オフセット印刷法に代表される印刷法で形成されたレジストをマスクとして用いても良い。後者の場合、露光用のフォトマスクを別途用意しておく必要がなくなり、よってコストの削減に繋がる。上記パターニングにより、島状の第１の半導体膜５１１、５１２と、島状の第２の半導体膜５１３、５１４とが形成される。なお、島状の第１の半導体膜５１１と島状の第２の半導体膜５１３は重なっており、島状の第１の半導体膜５１２と島状の第２の半導体膜５１４は重なっている。
【００７５】
次に図５（Ａ）に示すように、ゲート絶縁膜５０８の一部をエッチングにより選択的に除去し、導電膜５０６を露出させる。ゲート絶縁膜５０８のエッチングには、フォトリソグラフィ法を用いても良いし、液滴吐出法または印刷法で形成されたレジストをマスクとして用いても良い。後者の場合、露光用のマスクを別途用意しておく必要がなくなり、よってコストの削減に繋がる。
【００７６】
次に図５（Ｂ）に示すように、配線５２０〜５２３を液滴吐出法または印刷法を用いて形成した後、図５（Ｃ）に示すように該配線５２０〜５２３をマスクとして用い、島状の第２の半導体膜５１３、５１４をエッチングする。島状の第２の半導体膜５１３、５１４のエッチングは、真空雰囲気下もしくは大気圧雰囲気下におけるドライエッチングで行なうことができる。
エッチングガスには、ＳＦ6、ＮＦ3、ＣＦ4などのフッ化物気体を用いることができる。そしてこのエッチングでは、島状の第１の半導体膜５１１、５１２と、島状の第２の半導体膜５１３、５１４との間で、エッチングの選択比がとれないので、処理時間を適宜調整して行なうこととなる。このエッチングにより、島状の第２の半導体膜５１３、５１４が一部露出する。そして、島状の第２の半導体膜５１３、５１４からソース領域またはドレイン領域として機能する島状の第２の半導体膜５２４〜５２７が形成される。
【００７７】
上記一連の工程により、ＴＦＴ５３０、５３１を形成することができる。ＴＦＴ５３０は、導電膜５０７がゲート電極として機能する。またＴＦＴ５３１は、導電膜５０５がゲート電極として機能する。
【００７８】
次に図６（Ａ）に示すように、ＴＦＴ５３０、５３１を覆うように層間絶縁膜５３２を形成する。層間絶縁膜５３２は、コンタクトホールを形成する際に用いるナノインプリントの種類によって、材料を変えるのが望ましい。本実施の形態では、層間絶縁膜５３２として光硬化性樹脂を用い、層間絶縁膜５３２に光ナノインプリントで開口部を形成する例を挙げる。光硬化性樹脂は、実施の形態１に列挙した材料を用いることができる。
【００７９】
そして予めパターンが形成されたモールド５３３を、図６（Ｂ）に示すように、例えば５〜１５ＭＰａの圧力で層間絶縁膜５３２に押し付ける。そして、モールド５３３を層間絶縁膜５３２に押し付けた状態で、層間絶縁膜５３２を硬化させる。上記構成により、モールド５３３に形成されたパターンが、層間絶縁膜５３２に転写される。なお光ナノインプリントを用いる場合、層間絶縁膜５３２を紫外光などの光を照射することにより、硬化させることができる。また光ナノインプリントの場合、モールド５３３と層間絶縁膜５３２との間に気泡が入ってしまうのを防ぐために、例えば１０-2Ｔｏｒｒ程度の減圧雰囲気下でモールド５３３を層間絶縁膜５３２に押し付け、硬化させるのが望ましい。
【００８０】
次に、モールド５３３を層間絶縁膜５３２から取り外す。このとき層間絶縁膜５３２に超音波を用いて振動を加えることで、層間絶縁膜５３２の変形を抑えながら、モールド５３３を層間絶縁膜５３２から取り外すことができる。モールド５３３を取り外すことで、パターンが形成された層間絶縁膜５３２を形成することができる。
【００８１】
次に図６（Ｃ）に示すように、パターンが形成された層間絶縁膜５３２の表面を、配線５２２の一部が露出するようにアッシング等で削っていき、コンタクトホール５３４を形成する。
【００８２】
そして図７（Ａ）に示すように、層間絶縁膜５３２上に、コンタクトホール５３４において配線５２２と接するような配線５３５を形成する。なお配線５３５の形成は、リソグラフィ法を用いていても良いし、液滴吐出法または印刷法を用いていても良い。
【００８３】
次に図７（Ｂ）に示すように、層間絶縁膜５３２及び配線５３５を覆って導電膜を形成した後、該導電膜をパターニングすることで、配線５３５に接続された第１の電極（陰極）５４０を形成する。なお本実施の形態では、第１の電極５４０が陰極、後に形成される第２の電極５４４が陽極に相当するが、本発明はこの構成に限定されない。第１の電極５４０が陽極、第２の電極５４４が陰極に相当していても良い。
【００８４】
陰極は、仕事関数の小さい金属、合金、電気伝導性化合物、およびこれらの混合物などを用いることができる。具体的には、ＬｉやＣｓ等のアルカリ金属、およびＭｇ、Ｃａ、Ｓｒ等のアルカリ土類金属、これらを含む合金（Ｍｇ：Ａｇ、Ａｌ：Ｌｉ、Ｍｇ：Ｉｎなど）、およびこれらの化合物（ＣａＦ2、ＣａＮ）の他、ＹｂやＥｒ等の希土類金属を用いることができる。また電子注入層を設ける場合、Ａｌなどの他の導電膜を用いることも可能である。また陰極側から光を取り出す場合は、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などその他の透光性酸化物導電材料を用いることが可能である。ＩＴＯ及び酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＳＯとする）や、酸化珪素を含んだ酸化インジウムに、さらに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを用いても良い。透光性酸化物導電材料を用いる場合、後に形成される電界発光層５４３に電子注入層を設けるのが望ましい。また透光性酸化物導電材料を用いずとも、陰極を光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で形成することで、陰極側から光を取り出すことができる。この場合、該陰極の上または下に接するように透光性酸化物導電材料を用いて透光性を有する導電膜を形成し、陰極のシート抵抗を抑えるようにしても良い。
【００８５】
なお第１の電極５４０は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄して、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、第１の電極５４０の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい。
【００８６】
次に隔壁５４２を、層間絶縁膜５３２上に形成する。隔壁５４２は、有機樹脂膜、無機絶縁膜またはシロキサン系絶縁膜を用いて形成することができる。有機樹脂膜ならば、例えばアクリル、ポリイミド、ポリアミドなど、無機絶縁膜ならば酸化珪素、窒化酸化珪素などを用いることができる。特に感光性の有機樹脂膜を隔壁５４２に用い、第１の電極５４０上に開口部５５０を形成し、その開口部５５０の側壁が連続した曲率を持って形成される傾斜面となるように形成することで、第１の電極５４０と後に形成される第２の電極５４４とが接続してしまうのを防ぐことができる。このとき、マスクを液滴吐出法または印刷法で形成することができる。また隔壁５４２自体を、液滴吐出法または印刷法で形成することもできる。なおシロキサン系絶縁膜は、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ−Ｓｉ結合を含む絶縁膜であり、置換基に水素の他、フッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有していても良い。
【００８７】
なお本実施の形態では、隔壁５４２として、ポジ型の感光性のアクリル樹脂を用いた例を示している。感光性の有機樹脂には、光、電子、イオンなどのエネルギー線が露光された箇所が除去されるポジ型と、露光された箇所が残るネガ型とがある。本発明ではネガ型の有機樹脂膜を用いても良い。また感光性のポリイミドを用いて隔壁５４２を形成しても良い。ネガ型のアクリルを用いて隔壁５４２を形成した場合、開口部における端部が、Ｓ字状の断面形状となる。このとき開口部５５０の上端部及び下端部における曲率半径は、０．２〜２μｍとすることが望ましい。
【００８８】
上記構成により、後に形成される電界発光層５４３や第２の電極５４４のカバレッジを良好とすることができ、第１の電極５４０と第２の電極５４４が、電界発光層５４３に形成された穴においてショートするのを防ぐことができる。また電界発光層５４３の応力を緩和させることで、発光領域が減少するシュリンクとよばれる不良を低減させることができ、信頼性を高めることができる。
【００８９】
なお液滴吐出法で隔壁５４２を形成する場合、隔壁５４２を形成する前に開口部５５０となる領域に撥液性を有する有機材料を液滴吐出法または印刷法などを用いて塗布しておいても良い。この場合、隔壁５４２を形成した後、撥液性を有する有機材料を除去することで、開口部を形成することができる。撥液性を有する有機材料として、フルオロアルキルシラン（ＦＡＳ）などのシランカップリング剤を用いることができる。フルオロアルキルシランとして、例えばヘプタデカフルオロデシルトリメトキシシラン、ヘキシルトリメトキシシラン、トリデカフルオロオクチルトリメトキシシランなどを用いることができる。またその他のシランカップリング剤として、例えばビニルトリメトキシシラン、ビニルトリエトキシシラン、γ−クロロプロピルトリメトキシシラン、γ−アミノプロピルトリエトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン、Ｎ−（β−アミノエチル）−γ−アミノプロピルメチルジメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルトリメトキシシラン、γ−グリシドキシプロピルメチルジメトキシシラン、γ−メタクリロキシプロピルトリメトキシシシラン、γ−メタクリロキシプロピルメチルジメトキシシシラン、γ−メルカププロピルトリメトキシシランなどを用いることができる。また撥液性を有する有機材料の除去は、水またはエタノールによる洗浄、ＣＦ4、Ｏ2などを用いたドライエッチングで行なうことができる。
【００９０】
また電界発光層５４３を形成する前に、隔壁５４２及び第１の電極５４０に吸着した水分や酸素等を除去するために、大気雰囲気下で加熱処理または真空雰囲気下で加熱処理（真空ベーク）を行なっても良い。具体的には、基板の温度を２００℃〜４５０℃、好ましくは２５０〜３００℃で、０．５〜２０時間程度、真空雰囲気下で加熱処理を行なう。望ましくは３×１０-7Ｔｏｒｒ以下とし、可能であるならば３×１０-8Ｔｏｒｒ以下とするのが最も望ましい。そして、真空雰囲気下で加熱処理を行なった後に電界発光層５４３を形成する場合、電界発光層５４３を形成する直前まで当該基板を真空雰囲気下に置いておくことで、信頼性をより高めることができる。また真空ベークの前または後に、第１の電極５４０に紫外線を照射してもよい。
【００９１】
なお、層間絶縁膜５３２に接するように形成される電極（本実施例では第１の電極５４０）を、ＩＴＳＯのように透光性酸化物導電材料と酸化珪素を含む導電膜で形成し、層間絶縁膜５３２を窒化珪素で形成することで、第１の電極５４０と層間絶縁膜５３２を他の材料で形成した組み合わせよりも、発光素子の輝度を高めることができる。この場合、第１の電極５４０に含まれる酸化珪素によって、水分が付着しやすいので、上述した真空ベークは特に有効である。
【００９２】
次に、第１の電極５４０上に電界発光層５４３を形成する。電界発光層５４３は、単数または複数の層からなり、各層には有機材料のみならず無機材料が含まれていても良い。電界発光層５４３は陰極に用いられる材料の仕事関数が十分小さくない場合、電子注入層を設けることが望ましい。
【００９３】
次に、電界発光層５４３を覆うように第２の電極（陰極）５４４を形成する。第１の電極５４０、電界発光層５４３、第２の電極５４４は、隔壁５４２の開口部において重なり合っており、該重なり合っている部分が発光素子５４５に相当する。
【００９４】
なおモノクロの画像を表示する場合、もしくは白色の発光素子とカラーフィルターを用いてカラーの画像を表示する場合、電界発光層５４３の構造は全ての画素において同じである。三原色の光をそれぞれ発する３つの発光素子を用いてカラーの画像を表示する場合、電界発光層５４３は、対応する色ごとに材料、積層する層または膜厚を変えて塗り分けても良い。電界発光層を塗り分ける場合、液滴吐出法は材料の無駄がなく、工程も簡素化できるので、非常に有効である。なおカラーは、混色を用いたフルカラーであっても良いし、単一の色相を有する複数の画素を特定のエリアごとに配したエリアカラーであっても良い。
【００９５】
なおカラーフィルターは、特定の波長領域の光を透過させることができる着色層と、場合によっては該着色層に加え、可視光を遮蔽することができる遮蔽膜とを有する場合がある。そしてカラーフィルターは、発光素子を封止するためのカバー材上に形成する場合もあれば、基板に形成する場合もありうる。いずれの場合においても、着色層または遮蔽膜は、印刷法または液滴吐出法を用いて形成することが可能である。
【００９６】
また電界発光層５４３は、高分子系有機化合物、中分子系有機化合物、低分子系有機化合物、無機化合物のいずれを用いていても、液滴吐出法で形成することが可能である。また中分子系有機化合物、低分子系有機化合物、無機化合物は蒸着法で形成しても良い。
【００９７】
第２の電極５４４は、透明導電膜を用いることができる。透明導電膜として、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化インジウム亜鉛（ＩＺＯ）、ガリウムを添加した酸化亜鉛（ＧＺＯ）などその他の透光性酸化物導電材料を用いることが可能である。ＩＴＯ及び酸化珪素を含む酸化インジウムスズ（以下、ＩＴＳＯとする）や、酸化珪素を含んだ酸化インジウムに、さらに２〜２０％の酸化亜鉛（ＺｎＯ）を混合したものを用いても良い。また第１の電極５４０として上記透光性酸化物導電材料の他に、例えばＴｉＮ、ＺｒＮ、Ｔｉ、Ｗ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ａｇ、Ａｌ等の１つまたは複数からなる単層膜の他、窒化チタンとアルミニウムを主成分とする膜との積層、窒化チタン膜とアルミニウムを主成分とする膜と窒化チタン膜との三層構造等を用いることができる。ただし透光性酸化物導電材料以外の材料で陽極側から光を取り出す場合、光が透過する程度の膜厚（好ましくは、５ｎｍ〜３０ｎｍ程度）で形成する。
【００９８】
なお、発光素子５４５からの光の取り出しは、第１の電極５４０側からであっても良いし、第２の電極５４４側からであっても良いし、その両方からであっても良い。上記３つの構成にうち、目的とする構成に合わせて、陽極、陰極ぞれぞれの材料及び膜厚を選択するようにする。本実施の形態のように第２の電極５４４側から光の取り出す場合、第１の電極５４０側から光の取り出す場合に比べて、光の取り出し効率を高めることができるので、より低い消費電力で高い輝度を得ることができる。
【００９９】
なお発光素子５４５を形成したら、第２の電極５４４上に、保護膜を形成しても良い。保護膜は層間絶縁膜５３２と同様に、水分や酸素などの発光素子の劣化を促進させる原因となる物質を、他の絶縁膜と比較して透過させにくい膜を用いる。代表的には、例えばＤＬＣ膜、窒化炭素膜、ＲＦスパッタ法またはＣＶＤ法で形成された窒化珪素膜等を用いるのが望ましい。また、例えば窒化炭素膜と窒化珪素を積層した膜、ポリスチレンを積層した膜など、を保護膜として用いても良い。また上述した水分や酸素などの物質を透過させにくい膜と、該膜に比べて水分や酸素などの物質を透過させやすいが内部応力の低い膜とを積層させて、保護膜として用いることも可能である。本実施の形態では窒化珪素を用いる。保護膜として窒化珪素を用いる場合、低い成膜温度で緻密な保護膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、保護膜中に混入させると良い。
【０１００】
図８（Ａ）に、図７（Ｂ）に示す発光装置の上面図を示す。図７（Ｂ）は、図８（Ａ）のＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’における断面図に相当する。なお図８（Ａ）では構造をより分かりやすくするため、電界発光層５４３、第２の電極５４４は省略して図示する。配線５２０は信号線として機能する。導電膜５０６と導電膜５０５は繋がっている。配線５２３は電源線として機能する。図８（Ｂ）に、導電膜５０５〜５０７を形成するための、モールド５０３のパターンを示す。
【０１０１】
なお図７（Ｂ）まで完成したら、発光素子５４５が外気に曝されないように、シール剤を用いて基板５０１とカバー材との間に発光素子５４５を封入する。その際、基板５０１とカバー材とで囲まれる領域を不活性雰囲気にしたり、内部に吸湿性材料（例えば酸化バリウム）を配置したりすると発光素子５４５の信頼性を向上させることができる。
【０１０２】
なお本発明の作製方法は、必ずしも上述した形態に限定されない。上述した実施の形態は、本発明の一形態について具体的に説明しただけであり、本発明は、上述した実施例に限定されるものではなく、発明の技術的思想に基づく各種の変形が可能である。
【０１０３】
なお、上記方法を用いて作製される半導体素子を、プラスチックなどの可撓性を有する基板上に転写することで、半導体装置を形成しても良い。転写は、基板と半導体素子の間に金属酸化膜を設け、該金属酸化膜を結晶化により脆弱化して半導体素子を剥離し、転写する方法、基板と半導体素子の間に水素を含む非晶質珪素膜を設け、レーザ光の照射またはエッチングにより該非晶質珪素膜を除去することで基板と半導体素子とを剥離し、転写する方法、半導体素子が形成された基板を機械的に削除または溶液やガスによるエッチングで除去することで半導体素子を基板から切り離し、転写する方法等、様々な方法を用いることができる。なお転写は、表示素子を作製する前に行なっても良いし、作製した後に転写しても良い。
【０１０４】
なお本実施の形態では、画素部を形成する工程について説明したが、セミアモルファス半導体を第１の半導体膜として用いる場合、走査線駆動回路を画素部と同じ基板上に形成することが可能である。またアモルファス半導体を用いたＴＦＴで画素部を形成し、該画素部が形成された基板に別途形成された駆動回路を貼り付けても良い。
【０１０５】
本実施の形態は、上記実施の形態と組み合わせて実施することができる。
【０１０６】
なお図３〜図８では、導電膜５０６の一部を露出させるためのゲート絶縁膜５０８のエッチングに、フォトリソグラフィ法を用いたり、液滴吐出法または印刷法で形成されたレジストをマスクとして用いたりしているが、本発明はこの構成に限定されない。例えば、第２の半導体膜５１０に接する配線をマスクとして用いてゲート絶縁膜５０８をエッチングし、導電膜５０６の一部を露出させても良い。この場合ゲート絶縁膜のエッチングを行なった後、液滴吐出法を用いて、導電膜５０６の露出した部分と、マスクとして用いた配線とを接続するような導電膜を形成しても良い。また例えば、ゲート絶縁膜５０８を形成する前に、導電膜５０６の一部と重なるようにピラーを形成しておいても良い。ピラーは、ピラーを形成したい領域に、導電材料を含む溶液を、液滴が重なるように複数回滴下することで形成できる。そしてゲート絶縁膜５０８は、ピラーと重なる部分において膜厚が著しく薄くなるため、該ゲート絶縁膜５０８上に形成された配線とピラーとを電気的に接続することができる。
【０１０７】
また図３〜図８では、第１の半導体膜５０９と第２の半導体膜５１０を共にパターニングしているが、本発明の発光装置はこの作製方法に限定されない。次に図９を用いて、第１の半導体膜５０９と第２の半導体膜５１０を、異なるマスクを用いてパターニングする例について説明する。
【０１０８】
まず上述した作製方法に従って、第１の半導体膜５０９まで同様に形成する。次に図９（Ａ）に示すように、第１の半導体膜５０９をパターニングし、島状の第１の半導体膜５６０、５６１を形成する。そして、ゲート絶縁膜５０８の一部をエッチングにより除去し、導電膜５０６を露出させる。
【０１０９】
次に図９（Ｂ）に示すように、島状の第１の半導体膜５６０、５６１及び導電膜５０６の露出した部分を覆うように、ゲート絶縁膜５０８上に第２の半導体膜を形成する。ＬＤＤ領域として用いる第３の半導体膜を形成する場合は、第１の半導体膜５０９を形成した後、第３の半導体膜を形成し、それから第２の半導体膜５６２を形成する。
【０１１０】
次に図９（Ｃ）に示すように、液滴吐出法または印刷法で配線５６３〜５６６を形成する。そして配線５６３〜５６６をマスクとして用い、第２の半導体膜５６２をパターニングすることで、ソース領域またはドレイン領域として機能する島状の第２の半導体膜５６７〜５７０が形成される。その後は、図３〜図８に示した作製方法と同様に、層間絶縁膜の形成以降の工程を同様に行なうことができる。
【０１１１】
また図３〜図８、図９では、ＴＦＴを覆って層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜上に第１の電極を形成しているが、本発明はこの構成に限定されない。第１の電極をゲート絶縁膜上に形成するようにしても良い。図１０（Ａ）に、第１の電極をゲート絶縁膜上に形成した場合の、画素の断面図を示す。図１０（Ａ）では、ＴＦＴ５８０に接続された配線５８１に接するように、第１の電極５８２がゲート絶縁膜５８３上に形成されている。そして第１の電極５８２の一部と、ＴＦＴ５８０、５８１とを覆うように、隔壁５８４が形成されている。隔壁５８４は開口部５８５を有しており、該開口部５８５において第１の電極５８２、電界発光層５８６、第２の電極５８７が重なり合うことで、発光素子５８８が形成されている。
【０１１２】
また本発明では、図３〜図９、図１０（Ａ）に示す発光装置において、第１の半導体膜と第２の半導体膜の間にチャネル保護膜を形成しておいても良い。図１０（Ａ）に、図３〜図８に示した発光装置において、チャネル保護膜を形成した場合の、画素の断面図を示す。
【０１１３】
図１０（Ａ）において、ＴＦＴ５９０は島状の第１の半導体膜５９１と、ソース領域またはドレイン領域として機能する島状の第２の半導体膜５９２、５９３を有している。さらに第１の半導体膜５９１と島状の第２の半導体膜５９２、５９３の間には、第１の半導体膜５９１を覆うようにチャネル保護膜５９４が形成されている。また同様に、ＴＦＴ５９５は島状の第１の半導体膜５９６と、ソース領域またはドレイン領域として機能する島状の第２の半導体膜５９７、５９８を有している。さらに第１の半導体膜５９６と島状の第２の半導体膜５９７、５９８の間には、第１の半導体膜５９６を覆うようにチャネル保護膜５９９が形成されている。
【０１１４】
チャネル保護膜５９４、５９９は液滴吐出法または印刷法を用いて形成しても良いし、ＣＶＤ法、スパッタ法などを用いて形成しても良い。チャネル保護膜５９４、５９９として、酸化珪素、窒化珪素、窒化酸化珪素などの無機絶縁膜、シロキサン系絶縁膜などを用いることができる。またこれらの膜を積層し、チャネル保護膜５９４、５９９として用いても良い。本実施の形態では、プラズマＣＶＤ法で形成された窒化珪素、液滴吐出法で形成されたシロキサン系絶縁膜を積層して、チャネル保護膜５９４、５９９として用いる。チャネル保護膜５９４、５９９を形成することで、島状の第２の半導体膜５９２、５９３、５９７、５９８をエッチングにより形成する際、チャネル保護膜５９４、５９９によって、島状の第１の半導体膜５９１、５９６がオーバーエッチングされるのを防ぐことができる。
【０１１５】
一方、チャネル保護膜を形成しない場合は、ゲート絶縁膜及び第１の半導体膜、場合によってはゲート絶縁膜、第１の半導体膜及び第２の半導体膜とを、大気に触れさせることなく連続して形成することが可能である。すなわち、大気成分や大気中に浮遊する汚染物質に汚染されることなく各膜どうしの界面を形成することができるので、ＴＦＴ特性のばらつきを低減することができる。
【０１１６】
なお、上記図３〜図１０に示した発光装置では、ゲート電極として機能する導電膜を各ＴＦＴが１つづつ有しているが、本発明はこの構成に限定されない。各ＴＦＴがマルチゲート構造を有していても良い。マルチゲート構造とは、直列に接続され、なおかつゲート電極が接続された複数のＴＦＴが、第１の半導体膜を共有しているような構成を意味する。マルチゲート構造とすることで、ＴＦＴのオフ電流を低減させることができる。
【実施例１】
【０１１７】
本実施例では、ナノインプリント法によりパターンが転写された絶縁膜に、液滴吐出法で導電膜を形成する際の、ノズルの走査方向について説明する。
【０１１８】
図１１（Ａ）では、走査線と、該走査線に接続されたゲート電極とに対応する開口部８０２が、絶縁膜８０１に形成されている。８０３は液滴を開口部８０２に吐出するのに用いるノズルであり、図１１（Ａ）では、開口部８０２のゲート電極に対応する領域に、複数のノズル８０３から一斉に液滴が吐出されている。
【０１１９】
そして、開口部８０２のゲート電極に対応する領域に液滴を吐出し終えたら、次に図１１（Ｂ）に示すように、開口部８０２の走査線に対応する領域に液滴を吐出する。図１１（Ｂ）では、開口部８０２の走査線に対応する領域への液滴の吐出も、複数のノズル８０４を用いて一斉に行なっている。
【０１２０】
なお複数のノズル８０４を用いて一斉に液滴を吐出する場合、液滴を吐出する工程にかかる時間を短縮化することができる。しかし本発明はこの構成に限定されず、液滴の吐出に用いるノズル８０４の数は、単数でも複数でもどちらでも良い。また本実施例では、開口部８０２のゲート電極に対応する領域に液滴を吐出した後、開口部８０２の走査線に対応する領域に液滴を吐出しているが、液滴を吐出する順序はこれに限定されず、逆であっても良い。
【０１２１】
またノズルからの液滴の吐出量は、ノズルの走査方向に対して垂直の方向における開口部の幅に合わせて、適宜設定するのが望ましい。図１１（Ａ）、図１１（Ｂ）では、開口部８０２の走査線に対応する領域の方が、開口部８０２のゲート電極に対応する領域よりも幅が大きいので、液滴を吐出する工程にかかる時間を短縮化するために、滴下する液滴の吐出量を増やすことが望ましい。
【０１２２】
なお本実施例は、上記実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
【実施例２】
【０１２３】
本実施例では、モールドの位置合わせの方法について説明する。
【０１２４】
図１２（Ａ）に、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）などの撮像装置６０５を用いて、基板６００とモールド６０２の位置合わせを行なっている様子を示す。なお本実施例では、半導体膜をパターニングすることで、位置合わせの基準となる基板６００側のマーカー６０３と、島状の第１の半導体膜６０４とを共に形成している。また位置合わせの基準となるモールド６０２側のマーカー６０１は、モールド６０２に形成されたパターンの一部を用いている。
【０１２５】
そして図１２（Ａ）では、撮像装置６０５を用いて、モールド６０２と基板６００の間から、マーカー６０１とマーカー６０３を撮影することで、モールド６０２と基板６００の位置合わせを行なう。上記構成により、モールド６０２の透光性が低い場合でも、モールド６０２と基板６００の位置合わせを行なうことができる。
【０１２６】
次に図１２（Ｂ）に、モールド６０２が透光性を有している場合において、基板６００とモールド６０２の位置合わせを行なっている様子を示す。なお図１２（Ｂ）では、図１２（Ａ）において既に示したものに対し、同じ符号を付す。図１２（Ｂ）では、撮像装置６０５を用いて、モールド６０２に対し基板６００の反対側から、モールド６０２を通してマーカー６０１とマーカー６０３を撮影することで、モールド６０２と基板６００の位置合わせを行なう。上記構成の場合、一方向のみの撮影が可能であるような撮像装置６０５を用いればよい。
【０１２７】
本実施例は、上記実施例または実施の形態と組み合わせて実施することが可能である。
【実施例３】
【０１２８】
本実施例では、１枚の基板上に複数の半導体装置を形成する場合において、モールドを用いてパターンを形成する例について説明する。
【０１２９】
図１３（Ａ）に、絶縁膜７０２が形成された基板７０１と、モールド７０３の様子を示す。モールド７０３には、各半導体装置に対応したパターンが形成されている。そして、絶縁膜７０２にモールド７０３を押し付け、絶縁膜７０２にパターンを形成する。
【０１３０】
次にモールド７０３を絶縁膜７０２から取り外す。図１３（Ｂ）に、パターンが形成された後の、絶縁膜７０２の様子を示す。次に図１３（Ｃ）に示すように、パターンが形成された絶縁膜７０２に、液滴吐出法で液滴を吐出することで、パターニングされた導電膜を形成することができる。
【０１３１】
なお本実施例では、モールドを用いて大型基板に一回でパターンを形成する例を示したが、本発明はこの構成に限定されない。大型基板に複数回に分けてモールドを押し付け、パターンを形成するようにしても良い。ただしこの場合、光ナノインプリントを用い、パターンを形成する領域を順に選択的に露光するようにする。
【０１３２】
フォトリソグラフィ法を用いる場合、基板が大型化するとフォトマスクの価格もそれに伴って上昇してしまう。さらに一度に露光できる面積が限られているので、パターニングにかかるトータルの時間も長くなるという問題があった。しかし本発明のようにナノインプリント法を用いる場合、フォトマスクを用いる必要はなく、さらにパターンを形成する基板が大型化しても、パターンを形成するのにかかる時間を抑えることができる。
【０１３３】
本実施例は、上記実施の形態または実施例と組み合わせて実施することが可能である。
【実施例４】
【０１３４】
本発明の作製方法を用いて形成される半導体装置は、様々な電子機器に用いることができる。具体的に本発明を用いた電子機器として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ（ヘッドマウントディスプレイ）、ナビゲーションシステム、音響再生装置（カーオーディオ、オーディオコンポ等）、パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末（モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機または電子書籍等）、記録媒体を備えた画像再生装置（代表的にはＤＶＤ：Ｄｉｇｉｔａｌ Ｖｅｒｓａｔｉｌｅ Ｄｉｓｃ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを有する装置）などが挙げられる。これら電子機器の具体例を図１２に示す。
【０１３５】
図１４（Ａ）はパーソナルコンピュータであり、本体２１０１、表示部２１０２、操作キー２１０３、スピーカー部２１０４等を含む。本発明を用いた半導体装置は、表示部２１０２及びその他信号処理用の回路に用いることができる。
【０１３６】
図１４（Ｂ）はゴーグル型表示装置であり、本体２２０１、表示部２２０２、イヤホン２２０３、支持部２２０４とを有している。本発明を用いた半導体装置は、表示部２２０２及びその他信号処理用の回路に用いることができる。支持部２２０４は、ゴーグル型表示装置を頭部自体に固定するタイプであっても良いし、使用者の身体のうち、頭部以外の部分に固定するタイプであっても良い。
【０１３７】
図１４（Ｃ）は表示装置であり、筐体２４０１、表示部２４０２、スピーカー部２４０３等を含む。本発明を用いた半導体装置は、表示部２４０２及びその他信号処理用の回路に用いることができる。なお、表示装置には、パーソナルコンピュータ用、ＴＶ放送受信用、広告表示用などの全ての情報表示用表示装置が含まれる。
【０１３８】
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、あらゆる分野の電子機器に用いることが可能である。また本実施例は、上記実施の形態または実施例と組み合わせて実施することが可能である。
【実施例５】
【０１３９】
本実施例では、モールドの具体的な作製方法について、一例を挙げて説明する。
【０１４０】
まず図１５（Ａ）に示すように、モールドの支持体１５０１上に、ポジ型のフォトレジストを用いてレジスト層１５０２を形成する。次にＥＢ（電子線描画）を用いて、パターンを描画するように露光を行なう。そして露光を行なったレジスト層１５０２を現像することで、図１５（Ｂ）に示すように、レジスト層１５０２にパターンを形成することができる。具体的に図１５（Ｂ）では、複数の開口部１５０４がレジスト層１５０２に形成されている。
【０１４１】
次に図１５（Ｃ）に示すように、パターンが形成されたレジスト層１５０２を覆うように、支持体１５０１上に第１の導電膜１５０３を形成する。第１の導電膜１５０３は、スパッタ法などを用いて形成することができる。そして図１５（Ｄ）に示すように、電気鍍金により、第１の導電膜１５０３に接するように、第２の導電膜１５０５を形成する。このとき、レジスト層１５０２に形成された複数の開口部１５０４は、第１の導電膜１５０３、第２の導電膜１５０５によって填塞された状態となる。
【０１４２】
なお第１の導電膜１５０３と第２の導電膜１５０５に用いられる材料は、設計者が適宜選択することが可能である。本実施例では、第１の導電膜１５０３としてアルミニウムまたはアルミニウムを含む合金を用い、第２の導電膜１５０５としてクロムまたは銅を用いる。
【０１４３】
次に図１５（Ｅ）に示すように、第１の導電膜１５０３及び第２の導電膜１５０５を、パターンが形成されたレジスト層１５０２から取り外す。第１の導電膜１５０３及び第２の導電膜１５０５は、レジスト層１５０２のパターンが転写されており、モールドとして用いることが可能である。
【０１４４】
なお、図１５（Ｅ）に示すようにモールドが形成されたら、実際にナノインプリント法で該モールドを用いる前に、モールドのパターンが形成されている面に、剥離剤を塗布しておく。なお剥離剤は、モールドを絶縁膜に押し付けた後、絶縁膜から該モールドを取り外す際に、絶縁膜にかかる応力を低減させる効果を有する。図１５（Ｅ）では、第１の導電膜１５０３の表面に、剥離剤を塗布し、モールドの剥離をスムーズに行なえるようにする。具体的に剥離剤として、パーフルオロポリオキセタンなどのフッ素系樹脂や、ｎ−トリフロロ（１，１，２，２−テトラヒドロ）プロピルシラザン、ｎ−ヘプタフロロ（１，１，２，２−テトラヒドロ）ペンチルシラザン、ｎ−ノナフロロ（１，１，２，２−テトラヒドロ）ヘキシルシラザン、ｎ−トリデオフロロ（１，１，２，２−テトラヒドロ）オクチルシラザン、ｎ−ヘプタデカフロロ（１，１，２，２−テトラヒドロ）デシルシラザンなどのフッ素置換アルキル基含有有機ケイ素化合物を用いることができる。
【０１４５】
本実施例は、上記実施の形態または実施例と組み合わせて実施することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１４６】
【図１】本発明の半導体装置の作製方法に用いられる、導電膜の作製方法を示す図。
【図２】本発明の半導体装置の作製方法に用いられる、コンタクトホールまたは開口部の作製方法を示す図。
【図３】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図４】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図５】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図６】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図７】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図８】本発明の半導体装置の作製方法を用いて形成された、画素の上面図及びモールドのパターンを示す図。
【図９】本発明の半導体装置の作製方法を示す図。
【図１０】本発明の半導体装置の断面図。
【図１１】ノズルの走査方向を示す図。
【図１２】モールドの位置合わせの様子を示す図。
【図１３】ナノインプリント法で大型基板にパターンを形成している様子を示す図。
【図１４】本発明を用いた電子機器の図。
【図１５】モールドの作製方法を示す図。
【符号の説明】
【０１４７】
１０１ 基板
１０２ 絶縁膜
１０３ モールド
１０４ 開口部
１０５ 導電膜
２０１ 配線
２０２ 絶縁膜
２０３ モールド
２０４ コンタクトホール
５０１ 基板
５０２ 絶縁膜
５０３ モールド
５０４ 開口部
５０５ 導電膜
５０６ 導電膜
５０７ 導電膜
５０８ ゲート絶縁膜
５０９ 半導体膜
５１０ 半導体膜
５１１ 半導体膜
５１２ 半導体膜
５１３ 半導体膜
５１４ 半導体膜
５２０ 配線
５２２ 配線
５２３ 配線
５２４ 半導体膜
５２７ 配線
５３０ ＴＦＴ
５３１ ＴＦＴ
５３２ 層間絶縁膜
５３３ モールド
５３４ コンタクトホール
５３５ 配線
５４０ 第１の電極
５４２ 隔壁
５４３ 電界発光層
５４４ 第２の電極
５４５ 発光素子
５５０ 開口部
５６０ 半導体膜
５６２ 半導体膜
５６３ 配線
５６７ 半導体膜
５８０ ＴＦＴ
５８１ 配線
５８２ 第１の電極
５８３ ゲート絶縁膜
５８４ 隔壁
５８５ 開口部
５８６ 電界発光層
５８７ 第２の電極
５８８ 発光素子
５９０ ＴＦＴ
５９１ 半導体膜
５９２ 半導体膜
５９４ チャネル保護膜
５９５ ＴＦＴ
５９６ 半導体膜
５９７ 半導体膜
５９９ チャネル保護膜
６００ 基板
６０１ マーカー
６０２ モールド
６０３ マーカー
６０４ 半導体膜
６０５ 撮像装置
７０１ 基板
７０２ 絶縁膜
７０３ モールド
８０１ 絶縁膜
８０２ 開口部
８０３ ノズル
８０４ ノズル
１５０１ 支持体
１５０２ レジスト層
１５０４ 開口部
１５０３ 導電膜
１５０５ 導電膜
２１０１ 本体
２１０２ 表示部
２１０３ 操作キー
２１０４ スピーカー部
２２０１ 本体
２２０２ 表示部
２２０３ イヤホン
２２０４ 支持部
２４０１ 筐体
２４０２ 表示部
２４０３ スピーカー部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
パターンが形成されたモールドを絶縁膜に押し付けた状態で前記絶縁膜の硬化を行なった後、前記モールドを取り外すことで、前記絶縁膜に凹部を形成し、
導電材料を有する液滴を吐出することにより、前記凹部に導電膜を形成し、
前記導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に島状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
パターンが形成されたモールドを絶縁膜に押し付けた状態で前記絶縁膜の硬化を行なった後、前記モールドを取り外すことで、前記絶縁膜に凹部を形成し、
導電材料を有する液滴を吐出することにより、前記凹部に導電膜を形成し、
前記導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の島状の半導体膜を形成し、
前記第１の島状の半導体膜上に、不純物が添加された一対の第２の島状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
第１のパターンが形成された第１のモールドを絶縁膜に押し付けた状態で前記絶縁膜の硬化を行なった後、前記第１のモールドを取り外すことで、前記絶縁膜に第１の凹部を形成し、
導電材料を有する液滴を吐出することにより、前記第１の凹部に導電膜を形成し、
前記導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の島状の半導体膜と、前記第１の島状の半導体膜上に不純物が添加された一対の第２の島状の半導体膜と、前記第２の島状の半導体膜に接する配線とを形成し、
前記配線上に層間絶縁膜を形成し、
第２のパターンが形成された第２のモールドを層間絶縁膜に押し付けた状態で前記層間絶縁膜の硬化を行なった後、前記第２のモールドを取り外すことで、前記層間絶縁膜に第２の凹部を形成し、
前記配線が露出するように前記第２の凹部が形成された前記層間絶縁膜の表面を削ることで、前記絶縁膜にコンタクトホールを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
パターンが形成されたモールドを絶縁膜に押し付けた状態で、紫外光の照射により前記絶縁膜の硬化を行なった後、前記モールドを取り外すことで、前記絶縁膜に凹部を形成し、
導電材料を有する液滴を吐出することにより、前記凹部に導電膜を形成し、
前記導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に島状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
パターンが形成されたモールドを絶縁膜に押し付けた状態で、紫外光の照射により前記絶縁膜の硬化を行なった後、前記モールドを取り外すことで、前記絶縁膜に凹部を形成し、
導電材料を有する液滴を吐出することにより、前記凹部に導電膜を形成し、
前記導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の島状の半導体膜を形成し、
前記第１の島状の半導体膜上に、不純物が添加された一対の第２の島状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
第１のパターンが形成された第１のモールドを絶縁膜に押し付けた状態で、紫外光の照射により前記絶縁膜の硬化を行なった後、前記第１のモールドを取り外すことで、前記絶縁膜に第１の凹部を形成し、
導電材料を有する液滴を吐出することにより、前記第１の凹部に導電膜を形成し、
前記導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の島状の半導体膜と、前記第１の島状の半導体膜上に不純物が添加された一対の第２の島状の半導体膜と、前記第２の島状の半導体膜に接する配線とを形成し、
前記配線上に層間絶縁膜を形成し、
第２のパターンが形成された第２のモールドを層間絶縁膜に押し付けた状態で前記層間絶縁膜の硬化を行なった後、前記第２のモールドを取り外すことで、前記層間絶縁膜に第２の凹部を形成し、
前記配線が露出するように前記第２の凹部が形成された前記層間絶縁膜の表面を削ることで、前記絶縁膜にコンタクトホールを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれか１項において、前記絶縁膜は光硬化性樹脂であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
請求項４乃至請求項６のいずれか１項において、前記モールドは前記紫外光を透過することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項１】
パターンが形成されたモールドを絶縁膜に押し付けた状態で前記絶縁膜の硬化を行なった後、前記モールドを取り外すことで、前記絶縁膜に凹部を形成し、
導電材料を有する液滴を吐出することにより、前記凹部に導電膜を形成し、
前記導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に島状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項２】
パターンが形成されたモールドを絶縁膜に押し付けた状態で前記絶縁膜の硬化を行なった後、前記モールドを取り外すことで、前記絶縁膜に凹部を形成し、
導電材料を有する液滴を吐出することにより、前記凹部に導電膜を形成し、
前記導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の島状の半導体膜を形成し、
前記第１の島状の半導体膜上に、不純物が添加された一対の第２の島状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項３】
第１のパターンが形成された第１のモールドを絶縁膜に押し付けた状態で前記絶縁膜の硬化を行なった後、前記第１のモールドを取り外すことで、前記絶縁膜に第１の凹部を形成し、
導電材料を有する液滴を吐出することにより、前記第１の凹部に導電膜を形成し、
前記導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の島状の半導体膜と、前記第１の島状の半導体膜上に不純物が添加された一対の第２の島状の半導体膜と、前記第２の島状の半導体膜に接する配線とを形成し、
前記配線上に層間絶縁膜を形成し、
第２のパターンが形成された第２のモールドを層間絶縁膜に押し付けた状態で前記層間絶縁膜の硬化を行なった後、前記第２のモールドを取り外すことで、前記層間絶縁膜に第２の凹部を形成し、
前記配線が露出するように前記第２の凹部が形成された前記層間絶縁膜の表面を削ることで、前記絶縁膜にコンタクトホールを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項４】
パターンが形成されたモールドを絶縁膜に押し付けた状態で、紫外光の照射により前記絶縁膜の硬化を行なった後、前記モールドを取り外すことで、前記絶縁膜に凹部を形成し、
導電材料を有する液滴を吐出することにより、前記凹部に導電膜を形成し、
前記導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に島状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項５】
パターンが形成されたモールドを絶縁膜に押し付けた状態で、紫外光の照射により前記絶縁膜の硬化を行なった後、前記モールドを取り外すことで、前記絶縁膜に凹部を形成し、
導電材料を有する液滴を吐出することにより、前記凹部に導電膜を形成し、
前記導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の島状の半導体膜を形成し、
前記第１の島状の半導体膜上に、不純物が添加された一対の第２の島状の半導体膜を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項６】
第１のパターンが形成された第１のモールドを絶縁膜に押し付けた状態で、紫外光の照射により前記絶縁膜の硬化を行なった後、前記第１のモールドを取り外すことで、前記絶縁膜に第１の凹部を形成し、
導電材料を有する液滴を吐出することにより、前記第１の凹部に導電膜を形成し、
前記導電膜を覆うようにゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に第１の島状の半導体膜と、前記第１の島状の半導体膜上に不純物が添加された一対の第２の島状の半導体膜と、前記第２の島状の半導体膜に接する配線とを形成し、
前記配線上に層間絶縁膜を形成し、
第２のパターンが形成された第２のモールドを層間絶縁膜に押し付けた状態で前記層間絶縁膜の硬化を行なった後、前記第２のモールドを取り外すことで、前記層間絶縁膜に第２の凹部を形成し、
前記配線が露出するように前記第２の凹部が形成された前記層間絶縁膜の表面を削ることで、前記絶縁膜にコンタクトホールを形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項７】
請求項４乃至請求項６のいずれか１項において、前記絶縁膜は光硬化性樹脂であることを特徴とする半導体装置の作製方法。
【請求項８】
請求項４乃至請求項６のいずれか１項において、前記モールドは前記紫外光を透過することを特徴とする半導体装置の作製方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【公開番号】特開２００６−５１０９（Ｐ２００６−５１０９Ａ）
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−１７９０２７（Ｐ２００４−１７９０２７）
【出願日】平成１６年６月１７日（２００４．６．１７）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年１月５日（２００６．１．５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年６月１７日（２００４．６．１７）
【出願人】（０００１５３８７８）株式会社半導体エネルギー研究所 (5,264)
【Ｆターム（参考）】
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