配線の作製方法
スピン塗布によりレジストの被膜を形成する場合、無駄となってしまうレジスト材料が存在し、さらに、必要に応じて端面洗浄の工程が増えてしまう。また、真空装置を用いて、基板上に薄膜を成膜する際には、チャンバー内を真空にする特別な装置や設備が必要で、製造コストが高くなってしまう。本発明は、絶縁表面を有する基板上に、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により選択的に導電層を形成するステップと、前記導電層に接するように、組成物を吐出してレジストマスクを形成するステップと、前記レジストマスクを用いて、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段により前記導電層をエッチングするステップと、大気圧又は大気圧近傍下で、前記プラズマ発生手段により前記レジストマスクをアッシングするステップを有することを特徴とする。上記特徴により、材料の利用効率を向上させて、製造コストの低減を実現する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
本発明は、配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法に関し、より詳しくは液滴噴射法（インクジェット法、液滴吐出法）を用いたレジストパターンなどの薄膜の作製方法、ＣＶＤ（化学気相成長）法、蒸着法又はスパッタ法による薄膜の作製方法、大気圧又は大気圧近傍下で行う局所的なエッチング処理方法、アッシング処理方法のいずれかの方法を用いた配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法に関する。また、薄膜を成膜する半導体製造装置に関する。
【背景技術】
絶縁表面上の薄膜を用いて形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は集積回路等に広く応用され、多くの場合スイッチング素子として用いられる。そのうち、ＴＦＴを使用した表示パネルは、特に大型の表示装置に用途が拡大していることから、更に、画面サイズの高精細化、高開口率化、高信頼性、大型化の要求が高まっている。
このような薄膜トランジスタにおける配線の作製方法としては、基板の全面に導電層の被膜を形成し、その後マスクを用いてエッチング処理を行う方法がある。また、基板上に感光性樹脂（フォトレジスト）の被膜を形成し、パターンが描かれたマスクと紫外線を用いて露光現像するリソグラフイ技術が用いられる。この技術により形成したレジストパターンはエッチング処理の際にマスクとして用いられる（特許文献１参照。）。
（特許文献１） 特開２００２−３５９２４６号公報
また近年、ＣＲＴテレビにはない、薄型・軽量を実現する液晶テレビの普及が進んでいる。液晶テレビに高付加価値化を図る上で、画面サイズは重要な要素となっており、現状のインチ別台数構成比では２０インチ未満がほぼ７０％を占めているが、一方では２０インチ以上で例えば４０インチのような大型の液晶テレビが出現している。
このような画面サイズの拡大は、基板サイズの拡大を加速しており、第四世代（６８０×８８０、７３０×９２０）、第五世代（１０００×１２００）にまで変遷が進行し、またその解像度もＶＧＡ（６４０×ＲＧＢ×４８０）、ＳＶＧＡ（８００×ＲＧＢ×６００）、ＸＧＡ（１０２４×ＲＧＢ×７６８）、ＳＸＧＡ（１２８０×ＲＧＢ×１０２４）と高精細化が進んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
レジストの被膜は、レジストの液を滴下し、基板を回転（スピン）させてその遠心力で被膜を作製するスピンコータを用いて形成される場合が多い。この場合、スピン塗布のときに滴下したレジストの９５％程度は飛び散ってしまう。そこで、レジストの材料、スピンの回転速度、回転の仕方に工夫が試みられているが、それでもレジストの９０％程度は無駄になってしまう。大型基板を用いる場合には、このような問題は、特に深刻な問題となる。
また、スピン塗布を行うと、基板周辺の端部にまでレジストが塗布される。そうすると基板のハンドリング時に端部のレジストが削れて基板に付着し、パターン欠陥となってしまう。そのため、有機溶剤などにより端部のレジストを除去する端面洗浄の工程が必要となる。つまり、スピン塗布によりレジストの被膜を形成する場合、無駄となってしまうレジスト材料が存在し、さらに、必要に応じて端面洗浄の工程が増えてしまう。
また、真空装置を用いて、基板上に薄膜を成膜する際には、チャンバー内を真空にする特別な装置や設備が必要で、製造コストが高くなってしまう。大型基板を用いる場合には、必然的にチャンバーも大型化するため、チャンバー内を真空にすると処理時間がかかってしまい、さらに成膜ガスも大量に必要となってしまう。
本発明はこのような問題点を鑑みてなされたものであり、液滴噴射法を用いることで、スループットや材料の利用効率を向上させて、作製コストの削減を目的とした配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法を提供することを課題とする。また大気圧又は大気圧近傍下におけるプラズマ処理方法を用いることで、基板の大型化に対応できる配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法を提供することを課題とする。
また、上記の課題を解決する配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法を実現することが可能な半導体製造装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の課題を解決するために、本発明においては以下の手段を講じる。
本発明は、絶縁表面を有する基板上にＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により導電層を形成し、感光剤を含む組成物を噴射するヘッドを用いて、前記導電層に接するレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして前記導電層にエッチング処理を行った後、前記レジストパターンにアッシング処理を行う配線の作製方法であって、前記レジストパターンは前記ヘッド又は前記基板を走査して形成し、前記エッチング処理又は前記アッシング処理は、大気圧又は大気圧近傍下で、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を走査して行うことを特徴とする。
本発明は、絶縁表面を有する基板上にＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により半導体層又は導電層を形成し、前記半導体層又は前記導電層上に絶縁層を形成し、前記絶縁層にエッチング処理を行って、前記半導体層又は前記導電層に達するコンタクトホールを形成するコンタクトホールの作製方法であって、前記エッチング処理は、大気圧又は大気圧近傍下で、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を走査して行うことを特徴とする。
本発明は、上記の配線の作製方法及びコンタクトホールの作製方法の一方又は両者を用いて、表示装置を作製することを特徴とする。表示装置としては、薄膜技術を用いた全ての表示装置が挙げられ、例えば液晶素子を用いた液晶表示装置、自発光素子を用いた発光装置が挙げられる。
本発明は、絶縁表面を有する基板上にＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により導電層を形成する形成手段と、感光剤を含む組成物を噴射するヘッドを用いてレジストパターンを形成する液滴噴射手段と、前記基板又は前記ヘッドを移動する移動手段と、大気圧又は大気圧近傍下で、エッチング処理又はアッシング処理を行う複数のプラズマ発生手段とを有する半導体製造装置であって、前記複数のプラズマ発生手段は線状に配置されていることを特徴とする。
導電層又は半導体層は、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により形成し、好ましくは選択的に形成することを特徴とする。詳しくは、マスク（メタルマスク）を用いることで、基板全面に成膜せず、所望の箇所のみに選択的に形成する。また例えば蒸着法であれば、蒸着源を供給する供給口を細口にして走査することで、基板全面に成膜せず、所望の箇所のみに選択的に形成する。
レジストパターンの形成は、感光剤を含む組成物を噴射するヘッドを用いて行うことを特徴とする。これは、いわゆる液滴噴射法（インクジェット法）を用いたものであり、ヘッド又は基板を走査することにより行う。本構成により、スピン塗布を用いてレジストパターンを作製する場合に比べて、レジスト材料の利用効率が格段に向上し、作製費用の低減につながる。また、ヘッド又は基板の一方又は両者を走査することが可能であるため、精度が向上して、所望の箇所のみに成膜することができる。
エッチング処理又はアッシング処理は、大気圧又は大気圧近傍下で、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を走査して行うことを特徴とする。本処理には、真空設備を必要としないために、生産性の向上や、作製費用の低減を可能とする。また、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を用いることで、タクトタイムの点で有利となり、好ましくは、基板の一辺と同じ長さとなるように線状に複数のプラズマ発生手段を配置すると、一回の走査で処理を終わらせることができる。なお走査方向は、基板の一辺と平行な方向に限らず、斜め方向に走査してもよい。
また線状に配置された複数のプラズマ発生手段のうち、全てのプラズマ発生手段から反応ガスを供給する必要はなく、目的のポイントのみに所定のガス流を供給すれば処理を行うことができる。従って、反応ガスを常に供給する必要がない本発明は、ガスの節約につながり、作製費用の低減を可能とする。
また、コンタクトホールの作製方法においては、前記複数のプラズマ供給手段から選択された一つ又は複数にのみプラズマが発生することを特徴とする。つまり、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を前記基板と相対的に走査して、コンタクトホールを形成したい所望の箇所のみに反応ガスを供給するように設定する。このような構成を有する本発明は、全面に反応ガスを供給する場合に比較して、ガスの利用効率が向上し、作成費用の低減につながる。
上記構成を有する本発明は、製造ラインの省スペース化、効率化が図れ、表示パネルの製造で大幅な品質向上、生産性向上、製造コスト低減に貢献し、地球環境に適応した配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法を提供することができる。また、生産に連結したインライン処理が可能な大気圧方式のため、高速、連続処理が可能である。さらに、所望の箇所に必要な量の材料のみを用いればよいため、無駄な材料が僅かとなることから材料の利用効率の向上、さらには作製費用の削減を実現する。
本発明は、感光剤を含む組成物を噴射するヘッドを用いて、基板上の導電層に接するレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして前記導電層にエッチング処理を行った後、前記レジストパターンにアッシング処理を行う配線の作製方法であって、前記導電層は、ＣＶＤ法、スパッタ法又は蒸着法により形成し、前記レジストパターンは、前記ヘッド又は前記基板を移動して形成し、前記エッチング処理又は前記アッシング処理は、大気圧又は大気圧近傍下でプラズマ発生手段を用いて行うことを特徴とする。
本発明は、上記の配線の作製方法を用いて、表示装置を作製することを特徴とする。表示装置としては、薄膜技術を用いた全ての表示装置が挙げられ、例えば液晶素子を用いた液晶表示装置、自発光素子を用いた発光装置が挙げられる。
【発明の効果】
上記構成を有する本発明は、製造ラインの省スペース化、効率化が図れ、表示パネルの製造で大幅な品質向上、生産性向上、製造コスト低減に貢献し、地球環境に適応した配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法を提供することができる。また、生産に連結したインライン処理が可能な大気圧方式のため、高速、連続処理が可能である。さらに、所望の箇所に必要な量の材料のみを用いればよいため、無駄な材料が僅かとなることから材料の利用効率の向上、さらには作製費用の削減を実現する。
【図面の簡単な説明】
図１は、プラズマ処理装置を示す図である。
図２は、プラズマ処理装置を示す図である。
図３は、液滴噴射法を説明する図である。
図４は、配線の作製方法を説明する図である。
図５は、配線の作製方法を説明する図である。
図６は、コンタクトホールの作製方法を説明する図である。
図７は、液滴噴射装置を説明する図である。
図８は、作製フローを説明する図である。
図９は、スパッタ装置を説明する図である。
図１０は、蒸着装置を説明する図である。
図１１は、液晶表示装置を示す図である。
図１２は、電子機器を示す図である。
図１３は、薄膜トランジスタの作製方法を示す図である。
図１４は、薄膜トランジスタの断面構造を示す図である。
図１５は、薄膜トランジスタの上面図である。
図１６は、表示装置の作製方法を示す図である。
図１７は、プラズマ処理装置を示す図である。
図１８は、プラズマ処理装置を示す図である。
図１９は、プラズマ処理装置を示す図である。
図２０は、プラズマ処理装置を示す図である。
図２１は、薄膜トランジスタの作製方法を示す図である。
図２２は、薄膜トランジスタの作製方法を示す図である。
図２３は、薄膜トランジスタの作製方法を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、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、本発明は以下に示す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。尚、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いることとする。
（実施の形態１）
まず本発明の特徴として、複数の電極が線状に配置されたプラズマ発生手段を走査して、大気圧又は大気圧近傍下（６．６×１０２〜１．１×１０５Ｐａ）でエッチング処理又はアッシング処理を行うことが挙げられる。そこで、図１、２を用いて、本発明において用いるプラズマ処理装置の一例として、第１の電極が第２の電極を取り囲み、その先端にノズル状の細口を有する、複数の円筒状の電極を有する装置について説明する。
図２（Ａ）は前記装置の上面図であり、図２（Ｂ）は前記装置の断面図である。同図において、カセット室１６には、所望のサイズのガラス基板、プラスチック基板に代表される樹脂基板等の被処理物１３がセットされる。代表的な被処理物１３の搬送方式としては、水平搬送が挙げられるが、代表的な被処理物１３である第５世代以降の基板を用いる場合には、搬送機の占有面積の低減を目的として、基板を縦置きにした縦形搬送を行ってもよい。
搬送室１７では、カセット室１６に配置された被処理物１３を、搬送機構（ロボットアーム）２０によりプラズマ処理室１８に搬送する。搬送室１７に隣接するプラズマ処理室１８には、気流制御手段１０、円筒状の複数の電極が線状に配置されたプラズマ発生手段１２、前記プラズマ発生手段１２を移動させるレール１４ａ、１４ｂ等が設けられる。また、必要に応じて、ランプなどの公知の加熱手段（図示せず）が設けられる。
気流制御手段１０は、防塵を目的としたものであり、ガスの吹き出し口２３から噴射される不活性ガスを用いて、外気から遮断されるように気流の制御を行う。プラズマ発生手段１２は、被処理物１３の搬送方向に配置されたレール１４ａ、また該搬送方向に垂直な方向に配置されたレール１４ｂにより、所定の位置に移動する。
次いで、プラズマ発生手段１２の詳細について図１を用いて説明する。図１（Ａ）は、複数の円筒状の電極が線状に配置されたプラズマ発生手段１２の斜視図を示し、図１（Ｂ）〜（Ｄ）には円筒状の電極の断面図を示す。
図１（Ｂ）において、点線はガスの経路を示し、２１、２２はアルミニウム、銅などの導電性を有する金属からなる電極であり、第１の電極２１は電源（高周波電源）２９に接続する。なお第１の電極２１には、冷却水を循環させるための冷却系（図示せず）が接続されていてもよい。冷却系を設けると、冷却水の循環により連続的に表面処理を行う場合の加熱を防止して、連続処理による効率の向上が可能となる。第２の電極２２は、第１の電極２１の周囲を取り囲む形状を有し、電気的に接地されている。そして、第１の電極２１と第２の電極２２は、その先端にノズル状のガスの細口を有する円筒状を有する。
なお、第１の電極２１及び第２の電極２２の一方又は両方は、固体誘電体で覆うとよい。固体誘電体としては、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム及び二酸化チタン等の金属酸化物、ポリエチレンテレフタラート及びポリテトラフルオロエチレン等の有機物、酸化珪素、ガラス及びチタン酸バリウム等の酸化物等が挙げられる。固体誘電体の形状は、シート状でもフィルム状でもよいが、厚みが０．０５〜４ｍｍであることが好ましい。これは、放電プラズマを発生するのに高電圧を要するため、固体誘電体が薄すぎると、電圧印可時に絶縁破壊が起こって、アーク放電が発生してしまうからである。
この第１の電極２１と第２の電極２２の両電極間の空間には、バルブ２７を介してガス供給手段（ガスボンベ）３１よりプロセス用ガスが供給される。そうすると、この空間の雰囲気は置換され、この状態で高周波電源２９により第１の電極２１に高周波電圧（例えば、１０〜５００ＭＨｚ）が印加されると、前記空間内にプラズマが発生する。そして、このプラズマにより生成されるイオン、ラジカルなどの化学的に活性な励起種を含む反応性ガス流を被処理物１３の表面に向けて照射すると、該被処理物１３の表面において所定の表面処理を行うことができる。なおガス供給手段（ガスボンベ）３１に充填されるプロセス用ガスは、処理室内で行う表面処理の種類に合わせて適宜設定する。また、排気ガスは、バルブ２７を介して排気系３１に導入される。なおこの排気ガスは、フィルタを介することで、混入したゴミを除去して精製し、再利用を図ってもよい。このように再利用を行うことによって、ガスの利用効率をさらに向上させることができる。
次に、断面が異なる円筒状のプラズマ発生手段１２について、図１（Ｃ）（Ｄ）を用いて説明する。図１（Ｃ）には、第１の電極２１の方が第２の電極２２よりも長く、且つ第１の電極２１が鋭角形状を有するプラズマ発生手段１２を示す。また、図１（Ｄ）には、第１の電極２１及び第２の電極２２の間で発生したイオン化したガス流を外部に噴射する形状を有するプラズマ発生手段１２を示す。このように、プラズマ発生手段の形状は特に限定されず、どのような形状を有していてもよい。
大気圧又は大気圧近傍下で動作するプラズマ処理装置を用いる本発明は、減圧装置に必要である真空引きや大気開放の時間が必要なく、複雑な真空系を配置する必要がない。特に大型基板を用いる場合には、必然的にチャンバーも大型化し、チャンバー内を減圧状態にすると処理時間もかかってしまう。従って、大気圧又は大気圧近傍下で動作させる本装置を用いる本発明は有効であり、製造コストの低減が可能となる。
また、円筒状の複数の電極が線状に配置されたプラズマ発生手段１２を用いることに特徴を有する本装置は、一度だけの走査でプラズマ処理を行うことができるため、大型基板に特に有効である。さらに、プラズマ発生手段１２を走査することで、必要箇所のみに処理を行えばよく、不必要な箇所ではガスの供給を停止すればよいため、用いるガスの利用効率が向上し、作製費用の低減が可能となる。
つまり、本発明において用いるプラズマ処理装置は、被処理物１３とプラズマ発生手段１２との間の距離を一定に維持したまま、前記被処理物１３又は前記プラズマ発生手段１２を走査して、前記被処理物１３の表面にプラズマ処理を行う。そこで、円筒状の複数の電極が一軸方向に配列されたプラズマ発生手段１２を用いる本発明は、被処理物１３又はプラズマ発生手段１２を走査する回数を減少させることができるため、被処理物１３として大型基板を用いる場合に有効である。
上記の装置を用いて、被処理物１３の表面にエッチング処理を行う場合には、ガス供給手段３１からＮＦ３、ＣＦ４（四フッ化炭素）、ＳＦ６、ＣＯｘなどの原料ガスと、水素、酸素のうちの一つと希ガスとの混合ガスをプラズマ発生手段１２に供給して、プラズマを発生させることにより行う。例えば、ＮＦ３やＳＦ６などの原料ガスを用いてフッ素原子を発生させ、これが固体のシリコンと反応して揮発性のＳｉＦ４ガスとして気化させ、外部に排気することにより、エッチング処理を行う。また、被処理物１３の表面にアッシング処理を行う場合には、ガス供給手段３１から酸素の原料ガスと、水素、ＣＦ４、ＮＦ３、Ｈ２Ｏ、ＣＨＦ３のうちの一つとプラズマ発生手段１２に供給して、プラズマを発生させることにより行う。例えば、感光性有機レジストのアッシング処理は、酸素と四フッ化炭素を導入して、ＣＯ２、ＣＯ、Ｈ２Ｏにして、剥離させることによってアッシング処理を行う。
なお上記の装置を用いて、プラズマＣＶＤ法による薄膜の成膜を行ってもよく、絶縁膜は勿論、金属などの導電膜の成膜を行ってもよい。また、部品のクリーニング処理を行ってもよく、特に電極２１、２２のクリーニング処理は、ＮＦ３、ＣＦ４（四フッ化炭素）、ＳＦ６、ＣＯｘなどのガス、有機物の場合はＯ２を用いたプラズマによりクリーニングを行ってもよい。
また、本発明は、液滴噴射法によりレジストパターンを形成することを特徴とする。より詳しくは、感光剤を含む組成物を噴射する１個のヘッドを用いて、前記導電層に接するレジストパターンを形成する。この際、ヘッド又は基板を走査することで、レジストパターンを形成することを特徴とする。そこで、上述した大気圧又は大気圧近傍下で行うプラズマ処理方法及びこの液滴噴射法を用いた本発明の配線の作製方法について以下に説明する。
まず、ガラス、石英、半導体、プラスチック、プラスチックフィルム、金属、ガラスエポキシ樹脂、セラミックなどの各種素材を基板１０１とする（図３（Ａ））。基板１０１の材料としては、本発明の作製工程の処理温度に耐えられる材料であれば、どのようなものでも構わない。
続いて、基板１０１上に、選択的に導電膜１０２ａ〜１０２ｃ（以下、導電膜１０２と総称）を形成する。なお、基板１０１上には既に下地膜が形成された状態、または既にトランジスタなどの半導体素子及び絶縁膜が形成された状態でも構わないが、ここでは、説明の便宜上、基板１０１上に導電膜１０２が形成されるとする。
そして本発明では、導電膜１０２の成膜は、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により選択的に行うことを特徴とする。換言すると、基板１０１の全面に導電膜１０２を成膜するのではなく、後に配線を形成する箇所のみに選択的に導電膜を成膜することを特徴とする。上記構成を有する本発明は、配線として用いる材料の利用効率が向上するため、作製費用の低減が可能となる。
ＣＶＤ法により導電膜１０２を成膜する場合、ソースガス、反応温度、反応圧力を適宜設定して行う。例えば、タングステン（Ｗ）膜を成膜する場合、ソースガスをＷＦ６、反応温度を２００〜５００℃として行う。また、アルミニウム（Ａｌ）膜を成膜する場合、主に有機化合物を比較的低温で分解して作製する方法が採用され、ソースガスを（Ｃ４Ｈ９）３Ａｌ、反応温度を２５０〜２７０℃とし、ガスの温度を導入途中で熱的に活性化させて成膜する。また銅（Ｃｕ）膜を成膜する場合、ソースガスに銅を含む有機化合物、反応温度１００〜３００℃として、熱分解で成膜する。なお成膜する薄膜の種類によって、減圧下で行う必要があるため、その場合には、所定の圧力に設定して行う。
蒸着法により導電膜１０２を成膜する場合、通電加熱、電子ビーム、ホローカソード、レーザアブレーションなどが代表的なソースとしてあげられる。しかしながら、レーザアブレーション以外の方法では、組成変化が生じてしまう可能性がある。そのため、合金膜を成膜するためには、合金材料を粒状にして、一つ一つの粒を瞬間的に蒸発させるフラッシュ蒸着法などの方法を用いるとよい。蒸着法により選択的に導電膜１０２を成膜する場合には、蒸着源の供給口を小さくし、該蒸着源又は基板を走査することで行う。
スパッタ法により導電膜１０２を成膜する場合、二極スパッタやマグネトロンスパッタなどの電極の工夫による方式と、高周波スパッタなどのスパッタの運転法の工夫による方式のどちらを用いても構わない。スパッタ法により、選択的に形成する方法として、例えば二極スパッタを例に挙げると、２つの電極を縦置きにして、該２つの電極の間に四角形の板状のターゲットを挟む構造を採用する方法がある。この際、被処理物に対向するターゲット自体の面積を小さく設定することで、選択的に形成することができる。
なお上記の３つの方法では、導電膜を選択的に成膜する場合について述べたが、木発明はこれに限定されない。全面に導電膜を成膜する方法にメタルマスクを併用することで、選択的に成膜しても構わない。この場合、配線の材料の利用効率は向上しないが、後のエッチング処理工程においては、レジストパターンに被覆された箇所以外の全ての薄膜をエッチング処理する必要がなく、所望の箇所のみをエッチング処理すればよい。そのため、エッチング処理時に使用するガスの無駄が削減されて、ガスの利用効率は上昇する。
続いて、導電膜１０２上に、液滴噴射法により、紫外線に反応するフォトレジスト（感光性樹脂）を成膜して、レジスト１０４〜１０６を形成する（図３（Ｂ））。より詳しくは、ヘッド１０３から、感光剤を含む組成物を噴射して、導電膜１０２上にレジスト１０４〜１０６を成膜する。
このときの上面図を図５（Ａ）に示す。ヘッド１０３は、基板１０１の表面と平行な状態で、上下左右に走査することができる。なお図５（Ａ）（Ｂ）には、１個のヘッド１０３を図示したが、図５（Ｃ）に示すように複数個（例えば３個）のヘッド１０３を用いてもよい。また、ノズル径の異なるヘッドを複数個用意し、用途に応じて、径の異なるヘッドを使い分けてもよい。複数個のヘッド１０３を用いる場合は、基板１０１の行方向及び列方向と平行に走査しても構わないし、前記基板１０１の行方向及び列方向に対して斜め方向に走査しても構わない。また、同じ箇所を複数回走査することで重ね塗りをしてもよい。さらに、ヘッド１０３を走査することが好ましいが、基板１０１を移動させてもよい。どちらを移動させるかはその精度と用途に応じて決めるとよい。なお基板１０１とヘッド１０３は、所望の箇所に滴下するために、できるだけ近づけておくことが好ましく、その距離は具体的には３ミリ以下、好ましくは１ミリ以下、さらに好ましくは０．５ミリ以下が好ましい。この液滴の正確な噴射は、距離にも依存するため、距離を測定するセンサなどを用いて、この距離を正確に保持することができるようにしてもよい。
なお、導電膜１０２は、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により選択的に形成するが、図５（Ａ）では簡略化して図示し、基板１０１上の全面に導電膜１０２を形成した場合を示す。
ヘッド１０３から噴射する組成物には、感光剤を含む組成物を用いればよく、例えば、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを、溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。溶媒としては、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤などを用いる。溶媒の濃度は、レジストの種類などに応じて適宜設定するとよい。
また、上記以外の材料として、ヘッド１０３から噴射する組成物は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いてもよい。なおこれらの樹脂材料を用いる場合、その粘度は、溶媒を用いて溶解又は分散することで調整する。
ヘッド１０３から１回に噴射する組成物の量は１０〜７０ｐｌ（より広くは０．００１〜１００ｐｌ）、粘度は１００ｃｐ以下、粒径０．１μｍ以下（より広くは１μｍ以下）が好ましく、ノズル径は５〜１００μｍ（より広くは０．０１〜１００μｍ）が好ましい。これは、乾燥が起こることを防ぎ、また粘度が高すぎると、噴射口から組成物を円滑に噴射できなくなったりするためである。用いる溶媒や、用途に合わせて組成物の粘度、表面張力、乾燥速度などは適宜調節する。またヘッド１０３から噴射する組成物は、基板上で連続して滴下して線状又はストライプ状に形成することが好ましいが、例えば１ドット毎などの所定の箇所毎に滴下してもよい。
また、上記の液滴噴射法によるレジストパターンの形成は、大気圧下、減圧下（大気圧近傍、真空も含む）で処理を行う。減圧下とは、大気圧よりも低い圧力下であることを指し、窒素、希ガスその他の不活性ガスで充填された雰囲気では例えば１×１０２〜２×１０４Ｐａ（好ましくは、５×１０２〜５×１０３Ｐａ）とすれば良いし、さらに高い真空中（減圧下）では１〜５×１０４Ｐａ（１×１０２〜１×１０３Ｐａ）とすれば良い。減圧下にしておくことで、液滴は基板上の薄膜に到達するまでの間、常に液滴から溶媒が揮発し、その体積は減少していく。そのため、必要に応じて、後に行う加熱工程をより短時間で済ませることができる。
そして、レジストパターン１０４〜１０６の成膜が終了したら、レジストの硬化を目的として、１００℃程度で焼成するプリベーク処理を行う。この加熱処理は、加熱源にハロゲンなどのランプを用いて、直接基板を高速加熱するランプアニール装置や、レーザー光を照射するレーザー照射装置を用いる。両者とも加熱源を走査することで、所望の箇所のみに加熱処理を行うことができる。但し、レーザー光を用いる場合、レーザー発振装置から発振されるレーザー光の基板におけるビームスポットの形状は、列又は行の長さ、つまり、パターンの一辺の長さと同じ長さになるように線状に成形することが好ましい。そうすると、一度の走査でレーザー照射を終了させることができる。その他の方法として、所定の温度に設定されたファーネスアニール炉を用いてもよい。
次に、露光処理を行う（図３（Ｃ））。露光処理とは、予め目的のパターンが書き込まれたマスク（フォトマスク）１０７をレジスト１０４〜１０６の上に重ねて、その上から紫外線を照射する処理をよぶ。本処理では、基板全面を数カ所ずつ分けて、紫外線ランプなどの光源を用いて、感光剤の感光波長域の光を照射する。
続いて、露光で紫外線が照射された部分のレジストを現像液に浸して取り去る現像処理を行って、露光で焼き付けたパターンを実際のレジストパターン１０８〜１１０にする（図４（Ａ））。そして、再び１２０℃程度で焼成するポストベーク処理を行う。
次に、レジストパターン１０８〜１１０で覆われていない部分の膜に、プラズマ発生手段１１８を用いて、エッチング処理を行って除去する（図４（Ｂ））。本発明では、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマを用いたドライエッチング処理を行うことを特徴とする。エッチングガスは、被加工物に応じて適宜選択すればよく、ＣＦ４、ＮＦ３、ＳＦ６などのフッ素系、Ｃｌ２、ＢＣｌ３などの塩素系のエッチングガスを用いて行う。本実施の形態では、酸素を混合したガスを用いて、有機物であるレジストもエッチングされることを利用し、導電層をテーパー形状にエッチングし、導電層１１２〜１１４と、レジストパターン１１５〜１１７を形成した。
最後に、レジストパターン１１５〜１１７に、プラズマ発生手段１１８を用いて、アッシング処理を行って除去する（図４（Ｃ））。本発明では、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ化したガスとレジストを反応させ、レジストを気化させて取り除くプラズマアッシャを用いることを特徴とする。なおプラズマアッシャでは、一般には酸素ガスが用いられており、レジストが炭素、酸素、水素からできた固体の物質であることから、酸素プラズマと化学反応するとＣＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２のような気体となる現象を利用している。なお、このプラズマアッシャを用いる場合、実際のレジストが含有する重金属などの不純物は除去されないので、ウェットステーションで洗浄してもよい。
本発明において、このエッチング処理及びアッシング処理は、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を走査して行うことを特徴とする。本処理には、真空設備を必要としないために、生産性の向上や、作製費用の低減を可能とする。また、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を用いることで、タクトタイムの点で有利となり、好ましくは、基板の一辺と同じ長さとなるように線状に複数のプラズマ発生手段を配置すると、一回の走査で処理を終わらせることができる。なお走査方向は、基板の一辺と平行な方向に限らず、斜め方向に走査してもよい。
また線状に配置された複数のプラズマ発生手段のうち、全てのプラズマ発生手段から反応ガスを供給する必要はなく、目的のポイントのみに所定のガス流を供給すれば処理を行うことができる。従って、反応ガスを常に供給する必要がない本発明は、ガスの節約につながり、作製費用の低減を可能とする。
以上のようにして、基板１０１上に導電層１１２〜１１４のパターンを形成することができる。なお、導電層１１２〜１１４のパターンは、ゲート配線（容量配線）であれば５〜５０μｍ、ソース配線であれば５〜２５μｍで作成することが好ましい。本実施の形態では、基板１０１上に導電性材料からなるパターンを形成する一態様を例示したが、本発明はこれに限定されず、半導体集積回路の配線形成工程、液晶パネルやＥＬパネルを構成するＴＦＴ基板の配線形成工程など様々な分野に適用することができる。すなわち、本発明は本実施の形態における例示に限定されず、酸化シリコンやアクリル樹脂などの絶縁膜、多結晶シリコンや非晶質シリコンなどの半導体のパターンを形成する場合にも適用することができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態では、上述したプラズマ処理装置を用いて、選択的にエッチング処理を行って開孔（コンタクトホール）を作製する形態について説明する。
図６（Ａ）において、基板１０１上に公知の方法により半導体層（又は導電層、配線層）１２５、該半導体層１２５上に絶縁膜１２６を形成する。そして、絶縁膜１２６上には、開孔を形成する箇所以外にレジストパターン１２７、１２８を形成する。この状態になったら、プラズマ供給手段１２により、エッチング処理を行う。そうすると、図６（Ｂ）に示すように、半導体層１２５に達するコンタクトホール１２９を形成することができる。このコンタクトホールは、プラズマ供給手段１２の径や、用いる表示パネルの解像度にも依存するが、約２．５〜３０μｍである。
本発明では、前記エッチング処理は、大気圧又は大気圧近傍下で、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を走査して行い、前記複数のプラズマ供給手段から選択された一つ又は複数にのみプラズマが発生することを特徴とする。本処理には、真空設備を必要としないために、生産性の向上や、作製費用の低減を可能とする。また、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を用いることで、タクトタイムの点で有利となり、好ましくは、基板の一辺と同じ長さとなるように線状に複数のプラズマ発生手段を配置すると、一回の走査で処理を終わらせることができる。なお走査方向は、基板の一辺と平行な方向に限らず、斜め方向に走査してもよい。
また線状に配置された複数のプラズマ発生手段のうち、全てのプラズマ発生手段から反応ガスを供給する必要はなく、目的のポイントのみに所定のガス流を供給すれば処理を行うことができる。従って、全てのプラズマ供給手段に対して反応ガスを供給する必要がない本発明は、ガスの利用効率を向上させて、作製費用の低減を可能とする。
また、図６（Ｃ）〜図６（Ｅ）に本発明の他の一例を示す。
インクジェット法（液滴噴射法）によって層間絶縁膜をアイランド状に選択的に形成した後、プラズマ処理を選択的に行って、前記層間絶縁膜の形状を整えることで、コンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成するものである。本発明は、層間絶縁膜をインクジェット法で形成することを特徴とする。
まず、図６（Ａ）と同様に、基板１０１上に形成した半導体層または配線層（導電層）１２５を形成する。ここでは金属からなる配線層１２５を例に説明する。インクジェット法により、高分子材料（代表的にはポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテンなど）を含む溶液を、基板１０１の所定の位置に噴射塗布し、焼成を行って溶媒を取り除き、絶縁層１３０ａを形成する（図６（Ｃ））。この工程を経て、配線層１２５の一部を露呈させる。露呈させた部分は後にコンタクトホールとなる箇所である。なお、層間絶縁膜として機能させるためにはある程度膜厚が必要であるので、噴射塗布と仮焼成（または焼成）を繰り返すことによって所望の膜厚を得てもよい。
また、絶縁層１３０ａの材料としては、感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはこれらの積層などを適宜用いることができる。また、絶縁層１３０ａとして、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
本発明は、スピンコート法のように基板全面に塗布を行わないため、大幅に材料を節約することができる。
次いで、図６（Ｄ）に示すようにプラズマ供給手段（ノズル）１２を用いたプラズマ処理によって、絶縁層１３０ａの端部を選択的にエッチングして、前記絶縁層１３０ａにコンタクトホールを形成する。このエッチングは、絶縁層１３０ａの形状を整える処理にもなる。予め絶縁層１３０ａに開いている穴を拡大することによってコンタクトホールが形成され、絶縁層１３０ｂが形成される。従来のフォトリソ技術のエッチングに比べエッチングする部分が少ないため、短時間でコンタクトホールを形成することができる。本発明は、レジストマスクを用いてエッチングを行わないため、レジスト形成プロセスを省略できる。
また、同時に配線層１２５の露呈している部分に不純物などのゴミが存在していた場合、そのゴミを除去することもできる。また、配線層１２５の露呈している部分に自然酸化膜が形成された場合、自然酸化膜も除去できる。
次いで、図６（Ｅ）に示すように配線１３１を形成する。なお、絶縁層１３０ｂは、層間絶縁膜として機能することとなる。インクジェット法により配線を形成すれば、マスクレスのプロセスとすることができ、量産に適したプロセスとすることができる。
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。
（実施の形態３）
まず本発明の特徴として、大気圧又は大気圧近傍下でエッチング処理又はアッシング処理を行うことが挙げられる。そこで、図面を用いて、本発明において用いられるプラズマ処理装置の一例について説明する。
図１７（Ａ）において、プラズマ供給手段は、ガラス又は石英ガラスによって形成されたノズル９２を有する。そして、ノズル９２の下部には、高周波電源８９に接続した第１の電極（高周波電極）８８と、接地された第２の電極（接地電極）８７とが対向して配置してあり、この第１の電極８８と第２の電極８７との間に高周波電圧が印加される。
ノズル９２には、ガス供給手段（ガスボンベ）８５が、バルブ８６を介して接続されている。このガス供給手段８５には、バルブ８６を介して所定のガスが供給される。ノズル９２の下方には、ステンレス板などからなるステージ９１が配設してあり、このステージ９１の上面には、プラズマ化されたガス流が照射される被処理物９０が配置される。
そして、例えば希ガスに適当量の酸素ガス又は四フッ化炭素ガス、若しくは酸素ガスと四フッ化炭素ガスとを添加して、これを放電ガスとして、大気圧状態でノズル９２に供給するとともに、第１の電極８８に高周波電圧を印加する。そうすると、両電極間には、プラズマが発生する。そして、このプラズマにより生成されるイオン、ラジカルなどの化学的に活性な励起種を含む反応性ガス流を被処理物９０の表面に向けて照射すると、該被処理物９０の表面において所定の表面処理を行うことができる。
次いで、図１７（Ａ）に示したプラズマ処理装置の斜視図を図１７（Ｂ）に示す。ノズル９２は、並行に対向して配置してあり、間隙にガス流路を形成している。そして、ノズル９２の長手方向に沿って、高周波電源８９に接続する第１の電極８８（図示せず）と、第１の電極８８と対向するように第２の電極８７が配設してある。ノズル９２の下端には、ノズル９２と直交するフィン板９４、９５が設けてある。なお、ノズル９２の上部には、ガス流路に沿って複数の供給孔を有し、ガス流路に放電ガスを均一に供給するためのガス制御手段（図示せず）が設けられている。また、ガス流路の側部は、側板（図示せず）によって塞いであり、ガス流路において生成された反応ガス流は、ガス流路の下方からのみ噴射できるようになっている。
上記構成を有する、本発明において用いるプラズマ処理装置は、線状の放電を発生させることができ、この放電によって生成したプラズマによる反応ガス流を、被処理物９０に照射することにより、所定のアッシング処理又はエッチング処理を行うことができる。
また、上記の図１７とは異なる構成のプラズマ処理装置について、図面を用いて説明する。図１８（Ａ）は本発明に係るプラズマ処理装置の上面図であり、図１８（Ｂ）は断面図である。図１８（Ａ）、（Ｂ）において、カセット室２１ａには、表面処理が行われるガラス基板、樹脂基板、半導体基板等の被処理物１２ａがセットされる。被処理物１２ａとしては、所望のサイズの基板が用いられる。なおカセット室２１ａにセットされる基板には、洗浄などの前処理をあらかじめ行っておくことが好ましい。
２２ａは搬送室であり、搬送機構２０ａ（例えばロボットアーム）により、カセット室２１ａに配置された被処理物１２ａを、プラズマ処理室２３ａに搬送する。被処理物１２ａの搬送方式としては、水平搬送が挙げられるが、被処理物１２ａとして第５世代以降の基板を用いる場合には、搬送機の占有面積の低減を目的として、基板を縦置きにした縦形搬送を行ってもよい。搬送室２２ａに隣接するプラズマ処理室２３ａには、防塵のために外気を遮断するように空気の流れをつくり、且つ被処理物１２ａの搬送も行う気流制御手段１８ａ、加熱手段１９及びプラズマ発生手段２５が設けられる。加熱手段１９は、ハロゲンランプ等の公知の加熱手段を用いればよく、被処理物１２ａの下面から加熱する。１８ａは気流制御手段、２６はガスの吹き出し口であり、ガス供給手段２９から供給される不活性ガスなどの搬送用ガスを用いて気流の制御を行う。本発明において用いるプラズマ処理装置は、大気圧又は大気圧近傍下で動作させるため、気流制御手段１８ａにより、プラズマ発生手段２５付近の気流を制御することのみで、外部からの汚染や反応生成物の逆流を防止することができる。つまり、外界との分離はこの気流制御手段１８ａのみで行うことも可能であり、プラズマ処理室２３ａを完全に密閉する必要がない。また本発明は、減圧装置に必要である真空引きや大気開放の時間が必要なく、複雑な真空系を配置する必要がない。
また、ガス供給手段２９から供給されるガスは、加熱手段２８により所望の温度（例えば５０度〜８００度）に加熱され、この加熱されたガスを被処理物１２ａに吹き付けることで、被処理物１２ａを加熱する。加熱手段２８は、気体を加熱できるものであれば、特に限定されず、公知のものを用いればよい。本発明では、加熱されたガスを被処理物１２ａの上面に吹き付けて加熱し、さらに、加熱手段１９により被処理物１２ａの下面を加熱する。このように、被処理物１２ａの両面を加熱することで、当該被処理物１２ａを均一に加熱する。また、ガス供給手段２９から供給される搬送用ガスには、不活性ガスを用いればよい。
プラズマ発生手段２５は、第１の電極１３ａ及び第２の電極１４ａにより構成され、高周波電源１７ａ、排気系、ガス供給手段などに接続される（図１８）。プラズマ処理室２３ａにおいて、所定の表面処理が終了した被処理物１２ａは、搬送室２４に搬送され、この搬送室２４から別の処理室に搬送される。
なお、第１の電極１３ａ及び第２の電極１４ａの一方又は両方は、固体誘電体で覆うとよい。固体誘電体としては、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム及び二酸化チタン等の金属酸化物、ポリエチレンテレフタラート及びポリテトラフルオロエチレン等の有機物、酸化珪素、ガラス及びチタン酸バリウム等の酸化物等が挙げられる。固体誘電体の厚さは、０．０５〜４ｍｍであることが好ましい。これは、放電プラズマを発生するのに高電圧を要するため、固体誘電体が薄すぎると、電圧印可時に絶縁破壊が起こって、アーク放電が発生してしまうからである。
次いで、プラズマ発生手段２５の詳細な構成について、図１９の断面図を用いて説明する。図１９における点線は、ガスの経路を示す。１３ａ、１４ａはアルミニウム、銅、ステンレスなどの導電性を有する金属からなる電極であり、第１の電極１３ａは電源（高周波電源）１７ａに接続されている。なお第１の電極１３ａには、冷却水を循環させるための冷却系（図示せず）が接続されていてもよい。冷却系を設けることによって、冷却水の循環により連続的に表面処理を行う場合の加熱を防止して、連続処理による効率の向上が可能となる。第２の電極１４ａは、第１の電極１３ａの周囲を取り囲む形状を有し、電気的に接地されている。そして、第１の電極１３ａと第２の電極１４ａは、その先端にノズル状のガスの供給口を有する円筒状を有する。この第１の電極１３ａと第２の電極１４ａの両電極間の空間には、加熱手段２８により加熱されたガスが供給される。そうすると、この空間の雰囲気は置換され、この状態で高周波電源１７ａにより第１の電極１３ａに高周波電圧（例えば１０〜５００ＭＨｚ）が印加されて、前記空間内にプラズマ１１が発生する。このプラズマ１１により生成されるイオン、ラジカルなどの化学的に活性な励起種を含む反応性ガス流を被処理物１２ａの表面に向けて照射することによって、該被処理物１２ａの表面における薄膜の形成や洗浄などの表面処理を行う。
また図１９中、２７はバルブ、２８は加熱手段、２９、３０ａ、３１ａはガス供給手段、３２は排気ガス、３３はフィルタである。加熱手段２８は、ガス供給手段９、３０ａ、３１ａより供給されるガスを所望の温度（例えば５０〜８００度）になるまで加熱する。なお、２９は搬送用ガスのガス供給手段、３０ａは精製ガスのガス供給手段、３１ａはプロセス用ガスのガス供給手段である。搬送用ガスは、不活性ガスなどの処理室内で行う表面処理に影響を及ぼすことがないガスを用いる。また、プロセス用ガスは、処理室内で行う表面処理の種類に合わせて適宜設定する。排気ガス３２は、バルブ２７を介して、フィルタ２８に導入される。フィルタ２８では、排気ガスに混入したゴミを除去する。そして、フィルタ３３により精製されたガスは再び精製ガスのガス供給手段３０ａに導入されて、再度プロセス用ガスとして用いられる。
また上述したように、気流制御手段１８ａから斜め方向と垂直方向に吹き付けられるガスと両電極間の空間からのガスにより、被処理物１２ａは、水平に浮上して、非接触状態で進行方向に搬送される。電極付近では、ガスは上向きに吹き出し、このガスにより被処理物１２ａは浮上する。また気流制御手段１８ａ付近では、ガスの吹き付けとガスの吸引を同時に行って、被処理物１２ａが浮上する高さを制御する。さらに、バルブ２７を用いて、被処理物１２ａの水平精度をガスの流量により調整し、被処理物１２ａと第１及び第２の電極１３ａ、１４ａとの距離を精密に調整する。本構成により、搬送が困難である大型で薄い被処理物１２ａに対しても、歪んだり、そりが生じたり、最悪の場合割れたりする事態を防止する。
また上記の図１８とは異なり、図２０（Ａ）（Ｂ）に示すように、気流制御手段１８と機械式のロボットアーム（搬送機構）５１を用いて、被処理物１２ａを搬送してもよい。そうすると、被処理物１２ａを進行方向に水平に搬送することができる。また、ロボットアーム５１ではなく、図２０（Ｃ）に示すように、被処理物１２ａの進行方向にレール５３を設置して、そのレール５３を走行する台車５２を用いて、被処理物１２ａを水平に搬送してもよい。
【実施例】
【実施例１】
本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
図７は、液滴噴射法を用いた液滴噴射装置を示す。前記装置を用いて、基板２１５上に所望のレジストパターンを形成する際は、ヘッド（インクヘッド）２０１から組成物を噴射する周期と、基板２１５の移動速度を調節する。なおヘッド２０１に隣接して、組成物の平滑化手段として気体を噴出するノズル２０２を具備してもよい。このノズル２０２から噴出する気体により、基板２１５上に噴射された組成物を平滑化する。つまり、ヘッド２０１と基板２１５の間の距離を維持しつつ、前記ヘッド２０１又は前記基板２１５を動かすことで、線状のパターンが形成されるが、このとき、ノズル２０２から気体を噴出させて、前記パターンを平滑化することができる。また、噴射した組成物の着弾位置の精度を高めるために、ヘッド２０１と基板２１５との間隔を１ミリ以下に近づけることが好ましい。そのためには、ヘッド２０１が上下に動く移動機構２０４とその制御手段２０３を設け、パターン形成時のみ、ヘッド２０１を基板２１５に近づける構成とする。
その他、前記装置は、基板２１５を固定しＸＹθ方向に可動して、基板２１５を固定する基板ステージ２０５、ヘッド２０１に組成物を供給する手段２０６、ノズル２０２に気体を供給する手段２０７などから構成される。筐体２１０はヘッド２０１、基板ステージ２０５等を覆う。また、前記装置を用いる際は、ガス供給手段２０８と筐体２１０内に設けられたシャワーヘッド２０９により、組成物の溶媒と同じ気体を供給して雰囲気を置換しておくと、乾燥をある程度防止することができ、長時間印刷を続けることができる。その他付随する要素として、処理する基板２１５を保持するキャリア２１２、そのキャリア２１２から搬出入させる搬送手段２１１、清浄な空気を送り出し作業領域の埃を低減するクリーンユニット２１３などを備えても良い。
図５（Ｄ）（Ｅ）は、ヘッド１０３の断面図を示しており、該図面を用いて、ヘッド１０３から組成物を噴射する２つの方法を説明する。図５（Ｄ）（Ｅ）において、１２１は組成物、１２２はヘッドである。まず、第１の方法として、図５（Ｄ）には、ヘッド１０３から組成物１２１の噴射が停止することなく、つまり、組成物１２１を連続的に噴射してパターンを形成する方法を適用した場合を示す。また第２の方法として、図５（Ｅ）には、ヘッド１０３から組成物１２１を滴下してパターンを形成する方法を適用した場合を示す。本発明では、どちらの方法を用いてもよい。
次いで、主に導電層を成膜する成膜室２２５、図７の装置が組み込まれた液滴噴射処理室２２７、レーザー照射室２２８、露光用処理室２２５、洗浄室２３８及びプラズマ処理室２３７を順に通過するフローを示す。
つまり、半導体装置の作製する際に通過する各処理室について、図８を用いて説明する。
各処理室には、必要に応じて排気ポンプを設ける。排気ポンプとしては、油回転ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ若しくはクライオポンプを用いることが可能であるが、水分の除去に効果的なクライオポンプが好ましい。
成膜室２２５は、主に導電性材料を用いて、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法を用いて局所的に選択加工を行う。つまり、後述するスパッタ装置（図９）、蒸着装置（図１０）などが本成膜室２２５に設けられる。
液滴噴射処理室２２７は、レジストパターンの形成を行うことを特徴とする。液滴噴射処理室２２７は、上述した図７に示す構成になっており、図５（Ｂ）（Ｃ）に示した１個又は複数個のヘッドが設けられている。そして、ヘッド又は基板を走査することで、レジストパターンの形成を行う。
レーザー照射室２２８は、加熱処理などの用途に用いる。基板を載置して、該基板の位置を制御する位置制御手段、レーザー発振装置２３０、光学系２２９、中央演算処理装置及びメモリ等の記憶手段を兼ね備えたコンピュータ等を有する。
露光用処理室２２５は、液滴噴射処理室２２７にてレジストパターンを形成後、露光処理を行う際に用いる。露光処理室２２５には、レジストパターンに感光剤の感光波長域の光を照射する為の処理ユニット２３９が備えられている。感光剤の感光波長域の光としては、感光剤にもよるが、一般的には波長３５０〜４５０ｎｍの光が必要である。当該波長域を満足する光源としては、多波長光の等倍投影露光装置や単波長光の等倍投影露光装置の光源として一般的に使用されている超高圧水銀灯が好適な一例として挙げられ、超高圧水銀灯のスペクトル光であるｇ線（４３６ｎｍ）とｈ線（４０５ｎｍ）とｉ線（３６５ｎｍ）とから成る多波長光を照射する構成となっている。これには、光学フィルタと、光源の超高圧水銀灯と超高圧水銀灯４０５に電力を供給する為の電力供給ラインなどから構成される。光学フィルタとしては、吸収フィルタや薄膜干渉フィルタが挙げられ、これらの吸収フィルタや薄膜干渉フィルタを適切に積層して、ｇ線（４３６ｎｍ）とｈ線（４０５ｎｍ）とｉ線（３６５ｎｍ）とから成る多波長光を分光透過する。尚、光照射の処理時間は、露光装置での露光時間の様に厳密なものではないが、レジストパターンの軟化形状に影響する為、所定時間の光照射処理が行われる装置構成が必要である。この様な装置構成としては、図示してないが、シャッター機構を設けるとか、所定時間の間のみ超高圧水銀灯への電力供給を行う機構を設ける等の手段が考えられる。
洗浄室２３８は、スピン塗布方式の処理室であり、ＩＰＡや純水を供給して剥離後のリンス処理を行う。なお、本発明は、実施の形態１、３において上記のプラズマ処理装置により、大気圧又は大気圧近傍下でレジストをアッシングして除去することを特徴としているが、工程によっては、洗浄室２３８のようなスピン塗布方式の処理室において、レジスト剥離液を供給して、レジストの除去を行ってもよい。プラズマ処理室２３７では、大気圧又は大気圧近傍下でエッチング処理、アッシング処理を行う。
本発明は、大気圧又は大気圧近傍下で動作する装置を用いるため、液滴噴射用処理室２２７、プラズマ処理室２３７、薄膜を成膜する処理室、液滴を噴射するヘッドを移動する移動手段などを一度に備えた製造装置を提供することができる。このような構成の製造装置により、インライン処理がより容易にできるようになり、製造ラインの省スペース化、効率化が図れる。
本実施例は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。
【実施例２】
本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
図９は、マグネトロン方式のスパッタリング装置の一例を示す。当該装置は、被処理物（基板）の取り出しを行う搬送口（取り出し口）３２２を備えた成膜室３１１を有する。成膜室３１１内にはターゲット３１７が設けられており、バッキングプレートを介して冷媒３１９により冷却（水冷）される。永久磁石３１８はターゲット面と平行な方向に円運動又は直線運動することにより対向する基板表面に膜厚の均一性のよい被膜の形成を可能とする。シャッター３２３は成膜開始前後に開閉し、放電初期においてプラズマが不安定な状態で被膜が形成されるのを防いでいる。
基板３１３とマスク３１４は、基板ホルダー３２７及びマスクホルダー３２８を移動させて、基板保持手段３１２に設置する。このとき、基板３１３とマスク３１４のアライメントは、成膜室内に設けられたＣＣＤカメラ３１６を用いて行うとよい。また、基板保持手段３１２には磁性体（磁石）３１５が設けられており、前記磁性体３１５により、基板３１３とマスク３１４が固定される。このとき、基板３１３とマスク３１４が接しないように、スペーサを設けて、一定のギャップ（高さ）を保持してもよい。また、ターゲット３１７を保持する手段は、ターゲット３１７を上下させる手段３２６を有し、成膜時に基板３１３と前記ターゲット３１７との距離を制御することができる。もちろん基板保持手段３１２に、基板３１３を上下させる手段を設置し、成膜時に基板３１３とターゲット３１７との距離を制御しても構わない。
更に、基板保持手段３１２に、加熱手段としてシーズヒーターを埋め込み、加熱された希ガス（アルゴンガス）を基板３１３の裏側から導入して均熱性を高めるとよい。また、成膜室３１１には、ガス導入手段３２１から、希ガスや酸素ガスが導入され、コンダクタンスバルブ３２５により制御される整流板３２４は、成膜室３１１内でのスパッタリングガスの流れを整流する目的で設けられる。ターゲット３１７には高周波電源３２０が接続される。
次いで、スパッタ法により導電膜を成膜するときに用いるマスク３３０の例を図９（Ｂ）に示す。マスク３１４は、マスクパターン３３１をスリット状に有する。マスクパターン３３１は、画素部に配置される信号線の形成用には、５〜２０μｍといった幅の狭いパターンを設けたり、引き回し配線の形成用には１５０〜１０００μｍといった幅の広いパターンを設けたりして、その用途に応じて適宜設定する。
なおマスク３１４には、補強を目的として補助配線がスリットに平行して設けられていてもよい。この補助配線の幅、長さ及び配置箇所は成膜時の障害とならないように適宜設定すればよい。このような補助配線を用いると、成膜領域の幅がばらついたり、蛇行したりすることを防止する。このようなマスク３１４は、ニッケル、白金、銅、ステンレス又は石英ガラスなどから形成され、金属材料から形成されるマスクはメタルマスクとよぶ。成膜する配線の幅にもよるが、マスク３１４は、５〜２５μｍ程度の厚みを有するように形成するとよい。
本発明は、基板３１３と重なるようにマスク３１４を配置して、基板３１３上に選択的に薄膜を成膜することを特徴とする。より詳しくは、希ガスを含む雰囲気中で高周波電力を印加して、スパッタリング法により、所望の形状の薄膜を成膜する。このようにマスク３１４を配置して、所望の形状の薄膜を形成する場合、材料の利用効率は向上しないが、後のエッチング処理工程においては、レジストパターンに被覆された箇所以外の領域の薄膜をエッチング処理する必要がなく、所望の箇所のみをエッチング処理すればよい。そのため、エッチング処理時に使用するガスの無駄が削減され、ガスの利用効率は上昇する。
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることが可能である。
【実施例３】
本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
図１０は、蒸着装置の一例を示す。図１０（Ａ）において、３５０は試料ボート、３５１は材料である。試料ボート３５０に入っている材料は、電極（図示せず）による抵抗加熱により気化され放出される。この際、放出された材料は、導電性材料からなるマスク３４３の隙間を通過した後、基板３４０上に付着する。マスク３４３は、図９（Ｂ）を用いて上述したように、銅、鉄、アルミニウム、タンタル、チタン、タングステンといった導電性材料により構成される。
なお本実施例では、蒸着源として抵抗加熱を例にとったが、電子ビーム（ＥＢ）加熱であっても構わない。また蒸着時に材料を負に帯電させても、正に帯電させてもどちらでよい。
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）とは異なる、通電加熱型の蒸着装置の一例を示した図である。３７０はフィラメント、３７１は前記フィラメント３７０が発する温度に耐えうる材料（例えば石英など）により形成されたるつぼであり、例えばステンレスにより形成される。そして、粉体にした材料をるつぼ３７１に入れた後、フィラメント３７０を通電加熱して、当該材料を原子あるいは分子状にして蒸発させ、原子あるいは分子状にした材料を基板３７２に付着させて薄膜を作成する。なお図１０（Ｂ）には円錐かご型のフィラメントを図示したが、目的に合わせて適宜変更すればよく、例えばＵ字型のフィラメントを用いてもよい。
図１０（Ｂ）に示す蒸着装置の場合には、メタルマスクを必ずしも用いる必要はなく、蒸発源が供給される細口を小さくして、るつぼ３７１又は基板３７２を走査することで、選択的に薄膜を成膜することができる。
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることが可能である。
【実施例４】
本実施例では、図１１を用いて、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作製工程を以下に示す。
最初に、透光性を有する基板６００を用いてアクティブマトリクス基板を作製する。基板６００の基板サイズとしては、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、１１５０ｍｍ×１３００ｍｍ、１５００ｍｍ×１８００ｍｍ、１８００ｍｍ×２０００ｍｍ、２０００ｍｍ×２１００ｍｍ、２２００ｍｍ×２６００ｍｍ、又は２６００ｍｍ×３１００ｍｍのような大面積基板を用いて、製造コストを削減することが好ましい。例えば、コーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表される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を用いることができる。更に他の基板として、石英基板、プラスチック基板などの透光性基板を用いることができる。
なお、アクティブマトリクス基板とは、基板上に薄膜トランジスタ等の素子が形成された基板に相当する。
なお画素ピッチは、縦の長さ及び横の長さ共に５０〜７５０μｍとしたデザインルールで作成することが好ましい。
まず、スパッタ法を用いて、絶縁表面を有する基板６００上に、導電層を全面又は選択的に形成した後、液滴噴射法によりレジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して、配線及び電極（ゲート電極、保持容量配線、及び端子など）を形成する。なお、必要があれば、基板６００上に下地絶縁膜を形成する。
なお、以下の工程において、エッチング処理やレジストを除去するアッシング処理を行う工程では、上述した、大気圧又は大気圧近傍下で動作するプラズマ処理装置を用いてもよい。複雑な真空系が必要ない前記プラズマ処理装置を用いると、コストの低減が可能となる。
上記の配線及び電極の材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、前記元素を成分とする合金、または前記元素を成分とする窒化物で形成する。さらに、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、前記元素を成分とする合金、または前記元素を成分とする窒化物から複数選択し、それらを積層形成することもできる。
なお、画面サイズが大画面化すると、それぞれの配線の長さが増加して、配線抵抗が高くなる問題が発生し、消費電力の増大を引き起こす。よって、配線抵抗を下げ、低消費電力を実現するために、上記の配線及び電極の材料としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔまたはこれらの合金を用いることもできる。
次に、ＰＣＶＤ法によりゲート絶縁膜を全面に成膜する。ゲート絶縁膜は窒化シリコン膜と酸化シリコン膜の積層を用い、膜厚を５０〜２００ｎｍとし、好ましくは１５０ｎｍの厚さで形成する。尚、ゲート絶縁膜は積層に限定されるものではなく、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化タンタル膜などの絶縁膜を用いることもできる。
次に、ゲート絶縁膜上に、５０〜２００ｎｍ、好ましくは１００〜１５０ｎｍの膜厚で第１の非晶質半導体膜を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で、全面に成膜する。代表的には非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜を１００ｎｍの膜厚で成膜する。なお、大面積基板に成膜する際、チャンバーも大型化する。その場合、大型化したチャンバー内を真空にするためには処理時間が増加し、成膜ガスも大量に必要となる。そのため、大気圧又は大気圧近傍下で動作し、線状のプラズマ供給手段を有するプラズマＣＶＤ装置を用いて、非晶質シリコン膜の成膜を行うとよい。そうすると、数回の走査で非晶質シリコン膜の成膜を行うことが可能となり、さらに所望の箇所のみに成膜すればよいため、成膜ガスの削減につながり、作製コストの低減が可能となる。
次に、一導電型（Ｎ型またはＰ型）の不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜を、２０〜８０ｎｍの厚さで成膜する。一導電型を付与する不純物元素を含む第２の非晶質半導体膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で全面に成膜する。本実施例ではリンが添加されたシリコンターゲットを用いて、Ｎ型の不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜を成膜する。
次に、液滴噴射法によりレジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して、島状の第１の非晶質半導体膜、および島状の第２の非晶質半導体膜を形成する。この際のエッチング方法としてウエットエッチングまたはドライエッチングを用いる。
次に、島状の第２の非晶質半導体膜を覆う導電層をスパッタ法で形成した後、液滴噴射法によりレジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して、配線及び電極（ソース配線、ドレイン電極、容量電極など）を形成する。上記の配線及び電極の材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金で形成する。
次に、液滴噴射法によりレジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去してソース配線、ドレイン電極、容量電極を形成する。この際のエッチング方法としてウエットエッチングまたはドライエッチングを用いる。この段階でゲート絶縁膜と同一材料からなる絶縁膜を誘電体とする保持容量が形成される。そして、ソース配線、ドレイン電極をマスクとして、自己整合的に第２の非晶質半導体膜の一部を除去し、さらに第１の非晶質半導体膜の一部を薄膜化する。薄膜化された領域はＴＦＴのチャネル形成領域となる。
次に、プラズマＣＶＤ法により１５０ｎｍ厚の窒化シリコン膜からなる保護膜と、１５０ｎｍ厚の酸化窒化シリコン膜から成る第１の層間絶縁膜を全面に成膜する。なお、大面積基板に成膜する際、チャンバーも大型化する。その場合、大型化したチャンバー内を真空にするために処理時間が増加し、成膜ガスも大量に必要となる。そのため、大気圧又は大気圧近傍下で動作し、線状のプラズマ供給手段を有するプラズマＣＶＤ装置を用いて、非晶質シリコン膜の成膜を行うとよい。この後、水素化を行い、チャネルエッチ型のＴＦＴが作製される。
なお、本実施例ではＴＦＴ構造としてチャネルエッチ型とした例を示したが、ＴＦＴ構造は特に限定されず、チャネルストッパー型のＴＦＴ、トップゲート型のＴＦＴ、或いは順スタガ型のＴＦＴとしてもよい。
次に、液滴噴射法によりレジストマスクを形成して、その後ドライエッチング工程により、ドレイン電極や容量電極に達するコンタクトホールを形成する。また、同時にゲート配線と端子部を電気的に接続するためのコンタクトホール（図示せず）を端子部分に形成し、ゲート配線と端子部を電気的に接続する金属配線（図示せず）を形成してもよい。また、同時にソース配線に達するコンタクトホール（図示せず）を形成し、ソース配線に接続する金属配線を形成してもよい。これらの金属配線を形成した後に、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の画素電極を形成してもよいし、ＩＴＯ等の画素電極を形成した後に、これらの金属配線を形成してもよい。
次に、ＩＴＯ、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ（酸化インジウム酸化亜鉛合金）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等の透明電極膜を、１１０ｎｍの厚さで成膜する。その後、液滴噴射法によりレジストパターンを形成する工程と、エッチング工程とを行うことにより、画素電極６０１を形成する。
以上の工程を経て、逆スタガ型のＴＦＴ及び保持容量からなる画素部と、端子部とで構成されたアクティブマトリクス基板を作製することができる。
次いで、アクティブマトリクス基板上に、配向膜６２３を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜６２３を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持するための柱状のスペーサ６０２を所望の位置に形成する。また、柱状のスペーサ６０２に代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。配向膜６２３は、液滴噴射法により作成してもよい。
次いで、対向基板６５０を用意する。対向基板６５０には、着色層、遮光層が各画素に対応して配置されたカラーフィルタ６２０が設けられている。また、このカラーフィルタ６２０を覆う平坦化膜６５１を設けている。次いで、平坦化膜６５１上に、透明導電膜からなる対向電極６２１を、画素部と重なる位置に形成し、対向基板６５０の全面に配向膜６２２を形成し、ラビング処理を施す。
そして、アクティブマトリクス基板上の画素部を囲むようにシール材６０７を描画した後、減圧下でシール材６０７に囲まれた領域に液滴噴射法で液晶を噴射する。次いで、大気にふれることなく、減圧下でアクティブマトリクス基板と対向基板６５０とを、シール材６０７で貼り合わせる。シール材６０７にはフィラー（図示せず）が混入されていて、このフィラーと柱状スペーサ６０２によって均一な間隔を持って、２枚の基板が貼り合わせられる。液滴噴射法で液晶を噴射する方法を用いることによって、作製プロセスで使用する液晶の量を削減することができ、特に、大面積基板を用いる場合に大幅なコスト低減を実現することができる。
このようにして、アクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さらに、公知の技術を用いて偏光板６０３等の光学フィルムを適宜設ける。そして、公知の技術を用いてＦＰＣを貼りつける。
以上の工程によって得られた液晶モジュールに、バックライト６０４、導光板６０５を設け、カバー６０６で覆えば、図１１（Ａ）にその断面図の一部を示したようなアクティブマトリクス型液晶表示装置（透過型）が完成する。なお、カバーと液晶モジュールは接着剤や有機樹脂を用いて固定する。また、透過型であるので偏光板６０３は、アクティブマトリクス基板と対向基板の両方に貼り付ける。
また、本実施例は透過型の例を示したが、特に限定されず、反射型や半透過型の液晶表示装置も作製することができる。反射型の液晶表示装置を得る場合は、画素電極として光反射率の高い金属膜、代表的にはアルミニウムまたは銀を主成分とする材料膜、またはそれらの積層膜等を用いればよい。
続いて、液晶モジュールの上面図を図１１（Ｂ）に示すとともに、図１１（Ｂ）と異なる液晶モジュールの上面図を図１１（Ｃ）に示す。
上記の実施例により得られる、非晶質半導体膜で活性層を形成したＴＦＴは、電界効果移動度が小さく１ｃｍ２／Ｖｓｅｃ程度しか得られない。そのため、画像表示を行うための駆動回路はＩＣチップで形成され、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式やＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）方式で実装する。
図１１（Ｂ）中、５０１はアクティブマトリクス基板、５０６は対向基板、５０４は表示部、５０５はＦＰＣ、５０７はシール材である。本実施例では、液晶を液滴噴射法により噴射させ、一対の基板５０１、５０６をシール材５０７で貼り合わせる。
本実施例により得られるＴＦＴは、電界効果移動度は小さいが、大面積基板を用いて量産する場合、作製プロセスにかかるコストを低減することができる。液晶を液滴噴射法により噴射し、一対の基板を貼り合わせる場合には、基板サイズに関係なく一対の基板間に液晶を保持させることができるため、２０インチ〜８０インチの大画面を有する液晶パネルを備えた表示装置を作製することができる。
また、公知の結晶化処理を行って非晶質半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する半導体膜、代表的にはポリシリコン膜で活性層を構成した場合、電界効果移動度の高いＴＦＴが得られるため、画素部だけでなく、ＣＭＯＳ回路を有する駆動回路をも同一基板上に作製することができる。また、駆動回路に加えＣＰＵなども同一基板上に作製することができる。ポリシリコン膜からなる活性層を有するＴＦＴを用いた場合、図１１（Ｃ）のような液晶モジュールを作製することができる。図１１（Ｃ）中、５０１はアクティブマトリクス基板、５０５はＦＰＣ、５０６は対向基板、５１０はソースドライバ、５０８、５０９はゲートドライバ、５０４は画素部、５１１は第１シール材、５１２は第２シール材である。本実施例では、液晶を液滴噴射法により噴射させ、一対の基板５０１、５０６を第１シール材５１２及び第２シール材５０６で貼り合わせている。なおドライバ５０８〜５１０には液晶は不要であるため、表示部５０４のみに液晶を保持させており、第２シール材５１１はパネル全体の補強のために設けられている。
なおここでは、液晶表示素子を用いた表示パネルに本発明を適用した例を示したが、発光素子を用いた表示パネルに本発明を適用してもよい。発光素子は、一対の電極に電界発光層（実際には電子輸送層など様々な種類の層が存在するが、ここでは総称して電界発光層とよぶ）が挟まれた構造を有しており、この電界発光層は、液滴噴射法（例えば、インクジェット法）により作製する方法が既に実用化されている。つまり、ヘッドから噴射する組成物を変更するか、又は組成物が充填されたヘッドを交換すると、連続処理が可能となる。また、発光素子は、自発光型平面ディスプレイであるため、バックライトが不要であり、視野角の制限は受けない。さらに、コントラストや応答速度は大幅に優れている。そのため、携帯端末だけではなく、大型の表示装置として用いることも可能である。
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例５】
本発明の実施例について図面を用いて説明する。本実施例は、本発明を用いて、薄膜トランジスタ及び容量素子を作製する工程について説明する。本作製工程の断面図を図１３、１４、上面図を図１５に示す。
基板１０１上にゲート電極（ゲート配線）９０１、容量電極（容量配線）９０２を形成する（図１３（Ａ）、図１５（Ａ））。基板１０１としては、ガラスやプラスチック等を材料とした透明な基板を用いる。また、ゲート電極９０１、容量電極９０２は、同一の層で形成されており、ネオジウム（Ｎｄ）等を含有したアルミニウム（Ａｌ）とモリブデン（Ｍｏ）を積層形成した後、局所的に選択加工を行う。本実施例では、選択加工を行うため、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィ工程が必要なく、作製工程を大幅に簡略化することができる。なお、ゲート電極９０１及び容量電極９０２の材料としては、ネオジウム（Ｎｄ）等を含有したアルミニウム（Ａｌ）の他、クロム（Ｃｒ）等の導電性を有する材料を用いてもよい。
次に、ゲート電極９０１および容量電極９０２を覆う絶縁膜（ゲート絶縁膜）９０３を形成する（図１３（Ｂ）、図１５（Ｂ））。絶縁膜９０３としては、窒化珪素膜や酸化珪素膜等の絶縁膜、若しくは窒化珪素膜や酸化珪素膜等を積層した膜を用いる。
続いて、絶縁膜９０３の上に、非晶質構造を有する半導体膜９０４を局所的に選択加工を行って形成する。本実施の形態では、選択加工を行うため、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィ工程が必要なく、作製工程を大幅に簡略化することができる。
次に、半導体膜９０４のうち、ＴＦＴのチャネル領域となる部分の上に保護膜９０５を形成する。保護膜９０５は、窒化珪素膜等の絶縁膜を局所的に選択加工を行って形成する。
次いで、非晶質半導体を形成し、その後、不純物元素である燐を添加して、Ｎ型半導体膜を形成する（図１３（Ｃ）、図１５（Ｃ））。続いて、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）が順に積層した導電膜９０８、９０９を局所的に選択加工を行って形成する。そして、導電膜９０８、９０９をマスクとして、前記Ｎ型半導体膜をエッチングして、Ｎ型半導体層９０６、９０７を形成する。
次に、導電膜９０８、９０９の上方に、窒化珪素膜や酸化珪素膜からなる絶縁膜９１０を全面に形成する（図１３（Ｄ）、図１５（Ｄ））。次いで、絶縁膜９１０を貫通して配線９０９に至るコンタクトホールを形成する。本実施の形態では、コンタクトホールは、上記の実施の形態２に示した方法を用いて形成する。
続いて、画素電極９１１をＩＴＯ等の透明な導電膜を局所的に選択加工して形成する（図１５（Ｅ））。
次に、画素電極９１１上に配向膜９１２を形成する（図１４）。続いて、配向膜９１５、対向電極９１６及び遮光膜９１７が形成された対向基板９１８を貼り合わせた後、液晶材料９１３を注入して表示パネルが完成する。基板１０１と対向基板９１８の間のギャップは、スペーサ９１４により保持される。
なお、上記の作製工程では、全ての工程に局所的に選択加工を行うことで、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィ工程が不必要な場合を示した。また本実施の形態では、所謂チャネルストップ型のＴＦＴの作製工程を図示した。しかし本発明はチャネルエッチ型のＴＦＴの作製工程に適用してもよい。
以上の工程を経て、トランジスタと容量素子を形成することができる。本実施の形態によると、フォトリソグラフィ工程を用いることなく、作製することが出来るため、大幅な作製プロセスの削減を実現し、作製費用の低減を実現することができる。
【実施例６】
本実施例では、ＥＬ素子を有する発光装置の作製手順の一例について、図１６を用いて説明する。
ＥＬ素子の発光機構は、一対の電極間に有機化合物層を挟んで電圧を印加することにより、仕事関数の小さい材料からなる陰極から注入された電子、および陽極から注入された正孔が、有機化合物層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
このようなＥＬ素子をマトリクス状に配置して形成された発光装置には、パッシブマトリクス駆動（単純マトリクス型）と、画素（又は１ドット）毎にスイッチが設けられているアクティブマトリクス駆動（アクティブマトリクス型）といった駆動方法を用いることが可能である。
ここでは、ＥＬ素子のみを作製する例を以下に説明する。
まず、アクティブマトリクス型の発光装置を作製する場合には、絶縁表面を有する基板１５０上にＴＦＴ（図示せず）を作製する。ＴＦＴは公知の方法でＮ型ＴＦＴまたはＰ型ＴＦＴを作製すればよい。次いで、陽極となる第１の電極１５１をＴＦＴの電極（図示せず）と一部重なるように形成する。ここでは、第１の電極１５１として、仕事関数の大きい導電膜材料（ＩＴＯ、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ、ＺｎＯ等）を用いて、インクジェット法で形成する。
次いで、インクジェット法により、絶縁材料を含む溶液を選択的に噴射して、隔壁（バンク、絶縁物、障壁、土手などと呼ばれる）１５２ａを形成する（図１６（Ａ））。隔壁１５２ａは、第１の電極１５１の端部、配線、および電極を覆い、各電極間を絶縁する。隔壁１５２ａの材料としては、塗布法により得られる感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはこれらの積層体などを適宜用いることができる。また、隔壁１５２ａとして、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
次いで、ノズル１２を用い、選択的にプラズマ処理を行う（図１６（Ｂ））。このプラズマ処理によって隔壁の形状を整える。隔壁１５２ｂの上端部または下端部に曲率（曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ））を有する曲面が形成されるようにする。Ｏ２プラズマで隔壁の形状を整える場合、第１の電極の表面改質もＯ２プラズマで行うと、トータルの工程数が増えないため好ましい。
次いで、第１の電極（陽極）１５１上には、インクジェット法によって有機化合物を含む層１５３を選択的に形成する。Ｒ、Ｇ、Ｂの発光が得られる有機化合物を含む層を、それぞれ選択的に形成すればフルカラーの表示を得ることができる。さらに、有機化合物を含む層１５３上には第２の電極（陰極）１５４が形成される（図１６（Ｃ））。第２の電極（陰極）もインクジェット法で形成することが好ましい。陰極としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ２、またはＣａＮ）を用いて形成すればよい。こうして、第１の電極（陽極）１５１、有機化合物を含む層１５３、及び第２の電極（陰極）１５４からなるＥＬ素子が形成される。
次いで、発光素子を封止するために保護膜（図示せず）を設けたり、封止基板（図示せず）または封止缶（図示せず）で密閉したりする。発光素子を封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。
また、本実施例では陽極上に有機化合物を含む層が形成され、有機化合物層上に陰極が形成される発光素子を有し、有機化合物を含む層において生じた発光を透明電極である陽極からＴＦＴの方へ取り出す（以下、下面出射構造とよぶ）という構造とした例を示したが、陽極上に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含む層上に透明電極である陰極を形成するという構造（以下、上面出射構造とよぶ）としてもよい。
【実施例７】
本発明を用いて様々な電気器具を完成させることができる。その具体例について図１２を用いて説明する。
図１２（Ａ）は例えば２０〜８０インチの大型の表示部を有する表示装置（テレビジョン受像機、テレビジョン受信機ともよぶ）であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明は、表示部２００３の作製に適用される。このような大型の表示装置は、生産性やコストの面から、第五世代（１０００×１２００ミリ）、第六世代（１４００×１６００ミリ）のようなメータ角の大型基板を用いて作製することが好適である。
図１２（Ｂ）は、ノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明は、表示部２２０３の作製に適用される。
図１２（Ｃ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、これら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４の作製に適用される。
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、本発明をあらゆる分野の電気器具の作製に適用することが可能である。また、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例８】
本発明の実施例について説明する。より詳しくは、本発明を適用した薄膜トランジスタの作製工程について、図２１〜２３を用いて説明する。
ガラス、石英及び有機樹脂等なる基板８００上に、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタリング法により、選択的に導電層８０１、８０２を形成する（図２１（Ａ）参照）。次に、導電層８０１、８０２上に、液滴吐出法により、マスクとして機能する絶縁層８０３、８０４を形成する（図２１（Ｂ）参照）。つまり、絶縁体を含む組成物を吐出して、絶縁層８０３、８０４を形成する。続いて、大気圧又は大気圧近傍下で、絶縁層８０３、８０４をマスクとして、プラズマ発生手段８０５により、導電層８０３、８０４をエッチングして、導電層８０６、８０７を形成する（図２１（Ｃ）参照）。次に、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段８０５により、絶縁層８０３、８０４をアッシングする（図２１（Ｄ）参照）。つまり、絶縁層８０５を除去する。
その後、基板８００上に、導電層８０６、８０７に接するように、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層８０８、半導体層８０９、一導電型が付与された半導体層８１０を積層形成する（図２２（Ａ）参照）。次に、半導体層８１０上に、液滴吐出法により、マスクとして機能する絶縁層８１１、８１２を形成する。続いて、大気圧又は大気圧近傍下で、絶縁層８１１、８１２をマスクとして、プラズマ発生手段８０５により、半導体層８０９、８１０をエッチングして、半導体層８１３〜８１６を形成する（図２２（Ｂ）参照）。次に、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段８０５により、絶縁層８１１、８１２をアッシングする。つまり、絶縁層８１１、８１２を除去する。
次に、基板８００上に、半導体層８１５、８１６に接するように、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタリング法により、選択的に導電層８１７〜８２０を形成する（図２３（Ａ）参照）。続いて、大気圧又は大気圧近傍下で、導電層８１７〜８２０をマスクとして、半導体層８１５、８１６をエッチングする（図２３（Ａ）参照）。このとき、半導体層８１３、８１４は、図示するように、少しエッチングされる。以上の工程を経て、チャネルエッチ型の薄膜トランジスタが完成する。この薄膜トランジスタは、表示手段や記憶手段を構成要素として用いることができる
本発明は、第１にＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により導電層を選択的に形成する点、第２に液滴吐出法によりレジストマスクとして機能する絶縁層を形成する点、第３に大気圧下又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段により、絶縁層、半導体層及び導電層をエッチングする点、第４に大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段により、レジストマスクとして機能する絶縁層をアッシングする点の計４点を特徴とする。基板上の全面に導電層を形成せず、基板上に選択的に導電層を形成するという第１の特徴により、材料の利用効率が向上する。同様に、基板上の全面にレジストマスクを形成せず、基板上に選択的にレジストマスクを形成するという第２の特徴により、材料の利用効率が向上する。従って、第１と第２の特徴により、作製費用の大幅な低減を実現する。また、第３と第４の特徴により、真空設備が不必要であるため、作製時間の短縮と作製費用の低減を実現する。さらに、プラズマ発生手段として、第１及び第２の電極を有し、前記第１の電極は、前記第２の電極の周囲を取り囲み、かつ、その先端にノズル状の前記ガスの供給口を有する円筒状のものを一軸方向に複数配置したものを用いる場合は、選択的にガスを供給すればよいため、ガスの利用効率の向上を実現する。
【実施例９】
導電性のパターンを形成するために、金属微粒子を有機溶媒中に分散させた組成物を用いている。金属微粒子は平均粒径が１〜５０ｎｍ、好ましくは３〜７ｎｍのものを用いる。
代表的には、銀又は金の微粒子であり、その表面にアミン、アルコール、チオールなどの分散剤を被覆したものである。有機溶媒はフェノール樹脂やエポキシ系樹脂などであり、熱硬化性又は光硬化性のものを適用している。この組成物の粘度調整は、チキソ剤若しくは希釈溶剤を添加すれば良い。
液滴吐出手段によって、被形成面に適量吐出された組成物は、加熱処理により、又は光照射処理により有機溶媒を硬化させる。有機溶媒の硬化に伴う体積収縮で金属微粒子間は接触し、融合及び融着が促進される。すなわち、平均粒径が１〜５０ｎｍ、好ましくは３〜７ｎｍの金属微粒子が融合若しくは融着した配線が形成される。このように、融合若しくは融着により金属微粒子同士が面接触する状態を形成することにより、配線の低抵抗化を実現することができる。
本発明は、このような組成物を用いて導電性のパターンを形成することで、線幅が１〜１０μｍ程度の配線パターンの形成も容易になる。また、同様にコンタクトホールの直径が１〜１０μｍ程度であっても、組成物をその中に充填することができる。すなわち、微細な配線パターンで多層配線構造を形成することができる。
なお、金属微粒子の代わりに、絶縁物質の微粒子を用いれば、同様に絶縁性のパターンを形成することができる。
実施例９は実施例１〜８のいずれとも組み合わせることができる。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【技術分野】
本発明は、配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法に関し、より詳しくは液滴噴射法（インクジェット法、液滴吐出法）を用いたレジストパターンなどの薄膜の作製方法、ＣＶＤ（化学気相成長）法、蒸着法又はスパッタ法による薄膜の作製方法、大気圧又は大気圧近傍下で行う局所的なエッチング処理方法、アッシング処理方法のいずれかの方法を用いた配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法に関する。また、薄膜を成膜する半導体製造装置に関する。
【背景技術】
絶縁表面上の薄膜を用いて形成された薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は集積回路等に広く応用され、多くの場合スイッチング素子として用いられる。そのうち、ＴＦＴを使用した表示パネルは、特に大型の表示装置に用途が拡大していることから、更に、画面サイズの高精細化、高開口率化、高信頼性、大型化の要求が高まっている。
このような薄膜トランジスタにおける配線の作製方法としては、基板の全面に導電層の被膜を形成し、その後マスクを用いてエッチング処理を行う方法がある。また、基板上に感光性樹脂（フォトレジスト）の被膜を形成し、パターンが描かれたマスクと紫外線を用いて露光現像するリソグラフイ技術が用いられる。この技術により形成したレジストパターンはエッチング処理の際にマスクとして用いられる（特許文献１参照。）。
（特許文献１） 特開２００２−３５９２４６号公報
また近年、ＣＲＴテレビにはない、薄型・軽量を実現する液晶テレビの普及が進んでいる。液晶テレビに高付加価値化を図る上で、画面サイズは重要な要素となっており、現状のインチ別台数構成比では２０インチ未満がほぼ７０％を占めているが、一方では２０インチ以上で例えば４０インチのような大型の液晶テレビが出現している。
このような画面サイズの拡大は、基板サイズの拡大を加速しており、第四世代（６８０×８８０、７３０×９２０）、第五世代（１０００×１２００）にまで変遷が進行し、またその解像度もＶＧＡ（６４０×ＲＧＢ×４８０）、ＳＶＧＡ（８００×ＲＧＢ×６００）、ＸＧＡ（１０２４×ＲＧＢ×７６８）、ＳＸＧＡ（１２８０×ＲＧＢ×１０２４）と高精細化が進んでいる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
レジストの被膜は、レジストの液を滴下し、基板を回転（スピン）させてその遠心力で被膜を作製するスピンコータを用いて形成される場合が多い。この場合、スピン塗布のときに滴下したレジストの９５％程度は飛び散ってしまう。そこで、レジストの材料、スピンの回転速度、回転の仕方に工夫が試みられているが、それでもレジストの９０％程度は無駄になってしまう。大型基板を用いる場合には、このような問題は、特に深刻な問題となる。
また、スピン塗布を行うと、基板周辺の端部にまでレジストが塗布される。そうすると基板のハンドリング時に端部のレジストが削れて基板に付着し、パターン欠陥となってしまう。そのため、有機溶剤などにより端部のレジストを除去する端面洗浄の工程が必要となる。つまり、スピン塗布によりレジストの被膜を形成する場合、無駄となってしまうレジスト材料が存在し、さらに、必要に応じて端面洗浄の工程が増えてしまう。
また、真空装置を用いて、基板上に薄膜を成膜する際には、チャンバー内を真空にする特別な装置や設備が必要で、製造コストが高くなってしまう。大型基板を用いる場合には、必然的にチャンバーも大型化するため、チャンバー内を真空にすると処理時間がかかってしまい、さらに成膜ガスも大量に必要となってしまう。
本発明はこのような問題点を鑑みてなされたものであり、液滴噴射法を用いることで、スループットや材料の利用効率を向上させて、作製コストの削減を目的とした配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法を提供することを課題とする。また大気圧又は大気圧近傍下におけるプラズマ処理方法を用いることで、基板の大型化に対応できる配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法を提供することを課題とする。
また、上記の課題を解決する配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法を実現することが可能な半導体製造装置の提供を課題とする。
【課題を解決するための手段】
上述した従来技術の課題を解決するために、本発明においては以下の手段を講じる。
本発明は、絶縁表面を有する基板上にＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により導電層を形成し、感光剤を含む組成物を噴射するヘッドを用いて、前記導電層に接するレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして前記導電層にエッチング処理を行った後、前記レジストパターンにアッシング処理を行う配線の作製方法であって、前記レジストパターンは前記ヘッド又は前記基板を走査して形成し、前記エッチング処理又は前記アッシング処理は、大気圧又は大気圧近傍下で、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を走査して行うことを特徴とする。
本発明は、絶縁表面を有する基板上にＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により半導体層又は導電層を形成し、前記半導体層又は前記導電層上に絶縁層を形成し、前記絶縁層にエッチング処理を行って、前記半導体層又は前記導電層に達するコンタクトホールを形成するコンタクトホールの作製方法であって、前記エッチング処理は、大気圧又は大気圧近傍下で、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を走査して行うことを特徴とする。
本発明は、上記の配線の作製方法及びコンタクトホールの作製方法の一方又は両者を用いて、表示装置を作製することを特徴とする。表示装置としては、薄膜技術を用いた全ての表示装置が挙げられ、例えば液晶素子を用いた液晶表示装置、自発光素子を用いた発光装置が挙げられる。
本発明は、絶縁表面を有する基板上にＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により導電層を形成する形成手段と、感光剤を含む組成物を噴射するヘッドを用いてレジストパターンを形成する液滴噴射手段と、前記基板又は前記ヘッドを移動する移動手段と、大気圧又は大気圧近傍下で、エッチング処理又はアッシング処理を行う複数のプラズマ発生手段とを有する半導体製造装置であって、前記複数のプラズマ発生手段は線状に配置されていることを特徴とする。
導電層又は半導体層は、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により形成し、好ましくは選択的に形成することを特徴とする。詳しくは、マスク（メタルマスク）を用いることで、基板全面に成膜せず、所望の箇所のみに選択的に形成する。また例えば蒸着法であれば、蒸着源を供給する供給口を細口にして走査することで、基板全面に成膜せず、所望の箇所のみに選択的に形成する。
レジストパターンの形成は、感光剤を含む組成物を噴射するヘッドを用いて行うことを特徴とする。これは、いわゆる液滴噴射法（インクジェット法）を用いたものであり、ヘッド又は基板を走査することにより行う。本構成により、スピン塗布を用いてレジストパターンを作製する場合に比べて、レジスト材料の利用効率が格段に向上し、作製費用の低減につながる。また、ヘッド又は基板の一方又は両者を走査することが可能であるため、精度が向上して、所望の箇所のみに成膜することができる。
エッチング処理又はアッシング処理は、大気圧又は大気圧近傍下で、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を走査して行うことを特徴とする。本処理には、真空設備を必要としないために、生産性の向上や、作製費用の低減を可能とする。また、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を用いることで、タクトタイムの点で有利となり、好ましくは、基板の一辺と同じ長さとなるように線状に複数のプラズマ発生手段を配置すると、一回の走査で処理を終わらせることができる。なお走査方向は、基板の一辺と平行な方向に限らず、斜め方向に走査してもよい。
また線状に配置された複数のプラズマ発生手段のうち、全てのプラズマ発生手段から反応ガスを供給する必要はなく、目的のポイントのみに所定のガス流を供給すれば処理を行うことができる。従って、反応ガスを常に供給する必要がない本発明は、ガスの節約につながり、作製費用の低減を可能とする。
また、コンタクトホールの作製方法においては、前記複数のプラズマ供給手段から選択された一つ又は複数にのみプラズマが発生することを特徴とする。つまり、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を前記基板と相対的に走査して、コンタクトホールを形成したい所望の箇所のみに反応ガスを供給するように設定する。このような構成を有する本発明は、全面に反応ガスを供給する場合に比較して、ガスの利用効率が向上し、作成費用の低減につながる。
上記構成を有する本発明は、製造ラインの省スペース化、効率化が図れ、表示パネルの製造で大幅な品質向上、生産性向上、製造コスト低減に貢献し、地球環境に適応した配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法を提供することができる。また、生産に連結したインライン処理が可能な大気圧方式のため、高速、連続処理が可能である。さらに、所望の箇所に必要な量の材料のみを用いればよいため、無駄な材料が僅かとなることから材料の利用効率の向上、さらには作製費用の削減を実現する。
本発明は、感光剤を含む組成物を噴射するヘッドを用いて、基板上の導電層に接するレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして前記導電層にエッチング処理を行った後、前記レジストパターンにアッシング処理を行う配線の作製方法であって、前記導電層は、ＣＶＤ法、スパッタ法又は蒸着法により形成し、前記レジストパターンは、前記ヘッド又は前記基板を移動して形成し、前記エッチング処理又は前記アッシング処理は、大気圧又は大気圧近傍下でプラズマ発生手段を用いて行うことを特徴とする。
本発明は、上記の配線の作製方法を用いて、表示装置を作製することを特徴とする。表示装置としては、薄膜技術を用いた全ての表示装置が挙げられ、例えば液晶素子を用いた液晶表示装置、自発光素子を用いた発光装置が挙げられる。
【発明の効果】
上記構成を有する本発明は、製造ラインの省スペース化、効率化が図れ、表示パネルの製造で大幅な品質向上、生産性向上、製造コスト低減に貢献し、地球環境に適応した配線、コンタクトホール及び表示装置の作製方法を提供することができる。また、生産に連結したインライン処理が可能な大気圧方式のため、高速、連続処理が可能である。さらに、所望の箇所に必要な量の材料のみを用いればよいため、無駄な材料が僅かとなることから材料の利用効率の向上、さらには作製費用の削減を実現する。
【図面の簡単な説明】
図１は、プラズマ処理装置を示す図である。
図２は、プラズマ処理装置を示す図である。
図３は、液滴噴射法を説明する図である。
図４は、配線の作製方法を説明する図である。
図５は、配線の作製方法を説明する図である。
図６は、コンタクトホールの作製方法を説明する図である。
図７は、液滴噴射装置を説明する図である。
図８は、作製フローを説明する図である。
図９は、スパッタ装置を説明する図である。
図１０は、蒸着装置を説明する図である。
図１１は、液晶表示装置を示す図である。
図１２は、電子機器を示す図である。
図１３は、薄膜トランジスタの作製方法を示す図である。
図１４は、薄膜トランジスタの断面構造を示す図である。
図１５は、薄膜トランジスタの上面図である。
図１６は、表示装置の作製方法を示す図である。
図１７は、プラズマ処理装置を示す図である。
図１８は、プラズマ処理装置を示す図である。
図１９は、プラズマ処理装置を示す図である。
図２０は、プラズマ処理装置を示す図である。
図２１は、薄膜トランジスタの作製方法を示す図である。
図２２は、薄膜トランジスタの作製方法を示す図である。
図２３は、薄膜トランジスタの作製方法を示す図である。
【発明を実施するための最良の形態】
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、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、本発明は以下に示す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。尚、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いることとする。
（実施の形態１）
まず本発明の特徴として、複数の電極が線状に配置されたプラズマ発生手段を走査して、大気圧又は大気圧近傍下（６．６×１０２〜１．１×１０５Ｐａ）でエッチング処理又はアッシング処理を行うことが挙げられる。そこで、図１、２を用いて、本発明において用いるプラズマ処理装置の一例として、第１の電極が第２の電極を取り囲み、その先端にノズル状の細口を有する、複数の円筒状の電極を有する装置について説明する。
図２（Ａ）は前記装置の上面図であり、図２（Ｂ）は前記装置の断面図である。同図において、カセット室１６には、所望のサイズのガラス基板、プラスチック基板に代表される樹脂基板等の被処理物１３がセットされる。代表的な被処理物１３の搬送方式としては、水平搬送が挙げられるが、代表的な被処理物１３である第５世代以降の基板を用いる場合には、搬送機の占有面積の低減を目的として、基板を縦置きにした縦形搬送を行ってもよい。
搬送室１７では、カセット室１６に配置された被処理物１３を、搬送機構（ロボットアーム）２０によりプラズマ処理室１８に搬送する。搬送室１７に隣接するプラズマ処理室１８には、気流制御手段１０、円筒状の複数の電極が線状に配置されたプラズマ発生手段１２、前記プラズマ発生手段１２を移動させるレール１４ａ、１４ｂ等が設けられる。また、必要に応じて、ランプなどの公知の加熱手段（図示せず）が設けられる。
気流制御手段１０は、防塵を目的としたものであり、ガスの吹き出し口２３から噴射される不活性ガスを用いて、外気から遮断されるように気流の制御を行う。プラズマ発生手段１２は、被処理物１３の搬送方向に配置されたレール１４ａ、また該搬送方向に垂直な方向に配置されたレール１４ｂにより、所定の位置に移動する。
次いで、プラズマ発生手段１２の詳細について図１を用いて説明する。図１（Ａ）は、複数の円筒状の電極が線状に配置されたプラズマ発生手段１２の斜視図を示し、図１（Ｂ）〜（Ｄ）には円筒状の電極の断面図を示す。
図１（Ｂ）において、点線はガスの経路を示し、２１、２２はアルミニウム、銅などの導電性を有する金属からなる電極であり、第１の電極２１は電源（高周波電源）２９に接続する。なお第１の電極２１には、冷却水を循環させるための冷却系（図示せず）が接続されていてもよい。冷却系を設けると、冷却水の循環により連続的に表面処理を行う場合の加熱を防止して、連続処理による効率の向上が可能となる。第２の電極２２は、第１の電極２１の周囲を取り囲む形状を有し、電気的に接地されている。そして、第１の電極２１と第２の電極２２は、その先端にノズル状のガスの細口を有する円筒状を有する。
なお、第１の電極２１及び第２の電極２２の一方又は両方は、固体誘電体で覆うとよい。固体誘電体としては、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム及び二酸化チタン等の金属酸化物、ポリエチレンテレフタラート及びポリテトラフルオロエチレン等の有機物、酸化珪素、ガラス及びチタン酸バリウム等の酸化物等が挙げられる。固体誘電体の形状は、シート状でもフィルム状でもよいが、厚みが０．０５〜４ｍｍであることが好ましい。これは、放電プラズマを発生するのに高電圧を要するため、固体誘電体が薄すぎると、電圧印可時に絶縁破壊が起こって、アーク放電が発生してしまうからである。
この第１の電極２１と第２の電極２２の両電極間の空間には、バルブ２７を介してガス供給手段（ガスボンベ）３１よりプロセス用ガスが供給される。そうすると、この空間の雰囲気は置換され、この状態で高周波電源２９により第１の電極２１に高周波電圧（例えば、１０〜５００ＭＨｚ）が印加されると、前記空間内にプラズマが発生する。そして、このプラズマにより生成されるイオン、ラジカルなどの化学的に活性な励起種を含む反応性ガス流を被処理物１３の表面に向けて照射すると、該被処理物１３の表面において所定の表面処理を行うことができる。なおガス供給手段（ガスボンベ）３１に充填されるプロセス用ガスは、処理室内で行う表面処理の種類に合わせて適宜設定する。また、排気ガスは、バルブ２７を介して排気系３１に導入される。なおこの排気ガスは、フィルタを介することで、混入したゴミを除去して精製し、再利用を図ってもよい。このように再利用を行うことによって、ガスの利用効率をさらに向上させることができる。
次に、断面が異なる円筒状のプラズマ発生手段１２について、図１（Ｃ）（Ｄ）を用いて説明する。図１（Ｃ）には、第１の電極２１の方が第２の電極２２よりも長く、且つ第１の電極２１が鋭角形状を有するプラズマ発生手段１２を示す。また、図１（Ｄ）には、第１の電極２１及び第２の電極２２の間で発生したイオン化したガス流を外部に噴射する形状を有するプラズマ発生手段１２を示す。このように、プラズマ発生手段の形状は特に限定されず、どのような形状を有していてもよい。
大気圧又は大気圧近傍下で動作するプラズマ処理装置を用いる本発明は、減圧装置に必要である真空引きや大気開放の時間が必要なく、複雑な真空系を配置する必要がない。特に大型基板を用いる場合には、必然的にチャンバーも大型化し、チャンバー内を減圧状態にすると処理時間もかかってしまう。従って、大気圧又は大気圧近傍下で動作させる本装置を用いる本発明は有効であり、製造コストの低減が可能となる。
また、円筒状の複数の電極が線状に配置されたプラズマ発生手段１２を用いることに特徴を有する本装置は、一度だけの走査でプラズマ処理を行うことができるため、大型基板に特に有効である。さらに、プラズマ発生手段１２を走査することで、必要箇所のみに処理を行えばよく、不必要な箇所ではガスの供給を停止すればよいため、用いるガスの利用効率が向上し、作製費用の低減が可能となる。
つまり、本発明において用いるプラズマ処理装置は、被処理物１３とプラズマ発生手段１２との間の距離を一定に維持したまま、前記被処理物１３又は前記プラズマ発生手段１２を走査して、前記被処理物１３の表面にプラズマ処理を行う。そこで、円筒状の複数の電極が一軸方向に配列されたプラズマ発生手段１２を用いる本発明は、被処理物１３又はプラズマ発生手段１２を走査する回数を減少させることができるため、被処理物１３として大型基板を用いる場合に有効である。
上記の装置を用いて、被処理物１３の表面にエッチング処理を行う場合には、ガス供給手段３１からＮＦ３、ＣＦ４（四フッ化炭素）、ＳＦ６、ＣＯｘなどの原料ガスと、水素、酸素のうちの一つと希ガスとの混合ガスをプラズマ発生手段１２に供給して、プラズマを発生させることにより行う。例えば、ＮＦ３やＳＦ６などの原料ガスを用いてフッ素原子を発生させ、これが固体のシリコンと反応して揮発性のＳｉＦ４ガスとして気化させ、外部に排気することにより、エッチング処理を行う。また、被処理物１３の表面にアッシング処理を行う場合には、ガス供給手段３１から酸素の原料ガスと、水素、ＣＦ４、ＮＦ３、Ｈ２Ｏ、ＣＨＦ３のうちの一つとプラズマ発生手段１２に供給して、プラズマを発生させることにより行う。例えば、感光性有機レジストのアッシング処理は、酸素と四フッ化炭素を導入して、ＣＯ２、ＣＯ、Ｈ２Ｏにして、剥離させることによってアッシング処理を行う。
なお上記の装置を用いて、プラズマＣＶＤ法による薄膜の成膜を行ってもよく、絶縁膜は勿論、金属などの導電膜の成膜を行ってもよい。また、部品のクリーニング処理を行ってもよく、特に電極２１、２２のクリーニング処理は、ＮＦ３、ＣＦ４（四フッ化炭素）、ＳＦ６、ＣＯｘなどのガス、有機物の場合はＯ２を用いたプラズマによりクリーニングを行ってもよい。
また、本発明は、液滴噴射法によりレジストパターンを形成することを特徴とする。より詳しくは、感光剤を含む組成物を噴射する１個のヘッドを用いて、前記導電層に接するレジストパターンを形成する。この際、ヘッド又は基板を走査することで、レジストパターンを形成することを特徴とする。そこで、上述した大気圧又は大気圧近傍下で行うプラズマ処理方法及びこの液滴噴射法を用いた本発明の配線の作製方法について以下に説明する。
まず、ガラス、石英、半導体、プラスチック、プラスチックフィルム、金属、ガラスエポキシ樹脂、セラミックなどの各種素材を基板１０１とする（図３（Ａ））。基板１０１の材料としては、本発明の作製工程の処理温度に耐えられる材料であれば、どのようなものでも構わない。
続いて、基板１０１上に、選択的に導電膜１０２ａ〜１０２ｃ（以下、導電膜１０２と総称）を形成する。なお、基板１０１上には既に下地膜が形成された状態、または既にトランジスタなどの半導体素子及び絶縁膜が形成された状態でも構わないが、ここでは、説明の便宜上、基板１０１上に導電膜１０２が形成されるとする。
そして本発明では、導電膜１０２の成膜は、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により選択的に行うことを特徴とする。換言すると、基板１０１の全面に導電膜１０２を成膜するのではなく、後に配線を形成する箇所のみに選択的に導電膜を成膜することを特徴とする。上記構成を有する本発明は、配線として用いる材料の利用効率が向上するため、作製費用の低減が可能となる。
ＣＶＤ法により導電膜１０２を成膜する場合、ソースガス、反応温度、反応圧力を適宜設定して行う。例えば、タングステン（Ｗ）膜を成膜する場合、ソースガスをＷＦ６、反応温度を２００〜５００℃として行う。また、アルミニウム（Ａｌ）膜を成膜する場合、主に有機化合物を比較的低温で分解して作製する方法が採用され、ソースガスを（Ｃ４Ｈ９）３Ａｌ、反応温度を２５０〜２７０℃とし、ガスの温度を導入途中で熱的に活性化させて成膜する。また銅（Ｃｕ）膜を成膜する場合、ソースガスに銅を含む有機化合物、反応温度１００〜３００℃として、熱分解で成膜する。なお成膜する薄膜の種類によって、減圧下で行う必要があるため、その場合には、所定の圧力に設定して行う。
蒸着法により導電膜１０２を成膜する場合、通電加熱、電子ビーム、ホローカソード、レーザアブレーションなどが代表的なソースとしてあげられる。しかしながら、レーザアブレーション以外の方法では、組成変化が生じてしまう可能性がある。そのため、合金膜を成膜するためには、合金材料を粒状にして、一つ一つの粒を瞬間的に蒸発させるフラッシュ蒸着法などの方法を用いるとよい。蒸着法により選択的に導電膜１０２を成膜する場合には、蒸着源の供給口を小さくし、該蒸着源又は基板を走査することで行う。
スパッタ法により導電膜１０２を成膜する場合、二極スパッタやマグネトロンスパッタなどの電極の工夫による方式と、高周波スパッタなどのスパッタの運転法の工夫による方式のどちらを用いても構わない。スパッタ法により、選択的に形成する方法として、例えば二極スパッタを例に挙げると、２つの電極を縦置きにして、該２つの電極の間に四角形の板状のターゲットを挟む構造を採用する方法がある。この際、被処理物に対向するターゲット自体の面積を小さく設定することで、選択的に形成することができる。
なお上記の３つの方法では、導電膜を選択的に成膜する場合について述べたが、木発明はこれに限定されない。全面に導電膜を成膜する方法にメタルマスクを併用することで、選択的に成膜しても構わない。この場合、配線の材料の利用効率は向上しないが、後のエッチング処理工程においては、レジストパターンに被覆された箇所以外の全ての薄膜をエッチング処理する必要がなく、所望の箇所のみをエッチング処理すればよい。そのため、エッチング処理時に使用するガスの無駄が削減されて、ガスの利用効率は上昇する。
続いて、導電膜１０２上に、液滴噴射法により、紫外線に反応するフォトレジスト（感光性樹脂）を成膜して、レジスト１０４〜１０６を形成する（図３（Ｂ））。より詳しくは、ヘッド１０３から、感光剤を含む組成物を噴射して、導電膜１０２上にレジスト１０４〜１０６を成膜する。
このときの上面図を図５（Ａ）に示す。ヘッド１０３は、基板１０１の表面と平行な状態で、上下左右に走査することができる。なお図５（Ａ）（Ｂ）には、１個のヘッド１０３を図示したが、図５（Ｃ）に示すように複数個（例えば３個）のヘッド１０３を用いてもよい。また、ノズル径の異なるヘッドを複数個用意し、用途に応じて、径の異なるヘッドを使い分けてもよい。複数個のヘッド１０３を用いる場合は、基板１０１の行方向及び列方向と平行に走査しても構わないし、前記基板１０１の行方向及び列方向に対して斜め方向に走査しても構わない。また、同じ箇所を複数回走査することで重ね塗りをしてもよい。さらに、ヘッド１０３を走査することが好ましいが、基板１０１を移動させてもよい。どちらを移動させるかはその精度と用途に応じて決めるとよい。なお基板１０１とヘッド１０３は、所望の箇所に滴下するために、できるだけ近づけておくことが好ましく、その距離は具体的には３ミリ以下、好ましくは１ミリ以下、さらに好ましくは０．５ミリ以下が好ましい。この液滴の正確な噴射は、距離にも依存するため、距離を測定するセンサなどを用いて、この距離を正確に保持することができるようにしてもよい。
なお、導電膜１０２は、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により選択的に形成するが、図５（Ａ）では簡略化して図示し、基板１０１上の全面に導電膜１０２を形成した場合を示す。
ヘッド１０３から噴射する組成物には、感光剤を含む組成物を用いればよく、例えば、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを、溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。溶媒としては、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤などを用いる。溶媒の濃度は、レジストの種類などに応じて適宜設定するとよい。
また、上記以外の材料として、ヘッド１０３から噴射する組成物は、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、メラミン樹脂、ウレタン樹脂等の樹脂材料を用いてもよい。なおこれらの樹脂材料を用いる場合、その粘度は、溶媒を用いて溶解又は分散することで調整する。
ヘッド１０３から１回に噴射する組成物の量は１０〜７０ｐｌ（より広くは０．００１〜１００ｐｌ）、粘度は１００ｃｐ以下、粒径０．１μｍ以下（より広くは１μｍ以下）が好ましく、ノズル径は５〜１００μｍ（より広くは０．０１〜１００μｍ）が好ましい。これは、乾燥が起こることを防ぎ、また粘度が高すぎると、噴射口から組成物を円滑に噴射できなくなったりするためである。用いる溶媒や、用途に合わせて組成物の粘度、表面張力、乾燥速度などは適宜調節する。またヘッド１０３から噴射する組成物は、基板上で連続して滴下して線状又はストライプ状に形成することが好ましいが、例えば１ドット毎などの所定の箇所毎に滴下してもよい。
また、上記の液滴噴射法によるレジストパターンの形成は、大気圧下、減圧下（大気圧近傍、真空も含む）で処理を行う。減圧下とは、大気圧よりも低い圧力下であることを指し、窒素、希ガスその他の不活性ガスで充填された雰囲気では例えば１×１０２〜２×１０４Ｐａ（好ましくは、５×１０２〜５×１０３Ｐａ）とすれば良いし、さらに高い真空中（減圧下）では１〜５×１０４Ｐａ（１×１０２〜１×１０３Ｐａ）とすれば良い。減圧下にしておくことで、液滴は基板上の薄膜に到達するまでの間、常に液滴から溶媒が揮発し、その体積は減少していく。そのため、必要に応じて、後に行う加熱工程をより短時間で済ませることができる。
そして、レジストパターン１０４〜１０６の成膜が終了したら、レジストの硬化を目的として、１００℃程度で焼成するプリベーク処理を行う。この加熱処理は、加熱源にハロゲンなどのランプを用いて、直接基板を高速加熱するランプアニール装置や、レーザー光を照射するレーザー照射装置を用いる。両者とも加熱源を走査することで、所望の箇所のみに加熱処理を行うことができる。但し、レーザー光を用いる場合、レーザー発振装置から発振されるレーザー光の基板におけるビームスポットの形状は、列又は行の長さ、つまり、パターンの一辺の長さと同じ長さになるように線状に成形することが好ましい。そうすると、一度の走査でレーザー照射を終了させることができる。その他の方法として、所定の温度に設定されたファーネスアニール炉を用いてもよい。
次に、露光処理を行う（図３（Ｃ））。露光処理とは、予め目的のパターンが書き込まれたマスク（フォトマスク）１０７をレジスト１０４〜１０６の上に重ねて、その上から紫外線を照射する処理をよぶ。本処理では、基板全面を数カ所ずつ分けて、紫外線ランプなどの光源を用いて、感光剤の感光波長域の光を照射する。
続いて、露光で紫外線が照射された部分のレジストを現像液に浸して取り去る現像処理を行って、露光で焼き付けたパターンを実際のレジストパターン１０８〜１１０にする（図４（Ａ））。そして、再び１２０℃程度で焼成するポストベーク処理を行う。
次に、レジストパターン１０８〜１１０で覆われていない部分の膜に、プラズマ発生手段１１８を用いて、エッチング処理を行って除去する（図４（Ｂ））。本発明では、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマを用いたドライエッチング処理を行うことを特徴とする。エッチングガスは、被加工物に応じて適宜選択すればよく、ＣＦ４、ＮＦ３、ＳＦ６などのフッ素系、Ｃｌ２、ＢＣｌ３などの塩素系のエッチングガスを用いて行う。本実施の形態では、酸素を混合したガスを用いて、有機物であるレジストもエッチングされることを利用し、導電層をテーパー形状にエッチングし、導電層１１２〜１１４と、レジストパターン１１５〜１１７を形成した。
最後に、レジストパターン１１５〜１１７に、プラズマ発生手段１１８を用いて、アッシング処理を行って除去する（図４（Ｃ））。本発明では、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ化したガスとレジストを反応させ、レジストを気化させて取り除くプラズマアッシャを用いることを特徴とする。なおプラズマアッシャでは、一般には酸素ガスが用いられており、レジストが炭素、酸素、水素からできた固体の物質であることから、酸素プラズマと化学反応するとＣＯ２、Ｈ２Ｏ、Ｏ２のような気体となる現象を利用している。なお、このプラズマアッシャを用いる場合、実際のレジストが含有する重金属などの不純物は除去されないので、ウェットステーションで洗浄してもよい。
本発明において、このエッチング処理及びアッシング処理は、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を走査して行うことを特徴とする。本処理には、真空設備を必要としないために、生産性の向上や、作製費用の低減を可能とする。また、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を用いることで、タクトタイムの点で有利となり、好ましくは、基板の一辺と同じ長さとなるように線状に複数のプラズマ発生手段を配置すると、一回の走査で処理を終わらせることができる。なお走査方向は、基板の一辺と平行な方向に限らず、斜め方向に走査してもよい。
また線状に配置された複数のプラズマ発生手段のうち、全てのプラズマ発生手段から反応ガスを供給する必要はなく、目的のポイントのみに所定のガス流を供給すれば処理を行うことができる。従って、反応ガスを常に供給する必要がない本発明は、ガスの節約につながり、作製費用の低減を可能とする。
以上のようにして、基板１０１上に導電層１１２〜１１４のパターンを形成することができる。なお、導電層１１２〜１１４のパターンは、ゲート配線（容量配線）であれば５〜５０μｍ、ソース配線であれば５〜２５μｍで作成することが好ましい。本実施の形態では、基板１０１上に導電性材料からなるパターンを形成する一態様を例示したが、本発明はこれに限定されず、半導体集積回路の配線形成工程、液晶パネルやＥＬパネルを構成するＴＦＴ基板の配線形成工程など様々な分野に適用することができる。すなわち、本発明は本実施の形態における例示に限定されず、酸化シリコンやアクリル樹脂などの絶縁膜、多結晶シリコンや非晶質シリコンなどの半導体のパターンを形成する場合にも適用することができる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態について図面を用いて説明する。本実施の形態では、上述したプラズマ処理装置を用いて、選択的にエッチング処理を行って開孔（コンタクトホール）を作製する形態について説明する。
図６（Ａ）において、基板１０１上に公知の方法により半導体層（又は導電層、配線層）１２５、該半導体層１２５上に絶縁膜１２６を形成する。そして、絶縁膜１２６上には、開孔を形成する箇所以外にレジストパターン１２７、１２８を形成する。この状態になったら、プラズマ供給手段１２により、エッチング処理を行う。そうすると、図６（Ｂ）に示すように、半導体層１２５に達するコンタクトホール１２９を形成することができる。このコンタクトホールは、プラズマ供給手段１２の径や、用いる表示パネルの解像度にも依存するが、約２．５〜３０μｍである。
本発明では、前記エッチング処理は、大気圧又は大気圧近傍下で、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を走査して行い、前記複数のプラズマ供給手段から選択された一つ又は複数にのみプラズマが発生することを特徴とする。本処理には、真空設備を必要としないために、生産性の向上や、作製費用の低減を可能とする。また、線状に配置された複数のプラズマ発生手段を用いることで、タクトタイムの点で有利となり、好ましくは、基板の一辺と同じ長さとなるように線状に複数のプラズマ発生手段を配置すると、一回の走査で処理を終わらせることができる。なお走査方向は、基板の一辺と平行な方向に限らず、斜め方向に走査してもよい。
また線状に配置された複数のプラズマ発生手段のうち、全てのプラズマ発生手段から反応ガスを供給する必要はなく、目的のポイントのみに所定のガス流を供給すれば処理を行うことができる。従って、全てのプラズマ供給手段に対して反応ガスを供給する必要がない本発明は、ガスの利用効率を向上させて、作製費用の低減を可能とする。
また、図６（Ｃ）〜図６（Ｅ）に本発明の他の一例を示す。
インクジェット法（液滴噴射法）によって層間絶縁膜をアイランド状に選択的に形成した後、プラズマ処理を選択的に行って、前記層間絶縁膜の形状を整えることで、コンタクトホールを有する層間絶縁膜を形成するものである。本発明は、層間絶縁膜をインクジェット法で形成することを特徴とする。
まず、図６（Ａ）と同様に、基板１０１上に形成した半導体層または配線層（導電層）１２５を形成する。ここでは金属からなる配線層１２５を例に説明する。インクジェット法により、高分子材料（代表的にはポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテンなど）を含む溶液を、基板１０１の所定の位置に噴射塗布し、焼成を行って溶媒を取り除き、絶縁層１３０ａを形成する（図６（Ｃ））。この工程を経て、配線層１２５の一部を露呈させる。露呈させた部分は後にコンタクトホールとなる箇所である。なお、層間絶縁膜として機能させるためにはある程度膜厚が必要であるので、噴射塗布と仮焼成（または焼成）を繰り返すことによって所望の膜厚を得てもよい。
また、絶縁層１３０ａの材料としては、感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはこれらの積層などを適宜用いることができる。また、絶縁層１３０ａとして、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
本発明は、スピンコート法のように基板全面に塗布を行わないため、大幅に材料を節約することができる。
次いで、図６（Ｄ）に示すようにプラズマ供給手段（ノズル）１２を用いたプラズマ処理によって、絶縁層１３０ａの端部を選択的にエッチングして、前記絶縁層１３０ａにコンタクトホールを形成する。このエッチングは、絶縁層１３０ａの形状を整える処理にもなる。予め絶縁層１３０ａに開いている穴を拡大することによってコンタクトホールが形成され、絶縁層１３０ｂが形成される。従来のフォトリソ技術のエッチングに比べエッチングする部分が少ないため、短時間でコンタクトホールを形成することができる。本発明は、レジストマスクを用いてエッチングを行わないため、レジスト形成プロセスを省略できる。
また、同時に配線層１２５の露呈している部分に不純物などのゴミが存在していた場合、そのゴミを除去することもできる。また、配線層１２５の露呈している部分に自然酸化膜が形成された場合、自然酸化膜も除去できる。
次いで、図６（Ｅ）に示すように配線１３１を形成する。なお、絶縁層１３０ｂは、層間絶縁膜として機能することとなる。インクジェット法により配線を形成すれば、マスクレスのプロセスとすることができ、量産に適したプロセスとすることができる。
本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。
（実施の形態３）
まず本発明の特徴として、大気圧又は大気圧近傍下でエッチング処理又はアッシング処理を行うことが挙げられる。そこで、図面を用いて、本発明において用いられるプラズマ処理装置の一例について説明する。
図１７（Ａ）において、プラズマ供給手段は、ガラス又は石英ガラスによって形成されたノズル９２を有する。そして、ノズル９２の下部には、高周波電源８９に接続した第１の電極（高周波電極）８８と、接地された第２の電極（接地電極）８７とが対向して配置してあり、この第１の電極８８と第２の電極８７との間に高周波電圧が印加される。
ノズル９２には、ガス供給手段（ガスボンベ）８５が、バルブ８６を介して接続されている。このガス供給手段８５には、バルブ８６を介して所定のガスが供給される。ノズル９２の下方には、ステンレス板などからなるステージ９１が配設してあり、このステージ９１の上面には、プラズマ化されたガス流が照射される被処理物９０が配置される。
そして、例えば希ガスに適当量の酸素ガス又は四フッ化炭素ガス、若しくは酸素ガスと四フッ化炭素ガスとを添加して、これを放電ガスとして、大気圧状態でノズル９２に供給するとともに、第１の電極８８に高周波電圧を印加する。そうすると、両電極間には、プラズマが発生する。そして、このプラズマにより生成されるイオン、ラジカルなどの化学的に活性な励起種を含む反応性ガス流を被処理物９０の表面に向けて照射すると、該被処理物９０の表面において所定の表面処理を行うことができる。
次いで、図１７（Ａ）に示したプラズマ処理装置の斜視図を図１７（Ｂ）に示す。ノズル９２は、並行に対向して配置してあり、間隙にガス流路を形成している。そして、ノズル９２の長手方向に沿って、高周波電源８９に接続する第１の電極８８（図示せず）と、第１の電極８８と対向するように第２の電極８７が配設してある。ノズル９２の下端には、ノズル９２と直交するフィン板９４、９５が設けてある。なお、ノズル９２の上部には、ガス流路に沿って複数の供給孔を有し、ガス流路に放電ガスを均一に供給するためのガス制御手段（図示せず）が設けられている。また、ガス流路の側部は、側板（図示せず）によって塞いであり、ガス流路において生成された反応ガス流は、ガス流路の下方からのみ噴射できるようになっている。
上記構成を有する、本発明において用いるプラズマ処理装置は、線状の放電を発生させることができ、この放電によって生成したプラズマによる反応ガス流を、被処理物９０に照射することにより、所定のアッシング処理又はエッチング処理を行うことができる。
また、上記の図１７とは異なる構成のプラズマ処理装置について、図面を用いて説明する。図１８（Ａ）は本発明に係るプラズマ処理装置の上面図であり、図１８（Ｂ）は断面図である。図１８（Ａ）、（Ｂ）において、カセット室２１ａには、表面処理が行われるガラス基板、樹脂基板、半導体基板等の被処理物１２ａがセットされる。被処理物１２ａとしては、所望のサイズの基板が用いられる。なおカセット室２１ａにセットされる基板には、洗浄などの前処理をあらかじめ行っておくことが好ましい。
２２ａは搬送室であり、搬送機構２０ａ（例えばロボットアーム）により、カセット室２１ａに配置された被処理物１２ａを、プラズマ処理室２３ａに搬送する。被処理物１２ａの搬送方式としては、水平搬送が挙げられるが、被処理物１２ａとして第５世代以降の基板を用いる場合には、搬送機の占有面積の低減を目的として、基板を縦置きにした縦形搬送を行ってもよい。搬送室２２ａに隣接するプラズマ処理室２３ａには、防塵のために外気を遮断するように空気の流れをつくり、且つ被処理物１２ａの搬送も行う気流制御手段１８ａ、加熱手段１９及びプラズマ発生手段２５が設けられる。加熱手段１９は、ハロゲンランプ等の公知の加熱手段を用いればよく、被処理物１２ａの下面から加熱する。１８ａは気流制御手段、２６はガスの吹き出し口であり、ガス供給手段２９から供給される不活性ガスなどの搬送用ガスを用いて気流の制御を行う。本発明において用いるプラズマ処理装置は、大気圧又は大気圧近傍下で動作させるため、気流制御手段１８ａにより、プラズマ発生手段２５付近の気流を制御することのみで、外部からの汚染や反応生成物の逆流を防止することができる。つまり、外界との分離はこの気流制御手段１８ａのみで行うことも可能であり、プラズマ処理室２３ａを完全に密閉する必要がない。また本発明は、減圧装置に必要である真空引きや大気開放の時間が必要なく、複雑な真空系を配置する必要がない。
また、ガス供給手段２９から供給されるガスは、加熱手段２８により所望の温度（例えば５０度〜８００度）に加熱され、この加熱されたガスを被処理物１２ａに吹き付けることで、被処理物１２ａを加熱する。加熱手段２８は、気体を加熱できるものであれば、特に限定されず、公知のものを用いればよい。本発明では、加熱されたガスを被処理物１２ａの上面に吹き付けて加熱し、さらに、加熱手段１９により被処理物１２ａの下面を加熱する。このように、被処理物１２ａの両面を加熱することで、当該被処理物１２ａを均一に加熱する。また、ガス供給手段２９から供給される搬送用ガスには、不活性ガスを用いればよい。
プラズマ発生手段２５は、第１の電極１３ａ及び第２の電極１４ａにより構成され、高周波電源１７ａ、排気系、ガス供給手段などに接続される（図１８）。プラズマ処理室２３ａにおいて、所定の表面処理が終了した被処理物１２ａは、搬送室２４に搬送され、この搬送室２４から別の処理室に搬送される。
なお、第１の電極１３ａ及び第２の電極１４ａの一方又は両方は、固体誘電体で覆うとよい。固体誘電体としては、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム及び二酸化チタン等の金属酸化物、ポリエチレンテレフタラート及びポリテトラフルオロエチレン等の有機物、酸化珪素、ガラス及びチタン酸バリウム等の酸化物等が挙げられる。固体誘電体の厚さは、０．０５〜４ｍｍであることが好ましい。これは、放電プラズマを発生するのに高電圧を要するため、固体誘電体が薄すぎると、電圧印可時に絶縁破壊が起こって、アーク放電が発生してしまうからである。
次いで、プラズマ発生手段２５の詳細な構成について、図１９の断面図を用いて説明する。図１９における点線は、ガスの経路を示す。１３ａ、１４ａはアルミニウム、銅、ステンレスなどの導電性を有する金属からなる電極であり、第１の電極１３ａは電源（高周波電源）１７ａに接続されている。なお第１の電極１３ａには、冷却水を循環させるための冷却系（図示せず）が接続されていてもよい。冷却系を設けることによって、冷却水の循環により連続的に表面処理を行う場合の加熱を防止して、連続処理による効率の向上が可能となる。第２の電極１４ａは、第１の電極１３ａの周囲を取り囲む形状を有し、電気的に接地されている。そして、第１の電極１３ａと第２の電極１４ａは、その先端にノズル状のガスの供給口を有する円筒状を有する。この第１の電極１３ａと第２の電極１４ａの両電極間の空間には、加熱手段２８により加熱されたガスが供給される。そうすると、この空間の雰囲気は置換され、この状態で高周波電源１７ａにより第１の電極１３ａに高周波電圧（例えば１０〜５００ＭＨｚ）が印加されて、前記空間内にプラズマ１１が発生する。このプラズマ１１により生成されるイオン、ラジカルなどの化学的に活性な励起種を含む反応性ガス流を被処理物１２ａの表面に向けて照射することによって、該被処理物１２ａの表面における薄膜の形成や洗浄などの表面処理を行う。
また図１９中、２７はバルブ、２８は加熱手段、２９、３０ａ、３１ａはガス供給手段、３２は排気ガス、３３はフィルタである。加熱手段２８は、ガス供給手段９、３０ａ、３１ａより供給されるガスを所望の温度（例えば５０〜８００度）になるまで加熱する。なお、２９は搬送用ガスのガス供給手段、３０ａは精製ガスのガス供給手段、３１ａはプロセス用ガスのガス供給手段である。搬送用ガスは、不活性ガスなどの処理室内で行う表面処理に影響を及ぼすことがないガスを用いる。また、プロセス用ガスは、処理室内で行う表面処理の種類に合わせて適宜設定する。排気ガス３２は、バルブ２７を介して、フィルタ２８に導入される。フィルタ２８では、排気ガスに混入したゴミを除去する。そして、フィルタ３３により精製されたガスは再び精製ガスのガス供給手段３０ａに導入されて、再度プロセス用ガスとして用いられる。
また上述したように、気流制御手段１８ａから斜め方向と垂直方向に吹き付けられるガスと両電極間の空間からのガスにより、被処理物１２ａは、水平に浮上して、非接触状態で進行方向に搬送される。電極付近では、ガスは上向きに吹き出し、このガスにより被処理物１２ａは浮上する。また気流制御手段１８ａ付近では、ガスの吹き付けとガスの吸引を同時に行って、被処理物１２ａが浮上する高さを制御する。さらに、バルブ２７を用いて、被処理物１２ａの水平精度をガスの流量により調整し、被処理物１２ａと第１及び第２の電極１３ａ、１４ａとの距離を精密に調整する。本構成により、搬送が困難である大型で薄い被処理物１２ａに対しても、歪んだり、そりが生じたり、最悪の場合割れたりする事態を防止する。
また上記の図１８とは異なり、図２０（Ａ）（Ｂ）に示すように、気流制御手段１８と機械式のロボットアーム（搬送機構）５１を用いて、被処理物１２ａを搬送してもよい。そうすると、被処理物１２ａを進行方向に水平に搬送することができる。また、ロボットアーム５１ではなく、図２０（Ｃ）に示すように、被処理物１２ａの進行方向にレール５３を設置して、そのレール５３を走行する台車５２を用いて、被処理物１２ａを水平に搬送してもよい。
【実施例】
【実施例１】
本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
図７は、液滴噴射法を用いた液滴噴射装置を示す。前記装置を用いて、基板２１５上に所望のレジストパターンを形成する際は、ヘッド（インクヘッド）２０１から組成物を噴射する周期と、基板２１５の移動速度を調節する。なおヘッド２０１に隣接して、組成物の平滑化手段として気体を噴出するノズル２０２を具備してもよい。このノズル２０２から噴出する気体により、基板２１５上に噴射された組成物を平滑化する。つまり、ヘッド２０１と基板２１５の間の距離を維持しつつ、前記ヘッド２０１又は前記基板２１５を動かすことで、線状のパターンが形成されるが、このとき、ノズル２０２から気体を噴出させて、前記パターンを平滑化することができる。また、噴射した組成物の着弾位置の精度を高めるために、ヘッド２０１と基板２１５との間隔を１ミリ以下に近づけることが好ましい。そのためには、ヘッド２０１が上下に動く移動機構２０４とその制御手段２０３を設け、パターン形成時のみ、ヘッド２０１を基板２１５に近づける構成とする。
その他、前記装置は、基板２１５を固定しＸＹθ方向に可動して、基板２１５を固定する基板ステージ２０５、ヘッド２０１に組成物を供給する手段２０６、ノズル２０２に気体を供給する手段２０７などから構成される。筐体２１０はヘッド２０１、基板ステージ２０５等を覆う。また、前記装置を用いる際は、ガス供給手段２０８と筐体２１０内に設けられたシャワーヘッド２０９により、組成物の溶媒と同じ気体を供給して雰囲気を置換しておくと、乾燥をある程度防止することができ、長時間印刷を続けることができる。その他付随する要素として、処理する基板２１５を保持するキャリア２１２、そのキャリア２１２から搬出入させる搬送手段２１１、清浄な空気を送り出し作業領域の埃を低減するクリーンユニット２１３などを備えても良い。
図５（Ｄ）（Ｅ）は、ヘッド１０３の断面図を示しており、該図面を用いて、ヘッド１０３から組成物を噴射する２つの方法を説明する。図５（Ｄ）（Ｅ）において、１２１は組成物、１２２はヘッドである。まず、第１の方法として、図５（Ｄ）には、ヘッド１０３から組成物１２１の噴射が停止することなく、つまり、組成物１２１を連続的に噴射してパターンを形成する方法を適用した場合を示す。また第２の方法として、図５（Ｅ）には、ヘッド１０３から組成物１２１を滴下してパターンを形成する方法を適用した場合を示す。本発明では、どちらの方法を用いてもよい。
次いで、主に導電層を成膜する成膜室２２５、図７の装置が組み込まれた液滴噴射処理室２２７、レーザー照射室２２８、露光用処理室２２５、洗浄室２３８及びプラズマ処理室２３７を順に通過するフローを示す。
つまり、半導体装置の作製する際に通過する各処理室について、図８を用いて説明する。
各処理室には、必要に応じて排気ポンプを設ける。排気ポンプとしては、油回転ポンプ、メカニカルブースターポンプ、ターボ分子ポンプ若しくはクライオポンプを用いることが可能であるが、水分の除去に効果的なクライオポンプが好ましい。
成膜室２２５は、主に導電性材料を用いて、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法を用いて局所的に選択加工を行う。つまり、後述するスパッタ装置（図９）、蒸着装置（図１０）などが本成膜室２２５に設けられる。
液滴噴射処理室２２７は、レジストパターンの形成を行うことを特徴とする。液滴噴射処理室２２７は、上述した図７に示す構成になっており、図５（Ｂ）（Ｃ）に示した１個又は複数個のヘッドが設けられている。そして、ヘッド又は基板を走査することで、レジストパターンの形成を行う。
レーザー照射室２２８は、加熱処理などの用途に用いる。基板を載置して、該基板の位置を制御する位置制御手段、レーザー発振装置２３０、光学系２２９、中央演算処理装置及びメモリ等の記憶手段を兼ね備えたコンピュータ等を有する。
露光用処理室２２５は、液滴噴射処理室２２７にてレジストパターンを形成後、露光処理を行う際に用いる。露光処理室２２５には、レジストパターンに感光剤の感光波長域の光を照射する為の処理ユニット２３９が備えられている。感光剤の感光波長域の光としては、感光剤にもよるが、一般的には波長３５０〜４５０ｎｍの光が必要である。当該波長域を満足する光源としては、多波長光の等倍投影露光装置や単波長光の等倍投影露光装置の光源として一般的に使用されている超高圧水銀灯が好適な一例として挙げられ、超高圧水銀灯のスペクトル光であるｇ線（４３６ｎｍ）とｈ線（４０５ｎｍ）とｉ線（３６５ｎｍ）とから成る多波長光を照射する構成となっている。これには、光学フィルタと、光源の超高圧水銀灯と超高圧水銀灯４０５に電力を供給する為の電力供給ラインなどから構成される。光学フィルタとしては、吸収フィルタや薄膜干渉フィルタが挙げられ、これらの吸収フィルタや薄膜干渉フィルタを適切に積層して、ｇ線（４３６ｎｍ）とｈ線（４０５ｎｍ）とｉ線（３６５ｎｍ）とから成る多波長光を分光透過する。尚、光照射の処理時間は、露光装置での露光時間の様に厳密なものではないが、レジストパターンの軟化形状に影響する為、所定時間の光照射処理が行われる装置構成が必要である。この様な装置構成としては、図示してないが、シャッター機構を設けるとか、所定時間の間のみ超高圧水銀灯への電力供給を行う機構を設ける等の手段が考えられる。
洗浄室２３８は、スピン塗布方式の処理室であり、ＩＰＡや純水を供給して剥離後のリンス処理を行う。なお、本発明は、実施の形態１、３において上記のプラズマ処理装置により、大気圧又は大気圧近傍下でレジストをアッシングして除去することを特徴としているが、工程によっては、洗浄室２３８のようなスピン塗布方式の処理室において、レジスト剥離液を供給して、レジストの除去を行ってもよい。プラズマ処理室２３７では、大気圧又は大気圧近傍下でエッチング処理、アッシング処理を行う。
本発明は、大気圧又は大気圧近傍下で動作する装置を用いるため、液滴噴射用処理室２２７、プラズマ処理室２３７、薄膜を成膜する処理室、液滴を噴射するヘッドを移動する移動手段などを一度に備えた製造装置を提供することができる。このような構成の製造装置により、インライン処理がより容易にできるようになり、製造ラインの省スペース化、効率化が図れる。
本実施例は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。
【実施例２】
本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
図９は、マグネトロン方式のスパッタリング装置の一例を示す。当該装置は、被処理物（基板）の取り出しを行う搬送口（取り出し口）３２２を備えた成膜室３１１を有する。成膜室３１１内にはターゲット３１７が設けられており、バッキングプレートを介して冷媒３１９により冷却（水冷）される。永久磁石３１８はターゲット面と平行な方向に円運動又は直線運動することにより対向する基板表面に膜厚の均一性のよい被膜の形成を可能とする。シャッター３２３は成膜開始前後に開閉し、放電初期においてプラズマが不安定な状態で被膜が形成されるのを防いでいる。
基板３１３とマスク３１４は、基板ホルダー３２７及びマスクホルダー３２８を移動させて、基板保持手段３１２に設置する。このとき、基板３１３とマスク３１４のアライメントは、成膜室内に設けられたＣＣＤカメラ３１６を用いて行うとよい。また、基板保持手段３１２には磁性体（磁石）３１５が設けられており、前記磁性体３１５により、基板３１３とマスク３１４が固定される。このとき、基板３１３とマスク３１４が接しないように、スペーサを設けて、一定のギャップ（高さ）を保持してもよい。また、ターゲット３１７を保持する手段は、ターゲット３１７を上下させる手段３２６を有し、成膜時に基板３１３と前記ターゲット３１７との距離を制御することができる。もちろん基板保持手段３１２に、基板３１３を上下させる手段を設置し、成膜時に基板３１３とターゲット３１７との距離を制御しても構わない。
更に、基板保持手段３１２に、加熱手段としてシーズヒーターを埋め込み、加熱された希ガス（アルゴンガス）を基板３１３の裏側から導入して均熱性を高めるとよい。また、成膜室３１１には、ガス導入手段３２１から、希ガスや酸素ガスが導入され、コンダクタンスバルブ３２５により制御される整流板３２４は、成膜室３１１内でのスパッタリングガスの流れを整流する目的で設けられる。ターゲット３１７には高周波電源３２０が接続される。
次いで、スパッタ法により導電膜を成膜するときに用いるマスク３３０の例を図９（Ｂ）に示す。マスク３１４は、マスクパターン３３１をスリット状に有する。マスクパターン３３１は、画素部に配置される信号線の形成用には、５〜２０μｍといった幅の狭いパターンを設けたり、引き回し配線の形成用には１５０〜１０００μｍといった幅の広いパターンを設けたりして、その用途に応じて適宜設定する。
なおマスク３１４には、補強を目的として補助配線がスリットに平行して設けられていてもよい。この補助配線の幅、長さ及び配置箇所は成膜時の障害とならないように適宜設定すればよい。このような補助配線を用いると、成膜領域の幅がばらついたり、蛇行したりすることを防止する。このようなマスク３１４は、ニッケル、白金、銅、ステンレス又は石英ガラスなどから形成され、金属材料から形成されるマスクはメタルマスクとよぶ。成膜する配線の幅にもよるが、マスク３１４は、５〜２５μｍ程度の厚みを有するように形成するとよい。
本発明は、基板３１３と重なるようにマスク３１４を配置して、基板３１３上に選択的に薄膜を成膜することを特徴とする。より詳しくは、希ガスを含む雰囲気中で高周波電力を印加して、スパッタリング法により、所望の形状の薄膜を成膜する。このようにマスク３１４を配置して、所望の形状の薄膜を形成する場合、材料の利用効率は向上しないが、後のエッチング処理工程においては、レジストパターンに被覆された箇所以外の領域の薄膜をエッチング処理する必要がなく、所望の箇所のみをエッチング処理すればよい。そのため、エッチング処理時に使用するガスの無駄が削減され、ガスの利用効率は上昇する。
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることが可能である。
【実施例３】
本発明の実施例について、図面を用いて説明する。
図１０は、蒸着装置の一例を示す。図１０（Ａ）において、３５０は試料ボート、３５１は材料である。試料ボート３５０に入っている材料は、電極（図示せず）による抵抗加熱により気化され放出される。この際、放出された材料は、導電性材料からなるマスク３４３の隙間を通過した後、基板３４０上に付着する。マスク３４３は、図９（Ｂ）を用いて上述したように、銅、鉄、アルミニウム、タンタル、チタン、タングステンといった導電性材料により構成される。
なお本実施例では、蒸着源として抵抗加熱を例にとったが、電子ビーム（ＥＢ）加熱であっても構わない。また蒸着時に材料を負に帯電させても、正に帯電させてもどちらでよい。
図１０（Ｂ）は、図１０（Ａ）とは異なる、通電加熱型の蒸着装置の一例を示した図である。３７０はフィラメント、３７１は前記フィラメント３７０が発する温度に耐えうる材料（例えば石英など）により形成されたるつぼであり、例えばステンレスにより形成される。そして、粉体にした材料をるつぼ３７１に入れた後、フィラメント３７０を通電加熱して、当該材料を原子あるいは分子状にして蒸発させ、原子あるいは分子状にした材料を基板３７２に付着させて薄膜を作成する。なお図１０（Ｂ）には円錐かご型のフィラメントを図示したが、目的に合わせて適宜変更すればよく、例えばＵ字型のフィラメントを用いてもよい。
図１０（Ｂ）に示す蒸着装置の場合には、メタルマスクを必ずしも用いる必要はなく、蒸発源が供給される細口を小さくして、るつぼ３７１又は基板３７２を走査することで、選択的に薄膜を成膜することができる。
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることが可能である。
【実施例４】
本実施例では、図１１を用いて、アクティブマトリクス型の液晶表示装置の作製工程を以下に示す。
最初に、透光性を有する基板６００を用いてアクティブマトリクス基板を作製する。基板６００の基板サイズとしては、６００ｍｍ×７２０ｍｍ、６８０ｍｍ×８８０ｍｍ、１０００ｍｍ×１２００ｍｍ、１１００ｍｍ×１２５０ｍｍ、１１５０ｍｍ×１３００ｍｍ、１５００ｍｍ×１８００ｍｍ、１８００ｍｍ×２０００ｍｍ、２０００ｍｍ×２１００ｍｍ、２２００ｍｍ×２６００ｍｍ、又は２６００ｍｍ×３１００ｍｍのような大面積基板を用いて、製造コストを削減することが好ましい。例えば、コーニング社の＃７０５９ガラスや＃１７３７ガラスなどに代表される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を用いることができる。更に他の基板として、石英基板、プラスチック基板などの透光性基板を用いることができる。
なお、アクティブマトリクス基板とは、基板上に薄膜トランジスタ等の素子が形成された基板に相当する。
なお画素ピッチは、縦の長さ及び横の長さ共に５０〜７５０μｍとしたデザインルールで作成することが好ましい。
まず、スパッタ法を用いて、絶縁表面を有する基板６００上に、導電層を全面又は選択的に形成した後、液滴噴射法によりレジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して、配線及び電極（ゲート電極、保持容量配線、及び端子など）を形成する。なお、必要があれば、基板６００上に下地絶縁膜を形成する。
なお、以下の工程において、エッチング処理やレジストを除去するアッシング処理を行う工程では、上述した、大気圧又は大気圧近傍下で動作するプラズマ処理装置を用いてもよい。複雑な真空系が必要ない前記プラズマ処理装置を用いると、コストの低減が可能となる。
上記の配線及び電極の材料としては、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、前記元素を成分とする合金、または前記元素を成分とする窒化物で形成する。さらに、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄから選ばれた元素、前記元素を成分とする合金、または前記元素を成分とする窒化物から複数選択し、それらを積層形成することもできる。
なお、画面サイズが大画面化すると、それぞれの配線の長さが増加して、配線抵抗が高くなる問題が発生し、消費電力の増大を引き起こす。よって、配線抵抗を下げ、低消費電力を実現するために、上記の配線及び電極の材料としては、Ｃｕ、Ａｌ、Ａｇ、Ａｕ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔまたはこれらの合金を用いることもできる。
次に、ＰＣＶＤ法によりゲート絶縁膜を全面に成膜する。ゲート絶縁膜は窒化シリコン膜と酸化シリコン膜の積層を用い、膜厚を５０〜２００ｎｍとし、好ましくは１５０ｎｍの厚さで形成する。尚、ゲート絶縁膜は積層に限定されるものではなく、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜、酸化タンタル膜などの絶縁膜を用いることもできる。
次に、ゲート絶縁膜上に、５０〜２００ｎｍ、好ましくは１００〜１５０ｎｍの膜厚で第１の非晶質半導体膜を、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で、全面に成膜する。代表的には非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）膜を１００ｎｍの膜厚で成膜する。なお、大面積基板に成膜する際、チャンバーも大型化する。その場合、大型化したチャンバー内を真空にするためには処理時間が増加し、成膜ガスも大量に必要となる。そのため、大気圧又は大気圧近傍下で動作し、線状のプラズマ供給手段を有するプラズマＣＶＤ装置を用いて、非晶質シリコン膜の成膜を行うとよい。そうすると、数回の走査で非晶質シリコン膜の成膜を行うことが可能となり、さらに所望の箇所のみに成膜すればよいため、成膜ガスの削減につながり、作製コストの低減が可能となる。
次に、一導電型（Ｎ型またはＰ型）の不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜を、２０〜８０ｎｍの厚さで成膜する。一導電型を付与する不純物元素を含む第２の非晶質半導体膜は、プラズマＣＶＤ法やスパッタ法などの公知の方法で全面に成膜する。本実施例ではリンが添加されたシリコンターゲットを用いて、Ｎ型の不純物元素を含有する第２の非晶質半導体膜を成膜する。
次に、液滴噴射法によりレジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して、島状の第１の非晶質半導体膜、および島状の第２の非晶質半導体膜を形成する。この際のエッチング方法としてウエットエッチングまたはドライエッチングを用いる。
次に、島状の第２の非晶質半導体膜を覆う導電層をスパッタ法で形成した後、液滴噴射法によりレジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去して、配線及び電極（ソース配線、ドレイン電極、容量電極など）を形成する。上記の配線及び電極の材料としては、Ａｌ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｗ、Ｍｏ、Ｃｒ、Ｎｄ、Ｃｕ、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｎｉ、Ｐｔから選ばれた元素、または前記元素を成分とする合金で形成する。
次に、液滴噴射法によりレジストマスクを形成し、エッチングにより不要な部分を除去してソース配線、ドレイン電極、容量電極を形成する。この際のエッチング方法としてウエットエッチングまたはドライエッチングを用いる。この段階でゲート絶縁膜と同一材料からなる絶縁膜を誘電体とする保持容量が形成される。そして、ソース配線、ドレイン電極をマスクとして、自己整合的に第２の非晶質半導体膜の一部を除去し、さらに第１の非晶質半導体膜の一部を薄膜化する。薄膜化された領域はＴＦＴのチャネル形成領域となる。
次に、プラズマＣＶＤ法により１５０ｎｍ厚の窒化シリコン膜からなる保護膜と、１５０ｎｍ厚の酸化窒化シリコン膜から成る第１の層間絶縁膜を全面に成膜する。なお、大面積基板に成膜する際、チャンバーも大型化する。その場合、大型化したチャンバー内を真空にするために処理時間が増加し、成膜ガスも大量に必要となる。そのため、大気圧又は大気圧近傍下で動作し、線状のプラズマ供給手段を有するプラズマＣＶＤ装置を用いて、非晶質シリコン膜の成膜を行うとよい。この後、水素化を行い、チャネルエッチ型のＴＦＴが作製される。
なお、本実施例ではＴＦＴ構造としてチャネルエッチ型とした例を示したが、ＴＦＴ構造は特に限定されず、チャネルストッパー型のＴＦＴ、トップゲート型のＴＦＴ、或いは順スタガ型のＴＦＴとしてもよい。
次に、液滴噴射法によりレジストマスクを形成して、その後ドライエッチング工程により、ドレイン電極や容量電極に達するコンタクトホールを形成する。また、同時にゲート配線と端子部を電気的に接続するためのコンタクトホール（図示せず）を端子部分に形成し、ゲート配線と端子部を電気的に接続する金属配線（図示せず）を形成してもよい。また、同時にソース配線に達するコンタクトホール（図示せず）を形成し、ソース配線に接続する金属配線を形成してもよい。これらの金属配線を形成した後に、ＩＴＯ（インジウムスズ酸化物）等の画素電極を形成してもよいし、ＩＴＯ等の画素電極を形成した後に、これらの金属配線を形成してもよい。
次に、ＩＴＯ、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ（酸化インジウム酸化亜鉛合金）、ＺｎＯ（酸化亜鉛）等の透明電極膜を、１１０ｎｍの厚さで成膜する。その後、液滴噴射法によりレジストパターンを形成する工程と、エッチング工程とを行うことにより、画素電極６０１を形成する。
以上の工程を経て、逆スタガ型のＴＦＴ及び保持容量からなる画素部と、端子部とで構成されたアクティブマトリクス基板を作製することができる。
次いで、アクティブマトリクス基板上に、配向膜６２３を形成しラビング処理を行う。なお、本実施例では配向膜６２３を形成する前に、アクリル樹脂膜等の有機樹脂膜をパターニングすることによって基板間隔を保持するための柱状のスペーサ６０２を所望の位置に形成する。また、柱状のスペーサ６０２に代えて、球状のスペーサを基板全面に散布してもよい。配向膜６２３は、液滴噴射法により作成してもよい。
次いで、対向基板６５０を用意する。対向基板６５０には、着色層、遮光層が各画素に対応して配置されたカラーフィルタ６２０が設けられている。また、このカラーフィルタ６２０を覆う平坦化膜６５１を設けている。次いで、平坦化膜６５１上に、透明導電膜からなる対向電極６２１を、画素部と重なる位置に形成し、対向基板６５０の全面に配向膜６２２を形成し、ラビング処理を施す。
そして、アクティブマトリクス基板上の画素部を囲むようにシール材６０７を描画した後、減圧下でシール材６０７に囲まれた領域に液滴噴射法で液晶を噴射する。次いで、大気にふれることなく、減圧下でアクティブマトリクス基板と対向基板６５０とを、シール材６０７で貼り合わせる。シール材６０７にはフィラー（図示せず）が混入されていて、このフィラーと柱状スペーサ６０２によって均一な間隔を持って、２枚の基板が貼り合わせられる。液滴噴射法で液晶を噴射する方法を用いることによって、作製プロセスで使用する液晶の量を削減することができ、特に、大面積基板を用いる場合に大幅なコスト低減を実現することができる。
このようにして、アクティブマトリクス型液晶表示装置が完成する。そして、必要があれば、アクティブマトリクス基板または対向基板を所望の形状に分断する。さらに、公知の技術を用いて偏光板６０３等の光学フィルムを適宜設ける。そして、公知の技術を用いてＦＰＣを貼りつける。
以上の工程によって得られた液晶モジュールに、バックライト６０４、導光板６０５を設け、カバー６０６で覆えば、図１１（Ａ）にその断面図の一部を示したようなアクティブマトリクス型液晶表示装置（透過型）が完成する。なお、カバーと液晶モジュールは接着剤や有機樹脂を用いて固定する。また、透過型であるので偏光板６０３は、アクティブマトリクス基板と対向基板の両方に貼り付ける。
また、本実施例は透過型の例を示したが、特に限定されず、反射型や半透過型の液晶表示装置も作製することができる。反射型の液晶表示装置を得る場合は、画素電極として光反射率の高い金属膜、代表的にはアルミニウムまたは銀を主成分とする材料膜、またはそれらの積層膜等を用いればよい。
続いて、液晶モジュールの上面図を図１１（Ｂ）に示すとともに、図１１（Ｂ）と異なる液晶モジュールの上面図を図１１（Ｃ）に示す。
上記の実施例により得られる、非晶質半導体膜で活性層を形成したＴＦＴは、電界効果移動度が小さく１ｃｍ２／Ｖｓｅｃ程度しか得られない。そのため、画像表示を行うための駆動回路はＩＣチップで形成され、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式やＣＯＧ（Ｃｈｉｐ ｏｎ ｇｌａｓｓ）方式で実装する。
図１１（Ｂ）中、５０１はアクティブマトリクス基板、５０６は対向基板、５０４は表示部、５０５はＦＰＣ、５０７はシール材である。本実施例では、液晶を液滴噴射法により噴射させ、一対の基板５０１、５０６をシール材５０７で貼り合わせる。
本実施例により得られるＴＦＴは、電界効果移動度は小さいが、大面積基板を用いて量産する場合、作製プロセスにかかるコストを低減することができる。液晶を液滴噴射法により噴射し、一対の基板を貼り合わせる場合には、基板サイズに関係なく一対の基板間に液晶を保持させることができるため、２０インチ〜８０インチの大画面を有する液晶パネルを備えた表示装置を作製することができる。
また、公知の結晶化処理を行って非晶質半導体膜を結晶化させて結晶構造を有する半導体膜、代表的にはポリシリコン膜で活性層を構成した場合、電界効果移動度の高いＴＦＴが得られるため、画素部だけでなく、ＣＭＯＳ回路を有する駆動回路をも同一基板上に作製することができる。また、駆動回路に加えＣＰＵなども同一基板上に作製することができる。ポリシリコン膜からなる活性層を有するＴＦＴを用いた場合、図１１（Ｃ）のような液晶モジュールを作製することができる。図１１（Ｃ）中、５０１はアクティブマトリクス基板、５０５はＦＰＣ、５０６は対向基板、５１０はソースドライバ、５０８、５０９はゲートドライバ、５０４は画素部、５１１は第１シール材、５１２は第２シール材である。本実施例では、液晶を液滴噴射法により噴射させ、一対の基板５０１、５０６を第１シール材５１２及び第２シール材５０６で貼り合わせている。なおドライバ５０８〜５１０には液晶は不要であるため、表示部５０４のみに液晶を保持させており、第２シール材５１１はパネル全体の補強のために設けられている。
なおここでは、液晶表示素子を用いた表示パネルに本発明を適用した例を示したが、発光素子を用いた表示パネルに本発明を適用してもよい。発光素子は、一対の電極に電界発光層（実際には電子輸送層など様々な種類の層が存在するが、ここでは総称して電界発光層とよぶ）が挟まれた構造を有しており、この電界発光層は、液滴噴射法（例えば、インクジェット法）により作製する方法が既に実用化されている。つまり、ヘッドから噴射する組成物を変更するか、又は組成物が充填されたヘッドを交換すると、連続処理が可能となる。また、発光素子は、自発光型平面ディスプレイであるため、バックライトが不要であり、視野角の制限は受けない。さらに、コントラストや応答速度は大幅に優れている。そのため、携帯端末だけではなく、大型の表示装置として用いることも可能である。
本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例５】
本発明の実施例について図面を用いて説明する。本実施例は、本発明を用いて、薄膜トランジスタ及び容量素子を作製する工程について説明する。本作製工程の断面図を図１３、１４、上面図を図１５に示す。
基板１０１上にゲート電極（ゲート配線）９０１、容量電極（容量配線）９０２を形成する（図１３（Ａ）、図１５（Ａ））。基板１０１としては、ガラスやプラスチック等を材料とした透明な基板を用いる。また、ゲート電極９０１、容量電極９０２は、同一の層で形成されており、ネオジウム（Ｎｄ）等を含有したアルミニウム（Ａｌ）とモリブデン（Ｍｏ）を積層形成した後、局所的に選択加工を行う。本実施例では、選択加工を行うため、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィ工程が必要なく、作製工程を大幅に簡略化することができる。なお、ゲート電極９０１及び容量電極９０２の材料としては、ネオジウム（Ｎｄ）等を含有したアルミニウム（Ａｌ）の他、クロム（Ｃｒ）等の導電性を有する材料を用いてもよい。
次に、ゲート電極９０１および容量電極９０２を覆う絶縁膜（ゲート絶縁膜）９０３を形成する（図１３（Ｂ）、図１５（Ｂ））。絶縁膜９０３としては、窒化珪素膜や酸化珪素膜等の絶縁膜、若しくは窒化珪素膜や酸化珪素膜等を積層した膜を用いる。
続いて、絶縁膜９０３の上に、非晶質構造を有する半導体膜９０４を局所的に選択加工を行って形成する。本実施の形態では、選択加工を行うため、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィ工程が必要なく、作製工程を大幅に簡略化することができる。
次に、半導体膜９０４のうち、ＴＦＴのチャネル領域となる部分の上に保護膜９０５を形成する。保護膜９０５は、窒化珪素膜等の絶縁膜を局所的に選択加工を行って形成する。
次いで、非晶質半導体を形成し、その後、不純物元素である燐を添加して、Ｎ型半導体膜を形成する（図１３（Ｃ）、図１５（Ｃ））。続いて、モリブデン（Ｍｏ）、アルミニウム（Ａｌ）、モリブデン（Ｍｏ）が順に積層した導電膜９０８、９０９を局所的に選択加工を行って形成する。そして、導電膜９０８、９０９をマスクとして、前記Ｎ型半導体膜をエッチングして、Ｎ型半導体層９０６、９０７を形成する。
次に、導電膜９０８、９０９の上方に、窒化珪素膜や酸化珪素膜からなる絶縁膜９１０を全面に形成する（図１３（Ｄ）、図１５（Ｄ））。次いで、絶縁膜９１０を貫通して配線９０９に至るコンタクトホールを形成する。本実施の形態では、コンタクトホールは、上記の実施の形態２に示した方法を用いて形成する。
続いて、画素電極９１１をＩＴＯ等の透明な導電膜を局所的に選択加工して形成する（図１５（Ｅ））。
次に、画素電極９１１上に配向膜９１２を形成する（図１４）。続いて、配向膜９１５、対向電極９１６及び遮光膜９１７が形成された対向基板９１８を貼り合わせた後、液晶材料９１３を注入して表示パネルが完成する。基板１０１と対向基板９１８の間のギャップは、スペーサ９１４により保持される。
なお、上記の作製工程では、全ての工程に局所的に選択加工を行うことで、フォトマスクを用いたフォトリソグラフィ工程が不必要な場合を示した。また本実施の形態では、所謂チャネルストップ型のＴＦＴの作製工程を図示した。しかし本発明はチャネルエッチ型のＴＦＴの作製工程に適用してもよい。
以上の工程を経て、トランジスタと容量素子を形成することができる。本実施の形態によると、フォトリソグラフィ工程を用いることなく、作製することが出来るため、大幅な作製プロセスの削減を実現し、作製費用の低減を実現することができる。
【実施例６】
本実施例では、ＥＬ素子を有する発光装置の作製手順の一例について、図１６を用いて説明する。
ＥＬ素子の発光機構は、一対の電極間に有機化合物層を挟んで電圧を印加することにより、仕事関数の小さい材料からなる陰極から注入された電子、および陽極から注入された正孔が、有機化合物層中の発光中心で再結合して分子励起子を形成し、その分子励起子が基底状態に戻る際にエネルギーを放出して発光するといわれている。励起状態には一重項励起と三重項励起が知られ、発光はどちらの励起状態を経ても可能であると考えられている。
このようなＥＬ素子をマトリクス状に配置して形成された発光装置には、パッシブマトリクス駆動（単純マトリクス型）と、画素（又は１ドット）毎にスイッチが設けられているアクティブマトリクス駆動（アクティブマトリクス型）といった駆動方法を用いることが可能である。
ここでは、ＥＬ素子のみを作製する例を以下に説明する。
まず、アクティブマトリクス型の発光装置を作製する場合には、絶縁表面を有する基板１５０上にＴＦＴ（図示せず）を作製する。ＴＦＴは公知の方法でＮ型ＴＦＴまたはＰ型ＴＦＴを作製すればよい。次いで、陽極となる第１の電極１５１をＴＦＴの電極（図示せず）と一部重なるように形成する。ここでは、第１の電極１５１として、仕事関数の大きい導電膜材料（ＩＴＯ、Ｉｎ２Ｏ３−ＺｎＯ、ＺｎＯ等）を用いて、インクジェット法で形成する。
次いで、インクジェット法により、絶縁材料を含む溶液を選択的に噴射して、隔壁（バンク、絶縁物、障壁、土手などと呼ばれる）１５２ａを形成する（図１６（Ａ））。隔壁１５２ａは、第１の電極１５１の端部、配線、および電極を覆い、各電極間を絶縁する。隔壁１５２ａの材料としては、塗布法により得られる感光性または非感光性の有機材料（ポリイミド、アクリル、ポリアミド、ポリイミドアミド、レジストまたはベンゾシクロブテン）、またはこれらの積層体などを適宜用いることができる。また、隔壁１５２ａとして、感光性の光によってエッチャントに不溶解性となるネガ型、或いは光によってエッチャントに溶解性となるポジ型のいずれも使用することができる。
次いで、ノズル１２を用い、選択的にプラズマ処理を行う（図１６（Ｂ））。このプラズマ処理によって隔壁の形状を整える。隔壁１５２ｂの上端部または下端部に曲率（曲率半径（０．２μｍ〜３μｍ））を有する曲面が形成されるようにする。Ｏ２プラズマで隔壁の形状を整える場合、第１の電極の表面改質もＯ２プラズマで行うと、トータルの工程数が増えないため好ましい。
次いで、第１の電極（陽極）１５１上には、インクジェット法によって有機化合物を含む層１５３を選択的に形成する。Ｒ、Ｇ、Ｂの発光が得られる有機化合物を含む層を、それぞれ選択的に形成すればフルカラーの表示を得ることができる。さらに、有機化合物を含む層１５３上には第２の電極（陰極）１５４が形成される（図１６（Ｃ））。第２の電極（陰極）もインクジェット法で形成することが好ましい。陰極としては、仕事関数の小さい材料（Ａｌ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉ、ＣａＦ２、またはＣａＮ）を用いて形成すればよい。こうして、第１の電極（陽極）１５１、有機化合物を含む層１５３、及び第２の電極（陰極）１５４からなるＥＬ素子が形成される。
次いで、発光素子を封止するために保護膜（図示せず）を設けたり、封止基板（図示せず）または封止缶（図示せず）で密閉したりする。発光素子を封入することにより、発光素子を外部から完全に遮断することができ、外部から水分や酸素といった有機化合物層の劣化を促す物質が侵入することを防ぐことができる。
また、本実施例では陽極上に有機化合物を含む層が形成され、有機化合物層上に陰極が形成される発光素子を有し、有機化合物を含む層において生じた発光を透明電極である陽極からＴＦＴの方へ取り出す（以下、下面出射構造とよぶ）という構造とした例を示したが、陽極上に有機化合物を含む層を形成し、有機化合物を含む層上に透明電極である陰極を形成するという構造（以下、上面出射構造とよぶ）としてもよい。
【実施例７】
本発明を用いて様々な電気器具を完成させることができる。その具体例について図１２を用いて説明する。
図１２（Ａ）は例えば２０〜８０インチの大型の表示部を有する表示装置（テレビジョン受像機、テレビジョン受信機ともよぶ）であり、筐体２００１、支持台２００２、表示部２００３、スピーカー部２００４、ビデオ入力端子２００５等を含む。本発明は、表示部２００３の作製に適用される。このような大型の表示装置は、生産性やコストの面から、第五世代（１０００×１２００ミリ）、第六世代（１４００×１６００ミリ）のようなメータ角の大型基板を用いて作製することが好適である。
図１２（Ｂ）は、ノート型パーソナルコンピュータであり、本体２２０１、筐体２２０２、表示部２２０３、キーボード２２０４、外部接続ポート２２０５、ポインティングマウス２２０６等を含む。本発明は、表示部２２０３の作製に適用される。
図１２（Ｃ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体２４０１、筐体２４０２、表示部Ａ２４０３、表示部Ｂ２４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部２４０５、操作キー２４０６、スピーカー部２４０７等を含む。表示部Ａ２４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ２４０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、これら表示部Ａ、Ｂ２４０３、２４０４の作製に適用される。
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、本発明をあらゆる分野の電気器具の作製に適用することが可能である。また、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例８】
本発明の実施例について説明する。より詳しくは、本発明を適用した薄膜トランジスタの作製工程について、図２１〜２３を用いて説明する。
ガラス、石英及び有機樹脂等なる基板８００上に、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタリング法により、選択的に導電層８０１、８０２を形成する（図２１（Ａ）参照）。次に、導電層８０１、８０２上に、液滴吐出法により、マスクとして機能する絶縁層８０３、８０４を形成する（図２１（Ｂ）参照）。つまり、絶縁体を含む組成物を吐出して、絶縁層８０３、８０４を形成する。続いて、大気圧又は大気圧近傍下で、絶縁層８０３、８０４をマスクとして、プラズマ発生手段８０５により、導電層８０３、８０４をエッチングして、導電層８０６、８０７を形成する（図２１（Ｃ）参照）。次に、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段８０５により、絶縁層８０３、８０４をアッシングする（図２１（Ｄ）参照）。つまり、絶縁層８０５を除去する。
その後、基板８００上に、導電層８０６、８０７に接するように、ゲート絶縁膜として機能する絶縁層８０８、半導体層８０９、一導電型が付与された半導体層８１０を積層形成する（図２２（Ａ）参照）。次に、半導体層８１０上に、液滴吐出法により、マスクとして機能する絶縁層８１１、８１２を形成する。続いて、大気圧又は大気圧近傍下で、絶縁層８１１、８１２をマスクとして、プラズマ発生手段８０５により、半導体層８０９、８１０をエッチングして、半導体層８１３〜８１６を形成する（図２２（Ｂ）参照）。次に、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段８０５により、絶縁層８１１、８１２をアッシングする。つまり、絶縁層８１１、８１２を除去する。
次に、基板８００上に、半導体層８１５、８１６に接するように、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタリング法により、選択的に導電層８１７〜８２０を形成する（図２３（Ａ）参照）。続いて、大気圧又は大気圧近傍下で、導電層８１７〜８２０をマスクとして、半導体層８１５、８１６をエッチングする（図２３（Ａ）参照）。このとき、半導体層８１３、８１４は、図示するように、少しエッチングされる。以上の工程を経て、チャネルエッチ型の薄膜トランジスタが完成する。この薄膜トランジスタは、表示手段や記憶手段を構成要素として用いることができる
本発明は、第１にＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により導電層を選択的に形成する点、第２に液滴吐出法によりレジストマスクとして機能する絶縁層を形成する点、第３に大気圧下又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段により、絶縁層、半導体層及び導電層をエッチングする点、第４に大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段により、レジストマスクとして機能する絶縁層をアッシングする点の計４点を特徴とする。基板上の全面に導電層を形成せず、基板上に選択的に導電層を形成するという第１の特徴により、材料の利用効率が向上する。同様に、基板上の全面にレジストマスクを形成せず、基板上に選択的にレジストマスクを形成するという第２の特徴により、材料の利用効率が向上する。従って、第１と第２の特徴により、作製費用の大幅な低減を実現する。また、第３と第４の特徴により、真空設備が不必要であるため、作製時間の短縮と作製費用の低減を実現する。さらに、プラズマ発生手段として、第１及び第２の電極を有し、前記第１の電極は、前記第２の電極の周囲を取り囲み、かつ、その先端にノズル状の前記ガスの供給口を有する円筒状のものを一軸方向に複数配置したものを用いる場合は、選択的にガスを供給すればよいため、ガスの利用効率の向上を実現する。
【実施例９】
導電性のパターンを形成するために、金属微粒子を有機溶媒中に分散させた組成物を用いている。金属微粒子は平均粒径が１〜５０ｎｍ、好ましくは３〜７ｎｍのものを用いる。
代表的には、銀又は金の微粒子であり、その表面にアミン、アルコール、チオールなどの分散剤を被覆したものである。有機溶媒はフェノール樹脂やエポキシ系樹脂などであり、熱硬化性又は光硬化性のものを適用している。この組成物の粘度調整は、チキソ剤若しくは希釈溶剤を添加すれば良い。
液滴吐出手段によって、被形成面に適量吐出された組成物は、加熱処理により、又は光照射処理により有機溶媒を硬化させる。有機溶媒の硬化に伴う体積収縮で金属微粒子間は接触し、融合及び融着が促進される。すなわち、平均粒径が１〜５０ｎｍ、好ましくは３〜７ｎｍの金属微粒子が融合若しくは融着した配線が形成される。このように、融合若しくは融着により金属微粒子同士が面接触する状態を形成することにより、配線の低抵抗化を実現することができる。
本発明は、このような組成物を用いて導電性のパターンを形成することで、線幅が１〜１０μｍ程度の配線パターンの形成も容易になる。また、同様にコンタクトホールの直径が１〜１０μｍ程度であっても、組成物をその中に充填することができる。すなわち、微細な配線パターンで多層配線構造を形成することができる。
なお、金属微粒子の代わりに、絶縁物質の微粒子を用いれば、同様に絶縁性のパターンを形成することができる。
実施例９は実施例１〜８のいずれとも組み合わせることができる。
【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１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁表面を有する基板上に、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により選択的に導電層を形成し、
前記導電層に接するように、組成物を吐出してレジストマスクを形成し、
前記レジストマスクを用いて、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段により前記導電層をエッチングし、
大気圧又は大気圧近傍下で、前記プラズマ発生手段により前記レジストマスクをアッシングすることを特徴とする配線の作製方法。
【請求項２】
絶縁表面を有する基板上に、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により選択的に導電層を形成し、
前記導電層に接するように、組成物を吐出してレジストマスクを形成し、
フォトマスクを介して、前記レジストマスクに紫外光を照射し、
紫外光を照射した前記レジストマスクを用いて、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段により前記導電層をエッチングし、
大気圧又は大気圧近傍下で、前記プラズマ発生手段により前記レジストマスクをアッシングすることを特徴とする配線の作製方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、メタルマスクを用いて前記導電層を選択的に形成することを特徴とする配線の作製方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、前記組成物は感光剤を含むことを特徴とする配線の作製方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項２において、前記プラズマ発生手段は第１及び第２の電極を有し、前記第１の電極は、前記第２の電極の周囲を取り囲み、かつ、その先端にノズル状の前記ガスの供給口を有する円筒状であることを特徴とする配線の作製方法。
【請求項６】
請求項１又は請求項２において、前記プラズマ発生手段は、第１及び第２の電極と、前記第１及び前記第２の電極間にガスを導入するガス供給手段と、前記第１又は前記第２の電極に電圧を印加する電源とを有することを特徴とする配線の作製方法。
【請求項１】
絶縁表面を有する基板上に、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により選択的に導電層を形成し、
前記導電層に接するように、組成物を吐出してレジストマスクを形成し、
前記レジストマスクを用いて、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段により前記導電層をエッチングし、
大気圧又は大気圧近傍下で、前記プラズマ発生手段により前記レジストマスクをアッシングすることを特徴とする配線の作製方法。
【請求項２】
絶縁表面を有する基板上に、ＣＶＤ法、蒸着法又はスパッタ法により選択的に導電層を形成し、
前記導電層に接するように、組成物を吐出してレジストマスクを形成し、
フォトマスクを介して、前記レジストマスクに紫外光を照射し、
紫外光を照射した前記レジストマスクを用いて、大気圧又は大気圧近傍下で、プラズマ発生手段により前記導電層をエッチングし、
大気圧又は大気圧近傍下で、前記プラズマ発生手段により前記レジストマスクをアッシングすることを特徴とする配線の作製方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、メタルマスクを用いて前記導電層を選択的に形成することを特徴とする配線の作製方法。
【請求項４】
請求項１又は請求項２において、前記組成物は感光剤を含むことを特徴とする配線の作製方法。
【請求項５】
請求項１又は請求項２において、前記プラズマ発生手段は第１及び第２の電極を有し、前記第１の電極は、前記第２の電極の周囲を取り囲み、かつ、その先端にノズル状の前記ガスの供給口を有する円筒状であることを特徴とする配線の作製方法。
【請求項６】
請求項１又は請求項２において、前記プラズマ発生手段は、第１及び第２の電極と、前記第１及び前記第２の電極間にガスを導入するガス供給手段と、前記第１又は前記第２の電極に電圧を印加する電源とを有することを特徴とする配線の作製方法。
【国際公開番号】ＷＯ２００４／０７０８２０
【国際公開日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【発行日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−５６４０５８（Ｐ２００４−５６４０５８）
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０００８９７
【国際出願日】平成１６年１月３０日（２００４．１．３０）
【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）】
【国際公開日】平成１６年８月１９日（２００４．８．１９）
【発行日】平成１８年５月２５日（２００６．５．２５）
【国際特許分類】
【国際出願番号】ＰＣＴ／ＪＰ２００４／０００８９７
【国際出願日】平成１６年１月３０日（２００４．１．３０）
【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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