抗蚀剂图案及配线图案的形成方法、半导体装置的制造法的制作方法

文档序号:6831805
专利名称:抗蚀剂图案及配线图案的形成方法、半导体装置的制造法的制作方法
技术领域
本发明涉及使抗蚀剂在被处理材料上制作配线图案的抗蚀剂图案的形成方法、使用该抗蚀剂图案的配线图案的形成方法及半导体装置的制造方法、电光学装置及电子机器。
背景技术
以往,作为半导体集成电路等的具有微细配线图案的装置的制造方法多采用光刻法。下述专利文献1公开了通过光刻法形成用于用液滴喷出法而配置功能液的液滴的贮格围堰(黑基质)的技术。
专利文献1
特开平6-347637号公报在光刻法中,在被处理材料上涂布抗蚀剂材料,形成抗蚀剂层,对该抗蚀剂层进行曝光处理,其后进行显影处理,从而得到所定的抗蚀剂图案。该情况下,需要进行多个工序,生产率低。

发明内容
鉴于上述情况,本发明的目的在于,提供一种可以生产性良好地形成抗蚀剂图案的抗蚀剂图案的形成方法。其目的还在于,提供使用该抗蚀剂图案的配线图案的形成方法、使用该抗蚀剂图案的半导体装置的制造方法、具有该配线图案或半导体装置的电光学装置及电子机器。
为了解决上述课题,本发明的抗蚀剂图案的形成方法的特征在于,在含有将光能转换成热能的光热转换材料的基体材料上,设置含有抗蚀剂材料的抗蚀剂层,在将上述抗蚀剂层和被处理材料对置(对向)的状态下,在上述基体材料的所定区域内照射光,将与上述所定区域相应的上述抗蚀剂材料转印到上述被处理材料上,使抗蚀剂材料在上述被处理材料上制作配线图案。根据本发明,通过使基体材料中含有光热转换材料,就可以使照射的光的光能效率良好地转换成热能。而且,将该热能供给抗蚀剂材料,一旦抗蚀剂材料的一部分成为熔融状态,就可以转印到被处理材料上。因而,对这样形成的与抗蚀剂图案相应的基体材料上的所定区域照射光,就可以将与该所定区域相应的抗蚀剂材料转印到被处理材料上,在被处理材料上形成希望的抗蚀剂图案。而且,在本发明中,由于只照射光,就可以在被处理材料上形成希望的抗蚀剂图案,不需要以往那样的显影处理,所以可以提高生产率。
在本发明的抗蚀剂图案的形成方法中,能够采用互相独立而分别设置着上述基体材料、上述抗蚀剂层及含有上述光热转换材料的光热转换层的构成,也能够采用将上述光热转换材料混合在上述基体材料中的构成,也能够采用将上述光热转换材料混合在抗蚀剂层中的构成。无论是哪一种构成,光热转换材料都可以将照射的光的光能效率良好地转换成热能,将该热能供给抗蚀剂材料。
在互相独立而分别设置上述基体材料、上述抗蚀剂层及含有上述光热转换材料的光热转换层的构成中,能够采用在上述基体材料的设置了上述抗蚀剂层的一方的面侧设置上述光热转换层的构成,也能够采用在上述基体材料的不设置了上述抗蚀剂层的另一方的面侧设置上述光热转换层的构成。无论是哪一种构成,都可以将照射的光的光能转换成热能,将该热能供给抗蚀剂材料。特别是,通过在上述基体材料和上述抗蚀剂层之间设置上述光热转换层,可以将在光热转换层上所生成的热能良好地供给与该光热转换层邻接的抗蚀剂层。
在本发明的抗蚀剂图案的形成方法中,可以采用在上述基体材料和上述抗蚀剂层之间设置着含有通过光照射或加热而发生气体的气体发生材料的气体发生层的构成。或者,可以采用在上述基体材料中混合通过光照射或加热而发生气体的气体发生材料的构成。通过由气体发生材料发生的气体,提供分离基体材料和抗蚀剂层的能量,从而使抗蚀剂层相对于被处理材料可以光滑地进行转印。
本发明的抗蚀剂图案的形成方法的特征在于,上述光是激光,照射具有与上述光热转换材料相应的波长的光。由此,可以将照射到光热转换材料上的光能效率良好地转换成热能。
在本发明的抗蚀剂图案的形成方法中,可以采用将借助于具有所定图案的掩模的光照射到上述基体材料上的构成。由此,可以形成照射的光的光束直径以下的微细的抗蚀剂图案。另一方面,也可以采用使上述基体材料及上述被处理材料相对于上述光相对移动,同时进行照射的构成。即,也可以使照射的光(激光)和基体材料及被处理材料相对移动,按照描绘抗蚀剂图案那样进行,根据这样构成,就可以省略制造掩模的工序。
在本发明的抗蚀剂图案的形成方法中,能够采用在密接上述基体材料的上述抗蚀剂层和上述被处理材料的状态下照射上述光的构成。由此,可以将抗蚀剂材料从基体材料上光滑地转印到被处理材料上。在这种情况下,将上述基体材料的上述抗蚀剂层和上述被处理材料对置后,使上述抗蚀剂层和上述被处理材料之间的空间进行减压而可以密接。另外,进行上述转印后,解除上述减压,可以使上述基体材料和上述被处理材料分离。
本发明的抗蚀剂图案的形成方法的特征在于,上述被处理材料含有被蚀刻层,通过将上述抗蚀剂材料转印到上述被蚀刻层上后进行蚀刻处理,在上述被蚀刻层上形成与抗蚀剂图案相应的图案。由此,使用具有抗蚀刻性的抗蚀剂图案,可以在被处理材料上的被蚀刻层上形成图案。
本发明的配线图案的形成方法的特征在于,使用通过上述所述的抗蚀剂图案的形成方法在上述被处理材料上形成的抗蚀剂图案而形成贮格围堰,在上述贮格围堰间配置含有配线图案形成用材料的液滴,就可以在该被处理材料上形成配线图案。按照本发明,根据液滴喷出法,可以抑制消耗的材料的浪费而且良好地形成微细的配线图案。
这里,所谓贮格围堰是指区分被处理材料上的所定区域的隔开构件,除了用于显示配线图案等的图案的线宽的精度的贮格围堰以外,还包括设置在液晶显示装置的彩色滤光片上的隔离相邻的像素彼此的贮格围堰(黑基质)及设置在有机EL显示装置上的隔离相邻的像素彼此的贮格围堰。
本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,使用通过上述所述的抗蚀剂图案的形成方法在上述被处理材料上形成的抗蚀剂图案,在该被处理材料上形成半导体元件。另外,本发明的半导体装置的制造方法的特征在于,具有下述工序即,在含有将光能转换成热能的光热转换材料的基体材料上,设置含有抗蚀剂材料的抗蚀剂层;将上述抗蚀剂层和设置在被处理材料上的被蚀刻层对置;在上述基体材料的所定区域内照射光,将与上述所定区域相应的上述抗蚀剂材料转印到上述被蚀刻层上;上述转印后进行蚀刻处理,从而在上述被蚀刻层上形成与抗蚀剂图案相应的图案的工序。根据本发明,由于不进行以往那样的显影处理就可以在被处理材料上形成抗蚀剂图案,所以可以生产率良好地制造含有半导体元件的半导体装置。
本发明的电光学装置的特征在于,具有通过上述所述的配线图案的形成方法形成的配线图案。另外,本发明的电光学装置的特征在于,具有通过上述所述的半导体装置的制造方法制造的半导体装置。另外,本发明的电子机器的特征在于,具有上述所述的电光学装置。根据本发明,可以提供可以生产率良好地制造并可以发挥希望的性能的电光学装置及具有其的电子机器。另外,作为电光学装置,可以举出液晶显示装置、有机EL(电致发光)显示装置及等离子体显示装置等。
上述的液滴喷出法使用具备喷头的液滴喷出装置来实现,该液滴喷出装置包括具备喷墨头的喷墨装置。通过喷墨法,喷墨装置的喷墨头可以定量地喷出含有功能液的液体材料的液滴,例如能够定量地断续而滴下每1滴1~300毫微克的液体材料的装置。另外,作为液滴喷出装置也可以是分配器装置。
所谓液体状材料是指具有从液滴喷出装置的喷头的喷嘴能够喷出(能够滴下)的粘度的介质。不管是水性还是油性。只要充分备有从喷嘴等可喷出的流动性(粘度),即使混入固体物质,只要作为全体是流动体就可以。另外,既可以是加热到熔点以上使含在液体状材料中的材料溶解的液体状材料,也可以是在溶剂中形成微粒子而搅拌的液体状材料,也可以是除溶剂以外添加染料或颜料的其它的功能性材料的液体状材料。
另外,所谓上述功能液是含有功能性材料的液状体材料,通过配置在基板上,可以发挥所定的功能。作为功能性材料,可以举出用于形成含有彩色滤光片的液晶显示装置的液晶显示装置形成用材料,用于形成有机EL(电致发光)显示装置的有机EL显示装置形成用材料,用于形成等离子体显示装置的等离子体显示装置形成用材料,及用于形成通电的配线图案的含有金属的配线图案形成用材料等。


图1是表示使用本发明的抗蚀剂图案的形成方法的抗蚀剂图案形成装置的一种实施方式的示意构成图。
图2是表示本发明的抗蚀剂图案的形成方法的一种实施方式的模式图。
图3是表示使用本发明的抗蚀剂图案的形成方法的抗蚀剂图案形成装置的另一种实施方式的示意构成图。
图4是表示本发明的抗蚀剂图案的形成方法的另一种实施方式的模式图。
图5是表示本发明的抗蚀剂图案的形成方法的另一种实施方式的模式图。
图6是表示本发明的抗蚀剂图案的形成方法的另一种实施方式的模式图。
图7是表示本发明的配线图案的形成方法的一种实施方式的模式图。
图8是表示使用本发明的配线图案的形成方法的喷头的示意构成图。
图9是表示具有通过本发明的配线图案的形成方法形成的配线图案的电光学装置之一例的等离子体显示器的分解立体图。
图10是表示本发明的半导体装置的制造方法的一种实施方式的图,是表示薄膜晶体管的制造工序之一例的图。
图11是表示具有通过本发明的半导体装置的制造方法制造的半导体元件的电光学装置之一例的有机EL显示装置的剖面图。
图12是表示具有本发明的电光学装置的电子机器之一例的图。
图中,1-被处理材料,2-被蚀刻层,4-光热转换层,5-基体材料,6-抗蚀剂层,7-施主层,8-气体发生层,11-光源,13-抽气装置,15-掩模具体实施方式
[抗蚀剂图案的形成方法]以下,参照附图,同时说明本发明的抗蚀剂图案的形成方法。图1是表示使用本发明的抗蚀剂图案的形成方法的抗蚀剂图案形成装置的一种实施方式的示意构成图。在图1中,抗蚀剂图案形成装置10备有射出具有所定波长的激光光束的激光光源11和支持被处理材料1的台架12。被处理材料1具有基板3、设置在基板3的上面的被蚀刻层2。激光光源11及支持被处理材料1的台架12配置在腔室14内。能够吸引该腔室14内的气体的吸气装置13与腔室14连接着。在该实施方式中,作为激光光源11使用近红外半导体激光(波长830nm)。
这里,在以下的说明中,将水平面内的所定方向取为X轴方向,将在水平面内与X轴方向正交的方向取为Y轴方向,将分别与X轴及Y轴正交的方向(垂直的方向)取为Z轴方向。
施主层7相对于被处理材料1密接着。施主层7备有基体材料5、设置在基体材料5上的光热转换层4及抗蚀剂层6。作为相互独立的层而分别设置有基体材料5、抗蚀剂层6及光热转换层4。抗蚀剂层6设置在基体材料5的下面侧,光热转换层4也设置在基体材料5的设置抗蚀剂层6的下面侧。光热转换层4设置在基体材料5和抗蚀剂层6之间,光热转换层4和抗蚀剂层6相邻。而且,施主层7的抗蚀剂层6和被处理材料1的被蚀刻层2对置,其抗蚀剂层6和被蚀刻层2密接着。
在支持被处理材料1及与该被处理材料1密接的施主层7的状态下,沿X轴方向及Y轴方向可移动地设置台架12,被处理材料1及施主层7通过台架12的移动,相对于从光源11射出的光束而能够移动。另外,台架12沿Z轴方向也能够移动。这里,在光源11和台架12支持的施主层7之间配置有未图示的光学系统。通过支持被处理材料1及施主层7的台架12沿Z轴方向移动,可以调整相对于上述光学系统的焦点的施主层7(被处理材料1)的位置。而且,从光源11射出的光束可以照射台架12支持的施主层7(基体材料5)。
作为基体材料5可以使用能够透过激光光束的例如玻璃基板或透明性高分子等。作为透明性高分子可以举出如聚对苯二甲酸乙二醇酯那样的聚酯、聚丙烯酸酯、聚环氧化合物、聚乙烯、聚苯乙烯、聚碳酸酯、聚砜等。用透明性高分子形成基体材料5的情况下,其厚度优选10~500μm。由此,例如,可以使基体材料5形成带状,卷成卷状,保持在旋转滚筒等上,同时传送(移动)。
另外,这里,将基体材料5支持在沿XY方向并进移动的台架12上,但是在将基体材料5保持在旋转滚筒上的情况下,旋转滚筒可以沿水平并进方向(扫描方向、X方向)、旋转方向(Y方向)及垂直方向(Z轴方向)移动。
光热转换层4,是由含有可以将光能转换成热能的光热转换材料构成的。作为构成光热转换层4的光热转换材料可以使用公知的材料,只要是可以效率良好地将激光转换成热的材料,就不作特别的限定,例如可以举出由铝、其氧化物和/或其硫化物构成的金属层、或由添加碳黑、石墨或红外线吸收色素等的高分子构成的有机层。作为红外线吸收色素可以举出蒽醌系、二硫代镍配位化合物系、花青系、偶氮钴配位化合物系、二铵(diiminium)系、三十碳六烯鎓(squalirium)系、酞菁系、萘花青系等。另外,也可以以环氧树脂等的合成树脂作为粘接剂,将上述光热转换材料溶解或分散在该粘接剂树脂中,再设置在基体材料5上。该情况下,环氧树脂具有作为固化剂的功能,通过固化,可以将光热转换层4固定在基体材料5上。另外,不用说,不溶解或分散在粘接剂中,也能够将上述光热转换材料设置在基体材料5上。
作为光热转换层使用上述金属层的情况下,可以利用真空镀膜法、电子束真空镀膜法或喷涂,在基体材料5上形成。作为光热转换层4使用上述的有机层的情况下,可以通过一般的薄膜涂覆方法,例如挤压涂覆方法、旋转涂覆方法、凹版涂覆方法、倒转辊(reverse roll)涂覆方法、棒涂方法、微凹版涂覆方法、刮涂方法等在基体材料5上形成。在光热转换层4的涂覆方法中,优选可以使基体材料5的表面所带的静电除电、在基体材料5上均匀地形成光热转换层形成用功能液的方法,优选在各方法所用的装置上安装除电装置。
抗蚀剂层6由含有抗蚀剂材料构成。抗蚀剂材料由后述的蚀刻处理中具有抗蚀刻性的材料构成,例如,可以使用酚醛系树脂和苯酚系树脂等公知的材料。另外,抗蚀剂层6由相对于被蚀刻层2具有转印性(密接性)的材料构成。抗蚀剂层6可以通过一般的涂覆方法,例如挤压涂覆方法、旋转涂覆方法、凹版涂覆方法、倒转辊涂覆方法、棒涂覆方法、微凹版涂覆方法等在光热转换层4(基体材料5)上形成。在抗蚀剂层6的涂覆方法中,优选可以使光热转换层4(基体材料5)的表面所带的静电除电、在光热转换层4(基体材料5)上均匀地形成抗蚀剂层形成用功能液的方法,优选在各方法中所用的装置上安装除电装置。
被处理材料1的基板3,由例如玻璃板或合成树脂膜或者半导体晶片构成。被蚀刻层2是在后述的蚀刻处理中被蚀刻的层,由半导体、绝缘物、导体等的膜构成。
以下,参照图2,同时说明抗蚀剂图案的形成顺序。如图2(a)所示,将施主层7的抗蚀剂层6和被处理材料1的被蚀刻层2对置后密接。在密接抗蚀剂层6和被蚀刻层2中,将抗蚀剂层6和被蚀刻层2对置后,驱动吸气装置13(参照图1),吸引腔室14内的气体,使腔室14内减压。由此,抗蚀剂层6和被蚀刻层2之间的空间也被减压,成为负压状态,抗蚀剂层6和被蚀刻层2密接。而且,从施主层7(基体材料5)的上侧面照射具有所定光束直径的激光光束。通过照射激光光束,与该照射区域对应的基体材料5及光热转换层4被加热。光热转换层4将被照射的激光光束的光能转换成热能,并将该热能供给相邻的抗蚀剂层6。被供给热能的抗蚀剂层6的一部分(与光热转换层4的界面附近的一部分),例如被加热到玻璃转变温度以上而成为熔融状态,被转印到被处理材料1的被蚀刻层2上。这里,抗蚀剂层6成为能够转印的部分是与激光光束的照射区域对应的区域。因而,与激光光束的照射区域对应的抗蚀剂层6被转印到被处理材料1的被蚀刻层2上。
而且,通过沿XY平面相对于照射的激光光束移动台架12,与该台架12的移动轨迹相应的抗蚀剂层6的一部分被转印到被处理材料1上。这样,在被处理材料1的被蚀刻层2上就形成了抗蚀剂图案。
将抗蚀剂层6转印到被蚀刻层2上后,解除抽气装置13的驱动,解除上述的减压状态(负压状态),如图2(b)所示那样,施主层7和被处理材料1能够分离。
将抗蚀剂层6转印到被蚀刻层2上后,如图2(c)所示,进行蚀刻处理。形成抗蚀剂层6的抗蚀剂材料具有抗蚀刻性,转印到被蚀刻层2上的抗蚀剂层6具有作为蚀刻掩模的功能。作为蚀刻处理,可以采用干式蚀刻、湿式蚀刻等公知的蚀刻处理方法。
而且,如图2(d)所示,通过除去被处理材料1上的抗蚀剂层6(研磨加工),被蚀刻层2形成与抗蚀剂图案相应的图案。
按照以上说明,通过在基体材料5上设置光热转换层4,可以效率良好地将照射的光的光能转换成热能。而且,通过将该热能供给抗蚀剂层6,就可以将与抗蚀剂层6的光照射区域对应的部分转印到被处理材料1(被蚀刻层2)上。因此,对相应于要形成抗蚀剂图案的基体材料5上的所定区域照射光,将相应于该所定区域的抗蚀剂层6的抗蚀剂材料转印到被处理材料1上,在被处理材料1上就可以形成希望的抗蚀剂图案。另外,即使不用电子束或紫外线而使用近红外激光等,也可以通过设置光热转换层4,将用于转印抗蚀剂层6的充分的热能供给该抗蚀剂层6。因此,使用的光照射装置的选择的宽度就广,即使不使用花费高价的照射装置,也可以以充分的热能由施主层7良好地转印抗蚀剂层6而制作配线图案。
而且,在本发明中,只要进行光照射,就可以在被处理材料1上形成希望的抗蚀剂图案,由于不必进行以往的显影处理,所以可以提高生产率。另外,与以往的抗蚀剂材料不同,在抗蚀剂层内不必混合光酸发生剂或光碱发生剂,也不必在抗蚀剂材料的主链骨架上插入感光基。即,按照本发明,只要抗蚀剂材料仅具有相对于被处理材料1的有密接性的官能团、有抗蚀刻性的官能团就行,从而材料设计变得容易。
另外,在本实施方式中,移动支持被处理材料1及施主层7的台架12,在被处理材料1(被蚀刻层2)上形成所定的抗蚀剂图案,但是,无须说,也可以在停止被处理材料1及施主层7的状态下,移动照射的光束,也可以移动被处理材料1及施主层7和光束的双方。另外,在移动被处理材料1及施主层7的情况下,除了以台架12在XY平面内移动的构成以外,也可以如上述那样以保持在旋转滚筒上的状态移动的构成。
形成抗蚀剂图案时,如图3所示,也可以对具有与要形成的抗蚀剂图案对应的图案的掩模15照射光,将借助于掩模15的光照射到施主层7上。在图3所示的例中,掩模15被支持在具有用于通过透过掩模15的光的开口部16A的掩模支持部16上。从光源11射出的光束由光学系统17转换成具有均匀照度分布的照明光后,照明掩模15。通过掩模15的光照射支持在台架12上的施主层7,由根据该照射的光而产生的热将抗蚀剂层6的一部分转印到被处理材料1上,形成抗蚀剂图案。通过用掩模15,可以形成比从激光光源11射出的光束直径更微细的抗蚀剂图案。另一方面,如参照图1进行说明的那样,相对移动光束和施主层7(被处理材料1),同时进行光照射,就可以省去制造掩模15的劳力和时间。
另外,在图3所示的例中,以分开掩模15和施主层7的状态对施主层7照射光,但是,也可以在密接掩模15和施主层7的状态下对掩模15照射光,将借助于该掩模15的光,使之照射到施主层7上。
另外,作为光源11,除了近红外半导体激光以外,也可以使用水银灯、卤素灯、氙气灯、闪光灯等。另外,可以使用紫外线激光等、近红外线激光以外的全部广泛应用的激光。
另外,在上述实施方式中,按照被处理材料1具有基板3和设置在该基板3上的被蚀刻层2,将抗蚀剂层6转印在被蚀刻层2上而使被蚀刻层2进行蚀刻那样进行了说明,但是,也可以不设置被蚀刻层2,将抗蚀剂层6直接转印到基板3上。
如图4所示,也可以是将光热转换层4设置在基体材料5的不设置抗蚀剂层6的上面侧的构成。这时,为了将由光热转换层4发生的热能良好地传到设置在下面侧的抗蚀剂层6,就要恰当地选择基体材料5的厚度及材料。另外,也可以在基体材料5的上面侧及下面侧的双方设置光热转换层4。
设置光热转换层的情况下,优选照射具有与光热转换材料相应的波长的光。即,由于与使用的光热转换材料相应而良好地吸收的光的波长区域不同,所以通过照射具有与光转换材料相应的波长的光,可以效率良好地将光能转换成热能。换句话说,就是根据照射的光,选择使用的光热转换材料。在本实施方式中,由于作为激光光源使用近红外半导体激光(波长830nm),所以作为光热转换材料优选使用具有吸收红外线~可见光线区域的光的性质的材料。
另外,在上述各实施方式中,光热转换材料被设置成与基体材料及抗蚀剂层6独立的层(光热转换层4),但是,也可能是将光热转换材料混合在基体材料5中的构成,也可能是将光热转换材料混合在抗蚀剂层6中的构成。即使是这样的构成,也可以将照射的激光的光能转换成热能,将该热能供给抗蚀剂层6。另外,也可以在混合光热转换材料的基体材料5上,设置与其不同的光热转换层4。
如图5所示,在基体材料5和抗蚀剂层6之间也可以设置含有用光照射或加热可以发生气体的气体发生材料的气体发生层8。气体发生材料吸收光或者吸收由光能转换的热能时,发生分解反应,放出氮气和氢气等,具有可以提供通过发生的气体使抗蚀剂层6从基体材料5分离的能量的作用。作为这样的气体发生材料,可以举出从由季戊四醇四硝酸酯(PETN)及三硝基甲苯(TNT)组成的组中选择的至少一种物质等。
另外,如图6所示,在基体材料5的下面侧设置光热转换层4的情况下,可以在光热转换层4和抗蚀剂层6之间设置气体发生层8。或者,也可以在基体材料5和光热转换层4之间设置气体发生层8。另外,也可以将气体发生材料混合在光热转换层4中。另外,也可以将气体发生材料混合在基体材料中。
另外,图2等所示的实施方式中,在光热转换层4和抗蚀剂层6之间可以设置用于使光热转换层4的光热转换作用均匀化的中间层。作为这样的中间层形成材料,可以举出可以满足上述主要条件的树脂材料。这样的中间层能够根据例如旋转涂覆方法、凹版涂覆方法、模压涂覆法等公知的涂覆方法,将具有所定组成的树脂组成物涂布到光热转换层4上、并通过干燥而形成。照射激光光束时,通过光热转换层4的作用,将光能转换为热能,再通过中间层的作用使该热能均匀化。因此,将均匀的热能供给与光照射区域符合的部分的抗蚀剂层6。
另外,图2等所示的实施方式中,也可以在光热转换层4和抗蚀剂层6之间形成热传播层和剥离层。作为构成热传播层或剥离层的材料,可以举出例如聚α甲基苯乙烯酸等。另外,对于热传播层和剥离层,不作特别的限定,但是分别形成1μm左右。
另外,为了提高光热转换层4和抗蚀剂层6的分型性,也可以在光热转换层4中含有分型剂。作为分型剂可以使用聚乙烯蜡、酰胺蜡、硅系树脂的微粉末、氟系树脂的微粉末等的固体或者蜡状物质;氟系、磷酸酯系等的表面活性剂、石蜡系、硅酮系、氟系的油类等以往公知的分型剂的任一种,但是特别优选硅酮油。作为硅酮油,除了无变性的以外,可以单独或2种以上并用而使用羧基变性、氨基变性、环氧基变性、聚酯变性、烷基变性等的变性硅酮油。
以下,说明在被处理材料1的基板3上形成配线图案的方法。图7是表示通过本发明的抗蚀剂图案的形成方法将抗蚀剂层6转印到被蚀刻层2上后进行蚀刻处理及研磨加工处理、以在基板3上使具有沟槽部9的被蚀刻层2制作配线图案、形成贮格围堰B的状态。在本实施方式中,为了将配线图案形成用材料配置到基板3上,使用喷出含有配线图案形成用材料的功能液的液滴的液滴喷出法(喷墨法)。贮格围堰B按照可以区分预先设置定在基板3上的配线图案的形成区域那样设置。在液滴喷出法中,在喷头20和基板3对向的状态下,对于贮格围堰B、B间的沟槽部9,由喷头20喷出含有配线图案形成用材料的功能液的液滴。
这里,作为液滴喷出法的喷出技术,可以举出带电控制方式、加压振动方式、电热转换方式、静电吸引方式、电机械转换方式等。带电控制方式是用带电电极赋予材料以电荷、用偏向电极控制材料的飞翔方向而由喷嘴喷出的方式。另外,加压振动方式是向材料施加30kg/cm2左右的超高压、由喷嘴的前端侧喷出材料的方式,在不施加控制电压的情况下,材料一直前进而由喷嘴喷出,施加控制电压时,在材料间引起静电的排斥,材料飞散而不能由喷嘴喷出。另外,电热转换方式是用设置在贮存材料的空间内的加热器急剧地使材料气化,生成气泡(泡),用气泡的压力喷出空间内的材料的方式。静电吸引方式是向贮存材料的空间内施加微小压力,在喷嘴上形成材料的弯液面,在该状态下施加静电引力之后引出材料的方式。另外,电机械转换方式是利用压电元件(压电元件)接收脉冲的电信号而变形的性质,通过压电元件变形,借助于挠性物质赋予贮存材料的空间以压力,由该空间挤压材料,由喷嘴喷出的方式。除此以外,也能够使用利用由电场产生的流体的粘性变化的方式或用电火花飞出的方式等的技术。液滴喷出法具有在材料的使用方面浪费少、而且可以在所希望的位置上确实地配置所希望的量的材料的优点。另外,用液滴喷出法喷出的液状材料的一滴的量,例如是1~300毫微克。在本实施方式中,使用电机械转换方式(压电方式)。
图8是用于说明由压电方式的功能液(液状体材料)的喷出原理的图。在图8中,喷头20备有收容功能液(含有配线图案形成用材料的液状体材料)的液体室21、与该液体室21邻接而设置的压电元件22。借助于含有收容功能液的材料贮存盒的液体供给系统23向液体室21供给功能液。压电元件22与驱动电路24连接,借助于该驱动电路24对压电元件22施加电压,通过使压电元件22变形,液体室21也就变形,从而由喷嘴25喷出功能液。此时,通过改变施加电压的值,控制压电元件22的变形量。另外,通过改变施加电压的频率数,控制压电元件22的变形速度。由于由压电方式的液滴喷出不对材料加热,所以具有对材料的组成难以赋予影响的优点。
以下,说明形成配线图案的顺序。用上述说明的方法形成贮格围堰B、B后,首先,优选进行除去贮格围堰B、B间的沟槽部9的底部9B(基板3的露出部)的残渣的残渣处理。作为残渣处理可以通过对沟槽部9的底部9B照射例如紫外线(UV)等的光,通过光激励可以良好地除去残存在底部9B内的特别是有机系的残渣。另外,作为残渣处理,即使作为所定的处理气体通过使用例如含有氧(O2)的处理气体的O2等离子体处理,也可以除去残渣。另外,紫外线照射处理或O2等离子体处理还具有作为对底部9B(基板3的露出部)赋予亲液性的亲液化处理的作用,赋予底部9B(基板3的露出部)以亲液性、在沟槽部9中配置后述那样的功能液的液滴时,可以使该功能液在底部9B良好地润湿扩展。
接着,对贮格围堰B进行疏液化处理,赋予其表面疏液性。作为疏液化处理,可以采用例如在大气气氛中以四氟化碳作为处理气体的等离子体处理法(CF4等离子体处理法)。另外,作为处理气体,不限定于四氟化碳,也可以用其它的碳氟化合物系的气体。另外,只要能够对功能液赋予疏液性,也可以使用氟系以外的处理气体。另外,作为疏液化处理,可以采用用FAS(氟代烷基硅烷)的处理方法(自身组织化膜法、化学气相蒸镀法等)或共轭镀法、或者用硫代金属的疏液化方法等公知的各种方法。通过赋予贮格围堰B以疏液性,即使由喷头20喷出的液滴的一部分滴到贮格围堰B的上面9A处,通过贮格围堰表面具有疏液性,从贮格围堰B被排斥,而流入贮格围堰B、B间的沟槽部9中。因此,喷出的功能液可以良好地被配置在基板3上的贮格围堰B、B间。
另外,通过对贮格围堰B、B的疏液化处理,虽然对先进行亲液化处理的贮格围堰间的底部9B(基板3的露出部)多少有一些影响,但特别是在基板3由玻璃等构成的情况下,由于不发生由疏液化处理造成的氟基的导入,所以实际上不损害基板3的亲液性。另外,预先将具有疏液性的调整材料混合在贮格围堰B(被蚀刻层2)中,可以省略该的疏液化处理工序。
然后,用喷头20在基板3上的贮格围堰B、B间进行配置含有配线图案形成用材料的功能液的液滴的材料配置工序。这里,作为构成配线图案形成用材料的导电性材料使用有机银化合物,作为溶剂(分散剂)使用二甘醇二乙醚,喷出含有该有机银化合物的功能液。在材料配置工序中,如图7所示,使由喷头20的含有配线图案形成用材料的功能液形成液滴而喷出。将喷出的液滴配置在基板3上的贮格围堰B、B间的沟槽部9中。这时,由于喷出液滴的配线图案形成区域用贮格围堰B区分,所以可以阻止液滴扩散到所定位置以外。另外,由于赋予贮格围堰B、B以疏液性,所以即使喷出的液滴的一部分滴到贮格围堰B的上方,也会流入贮格围堰间的沟槽部9中。另外,由于赋予基板3露出的沟槽部9的底部9B以亲液性,所以喷出的液滴在底部9B更容易扩展,由此,功能液在所定的位置内可以均匀地配置。
另外,作为功能液也可以使用将导电性微粒子分散在分散剂中的分散液。作为导电性微粒子,除了含有例如金、银、铜、铝、钯及镍中的至少任一种的金属粒子以外,还可以使用它们的氧化物及导电性聚合物或超导体的微粒子等。作为分散介质,只要能够分散上述导电性微粒子,不发生凝聚,就不作特别的限定。例如,除水以外,还可以例示出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇类、正庚烷、正辛烷、癸烷、十二烷、十四烷、甲苯、二甲苯、异丙基甲苯、均四甲苯、茚、二戊烷、四氢化萘、十氢化萘、环己苯等的烃类化合物、另外,乙二醇二甲基醚、乙二醇二乙基醚、乙二醇甲基乙基醚、二乙二醇二甲基醚、二甘醇二乙基醚、二甘醇甲基乙基醚、1,2-二甲氧基乙烷、双(2-甲氧基乙基)醚、对二噁烷等醚系化合物、还有,碳酸丙烯酯、γ-丁内酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、N,N-二甲基甲酰胺、二甲亚砜、环己醇等极性化合物。这些化合物中,从微粒子的分散性和分散液的稳定性或适用于液滴喷出法容易的观点出发,优选水、醇类、烃类化合物、醚系化合物,作为更优选的分散介质可以举出水、烃类化合物。
材料配置工序(液滴喷出工序)后,进行烧成工序。通过对含有导电性材料的功能液进行烧成处理,可以得到导电性。特别是有机银化合物的情况下,进行烧成处理可以除去其有机成分而残留银粒子,从而显现导电性。因此,对于材料配置工序后的基板3要实施作为烧成处理的热处理及光处理中的至少一种。热处理·光处理通常在大气中进行,但根据需要,也可以在氮气、氩气、氦气等惰性气体中进行。热处理·光处理的处理温度可以考虑溶剂的沸点(蒸汽压)、气氛气体的种类或压力、微粒子的分散性和有机银化合物、氧化性等的热行为、涂层材料的有无和量、基体材料的耐热温度等而适宜决定。例如,为了除去有机银化合物的有机份,必需在200℃下烧成。另外,使用塑料等的基板的情况下,优选在室温以上、100℃以下进行。通过以上工序,喷出工序后的导电性材料(有机银化合物)由银粒子的残留而转换成具有导电性的配线图案。
另外,材料配置工序后,进行中间干燥工序(或者烧成工序),通过互相多次反复这些材料配置工序和中间干燥工序(烧成工序),可以使配线图案形成用材料在贮格围堰B、B间层叠。
另外,烧成工序后,可以除去基板3上存在的贮格围堰B。例如,用所定的溶剂洗涤,可以将贮格围堰B从基板3上除去。
以下,参照图9,同时说明作为具有用本发明的配线图案的形成方法形成的配线图案的电光学装置之一例的等离子体显示器(等离子体型显示装置)。图9是表示制造地址电极511和总线电极512a的等离子体显示器500的分解立体图。该等离子体型显示器500大致由互相对向配置的玻璃基板501和502和在它们之间形成的放电显示部510构成的。
放电显示部510集合了多个放电室516。在多个放电室516中,按照红色放电室516(R)、绿色放电室516(G)、蓝色放电室516(B)的3个放电室516形成对而构成1个像素那样配置着。在上述(玻璃)基板501的上面,以所定的间隔带状地形成地址电极511,以覆盖地址电极511和基板501的上面那样形成电介质层519,再在电介质层519上方,以位于地址电极511、511之间而沿着各地址电极511那样形成隔壁515。另外,隔壁515在其长度方向的所定位置上,沿着与地址电极511垂直的方向,以所定的间隔被隔开(图示略),通过与地址电极511的宽度方向的左右两侧邻接的隔壁、和在与地址电极511垂直的方向上延设置的隔壁基本上形成被隔开的长方形状的区域,以与该长方形状的区域相对应那样形成放电室516,该长方形状的区域成3对而构成1个像素。另外,在用隔壁515区分的长方形状的区域的内侧配置有荧光体517。荧光体517使红、绿、蓝的任一种荧光发光,分别在红色放电室516(R)的底部配置有红色荧光体517(R),在绿色放电室516(G)的底部配置有绿色荧光体517(G),在蓝色放电室516(B)的底部配置有蓝色荧光体517(B)。
接着,在上述玻璃基板502侧,以所定的间隔在与前面的地址电极511垂直的方向上带状地形成有多个由ITO(氧化铟锡)构成的透明显示电极512,同时形成有为了补充高电阻的ITO的由金属构成的总线电极512a。另外覆盖它们而形成电介质层513,再形成了由MgO构成的保护膜5 14。而且,上述基板501和玻璃基板502的2个基板,以使上述地址电极511…和显示电极512…互相垂直那样对向而互相密接,使由基板501和隔壁515和在玻璃基板502侧形成的保护膜514围起的空间部分排气,封入惰性气体,形成着放电室516。另外,在基板502侧形成的显示电极512形成为以每相对于各放电室516配置2个。上述地址电极511和显示电极512与省略图示的交流电源连接,各电极接通,在必要位置的放电显示部510中的荧光体517被激励发光,可以形成彩色显示。
而且,在本例中,特别是上述地址电极511和总线电极512a通过本发明的配线图案形成方法形成。即,对于这些地址电极511和总线电极512a,制作其配线图案特别方便,通过喷出分散胶态金属材料(例如胶态金和胶态银)和导电性微粒子(例如金属微粒子)的功能液、干燥·烧成就可以形成。另外,即使是荧光体517,也可以通过用喷头20喷出使荧光体材料溶解在溶剂中或者分散在分散剂中的功能液,干燥·烧成就能够形成。
以下,参照图10,同时说明作为使用本发明的抗蚀剂图案而形成半导体元件之一例、形成薄膜晶体管的顺序。如图10(a)所示,在形成栅电极402的基板401上,顺序层叠栅绝缘层403、由不进行掺杂的无定形硅构成的活性半导体层的a-Si层404、由以高浓度掺杂磷等的硅构成的N+a-Si层405、源/漏电极形成用金属层406,在源/漏电极形成用金属层406上方的一部分上,用本发明的抗蚀剂图案的形成方法使抗蚀剂层407制作配线图案。然后,如图10(b)所示,蚀刻a-Si层404、N+a-Si层405、以及源/漏电极形成用金属层406。如图10(c)所示,研磨加工抗蚀剂层407。接着,如图10(d)所示,再根据本发明的抗蚀剂图案的形成方法设置抗蚀剂层407。而且,如图10(e)所示,蚀刻与薄膜晶体管的电路部408对应的部分的N+a-Si层405及源/漏电极形成用金属层406,研磨加工抗蚀剂层407,如图10(f)所示,形成通道部408、源电极409及漏电极410。而且,形成与漏电极410连接的未图示的像素电极,从而形成薄膜晶体管。
以下边参照图11,说明作为具有上述薄膜晶体管(半导体元件)的电光学装置之一例的有机EL(场致发光)显示装置。
在图11中,有机EL显示装置601具有能透过光的基板(光透过层)602、由夹持在设置于基板602的一方的面侧的一对电极(阳极604及阴极607)中的,由有机电致发光材料构成的发光层(EL层)606和空穴注入/输送层605构成的有机EL元件(发光元件)603、设置在基板602的一方的面侧与阳极(像素电极)604连接的薄膜晶体管TFT、和密封基板612。发光层606由红色(R)、绿色(G)及蓝色(B)的3色的发光层构成着。另外,用粘接层粘接密封基板612和基板602,通过密封基板612及粘接层密封了有机EL元件603。这里,图11所示的有机EL显示装置601是将由发光层606的发光从基板602侧取出到装置外部的方式(底部发光型、基板侧发光型)。
作为基板602的形成材料是可透过光的透明或半透明材料,例如可以举出透明玻璃、石英、蓝宝石、或者聚酯、聚丙烯酸酯、聚碳酸酯、聚醚酮等的透明的合成树脂。特别是,作为基板602的形成材料适宜使用廉价的玻璃。
作为密封基板612,例如可以使用玻璃基板,但是,只要透明而阻气性优良,也可以使用例如塑料、塑料的叠层膜、叠层成型基板等玻璃基板以外的构件或者玻璃的层叠膜等。另外,优选使用可以作为保护层吸收紫外线的构件。
阳极(像素电极)604是由铟锡氧化物(ITO)等构成的透明电极,能透光。空穴注入/输送层605可以例示例如作为高分子系材料的聚硫苯、磺化聚苯乙烯、聚吡咯、聚苯胺及其衍生物等。作为发光层606的形成材料,能够使用高分子发光体或低分子的有色发光色素,即,各种荧光物质和磷光物质等的发光物质。在成为发光物质的共轭系高分子中,特别优选含有丙炔亚乙烯基或聚芴结构的共轭系高分子等。另外,在阴极607和发光层606之间,根据需要,也可以设置电子输送层或电子注入层。
有机EL元件603配置在用贮格围堰614划分的区域内,在形成该有机EL元件时,用上述喷头20。
虽然没有图示,但是本实施方式的有机EL显示装置601是有源矩阵型,实际上将多个数据线和多个扫描线格子状地配置在基板602上。而且区分为数据线和扫描线的有源状配置的每个像素,借助于转换晶体管或驱动晶体管等的驱动用TFT,将上述有机EL元件603连接起来。而且,借助于数据线和扫描线供给驱动信号时,电极间流通电流,有机EL元件603的发光层606发光,光射出到基板602的外面侧,该像素点亮。
另外,在这里,说明了将薄膜晶体管适用于有机EL显示装置中的例子,但是无需说,本发明的薄膜晶体管也适用于液晶显示装置等具有转换元件的其它的显示装置中。
以下,说明具备上述电光学装置(有机EL显示装置、等离子体显示装置、液晶显示装置等)的电子机器的适用例。图12(a)是移动电话机之一例的立体图。在图12(a)中,符号1000表示移动电话机主体,符号1001表示用上述电光学装置的显示部。图12(b)是手表型电子机器之一例的立体图。在图12(b)中,符号1100表示手表主体,符号1101表示用上述电光学装置的显示部。图12(c)是表示字处理器、个人计算机等的便携式信息处理装置一例的立体图。在图12(c)中,符号1200表示信息处理装置,符号1202表示键盘等的输入部,符号1204是信息处理装置主体,符号1206表示用上述电光学装置的显示部。由于图12(a)~(c)表示的电子机器备有上述实施方式的电光学装置,所以显示品位优良,可以实现具备明亮画面的显示部的电子机器。
另外,除上述的例以外,作为其它的例,可以举出具备液晶电视、探视器型和监视直视型视频信号记录器、汽车驾驶导航装置、寻呼机、电子笔记本、计算器、代码信息处理机、工作台、电视电话、POS终端、电子纸、触摸板的机器等。本发明的电光学装置都可以作为这样的电子机器的显示部而使用。
权利要求
1.一种抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于在含有将光能转换成热能的光热转换材料的基体材料上,设置含有抗蚀剂材料的抗蚀剂层,在将上述抗蚀剂层和被处理材料对置的状态下,在上述基体材料的所定区域内照射光,将与上述所定区域相应的上述抗蚀剂材料转印到上述被处理材料上,使抗蚀剂材料在上述被处理材料上制作配线图案。
2.根据权利要求1所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于互相独立而分别设置着上述基体材料、上述抗蚀剂层及含有上述光热转换材料的光热转换层。
3.根据权利要求2所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于在上述基体材料和上述抗蚀剂层之间设置着上述光热转换层。
4.根据权利要求2或3所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于在上述基体材料的不设置着上述抗蚀剂层的另一方的面侧设置着上述光热转换层。
5.根据权利要求1~4的任一项所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于将上述光热转换材料混合在上述基体材料中。
6.根据权利要求1~5的任一项所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于将上述光热转换材料混合在上述抗蚀剂层中。
7.根据权利要求1~6的任一项所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于在上述基体材料和上述抗蚀剂层之间设置着含有通过光照射或加热而发生气体的气体发生材料的气体发生层。
8.根据权利要求1~7的任一项所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于将通过光照射或加热而发生气体的气体发生材料混合在上述基体材料中。
9.根据权利要求1~8的任一项所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于将借助于具有所定图案的掩模的光照射到上述基体材料上。
10.根据权利要求1~9的任一项所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于使上述基体材料及上述被处理材料相对于上述光相对移动,同时进行照射。
11.根据权利要求1~10的任一项所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于在密接上述基体材料的上述抗蚀剂层和上述被处理材料的状态下,照射上述光。
12.根据权利要求11所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于将上述基体材料的上述抗蚀剂层和上述被处理材料对置后,使上述抗蚀剂层和上述被处理材料之间的空间减压而进行密接。
13.根据权利要求12所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于进行上述转印后,解除上述减压,使上述基体材料和上述被处理材料分离。
14.根据权利要求1~13的任一项所述的抗蚀剂图案的形成方法,其特征在于上述被处理材料含有被蚀刻层,通过将上述抗蚀剂材料转印到上述被蚀刻层上后进行蚀刻处理,在上述被蚀刻层上形成与抗蚀剂图案相应的图案。
15.一种配线图案的形成方法,其特征在于使用通过权利要求1~权利要求14的任一项所述的形成方法在上述被处理材料上形成的抗蚀剂图案而形成贮格围堰,在上述贮格围堰间配置含有配线图案形成用材料的液滴,在该被处理材料上形成配线图案。
16.一种半导体装置的制造方法,其特征在于使用通过权利要求1~权利要求14的任一项所述的形成方法在上述被处理材料上形成的抗蚀剂图案,在该被处理材料上形成半导体元件。
17.一种半导体装置的制造方法,其特征在于,具有在含有将光能转换成热能的光热转换材料的基体材料上,设置含有抗蚀剂材料的抗蚀剂层,将上述抗蚀剂层和设置在被处理材料上的被蚀刻层对置,在上述基体材料的所定区域内照射光,将与上述所定区域相应的上述抗蚀剂材料转印到上述被蚀刻层上,并进行上述转印后蚀刻处理,从而在上述被蚀刻层上形成与抗蚀剂图案相应的图案的工序。
18.一种电光学装置,其特征在于具有通过权利要求15所述的形成方法形成的配线图案。
19.一种电光学装置,其特征在于具有通过权利要求16或17所述的制造方法制造的半导体装置。
20.一种电子机器,其特征在于具有权利要求18或19所述的电光学装置。
全文摘要
本发明提供一种可以生产性良好地形成抗蚀剂图案的方法。其解决方法是,将设置在含有可以将光能转换成热能的光热转换材料的基体材料(5)上的含有抗蚀剂材料的抗蚀剂层(6)和被处理材料(1)对置,在基体材料(5)的所定区域内照射光,使与所定区域相应的抗蚀剂材料转印到被处理材料(1)上,使抗蚀剂材料在被处理材料(1)上制作配线图案。
文档编号H01L21/027GK1581436SQ200410055899
公开日2005年2月16日 申请日期2004年8月5日 优先权日2003年8月8日
发明者丰田直之 申请人:精工爱普生株式会社
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