CN100482355C

CN100482355C - 使用带电粒子束的液滴吐出装置及使用该装置的图案制作方法

Info

Publication number: CN100482355C
Application number: CNB2004800170435A
Authority: CN
Inventors: 今井馨太郎; 山崎舜平
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2003-04-25
Filing date: 2004-04-07
Publication date: 2009-04-29
Anticipated expiration: 2024-04-07
Also published as: CN1809425A; KR101084962B1; WO2004096449A1; JPWO2004096449A1; JP5256315B2; US20050142896A1; TWI335272B; TW200505685A; KR20060009273A; US7232773B2; JP2011171734A; US20070272149A1

Abstract

本发明能够使由液滴吐出法吐出的液滴的命中精度大幅度提高，在基板上直接形成微细且高精度的图案，以提供可应对基板的大型化的布线、导电层及显示装置的制作方法作为课题，并且，以提供使生产能力和材料的利用率提高的布线、导电层及显示装置的制作方法为课题。本发明的特征在于：主要在具有绝缘表面的基板上用液滴吐出法将抗蚀剂材料或布线材料直接进行图案形成时，可以使液滴命中精度大幅度提高。具体而言，就是在即将用液滴吐出法吐出液滴之前，按照所要的图案，在基板表面上的液滴命中位置扫描带电粒子束，之后，立即使带有与该带电粒子束相反符号的电荷的液滴吐出，使液滴命中位置的控制性能格外提高。

Description

使用带电粒子束的液滴吐出装置及使用该装置的图案制作方法

技术领域

本发明涉及用以在基板上直接进行微细的图案形成的液滴吐出装置以及使用该装置进行布线形成或抗蚀剂等的图案制作方法。

背景技术

用绝缘表面上的薄膜所形成的薄膜晶体管(TFT)被广泛应用于集成电路等，在许多场合被用作为开关元件。其中，使用TFT的显示屏，特别是在大型的显示装置上，其用途正在快速扩展，另外，对画面尺寸的高精细化、高开口率化、高可靠性、大型化的要求正日益增高。

作为这样的薄膜晶体管中的布线的制作方法，有在基板的整个面上形成导电层的被膜，然后用掩模进行蚀刻处理的方法(参照专利文献1)。

[专利文献1]特开2002-359246号公报

发明内容

(发明要解决的课题)

在如上述的专利文献1所述来形成布线的情况下，例如ICP(Inductively Coupled Plasma：电感耦合型等离子体)蚀刻装置，根据偏置功率密度、ICP功率密度、压力、蚀刻气体的总流量、氧添加率及下部电极的温度等的蚀刻条件，改变抗蚀剂与导电层之间的选择比，存在着基板内导电层的宽度和长度离散的情况。另外，进行蚀刻处理时，由于需制作使用光致抗蚀剂等的掩模的工序，工序变长。再者，由于一次在整个面上形成导电层之后，进行使其成为所要形状的蚀刻处理，造生了材料的浪费。这样的问题，在一边至少超过1m的大型基板上形成布线时，构成了更严重的问题。

对此，最近，开始研讨使用可以将包含组合物的液滴从细孔中吐出，形成规定的图案的液滴吐出，在基板上直接形成图案的方法。关于此方法，考虑了例如使金属的超细微粒悬浊在溶液中而直接在基板上形成布线或电极图案的方法等。另外，如前所述，也考虑了直接使用抗蚀剂，用液滴吐出法形成图案的方法，代替光刻法那样用掩模进行图案形成的方法。

但是，在用液滴吐出法吐出这些液滴的时候，由于吐出方向稍有偏差，命中位置会产生很大的误差，即使减少液滴自身的吐出量，对图案的精度提高也很有限。另外，如果只减少液滴量，不仅会产生生产能力下降的问题，也会发生命中精度反而下降的问题。

在用液滴吐出法吐出液滴直接描绘图案的情况下，作为产生描绘误差的原因，例如：由液滴的吐出方向的稍微偏差产生的命中位置的误差，在液体飞行中由空气的阻力产生的误差、由命中后的液滴的移动或扩散产生的误差等。其中，前2者，无论怎样提高端板的制作精度，在原理上也不能得到超过概率性偏差的精度。图6表示有关从喷嘴的端板所吐出的液滴至命中为止的误差。这里，假定端板与基板表面的距离为500μm。如果从喷嘴所射出的液滴的误差角度为θ，由于由此而引起的命中位置的误差用±500μm×θ来表示，即使θ是小至1°的角度，位置误差也会达到±8.7μm。此外还会叠加上由于气流扰动产生的误差以及由于命中后的液滴的扩散和移动产生的误差。

这样的问题构成了使由液滴吐出法得到的直接形成图案的适用范围显著变窄。

本发明正是鉴于这样的问题而作的发明，可以使由液滴吐出法吐出的液滴的命中精度飞跃性地提高，在基板上直接形成微细且高精度的图案。因而，将提供可对应于基板的大型化的布线、导电层及显示装置的制作方法作为课题。另外，将提供使生产能力和材料的利用效率提高的布线、导电层及显示装置的制作方法作为课题。

(用以解决课题的手段)

为解决上述现有技术的课题，本发明采取了以下的手段。

本发明的特征在于，主要是在具有绝缘表面的基板上，用液滴吐出法将抗蚀剂或布线材料进行直接图案形成的时候，可以使液滴命中精度飞跃性地提高。具体地说，是通过在由液滴吐出法产生的液滴即将吐出之前，按照所要的图案在基板表面上的液滴命中位置上扫描带电粒子束，之后，立即将带有与该带电粒子束相反的电荷的液滴吐出，使液滴的命中位置的控制性格外地提高。

本发明的特征在于设有：向基板表面吐出液滴的单元；向基板表面照射带电粒子束的单元；以及使由吐出液滴的单元所吐出的液滴带上与带电粒子束相反极性的电荷的单元。

本发明的特征在于设有：向基板表面吐出液滴的单元；向基板表面照射带电粒子束的单元；使由吐出液滴的单元所吐出的液滴带上与带电粒子束相反极性的电荷的单元；以及真空排气单元。

另外，本发明的特征在于，使由液滴吐出法在向具有绝缘膜的基板表面吐出液滴之前，在所要的位置上照射带电粒子束，使由液滴吐出法所吐出的液滴带上与该带电束相反极性的电荷。

上述结构的特征在于，带电粒子束是电子束，或者带电粒子束是离子束。

本发明的特征在于，采用液滴吐出法的直接图案形成在减压下进行。

本发明的特征在于，用液滴吐出法吐出的液滴中含有金属微粒。

本发明的特征在于，用液滴吐出法吐出的液滴由包含抗蚀剂材料的溶液构成。

本发明的特征在于，用液滴吐出法吐出的液滴由包含硅化合物的溶液构成。

如图11所示，在本发明中，可以用电磁的作用强制性地调整液滴的命中位置。另外，由于带电粒子束的适用条件通常是在真空下进行，液滴飞行中受到来自空气的阻力等情况，而在真空状态下吐出时就没有这样的问题。如此，上述问题就可得以解决。

作为带电粒子束，最通常使用的是电子束。其优点是例如，可比较容易地发生，电子束的聚焦和扫描也容易。在本发明中，除电子束以外，也可以使用例如离子束。这些带电粒子束以电的方式缩小束径，可以应对微细的图案。这些带电粒子束源，可以是其自身可动，或者粒子束源自身可通过扫描照射到所要位置上。

照射带电粒子束的基板面。由于需要让被照射的电荷局部地停留，表面最好基本上用绝缘膜覆盖。这时，不一定整个面都用绝缘膜覆盖，用绝缘膜覆盖需描绘图案的区域就足够。另一方面，在部分导电层露出的表面上也形成图案的场合，仅在该部分不体现本发明的效果。这里，由于在导体上不能由带电粒子束产生静电，因而不能取得对液滴进行强制配置的效果。这种场合，显然可以设法在整体的布局上进行有效配置，而不会对本发明自身的效果带来损害。

在本发明中，作为采用的又一个手段，是可通过带电粒子束使表面起物理、化学状态变化的手段。通过该手段能够调整来自喷嘴的液滴的命中位置。用图11更具体地进行以下说明。首先，预先将表面设置成疏液性，然后，使带电粒子束照射部分变成亲液性。由于液滴在该亲液性部分稳定地停留，其结果，在粒子束照射部分液滴变得整齐。相反地，也可以将初始状态设置成亲液性，使粒子束照射部位变成疏液性。这样的表面状态的变化是通过用粒子束的能量促进表面的化学反应来实现的，但是除此以外，也可通过用离子束在表面上堆积非常薄的粒子束构成原子来改变表面状态。

另外，本发明从端板向基板表面吐出液滴而形成图案之后，在该图案上施行例如用滚筒碾压处理整理图案的形状也是有效的。在这种情况下，通过在后述的进行加热处理之前进行处理，容易进行成形加工，从而一般会增加效果，而根据材料的不同，也可以在加热处理之后进行。

如上所述的加热处理的主要目的是，迅速除去从端板吐出的命中后的组合物中的不要的溶剂等成分，确保所要的材料特性。例如，用表面活性物质使金属的超微粒(纳米微粒)悬浊在溶剂中，在金属纳米微粒组合物的情况下，为了充分降低所得到的金属薄膜的电阻值，充分除去这些溶剂或表面活性物质是不可缺少的步骤。因此，需要进行在某值以上例如200℃以上的温度的退火。再者，为了提高膜中的金属纳米微粒间的紧密性，以及为了得到高质量的金属膜，就需要更高的温度。

加热处理不仅对金属纳米微粒，对例如有机抗蚀剂材料也是适当的。加热处理的加热源使用卤素灯等的灯泡，使用直接高速加热基板的灯泡退火装置或使用照射激光的激光照射装置均可。两者都是扫描加热源，可以仅对所要的地方施行加热处理。作为其它的方法，也可采用电炉退火炉、被保温在100～300℃的烘箱等。

如上所述，用液滴吐出法形成导电层的本发明中，若交换从端板吐出的组合物或交换充填了组合物的端板，则能够不暴露于大气地连续制作例如发光元件的像素电极、发光层、对置电极。

再者，采用液滴吐出法的本发明，与采用印刷滚筒或刻有要印刷图案的凸版、在涂敷溶液后烧成并制作薄膜(代表性的例如是发光层)的丝网印刷法比较，具有膜厚的均匀性优越的优点。

另外，本发明的特征在于：由于使用电子束等的带电粒子束而在真空状态下进行处理。所谓真空，指的是比大气压足够低的压强状态，在1Pa以下，理想的值是1×10^-2Pa以下，在高真空中可以是1×10^-4Pa以下。由于在真空状态下，带电粒子束可以稳定照射，飞行中的液滴可以排除由于气流或气体分子的碰撞受到扰乱的所谓布朗运动的影响。另一方面，液滴在到达基板表面之前的期间，溶剂常常从液滴中挥发，其体积减小。因此，可以用更短的时间完成此后进行的加热工序。

再者，本发明也可用于修理布线的断线部位或布线与电极间的电气连接不良部位等的目的。这种场合，例如，向个人计算机等输入修理部位，就可以从端板向该部位吐出含有导电性材料的组合物。

具有如上所述的结构的本发明，对于一边至少超过1m的大型基板可不用依靠现有的光刻工序，而容易地直接形成布线或抗蚀剂等的精细图案。另外，由于可以对所要的部位涂敷仅为需要量的材料，浪费的材料少，提高了材料的利用率，还可以实现制作费用的降低。

另外，由于不需要掩模，可以大幅度削减曝光、显影等工序。还有，通过进行从端板吐出的组合物的变更，或充填组合物的端板的变更，可以连续地制作例如发光元件的发光层和电极等的多种薄膜。其结果，生产能力得到提高，可以改善生产性能。再有，由于不需要以曝光为目的之掩模，可以立刻制作例如已输入个人计算机等的电路布线。

(发明的效果)

具有上述结构的本发明，即使对一边至少超过1m的大型基板，也能够简单地形成布线、导电层。另外，由于可对所要部位涂敷仅为需要量的材料，浪费的材料少，材料的利用率提高，从而实现制作费用的降低。

另外，由于不需要掩模，可以大幅度地削减曝光、显影等的工序。还有，通过进行从端板吐出的组合物的变更，或被充填的组合物的变更，可以连续制作例如发光元件的发光层和电极等的多种薄膜。其结果，生产能力得到提高，可以使生产率提高。再者，由于不需要以曝光为目的的掩模，可以立刻制作例如被输入至个人计算机等的电路布线。这些方面，比起屏幕印刷方法来，在装置机构、材料的利用效率等方面是有利的。

再者，除了上述各点以外，还可以大幅度提高图案精度，这在传统的液滴吐出法中被视为难点。在以液滴吐出法为首的传统的印刷法中，图案的精度难以达到10微米以下，而在本发明中，其精度可达1微米以下。因而，使得提供高精细的显示器成为可能。

附图的简单说明

图1是说明本发明的制作方法的透视图。

图2是说明本发明的制作方法的剖面图。

图3是说明本发明的制作方法的剖面图。

图4是说明本发明的制作方法的剖面图。

图5是说明本发明的制作方法的剖面图。

图6是说明现有技术的剖面图。

图7是说明本发明的制作方法的剖面图。

图8是说明本发明的制作方法的剖面图。

图9是说明本发明的制作方法的剖面图。

图10是说明本发明的制作方法的系统图。

图11是说明本发明的制作方法的剖面图。

图12是说明本发明的制作方法的部面图。

本发明的最佳实施例

用图1就本发明的实施例进行详细地说明。但是，本发明不限定于以下的说明，在不超出本发明的主要内容及其范围的情况下，其形态及细节可以有各种各样的变更，这对本领域人士来说是容易理解的。因而，本发明不限定于以下所示的实施例的记载内容。这里，按照本发明，就设有真空排气设备，且由具有电子束照射单元，亦即设有电子枪的依据液滴吐出法的液滴吐出装置进行说明。

如图1所示，装置整体上由以下部分构成，即：用机械卡盘等方法固定基板101以使其沿Y方向正确移动的单元106；向端板102供给组合物的单元107；将处理室抽成真空的真空排气单元103；发生电子束并照射到所要求位置的单元(例如，电子枪)104。

首先，上述真空排气单元103可以将真空室排气而保持在高真空下。再者，在真空室内，端板102是用以向基板101上吐出包含形成所要图案的材料的微小液滴的单元，具有多个沿X方向可动的喷嘴，可进行位置的微调整。另一方面，基板101可沿Y方向移动，通过同时调节从端板102吐出的周期和基板101的移动距离以及端板102的位置的微调整，使得在基板表面上形成连续的布线图案，可以在基板上形成各种各样的图案。再者，邻近于端板102配置电子枪104。在电子枪104内装有电子透镜，可聚焦电子束并进行电子束扫描。这时，电子束的扫描沿X方向进行。

此外，作为其它附带的部件还可设有：从用以保持被处理基板的单元105搬入搬出基板的搬送单元，送出清洁空气、降低作业区域的尘埃的清洁单元。

在真空排气单元103中，作为排气泵，可以使用涡轮分子泵、机械增压泵、油旋转泵或者低温泵，最好将它们适当地组合使用。

在本发明中，布线、导电膜或抗蚀剂材料的图案形成在液滴吐出用处理室108进行。

从端板1021次吐出的组合物的量最好是10～70pl、粘度在100cp以下，粒径在0.1μm以下。这是为了防止引起干燥，另外，如果粘度过高，则从吐出口不能顺畅吐出组合物。使用的溶剂要适合用途，组合物的粘度、表面粘力、干燥速度等要适当调节。另外，从端板吐出的组合物最好在基板表面连续滴下，形成线状或带状。但是，也可以在每个预定的部位以每次1点等方式来滴下。

在液滴吐出用处理室108中，设有基板保持单元105和端板102、电子枪104等。在液滴即将从端板吐出之前，首先在基板101上的要求位置上照射来自电子枪104的电子束。因此，电子束所照射的局部带上负电。另一方面，在端板102上设置使液滴带上正电的机构，通过带正电的液滴命中上述带有负电的基板表面的部分，液滴的命中精度就会飞跃提高。作为用以使液滴带正电的机构，可采用种种方法，最简单的方法是将端板自身预先保持在高电位。液滴的带电方法，可以按照本发明的意图适当选择各种各样的方法。

以上，已就用电子束使基板上的所要求位置带上负电、然后使带正电的液滴正确地命中该带负电部位的机构，基于典型装置的图示作了说明，但是使用本发明的带电粒子束的效果，除此以外也可用下例来取得。亦即，将基板表面预先加工成对于吐出的液滴为疏水性，然后，作为带电粒子束，使用例如图11(B)那样的CHx-等的离子束照射基板上的所要求位置，通过堆积带负电的的碳氢化合物的极薄的薄膜，将该部分变成亲液性。因而，不仅控制由电场产生液滴的命中位置，而且控制命中后的液滴的扩展，从而也可期待图案的控制有格外的提高。在这种情况下，使用的离子束不限于CHx^-，也可以是例如Ga⁺那样的金属离子，可以适当选择。若照射的离子是正离子，则要求吐出的液滴带负电，从本发明的意思来看这是当然的。

另一方面，在由用离子束改变表面状态进行图案控制的场合，即便不使液滴带电也可以期待如上所述的对液滴位置控制的显著效果。另外，不一定要期待由离子束产生的被膜堆积效果，也可以期待仅是局部带电效应的效果。相反地，即使在不能期待电子束那样的被膜堆积的情况下，通过使基板表面的亲液性/疏液性状态变化，也能够进一步提高效果。

本实施例中的单元中，还可以根据需要设置(图1中没有示出)：用以对基板101或基板上的图案进行位置对准的传感器；向液滴吐出用处理室108导入气体的单元；液滴吐出用处理室108内部的排气单元；对基板作加热处理的单元；向基板光照射的单元；以及测量温度、压强等种种物理量的单元。另外，这些单元也可以用设置在箱体外部的控制单元109集中控制。再有，如果再将控制单元109用LAN电缆、无线LAN、光纤等连接到生产管理系统，则可以从外部统一管理工序，使生产性能提高。

以上，本发明可以将上述实施例中的各单元作各种各样应用并使其自由组合来使用。

另外，作为用于吐出的材料，可使用根据用途可溶解于溶剂或通过加温液化而可作为液滴吐出的材料，例如，构成布线的导电性材料、抗蚀剂材料、构成配向膜的树脂材料、用于发光元件的发光材料、用于湿蚀刻的蚀刻溶液等。

另一方面，作为本发明中所使用的基板，除了所要的尺寸的玻璃基板以外，可以应用以塑料基板为代表的树脂基板或以硅为代表的半导体晶片等的被处理物。再者，表面平坦的基板或形成凹凸图案的基板均可使用。另外，有关基板表面的亲液性、疏液性，在如上所述的应用范围内也可以适当选择，不是这样也无妨。

(实施例)

[实施例1]

关于本发明的第1实施例，用图2、3进行详细地说明。在本发明中，完全不使用基于传统光刻法的图案形成处理，而使用基于液滴吐出法的图案形成处理来制作有源矩阵型的液晶显示装置。再有，在以下说明的本发明的结构中，在不同附图之间相同单元均采用相同的标记。这里，就用本发明将N沟道型TFT(开关用)和电容形成在同一基板上的制作工序进行说明。

在基板201中，使用玻璃基板、以塑料基板为代表的可挠性基板等能耐受本工序的处理温度的基板(图2(A))。具体地说，用具有透光性的基板201来制作有源矩阵基板。作为基板尺寸，最好使用600mm×720mm、680mm×880mm、1000mm×1200mm、1100mm×1250mm、1150mm×1300mm、1500mm×1800mm、1800mm×2000mm、2000mm×2100mm、2200mm×2600mm或者2600mm×3100mm那样的大面积基板，以降低制造成本。作为能够使用的基板，可以使用康宁(Corning)公司的#7059玻璃或#1737玻璃为代表的钡硼硅酸盐玻璃或铝硼硅酸盐玻璃等的玻璃基板。再有，作为其它基板，也可以使用石英基板、塑料基板等透光性基板。

在本实施例中，使用了玻璃基板201。接着，在基板201表面上形成由绝缘膜构成的衬底膜202。衬底膜202可以是单层或层叠构造的任意一种，在本实施例中为2层构造，作为第1层，用溅射法形成厚度为50nm氮化氧化硅膜，作为第2层，形成厚度50nm的氧化氮化硅膜，其后，用CMP法等方法将表面平坦化(图2(A))。

接着，在衬底膜202上形成半导体层203。半层体层203用众所周知的方法(溅射法、LPCVD法、等离子体CVD法等)形成膜厚25～80nm的半导体膜。接下来，将上述半导体膜用公知的结晶法(激光结晶法、RTA或用加热退火炉的热结晶法、用助长结晶的金属元素的热结晶法等)使其结晶。再者，作为上述半导体膜也可以使用具有非晶质半导体膜、微晶半导体膜、晶质半导体膜或非晶质硅锗膜等的非晶质构造的化合物半导体膜等。

在本实施例中，使用等离子CVD法形成膜厚50nm的非晶质硅膜。然后，使含镍的溶液保持在非晶质硅膜上，对该非晶质硅膜进行脱氢化(500℃、1小时)后，进行热结晶(550℃、4小时)并形成了晶质硅膜。然后，用本发明的液滴吐出法，一边用电子枪207的电子束进行照射，一边形成由端板204吐出的抗蚀剂205的图案。再有，将该抗蚀剂图案作为掩模，用干蚀刻法形成岛状的半导体层203(图2(B))。在本实施例中，对全部的图案进行电子束照射，但也可以对适宜的需要部分进行，这在提高生产能力方面是有效的。特别是，在图案密度高的部位或者对图案微细部分有选择地进行，也是有效的。

再者，在激光结晶法中，制作晶质半导体膜时的激光器，可以使用连续振荡或脉冲振荡的气体或固体激光器。作为前者的气体激光器，例如有：受激准分子激光器、YAG激光器等，作为后者的固体激光器，例如有：使用掺杂Cr、Nd等的YAG、YVO₄等结晶的激光器等。还有，在非晶质半导体膜结晶时，为了得到大粒径的结晶，使用能够连续振荡的固体激光器，最好采用基波的第2～第4高次谐波。在使用上述激光器时，将从激光振荡器发射的激光用光学系统聚焦成线状，照射到半导体膜上即可。

但是，在本实施例中，由于用助长结晶的金属元素来进行非晶硅膜的结晶，上述金属元素残留在结晶硅膜中。为此，在上述结晶硅膜上形成50～100nm的非晶硅膜，进行加热处理(RTA法、用加热退火炉的热退火等)，使上述金属元素扩散至该非晶质硅膜中，在上述非晶硅膜加热处理后，进行蚀刻来除去。其结果，可以降低或去除上述结晶硅膜中的金属元素的含量。另外，也可以在形成半导体层203后，进行用以控制TFT的阈值的微量杂质元素(硼)掺杂(沟道掺杂)。

接着，形成覆盖半导体层203的栅绝缘膜206。栅绝缘膜206用等离子CVD法或溅射法，将膜厚取值为40～150nm，用含硅的绝缘膜形成。本实施例中，作为栅绝缘膜206，用等离子CVD法将氧化氮化硅膜形成至115nm的厚度。

再者，同样用电子束照射和液滴吐出法，在减压或真空中形成第1导电层(栅布线、栅电极、电容电极)208(图2(C))。本实施例中，将用表面活性剂使Al的纳米微粒分散在有机溶剂中的液体吐出，形成栅极图案。特别是由于栅极图案极大地左右晶体管的特性，因此，电子束照射在提高有源矩阵型的显示器的性能方面是有效的。如上所述，在本实施例中，电子束用于全部图案，但是仅用于例如特别重要的Si图案上的栅电极部分也是有效的。另一方面，由于对栅绝缘膜206的电子束的照射量及照射能量如果过大会带来损伤，因此，它们的量当然最好能在可取得本发明效果的范围内足够小。

在电子枪上，设有可以聚焦电子束的单元和将电子束扫描至要求位置的单元。另外，在液滴吐出装置上设有多个液体喷射嘴。还有，准备多个喷嘴直径不同的端板，根据用途，也可以分别使用喷嘴直径不同的端板。再者，通常端板的喷嘴直径是50～100μm，这也取决于喷嘴的直径，但是，考虑到生产能力，为了用一次扫描形成，也可以并列配置多个喷嘴，使其达到与一行或一列相同的长度。另外，配置任意个数的喷嘴来进行多次扫描也无妨，还有，也可以用多次扫描重复涂敷同一部位。再者，优选用端板进行扫描，但是使基板移动来扫描也无妨。再有，为了滴到所要求的部位，基板与端板的距离最好尽可能地靠近，具体而言，优选0.1～2毫米左右。

从端板1次吐出的组合物，优选：吐出量为10～70pl，粘度为100cp以下，粒径为0.1μm以下。这是为了防止引起干燥，而且，如果粘度过高也不能从吐出口顺畅吐出组合物。使用的溶剂和符合用途的组合物的粘度、表面张力、干燥速度等要适当调节。另外，从端板吐出的组合物最好在基板上形成连续滴下的线状或带状。但是，也可以是例如在每个预定的位置每次1滴。

从端板吐出的组合物，采用从钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(AI)、铜(Cu)、铬(Cr)、Nd中所选择的元素，或者以上述元素作为主要成分的合金材料或化合物材料、AgPdCu合金等，将从中适当选择的导电性材料溶解或分散到溶剂中。溶剂使用醋酸丁酯、醋酸乙酯等的酯类、异丙醇、乙醇等的醇类、丁酮、丙酮等的有机溶剂等。溶剂的浓度根据导电性材料的种类适当确定即可。

另外，作为从端板吐出的组合物，也可以含有使银(Ag)、金(Au)、白金(Pt)以10nm以下粒径分散的超微粒(纳米微粒)。这样，如果使用将粒径微细的颗粒分散在溶剂中或溶解后的组合物，就可以解决所谓喷嘴堵塞的问题。再者，在使用液滴吐出法的本发明中，组合物的构成材料的粒径必须比喷嘴的孔径更小。另外，也可以使用/磺化聚苯乙烯(PEDT/PSS)水溶液等的导电性聚合物(导电性高分子)。

另外，如果将所说的银或铜的低电阻金属作为布线使用，则由于可以谋求布线电阻的低电阻化，在使用大型基板的情况下是理想的。但是，由于这些金属材料难以用通常的干蚀刻法加工，用液滴吐出法直接进行图案形成是非常有效的。但是，在例如铜等的情况下，为了不给晶体管的电气特性带来不良影响，理想的做法是设置防扩散的阻挡性导电膜。由于阻挡性导电膜，铜不会扩散到晶体管具有的半导体中，可以形成布线。作为这个阻挡性导电膜，可以使用从氮化钽(TaN)、氮化钛(TiN)或氮化钨(WN)中所选择的一种或多种的层叠膜。另外，由于铜容易氧化，最好同时使用防氧化剂等。

之后，对形成了第1导电层的基板在常压或减压亦或真空中在150～300度的范围内实施加热处理，使其溶剂挥发，使其组合物的密度提高，使其电阻值降低。但是，适当的做法是：从端板204吐出的组合物中的溶剂在向基板滴下后挥发。在本实施例那样的真空下进行吐出的场合，其特征是比通常大气压的场合蒸发速度快，特别是若使用甲苯等挥发性高的溶剂，组合物向基板滴下后瞬间即可挥发。在这样的场合，就是取消加热处理的工序也没关系。但是，对组合物的溶剂没有特别限定，即便是使用了滴下后就挥发的溶剂的场合，也可以通过施行加热处理使其组合物密度提高，达到所要的电阻值。另外，加热处理可以在每一次用液滴吐出法形成了薄膜时进行，或在每个任意的工序进行，也可以在全部的工序结束时集中进行。

加热处理的加热源使用卤素灯等的灯泡，使用直接高速加热基板的灯泡退火装置或照射激光的激光照射装置。两者都是扫描加热源，可以仅在所要部位施行加热处理。作为其它的方法，也可以使用被设定至规定温度的电炉退火。但是，在用灯泡的场合，最好使用不破坏被加热处理薄膜之组成而仅作加热用的波长的光，例如，比40nm更长波长的光，亦即波长大于红外光的光。从处理方面看，优选使用远红外线(代表性的波长是4～25μm)。另外，使用激光时，从激光振荡装置振荡的激光在基板上的光点的形状最好形成为构成与列或行的长度相同长度那样的线状。若如此，可以用一次扫描使激光照射结束。在本实施例中，作为加热处理，使用了通常的电炉退火。

接着，将栅电极208作为掩模，在半导体203上，进行添加赋予N型或P型的杂质元素的掺杂处理。在本实施例中，在半导体层203上，添加赋予N型的杂质元素并形成了杂质区域。同时，形成了完全不添加杂质元素的区域或添加微量的杂质元素的区域(总称为沟道形成区域)。

之后，一次形成覆盖全部表面的第1层间绝缘膜209。该第1层间绝缘膜209用等离子体CVD法或溅射法，膜厚设为40～150nm，用含硅的绝缘膜形成。在本实施例中，作为栅绝缘膜206，用等离子体CVD法形成厚度100nm的氮化硅膜。再有，同样形成覆盖全部表面的第2层间绝缘膜210。作为第2层间绝缘膜210，以厚度0.7～5μm形成用CVD法形成的氧化硅膜、用SOG(Spin On Glass)法或旋转涂敷法涂敷氧化硅膜、丙烯等的有机绝缘膜或非感光性的有机绝缘膜。在本实施例中，用涂敷法形成膜厚1.6μm的丙烯膜50。再者，第2层间绝缘膜210缓和由基板上形成的TFT产生的凹凸，由于有较强的平坦化理由，优选平坦性优越的膜。再有，以0.1μm的厚度形成构成第3层间绝缘膜的氮化硅膜211。

然后，与上述情况一样，通过同时使用电子束照射与液滴吐出，来形成用以形成接触孔213的抗蚀剂图案212。接着，将该抗蚀剂图案作为掩模，用各向异性干蚀刻法形成接触孔213(图2(D))。

之后，除去抗蚀剂图案212后，同样同时使用电子束照射和液滴吐出而形成第2导电层(源极布线、漏极布线)214，使其延伸至上述接触孔213的底部。在本实施例中，作为吐出的组合物，使用用表面活性剂使银的纳米微粒分散在有机溶剂中的液体。这时的剖面图示于图3(A)。

这时，在接触孔的底部露出由Al形成的栅极图案或Si图案上的源极/漏极区域。由于这些区域是导体，即使电子束照射也不会带电。但是，由于接触孔外周带电，可以得到充分的效果。再有，在接触孔内，由于必需给予足够的液滴。需要对这部分进行更多的液滴吐出。或者，用重叠涂敷也可以增加这部分的涂敷量，在抑制接触电阻方面是重要的。还有，在形成第2导电层时，需将吐出的组合物的粘度设定至最佳值。

继之，进行加热处理，利用至此为止的工序，可以在具有绝缘表面的基板201上形成晶体管。

接着，在全部表面上形成由透明导体构成的像素电极215(图3(B))，使其与第2导电层214电连接。在像素电极215上，作为一例，用例如氧化铟和氧化锡的化合物(ITO)、氧化铟和氧化锌的化合物、氧化锌、氧化锡、氧化铟、氮化钛等来形成。在本实施例中，作为像素电极215，用由电子束照射和液滴吐出同时使用的方法，形成厚度为0.1μm的ITO膜(图3(B))。

以上，在像素部中，可以制作由源极布线、像素部的TFT及保持电容、端子部构成的有源矩阵基板。而且，若有需要，可将有源矩阵基板或对置电极切割为所要的形状。

然后，与形成共用电极216、彩色滤光器217、黑底218等的对置基板219贴合。然后，用预定的方法注入液晶220，完成液晶显示装置。(图3(C))。

在用以上工序得到的液晶模块上，设置背光源、导光板，如果用罩壳覆盖，就完成图11中表示其剖面图的一部分的矩阵型液晶显示装置(透过型)。再者，罩壳和液晶模块用粘结剂或有机树脂固定。另外，由于是透过型，偏光板粘贴在有源矩阵基板的对置基板的两侧。

另外，本实施例示出了透过型的例子，但并不特别加以限定，也可以制作反射型和半透过型的液晶显示装置。在要得到反射型的液晶显示装置的场合，作为像素电极，可以使用光反射率高的金属膜，代表性的是将铝或银作为主要成分的材料膜，或者它们的层叠膜等。

以上，就本发明的第1实施例有源矩阵型的液晶显示装置作了说明，但本发明并不限定于该实施例，可基于本发明的宗旨加以应用。例如，如实施例2所示，同样可适用于有源矩阵型有机EL显示装置。另外，对关本发明中列举的材料、形成方法，也可以按照本发明的宗旨适当选择和使用。

[实施例2]

本发明的第2实施例，用图4～5进行详细地说明。在本发明中，也完全不用传统的光刻法的图案形成处理，而同时使用电子束照射和液滴吐出来进行图案形成处理，制作EL显示装置。还有，在以下说明的本发明的结构中，指示相同单元的标记在不同附图之间共同使用。这里，就用本发明将N沟道型TFT(开关用)和2个P沟道型TFT(驱动用)形成在同一个基板上的EL显示装置的制作工序进行说明。再者，对于与第1实施例相同的部分，省略其详细的说明。

作为基板401，使用玻璃基板、以塑料基板为代表的可挠性基板等可耐受本工序的处理温度的基板(图4(A))。在本实施例中，使用玻璃基板401。接着，在基板401上形成由绝缘膜构成的底膜402。底膜402可以是单层或层叠结构中的任意一种，在本实施例中，作为2层结构，使用溅射法来形成，第1层是形成厚度为50nm的氮化氧化硅膜，第2层是形成厚度为50nm的氧化氮化硅膜，之后，用CMP法等的方法将表面平坦化(图4(A))。

接着，在底膜402上形成半导体层403。半导体层403首先用公知的方法(溅射法、LPCVD法、等离子体CVD法等)形成厚度为25～80nm的半导体膜。继之，使用公知的结晶法(激光结晶法、RTA或加热退火炉的热结晶法、使用助长结晶的金属元素的热结晶法等)使上述半导体膜结晶。再者，作为上述半导体膜也可以使用具有非晶质半导体膜、微晶半导体膜、晶质半导体膜或非晶硅锗膜等的非晶质结构的化合物半导体膜等。

与第1实施例一样，使用等离子CVD法形成膜厚50nm的非晶质硅膜。然后，使含镍的溶液保持在非晶硅膜上，对该非晶硅膜进行脱氢化(500℃、1小时)后，进行热结晶(550℃、4小时)并形成晶质硅膜。之后，通过同时使用电子束照射和液滴吐出，在减压或真空条件下一边由电子枪407进行电子束照射，一边进行从端板400吐出的抗蚀剂的图案形成，将该抗蚀剂图案作为掩模用干蚀刻法形成半导体层404～406(图4(B))。

接着，形成栅绝缘膜409。栅绝缘膜409用等离子体CVD法形成厚度为115nm的氧化氮化硅膜(图4(B))。

继之，与第1实施例一样，通过同时使用电子束照射和液滴吐出在减压或真空条件下用钨膜形成第1导电层(栅布线、栅电极)410～413。之后，在250℃左右进行一次退火，完全除去有机溶剂等的杂质。(图4(B))

然后，对形成了第1导电层的基板在常压或减压亦或真空中在150～300度的范围施行加热处理，使其溶剂挥发，得到良好的导电性。但是，从端板400吐出的组合物中的溶剂，在向基板滴下后挥发是适当的方式。特别是，如果使用甲苯等挥发性高的溶剂，将组合物向基板滴下后即挥发。在那样的情况下，省掉加热处理的工序也无妨。但是，对组合物的溶剂没有特别限定，即使在使用滴下后挥发的溶剂的场合，也可以通过施行加热处理来使该组合物的粘度降低，达到所要的粘度。另外，这个加热处理可以在每次用液滴吐出法形成薄膜时进行，可以在每个任意的工序中进行，也可以在全部的工序结束后进行。

再者，用栅电极411～413作掩模，在半导体层404～406上进行添加赋予N型或P型的杂质元素的掺杂处理。在本实施例中，在半导体层404上添加赋予N型的杂质元素，在半导体层405、406上添加赋予P型的杂质元素，形成了杂质区域。同时，形成完全不添加杂质元素的区域或添加微量杂质元素的区域(总称为沟道形成区域)。

之后，一次形成覆盖全部表面的第1层间绝缘膜414。该第1层间绝缘膜414用等离子体CVD法或溅射法形成膜厚40～150nm的含硅绝缘膜。在本实施例中，第1层间绝缘膜414用等离子体CVD法形成厚度100nm的氮化硅化硅膜。再者，同样地形成覆盖全部表面的第2层间绝缘膜415。作为第2层间绝缘膜415，用涂敷法形成膜厚1.6μm的丙烯膜。还有，以0.1μm的厚度形成构成第3绝缘膜416的氮化硅膜。

然后，与上述情况一样，通过同时使用电子束照射与液滴吐出来形成用以形成接触孔的抗蚀剂图案。继之，将该抗蚀剂图案作为掩模，用各向异性干蚀刻法形成接触孔。(图4(C))

之后，形成第2导电层(源极布线、漏极布线)417～422，使其延伸至上述接触孔的底部。在本实施例中，第2导电层在接触孔内用了2种金属的层叠结构。亦即，不用电子束，一次对接触孔部吐出用表面活性剂使铌纳米微粒分散在有机溶剂中后的液体，形成铌层，然后，同时使用电子束形成铜的图案。继之进行加热。利用至此为止的工序，可在具有绝缘表面的基板401上形成晶体管。图4(D)示出这时的剖面图。

接着，在全部表面上形成由透明导电体构成的像素电极501、502，使与第2导电层420、422电连接。作为一例，像素电极501、502用例如氧化铟和氧化锡的化合物(ITO)、氧化铟和氧化锌的化合物、氧化锌、氧化锡、氧化铟、氮化钛等来形成。在本实施例中，作为像素电极501、502，用同时进行电子束照射与液滴吐出的方法，形成厚度0.1μm的ITO膜(图5(A))。

之后，就进入有机EL制的发光元件的形成工序。形成绝缘膜503，以覆盖像素电极501、502的端面。对于形成绝缘膜503的材料无特别限定，可以用无机或有机材料形成。然后，形成构成发光层的含有机EL的区域，在减压或真空条件下依次形成发光层504、505(图5(B、C))，与像素电极501、502连接。对于发光层的材料没有特别限定，但在进行彩色显示的场合，使用红、绿、蓝的各色材料。继之，在减压或真空条件下，用蒸镀法形成第2像素电极(阴极)506(图5(D))。

第2像素电极(阴极)506用含有功函数低的金属(锂(Li))、镁(Mg)、铯(Cs)的薄膜与在含Li、Mg等的薄膜上层叠的透明导电膜的层叠膜来形成。膜厚可适当设定，使其起到阴极的作用，本例以0.01～1μm左右的厚度形成。本实施例中，作为第2像素电极506，以0.1微米的厚度形成铝和锂的合金膜(Al-Li)。再者，第2像素电极506在整个表面上形成。

经常被作为阴极使用的金属膜是含有属于周期表的第1族或第2族的元素的金属膜，但由于这些金属膜易氧化，最好预先对表面进行保护。另外，由于需要的膜厚薄，可辅助地设置电阻率低的导电膜来降低阴极的电阻，以实现对阴极的保护。作为电阻率低的导电膜，可采用以铝、铜或银为主要成分的金属膜。

发光层504、505和第2像素电极506的形成，通过更换从端板400吐出的组合物，或更换充填了组合物的端板400来实现。在这种情况下，由于能够在不开放大气的情况下进行，这关系到不耐潮气等的发光元件的可靠性。为了将吐出的组合物的粘度达到要求值(50cp以下)，在150～300度的范围内进行加热处理。

至此为止的工序中形成的第1像素电极501、502、发光层504、505以及其第2电极506的层叠体，对应于发光元件。第1电极501、502相当于阳极、第2电极506相当于阴极。在发光元件的激发状态中，有单态激发和三重线激发，但经哪一个激发状态都可发光。

本实施例中，将从发光元件发出的光从基板401一侧(底面)取出，描述了所谓下面出射的情况，但是，也可以从基板401的表面取出光，进行所谓上面出射。在该种情况下，将像素电极501、502相当于阴极那样来形成，将第2像素电极506相当于阳极那样来形成，再者，第2像素电极506用透明材料形成即可。另外，驱动用TFT以用N沟道型TFT形成为优选。再者，适当变更驱动用TFT的导电型也无妨，但电容元件要配置得使该驱动用TFT的栅·源间电压被保持。还有，在本实施例中，例示了采用发光元件的显示装置的情况，但在使用液晶元件的液晶显示装置和其它的显示装置中也可以应用本发明。

具有上述结构的本发明能够提供可应对基板的大型化，使生产能力和材料的利用率提高的布线、导电层及显示装置的制作方法。

[实施例3]

本实施例涉及用液滴吐出法向接触孔(开孔)充填液滴组合物的方法，用图7～图9进行说明。

在图7(A)中，在基板3000上有半导体3001，在该半导体上有绝缘体3002，绝缘体3002上有接触孔3003。作为接触孔的形成方法，可以采用公知的方法，但也可用液滴吐出法。在这种情况下，通过从喷嘴吐出湿法蚀刻溶液，形成接触孔3003。于是，可以用液滴吐出法连续进行接触孔的形成和布线的形成。

然后，在接触孔3003的上方使喷嘴3004移动，向该接触孔3003连续吐出液滴组合物，用液滴组合物充填该接触孔3003(图7(B))。之后，重调喷嘴3004的位置，通过选择性地吐出液滴组合物，可在接触孔3003中形成由液滴组合物充填而成的导电体3005(图7(C))。喷嘴3004多次扫描同一个部位。

下面，用图8进行说明与上述不同的方法。在本方法中，使喷嘴3004移动，仅在形成布线的区域选择性地吐出液滴组合物，形成导电体3006(图8(B))。接着，移动至接触孔3003的上方，连续地向该接触孔3003吐出液滴组合物。其结果，可以形成向接触孔3003充填了液滴组合物的导电体3007(图8(C))。在该方法中，喷嘴3004多次扫描同一个部位。

下面，就与上述不同的方法，用图9进行说明。在本方法中，首先，移动喷嘴3004，选择性地吐出液滴组合物(图9(A))。然后，如果喷嘴3004到达接触孔3003的上方，则连续吐出液滴组合物，用液滴组合物充填该接触孔(图9(B))。其结果，可以形成向接触孔3003充填了液滴组合物的导电体3008(图9(C))。在这个方法中，喷嘴3004不多次扫描同一个部位。

通过用上述的任意一种方法，可以形成使液滴组合物也充填到接触孔的导电体。

再者，一旦使用了液滴吐出法，就可以即时制作被输入至个人计算机的电路布线。关于这时的系统，用图10简单地说明。

例如，作为基本构成单元，例如设有CPU3100、易失性存储器3101、非易失性存储器3102及键盘和操作按钮等的输入装置3103、液滴吐出装置3104的液滴吐出装置。就其工作进行简单地说明，用输入装置3103输入电路布线数据，该数据通过CPU3100存储到易失性存储器3101或非易失性存储器3102中，然后，根据该数据，通过液滴吐出装置3104选择性地吐出液滴组合物，就可以形成布线。

由于上述结构，不需要用掩模进行曝光，可以大幅度地削减曝光、显影等的工序。其结果，生产能力提高，可以大幅度提高生产率。另外，本结构也可用于修理布线的断线部位或布线与电极间的电连接不良部位等场合。这时，可以采用的适当方法是：例如，向个人计算机等输入修理部位，使液滴组合物从喷嘴向该部位吐出。另外，对于一边至少超过1m的大型基板也可以简单地形成布线，再者，由于仅在所要部位上涂敷需要量的材料，浪费的材料少，材料的利用率提高，可实现制作费用的削减。

[实施例4]

关于本发明的实施例4，用图12进行详细地说明。这里，与实施例1及实施例2示出的顺向阶梯排列型TFT不同，就形成逆向阶梯排列型TFT的制作工序进行说明。另外，在以下说明的本发明的结构中，指示相同构件的标记在不同的附图之间通用。

在基板2000上，可以使用由实施例1表示的基板。在本实施例中，采用玻璃基板(康宁公司制，#7059)。

继之，在基板2000上，通过电子束照射装置2200的照射和液滴吐出装置2201，在减压或真空条件下形成第1导电层(栅布线、栅电极、电容器电极)2001、2002(图12(A))。在本实施例中，吐出用表面活性剂使Al的纳米微粒分散在有机溶剂中的液体来形成栅极图案。特别是由于栅极图案极大地影响晶体管特性，同时使用电子束照射在提高有源矩阵型的显示器的性能方面具有功效。如上所述，在本实施例中，电子束用于全部图案，但是仅使用于特别重要的部分例如栅电极也是有效的。

在电子枪上设有聚焦电子束的单元和将电子束可以在基板表面的所要位置上扫描的单元。另外，在液滴吐出装置上设有多个液滴喷射嘴。还有，准备多个喷嘴直径不同的端板，根据用途，也可以分别使用喷嘴直径不同的端板。再者，通常的端板的喷嘴孔径是50～100μm，生产能力取决于该喷嘴直径，但考虑到生产能力，为了可以一次扫描形成，也可以并列配置多个喷嘴，使其与一行或一列构成相同的长度。另外，配置任意个数的喷嘴而多次扫描也无妨，还有，也可以用多次扫描同一部位来重复涂敷。再者，虽以扫描端板的方式为优选，但采用使基板移动的方式也无妨。还有，为了向所要部位滴下，基板与端板的距离最好尽可能地接近，具体地说，以0.1～2毫米左右为优选。

从端板1次吐出的组合物的量优选10～70pl、粘度优选100cp以下，粒径优选0.1μm以下。这里，要防止引起干燥，另外，如果粘度过高，就不能从吐出口顺畅吐出组合物。适当调节使用的溶剂和符合用途的组合物的粘度、表面张力、干燥速度等。另外，从端板吐出的组合物最好连续滴下而在基板上形成线状或带状。但是，也可以是例如在每一个预定的部位每次1滴。

作为从端板吐出的组合物，使用将从钽(Ta)、钨(W)、钛(Ti)、钼(Mo)、铝(AI)、铜(Cu)、铬(Cr)、Nd选择的元素或者从上述元素作为主要成分的合金材料或化合物材料、AgPdCu合金等适当选择出的导电性材料溶解或分散在溶剂中而形成的组合物。作为溶剂，使用醋酸丁酯、醋酸乙酯等的酯类，异丙醇、乙醇等的醇类等，丁酮、丙酮等的有机溶剂等。溶剂的浓度也可以由导电性材料的种类等适当确定。

另外，在从端板吐出的组合物中，可以使银(Ag)、金(Au)、白金(Pt)分散成10nm以下的超微粒(纳米微粒)。这样，使用将粒径微细的粒子分散或溶解在溶剂中的组合物，可以解决所谓喷嘴堵塞的间题。再有，在使用液滴吐出法的本发明中，构成组合物的材料的粒径必须比喷嘴的孔径更小。另外，也可以使用聚亚乙二氧基噻吩/磺化聚苯乙烯(PEDT/PSS)水溶液等的导电性聚合物(导电性高分子)。

另外，若将银或铜等的低电阻金属作为布线使用，由于可以使布线电阻低电阻化，在使用大型基板时是理想的。而且，由于这些金属材料难以用通常的干蚀刻法加工，用液滴吐出法进行直接图案形成是极有效的。但是，在例如铜等的场合，为了不给晶体管的电气特性带来不良影响，最好设置防扩散的阻挡性导电膜。由于阻挡性导电膜，铜不会扩散到设有晶体管的半导体中，可以形成布线。作为这样的阻挡性导电膜，可以使用从氮化钽(TaN)、氮化钛(TiN)或氮化钨(WN)中选择出的一种或多种层叠膜。另外，由于铜容易氧化，最好同时使用防氧化剂。

之后，对形成了第1导电层的基板在常压或减压亦或真空中，在150～300度的范围内施行加热处理，使其溶剂挥发，使其组合物密度提高，使电阻值变低。但是，若从端板吐出的组合物中的溶剂能够在向基板滴下后就挥发，则是适合的。如本实施例所描述，在真空条件下吐出的特征是，比在通常的大气压下蒸发速度快，特别是，如果使用甲苯一类的挥发性高的溶剂，则将组合物向基板滴下后瞬时即挥发。在那种场合，省掉加热处理工序也无妨。但是，对于组合物的溶剂无特别限定，即使是使用滴下后挥发的溶剂时，通过施行加热处理，使其组合物密度提高而达到所要的电阻值也可以。另外，该加热处理可以在每一次用液滴吐出法形成薄膜后进行，可以在每一任意的工序进行，也可以在全部的工序结束后集中进行。

作为加热处理的加热源，使用卤素灯等的灯泡，使用高速直接加热基板的灯泡退火装置或照射激光的激光照射装置。两者都扫描移动加热源，可以仅在所要部位作加热处理。作为其它的方法，也可以用设在预定温度的电炉进行退火。但是，在使用灯泡的场合，该灯光发出的是不破坏进行加热处理的薄膜的组成的、仅作为加热用的波长的光，例如，波长比40nm长的光，优选红外以上波长的光。从操作方面看，优先使用远红外线(代表性的波长是4～25微米)。另外，在使用激光的场合，从激光振荡装置所振荡的激光在基板上的光点的形状，最好形成为达到与列或行的长度相同长度那样的线状。若如此，可以用一次扫描使激光照射结束。在本实施例中，作为加热处理，使用通常的加热炉退火。

接着，形成栅绝缘膜2003，覆盖第1导电层2001、2002。栅绝缘膜2003可以使用例如氧化硅、氮化硅或氮化氧化硅等的绝缘膜。栅绝缘膜2003可以用单层的绝缘膜，也可以层叠多层的绝缘膜。在本实施例中，作为栅绝缘膜2003，使用依次层叠氮化硅、氧化硅、氮化硅的绝缘膜。另外，成膜方法可以使用等离子体CVD法、溅射法等。为了在低的成膜温度下形成可抑制栅漏电流的致密的绝缘膜，使氩等稀有气体元素包含在反应气体中，也可以使其混入所形成的绝缘膜中。另外，作为栅绝缘膜2003，也可以使用氮化铝。氮化铝的热传导率比较高，可以使TFT中产生的热有效发散。

接着，形成第1半导体膜2004。第1半导体膜2004可以用非晶质(非晶形)半导体或半非晶形半导体(SAS)形成。另外，也可以用多晶半导体膜。在本实施例中，作为第1半导体膜2004使用半非晶形半导体。半非晶形半导体比非晶形半导体的结晶性高，可得到高的迁移率，另外，与多晶体半导体不同，可以不用增加结晶的工序来形成。

非晶质半导体可以通过对硅化物气体进行电晕放电分解来得到。作为代表性的硅化物气体，例如有SiH₄、Si₂H₆。也可以将这个硅化物气体用氢、氢和氦稀释后使用。

另外，SAS也可以通过对硅化物气体进行电晕放电分解来得到。代表性的硅化物气体是SiH₄，其它也可以使用Si₂H₆、SiH₂Cl₂、SiH₂Cl₃、SiCHl₄、SiF₄等。另外，氢或使用由氢或在氢中加入从氦、氩、氪、氖中选择出的一种或多种的稀有气体后的气体稀释该硅化物气体，可容易达到SAS的形成。优选在稀释率为2倍～1000倍的范围内稀释硅化物气体。另外，在硅化物气体中使CH₄、C₂H₆等的碳化物气体、CeH₄、GeF₄等的锗化气体、使F₂等混入，也可以将能带宽度调节至1.5～2.4eV或0.9～1.1eV。将SAS作为第1半导体膜使用的TFT，可以得到1～10cm²/Vsec或以上的迁移率。

另外，也可通过多次层叠由不同的气体形成的SAS，形成第1半导体膜。例如，上述的各种气体中，将用含氟原子的气体形成的SAS和使用含氢原子的气体形成的SAS进行层叠，可以形成第1半导体膜。

由电晕放电分解产生的被膜的反应生成，可以在减压下或大气压下进行。在减压下进行时，压强可以在约0.1Pa～133Pa的范围。用以形成电晕放电的电源频率可以供给1MHz～120MHz，优选13MHz～60MHz的高频电源。压强可约在0.1Pa～133Pa的范围，电源频率可在1MHz～120MHz，优选13MHHz～60MHz。基板加热温度可以是300℃以下，优选100～250℃。作为膜中的杂质元素，氧、氮、碳等的大气成分的杂质优选1×10²⁰原子/cm²以下。特别是氧浓度在5×10¹⁹原子/cm²以下，优选1×10¹⁹原子/cm²以下。

再者，使用Si₂H₆和GeF₄或F₂形成半导体膜时，由于从比半导体膜更接近于基板一侧结晶成长，越接近于基板，半导体的结晶性越高。因而，在栅电极比第1半导体膜更接近于基板的底部TFT的场合，由于可以将第1半导体膜中接近于基板一侧的结晶性高的区域作为沟道形成区域来使用，可以更加提高迁移率，是适合的。

另外，在使用SiH₄和H₂形成半导体膜时，越是接近于半导体膜的表面，越是可以得到大的结晶颗粒。因而，在第1半导体膜比栅电极更接近于基板的顶栅型的TFT的场合，由于可以将第1半导体膜中距基板远的一侧的结晶性高的区域作为沟道形成区域来使用，可以更加提高迁移率，是适合的。

又，在不打算添加以价电子控制为目的的杂质时，SAS表示出弱的N型导电性。这里，进行比成膜非晶形的半导体时更高功率的电晕放电，是因为氧更容易混入半导体膜中。因此，对于设置TFT沟道形成区域的第1半导体膜，在该成膜的同时或成膜后，添加赋予P型的杂质，可以进行阈值控制。作为赋予P型的杂质以硼为代表，使B₂H₆、BF₃等的杂质气体以1ppm～1000ppm的比例混入硅化物气体中即可。例如，作为赋予P型的杂质使用硼的场合，将该硼的浓度设为1×10¹⁴～6×10¹⁶原子/cm³即可。

接着，在第1半导体膜2004中，在第1半导体膜2004上形成保护膜2005、2006，与成为沟道形成区域的部分重叠。保护膜2005、2006可用液滴吐出法或印刷法来形成，也可用CVD法、溅射法等来形成。作为保护膜2005、2006，可以使用氧化硅、氮化硅、氮化氧化硅等的无机绝缘膜、硅氧烷系绝缘膜等。另外，也可以层叠这些膜作为保护膜2005、2006来使用。在本实施例中，是层叠用等离子体CVD法所形成的氮化硅、用液滴吐出法所形成的硅氧烷系绝缘膜，作为保护膜2005、2006来使用。在这种场合，氮化硅的图案形成可将用液滴吐出法形成的硅氧烷系绝缘膜作为掩模使用来进行。

下面，如图12(B)所示，进行第1半导体膜2004的图案形成。第1半导体膜2004的图案形成可以用光刻法，也可将用液滴吐出法所形成的抗蚀剂作为掩模使用。后者，不必预先另行准备曝光用的掩模，因而关系到成本的降低。在本实施例中，描述一例用液滴吐出法形成的抗蚀剂2007、2008进行的图案形成。再者，抗蚀剂2007、2008可以用聚酰亚胺、丙烯等的有机树脂。而且，通过采用抗蚀剂2007、2008的干蚀刻，形成被图案化的第1半导体膜2009、2010(图12(C))。

继之，形成第2半导体膜，覆盖图案化后的第1半导体膜2009、2010。在第2半导体膜上，预先添加赋予一种导电型的杂质。在形成n沟道型的TFT时，在第2半导体膜上添加赋予n型的杂质，例如，可以添加磷。具体地说，在硅化物气体中加入PH₃等的杂质气体，可以形成第2半导体膜。具有一种导电型的第2半导体膜与第1半导体膜2009、2010一样，可以用半非晶形半导体、非晶质半导体形成。

再者，在本实施例中，形成第2半导体膜，与第1半导体膜2009、2010连接，但本发明并不限定于该结构。也可以预先在第1半导体膜与第2半导体膜之间形成具有LDD区域功能的第3半导体膜。在这种场合，第3半导体膜用半非晶形半导体或非晶质半导体形成。而且，即使第3半导体膜不有意地添加用以赋予导电型的杂质，也示出与原来一样的弱N型的导电型。因此，在第3半导体膜上，即使不添加用以赋予导电型的杂质，也可以作为LDD区域使用。

接着，用液滴吐出法形成布线2015～2018，将这些布线2015～2018用作掩模，蚀刻第2半导体膜。第2半导体膜的蚀刻可以在真空气氛下或大气中用干蚀刻进行。通过上述蚀刻，形成起到作为来自第2半导体膜的源极区域或漏极区域的功能的第2半导体2011～2014。蚀刻第2半导体膜时，通过保护膜2005、2006可以防止第1半导体膜2009、2010被过量蚀刻。

布线2015～2018可以与第1导电层2001、2002同样地形成。具体地说，使用含有Ag、Au、Cu、Pd等的1种或多种的金属、金属化合物的导电材料。在液滴吐出法的场合，使该导电性材料分散到有机系或无机系的溶剂中后从喷嘴滴下，在室温下干燥或烧成。如果可以用分散剂抑制凝聚而使其分散在溶液中，则也可以使用含有Cr、Mo、Ti、Ta、W、Al等的金属、金属化合物中的1种或多种的导电材料。烧成也可以在氧气气氛下进行，使得布线2015～2018的电阻降低。另外，通过用液滴吐出法多次进行导电材料的成膜，可以形成多个导电膜层叠而成的布线2015～2018。

通过上述工序形成开关用TFT2019、驱动用TFT2020(图12(D))。

在图12中，将第1半导体膜和第2半导体膜用各自的工序进行图案形成，但本发明的半导体装置并不限于这种制作方法。

另外，在第1半导体膜与第2半导体膜之间形成保护膜，但本发明不限定于这种结构，也可不形成保护膜。

另外，关于本实施例中提出的材料、形成方法，可以按照本发明的宗旨适当选择而使用。

再者，本实施例可以与记载于其它实施例的结构组合来实施。

Claims

1.一种液滴吐出装置，其特征在于，设有：向基板上吐出液滴的单元；向所述基板表面照射带电粒子束的单元；以及使由所述吐出液滴的单元吐出的液滴带上与所述带电粒子束相反极性的电荷的单元，并且所述照射带电粒子束的单元设置于所述吐出液滴的单元上方。

2.如权利要求1所述的液滴吐出装置，其特征在于：在所述液滴吐出装置中，带电粒子束是电子束。

3.如权利要求1所述的液滴吐出装置，其特征在于：在所述液滴吐出装置中，带电粒子束是离子束。

4.一种液滴吐出装置，其特征在于，设有：向基板上吐出液滴的单元；向所述基板表面照射带电粒子束的单元；使由所述吐出液滴的单元吐出的液滴带上与所述带电粒子束相反极性的电荷的单元；以及真空排气单元，并且所述照射带电粒子束的单元设置于所述吐出液滴的单元上方。

5.如权利要求4所述的液滴吐出装置，其特征在于：在所述液滴吐出装置中，带电粒子束是电子束。

6.如权利要求4所述的液滴吐出装置，其特征在于：在所述液滴吐出装置中，带电粒子束是离子束。

7.一种图案制作方法，其特征在于：在利用吐出液滴的单元向具有绝缘膜的基板上吐出液滴之前，利用设置于所述吐出液滴的单元上方的照射带电粒子束的单元，向基板的所需位置照射带电粒子束，并使液滴带上与该带电粒子束相反极性的电荷。

8.如权利要求7所述的图案制作方法，其特征在于：所述带电粒子束是电子束。

9.如权利要求7所述的图案制作方法，其特征在于：所述带电粒子束是离子束。

10.如权利要求7～9中任一项所述的图案制作方法，其特征在于：用所述吐出液滴的单元直接形成图案是在减压下进行的。

11.如权利要求7～9中任一项所述的图案制作方法，其特征在于：用所述吐出液滴的单元吐出的液滴含有金属微粒。

12.如权利要求7～9中任一项所述的图案制作方法，其特征在于：用所述吐出液滴的单元吐出的液滴由含抗蚀剂材料的溶液构成。

13.如权利要求7～9中任一项所述的图案制作方法，其特征在于：用所述吐出液滴的单元吐出的液滴由含有硅化合物的溶液构成。