CN100483642C - 显示装置的制造方法 - Google Patents
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Abstract
在采用已有的光刻法的配线制作工序中,抗蚀剂、配线材料、以及等离子体处理时所需要的处理气体等大量浪费。另外,由于需要真空装置等抽气单元,整个装置大型化,因此伴随处理衬底大型化制作成本增加。因此,应用将抗蚀剂和配线材料做成液滴直接喷射在衬底上的必要部位以描绘图案的单元。还使用在大气压或者接近大气压的压力条件下进行灰化、蚀刻等汽相反应处理的单元。
Description
发明领域
本发明涉及以薄膜晶体管(TFT)为代表的绝缘栅极型场效应晶体管及其制造方法。
背景技术
近年来,作为替代迄今为止一直使用的CRT的显示装置,以液晶显示器(LCD)和EL显示器为代表的平板显示器(FPD)格外引人注目。特别是对于液晶面板厂家而言,安装有源矩阵驱动的大型液晶面板的大屏幕液晶电视机的开发成为应该关注的重要课题。
薄膜晶体管(TFT)作为开关元件在有源矩阵驱动的液晶面板上形成。以往制作薄膜晶体管等电路图案时采用利用真空处理进行成膜以及光刻法。
成膜是利用真空泵使处理室内部处于减压状态的条件下堆积薄膜的方法,有CVD(化学汽相淀积;Chemical Vapor Deposition)法、溅射法、蒸镀法等方法。光刻法是利用曝光装置制作抗蚀剂掩模,对不被抗蚀剂掩模保护的部分的薄膜进行蚀刻从而将薄膜做成所希望的形状的技术。
真空处理过程中,将被处理衬底输送到处理室内,将处理室内抽真空之后进行成膜、蚀刻、灰化燥等处理。为了将处理室内抽真空,需要抽气单元。排气单元由设置在处理装置外部的以涡轮分子泵或旋转式泵、干式泵等为代表的泵、对它们进行管理、控制的单元、以及使泵与处理室连接构成抽气系统的管道、阀门、压力计、流量计等构成。由于附带这些设备,除处理装置以外,还需要抽气系统的费用和设置抽气系统的空间,从而增大了整个处理装置的尺寸和成本。
图1(A)~(H)示出将已有技术的光刻法的工艺流程图,图1(I)~(O)示出其工序示意图。光刻法的处理首先是将感光性的抗蚀剂(光刻胶)旋转涂敷在衬底上堆积的被覆膜上,从而使所述抗蚀剂扩散到整个被覆膜(图1(A)、(I))。利用预先烘焙方法使溶剂蒸发从而使光刻胶凝固(图1(B)、(J))之后,通过光掩模进行光照射,使所述抗蚀剂感光(曝光)(图1(C)、(K))。光刻胶有相对显影液而言照射过光线的部分为可溶性的正片型光刻胶、以及相对显影液而言照射过光线的部分为难溶性的负片型光刻胶。图1是正片型光刻胶的光刻法工艺流程图以及工序示意图。接着,利用显影液将照射过光线的部分的光刻胶溶解(图1(D)、(E)、(L)),用后道烘干方法提高光刻胶的耐蚀刻性(图1(F)、(M))。采用迄今为止的处理方法,将与光掩模上形成的图案相同形状的抗蚀剂图案复制在被覆膜上。另外,将所述抗蚀剂图案作为掩模,对不被所述抗蚀剂图案保护的被覆膜部分进行蚀刻(图1(G)、(N))。最后,通过对作为掩模使用的抗蚀剂图案进行剥离(图1(H、(O)),可以形成与光掩模上形成的图案相同形状的被覆膜。
发明内容
然而,在已有的真空处理过程中,处理室的容积随着称为第5代(例如1000×1200mm或者1100×1250)、第6代(例如1500×1800mm)的衬底的大型化而增大。因此,将处理室减压使其成为真空状态时需要更大规模的抽气系统,装置的设置面积以及重量增大。另外,对工厂、楼房的巨型化和楼房的耐负荷性提出更高的要求,导致设备投资增大。抽气所需要的时间也变长,从而通过量(throughput)增加。还有,由于电能、水、气体等的消耗和药液的使用量增加,因而不仅导致制作成本增加,而且涉及环境负担加重的问题。
又,已有的光刻法处理过程中,整个衬底面上形成的抗蚀膜和被覆膜(金属、半导体膜等)几乎都被去除,抗蚀膜和被覆膜残留在衬底上的比率为几~几十%左右。尤其是通过旋转涂敷形成抗蚀膜时,大约浪费95%。即废弃几乎全部材料,因而与真空处理方法一样,不仅对制造成本产生影响,还导致环境负担加重。流入生产线的衬底的尺寸越大,该倾向越明显。
为了解决上述的已有技术的存在问题,本发明中采用在被覆膜上直接喷射光刻胶形成抗蚀剂图案的单元。另外,还采用在大气压或者接近大气压的压力条件下使等离子体产生并局部性地进行成膜、蚀刻以及灰化等汽相反应处理的单元。
本发明中,将具备具有点状的液滴喷射孔的喷头的液滴喷射装置以及具备具有将点状的喷射孔配置成线状的液滴喷射孔的喷头的液滴喷射装置用作进行上述液滴喷射用的单元。
另外,本发明中,将具备大气压或者接近大气压的压力条件下的等离子体发生单元的等离子体处理装置用作进行上述汽相反应处理的单元。
喷射上述液滴的单元、或者上述局部性的汽相反应处理在大气压或者接近大气压的压力条件下进行。因此,可以省去已有的真空处理所需要的将处理室内部减压成真空状态用的抽气系统。从而可以简化随着衬底的大型化而大规模化的抽气系统,降低设备成本。另外,与此对应,可以省略抽气用的能量等,因此可以提高生产能力,更有效地进行液晶面板的生产。
应用这些单元,可以大幅度降低作为已有的技术的存在问题的抗蚀剂、被覆膜(金属、半导体等)以及汽相反应处理中气体的使用量。
如上所述,通过采用具有配置点状液滴喷射孔的液滴喷射喷头的液滴喷射装置、及具有将点状液滴喷射孔配置成线状的液滴喷射喷头的液滴喷射装置、以及具有大气压力条件下的等离子体发生单元的等离子体处理装置制作显示装置,以此可以减少材料(采用液滴喷射法时使用的配线等材料,用等离子体法时使用的气体)的浪费。同时可以削减制作成本。另外,通过使用所述装置,可以谋取工序的简化、装置乃至制造工厂的小规模化、以及谋求缩短工序的时间。还有,可以简化以往所需要的抽气系统的设备等,并降低能源消耗,从而减少环境负担,大幅度降低设备投资等投资成本。
还有,本发明是与大型衬底对应的制造工艺,能够解决已有装置随着大型化所带来的装置的大型化、处理时间的增加等各种问题。
本发明的第一种显示装置的制造方法中,从具有液滴喷射孔的喷头倾斜地向被处理基板喷射感光性树脂,通过移动所述喷头或所述被处理基板,在所述被处理基板上形成的被覆膜上形成感光性树脂图案,在将所述感光性树脂图案作为掩模对所述被覆膜进行蚀刻之后,有选择地使所述感光性树脂图案灰化;所述液滴喷射孔的直径为0.1~50μm,喷射量为0.00001pl~50pl;所述灰化,是通过使具有成为喷射孔的小口的等离子体发生单元与所述被处理基板中的任一方或双方移动进行的;所述成为喷射孔的小口与所述被处理基板的距离为3mm以下。
本发明的第二种显示装置的制造方法中,从液滴喷射孔分为2列、各列只错开间距的一半的距离的喷头倾斜地向被处理基板喷射感光性树脂,通过移动所述喷头或所述被处理基板,在所述被处理基板上形成的被覆膜上形成感光性树脂图案,在将所述感光性树脂图案作为掩模对所述被覆膜进行蚀刻之后,有选择地使所述感光性树脂图案灰化;所述液滴喷射孔的直径为0.1~50μm,喷射量为0.00001pl~50pl;所述灰化,是通过使具有成为喷射孔的小口的等离子体发生单元与所述被处理基板中的任一方或双方移动进行的;所述成为喷射孔的小口与所述被处理基板的距离为3mm以下。
本发明的第三种显示装置的制造方法中,本发明的第一和第二种显示装置的制造方法中所述的显示装置是液晶或EL显示装置。
附图说明
图1(A)~(O)是光刻法工艺的说明图。
图2(A)~(F)是本发明的实施方式1的处理工序的示意图。
图3示出本发明的点状液滴喷射装置。
图4示出本发明的点状液滴喷射装置中的喷头的底部。
图5(A)~(F)示出本发明的大气压等离子体处理装置的等离子体产生部的结构。
图6(A)~(C)示出本发明的线状液滴喷射装置。
图7(A)~(B)示出本发明的线状液滴喷射装置中的喷头的底部。
图8(A)~(B)示出本发明的大气压等离子体处理装置的等离子体产生部的结构。
图9(A)~(D)是本发明的实施方式4的处理工序的示意图。
图10(A)~(F)是本发明的实施方式5的处理工序的示意图。
图11(A)~(E)是本发明的实施方式1的制造工序的示意图。
图12(A)~(E)是本发明的实施方式1的制造工序的示意图。
图13(A)~(F)是本发明的实施方式1的制造工序的示意图。
图14(A)~(E)是本发明的实施方式1的制造工序的示意图。
图15(A)~(E)是本发明的实施方式1的制造工序的示意图。
图16(A)~(F)是本发明的实施方式2的制造工序的示意图。
图17(A)~(C)表示本发明的实施方式3的电子设备。
具体实施方式
实施方式1
本发明的实施方式是通过采用液滴喷射装置和在大气压或者接近大气压的压力条件下具有等离子体发生单元的等离子体处理装置,在所希望的尺寸的玻璃衬底上制作半导体装置的配线图案。特别是本发明意在使用于称为第5代(例如1000×1200mm或者1100×1250)、第6代(例如1500×1800mm)的大型化的衬底。以下参考作为附图的图2对本发明的实施方式1进行说明。
再者,实施方式1中简单称为液滴喷射装置的情况下,是指包含具备具有点状的液滴喷射孔的喷头的液滴喷射装置和具备具有将点状的喷射孔配置成线状的液滴喷射孔的喷头的液滴喷射装置中的任意一个。
最初的公知的方法是采用例如溅射法或者CVD法在被处理衬底201上形成被覆膜202(图2(A))。接着,采用下述的具有液滴喷射喷头203的液滴喷射装置,按照使从液滴喷射孔喷射的液滴相互重叠的方式进行喷射(图2(B))。即一边按照使液滴重叠的方式进行喷射,一边沿(图2(B))所示的方向用液滴喷射喷头扫描。这时通过使从点状的液滴喷射孔喷射的液滴重叠的方式进行喷射,使抗蚀剂图案204形成点状或者线状(图2(C))。在抗蚀剂图案204的形成过程中,不仅扫描喷头,也可以扫描衬底,另外通过将喷头和衬底的扫描加以组合,可以形成任意形状的抗蚀剂图案,不局限于点状或者线状。接着,将烘焙过的抗蚀剂图案作为掩模,采用下述的具有等离子体发生单元的等离子体处理装置,在大气压或者接近大气压的压力条件下对被覆膜202进行蚀刻(图2(D))。被覆膜202中的没有被抗蚀剂图案204遮蔽的部分即被覆膜202的露出部分被气体蚀刻(图2(E))。对被覆膜202进行蚀刻后,将抗蚀剂图案204剥离。抗蚀剂图案204的剥离可以使用将抗蚀剂溶解于化学药品中的湿法处理和利用具有所述等离子体发生单元的等离子体产生装置进行的灰化(干法处理),也可以同时并用湿法和干法处理。其结果是,形成与抗蚀剂图案204的形状相同形状的被覆膜图案205(图2(F))。还有,灰化时一般使用氧气。
实施方式2
以下参考附图对实施方式1中可以使用的具有配置点状液滴喷射孔的液滴喷射喷头的喷射装置进行说明。图3是示出点状液滴喷射装置的结构之一例的大概立体图,而图4示出该点状液滴喷射装置中使用的配置喷嘴的喷头部。
图3所示的点状液滴喷射装置,其装置内具有喷头306,通过使用该喷头306喷射液滴,可以在衬底302上获得所希望的液滴图案。本点状液滴喷射装置中,作为衬底302,除了使用所希望的尺寸的玻璃衬底以外,还可以使用以塑料衬底为代表的树脂衬底、或者以硅为代表的半导体晶片等被处理物。
图3中,将衬底302从搬入口304搬入壳体301内部,将结束液滴喷射处理的衬底从搬出口305搬出。在壳体301内部,衬底302装载在搬送台303上,输送台303在连接搬入口和搬出口的轨道310a、310b上移动。
喷头支撑部307a以及307b支撑喷射液滴的喷头306,是使喷头306移动到X—Y平面内的任意部位的机构。喷头支撑部307a沿着与搬送台303平行的X方向移动,固定在支撑部307a上的喷头支撑部307b上安装的喷头306沿着与X方向垂直的Y方向移动。若将衬底302搬入壳体301内部,则与此同时,使喷头支撑部307a和喷头306分别沿着X、Y方向移动并设定在进行液滴喷射处理初期的规定的位置上。通过在衬底搬入时、或者衬底搬出时使喷头支撑部307a和喷头306朝初期位置移动,可以高效率地进行喷射处理。
一旦衬底302利用搬送台303的移动到达喷头306等待的规定位置,就开始进行液滴喷射处理。通过喷头支撑部307a、喷头306、衬底302的相对移动与由支撑在喷头支撑部上的喷头306进行的液滴喷射的组合,完成液滴喷射处理。通过调节衬底、喷头支撑部、喷头的移动速度、以及喷头306喷射液滴的周期,可以在衬底302上描绘所希望的液滴图案。尤其是液滴喷射处理要求的精度高,因此最好是在液滴喷射时使搬送台303的移动停止,仅仅使控制良好的喷头支撑部307和喷头进行扫描。喷头306和喷头支撑部307a的驱动,最好是选择伺服电动机和脉冲电动机等控制性能好的驱动方式。另外,喷头306和喷头支撑部307a在X—Y方向上的各自的扫描并非仅仅局限于一个方向,也可以通过往返或者反复往返进行,实施液滴喷射处理。利用上述被处理物以及喷头支撑部的移动,可以在衬底的所有区域喷射液滴。
液滴由设置在壳体301的外部的液滴供给部309提供给壳体内部,另外还通过喷头支撑部307a、307b提供给喷头306内部的液室。其液滴的供给由设置在壳体301的外部的控制单元308控制,但也可以由内置于壳体内部的喷头支撑部307a的控制单元控制。
控制单元308除了对上述液滴供给进行控制之外,其主要功能是移动搬送台、喷头支撑部和喷头、以及控制与此对应的液滴喷射。另外,可以通过CAD等软件从该装置外部下载液滴喷射的图案描绘数据。这些数据必需利用图形输入或者坐标输入等方法进行输入。另外,也可以附加将检测用作液滴的组成物的剩余量的机构设置在喷头306的内部,对控制单元308传送表示剩余量的信息,以此自动报告剩余量的功能。
虽然图3中未图示,但必要时还可以设置对衬底和衬底上的图案进行对位用的传感器、壳体的气体导入单元、壳体内部抽气的单元、对衬底进行加热处理的单元、对衬底进行光照射的单元、以及测量温度、压力等各种物性值的单元等。另外,这些单元也可以由设置在壳体301外部的控制单元308一起控制。若通过局域网电缆(LAN CABLE)、无线局域网、光纤等将控制单元308连接到生产管理系统等,可以从外部对工序进行同样管理,能够提高生产效率。
下面对喷头306内部的结构进行说明。图4是图3的喷头306的与Y方向平行的截面图。
图4中,由外部提供给喷头401内部的液滴通过液室流路402储存于预备液室403后,移动到喷射液滴用的喷嘴409。喷嘴部由为将适度的液滴填充到喷嘴内而设置的流体阻挡部404、对液滴进行加压以向喷嘴外部喷射用的加压室405、以及液滴喷射孔407组成。
在这里,液滴喷射孔407直径设定为0.1~50μm(最好是设定为0.6~26μm),由喷嘴喷射的组成物的喷射量设定为0.00001pl~50pl(最好是设定为0.0001~40pl)。该喷射量与喷嘴的直径的大小成正比地增加。另外,为了对所希望的部位进行喷射,较理想的是预先使被处理物与液滴喷射孔407的距离尽可能靠近,最好是设定为0.1~2mm左右。而且,即使不改变液滴喷射孔407的直径,也可以通过改变施加在压电元件上的脉冲电压控制喷射量。最好是将这些喷射条件设定成使线宽约为10μm以下。
在加压室405的侧壁配置能够利用施加的电压改变形状的钛酸锆酸铅(Pb(Zr,Ti)O3)等具有压电效应的压电元件406。因此,通过对配置在目的喷嘴上的压电元件406施加电压,使压电元件变形,液滴由于加压室405的容积减小而被挤出,从而可以向外部喷射液滴408。
本发明利用使用压电元件的所谓压电方式进行液滴喷射,但根据液滴的材料,也可以采用使发热体发热产生气泡以挤出液滴的所谓热力型喷射方式。在这种情况下,采用将压电元件406替换成发热体的结构。
另外,液滴喷射用的喷嘴部410中,液滴与液室流路402、预备液室403、流体阻挡部404、加压室405乃至液滴喷射孔407之间的浸润性显得非常重要。因此,可以使调整与材料的浸湿性用的碳膜、树脂膜等(未图示)形成于各自流路上。
利用上述单元,可以将液滴喷射在处理衬底上。液滴喷射方式中有使液滴连续喷射形成连续的点状的图案的所谓的连续方式(分配方式)、将液滴喷射成点状的所谓请求(on demand)方式,本发明中的装置的结构中虽然表示为请求方式,但也可以采用连续方式的喷头。
作为上述的点状液滴喷射装置的液滴使用的组成物,可以使用光刻胶、聚酰亚胺等树脂。如果是在蚀刻被覆膜时作为掩模的材料,则不需要像光刻胶那样的感光性材料。另外,为形成导电体(导电层)作为点状液滴喷射装置的液滴使用的组成物,可以使用使糊状的金属材料或者所述糊状有金属分散的导电性聚合物等有机类溶液、乃至使超微粒状的金属材料和所述金属材料分散的导电性聚合物等有机类溶液。
特别是超微粒状的金属材料可以使用数μm~亚微米级的微粒、nm级的超细微粒或者包含这两者的颗粒。所述组成物中使用纳米级的超微粒状金属材料的情况下,必需选择能够充分扩散进入接触孔或宽度狭窄的槽部等的尺寸的所述超微粒状金属材料。
作为上述点状液滴喷射装置的液滴使用的组成物,可以使用使感光性抗蚀剂、糊状的金属材料或者使所述糊状金属分散的导电性聚合物等有机类溶液、乃至使超微粒状的金属材料以及使所述金属材料分散的导电性聚合物等有机类溶液等。特别是超微粒状的金属材料可以使用数μm~亚微米级微粒、纳米级的超微粒或者包含这两者的颗粒。所述组成物使用所述超微粒状金属材料的情况下,必需选择能够充分扩散进入接触孔或宽度狭窄的槽部等的尺寸的所述超微粒状金属材料。可以使用安装在衬底的搬送台303的加热机构(未图示),在液滴滴落时对这些液滴进行加热烘干,也可以在需要的区域中液滴滴落结束之后、或者所有的液滴喷射处理结束之后对这些液滴进行加热烘干。所述抗蚀剂利用加热处理进行焙烘,可以用作蚀刻时的掩模。另外,含有所述超微粒的金属材料的有机类溶液经过加热处理,其有机类溶液挥发,其超微粒状的金属得以结合可以作为金属配线。
另外,组成物的粘度最好是在20cp以下,因为这样既可以防止干涸,又可以从喷出口顺利地喷出组成物。另外,组成物的表面张力最好在40mN/m以下。但组成物的粘度可以结合使用的溶剂和用途作适当调整。作为一例,使ITO、有机铟、有机锡溶解或分散于溶剂中的组成物的粘度可以设定为5~20Pa·S,使银溶解或分散在溶剂中的组成物的粘度可以设定在5~20Pa·S,使金溶解或分散在溶剂中的组成物的粘度可以设定在5~20Pa·S。
与已有的光刻法处理中的抗蚀剂涂敷工序、成膜、蚀刻工序不同,以上的点状液滴喷射装置可以在大气压或者接近大气压的压力条件下进行工作。接近大气压是指5Torr~800Torr的压力范围。特别是上述液滴装置也可以在800Torr的正压力条件下进行液滴喷射。
在使用上述点状液滴喷射装置的本发明的实施方式1中,通过仅仅使光刻胶图案在必要的部分形成,与以往使用的旋转涂敷相比可以显著地减少抗蚀剂的使用量。而且可以省略曝光、显影、冲洗工序,从而使工序简化。
下面参考附图对实施方式1中使用的大气压等离子体处理装置进行说明。图5(A)是本发明中使用的等离子体处理装置之一例的顶视图,图5(B)是其截面图。该图中,将所希望的尺寸的玻璃衬底、以及以塑料衬底为代表的树脂衬底等被处理物13放置在盒室16内。虽然列举出水平搬送作为被处理物13的搬送方式,但在使用第5代以后的一米见方大小的衬底的情况下,为了降低搬送机的占用面积,也可以将衬底直立放置进行垂直搬送。
搬送室17中,利用搬送机构(机械手)20将配置在盒室16中的被处理物13搬送到等离子体处理室18。在与搬送室17邻接的等离子体处理室18内设置气流控制单元10、具有圆筒状电极的等离子体发生单元12、使等离子体发生单元12移动的轨道14a、14b、移动被处理物12的移动单元15等。另外,必要时还设置灯等众所周知的加热单元(未图示)。
气流控制单元10是以防尘为目的的单元,采用由喷出口23喷射的不活泼气体进行气流控制以遮断外部来的气流。等离子体发生单元12通过配置在被处理物13的搬送方向上的导轨14a、以及配置在与该搬送方向垂直的方向上的导轨14b,移动到规定的位置。而被处理物13利用移动单元15在搬送方向上移动。实际进行等离子体处理时,也可以使等离子体发生单元12和被处理物13中的任意一个移动。
下面用图5(C)~(F)对等离子体发生单元12进行详细说明。图5(C)示出具有圆筒状的电极的等离子体发生单元12的立体图,图5(D)~(F)示出该圆筒状的电极的截面图。
图5(D)中,虚线示出气体的路径,21、22是铝、铜等具有导电性的金属构成的电极,第1电极21连接于电源(高频电源)29。而且,也可以将使冷却水循环用的冷却系统(未图示)连接到第1电极21。若设置冷却系统,则可以利用冷却水的循环防止连续进行表面处理时的加热,从而提高连续处理的效率。第2电极22具有包围第1电极21的周围的形状,与地电连接。而且,第1电极21和第2电极22是其前端有喷嘴状的气体的小口的圆筒状。
再者,最好是用固体电介质覆盖该第1电极21或者第2电极22中的至少一个电极的表面。作为固体电介质,可以列举出二氧化硅、氧化铝、二氧化锆、二氧化钛等金属氧化物、聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟代乙烯等塑料、玻璃、钛酸钡等复合氧化物等。固体电介质的形状可以是薄片状也可以是薄膜状,但最好是厚度在0.05~4mm。
通过阀门27由气体供给单元(钢瓶)31对该第1电极21和第2电极22的两个电极之间的空间供给处理用的气体。于是,该空间的气体被替换,若以该状态利用高频电源29对第1电极21施加高频电压(10~500MHz),则在所述空间内产生等离子体。然后,若对着被处理物13的表面照射包含由该等离子体生成的离子、游离基等化学活性激发源的反应性气体流,则在该被处理物13表面可以在规定的位置进行局部等离子体表面处理。这时该被处理物13表面与成为处理气体的喷射口的小口的距离在3mm以下为宜,距离在1mm以下则更好,最好是距离在0.5mm以下。也可以特地安装测量距离用的传感器,对所述被处理物13表面与作为处理气体的喷射口的小口的距离进行控制。
还有,可以根据处理室内进行的表面处理的种类,对气体供给单元(钢瓶)31中填充的处理用气体进行适当设定。另外,通过去除气体中混入的垃圾的过滤器33和阀门27,将废气回收到排气系统30。进而,将这些回收的废气进行精制,通过循环的方式进行气体的再利用,从而可以对气体进行有效利用。
又,图5(E)、(F)表示与图5(D)截面不同的圆筒状的等离子体发生单元12。图5(E)中的第1电极21比第2电极22长,且第1电极21具有锐角形状,而图5(F)中所示的等离子体发生单元12具有使第1电极21和第2电极22之间产生的离子化气体流向外部喷射的形状。
使用在大气压或者接近大气压(指5Torr~800Torr的压力范围)的条件下工作的等离子体处理装置的本发明无需减压装置所需要的抽真空以及通大气的时间,无需配置复杂的真空系统。特别是在采用大型衬底的情况下,处理室必然大型化,若使处理室内处于减压状态,则需要处理时间,因此在大气压或者接近大气压条件下工作的本装置是有效的,可以降低制作成本。
综上所述,通过使用上述的大气压下的等离子体处理装置进行本发明的实施方式1的导电性膜的蚀刻、以及抗蚀剂的灰化,可以在省去以往的抽气程序,能够在短时间内进行处理。另外,由于不需要抽气系统,因此与使用具有已有的减压处理的装置的情况相比,可以用缩小的空间内进行制造。
上述实施方式1的配线图案的制作工序中,可以同时并用本发明的点状液滴喷射装置和本发明的大气压下的等离子体处理装置。虽然也可以使用任意一种单元,而另一单元则使用已有技术单元,但若从节省空间、短时间处理、以及低成本化等考虑,则最好同时并用上述本发明的点状液滴喷射装置和本发明的大气压下的等离子体处理装置。
实施方式3
下面参考附图对实施方式1中能够使用的线状液滴喷射装置进行说明。本装置具有将点状的液滴喷射孔配置成线状的液滴喷射喷头。图6(A)是示出线状液滴喷射装置的结构之一例的大概立体图,另外,图6(B)示出该线状液滴喷射装置中使用的配置喷嘴的喷头部。
图6(A)所示的线状液滴喷射装置,其装置内具有喷头606,利用该喷头喷射液滴,可以在衬底602上获得所希望的液滴图案。本线状液滴喷射装置中,作为衬底602,除了应用所希望的尺寸的玻璃衬底以外,还可以应用以塑料衬底为代表的树脂衬底、或者以硅为代表的半导体晶片等被处理物。
图6(A)中,将衬底602从搬入口604搬入壳体601内部,将结束了液滴处理的衬底从搬出口605搬出。在壳体601内部,衬底602装载在搬送台603上,输送台603在连接搬入口和搬出口的轨道610a、610b上移动。
喷头支撑部607支撑喷射液滴的喷头606,沿着与搬送台603平行的方向移动,若将衬底602搬入壳体601内部,则与此同时,喷头支撑部607配合喷头进行最初的液滴喷射处理的规定的位置移动。通过在衬底搬入时、或者衬底搬出时使喷头支撑部606朝喷头606的初始位置移动,可以高效率地进行喷射处理。
一旦衬底602由于搬送台603的移动而到达喷头606等待的规定位置,就开始进行液滴喷射处理。通过喷头支撑部607和衬底602的相对移动、以及喷头来自支撑在喷头支撑部上的喷头606的液滴喷射的组合完成液滴喷射处理。通过调节衬底和喷头支撑部的移动速度、以及喷射来自喷头606的液滴的周期,可以在衬底602上描绘所希望的液滴图案。尤其是由于液滴喷射处理要求的精度高,因此最好是在液滴喷射时使搬送台的移动停止,仅仅使控制能够好的喷头支撑部607依序进行扫描。驱动喷头606时,最好是选择伺服电动机和脉冲电动机等控制性能好的驱动方式。另外,喷头606的喷头支撑部607进行的扫描并非仅仅局限于一个方向,也可以通过往返或者一再往返进行液滴喷射处理。利用上述衬底以及喷头支撑部的移动,可以在衬底的全部区域喷射液滴。
液滴由设置在壳体601外部的液滴供给部609提供给壳体内部,而且还通过喷头支撑部607提供给喷头606内部的液室。该液滴的供给由设置在壳体601外部的控制单元608控制,但也可以由内置于壳体内部的喷头支撑部607的控制单元控制。
控制单元608除了对上述液滴供给进行控制之外,其主要功能是移动搬送台和喷头支撑部、以及控制与此对应的液滴喷射。另外,可以通过CAD等软件从该装置外部下载液滴喷射所产生的图案描绘数据。该数据利用图形输入或者坐标输入等方法进行输入。另外,将检测用作液滴的组成物的剩余量的机构设置在喷头606的内部,也可以通过对控制单元608传送表示剩余量的信息,以添加自动剩余量警告功能。
虽然图6(A)中未图示,但必要时还可以设置对衬底和衬底上的图案进行对位用的传感器、向壳体导入气体的单元、壳体内部的排气单元、对衬底进行加热处理的单元、对衬底进行光照射的单元、除此之外还有测量温度、压力等各种物性值的单元等。另外,这些单元也可以由设置在壳体601外部的控制单元608一起控制。若通过局域网电缆(LAN CABLE)、无线局域网、光纤等将控制单元608连接于生产管理系统等,则可以从外部对工序进行同样的管理,能够提高生产效率。
下面对喷头606内部的结构进行说明。图6(B)是纵向上观察图6(A)的喷头606的截面的图,图6(B)的右侧与喷头支撑部联系。
由外部提供给喷头611内部的液滴通过公共液室流路612后被分配到喷射液滴用的各喷嘴613。由对液滴进行加压向喷嘴外部喷射用的加压室614、以及液滴喷射孔615组成。
在各个加压室614上,配置因附加电压而变形的具有钛酸锆酸铅(Pb(Zr,Ti)O3)等具有压电效应的压电元件616。因此,通过对配置在目的喷嘴上的压电元件616施加电压,可以挤出加压室614内的液滴,从而可以向外部喷射液滴617。另外,各压电元件由与各压电元件连接的绝缘物618绝缘,因此不分别与其电接触就可以控制各喷嘴的喷射。
本发明按照压电元件所产生的所谓压电方式进行液滴喷射,但也可以根据液滴的材料,采用由发热体产生气泡以施加压力挤出液滴的所谓热力喷射方式。
另外,液滴喷射用的喷嘴部613中,液滴617与公共液室流路612、加压室614以及液滴喷射孔615之间的浸润性很重要。因此,也可以将调整与材料之间的浸润性用的碳膜、树脂膜等(未图示)形成于公共液室流路612、加压室614以及液滴喷射孔615的内表面。
利用上述单元,可以将液滴喷射在处理衬底上。液滴喷射方式中有使液滴连续喷射形成连续的线状的图案的所谓的连续方式(分配方式)、以及将液滴喷射成点状的所谓请求(on demand)方式。本发明中的装置构成中虽然表示为请求方式,但也可以是采用连续方式喷射的装置构成。
图6(C)表示图6(B)中的喷头支撑部607具有旋转机构的装置构成。通过使喷头支撑部607相对于与衬底扫描方向垂直的方向保持角度地动作,配置在喷头606上的液滴喷射孔可以在比邻接的液滴喷射孔间的距离短的距离内喷射液滴。
图7(A)、(B)示意性表示图6中的喷头606的底部。图7(A)是以线状的形式将液滴喷射孔702配置在喷头701的底面的基本图形。与此相对应,图7(B)将喷头底部701的液滴喷射孔703分为2列,只错开间距的一半的距离对各列进行配置。若对液滴喷射孔采用图7(B)那样的配置,则可以在所述方向上形成连续的被覆膜图案,而无需设置进行与衬底的扫描方向垂直的方向上的扫描用的机构,进而可以将被覆膜做成任意形状。
还有,也可以将上述液滴倾斜地喷射在衬底602上。所述倾斜也可以利用喷头606或者喷头支撑部607中具备的倾斜机构进行。这样,通过控制对衬底602表面与被喷射的液滴之间的浸润性,可以控制液滴在衬底上滴落时的形状。
作为上述线状液滴喷射装置的液滴使用的组成物,也可以使用光刻胶、聚酰亚胺等树脂。若是在蚀刻被覆膜时作为掩模的材料,则不需要具备光刻胶那样的感光性。又可以使用使糊状的金属材料或者所述糊状的有金属分散的导电性聚合物等的有机类溶液、乃至使超微颗粒状的金属材料与有所述金属材料分散的导电性聚合物等的有机溶液。特别是可以使用超微颗粒状的金属材料为数μm~亚微米级的微粒、纳米级的超微颗粒或者包含这两者的颗粒。所述组成物中使用纳米级的超微颗粒状金属材料的情况下,必需选择能够充分扩散进入接触孔或宽度狭窄的槽部等的尺寸的所述超微粒状金属材料。
可以使用安装在衬底的搬送台603上的加热机构(未图示),在液滴滴落在衬底上时对喷射的液滴进行加热烘干,也可以在需要的区域中液滴滴落结束之后、或者所有的液滴喷射处理结束之后对这些液滴进行加热烘干。光刻胶经过加热处理可以作为蚀刻时的掩模使用。还有,通过将含有糊状的金属材料或者所述糊状的含有金属的有机溶剂、乃至超微颗粒状的金属材料和含有所述金属材料的有机溶剂用作液滴,也可以通过液滴喷射形成配线图案。另外,含有所述超微颗粒的金属材料的有机溶剂经过加热处理后,其有机溶剂挥发,其超微颗粒状的金属通过结合形成金属配线。
在使用以上所述的线状液滴喷射装置的本发明的实施方式1中,通过仅仅使光刻胶图案在必要的部分形成,与以往使用的旋转涂布相比,可以显著地降低抗蚀剂的使用量。而且可以节省曝光、显影、冲洗工序,从而使工序简化。
下面参考附图对实施方式1中使用的具有在大气压或者接近大气压的压力条件下发生等离子体的发生单元的等离子体处理装置进行说明。图8是本发明中使用的所述等离子体处理装置的立体图。在本等离子体处理装置中,作为衬底802,可以除了应用所希望的尺寸的玻璃衬底以外,还可以应用以塑料衬底为代表的树脂衬底、或者以硅为代表的半导体晶片等衬底。虽然列举出水平搬送作为衬底802的搬送方式,但在搬送第5代(例如1000×1200mm或者1100×1250)、第6代(例如1500×1800mm)的大型衬底的情况下,为了减小搬送机的占有面积,也可以将衬底直立放置着搬送。
图8(A)中,衬底802从搬入口804搬入所述等离子体处理装置的壳体801的内部,从搬出口805搬出结束等离子体表面处理的衬底。在壳体801内部,衬底802装载在搬送台803上,搬送台803在连接搬入口804与搬出口805的导轨810a、810b上移动。
在所述等离子体处理装置的壳体801的内部,设置具有平行平板的电极的等离子体发生单元807、使等离子体发生单元807移动的活动支撑机构806。另外,必要时,设置气帘等众所周知的气流控制单元、以及灯等众所周知的加热单元(未图示)。
通过使支撑所述等离子体发生单元807的活动支撑机构806与配置在衬底802的搬送方向的导轨810a、810b平行移动,使等离子体发生单元807移动到规定的位置。另外,通过使所述搬送台803在导轨810a、810b上移动,也使衬底802移动。实际进行等离子体处理时,可以使等离子体发生单元807以及衬底802相对移动,也可以使其中一个停止。另外,实际进行等离子体处理时,可以通过一边使等离子体连续产生同时一边使等离子体发生单元807以及衬底802相对移动,可以对衬底802的整个面进行等离子体表面处理,也可以仅仅在衬底802的任意部位产生等离子体以进行等离子体表面处理。
接着,用图8(B)对等离子体发生单元807进行详细说明。图8(B)是表示具有平行平板的电极的等离子体发生单元807的立体图。
图8(B)中,箭头示出气体的路径,811、812是以铝、铜等具有导电性的金属为代表的导电物质所构成的电极,第1电极811连接电源(高频电源)819,还有,也可以在第1电极811上连接使冷却水循环用的冷却系统(未图示)。若设置冷却系统,则可以利用冷却水的循环防止连续地进行表面处理时的发热,从而能够提高连续处理的效率。第2电极812与第1电极的形状相同且被平行配置。另外,第2电极812如813所示电气接地。而且,第1电极811和第电极812在平行放置的下端部形成线状的气体的小口。
再者,最好是用固体电介质覆盖该第1电极811和第电极812中的至少一个的电极的表面。若存在不被固体电介质覆盖地电极之间直接对置的部位,则会从那里产生电弧放电。作为固体电介质,可以列举出二氧化硅、氧化铝、二氧化锆、二氧化钛等金属氧化物;聚对苯二甲酸乙二醇酯、聚四氟代乙烯等塑料、玻璃、钛酸钡等的复合氧化物等。固体电介质的形状可以是薄片状也可以是薄膜状,但最好是厚度在0.05~4mm范围。
通过阀门和配管814由气体供给单元(钢瓶)809a对该第1电极811和第2电极812两个电极之间的空间供给处理气体。若对所述两电极间的气体介质即所述处理气体施加10~500MHz的高频电压,则在所述空间内产生等离子体。而且,若对着衬底802的表面照射包含由该等离子体生成的离子、游离基等化学活性激发类的反应性气体流(817),则能够在该衬底802的表面进行规定的等离子体表面处理。这时该衬底802表面与等离子体发生单元807的距离可在0.5mm以下即可,也可以特地安装测量距离用的传感器,对所述被处理衬底802表面与等离子体发生单元807的距离进行控制。
还有,可以根据处理室内进行的表面处理的种类,对气体供给单元(钢瓶)809a中填充的处理用气体进行适当设定。另外,通过去除配管815和气体中混入的垃圾用的过滤器(未图示)和阀门,将废气回收到抽气系统809b。进而,将这些回收的废气进行精制,通过循环的方式进行再利用,从而可以对气体进行有效利用。
使用在大气压或者接近大气压(指5Torr~800Torr的压力范围)条件下工作的等离子体处理装置的本发明缩短减压装置所需要的抽真空以及通大气的时间,从而无需配置复杂的抽气系统。特别是在采用大型衬底的情况下,处理室必然大型化,若对室内进行减压,则处理时间变长,因此在大气压或者接近大气压条件下工作的本装置是有效率的,可以降低制作成本。
综上所述,若通过使用上述的大气压下的等离子体处理装置,采用本发明的实施方式进行薄膜蚀刻以及抗蚀剂的灰化,则不需要抽气系统,因此与使用具有已有的抽气系统的装置的情况相比,可以以缩小的设置面积进行制造。由于可以省略抽气程序,因此可以在比以往更短时间内进行处理。另外,电能、水、气体等的耗用和药液的使用量得到抑制,从而能够降低制造成本。
上述实施方式1中的制作被覆膜图案的工序中,可以同时并用所述线状液滴喷射装置和所述等离子体处理装置。虽然也可以使用其任意一单元,而另一单元采用已有的单元,但若从节省空间、短时间处理、以及低成本化等考虑,则最好同时并用上述两个装置。另外,也可以将实施方式2中所示的点状液滴喷射装置以及等离子体处理装置组合使用。
实施方式4
本发明的实施方式4是在衬底上制作被覆膜图案且特别是在衬底上制造TFT等配线的图案的实施方式。本实施方式中,在衬底上有选择地形成配线而不使用光刻胶。
利用实施方式1中使用的具有在大气压或者接近大气压的压力条件下的等离子体发生单元的等离子体处理装置,有选择地形成导电性被覆膜902(图9(B))。通过使衬底901以及等离子体发生单元903朝图9(C)中的箭头方向(图中的左方向)相对移动,同时仅仅在希望形成导电性被覆膜的部分产生等离子体的方法,有选择地蚀刻导电性被覆膜。如上所述以导电性被覆膜形成配线的图案904。
本发明的实施方式4由于省略了实施方式1中所示的抗蚀剂图案的形成工序的部分,工序得到省略。但是由于抗蚀剂图案不存在,因此形成的配线的宽度对受到大气压下的等离子体处理装置的反应性气体喷射孔的直径的很大影响。因此,实施方式4适于形成具有可以无视反应性气体喷射孔直径的影响的配线宽度的配线图案。
利用以上所述的配线图案的制作工序,与实施方式1相同,可以省略使处理室处于减压状态的已有技术的抽气程序,从而可以在短时间内进行处理。另外,由于不需要抽气系统,因此与使用以往那样的使处理室处于减压状态的装置的情况相比,能够在缩小的空间里进行制造。而且由于有选择地发生等离子体,相比以往可以减少反应性气体的使用量。
实施方式5
本发明的实施方式5使用光刻胶在衬底上形成被覆膜图案,而在对被覆膜进行蚀刻之后,连续地通过灰化去除抗蚀剂。
下面参考图10对本实施方式进行说明。图10(A)~图10(D)与实施方式1的图2(A)~图2(D)的工序相同。首先,用众所周知的方法、例如溅射法或者CVD法在被处理衬底1001上形成被覆膜1002(图10(A))。接着,采用具有液滴喷射喷头1003的点状或线状液滴喷射装置,在被覆膜1002上形成光刻胶图案1004(图10(B)~图10(C))。接着,将烘焙的抗蚀剂图案作为掩模,在大气压或者接近大气压的压力条件下,使用具有等离子体发生单元的等离子体处理装置1006对被覆膜1002进行蚀刻(图10(D))。被覆膜1002中的没有被抗蚀剂图案1004遮蔽的部分即被覆膜1002的露出部分被气体蚀刻后,对光刻胶图案1004进行抛光(图10(E))。对光刻胶图案1004进行灰化处理,形成被覆膜图案1005(图10(F))。这时,可以使等离子体有选择地在光刻胶图案不存在的部分发生。
利用以上所述的制作工序,与实施方式1和实施方式4相同,可以省略使处理室内处于减压状态的已有的抽气程序,从而可以在短时间内进行处理。另外,由于不需要抽气系统,因此与使用以往那样的使处理室处于减压状态的装置的情况相比,可以在缩小的空间内进行制造。另外,由于有选择地产生等离子体,因此相比以往可以降低反应性气体的使用量。还有,由于通过灰化对光刻胶进行剥离,因此相比以往的工序可以使工序更快进行。
实施例1
下面对点状或者线状的液滴喷射装置、以及在大气压或者接近大气压的压力条件下使用具有等离子体发生单元的等离子体处理装置的本发明的显示装置的制造方法进行说明。以下参考图11~图15对本发明的实施例1进行说明。本发明的实施例1是信道中止(チヤネルストツプ)型薄膜晶体管(TFT)的制造方法。
利用众所周知的方法在采用玻璃、石英、半导体、塑料、塑料薄膜、金属、玻纤环氧树脂、陶瓷等各种材料的被处理衬底1101上形成导电性被覆膜1102(图11(A))。利用本发明的线状液滴喷射装置,对所述导电性被覆膜上的需要的部位喷射光刻胶1103(图11(B))。接着,对没有被光刻胶覆盖的部分的所述导电性被覆膜进行蚀刻(图11(C))。这时的蚀刻也可以在实施方式中使用的大气压以及接近大气压的压力条件下利用具有等离子体发生单元的等离子体处理装置进行。对导电性被覆膜1102进行蚀刻。最好是以栅极和配线1102的宽度在5~50μm左右形成光刻胶的图案。这时电容电极和配线也同时制作。
再者,虽然不使用光掩模就形成栅极和配线的图案,但也可以根据栅极和配线的宽度,在利用液滴喷射装置形成光刻胶图案之后,用光掩模进行曝光、显影,从而形成更加细微的光刻胶图案。
也可以在实施方式中使用的大气压或者接近大气压的压力条件下利用具有等离子体发生单元的等离子体处理装置形成导电性被覆膜1102。在该情况下,无需利用液滴喷射装置形成光刻胶图案。
接着,使用本发明的大气压下的等离子体装置通过灰化对抗蚀剂进行剥离(图11(D))。抗蚀剂的剥离并不局限于灰化的方法,也可以使用化学药品进行湿法处理、或灰化与湿法处理并用。以下进行抗蚀剂剥离时当然也可以使用湿法处理或灰化与湿法处理并用。
通过以上所述的工序形成栅极和配线1102、以及电容电极和配线(未图示)。还有,作为形成成栅极和配线1102、以及电容电极和配线(未图示)的材料,可以使用钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、铬(Cr)、铝(Al)、铜(Cu)、含钕(Nd)的铝(Al)等、以及这些金属的叠层或者合金那样的导电性材料。
此时的顶视图示于图11(E)。图11(D)相当于图11(E)的a—a’的截面图。
其后,利用CVD法(化学汽相淀积法)等众所周知的方法,形成栅极绝缘膜1201。本实施方式中,虽然在大气压条件下利用CVD法形成氮化硅膜作为栅极绝缘膜1201,但也可以形成二氧化硅或者它们的叠层构造。
还利用众所周知的方法(溅射法、LP(减压)CVD法、等离子体CVD法等)以25~80nm(最好是30~60nm)的厚度形成活性半导体层1202、以及氮化硅膜1203(图12(A))。最好是无需使处理室通大气地连续形成栅极绝缘膜1201、该活性半导体层1202、以及氮化硅膜1203。该活性半导体层1202是以非晶态硅膜为代表的非晶态半导体膜。氮化硅1203也可以是氧化硅膜、以及氮化硅膜与氧化硅的叠层。
接着,利用线状液滴喷射装置形成光刻胶1204(图12(B))。将光刻胶1204作为掩模,对没有被光刻胶覆盖的部分的氮化硅膜进行蚀刻,形成保护膜1205(图12(C))。这时的蚀刻也可以在实施方式中使用的大气压以及接近大气压的压力条件下利用具有等离子体发生单元的等离子体处理装置进行。保护膜1205也可以利用在实施方式中使用的具有在大气压以及接近大气压的压力条件下发生等离子体的等离子体发生单元的等离子体处理装置进行成膜。在这种情况下,无需利用液滴喷射装置形成光刻胶图案。
接着,使用本发明的大气压下的等离子体装置利用灰化对抗蚀剂进行剥离(图12(D))。抗蚀剂的剥离并非限于灰化,也可以使用化学药品进行湿法处理、或灰化与湿法处理同时并用。
这时的顶视图示于图12(E)。图12(D)相当于图12(E)的a—a’的截面图。
然后,在被处理衬底上的整个面上形成添加能够赋予其N型导电型的杂质元素的非晶态半导体膜1301(图13(A))、以及导电性被覆膜1302(图13(B)。
其后,使用本发明的线状液滴喷射装置形成光刻胶图案1303(图13(C)。接着,对没有被光刻胶覆盖的部分的导电性被覆膜、赋予N型导电型的添加杂质元素的非晶态半导体膜以及活性半导体层进行蚀刻,形成源极·漏极区域1304、源极·漏极以及配线1305(图13(D)。这时的蚀刻也可以在实施方式中使用的大气压以及接近大气压的压力条件下利用具有等离子体发生单元的等离子体处理装置进行。信道形成部中,由于所述保护膜1205的缘故,所述保护膜下的该活性半导体层没有被蚀刻。
再者,将源极·漏极区域1304、源极·漏极以及配线1305的宽度描绘成5~25μm左右。作为形成所述源极·漏极以及配线1305的材料,与栅极、配线相同,可以使用钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、铬(Cr)、铝(Al)、铜(Cu)、含钕(Nd)的铝(Al)等、以及这些金属的叠层或者合金那样的导电性材料。也可以在实施方式1中采用的实施方式1或2中示出的大气压以及接近大气压的压力条件下利用具有等离子体发生单元的等离子体处理装置形成活性半导体层、源极·漏极区域1304、源极·漏极以及配线1305。在这种情况下,无需利用液滴喷射装置形成光刻胶图案。
接着,使用本发明的大气压下的等离子体装置通过灰化对抗蚀剂进行剥离(图13(E))。抗蚀剂的剥离并不限于灰化,也可以使用化学药品进行湿法处理、以及灰化与湿法处理并用的方法。
此时的顶视图示于图13(F)。图13(E)相当于图13(F)的a—a’的截面图。
还利用CVD等众所周知的方法形成保护膜1401(图14(A))。本实施例中,虽然在大气压条件下利用CVD法形成氮化硅膜作为保护膜1401,但也可以形成二氧化硅膜、或者它们的叠层构造。另外,可以使用丙烯膜、以及有机树脂膜。
其后,利用线状液滴喷射装置喷射光刻胶形成图案1402(图14(B))。进而使用具有所述大气压下的等离子体发生单元的等离子体处理装置形成线状等离子体,对保护膜1401进行蚀刻,形成接触孔1403(图14(C))。这时的蚀刻也可以在实施方式中使用的大气压以及接近大气压的压力条件下利用具有等离子体发生单元的等离子体处理装置进行。最好是通过调节气流和施加在电极间的高频电压等使接触孔1403形成2.5~30μm左右的直径。
接着,使用本发明的大气压下的等离子体装置通过灰化对抗蚀剂进行剥离(图14(D))。抗蚀剂的剥离并不限于灰化,也可以使用化学药品进行湿法处理、以及灰化与湿法处理并用的方法。
此时的顶视图示于图14(E)。图14(D)相当于图14(E)的a—a’的截面图。
还利用CVD等众所周知的方法形成ITO等透光性导电膜1501(图15(A))。之后,利用线状液滴喷射装置喷射光刻胶形成图案1502(图15(B))。进而,使用具有所述大气压下的等离子体发生单元的等离子体处理装置形成线状等离子体,对透光性导电膜进行蚀刻,形成像素电极1503(图15(C))。这时的蚀刻也可以在实施方式中使用的大气压以及接近大气压的压力条件下利用具有等离子体发生单元的等离子体处理装置进行。作为该像素电极1503的材料,不仅使用ITO(氧化铟氧化锡合金)、氧化铟氧化锌合金(In2O3)—ZnO)、氧化锌(ZnO)等透明导电膜,而且使用钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、铬(Cr)、铝(Al)、铜(Cu)、含钕(Nd)的铝(Al)等、以及这些金属的叠层或者合金那样的导电性材料。
接着,使用本发明的大气压下的等离子体装置通过灰化对抗蚀剂进行剥离(图15(D))。抗蚀剂的剥离并不限于灰化,也可以使用化学药品进行湿法处理或灰化与湿法处理并用的方法。
此时的顶视图示于图15(E)。图15(D)相当于图15(E)的a—a’的截面图。
本实施例1示出信道中止型薄膜晶体管的制作例,但当然也可以利用所述装置制作未使用信道中止膜的信道蚀刻型的薄膜晶体管。
如本实施例1所示,若使用本发明的所述点状或者线状液滴照射装置、以及具有在大气压或者接近大气压的压力条件下的等离子体发生单元的所述等离子体处理装置,则可以制作本发明的实施例1中的显示装置,无需使用光掩模。
本实施例1示出无需使用已有光刻法处理中使用的光掩模就能够制作信道中止型薄膜晶体管的例子。通过使用本发明的所述点状或者线状的液滴照射装置、以及具有在大气压或者接近大气压的压力条件下的等离子体发生单元的所述等离子体处理装置,当然也可以制作不使用保护膜的信道蚀刻型的薄膜晶体管。
实施例1示出使用非晶态半导体膜的显示装置的制造方法,但采用同样的制造方法也可以制作使用以多晶硅为代表的结晶性半导体的显示装置。
另外,使用上述非晶态半导体以及结晶性半导体膜的显示装置是液晶显示装置,但也可以使同样的制造方法适用于自发光显示装置(EL(场致发光)显示装置)。
实施例2
下面对点状或者线状液滴喷射装置、以及使用具有在大气压或者接近大气压的压力条件下发生等离子体的等离子体发生单元的等离子体处理装置的本发明的显示装置的制造方法进行说明。以下参考图16对本发明的实施例2进行说明。本发明的实施例2是信道蚀刻型薄膜晶体管(TFT)的制造方法。而且,下面用图11~15对与实施例1中所述的信道中止型薄膜晶体管(TFT)的制造方法共同之处进行说明。
使用图11中说明的方法在被处理衬底1601上形成栅极和配线1602、以及电容电极和配线(未图示)。而且,作为形成栅极和配线1602、以及电容电极和配线(未图示)的材料,可以使用钼(Mo)、钛(Ti)、钽(Ta)、钨(W)、铬(Cr)、铝(Al)、铜(Cu)、含钕(Nd)的铝(Al)等、以及这些金属的叠层或者合金那样的导电性材料。
之后,利用CVD法(化学汽相淀积法)等众所周知的方法,形成栅极绝缘膜1603。本实施方式中,虽然在大气压条件下利用CVD法形成氮化硅膜作为栅极绝缘膜1603,但也可以形成二氧化硅膜或者它们的叠层构造。
还利用众所周知的方法(溅射法、LP(减压)CVD法、等离子体CVD法等)以25~80nm(最好是在30~60nm)的厚度形成活性半导体层1604,接着,在被处理衬底1601的整个面上形成添加能够赋予其N型导电型的杂质元素的非晶态半导体膜1605、以及导电性被覆膜1606(图16(A))。
接着,利用点状或线状液滴喷射装置形成光刻胶1607。然后,将光刻胶1607作为掩模,对没有被光刻胶覆盖的部分的活性半导体层1604、非晶态半导体膜1605、以及导电性被覆膜1606进行蚀刻,形成图案(图16(B))。
接着,使用本发明的大气压下的等离子体装置通过灰化对抗蚀剂1607进行剥离。抗蚀剂的剥离并不限于灰化,也可以使用化学药品进行湿法处理、以及灰化与湿法处理并用的方法。然后再利用点状或线状液滴喷射装置形成光刻胶1608。接着,将光刻胶作为掩模进行蚀刻,去除没有被抗蚀剂覆盖的部分的导电性被覆膜、以及添加赋予其N型导电型的杂质元素的非晶态半导体膜,使活性半导体层露出。这样,形成源极·漏极区域1605、源极·漏极以及配线1606(图16(D))。
接着,使用本发明的大气压下的等离子体装置利用灰化对抗蚀剂1608进行剥离。。抗蚀剂的剥离并不限于灰化,也可以使用化学药品进行湿法处理、以及灰化与湿法处理并用的方法(图16(E))。
此时的顶视图示于图16(F)。图16(F)相当于图16(E)的a—a’的截面图。
其后,经过实施例1中用图14、图15说明的工序,可以制作使用信道蚀刻型的薄膜晶体管的显示装置。
如本实施例2所示,若使用本发明的所述点状或者线状液滴照射装置、以及具有在大气压或者接近大气压的压力条件下的等离子体发生单元的所述等离子体处理装置,则可以制作本发明的实施例2中的显示装置,无需使用光掩模。
实施例2示出使用非晶态半导体膜的显示装置的制造方法,但采用同样的制造方法也可以制作使用以多晶硅为代表的结晶性半导体的显示装置。
另外,使用上述非晶态半导体以及结晶性半导体膜的显示装置是液晶显示装置,但也可以使同样的制造方法适用于自发光显示装置(EL(场致发光)显示装置)。
实施例3
使用本发明可以完成各种电子设备。下面用图17对其具体例进行说明。
图17(A)是具有例如20~80英寸的大型显示部的显示装置,包含壳体4001、支撑台4002、表示部4003、扬声器部4004、视频输入端子4005等。本发明适用于制作显示部4003。从生成效率和成本的角度考虑,最好使用所谓的第5代(1000×1200mm2)、第6代(1400×1600mm2)、第7代(1500×1800mm2)那样的一米见方级的大型衬底制作这样的大型显示装置。
图17(B)是笔记本型个人电脑,包含主体4201、壳体4202、显示部4203、键盘4204、外部连接端口4205、以及鼠标4206等。本发明适用于制作显示部4203。
图17(C)是具有记录媒体的便携式图像再现装置(具体地说为DVD再现装置),包含主体4401、壳体4402、显示部A4403、显示部B4404、记录媒体(DVD等)读入部4405、操作键4406、以及扬声器部4407等。显示部A4403主要显示图像信息,显示部B4404主要显示文字信息,本发明适用于制作这些显示部A、B4403、4404。
如上所述,本发明的适用范围极其广泛,可以使本发明适用于所有领域的电气设备的制作。另外,上述实施方式可以与实施例自由组合。
实施例4
本实施例为了形成配线图案,使用使金属微粒分散在有机溶剂中的组成物。金属微粒其平均直径为1~50nm,最好是使用直径3~7nm金属微粒。
代表性的是银或金的微粒,使胺、乙醇、硫醇等分散剂覆盖于其表面。有机溶剂是酚醛树脂和环氧树脂等,使用热固化性或者光固化性的树脂。调整该组成物的粘度时,只要添加触变剂或稀释溶剂就可以。
利用液滴喷射喷头适量喷在被形成面上的组成物经过加热处理或者光照处理,使有机溶剂固化。金属微粒之间因有机溶剂的固化所伴随的体积收缩而相互接触,从而促进融合、熔接或者凝聚。即形成使平均粒子直径为1~50nm且最好为3~7nm的金属微粒融合、熔接或者凝聚的配线。这样,利用金属微粒之间因融合、熔接或者凝聚而形成面金属微粒之间的面接触的状态,这样可以实现配线的低电阻化。
本发明通过采用这样的组成物以形成配线图案,容易形成线宽在1~10μm左右的配线图案。而且,即使接触孔的直径同样在1~10μm左右,也可以将组成物填充在该接触孔中。即可以以细微的配线图案形成多层配线结构。
再者,若使用绝缘物质的微粒替代金属微粒,同样可以形成绝缘性图案。
另外,本实施例可以与上述实施方式以及实施例自由组合。
Claims (13)
1.一种显示装置的制造方法,其特征在于,
从具有液滴喷射孔的喷头倾斜地向被处理基板喷射感光性树脂,通过移动所述喷头或所述被处理基板,在所述被处理基板上形成的被覆膜上形成感光性树脂图案,在将所述感光性树脂图案作为掩模对所述被覆膜进行蚀刻之后,有选择地使所述感光性树脂图案灰化;
所述液滴喷射孔的直径为0.1~50μm,喷射量为0.00001pl~50pl;
所述灰化,是通过使具有成为喷射孔的小口的等离子体发生单元与所述被处理基板中的任一方或双方移动进行的;
所述成为喷射孔的小口与所述被处理基板的距离为3mm以下。
2.如权利要求1所述的显示装置的制造方法,其特征在于,所述在所述被处理基板上形成的被覆膜是导电性被覆膜。
3.如权利要求1所述的显示装置的制造方法,其特征在于,所述在所述被处理基板上形成的被覆膜是半导体被覆膜。
4.一种显示装置的制造方法,其特征在于,
从液滴喷射孔分为2列、各列只错开间距的一半的距离的喷头倾斜地向被处理基板喷射感光性树脂,通过移动所述喷头或所述被处理基板,在所述被处理基板上形成的被覆膜上形成感光性树脂图案,在将所述感光性树脂图案作为掩模对所述被覆膜进行蚀刻之后,有选择地使所述感光性树脂图案灰化;
所述液滴喷射孔的直径为0.1~50μm,喷射量为0.00001pl~50pl;
所述灰化,是通过使具有成为喷射孔的小口的等离子体发生单元与所述被处理基板中的任一方或双方移动进行的;
所述成为喷射孔的小口与所述被处理基板的距离为3mm以下。
5.如权利要求4所述的显示装置的制造方法,其特征在于,所述在所述被处理基板上形成的被覆膜是导电性被覆膜。
6.如权利要求4所述的显示装置的制造方法,其特征在于,所述在所述被处理基板上形成的被覆膜是半导体被覆膜。
7.如权利要求1到6中任意一项所述的显示装置的制造方法,其特征在于,所述蚀刻或所述灰化,是在大气压下进行的。
8.如权利要求1到6中任意一项所述的显示装置的制造方法,其特征在于,所述蚀刻或所述灰化,是在5Torr到800Torr的压力范围下进行的。
9.如权利要求1到6中任意一项所述的显示装置的制造方法,其特征在于,所述液滴喷射孔的直径为0.6~26μm。
10.如权利要求1到6中任意一项所述的显示装置的制造方法,其特征在于,所述喷射量为0.0001pl~40pl。
11.如权利要求1到6中任意一项所述的显示装置的制造方法,其特征在于,所述成为喷射孔的小口与所述被处理基板的距离为1mm以下。
12.如权利要求1到6中任意一项所述的显示装置的制造方法,其特征在于,所述成为喷射孔的小口与所述被处理基板的距离为0.5mm以下。
13.一种显示装置的制造方法,其特征在于,
权利要求1~6所述的显示装置是液晶或EL显示装置。
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