JP2003126760A - 薄膜形成方法ならびにこれを用いた薄膜構造体の製造装置、半導体装置の製造方法、および電気光学装置の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 基板上に塗布液を塗布して薄膜を形成する方
法において。塗布液の無駄を低減させて生産コストの削
減を図るとともに、薄膜の面内均一性の向上および輪郭
の鮮明性の向上を実現する。 【解決手段】基板Ｓ上の薄膜を形成する領域の輪郭部上
に、インクジェット法により第１の塗布液を吐出して土
手部２１を形成する工程と、土手部２１で囲まれた池部
２３内に、第１の塗布液と略同一組成の膜構成成分を含
有する第２の塗布液を、インクジェット法により吐出す
る工程を有することを特徴とする薄膜形成方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、インクジェット法
を用いて基板上に薄膜を形成する方法、ならびにこれを
用いた薄膜構造体の製造方法、半導体装置の製造方法、
および電気光学装置の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄膜を形成する際の塗布法として
知られているスピンコート法は、塗布液を基板上に滴下
した後に基板を回転させることにより、遠心力を利用し
て薄膜を形成する方法である。このスピンコート法は、
例えばフォトリソグラフィ工程に用いられるフォトレジ
スト層の形成など、基板全面に薄膜を形成する方法とし
て広く用いられている。

【０００３】ところで、上記スピンコート法は、供給さ
れた塗布液の大半が飛散してしまうため、多くの塗布液
を供給する必要があると共に塗布液の無駄が多く、生産
コストが高くなる不都合があった。また、基板を回転さ
せるため、遠心力により塗布液が内側から外側へと流動
し、外周領域の膜厚が内側よりも厚くなる傾向があり、
膜厚が不均一になるという不都合があった。これらの対
策のため、近年では、インクジェット装置を用いてフォ
トレジスト等の塗布液を塗布する方法が提案されてい
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】インクジェット装置を
用いて塗布する方法は、塗膜を形成しようとする領域に
のみ塗布液を吐出する方法であるので、スピンコート法
に比べて塗布液の無駄が少ないが、例えば図８（ａ）に
示すように塗布液を均一に塗布しても、この塗膜９１が
自然乾燥または強制乾燥により乾燥する過程で、図８
（ｂ）に示すようにエッジ部９０に大きな盛り上がりが
生じてしまうので、面内における均一性が不十分になり
易いという問題があった。これは塗膜９１のエッジ部９
０は、それよりも内側の領域に比べて表面積が大きいの
で、表面張力により内側に縮まろうとする力がより強く
働くため、また外周部からの溶媒気化が速いので、濃度
分布が生じ溶質が外側に移動する作用が働くためと考え
られる。また、塗膜９１の輪郭に滲みが生じ易いという
問題もあった。

【０００５】本発明は前述の課題に鑑みてなされたもの
で、塗布液の無駄を低減させて生産コストの削減を図る
とともに、薄膜の面内均一性の向上および薄膜の輪郭の
鮮明性の向上を実現することができる薄膜形成方法、な
らびに薄膜構造体の製造方法、半導体装置の製造方法、
および電気光学装置の製造方法を提供することを目的と
する。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、前記課題を解
決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明
の薄膜形成方法は、基板上に塗布液を塗布して薄膜を形
成する方法であって、前記基板上の前記薄膜を形成する
領域の輪郭部上に、インクジェット法により第１の塗布
液を吐出して土手部を形成する工程と、前記土手部で囲
まれた池部（凹部）内に、前記第１の塗布液と略同一組
成の膜構成成分を含有する第２の塗布液を、インクジェ
ット法により吐出する工程を有することを特徴とする。

【０００７】本発明の薄膜形成方法は、インクジェット
法を用いるので、所定の部位に所定の塗布量で塗布液を
塗布することができる。したがって、スピンコート法に
比べて塗布液の無駄が格段に少なく、生産コストの削減
を実現することができる。また、インクジェット法は、
塗布領域や塗布順序を自在に設定することができるの
で、まず薄膜が形成される領域の輪郭部上にのみ第１の
塗布液を吐出して土手部を形成し、その後、該土手部の
内側の池部に第２の塗布液を吐出して塗膜を形成するこ
とが可能である。第１の塗布液と第２の塗布液とは略同
一組成の膜構成成分を含有しているので、第１の塗布液
からなる土手部と第２の塗布液からなる池部内の塗膜と
は、容易に一体化し、全体として境界の無い均一な塗膜
が形成される。

【０００８】前記土手部は塗布領域の輪郭部上にのみ設
けられるので、その幅は比較的小さく、したがって土手
部におけるエッジ部とその他の部分とでの表面張力の差
は小さく抑えられる。このため、乾燥過程において、土
手部のエッジ部とその他の部分とで膜厚の差が生じ難
く、高さ（膜厚）の均一性が良好な土手部が得られる。
また、第１の塗布液からなる土手部は、第２の塗布液が
塗布されるまでの間に経時変化を生じ、第２の塗布液が
塗布されたときには半硬化状態または硬化状態となって
いる。したがって、第１の塗布液からなる土手部と第２
の塗布液からなる池部内の塗膜とで構成される薄膜全体
のエッジ部となる土手部は、池部内の塗膜が乾燥、硬化
する間も高さ（膜厚）の均一性が良好な状態が保たれ
る。また池部内の塗膜は表面状態がほぼ均一であるの
で、表面張力の差が生じ難い。したがって、池部内の塗
膜が乾燥する過程で、部分的に塗膜が盛り上がるのが防
止され、全体として面内均一性に優れた薄膜が得られ
る。

【０００９】本発明の薄膜形成方法において、前記第２
の塗布液の粘度が前記第１の塗布液の粘度以下であるこ
とが好ましい。本発明の薄膜形成方法においては、土手
部を形成する第１の塗布液の粘度が高い方が、線幅が狭
く、したがって膜厚の不均一性が生じ難い土手部を形成
することができる。また、土手部の高さを高く形成する
うえでも好ましい。また第１の塗布液における溶剤の含
有量が少なくて粘度が高い方が、より短時間で土手部が
半硬化状態または硬化状態となるので好ましい。第２の
塗布液は第１の塗布液と同等の粘度でもよいが、土手部
に比べて広面積の池部に塗布されるので、粘度が低い方
が塗布された面に沿って広がり易く、塗膜の均一性を向
上させるうえで好ましい。また低粘度である方が、イン
クジェット装置における吐出不良も生じにくい。

【００１０】本発明の薄膜形成方法において、前記第１
の塗布液を吐出する前および／または前記第２の塗布液
を吐出する前に、該塗布液が吐出される被吐出面に対し
て、表面改質処理を行うことが好ましい。被吐出面に対
して表面改質処理を行って濡れ性を変化させることによ
り、被吐出面に対する塗布液の接触角を制御することが
できるので、塗膜の形状、膜厚、面内均一性等の制御が
可能となり、塗膜の輪郭をより鮮明にすることができ
る。

【００１１】本発明の薄膜形成方法において、前記第１
の塗布液を吐出する前に、該第１の塗布液が吐出される
被吐出面に対して、濡れ性を低下させる第１の表面改質
処理を行うことが好ましい。かかる構成によれば、被吐
出面に対する第１の塗布液の接触角が大きくなって、吐
出された第１の塗布液が被吐出面に沿って広がり難くな
る。したがって、幅が狭い土手部を形成することがで
き、土手部の輪郭が鮮明になり滲みが防止される。ま
た、土手部の高さを高く形成するうえでも好ましい。さ
らに、土手部の外壁の立ち上がりが急峻になり、エッジ
部においても高さの均一性が良好になる。

【００１２】また本発明の薄膜形成方法において、前記
第２の塗布液を吐出する前に、該第２の塗布液が吐出さ
れる被吐出面に対して、濡れ性を向上させる第２の表面
改質処理を行うことが好ましい。かかる構成によれば、
被吐出面に対する第２の塗布液の接触角が小さくなっ
て、吐出された第２の塗布液が被吐出面に沿って広がり
易くなるので、これにより第２の塗布液からなる池部内
の塗膜の面内均一性を向上させることができる。

【００１３】本発明の薄膜形成方法において、前記土手
部の線幅が５００μｍ以下であることが好ましい。土手
部の線幅が５００μｍ以下であれば、土手部におけるエ
ッジ部とその他の部分とでの表面張力の差が十分に小さ
いので、乾燥過程で膜厚の差が生じ難く、高さの均一性
が良好な土手部が得られる。

【００１４】本発明の薄膜形成方法において、前記第１
の塗布液および第２の塗布液として、フォトレジスト液
を好ましく適用することができる。これにより、面内均
一性が優れたフォトレジスト層を形成することができ、
高い露光精度を得ることができる。また比較的高単価で
あるフォトレジスト液の無駄が少ないので、生産コスト
の削減を図ることができる。具体的には、半導体装置の
製造工程におけるフォトリソグラフィ工程や、電気光学
装置の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程に、本
発明の薄膜形成方法を好ましく適用することができる。

【００１５】また本発明の薄膜形成方法は、各種分野に
おける薄膜の形成に適用可能である。本発明の薄膜構造
体の製造方法は、基板上に薄膜が形成された薄膜構造体
の製造方法であって、本発明の薄膜形成方法により前記
薄膜を形成することを特徴とする。かかる方法によれ
ば、面内均一性に優れた薄膜を備えた薄膜構造体が得ら
れるとともに、該薄膜を形成する塗布液の無駄を削減し
て生産コストの低減を図ることができる。具体的には、
半導体装置の製造工程および電気光学装置の製造工程に
おける層間絶縁膜を形成する工程、半導体装置の製造工
程および電気光学装置の製造工程における配線形成のた
めの導電層を形成する工程、電気光学装置の製造工程に
おける透明導電膜を形成する工程に、本発明の薄膜形成
工程を好ましく適用することができる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る第１実施形態
を説明する。図１は、半導体装置の製造方法の一例とし
て、シリコンゲートＣＭＯＳデバイスの製造工程の例を
工程順に示したものである。この例の製造工程を概略説
明すると、まず、図１（ａ）に示すように、ｎ型基板１
の表面を酸化処理して該基板表面の全面に酸化膜２を形
成した後、第１のフォトリソグラフィ工程を経て、酸化
膜２に、ｐウェル形成のための開口部２ａを形成する。
そして、この開口部２ａを介してボロンイオン打ち込み
を行ってｐウェル３を形成した後、酸化膜２を除去す
る。次いで、図１（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜
４およびシリコン窒化膜５を順に形成した後、第２のフ
ォトリソグラフィ工程を経て、このシリコン酸化膜４お
よびシリコン窒化膜５をパターニングして、フィールド
領域形成用パターン６を形成する。

【００１７】次いで、図１（ｃ）に示すように、全面に
フォトレジスト層７を形成した後、第３のフォトリソグ
ラフィ工程を経て、このフォトレジスト層７をパターニ
ングして、ｐチャンネルカバー用パターン（レジストパ
ターン）７ａを形成する。そして、ボロンイオン打ち込
みを行ってチャンネルストッパを形成した後、レジスト
パターン７ａを除去する。次いで、図１（ｄ）に示すよ
うに、フィールド酸化膜８を形成した後、シリコン酸化
膜４およびシリコン窒化膜５を除去する。次いで、図１
（ｅ）に示すように、ゲート酸化膜９を形成した後、全
面にフォトレジスト層１０を形成し、第４のフォトリソ
グラフィ工程を経て、このフォトレジスト層１０をパタ
ーニングすることにより、Ｖthコントロール用パターン
（レジストパターン）１０ａを形成する。そして、ボロ
ンイオン打ち込みを行ってＶthコントロールを形成した
後、レジストパターン１０ａを除去する。この後、図１
（ｆ）に示すように、全面にポリシリコン層１１を形成
し、続いて全面にリン拡散を行った後、第５のフォトリ
ソグラフィ工程を経て、ポリシリコン層１１をパターニ
ングする。

【００１８】次いで、図１（ｇ）に示すように、全面に
フォトレジスト層１２を形成し、第６のフォトリソグラ
フィ工程を経て、このフォトレジスト層１２をパターニ
ングすることにより、ｎチャネルソース／ドレイン用開
口部以外の領域を覆うレジストパターン１２ａを形成す
る。そして、ヒ素イオン打ち込みを行ってｎチャネルソ
ース／ドレイン１３を形成した後、レジストパターン１
２ａを除去する。次いで、図１（ｈ）に示すように、全
面にフォトレジスト層１４を形成し、第７のフォトリソ
グラフィ工程を経て、このフォトレジスト層１４をパタ
ーニングすることにより、ｐチャネルソース／ドレイン
用開口部以外の領域を覆うレジストパターン１４ａを形
成する。そして、ボロンイオン打ち込みを行う。これに
より図１（ｉ）に示すように、ｐチャネルソース／ドレ
イン１５を形成し、この後レジストパターン１４ａを除
去する。次いで、図１（ｊ）に示すように、全面に層間
絶縁膜１６を形成し、リフローを行った後、第８のフォ
トリソグラフィ工程を経て層間絶縁膜１６をパターニン
グすることにより、ｐコンタクト開口部を形成する。次
いで、図１（ｋ）に示すように、全面に導電層１７を形
成した後、第９のフォトリソグラフィ工程を経て導電層
を１７をパターニングして配線１７ａを形成する。この
後、図示していないが、全面にパッシベーション膜を形
成した後、第１０のフォトリソグラフィ工程を経てパッ
シベーション膜にボンディング用開口部を形成する。

【００１９】図２はレジストパターン７ａ，１０ａ，１
２ａ，１４ａを形成する工程を概略示した説明図であ
る。本実施形態において、フォトレジスト層７，１０，
１２，１４を形成する工程は、本発明の薄膜形成方法を
用いて行われる。レジストパターン７ａ，１０ａ，１２
ａ，１４ａを形成するにはまず、図２に示すように、前
工程を終えた基板Ｓ（以下、単に基板Ｓということもあ
る）のほぼ全面上に、インクジェット法を用いた本発明
の薄膜形成方法によりフォトレジスト液を塗布した後、
ベーキングを行って塗膜を硬化させることによりフォト
レジスト層７（１０，１２，１４）を形成する。そし
て、このフォトレジスト層７（１０，１２，１４）に対
して、所定形状の遮光部を有するフォトマスクを介して
露光を行った後、現像することにより、所定形状のレジ
ストパターン７ａ（１０ａ，１２ａ，１４ａ）が得られ
る。

【００２０】図３は、フォトレジスト液を塗布するのに
好適に用いられるインクジェット装置の例を示した概略
斜視図である。この例の装置１００は、インクジェット
ヘッド群１０１、Ｘ方向駆動軸１０４、Ｙ方向ガイド軸
１０５、制御装置１０６、載置台１０７、クリーニング
機構部１０８、基台１０９を備えている。載置台１０７
は、Ｙ方向ガイド軸１０５上を移動可能に構成されてお
り、液体材料が付与される対象である基板Ｓを基準位置
に固定する機構を備えている。インクジェットヘッド群
１０１には、液体材料を載置台１０７上の基板Ｓに向か
って吐出するノズル（吐出口）を備えたインクジェット
ヘッドが複数個設けられている。なお、本実施形態では
インクジェットヘッドを複数個設けたが、インクジェッ
トヘッドを１個だけ設けてもよい。

【００２１】Ｘ方向駆動軸１０４には、Ｘ方向駆動モー
タ１０２が接続されている。Ｘ方向駆動モータ１０２
は、ステッピングモータ等であり、制御装置１０６から
Ｘ軸方向の駆動信号が供給されるとＸ方向駆動軸１０４
を回転させる。Ｘ方向駆動軸１０４が回転するとインク
ジェットヘッド群１０１がＸ軸方向に移動する。Ｙ方向
ガイド軸１０５は、基台１０９に対して動かないように
固定されており、Ｙ方向ガイド軸１０５上の載置台１０
７はＹ方向駆動モータ１０３に接続されている。Ｙ方向
駆動モータ１０３は、ステッピングモータ等であり、制
御装置１０６からＹ軸方向の駆動信号が供給されると、
載置台１０７をＹ軸方向に移動させる。制御装置１０６
は、インクジェットヘッド群１０１に設けられている各
インクジェットヘッドに対してインク滴の吐出制御用の
電圧を供給する。また、Ｘ方向駆動モータ１０２に対し
て、インクジェットヘッド群１０１のＸ軸方向の移動を
制御するための駆動パルス信号（Ｘ軸方向の駆動信号）
を供給するとともに、Ｙ方向駆動モータ１０３に対し
て、載置台１０７のＹ軸方向の移動を制御するための駆
動パルス信号（Ｙ軸方向の駆動信号）を供給する。

【００２２】クリーニング機構部１０８は、インクジェ
ットヘッド群１０１をクリーニングする機構を備えてい
る。クリーニング機構部１０８は、図示しない駆動モー
タに接続されており、この駆動モータの駆動により、Ｙ
方向ガイド軸１０５に沿って移動できるように構成され
ている。クリーニング機構部１０８の移動も制御装置１
０６によって制御される。

【００２３】かかる構成のインクジェット装置１００を
用いて、フォトレジスト液を塗布する工程について説明
する。まず、図４（ａ）に示すように、前工程を終えた
基板Ｓに対して、インクジェット装置１００により、第
１のフォトレジスト液（塗布液）を吐出して土手部２１
を形成する。必要に応じて、その前に第１の表面改質処
理を行うことが好ましい。

【００２４】第１の表面改質処理としては、第１のフォ
トレジスト液が吐出される被吐出面の濡れ性が低下し
て、この被吐出面に対する第１のフォトレジスト液の接
触角が大きくなるような処理を行う。具体的な方法とし
ては、波長１７０〜４００ｎｍ程度の紫外線を照射する
方法、オゾン雰囲気中に曝す方法、各種ガスを適宜用い
た真空プラズマ照射を行う方法、各種ガスを適宜用いた
常圧（大気圧）プラズマ照射を行う方法、例えばＨＭＤ
Ｓ処理（(ＣＨ₃)₃ＳｉＮＨＳｉ(ＣＨ₃)₃を蒸気状にして
塗布する方法）などのカップリング剤を用いる処理方
法、あるいは、例えば紫外線を照射しながらオゾン雰囲
気に曝すなど、複数の手法を組み合わせた方法等が挙げ
られる。これらの表面改質処理法において、どの処理法
によって、どのような濡れ性の変化が生じるかは、処理
が行われる被吐出面の物性、ここに吐出される第１のフ
ォトレジスト液の物性、および両者の相性によって異な
るので、被吐出面の状態や第１のフォトレジスト液の組
成に応じて適宜の方法を選択する。

【００２５】第１の表面改質処理は、前工程を終えた基
板Ｓの表面のうち、少なくとも第１のフォトレジスト液
が吐出される部分に行えばよいが、基板Ｓの全面に対し
て行ってもよい。また、第１の表面改質処理が施された
被吐出面は、経時的に濡れ性が変化し得るので、第１の
フォトレジスト液を吐出する直前に第１の表面改質処理
を行うことが好ましい。ここで、被吐出面（固体）に対
するフォトレジスト液（液体）の接触角とは、図５に示
すように、固体と液体と蒸気の３者が接触する点におい
て、液体表面の接線と固体表面とがなす角度θをいう。

【００２６】第１のフォトレジスト液は、感光性樹脂か
らなるレジスト材料（膜構成成分）を適宜の溶剤で希釈
して得られる。第１のフォトレジスト液の粘度が高い方
が、幅が狭く、したがって膜厚の不均一性が生じ難い土
手部を形成するうえで好ましいが、粘度が高すぎるとイ
ンクジェット装置からの吐出不良が生じ易くなる。した
がって第１のフォトレジスト液の粘度は２０ｃｐ以下と
することが好ましく、より好ましくは１２ｃｐ〜８ｃｐ
程度とする。また第１のフォトレジスト液は、放置状態
で半硬化状態または硬化状態になるまでの時間が短いこ
とが好ましい。そのために、溶剤の配合割合を少なくし
たり、速乾性の溶剤を用いることが好ましい。あるい
は、雰囲気組成を変更することによっても溶剤が揮発す
る速さを制御することができる。

【００２７】本実施形態において、第１のフォトレジス
ト液は、図４（ａ）に示すように、基板Ｓの外周に沿っ
て、かつ外周部に若干の余白部２２を残して略環状を描
くように吐出される。すなわち、本実施形態において、
フォトレジスト層７（１０，１２，１４）が形成される
領域は、基板Ｓ上の、外周部の余白部２２を除いた領域
である。したがって、第１のフォトレジスト液はこのフ
ォトレジスト層７（１０，１２，１４）が形成される領
域の輪郭部上に略環状に塗布される。ここで輪郭部とは
輪郭線上および輪郭線の内側の帯状部分を含む領域をい
う。このように、基板Ｓの外周部に余白部２２を設ける
ことにより、基板Ｓの表面上に吐出された第１のフォト
レジスト液が、基板Ｓの裏側に付着するのを防止するこ
とができ、この後の洗浄作業を簡単にすることができ
る。

【００２８】第１のフォトレジスト液によって形成され
た略環状の土手部２１の線幅Ｗ（塗布直後の幅）は、大
きすぎると土手部２１の線幅方向における表面張力の差
に起因して膜厚の不均一が生じ易くなるので、５００μ
ｍ以下とすることが好ましい。一方、線幅Ｗが小さ過ぎ
るとインクジェット法による塗布が困難となるので、土
手部２１の線幅Ｗは８０μｍ以上とすることが好まし
い。また土手部２１の高さ（塗布直後の高さ）は、ベー
キング工程を経た後の高さが、基板Ｓ上に形成しようと
するフォトレジスト層７（１０，１２，１４）の硬化後
の厚さと等しくなるように設定される。塗布時からベー
キング後までの間に、土手部２１が収縮する程度は、第
１のフォトレジスト液の組成にもよるが、例えばフォト
レジスト層７（１０，１２，１４）の硬化後の厚さを１
μｍと設定する場合には、塗布時の土手部２１の高さを
２〜４μｍ程度とすることが好ましい。また土手部２１
を所望の高さに形成するために、同じ部位に、第１のフ
ォトレジスト液を複数回吐出して、重ね塗りをしてもよ
い。

【００２９】このようにして土手部２１を形成した後、
図４（ｂ）に示すように、インクジェット装置１００に
より、土手部２１で囲まれた池部２３内に第２のフォト
レジスト液（塗布液）を吐出する。また、必要に応じ
て、その前に第２の表面改質処理を行うことが好まし
い。

【００３０】第２の表面改質処理としては、第２のフォ
トレジスト液が吐出される被吐出面の濡れ性が向上し
て、この被吐出面に対する第２のフォトレジスト液の接
触角が小さくなるような処理を行う。ここで第２の表面
改質処理を施す面は、少なくとも土手部２１で囲まれた
池部２３の底面と、土手部２１の内壁２１ａと土手部２
１の上面２１ｂとを含むことが好ましい。第２の表面改
質処理の具体的な方法は、上記第１の表面改質処理の方
法と同様の手法を用いることができる。これらの表面改
質処理法において、どの処理法によって、どのような濡
れ性の変化が生じるかは、処理が行われる被吐出面の物
性、ここに吐出される第２のフォトレジスト液の物性、
および両者の相性によって異なるので、被吐出面の状態
や第２のフォトレジスト液の組成に応じて適宜の方法を
選択する。また、第２の表面改質処理が施された被吐出
面は、経時的に濡れ性が変化し得るので、第２のフォト
レジスト液を吐出する直前に第２の表面改質処理を行う
ことが好ましい。

【００３１】第２のフォトレジスト液は、その溶剤を除
く膜構成成分が、第１のフォトレジスト液における膜構
成成分と略同一組成となっており、両フォトレジスト液
からなる塗膜が互いに分離せず容易に一体化されるよう
に調製される。具体的には、第１のフォトレジスト液と
同じ感光性樹脂からなるレジスト材料（膜構成成分）
を、適宜の溶剤で希釈して第２のフォトレジスト液を得
ることができる。第２のフォトレジスト液の粘度は、第
１のフォトレジスト液と同等でもよいが、粘度が低い方
が、吐出後に池部２３の底面に沿って広がり易いので、
塗膜が平坦化され易くて塗布ムラが生じ難く、塗膜の均
一性を向上させるうえで好ましい。また、第２のフォト
レジスト液の粘度が低い方がインクジェット装置におけ
る吐出不良が生じ難いので好ましい。ただし、溶剤の配
合量が多くなるほど、粘度は低下するが、ベーキング前
後での膜の収縮が大きくなり、ベーキングに要する時間
も長くなる。したがって、第２のフォトレジスト液の粘
度は８ｃｐ〜２ｃ程度が好ましく、より好ましくは５ｃ
ｐ〜３ｃｐ程度とする。

【００３２】本実施形態において、第２のフォトレジス
ト液の塗布は、第１のフォトレジスト液の塗布に用いた
インクジェット装置１００と同様の構成のインクジェッ
ト装置を用いて行うことができる。第２のフォトレジス
ト液は、池部２３全部を満たすように吐出される。ま
た、ベーキング工程を経て溶剤が除去されると塗膜が収
縮するので、図４（ｂ）に示すように、第２のフォトレ
ジスト液の塗布直後において、池部２３の外周部では土
手部２１と同じ厚さとなるように、かつ池部２３の中央
部は外周部よりも厚く盛り上がった状態となるように、
塗布することが好ましい。池部２３の中央での塗膜の高
さ（塗布直後の高さ）は、第２のフォトレジスト液を塗
布した時点からベーキング後までの間における、土手部
２１の収縮、および池部２３内の塗膜の収縮を考慮し
て、ベーキング後に土手部２１と池部２３内の塗膜と
が、均一な厚さの層を形成するように設定することが好
ましい。例えばベーキング後のフォトレジスト層７（１
０，１２，１４）の高さを１μｍと設定する場合には、
池部２３の中央での塗膜の高さ（塗布直後の高さ）を２
〜４μｍ程度とすることが好ましい。また池部２３内の
塗膜を所望の高さに形成するために、同じ部位に、第２
のフォトレジスト液を複数回吐出して、重ね塗りをして
もよい。

【００３３】また第２のフォトレジスト液を、インクジ
ェット法により池部２３内に塗布する際には、池部２３
の中央部から塗布し始め、外側へ向かって順次塗布する
ことが好ましい。このようにすれば、土手部２１が形成
されてから、この土手部２１に第２のフォトレジスト液
が接触するまでの時間が長くなり、第２のフォトレジス
ト液が接触するまでの間に、土手部２１の硬化がより進
むので好ましい。

【００３４】このようにして、土手部２１に囲まれた池
部２３内に第２のフォトレジスト液を塗布した後、適宜
の手法によりベーキングを行うことにより、溶剤が除去
されて塗膜が硬化し、基板Ｓのほぼ全面にフォトレジス
ト層７（１０，１２，１４）が形成される。土手部２１
を形成する第１のフォトレジスト液と、池部２３内の塗
膜を形成する第２のフォトレジスト液とは、略同一組成
のレジスト材料（膜構成成分）からなっているので、土
手部２１と池部２３内の塗膜とは一体化し、境界の無い
均一なフォトレジスト層７（１０，１２，１４）が形成
される。このフォトレジスト層７は、土手部２１が半硬
化または硬化した状態で、池部内２３に塗膜が形成さ
れ、両者が一体化してなるものであるので、エッジ部の
盛り上がりは極めて小さく、全体として厚さの面内均一
性が良好な薄膜となっている。

【００３５】本実施形態によれば、半導体装置の製造工
程におけるフォトリソグラフィ工程において、基板Ｓの
ほぼ全面に面内均一性に優れたフォトレジスト層７（１
０，１２，１４）が形成される。このフォトレジスト層
７（１０，１２，１４）は、図２に示すように、次工程
で露光されるが、面内均一性に優れているので高い露光
精度が得られる。したがって、この露光後に現像を行っ
て得られるレジストパターン７ａ（１０ａ，１２ａ，１
４ａ）の形状精度が高く、半導体装置の形状精度を向上
させることができる。またフォトレジスト液は比較的高
単価であるが、これをインクジェット法を用いて塗布す
るので、フォトレジスト液の無駄を少なくすることがで
きる。例えば、一般的にスピンコート法で塗布を行うと
きの塗布液の利用効率は５％程度で、９５％程度は無駄
になってしまうのに対して、本実施形態では、フォトレ
ジスト液の利用効率は８０〜９０％程度と格段に高く、
生産コストの大幅な削減を図ることができる。

【００３６】また本実施形態において、酸化膜２をパタ
ーニングする第１のフォトリソグラフィ工程を、本発明
の薄膜形成方法を用いて行うことができる。図６は酸化
膜２をパターニングする第１のフォトリソグラフィ工程
を概略示した説明図である。すなわち、まず前工程を終
えた基板Ｓ、すなわち酸化膜２が形成された基板Ｓのほ
ぼ全面上に、インクジェット法によりフォトレジスト液
（塗布液）を塗布する。このフォトレジスト液を塗布す
る工程は、前述の方法と同様に、土手部２１形成した
後、この土手部２１に囲まれた池部２３内に塗膜を形成
する方法で行う。そして、ベーキングを行って塗膜を硬
化させることによりフォトレジスト層（図示せず）を形
成し、このフォトレジスト層に対して、所定形状の遮光
部を有するフォトマスクを介して露光を行った後、現像
することにより、所定形状のレジストパターンを得る。
ここまでは、前述のレジストパターン７ａ（１０ａ，１
２ａ，１４ａ）を形成するのと同じ手順で行うことがで
きる。この後、レジストパターンをキュアさせたものを
エッチングマスクとしてレジストパターンの下層、すな
わち酸化膜２のエッチングを行った後、レジストパター
ンを除去する。これによりパターニングされた酸化膜２
が得られる。

【００３７】かかる方法を用いれば、酸化膜２をパター
ニングする第１のフォトリソグラフィ工程において、基
板Ｓのほぼ全面に面内均一性に優れたフォトレジスト層
を形成することができ、これを露光した時には高い露光
精度が得られる。したがって、露光後に現像を行って得
られるレジストパターンの形状精度が高く、このレジス
トパターンをエッチングマスクとして酸化膜２をエッチ
ングしたときに、良好なエッチング精度が得られる。ま
た比較的高価なフォトレジスト液の無駄を少なくして、
生産コストの削減に寄与することができる。

【００３８】また、本実施形態において、前記酸化膜２
をパターニングする第１のフォトリソグラフィ工程だけ
でなく、シリコン酸化膜４およびシリコン窒化膜５をパ
ターニングする第２のフォトリソグラフィ工程、ポリシ
リコン層１１をパターニングする第５のフォトリソグラ
フィ工程、層間絶縁膜１６をパターニングする第８のフ
ォトリソグラフィ工程、Ａｌスパッタ層１７をパターニ
ングする第９のフォトリソグラフィ工程、およびパッシ
ベーション膜をパターニングする第１０のフォトリソグ
ラフィ工程についても同様に、図６に示した手順で、フ
ォトレジスト層の形成に本発明の薄膜形成方法を用いて
行うことができ、同様の作用効果が得られる。

【００３９】また、本実施形態において、前工程を終え
た基板Ｓ上のほぼ全面に層間絶縁膜１６を形成する工程
を、本発明の薄膜形成方法により行うことができる。す
なわち、層間絶縁膜１６を形成する材料として、塗布型
の層間絶縁膜液体材料や多孔質層間絶縁膜液体材料など
の液状材料を用い、前述のインクジェット装置１００を
用いてフォトレジスト液を塗布する方法と同様に、土手
部２１形成した後、この土手部２１に囲まれた池部２３
内に塗膜を形成する方法で層間絶縁膜１６を形成するこ
とができる。

【００４０】かかる方法を用いれば、基板Ｓのほぼ全面
に面内均一性に優れた層間絶縁膜１６を形成することが
できるとともに、液体材料の無駄を少なくして、生産コ
ストの削減に寄与することができる。

【００４１】また、本実施形態において、前工程を終え
た基板Ｓ上のほぼ全面に導電層１７を形成する工程を、
本発明の薄膜形成方法により行うことも可能である。す
なわち、導電層１７を形成する材料として、例えばＩＴ
Ｏ膜形成用の液状材料を用い、前述のインクジェット装
置１００を用いてフォトレジスト液を塗布する方法と同
様に、土手部２１を形成した後、この土手部２１に囲ま
れた池部２３内に塗膜を形成する方法で導電層１７を形
成することができる。そして、この導電層１７を、第９
のフォトリソグラフィ工程によりパターニングして配線
１７ａを形成する。

【００４２】かかる方法を用いれば、基板Ｓのほぼ全面
に面内均一性に優れた導電層１７を形成することがで
き、面内均一性に優れた配線１７ａが得られる。また、
液体材料の無駄が少ないので、生産コストの削減に寄与
することができる。

【００４３】なお、本実施形態では、半導体装置の製造
方法の例として、シリコンゲートＣＭＯＳデバイスの製
造工程の例を挙げて説明したが、この例に限らず、例え
ばシリコンゲートｎＭＯＳデバイスの製造工程や、ｐｎ
接合分離型バイポーラデバイスの製造工程においても、
同様に、フォトレジスト層の形成や、層間絶縁膜の形成
や、導電層の形成を、本発明の薄膜形成方法を用いて行
うことができる。

【００４４】次に、本発明に係る第２実施形態として、
電気光学装置の製造方法について説明する。図７は、ガ
ラス基板上にＴＦＴ（Thin Film Transistor, 薄膜トラ
ンジスタ）が形成されたＴＦＴアレイ基板５１の製造工
程の一例を工程順に示したものである。本実施形態のＴ
ＦＴ基板５１は、スイッチング素子を備えた透明基板と
して、液晶表示装置、有機ＥＬディスプレイ、フィール
ドエミッションディスプレイなど各種の電気光学装置の
構成部品として用いられるものである。

【００４５】図中符号３１はガラス基板を示す。この例
の製造工程を概略説明すると、まずガラス基板３１に対
して、研磨工程３２、続いて初期洗浄工程３３を施した
後、第１のＩＴＯ(indium tin oxide, インジウムスズ
酸化物)膜形成工程３４を行う。そして第１のフォトリ
ソグラフィ工程３５により第１のＩＴＯ膜をパターニン
グする。次いで、層間絶縁膜形成工程３６を行い、続い
てゲート膜形成工程３７を行った後、第２のフォトリソ
グラフィ工程３８によりゲート膜をパターニングする。
次いで、第２のＩＴＯ膜形成工程３９を行った後、第３
のフォトリソグラフィ工程４０により第２のＩＴＯ膜を
パターニングする。

【００４６】次いで、ゲート絶縁膜形成工程４１を行っ
た後、第４のフォトリソグラフィ工程４２によりゲート
絶縁膜をパターニングする。次いで、ｉ形アモルファス
−シリコン膜（ｉａ−Ｓｉ膜）形成工程４３を行った
後、第５のフォトリソグラフィ工程４４によりｉａ−Ｓ
ｉ膜をパターニングする。次いで、エッチングストッパ
膜形成工程４５を行った後、第６のフォトリソグラフィ
工程４６によりエッチングストッパ膜をパターニングす
る。次いで、ｎ⁺形アモルファス−シリコン膜（ｎ⁺ａ−
Ｓｉ膜）形成工程４７を行った後、第７のフォトリソグ
ラフィ工程４８によりｎ⁺ａ−Ｓｉ膜をパターニングす
る。次いで、ソース・ドレイン電極層形成工程４９を行
った後、第８のフォトリソグラフィ工程５０によりソー
ス・ドレイン電極層をパターニングして、ＴＦＴアレイ
基板（逆スタガ型）５１が得られる。

【００４７】本実施形態において、第１のフォトリソグ
ラフィ工程３５により第１のＩＴＯ膜をパターニングす
る工程は、前述の図６に示す手順で、フォトレジスト層
の形成に本発明の薄膜形成方法を用いて行う。すなわ
ち、まず第１のＩＴＯ膜形成工程３４を終えた基板Ｓの
ほぼ全面上に、インクジェット法によりフォトレジスト
液を塗布する。このフォトレジスト液を塗布する工程
は、前述の方法と同様に、まず第１のフォトレジスト液
で土手部２１形成した後、この土手部２１に囲まれた池
部２３内に第２のフォトレジスト液で塗膜を形成する方
法で行う。そして、ベーキングを行って塗膜を硬化させ
ることによりフォトレジスト層を形成し、このフォトレ
ジスト層に対して、所定形状の遮光部を有するフォトマ
スクを介して露光を行った後、現像することにより、所
定形状のレジストパターンを得る。この後、レジストパ
ターンをキュアさせたものをエッチングマスクとして第
１のＩＴＯ膜のエッチングを行った後、レジストパター
ンを除去する。これによりパターニングされたＩＴＯ膜
が得られる。

【００４８】また、本実施形態において、前記第１のフ
ォトリソグラフィ工程３５だけでなく、第２〜第８のフ
ォトリソグラフィ工程３８，４０，４２，４４，４６，
４８，５０についても同様に、前述の図６に示す手順
で、フォトレジスト層の形成に本発明の薄膜形成方法を
用いて行う。

【００４９】本実施形態によれば、第１〜第８のフォト
リソグラフィ工程３５，３８，４０，４２，４４，４
６，４８，５０において、基板Ｓのほぼ全面に、面内均
一性に優れたフォトレジスト層を形成することができ、
これを露光した時には高い露光精度が得られる。したが
って、露光後に現像を行って得られるレジストパターン
の形状精度が高く、このレジストパターンをエッチング
マスクとしてエッチングを行うことにより、良好なエッ
チング精度が得られる。また比較的高価なフォトレジス
ト液の無駄を少なくして、生産コストの削減に寄与する
ことができる。

【００５０】なお本実施形態では、電気光学装置を構成
するＴＦＴ基板の製造工程の例を挙げたが、これに限ら
ず、各種の電気光学装置の製造方法において、フォトリ
ソグラフィ工程を行うためにフォトレジスト液を塗布す
る際には、同様にして、本発明の薄膜形成方法を用いる
ことができ、これによりフォトレジスト液の無駄を削減
できるとともに、面内均一性が良好なフォトレジスト層
が得られる。例えば、単純マトリクス型液晶表示装置
や、セグメント型液晶表示装置の電極を形成するための
フォトリソグラフィ工程において、フォトレジスト液を
塗布する際に、本発明の薄膜形成方法を用いることが好
ましい。

【００５１】また、フォトリソグラフィ工程に限らず、
液体材料を用いた各種薄膜の形成工程において、本発明
の薄膜形成方法を用いることができる。例えば液晶表示
装置等の電気光学装置において、液体材料を用いて透明
導電膜を形成する工程、層間絶縁膜を形成する工程、導
電層を形成する工程、配向膜を形成する工程、平坦化膜
を形成する工程、保護膜を形成する工程等に本発明の薄
膜形成方法を用いることができる。

【００５２】また、本発明の薄膜形成方法は、インクジ
ェットにより塗布を行うものであるので、必ずしも基板
全面に塗布を行う必要はなく、任意の平面形状の薄膜を
形成することができる。したがって、基板のほぼ全面に
薄膜を形成する工程に限らず、任意の形状の薄膜を形成
する工程に用いることができる。

【００５３】

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
薄膜形成方法は、まず、基板上の薄膜を形成する領域の
輪郭部上に、インクジェット法により第１の塗布液を吐
出して比較的幅が狭い土手部を形成するので、表面状態
の均一性が良好で輪郭が鮮明な土手部を形成することが
できる。そして、この土手部で囲まれた池部内に、第２
の塗布液をインクジェット法により吐出して塗膜を形成
するので、池部内の塗膜における表面状態がほぼ均一に
なり、表面張力の差に起因した盛り上がりが生じ難い。
また、第１の塗布液と第２の塗布液とは略同一組成の膜
構成成分を含有しているので、硬化後には両者が一体化
して面内均一性に優れ、輪郭が鮮明な薄膜が得られる。
またインクジェット法を用いるので、所定の部位に所定
の塗布量で塗布液を塗布することができ、したがって、
スピンコート法に比べて塗布液の無駄が格段に少なく、
生産コストの削減を実現することができる。

【００５４】本発明の薄膜構造体の製造方法は、基板上
に薄膜が形成された薄膜構造体の製造方法であって、本
発明の薄膜形成方法により前記薄膜を形成することを特
徴とする。したがって、面内均一性に優れた薄膜を備え
た薄膜構造体が得られるとともに、薄膜を形成するため
の塗布液の無駄を少なくして、生産コストの削減に寄与
することができる。

【００５５】本発明の半導体装置の製造方法は、層間絶
縁膜を備えた半導体装置の製造方法であって、本発明の
薄膜形成方法により前記層間絶縁膜を形成することを特
徴とする。したがって、面内均一性に優れた層間絶縁膜
を備えた半導体装置が得られるとともに、層間絶縁膜を
形成するための塗布液の無駄を少なくして、生産コスト
の削減に寄与することができる。また、本発明の半導体
装置の製造方法は、導電層をパターニングしてなる配線
を備えた半導体装置の製造方法であって、本発明の薄膜
形成方法により前記導電層を形成する工程と、該導電層
をパターニングする工程を有することを特徴とする。し
たがって、面内均一性に優れた配線を備えた半導体装置
が得られるとともに、導電膜を形成するための塗布液の
無駄を少なくして、生産コストの削減に寄与することが
できる。また、本発明の半導体装置の製造方法は、フォ
トリソグラフィ工程を含む半導体装置の製造方法であっ
て、該フォトリソグラフィ工程が、本発明の薄膜形成方
法によりフォトレジスト層を形成する工程を含むことを
特徴とする。したがって面内均一性に優れたフォトレジ
スト層を形成することができ、高い露光精度を得ること
ができる。また比較的高単価であるフォトレジスト液の
無駄を少なくして生産コストの削減に寄与することがで
きる。

【００５６】本発明の電気光学装置の製造方法は、基板
上に透明導電膜を有する電気光学装置を製造する方法で
あって、本発明の薄膜形成方法により前記透明導電膜を
形成することを特徴とする。したがって、面内均一性に
優れた透明導電膜を備えた電気光学装置が得られるとと
もに、透明導電膜を形成するための塗布液の無駄を少な
くして、生産コストの削減に寄与することができる。ま
た本発明の電気光学装置の製造方法は、フォトリソグラ
フィ工程を含む電気光学装置の製造方法であって、該フ
ォトリソグラフィ工程が、請求項７記載の薄膜形成方法
によりフォトレジスト層を形成する工程を含むことを特
徴とする。したがって面内均一性に優れたフォトレジス
ト層を形成することができ、高い露光精度を得ることが
できる。また比較的高単価であるフォトレジスト液の無
駄を少なくして生産コストの削減に寄与することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る第１実施形態を示すもので、半
導体装置の製造工程の例を工程順に示す図である。

【図２】 本発明に係る第１実施形態における、レジス
トパターンを形成する工程の例を工程順に示す図であ
る。

【図３】 本発明において好適に用いられるインクジェ
ットヘッドの例を示す概略斜視図である。

【図４】 本発明に係る第１実施形態における、レジス
ト層形成する工程を示したもので、（ａ）は土手部形成
工程を示す平面図、（ｂ）は池部内に塗膜を形成する工
程を示す断面図である。

【図５】 接触角を説明するための図である。

【図６】 本発明に係る第１実施形態における、フォト
リソグラフィ工程の例を工程順に示す図である。

【図７】 本発明に係る第２実施形態を示すもので、電
気光学装置を構成するＴＦＴ基板の製造工程の例を工程
順に示す図である。

【図８】 従来の薄膜形成方法の例を示すもので、
（ａ）は乾燥前の薄膜の断面図、（ｂ）は乾燥後の薄膜
の断面図である。

【符号の説明】

７，１０，１２，１４ フォトレジスト層 １６ 層間絶縁膜 １７ 導電層 １７ａ 配線 ２１ 土手部 ２３ 池部 ５１ ＴＦＴアレイ基板 Ｓ 基板（前工程を終えた基板） １００ インクジェット装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H025 AB16 AB17 EA04 4D075 AC07 AC08 BB61X CA47 DA06 DA31 DB13 DB31 DC24 EA07 EA21 EA45 EB52 4M104 DD51 DD77 5F033 PP26 SS21 5F046 JA02 JA27

Claims (15)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に塗布液を塗布して薄膜を形成す
   る方法であって、 前記基板上の前記薄膜を形成する領域の輪郭部上に、イ
   ンクジェット法により第１の塗布液を吐出して土手部を
   形成する工程と、 前記土手部で囲まれた池部内に、前記第１の塗布液と略
   同一組成の膜構成成分を含有する第２の塗布液を、イン
   クジェット法により吐出する工程を有することを特徴と
   する薄膜形成方法。
2. 【請求項２】 前記第２の塗布液の粘度が前記第１の塗
   布液の粘度以下であることを特徴とする請求項１記載の
   薄膜形成方法。
3. 【請求項３】 前記第１の塗布液を吐出する前および／
   または前記第２の塗布液を吐出する前に、該塗布液が吐
   出される被吐出面に対して、表面改質処理を行うことを
   特徴とする請求項１または２のいずれかに記載の薄膜形
   成方法。
4. 【請求項４】 前記第１の塗布液を吐出する前に、該第
   １の塗布液が吐出される被吐出面に対して、濡れ性を低
   下させる第１の表面改質処理を行うことを特徴とする請
   求項３に記載の薄膜形成方法。
5. 【請求項５】 前記第２の塗布液を吐出する前に、該第
   ２の塗布液が吐出される被吐出面に対して、濡れ性を向
   上させる第２の表面改質処理を行うことを特徴とする請
   求項３または４のいずれかに記載の薄膜形成方法。
6. 【請求項６】 前記土手部の線幅が５００μｍ以下であ
   ることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の薄
   膜形成方法。
7. 【請求項７】 前記第１の塗布液および第２の塗布液
   が、フォトレジスト液であることを特徴とする請求項１
   〜６のいずれかに記載の薄膜形成方法。
8. 【請求項８】 基板上に薄膜が形成された薄膜構造体の
   製造方法であって、 請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜形成方法により前
   記薄膜を形成することを特徴とする薄膜構造体の製造方
   法。
9. 【請求項９】 層間絶縁膜を備えた半導体装置の製造方
   法であって、請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜形成
   方法により前記層間絶縁膜を形成することを特徴とする
   半導体装置の製造方法。
10. 【請求項１０】 導電層をパターニングしてなる配線を
    備えた半導体装置の製造方法であって、請求項１〜６の
    いずれかに記載の薄膜形成方法により前記導電層を形成
    する工程と、該導電層をパターニングする工程を有する
    ことを特徴とする半導体装置の製造方法。
11. 【請求項１１】 フォトリソグラフィ工程を含む半導体
    装置の製造方法であって、該フォトリソグラフィ工程
    が、請求項７記載の薄膜形成方法によりフォトレジスト
    層を形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の
    製造方法。
12. 【請求項１２】 基板上に透明導電膜を有する電気光学
    装置を製造する方法であって、請求項１〜６のいずれか
    に記載の薄膜形成方法により前記透明導電膜を形成する
    ことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
13. 【請求項１３】 層間絶縁膜を備えた電気光学装置の製
    造方法であって、請求項１〜６のいずれかに記載の薄膜
    形成方法により前記層間絶縁膜を形成することを特徴と
    する電気光学装置の製造方法。
14. 【請求項１４】 導電層をパターニングしてなる配線を
    備えた電気光学装置の製造方法であって、請求項１〜６
    のいずれかに記載の薄膜形成方法により前記導電層を形
    成する工程と、該導電層をパターニングする工程を有す
    ることを特徴とする電気光学装置の製造方法。
15. 【請求項１５】 フォトリソグラフィ工程を含む電気光
    学装置の製造方法であって、該フォトリソグラフィ工程
    が、請求項７記載の薄膜形成方法によりフォトレジスト
    層を形成する工程を含むことを特徴とする電気光学装置
    の製造方法。