JP2016092185A - Pattern formation method, electronic device and pattern formation device - Google Patents

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晋太郎 小倉
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洋史 牛島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To improve the accuracy of the alignment of a pattern between a substrate layer and a semiconductor layer.SOLUTION: There is provided a pattern formation method that is a method for forming a pattern of a semiconductor layer on a substrate layer on which a pattern obtained by modifying an ink material pattern printed on a substrate is formed. In the pattern formation method, a pattern of the semiconductor layer is formed at a predetermined position on the substrate layer, using a mask in which an opening position is corrected in response to a position shift of the modified pattern with respect to a position on the design of an ink material pattern formed on the substrate layer.SELECTED DRAWING: Figure 4

Description

本発明は、パターン形成方法、電子デバイス及びパターン形成装置に関する。   The present invention relates to a pattern forming method, an electronic device, and a pattern forming apparatus.

軽い、壊れにくい、フレキシブル化が容易等の特性を持つ有機材料を使用したエレクトロニクスデバイスは、照明、電子ペーパー、太陽電池等、多岐に渡たる有望市場にて利用の可能性が検討されている。また、有機材料を使用したエレクトロニクスデバイスは、ケイ素(Si)等の無機・金属材料に性能面では未だ及ばない点があるが、安価に作製できるなどの利点を生かしてユニークなアプリケーションの開拓が期待されている。有機材料を使用したエレクトロニクスデバイスが安価に作製できる理由としては、有機材料は溶液化が可能で、印刷法等によるボトムアップ作製法が適用できることによる。   Electronic devices using organic materials that are light, hard to break, and easy to be flexible are being considered for use in a wide variety of promising markets such as lighting, electronic paper, and solar cells. In addition, electronic devices using organic materials have performance inferior to inorganic and metal materials such as silicon (Si), but they are expected to develop unique applications by taking advantage of their ability to be manufactured at low cost. Has been. The reason why an electronic device using an organic material can be manufactured at low cost is that the organic material can be made into a solution and a bottom-up manufacturing method such as a printing method can be applied.

図1に有機TFT(Thin Film Transistor)アレイを作製するための印刷プロセスの一例を示す。印刷法としては、例えば、特許文献1に開示された反転印刷法を使用することができる。反転印刷とは、一様にインクを塗った例えばPDMS(シリコーンゴム)からなるブランケット板から印刷したいパターンの反転パターンを持つ凸版で不要インクを除き、被転写基板(フィルム)を上記平面基板に接触させ、インクを転写して印刷する手法である。   FIG. 1 shows an example of a printing process for producing an organic TFT (Thin Film Transistor) array. As the printing method, for example, the reverse printing method disclosed in Patent Document 1 can be used. Reversal printing refers to a flat plate with a reversal pattern to be printed from a blanket plate made of PDMS (silicone rubber) uniformly coated with ink. And printing by transferring ink.

特許第3689536号公報Japanese Patent No. 3689536

しかしながら、印刷法を用いて基板上にパターン形成された下地層上に、半導体層のパターンを形成すると、下地層の改質時に基板が収縮して両者のパターンに相対的位置ずれが発生する場合がある。   However, when the pattern of the semiconductor layer is formed on the base layer patterned on the substrate using the printing method, the substrate contracts when the base layer is modified, and relative displacement occurs between the two patterns. There is.

そこで、本発明の一つの案では、下地層のパターンと半導体層のパターンとの位置合わせの精度を向上させることが可能なパターン形成方法を提供することを目的とする。   Accordingly, an object of the present invention is to provide a pattern forming method capable of improving the alignment accuracy between the pattern of the base layer and the pattern of the semiconductor layer.

一つの案では、基板上に印刷されたインク材料パターンを改質したパターンが形成された下地層に半導体層のパターンを形成する方法であって、下地層に形成するインク材料パターンの設計上の位置に対する改質したパターンの位置のずれに対応して開口位置が補正されたマスクを用いて、下地層の所定の位置に半導体層のパターンを成膜するパターン形成方法が提供される。   One proposal is a method of forming a semiconductor layer pattern on a base layer on which a modified pattern of an ink material pattern printed on a substrate is formed, and the design of the ink material pattern to be formed on the base layer A pattern forming method is provided in which a pattern of a semiconductor layer is formed at a predetermined position of an underlayer using a mask in which an opening position is corrected corresponding to the shift of the position of a modified pattern with respect to the position.

一態様によれば、下地層のパターンと半導体層のパターンとの位置合わせの精度を向上させることができる。   According to one aspect, it is possible to improve the alignment accuracy between the pattern of the base layer and the pattern of the semiconductor layer.

有機TFTアレイの作製工程を示した図である。It is the figure which showed the preparation process of the organic TFT array. 有機TFTアレイの断面図である。It is sectional drawing of an organic TFT array. 一実施形態に係る樹脂製フィルム基板の変形を示す図である。It is a figure which shows the deformation | transformation of the resin-made film substrates which concern on one Embodiment. 第1実施形態に係る有機TFTアレイの作製工程を示す図である。It is a figure which shows the preparation process of the organic TFT array which concerns on 1st Embodiment. 第1実施形態に係るマスク作製装置の構成図である。It is a block diagram of the mask production apparatus which concerns on 1st Embodiment. 第2実施形態に係る有機TFTアレイの作製工程を示す図である。It is a figure which shows the preparation process of the organic TFT array which concerns on 2nd Embodiment. 第2実施形態に係るマスク選択装置の構成図である。It is a block diagram of the mask selection apparatus concerning 2nd Embodiment. 一実施形態に係る蒸着装置の概略を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows the outline of the vapor deposition apparatus which concerns on one Embodiment.

以下、本発明の実施形態について添付の図面を参照しながら説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複した説明を省く。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. In addition, in this specification and drawing, about the component which has the substantially same function structure, the duplicate description is abbreviate | omitted by attaching | subjecting the same code | symbol.

[電子デバイスの製造工程]
はじめに、有機TFT(Thin Film Transistor)アレイを作製するための印刷プロセスについて説明する。ここでは、印刷法として反転印刷法を使用する。反転印刷とは、一様にインクを塗った、例えばPDMSからなるブランケット板から印刷したいパターンの反転パターンを持つ凸版で不要インクを除き、被転写基板(フィルム)を上記平面基板に接触させインクを転写して印刷する手法である。
[Electronic device manufacturing process]
First, a printing process for producing an organic TFT (Thin Film Transistor) array will be described. Here, the reverse printing method is used as the printing method. Reverse printing is a method in which unnecessary ink is removed with a relief printing pattern having a pattern to be printed from a blanket plate made of PDMS, for example, by applying a uniform ink, and a substrate to be transferred (film) is brought into contact with the above-mentioned flat substrate to apply the ink. This is a technique for transferring and printing.

図1は、有機TFTアレイの作製プロセスフローの一例を示す。樹脂製フィルム基板として120μm厚のポリカーボネート(PC)フィルムを使用した。   FIG. 1 shows an example of a manufacturing process flow of an organic TFT array. A 120 μm thick polycarbonate (PC) film was used as the resin film substrate.

基板を投入し、基板の事前加熱処理後、第1層では、ゲート(gate)層を形成する。PCフィルムの被印刷面を除電し、ダスト等を除去する。ナノ銀インクを使って反転印刷によりゲートパターンを形成する。これにより、図2に示したゲート層10が基板上に印刷される。この状態で、オーブンで180℃、30分加熱してナノ銀インクを改質する。その後約3時間室温で放置し、PCフィルム特性の回復を待つ。   After the substrate is loaded and the substrate is preheated, a gate layer is formed as the first layer. The surface to be printed on the PC film is neutralized to remove dust and the like. A gate pattern is formed by reversal printing using nano silver ink. Thereby, the gate layer 10 shown in FIG. 2 is printed on the substrate. In this state, the nano silver ink is modified by heating in an oven at 180 ° C. for 30 minutes. After that, it is allowed to stand at room temperature for about 3 hours and waits for recovery of PC film characteristics.

第2層では、ゲート絶縁(insulator)層を形成する。まず、ゲートパターンが形成された被印刷面をスピン洗浄し、汚れを除去する。続いてUV照射で汚れ除去と配線上の濡れ性の向上を図り、最後に除電しダストの除去を行う。次に、ゲート絶縁層(PVP:ポリビニルフェノール)を約1μm厚に塗布する。これにより、図2に示したゲート絶縁層20がゲート層10を覆うように形成される。この状態で、オーブンで170℃、60分加熱してゲート絶縁層20を改質する。その後約3時間室温で放置し、PCフィルム特性の回復を待つ。   In the second layer, a gate insulating layer is formed. First, the surface to be printed on which the gate pattern is formed is subjected to spin cleaning to remove dirt. Subsequently, UV irradiation is used to remove dirt and improve the wettability on the wiring. Finally, the static electricity is removed to remove dust. Next, a gate insulating layer (PVP: polyvinylphenol) is applied to a thickness of about 1 μm. Thereby, the gate insulating layer 20 shown in FIG. 2 is formed so as to cover the gate layer 10. In this state, the gate insulating layer 20 is modified by heating in an oven at 170 ° C. for 60 minutes. After that, it is allowed to stand at room temperature for about 3 hours and waits for recovery of PC film characteristics.

第3層では、ソース(source)−ドレイン(drain)層を形成する。ゲート絶縁層20(PVP)の塗布面を除電し、ダスト等を除去する。ナノ銀インクを使って反転印刷によりソース−ドレインパターンを形成する。これにより、図2に示したソース−ドレイン層30、40がゲート絶縁層20(PVP)上に印刷される。オーブンで180℃、30分加熱してナノ銀インクを改質する。その後約3時間室温で放置し、PCフィルム特性の回復を待つ。   In the third layer, a source-drain layer is formed. The coating surface of the gate insulating layer 20 (PVP) is neutralized to remove dust and the like. A source-drain pattern is formed by reversal printing using nano silver ink. Thereby, the source-drain layers 30 and 40 shown in FIG. 2 are printed on the gate insulating layer 20 (PVP). The nano silver ink is modified by heating in an oven at 180 ° C. for 30 minutes. After that, it is allowed to stand at room temperature for about 3 hours and waits for recovery of PC film characteristics.

第4層では、半導体(semiconductor)層を形成する。ゲート絶縁層20(PVP)上にソース−ドレインパターンが形成された被印刷面をウェット洗浄し、有機物の汚れを除去する。続いて除電しダストの除去を行う。P3HTインクを使って反転印刷により半導体層パターンを形成する。これにより、図2に示した半導体層50がソース−ドレイン層30、40間に形成される。塗布後すぐに窒素雰囲気のグローブボックスに入れ、ホットプレートで150℃、15分加熱する。その後、窒素雰囲気のグローブボックス中で約3時間放置し、PCフィルム特性の回復を待つ。   In the fourth layer, a semiconductor layer is formed. The surface to be printed on which the source-drain pattern is formed on the gate insulating layer 20 (PVP) is wet-cleaned to remove organic contamination. Subsequently, the charge is removed and dust is removed. A semiconductor layer pattern is formed by reverse printing using P3HT ink. As a result, the semiconductor layer 50 shown in FIG. 2 is formed between the source-drain layers 30 and 40. Immediately after application, put in a nitrogen atmosphere glove box and heat on a hot plate at 150 ° C. for 15 minutes. After that, it is left in a glove box in a nitrogen atmosphere for about 3 hours and waits for the PC film characteristics to recover.

作製した有機TFTの電気特性は、窒素(N)雰囲気のグローブボックス中でテスターを使い計測した。 The electrical characteristics of the produced organic TFT were measured using a tester in a glove box in a nitrogen (N 2 ) atmosphere.

第5層では、パッシベーション(passivation)層を形成する。半導体材料にダメージを与えるウェット洗浄やUV照射等は行わず、反転印刷で1μm厚のフッ素系樹脂(CYTOP(登録商標))膜を形成する。オーブンで150℃、20分加熱する。これにより、図2に示したパッシベーション層60がゲート絶縁層20上に形成される。   In the fifth layer, a passivation layer is formed. Wet cleaning or UV irradiation that damages the semiconductor material is not performed, and a fluorine resin (CYTOP (registered trademark)) film having a thickness of 1 μm is formed by reverse printing. Heat in an oven at 150 ° C. for 20 minutes. Thereby, the passivation layer 60 shown in FIG. 2 is formed on the gate insulating layer 20.

上述で試作したフレキシブル有機TFTアレイは、改質プロセスを4回経て、PCフィルム表面上に構造体が作りこまれているが基板自体に反りや局所的な歪みは全く観察されない。また、PCフィルム基板を曲げる動作を繰り返し行っても印刷パターンが基板から剥がれるようなこともない。   The flexible organic TFT array prototyped above has undergone a modification process four times, and a structure is formed on the surface of the PC film, but no warpage or local distortion is observed on the substrate itself. Further, even if the operation of bending the PC film substrate is repeated, the printed pattern does not peel off from the substrate.

しかしながら、上述した作製プロセスは、特性のばらつきや、トランジスタ性能の点で実用化に向けた課題を有する。これは、有機半導体層を印刷プロセスによって成膜した場合、半導体層がチャネル部で規則正しく配向しないことや均一に半導体層が塗布できないことなどが主な原因と考えられる。   However, the manufacturing process described above has problems for practical use in terms of variation in characteristics and transistor performance. This is considered to be mainly caused by the fact that when the organic semiconductor layer is formed by a printing process, the semiconductor layer is not regularly oriented in the channel portion, and the semiconductor layer cannot be uniformly applied.

これに対して、半導体層を印刷プロセスではなく、真空プロセスによって成膜すると配向性を気にすることなく容易に均一な膜が得られる。このため、真空プロセスを用いて形成された半導体層は、印刷プロセスを用いて形成された半導体層と比較して、現状では10倍以上のトランジスタ性能を容易に達成することができる。   On the other hand, when the semiconductor layer is formed not by a printing process but by a vacuum process, a uniform film can be easily obtained without worrying about orientation. For this reason, the semiconductor layer formed using the vacuum process can easily achieve the transistor performance of 10 times or more at present as compared with the semiconductor layer formed using the printing process.

以下に、半導体層を印刷プロセスで形成する場合と真空プロセスで形成する場合のそれぞれの特徴を列記する。なお、半導体層以外の層は、いずれのプロセスにおいても印刷法で行う。
(1)真空プロセスは、半導体層以外の層を形成する印刷装置とは別に成膜装置が必要となることから、コストとフットプリントが増大する。
(2)印刷プロセスは、半導体材料の特性低下を抑制するために、半導体層の印刷を行うときと他の配線や絶縁層の印刷を行うときとでブランケットを交換する必要がある。
(3)印刷プロセスでは、半導体材料をインク化して成膜するため、半導体材料をそのまま使用する真空プロセスと比較して材料費が増大する。
(4)真空プロセスのほうが印刷プロセスより安定して高性能が得られる。
(5)真空プロセスでは成膜後の改質(焼成)工程が不要であり、基板温度を室温に抑えることができる。
(6)真空プロセスは印刷プロセスと比較して成膜時間が長くなる。
(7)真空プロセス、印刷プロセス共に変形した基板に半導体層のパターンを合わせこむことができない。
The characteristics of the semiconductor layer when formed by a printing process and when formed by a vacuum process are listed below. Note that layers other than the semiconductor layer are formed by a printing method in any process.
(1) Since the vacuum process requires a film forming apparatus in addition to a printing apparatus that forms layers other than the semiconductor layer, the cost and footprint increase.
(2) In the printing process, it is necessary to exchange the blanket between when the semiconductor layer is printed and when another wiring or an insulating layer is printed in order to suppress deterioration in characteristics of the semiconductor material.
(3) In the printing process, since the semiconductor material is formed into an ink to form a film, the material cost is increased as compared with a vacuum process in which the semiconductor material is used as it is.
(4) High performance can be obtained more stably in the vacuum process than in the printing process.
(5) The vacuum process does not require a modification (firing) step after film formation, and the substrate temperature can be suppressed to room temperature.
(6) The vacuum process requires a longer film formation time than the printing process.
(7) The pattern of the semiconductor layer cannot be matched with the substrate deformed in both the vacuum process and the printing process.

以上、半導体層を印刷プロセスで形成する場合と真空プロセスで形成する場合のそれぞれの特徴を説明したが、項目ごとに比較した結果を表1に示す。   The characteristics of the semiconductor layer when formed by a printing process and when formed by a vacuum process have been described above. Table 1 shows the results of comparison for each item.

Figure 2016092185
以下、表1を参照しながら、半導体層を印刷プロセスで形成する場合と真空プロセスで形成する場合のそれぞれの優位性について説明する。
Figure 2016092185
Hereinafter, with reference to Table 1, advantages of the semiconductor layer formed by the printing process and the vacuum process will be described.

表1に示すように、半導体層を印刷プロセスで形成する場合は、半導体層以外の層を印刷する際に使用する装置と同一装置を用いることができ、導入コストを抑制できる。   As shown in Table 1, when the semiconductor layer is formed by a printing process, the same apparatus as that used when printing a layer other than the semiconductor layer can be used, and the introduction cost can be suppressed.

一方、半導体層を真空プロセスで形成する場合は、半導体材料をインク化する工程が不要であるため半導体材料費を低減することができ、化学構造を維持した状態で膜形成ができることから高いトランジスタ性能が容易に得られる。また、成膜後に改質(焼成)プロセスが不要であることから、成膜と改質の合計時間を短縮することができると共に基板の収縮がない。   On the other hand, when the semiconductor layer is formed by a vacuum process, the process of converting the semiconductor material into an ink is unnecessary, so the cost of the semiconductor material can be reduced, and the film can be formed while maintaining the chemical structure, resulting in high transistor performance. Is easily obtained. In addition, since no modification (firing) process is required after film formation, the total time required for film formation and modification can be shortened and the substrate does not shrink.

以上のように、印刷プロセスと真空プロセスとの間には、それぞれに異なる優位性があり、どちらのプロセスを採用するかは、目的に合わせて任意に選択することができる。   As described above, there are different advantages between the printing process and the vacuum process, and which process is adopted can be arbitrarily selected according to the purpose.

しかしながら、いずれのプロセスを選択しても、基板上に印刷されたインク材料パターンを改質した下地層のパターンと半導体層のパターンとの間の位置合わせは必要であり、両者の間に位置ずれが発生する。これは、下地層のインク材料パターンを改質する際の熱処理によって基板が変形することが主な要因である。   However, regardless of which process is selected, it is necessary to align the pattern of the underlying layer, which is a modified ink material pattern printed on the substrate, and the pattern of the semiconductor layer. Occurs. This is mainly due to the deformation of the substrate due to the heat treatment in modifying the ink material pattern of the underlayer.

図3は、一実施形態に係る樹脂製フィルム基板の変形例を示す図であり、200mm角の樹脂製フィルム基板がインク材料パターンの改質のために加熱された時の基板変形量を測定した結果を示している。ここで、黒実線の格子で示した焼成前の基板上のインク材料パターンの設計上の位置は、焼成前の基板上のインク材料パターンの位置と概ね等しい。   FIG. 3 is a view showing a modified example of the resin film substrate according to the embodiment, and the deformation amount of the substrate when the 200 mm square resin film substrate is heated to modify the ink material pattern was measured. Results are shown. Here, the design position of the ink material pattern on the substrate before baking indicated by the black solid line grid is substantially equal to the position of the ink material pattern on the substrate before baking.

図3に示すように、樹脂製フィルム基板上に形成された下地層の印刷パターンの配置が、インク材料パターンの改質による基板変形で、焼成前の基板上のインク材料パターンの設計上の位置に対して内側にずれている(菱形で示す)。このずれ量は、図中の矢印で示すように、最大で20μm程度である。   As shown in FIG. 3, the layout of the printed pattern of the underlayer formed on the resin film substrate is a deformation of the substrate due to the modification of the ink material pattern, and the design position of the ink material pattern on the substrate before baking. (Indicated by diamonds). This deviation amount is about 20 μm at the maximum as shown by the arrows in the figure.

このため、樹脂製フィルム基板上の対角2箇所に設けられた位置合わせマーク(図3)と版の位置合わせマークとを合わせようとしても、両者のパターンは所望する設計上の位置では重ならない。   For this reason, even if it tries to align the alignment mark (FIG. 3) provided at two diagonal positions on the resin film substrate and the alignment mark of the plate, the patterns of both do not overlap at the desired design position. .

そこで、以下に説明する実施形態では、下地層のパターンと半導体層のパターンとの位置合わせの精度を向上させるパターン形成方法を提案する。その際、本実施形態では、動作に信頼性が持てるデバイスを作製することができることから、半導体層を真空プロセスで形成する。以下、第1実施形態に係るパターン形成方法を用いた有機TFTアレイの作製方法を図4及び図5を参照しながら説明する。   Therefore, in the embodiment described below, a pattern forming method is proposed that improves the alignment accuracy between the pattern of the base layer and the pattern of the semiconductor layer. At this time, in this embodiment, since a device with reliable operation can be manufactured, the semiconductor layer is formed by a vacuum process. Hereinafter, a method for producing an organic TFT array using the pattern forming method according to the first embodiment will be described with reference to FIGS.

<第1実施形態>
[有機TFTアレイの作製工程]
第1実施形態に係るパターン形成方法を用いた有機TFTアレイの作製工程のフローチャートを図4に示す。
<First Embodiment>
[Manufacturing process of organic TFT array]
FIG. 4 shows a flowchart of the manufacturing process of the organic TFT array using the pattern forming method according to the first embodiment.

図4に示すように、まず樹脂製フィルム基板を、後に示す改質工程で基板に加わる最大負荷相当(180℃、60分)で事前に加熱し、基板の初期の歪を解放させる(S20)。次に、基板を洗浄、すなわち除電してパーティクルを除去する(S21)。   As shown in FIG. 4, first, the resin film substrate is preheated at a maximum load (180 ° C., 60 minutes) applied to the substrate in the modification step described later to release the initial strain of the substrate (S20). . Next, the substrate is cleaned, that is, neutralized to remove particles (S21).

次に、反転印刷機でナノ銀インクを用いてゲート層のパターンを印刷する(S22)。ステップS22は、メタル層を形成するための第1のインク材料パターンを印刷する第1のパターン形成工程の一例である。   Next, the pattern of the gate layer is printed using nano silver ink with a reverse printing machine (S22). Step S22 is an example of a first pattern forming process for printing a first ink material pattern for forming a metal layer.

印刷後ただちにゲート絶縁層の塗布工程にて、例えば、スピンコート法やスリットノズルコート法でPVP(ポリビニルフェノール樹脂)を全面塗布する(S23)。ステップS23は、第1のパターン形成工程後、絶縁材料を塗布する塗布工程の一例である。   Immediately after printing, in the gate insulating layer coating step, for example, PVP (polyvinylphenol resin) is coated on the entire surface by spin coating or slit nozzle coating (S23). Step S23 is an example of an application process for applying an insulating material after the first pattern formation process.

PVP塗布後の基板を乾燥炉に送り、PVP表面がべとつかない程度まで短時間低温で乾燥させる(S24)。   The substrate after the PVP application is sent to a drying furnace and dried at a low temperature for a short time until the surface of the PVP is not sticky (S24).

乾燥後、反転印刷機でナノ銀インクを用いてソース−ドレイン層のパターンを印刷する(S25)。ステップS25は、塗布工程後、前記印刷された第1のインク材料パターンの位置に応じた位置に、メタル層を形成するための第2のインク材料パターンを印刷する第2のパターン形成工程の一例である。   After drying, the pattern of the source-drain layer is printed using nano silver ink with a reverse printing machine (S25). Step S25 is an example of a second pattern forming process for printing a second ink material pattern for forming a metal layer at a position corresponding to the position of the printed first ink material pattern after the coating process. It is.

その後、ゲート層、ソース層、ドレイン層の3層が形成された基板を熱平衡加熱手段、例えば、オーブン改質炉で一体的に加熱する(S26)。ステップS26は、第2のパターン形成工程後、第1のインク材料パターン、絶縁材料及び第2のインク材料パターンを一体的に改質する改質工程の一例である。   Thereafter, the substrate on which the three layers of the gate layer, the source layer, and the drain layer are formed is integrally heated by a thermal equilibrium heating means, for example, an oven reforming furnace (S26). Step S26 is an example of a reforming process for integrally reforming the first ink material pattern, the insulating material, and the second ink material pattern after the second pattern forming process.

改質の際、前記第1のインク材料パターン、前記絶縁材料及び前記第2のインク材料パターンのうち最も改質しにくい材料の改質条件に基づき、3層を一体的に改質してもよい。第1実施形態の場合、加熱条件は3層のうちで最も温度と時間が厳しい180℃、60分に設定する。これにより、各層を改質し、各層を所望の電気特性にすることができる。その後、生成した積層膜を冷却する(S27)。   In the modification, the three layers may be integrally modified based on the modification condition of the material that is most difficult to modify among the first ink material pattern, the insulating material, and the second ink material pattern. Good. In the case of the first embodiment, the heating condition is set to 180 ° C. and 60 minutes, the most severe of the temperature and time among the three layers. Thereby, each layer can be modified and each layer can have desired electrical characteristics. Thereafter, the formed laminated film is cooled (S27).

なお、第1のインク材料パターン及び第2のインク材料パターンのインク材料は、1ミクロン又は1ミクロン未満のナノ材料を含む材料から構成されてもよい。また、改質工程及び乾燥工程以外の工程では、前記第1のインク材料パターン、前記ゲート絶縁材料及び前記第2のインク材料パターンを加熱及び乾燥しなくてもよい。   Note that the ink material of the first ink material pattern and the second ink material pattern may be composed of a material including nanomaterials of 1 micron or less than 1 micron. In the steps other than the reforming step and the drying step, the first ink material pattern, the gate insulating material, and the second ink material pattern may not be heated and dried.

続いて、後に示す半導体層を成膜する成膜工程(マスク蒸着)で使用するマスクの変更が必要かどうかを判定する(S28)。   Subsequently, it is determined whether or not it is necessary to change a mask used in a film forming process (mask vapor deposition) for forming a semiconductor layer described later (S28).

第1実施形態では、マスクの変更が必要であるかどうかの判定は、現在の基板のロット番号を取得して、先行する基板のロット番号と異なるかどうかによって行う。すなわち、現在の基板のロット番号が先行する基板のロット番号と異なる場合にマスク変更要求を出し、現在の基板のロット番号と先行する基板のロット番号が同一である場合にはマスク変更要求を出さないようにする。   In the first embodiment, whether or not the mask needs to be changed is determined based on whether or not the lot number of the current substrate is acquired and is different from the lot number of the preceding substrate. In other words, a mask change request is issued when the lot number of the current board is different from the lot number of the preceding board, and a mask change request is issued when the lot number of the current board is the same as the lot number of the preceding board. Do not.

なお、マスクの変更が必要であるかどうかの判定は、上記に限定されるものではなく、例えば、工程を通過した基板枚数が所定の枚数となったときにマスク変更要求を出すようにしても良い。この判定は、管理者が行っても良いし、ハードウェアにより制御しても良いし、ソフトウェアにより制御しても良い。   The determination as to whether or not the mask needs to be changed is not limited to the above. For example, a mask change request may be issued when the number of substrates that have passed through the process reaches a predetermined number. good. This determination may be performed by an administrator, may be controlled by hardware, or may be controlled by software.

マスク変更要求がない場合には、ゲート絶縁層(PVP)上にソース−ドレインパターンが形成された被印刷面をウェット洗浄し、有機物の汚れを除去する。続いて除電しダストの除去を行う(S30)。   When there is no mask change request, the surface to be printed on which the source-drain pattern is formed on the gate insulating layer (PVP) is wet-cleaned to remove organic stains. Subsequently, the charge is removed and dust is removed (S30).

マスク変更要求がある場合には、新たなマスクを作製(S29−1)後、ゲート絶縁層(PVP)上にソース−ドレインパターンが形成された被印刷面をウェット洗浄し、有機物の汚れを除去する。続いて除電しダストの除去を行う(S30)。なお、新たなマスクを作製する工程については後述する。   If there is a request to change the mask, a new mask is produced (S29-1), and then the printed surface on which the source-drain pattern is formed on the gate insulating layer (PVP) is wet-cleaned to remove organic contamination. To do. Subsequently, the charge is removed and dust is removed (S30). Note that a process of manufacturing a new mask will be described later.

次に、蒸着装置(図8参照)を用いて、半導体材料を蒸発させることによって、マスクをした基板に半導体層パターンを形成する(S31)。このとき、マスク変更要求がなかった場合には、先行する基板で用いたマスクを使用し、マスク変更要求があった場合には、新たに作製したマスクを使用してマスク蒸着を行う。   Next, a semiconductor layer pattern is formed on the masked substrate by evaporating the semiconductor material using a vapor deposition apparatus (see FIG. 8) (S31). At this time, if there is no mask change request, the mask used in the preceding substrate is used, and if there is a mask change request, mask deposition is performed using a newly produced mask.

ここで、基板とマスクとは、蒸着装置に搬入される前に、基板とマスクのそれぞれの位置合わせマークを合わせることによって位置決めする。第1実施形態では、図3に示すように、座標(X,Y)=(0,0)近傍と座標(X,Y)=(200,200)近傍の対角2箇所に設けた位置合わせマークを位置決めのために用いるが、位置合わせマークの位置及び数量はこれに限定されるものではない。   Here, before carrying in a vapor deposition apparatus, a board | substrate and a mask are positioned by aligning each alignment mark of a board | substrate and a mask. In the first embodiment, as shown in FIG. 3, the alignment is provided at two diagonal positions near the coordinates (X, Y) = (0, 0) and near the coordinates (X, Y) = (200, 200). Although the mark is used for positioning, the position and quantity of the alignment mark are not limited to this.

また、第1実施形態では、半導体材料として有機材料のペンタセンを用いるが、これに限定されるものではなく、例えば、シリコン等の無機材料を用いることもできる。   In the first embodiment, the organic material pentacene is used as the semiconductor material. However, the present invention is not limited to this, and for example, an inorganic material such as silicon may be used.

また、第1実施形態では、半導体層を成膜する真空プロセスとして、蒸着法を用いるが、これに限定されるものではなく、例えば、スパッタ法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法等の成膜方法を用いることもできる。   In the first embodiment, an evaporation method is used as a vacuum process for forming a semiconductor layer. However, the present invention is not limited to this. For example, a film forming method such as a sputtering method or a CVD (Chemical Vapor Deposition) method is used. Can also be used.

また、第1実施形態では、半導体層の下地層となるゲート層、ゲート絶縁層及びソース−ドレイン層を三層一体改質する場合を説明したが、これに限定されるものではない。例えば、電子デバイスの製造工程の一例において説明したように、半導体層の下地層となるゲート層、ゲート絶縁層及びソース−ドレイン層をそれぞれ改質する形態であっても良い。   In the first embodiment, the case where the three layers of the gate layer, the gate insulating layer, and the source-drain layer, which are base layers of the semiconductor layer, are integrally modified has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, as described in the example of the manufacturing process of the electronic device, the gate layer, the gate insulating layer, and the source-drain layer that are the base layers of the semiconductor layer may be modified.

[マスク作製方法]
第1実施形態に係るパターン形成方法におけるマスク作製方法の一例を、図5を参照しながら説明する。
[Mask manufacturing method]
An example of a mask manufacturing method in the pattern forming method according to the first embodiment will be described with reference to FIG.

図5に示すように、マスク作製は、座標測定装置100及びマスク加工装置104を含むマスク作製装置によって行う。座標測定装置100は、計測手段101、演算手段102及び記憶手段103を有する。   As shown in FIG. 5, mask fabrication is performed by a mask fabrication apparatus that includes a coordinate measuring apparatus 100 and a mask processing apparatus 104. The coordinate measuring apparatus 100 includes a measurement unit 101, a calculation unit 102, and a storage unit 103.

まず、マスク変更確認(図4のS28)において、マスク変更要求が出された場合、基板が座標測定装置100に搬入される。   First, in the mask change confirmation (S28 in FIG. 4), when a mask change request is issued, the substrate is carried into the coordinate measuring apparatus 100.

図3に示すように、搬入された基板の一端が下地層に形成するインク材料パターンの設計値の座標(X,Y)=(0,0)に一致するように位置決めを行う。計測手段101は、位置決めされた基板上に設けられた格子状の複数の基準マーク(菱形で示す)の座標を計測し、計測した位置情報を演算手段102に伝送する(第1の工程)。   As shown in FIG. 3, positioning is performed so that one end of the loaded substrate coincides with the coordinates (X, Y) = (0, 0) of the design value of the ink material pattern formed on the underlayer. The measuring means 101 measures the coordinates of a plurality of grid-like reference marks (indicated by diamonds) provided on the positioned substrate, and transmits the measured position information to the computing means 102 (first step).

なお、計測が完了した基板は、座標測定装置100から搬出される。   Note that the substrate for which measurement has been completed is unloaded from the coordinate measuring apparatus 100.

演算手段102は、第1の工程で計測された基準マークの位置情報と、下地層に形成するインク材料パターンの設計上の位置情報とに基づく位置のずれに対応してマスクの開口位置を補正するための補正済設計データを算出する(第2の工程)。演算手段102は、算出された補正済設計データを記憶手段103及びマスク加工装置104にそれぞれ伝送する。   The calculation means 102 corrects the opening position of the mask corresponding to the positional deviation based on the positional information of the reference mark measured in the first step and the positional information on the design of the ink material pattern formed on the underlayer. Corrected design data is calculated (second step). The computing unit 102 transmits the calculated corrected design data to the storage unit 103 and the mask processing apparatus 104, respectively.

記憶手段103は、マスク作製が行われるたびに補正済設計データを、マスクを識別するマスクIDと紐付けて記憶する。   The storage unit 103 stores corrected design data in association with a mask ID for identifying a mask every time a mask is manufactured.

なお、下地層に形成するインク材料パターンの設計上の位置情報は、予め記憶手段103に記憶されており、演算手段102が記憶手段103から読み出すことが可能である。   The design position information of the ink material pattern to be formed on the underlayer is stored in advance in the storage unit 103 and can be read out from the storage unit 103 by the calculation unit 102.

第2の工程で算出された補正済設計データを元に、マスク加工装置104は、開口位置が所望の位置に補正されるようにマスクを加工する(第3の工程)。   Based on the corrected design data calculated in the second step, the mask processing apparatus 104 processes the mask so that the opening position is corrected to a desired position (third step).

以上、マスク作製方法について説明したが、これ限定されるものでない。例えば、第1の工程で計測した位置情報と、下地層に形成するインク材料パターンの設計上の位置情報との差分を演算手段102に伝送しても良い。   Although the mask manufacturing method has been described above, the present invention is not limited to this. For example, the difference between the position information measured in the first step and the position information on the design of the ink material pattern formed on the underlayer may be transmitted to the calculation means 102.

演算手段102は、図示しないCPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)を有する。CPUはたとえば記憶手段103に格納された各種データ及びプログラムに従ってマスク作製の制御を実行する。記憶手段103は、例えば半導体メモリ、磁気ディスク、または光学ディスクなどを用いてRAM、ROMとして実現されうる。   The computing means 102 has a CPU (Central Processing Unit), a ROM (Read Only Memory), and a RAM (Random Access Memory) not shown. The CPU executes mask production control in accordance with various data and programs stored in the storage means 103, for example. The storage unit 103 can be realized as a RAM or a ROM using, for example, a semiconductor memory, a magnetic disk, or an optical disk.

例えば、マスク作製を実行するために行われる各種の演算処理のプログラムや補正済設計データは、記憶手段103に格納して提供される。これらの演算処理のプログラムや補正済設計データは、図示しないドライバを介して記憶手段103に読み込まれるものであってもよく、また、図示しないネットワークからダウンロードされて記憶手段103に格納されるものであってもよい。   For example, various arithmetic processing programs and corrected design data performed to execute mask fabrication are stored in the storage unit 103 and provided. These arithmetic processing programs and corrected design data may be read into the storage means 103 via a driver (not shown), or downloaded from a network (not shown) and stored in the storage means 103. There may be.

また、上記各部の機能を実現するために、CPUに代えてDSP(Digital Signal Processor)が用いられてもよい。なお、演算手段102の機能は、ソフトウェアを用いて動作することにより実現されてもよく、ハードウェアを用いて動作することにより実現されてもよい。   Further, a DSP (Digital Signal Processor) may be used instead of the CPU in order to realize the functions of the above-described units. Note that the function of the computing means 102 may be realized by operating using software, or may be realized by operating using hardware.

[効果]
次に、第1実施形態のパターン形成方法を用いた電子デバイスの製造の効果について説明する。
[effect]
Next, the effect of manufacturing an electronic device using the pattern forming method of the first embodiment will be described.

下地層であるゲート層、ゲート絶縁層、ソース−ドレイン層を樹脂製フィルム基板上に印刷後、改質すると、樹脂製フィルム基板は収縮する。これにより、下地層上のパターンと半導体層のパターンとの位置ずれが生じる。   When the gate layer, the gate insulating layer, and the source-drain layer, which are base layers, are printed on the resin film substrate and then modified, the resin film substrate contracts. As a result, a positional deviation between the pattern on the base layer and the pattern on the semiconductor layer occurs.

しかし、第1実施形態では、以上のマスク作製方法により、変形した基板の位置情報に対応して開口位置が補正されたマスクを用いて半導体層を成膜することが可能である。これにより、下地層のパターンと半導体層のパターンとの位置合わせの精度を向上させることができる。   However, in the first embodiment, the semiconductor layer can be formed by using the mask whose opening position is corrected in accordance with the position information of the deformed substrate by the above mask manufacturing method. Thereby, the precision of alignment with the pattern of a base layer and the pattern of a semiconductor layer can be improved.

すなわち、半導体層を精度良くチャネル部に形成することができ、更に、真空プロセスにより、印刷プロセスよりも特性上ばらつきのない半導体材料を形成できるため、高いトランジスタ性能を得ることができる。   In other words, the semiconductor layer can be formed in the channel portion with high accuracy, and further, a semiconductor material that has less characteristic variation than the printing process can be formed by a vacuum process, so that high transistor performance can be obtained.

以上から、第1実施形態による作製プロセスで作製したTFTは、これまでの作製プロセスで作製したTFTと比較して、位置ずれを格段に抑制することができ、極めて大きな効果を有する。   From the above, the TFT manufactured by the manufacturing process according to the first embodiment can significantly suppress the positional deviation as compared with the TFT manufactured by the conventional manufacturing process, and has an extremely large effect.

以上に説明したように、第1実施形態に係るパターン形成方法によれば、下地層のパターンと半導体層のパターンとの位置ずれを抑制し、精度良く位置合わせができる。   As described above, according to the pattern forming method according to the first embodiment, positional displacement between the pattern of the base layer and the pattern of the semiconductor layer is suppressed, and alignment can be performed with high accuracy.

次に、第2実施形態に係る有機TFTアレイの作製方法を図6及び図7を参照しながら説明する。   Next, a method for producing an organic TFT array according to the second embodiment will be described with reference to FIGS.

<第2実施形態>
[有機TFTアレイの作製工程]
第2実施形態に係るパターン形成方法を用いた有機TFTアレイの作製工程のフローチャートを図6に示す。
Second Embodiment
[Manufacturing process of organic TFT array]
FIG. 6 shows a flowchart of the manufacturing process of the organic TFT array using the pattern forming method according to the second embodiment.

第2実施形態に係る下地層(ゲート層、ゲート絶縁層、ソース−ドレイン層)の形成は、第1実施形態と同様であるので、省略する。   Since the formation of the underlayer (gate layer, gate insulating layer, source-drain layer) according to the second embodiment is the same as that of the first embodiment, a description thereof will be omitted.

図6に示すように、S20からS27で形成された基板上の積層膜に対して、後に示す半導体層を成膜する成膜工程(マスク蒸着)で使用するマスクの変更が必要かどうかを判定する(S28)。   As shown in FIG. 6, it is determined whether or not it is necessary to change a mask used in a film formation process (mask vapor deposition) for forming a semiconductor layer, which will be described later, with respect to the stacked film on the substrate formed in S20 to S27. (S28).

第2実施形態では、第1実施形態と同様に、マスクの変更が必要であるかどうかの判定は、現在の基板のロット番号を取得して、先行する基板のロット番号と異なるかどうかによって行う。すなわち、現在の基板のロット番号が先行する基板のロット番号と異なる場合にマスク変更要求を出し、現在の基板のロット番号と先行する基板のロット番号が同一である場合にはマスク変更要求を出さないようにする。   In the second embodiment, as in the first embodiment, whether or not the mask needs to be changed is determined based on whether the lot number of the current substrate is acquired and is different from the lot number of the preceding substrate. . In other words, a mask change request is issued when the lot number of the current board is different from the lot number of the preceding board, and a mask change request is issued when the lot number of the current board is the same as the lot number of the preceding board. Do not.

なお、マスクの変更が必要であるかどうかの判定は、上記に限定されるものではなく、例えば、工程を通過した基板枚数が所定の枚数となったときにマスク変更要求を出すようにしても良い。   The determination as to whether or not the mask needs to be changed is not limited to the above. For example, a mask change request may be issued when the number of substrates that have passed through the process reaches a predetermined number. good.

マスクの変更が不要な場合には、ゲート絶縁層(PVP)上にソース−ドレインパターンが形成された被印刷面をウェット洗浄し、有機物の汚れを除去する。続いて除電しダストの除去を行う(S30)。   When it is not necessary to change the mask, the surface to be printed on which the source-drain pattern is formed on the gate insulating layer (PVP) is wet-cleaned to remove organic contamination. Subsequently, the charge is removed and dust is removed (S30).

マスクの変更が必要な場合には、新たなマスクを選択(S29−2)後、ゲート絶縁層(PVP)上にソース−ドレインパターンが形成された被印刷面をウェット洗浄し、有機物の汚れを除去する。続いて除電しダストの除去を行う(S30)。新たなマスクを選択する工程については後述する。   If it is necessary to change the mask, a new mask is selected (S29-2), and then the printed surface on which the source-drain pattern is formed on the gate insulating layer (PVP) is wet-cleaned to remove organic contamination. Remove. Subsequently, the charge is removed and dust is removed (S30). The process of selecting a new mask will be described later.

次に、蒸着装置(図8参照)を用いて、半導体材料を蒸発させることによって、マスクをした基板に半導体層パターンを形成する(S31)。このとき、マスク変更要求がなかった場合には、先行する基板で用いたマスクを使用し、マスク変更要求があった場合には、新たに選択したマスクを使用してマスク蒸着を行う。   Next, a semiconductor layer pattern is formed on the masked substrate by evaporating the semiconductor material using a vapor deposition apparatus (see FIG. 8) (S31). At this time, if there is no mask change request, the mask used in the preceding substrate is used, and if there is a mask change request, mask deposition is performed using the newly selected mask.

なお、基板とマスクの位置合わせ方法及び半導体層の形成方法の変形例については、第1実施形態と同様であるため省略する。   Note that modifications of the substrate and mask alignment method and the semiconductor layer formation method are the same as those in the first embodiment, and thus are omitted.

[マスクの選択方法]
第2実施形態に係るパターン形成方法におけるマスク選択方法の一例を、図7を参照しながら説明する。
[How to select a mask]
An example of a mask selection method in the pattern forming method according to the second embodiment will be described with reference to FIG.

図7に示すように、マスク選択は、座標測定装置100及びマスク保管装置105を含むマスク選択装置によって行う。座標測定装置100は、計測手段101、演算手段102及び記憶手段103を有する。   As shown in FIG. 7, mask selection is performed by a mask selection device including a coordinate measurement device 100 and a mask storage device 105. The coordinate measuring apparatus 100 includes a measurement unit 101, a calculation unit 102, and a storage unit 103.

まず、マスク変更確認(図6のS28)において、マスク変更要求が出された場合、基板が座標測定装置100に搬入される。   First, in the mask change confirmation (S28 in FIG. 6), when a mask change request is issued, the substrate is carried into the coordinate measuring apparatus 100.

図3に示すように、搬入された基板の一端が下地層に形成するインク材料パターンの設計値の座標(X,Y)=(0,0)に一致するように位置決めを行う。計測手段101は、位置決めされた基板上に設けられた格子状の複数の基準マーク(菱形で示す)の座標を計測し、計測した位置情報を演算手段102に伝送する(第1の工程)。   As shown in FIG. 3, positioning is performed so that one end of the loaded substrate coincides with the coordinates (X, Y) = (0, 0) of the design value of the ink material pattern formed on the underlayer. The measuring means 101 measures the coordinates of a plurality of grid-like reference marks (indicated by diamonds) provided on the positioned substrate, and transmits the measured position information to the computing means 102 (first step).

なお、計測が完了した基板は、座標測定装置100から搬出される。   Note that the substrate for which measurement has been completed is unloaded from the coordinate measuring apparatus 100.

記憶手段103には、予め複数の作製されたマスクを識別するためのマスクIDに対応して複数の補正済設計データが記憶されている。   The storage means 103 stores a plurality of corrected design data corresponding to the mask IDs for identifying a plurality of masks prepared in advance.

第1の工程で得られた基準マークの位置情報と、本実施形態によって記憶手段103に記憶された複数の設計済補正データとを照合し、両者の数値が近似する補正済設計データのマスクIDを1つ選択する。演算手段102は、選択したマスクIDをマスク保管装置105に伝送する(第4の工程)。   The mask ID of the corrected design data in which the position information of the reference mark obtained in the first step is compared with a plurality of designed correction data stored in the storage means 103 according to this embodiment, and the numerical values of both are approximated. Select one. The computing means 102 transmits the selected mask ID to the mask storage device 105 (fourth step).

なお、記憶手段103に記憶されているマスクの補正済設計データは、例えば、第1実施形態のマスク作製方法によって記憶手段103に記憶させておいても良い。また、例えば、予め樹脂製フィルムの収縮率から計算することによって記憶手段103に記憶させておいても良い。   Note that the corrected design data of the mask stored in the storage unit 103 may be stored in the storage unit 103 by the mask manufacturing method of the first embodiment, for example. Further, for example, it may be stored in the storage means 103 by calculating in advance from the shrinkage rate of the resin film.

マスク保管装置105には、開口位置が補正された複数のマスクが保管されている。よって、マスク保管装置105は、第4の工程で選択されたマスクIDに対応する補正されたマスクを選択する(第5の工程)。ここで、マスクを選択するとは、図示しない搬送手段により選択されたマスクを蒸着装置に搬送することを含む。   The mask storage device 105 stores a plurality of masks whose opening positions are corrected. Therefore, the mask storage device 105 selects a corrected mask corresponding to the mask ID selected in the fourth step (fifth step). Here, selecting the mask includes transporting the mask selected by a transport means (not shown) to the vapor deposition apparatus.

演算手段102は、図示しないCPU、ROM、RAMを有する。例えば、マスク選択を実行するために行われる各種の演算処理のプログラムや補正済設計データは、記憶手段103に格納して提供される。CPUはたとえば記憶手段103に格納された各種データ及びプログラムに従ってマスク選択の制御を実行する。   The computing means 102 has a CPU, ROM, and RAM (not shown). For example, various arithmetic processing programs and corrected design data performed for executing mask selection are stored in the storage unit 103 and provided. The CPU executes mask selection control according to various data and programs stored in the storage means 103, for example.

[効果]
次に、第2実施形態に係るパターン形成方法を用いた電子デバイスの製造の効果について説明する。
[effect]
Next, effects of manufacturing an electronic device using the pattern forming method according to the second embodiment will be described.

第2実施形態に係るパターン形成方法によれば、第1実施形態において説明した効果に加えて、複数の予め作製されたマスクから1つのマスクを選択して、蒸着工程のマスクに使用することで、マスク作製工程を削減し、プロセス時間を短縮し、コストを低減できる。   According to the pattern forming method according to the second embodiment, in addition to the effects described in the first embodiment, by selecting one mask from a plurality of previously prepared masks and using it as a mask in the vapor deposition process. , Mask manufacturing process can be reduced, process time can be shortened, and cost can be reduced.

[蒸着装置]
上記第1実施形態及び第2実施形態に係るパターン形成方法では、マスクを用いた蒸着により半導体層を成膜する。
[Vapor deposition equipment]
In the pattern forming method according to the first embodiment and the second embodiment, the semiconductor layer is formed by vapor deposition using a mask.

以下では、マスクを用いた蒸着を実行する蒸着装置の一例を、図8を参照しながら説明する。   Below, an example of the vapor deposition apparatus which performs vapor deposition using a mask is demonstrated, referring FIG.

図8は、一実施形態に係る蒸着装置110の概略の構成を示す模式図である。   FIG. 8 is a schematic diagram illustrating a schematic configuration of the vapor deposition apparatus 110 according to an embodiment.

図8に示すように、蒸着装置110は、内部に処理空間111Aが画成された処理容器111と、処理空間111Aに設置された基板保持機構112と蒸着源113を有している。また、処理容器111には、処理空間111Aを真空排気するための排気口111Bが形成され、排気口111Bは、排気経路114を介して図示を省略する排気手段が接続され、処理空間111Aを減圧状態とすることが可能な構成になっている。   As shown in FIG. 8, the vapor deposition apparatus 110 includes a processing container 111 having a processing space 111A defined therein, a substrate holding mechanism 112 and a vapor deposition source 113 installed in the processing space 111A. Further, the processing vessel 111 is formed with an exhaust port 111B for evacuating the processing space 111A. The exhaust port 111B is connected to an exhaust means (not shown) via an exhaust path 114, and the processing space 111A is decompressed. It is the structure which can be made into a state.

さらに処理容器111には、ゲートバルブ115が設けられた基板搬送口111Cが形成されている。ゲートバルブ115を開放することで、例えば、図示を省略する搬送装置によって、処理空間111Aより基板W及びマスクMを搬出する、または処理空間111Aに基板W及びマスクMを搬入することが可能に構成されている。処理空間111Aに搬入された基板W及びマスクMは、基板保持機構112に保持される。基板保持機構112としては、メカニカルチャックやマグネットチャックなどを用いることができる。   Further, the processing container 111 is formed with a substrate transfer port 111 </ b> C provided with a gate valve 115. By opening the gate valve 115, for example, the substrate W and the mask M can be carried out from the processing space 111A, or the substrate W and the mask M can be carried into the processing space 111A by a transfer device (not shown). Has been. The substrate W and the mask M carried into the processing space 111A are held by the substrate holding mechanism 112. As the substrate holding mechanism 112, a mechanical chuck, a magnet chuck, or the like can be used.

基板WとマスクMは、処理空間111Aに搬入される前、または、処理空間111Aに搬入された後に、基板WとマスクMのそれぞれの位置合わせマークを合わせることによって位置決めされている。位置決めは図示を省略するアライメント装置によって行われる。一実施形態では、図3に示すように、座標(X,Y)=(0,0)近傍と座標(X,Y)=(200,200)近傍の対角2箇所に設けた位置合わせマークを位置決めのために用いたが、位置合わせマークの位置及び数量はこれに限定されるものではない。   The substrate W and the mask M are positioned by aligning the alignment marks of the substrate W and the mask M before being loaded into the processing space 111A or after being loaded into the processing space 111A. Positioning is performed by an alignment device (not shown). In one embodiment, as shown in FIG. 3, alignment marks provided at two diagonal positions near the coordinates (X, Y) = (0, 0) and near the coordinates (X, Y) = (200, 200). Is used for positioning, but the position and quantity of the alignment mark are not limited to this.

また、基板Wに取り付けられたマスクMは、処理空間111Aから搬出された後に、基板Wから取り外され、所定数の基板Wに繰り返し使用されるようになっている。   Further, the mask M attached to the substrate W is removed from the substrate W after being carried out of the processing space 111A, and is repeatedly used for a predetermined number of substrates W.

基板保持機構112は、処理容器111内に配設され、例えば、ガイド部材112Cと、支持体112Bと、基板W及びマスクMとを保持する基板保持部112Aと、図示していない駆動装置とを有した構成とされている。支持体112Bの一方の端部は、基板Wに略平行な方向に移動可能な状態でガイド部材112Cに支持されており、他方の端部には、基板保持部112Aが支持体112Bと一体的に配設されている。図示していない駆動装置は、支持体112Bと共に基板保持部112Aを基板Wと略平行な方向に移動させるためのものである。   The substrate holding mechanism 112 is disposed in the processing container 111, and includes, for example, a guide member 112C, a support 112B, a substrate holding unit 112A that holds the substrate W and the mask M, and a driving device (not shown). It is set as having. One end of the support 112B is supported by the guide member 112C in a state of being movable in a direction substantially parallel to the substrate W, and the substrate holding portion 112A is integrated with the support 112B at the other end. It is arranged. The driving device (not shown) is for moving the substrate holding portion 112A together with the support body 112B in a direction substantially parallel to the substrate W.

蒸着源113には、例えば、液体または固体の蒸着原料Sが保持される。蒸着原料Sは、半導体材料である。基板Wに蒸着を行う場合には、例えばヒータよりなる、電源116に接続された加熱手段113Aにより、保持された蒸着原料Sが加熱され、蒸着原料Sを気化または昇華させる構造になっている。   The vapor deposition source 113 holds, for example, a liquid or solid vapor deposition material S. The vapor deposition material S is a semiconductor material. When vapor deposition is performed on the substrate W, the vapor deposition raw material S is vaporized or sublimated by heating the vapor deposition raw material S held by a heating unit 113A connected to a power source 116, for example, a heater.

気化または昇華した蒸着原料Sは処理空間111Aに滞留し、基板保持機構112に保持された基板Wの表面に蒸着膜が形成される。   The vaporized or sublimated vapor deposition material S stays in the processing space 111A, and a vapor deposition film is formed on the surface of the substrate W held by the substrate holding mechanism 112.

この場合、基板保持機構112により、基板Wを移動させながら蒸着を行うようにすると、基板Wの面内での蒸着膜の均一性が良好となり、好適である。また、この場合、基板保持部112Aが基板Wと略平行に移動することに加えて、基板保持部112Aが回転するようにしてもよく、蒸着膜の基板Wでの面内均一性がさらに良好となる。   In this case, it is preferable to perform deposition while moving the substrate W by the substrate holding mechanism 112 because the uniformity of the deposited film in the plane of the substrate W becomes good. In this case, in addition to the substrate holding portion 112A moving substantially parallel to the substrate W, the substrate holding portion 112A may be rotated, and the in-plane uniformity of the vapor deposition film on the substrate W is further improved. It becomes.

以上、マスクMを用いた蒸着法による半導体層の成膜方法を具体的に説明した。   Heretofore, the method for forming a semiconductor layer by vapor deposition using the mask M has been specifically described.

なお、一実施形態におけるマスク蒸着では、図8に示すように、蒸着源SとマスクMが取り付けられた基板Wとは所定の距離を設けて設置されているため、マスクMと基板Wが設置されている領域の温度は室温とほぼ同等となる。このため、蒸着の際に下地層のパターンとマスクMのパターンとの間の位置ずれが生じることはない。なお、一実施形態におけるマスク蒸着では、基板Wを蒸着源113の上方に配置したがこれにとらわれない。例えば、基板Wを蒸着源113の下方に配置してもよく、基板Wと蒸着源113とをそれぞれ鉛直となるように配置してもよい。   In the mask vapor deposition in one embodiment, as shown in FIG. 8, since the vapor deposition source S and the substrate W to which the mask M is attached are installed at a predetermined distance, the mask M and the substrate W are installed. The temperature of the region that is shown is almost equal to room temperature. For this reason, the position shift between the pattern of the base layer and the pattern of the mask M does not occur during the vapor deposition. In the mask vapor deposition in one embodiment, the substrate W is disposed above the vapor deposition source 113, but the present invention is not limited to this. For example, the substrate W may be disposed below the vapor deposition source 113, and the substrate W and the vapor deposition source 113 may be disposed so as to be vertical.

以上、パターン形成方法、パターン形成方法を用いた電子デバイス及び電子デバイス用パターンを形成するパターン形成装置を実施例により説明したが、上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。   As described above, the pattern forming method, the electronic device using the pattern forming method, and the pattern forming apparatus for forming the pattern for the electronic device have been described by way of example. However, the present invention is not limited to the above example, and within the scope of the present invention. Various modifications and improvements are possible.

例えば、上記実施形態によるTFT作製では、基板上にまずゲート層を反転印刷し、ゲート絶縁層塗布後、ゲート絶縁層上にソース−ドレイン層を反転印刷したが、これに限られず、ゲート層とソース−ドレイン層の配置を逆にしてもよい。すなわち、基板上にまずソース−ドレイン層を反転印刷し、その後、ゲート絶縁層上にゲート層を反転印刷してTFTを作製してもよい。   For example, in the TFT fabrication according to the above embodiment, the gate layer is first reverse printed on the substrate, and after the gate insulating layer is applied, the source-drain layer is reverse printed on the gate insulating layer. The arrangement of the source-drain layers may be reversed. That is, the TFT may be manufactured by first performing reverse printing of the source-drain layer on the substrate and then performing reverse printing of the gate layer on the gate insulating layer.

また、例えば、上記実施形態に係る電子デバイス用パターンのパターン形成方法では、樹脂製フィルム基板上にゲート層、ゲート絶縁層、ソース−ドレイン層及び半導体層を形成するTFTを作製したが、これに限定されるものではない。すなわち、基板上に印刷されたインク材料パターンを改質したパターンが形成された下地層に半導体層のパターンを形成するすべての電子デバイスが含まれ、そのようなすべての電子デバイスに本発明のパターン形成方法を適用することができる。また、樹脂製フィルム基板は、ポリカーボネート(PC)以外にも、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)、ポリエーテルスルホン(PES)などのプラスチック基板を用いることができる。   In addition, for example, in the pattern forming method of the pattern for an electronic device according to the embodiment, a TFT for forming a gate layer, a gate insulating layer, a source-drain layer, and a semiconductor layer on a resin film substrate was manufactured. It is not limited. That is, all the electronic devices that form the pattern of the semiconductor layer on the base layer on which the modified pattern of the ink material pattern printed on the substrate is formed, and the pattern of the present invention is included in all such electronic devices. A forming method can be applied. In addition to polycarbonate (PC), a plastic film substrate such as polyethylene terephthalate (PET), polyethylene naphthalate (PEN), or polyethersulfone (PES) can be used as the resin film substrate.

10 ゲート層
20 ゲート絶縁層
30 ソース層
40 ドレイン層
50 半導体層
60 パッシベーション層
100 座標測定装置
101 計測手段
102 演算手段
103 記憶手段
104 マスク加工装置
105 マスク保管装置
110 蒸着装置
W 基板
M マスク
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Gate layer 20 Gate insulating layer 30 Source layer 40 Drain layer 50 Semiconductor layer 60 Passivation layer 100 Coordinate measuring apparatus 101 Measuring means 102 Calculation means 103 Storage means 104 Mask processing apparatus 105 Mask storage apparatus 110 Deposition apparatus W Substrate M Mask

Claims (9)

基板上に印刷されたインク材料パターンを改質したパターンが形成された下地層に半導体層のパターンを形成する方法であって、
前記下地層に形成するインク材料パターンの設計上の位置に対する前記改質したパターンの位置のずれに対応して開口位置が補正されたマスクを用いて、前記下地層の所定の位置に前記半導体層のパターンを成膜するパターン形成方法。
A method of forming a pattern of a semiconductor layer on an underlayer on which a pattern obtained by modifying an ink material pattern printed on a substrate is formed,
The semiconductor layer is formed at a predetermined position of the underlayer using a mask whose opening position is corrected corresponding to the shift of the position of the modified pattern with respect to the design position of the ink material pattern formed on the underlayer. The pattern formation method which forms the pattern of this.
前記補正されたマスクは、
前記基板上に印刷されたインク材料パターンを改質したパターンの位置情報を計測する第1の工程と、
前記第1の工程で計測された位置情報と、前記下地層に形成するインク材料パターンの設計上の位置情報とに基づく位置のずれに対応した前記開口位置を補正するための補正済設計データを算出する第2の工程と、
前記第2の工程で算出された補正済設計データに基づきマスクを加工する第3の工程と、
を含む工程によって作製されたマスクである請求項1に記載のパターン形成方法。
The corrected mask is
A first step of measuring position information of a pattern obtained by modifying an ink material pattern printed on the substrate;
Corrected design data for correcting the opening position corresponding to the position shift based on the position information measured in the first step and the position information on the design of the ink material pattern formed on the underlayer. A second step of calculating;
A third step of processing the mask based on the corrected design data calculated in the second step;
The pattern forming method according to claim 1, wherein the pattern is a mask manufactured by a process including:
前記補正されたマスクは、
前記基板上に印刷されたインク材料パターンを改質したパターンの位置情報を計測する第1の工程と、
予め作製された、複数の前記開口位置が補正されたマスクのうちから、前記第1の工程で計測された位置情報に基づき一のマスクを選択する第4の工程と、
を含む工程によって選択されたマスクである請求項1に記載のパターン形成方法。
The corrected mask is
A first step of measuring position information of a pattern obtained by modifying an ink material pattern printed on the substrate;
A fourth step of selecting one mask based on the positional information measured in the first step from a plurality of previously prepared masks whose opening positions are corrected;
The pattern forming method according to claim 1, wherein the mask is selected by a process including:
前記基板は、樹脂製フィルム基板である請求項1乃至3の何れか一項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 1, wherein the substrate is a resin film substrate. 前記半導体層のパターンは、半導体材料を蒸発させることによって成膜される請求項1乃至4の何れか一項に記載のパターン形成方法。   The pattern formation method according to claim 1, wherein the pattern of the semiconductor layer is formed by evaporating a semiconductor material. 前記補正されたマスクは、前記基板の1又は複数のロットごとに作製される請求項2乃至5の何れか一項に記載のパターン形成方法。   The pattern forming method according to claim 2, wherein the corrected mask is manufactured for each lot or a plurality of lots of the substrate. 下地層に形成するインク材料パターンの設計上の位置に対する改質したパターンの位置のずれに対応して開口位置が補正されたマスクを用いて、前記下地層の所定の位置に半導体層のパターンを成膜するパターン形成方法を用いて作製された電子デバイス。   The pattern of the semiconductor layer is formed at a predetermined position of the underlayer using a mask in which the opening position is corrected corresponding to the shift of the position of the modified pattern with respect to the design position of the ink material pattern formed on the underlayer. An electronic device manufactured using a pattern forming method for forming a film. 基板上に印刷されたインク材料パターンを改質したパターンが形成された下地層に半導体層のパターンを形成するパターン形成装置であって、
前記下地層に形成するインク材料パターンの設計上の位置に対する前記改質したパターンの位置のずれに対応して開口位置が補正されたマスクを用いて、前記下地層の所定の位置に前記半導体層のパターンを成膜することにより電子デバイス用パターンを形成するパターン形成装置。
A pattern forming apparatus for forming a semiconductor layer pattern on an underlayer on which a pattern obtained by modifying an ink material pattern printed on a substrate is formed,
The semiconductor layer is formed at a predetermined position of the underlayer using a mask whose opening position is corrected corresponding to the shift of the position of the modified pattern with respect to the design position of the ink material pattern formed on the underlayer. The pattern formation apparatus which forms the pattern for electronic devices by forming the pattern of this.
基板上に半導体層のパターンを形成する方法であって、
基板上に形成されているインク材料パターンの設計上の位置と改質処理後の前記インク材料パターンの実際の位置とのずれに対応して開口位置が補正されたマスクを用いて、前記半導体層のパターンを成膜するパターン形成方法。
A method of forming a pattern of a semiconductor layer on a substrate,
Using the mask in which the opening position is corrected corresponding to the deviation between the designed position of the ink material pattern formed on the substrate and the actual position of the ink material pattern after the modification process, the semiconductor layer The pattern formation method which forms the pattern of this.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2020095405A1 (en) * 2018-11-08 2020-05-14 株式会社日立ハイテク Substrate for biomolecule analysis, flow cell for biomolecule analysis, and method for biomolecule analysis

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