TWI335272B - A liquid drop jetting apparatus using charged beam and method for manufacturing a pattern using the apparatus - Google Patents

Description

1335272 (1) 玖、發明說明 【發明所屬之技術領域】 本發明係，關於-爲了於基板上直接進行細微的圖案 化之液滴吐出裝置、及使用該裝置而形成配線或光阻等之 圖案之製作方法。 【先前技術】 使用絕緣表面上之薄膜而形成的薄膜電晶體（TFT ) 係被廣泛應用於積體電路，在很多的場合被用作開關元件 。最近’使用了 TFT顯示的面板係，特別因爲於大型之 顯示裝置用途大幅擴大，更且，畫面尺寸之高精細化、高 開口率化、高信賴性、大型化的要求提高。 作爲於如此地薄膜電晶體的配線之製作方法係，具有 於基板全面形成導電層之被膜，之後用光罩進行蝕刻處理 的方法。（參照日本特許文獻1) [日本特許文獻1] 日本特開2002-359246號公報 【發明內容】 (發明欲解決之課題） 如上述之日本特許文獻1地形成配線的場合，舉ICP (inductively Coupled Plasma:感應親合電發）触刻裝置 爲例，由偏壓電力密度、ICP電力密度、壓力、蝕刻氣體 之總流量、氧添加率及下部電極之溫度等之蝕刻條件而變 化光阻和導電層之選擇比，在基板內有導電層之寬和長爲 -5- (2) (2)1335272 參差不一的場合。·另外，進行蝕刻處理的場合，因爲製作 使用了光阻等^光罩的工程爲必要的，所以工程變長。而 且’一但全面形成導電層後，因爲成爲至所希望形狀地進 行蝕刻處理，產生成爲浪費的材料。如此地問題係，於至 少一邊超過lm尺寸之大型基板上形成配線的場合，成爲 更嚴重的問題。 對此，最近開始硏討，使用可以將包含組成物的液滴 由細孔吐出而形成所定的圖案的液滴吐出法，在基板上直 接施與圖案化的方法。關於此，例如：考慮使金屬之超微 粒子懸浮於溶液，直接於基板上形成配線或電極圖案等的 方法。另外，亦考慮取代如以往地-如光蝕刻法地使用光 罩而進行蝕刻，而直接使用光阻以液滴吐出法形成圖案的 方法9 然而，在由液滴吐出法吐出這些液滴時，因爲液滴之 吐出方向稍微搖擺產生彈著位置之大誤差，變成即使減小 液滴自身的吐出量，也於圖案之精度產生界限。另外，如 徒然減小液滴量，不只產生有效產出下降的問題，亦產生 彈著精度自體也反而下降的問題。 在由液滴吐出法吐出液滴而直接描繪圖案的場合’作 爲使其產生描繪誤差的要因係，可舉出：液滴之吐出方向 稍微搖擺的彈著位置之誤差、於液滴飛來中由空氣阻抗之 誤差 '由彈著後之液滴移動或擴大的誤差等°這之中前2 者係，再怎麼提高噴頭之製作精度，在原理上也不可能得 到或然率的搖擺以上之精度。於第6圖’圖示關於由噴嘴 -6- (3) (3)1335272 之噴頭吐出的液滴至彈著之誤差。在此，假設噴頭與基板 表面之距離爲500μπι。如以由噴嘴射出的液滴之誤差角度 爲0 ，因爲依此彈著位置之誤差被表示爲約±5ΟΟμΐΏΧ0 ，假設0即使爲1 °的微小角度，位置之誤差亦達± 8 . 7 μ m 。加在此上’變爲重疊由氣流之搖擺等產生的誤差、彈著 後之液滴之擴大和由移動而產生的誤差。 如此地問題係，變爲明顯縮小由液滴吐出法直接圖案 化之適用範圍。 本發明係以如此地問題點爲鑑，使由液滴吐出法吐出 的液滴之彈著精度飛躍性的提高，能直接形成以細微且高 精度的圖案於基板上。而且，以提供可對應於基板之大型 化的配線、導電層及顯示裝置之製作方法作爲課題。而且 ’以提供使有效產出（throughput)和材料之利用效率提 高的配線、導電層及顯示裝置之製作方法作爲課題。 (用以解決課題之手段） 爲了解決上述先前技術之課題，於本發明採取以下之 手段。 本發明係，主要是於有絕緣表面的基板上，由液滴吐 出法進行直接圖案化光阻材料或者配線材料等時，成爲能 使液滴彈著精度飛躍性的提高。具體的係以，在由液滴吐 出法吐出液滴之前，依照所希望的圖案於基板表面上的液 滴彈著位置以荷電束掃描，之後由使液滴帶與該荷電束相 反符號之電荷而吐出，使液滴之彈著位置之控制性顯著的 (4) (4)1335272 提高爲特徵。 ’ 本發明係以具備於基板上吐出液滴的手段、和於基板 表面照射荷電束的手段、使由吐出液滴的手段吐出的液滴 帶與荷電束係逆極性之電荷的手段爲特徵。 本發明係，以具備於基板上吐出液滴的手段、和於基 板表面照射荷電束的手段、使由吐出液滴的手段吐出的液 滴帶與荷電束係逆極性之電荷的手段、和真空排氣手段爲 特徵。 而且本發明係，以在使用液滴吐出法向有絕緣膜的基 板上吐出液滴之前，於所希望的位置照射荷電束，使由液 滴吐出法吐出的液滴帶與該荷電束係逆極性的電荷爲特徵 〇 於上述構成，以荷電束係電子束、或荷電束係離子束 爲特徵。 於本發明，以由液滴吐出法直接圖案化係，在減壓下 進行爲特徵。 於本發明，以由液滴吐出法吐出的液滴係，包含金屬 微粒子爲特徵。 於本發明，以由液滴吐出法吐出的液滴係，包含光阻 材料爲特徵。 於本發明，以由液滴吐出法吐出的液滴係，由包含矽 化合物的溶液構成爲特徵。 如第11圖所示地，於本發明係能將液滴之彈著位置 以電磁的作用強制的調整。而且，荷電束的適用係，因爲 -8- (5) (5)1335272 通常在真空下爲之，於液滴飛來中由空氣受到阻抗這件事 本身，在真空下吐出之場合中亦不成爲問題。這樣作可謀 求上述問題的解決。 作爲荷電束係，最一般被使用的是電子束。此係可舉 出可以比較容易產生、電子束之聚焦和掃描爲容易之優點 。於本發明係亦能使用電子束以外者，例如：使用離子束 。這些荷電束可電氣的縮小光束徑，能對應細微的圖案。 這些荷電束源係即使這些自身可動亦佳，或者由光束自身 掃描而能照射於所希望的位置這樣作亦可。 照射荷電束的基板面係，因爲照射了的電荷局部的留 存是必要的，基本上最好表面以絕緣膜覆蓋。在此場合， 未必需要全面以絕緣膜覆蓋，如有必要描繪圖案的範圍以 絕緣膜覆蓋即爲充分。一方面，於部分的露出導電體層的 表面亦形成圖案的場合係，僅該部分爲不及於本發明的效 果。此係因爲關於在導電體上由荷電束不產生帶電，不能 得到液滴之強制配置的效果。在此場合係，若設法於全體 之佈局（layout )中效率好的配置爲佳，可明暸此並無損 及本發明本發明自身的效果。 於本發明，作爲現在一個採用的手段，得到由荷電束 使表面之物理、化學的狀態變化的狀態。由此，能調整由 噴嘴之液滴彈著位置。使用第】1圖更具體的說明以下。 事先先使表面爲疏液性，之後使荷電束照射部分變化爲親 液性。液滴係因爲於該親液性部分安定的留存，以結果成 爲調整液滴至光束照射部。反之，將開始之狀態爲親液性 -9- (6) (6)1335272 ’將光束照射部變爲疏液性亦佳。如此地表面狀態之變化 係’依由光束之能量促進表面之化學反應而被造成，而在 此以外亦由使用離子束於表面堆積極薄的光束構成原子， 亦能改變表面狀態。 而且本發明係，於基板上由噴頭吐出液滴而形成了圖 案後’於該圖案例如：由滾筒施予加壓處理調整圖案形狀 亦爲有效。在此場合，由如後述地進行加熱處理前處理， 因爲容易爲成形加工，一般而言增加效果，而依材料施加 加熱處理後進行亦佳。 如上述的加熱處理係，迅速的除去由噴頭吐出彈著後 之組成物中不要的溶劑等，以確保所希望之材料特性爲主 要目的。例如：使金屬之超微粒子（奈米粒子）由界面活 性物質懸浮於溶劑中，在金屬奈米粒子組成物之場合，因 爲所得金屬薄膜之阻抗値十分低，必須充分的除去這些溶 劑或界面活性物質。因此，某種程度以上的溫度，例如 200 °C以上之退火成爲必要的，而且提高膜中之金屬奈米 粒子間之緊密性，而且爲了得高品質的金屬膜，變爲需要 更高的溫度。 加熱處理係不只金屬奈米粒子，例如關於有機光阻材 料亦合適。加熱處理係，使用鹵素等之燈爲加熱源，直接 闻速加熱基板的燈退火（lamp anneal)裝置、和使用照射 雷射光的雷射照射裝置爲佳。兩者都以加熱源掃描，可僅 於所希望的處所施予加熱處理。以其他之方法，使用設定 於所定之溫度的爐退火（furnace anneal)爐、保溫於 -10- (7) (7) 1335272 100〜300C的烤箱’（oven)亦佳。 按照上述，由液滴吐出法形成導電層的本發明係，交 換由噴頭吐出的組成物、或如交換被塡充了組成物的噴頭 ’例如：可不曝露在大氣中連續的製作發光元件之像素電 極、發光層、對向電極。 更且使用液滴吐出法的本發明係，使用印刷滾筒和被 刻入應印刷圖案的凸版’與作成塗佈溶液後，锻燒薄膜（ 代表性爲發光層）的網版印刷法相比較，具有膜厚之均勻 性優良等的優點。 另外本發明係’因爲使用電子束等之荷電束，以進行 在真空下之處理爲特徵》所謂在真空下，指比大氣壓非常 低的壓力下β在IPa以下、理想若爲ιχ10·2ρ3以下爲佳 、更且若在高真空中爲lxl(T4pa爲佳。以先作用至真空 下’可安定的照射荷電束，對於飛來中之液滴變爲可排除 由氣流或氣體分子之衝突而受到擾亂的所謂布朗運動之影 響。而且一方面，液滴至到達基板上之間，常常由液滴揮 發溶劑，而減少其體積。所以，在這之後亦能以更短時間 完結加熱工程。 尙且本發明係，以修復配線之斷線處所、和配線與電 極間之電氣的連接之不良處所等的目的而使用亦佳。在該 場合，例如於電腦等輸入修復處所，成爲亦能使於該處所 由噴頭吐出具有導電性材料的組成物。 具有如上述地構成的本發明係即使對至少一邊超過 的尺寸之大型基板亦不依賴以往的光蝕刻工程，可容 -11 - (8) (8)1335272 易的直接形成配線和光阻等之精細的圖案。另外，因爲於 所希望的處所^僅塗佈必要量之材料爲佳，由浪費的材料 成爲一點點而提高材料之利用效率，而且實現了製作費用 之削減。 另外，因爲不需要光罩，可大幅削減曝光、顯像工程 。另外，以進行由噴頭吐出的組成物之變更、或被塡充了 組成物的噴頭變更，例如：可連續的製作發光元件之發光 層和電極等之複數的薄膜。在該結果，有效產出變高，可 使生產性提高。更且，因以曝光爲目的之光罩變爲不必要 ，例如：可立刻製作被輸入電腦的電路配線。 (發明之效果） 具有如上述地構成的本發明係，即使對至少一邊超過 lm的尺寸之大型基板亦可簡單的的形成配線和導電層。 另外，因爲於所希望的處所若僅塗佈必要量之材料爲佳， 由浪費的材料成爲一點點而提高材料之利用效率，更且實 現了製作費用之削減。 而且，因爲不需要光罩，可大幅削減曝光、顯像工程 。而且，以進行由噴頭吐出的組成物之變更、或被塡充了 組成物的噴頭變更，例如：可連續的製作發光元件之發光 層和電極等之複數的薄膜。在該結果，有效產出變高，可 使生產性提高。而且，因以曝光爲目的之光罩變爲不必要 ，例如：可立刻製作被輸入電腦的電路配線。這些優點係 比起網版印刷，在裝置機構、材料之利用效率等之點上爲 -12- (9)1335272 有利的。 · 而且加入以上之優點，於以往的液滴吐出法，爲困難 點的圖案之精度變爲能大幅的提高。開始液滴吐出法，於 以往的印刷手法係，圖案之精度做到1 0微米以下爲困難 的，但由本發明，該精度能提高到1微米以下之精度。因 此，爲能提供高精細的顯示器。

【實施方式】 關於本發明之實施形態，用第1圖詳細的說明。但是 ，本發明不被限定於以下之說明，在不逸脫本發明之旨趣 及該範圍內，若爲該業者容易能理解者，得爲各種的變更 其形態及細節。從而，本發明係不限定於以下表示的實施 形態之記載內容而被解釋。在此，根據本發明，說明關於 :由具備真空排氣設置、且具有電子束照射手段（即電子 槍）的液滴吐出法的液滴吐出裝置。

於第1圖，裝置全體係，由將基板101以機械式卡盤 等之手法固定，使向Y方向正確的移動的手段106、供給 組成物至噴頭102的手段107、使處理室成爲真空的真空 排氣手段1 03、產生電子束、照射至所希望之位置的手段 (例如：電子槍）104等構成。 首先，前述真空排氣手段 103係，可將爐室（ chamber )排氣、保持至高真空下。而且，於爐室內，噴 頭102係以於基板101上吐出包含爲了形成所希望之圖案 之材料的微小的液滴之手段，具有多數之噴嘴，可移動向 -13- (10) 1335272 x軸方向，成爲能作到位置之微調整。一方面 能移動至Y軸方向，在基板上形成連續的配 時的調整由噴頭102吐出的周期、和基板101 及噴頭102位置的微調整，可形成各種的圖案 而且鄰接噴頭102，配置電子槍1〇4。於電子 藏電子透鏡，使光束之聚光 '同時爲光束之掃 。此場合光束之掃描係進行至X軸方向。 以外，作爲附帶要素，具備由保持處理 1〇5使其搬出入的搬運手段、送出淸淨空氣、 域之塵埃的潔淨單元等亦佳。 於真空排氣手段1 03係，作爲排氣幫浦， 分子幫浦、機械式助力幫浦、油迴轉式真空幫 幫浦’而最好適宜的組合這些而使用。 於本發明係，配線、導電膜、或光阻材料 係’在液滴吐出用處理室108進行。 由噴頭102 —次吐出的組成物之量係10- 係1 OOcp以下、粒徑〇.丨v m以下爲理想。此 發生乾燥，另外如黏度過高，則會變成不能由 的吐出組成物。適宜的調節使用的溶劑、或依 成物之黏度、表面張力、和乾燥速度等。另外 的組成物係，在基板上連續滴下，形成至線狀 理想。但是，例如：每1點等之每個所定之處 〇 於液滴吐出用處理室108係設置著基板保 ，基板1 0 1 線地，由同 的移動距離 於基板上。 槍104 ，內 描成爲可能 基板的手段 減低作業領 能使用渦輪 浦、或冷凍 之圖案形成 -7〇pI、黏度 係爲了防止 吐出口圓滑 用途組合組 由噴頭吐出 或條紋狀爲 所滴下亦佳 持手段105 -14 - (11) (11)1335272 和噴頭102、電字槍1〇4等。在由噴頭102吐出液滴之前 ’事先於基板1〇1上所希望的位置由電子槍104照射電子 束。由此，被照射了電子束的處所部分帶負電位。另一方 面，於噴頭102係，具備使液滴帶正電的機構，由帶正電 的液滴係彈著於前述帶負電的基板上之部分，成爲飛躍性 的提高液滴之彈著精度。作爲爲了使液滴帶正電的機構係 ，能使用各種之方法，但最簡單的方法係先由保持噴頭自 體於高電位而亦爲可能。液滴之帶電方法係，依照本明之 旨趣能適宜選擇各種的方法。 以上，使用電子束，使基板上所希望之位置帶負電， 關於之後爲了使帶正電的液滴正確的彈著於於該帶負電部 位之機構，根據典型的裝置的圖說明，但由本發明使用荷 電束的效果係，在此以外例如亦能使用以下地例子。即是 ，事先對基板表面先對吐出的液滴加工至疎液性，之後作 爲荷電束係，由使用例如第1 1 ( B )圖地（：}1，等之離子 束而照射基板上之所希望的位置，由堆積帶負電了的碳氫 極薄皮膜，改變該部分爲親液性《由此不只由電場的液滴 彈著位置之控制，由控制彈著後之液滴擴大，可期待圖案 控制亦顯著的提高。在此場合，不限制使用的離子束爲 CHX·，例如：以如Ga+的金屬離子束亦可，可適宜選擇。 照射的離子爲正離子的場合係，最好吐出的液滴係帶負電 爲最佳，由本發明之旨趣爲當然的。 一方面，於由使用離子束而改變表面狀態的圖案控制 之場合係，可期待即使液滴不帶電，對上述地液滴位置亦 -15- (12) (12)1335272 有大的效果。另外，由離子束未必期待皮膜堆積效果，亦 能期待僅爲局部帶電的效果。反之，即使是如電子束地不 能期待皮膜的堆積之場合，亦由使基板表面之親液性/疏 液性狀態變化，也更能提高效果。 有關於本發明之形態的裝置係，未記載於第1圖，但 更且按照必要設置爲了調整基板101和向基板上之圖案的 位置的感應器、和向液滴吐出用處理室108之氣體引入手 段、液滴吐出用處理室108內部的排氣手段、加熱處理基 板的手段、向基板爲光照射的手段、測定增加溫度、壓力 等各種物性値的手段等亦佳。而且這些手段亦能由設置於 框體外部的控制手段1 09匯集控制。更且如將控制手段 1 09以LAN cable、無線LAN '光纖等連接於生產管理系 統等’成爲能由外部一樣管理，有關於使生產性提高。 以上’本發明係能應用各種上述之實施形態而自由組 合使用。 而且’作爲用於吐出的材料若係，可溶解於溶劑或由 加溫而液化，能作爲液滴而吐出的材料爲佳，例如·_爲-成 爲配線的導電性材料、光阻材料、成爲配向膜的樹脂材料 、用於發光元件的發光材料、用於濕蝕刻的蝕刻溶液等， 能按照範圍而使用。 一方面，作爲在本發明被使用的基板係，於所希望尺 寸之玻璃基板之外，可適用於以塑膠基板爲代表的樹脂基 板、或以砂爲代表的半導體晶圓等之被處理物。更且即使 表面爲平坦的基板或形成了凹凸圖案的基板那個都沒關係 -16- (13) (13)1335272 °而且’關於基板表面之親液性、疏液性係如上述於其適 用範圍適宜選擇亦佳、不這樣亦佳。 (實施例）

[實施例1 J 關於本發明之第一實施例，使用第2、3圖詳細的說 明°於本發明係，全部不使用先前的光蝕刻法，由使用液 滴吐出法的圖案處理，作成主動矩陣型之液晶顯示裝置。 尙且’於以下說明的本發明之構成，指示同一物的符號在 相異的圖面間爲共通使用。在此係，說明關於使用本發明 ’於同一基板上形成N通道（channel )型 TFT (開關 用）和電容的製作工程β 於基板201係，使用玻璃基板、以塑膠基板爲代表的 可撓性基板等-耐本工程之處理溫度的基板（第2圖（Α) )·具體的係，使用具有透光性的基板201製作主動矩陣 基板。作爲基板尺寸係，使用如 600mmx720mm、680mm x 8 8 0mm ' 1000mm x 1 200mm、 1100mm x 1 2 5 0mm、 1 150mm x 1300mm、1500mm x 1 800mm、1800mm x2000mm ' 2000mm x 2100mm ' 2200mm x 2600mm ' 或 2 6 0 0mm x 3 100mm地大面積基板，減少製造花費爲理想。作爲能使 用的基板，可使用以康寧公司（CORNING)的#7059玻璃 和# 1 73 7玻璃等爲代表的鋇硼化矽玻璃和氧化鋁硼化矽玻 璃等的玻璃基板。更且以其他的基板，亦可使用石英基板 、塑膠基板等之透光性基板。 -17- (14) (14)1335272 在本實施例使用了玻璃基板201。接著於基板201上 ，形成由絕緣膜構成的下襯膜202。下襯膜202係單層或 層疊構造那一個都可以。在本實施例係，爲2層構造，使 用濺鍍法，作爲第1層形成5 Onm厚度之氮氧化矽膜、作 爲第2層形成50nm厚度之氧氮化矽膜，之後由CMD法 等方法使表面平坦化（第2圖（A))。 接著，於下襯膜202上形成半導體層203。半導體層 203係，首先由一般周知的方法（濺鍍法、LPCVD法、電 漿CVD法等）以25~80nm之厚度成膜半導體膜。接著使 用一般周知的結晶化法（雷射結晶化法、使用 RTA或爐 退火（furnace anneal)爐的結晶化法、使用助長結晶化 的金屬元素的熱結晶化法等）而使其結晶化。而且作爲前 述半導體膜係，使用具有非晶質半導體膜、微晶半導體膜 、結晶半導體膜或非晶質矽鍺膜等非晶質構造的化合物半 導體膜等亦佳。 作爲本實施例係，使用電漿CVD法，成膜膜厚5〇nm 之非晶質矽膜。之後，使含有鎳的溶液保持於非晶質矽膜 上，於此非晶質矽膜進行了除氫化（5 00 °C、1小時）後 ，進行熱結晶化（5 5 01、4小時）而形成了結晶矽膜。 之後，依由本發明的液滴吐出法’一邊以由電子槍207照 射的電子束進行照射、一邊進行由噴頭2 04吐出的光阻材 料2 05之圖案化。而且，由以該光阻圖案作爲光罩的乾蝕 刻法形成了島狀之半導體層2 03(第2圖（B) )»在本 實施例係，由電子束的照射’對全部的圖案進行’而關於 -18- (15) (15)1335272 適宜必要的部分貪行在提高有效產出之重點上亦爲有效。 特別是，對圖案密度高的場所、或圖案細微的部分選擇的 進行亦爲有效。 而且，在以雷射結晶化法製作結晶半導體膜的場合之 雷射係，如使用連續振盪或脈衝振盪之氣體雷射或固體雷 射爲佳。作爲前者之氣體雷射係，可舉出準分子雷射、 YAG雷射等；作爲後者之固體雷射係，可舉出使用了被摻 雜Cr、Nd等的YAG、YV04等之結晶的雷射等。尙且於 非晶質半導體膜之結晶化時，爲了得到大粒徑的結晶，使 用能連續振盪的固體雷射，適用基本波的第2〜第4高諧 波爲理想。在使用上述雷射的場合係，由雷射振盪產生器 放射的雷射束以光學系統聚光至線狀，照射至半導體膜爲 佳。 但是，於本實施例係，因爲使用助長結晶化的金屬元 素而進行非晶質矽膜之結晶化，前述金屬元素殘留於結晶 矽膜中。因此，於前述結晶矽膜上形成5 0〜lOOnm之非晶 質矽膜，進行加熱處理（使用RTA法、爐退火（furnace anneal )爐的熱退火等），使前述金屬元素擴散於該非晶 質矽膜中，前述非晶質矽膜係於加熱處理後進行蝕刻而除 去。其結果，可減低或除去前述結晶矽膜中之金屬元素之 含有量。另外形成半導體層203後，爲了控制TFT之閥 値進行微量的不純物元素（硼）之摻雜（通道摻雜）亦佳 〇 接著，形成覆蓋半導體層2 03的閘極絕緣膜206。閘 -19- (16) (16)1335272 極絕緣膜206係‘使用電漿CVD法和濺鍍法，形成爲膜厚 4 0~1 5 Onm含矽的絕緣膜。在本實施例係，作爲閘極絕緣 膜206由電漿CVD法形成115nm厚度的氧氮化矽膜。 而且，由同樣以電子束之照射和液滴吐出法，在減壓 或真空中形成第1導電層（閘極配線、閘極電極、電容器 電極）208(第2(C)圖）。在本實施例係，吐出將 A1 之奈米微粒子使用界面活性劑而使其分散於有機溶劑中的 液體，形成閘極圖案。特別是，閘極電極圖案係，因爲大 量的左右電晶體特性，所以倂用由電子束照射係在提高主 動矩陣型之顯示器之性能上爲有效。如上述地，在本實施 例係使用電子束於圖案全部，而例如：僅使用於重要的Si 圖案上之閘極電極部分亦爲有效。一方面，因爲若對閘極 絕緣膜206之電子束的照射量及照射能量過大，則會給予 損害，當然這些量係在可得本發明之效果的範圍爲十分小 爲最好。 於電子槍係具備：聚光光束的手段和爲能使光束掃描 於基板上所希望之位置的手段。而且於液滴吐出裝置係具 有多數之液滴噴射噴嘴。另外，準備複數噴嘴口徑相異的 噴頭，按照用途，分別使用噴嘴口徑相異的噴頭亦佳。而 且，通常之噴頭之噴嘴口徑係50〜100//m，亦依賴於此噴 嘴口徑，而考慮有效產出，爲了作到可以一次掃描形成， 如爲與一行或一列同樣的長度地，並列地配置複數之噴嘴 亦佳。另外，配置任意個數之噴嘴，複數次掃描也沒關係 ，而且以複數次掃描同處所而重覆塗佈亦佳。而且，理想 -20- (17) (17)1335272 爲以噴頭掃描，i旦使基板移動亦無妨。而且基板與噴頭之 距離係爲了滴下至所希望的處所，能先儘量貼近爲理想， 具體的係0_1〜2mm的範圍爲理想。 由噴頭一次吐出的組成物之量係l〇~7〇pl、黏度係 lOOcp以下、粒徑〇.1;um以下爲理想。此係爲了防止發 生乾燥’另外如黏度過高，則會變成不能由吐出口圓滑的 吐出組成物。適宜的調節使用的溶劑、依用途組合組成物 之黏度、表面張力、和乾燥速度等。另外由噴頭吐出的組 成物係’在基板上連續滴下’形成至線狀或條紋狀爲理想 。但是’例如：每1點等之每個所定之處所滴下亦佳。 由噴頭吐出的組成物係，應用由鉬（Ta )、鎢（W ) 、鈦（Ti) '1目（Mo)、鋁（A1)、銅（Cu) '鉻（Cr )' Nd之中選擇的元素；或以前述元素爲主成分的合金材 料或者化合物材料、AgPdCu合金等適宜選擇的導電性材 料而溶解或分散於溶劑之物。於溶劑係，使用醋酸丁基、 醋酸乙基等之酯類、異丙醇、乙醇等之醇類、甲基乙基酮 、丙酮等之有機溶劑。溶劑之濃度係依導電性材料之種類 等適宜決定爲佳。 另外作爲噴頭吐出的組成物，應用使銀（Ag)、金 (Au)、鉑（Ρ〇以粒徑i〇nm以下分散的超微粒子（奈 米粒子）亦佳。如此’若使用將粒徑細微的粒子分散或溶 解於溶劑的組成物，可解決噴嘴堵塞的問題。而且，於使 用液滴吐出法的本發明，組成物之構成材料之粒徑係必須 比噴嘴粒徑更小。另外，使用聚乙烯二氧塞吩/聚苯乙烯 -21 - (18) (18)1335272 磺酸（PEDT/PS《）水溶液等之導電性聚合物（導電性高 分子）亦佳。 另外，如以銀或銅等低阻抗的金屬作爲配線材料而使 用，則因爲可謀求配線阻抗之低阻抗化，所以在使用大型 基板的場合爲理想。而且，因爲這些金屬材料難以由通常 的乾蝕刻法加工，以液滴吐出法進行直接圖案化係非常有 效的。但是，例如在銅等的場合係爲了作到對電晶體之電 氣特性不帶來不好的影響，設置防止擴散的障礙（barrier )性之導電膜爲理想。由障礙性之導電膜，銅不擴散至有 電晶體之半導體，而可形成配線。作爲此障礙性之導電膜 係可使用由氮化鉅（TaN )、氮化鈦（TiN )或氮化鎢（ WN)選擇一種或複數種之層疊膜。而且，因爲銅容易氧 化，倂用氧化防止劑爲理想。 之後，形成了第1導電層的基板在常壓或減壓、或真 空中，在150〜3 00度之範圍施予加熱處理，使該溶劑揮發 ，而使其組成物密度提高，讓阻抗値變低。但是，於由噴 頭204吐出的組成物之溶劑係滴下於基板後揮發者爲合適 。於本發明之態樣之在真空下進行吐出的場合係，比在通 常之大氣壓下之場合，蒸發速度快爲特徵，而特別是若使 用甲苯等之高揮發性的溶劑，則組成物滴下於基板後，瞬 間揮發。在如此地場合係削除加熱處理的工程亦無妨。但 是，組成物之溶劑不被特別限定，即使係使用了滴下後揮 發的溶劑的場合，以施予加熱處理，使其組成物密度提高 ，作到爲所希望的阻抗値亦佳。而且此加熱處理係，每由 -22- (19) (19)1335272 液滴吐出法形成^膜而進行亦佳，每任意的工程進行亦佳 ，在全部的工程完了後總括進行亦佳。 加熱處理係使用鹵素等之燈爲加熱源，直接高速加熱 基板的燈退火（lamp anneal )裝置、和使用照射雷射光的 雷射照射裝置爲佳。兩者都以加熱源掃描，可僅於所希望 的處所施予加熱處理。以其他之方法，使用設定於所定之 溫度的爐退火（furnace anneal)爐亦佳。但是在使用燈 的場合係，進行加熱處理而不會破壞薄膜的組成，僅爲能 加熱的波長之光，例如：比4 0 Onm波長長的光，即紅外線 以上之波長的光爲理想。由處理面係，使用遠紅外線（代 表性爲4〜25 //m)爲理想。而且使用雷射光的場合，由雷 射振盪產生裝置振盪產生的雷射光於基板的光束點之形狀 係與列或行的長度爲同樣的長度地成形至線狀爲理想。如 這樣作，可以一次掃描使雷射照射完了。在本實施例係作 爲加熱處理，使用通常的爐退火（furnace anneal )。 接著，以閘極電極208作爲光罩，於半導體層203， 進行添加授與N型或P型的不純物元素之摻雜（doping ) 處理。在本實施例係，於半導體層203添加授與N型的 不純物元素，形成不純物範圍。同時形成了全部不添加不 純物元素的範圍或添加微量的不純物元素的領域（總稱： 通道形成範圍）》 之後，一次形成覆蓋全面的第1層間絕緣膜209。該 第1層間絕緣膜209係使用電漿CVD法和濺鍍法，形成 膜厚40〜15 Onm、含矽的絕緣膜。在本實施例係，由電漿 -23- (20) (20)1335272 CVD法形成氮化矽膜至1 〇〇nm厚作爲閘極絕緣膜2〇6。更 且’同樣的形成覆蓋全面的第2層間絕緣膜21〇。作爲第 2層間絕緣膜210係，由CVD法形成氧化矽膜，由s〇g (Spin On Glass)法或旋轉塗佈法以塗佈氧化砂膜、丙稀 樹脂等有機絕緣膜或非感光性之有機絕緣膜以〇7~5" m 的厚度形成。在本實施例係，以塗佈法形成了膜厚1_6 //m之丙烯樹脂膜50。尙且第2層間絕緣膜210係，因 爲由於基板201上形成而TFT緩和、平坦化凹凸的緣故 大’平坦性優的膜爲理想。更且，成爲第3層間絕緣膜 211的氮化矽膜以的厚度形成。 之後’將爲了形成接觸孔213之光阻圖案212，與上 述場合同樣的由倂用電子束照射和液滴吐出而形成。接著 ’以該光阻圖案作爲光罩而由異向性乾蝕刻法形成接觸孔 213 (第 2 ( D)圖）。 之後’除去光阻圖案212後’同樣的由電子束照射與 液滴吐出之倂用，將第2導電層（源極配線、汲極配線） 214延展至接觸孔213之底部地形成。於本實施例，作爲 吐出組成物係，使用了將銀之奈米微粒子用界面活性劑而 使其分散於有機溶劑中的液體。此時之剖面圖圖示於第3 (A )圖。 在此場合，於接觸孔之底部係，露出以A1形成的閘 極電極圖案或Si圖案上之源極/汲極領域。這些領域係， 因爲是導電體，即使照射電子束也不帶電。然而，因爲接 觸孔外圍帶電，所以變爲可得充分的效果。更且於接觸孔 -24- (21) (21)1335272 內係，因爲有給與充分的液滴的必要，對此部分必須進行 更多液滴之吐出。或者，由重覆塗佈，亦增加此部分之塗 佈量，在抑制接觸阻抗不良之點爲重要的。尙且’在形成 第2之導電層的場合係，設定吐出的組成物之黏度於最適 合的數値爲必要。 接著，進行加熱處理，由至此的工程，於具有絕緣表 面的基板20 1上可形成電晶體。 接著，全面的與第2導電層214電氣的連接地，形成 由透明導電體構成的像素電極215(第3(B))圖。於像 素電極2 1 5係，作爲一例，可舉出氧化銦與氧化錫之化合 物（ITO )、氧化銦與氧化鋅之化合物、氧化鋅、氧化錫 、氧化銦、氮化鈦等》在本實施例係作爲像素電極2 1 5， 由以電子束照射和液滴吐出倂用的方法，以〇. 1 A m的厚 度形成了 ITO膜（第3 ( B )圖）。 以上，可製作於像素部係以源極配線、和像素部之 TFT及保持電容、和端子部構成了的主動矩陣基板。然後 ’若有必要，可分割主動矩陣基板或對向基板至所希望的 形狀。 之後，形成了共通電極216、彩色濾光片217、黑色 矩陣218與對向基板219黏合。然後以所定的方法注入液 晶220，完成液晶顯示裝置。（第3 ( C )圖）》 在由以上的工程得到的液晶模組中，設置背光、導光 板’覆蓋被覆層，完成在第II圖所示如其剖面圖之_部 的主動矩陣型液晶顯示裝置（透過型）。而且，被覆層與 -25- (22) (22)1335272 液晶模組用接著劑和有機樹脂固定。而且，因爲是透過型 的偏光板係黏在主動矩陣基板與對向基板的兩邊。 另外’本實施形態係例示透過型的例子，但不特別被 限定’亦可製作反射型和半透過型之液晶顯示裝置。得到 反射型之液晶顯示裝置的場合係，作爲光反射率高的金屬 膜’代表的係如使用以鋁或銀爲主成分的材料膜、或使用 那些的層疊膜爲佳。 以上’關於本發明之第1實施例，說明了關於主動矩 陣型之液晶顯示裝置，但不被限定於本實施例，能爲根據 本發明之旨趣適用。例如如在實施例2所示，在關於主動 矩陣型有機EL裝置的場合亦同樣的可適用。而且，關於 在本發明例採納的材料、形成方法，亦按照本發明之旨趣 能適宜選擇使用。 [實施例2 ] 關於本發明之第二實施例，使用第4〜5圖詳細的說明 。於本發明係，全部不使用先前的光蝕刻法，由電子束照 射和液滴吐出之併用的圖案處理，作成EL顯示裝置。尙 且，於以下說明的本發明之構成，指示同一物的符號在相 異的圖面間爲共通使用。在此係，使用本發明，說明關於 形成Ν通道型 TFT (開關用）和2個Ρ通道型TFT (驅 動用）於同一基板上的EL顯示裝置的製作工程。而且關 於與第一實施例同樣的部分係，省略詳細的說明。 於基板401係，使用玻璃基板' 以塑膠基板爲代表的 -26- (23) (23)1335272 可撓性基板等，可耐本工程之處理溫度的基板（第4(A )圖）。在本實施例使用了玻璃基板401。接著於基板 401上，形成由絕緣膜構成的下襯膜4 02。下襯膜4 02係 單層或層疊構造那一個都可以。在本實施例係，爲2層構 造’使用濺鍍法，作爲第1層-形成5 Onm厚度之氮氧化矽 膜、作爲第2層·形成50nm厚度之氧氮化矽膜，之後由 CMD法等方法使表面平坦化（第4(A)圖）。 接著，於下襯膜4 02上形成半導體層4 03。半導體層 4 03係，首先由一般周知的方法（濺鍍法、LPCVD法 '電 漿CVD法等）以25〜8 0rim之厚度成膜半導體膜。接著使 用一般周知的結晶化法（雷射結晶化法、使用RTA或爐 退火（furnace anneal)爐的結晶化法、使用助長結晶化 的金屬元素的熱結晶化法等）而使其結晶化。而且作爲前 述半導體膜係，使用具有非晶質半導體膜、微晶半導體膜 、結晶半導體膜或非晶質矽鍺膜等非晶質構造的化合物半 導體膜等亦佳。 與第一實施例同樣使用電漿CVD法，成膜膜厚50nm 之非晶質矽膜。之後，使含有鎳的溶液保持於非晶質矽膜 上，於此非晶質矽膜進行了除氫化（5 0 (TC、1小時）後 ，進行熱結晶化（5 5 0 °C、4小時）而形成了結晶矽膜。 之後，由電子束和液滴吐出的併用，一邊在減壓或真空中 由電子槍4〇7進行電子束的照射、一邊進行由噴頭400吐 出了的光阻之圖案化’以該光阻圖案作爲光罩而由乾蝕刻 法形成了半導體層404〜4 06(第4(B)圖）。 -27- (24) 1335272 接著’形成閘極絕緣膜409。閘極絕緣膜409 漿CVD法形成氧氮化矽膜至115nm的厚度（第4( )° 接著’與第一實施例相同，由電子束和液滴吐 用’在減壓或真空中以鎢膜形成第1導電層（閘極 閘極電極）410〜413。之後，暫時在 250 °C範圍進 而完全的除去有機溶劑等之不純物。（第4(B)圖 之後，形成了第1導電層的基板在常壓或減壓 空中，在15 0〜3 00度之範圍施予加熱處理，使該溶 而得到良好的導電性。但是，於由噴頭400吐出的 之溶劑係，滴下於基板後揮發者爲合適。而特別是 甲苯等之高揮發光的溶劑，則組成物滴下於基板後 。在如此地場合係，削除加熱處理的工程亦無妨。 組成物之溶劑不被特別限定，即使係使用了滴下後 溶劑的場合，以施予加熱處理，使其組成物之黏度 達到爲所希望的黏度亦佳。而且此加熱處理係，每 吐出法形成薄膜而進行亦佳，每個任意的工程進行 在全部的工程完了後總括進行亦佳。 更且，以閘極電極41 1〜4 13作爲光罩，於半; 4 04〜4 06，進行添加授予N型或P型的不純物元素 (doping)處理。在本實施例係，於半導體層404 與N型的不純物元素，於半導體層405〜406添加 型的不純物元素，形成了不純物範圍。同時形成了 添加不純物元素的範圍或添加微量的不純物元素的 係由電 B )圖 出之倂 配線、 行退火 )° 、或真 劑揮發 組成物 若使用 會揮發 但是， 揮發的 下降， 由液滴 亦佳， 導體層 之摻雜 添加授 授與P 全部不 範圍（ -28- (25) 1335272 總稱：通道形成範圍）。 之後，一次形成覆蓋全面的第1層間絕 第〗層間絕緣膜414係使用電漿CVD法和 膜厚40〜150nm而含矽的絕緣膜。在本實施 CVD法形成氮化矽膜至lOOnm厚·作爲第 414。而且，同樣的形成覆蓋全面的第2層 。作爲第2層間絕緣膜4 1 5係以塗佈法形成 //m之丙烯樹脂膜。更且，成爲第3層間絕 化矽膜以0.1 Mm的厚度形成。 之後，將爲了形成接觸孔之光阻圖案， 樣的由倂用電子束照射和液滴吐出而形成。 阻圖案作爲光罩而由異向性乾飩刻法形成接 C )圖）。 之後，將第 2導電層（源極配線、 4 17〜422延展至接觸孔之底部地形成。於本 2導電層係使用於接觸孔內是2種之金屬的 是，不使用電子束，一次對接觸孔部吐出， 子使用界面活性劑而使其分散於有機溶劑中 成鈮層，之後倂用電子束而形成銅的圖案。 處理。由至此的工程，於具有絕緣表面的基 成電晶體。此時之剖面圖如第4 ( D )圖所示 接著，全面的與第2導電層420、422 ，形成由透明導電體構成的像素電極501、 電極501、502係，作爲一例，可舉出氧化 緣膜4 1 4。該 濺鍍法，形成 例係，由電漿 1層間絕緣膜 間絕緣膜4 1 5 了膜厚1.6 緣膜416的氮 與上述場合同 接著，以該光 觸孔（第4 ( 汲極配線） 實施例係，第 層疊構造。即 將鈮奈米微粒 的液體，而形 接者進行加熱 板401上可形 〇 電氣的連接地 502。於像素 銦與氧化錫之 -29- (26) (26)1335272 化合物（ITO )、氧化銦與氧化鋅之化合物、氧化鋅、氧 化錫、氧化銦 '氮化鈦等。在本實施例係作爲像素電極 50 1、502，由以電子束照射和液滴吐出倂用的方法，以 0·1//πι的厚度形成了 ITO膜（第5(A)圖）。 之後，成爲進入依有機EL的發光元件之形成工程》 覆蓋像素電極501、502之邊緣面地形成絕緣膜503。形 成絕緣膜5 03的材料不被特別限定，可以無機或有機之材 料形成。之後，成爲形成包含爲發光層的有機EL範圍， 而與像素電極501、502相連接地在減壓或真空中依序形 成發光層 504'505(第 5 (B、C) 圖）。發光層 504 、5 05的材料不被特別限定，但在進行彩色顯示的場合係 ’使用紅、綠、藍之各色材料。接著，在減壓或真空中由 蒸鍍法形成第2像素電極5 06 (第5(D)圖）》 第2像素電極（陰極）506係，以於包含工作函數小 的金屬（鋰（Li)、鎂（Mg)、铯（Cs)的薄膜、與包 含Li、Mg等的薄膜上層疊了的透明導電膜之層疊膜形成 。膜厚係若作爲陰極而作用地適宜設定爲佳，而以0.01〜1 Mm範圍之厚度形成。在本實施例係，將鋁和鋰之合金 膜（Al-Li)以O.lym之厚度形成作爲第2像素電極506 。尙且第2像素電極5 06係，全面的成膜。 作爲陰極好用的金屬膜係，包含屬於元素周期表之第 1族或第2族的元素的金屬膜，但因爲這些金屬膜係容易 氧化，最好先保護表面。而且，因爲必要的膜厚亦薄，輔 助的設置阻抗率低的導電膜而降低陰極的阻抗，施加而謀 -30- (27) (27)1335272 求陰極的保護爲佳。作爲阻抗率低的導電膜係使用以鋁、 銅或銀爲主成分的金屬膜。 發光層5〇4、505和第2像素電極5〇6的形成係，由 噴頭400吐出的組成物之變更、或塡充了組成物的噴頭 400之變更而實現。在此場合’因爲可不在大氣開放中進 行’有關對水分弱的發光元件之高信賴性。因爲以吐出的 組成物之黏度爲所希望之値（50cp以下），在150〜300 度之範圍進行加熱處理。 於至此的工程形成的，第1像素電極501、502、發 光層504、5 05及第2像素電極5 06之層疊體爲相當於發 光元件。第1像素電極50〗、5 02爲陽極、第2像素電極 506相當於陰極。於發光元件之激發狀態係有一重激發和 三重激發，而發光經由那個激發狀態亦可。 在本實施例係，由發光元件發的光由基板4 0 1側（底 面）側透出，表示進行所謂下面出射的場合。但是由基板 4〇]之表面透出光，作到進行所謂上面出射亦佳。在該場 合係，第1像素電極501、502相當於陰極、第2像素電 極5 06相當於陽極地形成，更且第2像素電極5 06係以透 明材料形成爲佳。而且，驅動用TFT係以N通道型TFT 形成爲佳。尙且，適宜變更驅動用TFT之導電型亦無妨 ’而電容元件係保持該驅動用TFT之閘極 '源極間電壓 地配置。尙且在本實施例係，例示使用了發光元件的顯示 裝置之場合，但於使用了液晶元件的液晶顯示裝置和其他 之顯示裝置適用本發明亦佳。 -31 - (28) (28)1335272 具有上述構成的本發明係，能提供以能對基板之大型 化’使有效產出和材料的利用效率提高的配線 '導電層及 顯示裝置之製作方法。 [實施例3] 本實施例係’關於使用液滴吐出法，使液滴組成物塡 充於接觸孔（開孔）的方法，使用第7~第9圖說明。 於第7(A)圖，於基板3000上具有半導體3001' 在該半導體3 00 1上有絕緣體3 002，絕緣體3 002係有接 觸孔3003。作爲接觸孔的形成方法係，若使用一般均知 的方法亦佳，而使用液滴吐出法亦佳。在該場合係，以由 噴嘴吐出濕蝕刻溶液，形成接觸孔3 00 3。這麼作，由液 滴吐出法，可連續的進行接觸孔的形成和配線的形成。 然後，於接觸孔3 003的上方使噴嘴3004移動，於該 接觸孔3 003連續的吐出液滴組成物，以液滴組成物塡充 該接觸孔3003(第7(B)圖）。之後，重設噴嘴30 04的 位置，以選擇性的吐出液滴組成物，於接觸孔3003可形 成塡充了液滴組成物的導電體3005 (第7(C)圖）。在 此方法係，噴嘴3004係複數次掃描同個處所。 接著，關於與上述相異的方法，使用第8圖而說明》 在本方法係，使噴嘴3004移動，僅於形成配線的領域選 擇性的吐出液滴組成物，形成導電體3006 (第8 (B) 圖）。接著，移動至接觸孔3003的上方，對該接觸孔 3 00 3連續的吐出液滴組成物。其結果，可形成於接觸孔 -32- (29) (29)1335272 3003塡充了液滴組成物的導電體3〇〇7 (第8(C)圖）。 在此方法係，噴嘴3 004係複數次掃描同個處所。 接著，關於與上述相異的方法，使用第9圖而說明。 在本方法係，首先，移動噴嘴3004，選擇性的吐出液滴 組成物（第9 ( A )圖）。然後，如噴嘴3 004到達接觸孔 3 0 03的上方，就連續的吐出液滴組成物，將該接觸孔由 液滴組成物塡充（第9(B)圖）。其結果，於接觸孔 3003可形成塡充了液滴組成物的導電體3008 (第9 ( C) 圖）。在此方法係’噴嘴3004係不以複數次掃描同個處 所。 由使用上述的那個方法，於接觸孔都可形成塡充液滴 組成物的導電體。 而且，若使用液滴吐出法，可立刻製作輸入至電腦的 電路配線。關於此時之系統，使用第10圖簡單的說明。 作爲成爲骨幹的構成要素係可舉出：具有CPU3100、 揮發性記憶體3 101、非揮發性記憶體3 102、及鍵盤或操 作按鍵等之輸入手段3103、液滴吐出手段3104的液滴吐 出裝置。關於其動作簡單的說明，由輸入手段3103，若 輸入電路配線的資料，則此資料係通過CPU 3 1 00記憶於 揮發性記憶體3 101或非揮發性記億體3 102。然後，按照 此資料，液滴吐出手段3104選擇性的吐出液滴組成物， 可形成配線。 由上述的構成，以曝光爲目的之光罩變爲不必要，可 大幅削減曝光 '顯像工程。此結果可提高有效產出，大幅 -33- (30) (30)1335272 的使生產性提高。尙且本構成係，以修復配線之斷線處所 、配線與電極間之電氣的連接之不良處所等的目的而使用 亦佳。在該場合，例如於電腦等輸入修復處所，使於該處 所由噴頭吐出液滴組成物爲合適。另外，即使對至少一邊 超過lm的尺寸之大型基板亦可形成簡單的配線。而且， 因爲於所希望的處所若僅塗佈必要量之材料爲佳，而由浪 費的材料成爲一點點而提高材料之利用效率，實現製作費 用之削減。 [實施例4] 關於本發明之實施例，使用第12圖詳細的說明。在 此係，與在實施例1及實施例2圖示的順向擺動型的TFT (Staggered Type TFT )相異，係說明關於形成順向擺動 型的TFT (Staggered Type TFT)的製作工程。而且，於 在以下說明的本發明的構成，指示同一物的符號在相異的 圖面間爲共通使用》 在基板2000上係可使用在實施例1記載的基板。在 本實施例係使用玻璃基板（康寧公司（CORNING )製， #7059 )。 接著，在基板2000上，藉由以電子束照射手段2200 的照射和液滴吐出手段220 1，在減壓或真空中形成第1 導電層（閘極配線、閘極電極、電容器電極）2001、2002 (第12(A)圖）。在本實施例係，吐出將A1之奈米微 粒子使用界面活性劑而使其分散於有機溶劑中的液體，而 -34- (31) (31)1335272 形成閘極圖案。特別是，閘極電極圖案係因爲大量的左右 電晶體特性，倂用由電子束照射係在提高主動矩陣型之顯 示器之性能上爲有效。如上述地，在本實施例係使用電子 束於圖案全部，而例如：僅使用於特別重要的閘極電極部 分亦爲有效。 於電子槍係具備：聚光光束的手段和爲能使光束掃描 於基板上所希望之位置的手段。而且於液滴吐出裝置係具 有多數之液滴噴射噴嘴。而且，準備複數噴嘴口徑相異的 噴頭，按照用途，分別使用噴嘴口徑相異的噴頭亦佳。而 且，通常之噴頭之噴嘴口徑係5 0〜100/im，亦依賴於此噴 嘴口徑，而考慮有效產出，爲了作到可以一次掃描形成， 如爲與一行或一列同樣的長度地，並列地配置複數之噴嘴 亦佳。另外，配置任意個數之噴嘴，複數次掃描也沒關係 ，而且以複數次掃描同處所而重覆塗佈亦佳。而且，理想 爲以噴頭掃描，但使基板移動亦無妨。而且基板與噴頭之 距離係爲了滴下至所希望的處所，先儘量貼近爲理想，具 體的係0.1〜2mm的範圍爲理想。 由噴頭一次吐出的組成物之量係〜7 〇P】、黏度係 lOOcp以下 '粒徑0.1 m以下爲理想。此係爲了防止發 生乾燥，另外如黏度過高，則會變成不能由吐出口圓滑的 吐出組成物。適宜的調節使用的溶劑、依用途組合組成物 之黏度、表面張力、和乾燥速度等。另外由噴頭吐出的組 成物係在基板上連續滴下，形成至線狀或條紋狀爲理想。 但是，例如：每1點等之每個所定之處所滴下亦佳。 -35- (32) (32)1335272 由噴頭吐出的組成物係應用由钽（Ta)、鎢（W)、 鈦（Ή )、鉬（Mo )、鋁（A1 )、銅（Cu )、鉻（Cr ) 、Nd之中選擇的元素；或以前述元素爲主成分的合金材料 或者化合物材料、AgPdCu合金等適宜選擇的導電性材料 而溶解或分散於溶劑之物。於溶劑係，使用醋酸丁基、醋 酸乙基等之酯類、異丙醇、乙醇等之醇類、甲基乙基酮、 丙酮等之有機溶劑。溶劑之濃度係依導電性材料之種類等 適宜決定爲佳。 另外’作爲噴頭吐出的組成物，應用使銀（Ag )、 金（Au )、鉑（Pt )以粒徑1 〇nm以下分散的超微粒子（ 奈米粒子）亦佳。如此，若使用將粒徑細微的粒子分散或 溶解於溶劑的組成物，可解決噴嘴堵塞的問題。而且，於 使用液滴吐出法的本發明，組成物之構成材料之粒徑係， 必須比噴嘴粒徑更小。另外，使用聚乙烯二氧塞吩/聚苯 乙烯磺酸（PEDT/PSS)水溶液等之導電性聚合物（導電 性高分子）亦佳。 另外，如以銀或銅等低阻抗的金屬作爲配線材料而使 用，則因爲可謀求配線阻抗之低阻抗化，在使用大型基板 的場合爲理想。而且，因爲這些金屬材料難以由通常的乾 蝕刻法加工，以液滴吐出法進行直接圖案化係非常有效的 。但是，例如在銅等的場合係爲了作到對電晶體之電氣特 性不帶來不好的影響，設置防止擴散的障礙（barrier )性 之導電膜爲理想。由障礙性之導電膜，銅不擴散至有電晶 體之半導體，可形成配線。作爲此障礙性之導電膜係可使 -36- (33) (33)1335272 用由氮化鉅（TaN )、氮化鈦（TiN )或氮化鎢（WN )選 擇一種或複數種之層疊膜。而且，因爲銅容易氧化，倂用 氧化防止劑爲理想。 之後，形成了第1導電層的基板在常壓或減壓、或真 空中，在15 0〜300度之範圍施予加熱處理，使該溶劑揮發 ，而使其組成物密度提高，讓阻抗値變低。但是，於由噴 頭吐出的組成物之溶劑係，滴下於基板後揮發者爲合適。 於本發明之態樣之在真空下進行吐出的場合係，比在通常 之大氣壓下之場合，蒸發速度快爲特徵，而特別是若使用 甲苯等之高揮發性的溶劑，則組成物滴下於基板後，瞬間 揮發。在如此地場合係削除加熱處理的工程亦無妨。但是 ，組成物之溶劑不被特別限定，即使係使用了滴下後揮發 的溶劑的場合，以施予加熱處理，使其組成物密度提高， 作到爲所希望的阻抗値亦佳。另外此加熱處理係，每由液 滴吐出法形成薄膜而進行亦佳，每任意的工程進行亦佳， 在全部的工程完了後總括進行亦佳。 加熱處理係使用鹵素等之燈爲加熱源，直接高速加熱 基板的燈退火（lamp anneal )裝置、和使用照射雷射光的 雷射照射裝置爲佳。兩者都以加熱源掃描，可僅於所希望 的處所施予加熱處理。以其他之方法，使用·設定於所定 之溫度的爐退火（furnace anneal )爐亦佳。但是在使用 燈的場合係，進行加熱處理而不會破壞薄膜的組成，僅爲 能加熱的波長之光，例如：比400nm波長長的光，即紅外 線以上之波長的光爲理想。由處理面係，使用遠紅外線（ -37- (34) (34)1335272 代表性爲4〜25 "m)爲理想。而且使用雷射光的場合，而 且使用雷射光的場合，由雷射振盪產生裝置振盪產生的雷 射光於基板的光束點之形狀係與列或行的長度爲同樣的長 度地成形至線狀爲理想。如這樣作，可以一次掃描使雷射 照射完了。在本實施例係作爲加熱處理，使用通常的爐退 火(furnace anneal )。 接著，形成覆蓋第1導電層2 00 1、2002地形成閘極 絕緣膜2 003。閘極絕緣膜2003係可使用例如：氧化矽、氮 化矽或氮氧化矽等絕緣膜。閘極絕緣膜2003係使用單層 之絕緣膜亦佳、層疊複數之絕緣膜亦佳。在本實施例係， 將依次層疊氮化矽、氧化矽、氮化矽的絕緣膜，作爲閘極 絕緣膜2003而使用。另外成膜方法係可使用電漿CVD法 、濺鑛法等。在低的成膜溫度形成可抑制閘極漏泄電流的 緻密的絕緣膜係，含有氬等稀有氣體元素於反應氣體，使 其混入形成的絕緣膜中爲佳。另外可使用以氮化鋁作爲閘 極絕緣膜2003。氮化鋁係熱傳導率較高，可有效的使在 TFT產生的熱量散發。 接著，形成第1半導體膜2004。第1半導體膜2004 係可以非晶質（amorphous)半導體或半非晶質（ semiamorphous)半導體（SAS)形成。另外即使使用多結 晶半導體膜亦佳。在本實施形態係使用半非晶質半導體作 爲第1半導體膜2004。半非晶質半導體係可得比起非晶 質半導體的結晶性高、高的移動度，另外與多結晶半導體 相異，儘管不增加爲了使其結晶化的工程亦可形成。 -38- (35) 1335272 非晶質半導體係，由輝光放電分解矽化物氣體 。以代表性的矽化物氣體係可舉出SiH4、Si2H6。 化物氣體以氫、氫和氦稀釋而使用爲佳。 另外SAS亦可由輝光放電分解矽化物氣體而 作爲代表性的矽化物氣體係爲SiH4，其他亦可使用 、SiH2Cl2、SiHCl3、SiCl4、SiF4 等。另外以氫、 中加了由氦、氬、氪、氖之中選擇了 一種或複數種 氣體元素的氣體，以稀釋而使用此矽化物氣體，可 的形成SAS。在稀釋率係2倍〜1000倍之範圍稀釋 氣體爲理想。另外再加上，在矽化物氣體中，使 C2H6等之碳化物氣體、GeH4、GeF4等之鍺化氣體 混入，調節能帶（energy band)幅至1.5~2_4eV 0_9〜Ι.ΙΕν亦佳。以SAS作爲第1半導體膜使用的 可得1〜10cm2/Vsec、或這以上之移動度。 另外用複數層疊以不同的氣體形成的SAS，形 半導體膜亦佳。例如：在上述各種氣體之中，層疊 有氟原子的氣體而形成的SAS、和使用含有氫原子 而形成的SAS’而可形成第1半導體膜。 由輝光放電分解的被膜的反應形成係可在減壓 壓下進行。在減壓下進行的場合，壓力係若： O.IPa〜133Pa的範圍進行爲佳。爲了形成輝光放電 係1 MHz〜1 20MHz '理想係若供給13MHz~60MHz 電力爲佳。壓力係在大約〇.IP a〜]33Pa的範圍，電 係1MHz〜120MHz，理想係爲！3MHz〜60MHz。基板 而可得 將此矽 得到。 I Si2H6 或在氫 之稀有 爲谷易 矽化物 CH4、 、F2等 、或者 TFT係 成第1 使用含 的氣體 或大氣 生大約 的電力 的高頻 源頻率 加熱溫 -39- (36) 1335272 度係在30CTC以下爲佳，理想係爲100〜250°C。 的不純物元素’最好氧、氮、碳等之大氣成分之 爲lxl02()atoms/cm3以下’特別是氧濃度係 atoms/cm3 以下，理想係爲 lxl〇19 atoms/cm3 以下 而且，在使用Si2H6、和Geh或F2形成半 場合，因爲由半導體膜的更接近基板的一側成長 以約在基板的近側，半導體膜之結晶性高。因而 極爲比第1半導體膜更靠近基板的底閘型（bott< TFT的場合，因爲可使用以第1半導體膜之中於 的結晶性高的範圍作爲通道形成範圍’所以可適 移動度。 另外使用SiH4、和H2形成半導體膜的場合 半導體膜之表面的近側可得大的結晶粒。因而， 體膜爲比閘極電極更靠近基板的頂閘型（top TFT的場合，因爲可使用以第1半導體膜之中由 的結晶性高的範圍作爲作爲通道形成範圍，所以 提高移動度。 另外，SAS係，在有意圖的不添加以控制價 的的不純物時，表示弱N型的導電型β此係， 膜非晶質半導體時進行更高的電力之輝光放電， 易混入半導體膜中。因此，對設置TFT之通道 的第1半導體膜係將授予P型的不純物，以在此 、或成膜後添加，成爲能作閥値控制。作爲授予 純物’有代表性者爲硼，使B2H6、BF3等之不純 作爲膜中 不純物係 5 X 1 0 1 s c 導體膜的 結晶，所 ，閛極電 >m gate ) 基板近側 於更提高 ，由約靠 第1半導 gate )之 基板遠側 可適於更 電子爲目 因爲比成 所以氧容 形成範圍 成膜同時 P型的不 物氣體以 -40- (37) (37)1335272 1 ppm〜10OOppm的比例混入矽化物氣體爲佳。例如：作爲授 予P型的不純物使用硼的場合，該硼的濃度爲1x1014~6 xlO16 atoms/cm3 爲佳。 接著，第1半導體膜2004之中，與成爲通道形成範 圍的部分重疊地，在第1半導體膜2004上形成保護膜 2 005、2 006 »保護膜2005、2006係使用液滴吐出法或印 刷法而形成亦佳，使用CVD法、濺鍍法等而形成亦佳。 作爲保護膜2005、2006，可使用氧化矽、氮化矽、氮氧 化矽等之無機絕緣膜 '矽氧烷系絕緣膜等。另外層疊這些 膜，作爲保護膜2005、2006亦佳。在本實施例係層疊以 電漿CVD法形成的氮化矽、以液滴吐出法形成了矽氧烷 系絕緣膜，作爲保護膜2005、2006而使用。在此場合， 氮化矽之圖案化係可使用以由液滴吐出法形成的矽氧烷系 絕緣膜作爲光罩而進行。 接著如第12(B)圖所示地，進行第1半導體膜2 0 04 的圖案化。第1半導體膜2 004的圖案化係，使用微影技 術亦佳，使用以液滴吐出法形成了的光阻作爲光罩亦佳。 在後者的場合，變爲不必先另外準備曝光用的光罩，因而 有關於花費的減少。在本實施形態係，使用以液滴吐出法 形成的光阻2007、2008，表示圖案化的例子。而且，光 阻2 007、200 8係可使用聚亞醯胺、丙烯等的有機樹脂。 然後，由使用了光阻2007、2008的乾蝕刻，形成圖案化 了的第1半導體膜2009、2010(第12(C)圖）。 接著，覆蓋圖案化後的第1半導體膜2 009、2010地 -41 - (38) 1335272 ，形成第2半導體膜。在第2半導體膜係先添加授予一導 電型的不純物。在形成η通道型TFT的場合係於第2半 導體膜中，授予N型的不純物，例如若添加磷爲佳。具 體的係若於矽化物氣體加入PH3等之不純物氣體，形成第 2半導體膜爲佳。具有一導電型的第2半導體膜係與第1 半導體膜2009 ' 2010同樣的，能以半非晶質半導體、非 晶質半導體形成。 而且在本實施例係，將第2半導體膜與第1半導體膜 2009、2010連接地形成，但本發明不被限定於此構成。 在第1半導體膜與第2半導體膜之間，先形成作爲LDD 範圍的機能的第3半導體膜亦佳。在此場合，第3半導體 膜係以半非晶質半導體或非晶質半導體形成。然後，第3 半導體膜係，無論有意圖的不添加爲了授予導電型的不純 物，表示本來弱的N型之導電型。因而於第3半導體膜 係，無論添加或不添加爲了授予導電型的不純物，可使用 作爲LDD範圍。 接著，將配線2015〜2018使用液滴吐出法而形成，以 該配線20 15〜20 18作爲光罩而使用，蝕刻第2半導體膜。 第2半導體膜之鈾刻係，可在真空氣氛下或者大氣壓氣氛 下以乾蝕刻進行。由上述蝕刻，由第2半導體膜作爲源極 範圍或汲極範圍而進行機能，形成第2半導體2011〜2 014 。在蝕刻第2半導體膜時，由保護膜2005、2006，可防 止第1半導體膜2009、2010被過度蝕刻。 配線2015-2018係可與第1導電層2001、2002同樣 -42- (39) (39)1335272 的形成。具體的係使用具有1個或複數個Ag、Au、Cu、 Pd等之金屬、金屬化合物的導電材料。在使用液滴吐出 法的場合，將使該導電材料分散於有機系或無機的溶劑， 由噴嘴滴下後，以在室溫乾燥或鍛燒而可形成。如果能由 分散劑抑制凝聚，使其分散於溶液，則亦能使用具有一個 或複數 Cr' Mo' Ti、Ta、W、A1等之金屬、金屬化合物 的導電材料。煅燒係不在氧氣氣氛下進行，使配線 2015〜2 018之阻抗變爲下降亦佳。另外以複數次的進行由 液滴吐出法的導電材料的成膜，複數之導電膜爲亦能形成 層疊了的配線2015〜2018。 由上述工程，形成開關用TFT2019、驅動用TFT2020 (第 12 ( D )圖）。 在第12圖係，以個別的工程圖案化第1半導體膜和 第2半導體膜，但本發明的半導體裝置不被限定於此製作 方法。 另外，在第1半導體膜與第2半導體膜之間形成保護 膜’但本發明不被限定於此構成，未必形成保護膜爲佳。 另外，關於在本實施例提出的材料、形成方法，按照 本發明的旨趣亦可適宜選擇而使用。 而且，本實施例係，能與其他之實施例記載的構成組 合而實施。 【圖式簡單說明】 第1圖係，說明本發明之製作方法的立體圖。 -43- (40) (40)1335272 第2圖係，說明本發明之製作方法的剖面圖。 第3圖係，說明本發明之製作方法的剖面圖。 第4圖係，說明本發明之製作方法的剖面圖。 第5圖係，說明本發明之製作方法的剖面圖。 第6圖係，說明先前技術的剖面圖。 第7圖係，說明本發明之製作方法的剖面圖。 第8圖係，說明本發明之製作方法的剖面圖。 第9圖係，說明本發明之製作方法的剖面圖。 第10圖係，說明本發明之製作方法的系統圖 第1 1圖係，說明本發明之製作方法的剖面圖 第1 2圖係，說明本發明之製作方法的剖面圖 主要元件符號說明 5 〇 :丙烯樹脂膜 1 01 :基板 1 02 :噴頭 1〇3 :真空排氣手段 104 :電子槍 105 :基板保持手段 106 :移動手段 107 :供給手段 108:液滴吐出用處理室 109 :控制手段 201 :基板 -44- (41) (41)1335272 202 :下襯膜 203 :半導體層 204 :噴頭 2 0 5 :光阻劑 206 :閘極絕緣膜 2 0 7 :電子槍 208 :第1導電層 2 0 8 :閘極電極 209 :第1層間絕緣膜 2 1 0 :第2層間絕緣膜 2 1 1 :第3層間絕緣膜 2 1 2 :光阻圖案 2 1 3 :接觸孔 2 1 4 :第2導電層 2 1 5 :像素電極 2 1 6 :共通電極 2 1 7 :彩色濾光片 2 1 8 :黑色矩陣 2 1 9 :對向基板 220 :液晶 400 :噴頭 401 :基板 402 :下襯膜 403 :半導體層 (42) (42)1335272 4 Ο 7 :電子槍 409 :閘極絕緣膜 4 1 4 :第〗層間絕緣膜 4 1 5 :第2層間絕緣膜 4 1 6 :第3層間絕緣膜 501、5 02 :第1像素電極 5 0 3 :絕緣膜 504 、 505 :發光層 506:第2像素電極 4〇4〜406 :半導體層 4 1 0~4 1 3 :第1導電層 4 1 1 ~ 4 1 3 :閘極電極 4 1 7〜422 :第2導電層 2000 :基板 200 ]:第1導電層 2002 :第1導電層 2003 :閘極絕緣膜 2004 :第1半導體膜 2005 :保護膜 2006 :保護膜 2 0 0 7 :光阻 2 0 0 8 :光阻 2009 :第1半導體膜 2010 :第1半導體膜 -46 - (43) (43)1335272

2019 :開關用TFT 2020 :驅動用TFT 2200 :電子束照射手段 2 2 0 1 :液滴吐出手段 3 000 :基板 3 00 1 :半導體 3 0 0 2 :絕緣體 3 003 :接觸孔 3004 ：噴嘴 3 00 5 :導電體 3006 :導電體 3 00 7 :導電體 3 〇〇8 :導電體

3100： CPU 3 1 0 1 :揮發性記憶體 3 102 :非揮發性記憶體 3 103 :輸入手段 3104 :液滴吐出手段 201 1〜2014 :第2半導體 2015〜2018 :配線 -47

Claims (1)

1335272 伙K月/和修(災)正替換頁 拾、申請專利範 第93 1 1 1 265號專利申請案 中文申請專利範圍修正本 民國99年6月14日修正 i· 一種液滴吐出裝置，其特徵爲具備有：

於基板上吐出液滴的手段、和於前述基板表面照射電 子束的手段、使由吐出前述液滴的手段所吐出的液滴帶與 前述電子束係逆極性之電荷的手段。 2. —種液滴吐出裝置，其特徵爲具備有： 於基板上吐出液滴的手段、和於前述基板表面照射離 子束的手段、使由吐出前述液滴的手段所吐出的液滴帶與 前述離子束係逆極性之電荷的手段。 3. —種液滴吐出裝置，其特徵爲具備有：

於基板上吐出液滴的手段、和於前述基板表面照射荷 電束的手段、使由吐出前述液滴的手段吐出的液滴帶與前 述荷電束係逆極性之電荷的手段、和真空排氣手段。 4. 如申請專利範圍第2項所記載之液滴吐出裝置， 其中： 於前述液滴吐出裝置，荷電束係爲電子束。 5. 如申請專利範圍第2項所記載之液滴吐出裝置， 其中： 於前述液滴吐出裝置，荷電束係爲離子束。 6. —種圖案的製作方法，其特徵爲： 在使用液滴吐出法向具有絕緣膜的基板上吐出液滴之 1335272 一 —__、 携6月/知修(更)正替換頁 . 前’於所希望的處所照射電子束’使由液滴吐出法吐出的 . 液滴帶與該電子束係逆極性的電荷。 7. —種圖案的製作方法，其特徵爲： ' 在使用液滴吐出法向具有絕緣膜的基板上吐出液滴之 前’於所希望的處所照射離子束，使由液滴吐出法吐出的 液滴帶與該離子束係逆極性的電荷。 8 ·如申請專利範圍第6項至第7項中任一項所記載 φ 之圖案的製作方法，其中： 由前述液滴吐出法的直接圖案化係在減壓下行。 9. 如申請專利範圍第6項至第7項中任一項所記載 之圖案的製作方法，其中： 由前述液滴吐出法吐出的液滴係包含金屬微粒子。 10. 如申請專利範圍第6項至第7項中任一項所記載 之圖案的製作方法，其中： 由前述液滴吐出法吐出的液滴係由包含光阻材料的溶 φ 液構成。 11. 如申請專利範圍第6項至第7項中任一項所記載 之圖案的製作方法，其中： 由前述液滴吐出法吐出的液滴係由包含矽化合物的溶 液構成。 12. 如申請專利範圍第6項或第7項中任一項所記載 之圖案的製作方法，其中： 使前述液滴帶電的步驟係藉由保持噴頭在高電位下進 行。 -2- 1335272 綠W f日修(¾)正替換頁 . 1 3.如申請專利範圍第6項或第7項中任一項所記載 _ 之圖案的製作方法，其中： 、 前述荷電子束的照射步驟係藉由移動荷電束源而進行 . 〇 14.如申請專利範圍第6項或第7項中任一項所記載 之圖案的製作方法，其中： 前述荷電子束的照射步驟係藉由掃描前述已帶電的荷 電束而進行。 φ

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