(57)【要約】【課題】半導体膜を形成するのに際して、光重合性を有する組成物の蒸発を抑制して、均一な膜厚の半導体膜を安定して形成することができ、また、蒸発した前記組成物によるフォトマスクやチャンバー内の汚染を防止し得る半導体膜の形成方法、半導体素子基板の製造方法、かかる方法により得られた半導体素子基板を備える電気光学装置、電子デバイスおよび半導体膜形成装置を提供すること。【解決手段】本発明の半導体膜の形成方法は、光透過性を有する基板１０の一方の面側に半導体膜を形成する方法であり、基板１０の一方の面側に、光重合性を有する組成物を含有する液状材料を供給して液状被膜２０ａを形成する工程と、液状被膜２０ａが形成された一方の面側を密閉容器４３で蓋った状態で基板１０の他方の面側から液状被膜２０ａに光４０を照射し、前記組成物を重合させて重合体膜を得る工程と、重合体膜を加熱することにより半導体膜を得る工程とを有する。【選択図】図３
2006128581.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光透過性を有する基板の一方の面側に半導体膜を形成する半導体膜の形成方法であって、
前記基板の一方の面側に、光重合性を有する組成物を含有する液状材料を供給して液状被膜を形成する第１工程と、
前記液状被膜が形成された前記一方の面側を容器で蓋った状態で前記基板の他方の面側から前記液状被膜に光を照射し、前記組成物を重合させて重合体膜を得る第２工程と、
前記重合体膜を加熱することにより前記半導体膜を得る第３工程とを有することを特徴とする半導体膜の形成方法。
【請求項２】
光透過性を有する基板の一方の面側に半導体膜が形成されてなる半導体素子基板の製造方法であって、
前記基板の一方の面側に、光重合性を有する組成物を含有する液状材料を供給して液状
被膜を形成する第１工程と、
前記液状被膜が形成された前記一方の面側を容器で蓋った状態で前記基板の他方の面側から前記液状被膜に光を照射し、前記組成物を重合させて重合体膜を得る第２工程と、
前記重合体膜を加熱することにより前記半導体膜を得る第３工程とを有することを特徴とする半導体素子基板の製造方法。
【請求項３】
前記容器内における前記液状材料の蒸気圧は前記容器外における前記液状材料の蒸気圧より高い請求項２に記載の半導体素子基板の製造方法。
【請求項４】
前記容器と前記液状被膜との距離は１０ｍｍ以下である請求項３に記載の半導体素子基板の製造方法。
【請求項５】
前記第１工程に先立ち前記基板上に光遮断部を形成する工程をさらに備え、
前記第２工程において該光遮断部を介して前記液状被膜に選択的に光を照射する請求項２ないし４のいずれかに記載の半導体素子基板の製造方法。
【請求項６】
前記第１工程に先立ち前記基板上に光遮断部を形成する工程と、前記基板上に光透過性膜を形成する工程をこの順でさらに備え、
前記第２工程において前記光遮断部と前記光透過性膜を介して前記液状被膜に選択的に光を照射する請求項２ないし４のいずれかに記載の半導体素子基板の製造方法。
【請求項７】
前記第２工程において前記基板の他方の面側に光遮断部を配置し、該光遮断部を介して前記液状被膜に選択的に光を照射する請求項２ないし４のいずれかに記載の半導体素子基板の製造方法。
【請求項８】
前記選択的に光を照射したあと前記容器を除き前記選択的に光が照射された以外の部分の前記液状被膜を除去する工程をさらに備える請求項５ないし７のいずれかに記載の半導体素子基板の製造方法。
【請求項９】
前記第１工程に先立ち前記基板の一方の面側に、前記液状材料の前記基板に対する接触角が相対的に大きい領域と相対的に小さい領域とを形成する工程をさらに備える請求項２ないし４のいずれかに記載の半導体素子基板の製造方法。
【請求項１０】
前記接触角が相対的に大きい領域と相対的に小さい領域は単分子膜により形成されてなる請求項９に記載の半導体素子基板の製造方法。
【請求項１１】
請求項２ないし１０のいずれかに記載の製造方法を用いた半導体素子基板を備えることを特徴とする電気光学装置。
【請求項１２】
請求項１１に記載の電気光学装置を備えることを特徴とする電子デバイス。
【請求項１３】
光透過性を有する基板の一方の面側に半導体膜を形成する半導体膜形成装置であって、
前記基板の一方の面側に光重合性を有する組成物を含有する液状材料を供給して液状被膜を形成する液状被膜形成手段を備える液状被膜形成部と、
前記液状被膜が形成された前記一方の面側を容器で蓋った状態で前記液状被膜に前記基板の他方の面側から光を照射して重合膜を得る光照射手段を備える光照射部と、
前記重合体膜を加熱し前記半導体膜を得る加熱手段を備える加熱部とを有し、
前記各部にこの順に前記基板を搬送することにより当該基板上に前記半導体膜を形成することを特徴とする半導体膜形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体膜の形成方法、半導体素子基板の製造方法、電気光学装置、電子デバイスおよび半導体膜形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
集積回路や薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）等においては、半導体膜材料として、例えばシリコン膜が多用されている。このシリコン膜の形成方法の一つが、例えば特許文献１等に開示されている。
図１４は、従来のシリコン膜の形成方法を説明するための図である。
まず、図１４（ａ）に示すように、基板２００上に、光重合性を有するシラン化合物を含有する原料を塗布し、塗布膜３００ａを形成する。
【０００３】
そして、図１４（ｂ）に示すように、基板２００の塗布膜３００ａを形成した側から、所定のマスク４００を介して、塗布膜３００ａに所定パターンで光５００の照射を行う。
これにより、図１４（ｃ）に示すように、光５００が照射された領域では、シラン化合物が光重合反応を起こし、高次シランからなる膜３００ｂが形成される。
その後、図１４（ｄ）に示すように、第１の熱処理を行って、光が照射されていない領域の塗布膜３００ａを蒸発、除去し、さらに第２の熱処理を行って、高次シランからなる膜３００ｂをシリコン化する。
【０００４】
しかしながら、この方法で使用する光重合性を有するシラン化合物は、非常に揮発性の高い液体である。このため、光をパターン照射する際に、塗布膜を構成するシラン化合物の一部が蒸発し、失われてしまう。
そのため、均一な膜厚のシリコン膜を安定して形成するのが困難である。また、光の照射に際して蒸発したシラン化合物が、フォトマスクに付着し、光の透過性を低下させたり、チャンバーの内壁を汚染したりするという問題も生じる。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−３１８１１９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、半導体膜を形成するのに際して、光重合性を有する組成物の蒸発を抑制して、均一な膜厚の半導体膜を安定して形成することができ、また、蒸発した前記組成物によるフォトマスクやチャンバー内の汚染を防止し得る半導体膜の形成方法、半導体素子基板の製造方法、かかる方法により得られた半導体素子基板を備える電気光学装置、電子デバイスおよび半導体膜形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明の半導体膜の形成方法は、光透過性を有する基板の一方の面側に半導体膜を形成する半導体膜の形成方法であって、
前記基板の一方の面側に、光重合性を有する組成物を含有する液状材料を供給して液状被膜を形成する第１工程と、
前記液状被膜が形成された前記一方の面側を容器で蓋った状態で前記基板の他方の面側から前記液状被膜に光を照射し、前記組成物を重合させて重合体膜を得る第２工程と、
前記重合体膜を加熱することにより前記半導体膜を得る第３工程とを有することを特徴とする。
これにより、半導体膜を形成するのに際して、光重合性を有する組成物の蒸発を抑制して、均一な膜厚の半導体膜を安定して形成することができ、また、蒸発した前記組成物によるフォトマスクやチャンバー内の汚染を防止し得る。
【０００８】
本発明の半導体素子基板の製造方法は、光透過性を有する基板の一方の面側に半導体膜が形成されてなる半導体素子基板の製造方法であって、
前記基板の一方の面側に、光重合性を有する組成物を含有する液状材料を供給して液状
被膜を形成する第１工程と、
前記液状被膜が形成された前記一方の面側を容器で蓋った状態で前記基板の他方の面側から前記液状被膜に光を照射し、前記組成物を重合させて重合体膜を得る第２工程と、
前記重合体膜を加熱することにより前記半導体膜を得る第３工程とを有することを特徴とする。
これにより、半導体膜を形成するのに際して、光重合性を有する組成物の蒸発（飛散）を抑制して、均一な膜厚の半導体膜を安定して形成することができ、また、蒸発した前記組成物によるフォトマスクやチャンバー内の汚染を防止し得る。
【０００９】
本発明の半導体素子基板の製造方法では、前記容器内における前記液状材料の蒸気圧は前記容器外における前記液状材料の蒸気圧より高いことが好ましい。
これにより、光重合性を有する組成物の蒸発をより確実に抑制することができる。
本発明の半導体素子基板の製造方法では、前記容器と前記液状被膜との距離は１０ｍｍ以下であることが好ましい。
これにより、得られる重合体膜の厚さが不均一となるのをより確実に防止することができる。
【００１０】
本発明の半導体素子基板の製造方法では、前記第１工程に先立ち前記基板上に光遮断部を形成する工程をさらに備え、
前記第２工程において該光遮断部を介して前記液状被膜に選択的に光を照射することが好ましい。
これにより、所定パターンの半導体膜の形成が可能となる。
【００１１】
本発明の半導体素子基板の製造方法では、前記第１工程に先立ち前記基板上に光遮断部を形成する工程と、前記基板上に光透過性膜を形成する工程をこの順でさらに備え、
前記第２工程において前記光遮断部と前記光透過性膜を介して前記液状被膜に選択的に光を照射することが好ましい。
これにより、所定パターンの半導体膜の形成が可能となる。
本発明の半導体素子基板の製造方法では、前記第２工程において前記基板の他方の面側に光遮断部を配置し、該光遮断部を介して前記液状被膜に選択的に光を照射することが好ましい。
これにより、所定パターンの半導体膜の形成が可能となる。
本発明の半導体素子基板の製造方法では、前記選択的に光を照射したあと前記容器を除き前記選択的に光が照射された以外の部分の前記液状被膜を除去する工程をさらに備えることが好ましい。
これにより、所定パターンの半導体膜が得られる。
【００１２】
本発明の半導体素子基板の製造方法では、前記第１工程に先立ち前記基板の一方の面側に、前記液状材料の前記基板に対する接触角が相対的に大きい領域と相対的に小さい領域とを形成する工程をさらに備えることが好ましい。
これにより、目的とするパターンの液状被膜をより寸法精度よく形成することができる。
本発明の半導体素子基板の製造方法では、前記接触角が相対的に大きい領域と相対的に小さい領域は単分子膜により形成されてなることが好ましい。
【００１３】
本発明の電気光学装置は、本発明の製造方法を用いた半導体素子基板を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電気光学装置が得られる。
本発明の電子デバイスは、本発明の電気光学装置を備えることを特徴とする。
これにより、信頼性の高い電子デバイスが得られる。
【００１４】
本発明の半導体膜形成装置は、光透過性を有する基板の一方の面側に半導体膜を形成する半導体膜形成装置であって、
前記基板の一方の面側に光重合性を有する組成物を含有する液状材料を供給して液状被膜を形成する液状被膜形成手段を備える液状被膜形成部と、
前記液状被膜が形成された前記一方の面側を容器で蓋った状態で前記液状被膜に前記基板の他方の面側から光を照射して重合膜を得る光照射手段を備える光照射部と、
前記重合体膜を加熱し前記半導体膜を得る加熱手段を備える加熱部とを有し、
前記各部にこの順に前記基板を搬送することにより当該基板上に前記半導体膜を形成することを特徴とする。
これにより、半導体膜を形成するのに際して、光重合性を有する組成物の蒸発（飛散）を抑制して、均一な膜厚の半導体膜を安定して形成することができ、また、蒸発した前記組成物によるフォトマスクやチャンバー内の汚染を防止し得る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
＜シリコン膜の形成装置＞
図１は、半導体膜形成装置の実施形態を示す模式図であり、ここでは特にシリコン膜の形成装置について説明する。
図１に示すシリコン膜の形成装置１（以下、単に「形成装置１」と言う。）は、基板１０の上面（一方の面側）に、光重合性を有するシリコン前駆体を含有する液状材料を供給して液状被膜２０ａを形成し、この液状被膜２０ａの所定領域に存在するシリコン前駆体を選択的に重合させ、得られた重合体を主としてなる重合体膜２０ｂを加熱することにより、所定パターンのシリコン膜２０を形成するように構成されている。
【００１６】
この形成装置１は、第１ロードロック室２と、塗布室（液状被膜形成部）３と、光照射室（光照射部）４と、加熱室（不要物除去部および加熱部を兼ねる）５と、第２ロードロック室６とを有している。
そして、各室（各部）２、３、４、５、６の間には、それぞれ、基板搬送路８１、８２、８３、８４が設けられている。これらの基板搬送路８１〜８４が、基板を搬送する搬送手段の主要部を構成しており、この搬送手段により、シリコン膜２０が形成される基板１０が、各室２〜６に、順次、自動搬送されるようになっている。
【００１７】
また、各基板搬送路８１、８２、８３、８４の途中には、それぞれゲートバルブ９１、９２、９３、９４が設けられ、また、後述する基板搬入口２３および基板搬出口６３には、それぞれゲートバルブ９０、９５が設けられている。
これらのゲートバルブ９０〜９５の開閉操作により、各室２、３、４、５、６内が互いに連通または分離した空間となる。
また、各室２〜６には、それぞれ、各室２〜６の内部圧力を調整するポンプ（圧力調整手段）２１、３１、４１、５１、６１と、各室２〜６の内部にガスを供給するガス供給手段２２、３２、４２、５２、６２とが接続されている。
【００１８】
所定のゲートバルブ９０〜９５を閉じた状態で、所定のポンプ２１〜６１と所定のガス供給手段２２〜６２を動作させることにより、各室２〜６内の圧力、各室２〜６内の雰囲気をそれぞれ独立に調整（設定）することができる。
第１ロードロック室２は、大気圧である外部から所定のガスで置換された各室２〜６内に、基板１０を搬入する入口となる室であり、塗布室３側とは反対側に基板搬入口２３が設けられている。
【００１９】
この第１ロードロック室２内には、基板搬送路８１のゲートバルブ９１を閉じた状態で、基板搬入口２３から基板１０が搬入される。
そして、ゲートバルブ９０を閉じ、第１ロードロック室２内の空気を所定のガスで置換した後、基板１０は、ゲートバルブ９１を開いた状態とし、基板搬送路８１を通じて塗布室３に搬送される。
【００２０】
塗布室３は、基板１０上に、シリコン前駆体を含有する液状材料を供給して、液状被膜２０ａを形成する室である。
この塗布室３には、液状材料を塗布する塗布装置（液状被膜形成手段）３３が配設されている。塗布装置３３としては、例えばスピンコート法、ロールコート法、カーテンコート法、ディップコート法、スプレー法、インクジェット法（液滴吐出法）等において用いられる各種塗布装置が挙げられる。
塗布室３において、液状被膜２０ａが形成された基板１０は、ゲートバルブ９２を開いた状態とし、基板搬送路８２を通じて、光照射室４に搬送される。
【００２１】
光照射室４は、液状被膜２０ａが存在する空間を密閉した状態で、液状被膜２０ａに基板１０の反対側（他方の面側）から、形成すべきシリコン膜２０のパターン（所定パターン）とほぼ反対のパターンの光遮断部４４１を介して、光４０を照射し、この光４０が照射された領域に存在するシリコン前駆体を重合させて重合体とする室である。
この光照射室４には、液状被膜２０ａが存在する空間を蓋う密閉容器４３と、光遮断部４４１を有するフォトマスク４４と、液状被膜２０ａに光４０を照射する光源（光照射手段）４５が配設されている。ここで、密閉容器とは容器内の蒸気圧を容器外の蒸気圧より高く保つための機能を有するものであればよく、内部と外部との間に通気性のある容器でも構わない。
この光照射室４において、液状被膜２０ａに光４０が照射された基板１０は、密閉状態を解除した後（密閉容器４３を開いた後）、ゲートバルブ９３を開いた状態とし、基板搬送路８３を通じて、加熱室５に搬送される。
【００２２】
加熱室５は、基板１０に対して第１の熱処理を行うことにより、シリコン前駆体を主とする不要物を蒸発（揮発）させ、除去した後、基板１０上に残存する重合体膜２０ｂに対して第２の熱処理を行うことにより、重合体をシリコンに変化させる室である。
この加熱室５には、基板載置部を兼ねるホットプレート（加熱手段）５３が配設されている。このホットプレート５３上に基板１０を載置することより、基板１０が加熱される。
この加熱室５において、シリコン膜２０が形成された基板１０は、ゲートバルブ９４を開いた状態とし、基板搬送路８４を通じて、第２ロードロック室６に搬送される。
【００２３】
第２ロードロック室６は、シリコン膜２０が形成された基板１０を外部に搬出する出口となる室である。
【００２４】
この第２ロードロック室６には、加熱室５側とは反対側に基板搬出口６３が設けられている。
この第２ロードロック室６に基板１０が搬送された後、ゲートバルブ９４を閉じた状態とする。そして、第２ロードロック室６内を大気圧に復帰させた後、ゲートバルブ９５を開いた状態とし、基板搬出口６３から外部に搬送する。
また、この形成装置１は、制御部７を有しており、この制御部７により、ゲートバルブ９０〜９５の開閉操作や、搬送手段、ポンプ２１〜６１、ガス供給手段２２〜６２、塗布装置３３、光源４５、ホットプレート５３等の動作が集中的に制御されている。
【００２５】
次に、本発明の半導体膜の形成方法を、図１に示す形成装置１を用いて、シリコン膜を形成する場合を一例にして説明する。
＜＜第１実施形態＞＞
まず、図１に示すシリコン膜の形成装置１を用いて行うシリコン膜の形成方法（本発明の半導体素子基板の製造方法）の第１実施形態について説明する。
図２〜図５は、それぞれ、シリコン膜の形成方法の第１実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
なお、以下では、図２〜図５中、上側を「上」、下側を「下」として説明する。
【００２６】
［１］準備工程
まず、基板１０を用意する。
ここで、基板１０としては、後工程［３］において、シリコン前駆体の重合反応に用いる光４０に対して透過性（光透過性）を有する基板が用いられる。
例えば、用いる光４０が紫外線である場合には、基板１０としては、石英、ホウ珪酸ガラス、ソーダガラスの他、ＩＴＯなどの透明電極を表面に有するガラス、プラスチック基板等を用いることができる。
【００２７】
次に、形成装置１において、ゲートバルブ９１、９２、９３、９４、９５を閉じた状態とし、ポンプ３１、４１、５１、６１およびガス供給手段３２、４２、５２、６２を作動させる。これにより、塗布室３、光照射室４、加熱室５および第２ロードロック室６内の空気を、それぞれ不活性ガスで置換する。
不活性ガスには、例えば、窒素、ヘリウム、アルゴン等のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
この状態で、基板１０を、基板搬入口２３から第１ロードロック室２内に搬入する。
次に、ゲートバルブ９０を閉じた状態とし、ポンプ２１およびガス供給手段２２を作動させることにより、第１ロードロック室２内を、不活性ガスで置換する。
この状態で、ゲートバルブ９１を開いた状態とし、基板１０を、基板搬送路８１を通じて、塗布室３内に搬入する。そして、ゲートバルブ９１を閉じた状態とする。
【００２８】
［２］液状材料供給工程（第１工程）
次に、塗布室３では、塗布装置３３により、基板１０の上面に光重合性を有する組成物として、光重合性を有するシリコン前駆体を含有する液状材料を塗布（供給）して、液状被膜２０ａを形成する。
本実施形態では、図２に示すように、液状材料を、基板１０の上面のシリコン膜２０を形成する領域を包含する領域に（基板１０の上面のほぼ全体を覆うように）塗布して、液状被膜２０ａを形成する。
【００２９】
ここで、シリコン前駆体を光照射により重合させて得られる重合体（高次シラン）は、一般に、シリコン前駆体や、液状材料の調整に必要に応じて用いられる有機溶媒に比べて沸点が高く、また溶媒に対する溶解度が低い。
したがって、後工程［４］において、不要物を蒸発させたり、溶剤に溶解（後述する他の構成例で示す）させたり等して、比較的容易に除去して、基板１０上に重合体膜２０ｂを残存させることができる。
【００３０】
このようなシリコン前駆体としては、例えば、一般式ＳｉｎＸｍ（ここで、ｎおよびｍはそれぞれ独立に整数を示し、Ｘは水素原子および／またはハロゲン原子等の置換基を示す。）で表される化合物等を用いることができる。
これらの中でも、その分子内に少なくとも１つの環状構造を有する化合物が好ましい。環状構造を有するシリコン前駆体（シラン化合物）は、光に対する反応性が極度に高く、光照射による重合（光重合）を効率よく行うことができる。
また、ＳｉｎＸ２ｎ（式中、ｎは３以上の整数を示し、Ｘは水素原子および／またはハロゲン原子を示す。）で表されるシリコン前駆体は、前述した理由に加えて、合成、精製が容易であるという点からより好ましい。
【００３１】
このようなシリコン前駆体の具体的としては、例えば、シクロテトラシラン、シクロペンタシラン、シクロヘキサシラン、シクロヘプタシランのような分子内に１個の環状構造を有する化合物、１、１’−ビシクロブタシラン、１、１’−ビシクロペンタシラン、１、１’−ビシクロヘキサシラン、１、１’−ビシクロヘプタシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロペンタシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロヘキサシラン、１、１’−シクロブタシリルシクロヘプタシラン、１、１’−シクロペンタシリルシクロヘキサシラン、１、１’−シクロペンタシリルシクロヘプタシラン、１、１’−シクロヘキサシリルシクロヘプタシラン、スピロ［２、２］ペンタシラン、スピロ［３、３］ヘプタシランスピロ［４、４］ノナシラン、スピロ［４、５］デカシラン、スピロ［４、６］ウンデカシラン、スピロ［５、５］ウンデカシラン、スピロ［５、６］ウンデカシラン、スピロ［６、６］トリデカシランのような分子内に２個の環状構造を有する化合物の他、これらの化合物の一部の水素原子をＳｉＨ３基やハロゲン原子に置換したもの等が挙げられ、これらのうちの１種または２種類以上を組み合わせて用いることもできる。
【００３２】
また、シリコン前駆体としては、そのシリコン原子の数が４〜１０のものが好ましい。これらのシリコン前駆体は、重合により沸点が分解温度より高い温度である重合体が生成した時点で、その重量減少率が５％以上となるもの、すなわち、特に揮発性が高いものであるため、かかるシリコン前駆体を用いてシリコン膜２０を形成する場合に、本発明を適用するのが有効である。
【００３３】
また、かかるシリコン前駆体を用いることにより、後工程［４］において、不要物を蒸発、除去する際に、これを容易に行うことができる。
このようなシリコン前駆体は、常温で液状のものであれば、そのまま液状材料として用いてもよく、シリコン前駆体を有機溶媒に溶解した溶液を液状材料として用いることもできる。なお、有機溶媒に溶解して液状材料を調整することにより、シリコン前駆体の基板１０上への塗布性をより向上させることができる。
【００３４】
有機溶媒としては、シリコン前駆体を溶解し得、かつ、実質的にシリコン前駆体と反応しないものであれば、特に限定されないが、その沸点が５０〜１５０℃程度のものを用いるのが好ましい。これにより、本実施形態のように、後工程［４］において加熱により、シリコン前駆体を除去する場合には、これをより効率よく行うことができる。
このような有機溶媒の具体例としては、例えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素系溶媒のほか、ジプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１、２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系溶媒、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、クロロホルム等の極性溶媒が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００３５】
これらの中でも、有機溶媒としては、炭化水素系溶媒、エーテル系溶媒を用いるのが好ましく、炭化水素系溶媒を用いるのがより好ましい。これらのものは、シリコン前駆体の溶解性が高く、液状材料とした際の保存安定性にも優れる。
また、液状材料中には、重合反応を阻害しない限りにおいて、ｎ−ペンタシラン、ｎ−ヘキサシラン、ｎ−ヘプタシラン等のシラン化合物や、ホウ素原子および／またはリン原子等により変性された変性シラン化合物等を、必要に応じて添加（混合）するようにしてもよい。
次に、ゲートバルブ９２を開いた状態とし、基板１０を、基板搬送路８２を通じて、光照射室４内に搬入する。そして、ゲートバルブ９２を閉じた状態とする。
【００３６】
［３］光照射工程（第２工程）
次に、この光照射室４では、図３に示すように、液状被膜２０ａが存在する空間を密閉した状態で、光源４５から液状被膜２０ａに向けて、所定パターンでの光４０の照射を行う。
本実施形態では、液状被膜２０ａが存在する空間は、図３に示すような密閉容器４３内に、液状被膜２０ａが形成された基板１０毎、収納することにより密閉される。
【００３７】
図３に示す密閉容器４３は、基板載置部を兼ねる平板状の底部４３１と、液状被膜２０ａを基板１０毎、収納するに足りる容量の蓋部４３２とで構成されている。
そして、蓋部４３２は、底部４３１に気密的に装着し得るように構成されており、基板１０を底部４３１に載置した状態で、底部４３１に蓋部４３２を装着することにより、液状被膜２０ａが存在する空間を密閉することができる。
【００３８】
底部４３１の構成材料としては、光４０に対して透過性を有するものが用いられ、例えば紫外線の場合には、石英、ソーダガラス、ホウ珪酸ガラス、ＩＴＯなどの透明電極を表面に有するガラス、プラスチック基板等が好適である。
また、蓋部４３２の構成材料としては、特に限定されず、例えば、ステンレス鋼（ＳＵＳ）等の各種金属、石英やソーダガラス等の各種ガラス、プラスチック等を用いることができる。
【００３９】
また、本実施形態では、基板１０の液状被膜２０ａと反対側に、形成すべきシリコン膜２０のパターン（所定パターン）とほぼ反対のパターンの光遮断部４４１を有するフォトマスク４４を配置する。
そして、このフォトマスク４４を介して、液状被膜２０ａに向けて光４０を照射する。光４０を照射すると、この光４０は、光遮断部４４１が存在する領域を通過できず、一方、光透過部４４２においてフォトマスク４４を通過し、さらに、底部４３１、基板１０を通過して液状被膜２０ａに入射する。すなわち、光４０が所定パターンで液状被膜２０ａに照射される。
これにより、図５（ａ）に示すように、液状被膜２０ａの光透過部４４２に対応する領域で、シリコン前駆体の重合反応が進行して重合体が生成し、この重合体を主としてなる重合体膜２０ｂが形成される。なお、重合体は、シリコン前駆体に比べて、沸点が高く、また、有機溶媒に対する溶解性が低い。
【００４０】
このように、シリコン前駆体は、揮発性が高いので、液状被膜２０ａが開放された空間に置かれた場合には、光の照射によりシリコン前駆体の重合反応を行っている間にも、蒸発（揮発）して、徐々に失われてしまう。
これに対して、本発明では、液状被膜２０ａが存在する空間を密閉する。このため、シリコン前駆体の蒸気（気体）が画成された密閉空間４３０内を満たし、密閉空間４３０内の圧力が上昇する。これにより、シリコン前駆体の蒸気圧（沸点）が上昇し、シリコン前駆体の蒸発が抑えられる。その結果、得られる重合体膜２０ｂの厚さが不均一となるのを防止することができる。
【００４１】
また、蒸発したシリコン前駆体は、密閉空間４３内からの流出が防止されるため、光照射室４の内壁が、シリコン前駆体やその反応生成物等により汚染されるのを防止することができる。
さらに、フォトマスク４４を、基板１０の液状被膜２０ａと反対側に配置するので、蒸発したシリコン前駆体が、フォトマスク４４に付着するのが防止される。これにより、フォトマスク４４の光透過性が維持される。また、蒸発したシリコン前駆体は、蓋部４３２の内表面に付着し、蓋部４３２の光透過性が徐々に低下するが、本発明では、光４０を基板１０の液状被膜２０ａと反対側から照射するので、液状被膜２０ａに到達する光４０の光量が経時的に低下するのを防止することができる。このようなことから、シリコン前駆体の重合反応の効率が低下するのを防止することができる。
【００４２】
ここで、蓋部４３２の形状としては、蓋部４３２と底部４３１で形成される密閉空間４３０の体積を、密閉空間４３０内部の気体の循環を妨げない範囲でなるべく小さくすることが望ましい。すなわち、上部から見た蓋部４３２の形状は、基板１０とほぼ同一の形状であり、基板１０の周辺部から蓋部４３２の側面までの距離として１〜１０ｍｍ程度、基板１０の上面から蓋部４３２の上部までの距離として１〜１０ｍｍ程度が好ましい。
【００４３】
照射する光４０の条件（光源４５の種類、出力、波長等）は、用いるシリコン前駆体の種類等に応じて適宜設定するようにすればよいが、例えば、次のように設定される。
光源４５としては、低圧あるいは高圧水銀ランプ、重水素ランプあるいはアルゴン、クリプトン、キセノン等の希ガスの放電光の他、ＹＡＧレーザー、アルゴンレーザー、炭酸ガスレーザー、ＸｅＦ、ＦｅＣｌ、ＸｅＢｒ。ＫｒＦ。ＫｒＣｌ、ＡｒＦ、ＡｒＣｌ等のエキシマレーザー等が挙げられる。
【００４４】
光源４５の出力は、１０〜５０００Ｗ程度であるのが好ましく、１００〜１０００Ｗ程度であるのがより好ましい。
また、光源４５の波長は、シリコン前駆体のＳｉ−Ｓｉ結合を切断できるものであれば、特に限定されないが、１７０〜６００ｎｍ程度のものが好適である。
但し、液状材料がシリコン前駆体を有機溶媒に溶解して調整されたものであり、かつ、３００ｎｍ以下の波長の光を使用する場合、液状被膜２０ａには、有機溶媒を除去した後に光４０の照射を行うのが好ましい。
【００４５】
これは、シリコン前駆体と有機溶媒とを含有する液状被膜２０ａに、３００ｎｍ以下の波長の光を照射すると、有機溶媒の種類等によっては、その光のエネルギーにより、溶媒分子内の原子間結合が切断され、有機溶媒を構成している原子、例えば炭化水素系溶媒の炭素が、最終的に得られるシリコン膜２０に取込まれてしまうおそれがあるからである。
なお、密閉容器４３には、図４に示すように、フォトマスク４４が底部４３１の下面に固定されたもの（接触して設けられたもの）を用いることもできる。
次に、ゲートバルブ９３を開いた状態とし、基板１０を、基板搬送路８３を通じて、加熱室４内に搬入する。そして、ゲートバルブ９３を閉じた状態とする。
【００４６】
［４］第１の熱処理工程（不要物除去工程）
次に、この加熱室５では、まず、基板１０に対して第１の熱処理を行う。
第１の熱処理を行うと、不要物は、重合体に比べて沸点が低いため、蒸発して、除去される。その結果、図５（ｂ）に示すように、基板１０の上面には、重合体膜２０ｂが残存することとなる。
ここで、不要物としては、シリコン前駆体（未重合のモノマー）や重合度の低い重合体を主たるものとし、液状材料の調整に有機溶媒を用いる場合の有機溶媒や、シリコン前駆体の反応または分解生成物等、重合体以外の各種化合物が挙げられる。
【００４７】
この第１の熱処理は、シリコン前駆体の沸点より高く、重合体の分解温度より低い温度で行うのが好ましい。例えば、シリコン前駆体として前述のような化合物を用いる場合には、第１の熱処理は、５０〜２００℃程度の温度で行うのが好ましい。温度が低過ぎると、シリコン前駆体の種類等によっては、不要物を除去するのが困難となるおそれがあり、一方、温度が高過ぎると、重合体が熱分解して、後に行う第２の熱処理により所望の形状のシリコン膜２０が得られないおそれがある。
なお、この温度の数値範囲は、加熱室５内を常圧とした場合のものであり、加熱室５内を減圧状態とした場合には、シリコン前駆体や有機溶媒の沸点が下がるので、より低い温度で第１の熱処理を行うことができる。
【００４８】
［５］第２の熱処理工程（第３工程）
次に、前記工程［４］に続いて、加熱室５内で、基板１０に対して第２の熱処理を行う。
この第２の熱処理は、重合体の分解温度より高い温度で行われる。この第２の熱処理を行うことにより、重合体をシリコンに変化させ、図５（ｃ）に示すように、重合体膜２０ｂのパターンを反映したパターンで、主としてシリコンで構成されるシリコン膜２０が形成される。
【００４９】
ここで、得られるシリコン膜２０の結晶性は、第２の熱処理の温度により制御することができる。例えば、第２の熱処理を、到達温度が５５０℃以下となるようにして行った場合には、アモルファス状のシリコン膜２０を得ることができる。また、到達温度が５５０℃を超えるようにして行った場合には、多結晶状のシリコン膜（ポリシリコン膜）２０を得ることができる。また、アモルファス状のシリコン膜を形成した後、レーザーアニールや、ランプアニールなどの手法によりポリシリコン膜を形成することもできる。
このようにして、加熱室５内でシリコン膜２０が形成された基板１０を、ゲートバルブ９４を開いた状態とし、基板搬送路８４を通じて、第２ロードロック室６内に搬入する。
【００５０】
次に、基板搬送路８４のゲートバルブ９４を閉じた状態とし、第２ロードロック室６内を大気圧に復帰させる。その後、ゲートバルブ９５を開いた状態とし、基板搬出口６３から外部に基板１０を搬出する。
以上のような工程を経て、目的とするパターン（所定パターン）のシリコン膜２０が形成される。
【００５１】
本実施形態のシリコン膜の形成方法では、光照射工程において、シリコン前駆体の蒸発を抑えることができる。また、液状被膜２０ａに基板１０と反対側から光を照射するので、光の光量（強度）が経時的に変化するのを好適に防止することができ、シリコン前駆体の重合反応を均一に生じさせることができる。したがって、均一な膜厚のシリコン膜２０を安定して形成することができる。
また、蒸発（気化）したシリコン前駆体による光照射室４の内壁の汚染も防止されるので、シリコン膜の形成装置１の清掃作業を容易に行うことができるようになる。
【００５２】
＜＜第２実施形態＞＞
次に、シリコン膜の形成方法の第２実施形態について説明する。
図６および図７は、それぞれ、シリコン膜の形成方法の第２実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
なお、以下では、図６および図７中、上側を「上」、下側を「下」として説明する。
【００５３】
以下、第２実施形態のシリコン膜の形成方法について、前記第１実施形態のシリコン膜の形成方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第２実施形態では、前記工程［２］および工程［３］が異なり、それ以外は、前記第１実施形態と同様である。
すなわち、図６および図７に示すように、第２実施形態では、前記工程［２］において、液状被膜２０ａの形成領域が異なる点、および、前記工程［３］において、液状被膜２０ａが存在する空間を密閉する形態が異なる点以外は、前記第１実施形態と同様である。
以下、第２実施形態における工程［２］および工程［３］について、それぞれ、説明する。
【００５４】
［２］液状材料供給工程（第１工程）
まず、塗布室３において、図６に示すように、基板１０上面の外周部を除いた領域に、液状材料を塗布して、液状被膜２０ａを形成する。
なお、基板１０、シリコン前駆体および必要に応じて用いられる有機溶媒の種類や、液状材料の塗布方法等の条件は、それぞれ、前記第１実施形態と同様とすることができる。
【００５５】
［３］光照射工程（第２工程）
次に、光照射室４において、図７に示すように、液状被膜２０ａが存在する空間を密閉した状態で、光源４５から液状被膜２０ａに向けて光４０の照射を行う。
本実施形態では、基板１０に、密閉容器４３の一部（第１実施形態における底部４３１）の機能を兼ねさせ、この基板１０に、液状被膜２０ａを収容するに足りる容量の蓋部４３２を気密的に装着することにより、液状被膜２０ａが存在する空間を密閉することができるようになっている。すなわち、本実施形態では、基板１０と蓋部４３２とにより、密閉容器４３が構成されていると言うこともできる。また、本実施形態においても第１実施形態と同様に、密閉空間の体積は内部の気体の動きを妨げない範囲で小さいことが望ましい。すなわち上部から見た蓋部４３２の形状は、液状被膜２０ａとほぼ同一の形状であり、液状被膜２０ａの周辺部から蓋部４３２の側面までの距離として１〜１０ｍｍ程度、液状被膜２０ａの上面から蓋部４３２の上部までの距離として１〜１０ｍｍ程度が好ましい。
【００５６】
なお、光４０を照射する際の条件は、前記第１実施形態と同様とすることができる。
このような第２実施形態のシリコン膜の形成方法によっても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
特に、第２実施形態では、基板１０に密閉容器４３の一部を兼ねさせることにより、密閉容器４３の構成を簡易なものとすることができ、シリコン膜２０を形成する際のコストを削減することができる。
【００５７】
＜＜第３実施形態＞＞
次に、シリコン膜の形成方法の第３実施形態について説明する。
図８および図９は、それぞれ、シリコン膜の形成方法の第３実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
なお、以下では、図８および図９中、上側を「上」、下側を「下」として説明する。
以下、第３実施形態のシリコン膜の形成方法について、前記第１実施形態のシリコン膜の形成方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００５８】
第３実施形態のシリコン膜の形成方法は、前記工程［２］および工程［３］が異なり、また、前記工程［４］が省略され、それ以外は、前記第１実施形態のシリコン膜の形成方法と同様である。
すなわち、図８および図９に示すように、第３実施形態では、前記工程［２］において、液状被膜２０ａを形成すべきシリコン膜２０のパターンとほぼ等しいパターンとなるよう形成する点、前記工程［３］においてフォトマスクを用いない点、および、前記工程［４］を行わない点以外は、前記第１実施形態と同様である。
以下、第３実施形態における工程［２］および工程［３］について、それぞれ、説明する。
【００５９】
［２］液状材料供給工程（第１工程）
まず、塗布室３において、図８に示すように、基板１０の上面に液状材料を供給するのに先立って、この上面（液状材料を供給する面）に、領域１０ｂの液状材料に対する撥液性を、領域１０ａの液状材料に対する撥液性より高くする撥液化処理を施す。
ここで、領域１０ａは、形成すべきシリコン膜２０のパターン（所定パターン）とほぼ等しいパターンの領域であり、液状材料が塗布される領域である。一方、領域１０ｂは、所定パターンとほぼ反対のパターンの領域であり、液状材料を供給しない領域である。
この撥液化処理としては、例えば、領域１０ｂに撥液性官能基を有する撥液性単分子膜を形成する方法、領域１０ｂに撥液性の高い樹脂材料により撥液膜を形成する方法、フッ素系プラズマによるプラズマ処理等が挙げられる。
【００６０】
撥液性単分子膜を形成するための材料としては、例えば、フルオロアルキル基、アルキル基、ビニル基、エポキシ基、スチリル基、メタクリロキシ基等の撥液性官能基を有する各種カップリング剤のうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
撥液膜の構成材料としては、例えば、例えば、ポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体（ＰＦＡ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体（ＥＴＦＥ）、パーフルオロエチレン−プロペン共重合体（ＦＥＰ）、エチレン−クロロトリフルオロエチレン共重合体（ＥＣＴＦＥ）、パーフロロアルキルエーテル等が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００６１】
また、これらの材料を領域１０ｂに供給する方法としては、インクジェット法（液滴吐出法）、スクリーン印刷、マイクロコンタクトプリンティング等のパターン形成が可能な塗布方法が好適に用いられる。
また、領域１０ｂを含む基板１０の表面全体に撥液処理を行った後、領域１０ｂ以外の部分（領域１０ａの部分）の撥液性を下げる処理を行うか、領域１０ａの部分のみを親液化しても良い。このような部分的な親液化は、例えばフォトマスクを介した紫外線照射にて行うことができる。その場合は紫外線が照射された部分のみが親液性となる。
【００６２】
ここでいう撥液化あるいは親液化処理とは、シリコン膜２０を形成すべき領域１０ａにおける液体材料の基板１０に対する接触角をそれ以外の領域１０ｂにおける基板１０に対する接触角より小さくするものである。
かかる撥液化処理、親液化処理、あるいは両方の処理を行うことで、基板上に相対的に接触角の小さい領域１０ａと相対的に接触角の大きい領域１０ｂとを形成することができ、次工程［３］において、目的とするパターンの液状被膜２０ａをより寸法精度よく形成することができる。
【００６３】
なお、撥液化処理は、基板１０を形成装置１内に搬入する前に、予め行うようにしてもよい。
また、基板１０自体が液状材料に対する撥液性が高いものである場合、領域１０ａに対して、選択的に液状材料に対する親液性を高める親液化処理を施すようにしてもよい。そのためには、例えばシリコン前駆体の溶液に対しては、シリル基（ＳｉＨ３）を有するカップリング剤を領域１０ａに供給して表面にシリル基を持つ単分子膜を形成するなどの方法がある。
【００６４】
次に、塗布室３において、図７に示すように、基板１０の上面に液状材料を塗布（供給）し、液状被膜２０ａを形成する。
本実施形態では、基板１０の上面の領域１０ｂに撥液化処理が施されているため、領域１０ｂでは液状材料がはじかれ、所定パターンとほぼ等しいパターンで液状材料が基板１０の上面の領域１０ａにより確実に塗布される。
【００６５】
液状材料の塗布方法（供給方法）としては、前述したような各種塗布法を用いることができるが、特にインクジェット法（液滴吐出法）等のパターン形成が可能なものが好適である。これにより、目的とするパターンの液状被膜２０ａを寸法精度よく形成することができる。
なお、基板１０、シリコン前駆体および必要に応じて用いられる有機溶媒の種類や、液状材料の塗布方法等の条件は、それぞれ、前記第１実施形態と同様とすることができる。
【００６６】
［３］光照射工程（第２工程）
次に、光照射室４において、液状被膜２０ａが存在する空間を密閉した状態とする。
この状態で、図９に示すように、液状被膜２０ａに基板１０の反対側から、フォトマスク４４介すことなく、光４０を照射する。これにより、所定パターンの重合体膜２０ｂが得られる。
【００６７】
なお、光４０を照射する際の条件は、前記第１実施形態と同様とすることができる。
このような第３実施形態のシリコン膜の形成方法によっても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
特に、第３実施形態では、予め液状被膜２０ａを所定パターンとほぼ等しいパターンとなるように形成するため、フォトマスク４４を用いることを要しないので、フォトマスク４４の基板１０に対する位置決め等を省略でき、工程［３］（光照射工程）を簡易に行うことができる。
【００６８】
＜＜第４実施形態＞＞
次に、シリコン膜の形成方法の第４実施形態について説明する。
図１０〜図１２は、それぞれ、シリコン膜の形成方法の第４実施形態を説明するための図（縦断面図）である。
なお、以下では、図１０〜図１２中、上側を「上」、下側を「下」として説明する。
【００６９】
以下、第４実施形態のシリコン膜の形成方法について、前記第１および第２実施形態のシリコン膜の形成方法との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
第４実施形態のシリコン膜の形成方法は、光遮断部が形成された基板１０を用い、それ以外は、前記第２実施形態のシリコン膜の形成方法と同様である。
【００７０】
［１］準備工程
まず、図１０（ａ）に示すように、基板１０の上面に光遮断部４４１を形成する。
この光遮断部４４１は、例えば、基板１０の上面のほぼ全体を覆う膜を形成し、この膜をフォトリソグラフィーおよびエッチングを施すこと等により形成することができる。
また、光遮断部４４１は、形成すべきシリコン膜２０のパターン（所定パターン）とほぼ反対のパターンとなるように形成する。
【００７１】
なお、前記膜を基板１０の上面に形成する方法としては、例えば、プラズマＣＶＤ、熱ＣＶＤ、レーザーＣＶＤのような化学蒸着法（ＣＶＤ）、真空蒸着、スパッタリング（低温スパッタリング）、イオンプレーティング等の乾式メッキ法、電解メッキ、浸漬メッキ、無電解メッキ等の湿式メッキ法、溶射法、ゾル・ゲル法、ＭＯＤ法、シート状部材の接合等を用いることができる。
【００７２】
次に、図９（ｂ）に示すように、基板１０の外周部を除いた領域に、光遮断部４４１を覆うように光透過性膜６０を形成する。
この光透過性膜６０の構成材料としては、後工程［３］において、シリコン前駆体の重合反応に用いる光４０に対して透過性（光透過性）を有する材料が用いられる。
例えば、用いる光４０が紫外線である場合には、光透過性膜６０の構成材料としては、例えば、ポリビニルフェノール、フェノール樹脂（ノボラック樹脂）、アクリル樹脂、ポリビニルアルコール、ポリイミド樹脂、エポキシ樹脂、イソシアネート樹脂等の１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
この光透過性膜６０は、例えば、前記材料またはその前駆体を含有する液状材料を、基板１０上に光遮断部４４１を覆うように供給した後、必要に応じて、例えば加熱、赤外線の照射、超音波の付与等を行うことにより形成することができる。
なお、基板１０としては、前記第１実施形態と同様のものを用いることができる。
【００７３】
［２］液状材料供給工程（第１工程）
次に、塗布室３において、図１０（ｃ）に示すように、光透過性膜６０の上面のほぼ全体に、液状材料を塗布して、液状被膜２０ａを形成する。
なお、シリコン前駆体および必要に応じて用いられる有機溶媒の種類や、液状材料の塗布方法等の条件は、それぞれ、前記第１実施形態と同様とすることができる。
【００７４】
［３］光照射工程（第２工程）
次に、光照射室４において、図１１に示すように、液状被膜２０ａが存在する空間を密閉する。本実施形態では、前記第２実施形態と同様の密閉容器４３を用いる。
この状態で、光源４５から液状被膜２０ａに向けて光４０の照射を行う。光４０を照射すると、この光４０は、基板１０を通過するが、光遮断部４４１が存在する領域を通過できず、一方、光透過部４４２および光透過性膜６０を通過して液状被膜２０ａに入射する。すなわち、光４０が所定パターンで液状被膜２０ａに照射される。
【００７５】
これにより、図１２に示すように、光透過性膜６０の上面に重合体膜２０ｂが形成される。
なお、光４０を照射する際の条件は、前記第１実施形態と同様とすることができる。
このような第４実施形態のシリコン膜の形成方法によっても、前記第１実施形態と同様の作用・効果が得られる。
【００７６】
特に、第４実施形態では、予め光遮断部４４１を基板１０の上面に形成するため、フォトマスク４４を用いることを要しないので、フォトマスク４４の基板１０に対する位置決め等を省略でき、自己整合的に必要な部分に選択的に光４０を照射することができる。したがって、光遮断部４４１の形成精度を反映して、重合体膜２０ｂを精度よく形成することができる。
【００７７】
＜シリコン膜の形成装置の他の構成例＞
次に、シリコン膜の形成装置の他の構成例について説明する。
図１３は、シリコン膜の形成装置の他の構成例を示す模式図である。
以下、他の構成例のシリコン膜の形成装置について、前述したシリコン膜の形成装置との相違点を中心に説明し、同様の事項については、その説明を省略する。
【００７８】
他の構成例の形成装置１では、光照射室４と加熱室５との間に、不要物を除去する不要物除去室（不要物除去部）１００が設けられ、それ以外は、前述した形成装置１と同様である。
光照射室４と不要物除去室１００との間には基板搬送路８３ａが、また、不要物除去室１００と加熱室５との間には基板搬送路８３ｂが、それぞれ設けられている。
また、各基板搬送路８３ａ、８３ｂの途中には、それぞれゲートバルブ９３ａ、９３ｂが設けられている。
また、不要物除去室１００には、内部圧力を調整するポンプ（圧力調整手段）１０１と、不要物除去室１００の内部にガスを供給するガス供給手段１０２とが接続されている。
【００７９】
不要物除去室１００は、基板１０に対して溶剤での処理を行って、シリコン前駆体を主とする不要物を溶剤に溶解させることにより、基板１０の上面（一方の面側）から除去する室である。
この不要物除去室１００には、処理槽１０３が設けられており、この処理槽１０３内には溶剤１０４が収納されている。
【００８０】
本実施形態では、この溶剤１０４に基板１０を浸漬することにより、基板１０に対して溶剤１０４での処理を行うことができる。
溶剤１０４としては、シリコン前駆体を溶解し得、かつ、重合体を実質的に溶解し得ないものが選択される。このような溶剤としては、例えば、ｎ−ヘキサン、ｎ−ヘプタン、ｎ−オクタン、ｎ−デカン、ジシクロペンタン、ベンゼン、トルエン、キシレン、デュレン、インデン、テトラヒドロナフタレン、デカヒドロナフタレン、スクワランなどの炭化水素系溶媒のほか、ジプロピルエーテル、エチレングリコールジメチルエーテル、エチレングリコールジエチルエーテル、エチレングリコールメチルエチルエーテル、ジエチレングリコールジメチルエーテル、ジエチレングリコールジエチルエーテル、ジエチレングリコールメチルエチルエーテル、テトラヒドロフラン、テトラヒドロピラン、１、２−ジメトキシエタン、ビス（２−メトキシエチル）エーテル、ｐ−ジオキサンなどのエーテル系溶媒、さらにプロピレンカーボネート、γ−ブチロラクトン、Ｎ−メチル−２−ピロリドン、ジメチルホルムアミド、アセトニトリル、ジメチルスルホキシド、クロロホルム等の極性溶媒が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができる。
【００８１】
なお、基板１０の溶剤１０４による処理は、基板１０を溶剤１０４に浸漬する方法に限定されず、例えば、基板１０に溶剤１０４をシャワー状に噴霧する方法、基板１０に溶剤１０４を塗布する方法等であってもよい。
以上説明したようなシリコン膜の形成方法およびシリコン膜の形成装置は、例えば、薄膜トランジスタのチャネル、ソース、ドレインの形成、光センサーに用いられるシリコン膜の形成、太陽電池の製造等に用いることができる他、半導体素子が配置されてなる様々な用途の半導体素子基板の製造方法に適用できる。
【００８２】
また、上記半導体素子基板を電気光学装置や電子デバイスに適用しても良い。ここで、電気光学装置とは、例えば、液晶素子、電気泳動粒子が分散した分散媒体を有する電気泳動素子、ＥＬ素子等を備えた装置であって、上記半導体素子基板（半導体装置）を駆動回路等に適用した装置をいう。また、電子デバイスとは、本発明に係る半導体素子基板（半導体装置）を備えた一定の機能を奏する機器一般をいい、例えば電気光学装置やメモリを備えて構成される。その構成に特に限定は無いが、例えばＩＣカード、携帯電話、ビデオカメラ、パーソナルコンピュータ、ヘッドマウントディスプレイ、リア型またはフロント型のプロジェクター、さらに表示機能付きファックス装置、デジタルカメラのファインダ、携帯型ＴＶ、ＤＳＰ装置、ＰＤＡ、電子手帳、電光掲示板、宣伝広告用ディスプレイ等が含まれる。
【００８３】
以上、本発明の半導体膜の形成方法、半導体素子基板の製造方法、電気光学装置、電子デバイスおよび半導体膜形成装置について説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。
例えば、本発明の半導体膜形成装置を構成する各部は、同様の機能を発揮し得る任意の構成のものと置換することができる。
また、本発明の半導体膜の形成方法は、前述したような工程に、必要に応じて、１または２以上の任意の目的の工程を追加することもできる。
【実施例】
【００８４】
次に、本発明の具体的実施例について説明する。
１．シリコン膜の形成
（実施例１）
まず、石英基板（直径４インチ、厚さ１ｍｍ）を用意し、紫外線照射を行うことにより表面をクリーニングした。
また、図１に示すシリコン膜形成装置の第１ロードロック室を除いた各室内の空気を窒素で置換した。
【００８５】
次に、石英基板を、第１ロードロック室内に搬入し、第１ロードロック室を窒素で置換した後に塗布室内に搬送し、その上面に、シクロペンタシランモノマー（シリコン前駆体）をスピンコート法により塗布して、液状被膜を形成した。
次に、この石英基板を光照射室内に搬送し、図３に示すような密閉容器を用いて、液状被膜が存在する空間を密閉した。
なお、密閉容器において、蓋部はＳＵＳ製であり、直径：１１ｃｍ、高さ：５ｍｍの有底筒状に形成されたものである。一方、底部は石英ガラス製であり、蓋部の直径よりも一回り大きい直径を有する円板状に形成されたものである。
【００８６】
次に、底部の下側にフォトマスクを配置し、このフォトマスクを介して、液状被膜に向けて光を照射した。
これにより、液状被膜の光が照射された部分において、シクロペンタシランモノマーの重合反応が進行し、ポリシランで構成される重合体膜が形成された。
次に、石英基板を密閉容器から取り出した。この時点で、光が照射されていない部分のシクロペンタシランモノマーの重量減少率は、５％以上であった。
【００８７】
次に、石英基板を、加熱室内に搬入し、まず、石英基板を１５０℃×１０分間で加熱処理（第１の加熱処理）した。これにより、シクロペンタシランモノマーおよび重合度の低い重合体が蒸発して除去され、石英基板上には重合体膜が残存した。
引き続いて、石英基板上の重合体膜を、４００℃×３０分間で加熱処理（第２の加熱処理）した。これにより、ポリシランをシリコンに変化させ、所定パターンのシリコン膜（α−Ｓｉ薄膜パターン）を得た。
次に、この石英基板を、第２ロードロック室内に搬入し、第２ロードロック室内を大気圧に復帰させた後、石英基板を第２ロードロック室から搬出した。
【００８８】
（実施例２）
液状被膜を石英基板の外周部を除いて形成し、図７に示すようにして、液状被膜が存在する空間を密閉した以外は、前記実施例１と同様にして、シリコン膜を形成した。
（実施例３）
石英基板の上面に、液状被膜をインクジェット法により所定パターンとなるように形成し、また、光照射に際してフォトマスクを用いなかった以外は、前記実施例１と同様にして、シリコン膜を形成した。
【００８９】
（実施例４）
予め石英基板の上面に、所定パターンとほぼ反対のパターンの金属膜を形成した後、この金属膜を覆うようにポリイミド膜を形成し、また、光照射に際してフォトマスクを用いなかった以外は、前記実施例２と同様にして、シリコン膜を形成した。
（実施例５）
図１３に示すシリコン膜の形成装置を用い、第１の加熱処理に代えて、シクロペンタシランモノマーをトルエンに溶解して除去した以外は、前記実施例１と同様にして、シリコン膜を形成した。
【００９０】
（比較例）
光照射に際して密閉容器を用いず、石英基板の液状被膜を形成した側にフォトマスクを配置し、このフォトマスクを介して、液状被膜に向けて光を照射した以外は、前記実施例１と同様にして、シリコン膜を形成した。
【００９１】
２．評価
各実施例および比較例で形成したシリコン膜について、膜厚のばらつきと、形成工程で使用した光照射室およびフォトマスクの汚染の程度を調べた。
その結果、実施例１〜実施例５で形成したシリコン膜は、いずれも、ほとんど膜厚にばらつきがなく、光照射室の内壁の汚染も認められなかった。
【００９２】
また、フォトマスクを用いた実施例１、２、５については、いずれも、フォトマスクの汚染も認められなかった。
これに対して、比較例では、光照射室の内壁およびフォトマスクに、シリコン前駆体が汚染物として付着しており、また、形成したシリコン膜に明らかなばらつきが認められた。
これは、光照射工程において液状被膜の一部が蒸発し、蒸発したシリコン前駆体がフォトマスクに付着することにより光の透過性が低下し、シリコン前駆体の重合が不十分となったことが原因であると考えられる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の半導体膜形成装置を適用したシリコン膜の形成装置の実施形態を示す模式図である。
【図２】シリコン膜の形成方法の第１実施形態を説明するための図である。
【図３】シリコン膜の形成方法の第１実施形態を説明するための図である。
【図４】シリコン膜の形成方法の第１実施形態を説明するための図である。
【図５】シリコン膜の形成方法の第１実施形態を説明するための図である。
【図６】シリコン膜の形成方法の第２実施形態を説明するための図である。
【図７】シリコン膜の形成方法の第２実施形態を説明するための図である。
【図８】シリコン膜の形成方法の第３実施形態を説明するための図である。
【図９】シリコン膜の形成方法の第３実施形態を説明するための図である。
【図１０】シリコン膜の形成方法の第４実施形態を説明するための図である。
【図１１】シリコン膜の形成方法の第４実施形態を説明するための図である。
【図１２】シリコン膜の形成方法の第４実施形態を説明するための図である。
【図１３】シリコン膜の形成装置の他の構成例を示す模式図である。
【図１４】従来のシリコン膜形成方法を説明するための図である。
【符号の説明】
【００９４】
１……形成装置  ２……第１ロードロック室  ２１……ポンプ  ２２……ガス供給手段  ２３……基板搬入口  ３……塗布室  ３１……ポンプ  ３２……ガス供給手段  ３３……塗布装置  ４……光照射室  ４０……光  ４１……ポンプ  ４２……ガス供給手段  ４３……密閉容器  ４３０……密閉空間  ４３１……底部  ４３２……蓋部  ４４……フォトマスク  ４４１……光遮断部  ４４２……光透過部  ４５……光源  ５……加熱室  ５１……ポンプ  ５２……ガス供給手段  ５３……ホットプレート  ６……第２ロードロック室  ６１……ポンプ  ６２……ガス供給手段  ６３……基板搬出口  ７……制御部  １０……基板  １０ａ、１０ｂ……領域  ２０……シリコン膜  ２０ａ……液状被膜  ２０ｂ……重合体膜  ６０……光透過性膜  ８１、８２、８３、８３ａ、８３ｂ、８４……基板搬送路  ９０、９１、９２、９３、９３ａ、９３ｂ、９４、９５……ゲートバルブ  １００……不要物除去室  １０１……ポンプ  １０２……ガス供給手段  １０３……処理槽  １０４……溶剤  ２００……基板  ３００ａ……塗布膜  ４００……マスク  ５００……光
【図１】
2006128581.tif 000003
【図２】
2006128581.tif 000004
【図３】
2006128581.tif 000005
【図４】
2006128581.tif 000006
【図５】
2006128581.tif 000007
【図６】
2006128581.tif 000008
【図７】
2006128581.tif 000009
【図８】
2006128581.tif 000010
【図９】
2006128581.tif 000011
【図１０】
2006128581.tif 000012
【図１１】
2006128581.tif 000013
【図１２】
2006128581.tif 000014
【図１３】
2006128581.tif 000015
【図１４】
2006128581.tif 000016