(57)【要約】【課題】  高精度かつ低コストのパターン形成装置を提供する。【解決手段】  （１００）面方位のシリコン単結晶を母材として、フォトリソグラフィ工程により斜面部６およびパターン材案内溝５を有する櫛歯部３を形成する。この櫛歯部３の各櫛歯４に共通にパターン材を貯蔵する液溜め部７を、案内溝形成と同一工程で形成する。斜面部６の形成時、湿式異方性エッチングを行なうことにより、面方位によるエッチング速度の差を利用して、面方位（１００）に対して面方位（１１１）を有する斜面部を高精度でかつ容易に生成することができ、また異方性ドライエッチングにより溝部５を形成することにより、高精度で、斜面部にまで到達する垂直な側壁を有するパターン材案内溝を形成することができる。【選択図】        図１
2006310235.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２の主表面を有する単結晶基板、
前記単結晶基板の第１の主表面から所定の方向に形成される斜面部、および
前記単結晶基板の第２の主表面から前記斜面部にまで到達する深さを有する櫛歯状に所定のピッチで形成される複数の溝領域、を備えるパターン形成装置。
【請求項２】
前記複数の櫛歯状の溝領域外部端部に形成される、前記第２の主表面から前記第１の主表面に到達する切欠部をさらに備える、請求項１記載のパターン形成装置。
【請求項３】
前記第２の主表面から所定の深さに前記複数の溝に共通に形成される液溜め部をさらに備える、請求項１または２記載のパターン形成装置。
【請求項４】
前記単結晶基板は、（１００）面方位を有するシリコン単結晶である、請求項１記載のパターン形成装置。
【請求項５】
前記斜面部は、（１１１）面方位を有する、請求項４記載のパターン形成装置。
【請求項６】
前記斜面部が、パターンが形成される基板表面と平行となる、請求項１記載のパターン形成装置。
【請求項７】
第１および第２の主表面を有する単結晶基板を用いてパターン形成装置を製造する方法であって、
前記単結晶基板の第１の表面に異方性エッチング処理を施して側面が傾斜部を有するテーパ領域を形成するステップと、
前記第２の主表面からエッチング処理を行なって所定のピッチで前記斜面部に到達する深さを有する櫛歯状の複数の溝領域を形成するステップとを備える、パターン形成装置の製造方法。
【請求項８】
前記複数の溝領域両端に、前記第１の主表面から前記第２の主表面に到達する貫通領域を形成するステップをさらに備える、請求項７記載のパターン形成装置の製造方法。
【請求項９】
前記溝領域形成と並行して前記複数の溝領域に共通に配置される液溜め領域を形成するステップをさらに備える、請求項７または８記載のパターン形成装置の製造方法。
【請求項１０】
前記貫通領域を形成するステップは、
前記第２の主表面に前記櫛歯状の複数の溝領域を規定する第１のエッチングマスクを形成する第１のステップと、
前記第１のエッチングマスクを覆うようにかつ前記貫通領域を規定するように第２のエッチングマスクを形成する第２のステップと、
前記第２のエッチングマスクをマスクとして前記第２の主表面からエッチングを行なう第３のステップと、
前記第２のエッチングマスクを除去した後、前記第１のエッチングマスクをマスクとしてエッチングを行なって前記貫通領域を形成しかつ並行して前記複数の溝領域を形成する第４のステップとを含む、請求項８記載のパターン形成装置の製造方法。
【請求項１１】
前記第３のステップは、前記第４のステップでエッチングされる深さと同程度の厚さが前記第１の主表面から残る深さに前記第２の主表面からエッチングするステップを備える、請求項１０記載のパターン形成装置の製造方法。
【請求項１２】
前記単結晶基板は、（１００）面方位を有するシリコン単結晶であり、
前記テーパ部を形成するステップは、異方性の湿式エッチングを行なうステップを含む、請求項７記載のパターン形成装置の製造方法。
【請求項１３】
前記櫛歯状の複数の溝領域を形成するステップは、ドライエッチングを行なって前記溝領域を形成するステップを含む、請求項７記載のパターン形成装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、パターン形成装置およびその製造方法に関し、特に、隔壁などの櫛歯状のパターンを形成するための装置およびその製造方法に関する。より特定的には、この発明は、パターンが形成される基板上に直接パターン材を吐出してパターンを形成するための装置およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体装置においては、基板上に種々の配線および／または素子のパターンが形成される。このパターン形成のためには、従来、フォトリソグラフィと呼ばれる工程が用いられる。このフォトリソグラフィ工程においては、パターニングされる材料が表面に形成された基板上にレジストを塗布し、レジストの乾燥、露光、現像を行なう。レジストが所定形状にパターニングされ、このレジスト膜をマスクとしてエッチング処理を行なう。この処理の後、レジスト膜の除去を行なう。
【０００３】
この基板上に形成されるパターニング対象の材料としては、種々存在する。たとえば平面表示装置（フラット・パネル・ディスプレイ装置）の１つであるプラズマ表示装置に用いられるパネルを製造する場合、画素を分離するための隔壁を形成する材料が、基板全面に塗布された後パターニングされる。
【０００４】
基板上に膜厚の厚いパターンを形成する場合には、一般に、フォトリソグラフィ工程が用いられる。しかしながら、このフォトリソグラフィ工程は、上述のように、各処理に応じてレジスト塗布用のコーター、露光を行なう露光装置、現像を行なう現像装置、およびエッチング処理を行なうエッチング装置などの装置が必要とされ、工程数が増加し、製造コストが高くなるという問題がある。また、パターンの種類を変更する場合には、このパターン形成に関連するマスクを交換し、また、各装置の処理条件の設定を変更することが要求される。
【０００５】
また、基板上に厚膜パターンを形成する方法として、スクリーン印刷と呼ばれる手法がある。このスクリーン印刷においては、スクリーンを通してパターン材を透過させて基板上にパターンを形成する。この場合、所定の膜厚を得るためには、複数回の印刷が必要となり、また、この複数回の印刷に使用されるスクリーンのメッシュの細かさおよび開口の大きさを僅かずつ変更する必要があり、メッシュ交換に伴うスループットの低下およびコスト上昇が生じる。
【０００６】
そこで、近年、ノズルからパターン材料を基板上に直接吐出することにより、基板上にパターンを形成する技術が提案されている。このようなノズルを利用するパターン形成装置の一例が、特許文献１（特開２００３−２３４０６３号公報）において示されている。
【０００７】
この特許文献１に示される構成においては、複数の吐出口を有するノズルユニットを利用する。基板上にノズルユニットを近接して配置し、このノズルユニットを基板に対して相対的に移動させ、同時に吐出口からパターン形成材料を吐出する。各吐出口に対して露光光源を配置し、パターン形成材を吐出後即座に露光を行なって硬化させる。このノズルユニットは、支持部に着脱可能に取付けられる。
【０００８】
この特許文献１は、複数の吐出口を設け、これらの吐出口から同時にパターン形成材を吐出することにより、基板上に広い領域にわたって効率的にパターンを形成することを図る。また、支持部に着脱可能にこのノズルユニットを取付けることにより、種々のパターンに対してノズルを取り換えて対応することを図る。
【特許文献１】特開２００３−２３４０６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特許文献１においては、ノズルユニットの母材として、その加工精度および加工コスト等を考慮してセラミックが用いられる。したがって、ノズル形成時においては、基本的に研削または切削等の機械的加工が用いられる。このため、通常のフォトリソグラフィ工程を利用する場合に比べて加工精度が低いという問題が生じる。
【００１０】
パターンとして、プラズマ表示装置のリアパネル上に隔壁を形成する場合を考える。この場合、画像の解像度を上げるために、素子がさらに微細化された場合、蛍光体層を分離する隔壁のピッチも応じて微細化され、パターン材を吐出する吐出口のピッチも応じて微細化する必要がある。しかしながら、機械的加工では、パターン材を吐出する吐出口をこのような微細ピッチで作成するのが困難となり、微細パターンに対応するのが困難になるという問題が生じる。
【００１１】
また、機械的加工を行なうため、その強度を十分に維持することができず、加工時における機械的な衝撃で破損する可能性がある。
【００１２】
また、機械的加工により各吐出口を形成しており、多数のノズルユニットを同時に並行して製造するのが困難であり、製造効率が低く、製造コストが高くなるという問題が生じる。
【００１３】
それゆえ、この発明の目的は、高精度で微細加工を施すことのできるパターン形成装置およびその製造方法を提供することである。
【００１４】
この発明の他の目的は、製造コストが低減されたパターン形成装置およびその製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
この発明に係るパターン形成装置は、第１および第２の主表面を有する単結晶基板と、この単結晶基板の第１の主表面から所定の方向に形成される斜面部と、この単結晶基板の第２の主表面から斜面部にまで到達する深さを有する櫛歯状に所定のピッチで形成される複数の溝領域とを備える。
【００１６】
この発明に係るパターン形成装置の製造方法は、第１および第２の主表面を有する単結晶基板の第１の表面に異方性エッチング処理を施して側面が傾斜部を有するテーパ領域を形成するステップと、この第２の主表面からエッチング処理を行なって所定のピッチで斜面部に到達する深さを有する櫛歯状の複数の溝領域を形成するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１７】
単結晶基板を利用することにより、フォトリソグラフィ工程を利用して加工することができ、高精度で微細加工を行なうことができ、微細パターンを形成する装置を高精度で実現することができる。
【００１８】
また、機械加工が不要とすることができるため、製造工程中の基板の強度不良による破損の問題を解消することができる。
【００１９】
また、単結晶基板を用いて異方性エッチングを行なうことにより、斜面を基板面方位に従って高精度で形成することができる。また、溝領域により吐出口を高精度で所望のピッチで形成することができる。
【００２０】
また、単結晶基板を利用することにより、単結晶ウェハを用いて複数のパターン形成装置（ノズルユニット）を同時に製造することができ、製造コストを低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１に従うパターン形成装置の構成を概略的に示す図である。この図１に示すパターン形成装置は、パターン材料を吐出するパターン材吐出装置である。この図１に示す吐出装置を用いて、ペースト状のパターン材を基板上に吐出し、この吐出されたパターン材を紫外光などのエネルギ照射により硬化させることにより、基板上に線状のパターンを形成する。
【００２２】
図１に示すパターン材吐出装置が複数個用いられて、１つのパターン形成装置本体が形成される。したがって、以下の説明においては、この図１に示す装置を、パターン材を吐出するため、ノズルユニットと称す。
【００２３】
図１において、ノズルユニット１は、シリコン単結晶を母材として形成され、パターン材を吐出する領域を規定する側枠部２ａおよび２ｂと、パターン材を吐出する櫛歯部３を含む。この櫛歯部３は、複数の所定のピッチで形成される溝部５と、この溝部を規定する歯部４を含む。櫛歯部３には、パターンが形成される基板に対向してノズルユニット１を配置してパターン材を吐出するため、斜面部６が形成される。
【００２４】
溝部５は、図1において破線で示すように、斜面部６に到達する深さを有する。一例として、歯部４の端面４ａは、その高さが２５０μｍであり、溝部５の幅が、２８０μｍであり、歯部４の幅歯、９０μｍである。溝部５が、歯部４により、一定の間隔（９０μｍ）で配置され、この歯部４の幅が、形成されるパターンのピッチを規定する。溝部５の深さは、一例として、３５０μｍである（図１において破線で示す）。斜面部６にまで溝部５を到達させることにより、斜面部６の端部からパターン材を吐出することができ、パターン材を基板に近接した位置から吐出することができる。
【００２５】
ノズルユニット１は、さらに、側枠部２ａおよび２ｂの間に、櫛歯部３の各溝領域５に共通に配置される液溜め部７と、側枠部２ａおよび２ｂに対して形成される切欠部８を含む。液溜め部７は、溝部５と同程度の深さ（３５０μｍ）を有し、パターン材を保持しかつ供給する。
【００２６】
切欠部８は、パターン形成時に形成されるパターンの高さよりも長い長さ（図１の水平方向の長さ）を有する。パターン形成装置においては、基板上の広い領域に渡ってパターンを形成するためにノズルユニット１が複数個設けられる。この構成において、形成されるパターンが同一ピッチで配置されるように、複数列にノズルユニット１が配置される。この場合、ノズルユニット１の移動方向において前列に配置されるノズルユニット１が形成するパターンが、後列に配置されるノズルユニット１により干渉される（パターンが変形されるまたは破壊される）のを防止する必要がある。後列のノズルユニット１において切欠部８を前列のノズルユニットの吐出口（溝領域）と整列させることにより、前列のノズルユニットにより形成されたパターンは、後列のノズルユニットは、その切欠部８により形成されたパターンに影響を及ぼすことなく（干渉することなく）通過する。これにより、溝部５（吐出口）のピッチでパターンを形成することができる。
【００２７】
また、十分な幅および厚みを有する側枠部２ａおよび２ｂを用いることにより、ノズルユニット１の機械的強度を保証する。
【００２８】
このノズルユニット１は、シリコン単結晶を母材として形成されており、フォトリソグラフィ工程を利用して、高精度で櫛歯部３を形成することができる。
【００２９】
図２は、図１に示すノズルユニット１の上面図である。この図２に示すように、ノズルユニット１は、側枠部２ａおよび２ｂと、この側枠部２ａおよび２ｂの間に形成される液溜め部７を有する。この液溜め部７は、溝部５の底部と連結される。櫛歯部３においては、所定のピッチで溝部５を規定するように歯部４が形成される。この櫛歯部３に隣接して、切欠部８が側枠部２ａおよび２ｂそれぞれに対して形成される。
【００３０】
図３は、図１に示すノズルユニット１の側面図である。図３に示すように、ノズルユニット１は、側枠部２と、側枠部２に隣接する切欠部８と、櫛歯部３の底部に形成される斜面部６と、斜面部６の終端を規定する櫛歯部３の歯部端面４ａを有する。
【００３１】
図４は、図１に示すノズルユニット１の正面図である。この図４に示すように正面から見た場合、ノズルユニット１は、その両側に側枠部２ａおよび２ｂが形成され、この側枠部２ａおよび２ｂの間に斜面部６が形成される。斜面部６に到達するように溝領域５が形成され、歯部４は、この端面４ａにより、斜面部６と交差する。
【００３２】
図５は、ノズルユニット１の斜面部６の周辺領域を拡大して示す図である。図５に示すように、斜面部６は、歯部端面４ａにより終端される。この斜面部６に到達するように（交差するように）溝部５が形成される。歯部４が、所定のピッチで形成される。
【００３３】
図６は、パターン形成時のノズルユニット１の配置を概略的に示す図である。ノズルユニット１は、斜面部６が基板１０と平行に接触するように移動方向に沿って傾斜するように配置される。図６においては、基板１０に対し、ノズルユニット１からパターン材１１が吐出され、このパターン材１１は、図示しない光源からの紫外線などの光エネルギｈνにより吐出後、即座に硬化される。ノズルユニット１に形成される切欠部８は、後に説明するように、別のノズルユニットにより形成されるパターンが通過する空間を形成する。
【００３４】
プラズマ表示装置に適用される場合、この基板１０は、ガラス基板であり、パターン材１１は、一例として、ガラスまたはセラミックの粉末に紫外線硬化樹脂を含む樹脂が混入されたものである。このパターン材１１の吐出後、紫外線などの光エネルギｈνを照射して、パターン材１１を硬化させてパターン１２（隔壁）を形成することにより、パターンが時間とともに変形し（だれる）パターンずれが生じるのを防止する。パターン１２の形成後、焼成処理によりパターンの有機材を除去する。
【００３５】
このノズルユニット１において歯部端面４ａが形成される。このノズルユニット１内において溝部を流れるパターン材１１に光エネルギｈνが照射されるのを防止するために、この歯部端面４ａが利用されても良い。このパターン材吐出口で、このパターン材が硬化されるのを防止する構成は、光エネルギを照射する光源と一体的に設けられ、特に、このノズルユニット１においては光エネルギを遮光するための部材は配置されない。
【００３６】
図７は、パターン形成装置におけるノズルユニットの配置の一例を示す図である。図７においては、２列にノズルユニット１ａおよび１ｂが配置される。移動方向に沿ってノズルユニット１ｂが前列に配置され、ノズルユニット１ａが後列に配置される。ノズルユニット１ａには、その両端に切欠部８が形成される。前列のノズルユニット１ｂにおいては、特に切欠部は設けられていない。しかしながら、この前列のノズルユニット１ｂにおいても、切欠部が設けられていてもよい（すべてのノズルユニットを同一構成とでき、同一製造工程で形成することができる）。後列のノズルユニット１aの切欠部８は、前列のノズルユニット１ｂのパターン材吐出口を構成する溝と整列して配置される。
【００３７】
この図７に示すように、ノズルユニット１ａおよび１ｂが、同時にパターン材を吐出して、パターン１２を形成する。パターン１２を同一ピッチで描くため、ノズルユニット１ａおよび１ｂにおいては、その端部が移動方向に沿って重なり合うように配置される。このノズルユニット１ａおよび１ｂの移動方向に沿って重なる領域において、前列のノズルユニット１ｂからは、パターン１２ａを形成するパターン材が吐出される。この場合、後列のノズルユニット１ａが、パターン１２ａと交差する。このとき、後列のノズルユニット１ａがパターン１２ａと接触した場合、パターン１２ａが変形し、正確なパターニングを行なうことができなくなる。このパターン１２ａに対するノズルユニット１ａの干渉を防止するために切欠部８が設けられる。この切欠部８により、パターン１２ａ上部を、側枠部２ａまたは２ｂが通過し、パターン１２ａに対する干渉は防止される。これにより、微細ピッチでパターン１２を形成することができる。
【００３８】
このノズルユニット１を、単結晶を用いて、通常の集積回路装置製造時等に用いられるフォトリソグラフィ工程に従って形成することにより、生産性、および加工精度を改善し、また製造コストを低減する。複数のノズルユニットが１枚のウェハ上に同時に形成されるが、以下においては、１つのノズルユニットの製造工程について詳細に説明する。また、液溜め部７は、別部材で形成することもできるが、以下の製造工程の説明においては、液溜め部７がノズルユニット１に形成される構成の製造工程について説明する。
【００３９】
図８は、この発明の実施の形態１に従うノズルユニットの製造工程における断面構造を概略的に示す図である。このノズルユニットは、両面研磨されたシリコンウェハを用いて形成される。このウェハは、（１００）の面方位を有する。単結晶基板２０の第１の主表面２１上の所定の領域にエッチングマスク膜２２を形成し、またこの単結晶基板２０の第２の主表面２３上全面に渡って、同様、エッチングマスク膜２４を形成する。これらのエッチングマスク膜２２および２４は、エッチング液として、ＫＯＨが用いられる場合、窒化シリコン膜（ＳｉＮ膜）であり、たとえば減圧ＣＶＤ法（化学気相成長法）を用いて形成される。
【００４０】
第１の主表面２１に形成されるエッチングマスク膜２２は、切欠部および側枠部を形成する領域のみを覆い、一方、第２の主表面２３上に形成されるエッチングマスク膜２４は、単結晶基板２０全面を覆うように形成される。すなわち、減圧ＣＶＤ法に従って、単結晶基板２０の両面にエッチングマスクとなる窒化シリコン膜を形成した後、第１の主表面２１表面に形成された窒化シリコン膜に対し、斜面部を含むテーパ領域が形成される領域を残してレジスト膜を形成し、次いで、このレジスト膜をマスクとして、エッチング処理を行なって窒化シリコン膜を除去して、第１の主表面２１を露出させる。これにより、斜面部が形成される領域が確定される。
【００４１】
第１の主表面２１を露出させるための工程完了後、エッチングマスク膜２２のパターニングに用いられたレジスト膜を除去した後、表面の洗浄および乾燥が行われる。次いで、エッチングマスク膜２２および２４をマスクとして、シリコン異方性エッチングが行なわれる。このエッチング液として、ＫＯＨ（水酸化カリウム）溶液が用いられ、ＫＯＨシリコンエッチング溶液にウェハーを浸漬する。
【００４２】
シリコン窒化膜で構成されるエッチングマスク膜２２および２４は、このエッチング液には溶解しないため、第１の主表面２１の露出した部分に対して、このエッチング液に従ってエッチングが行なわれる。シリコン単結晶２０は、その面方位に従ってエッチング速度が異なり、（１１１）面方位においてはほとんどエッチングは行われない。これにより、異方性エッチングを行って、正確に（１１１）面方位を有する面を露出させることができ、斜面部６を第１の主表面２１に対して所定の角度（約５４°）に形成することができる。エッチングが完了すると、斜面部６とこれに連結する（１００）面方位を有する底部２５とにより、テーパ領域が形成される。
【００４３】
図１０（Ａ）は、図９における工程完了後の第１の主表面から見た構造を概略的に示す図である。図１０（Ａ）に示すように、シリコン単結晶基板２０の第１の主表面に形成されたエッチングマスク膜２２により、斜面部６がコの字型に形成され、この斜面部６の底部２５にまで到達する。すなわち、第１の主表面において、矩形状の開口部を有する窒化シリコン膜をエッチングマスク膜として形成して、異方性エッチングを行うことによりエッチングマスク膜２２が形成されていない領域に対してエッチングが行われ、所定の角度を有するテーパ部を形成することができる。
【００４４】
図１０（Ｂ）は、この図９に示す工程完了後のノズルユニットの第２の主表面から見た図である。この図１０（Ｂ）に示すように、第２の主表面は、全面がエッチングマスク膜２４で覆われていたため、何らその表面はエッチングされていない。第１の主表面からのエッチングにより、破線で示すように、斜面部６および底部２５を有する角錐台状のテーパ領域が形成される。
【００４５】
シリコン単結晶基板２０の底部２５から第２の主表面までの厚さは、約２５０μｍであり、たとえば図５に示す櫛歯部の歯部の端面４ａの高さ方向の長さを規定する。
【００４６】
次いで、このシリコン窒化膜（エッチングマスク膜）２２および２４を除去した後、図１１に示すように、ウェハ２０ａの各ノズルユニット形成領域の所定の領域に、櫛歯部を形成するためにたとえば熱酸化法に従ってシリコン酸化膜（ＳｉＯ2）を形成する。これは、たとえばシリコンウェハ２０ａの第２の主表面上２３に熱酸化法等を用いてシリコン酸化膜を形成した後、フォトリソグラフィおよびエッチング法を用いて、櫛歯部および液溜め部を形成する領域を除く領域にシリコン酸化膜２６を残す。図１１においては、櫛歯部に対して設けられるシリコン酸化膜２６を示す。
【００４７】
このウェハ２０ａ上には複数のノズルユニットが形成されるため、各切欠部が形成される領域２７においては、シリコン酸化膜は形成されず、第２の主表面２３は露出される。ここで、シリコンウェハ２０ａの１つのノズルユニットを形成する単結晶基板２０においては、斜面部が形成されているが、図１１においては図面を簡略化するためこの斜面部は示していない。
【００４８】
図１２は、シリコン酸化膜２６の１つのノズルユニットにおけるパターンを概略的に示す図である。図１２に示すように、シリコン酸化膜２６は、切欠部を形成する領域２７ａおよび２７ｂと液溜め部を形成する領域２８と溝部を形成する領域２９を除いて第２の主表面上に形成される。この酸化シリコン膜２６は、反対側の第１の主表面側に形成される斜面部６を越えて切欠部が形成されるようにパターニングされる。すなわち、切欠部においては、斜面が形成されず、十分に、形成されるパターン（隔壁）の高さよりも高い位置に切欠部端部（側枠部）が形成されるようにパターニングされる。また、シリコン酸化膜２６は、櫛歯部において、溝が斜面と交差するように形成されるため、平面レイアウトにおいて斜面部６を横切るようにシリコン酸化膜２６が形成される。シリコン酸化膜２６は、したがって、側枠部および櫛歯部の歯部を形成する領域にのみ形成される。
【００４９】
次いで、図１３に示すように、このシリコン酸化膜２６がパターニングされた状態で、ウェハー２０ａの第２の主表面２３上に、切欠部２７が露出されるように、第２のシリコン酸化膜２６を覆うように第２のエッチングマスクとしてレジスト膜３０が形成される。このレジスト膜３０は、第２の主表面２３上全面にフォトレジスト膜をたとえばスピンコーティングにより形成した後、露光、現像およびエッチング工程を行なってパターニングすることにより形成される。このレジスト膜３０は、フォトレジスト膜ではなく、別の、シリコンドライエッチングに対して耐性を有する膜であっても良い。
【００５０】
図１４は、図１３に示すレジスト膜３０の１つのノズルユニットにおけるパターンを概略的に示す図である。図１４に示すように、レジスト膜３０は、切欠部形成領域２７ａおよび２７ｂを露出させるようにパターニングされる。このレジスト膜３０は、その長さ方向において、斜面部６よりも長く、また、幅方向において、斜面部６よりも短く形成される。
【００５１】
このレジスト膜３０をマスクとして、ＲＩＥ（反応性イオンエッチング）を用いて異方性エッチングを行ない、切欠部形成領域に、図１５に示すように、溝部の深さに相当する膜厚を残した溝を形成する。すなわち、図１５に示すように、単結晶基板（ウェハ）２０ａに、切欠部形成領域において垂直な側壁を有する溝３２が形成される。この溝３２が形成される領域の単結晶基板（ウェハ２０ａ）の厚さＬは、櫛歯部における溝部の深さに等しくされる。
【００５２】
図１６は、１つのノズルユニットの第２の主表面から見た平面構造を概略的に示す図である。この図１６に示すように、単結晶基板２０において、トの字型にフォトレジスト膜３０が形成され、その両側に、櫛歯部形成領域を挟むように、溝部３２ａおよび３２ｂがそれぞれ形成される。溝部３２ａおよび３２ｂにおいては斜面部６は形成されず、ＲＩＥ異方性エッチングにより、垂直に切り立った側壁部を有する溝が形成される。
【００５３】
図１７（Ａ）は、図１６に示す線１７Ａ−１７Ａに沿った断面構造を概略的に示す図である。この線１７Ａ−１７Ａは、図１２に示す液溜め部形成領域２８および溝形成領域２９を横切る部分に相当する。図１７（Ａ）において、単結晶基板２０の第２の主表面２４の所定領域に、シリコン酸化膜２６ａ（２６）が形成される。このシリコン酸化膜２６ａおよび第２の主表面２４を覆うように、レジスト膜３０が形成される。このＲＩＥ異方性エッチング時においては、レジスト膜３０が、エッチングマスクとして機能しており、したがってこの図１７（Ａ）に示す領域においては、第２の主表面２３に対するエッチングは何ら行なわれない。また、異方性エッチングは、第２の主表面２３側から行なわれるため、第１の主表面２１、斜面部６および底部２５も、何らエッチングされない。
【００５４】
図１７（Ｂ）は、図１６に示す線１７Ｂ−１７Ｂに沿った断面構造を概略的に示す図である。この線１７Ｂ−１７Ｂは、切欠部形成領域に対応する溝３２ａが形成される領域を横断する。
【００５５】
図１７（Ｂ）に示すように、単結晶基板２０の所定領域（側枠部形成領域）には、シリコン酸化膜２６ｂがシリコン酸化膜パターンの一部として形成され、このシリコン酸化膜２６ｂ上に、レジスト膜３０が形成される。溝３２ａの形成領域には、レジスト膜が形成されていないため、垂直な側壁３４および底部３５を有する溝３２ａが形成される。この溝底部３５から第１の主表面２１までの厚さが、次工程で形成される櫛歯部の溝の深さに対応する。
【００５６】
この切欠部形成の前処理工程を完了した後、図１８に示すように、レジスト膜３０を除去し、シリコン酸化膜２６を露出させる。このシリコン酸化膜２６をマスクとして、再び、ＲＩＥ異方性エッチングを行ない、櫛歯部の溝領域および液溜め部を形成する。この異方性エッチング工程により、先の図１５において示した溝部３２が、さらにエッチングされ、貫通領域３６が形成される。このシリコン酸化膜２６をマスクとして、第２の主表面２３上には、溝領域３７が形成される。この切欠部の前処理工程における残存厚さを、櫛歯部の溝領域３７の深さと同程度の厚さとすることにより、切欠部形成工程と櫛歯部の溝および液溜め部形成工程とを共用することができ、製造工程が簡略化され、製造時間を低減することができる。
【００５７】
図１９（Ａ）は、櫛歯部および液溜め部形成後の第２の主表面の平面構造を概略的に示す図であり、図１９（Ｂ）は、櫛歯部および液溜め部形成後の第１の主表面から見た平面構造を概略的に示す図である。
【００５８】
図１９（Ａ）において、第２の主表面２３には、矩形状凹部領域４４と、この矩形状凹部領域４４と連結して、所定のピッチで配置される櫛歯部の溝領域を規定する溝領域４２が形成される。これらのエッチングされた領域４２および４４を除く領域には、図１８に示すシリコン酸化膜２６が形成される。溝領域４２先端部には、シリコン酸化膜が形成されていないため、この溝領域４２は、櫛歯部の歯部４よりも短い長さを有し、したがってこの溝領域４２端部には、歯部４の間を貫通する貫通領域４０が形成される。これにより、斜面部６と交差する深さにまで溝領域が形成され、パターン材吐出時、斜面部の先端部からパターン材を吐出する。
【００５９】
この歯部４および溝領域５が、所定のピッチで所定数形成され、これらの櫛歯部の両側に、切欠部３６が形成される。
【００６０】
また、第１の主表面２１においては、図１９（Ｂ）に示すように、第１の主表面２１はエッチングされず、斜面部６先端部において貫通孔４０が形成され、また、櫛歯部の歯部４先端部が斜面部６に形成される。
【００６１】
図２０（Ａ）は、図１９（Ａ）および（Ｂ）に示す線２０Ａ−２０Ａに沿った断面構造を概略的に示す図である。図２０（Ａ）に示すように、第１の主表面２１から第２の主表面２３に向かって斜面部６が形成され、この斜面部６は、図１９（Ａ）および（Ｂ）に示す貫通領域４０により終端する。この斜面部６に沿ってエッチング領域４６が形成され、このエッチング領域４６は、図１９（Ａ）に示す凹部領域４４および溝領域４２に対応する。また、第２の主表面には、エッチングマスク膜としてシリコン酸化膜２６が形成され、液溜め部７の後部領域を規定する。
【００６２】
図２０（Ｂ）は、図１９（Ａ）および（Ｂ）に示す線２０Ｂ−２０Ｂに沿った断面構造を概略的に示す図である。図２０（Ｂ）に示すように単結晶基板２０は、その表面全面ににエッチングマスク膜としてシリコン酸化膜２６が形成され、側枠部が形成される。この側枠部は、切欠部形成領域（貫通領域）３６により終端される。この切欠部が形成される領域においては、第１の主表面２１は平坦であり、側枠部が確実に形成される。
【００６３】
図２１は、このシリコン酸化膜２６をマスクとするエッチング工程終了後のノズルユニットの構造を概略的に示す図である。このエッチング工程終了後には、エッチングマスク膜として用いられたシリコン酸化膜２６は除去される。図２１に示すように、ノズルユニット１の製造工程完了時においては、単結晶基板２０の中央部に、液溜め部７を構成する矩形状凹部領域４４が形成され、この矩形状凹部領域４４の底部は、図２１において破線で示す櫛歯部溝底部５０と連結する。矩形状凹部領域４４両側に、側枠部２ａおよび２ｂが形成され、これらの側枠部２ａおよび２ｂに連結して、櫛歯部の歯部４が形成される。側枠部２ａおよび２ｂに対しては、それぞれ、切欠部８が、貫通孔領域３６により形成され、櫛歯部３の歯部側面を露出させる。この櫛歯部３の歯部４は、斜面部６に連結される。
【００６４】
この図２１に示すノズルユニットの構成においては、液溜め部７は、矩形状凹部領域４４により形成されている。この場合、矩形状凹部領域４４の櫛歯部３と対向する側をダイシング線としてウェハから各ノズルユニットを切離す際にダイシングすることにより、一方側が開放端となった液溜め部７を形成することができる。
【００６５】
この液溜め部７は、シリコン単結晶基板に溝領域と並行して形成されるのではなく、別途、このノズルユニットを保持する部材（マニホールド）で形成されても良い。この液溜め部７を別部材により形成する場合には、このノズルユニットにおいては、溝領域が第２の主表面に形成されるだけであり、ノズルユニット本体の製造工程としては、上述の製造工程を用いることができる。
【００６６】
シリコン単結晶基板を母材として利用することにより、フォトリソグラフィ工程を利用することができ、高精度で櫛歯部３および溝部６を形成することができ、微細パターンを形成するパターン形成装置を実現することができる。
【００６７】
また、歯部４の端面を正確に垂直に切り立った形状に形成することができ、、また溝部側壁を垂直に切り立った構造とすることができ、櫛歯部のパターン材案内溝を全て同一構造とすることができ、各溝のパターン材吐出量を一定とすることができ、正確に同一の高さおよび幅のパターンを微細ピッチパターン形成時においても形成することができる。
【００６８】
また、ウェハ上には複数のノズルユニットが形成され、所定枚数のウェハ単位で処理が実行されるため、多数のノズルユニットを並行して製造することができ、製造コストを低減することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６９】
この発明に従うパターン形成装置は、プラズマ表示装置の隔壁形成のみならず、導電性の配線パターンおよび他の複数の線状のパターンを形成する用途に適用することができる。このようなパターンが多数形成される平面表示装置のためのパネル製造に対して特に有効である。
【００７０】
また、他の半導体基板および配線基板に導電性材料を用いて配線を形成する用途にも適用することができる。
【００７１】
なお、パターン材としては、その用途に応じて適当な材料が用いられればよく、上述の説明においては、紫外線などの光エネルギによりパターン材の硬化が行なわれている。しかしながら、電子線などの照射により硬化が行なわれてもよく、また赤外線などの加熱硬化が行なわれてもよい。
【００７２】
また、パターン材吐出時においては、斜面部がパターン形成基板と接触して配置されても良い。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】この発明の実施の形態１に従うノズルユニットの構造を概略的に示す図である。
【図２】図１に示すノズルユニットの上面図である。
【図３】図１に示すノズルユニットの側面図である。
【図４】図１に示すノズルユニットの正面図である。
【図５】図１に示すノズルユニットの斜面部を拡大して示す図である。
【図６】図１に示すノズルユニットのパターン形成時の配置を概略的に示す図である。
【図７】この発明に従うノズルユニットを利用するパターン形成装置の配置を概略的に示す図である。
【図８】この発明の実施の形態１に従うノズルユニットの製造工程を示す断面図である。
【図９】この発明に従うノズルユニットの製造工程を示す断面図である。
【図１０】（Ａ）および（Ｂ）は、図９に示す単結晶基板の表面および裏面の構成を示す図である。
【図１１】この発明の実施の形態１におけるパターン形成装置の製造工程を示す断面図である。
【図１２】図１１における製造工程のシリコン酸化膜のパターンを概略的に示す図である。
【図１３】この発明の実施の形態に従うノズルユニットの製造工程を示す断面図である。
【図１４】図１３に示すフォトレジスト膜のパターンを概略的に示す図である。
【図１５】図１４に示すパターン形成装置のエッチング工程完了後の断面構造を概略的に示す図である。
【図１６】図１５に示すパターン形成装置に含まれるノズルユニットの第２主表面から見た平面構造を概略的に示す図である。
【図１７】図１６に示すノズルユニットの線１７Ａ−１７Ａおよび１７Ｂ−１７Ｂの断面構造を概略的に示す図である。
【図１８】この発明に従うノズルユニットの製造工程を示す断面図である。
【図１９】（Ａ）および（Ｂ）は、図１８に示すパターン形成装置に含まれるノズルユニットの表面および裏面からそれぞれ見た構成を概略的に示す図である。
【図２０】（Ａ）および（Ｂ）は、図１９（Ａ）および（Ｂ）に示す線２０Ａ−２０Ａおよび２０Ｂ−２０Ｂに沿った断面構造を概略的に示す図である。
【図２１】製造工程完了時のノズルユニットの構造を概略的に示す図である。
【符号の説明】
【００７４】
１  ノズルユニット、２ａ，２ｂ  側枠部、３  櫛歯部、４  歯部、４ａ  歯部端面、５  溝部、６  斜面部、７  液溜め部、８  切欠部、１１  パターン材、１２  パターン、２２，２４  エッチングマスク膜、２０  単結晶基板、２６  酸化シリコン膜、２７  切欠部形成領域、２８  液溜め部形成領域、２９  溝形成領域、３０  レジスト膜、２７ａ，２７ｂ  切欠部形成領域、３２，３２ａ，３２ｂ  溝部、３６  貫通領域、３７  溝領域、２０ａ  ウェハ、３６  貫通領域、４２  溝領域、４４  矩形状凹部領域、５０  溝底部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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