(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
薄膜のパターンを示すデータを入力する入力手段と、
前記データに基づいて、前記薄膜を構成する材料を含む組成物を吐出するための第１及び第２のノズルの移動経路を設定する設定手段と、
前記組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、および該空間の湿度のパラメータが蓄積されたデータベースと、
基板上に形成されたアライメントマーカーを検出するための撮像手段と、
前記第１及び第２のノズルの移動経路を制御する制御手段と、
前記データベースに基づいて前記組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、および該空間の湿度を制御する手段とを有し、
前記第２のノズルの移動経路は、前記第１のノズルの移動経路と交差するように設定され、
ゲート電極と、半導体膜と、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタを作製する液滴吐出システムであって、
前記薄膜のパターンは、ゲート電極パターン、半導体膜パターン、ソース電極パターン、およびドレイン電極パターンを有し、
前記ゲート電極の形成と、
前記半導体膜をエッチングするためのマスクパターンの形成と、
前記ソース電極および前記ドレイン電極の形成と、に用いられ、
前記第２のノズルの移動経路は、前記第１のノズルの移動経路と直交するように設定され、
前記第２の移動経路の組成物は、前記第１の移動経路との交差する部分で切断され、逆Ｔ字形状の薄膜を形成することを特徴とする液滴吐出システム。
【請求項２】
薄膜のパターンを示すデータを入力する入力手段と、
前記データに基づいて、前記薄膜を構成する材料を含む組成物を連続的に吐出するための第１のノズルの移動経路を設定する設定手段と、
前記組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、および該空間の湿度のパラメータが蓄積されたデータベースと、
前記組成物を断続的に吐出するための第２のノズルの移動経路を設定する設定手段と、
基板上に形成されたアライメントマーカーを検出するための撮像手段と、
前記第１及び第２のノズルの移動経路を制御する制御手段と、
前記データベースに基づいて前記組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、および該空間の湿度を制御する手段とを有し、
前記第２のノズルの移動経路は、前記第１のノズルの移動経路と交差するように設定され、
ゲート電極と、半導体膜と、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタを作製する液滴吐出システムであって、
前記薄膜のパターンは、ゲート電極パターン、半導体膜パターン、ソース電極パターン、およびドレイン電極パターンを有し、
前記ゲート電極の形成と、
前記半導体膜をエッチングするためのマスクパターンの形成と、
前記ソース電極および前記ドレイン電極の形成と、に用いられ、
前記第２のノズルの移動経路は、前記第１のノズルの移動経路と直交するように設定され、
前記第２の移動経路の組成物は、前記第１の移動経路との交差する部分で切断され、逆Ｔ字形状の薄膜を形成することを特徴とする液滴吐出システム。
【請求項３】
請求項１または２において、
前記基板を加熱する手段を有していることを特徴とする液滴吐出システム。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一において、
前記ゲート電極、前記ソース電極、および前記ドレイン電極は銀よりなることを特徴とする液滴吐出システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板上に導電膜、絶縁膜、半導体膜等を形成するにあたり、それらの膜を構成する組成物を吐出することによって形成する技術に関する。特に、組成物を吐出する際の諸条件を制御する手段を含む液滴吐出装置及び液滴吐出方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、フラットパネルディスプレイ（ＦＰＤ）等に用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、基板全面に導電膜、絶縁膜、半導体膜等の薄膜を成膜した後、フォトリソグラフィー工程を経て、所望の形状の薄膜を得、それらを積層させることによって形成していた。このフォトリソグラフィーは、基板全面に成膜された薄膜上にレジストを塗布した後、ＣＡＤ等の回路図エディタを用いて作製されたフォトマスクをマスクとして紫外線を露光し、現像処理（感光させたレジストを薬品で処理してパターンを残す）によって形成されたマスクパターンをマスクとしてエッチング処理を行うことによって所望の形状の薄膜を得るという技術である。
【０００３】
一方で、近年、半導体素子の作製において、設備の低コスト化、工程の簡略化を目的として、半導体素子に用いられる薄膜や配線のパターン形成に、液滴吐出装置を用いることが検討されている。液滴吐出法は、薄膜や配線を構成する材料を溶媒に溶解又は分散させた組成物を、液滴吐出装置のノズル（筒状の、先の細い穴から液体や気体を噴出させる装置）から基板等の上方に吐出することによって、薄膜や配線パターンを直接描画するようにして形成できるため、上記フォトマスクが不要となり、従来のフォトリソグラフィーを省略することができるため、工程の大幅な簡略化及びコストの低減を図ることが可能となる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、液滴吐出法を用いる際には、従来のフォトマスクが不要となる代わりに、少なくとも液滴吐出時におけるノズル又は基板の移動経路を的確に制御する必要がある。また、吐出する組成物やそのパターンに応じて、ノズル又は基板移動速度、組成物の吐出量・噴射距離・噴射速度、吐出環境の雰囲気・温度・湿度、基板加熱温度などの諸条件も的確に制御するのが望ましい。
【０００５】
本発明は、このような課題を解決すべくなされたものであり、予め作成された薄膜パターンを示すデータに基づいて、薄膜を構成する材料を含む組成物を吐出するためのノズル、又は該組成物が吐出される基板の移動経路を設定する手段を有する液滴吐出システムを提案し、薄膜や配線を作製するにあたり、タクトタイム、スループットの向上を目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る液滴吐出システムは、薄膜パターンを示すデータを入力する入力手段と、前記データに基づいて、前記薄膜を構成する材料を含む組成物を吐出するためのノズル、又は該組成物が吐出される基板の移動経路を設定する設定手段と、基板上に形成されたアライメントマーカーを検出するための撮像手段と、前記ノズル又は基板の移動経路を制御する制御手段とを有することを特徴としている。
【０００７】
上記発明によれば、液滴吐出システムを制御するコンピュータに入力された、薄膜パターンを示すデータに基づいて、前記薄膜を構成する材料を含む組成物を吐出するためのノズルの移動経路、又は該組成物が吐出される基板の移動経路を設定することができる。また、基板上に形成されたアライメントマーカーを検出するための撮像手段によって得た該マーカーの位置情報を、コンピュータに入力することにより、前記データと前記位置情報を照らし合わせて前記基板とノズルとの位置合わせを行うことができる。そして、制御手段によってノズル又は基板を設定された移動経路に従って移動させ、前記ノズルの吐出口（インクジェットヘッド）から前記組成物を吐出することにより、所望の位置に、所望の形状を有する薄膜や配線を形成することができる。
【０００８】
ここで、薄膜パターンを示すデータは、ＣＡＤ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｄｅｓｉｇｎ）、ＣＡＭ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ）、ＣＡＥ（Ｃｏｍｐｕｔｅｒ  Ａｉｄｅｄ  Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ）のような回路設計ツールを用いて作成されたものを用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【０００９】
また、撮像手段としては、ＣＣＤ（ｃｈａｒｇｅ−ｃｏｕｐｌｅｄ  ｄｅｖｉｃｅ；電荷結合素子）のような光の強弱を電気信号に変換する半導体素子を用いたカメラを用いることができるが、これに限定されるものではない。
【００１０】
また、薄膜パターンを示すデータと共に、薄膜を構成する材料を含む組成物の種類を入力ことにより、所望のノズル若しくは吐出口、又は該組成物を貯蔵するタンクを選択することもできる。
【００１１】
前記ノズル又は基板の移動経路及びその他の吐出条件は、液滴吐出装置に内蔵されたハードウェア（コンピュータ）に入力された薄膜パターン、薄膜の幅（線幅）、膜厚を示すデータや組成物の種類を示すデータ等をもとに、ハードウェアに組み込まれているソフトウェア（プログラム）が目的に応じた情報処理を行うことによって、設定される。
【００１２】
また、本発明に係る液滴吐出システムは、基板上に形成された第１の薄膜パターンを検出するための撮像手段と、第２の薄膜パターン及び該薄膜を構成する材料を含む組成物を示すデータを入力する入力手段と、前記データに基づいて、前記組成物を吐出するためのノズル、又は前記組成物が吐出される基板の移動経路を設定する設定手段と、前記ノズル又は基板の移動経路を制御する制御手段とを有することを特徴としている。
【００１３】
上記発明によれば、液滴吐出システムを制御するコンピュータに入力された、ＣＡＤ等の回路設計ツールによって作成された薄膜パターンを示すデータに基づいて、前記薄膜（第２の薄膜）を構成する材料を含む組成物を吐出するためのノズル、又は該組成物が吐出される基板の移動経路を設定することができる。また、基板上に既に形成されている他の薄膜（第１の薄膜）を検出するための、ＣＣＤカメラ等からなる撮像手段によって得た該第１薄膜の位置情報を、コンピュータに入力することにより、前記データと前記位置情報を照らし合わせて前記基板とノズルとの位置合わせを行うことができる。そして、制御手段によってノズル又は基板を設定された移動経路に従って移動させ、前記ノズルの吐出口から前記組成物を吐出することにより、所望の位置に、所望の形状を有する薄膜（第２の薄膜）を形成することができる。
【００１４】
また、薄膜パターンを示すデータと共に、薄膜を構成する材料を含む組成物の種類を読み込むことにより、所望のノズル若しくは吐出口、又は該組成物を貯蔵するタンクを選択することもできる。
【００１５】
また、本発明に係る液滴吐出システムは、前記データに基づいて、前記薄膜を構成する材料を含む組成物を吐出するための第１及び第２のノズルの移動経路を設定する設定手段と、前記組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、および該空間の湿度のパラメータが蓄積されたデータベースと、基板上に形成されたアライメントマーカーを検出するための撮像手段と、前記第１及び第２のノズルの移動経路を制御する制御手段と、前記データベースに基づいて前記組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、および該空間の湿度を制御する手段とを有し、前記第２のノズルの移動経路は、前記第１のノズルの移動経路と交差するように設定され、ゲート電極と、半導体膜と、ソース電極およびドレイン電極を有する薄膜トランジスタを作製する液滴吐出システムであって、前記薄膜のパターンは、ゲート電極パターン、半導体膜パターン、ソース電極パターン、およびドレイン電極パターンを有し、前記ゲート電極の形成と、前記半導体膜をエッチングするためのマスクパターンの形成と、前記ソース電極および前記ドレイン電極の形成と、に用いられ、前記第２のノズルの移動経路は、前記第１のノズルの移動経路と直交するように設定され、前記第２の移動経路の組成物は、前記第１の移動経路との交差する部分で切断され、逆Ｔ字形状の薄膜を形成することを特徴とする。
【００１６】
上記発明によれば、同一層（レイヤー）からなる交差する形状の薄膜を簡単に形成することができる。また、第１及び第２のノズルのうち、一方のノズルから前記組成物が連続的に吐出されるようにし、他方のノズルから前記組成物が断続的に吐出されるようにすることにより、線状部分と突出部分とからなる形状（⊥状、亠状）の薄膜を形成することができる。つまり、線状部分は、第１のノズルから組成物を連続的に吐出して形成し、突出部分は、前記第１のノズルと交差する方向（例えば、直交する方向）に第２のノズルを移動させ、組成物を断続的に吐出して形成することにより、最終的に、線状部分と突出部分とからなる形状の一の薄膜を形成することができる。例えば、アクティブマトリクス型表示装置に用いられるＴＦＴのゲート配線及びゲート電極、あるいはソース信号線及びソース電極を同一レイヤーとして形成する際に、上記発明を適用することができる。
【００１７】
なお、第１及び第２のノズルから吐出される組成物の種類は、基本的には同じものであるが、薄膜の機能を損なわない限り、異なる組成物を用いても構わない。例えば、上記ゲート配線部又はソース信号線部を、ＡｌやＣｕを含む組成物を吐出することによって形成し、ゲート電極部又はソース電極部を、Ａｇを含む組成物を吐出することによって形成することができる。他にもコストや抵抗率などを考慮して、適当な材料を選択することができる。
【００１８】
また、上記発明では、複数のノズルを用いて線状部分と突出部分とからなる形状の薄膜を形成したが、固定されたノズルを用い、被吐出物である基板を少なくとも第１及び第２の経路に従って移動させることにより、同一層（レイヤー）からなる交差する形状の薄膜を簡単に形成することができる。また、前記基板が、第１及び第２の経路の一方を通過する際に、前記組成物が吐出されるノズルから前記組成物が連続的に吐出され、他方を通過する際に、前記ノズルから前記組成物が断続的に吐出されるように、基板の移動経路を制御することにより、上記線状部分と突出部分とからなる形状の薄膜を形成することができる。なお、吐出される組成物は、薄膜の機能を損なわない限り、基板の第１の移動経路と、第２の移動経路とで変更してもよい。
【００１９】
また、本発明に係る組成物吐出条件制御プログラムは、薄膜を構成する材料を含む組成物の吐出条件を制御するコンピュータを、前記コンピュータに入力された前記薄膜のパターンを示すデータから、前記組成物を吐出するためのノズルの移動経路、又は前記組成物が吐出される基板の移動経路を設定する設定手段として機能させるという特徴を有している。
【００２０】
上記発明によれば、液滴吐出システムを制御するコンピュータに前記組成物吐出条件制御プログラムが読み込まれることにより、該コンピュータに入力された、ＣＡＤ等によって作成された薄膜パターンを示すデータに基づいて、前記薄膜を構成する材料を含む組成物を吐出するためのノズルの移動経路、又は該組成物が吐出される基板の移動経路を設定することができる。そして、ノズル又は基板を設定された移動経路に従って移動させ、前記ノズルの吐出口から前記組成物を吐出することにより、所望の位置に、所望の形状を有する薄膜や配線を形成することができる。
【００２１】
また、薄膜パターンを示すデータと共に、薄膜を構成する材料を含む組成物の種類を入力することにより、所望のノズル若しくは吐出口、又は該組成物を貯蔵するタンクを選択することもできる。
【００２２】
なお、本発明に係る組成物吐出条件制御プログラムは、前記設定手段によって設定されたノズル又は基板の移動速度、前記ノズルの吐出口と前記基板との距離、該吐出口から前記組成物を吐出する速度、前記組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、該空間の湿度及び前記基板を加熱する温度のうち、少なくとも一を判断する判断手段を有することを特徴としている。
【００２３】
上記発明によれば、液滴吐出システムをより完全に制御することができ、良好な薄膜を高いスループットで作製することができる。
【００２４】
なお、上記発明でいう薄膜とは、導電膜、絶縁膜、半導体膜、マスクパターン、有機化合物又は無機化合物を含む膜、カラーフィルタ、配向膜等、液滴吐出法によって形成することができるあらゆる膜を指す。
【００２５】
例えば、導電膜としては、半導体素子におけるゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、表示装置における画素電極、ＥＬディスプレイのような発光装置における正孔注入電極（陽極）、電子注入電極（陰極）、あるいは、これらの電極に接続された信号線、走査線等の各種配線等が挙げられる。また、絶縁膜としては、半導体素子におけるゲート絶縁膜、半導体素子の上方に設けられる層間絶縁膜、平坦化膜、上記発光装置におけるバンク（土手、隔壁等とも呼ばれる。）等が挙げられる。また、半導体膜としては、半導体素子におけるチャネル領域や、不純物が添加されたソース、ドレイン領域等に用いられるシリコン膜、ゲルマニウム膜、シリコン・ゲルマニウム膜等が挙げられる。
【００２６】
また、マスクパターンとしては、レジストや、ポリイミド、アクリル、ポリイミド、ポリベンゾイミダゾールのような耐熱性高分子材料等が挙げられる。液滴吐出法によって形成されたマスクパターンは、前記導電膜、絶縁膜、半導体膜等を液滴吐出法によらず、ＣＶＤ法やスパッタ法等の薄膜形成法によって形成した場合に、エッチングする際のマスクとして活用することができる。
【００２７】
また、有機化合物又は無機化合物を含む膜としては、上記発光装置における発光素子（代表的にはエレクトロルミネセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した発光素子）を構成する、正孔注入層（ホール注入層）、正孔輸送層（ホール輸送層）、発光層、電子輸送層、電子注入層、ホールブロッキング層等が挙げられる。
【発明の効果】
【００２８】
薄膜や配線の形成に用いられる液滴吐出システムにおいて、本発明のごとく、薄膜パターンを示すデータを入力する入力手段と、前記データに基づいて、前記薄膜を構成する材料を含む組成物を吐出するためのノズルの移動経路を設定する設定手段と、基板上に形成されたアライメントマーカーを検出するための撮像手段と、前記ノズルの移動経路を制御する制御手段とを有する構成とすることにより、液滴吐出時におけるノズル又は基板の移動経路を的確に制御する必要がある。液滴吐出システムを制御するコンピュータに組成物吐出条件制御プログラムを読み込ませることにより、吐出する組成物やそのパターンに応じて、ノズル又は基板移動速度、組成物の吐出量・噴射距離・噴射速度、吐出環境の雰囲気・温度・湿度、基板加熱温度などの諸条件も的確に制御することができる。
【００２９】
これによって、所望の太さ、厚さ、形状を有する薄膜や配線を、短いタクトタイム、高スループットの下で、所望の箇所に精度良く作製することができ、ひいては、それらの薄膜や配線を用いて作製したＴＦＴのような半導体素子、該半導体素子を用いて作製した液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）、有機ＥＬディスプレイ（ＯＥＬＤ）のような発光装置、ＬＳＩ等の製造歩留まりを向上させることができる。特に、本発明を用いることにより、任意の場所に薄膜や配線のパターンを形成でき、形成するパターンの太さ、厚さ、形状も調整できるので、一辺が１〜２ｍを越える、例えば６畳分にも及ぶ大面積の半導体素子基板等も、低コストで歩留まり良く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３０】
［実施の形態１］
本発明を用いた液滴吐出システムについて、図１、図４（Ａ）を参照して説明する。
【００３１】
まず、ＣＡＤ、ＣＡＭ、ＣＡＥ等の回路設計ツール１００によって、回路設計が行われ、所望の薄膜及びアライメントマーカーの配置箇所を決定する。
【００３２】
次に、設計された薄膜及びアライメントマーカーの配置箇所を含む薄膜パターンのデータ１０１は、記録媒体又はＬＡＮ（Ｌｏｃａｌ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等の情報網を介して、液滴吐出装置を制御するコンピュータ１０２に入力される。そして、薄膜パターンのデータ１０１に基づいて、液滴吐出手段１０３が有するノズル（筒状の、先の細い穴から液体や気体を噴出させる装置）のうち、該薄膜を構成する材料を含む組成物を貯蔵し、又は該組成物を貯蔵するタンクと接続されている最適な吐出口径を有するノズルが決定され、続いて、液滴吐出手段１０３の走査経路（移動経路）が決定される。なお、予め最適なノズルが決まっている場合いは、該ノズルの移動経路のみを設定すればよい。
【００３３】
次に、該薄膜が形成される基板１０４上にフォトリソグラフィー技術やレーザー光を用いて、アライメントマーカー１１７を形成する。そして、アライメントマーカーが形成された基板を液滴吐出装置内のステージ１１６に設置し、該装置に具備された撮像手段１０５によりアライメントマーカーの位置を検出し、画像処理装置１０６を介して、コンピュータ１０２に位置情報１０７として入力される。コンピュータ１０２では、ＣＡＤ等により設計された薄膜パターンのデータ１０１と、撮像手段１０５によって得られるアライメントマーカーの位置情報１０７とを照らし合わせて、基板１０４と液滴吐出手段１０３との位置合わせを行う。
【００３４】
その後、コントローラ１０８によって制御された液滴吐出手段１０３が、決定された走査経路に従って、組成物１１８を吐出することにより、所望の薄膜パターン１０９が形成される。なお、組成物の吐出量は、吐出口の径を選択することにより、適宜調整することができるが、吐出口の移動速度、吐出口と基板との間隔、組成物の吐出速度、吐出空間の雰囲気、該空間の温度、湿度等のあらゆる条件によって微妙に異なってくるため、これらの条件も制御できるようにすることが望ましい。これらは、予め実験、評価によって最適な条件を求めておき、組成物の材料毎にデータベース化しておくのがよい。
【００３５】
ここで、薄膜パターンデータとしては、例えば、液晶表示装置、ＥＬ表示装置等に用いられるアクティブマトリクス型ＴＦＴ基板の回路図等が挙げられる。図１中の円内の回路図は、このようなアクティブマトリクス型ＴＦＴ基板に用いられる導電膜を模式的に示したものである。１２１は所謂ゲート配線、１２２はソース信号線（２ｎｄ配線）、１２３は画素電極又は正孔注入電極若しくは電子注入電極を指す。また、１２０は基板、１２４はアライメントマーカーを示している。当然、薄膜パターン１０９は、薄膜パターン情報におけるゲート配線１２１に対応するものである。
【００３６】
また、液滴吐出手段１０３は、ここでは、ノズル１１０、１１１、１１２が一体化された構成となっているが、これに限定されるものではない。また、各ノズルは、それぞれ複数の吐出口１１３、１１４、１１５を有している。上記薄膜パターン１０９は、ノズル１１０のうち、所定の吐出口１１３を選択することによって形成されたものである。
【００３７】
なお、液滴吐出手段１０３は、あらゆる線幅の薄膜パターンの作製に対応できるように、また、タクトタイムを向上させるため、吐出口径、吐出量、又はノズルピッチの異なる複数のノズルを備えておくのが望ましい。また、吐出口の間隔はできる限り狭い方が望ましい。また、一辺が１ｍ以上から６畳程度の大面積の基板に対して、スループットの高い吐出を行うために、１ｍ以上の長さを有するノズルを備えておくことが望ましい。また、伸縮機能を備え、吐出口の間隔を自由に制御することができるようにしてもよい。また、高解像度、即ち、滑らかなパターンを描画するために、ノズル又はヘッドが斜めに傾くようにしておくのが望ましい。これによって、矩形状など、大面積の描画が可能となる。
【００３８】
また、ヘッドのノズルピッチを変えたものを一つのヘッドに平行に備え付けてもよい。この場合、吐出口径は同じでもよいし、異ならせてもよい。
【００３９】
また、上記のように、複数のノズルを用いた液滴吐出装置となる場合には、使用していないノズルを収納するための、待機場所を設けておく必要がある。この待機場所には、またガス供給手段とシャワーヘッドを設けることにより、組成物の溶媒と同じ気体の雰囲気下に置換することができるため、乾燥をある程度防止することができる。さらに、清浄な空気を供給し、作業領域の埃を低減するクリーンユニット等を備え付けてもよい。
【００４０】
ただし、ノズルの仕様上、吐出口の間隔が狭くできないときには、ノズルピッチが表示装置における画素の整数倍となるように設計するとよい。これによって、図１６のように、ノズルをずらして組成物を吐出することができる。
【００４１】
また、撮像手段１０５としては、ＣＣＤ（電荷結合素子）のような光の強弱を電気信号に変換する半導体素子を用いたカメラを用いればよい。
【００４２】
上述した方法は、基板１０４を載せたステージ１１６を固定し、液滴吐出手段１０３を決定された経路に従って走査させることによって、薄膜パターン１０９を形成するものである。それに対して、液滴吐出手段１０３を固定し、薄膜パターンのデータ１０１に基づいて決定された経路に従って、ステージ１１６をＸＹθ方向に搬送させることによって、薄膜パターン１０９を形成してもよい。この際、液滴吐出手段１０３が複数のノズルを有している場合には、該薄膜を構成する材料を含む組成物を貯蔵し、又は該組成物を貯蔵するタンクと接続されている最適な吐出口径を有するノズルを決定する必要がある。
【００４３】
また、上述した方法は、ノズル１１０の所定の一つの吐出口のみを用いて薄膜パターン１０９を吐出形成するものであるが、形成する薄膜の線幅や膜厚に応じて、図１２〜１５に示すように、複数の吐出口を用いて組成物を吐出してもよい。
【００４４】
また、複数のノズルを用い、冗長機能を持たせてもよい。例えば、最初にノズル１１２（又は１１１）から組成物が吐出されるが、ノズル１１０からも、同一の組成物が吐出されるよう吐出条件を制御することにより、前方のノズル１１２において吐出口詰まり等の支障を来しても、後方のノズル１１０から組成物を吐出することができるため、少なくとも配線の断線等を防止することが可能となる。
【００４５】
また、吐出口径の異なる複数のノズルから組成物を吐出するように吐出条件を制御することにより、図１２、１３に示すように、平坦な薄膜を、より短縮されたタクトタイムで形成することができる。この方法は、特にＬＣＤにおける画素電極や、ＥＬディスプレイにおける正孔注入電極又は電子注入電極（図１の１２３に相当）のように、組成物の吐出面積が大きく、かつ平坦性が要求されるような薄膜の形成に特に適している。
【００４６】
さらに、吐出口径の異なる複数のノズルから組成物を吐出するように吐出条件を制御することにより、図１４のように、配線の線幅が異なるパターンを一度に形成することができる。
【００４７】
さらに、吐出口径の異なる複数のノズルから組成物を吐出するように吐出条件を制御することにより、図１５のように、絶縁膜１２の一部に設けられたアスペクト比が高い開孔部に、組成物を充填させることができる。この方法によれば、ボイド（絶縁膜１２と配線の間に生じる虫食い状の孔）が生じることなく、平坦化された配線を形成することができる。
【００４８】
図２は、上述した液滴吐出システムを有する液滴吐出装置の側面図を示したものである。該液滴吐出装置の構成要素としては、複数のノズルが一軸方向に配列されたヘッドを具備する液滴吐出手段１０３、該液滴吐出手段１０３を制御するコントローラ１０８及びＣＰＵ２０１、基板１０４を固定しＸＹθ方向に可動するステージ１１６等が挙げられる。このステージ１１６は、基板１０４を真空チャック等の手法で固定する機能も有する。そして、液滴吐出手段１０３が有する各ノズルの吐出口から基板１０４の方向に組成物が吐出され、パターンが形成される。
【００４９】
ステージ１１６と液滴吐出手段１０３は、コントローラ２０３を介してＣＰＵ２０１により制御される。また、ＣＣＤカメラなどの撮像手段１０５もＣＰＵ２０１により制御される。撮像手段１０５は、基板１０４上に形成されたアライメントマーカーを検出するものであり、ＣＰＵ２０１で画像処理を経た後、モニター２０２によってそれらの位置情報を確認することができる。また、液滴吐出手段１０３は、インクボトル２００と接続され、液滴吐出手段１０３のノズル及びその吐出口に組成物が供給される。
【００５０】
なお、パターンの作製に際しては、液滴吐出手段１０３を移動してもよいし、液滴吐出手段１０３を固定してステージ１１６を移動させてもよい。但し、液滴吐出手段１０３を移動させる場合には、ノズル移動時の加速度や、液滴吐出手段１０３に具備されたノズルと被処理物との距離、その環境を考慮して行う必要がある。
【００５１】
また、組成物を吐出する際の始点、終点又は方向転換点において、液だまり（バルジ）の生成を防止するため、ノズルから組成物が吐出されるまでのいわば助走区間を設け、基板又はノズルの加速度が一定になったときに組成物が吐出できるよう、移動距離を計算するプログラムを制御するコンピュータに組み込んでおくことが望ましい。
【００５２】
その他、図示しないが、付随する構成要素として、吐出した組成物の着弾精度を向上させるために、ノズルのヘッド（吐出口）１１３〜１１５が上下に動く移動機構とその制御手段等を設けてもよい。そうすると、吐出する組成物の特性に応じて、吐出口と基板１０４の距離を変えることができる。またガス供給手段とシャワーヘッドを設けることにより、組成物の溶媒と同じ気体の雰囲気下に置換することができるため、乾燥をある程度防止することができる。さらに、清浄な空気を供給し、作業領域の埃を低減するクリーンユニット等を設けてもよい。また、図示しないが、基板を加熱する手段、加えて温度、圧力等、種々の物性値を測定する手段を、必要に応じて設置しても良く、これら手段も、筐体の外部に設置した制御手段によって一括制御することが可能である。さらに制御手段をＬＡＮケーブル、無線ＬＡＮ、光ファイバ等で生産管理システム等に接続すれば、工程を外部から一律管理することが可能となり、生産性を向上させることに繋がる。なお、着弾した組成物の乾燥を早め、また組成物の溶媒成分を除去するために、真空排気を行って、減圧下で動作させてもよい。
【００５３】
図３は、本発明の液滴吐出システムの機構を模式的に示した図である。まず、ＣＡＤ等の回路設計ツールによって作成された薄膜パターンを示すデータ及び組成物の種類等の情報を端末３００からコンピュータ１０２に入力する。そして、入力された該薄膜パターンデータに基づいて、設定手段３０１によって、該薄膜を構成する材料を含む組成物を吐出するノズルの移動経路、又は該組成物が吐出される基板を支える基板搬送機構の移動経路が設定される。また、基板に形成されたアライメントマーカーを、ＣＣＤカメラ等の撮像手段１０５によって検出しておき、撮像手段によって得られた位置情報と、前記薄膜パターンデータを照らし合わせることによって、基板とノズルとの位置合わせを行うことができる。そして、制御手段３０４によって吐出機構３０２又は基板搬送機構３０３を設定された移動経路に従って移動させ、前記ノズルの吐出口から前記組成物を吐出することにより、所望の位置に、所望の形状を有する薄膜を形成することができる。
【００５４】
［参考形態１］
実施の形態１では、基板に形成されたアライメントマーカーを用いて、基板とノズルの位置合わせを行う場合について説明したが、本参考形態では、基板上に既に形成された第１の薄膜パターンを撮像手段１０５によって検出し、その位置情報と、ＣＡＤ等によって作成された第２の薄膜パターンのデータ１０１とを照らし合わせることにより、基板と第２の薄膜を構成する材料を含む組成物を吐出するためのノズルとの位置合わせを行う場合について、図４（Ｂ）を参照して説明する。
【００５５】
まず、基板上に第１の薄膜パターンを形成する。第１の薄膜パターンは、実施の形態１と同様のシステム及び手法により作製してもよい。
【００５６】
次に、入力手段によって、第２の薄膜パターンのデータをコンピュータ１０２に入力する。そして、入力された第２の薄膜パターンのデータに基づいて、設定手段３０１によって、該薄膜を構成する材料を含む組成物を吐出するノズルの移動経路、又は該組成物が吐出される基板を支える基板搬送機構の移動経路が設定される。
【００５７】
次に、撮像手段１０５を用いて、第１の薄膜パターンを検出し、その位置情報と、ＣＡＤ等によって作成された第２の薄膜パターンのデータとを照らし合わせることにより、基板と第２の薄膜を構成する材料を含む組成物を吐出するためのノズルとの位置合わせ（アライメント）を行う。
【００５８】
次に、設定された移動経路に従って、前記ノズル又は基板搬送機構を移動させ、前記ノズルの吐出口から前記組成物を吐出することにより、所望の位置に、所望の形状を有する第２の薄膜パターンを即座に形成することができる。
【００５９】
同様に、第３の薄膜パターンデータを入力し、ノズル又は基板の移動経路を設定し、一方で、第１又は第２の薄膜パターンを撮像手段１０５によって検出し、基板とノズルとの位置合わせを行い、設定された移動経路に従って、前記ノズル又は基板搬送機構を移動させ、前記ノズルの吐出口から組成物を吐出することにより、所望の位置に、所望の形状を有する第３の薄膜パターンを即座に形成することもできる。
【００６０】
なお、本参考形態は、上記実施の形態又は下記実施例、参考例と自由に組み合わせることができる。
【００６１】
［実施の形態２］
本実施の形態では、実施の形態１、参考形態１で述べたノズル又は基板搬送機構の移動経路を設定する手段に加え、他の吐出条件を設定する手段を有する液滴吐出システムについて、図１、図５を参照して説明する。
【００６２】
本実施の形態で説明する液滴吐出システムは、吐出する組成物の特性に応じて、最適な吐出条件を蓄積したデータベース１１９（図１）を利用して、ノズル又は基板の移動速度、組成物の吐出量、ノズルヘッドと基板との距離、吐出口から組成物を吐出する速度、組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、該空間の湿度及び基板を加熱する温度等の組成物吐出条件を自動的に制御することができる機能を有することを特徴としている。
【００６３】
図５は、該液滴吐出システムによって薄膜を形成する際のフローチャートである。まず、実施の形態１、２と同様の設定手段によって、最適なノズル、及び、基板又はノズルの移動経路を決定する。
【００６４】
次に、吐出する組成物の特性に応じて、ノズル又は基板の移動速度、組成物の吐出量、ノズルヘッドと基板との距離、吐出口から組成物を吐出する速度、組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、該空間の湿度及び基板を加熱する温度を設定する。これらの条件は、理論的又は実験的、経験的に得られたパラメータが多数蓄積されたデータベースを用い、設計された薄膜パターンデータ１０１と、組成物の種類、膜厚等の情報と照らし合わせることにより、最適なパラメータを判断するための判断手段によって決定される。
【００６５】
そして、決定された吐出条件に従って、液滴吐出装置の各機構がコントローラ１０８によって制御される。例えば、ノズルヘッドと基板との距離は、ノズルのヘッド（吐出口）１１３〜１１５が上下に動く移動機構を制御することによって変えることができる。
【００６６】
また、液滴吐出手段１０３が有するヘッドとして、振動板、下部電極、ピエゾ、上部電極からなるピエゾ素子（圧電素子）を用いた圧電方式（ピエゾ方式）を採用した場合、該方式は、上部電極と下部電極に電位差を設けることにより、電極間に挟まれたピエゾが撓み、液滴が吐出される仕組みになっているため、これらの電極に印加する電圧を変えることによって、組成物の吐出量、又は組成物の吐出速度を制御することができる。なお、溶液の材料によっては、前記圧電素子を発熱体に置換した構造を有し、該発熱体を発熱させ気泡を生じさせ溶液を押し出す、所謂バブルジェット方式を用いてもよい。この場合、該発熱体の発熱温度等を変えることによって、組成物の吐出量、又は組成物の吐出速度を制御することができる。
【００６７】
また、吐出空間の雰囲気制御を行う場合、Ｎ２、Ｏ２や有機ガス等の中から、吐出する組成物の特性に応じて選択すればよい。また、吐出空間の温度や、基板加熱温度も、組成物の特性に応じて、制御することができる。また、吐出形成後の処理に併せて、これらの温度を調整してもよい。例えば、導電材料を含む組成物を吐出した後、乾燥、焼成工程をへて導電膜が形成されるが、この乾燥、焼成工程に併せて、温度を調整することができる。一例として、Ａｇを含む組成物（Ａｇナノペースト）を吐出形成した後、Ｎ２＋Ｏ２雰囲気（Ｏ２組成比は１０〜３０％が望ましい。）で２００〜２５０℃に焼成することにより、平坦かつ低抵抗の導電膜を形成することができる。
【００６８】
以上のように、前記データベースと判断手段によって吐出条件を制御することにより、所望の薄膜を高スループットで形成することができる。
【実施例１】
【００６９】
本実施例では、図６、７を参照して、本発明に係る液滴吐出システムを用いて、アクティブマトリクス基板のＴＦＴにおけるゲート配線及びゲート電極を形成する方法について説明する。
【００７０】
まず、ゲート配線部をノズル６０１から導電材料を含む組成物を吐出形成することによって形成する。ゲート配線部のパターンをコンピュータに入力することにより、ノズル６０１及び組成物が吐出される吐出口が選択され、基板の移動経路が設定手段を介して決定される。そして、該移動経路に従って基板が搬送され、選択された吐出口（図中黒色で示した部分）から組成物が連続的に吐出されることにより、ゲート配線６０３が形成される。なお、組成物は、断続的に吐出してもよいが、この場合には、導電膜の輪郭を滑らかにするため、図８、９に示したように、基板上に吐出された組成物の径の略半分のピッチ（以下、単に「半ドットピッチ」という。）で行うのが望ましい。
【００７１】
前記導電材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ、ＩＴＯ、ＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）のうち、少なくとも一種を含むものを用いることができる。ここでは、Ａｇを含むナノペーストと呼ばれる組成物を用いた。このナノペーストは、Ａｇを有機溶剤に分散又は溶解させたものであるが、他にも分散剤や、バインダーと呼ばれる熱硬化性樹脂が含まれている。特にバインダーに関しては、焼成時にクラックや不均一な焼きムラが発生するのを防止する働きを持つ。そして、乾燥又は焼成工程により、有機溶剤の蒸発、分散剤の分解除去及びバインダーによる硬化収縮が同時に進行することにより、ナノ粒子同士が融合し、ナノペーストが硬化する。この際、ナノ粒子は、数十〜百数十ｎｍまで成長し、近接する成長粒子同士で融着、及び互いに連鎖することにより、金属連鎖体を形成する。一方、残った有機成分の殆ど（約８０〜９０％）は、金属連鎖体の外部に押し出され、結果として、金属連鎖体を含む導電膜と、その外側を覆う有機成分からなる膜が形成される。
【００７２】
ゲート配線６０３が形成された後、基板１０４を載せたステージ１１６を時計回りに９０°回転させ、引き続き、ゲート電極部を、ノズル６０１から導電材料を含む組成物を吐出形成することによって形成する。まず、ゲート電極部のパターンをコンピュータに入力することにより、ノズル６０１及び組成物が吐出される吐出口が選択され、基板の移動経路が設定手段を介して決定される。そして、該移動経路に従って基板が搬送され、選択された吐出口（図中黒色で示した部分）から組成物が断続的に吐出されることにより、ゲート電極６０４が形成される。
【００７３】
前記導電材料としては、ゲート配線６０３と同様にＡｇを用いたが、上記に掲げた材料の中から他の材料を選択してもよい。また、ノズル６０１の吐出量を制御することにより、異なる線幅のゲート配線６０３、ゲート電極６０４を形成することができる。
【００７４】
なお、ゲート配線６０３、ゲート電極６０４は、組成物を吐出形成した後、乾燥、焼成工程を経て、形成されるが、該乾燥、焼成工程は、吐出形成がすべて終わった後に行ってもよいし、ゲート配線６０３、ゲート電極６０４毎に行ってもよい。焼成工程は、Ａｇを含む組成物（Ａｇナノペースト）を用いた場合、平坦かつ低抵抗の導電膜を形成するために、Ｎ２＋Ｏ２雰囲気（Ｏ２組成比は１０〜３０％が望ましい。）で２００〜２５０℃に焼成するのがよい。
【００７５】
また、ここでは、ゲート配線６０３、ゲート電極６０４を構成する導電材料としては同じものと用いたが、導電膜としての機能を損なわない限り、異なる導電材料を用いてもよい。例えば、ゲート配線６０３としてＡｌ、Ｃｕを用い、ゲート電極６０４としてＡｇを用いる、あるいはその逆とすることもできる。導電材料は、コスト面や抵抗値を考慮して、適宜選択することができる。
【００７６】
また、図６（Ａ）、（Ｂ）の工程を複数回繰り返すことにより、多層構造のゲート配線６０３、ゲート電極６０４を形成することもできる。この場合にも、異なる材料を用いて、多層構造を構成することができる。
【００７７】
また、本実施例においては、ノズル６０１は静止状態を保っていたが、ＸＹθ方向に可動とさせてもよい。これによって、ノズルに冗長機能を持たせることもでき、ゲート配線６０３、ゲート電極６０４の断線部が形成されるのを防止することができる。
【００７８】
また、ゲート配線６０３、ゲート電極６０４は、図７に示すように、基板１０４を固定した状態において、複数のノズルによって形成してもよい。これらのノズルは、異なるノズルピッチ、吐出口径を有するものとしてもよい。ゲート配線６０３、ゲート電極６０４を構成する材料は、上述したものを用いることができる。なお、ノズルとしては、回転機構を有する一のノズルを用いて形成してもよく、ゲート配線６０３、ゲート電極６０４で、吐出量を異ならせてもよい。
【００７９】
なお、本実施例に用いる液滴吐出システムとしては、上記実施の形態に示されたものを用いればよい。また、本実施例は、上記実施の形態又は他の実施例と自由に組み合わせることができる。また、本実施例に示す方法は、アクティブマトリクス基板のＴＦＴにおけるゲート電極等の導電膜に限らず、他の液滴吐出法で形成しうるあらゆる膜の形成に適用することができる。
【実施例２】
【００８０】
本実施例では、図８、９を参照して、本発明に係る液滴吐出システムを用いて配線を形成する方法について説明する。
【００８１】
基板上に、組成物を断続的に吐出する場合において、図８（Ａ）、図９（Ａ）のように、略１ドット（基板上に吐出された組成物の径）の間隔で吐出した場合、配線の形状は、著しい凹凸を有する形状となる。しかし、図８（Ｂ）、図９（Ｂ）のように、半ドットピッチで吐出した場合、配線の形状は、略１ドットピッチの場合に比べて、非常に滑らかな形状となる。
【００８２】
なお、図８は、ノズルの移動経路を、上→右→上→左→・・・→上→右→上→右→・・・といった要領で形成した、所謂冗長機能を有するものであり、図９は、基板の移動経路を、下→下→・・・→右下→右下→・・・といった要領で形成したものであるが、上記方法は、いずれの場合にも採用することができる。また、移動する部分をノズルと基板とで入れ替えても差し支えない。なお、上記方法は、組成物を連続的に吐出する場合にも応用することができる。
【００８３】
また、さらに、前記組成物に含まれる導電材料とは異なる導電材料を含む組成物を吐出することにより、多層配線としてもよい。また、鋸刃の形状、又は凹凸状の配線とすることにより、アクティブマトリクス基板の周辺に設けられる保護回路を作成することもできる。この保護回路は、その特殊な形状を利用してＴＦＴ工程における配線への過剰な帯電を防ぐ、即ち、ＴＦＴの絶縁破壊を防止する機能を有し、放電パターンなどとも呼ばれる。
【００８４】
なお、本実施例に用いる液滴吐出システムとしては、上記実施の形態に示されたものを用いればよい。また、本実施例は、上記実施の形態又は他の実施例と自由に組み合わせることができる。また、本実施例に示す方法は、配線等の導電膜に限らず、他の液滴吐出法で形成しうるあらゆる膜の形成に適用することができる。
【実施例３】
【００８５】
本実施例では、図１０を参照して、本発明に係る液滴吐出システムを用いて、アクティブマトリクス基板のＴＦＴにおける配線を形成する方法について説明する。
【００８６】
まず、異なる吐出口径を有する少なくとも２つのノズル１００１、１００２を用意し、大きい吐出口径を有するノズル１００１で、組成物１００４を吐出形成する。次に、ノズル１００１を半ドット分シフトさせ、組成物１００５を吐出形成する。ここで、ノズル１００１を半ドット分シフトさせることにより、滑らかな配線を形成することができる。
【００８７】
しかし、さらに滑らか且つ平坦な配線を形成する場合には、小さい吐出口径を有するノズル１００２を用いて、組成物１００４、１００５の凹凸部を埋める要領で、組成物１００６、１００７を吐出すればよい。
【００８８】
また、さらに、前記組成物に含まれる導電材料とは異なる導電材料を含む組成物を吐出することにより、多層配線としてもよい。
【００８９】
また、前後に配置された複数のノズルを用いて、組成物を形成することにより、冗長機能を持たせることもできる。
【００９０】
なお、本実施例に用いる液滴吐出システムとしては、上記実施の形態に示されたものを用いればよい。また、本実施例は、上記実施の形態又は他の実施例と自由に組み合わせることができる。また、本実施例に示す方法は、アクティブマトリクス基板のＴＦＴにおける配線等の導電膜に限らず、他の液滴吐出法で形成しうるあらゆる膜の形成に適用することができる。
【実施例４】
【００９１】
本実施例では、図１１、図１７を参照して、本発明に係る液滴吐出システムを用いて、アクティブマトリクス基板のＴＦＴにおける配線を形成する他の方法について説明する。
【００９２】
ノズル６０１を用いて形成された配線の断線部（開孔部）を検出する手段１１０２を設け、ＣＰＵ２０１を介して、断線部の位置情報に基づき、基板のステージ１１６又は液滴吐出手段１０３をコントローラ１０８によって制御することにより、断線部を埋め、リペアすることができる。
【００９３】
なお、開孔部検出手段としては、実施の形態で述べたようなＣＣＤカメラ等の撮像手段を用いることができる。
【００９４】
ここで、本実施例に係る液滴吐出システムの機構を、図１７に模式的に示す。ここでは、断線部等を検出する開孔部検出手段１１０２、アライメントマーカー等を検出するための撮像手段１０５、ＣＡＤ等によって作成された薄膜パターンデータや、薄膜の設計条件を入力する入力手段３００によって得られた情報を記憶する記憶手段として、揮発性メモリ１７００、不揮発性メモリ１７０１が設けられている。また、リペア時の組成物の吐出量を制御するための、吐出量制御回路１７０２が設けられている。これらの付加的機構は、実施の形態や他の実施例においても適用することができる。
【００９５】
また、開孔部検出手段１１０２を利用して、後の実施例にも述べるように、層間絶縁膜等の絶縁膜に形成されるコンタクトホールを検出し、その位置情報をもとに、開口部の径に合わせて最適なノズルを選択し、基板のステージ１１６又は液滴吐出手段１０３を制御して、コンタクトホール部に導電膜を形成することができる。
【００９６】
なお、上記システムは、開口部を作製する場合にも適用することが可能で、例えば、入力手段３００により開口部を設ける箇所のデータが入力されたら、該データを基に、液滴吐出手段１０３により、選択的にエッチング液を含む組成物を吐出する。そうすると、選択的に開口部を形成することができる。
【００９７】
次に、開口部の深さや径、アスペクト比に合わせて吐出量を制御するシステムについて説明する。開口部検出手段１１０２は、開口部の深さに応じた径のノズルを検出する機能を有するものであり、公知のセンサを用いればよい。一般的に、開口部は、下から上に向かってその径が大きくなるため、最初に径が一番小さなノズルを用いて、徐々にそれよりも大きな径のノズルを用いるとよい。また、圧電体を具備したノズルを用いた場合、該圧電体に印加する波形を制御することで、吐出量を制御するという特徴を有する。つまり、このシステムに本特徴を活用してもよく、より詳しくは、開口部検出手段１１０２から得られた情報により、最適な径の吐出口を有するノズルを選択する。次に、ノズルから得られる吐出量を最適なものとするために、圧電体に印加する波形を制御する吐出量制御回路１７０２を活用するとよい。
【００９８】
なお、本実施例に用いる液滴吐出システムとしては、上記実施の形態に示されたものを用いればよい。また、本実施例は、上記実施の形態又は他の実施例と自由に組み合わせることができる。また、本実施例に示す方法は、配線等の導電膜に限らず、他の液滴吐出法で形成しうるあらゆる膜の形成に適用することができる。
【参考例１】
【００９９】
本参考例では、図１２、１３を参照して、本発明に係る液滴吐出システムを用いて、アクティブマトリクス基板の画素電極、正孔注入電極、電子注入電極等、面積の大きい領域に導電膜を形成する方法について説明する。
【０１００】
図１２（Ａ）は、基板１４０上にパターンを形成する様子を示したものであり、詳しくは、基板１４０上に画素電極１４４のパターンを形成する様子を示す。１４１は液滴吐出手段、１４２、１４３は配線であり、図示する形態では、基板１４０を搬送して、パターンを形成する様子を示す。
【０１０１】
１４１は液滴吐出手段、１４２、１４３は配線であり、図示する形態では、基板１４０を搬送して、パターンを形成する様子を示す。
【０１０２】
本発明は、各行で吐出口を一軸方向に配列した複数のノズルが、複数行配列された液滴吐出手段１４１を用いてパターンを形成する。本形態では、複数のノズルの径は、３種類のサイズがある場合を例に挙げ、液滴吐出手段１４１は、径がＲ１の吐出口を有するノズル１５１、径がＲ２の吐出口を有するノズル１５２、径がＲ３の吐出口を有するノズル１５３を具備する。
【０１０３】
なお、ノズルから液滴が吐出した瞬間は、該液滴は該ノズルの吐出口と同じ径である。しかしながら、液滴組成物が基板に着弾すると、その組成物の径は、吐出口の径よりも大きくなる。これは吐出量に依存し、この吐出量が少ない程、着弾前と着弾後のサイズは変わらない。一例を具体的な数値を挙げて説明すると、吐出量が０．０１ｐｌのとき、ノズルの吐出口の径は３μｍ、着弾後の組成物の径は３．２５μｍとなり、そのサイズは１．０８倍となる。吐出量が０．１ｐｌのとき、ノズルの吐出口の径は６．５μｍ、着弾後の組成物の径は７μｍとなり、そのサイズは１．０８倍となる。吐出量が１ｐｌのとき、ノズルの吐出口の径は１３μｍ、着弾後の組成物の径は１６μｍとなり、そのサイズは１．２３倍となる。そこで、以下には、ノズルの吐出口の径と、着弾後の組成物の径がほぼ同じ（例えば、１．１倍以下）である場合と、ノズルの吐出口の径と、着弾後の組成物の径が変化する場合（例えば、１．１倍以上）に変化する場合の２つの場合に分けて説明する。
【０１０４】
まず、ノズルの吐出口の径と、着弾後の組成物の径がほぼ同じ（例えば、１．１倍以下）である場合について、図１２を用いて説明する。
【０１０５】
最初に、径がＲ１の吐出口を有するノズル１５１を用いて、パターンを形成する（図１２（Ｂ））。点線で囲まれた領域１５４は、パターン形成領域であるが、図示するように、各ノズルの吐出口間には、間隔があるために、パターンがストライプ状に形成されている。次に、径がＲ２の吐出口を有するノズル１５２を用いて、パターンを形成する（図１２（Ｃ））。この工程では、前の工程でパターンが形成されなかった領域に、組成物が吐出される。本工程を経ると、パターン形成領域１５４のほぼ全面に組成物が吐出される。しかしながら、断面図に示すように、そのパターンの表面には凸凹が生じている。最後に、径がＲ３の吐出口を有するノズル１５３を用いて、パターンを形成する（図１２（Ｄ））。この工程は、パターンの平坦化を目的としたものであり、凸凹した箇所に選択的に吐出する。そうすると、断面図に示すように、表面が平坦化されたパターンを形成することができる。
【０１０６】
次に、ノズルの吐出口の径と、着弾後の組成物の径が変化する（例えば、１．１倍以上）場合について、図１３を用いて説明する。
【０１０７】
最初に、径がＲ１の吐出口を有するノズル１５１を用いて、パターンを形成する（図１３（Ａ））。点線で囲まれた領域１５４は、パターン形成領域であり、この場合、着弾後の組成物の径は変化しているため、該パターン１５４のほぼ全面に組成物が吐出される。しかしながら、断面図に示すように、そのパターンの表面には凸凹が生じている。次に、径がＲ２の吐出口を有するノズル１５２を用いて、パターンを形成する（図１３（Ｂ））。この工程では、前の工程で凸凹が生じてしまった箇所に組成物を吐出する。本工程を経ると、パターンの表面の凸凹はほぼ解消される。最後に、径がＲ３の吐出口を有するノズル１５３を用いて、パターンを形成する（図１３（Ｃ））。この工程は、パターンの平坦化を目的としたものであり、凸凹した箇所に選択的に吐出する。そうすると、断面図に示すように、パターンの表面が平坦化される。
【０１０８】
上記構成を有する本発明は、まず、最大径ノズルを用いてパターンを形成し、次に、該最大径ノズルでは描画できなかった箇所、又は特に凸凹が生じてしまった箇所に、該最大径ノズルよりも小さい径の吐出口を有するノズルにより、組成物を選択的に吐出する。その後、必要に応じて、使用したノズルよりも小さい径の吐出口を有するノズルにより、組成物を選択的に吐出して、パターンの表面を平坦化する。この方法は、配線だけではなく、例えばＬＣＤの画素電極、ＯＥＬＤの正孔注入電極、電子注入電極等の比較的大きな面積の導電膜のパターンの作製に有効であり、表面に凸凹が生じることなく、平坦化が実現されたパターンを作製することができる。
【０１０９】
なお、本参考例に用いる液滴吐出システムとしては、上記実施の形態に示されたものを用いればよい。また、本参考例は、上記実施の形態、参考形態、参考例又は他の実施例と自由に組み合わせることができる。また、本参考例に示す方法は、画素電極等の導電膜に限らず、他の液滴吐出法で形成しうるあらゆる膜の形成に適用することができる。
【参考例２】
【０１１０】
本参考例では、図１４を参照して、本発明に係る液滴吐出システムを用い、液滴吐出手段として、異なる吐出口径を有する複数のノズルを用いて導電膜を形成する方法について説明する。
【０１１１】
まず、異なる線幅の配線パターンを形成する実施態様について、図１４を用いて説明する。図１４は、基板１４０上に配線のパターン１４８を形成する様子を示したものである。より詳しくは、径がＲ１の吐出口を有するノズル１５１（図示せず）を用いてパターンを形成し、次に、径がＲ２の吐出口を有するノズル１５２（図示せず）を用いてパターンを形成し、最後に径がＲ３の吐出口を有するノズル１５３（図示せず）を用いてパターンを形成する様子を示したものである。各ノズル１５１〜１５３から吐出される液滴１６１〜１６３は、そのサイズ（吐出量）が異なっているため、図示するように、本発明の液滴吐出手段を用いると、線幅を変えたパターンを簡単に形成することができる。
【０１１２】
なおパターンを形成後、必要に応じてポリテトラフルオロエチレンで加工した板などを用いてプレス処理をしたり、バフ研磨、ローラを用いて平坦化を行ったりしてもよい。また、必要に応じて、乾燥の工程と焼成（加熱処理）の工程の一方又は両方の工程を行ってもよい。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００℃で３分間、焼成は２００〜３５０℃で１５分間〜３０分間で行う。両工程とも加熱処理の工程ではあるが、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。
【０１１３】
乾燥と焼成の工程を良好に行うために、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、絶縁膜の材質に依存するが、一般的には２００〜８００度（好ましくは２５０〜４５０度）とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発、又は化学的に分散剤を除去するとともに、周囲の樹脂が硬化収縮することで、ナノ粒子間を接触させ、融合と融着を加速する。
【０１１４】
レーザ光の照射を行う際には、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等が挙げられ、後者の固体レーザとしては、Ｃｒ、Ｎｄ等がドーピングされたＹＡＧ、ＹＶＯ４等結晶を使ったレーザ等が挙げられる。条件は適宜設定されるが、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜７００ｍＪ／ｃｍ２とすると良い。またＹＡＧレーザを用いる場合には、その第２高調波を用いてパルス発振周波数１〜３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を３００〜１０００ｍＪ／ｃｍ２とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍで線状に集光したレーザ光を基板全面に渡って照射し、このときの線状ビームの重ね合わせ率を５０〜９８％として行っても良い。但し、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振のレーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせた所謂ハイブリッドのレーザ照射方法を用いてもよい。
【０１１５】
瞬間熱アニール（ＲＴＡ）は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数分〜数マイクロ秒の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみを加熱することができ、下層の膜には影響を与えないものである。
【０１１６】
なお、本参考例に用いる液滴吐出システムとしては、上記実施の形態に示されたものを用いればよい。また、本参考例は、上記実施の形態、参考形態、参考例又は他の実施例と自由に組み合わせることができる。また、本参考例に示す方法は、上記配線に限らず、他の液滴吐出法で形成しうるあらゆる膜の形成に適用することができる。
【実施例５】
【０１１７】
本実施例では、図１５を参照して、本発明に係る液滴吐出システムを用い、開口部を導電体により充填する実施態様について説明する。
【０１１８】
図１５（Ａ）〜（Ｃ）において、１０は基板、１１は半導体又は導体、１２は絶縁体であり、該絶縁体１２には開口部１３が設けられている。本発明は、各行で吐出口を一軸方向に配列した複数のノズルが、複数行配列された液滴吐出手段を用いて配線を形成する。本形態では、複数のノズルの径に３種類のサイズがある場合を例に挙げ、液滴吐出手段は、径がＲ１の吐出口を有するノズル１５１、径がＲ２の吐出口を有するノズル１５２、径がＲ３の吐出口を有するノズル１５３を有する。各ノズルの径はＲ１＞Ｒ２＞Ｒ３を満たす。
【０１１９】
開口部は、下から上に向かって径が大きくなる。そこで、本発明は、まず、径がＲ３の吐出口を有するノズル１５３を用いて、開口部１３の下層部分を組成物により充填する。次に、径がＲ２の吐出口を有するノズル１５２を用いて、開口部１３を中央部分まで組成物により充填する。最後に、径がＲ１の吐出口を有するノズル１５１を用いて、開口部１３の上層部分を組成物により充填する。
【０１２０】
本方法によれば、開口部に組成物が充填され、平坦化された導電層を形成することができる。従って、アスペクト比が高い開口部が設けられた絶縁体１２にも、ボイドが生じることなく、平坦化された配線を形成することができる。
【０１２１】
なお、絶縁体１２の材料としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜及び酸化窒化珪素膜などの珪素を含む絶縁膜を用いて、単層又は積層して形成する。但し、配線を積層した多層配線を形成する場合、誘電率が低い材料（好適には比誘電率が４以下の材料）を用いることが好適であり、例えば、アクリル、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミドなどの有機材料を用いるとよい。絶縁体１２として有機絶縁膜を用いると、その平坦性が優れているため、後に導電体を成膜した際にも、段差部で膜厚が極端に薄くなったり、断線が起こったりすることがないため好適である。また低誘電率の材料を層間絶縁膜として用いると、配線容量が低減するため、多層配線を形成することが可能となる。従って、本発明の配線の作製方法を適用することによって、高性能化及び高機能化が実現された表示装置、半導体装置の作製方法を提供することができる。
【０１２２】
また、絶縁体１２として有機材料を用いた場合、脱ガス等の防止から、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（チタンナイトライド）、ＴｉＳｉｘやＭｏＳｉｘなどのシリサイド膜やポリシリコン膜、Ｎｂ、ＴｉＯＮ、Ｗ（タングステン）、ＷＮ、ＴｉＷＮ、Ｔａなどの材料を用いて、バリア膜を形成してもよい。バリア膜は、単層又は積層構造のいずれでも構わない。このバリア膜は、密着性を高め、埋め込み性を付与し、さらにコンタクト抵抗の低減と安定化をもたらすものである。
【０１２３】
開口部１３の形成には、ウエットエッチング、ドライエッチングのいずれの方法を用いても構わないが、ドライエッチングを用いると、高アスペクト比（３以上）の開口部１３を形成できるので、好適である。また、開口部１３の形成に、液滴吐出法を用いてもよく、この場合、ノズルから、ウエットエッチング液を吐出することで行う。但し、開口部１３のアスペクト比の制御のため、水などの溶媒で適宜洗浄する工程を追加するとよい。勿論、この洗浄の工程も、液滴吐出法を用いて、ノズルから吐出する液滴を水に交換するか、または、溶液が充填されたヘッドを交換すると、同一の装置で連続処理が可能となり、処理時間の観点から好ましい。
【０１２４】
液滴吐出手段に圧電体を具備したノズルを用いた場合、該圧電体に印加する波形を制御することで、吐出量を制御するという特徴を有する。本発明の液滴吐出手段にこの特徴を活用してもよく、より詳しくは、最適な径の吐出口を有するノズルを選択し、且つノズルから得られる吐出量を最適なものとするために、圧電体に印加する波形を制御するというものである。
【０１２５】
また、開口部を組成物により充填した後、必要に応じて、乾燥の工程と焼成（加熱処理）の工程の一方又は両方の工程を行ってもよい。
【０１２６】
上記構成を有する本発明は、開口部に組成物が充填され、平坦化された配線を簡単に形成することができる。従って、アスペクト比が高い開口部が設けられた絶縁体にも、ボイドが生じることなく、平坦化された配線を形成することができる。このような平坦化された配線の形成により、４層、５層、６層と層を重ねた多層配線を形成することが可能となり、この多層配線の実現により、高集積化が可能となるため、高性能の表示装置、半導体装置を提供することができる。
【０１２７】
なお、本実施例に用いる液滴吐出システムとしては、上記実施の形態に示されたものを用いればよい。また、本実施例は、上記実施の形態又は他の実施例と自由に組み合わせることができる。また、本実施例に示す方法は、上記配線に限らず、他の液滴吐出法で形成しうるあらゆる膜の形成に適用することができる。
【参考例３】
【０１２８】
本参考例では、図１６を参照して、本発明に係る液滴吐出システムを用い、液滴吐出手段の各ノズルピッチが、画素ピッチのｎ倍（ｎは整数）以上である液滴吐出手段を用いた場合の配線パターンの作製方法について説明する。
【０１２９】
ここでは、ｎ＝２の場合を例に挙げて説明する。図１６において、１０４は基板、６０１はノズル、６０２は吐出口（ヘッド）である。まず、１回目の基板１０４の走査により奇数行目の配線のパターンの描画を行って（図１６（Ａ））、次に、吐出口６０２に対応させるように基板１０４をずらして、２回目の基板１０４の走査により偶数行目の配線のパターンの描画を行う（図１６（Ｂ））。そうすると、基板の走査を２回行えばパターンの描画を終了させることができる。
【０１３０】
なお、画素ピッチとは、画素と画素との繰り返しの長さのことで、ドット数と画面サイズによって決まるものである。そこで、解像度がＶＧＡ（６４０×４８０）で、画面サイズが１５．１インチのパネルを作製する場合を例に挙げると、画素ピッチは４７９μｍとなる。従って、複数のノズルのピッチは、４７９μｍのｎ倍（ｎは整数）となる。この場合に描画する配線のパターンの幅は約１００μｍ前後であるため、そのノズルの吐出口の径は約５０μｍに設定することが好適である。
【０１３１】
上記構成を有する液滴吐出手段を用いることによって、パターンの描画を短時間で行うことが可能となり、その結果、タクトタイムの向上が実現される。
【０１３２】
なお、本参考例に用いる液滴吐出システムとしては、上記実施の形態に示されたものを用いればよい。また、本参考例は、上記実施の形態、参考形態、参考例又は他の実施例と自由に組み合わせることができる。また、本参考例に示す方法は、上記配線に限らず、他の液滴吐出法で形成しうるあらゆる膜の形成に適用することができる。
【実施例６】
【０１３３】
本実施例の他の形態は、図１８及び図１９を参照して、本発明に係る液滴吐出システムを、チャネル保護型（チャネルストッパー型）ＴＦＴの作製方法に適用した場合について説明する。
【０１３４】
まず、基板１００上に、Ｔｉを含む薄膜１４０を成膜する（図１８（Ａ））。例えば、ガラス基板上に５ｎｍ以下のＴｉ薄膜を成膜すればよい。Ｔｉを含む薄膜を成膜することによって、後に導電材料を含む組成物を吐出することによって形成される導電膜と基板１００との密着性を高めることができる。また、該導電膜を焼成する際にＴｉ薄膜がＴｉＯ２になるため、透過率を向上させることができる。
【０１３５】
ここで、基板１００としては、ガラス基板、石英基板、アルミナなど絶縁物質で形成される基板、後工程の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。この場合、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）など（ｘ、ｙ＝１、２・・・）、基板側から不純物などの拡散を防止するための絶縁膜を形成しておくことが望ましい。また、ステンレスなどの金属または半導体基板などの表面に酸化シリコンや窒化シリコンなどの絶縁膜を形成した基板なども用いることができる。
【０１３６】
次に、Ｔｉを含む薄膜１４０上に、液滴吐出法を用いて、ゲート電極１０３が形成される部分に、導電材料を含む組成物を吐出し導電膜１０２を選択的に吐出形成する（図１８（Ａ））。この際、導電膜の形状は、液滴の表面張力によって丸みを帯びた形状となっている。
【０１３７】
ここで、導電材料としてはＡｇを用いたが、これに限定されるものではない。他にも、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、ハロゲン化銀の微粒子等、又は分散性ナノ粒子等の導電材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることができる。ここで、溶媒としては、テトラデカン等を用いればよい。また、液滴吐出条件等も、実施の形態と同様のものを採用することができる。
【０１３８】
次に、導電膜１０２を少なくとも窒素及び酸素を含む雰囲気下で焼成する。ここでは、窒素に酸素を混合させたガスを用い、混合ガス中に占める酸素分圧は２５％、焼成条件は、２３０℃、１時間としたが、これに限定されるものではない。このように、液滴吐出法によって導電膜を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。なお、導電材料を含む組成物を減圧下で吐出することにより組成物中の溶媒が揮発するため、後の加熱処理（乾燥又は焼成）時間を短縮することもできる。
【０１３９】
以上の焼成工程を経て、ゲート電極１０３が形成される（図１８（Ｂ））。なお、さらに平坦性を向上させたい場合には、平坦化処理を行うことも可能である。例えば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法、エッチバック、リフロー、塗布法、酸化物の埋め込み、バイアススパッタ、ＣＶＤによる選択成長、レーザー等を用いることができる。
【０１４０】
なお、ゲート電極１０３は単層構造に限定されず、２層構造、３層構造など複数層を積層させた構造としてもよい。例えば、ＴａＮ（窒化タンタル）とＷ（タングステン）を用いた２層構造が挙げられる。この場合、各導電膜を形成する毎に上記焼成工程を行うのが望ましいが、この手順に限定されるものではない。また、ゲート電極１０３を形成すると同時に、走査線や信号線等の各種配線を同時に形成することもできる。
【０１４１】
次に、ゲート電極１０３上にゲート絶縁膜１０４を形成する（図１８（Ｃ））。ここでは、ゲート絶縁膜としての機能に加え、ゲート電極側からの不純物の拡散によるトラップの形成を防ぐため、ＳｉＮ膜１０４ａ、ＳｉＯ２膜１０４ｂ、ＳｉＮ膜１０４ｃの３層構造としている。ただし、これに限定されるものではなく、他の絶縁膜を用いてもよいが、特にゲート電極としてＡｇを用いた場合には、ＳｉＯ２を成膜する際に生じる酸素プラズマとＡｇとが反応して酸化銀（ＡｇＯ）を形成するため、Ａｇに接する絶縁膜としては、ＳｉＮを用いるのが望ましい。なお、これらの絶縁膜は、ＣＶＤやスパッタによって形成することができる。
【０１４２】
次に、ゲート絶縁膜１０４上に、半導体膜１０５を形成する（図１８（Ｄ））。ここでは、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）とフッ化ゲルマニウム（ＧｅＦ４）の原料ガスとして、ＬＰＣＶＤ（減圧ＣＶＤ）法によって、多結晶半導体膜を直接形成した。ガス流量比は、Ｓｉ２Ｈ６／ＧｅＦ４＝２０／０．９、成膜温度は４００〜５００℃、キャリアガスとしてＨｅ又はＡｒを用いたが、これに限定されるものではない。かかる条件の下で成膜された多結晶半導体膜中のＳｉ組成比は、８０％以上であった。
【０１４３】
なお、半導体膜１０５は、セミアモルファスシリコン（ＳＡＳ）膜を形成してもよい。また、アモルファス半導体や、他の方法で作製された結晶性半導体を用いてもよい。ここで、セミアモルファス半導体について説明する。セミアモルファス半導体とは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んだ半導体をいう。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶粒を含んでおり、所謂微結晶半導体（マイクロクリスタル（μ−Ｃ）半導体）とも呼ばれる。また、ラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしており、Ｘ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測されるという特徴を有している。また、未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含有している。
【０１４４】
セミアモルファスシリコンは、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などの珪化物気体をプラズマＣＶＤ法によってグロー放電分解して形成する。この珪化物気体をＨ２、又は、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈してもよい。希釈率は２〜１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚとするのがよい。また、基板加熱温度は３５０℃以下、好ましくは１００〜３００℃とする。膜中の不純物元素のうち、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０ｃｍ−３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以下とする。なお、ここで説明したＳＡＳの形成方法は、実施の形態１、参考形態１においても適用することができる。
【０１４５】
次に、半導体膜１０５上に、チャネル保護膜となる絶縁膜１４１を形成する（図１８（Ｄ））。ここでは、ＳｉＮ膜を成膜したが、これに限定されるものではない。なお、チャネル保護膜は、チャネル領域をオーバーエッチングから保護する機能を果たすために、絶縁膜１４１の厚さは１μｍ以上、好ましくは５μｍ以上の厚さとするのが望ましい。
【０１４６】
次に、絶縁膜１４１をエッチングするためのマスクパターン１４２を、液滴吐出法によって形成する（図１８（Ｅ））。マスクパターン１４２は、耐熱性高分子材料を用いて形成することが好ましく、芳香環、複素環を主鎖にもち，脂肪族部分が少なく高極性のヘテロ原子基を含む高分子を用いることが好ましい。そのような高分子物質の代表例としてはポリイミド又はポリベンゾイミダゾールなどが挙げられる。ポリイミドを用いる場合には、ポリイミドを含む組成物を、ノズルから不純物が添加された絶縁膜１４１上に吐出し、２００℃で３０分焼成して形成するのがよい。なお、マスクパターン１４２は、従来通り全面成膜した後に、露光、現像工程を経て形成することもできるが、液滴吐出法を用いるのが、工程を簡略する上で望ましい。
【０１４７】
次に、マスクパターン１４２をマスクとして、絶縁膜１４１をエッチングし、チャネル保護膜１４３を形成する（図１８（Ｅ））。エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６、ＮＦ３、ＣＨＦ３などを代表とするフッ素系ガス、あるいはＯ２を用いることができるが、これらに限定されるものではない。マスクパターン１４２は、エッチング後にＯ２アッシング等によって除去する。
【０１４８】
次に、半導体膜１０５及びチャネル保護膜１４３上に、ｎ型の半導体膜１４４を形成する（図１９（Ｆ））。ここでは、ジシラン（Ｓｉ２Ｈ６）とフッ化ゲルマニウム（ＧｅＦ４）の原料ガスに、Ｈ２、ＰＨ３（フォスフィン）を混合させたガスを用い、ＬＰＣＶＤ法によって膜厚が４０〜６０ｎｍのｎ型（ｎ＋）多結晶半導体膜を直接形成した。ただし、これに限定されるものではなく、セミアモルファスシリコン膜、アモルファス半導体、他の方法で作製された結晶性半導体を用いてもよい。
【０１４９】
次に、半導体膜１０５及びｎ型の半導体膜１４４をエッチングするためのマスクパターン１４５を、液滴吐出法によって形成する（図１９（Ｇ））。マスクパターン１４５は、マスクパターン１４２と同様のものを用いることができる。
【０１５０】
次に、マスクパターン１４５をマスクとして、半導体膜１０５及びｎ型の半導体膜１４４をエッチングし、島状半導体領域１０９及び島状ｎ型半導体領域１４６を形成する（図１９（Ｇ））。エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６、ＮＦ３、ＣＨＦ３などを代表とするフッ素系ガス、あるいはＯ２を用いることができるが、これらに限定されるものではない。マスクパターン１４５は、エッチング後にＯ２アッシング等によって除去する。
【０１５１】
なお、該エッチングは、大気圧プラズマを利用して行うこともできる。この際、エッチングガスとしては、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いるのがよい。また、エッチングガスを局所的に吹きつけ、エッチングを行うことにより、マスクレスでエッチングを行うことも可能である。
【０１５２】
次に、ソース電極、ドレイン電極が形成される部分（島状ｎ型半導体領域１４６のうち、ソース領域、ドレイン領域となる部分の上方）に、導電材料を含む組成物を吐出し導電膜１１３、１１４を選択的に吐出形成する（図１９（Ｈ））。導電材料としては、ゲート電極１０３に用いた材料と同様の材料を、溶媒に溶解又は分散させたものを用いることができる。一例としては、Ａｇを含む組成物を選択的に吐出して形成する。なおこの際、導電膜１１３、１１４の形状は、液滴の表面張力によって丸みを帯びた形状となっている。
【０１５３】
次に、導電膜１１３、１１４を少なくとも窒素及び酸素を含む雰囲気下で焼成する。例えば、窒素に酸素を混合させたガスを用いるとよい。混合ガス中に占める酸素の組成比は３〜６０％、好ましくは１０〜２５％とするのが望ましい。また、焼成条件は、２００〜３００℃、０．５〜２時間とするのがよい。上述したように、導電膜を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することによって、導電材料を含む組成物内に含まれているバインダー（熱硬化性樹脂）などの有機物を除去することができるため、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。なお、導電材料を含む組成物を減圧下で吐出することにより組成物中の溶媒が揮発するため、後の加熱処理（焼成）時間を短縮することもできる。
【０１５４】
以上の焼成工程を経て、ソース電極１１５、ドレイン電極１１６が形成される（図１９（Ｊ））。なお、さらに平坦性を向上させたい場合には、平坦化処理を行うことも可能である。例えば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法、エッチバック、リフロー、塗布法、酸化物の埋め込み、バイアススパッタ、ＣＶＤによる選択成長、レーザー等を用いることができる。
【０１５５】
なお、ソース電極１１５、ドレイン電極１１６は単層構造に限定されず、２層構造、３層構造など複数層を積層させた構造としても良い。この場合、各導電膜を形成する毎に上記焼成工程を行った後に、必要に応じて上記平坦化処理を行うのが望ましいが、この手順に限定されるものではない。また、ソース電極１１５、ドレイン電極１１６を形成すると同時に、信号線等の各種配線を同時に形成することもできる。
【０１５６】
次に、ソース電極１１５、ドレイン電極１１６をマスクとして、島状ｎ型半導体領域１４６の露出している部分をエッチングすることにより、ソース領域１４７、ドレイン領域１４８を形成する（図１９（Ｋ））。エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６、ＮＦ３、ＣＨＦ３などを代表とするフッ素系ガス、あるいはＯ２を用いることができるが、これらに限定されるものではない。
【０１５７】
なお、該エッチングは、大気圧プラズマを利用して行うこともできる。この際、エッチングガスとしては、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いるのがよい。また、エッチングガスを局所的に吹きつけ、エッチングを行うことにより、マスクレスでエッチングを行うことも可能である。
【０１５８】
以上の工程によって、チャネル保護型（チャネルストッパー型）ＴＦＴが完成する。なお、図示しないが、電極１１５、１１６上に、ＴＦＴ上方からの不純物の拡散等を防止するためのパッシベーション膜を形成しておくのが望ましい。パッシベーション膜は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化窒化アルミニウム、または酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素（ＣＮ）、その他の絶縁性材料を用いて形成することができる。また、チャネル保護膜１４３と同様の材料を用いてもよいし、さらに、これらの材料を積層させて形成してもよい。
【０１５９】
チャネル保護型ＴＦＴは、チャネル領域（１４９）上にチャネル保護膜１４３が形成されていることにより、島状ｎ型半導体領域１４６をエッチングする際に、チャネル領域１４９がオーバーエッチングによる損傷を受けることがないため、安定した特性と高移動度を有する半導体素子として機能する。
【０１６０】
なお、ソース電極１１５又はドレイン電極１１６の上方に、液晶素子や、有機化合物又は無機化合物を含む層からなる発光素子（代表的にはエレクトロルミネセンス（ＥＬ：Ｅｌｅｃｔｒｏ  Ｌｕｍｉｎｅｓｃｅｎｃｅ）を利用した発光素子）を設けることにより、上記工程により作製された半導体素子によって制御可能となるアクティブマトリクス型の液晶表示装置や、ＥＬ発光装置のような薄型ディスプレイを得ることができる。
【０１６１】
以上説明したように、ゲート電極１０３を形成するにあたり、液滴吐出法によって導電膜１０２を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。したがって、ゲート電極１０３に対する良好なステップカバレッジを有し、平坦かつ均一なゲート絶縁膜１０４や、半導体膜１０５等をゲート電極１０３上に形成することができる。
【０１６２】
また、ソース電極１１５、ドレイン電極１１６を形成するにあたり、液滴吐出法によって導電膜１１３、１１４を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。したがって、ソース電極１１５、ドレイン電極１１６に対する良好なステップカバレッジを有し、平坦かつ均一な絶縁膜や配線等を、該電極上に形成することができる。
【０１６３】
以上に述べた、ゲート電極１０３、ソース電極１１５、ドレイン電極１１６、マスクパターン１４２は、ＣＡＤ等によって設計されたパターンデータに基づき、ノズル１０１又は基板１００を支えるステージの移動経路を設定し、制御手段によって前記ノズル又はステージを設定された移動経路に従って移動させ、前記ノズルの吐出口からゲート電極１０３、ソース電極１１５、ドレイン電極１１６、マスクパターン１４２を構成する材料を含む組成物を吐出することにより、所望の位置に、所望の形状を有するパターンを形成することができる。
【０１６４】
また、吐出する組成物の特性に応じて、ノズル又は基板の移動速度、組成物の吐出量、ノズルヘッドと基板との距離、吐出口から組成物を吐出する速度、組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、該空間の湿度及び基板を加熱する温度を設定する。これらの条件は、理論的又は実験的、経験的に得られたパラメータが多数蓄積されたデータベースを用い、設計された薄膜パターンデータと、組成物の種類、膜厚等の情報と照らし合わせることにより、最適なパラメータを判断するための判断手段によって決定される。これにより、良好なパターンを高スループットで得ることができる。
【０１６５】
また、本実施例におけるチャネル保護膜１４２、島状半導体膜１０９、島状ｎ型半導体膜１４６等も、該膜を構成する材料を含む組成物を本発明に係る液滴吐出システムを用いることにより、吐出形成することができる。
【０１６６】
上記方法によって作製されたゲート電極１０３、ソース電極１１５、ドレイン電極１１６、マスクパターン１４２等の薄膜は、パターンデータを入力することで、組成物を吐出するためのノズル又は基板ステージの移動経路を決定し、該移動経路に従って組成物が吐出されることにより、即座に所望の薄膜パターンを精度よく形成することができ、短縮されたタクトタイムで、スループット、歩留まりの高い半導体素子の作製方法を提供することができる。
【実施例７】
【０１６７】
本実施例では、図２０、図２１を参照して、逆スタガ型のうち、チャネルエッチ型ＴＦＴの作製に本発明を適用した場合について説明する。
【０１６８】
まず、基板１００上に、Ｔｉを含む薄膜（図示せず）を成膜する。ここでは、ガラス基板上に５ｎｍ以下のＴｉ薄膜を成膜したが、これに限定されるものではない。Ｔｉを含む薄膜を成膜することによって、後に導電材料を含む組成物を吐出することによって形成される導電膜１０２と基板１００との密着性を高めることができる。また、該導電膜を焼成する際にＴｉ薄膜がＴｉＯ２になるため、透過率を向上させることができる。
【０１６９】
また、図示しないが、基板側から不純物などの拡散を防止する目的で、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）など（ｘ、ｙ＝１、２・・・）の絶縁膜を形成してもよい。
【０１７０】
次に、液滴吐出法を用いて、ゲート電極１０３が形成される部分に、導電材料を含む組成物をノズル１０１から吐出することにより、導電膜１０２を選択的に形成する（図２０（Ａ））。導電材料としてはＡｇを用いたが、これに限定されるものではない。この際、導電膜の形状は、液滴の表面張力によって丸みを帯びた形状となっている。
【０１７１】
ここで、導電材料としてはＡｇを用いたが、これに限定されるものではない。他にも、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、ハロゲン化銀の微粒子等、又は分散性ナノ粒子等の導電材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることができる。ここで、溶媒としては、テトラデカン等を用いればよい。また、液滴吐出条件等も、実施の形態と同様のものを採用することができる。
【０１７２】
次に、導電膜１０２を少なくとも窒素及び酸素を含む雰囲気下で焼成する。ここでは、窒素に酸素を混合させたガスを用い、混合ガス中に占める酸素分圧は２５％、焼成条件は、２３０℃、１時間としたが、これに限定されるものではない。このように、液滴吐出法によって導電膜を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。
【０１７３】
以上の焼成工程を経て、ゲート電極１０３が形成される（図２０（Ｂ））。なお、さらに平坦性を向上させたい場合には、平坦化処理を行うことも可能である。例えば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法、エッチバック、リフロー、塗布法、酸化物の埋め込み、バイアススパッタ、ＣＶＤによる選択成長、レーザー等を用いることができる。
【０１７４】
次に、ゲート電極１０３上に、ゲート絶縁膜１０４を形成する（図２０（Ｃ））。ここでは、膜厚が１１０ｎｍの酸化窒化珪素膜（ＳｉＯＮ）を、プラズマＣＶＤ法によって形成したが、これに限定されるものではない。例えば、膜厚が１００〜４００ｎｍの窒化珪素（ＳｉＮｘ）を、スパッタリング法などの薄膜形成法によって形成してもよい。また、酸化珪素やその他の珪素を含む絶縁膜で形成してもよい。
【０１７５】
次に、ゲート絶縁膜１０４上に、半導体膜１０５を形成する（図２０（Ｃ））。ここでは、膜厚が１０〜３００ｎｍのセミアモルファスシリコン（ＳＡＳ）膜を、プラズマＣＶＤ法によって形成したが、これに限定されるものではない。
【０１７６】
ここで、セミアモルファス半導体について説明する。セミアモルファス半導体とは、非晶質と結晶構造（単結晶、多結晶を含む）の中間的な構造を有し、自由エネルギー的に安定な第３の状態を有する半導体であって、短距離秩序を持ち格子歪みを有する結晶質な領域を含んだ半導体をいう。少なくとも膜中の一部の領域には、０．５〜２０ｎｍの結晶粒を含んでおり、所謂微結晶半導体（マイクロクリスタル半導体）とも呼ばれる。また、ラマンスペクトルが５２０ｃｍ−１よりも低波数側にシフトしており、Ｘ線回折ではＳｉ結晶格子に由来するとされる（１１１）、（２２０）の回折ピークが観測されるという特徴を有している。また、未結合手（ダングリングボンド）の中和剤として水素またはハロゲンを少なくとも１原子％またはそれ以上含有している。
【０１７７】
セミアモルファスシリコンは、ＳｉＨ４、Ｓｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などの珪化物気体をプラズマＣＶＤ法によってグロー放電分解して形成する。この珪化物気体をＨ２、又は、Ｈ２とＨｅ、Ａｒ、Ｋｒ、Ｎｅから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈してもよい。希釈率は２〜１０００倍の範囲、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲、電源周波数は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚとするのがよい。また、基板加熱温度は３５０℃以下、好ましくは１００〜３００℃とする。膜中の不純物元素のうち、酸素、窒素、炭素などの大気成分の不純物は１×１０２０ｃｍ−３以下とすることが望ましく、特に、酸素濃度は５×１０１９ｃｍ−３以下、好ましくは１×１０１９ｃｍ−３以下とする。なお、ここで説明したＳＡＳの形成方法は、実施の形態１、参考形態１においても適用することができる。
【０１７８】
次に、半導体膜１０５上に、ｎ型の半導体膜１３０を形成する（図２０（Ｃ））。ここでは、ＳｉＨ４、Ｈ２、ＰＨ３（フォスフィン）の混合ガスを、プラズマＣＶＤ法を用いてグロー放電分解することによって、膜厚が４０〜６０ｎｍのｎ型（ｎ＋）セミアモルファスシリコン膜を形成したが、これに限定されるものではない。
【０１７９】
ゲート絶縁膜１０４、半導体膜１０５及びｎ型の半導体膜１３０は、プラズマＣＶＤ装置等の同一のチャンバーにおいて、連続的に成膜することができる。なお、ＴＦＴの特性安定化と性能向上を図るため、ゲート絶縁膜１０４の形成温度は３００℃程度以上の高温にし、アモルファスシリコン膜の成膜温度は膜中に混入している水素が脱離しない３００℃程度以下に設定することが望ましい。
【０１８０】
なお、半導体膜１０５及びｎ型の半導体膜１３０としては、アモルファス半導体膜や、結晶性半導体膜を用いてもよい。
【０１８１】
次に、ｎ型の半導体膜１３０上に、マスクパターン１２９を形成する（図２０（Ｃ））。マスクパターン１２９は、従来通りフォトレジストを用いて形成してもよいが、液滴吐出法を用いて形成することが好ましい。この場合、耐熱性高分子材料を用いて形成することが好ましく、芳香環、複素環を主鎖にもち，脂肪族部分が少なく高極性のヘテロ原子基を含む高分子を用いることが好ましい。そのような高分子物質の代表例としてはポリイミド又はポリベンゾイミダゾールなどが挙げられる。ポリイミドを用いる場合には、ポリイミドを含む組成物を、ノズル１２８からｎ型の半導体膜１３０上に吐出し、２００℃で３０分焼成して形成するのがよい。
【０１８２】
次に、半導体膜１０５及びｎ型の半導体膜１３０を、マスクパターン１２９をマスクとしてエッチングし、島状半導体膜１０９及び島状のｎ型半導体膜１３１を形成する（図２０（Ｄ））。エッチングした後、マスクパターン１２９はＯ２アッシング等によって除去する。
【０１８３】
なお、該エッチングは、大気圧プラズマを利用して行うこともできる。この際、エッチングガスとしては、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いるのがよい。また、エッチングガスを局所的に吹きつけ、エッチングを行うことにより、マスクレスでエッチングを行うことも可能である。
【０１８４】
次に、島状のｎ型半導体膜１３１のうち、ソース領域、ドレイン領域となる部分の上方にソース電極となる導電膜１３２、ドレイン電極となる導電膜１３３を液滴吐出法によって形成する（図１０（Ｅ））。導電材料としては、ゲート電極１０３に用いた材料と同様の材料を、溶媒に溶解又は分散させたものを用いることができる。一例としては、Ａｇを含む組成物を選択的に吐出して、導電膜１３２、１３３を形成する。この際、導電膜の形状は、液滴の表面張力によって丸みを帯びた形状となっている。
【０１８５】
次に、導電膜１３２、１３３を少なくとも窒素及び酸素を含む雰囲気下で焼成し、ソース電極１３４、ドレイン電極１３５を形成する（図１０（Ｆ））。ここでは、窒素に酸素を混合させたガスを用い、混合ガス中に占める酸素分圧は２５％、焼成条件は、２３０℃、１時間としたが、これに限定されるものではない。このように、液滴吐出法によって導電膜を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。
【０１８６】
次に、ソース電極１３４、ドレイン電極１３５をマスクとして、ｎ型の半導体膜１３０、及び島状半導体膜１０９の上部をエッチング除去することにより、ソース領域１３６、ドレイン領域１３７、チャネル領域１３８を形成する（図１０（Ｇ））。この際、ＴＦＴのチャネル領域となる半導体膜の損傷を抑えるため、ゲート絶縁膜１０４との選択比の高いエッチングを行う必要がある。
【０１８７】
なお、該エッチングは、大気圧プラズマを利用して行うこともできる。この際、エッチングガスとしては、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いるのがよい。また、エッチングガスを局所的に吹きつけ、エッチングを行うことにより、マスクレスでエッチングを行うことも可能である。
【０１８８】
以上の工程により、チャネルエッチ型ＴＦＴが完成する。なお、ソース電極１３４、ドレイン電極１３５上に、パッシベーション膜１３９を成膜してもよい（図１１（Ｈ））。パッシベーション膜１３９は、プラズマＣＶＤ法又はスパッタリング法などの薄膜形成法を用い、窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、酸化窒化珪素、酸化窒化アルミニウム、または酸化アルミニウム、ＤＬＣ、窒素含有炭素、その他の絶縁性材料を用いて形成することができる。さらに、これらの材料を積層させて形成してもよい。
【０１８９】
また図示しないが、ゲート電極１０３と接続する配線、ソース電極１１５、ドレイン電極１１６に接続する他の配線を、液滴吐出法を利用して作製することができる。すなわち、液滴吐出法によりマスクパターンを形成してエッチング加工をしてもよいし、導電性の組成物を直接描画して配線を形成してもよい。液滴吐出法により配線を作製する時は、その配線の幅により、吐出口を付け替えて、吐出物の量を調節すればよい。例えば、ゲート信号線とゲート電極において、ゲート信号線は太いパターンで、ゲート電極ではより細いパターンでそれぞれ所望の形状に形成することができる。また、マスクパターンを液滴吐出法により形成することにより、レジストの塗布、レジストの焼成、露光、現像、現像後の焼成等の工程を省略することができる。その結果、工程の簡略化によるコストの大幅な低減を図ることができる。このように、電極、配線、マスクパターン等を形成するにあたり液滴吐出法を用いることによって、任意の場所にパターンを形成でき、形成するパターンの厚さや太さを調整できるので、一辺が１メートルを越えるような大面積の基板にも、低いコストで歩留まり良く製造することができる。
【０１９０】
以上説明したように、ゲート電極１０３を形成するにあたり、液滴吐出法によって導電膜１０２を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。したがって、ゲート電極１０３に対する良好なステップカバレッジを有し、平坦かつ均一なゲート絶縁膜１０４や、半導体膜１０５、ｎ型の半導体膜１３０等をゲート電極１０３上に形成することができる。
【０１９１】
また、ソース電極１３４、ドレイン電極１３５を形成するにあたり、液滴吐出法によって導電膜１３２、１３３を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。したがって、ソース電極１３４、ドレイン電極１３５に対する良好なステップカバレッジを有し、平坦かつ均一な絶縁膜や配線等を、該電極上に形成することができる。
【０１９２】
上記方法によって作製されたゲート電極１０３、ソース電極１３４、ドレイン電極１３５は平滑性及び平坦性を有しているため、電極上に新たに形成されるゲート絶縁膜、半導体膜等を平坦かつ均一に設けることができる。これによって、スループットや歩留まりの高い半導体素子の作製方法を提供することができる。
【０１９３】
なお、セミアモルファスシリコンを用いてＴＦＴを作製することにより、μ＝１〜１０ｃｍ２／Ｖｓｅｃの移動度を得ることができる。
【０１９４】
以上に述べた、ゲート電極１０３、ソース電極１３２、ドレイン電極１３３、マスクパターン１２９は、ＣＡＤ等によって設計されたパターンデータに基づき、ノズル１０１又は基板１００を支えるステージの移動経路を設定し、制御手段によって前記ノズル又はステージを設定された移動経路に従って移動させ、前記ノズルの吐出口からゲート電極１０３、ソース電極１３２、ドレイン電極１３３、マスクパターン１２９を構成する材料を含む組成物を吐出することにより、所望の位置に、所望の形状を有するパターンを形成することができる。
【０１９５】
また、吐出する組成物の特性に応じて、ノズル又は基板の移動速度、組成物の吐出量、ノズルヘッドと基板との距離、吐出口から組成物を吐出する速度、組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、該空間の湿度及び基板を加熱する温度を設定する。これらの条件は、理論的又は実験的、経験的に得られたパラメータが多数蓄積されたデータベースを用い、設計された薄膜パターンデータと、組成物の種類、膜厚等の情報と照らし合わせることにより、最適なパラメータを判断するための判断手段によって決定される。これにより、良好なパターンを高スループットで得ることができる。
【０１９６】
また、本実施例における島状半導体膜１０９や島状ｎ型半導体膜１３１等も、該膜を構成する材料を含む組成物を本発明に係る液滴吐出システムを用いることにより、吐出形成することができる。
【０１９７】
上記方法によって作製されたゲート電極１０３、ソース電極１３４、ドレイン電極１３５、マスクパターン１２９等の薄膜は、パターンデータを入力することで、組成物を吐出するためのノズル又は基板ステージの移動経路を決定し、該移動経路に従って組成物が吐出されることにより、即座に所望の薄膜パターンを精度よく形成することができ、短縮されたタクトタイムで、スループット、歩留まりの高い半導体素子の作製方法を提供することができる。
【実施例８】
【０１９８】
図２２、図２３を参照して、本発明を順スタガ型ＴＦＴの作製に適用した場合について説明する。
【０１９９】
まず、基板５００上に、液滴吐出法を用いて、ソース電極、ドレイン電極が形成される部分に、導電材料を含む組成物を吐出し導電膜５０２、５０３を選択的に吐出形成する（図７（Ａ））。この際、導電膜の形状は、液滴の表面張力によって丸みを帯びた形状となっている。
【０２００】
ここで、基板５００としては、ガラス基板、石英基板、アルミナなど絶縁物質で形成される基板、後工程の処理温度に耐え得る耐熱性を有するプラスチック基板等を用いることができる。この場合、酸化シリコン（ＳｉＯｘ）、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）、酸化窒化シリコン（ＳｉＯｘＮｙ）（ｘ＞ｙ）、窒化酸化シリコン（ＳｉＮｘＯｙ）（ｘ＞ｙ）など（ｘ、ｙ＝１、２・・・）、基板側から不純物などの拡散を防止するための下地絶縁膜５０１を形成しておくことが望ましい。なお、下地絶縁膜５０１は、プラズマＣＶＤ法などによって形成することができ、単層構造に限らず２層以上積層させた構造としてもよい。また、基板５００として、ステンレスなどの金属または半導体基板などの表面に酸化シリコンや窒化シリコンなどの絶縁膜を形成した基板なども用いることができる。
【０２０１】
なお、図示しないが、基板５００又は下地絶縁膜５０１上にＴｉを含む薄膜を成膜してもよい。例えば、ガラス基板上に５ｎｍ以下のＴｉ薄膜を成膜すればよい。Ｔｉを含む薄膜を成膜することによって、後に導電材料を含む組成物を吐出することによって形成される導電膜と基板１００との密着性を高めることができる。また、該導電膜を焼成する際にＴｉ薄膜がＴｉＯ２になるため、透過率を向上させることができる。
【０２０２】
吐出口から吐出する組成物は、実施の形態１に示したものと同様に、導電材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、ハロゲン化銀の微粒子等、又は分散性ナノ粒子を用いることができる。または、透明導電膜として用いられるＩＴＯ、ＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化チタン（ＴｉＮ：Ｔｉｔａｎｉｕｍ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）等を用いることができる。また、液滴吐出手段における他の条件も、実施の形態１に示したものと同様にすることができる。
【０２０３】
次に、導電膜５０２、５０３を少なくとも窒素及び酸素を含む雰囲気下で焼成する。例えば、窒素に酸素を混合させたガスを用いるとよい。混合ガス中に占める酸素の組成比は３〜６０％、好ましくは１０〜２５％とするのが望ましい。また、焼成条件は、２００〜３００℃、０．５〜２時間とするのがよい。このように、液滴吐出法によって導電膜を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進されることが分かる。
【０２０４】
なお、導電材料を含む組成物を減圧下で吐出することにより組成物中の溶媒が揮発するため、後の加熱処理（焼成）時間を短縮することもできる。
【０２０５】
以上の焼成工程を経て、ソース電極５０４、ドレイン電極５０５が形成される（図７（Ｂ））。なお、さらに平坦性を向上させたい場合には、平坦化処理を行うことも可能である。例えば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法、エッチバック、リフロー、塗布法、酸化物の埋め込み、バイアススパッタ、ＣＶＤによる選択成長、レーザー等を用いることができる。
【０２０６】
なお、ソース電極５０４、ドレイン電極５０５は単層構造に限定されず、２層構造、３層構造など複数層を積層させた構造としても良い。この場合、各導電膜を形成する毎に上記焼成工程を行った後に、必要に応じて上記平坦化処理を行うのが望ましいが、この手順に限定されるものではない。また、ソース電極５０４、ドレイン電極５０５を形成すると同時に、信号線等の各種配線を同時に形成することもできる。
【０２０７】
次に、ソース電極５０４、ドレイン電極５０５上に、半導体膜５０６を形成する（図７（Ｃ））。半導体膜５０６としては、アモルファス半導体、結晶性半導体、又はセミアモルファス半導体で形成する。いずれも、シリコン又はシリコンを主成分とする半導体膜、例えばシリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）を用いることができる。また、半導体膜４０１は、プラズマＣＶＤ法などによって形成することができる。なお、半導体膜４０１の膜厚は、１０〜６０ｎｍとするのが好ましい。
【０２０８】
次に、半導体膜５０６の上に、マスクパターン５０７を液滴吐出法により形成する。マスクパターン５０７は有機樹脂を含む組成物を、ノズル５２１より半導体膜５０６に吐出し描画することにより直接的に形成する（図７（Ｄ））。マスクパターン５０７としては、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、ポリイミドなどの有機樹脂を用いればよい。また、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも一種を有する材料（代表的にはシロキサン系ポリマー）を用いてもよい。また、感光剤を含む組成物でもよく、ポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを、公知の溶媒に溶解又は分散させたものを用いてもよい。なお、マスクパターン５０７は、従来通りレジストを全面に成膜した後、露光、現像工程を経て形成することもできるが、工程を簡略する上で、液滴吐出法によって形成するのが望ましい。
【０２０９】
次に、マスクパターン５０７を用いて、半導体膜５０６をエッチングし、島状半導体膜５０８を形成する（図８（Ｅ）参照。）。エッチング用ガスとしては、Ｃｌ２、ＢＣｌ３、ＳｉＣｌ４もしくはＣＣｌ４などを代表とする塩素系ガス、ＣＦ４、ＳＦ６もしくはＮＦ３などを代表とするフッ素系ガス又はＯ２を適宜用いることができる。その後、マスクパターン４０３を剥離除去する。
【０２１０】
なお、該エッチングは、大気圧プラズマを利用して行うこともできる。この際、エッチングガスとしては、ＣＦ４とＯ２の混合ガスを用いるのがよい。また、エッチングガスを局所的に吹きつけ、エッチングを行うことにより、マスクレスでエッチングを行うことも可能である。
【０２１１】
次に、島状半導体膜５０８上に、ゲート絶縁膜５１２を形成する（図８（Ｅ）参照。）。ゲート絶縁膜５１２はプラズマＣＶＤ法またはスパッタリング法を用い、シリコンを含む絶縁膜で形成するのがよい。
【０２１２】
次に、ゲート絶縁膜５１２の上に、ゲート電極５１４となる導電膜５１３を液滴吐出法により形成する。導電膜５１３は導電材料を含む組成物を、ノズル５２２よりゲート絶縁膜５１２に吐出し描画することにより直接的に形成する（図８（Ｆ））。導電材料としては、実施の形態１で示したゲート電極１０３に用いられる導電材料と同様のものを用いることができる。この際、導電膜５１３の形状は、液滴の表面張力によって丸みを帯びた形状となっている。
【０２１３】
次に、導電膜５１３を少なくとも窒素及び酸素を含む雰囲気下で焼成する。例えば、窒素に酸素を混合させたガスを用いるとよい。混合ガス中に占める酸素の組成比は３〜６０％、好ましくは１０〜２５％とするのが望ましい。また、焼成条件は、２００〜３００℃、０．５〜２時間とするのがよい。このように、液滴吐出法によって導電膜を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。
【０２１４】
なお、導電材料を含む組成物を減圧下で吐出することにより組成物中の溶媒が揮発するため、後の加熱処理（焼成）時間を短縮することもできる。
【０２１５】
以上の焼成工程を経て、ゲート電極５１４が形成される（図８（Ｇ））。なお、さらに平坦性を向上させたい場合には、平坦化処理を行うことも可能である。例えば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法、エッチバック、リフロー、塗布法、酸化物の埋め込み、バイアススパッタ、ＣＶＤによる選択成長、レーザー等を用いることができる。
【０２１６】
なお、ゲート電極５１４は単層構造に限定されず、２層構造、３層構造など複数層を積層させた構造としても良い。この場合、各導電膜を形成する毎に上記焼成工程を行った後に、必要に応じて上記平坦化処理を行うのが望ましいが、この手順に限定されるものではない。また、ゲート電極５１４を形成すると同時に、信号線等の各種配線を同時に形成することもできる。
【０２１７】
ゲート電極５１４をマスクとして、島状半導体膜５０８に不純物元素をドーピングすることにより、チャネル領域５０９、不純物領域であるソース領域５１０、ドレイン領域５１１を形成する。不純物元素としては、砒素（Ａｓ）、燐（Ｐ）のようなｎ型不純物元素、又は硼素（Ｂ）のようなｐ型不純物元素を用いることができる。なお、ドーピング後、熱処理によって該不純物元素の活性化を行ってもよい。
【０２１８】
以上の工程によって、本発明を用いた順スタガ型ＴＦＴが完成する（図８（Ｈ））。また図示しないが、ゲート電極５１４と接続する配線、ソース電極、ドレイン電極に接続する他の配線を、液滴吐出法を利用して作製することができる。すなわち、液滴吐出法によりマスクパターンを形成してエッチング加工をしてもよいし、導電性の組成物を直接描画して配線を形成してもよい。液滴吐出法により配線を作製する時は、その配線の幅により、吐出口を付け替えて、吐出物の量を調節すればよい。例えば、ゲート信号線とゲート電極において、ゲート信号線は太いパターンで、ゲート電極ではより細いパターンでそれぞれ所望の形状に形成することができる。また、マスクパターンを液滴吐出法により形成することにより、レジストの塗布、レジストの焼成、露光、現像、現像後の焼成等の工程を省略することができる。その結果、工程の簡略化によるコストの大幅な低減を図ることができる。このように、電極、配線、マスクパターン等を形成するにあたり液滴吐出法を用いることによって、任意の場所にパターンを形成でき、形成するパターンの厚さや太さを調整できるので、一辺が１メートルを越えるような大面積の基板にも、低いコストで歩留まり良く製造することができる。
【０２１９】
なお、本実施例では、予めソース電極、ドレイン電極を形成した実施形態を示したが、ゲート電極を形成した後に、該電極を形成してもよい。例えば、図示しないが、ゲート電極を形成した後に層間絶縁膜を形成し、該層間絶縁膜とゲート絶縁膜に設けられたコンタクトホールを介して、ソース電極、ドレイン電極を形成してもよい。この場合においても、本発明を適用することができ、液滴吐出法によって導電膜を形成した後、上記焼成工程を行うことによって、平坦性に優れ、薄膜で低抵抗の電極を形成することができる。なお、このようにして形成された半導体素子は、トップゲート型ＴＦＴと呼ばれる。
【０２２０】
以上説明したように、ソース電極５０４、ドレイン電極５０５を形成するにあたり、液滴吐出法によって導電膜５０２、５０３を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。したがって、ソース電極５０４、ドレイン電極５０５に対する良好なステップカバレッジを有し、平坦かつ均一な半導体膜５０６やゲート絶縁膜５１２等を形成することができる。
【０２２１】
また、ゲート電極５１４を形成するにあたり、液滴吐出法によって導電膜５１３を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。したがって、ゲート電極５１４に対する良好なステップカバレッジを有し、平坦かつ均一な絶縁膜や、配線等をゲート電極５１４上に形成することができる。
【０２２２】
以上に述べた、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、マスクパターンは、ＣＡＤ等によって設計されたパターンデータに基づき、ノズル又は基板を支えるステージの移動経路を設定し、制御手段によって前記ノズル又はステージを設定された移動経路に従って移動させ、前記ノズルの吐出口からゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、マスクパターンを構成する材料を含む組成物を吐出することにより、所望の位置に、所望の形状を有するパターンを形成することができる。
【０２２３】
また、吐出する組成物の特性に応じて、ノズル又は基板の移動速度、組成物の吐出量、ノズルヘッドと基板との距離、吐出口から組成物を吐出する速度、組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、該空間の湿度及び基板を加熱する温度を設定する。これらの条件は、理論的又は実験的、経験的に得られたパラメータが多数蓄積されたデータベースを用い、設計された薄膜パターンデータと、組成物の種類、膜厚等の情報と照らし合わせることにより、最適なパラメータを判断するための判断手段によって決定される。これにより、良好なパターンを高スループットで得ることができる。
【０２２４】
また、本実施例における島状半導体膜や島状ｎ型半導体膜等も、該膜を構成する材料を含む組成物を本発明に係る液滴吐出システムを用いることにより、吐出形成することができる。
【０２２５】
上記方法によって作製されたゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、マスクパターン等の薄膜は、パターンデータを入力することで、組成物を吐出するためのノズル又は基板ステージの移動経路を決定し、該移動経路に従って組成物が吐出されることにより、即座に所望の薄膜パターンを精度よく形成することができ、短縮されたタクトタイムで、スループット、歩留まりの高い半導体素子の作製方法を提供することができる。
【参考例４】
【０２２６】
本参考例では、図２４〜２６を参照して、本発明を用いたアクティブマトリクス型ＬＣＤ基板の作製方法について説明する。
【０２２７】
まず、基板６００上に、下地絶縁膜６０１を形成する（図１３（Ａ））。ここで、下地絶縁膜６０１としては、１０〜２００ｎｍの窒化酸化珪素膜（ＳｉＮＯ）をプラズマＣＶＤ法によって形成する。しかし、これに限定されるものではなく、酸化シリコン膜、窒化シリコン膜、酸化窒化シリコン膜あるいはそれらを積層させた構造としても良い。なお、特に下地絶縁膜６０１を形成しなくてもよい。
【０２２８】
次に、下地絶縁膜６０１上に１０〜８０ｎｍの半導体膜を形成する。さらにその表面を、ニッケルを含む溶液で処理した後、５００〜７５０℃の熱結晶化工程によって結晶質シリコン半導体膜を得、さらにレーザー結晶化を行って結晶性の改善を施した。なお、半導体膜としては、シリコン・ゲルマニウム（ＳｉＧｅ）合金など、他の非晶質構造を有する半導体膜を用いても良い。また、成膜方法としては、スパッタ法、ＬＰＣＶＤ法などを用いても良いし、結晶化方法としては、レーザー結晶化法、熱結晶化法、他の触媒（Ｆｅ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｐｄ，Ｏｓ，Ｉｒ，Ｐｔ，Ｃｕ，Ａｕ等）を用いた熱結晶化、あるいはそれらを交互に複数回行ってもよい。これらの触媒は、溶媒に溶解又は分散させた状態で、スピナーによる塗布、またはスパッタ法等公知の方法によって、該半導体膜上に形成する。例えば、半導体膜の表面に重要換算で１０ｐｐｍのニッケルを含む酢酸ニッケル塩溶液を塗布することによって行う。
【０２２９】
また、非晶質構造を有する半導体膜の結晶化処理としては、連続発振のレーザーを用いても良く、結晶化に際し大粒径の結晶を得るためには、連続発振が可能な固体レーザーを用い、基本波の第２高調波〜第４高調波を適用するのが好ましい。代表的には、Ｎｄ：ＹＶＯ４レーザー（基本波１０６４ｎｍ）の第２高調波（５３２ｎｍ）や第３高調波（３５５ｎｍ）を適用すればよい。連続発振のレーザーを用いる場合には、出力１０Ｗの連続発振のＹＶＯ４レーザーから射出されたレーザー光を非線形光学素子により高調波に変換する。また、共振器の中にＹＶＯ４結晶と非線形光学素子を入れて、高調波を射出する方法もある。そして、好ましくは光学系により照射面にて矩形状または楕円形状のレーザー光に成形して、被処理体に照射する。このときのエネルギー密度は０．０１〜１００ＭＷ／ｃｍ２程度（好ましくは０．１〜１０ＭＷ／ｃｍ２）が必要である。そして、１０〜２０００ｃｍ／ｓ程度の速度でレーザー光に対して相対的に半導体膜を移動させて照射すればよい。
【０２３０】
上記の方法によって結晶性シリコン半導体膜を得た後、半導体膜上に酸化膜を介して、金属触媒をゲッタリング除去するためのアモルファスシリコン膜を成膜し、５００〜７５０℃の熱処理によってゲッタリング処理を行う。その後、金属触媒を含んだ該アモルファスシリコン膜をエッチング除去する。
【０２３１】
さらに、ＴＦＴ素子としての閾値を制御するために、結晶性シリコン半導体膜に対し、ホウ素イオンを１〜３×１０１３程度、あるいはそれ以上の濃度を適宜選択して注入するのが望ましい。
【０２３２】
なお、半導体膜としては、セミアモルファス半導体や、アモルファス半導体、他の方法によって形成された結晶性半導体を用いることもできる。
【０２３３】
その後、結晶性シリコン半導体膜を第１のマスクパターンを用いてエッチングを行い、島状の結晶性シリコン半導体膜（以下、単に「島状半導体膜」という。）６０３〜６０６を形成する。なお、図示しないが、第１のマスクパターンは、液滴吐出法によって形成するのが工程を簡略化する上で望ましい。この際、第１のマスクパターンは、耐熱性高分子材料を用いて形成することが好ましく、芳香環、複素環を主鎖にもち，脂肪族部分が少なく高極性のヘテロ原子基を含む高分子を用いることが好ましい。そのような高分子物質の代表例としてはポリイミド又はポリベンゾイミダゾールなどが挙げられる。ポリイミドを用いる場合には、ポリイミドを含む組成物を、液滴吐出ノズルから島状半導体膜６０２上に吐出し、２００℃で３０分焼成して形成することができる。
【０２３４】
次に、第１のマスクパターンを除去した後、島状半導体膜６０３〜６０６上にゲート絶縁膜６０７を形成する（図１３（Ａ））。ゲート絶縁膜６０７は、プラズマＣＶＤ法またはスパッタ法を用い、厚さを１〜２００ｎｍに成膜した。好ましくは、１０〜５０ｎｍと薄くして珪素を含む絶縁膜の単層または積層構造で形成した後に、マイクロ波によるプラズマを用いた表面窒化処理を行う。
【０２３５】
このように膜厚の薄いゲート絶縁膜を、プラズマＣＶＤ法を用いて成膜する場合、成膜レートを遅くして薄い膜厚を制御性よく得る必要がある。例えば、ＲＦパワーを１００Ｗ、１０ｋＨｚ、圧力０．３Ｔｏｒｒ、Ｎ２Ｏガス流量４００ｓｃｃｍ、ＳｉＨ４ガス流量１ｓｃｃｍ、とすれば酸化珪素膜の成膜速度を６ｎｍ／ｍｉｎとすることができる。また、マイクロ波によるプラズマを用いた窒化処理は、マイクロ波源（２．４５ＧＨｚ）、および反応ガスである窒素ガスを用いて行う。
【０２３６】
なお、この場合、ゲート絶縁膜６０７表面から離れるにつれて窒素濃度は減少する。これにより酸化珪素膜表面を高濃度に窒化できるだけでなく、酸化珪素膜と活性層の界面の窒素を低減し、デバイス特性の劣化を防ぐことができる。
【０２３７】
なお、ゲート絶縁膜６０７は、実施例２で述べたように、多層構造としてもよい。
【０２３８】
次に、ゲート絶縁膜６０７上に、液滴吐出法を用いて、ゲート電極が形成される部分に、導電材料を含む組成物６０９ａ〜ｆを選択的に吐出形成する（図１３（Ａ））。この際、導電膜の形状は、液滴の表面張力によって丸みを帯びた形状となっている。ここで、導電材料としてはＡｇを用いたが、これに限定されるものではない。他にも、実施の形態で示したように、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、ハロゲン化銀の微粒子等、又は分散性ナノ粒子等の導電材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いることができる。また、液滴吐出条件等も、実施の形態と同様のものを採用することができる。
【０２３９】
その後、導電材料を含む組成物を少なくとも窒素及び酸素を含む雰囲気下で焼成する。ここでは、窒素に酸素を混合させたガスを用い、混合ガス中に占める酸素分圧は２５％、焼成条件は、２３０℃、１時間としたが、これに限定されるものではない。このように、液滴吐出法によって導電膜を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。なお、導電材料を含む組成物を減圧下で吐出することにより組成物中の溶媒が揮発するため、後の加熱処理（乾燥又は焼成）時間を短縮することもできる。
【０２４０】
以上の焼成工程を経て、ゲート電極６０９ａ〜ｃ、及び配線６０９ｄ〜ｆが形成される（図１３（Ｂ））。なお、さらに平坦性を向上させたい場合には、平坦化処理を行うことも可能である。例えば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法、エッチバック、リフロー、塗布法、酸化物の埋め込み、バイアススパッタ、ＣＶＤによる選択成長、レーザー等を用いることができる。
【０２４１】
なお、ゲート電極１０３は単層構造に限定されず、２層構造、３層構造など複数層を積層させた構造としてもよい。例えば、ＴａＮ（窒化タンタル）とＷ（タングステン）を用いた２層構造が挙げられる。この場合、各導電膜を形成する毎に上記焼成工程を行うのが望ましいが、この手順に限定されるものではない。また、ゲート電極１０３を形成すると同時に、走査線や信号線等の各種配線を同時に形成することもできる。
【０２４２】
次に、駆動回路部のｐチャネル型ＴＦＴ６５３が形成される部分の上方に、第２のマスクパターン６１０を形成した後に、ゲート電極６０９ａ、ｂをマスクとして、１０１３〜１０１４ａｔｏｍｓ／ｃｍ３オーダーのｎ型不純物元素を島状半導体膜６０３、６０５にドーピング注入する。これによって、ｎチャネル型ＴＦＴ６５２及び画素ＴＦＴ６５４のソース又はドレイン領域となるｎ型不純物領域６１１ａ、ｂが形成され、さらにその間には、チャネル領域６１２ａ、ｂが形成される（図１３（Ｃ））。ここで、ｎ型不純物元素としては、砒素（Ａｓ）、燐（Ｐ）などを用いることができる。その後、第２のマスクパターン６１０はＯ２アッシング等によって除去する。
【０２４３】
次に、駆動回路部のｎチャネル型ＴＦＴ６５２及び画素ＴＦＴ６５４になる領域を第３のマスクパターン６１３ａ、ｂで覆った後、ゲート電極６０９ｃをマスクとして、１０１５〜１０１７ａｔｏｍｓ／ｃｍ３オーダーのｐ型不純物元素を島状半導体領域６０４にドーピング注入する。これによって、ｐチャネル型ＴＦＴ６５２のソース又はドレイン領域となるｐ型不純物領域６１１ｃが形成され、さらにその間には、チャネル領域６１２ｃが形成される（図１４（Ｄ））。ここで、ｎ型不純物元素としては、硼素（Ｂ）などを用いることができる。その後、第３のマスクパターン６１３ａ、ｂは、Ｏ２アッシング等によって除去する。なお、上記ドーピング後、熱処理によって該不純物元素の活性化を行ってもよい。
【０２４４】
なお、第２、第３のマスクパターンも、第１のマスクパターンと同様に、液滴吐出法によって形成するのが工程を簡略化する上で望ましい。
【０２４５】
次に、ＴＦＴを覆うキャップ絶縁膜６１４をプラズマＣＶＤ法により形成する（図１４（Ｅ））。キャップ絶縁膜としては、窒化珪素膜又は酸化窒化珪素膜を用いるのがよいが、これに限定されるものではない。また、形成方法もプラズマＣＶＤ法に限定されるものではない。なお、ＴＦＴ上方からの不純物の混入を防止するため、キャップ絶縁膜６１４はできるだけ形成しておくのが望ましい。
【０２４６】
次に、半導体膜に添加された不純物元素の活性化のための加熱処理を行う。この活性化は、Ｎ２雰囲気にした炉中において５００〜８００℃に加熱することによって行う。例えば、ＲＴＡ（ラピッドサーマルアニール）法を用いることができる。または、レーザー光を照射して活性化を行ってもよい。この場合、基板裏面側又は基板表面側からのみレーザー光を照射してもよいし、基板表面及び裏面の両側から照射してもよい。なお、工程を簡略化したい場合には、該活性化処理を省略してもよい。
【０２４７】
なお、その後、水素を含む窒化珪素膜または窒化酸化珪素膜からなる絶縁膜（図示せず）をプラズマＣＶＤ法により形成し、該絶縁膜から水素を放出させ、半導体膜の水素化を行うための加熱処理を行い、シリコンの不対結合手を終端させてもよい。この加熱処理は、クリーンオーブンを用い、Ｎ２雰囲気下において３５０〜４５０℃（好ましくは、４１０℃）で行えばよい。なお、該絶縁膜としては、他の水素及び珪素を含む絶縁膜を用いてもよいし、形成方法もプラズマＣＶＤ法以外の方法を用いてもよい。
【０２４８】
次に、キャップ絶縁膜６１４上に、層間絶縁膜６１５を形成する。ここでは、ポリイミドを含む溶液をスピンコート法によって基板全面に塗布したが、この材料、方法に限定されるものではない。例えば、ポリイミド系樹脂の他にも、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ結合とＳｉ−ＣＨＸ結合手を含む絶縁膜等を用いることができる。また、液滴吐出法によって形成することもできる。
【０２４９】
次に、層間絶縁膜６１５、キャップ絶縁膜６１４、ゲート絶縁膜６０７を除去し、コンタクトホール６１６ａ〜ｅを開孔する。水素化処理のための絶縁膜が形成されている場合にはこれも除去する。コンタクトホール開孔は、レジストを基板全面に塗布した後にプリベークを行い、露光、現像プロセスを経てマスクパターンを形成し、エッチングして形成するという従来の方法を用いることができるが、レジストを液滴吐出法によって選択的に吐出することによりマスクパターンを形成する方が、コスト削減、工程簡略化という観点から望ましい。
【０２５０】
また、レジストによるパターニングを省略して、以下の工程によりコンタクトホールを開孔することもできる。すなわち、半導体素子のコンタクトホールとなるべき部分を、撥液性を有する第１の有機膜（以下、単に「第１の有機膜」という。）で覆い、該膜が形成されていない領域に第２の有機膜（以下、単に「第２の有機膜」という。）を形成した後、前記第１の有機膜を除去することにより、コンタクトホールを形成することができる。以下、コンタクトホール開孔のプロセスを概説する。
【０２５１】
まず、キャップ絶縁膜６１４（あるいはゲート絶縁膜６０７）の表面を、後に形成する第１の有機膜に対して撥液性を有するように表面処理を行う。例えば、フッ素系シランカップリング剤を用いて基板全面に対し表面処理を行う。また、該表面処理は、少なくとも第１の有機膜が形成される部分に対して行ってもよい。これにより、第１の有機膜を厚膜とし、その後形成する第２の有機膜も厚膜とすることができるため、設計上の自由度を向上させることが可能となる。
【０２５２】
シランカップリング剤による表面処理は次の要領で行う。まず、シランカップリング剤を、基板全面に、あるいは少なくとも第１の有機膜を形成する箇所にスピンコート法等によって塗布する。次に、室温下に放置してシランカップリング剤を乾燥させ、水洗処理を行って過剰に塗布された部分を除去する。最後に、シランカップリング剤を焼成することにより、ＣＦ２鎖、ＣＦ３鎖を含むシロキサンネットワーク（ＳｉとＯとの結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも一種を有する構造）が構築される。なお、乾燥、及び水洗処理は省略してもよい。このＣＦ２、ＣＦ３の存在によって、シランカップリング剤による表面処理を行った膜の表面は撥液性を有するようになる。
【０２５３】
なお、シランカップリング剤は、Ｒｎ−Ｓｉ−Ｘ４−ｎ（ｎ＝１、２、３）で表される珪素化合物である。ここで、Ｒは、アルキル基などの比較的不活性な基、又はビニル基、アミノ基あるいはエポキシ基などの反応性基を含む物である。また、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基又はアセトキシ基など基質表面の水酸基あるいは吸着水との縮合により結合可能な加水分解基からなる。特に、Ｒがアルキル機など不活性な基の場合は、改質表面上に、撥水、付着や摩滅の防止、潤滑、つや保持等の性質を付与する。Ｒの本数、すなわちｎ＝１のものはカップリング剤として、ｎ＝２はシロキサンポリマーの原料、ｎ＝３はシリル化剤あるいはポリマーのブロック剤（ポリマーの両端を止めるエンドキャッピング剤）として用いられている。
【０２５４】
次に、キャップ絶縁膜上で、かつソース領域又はドレイン領域６１１ａ〜ｃや配線６０９にまで達するコンタクトホールが形成されるべき箇所に、第１の有機膜を液滴吐出法によって選択的に形成する。第１の有機膜としては、撥液性を有する公知のフッ素系樹脂を用いることができる。好ましくは、良好な撥液性を有するＲｎ−Ｓｉ−Ｘ４−ｎ（ｎ＝１、２、３）の化学式で表されるフルオロアルキルシラン（ＦＡＳ）を用いる。ここで、Ｒは、アルキル基などの比較的不活性な基、又はビニル基、アミノ基あるいはエポキシ基などの反応性基を含む物である。また、Ｘはハロゲン、メトキシ基、エトキシ基又はアセトキシ基など基質表面の水酸基あるいは吸着水との縮合により結合可能な加水分解基からなる。なお、フッ素系のシランカップリング剤を用いる場合には、ＦＡＳと同様の化学構造を有しているため、該カップリング剤による表面処理を省略することもできる。
【０２５５】
また、第１の有機膜として撥液性を有しない有機物を用い、後にＣＦ４プラズマ等による処理を行って、撥液性を得るようにしてもよい。例えば、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）のような水溶性樹脂を、Ｈ２Ｏ等の溶媒に混合した材料を用いることができる。また、ＰＶＡと他の水溶性樹脂を組み合わせて使用してもよい。なお、第１の有機膜１１９が撥液性を有する場合であっても、該プラズマ処理等を行うことによって、撥液性をより向上させることができる。
【０２５６】
次に、第２の有機膜を第１の有機膜が形成された部分以外の箇所に形成する。第２の有機膜は、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリアミド系樹脂、シロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ結合とＳｉ−ＣＨＸ結合手を含む絶縁膜等を用い、スピンコート法、液滴吐出法等によって形成することができる。
【０２５７】
なお、第１の有機膜形成前にシランカップリング剤を全面塗布した場合には、第２の有機膜形成前に除去する。除去方法としては、ＵＶオゾン処理、Ｏ２アッシング等を行えばよい。また、第１の有機膜の撥液性を高めるためにＣＦ４プラズマ処理を行う際に、Ｏ２を添加することによっても除去可能である。
【０２５８】
第２の有機膜を形成した後、第１の有機膜を除去する。さらに、キャップ絶縁膜６１４やゲート絶縁膜６０７も除去する。除去方法としては、ウエットエッチング、ドライエッチング、大気圧プラズマ放電を利用したエッチング等を用いてもよいし、水洗処理や、レーザーや電子ビームを用いた処理法を用いてもよい。処理方法は、第１の有機膜、ゲート絶縁膜６０７等を構成する材料にあわせて適宜選択することができる。特に、ＰＶＡ等の水溶性樹脂を用いた場合には、水洗処理によって簡単に除去することができる。また、エッチングガスや溶液（エッチャント）やレーザー等の種類も、材料にあわせて適宜選択することができる。また、第１の有機膜の除去と、キャップ絶縁膜６１４、ゲート絶縁膜６０７の除去とを段階的に分けて行ってもよい。
【０２５９】
以上の工程によって、第１の有機膜が存在していた箇所にコンタクトホールが形成される。
【０２６０】
なお、第１の有機膜１１９が完全に除去できるようにエッチング条件を選択、制御するのが望ましいが、コンタクトホールが半導体膜や導電膜等の所望の膜に達していれば、コンタクトホールの側壁に第１の有機膜１１９が残存しても構わない。第１の有機膜１１９が残存していても層間膜又は導電膜の一部として十分に機能するからである。この点において、第１の有機膜の材料の選択の幅は広く、また、撥液性を有し、第２の有機膜１２０を形成するためのマスクとして機能する材料であれば、第１の有機膜に代わる絶縁性材料又は導電材料を用いることも可能である。
【０２６１】
コンタクトホール６１６ａ〜ｅを形成した後、ＴＦＴ６５２〜６５４、保持容量、配線６０９ｆと接続するための導電膜となる導電材料を含む組成物を液滴吐出法によって形成する。導電材料としては、実施の形態に示したように、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、ハロゲン化銀の微粒子等、又は分散性ナノ粒子等を用いることができる。
【０２６２】
その後、導電材料を含む組成物を少なくとも窒素及び酸素を含む雰囲気下で焼成する。ここでは、窒素に酸素を混合させたガスを用い、混合ガス中に占める酸素分圧は２５％、焼成条件は、２３０℃、１時間としたが、これに限定されるものではない。このように、液滴吐出法によって導電膜を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。なお、導電材料を含む組成物を減圧下で吐出することにより組成物中の溶媒が揮発するため、後の加熱処理（乾燥又は焼成）時間を短縮することもできる。
【０２６３】
このようにして、導電膜６１７ａ〜ｄが形成される（図１５（Ｇ））。なお、該導電膜は多層構造とすることもできる。例えば、厚さ５０〜２００ｎｍのＴｉ膜、厚さ２５０〜４００ｎｍのＡｌ膜又はＡｌ−Ｓｉ合金膜、厚さ５０〜２００ｎｍのＴｉ膜を積層させて、接続配線６３４〜６４１を液滴吐出法によって形成する。また、三層構造のうち、ＴｉをＴｉＮ、又は窒素を５０％以下の組成比で含む窒化チタン（Ｔｉ（Ｎ））で置き換えてもよいし、ＴｉＮ又はＴｉ（Ｎ）を新たに上下に積層させた構造としてもよい。また、Ａｌは１５０〜２００℃でヒロックが発生してしまうため、Ｓｉを含有させておくことが望ましい。
【０２６４】
また、画素部６５８においては、画素電極となる導電材料を含む組成物を液滴吐出法によって形成する。導電材料としては、ＩＴＯ、ＩＴＳＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ等の透明導電材料を用いるのが望ましい。
【０２６５】
画素電極の形成においても、導電材料を含む組成物を少なくとも窒素及び酸素を含む雰囲気下で焼成するのが望ましい。ここでは、窒素に酸素を混合させたガスを用い、混合ガス中に占める酸素分圧は２５％、焼成条件は、２３０℃、１時間としたが、これに限定されるものではない。このように、液滴吐出法によって導電膜を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進される。なお、導電材料を含む組成物を減圧下で吐出することにより組成物中の溶媒が揮発するため、後の加熱処理（乾燥又は焼成）時間を短縮することもできる。
【０２６６】
このようにして形成された画素電極６１８は、導電膜６１７ｃ、ｄを介して、画素ＴＦＴ６５４のドレイン領域及び保持容量６５５の下部電極（不純物が添加された半導体膜）と電気的に接続される（図１５（Ｇ））。なお、画素電極６１８は、上記材料からなる導電膜を積層させた構成としてもよい。
【０２６７】
以上の工程により、ｎチャネル型ＴＦＴ６５２及びｐチャネル型ＴＦＴ６５３からなるＣＭＯＳ構造を含む駆動回路部６５７と、画素ＴＦＴ６５４及び保持容量６５５を含む画素部６５８からなるアクティブマトリクス基板が完成する（図１５（Ｇ））。
【０２６８】
さらに、図１５（Ｈ）は、ＴＦＴ基板と対向基板６１９との間に液晶層６２０を挟持させ、シール材６２５で貼り合わせた状態を示している。ＴＦＴ基板上には柱状のスペーサ６２１を形成する。柱状のスペーサ６２１は画素電極上に形成されるコンタクト部のくぼみに合わせて形成するとよい。柱状スペーサ６２１は用いる液晶材料にも依存するが、３〜１０μｍの高さで形成する。コンタクト部では、コンタクトホールに対応した凹部が形成されるので、この部分に合わせてスペーサを形成することにより液晶の配向の乱れを防ぐことができる。
【０２６９】
ＴＦＴ基板上には、配向膜６２２を形成しラビング処理を行う。対向基板６１９には透明導電膜６２３、配向膜６２４を形成する。その後、ＴＦＴ基板および対向基板１８０をシール材により貼り合わせて液晶を注入し、液晶層１８５を形成する。以上のようにして、アクティブマトリクス駆動の液晶表示装置を完成させることができる。なお、液晶層１８５は、液晶を滴下することによって形成してもよい。特に１〜２ｍを超える大面積のアクティブマトリクス基板を用いて液晶表示装置を作製する場合には、有効な手段である。
【０２７０】
次に、ＦＰＣ（Ｆｌｅｘｉｂｌｅ  Ｐｒｉｎｔ  Ｃｉｒｃｕｉｔ）６２８を、異方性導電膜６２７により公知の手法で端子電極６２６と貼り付ける。端子電極６２６は、ゲート電極と同時に形成された配線６０９ｄと接続され、透明導電膜を用いて形成するのが望ましい。
【０２７１】
以上の工程を経て、トップゲート型ＴＦＴを用いたアクティブマトリクス型ＬＣＤ基板が完成する。本参考例では、ゲート電極６０９ａ〜ｃ、配線６０９ｄ〜ｆ、導電膜６１７ａ〜ｄ、画素電極６１８を形成するにあたり、液滴吐出法によって組成物を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、これらの導電膜の平滑性が向上し、薄膜化、低抵抗化が促進される。
【０２７２】
以上に述べた、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、マスクパターン、画素電極、カラーフィルタ、配向膜等は、ＣＡＤ等によって設計されたパターンデータに基づき、ノズル又は基板を支えるステージの移動経路を設定し、制御手段によって前記ノズル又はステージを設定された移動経路に従って移動させ、前記ノズルの吐出口からゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、マスクパターンを構成する材料を含む組成物を吐出することにより、所望の位置に、所望の形状を有するパターンを形成することができる。
【０２７３】
また、吐出する組成物の特性に応じて、ノズル又は基板の移動速度、組成物の吐出量、ノズルヘッドと基板との距離、吐出口から組成物を吐出する速度、組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、該空間の湿度及び基板を加熱する温度を設定する。これらの条件は、理論的又は実験的、経験的に得られたパラメータが多数蓄積されたデータベースを用い、設計された薄膜パターンデータと、組成物の種類、膜厚等の情報と照らし合わせることにより、最適なパラメータを判断するための判断手段によって決定される。これにより、良好なパターンを高スループットで得ることができる。
【０２７４】
また、本参考例における島状半導体膜や島状ｎ型半導体膜等も、該膜を構成する材料を含む組成物を本発明に係る液滴吐出システムを用いることにより、吐出形成することができる。
【０２７５】
上記方法によって作製されたゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、マスクパターン、画素電極、カラーフィルタ、配向膜等の薄膜は、パターンデータを入力することで、組成物を吐出するためのノズル又は基板ステージの移動経路を決定し、該移動経路に従って組成物が吐出されることにより、即座に所望の薄膜パターンを精度よく形成することができ、短縮されたタクトタイムで、スループット、歩留まりの高い半導体素子の作製方法を提供することができる。
【参考例５】
【０２７６】
本参考例では、図２７〜２８を参照して、本発明を、逆スタガ構造を有する、ボトムエミッション型のアクティブマトリクス型発光装置に適用した場合について説明する。
【０２７７】
実施の形態１と同様の材質からなる基板１１００上に、ゲート電極及びゲート配線（走査線）を形成するための導電膜を、液滴吐出法によって形成する。
【０２７８】
インクジェットノズルから吐出する組成物は、実施の形態１に示したものと同様に、導電材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、ハロゲン化銀の微粒子等、又は分散性ナノ粒子を用いることができる。または、透明導電膜として用いられるＩＴＯ、ＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化チタン（ＴｉＮ：Ｔｉｔａｎｉｕｍ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）等を用いることができる。また、液滴吐出手段における他の条件も、実施の形態１に示したものと同様にすることができる。
【０２７９】
次に、吐出した組成物を少なくとも窒素及び酸素を含む雰囲気下で焼成する。例えば、窒素に酸素を混合させたガスを用いるとよい。混合ガス中に占める酸素の組成比は３〜６０％、好ましくは１０〜２５％とするのが望ましい。また、焼成条件は、２００〜３００℃、０．５〜２時間とするのがよい。このように、液滴吐出法によって導電膜を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進されることが分かる。
【０２８０】
なお、導電材料を含む組成物を減圧下で吐出することにより組成物中の溶媒が揮発するため、後の加熱処理（焼成）時間を短縮することもできる。
【０２８１】
なお、導電材料を含む組成物を減圧下で吐出することにより組成物中の溶媒が揮発するため、後の加熱処理（焼成）時間を短縮することもできる。
【０２８２】
以上の焼成工程を経て、ゲート電極１１０１、１１０２が形成される（図１６（Ａ））。なお、さらに平坦性を向上させたい場合には、平坦化処理を行うことも可能である。例えば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法、エッチバック、リフロー、塗布法、酸化物の埋め込み、バイアススパッタ、ＣＶＤによる選択成長、レーザー等を用いることができる。
【０２８３】
なお、ゲート電極１１０１、１１０２は単層構造に限定されず、２層構造、３層構造など複数層を積層させた構造としても良い。この場合、各導電膜を形成する毎に上記焼成工程を行った後に、必要に応じて上記平坦化処理を行うのが望ましいが、この手順に限定されるものではない。また、ゲート電極１１０１、１１０２を形成すると同時に、信号線等の各種配線を同時に形成することもできる。
【０２８４】
第１絶縁膜１１０３と第２絶縁膜１１０４は、ゲート電極１１０１、１１０２の上層に形成することでゲート絶縁膜として機能させることができる。この場合、第１絶縁膜１１０３として酸化珪素膜、第２絶縁膜１１０４として窒化珪素膜を形成することが好ましい。これらの絶縁膜はグロー放電分解法やスパッタリング法で形成することができる。特に、低い成膜温度でゲートリーク電流に少ない緻密な絶縁膜を形成するには、アルゴンなどの希ガス元素を反応ガスに含ませ、形成される絶縁膜中に混入させると良い。
【０２８５】
次に、第１、第２絶縁膜上に、第１の半導体膜１１０５を形成する。第１の半導体膜１１０５は、セミアモルファス半導体（ＳＡＳ）で形成する。
【０２８６】
このＳＡＳは珪化物気体をグロー放電分解することにより得ることができる。代表的な珪化物気体としては、ＳｉＨ４であり、その他にもＳｉ２Ｈ６、ＳｉＨ２Ｃｌ２、ＳｉＨＣｌ３、ＳｉＣｌ４、ＳｉＦ４などを用いることができる。この珪化物気体を水素、水素とヘリウム、アルゴン、クリプトン、ネオンから選ばれた一種または複数種の希ガス元素で希釈して用いることでＳＡＳの形成を容易なものとすることができる。希釈率は１０倍〜１０００倍の範囲で珪化物気体を希釈することが好ましい。勿論、グロー放電分解による被膜の反応生成は減圧下で行うが、圧力は概略０．１Ｐａ〜１３３Ｐａの範囲で行えば良い。グロー放電を形成するための電力は１ＭＨｚ〜１２０ＭＨｚ、好ましくは１３ＭＨｚ〜６０ＭＨｚの高周波電力を供給すれば良い。基板加熱温度は３００度以下が好ましく、１００〜２００度の基板加熱温度が推奨される。
【０２８７】
また、珪化物気体中に、ＣＨ４、Ｃ２Ｈ６などの炭化物気体、ＧｅＨ４、ＧｅＦ４などのゲルマニウム化気体を混入させて、エネルギーバンド幅を１．５〜２．４ｅＶ、若しくは０．９〜１．１ｅＶに調節しても良い。
【０２８８】
また、ＳＡＳは、価電子制御を目的とした不純物元素を意図的に添加しないときに弱いｎ型の電気伝導性を示す。これは、アモルファス半導体を成膜するときよりも高い電力のグロー放電を行うため酸素が半導体膜中に混入しやすいためである。そこで、ＴＦＴのチャネル形成領域を設ける第１の半導体膜に対しては、ｐ型を付与する不純物元素を、この成膜と同時に、或いは成膜後に添加することで、しきい値制御をすることが可能となる。ｐ型を付与する不純物元素としては、代表的には硼素であり、Ｂ２Ｈ６、ＢＦ３などの不純物気体を１ｐｐｍ〜１０００ｐｐｍの割合で珪化物気体に混入させると良い。例えば、ｐ型を付与する不純物元素としてボロンを用いる場合、該ボロンの濃度を１×１０１４〜６×１０１６ａｔｏｍｓ／ｃｍ３とすると良い。
【０２８９】
次に、第２の半導体膜１１０６、第３の半導体膜１１０７を形成する。第２の半導体膜１１０６は、価電子制御を目的とした不純物元素を意図的に添加しないで形成したものであり、第１の半導体膜１１０５と同様にＳＡＳで形成することが好ましい。この第２の半導体膜１１０６は、ソース及びドレインを形成する一導電型を有する第３の半導体膜１１０７と第１の半導体膜１１０５との間に形成することで、バッファ層（緩衝層）のような働きを持っている。従って、弱ｎ型の電気伝導性を持って第１の半導体膜１１０５に対して、同じ導電型で一導電型を有する第３の半導体膜１１０７を形成する場合には必ずしも必要ない。しきい値制御をする目的において、ｐ型を付与する不純物元素を添加する場合には、第２の半導体膜１１０６は段階的に不純物濃度を変化させる効果を持ち、接合形成を良好にする上で好ましい形態となる。すなわち、形成されるＴＦＴにおいては、チャネル形成領域とソースまたはドレイン領域の間に形成される低濃度不純物領域（ＬＤＤ領域）としての機能を持たせることが可能となる。
【０２９０】
一導電型を有する第３の半導体膜１１０７はｎチャネル型のＴＦＴを形成する場合には、代表的な不純物元素としてリンを添加すれば良く、珪化物気体にＰＨ３などの不純物気体を加えれば良い。一導電型を有する第３の半導体膜１１０７は、価電子制御がされていることを除けば、ＳＡＳのような半導体、非晶質半導体で形成されるものである。
【０２９１】
以上、第１絶縁膜１１０３から一導電型を有する第３の半導体膜１１０７までは大気に触れさせることなく連続して形成することが可能である。すなわち、大気成分や大気中に浮遊する汚染不純物元素に汚染されることなく各積層界面を形成することができるので、ＴＦＴ特性のばらつきを低減することができる（以上、図１６（Ａ））。
【０２９２】
次に、マスクパターンを形成し、第１の半導体膜１１０５、第２の半導体膜１１０６、一導電型を有する第３の半導体膜１１０７をエッチングして島状に分離形成する。該マスクパターンとしては、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミド、ポリイミドなどの有機樹脂を用いればよい。また、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも一種を有する材料（代表的にはシロキサン系ポリマー）を用いてもよい。また、感光剤を含む組成物でもよく、ポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを、公知の溶媒に溶解又は分散させたものを用いてもよい。なお、マスクパターン５０７は、従来通りレジストを全面に成膜した後、露光、現像工程を経て形成することもできるが、工程を簡略する上で、液滴吐出法によって形成するのが望ましい。
【０２９３】
その後、ソース及びドレインに接続する配線を形成するための第２導電膜を液滴吐出法によって形成する。インクジェットノズルから吐出する組成物は、実施の形態１に示したものと同様に、導電材料を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電材料としては、Ａｇ、Ａｕ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｐｔ、Ｐｄ、Ｉｒ、Ｒｈ、Ｗ、Ａｌ、Ｔａ、Ｍｏ、Ｃｄ、Ｚｎ、Ｆｅ、Ｔｉ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｚｒ、Ｂａ等の金属、ハロゲン化銀の微粒子等、又は分散性ナノ粒子を用いることができる。または、透明導電膜として用いられるＩＴＯ、ＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、窒化チタン（ＴｉＮ：Ｔｉｔａｎｉｕｍ  Ｎｉｔ
ｒｉｄｅ）等を用いることができる。また、液滴吐出手段における他の条件も、実施の形態１に示したものと同様にすることができる。
【０２９４】
次に、吐出した組成物を少なくとも窒素及び酸素を含む雰囲気下で焼成する。例えば、窒素に酸素を混合させたガスを用いるとよい。混合ガス中に占める酸素の組成比は３〜６０％、好ましくは１０〜２５％とするのが望ましい。また、焼成条件は、２００〜３００℃、０．５〜２時間とするのがよい。このように、液滴吐出法によって導電膜を形成した後に、Ｏ２を含む雰囲気下において焼成することにより、導電膜の平滑性が向上し、さらに薄膜化、低抵抗化が促進されることが分かる。
【０２９５】
なお、導電材料を含む組成物を減圧下で吐出することにより組成物中の溶媒が揮発するため、後の加熱処理（焼成）時間を短縮することもできる。
【０２９６】
なお、導電材料を含む組成物を減圧下で吐出することにより組成物中の溶媒が揮発するため、後の加熱処理（焼成）時間を短縮することもできる。
【０２９７】
以上の焼成工程を経て、ソース電極１１０９、１１１１、ドレイン電極１１１０、１１１２が形成される（図１６（Ｂ））。なお、さらに平坦性を向上させたい場合には、平坦化処理を行うことも可能である。例えば、ＣＭＰ（化学的機械的研磨）法、エッチバック、リフロー、塗布法、酸化物の埋め込み、バイアススパッタ、ＣＶＤによる選択成長、レーザー等を用いることができる。
【０２９８】
次に、ソース電極１１０９、１１１１、ドレイン電極１１１０、１１１２をマスクとして、一導電型を有する第３の半導体膜１１０７、第２の半導体膜１１０６、第１の半導体膜１１０５の上部をエッチングする。エッチングガスとしては、ＳＦ６、ＮＦ３、ＣＦ４などのフッ化物気体を用いてエッチングを行うことができるが、この場合には下地となる第１の半導体膜１１０５とのエッチング選択比をとれないので、処理時間を適宜調整して行なこととなる。以上のようにして、チャネルエッチ型のＴＦＴの構造を形成することができる（以上、図１６（Ｂ））。
【０２９９】
次に、チャネル形成領域の保護を目的とした第３絶縁膜１１１３を、窒化珪素膜で形成する。この窒化珪素膜はスパッタリング法やグロー放電分解法で形成可能であるが、大気中に浮遊する有機物や金属物、水蒸気などの汚染不純物の侵入を防ぐためのものであり、緻密な膜であることが要求される。第３絶縁膜１１１３に窒化珪素膜を用いることで、第１の半導体膜１１０５中の酸素濃度を５×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下、好ましくは１×１０１９ａｔｏｍｓ／ｃｍ３以下に抑えることができる。この目的において、珪素をターゲットとして、窒素とアルゴンなどの希ガス元素を混合させたスパッタガスで高周波スパッタリングされた窒化珪素膜で、膜中の希ガス元素を含ませることにより緻密化が促進されることとなる。また、グロー放電分解法においても、珪化物気体をアルゴンなどの珪化物気体で１００倍〜５００倍に希釈して形成された窒化珪素膜は、１００度以下の低温においても緻密な膜を形成可能であり好ましい。さらに必要があれば第４絶縁膜１１１４を酸化珪素膜で積層形成しても良い。第３絶縁膜１１１３と第４絶縁膜１１１４はパッシベーション膜に相当する。
【０３００】
第３絶縁膜１１３および／または第４絶縁膜１１１４上には、好ましい形態として第５絶縁膜（平坦化膜）１１１５を形成する。平坦化膜は、アクリル、ポリイミド、ポリアミドなどの有機樹脂、またはシロキサン系材料を出発材料として形成されたＳｉ−Ｏ結合とＳｉ−ＣＨＸ結晶手を含む絶縁膜で形成することが好ましい。これらの材料は含水性があるので、水分の侵入及び放出を防ぐバリア膜として第６絶縁膜１１１６を併設することが好ましい。第６絶縁膜１１１６としては上述のような窒化珪素膜を適用すれば良い。
【０３０１】
配線１１１７は、第６絶縁膜１１１６、平坦化膜１１１５、第３絶縁膜１１１３、第４絶縁膜１１１４にコンタクトホールを形成した後に、所望の形状にエッチング形成する（図１０（Ｃ、Ｄ））。
【０３０２】
以上のようにして形成されたチャネルエッチ型のＴＦＴは、ＳＡＳでチャネル形成領域を構成することにより１〜１０ｃｍ２／Ｖ・ｓｅｃの電界効果移動度を得ることができる。
【０３０３】
次に、配線１１１７に接するように、第６絶縁膜１１１６上に導電膜を液滴吐出法によって形成し、上記焼成工程を経て、正孔注入電極（陽極）が形成される。導電材料としては、透明導電膜として用いられるＩＴＯ、ＩＴＳＯ、有機インジウム、有機スズ等を採用する。これにより、下側から発光光を取り出すことができる、ボトムエミッション型の発光装置を得ることができる。
【０３０４】
なお、正孔注入電極（陽極）１１１８は積層構造としても良い。例えば、ＩＴＳＯの積層構造を採用し、ＴＦＴ側ＩＴＳＯの酸化珪素濃度を低濃度（１〜６原子％）に、発光素子側ＩＴＳＯの酸化珪素濃度を高濃度（７〜１５原子％）にするのが良い。正孔注入電極１１１８は、その表面が平坦化されるように、ＣＭＰ法、ポリビニルアルコール系の多孔質体で拭浄し、研磨しても良い。またＣＭＰ法を用いた研磨後に、正孔注入電極１１１８の表面に紫外線照射、酸素プラズマ処理などを行ってもよい（以上、図１６（Ｄ））。
【０３０５】
なお、正孔注入電極１１１８をエッチング形成した後の、レジスト剥離工程、ヒドロ洗浄（水洗）工程、紫外線照射工程等によって、導電層１１１８内部からインジウム、スズ又はそれらの酸化物を放出させることにより、導電層１１１８の表面又は表面近傍の層内部に、珪素、酸化珪素、窒化珪素等と析出させ、それらを主成分とするバリア層を形成することができる。また、このバリア層は、珪素、酸化珪素、窒化珪素等を意図的に蒸着法、スパッタリング法等によって形成しても良い。これらのバリア層の存在によって、正孔注入電極の仕事関数が増加し、正孔注入性をより向上させることができる。
【０３０６】
次に図１７に示すように、第６絶縁膜１１１６上に、有機樹脂膜、無機絶縁膜またはシロキサンを用いて形成された隔壁（土手）１１１９を形成する。なおシロキサンとは、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料である。また上記構成に加えて、置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも１種を有していても良い。隔壁１１１９は開口部を有しており、該開口部において陽極１１１８が露出している。
【０３０７】
次に、隔壁１１１９の開口部において陽極１１１８と接するように、有機化合物を含む層１１２０（電界発光層）を形成する。有機化合物を含む層１１２０は、単数の層で構成しても良いし、複数の層を積層させて構成しても良い。複数の層で構成する場合、陽極１１１８上に、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子輸送層、電子注入層の順に積層する。
【０３０８】
次に、有機化合物を含む層１１２０を覆うように、電子注入電極１１２１（陰極）を形成する。電子注入電極１１２１は、仕事関数が小さい公知の材料、例えば、Ｃａ、Ａｌ、ＣａＦ、ＭｇＡｇ、ＡｌＬｉ等を用いることができる。隔壁１１１９の開口部において、正孔注入電極１１１８と有機化合物を含む層１１２０と電子注入電極１１２１が重なり合うことで、発光素子１１２２が形成される（以上、図１７）。
【０３０９】
なお実際には、図１７の状態まで完成したら、さらに外気に曝されないように気密性が高く、脱ガスの少ない保護フィルム（ラミネートフィルム、紫外線硬化樹脂フィルム等）やカバー材でパッケージング（封入）することが好ましい。
【０３１０】
このような、画素部と駆動回路で同じＴＦＴを用いた素子基板は、ゲート電極形成用マスク、半導体領域形成用マスク、配線形成用マスク、コンタクトホール形成用マスク、陽極形成用マスクの合計５枚のマスクで形成することができる。
【０３１１】
なお本参考例では、セミアモルファス半導体を用いたＴＦＴで発光装置の駆動回路と画素部を同じ基板上に形成した例について説明したが、本発明はこの構成に限定されない。アモルファス半導体を用いたＴＦＴで画素部を形成し、該画素部が形成された基板に別途形成された駆動回路を貼り付けても良い。
【０３１２】
なお、ゲート電極１１０１、１１０２に重畳させて、ＳＡＳで形成された第１の半導体膜１１０５上にチャネル保護膜１２０１、１２０２を形成すれば、図１８に示した構成を有する、チャネル保護型ＴＦＴ１２０３、１２０４を用いた発光装置も同様に作製することができる。
【０３１３】
以上に述べた、ゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、マスクパターンは、ＣＡＤ等によって設計されたパターンデータに基づき、ノズル又は基板を支えるステージの移動経路を設定し、制御手段によって前記ノズル又はステージを設定された移動経路に従って移動させ、前記ノズルの吐出口からゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、マスクパターンを構成する材料を含む組成物を吐出することにより、所望の位置に、所望の形状を有するパターンを形成することができる。
【０３１４】
また、吐出する組成物の特性に応じて、ノズル又は基板の移動速度、組成物の吐出量、ノズルヘッドと基板との距離、吐出口から組成物を吐出する速度、組成物を吐出する空間における雰囲気、該空間の温度、該空間の湿度及び基板を加熱する温度を設定する。これらの条件は、理論的又は実験的、経験的に得られたパラメータが多数蓄積されたデータベースを用い、設計された薄膜パターンデータと、組成物の種類、膜厚等の情報と照らし合わせることにより、最適なパラメータを判断するための判断手段によって決定される。これにより、良好なパターンを高スループットで得ることができる。
【０３１５】
また、本参考例における島状半導体膜や島状ｎ型半導体膜等も、該膜を構成する材料を含む組成物を本発明に係る液滴吐出システムを用いることにより、吐出形成することができる。
【０３１６】
上記方法によって作製されたゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、マスクパターン等の薄膜は、パターンデータを入力することで、組成物を吐出するためのノズル又は基板ステージの移動経路を決定し、該移動経路に従って組成物が吐出されることにより、即座に所望の薄膜パターンを精度よく形成することができ、短縮されたタクトタイムで、スループット、歩留まりの高い半導体素子の作製方法を提供することができる。
【参考例６】
【０３１７】
実施例４では、図２８、２９に示すボトムエミッション型発光装置において、本発明を適用した場合について説明したが、本参考例では、図３０（Ａ）に示すトップエミッション型発光装置、図３０（Ｃ）に示すデュアルエミッション型発光装置において、本発明を適用した場合について説明する。
【０３１８】
まず、デュアルエミッション型発光装置の場合から説明する。この場合、正孔注入電極の材料としては、参考例１と同様に、ＩＴＯ、ＩＴＳＯ、ＺｎＯ、ＩＺＯ、ＧＺＯ等の透明導電膜を用いることもできる。また、陽極１６２２としてＩＴＳＯを用いる場合には、濃度の異なる酸化珪素を含むＩＴＳＯを積層させることによって形成してもよい。好ましくは、下部ＩＴＳＯ層（ソース又はドレイン配線側）の酸化珪素濃度を低濃度に、上部ＩＴＳＯ層（発光層側）の酸化珪素濃度を高濃度にするのがよい。これにより、ＴＦＴとの接続間の低抵抗を維持しつつ、ＥＬ層への正孔注入効率を高めることができる。勿論、他の材料とＩＴＳＯの積層構造（例えば、下部ＩＴＯ層と上部ＩＴＳＯ層の積層構造）としてもよいし、他の材料同士を積層させてもよい。
【０３１９】
一方、陰極１６２４としては、発光層からの光を透過させるべく、１〜１０ｎｍの薄アルミニウム膜、もしくはＬｉを微量に含むアルミニウム膜等を用いることにより、上下に発光素子からの光を取り出すことのできるデュアルエミッション型発光装置が得られる（図１９（Ｃ））。
【０３２０】
なお、陰極１６２４として、陽極１６２２と同様の材料、すなわちＩＴＯ、ＩＴＳＯ等の透明導電膜を採用しても、デュアルエミッション型発光装置を得ることができる。この場合において、透明導電膜に珪素または酸化珪素を含有させて用いても良いし、積層構造を採用しても良い。
【０３２１】
次に、トップエミッション型発光装置の場合について、図１９（Ａ）を参照して説明する。一般的には、図１９（Ｂ）のボトムエミッション型における正孔注入電極１６２２（陽極）と電子注入電極１６２４（陰極）を入れ替え、さらに有機化合物を含む層を逆積みとし、電流制御用ＴＦＴの極性を反転させることにより（ここでは、ｎチャネル型ＴＦＴを用いる。）、基板と反対側（上側）に発光素子からの光を取り出すことのできるトップエミッション型発光装置が得られる。また図１９（Ａ）のように、電極及び有機化合物を含む層を逆積みとした場合、正孔注入電極１６２２として、酸化珪素濃度の含有量に高低の差を設けた透光性酸化物導電層の積層構造を採用することにより、発光効率の向上、低消費電力化等の効果により、安定性の高い発光装置を得ることができる。ここで、電子注入電極１６２４（陰極）としては、光反射性のある金属電極等を用いればよい。
【０３２２】
なお、図１９（Ｂ）のボトムエミッション型における正孔注入電極１６２２と電子注入電極１６２４を入れ替えずとも、電子注入電極１６２２（陰極）としてＩＴＯ、ＩＴＳＯ等の透明導電膜を採用することにより、トップエミッション型発光装置を得ることもできる。この陰極に用いられる透明導電膜としては、珪素又は酸化珪素を含有したものを用いてもよいし、それらを積層させた構造としてもよい。
【実施例９】
【０３２３】
本実施例では、実施の形態１又は実施例と同じ工程で作製可能な逆スタガ型ＴＦＴを具備した表示用パネルの一例について説明する。
【０３２４】
図３１（Ａ）は、逆スタガ型ＴＦＴ６７００、６７０１、６７０２を用いて作製されるＥＬ表示装置用パネルにおける画素の上面図を示している。また、図３１（Ｂ）は、上面図に対応する回路図を示したものである。ＥＬ表示用パネルの画素部には、画素毎にＥＬ素子６７０７とその発光を制御する駆動用の第１ＴＦＴ６７００、第１ＴＦＴのオンオフ（スイッチング）を制御する第２ＴＦＴ６７０１、ＥＬ素子に流れ込む電流を制御する駆動用の第３ＴＦＴ６７０２が設けられている。これらのＴＦＴはいずれも実施の形態１や実施例で示す逆スタガ型ＴＦＴで形成することができる。
【０３２５】
第１ＴＦＴ６７００は、第３ＴＦＴ６７０２を介して、ＥＬ素子６７０７の下部に設けられた画素電極に接続され、ＥＬ素子６７０７の発光を制御する働きをする。第２ＴＦＴ６７０１は、第１ＴＦＴ６７０１の動作を制御するものであり、第２ＴＦＴ６７０１のゲート電極を兼ねる走査線６７０５と、信号線６７０３との信号に応じて第１ＴＦＴ６７００のオンオフを制御することができる。第１ＴＦＴ６７００のゲート電極は第２ＴＦＴ６７０１と接続し、ゲートのオンオフに応じて、電源線６７０４からの電力を画素電極側に供給するものである。なお、流れる電流量に応じて発光輝度が変化するＥＬ素子の動作に対応するために、固定電源線６７０６に接続された電流制御用の第３ＴＦＴを設け、ＥＬ素子６７０７に一定の電流を供給する働きをする。
【０３２６】
ＥＬ素子６７０７は、一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）又は／及び三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）をする有機化合物を含む層（以下、「ＥＬ層」という。）が一対の電極（陽極と陰極に挟まれた構造を有している。ＥＬ層を形成する有機化合物は、低分子系有機発光物質、中分子系有機発光物質（昇華性を有さず、かつ、分子数が２０以下または連鎖する分子の長さが１０μｍ以下の有機発光物質）、高分子系有機発光物質を用いることができる。このＥＬ層は、単層で形成しても良いし、複数の機能の異なる層を積層させて形成しても良い。複数の層を積層させる場合には、正孔注入層、正孔輸送層、発光層、電子注入層、電子輸送層、正孔又は電子ブロック層などを適宜組み合わせればよい。なお、正孔注入層と正孔輸送層とは、電極より正孔の注入が可能で、正孔の移動度が高い材料からなり、この二つの機能をまとめて一つの層（正孔注入輸送層）としてもよい。また、電子注入輸送層についても同様である。
【０３２７】
図１９は、図２０におけるＡ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’に対応する断面図であり、第１ＴＦＴ６７００、第２ＴＦＴ６７０１、第３ＴＦＴ６７０２などが形成された一方の基板９００と、封止基板９０６との間に発光素子９０８が形成されているアクティブマトリクス型のＥＬ表示用パネルを示している。両断面図は、第１ＴＦＴ６７００を共通に含んでいる。第１ＴＦＴは、第２ＴＦＴ６７０１介して画素電極９０９に接続されている。また、画素電極９０９（陽極）上には、絶縁物９１１（土手、隔壁、バンクなどと呼ばれる。）が設けられ、さらにその上に発光層９０３、対向電極９０４が設けられることによって、発光素子９０８が形成されている。ＥＬ素子９０８の上には、パッシベーション膜９０５が形成され、封止基板９０６とシール材によって封止される。パッシベーション膜９０５と封止基板９０６の間には、絶縁物９１２が充填されている。
【０３２８】
絶縁物９１１、９１２としては窒化珪素、酸化珪素、窒化酸化珪素、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、窒化酸化アルミニウム、酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン（ＤＬＣ）、窒素含有炭素膜（ＣＮ）から選ばれた一種、または複数種からなる膜を用いることができる。
【０３２９】
他の絶縁性材料としては、ポリイミド、アクリル、ベンゾシクロブテン、ポリアミドから選ばれた一種、または複数種の材料を含む膜を用いればよい。また、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも一種を有する材料（代表的にはシロキサン系ポリマー）を用いてもよい。封止基板９０５側から光を取り出す場合（トップエミッション型）は、絶縁物９１２は透光性を有する材料を用いる必要がある。
【０３３０】
なお、図２０及び図２１では一画素しか図示していないが、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の各色に対応したＥＬ素子を備えた画素を組み合わせて多色表示を可能としてもよい。また、それぞれの発光は、全て一重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（蛍光）であっても、全て三重項励起状態から基底状態に戻る際の発光（リン光）でもよいし、一色が蛍光（又はリン光）、残りの２色がリン光（又は蛍光）というように組み合わせでもよい。Ｒのみにリン光を用いて、Ｇ、Ｂに蛍光を用いてもよい。例えば、正孔注入層として２０ｎｍ厚の銅フタロシアニン（ＣｕＰｃ）膜を設け、その上に発光層として７０ｎｍ厚のトリス−８−キノリノラトアルミニウム錯体（Ａｌｑ３）膜を設けた積層構造としている。Ａｌｑ３にキナクリドン、ペリレンもしくはＤＣＭ１といった蛍光色素を添加することで発光色を制御することができる。
【０３３１】
パッシベーション膜９０５としては、窒化シリコン、酸化シリコン、酸化窒化シリコン、窒化アルミニウム、酸化窒化アルミニウム、または酸化アルミニウム、ダイヤモンドライクカーボン、窒素含有炭素などその他の絶縁物質を用いて形成することができる。また、シリコン（Ｓｉ）と酸素（Ｏ）との結合で骨格構造が構成され、置換基に少なくとも水素を含む材料、もしくは置換基にフッ素、アルキル基、または芳香族炭化水素のうち少なくとも一種を有する材料（代表的にはシロキサン系ポリマー）を用いてもよい。
【０３３２】
本発明は、光が発光表示用パネル両面から出射する両面出射型の発光表示用パネルでも、片面出射型の発光表示用パネルにも適用することができる。対向電極側のみから光を出射する場合（トップエミッション型、画素電極は陽極に相当し反射性を有する金属膜であり、反射性を有する金属膜としては、陽極として機能させるために白金（Ｐｔ）や金（Ａｕ）といった仕事関数の高い金属膜を用いる。また、これらの金属は、高価であるため、アルミニウム膜やタングステン膜といった適当な金属膜上に積層し、少なくとも最表面に白金もしくは金が露出するような画素電極としても良い。また、対向電極は膜厚の薄い（好ましくは１０〜５０ｎｍ）金属膜であり、陰極として機能させるために金属膜仕事関数の小さい周期表の１族もしくは２族に属する元素を含む材料（例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、又はこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＡｇＡｌ、ＭｇＩｎ、ＬｉＡｌ、ＬｉＦＡｌ、ＣａＦ２、又はＣａＮなど）を用いる。さらに、対向電極に積層して酸化物導電膜（代表的にはＩＴＯ膜）を設ける。この場合、発光素子から発した光は、画素電極で反射され、対向電極を透過して、封止基板９０６側から出射される。
【０３３３】
画素電極側のみから光を出射する場合（ボトムエミッション型）、陽極に相当する画素電極には透明導電膜を用いる。透明導電膜としては、酸化インジウムと酸化スズとの化合物、酸化インジウムと酸化亜鉛との化合物、酸化亜鉛、酸化スズまたは酸化インジウムを用いることができる。また、対向電極はＡｌ、Ｍｇ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、またはこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＩｎ、ＡｌＬｉからなる金属膜（膜厚５０〜２００ｎｍ）を用いることが好ましい。この場合、発光素子から発した光は、画素電極を透過して基板９００側から出射される。
【０３３４】
画素電極側、対向電極側両方から光が出射する両面出射型の場合、陽極に相当する画素電極には透明導電膜を用いる。透明導電膜としては、ＩＴＯ、ＩＴＳＯ、ＩＺＯ、ＺｎＯ、酸化スズ、酸化インジウム等を用いることができる。また、対向電極は光が透過するように膜厚の薄い（好ましくは１０〜５０ｎｍ）金属膜であり、陰極として機能させるために金属膜仕事関数の小さい周期表の１族もしくは２族に属する元素を含む材料（例えば、Ａｌ、Ｍｇ、Ａｇ、Ｌｉ、Ｃａ、又はこれらの合金ＭｇＡｇ、ＭｇＡｇＡｌ、ＭｇＩｎ、ＬｉＡｌ、ＬｉＦＡｌ、ＣａＦ２、又はＣａＮなど）を用いる。さらに、対向電極に積層して透明な酸化物導電膜（代表的にはＩＴＯ膜、ＩＴＳＯ膜）を設ける。この場合、発光素子から出射した光は基板９００側、封止基板９０６側両方から出射される。なお本実施例では、実施の形態１や実施例で示す逆スタガ型ＴＦＴで液晶表示用パネルを構成する一例を示したが、参考形態１で示すトップゲート型あるいは順スタガ型ＴＦＴを用いても同様に実施することができる。
【参考例７】
【０３３５】
本参考例は、実施例３の液晶表示装置、又は実施例４の発光装置に用いられる表示用パネルをモジュール化した状態を、図３３を参照して説明する。
【０３３６】
図３３で示すモジュールは、画素部７０１の周辺に駆動回路が形成されたドライバＩＣＣＯＧ（Ｃｈｉｐ  Ｏｎ  Ｇｌａｓｓ）方式で実装している。勿論、ドライバＩＣは、ＴＡＢ（Ｔａｐｅ  Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｂｏｎｄｉｎｇ）方式で実装してもよい。
【０３３７】
基板７００は対向基板７０３とシール材７０２によって固着されている。画素部７０１は、実施例４で示すように液晶を表示媒体として利用したものであってもよいし、参考例１で示すようにＥＬ素子を表示媒体として利用するものであってもよい。ドライバＩＣ７０５ａ、７０５ｂ及びドライバＩＣ７０７ａ、７０７ｂ、７０７ｃは、単結晶の半導体又は多結晶の半導体を用いて形成した集積回路を利用することができる。ドライバＩＣ７０５ａ、７０５ｂ及びドライバＩＣ７０７ａ、７０７ｂ、７０７ｃには、ＦＰＣ７０４ａ、７０４ｂ、７０４ｃまたはＦＰＣ７０６ａ、７０６ｂを介して信号や電源が供給される。
【参考例８】
【０３３８】
実施例９のモジュールを用いた電子機器の一例として、図３４に示すテレビ受像器、携帯書籍（電子書籍）、携帯電話を完成させることができる。
【０３３９】
図３４（Ａ）のテレビ受像器は、筐体２００１に液晶又はＥＬ素子を利用した表示用モジュール２００２が組みこまれ、受信機２００５により一般のテレビ放送の受信をはじめ、モデム２００４を介して有線又は無線による通信ネットワークに接続することにより一方向（送信者から受信者）又は双方向（送信者と受信者間、又は受信者間同士）の情報通信をすることもできる。テレビ受像器の操作は、筐体に組みこまれたスイッチ又は別体のリモコン装置２００６により行うことが可能であり、このリモコン装置にも出力する情報を表示する表示部２００７が設けられていても良い。
【０３４０】
また、テレビ受像器にも、主画面２００３の他にサブ画面２００８を第２の表示用モジュールで形成し、チャネルや音量などを表示する構成が付加されていても良い。この構成において、主画面２００３を視野角の優れたＥＬ表示用モジュールで形成し、サブ画面を低消費電力で表示可能な液晶表示用モジュールで形成しても良い。また、低消費電力化を優先させるためには、主画面２００３を液晶表示用モジュールで形成し、サブ画面をＥＬ表示用モジュールで形成し、サブ画面は点滅可能とする構成としても良い。
【０３４１】
図３４（Ｂ）は携帯書籍（電子書籍）であり、本体３１０１、表示部３１０２、３１０３、記憶媒体３１０４、操作スイッチ３１０５、アンテナ３１０６等を含む。
【０３４２】
図２３（Ｃ）は携帯電話であり、３００１は表示用パネル、３００２は操作用パネルである。表示用パネル３００１と操作用パネル３００２とは接続部３００３において接続されている。接続部３００３における、表示用パネル３００１の表示部３００４が設けられている面と操作用パネル３００２の操作キー３００６が設けられている面との角度θは、任意に変えることができる。さらに、音声出力部３００５、操作キー３００６、電源スイッチ３００７、音声入力部３００８を有している。
【参考例９】
【０３４３】
上記参考例では、ディスプレイへの応用を中心に説明したが、勿論、本発明を他の分野へ適用することも可能である。例えば、ＬＳＩのプロセスにおいて、各種配線を形成する際に本発明を積極的に用いることにより、配線の平坦化、平滑化、薄膜化、低抵抗化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０３４４】
【図１】本発明の液滴吐出システムの構成を示す図
【図２】本発明の液滴吐出システムの側面図
【図３】本発明の液滴吐出システムの機構を示す図
【図４】本発明の液滴吐出システムを用いたパターン形成のフローチャート
【図５】吐出雰囲気、加熱温度等の諸条件の設定手段を含むフローチャート
【図６】基板ステージを回転させて一つの配線を吐出形成する実施形態の説明図
【図７】異なるノズルを用いて一つの配線を吐出形成する実施形態の説明図
【図８】１ドット間隔及び半ドット間隔で吐出する場合を比較した図
【図９】１ドット間隔及び半ドット間隔で吐出する場合を比較した図
【図１０】異なる口径を有する複数のノズルで一つの配線を吐出形成する実施形態の説明図
【図１１】開孔部検出手段を用いて断線箇所をリペアする実施形態の説明図
【図１２】異なる口径を有する複数のノズルで画素電極を吐出形成する実施形態の説明図
【図１３】異なる口径を有する複数のノズルで平坦な配線を吐出形成する実施形態の説明図
【図１４】異なる口径を有する複数のノズルで異なる線幅の配線を吐出形成する実施形態の説明図
【図１５】異なる口径を有する複数のノズルで開孔部に導電材料を吐出充填する実施形態の説明図
【図１６】画素ピッチのｎ倍のピッチのノズルを用い、偶数、奇数番目の配線を分けて吐出形成する実施形態の説明図
【図１７】開孔部検出手段を有する液滴吐出システムの機構を示す図
【図１８】本発明を用いてチャネル保護型ＴＦＴ（ＳＡＳ、ＧＩ３層）を作製する場合の工程図
【図１９】本発明を用いてチャネル保護型ＴＦＴ（ＳＡＳ、ＧＩ３層）を作製する場合の工程図
【図２０】本発明を用いてチャネルエッチ型ＴＦＴを作製する場合の工程図
【図２１】本発明を用いてチャネルエッチ型ＴＦＴを作製する場合の工程図
【図２２】本発明を用いて順スタガ型ＴＦＴを作製する場合の工程図
【図２３】本発明を用いて順スタガ型ＴＦＴを作製する場合の工程図
【図２４】本発明を用いて液晶表示装置を作製する場合の工程図
【図２５】本発明を用いて液晶表示装置を作製する場合の工程図
【図２６】本発明を用いて液晶表示装置を作製する場合の工程図
【図２７】本発明を用いてＥＬ発光装置を作製する場合の工程図
【図２８】本発明を用いて作製されたＥＬ発光装置（チャネルエッチ型ＴＦＴ）の完成図
【図２９】本発明を用いて作製されたＥＬ発光装置（チャネル保護型ＴＦＴ）の完成図
【図３０】本発明を用いて作製されたトップ、ボトム、デュアルエミッション型ＥＬ発光装置の説明図
【図３１】ＳＡＳ、３Ｔｒの上面図及び回路図
【図３２】ＳＡＳ、３Ｔｒの断面図
【図３３】本発明を用いて作製された表示装置のモジュールを示す図
【図３４】本発明を用いて作製された電子機器の一例を示す図
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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