(57)【要約】従来のフォトリソグラフィーを用いた配線作製工程では、レジストや配線材料、またプラズマ処理時に必要なプロセスガス等の多くが無駄になってしまう。また真空装置等の排気手段が必要であることから、装置全体が大型化するため、処理基板の大型化に伴い製造コストが増加する。そこで、レジストや配線材料を液滴として基板上の必要な箇所に直接噴射し、パターンを描画するという手段を適用する。またアッシングやエッチング等の気相反応プロセスを大気圧又は大気圧近傍下で行う手段を適用する。
2004070809.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
液滴噴射孔を有するヘッドから感光性樹脂を噴射し、前記ヘッドまたは被処理基板を移動することによって前記被処理基板に成膜した被膜上に感光性樹脂のパターンを形成し、前記感光性樹脂のパターンをマスクとして前記被膜のエッチングを行った後、前記感光性樹脂のパターンを選択的にアッシングして前記被膜をパターニングすることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項２】
請求項１において、前記エッチングまたは前記アッシングは、大気圧または大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段と前記被処理基板のどちらか一方または双方を移動させることにより行うことを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項３】
複数の液滴噴射孔を有するヘッドから感光性樹脂を噴射し、前記ヘッドまたは被処理基板を移動することによって被処理基板に成膜した被膜上に感光性樹脂のパターンを形成し、前記感光性樹脂のパターンをマスクとして前記被膜のエッチングを行った後、前記感光性樹脂のパターンを選択的にアッシングして前記被膜をパターニングすることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項４】
請求項３において、前記エッチングまたは前記アッシングは、大気圧または大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段と前記被処理基板のどちらか一方または双方を移動させることにより行うことを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項５】
液滴噴射孔を有するヘッドから感光性樹脂を噴射し、前記ヘッドまたは被処理基板を移動することによって前記被処理基板に成膜した導電性被膜上に感光性樹脂のパターンを形成し、前記感光性樹脂のパターンをマスクとして前記導電性被膜のエッチングを行った後、前記感光性樹脂のパターンを選択的にアッシングして前記導電性被膜をパターニングすることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項６】
請求項５において、前記エッチングまたは前記アッシングは、大気圧または大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段と前記被処理基板のどちらか一方または双方を移動させることにより行うことを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項７】
複数の液滴噴射孔を有するヘッドから感光性樹脂を噴射し、前記ヘッドまたは被処理基板を移動することによって被処理基板に成膜した導電性被膜上に感光性樹脂のパターンを形成し、前記感光性樹脂のパターンをマスクとして前記導電性被膜のエッチングを行った後、前記感光性樹脂のパターンを選択的にアッシングして前記導電性被膜をパターニングすることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項８】
請求項７において、前記エッチングまたは前記アッシングは、大気圧または大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段と前記被処理基板のどちらか一方または双方を移動させることにより行うことを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項９】
液滴噴射孔を有するヘッドから感光性樹脂を噴射し、前記ヘッドまたは被処理基板を移動することによって前記被処理基板に成膜した半導体被膜上に感光性樹脂のパターンを形成し、前記感光性樹脂のパターンをマスクとして前記半導体被膜のエッチングを行った後、前記感光性樹脂のパターンを選択的にアッシングして前記半導体被膜をパターニングすることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１０】
請求項９において、前記エッチングまたは前記アッシングは、大気圧または大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段と前記被処理基板のどちらか一方または双方を移動させることにより行うことを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１１】
複数の液滴噴射孔を有するヘッドから感光性樹脂を噴射し、前記ヘッドまたは被処理基板を移動することによって被処理基板に成膜した半導体被膜上に感光性樹脂のパターンを形成し、前記感光性樹脂のパターンをマスクとして前記半導体被膜のエッチングを行った後、前記感光性樹脂のパターンを選択的にアッシングして前記半導体被膜をパターニングすることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１２】
請求項１１において、前記エッチングまたは前記アッシングは、大気圧または大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段と前記被処理基板のどちらか一方または双方を移動させることにより行うことを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１３】
請求項１乃至請求項１２に記載の表示装置は、液晶またはＥＬ表示装置であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１４】
気相反応法により、大気圧または大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段と被処理基板のどちらか一方または双方を移動させて前記被処理基板上に選択的に被膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１５】
気相反応法により、大気圧または大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段と被処理基板のどちらか一方または双方を移動させて前記被処理基板上に選択的に導電性被膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１６】
気相反応法により、大気圧または大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段と被処理基板のどちらか一方または双方を移動させて前記被処理基板上に選択的に半導体被膜を形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１７】
請求項１４に記載の表示装置は、液晶またはＥＬ表示装置であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１８】
請求項１５に記載の表示装置は、液晶またはＥＬ表示装置であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項１９】
請求項１６に記載の表示装置は、液晶またはＥＬ表示装置であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項２０】
気相反応法により、大気圧または大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段と被処理基板のどちらか一方または双方を移動させて前記被処理基板上に形成された被膜を選択的にエッチングすることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項２１】
気相反応法により、大気圧または大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段と被処理基板のどちらか一方または双方を移動させて前記被処理基板上に形成した絶縁性被膜を選択的にエッチングしてコンタクトホールを形成することを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項２２】
請求項２０に記載の被膜は、窒化珪素膜、酸化珪素膜、感光性樹脂のいずれか一つあるいは、それらの積層膜であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【請求項２３】
請求項２１に記載の絶縁性被膜は、窒化珪素膜、酸化珪素膜、感光性樹脂のいずれか一つあるいは、それらの積層膜であることを特徴とする表示装置の作製方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】  本発明は、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）に代表される絶縁ゲート型電界効果トランジスタおよびその作製方法に関する。
【背景技術】  近年、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）やＥＬディスプレイに代表されるフラットパネルディスプレィ（ＦＰＤ）は、これまでのＣＲＴに替わる表示装置として注目を集めている。特にアクティブマトリクス駆動の大型液晶パネルを搭載した大画面液晶テレビの開発は、液晶パネルメーカーにとって注力すべき重要な課題になっている。
アクティブマトリクス駆動の液晶パネルには、スイッチング素子として薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が形成されている。従来、薄膜トランジスタ等の回路パターンの作製には、真空プロセスによる成膜、フォトリソグラフィーが用いられてきた。
成膜は、処理室内部をポンプにより減圧状態にして薄膜を堆積する手法であり、ＣＶＤ（化学気相反応法Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）法、スパッタ法、蒸着法などの手法がある。フォトリソグラフィーは、露光装置によりレジストマスクを作製し、レジストマスクで保護されない部分の薄膜をエッチングすることによって、薄膜を所望する形状にする技術である。
真空プロセスにおいては、被処理基板をプロセスチャンバに搬送し、プロセスチャンバ内を真空状態にした後、成膜、エッチング、アッシングなどの処理を行う。プロセスチャンバ内を真空状態にするためには、排気手段が必要となる。排気手段は処理装置外部に設置された、ターボ分子ポンプやロータリーポンプ、ドライポンプ等に代表されるポンプと、それらを管理、制御する手段、またポンプと処理室とを連結させて排気系を構成する配管、バルブ、圧力計、流量計等で構成される。これら設備を付帯させるためには、処理装置以外に排気系のコストと排気系を設置するためのスペースが必要となり、処理装置全体のサイズとコストは増大する。
図１（Ａ）〜（Ｈ）に従来技術であるフォトリソグラフィーのプロセスフロー図を、図１（Ｉ）〜（Ｏ）に工程模式図を示した。フォトリソグラフィーのプロセスは、まず感光性のレジスト（フォトレジスト）を基板に堆積した被膜上にスピン塗布することで、被膜全面に前記レジストを広げる（図１（Ａ）、（Ｉ））。プリベークにより溶剤を蒸発させてフォトレジストを固化した（図１（Ｂ）、（Ｊ））後、フォトマスクを介して光照射を行い、前記レジストを感光させる（露光）（図１（Ｃ）、（Ｋ））。フォトレジストには、光が照射された部分が現像液に可溶性になるポジ型フォトレジストと光が照射された部分が現像液に難溶性になるネガ型フォトレジストがある。図１は、ポジ型レジストによるフォトリソグラフィーのプロセスフロー図及び工程模式図である。次に、光照射された部分のフォトレジストを現像液によって溶解し（図１（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｌ））、ポストベークでフォトレジストの耐エッチング性を向上させる（図１（Ｆ）、（Ｍ））。ここまでのプロセスで、フォトマスクに形成されているパターンと同形状のレジストパターンが被膜上に転写されたことになる。さらに前記レジストパターンをマスクとして、前記レジストパターンで保護されていない被膜部分をエッチングする（図１（Ｇ）、（Ｎ））。最後にマスクとして使用したレジストパターンを剥離する（図１（Ｈ）、（Ｏ））ことで、フォトマスクに形成されていたパターンと同形状をした被膜パターンを形成することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】  しかしながら、従来の真空プロセスでは、第５世代（例えば１０００×１２００ｍｍあるいは１１００×１２５０ｍｍ）、第６世代（例えば１５００×１８００ｍｍ）といった基板の大型化にともなって、プロセスチャンバの容積が増大する。このため、プロセスチャンバを減圧して真空状態にするには、より大規模な排気系が必要となり、装置の設置面積および重量が増大する。さらに工場、建屋の巨大化と建屋の耐荷重性への要求を高め、設備投資の増大を引き起こす。排気に必要な時間も長くなり、スループットは増加する。さらに、電力、水、ガスなどのユーティリィティや薬液の使用量が増えることによって、製造コストの増加を引き起こすだけでなく、環境負荷の増大につながる。
また、従来のフォトリソグラフィープロセスでは、基板の全面に形成したレジスト膜や被膜（金属、半導体膜など）は、そのほとんどが除去されてしまい、レジスト膜や被膜が基板に残存する割合は、数〜数十％程度であった。特に、レジスト膜はスピン塗布により形成される際、約９５％が無駄になっていた。つまり材料のほとんどを廃棄していることになり、真空プロセスと同様、製造コストに影響を及ぼすばかりか、環境負荷の増大を招いていた。このような傾向は製造ラインに流れる基板サイズが大型化するほど顕在化してきた。
【課題を解決するための手段】上述した従来技術の課題を解決するために、本発明においてはフォトレジストを直接被膜上に噴射してレジストパターンを形成する手段を講じた。さらに、大気圧あるいは大気圧近傍の圧力でプラズマを発生させ、成膜、エッチングおよびアッシングなどの気相反応プロセスを局所的に行う手段を講じた。
本発明においては、上記の液滴噴射を行うための手段として、点状の液滴噴射孔を有するヘッドを具備する液滴噴射装置及び点状の噴射孔を線状に配置した液滴噴射孔を有するヘッドを具備する液滴噴射装置を用いた。
また本発明においては、上記の気相反応プロセスを行う手段として大気圧または大気圧近傍の圧力におけるプラズマ発生手段を具備するプラズマ処理装置を用いた。
上記の液滴を噴射する手段、あるいは上記の局所的な気相反応プロセスは、大気圧中または大気圧近傍下で行うようにした。そのため、従来の真空プロセスで必要とされた、プロセスチャンバ内を減圧して真空状態にするための排気系を省くことが可能となった。従って、基板の大型化にともなって大規模化する排気系を簡略化することができ、設備コストが低減できる。またこれに応じて排気のためのエネルギー等を抑えることが可能となり、環境負荷の低減につながる。さらに排気のための時間を省略することができるため、スループットが向上し、より効率的に液晶パネルの生産を行うことが可能となった。
これらの手段を適用することにより、従来の課題であったレジスト、被膜（金属、半導体など）および気相反応プロセスに用いるガスの使用量を、大幅に低減することができた。
【発明の効果】  以上のように、点状の液滴噴射孔を配置した液滴照射ヘッドを有する液滴噴射装置及び、点状の液滴噴射孔を線状に配置した液滴噴射ヘッドを有する液滴噴射装置、並びに大気圧下におけるプラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置を用いて表示装置を作製することで、材料（液滴噴射法では、配線等の材料、プラズマではガス）の無駄を低減することが可能となる。同時に作製コストを削減することが可能になる。さらに前記装置を使用することで、工程の簡便化、装置ひいては製造工場の小規模化、また工程の短時間化を図ることが可能となる。また従来必要とされた排気系統の設備を簡略化できる等、エネルギーを低減できることから環境負荷を低減することができ、設備投資などの投資コストは大きく低減した。
また本発明は大型基板に対応した製造プロセスであり、従来の装置の大型化に伴う装置の大型化、処理時間の増加等、諸処の問題を解決するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】（Ａ）〜（Ｏ）は、フォトリソグラフィーのプロセスを説明する図
【図２】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の実施の形態１に係る処理工程の模式図
【図３】は、本発明の点状液滴噴射装置を示す図である。
【図４】は、本発明の点状液滴噴射装置におけるヘッドの底部を示す図
【図５】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の大気圧プラズマ処理装置のプラズマ発生部の構成を示す図
【図６】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の線状液滴噴射装置を示す図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｂ）は、本発明の線状液滴噴射装置におけるヘッドの底部を示す図
【図８】（Ａ）〜（Ｂ）は、本発明の大気圧プラズマ処理装置のプラズマ発生部の構成を示す図
【図９】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施の形態４に係る処理工程の模式図
【図１０】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の実施の形態５に係る処理工程の模式図
【図１１】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の実施例１に係る製造工程の模式図
【図１２】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の実施例１に係る製造工程の模式図
【図１３】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の実施例１に係る製造工程の模式図
【図１４】（Ａ）〜（Ｅ）は、本発明の実施例１に係る製造工程の模式図
【図１５】（Ａ）〜（Ｄ）は、本発明の実施例１に係る製造工程の模式図
【図１６】（Ａ）〜（Ｆ）は、本発明の実施例２に係る製造工程の模式図
【図１７】（Ａ）〜（Ｃ）は、本発明の実施例３に係る電子機器を示す図
【発明を実施するための最良の形態】（実施の形態１）
本発明の実施の形態は、液滴噴射装置と、大気圧または大気圧近傍における圧力でプラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置を用いることで、所望のサイズのガラス基板に、半導体装置の配線パターンを作製する。特に本発明は、第５世代（例えば１０００×１２００ｍｍあるいは１１００×１２５０ｍｍ）、第６世代（例えば１５００×１８００ｍｍ）といった大型化する基板への適用を意図したものである。以下、本発明の実施の形態１について、添付図面である図２を参照して説明する。
なお、実施の形態１において単に液滴噴射装置という場合には、点状の液滴噴射孔を有するヘッドを具備する液滴噴射装置、及び点状の噴射孔を線状に配置した液滴噴射孔を有するヘッドを具備する液滴噴射装置のいずれをも含むものとする。
最初に公知の方法、例えばスパッタまたはＣＶＤ法を用いて、被処理基板２０１上に被膜２０２を成膜する（図２（Ａ））。次に、後述する液滴噴射ヘッド２０３を有する液滴噴射装置を用いて、液滴噴射孔から噴射される液滴を重ね合わせるように噴射する（図２（Ｂ））。つまり、液滴を重ね合わせるように噴射しながら、（図２（Ｂ））に示す矢印の方向に液滴噴射ヘッドを走査する。このとき点状の液滴噴射孔から噴射される液滴を重ね合わせるように噴射することで、レジストパターン２０４が点状や線状に形成される（図２（Ｃ））。レジストパターン２０４の形成においては、ヘッドを走査するだけでなく基板を走査してもよく、またヘッドと基板の走査を組み合わせることで、点状や線状に限らず任意の形状のレジストパターンを形成することも可能である。次にベークしたレジストパターンをマスクとして、後述するプラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置を用いて、大気圧または大気圧近傍の圧力で被膜２０２をエッチングする（図２（Ｄ））。被膜２０２のうちレジストパターン２０４でマスクされていない部分すなわち被膜２０２の露出された部分が、ガスによってエッチングされる（図２（Ｅ））。被膜２０２をエッチングした後、レジストパターン２０４を剥離する。レジストパターン２０４の剥離は、化学薬品にレジストを溶解するウェット処理、前記プラズマ発生手段を有するプラズマ発生装置によるアッシング（ドライ処理）およびウェット処理とドライ処理を併用してもよい。その結果、レジストパターン２０４の形状と同じ形状をした被膜のパターンが形成される（図２（Ｅ））。なおアッシング時のガスは、一般的に酸素を用いる。
（実施の形態２）
以下、実施の形態１で用いることのできる点状の液滴噴射孔を配置した液滴噴射ヘッドを有する液滴噴射装置を、添付図面を参照して説明する。図３は点状液滴噴射装置の一構成例について示した概略斜視図であり、また図４はこの点状液滴噴射装置に用いる、ノズルを配置したヘッド部について示した図である。
図３に示す点状液滴噴射装置は、装置内にヘッド３０６を有し、該ヘッド３０６により液滴を噴射することで、基板３０２に所望の液滴パターンを得るものである。本点状液滴噴射装置においては、基板３０２として、所望のサイズのガラス基板の他、プラスチック基板に代表される樹脂基板、或いはシリコンに代表される半導体ウエハ等の被処理物に適用することができる。
図３において、基板３０２は搬入口３０４から筐体３０１内部へ搬入し、液滴噴射処理を終えた基板を搬出口３０５から搬出する。筐体３０１内部において、基板３０２は搬送台３０３に搭載され、搬送台３０３は搬入口と搬出口とを結ぶレール３１０ａ、３１０ｂ上を移動する。
ヘッド支持部３０７ａおよび３０７ｂは、液滴を噴射するヘッド３０６を支持し、Ｘ−Ｙ平面内の任意の箇所にヘッド３０６を移動させる機構である。ヘッド支持部３０７ａは搬送台３０３と平行なＸ方向に移動し、ヘッド支持部３０７ａに固定されたヘッド支持部３０７ｂに装着されたヘッド３０６は、Ｘ方向に垂直なＹ方向に移動する。基板３０２が筐体３０１内部へ搬入されると、これと同時にヘッド支持部３０７ａおよびヘッド３０６がそれぞれＸ、Ｙ方向を移動し、液滴噴射処理を行う初期の所定の位置に設定される。ヘッド支持部３０７ａおよびヘッド３０６の初期位置への移動は、基板搬入時、或いは基板搬出時に行うことで、効率良く噴射処理を行うことができる。
液滴噴射処理は、搬送台３０３の移動により、基板３０２がヘッド３０６の待つ所定の位置に到達すると開始する。液滴噴射処理は、ヘッド支持部３０７ａ、ヘッド３０６および基板３０２の相対的な移動と、ヘッド支持部に支持されるヘッド３０６からの液滴噴射の組み合わせによって達成される。基板やヘッド支持部、ヘッドの移動速度と、ヘッド３０６からの液滴を噴射する周期を調節することで、基板３０２上に所望の液滴パターンを描画することができる。特に、液滴噴射処理は高度な精度が要求されるため、液滴噴射時は搬送台３０３の移動を停止させ、制御性の高いヘッド支持部３０７およびヘッドのみを走査させることが望ましい。ヘッド３０６およびヘッド支持部３０７ａの駆動にはサーボモータやパルスモータ等、制御性の高い駆動方式を選択することが望ましい。また、ヘッド３０６およびヘッド支持部３０７ａのＸ−Ｙ方向におけるそれぞれの走査は一方向のみに限らず、往復或いは往復の繰り返しを行うことで液滴噴射処理を行っても良い。上記の被処理物およびヘッド支持部の移動によって、基板全域に液滴を噴射することができる。
液滴は、筐体３０１外部に設置した液滴供給部３０９から筐体内部へ供給され、さらにヘッド支持部３０７ａ、３０７ｂを介してヘッド３０６内部の液室に供給される。この液滴供給は筐体３０１外部に設置した制御手段３０８によって制御されるが、筐体内部におけるヘッド支持部３０７ａに内蔵する制御手段によって制御しても良い。
制御手段３０８は上記の液滴供給の制御の他、搬送台、ヘッド支持部およびヘッドの移動とこれに対応した液滴噴射の制御が主要機能となる。また液滴噴射によるパターン描画のデータは該装置外部からＣＡＤ等のソフトウエアを通してダウンロードすることが可能であり、これらデータは図形入力や座標入力等の方法によって入力すること。また液滴として用いる組成物の残量を検知する機構をヘッド３０６内部に設け、制御手段３０８に残量を示す情報を転送することで、自動残量警告機能を付加させても良い。
図３には記載していないが、さらに基板や基板上のパターンへの位置合わせのためのセンサや、筐体へのガス導入手段、筐体内部の排気手段、基板を加熱処理する手段、基板へ光照射する手段、加えて温度、圧力等、種々の物性値を測定する手段等を、必要に応じて設置しても良い。またこれら手段も、筐体３０１外部に設置した制御手段３０８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３０８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。
次にヘッド３０６内部の構造を説明する。図４は、図３のヘッド３０６のＹ方向に平行な断面図である。
図４において、外部からヘッド４０１の内部に供給される液滴は、液室流路４０２を通過し予備液室４０３に蓄えられた後、液滴を噴射するためのノズル４０９へと移動する。ノズル部は適度の液滴がノズル内へ装填されるために設けられた流体抵抗部４０４と、液滴を加圧しノズル外部へ噴射するための加圧室４０５、及び液滴噴射孔４０７によって構成されている。
ここで、液滴噴射孔４０７の径は、０．１〜５０μｍ（好適には０．６〜２６μｍ、）に設定し、ノズルから噴射される組成物の噴射量は０．００００１ｐｌ〜５０ｐｌ（好適には０．０００１〜４０ｐｌ）に設定する。この噴射量は、ノズルの径の大きさに比例して増加する。また、被処理物と液滴噴射孔４０７との距離は、所望の箇所に噴射するために、できる限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜２ｍｍ程度に設定する。なお、液滴噴射孔４０７の径を変えずとも、圧電素子に印可されるパルス電圧を変えることによって噴射量を制御することもできる。これらの噴射条件は、線幅が約１０μｍ以下となるように設定しておくのが望ましい。
加圧室４０５の側壁には、電圧印加により変形するチタン酸・ジルコニウム酸・鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）等のピエゾ圧電効果を有する圧電素子４０６を配置している。このため、目的のノズルに配置された圧電素子４０６に電圧を印加することで圧電素子が変形し、加圧室４０５の内容積が下がることから液滴が押し出され、外部に液滴４０８を噴射することができる。
本発明では液滴噴射を圧電素子を用いたいわゆるピエゾ方式で行うが、液滴の材料によっては、発熱体を発熱させ気泡を生じさせ液滴を押し出す、いわゆるサーマルインクジェット方式を用いても良い。この場合、圧電素子４０６を発熱体に置き換える構造となる。
また液滴噴射のためのノズル部４１０においては、液滴と、液室流路４０２、予備液室４０３、流体抵抗部４０４、加圧室４０５さらに液滴噴射４０７との濡れ性が重要となる。そのため材質との濡れ性を調整するための炭素膜、樹脂膜等（図示せず）をそれぞれの流路に形成しても良い。
上記の手段によって、液滴を処理基板上に噴射することができる。液滴噴射方式には、液滴を連続して噴射させ連続した点状のパターンを形成する、いわゆるシーケンシャル方式（ディスペンサ方式）と、液滴を点状に噴射する、いわゆるオンデマンド方式があり、本発明における装置構成ではオンデマンド方式を示したが、シーケンシャル方式によるヘッドを用いることも可能である。
上記の点状液滴噴射装置の液滴として用いられ組成物は、フォトレジスト、ポリイミドなどの樹脂を用いることもできる。被膜をエッチングする際にマスクとなる材料であれば、フォトレジストのように感光性である必要なない。また、導電体（導電層）を形成するため点状液滴噴射装置の液滴として用いられる組成物はペースト状の金属材料または前記ペースト状の金属を分散させた導電性ポリマー等の有機系溶液、さらに超微粒子状の金属材料と前記金属材料を分散させた導電性ポリマー等の有機系溶液等を用いることができる。
特に超微粒子状の金属材料は数μｍ〜サブμｍの微粒子、ｎｍレベルの超微粒子またはこれらを両方含むものを使用することができる。前記組成物にｎｍレベルの超微粒子状の金属材料を用いた場合には、コンタクトホールや幅の狭い溝部等に十分回り込むサイズの前記超微粒子状の金属材料を選択する必要がある。
上記の点状液滴噴射装置の液滴として用いられる組成物は、感光性のレジスト、ペースト状の金属材料または前記ペースト状の金属を分散させた導電性ポリマー等の有機系溶液、さらに超微粒子状の金属材料と前記金属材料を分散させた導電性ポリマー等の有機系溶液等を用いることができる。特に超微粒子状の金属材料は数μｍ〜サブμｍの微粒子、ｎｍレベルの超微粒子又はこれらを両方含むものを使用することができる。前記組成物に前記超微粒子状の金属材料を用いた場合には、コンタクトホールや幅の狭い溝部等に十分回り込むサイズの前記超微粒子状の金属材料を選択する必要がある。これら液滴は、基板の搬送台３０３に取り付けられた加熱機構（図示せず）を使用し、液滴着弾時に加熱乾燥させても良いし、必要領域に液滴の着弾が完了した後、或いは全ての液滴噴射処理が完了した後に加熱乾燥させても良い。前記レジストは加熱処理によってベークされエッチングの際のマスクとして使用することができる。また前記超微粒子状の金属材料を含んだ有機系溶液は、加熱処理によって有機系溶液が揮発し、超微粒子状の金属が結合することで金属配線として使用することができる。
また、組成物の粘度は２０ｃｐ以下が好適であり、これは、乾燥が起こることを防止したり、吐出口から組成物を円滑に吐出できるようにしたりするためである。また、組成物の表面張力は、４０ｍＮ／ｍ以下が好適である。但し、用いる溶媒や、用途に合わせて、組成物の粘度等は適宜調整するとよい。一例として、ＩＴＯや、有機インジウム、有機スズを溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・Ｓ、銀を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・Ｓ、金を溶媒に溶解又は分散させた組成物の粘度は５〜２０ｍＰａ・Ｓに設定するとよい。
以上の点状液滴噴射装置は、従来のフォトリソプロセスにおけるレジスト塗布工程や成膜、エッチング工程と異なり、大気圧或いは大気圧近傍下で行うことができる。大気圧近傍とは５Ｔｏｒｒ〜８００Ｔｏｒｒの圧力範囲を示す。特に、上記液滴噴射装置は８００Ｔｏｒｒ程度の陽圧下で液滴の噴射を行うことも可能である。
以上の点状液滴噴射装置を用いた本発明の実施の形態１においては、フォトレジストのパターンを必要な部分のみに形成することで、従来用いられているスピン塗布に比べて、レジストの使用量を格段に低減することが可能となる。また、露光、現像、リンスといった工程を省くことができるため、工程を簡略化することができる。
次に、実施の形態１で用いる大気圧プラズマ処理装置を、添付図面を参照して説明する。図５（Ａ）は、本発明において用いられるプラズマ処理装置の一例の上面図であり、図５（Ｂ）は断面図である。同図において、カセット室１６には、所望のサイズのガラス基板、プラスチック基板に代表される樹脂基板等の被処理物１３がセットされる。被処理物１３の搬送方式としては、水平搬送が挙げられるが、第５世代以降のメータ角の基板を用いる場合には、搬送機の占有面積の低減を目的として、基板を縦置きにした縦形搬送を行ってもよい。
搬送室１７では、カセット室１６に配置された被処理物１３を、搬送機構（ロボットアーム）２０によりプラズマ処理室１８に搬送する。搬送室１７に隣接するプラズマ処理室１８には、気流制御手段１０、円筒状の電極を有するプラズマ発生手段１２、プラズマ発生手段１２を移動させるレール１４ａ、１４ｂ、被処理物１３の移動を行う移動手段１５等が設けられる。また、必要に応じて、ランプなどの公知の加熱手段（図示せず）が設けられる。
気流制御手段１０は、防塵を目的としたものであり、吹き出し口２３から噴射される不活性ガスを用いて、外気から遮断されるように気流の制御を行う。プラズマ発生手段１２は、被処理物１３の搬送方向に配置されたレール１４ａ、また該搬送方向に垂直な方向に配置されたレール１４ｂにより、所定の位置に移動する。また被処理物１３は、移動手段１５により搬送方向に移動する。実際にプラズマ処理を行う際には、プラズマ発生手段１２及び被処理物１３のどちらを移動させてもよい。
次いで、プラズマ発生手段１２の詳細について図５（Ｃ）〜（Ｆ）を用いて説明する。図５（Ｃ）は、円筒状の電極を有するプラズマ発生手段１２の斜視図を示し、図５（Ｄ）〜（Ｆ）には該円筒状の電極の断面図を示す。
図５（Ｄ）において、点線はガスの経路を示し、２１、２２はアルミニウム、銅などの導電性を有する金属からなる電極であり、第１の電極２１は電源（高周波電源）２９に接続されている。なお第１の電極２１には、冷却水を循環させるための冷却系（図示せず）が接続されていてもよい。冷却系を設けると、冷却水の循環により連続的に表面処理を行う場合の加熱を防止して、連続処理による効率の向上が可能となる。第２の電極２２は、第１の電極２１の周囲を取り囲む形状を有し、電気的に接地されている。そして、第１の電極２１と第２の電極２２は、その先端にノズル状のガスの細口を有する円筒状を有する。
なお、この第１の電極２１又は第二の電極２２の少なくとも一方の電極の表面を固体誘電体で覆うのが好ましい。固体誘電体としては、二酸化珪素、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化物、ポリエチレンテレフタラート、ポリテトラフルオロエチレン等のプラスチック、ガラス、チタン酸バリウム等の複合酸化物等が挙げられる。固体誘電体の形状は、シート状でもフィルム状でもよいが、厚みが０．０５〜４ｍｍであることが好ましい。
この第１の電極２１と第２の電極２２の両電極間の空間には、バルブ２７を介してガス供給手段（ガスボンベ）３１よりプロセス用ガスが供給される。そうすると、この空間の雰囲気は置換され、この状態で高周波電源２９により第１の電極２１に高周波電圧（１０〜５００ＭＨｚ）が印加されると、前記空間内にプラズマが発生する。そして、このプラズマにより生成されるイオン、ラジカルなどの化学的に活性な励起種を含む反応性ガス流を被処理物１３の表面に向けて照射すると、該被処理物１３の表面において所定の位置に局所的なプラズマ表面処理を行うことができる。このとき該被処理物１３表面とプロセスガスの噴射口となる細口との距離は、３ｍｍ以下、好ましくは１ｍｍ以下、より好ましくは０．５ｍｍ以下が良い。特に距離を測定するためのセンサを取り付け、前記被処理物１３表面とのプロセスガスの噴射口となる細口との距離を制御しても良い。
なおガス供給手段（ガスボンベ）３１に充填されるプロセス用ガスは、処理室内で行う表面処理の種類に合わせて適宜設定する。また、排気ガス３２は、ガス中に混入したゴミを除去するフィルタ３３とバルブ２７を介して排気系３１に回収される。さらにこれら回収した排気ガスを精製し、循環させることでガスを再利用することで、ガスの有効利用しても良い。
また、図５（Ｄ）とは断面が異なる円筒状のプラズマ発生手段１２を図５（Ｅ）（Ｆ）に示す。図５（Ｅ）は、第１の電極２１の方が第２の電極２２よりも長く、且つ第１の電極２１が鋭角形状を有しており、また、図５（Ｆ）に示すプラズマ発生手段１２は、第１の電極２１及び第２の電極２２の間で発生したイオン化したガス流を外部に噴射する形状を有する。
大気圧又は大気圧近傍（５Ｔｏｒｒ〜８００Ｔｏｒｒの圧力範囲をいう。）下で動作するプラズマ処理装置を用いる本発明は、減圧装置に必要である真空引きや大気開放の時間が必要なく、複雑な真空系を配置する必要がない。特に大型基板を用いる場合には、必然的にチャンバーも大型化し、チャンバー内を減圧状態にすると処理時間もかかってしまうため、大気圧又は大気圧近傍下で動作させる本装置は有効であり、製造コストの低減が可能となる。
以上のことから、上記の大気圧プラズマ処理装置を用いて、本発明の実施の形態１における導電性膜のエッチング、およびレジストのアッシングを行うことで、従来の排気手続きを省略した短時間での処理が可能となった。また排気系が不必要であることから、従来の減圧処理を有する装置を用いる場合に比べ、縮小したスペースで製造を行うことができた。
上記の実施の形態１における配線パターンの作製工程には、本発明の点状液滴噴射装置と、本発明の大気圧プラズマ処理装置を併用することができる。いずれか一方の手段を使用し、他方を従来の手段に任せることも可能であるが、省スペース化、短時間処理、低コスト化等を考慮すると、上記本発明の点状液滴噴射装置と、本発明の大気圧プラズマ処理装置を併用することが望ましい。
（実施の形態３）
実施の形態１で用いることのできる線状液滴噴射装置について、添付図面を参照して説明する。本装置は、点状の液滴噴射孔を線状に配置した液滴噴射ヘッドを有している。図６（Ａ）は線状液滴噴射装置の一構成例について示した概略斜視図であり、また図６（Ｂ）は、この線状液滴噴射出装置に用いるノズルを配置したヘッドを示した図である。
図６（Ａ）に示す線状液滴噴射装置は、装置内にヘッド６０６を有し、これにより液滴を噴射することで、基板６０２に所望の液滴パターンを得るものである。本線状液滴噴射装置においては、基板６０２として、所望のサイズのガラス基板の他、プラスチック基板に代表される樹脂基板、あるいはシリコンに代表される半導体ウエハ等の基板に適用することもできる。
図６（Ａ）において、基板６０２は搬入口６０４から筐体６０１内部へ搬入し、液滴噴射処理を終えた基板を搬出口６０５から搬出する。筐体６０１内部において、基板６０２は搬送台６０３に搭載され、搬送台６０３は搬入口と搬出口とを結ぶレール６１０ａ、６１０ｂ上を移動する。
ヘッド支持部６０７は、液滴を噴射するヘッド６０６を支持し、搬送台６０３と平行に移動する。基板６０２が筐体６０１内部へ搬入されると、これと同時にヘッド支持部６０７は、ヘッドが最初の液滴噴射処理を行う所定の位置に合うように移動する。ヘッド６０６の初期位置への移動は、基板搬入時、あるいは基板搬出時に行うことで、効率良く噴射処理を行うことができる。
液滴噴射処理は、搬送台６０３の移動により基板６０２が、ヘッド６０６の待つ所定の位置に到達すると開始する。液滴噴射処理は、ヘッド支持部６０７および基板６０２の相対的な移動と、ヘッド支持部に支持されるヘッド６０６からの液滴噴射の組み合わせによって達成される。基板やヘッド支持部の移動速度と、ヘッド６０６からの液滴を噴射する周期を調節することで、基板６０２上に所望の液滴パターンを描画することができる。特に、液滴噴射処理は高度な精度が要求されるため、液滴噴射時は搬送台の移動を停止させ、制御性の高いヘッド支持部６０７のみを順次走査させることが望ましい。ヘッド６０６の駆動にはサーボモータやパルスモータ等、制御性の高い駆動方式を選択することが望ましい。また、ヘッド６０６のヘッド支持部６０７による走査は一方向のみに限らず、往復あるいは往復の繰り返しを行うことで液滴噴射処理を行ってもよい。上記の基板およびヘッド支持部の移動によって、基板全域に液滴を噴射することができる。
液滴は、筐体６０１外部に設置した液滴供給部６０９から筐体内部へ供給され、さらにヘッド支持部６０７を介してヘッド６０６内部の液室に供給される。この液滴供給は筐体６０１外部に設置した制御手段６０８によって制御されるが、筐体内部におけるヘッド支持部６０７に内蔵する制御手段によって制御してもよい。
制御手段６０８は上記の液滴供給の制御の他、搬送台およびヘッド支持部の移動とこれに対応した液滴噴射の制御が主要機能となる。また液滴噴射によるパターン描画のデータは該装置外部からＣＡＤ等のソフトウエアを通してダウンロードすることが可能であり、これらデータは図形入力や座標入力等の方法によって入力する。また液滴として用いる組成物の残量を検知する機構をヘッド６０６内部に設け、制御手段６０８に残量を示す情報を転送することで、自動残量警告機能を付加させてもよい。
図６（Ａ）には記載していないが、さらに基板や基板上のパターンへの位置合わせのためのセンサや、筐体へのガス導入手段、筐体内部の排気手段、基板を加熱処理する手段、基板へ光照射する手段、加えて温度、圧力等、種々の物性値を測定する手段等を、必要に応じて設置してもよい。またこれら手段も、筐体６０１外部に設置した制御手段６０８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６０８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。
次にヘッド６０６内部の構造を説明する。図６（Ｂ）は、図６（Ａ）のヘッド６０６の断面を長手方向に見たものであり、図６（Ｂ）の右側がヘッド支持部に連絡する。
外部からヘッド６１１の内部に供給される液滴は、共通液室流路６１２を通過した後、液滴を噴射するための各ノズル６１３へと分配される。液滴を加圧しノズル外部へ噴射するための加圧室６１４、および液滴噴射孔６１５によって構成されている。
加圧室６１４のそれぞれには、電圧印加により変形するチタン酸・ジルコニウム酸・鉛（Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３）等のピエゾ圧電効果を有する圧電素子６１６を配置している。このため、目的のノズルに配置された圧電素子６１６に電圧を印加することで、加圧室６１４内の液滴を押し出し、外部に液滴６１７を噴射することができる。また各圧電素子はこれに接する絶縁物６１８により絶縁されているため、それぞれが電気的に接触することがなく、個々のノズルの噴射を制御することができる。
本発明では液滴噴射を圧電素子によるいわゆるピエゾ方式で行うが、液滴の材料によっては、発熱体により気泡を発生させて圧力をかけ液滴を押し出す、いわゆるサーマルインクジェット方式を用いてもよい。
また液滴噴射のためのノズル６１３においては、液滴６１７と、共通液室流路６１２、加圧室６１４および液滴噴射孔６１５との濡れ性が重要となる。そのため材質との濡れ性を調整するための炭素膜、樹脂膜等（図示せず）を共通液室流路６１２、加圧室６１４および液滴噴射孔６１５の内面に形成してもよい。
上記の手段によって、液滴を処理基板上に噴射することができる。液滴噴射方式には、液滴を連続して噴射させ連続した線状のパターンを形成する、いわゆるシーケンシャル方式（ディスペンス方式）と、液滴を点状に噴射する、いわゆるオンデマンド方式があり、本発明における装置構成ではオンデマンド方式を示したが、シーケンシャル方式による噴射を用いた装置構成も可能である。
図６（Ｃ）は、図６（Ｂ）においてヘッド支持部６０７に回転機構を備えた装置構成をしている。ヘッド支持部６０７を基板走査方向と垂直な方向に対して、角度を持つよう動作させることによって、ヘッド６０６に配置した液滴噴射孔において、隣接する液滴噴射孔間の距離よりも短い距離で液滴を噴射することができる。
図７の（Ａ）、（Ｂ）は、図６におけるヘッド６０６の底部を模式的に表したものである。図７（Ａ）は、ヘッド７０１底面に液滴噴射孔７０２を線状に配置した基本的なものである。これに対し図７（Ｂ）では、ヘッド底部７０１の液滴噴射孔７０３を２列にし、それぞれの列をピッチの半分の距離だけずらして配置する。液滴噴射孔を図７（Ｂ）のような配置にすれば、基板の走査方向に垂直な方向の走査をするための機構を設けることなしに、前記方向に連続した被膜パターンを形成することができ、ひいては被膜を任意の形状にすることができる。
さらに上記液滴は、傾斜をつけて基板６０２に噴射してもよい。前記傾斜はヘッド６０６あるいはヘッド支持部６０７に具備する傾斜機構により傾斜させてもよいし、ヘッド６１１における液滴噴射孔６１５の形状に傾斜をつけ、液滴を傾斜させて噴射させてもよい。これにより、基板６０２表面に対する噴射された液滴との濡れ性を制御することで、液滴の基板への着弾時の形状を制御することが可能となる。
上記の線状液滴噴射装置の液滴として用いられ組成物は、フォトレジスト、ポリイミドなどの樹脂を用いることもできる。被膜をエッチングする際にマスクとなる材料であれば、フォトレジストのように感光性である必要なない。また、ペースト状の金属材料または前記ぺースト状の金属を分散させた導電性ポリマー等の有機系溶液、さらに超微粒子状の金属材料と前記金属材料を分散させた導電性ポリマー等の有機系溶液等を用いることができる。特に超微粒子状の金属材料は数μｍ〜サブμｍの微粒子、ｎｍレベルの超微粒子またはこれらを両方含むものを使用することができる。前記組成物にｎｍレベルの超微粒子状の金属材料を用いた場合には、コンタクトホールや幅の狭い溝部等に十分回り込むサイズの前記超微粒子状の金属材料を選択する必要がある。
噴射された液滴は、基板の搬送台６０３に取り付けられた加熱機構（図示せず）を使用し、液滴着弾時に加熱乾燥させてもよいし、必要領域に液滴の着弾が完了した後、あるいは全ての液滴噴射処理が完了した後に加熱乾燥させてもよい。フォトレジストは、加熱処理によってエッチングの際のマスクとして使用することができる。さらには液滴として、ペースト状の金属材料または前記ペースト状の金属を含んだ有機系溶媒、さらに超微粒子状の金属材料と前記金属材料を含んだ有機系溶媒等を用いることで、配線パターンを液滴噴射によって形成することもできる。また前記超微粒子状の金属材料を含んだ有機系溶媒は、加熱処理によって有機系溶媒が揮発し、超微粒子状の金属が結合することで金属配線を形成することになる。
以上の線状液滴噴射装置を用いた本発明の実施の形態１においては、フォトレジストのパターンを必要な部分のみに形成することで、従来用いられているスピン塗布に比べて、レジストの使用量を格段に低減することが可能となる。また、露光、現像、リンスといった工程を省くことができるため、工程を簡略化することができる。
次に、実施の形態１で用いる大気圧または大気圧近傍の圧力でプラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置を、添付図面を参照して説明する。図８は、本発明において用いられる前記プラズマ処理装置の斜視図である。本プラズマ処理装置においては、基板８０２として所望のサイズのガラス基板の他、プラスチック基板に代表される樹脂基板、あるいはシリコンに代表される半導体ウエハ等の基板に適用することもできる。基板８０２の搬送方式としては水平搬送が挙げられるが、第５世代（例えば１０００×１２００ｍｍあるいは１１００×１２５０ｍｍ）、第６世代（例えば１５００×１８００ｍｍ）といった大型基板を搬送する場合には、搬送機の占有面積の低減を目的として、基板を縦置きにした縦形搬送を行ってもよい。
図８（Ａ）において基板８０２は、搬入口８０４から前記プラズマ処理装置の筐体８０１内部へ搬入し、プラズマ表面処理を終えた基板を搬出口８０５から搬出する。筐体８０１内部において、基板８０２は搬送台８０３に搭載され、搬送台８０３は搬入口８０４と搬出口８０５とを連絡するレール８１０ａ、８１０ｂ上を移動する。
前記プラズマ処理装置の筐体８０１内部には、平行平板の電極を有するプラズマ発生手段８０７、プラズマ発生手段８０７を移動させる可動支持機構８０６等が設けられる。また、必要に応じて、エアカーテン等の公知の気流制御手段や、ランプなどの公知の加熱手段（図示せず）が設けられる。
プラズマ発生手段８０７は、前記プラズマ発生手段８０７を支持する可動支持機構８０６が、基板８０２の搬送方向に配置されたレール８１０ａ、８１０ｂと平行に移動することにより、所定の位置に移動する。また前記搬送台８０３が、レール８１０ａ、８１０ｂ上を移動することにより基板８０２も移動する。実際にプラズマ処理を行う際には、プラズマ発生手段８０７および基板８０２を相対的に移動させればよく、一方が停止していてもよい。また実際に行うプラズマ処理は、プラズマを連続発生させながらプラズマ発生手段８０７および基板８０２を相対的に移動させることで、基板８０２の全面をプラズマ表面処理してもよいし、基板８０２の任意の箇所でのみプラズマを発生させプラズマ表面処理を行ってもよい。
続いてプラズマ発生手段８０７の詳細について図８（Ｂ）を用いて説明する。図８（Ｂ）は、平行平板の電極を有するプラズマ発生手段８０７を示す斜視図である。
図８（Ｂ）において、矢印はガスの経路を示し、８１１，８１２はアルミニウム、銅等の導電性を有する金属に代表される導電物質からなる電極であり、第１の電極８１１は電源（高周波電源）８１９に接続されている。なお第１の電極８１１には、冷却水を循環させるための冷却系（図示せず）が接続されていてもよい。冷却系を設けると、冷却水の循環により連続的に表面処理を行う場合の加熱を防止して、連続処理による効率の向上が可能となる。第２の電極８１２は、第１の電極８１１と同一の形状であり、かつ平行に配置されている。また第２の電極８１２は、８１３に示すように電気的に接地されている。そして、第１の電極８１１と第２の電極８１２は、平行に置かれた下端部において線状のガスの細口を形成する。
なお、この第１の電極８１１又は第二の電極８１２の少なくとも一方の電極の表面を固体誘電体で覆うのが好ましい。固体誘電体に覆われずに電極同士が直接対向する部位があると、そこからアーク放電が生じる。固体誘電体としては、二酸化珪素、酸化アルミニウム、二酸化ジルコニウム、二酸化チタン等の金属酸化物、ポリエチレンテレフタラート、ポリテトラフルオロエチレン等のプラスチック、ガラス、チタン酸バリウム等の複合酸化物等が挙げられる。固体誘電体の形状は、シート状でもフィルム状でもよいが、厚みが０．０５〜４ｍｍであることが好ましい。
この第１の電極８１１と第２の電極８１２の両電極間の空間には、バルブや配管８１４を介してガス供給手段（ガスボンベ）８０９ａよりプロセスガスが供給される。前記両電極間の空間の雰囲気は、前記プロセスガスに１０〜５００ＭＨｚが印加されると、前記空間内にプラズマが発生する。そして、このプラズマにより生成されるイオン、ラジカルなどの化学的に活性な励起種を含む反応性ガス流を基板８０２の表面に向けて照射すると（８１７）、該基板８０２の表面において所定のプラズマ表面処理を行うことができる。このとき、該基板８０２表面とプラズマ発生手段８０７の距離は０．５ｍｍ以下がよい。特に距離を測定するためのセンサを取り付け、前記被処理基板８０２表面とプラズマ発生手段８０７の距離を制御してもよい。
なおガス供給手段（ガスボンベ）８０９ａに充填されるプロセス用ガスは、処理室内で行う表面処理の種類に合わせて適宜設定する。また、排気ガスは、配管８１５やガス中に混入したゴミを除去するフィルタ（図示せず）、バルブ等を介して排気系８０９ｂに回収される。さらにこれら回収した排気ガスを精製し、循環させることによりガスを再利用すれば、ガスの有効利用も可能になる。
大気圧または大気圧近傍（５Ｔｏｒｒ〜８００Ｔｏｒｒの圧力範囲をいう）の圧力で動作するプラズマ処理装置を用いる本発明は、減圧に要する真空引きや大気開放の時間を短縮し、複雑な排気系を配置する必要がない。特に大型基板を用いる場合には、必然的にチャンバーも大型化し、チャンバー内を減圧すると処理時間も長くなってしまうため、大気圧または大気圧近傍の圧力で動作させる本装置は有効であり、製造コストの低減が可能となる。
以上のことから、上記の大気圧プラズマ処理装置を用いて、本発明の実施の形態で薄膜のエッチング、およびレジストのアッシングを行うと、排気系が不必要であることから、従来の排気系を有する装置を用いる場合に比べ、縮小した設置面積で製造を行うことができた。排気手続きを省略することができるので、従来よりも短時間での処理が可能となった。また、電力、水、ガスなどのユーティリィティや薬液の使用量が抑制され、製造コストが低減された。
上記の実施の形態１において被膜のパターンを作製する工程には、前記線状液滴噴射装置と、前記プラズマ処理装置を併用することができる。いずれか一方の手段を使用し、他方を従来の手段に任せることも可能であるが、省スペース化、短時間処理、低コスト化等を考慮すると、上記両装置を併用することが望ましい。また、実施の形態２で示した点状液滴噴射装置及びプラズマ処理装置を組み合わせて用いることもできる。
（実施の形態２）
本発明の実施の形態４は、基板上に被膜のパターン特にＴＦＴ等の配線のパターンを作製するものである。本実施形態では、フォトレジストを用いることなしに基板上に選択的に配線を形成する。
実施の形態１で用いた大気圧または大気圧近傍の圧力でプラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置により、導電性被膜９０２を選択的に成膜する（図９（Ｂ））。導電性被膜の選択的なエッチングは、基板９０１およびプラズマ発生手段９０３を図９（Ｃ）における矢印の方向（図中左方向）に相対的に移動させながら、導電性被膜の成膜を所望する部分でのみプラズマを発生させることで行う。以上のように、導電性被膜で配線のパターン９０４を形成する（図９（Ｄ））。
本発明の実施の形態４では、実施の形態１で示したレジストパターンの形成工程が省略された分、工程を簡略化することができる。しかし、レジストパターンが存在しないため、形成される配線の幅が大気圧プラズマ処理装置の反応性ガス噴射孔の径に大きく影響される。したがって、反応性ガス噴射孔の径の影響が無視できる程度の配線の幅を有する配線パターンの形成に、実施の形態４は適するものである。
以上の配線パターンの作製工程により、実施の形態１と同様に、チャンバー内を減圧にする従来の排気手続きが省略され、短時間での処理が可能となった。また排気系が不必要であることから、従来のようなチャンバー内を減圧にする装置を用いる場合に比べ、縮小したスペースで製造を行うことができた。また、プラズマを選択的に発生させるので、従来よりも反応性ガスの使用量を低減することができる
（実施の形態５）
本発明の実施の形態５は、フォトレジストを用いて基板上に被膜のパターンを形成するが、被膜をエッチングした後、連続的にレジストをアッシングして除去する。
図１０を参照して本実施の形態を説明する。図１０（Ａ）〜図１０（Ｄ）までは、実施の形態１の図２（Ａ）〜図２（Ｄ）までの工程と同様である。まず公知の方法、例えばスパッタまたはＣＶＤ法を用いて、被処理基板１００１上に被１００２を成膜し（図１０（Ａ））、次に液滴噴射ヘッド１００３を有した点状又は線状液滴噴射装置を用いてフォトレジストのパターン１００４を被膜１００２上に形成する（（図１０（Ｂ）〜図１０（Ｃ））。次に、ベークしたレジストパターンをマスクとして、大気圧または大気圧近傍の圧力において、プラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置を用いて、被膜１００２をエッチングする（図１０（Ｄ））。被膜１００２のうちレジストパターン１００４でマスクされていない部分すなわち被膜１００２の露出された部分が、ガスによってエッチングした後、フォトレジストのパターン１００４をアッシングする（図１０（Ｅ））。フォトレジストのパターン１００４をアッシングして、被膜のパターン１００５が形成される（図１０（Ｆ））。このとき、プラズマはフォトレジストのパターンが存在している部分で選択的に発生させればよい。
以上の作製工程により、実施の形態１および実施の形態４と同様に、チャンバー内を減圧にする従来の排気手続きが省略され、短時間での処理が可能となった。また排気系が不必要であることから、従来のようなチャンバー内を減圧にする装置を用いる場合に比べ、縮小したスペースで製造を行うことができた。また、プラズマを選択的に発生させるので、従来よりも反応性ガスの使用量を低減することができる。さらに、フォトレジストをアッシングすることで剥離するため、従来の工程よりも速やかに工程を進めることができる。
【実施例１】  点状又は線状液滴噴射装置と、大気圧または大気圧近傍の圧力において、プラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置を用いた本発明の表示装置の作製方法を説明する。以下、図１１〜図１５を参照して本発明の実施例を説明する。本発明の実施例１はチャネルストップ型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の作製方法である。
ガラス、石英、半導体、プラスチック、プラスチックフィルム、金属、ガラスエポキシ樹脂、セラミックなどの各種材料とする被処理基板１１０１上に、公知の手法により導電性被膜１１０２を成膜する（図１１（Ａ））。本発明の線状の液滴噴射装置により、前記導電性被膜上の必要な箇所にフォトレジスト１１０３を噴射する（図１１（Ｂ））。次に、フォトレジストに覆われていない部分の前記導電性被膜をエッチングする。（図１１（Ｃ））。このときのエッチングは、実施の形態で用いた大気圧および大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置により行ってもよい。導電性被膜１１０２をエッチングする。ゲート電極および配線１１０２の線幅は５〜５０μｍ程度でフォトレジストのパターンを形成することが望ましい。このとき容量電極および配線も同時に作製されることになる。
なお、フォトマスクを使用せずゲート電極および配線のパターンを形成したが、ゲート電極および配線の幅によっては、液滴照射装置によりフォトレジストのパターンを形成した後、フォトマスクを用いて露光し、現像することによってさらに微細なフォトレジストのパターンを形成してもよい。
導電性被膜１１０２は、実施の形態で用いた大気圧および大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置により成膜してもよい。その場合は、液滴噴射装置によりフォトレジストのパターンを形成する必要はない。
次に本発明の大気圧プラズマ装置を用いてアッシングによりレジストを剥離する（図１１（Ｄ））。レジストの剥離は、アッシングに限らず化学薬品によるウェット処理やアッシングとウェット処理との併用でもよい。以下、レジスト剥離については、すべてウェット処理やアッシングとウェット処理との併用でもよいことはいうまでもない。
以上の工程によりゲート電極および配線１１０２、容量電極および配線（図示せず）を形成する。なおゲート電極および配線１１０２、容量電極および配線（図示せず）を形成する材料としてはモリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ネオジム（Ｎｄ）を含むアルミニウム（Ａｌ）等や、これらの積層または合金のような導電性材料を用いることが可能である。
このときの上面図を図１１（Ｅ）に示す。図１１（Ｄ）は図１１（Ｅ）のａ−ａ’の断面図に相当する。
その後、ＣＶＤ法（化学気相反応法）等の公知の方法により、ゲート絶縁膜１２０１を成膜する。本実施例においてはゲート絶縁膜１２０１として、大気圧下でＣＶＤ法により窒化珪素膜を形成するが、酸化珪素膜またはそれらの積層構造を形成してもよい。
さらに公知の方法（スパッタリング法、ＬＰ（減圧）ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで活性半導体層１２０２、窒化珪素膜１２０３を成膜する（図１２（Ａ））。ゲート絶縁膜１２０１、該活性半導体層１２０２、窒化珪素膜１２０３は、チャンバー内を大気解放することなしに連続成膜することが望ましい。該活性半導体層１２０２は非晶質珪素膜に代表される非晶質半導体膜である。窒化珪素膜１２０３は、酸化珪素膜および窒化珪素膜と酸化珪素膜との積層でもよい。
次に線状液滴噴射装置によりフォトレジスト１２０４を形成する（図１２（Ｂ））。フォトレジスト１２０４をマスクとして、フォトレジストに覆われていない部分の窒化珪素膜をエッチングして保護膜１２０５を形成する（図１２（Ｃ））。このときのエッチングは、実施の形態で用いた大気圧および大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置により行ってもよい。保護膜１２０５は、実施の形態で用いた大気圧および大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置により成膜してもよい。その場合は、液滴噴射装置によりフォトレジストのパターンを形成する必要はない。
次に本発明の大気圧プラズマ装置を用いてアッシングによりレジストを剥離する（図１２（Ｄ））。レジストの剥離は、アッシングに限らず化学薬品によるウェット処理やアッシングとウェット処理との併用でもよい。
このときの上面図を図１２（Ｅ）に示す。図１２（Ｄ）は図１２（Ｅ）のａ−ａ’の断面図に相当する。
続いてＮ型の電導型を付与する不純物元素が添加された非晶質半導体膜１３０１（図１３（Ａ））、導電性被膜１３０２（図１３（Ｂ））を被処理基板上の全面に形成する。
その後、本発明の線状液滴噴射装置を用いてフォトレジストのパターン１３０３を形成する（図１３（Ｃ））。次に、フォトレジストで覆われてない部分の導電性被膜、Ｎ型の電導型を付与する不純物元素が添加された非晶質半導体膜および活性半導体層をエッチングして、ソース・ドレイン領域１３０４、ソース・ドレイン電極および配線１３０５を形成する（図１３（Ｄ））。このときのエッチングは、実施の形態で用いた大気圧および大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置により行ってもよい。チャネル形成部においては、前記保護膜１２０５によって、前記保護膜下の該活性半導体層はエッチングされない。
なおソース・ドレイン領域１３０４、ソース・ドレイン電極および配線１３０５の線幅は、５〜２５μｍ程度で描画する。前記ソース・ドレイン電極および配線１３０５を形成する材料としては、ゲート電極、配線と同様にモリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ネオジム（Ｎｄ）を含むアルミニウム（Ａｌ）等や、これらの積層または合金のような導電性材料を用いることが可能である。活性半導体層、ソース・ドレイン領域１３０４、ソース・ドレイン電極および配線１３０５は、実施の形態１で用いた実施の形態１又は２で示した、大気圧および大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置により成膜してもよい。その場合は、液滴噴射装置によりフォトレジストのパターンを形成する必要はない。
次に、本発明の大気圧プラズマ装置を用いてアッシングによりレジストを剥離する（図１３（Ｅ））。レジストの剥離は、アッシングに限らず化学薬品によるウェット処理やアッシングとウェット処理との併用でもよい。
このときの上面図を図１３（Ｆ）に示す。図１３（Ｅ）は図１３（Ｆ）のａ−ａ’の断面図に相当する。
さらにＣＶＤ法など公知の方法により、保護膜１４０１を形成する（図１４（Ａ））。本実施例では、保護膜１４０１として大気圧下でＣＶＤ法により窒化珪素膜を形成するが、酸化珪素膜、またはそれらの積層構造を形成してもよい。またアクリル膜等、有機系樹脂膜を使用することもできる。
その後、線状液滴噴射装置によりフォトレジストを噴射してパターン１４０２を形成する（図１４（Ｂ））。さらに前記大気圧下におけるプラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置を用いて線状のプラズマを形成し、保護膜１４０１のエッチングを行い、コンタクトホール１４０３を形成する（図１４（Ｃ））。このときのエッチングは、実施の形態で用いた大気圧および大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置により行ってもよい。コンタクトホール１４０３の径は、ガス流や電極間に印加する高周波電圧等を調節することで２．５〜３０μｍ程度に形成することが望ましい。
次に、本発明の大気圧プラズマ装置を用いてアッシングによりレジストを剥離する（図１４（Ｄ））。レジストの剥離は、アッシングに限らず化学薬品によるウェット処理やアッシングとウェット処理との併用でもよい。
このときの上面図を図１４（Ｅ）に示す。図１４（Ｄ）は図１４（Ｅ）のａ−ａ’の断面図に相当する。
さらにＣＶＤ法など公知の方法により、ＩＴＯ等の透光性導電膜１５０１を形成する（図１５（Ａ））。その後、線状液滴噴射装置によりフォトレジストを噴射してパターン１５０２を形成する（図１５（Ｂ））。さらに前記大気圧下におけるプラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置を用いて線状のプラズマを形成し、透光性導電膜のエッチングを行い、画素電極１５０３を形成する（図１５（Ｃ））。このときのエッチングは、実施の形態で用いた大気圧および大気圧近傍の圧力で、プラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置により行ってもよい。該画素電極１５０３の材料としてＩＴＯ（酸化インジウム酸化スズ合金）、酸化インジュウム酸化亜鉛合金（Ｉｎ２Ｏ３）−ＺｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等の透明導電膜だけでなく、モリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ネオジム（Ｎｄ）を含むアルミニウム（Ａｌ）等や、これらの積層または合金のような導電性材料を用いることが可能である。
次に、本発明の大気圧プラズマ装置を用いてアッシングによりレジストを剥離する（図１５（Ｄ））。レジストの剥離は、アッシングに限らず化学薬品によるウェット処理やアッシングとウェット処理との併用でもよい。
このときの上面図を図１５（Ｅ）に示す。図１５（Ｄ）は図１５（Ｅ）のａ−ａ’の断面図に相当する。
本実施例１ではチャネルストップ型の薄膜トランジスタの作製例を示したが、チャネルストップ膜を用いることのない、チャネルエッチ型の薄膜トランジスタを前記装置によって作製してもよいことはいうまでもない。
本実施例１で示したように、本発明による前記点状又は線状液滴照射装置、並びに大気圧および大気圧近傍の圧力でプラズマ発生手段を有する前記プラズマ処理装置を用いればフォトマスクを用いることなく、本発明の実施例１における表示装置を作製することができる。
本実施例１では、従来フォトリソプロセスで用いられたフォトマスクを使用することなく、チャネルストップ型の薄膜トランジスタを作製する例を示した。本発明による前記点状又は線状液滴照射装置、並びに大気圧および大気圧近傍の圧力でプラズマ発生手段を有する前記プラズマ処理装置を用いることにより、保護膜を用いることのない、チャネルエッチ型の薄膜トランジスタを作製してもよいことはいうまでもない。
実施例１では非晶質半導体膜を用いた表示装置の作製方法を示したが、同様の作製方法を用いてポリシリコンに代表される結晶性半導体を用いた表示装置を作製することもできる。
また、上記非晶質半導体および結晶性半導体膜を用いた表示装置は液晶表示装置であるが、同様の作製方法を自発光表示装置（ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）表示装置）に適用してもよい。
【実施例２】  点状又は線状液滴噴射装置と、大気圧または大気圧近傍の圧力において、プラズマ発生手段を有するプラズマ処理装置を用いた本発明の表示装置の作製方法を説明する。以下、図１６を参照して本発明の実施例２を説明する。本発明の実施例２はチャネルエッチ型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の作製方法である。なお実施例１で示したチャネルストップ型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）の作製方法と共通の所は適宜、図１１〜１５を用いて説明することとする。
図１１で説明した方法を用いて被処理基板１６０１上にゲート電極および配線１６０２、容量電極および配線（図示せず）を形成する。なおゲート電極および配線１６０２、容量電極および配線（図示せず）を形成する材料としてはモリブデン（Ｍｏ）、チタン（Ｔｉ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、クロム（Ｃｒ）、アルミニウム（Ａｌ）、銅（Ｃｕ）、ネオジム（Ｎｄ）を含むアルミニウム（Ａｌ）等や、これらの積層または合金のような導電性材料を用いることが可能である。
その後、ＣＶＤ法（化学気相反応法）等の公知の方法により、ゲート絶縁膜１６０３を成膜する。本実施例においてはゲート絶縁膜１６０３として、大気圧下でＣＶＤ法により窒化珪素膜を形成するが、酸化珪素膜またはそれらの積層構造を形成してもよい。
さらに公知の方法（スパッタリング法、ＬＰ（減圧）ＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）により２５〜８０ｎｍ（好ましくは３０〜６０ｎｍ）の厚さで活性半導体層１６０４を形成し、続いてＮ型の電導型を付与する不純物元素が添加された非晶質半導体膜１６０５、導電性被膜１６０６を被処理基板１６０１上の全面に形成する（図１６（Ａ））。
次に点状又は線状液滴噴射装置によりフォトレジスト１６０７を形成する。そしてフォトレジスト１６０７をマスクとして、フォトレジストに覆われていない部分の活性半導体層１６０４、非晶質半導体膜１６０５、導電性被膜１６０６をエッチングしてパターニングする（図１６（Ｂ））。
次に本発明の大気圧プラズマ装置を用いてアッシングによりレジスト１６０７を剥離する。レジストの剥離は、アッシングに限らず化学薬品によるウェット処理やアッシングとウェット処理との併用でもよい。そしてさらに点状又は線状液滴噴射装置によりフォトレジスト１６０８を形成する。続いてフォトレジストをマスクとしてエッチングを行い、レジストで覆われてない部分の導電性被膜、Ｎ型の電導型を付与する不純物元素が添加された非晶質半導体膜を除去し、活性半導体層を露呈させる。こうしてソース・ドレイン領域１６０５、ソース・ドレイン電極および配線１６０６を形成する（図１６（Ｄ））。
次に本発明の大気圧プラズマ装置を用いてアッシングによりレジスト１６０８を剥離する。レジストの剥離は、アッシングに限らず化学薬品によるウェット処理やアッシングとウェット処理との併用でもよい（図１６（Ｅ））。
このときの上面図を図１６（Ｆ）に示す。図１６（Ｆ）は図１６（Ｅ）のａ−ａ’の断面図に相当する。
その後は実施例１で図１４、図１５を用いて説明したような工程を経てチャネルエッチ型の薄膜トランジスタを用いた表示装置を作製することができる
本実施例２で示したように、本発明による前記点状又は線状液滴照射装置、並びに大気圧および大気圧近傍の圧力でプラズマ発生手段を有する前記プラズマ処理装置を用いればフォトマスクを用いることなく、本発明の実施例２における表示装置を作製することができる。
実施例２では非晶質半導体膜を用いた表示装置の作製方法を示したが、同様の作製方法を用いてポリシリコンに代表される結晶性半導体を用いた表示装置を作製することもできる。
また、上記非晶質半導体および結晶性半導体膜を用いた表示装置は液晶表示装置であるが、同様の作製方法を自発光表示装置（ＥＬ（エレクトロ・ルミネッセンス）表示装置）に適用してもよい。
【実施例３】  本発明を用いて様々な電子機器を完成させることができる。その具体例について図１７を用いて説明する。
図１７（Ａ）は例えば２０〜８０インチの大型の表示部を有する表示装置であり、筐体４００１、支持台４００２、表示部４００３、スピーカー部４００４、ビデオ入力端子４００５等を含む。本発明は、表示部４００３の作製に適用される。このような大型の表示装置は、生産性やコストの面から、いわゆる第五世代（１０００×１２００ｍｍ２）、第六世代（１４００×１６００ｍｍ２）、第七世代（１５００×１８００ｍｍ２）のようなメータ角の大型基板を用いて作製することが好適である。
図１３（Ｂ）は、ノート型パーソナルコンピュータであり、本体４２０１、筐体４２０２、表示部４２０３、キーボード４２０４、外部接続ポート４２０５、ポインティングマウス４２０６等を含む。本発明は、表示部４２０３の作製に適用される。
図１３（Ｃ）は記録媒体を備えた携帯型の画像再生装置（具体的にはＤＶＤ再生装置）であり、本体４４０１、筐体４４０２、表示部Ａ４４０３、表示部Ｂ４４０４、記録媒体（ＤＶＤ等）読み込み部４４０５、操作キー４４０６、スピーカー部４４０７等を含む。表示部Ａ４４０３は主として画像情報を表示し、表示部Ｂ４４０４は主として文字情報を表示するが、本発明は、これら表示部Ａ、Ｂ４４０３、４４０４の作製に適用される。
以上の様に、本発明の適用範囲は極めて広く、本発明をあらゆる分野の電気器具の作製に適用することが可能である。また、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【実施例４】  本実施例は、配線パターンを形成するために、金属微粒子を有機溶媒中に分散させた組成物を用いている。金属微粒子は平均粒径が１〜５０ｎｍ、好ましくは３〜７ｎｍのものを用いる。
代表的には、銀又は金の微粒子であり、その表面にアミン、アルコール、チオールなどのの分散剤を被覆したものである。有機溶媒はフェノール樹脂やエポキシ系樹脂などであり、熱硬化性又は光硬化性のものを適用している。この組成物の粘度調整は、チキソ剤若しくは希釈溶剤を添加すれば良い。
液滴噴射ヘッドによって、被形成面に適量吐出された組成物は、加熱処理により、又は光照射処理により有機溶媒を硬化させる。有機溶媒の硬化に伴う体積収縮で金属微粒子間は接触し、融合、融着若しくは凝集が促進される。すなわち、平均粒径が１〜５０ｎｍ、好ましくは３〜７ｎｍの金属微粒子が融合、融着若しくは凝集した配線が形成される。このように、融合、融着若しくは凝集により金属微粒子同士が面接触する状態を形成することにより、配線の低抵抗化を実現することができる。
本発明は、このような組成物を用いて配線パターンを形成することで、線幅が１〜１０μｍ程度の配線パターンの形成も容易になる。また、同様にコンタクトホールの直径が１〜１０μｍ程度であっても、組成物をその中に充填することができる。すなわち、微細な配線パターンで多層配線構造を形成することができる。
なお、金属微粒子の換わりに、絶縁物質の微粒子を用いれば、同様に絶縁性のパターンを形成することができる。
また、本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。
【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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【国際調査報告】
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