(57)【要約】【課題】パターニング後に得られる有機半導体層のダメージを少なくできる有機デバイスの製造方法を提供する。【解決手段】有機デバイスの製造方法は、微細気泡含有液体（図３Ｂに矢印で示す）を用いて、基板１０上に形成された有機半導体層１３のパターニングを行う構成になっている。微細気泡含有液体は、基板１０上に形成された有機半導体層１３に向けて噴射される構成であってよい。【選択図】図３Ｂ
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
微細気泡含有液体を用いて、基板上に形成された有機半導体層のパターニングを行うことを特徴とする有機デバイスの製造方法。
【請求項２】
前記有機半導体層のパターニングを行う際に、前記微細気泡含有液体が前記有機半導体層に向けて噴射されることを特徴とする請求項１に記載の有機デバイスの製造方法。
【請求項３】
前記有機半導体層のパターニングを行う際には、前記有機半導体層の一部が一時的に保護層で覆われて、前記微細気泡含有液体に晒されない状態とされ、
前記微細気泡含有液体による前記有機半導体層の所望の分解が達成される前に、前記保護層が分解されて無くならないように、前記保護層の厚みが設計されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の有機デバイスの製造方法。
【請求項４】
前記微細気泡を形成する気体には、オゾン、酸素、窒素、二酸化炭素、希ガス、及び、空気のうちの少なくとも一つが含まれることを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の有機デバイスの製造方法。
【請求項５】
基板上に形成された有機半導体層のパターニングを行うために使用される有機デバイスの製造装置であって、
微細気泡含有液体を生成する生成部と、
前記有機半導体層が設けられた前記基板に向けて、前記微細気泡含有液体を噴射する噴射部と、
を備えることを特徴とする有機デバイスの製造装置。
【請求項６】
前記噴射部は複数の噴射ノズルを有することを特徴とする請求項５に記載の有機デバイスの製造装置。
【請求項７】
前記基板を搬送する搬送機構を更に備え、
前記複数の噴射ノズルは、前記搬送機構によって搬送される前記基板の表面に平行、且つ、前記基板の搬送方向に直交する方向に並べられていることを特徴とする請求項６に記載の有機デバイスの製造装置。
【請求項８】
前記噴射ノズルは、前記基板の搬送方向に直交する方向にジグザグ状に配置されていることを特徴とする請求項７に記載の有機デバイスの製造装置。
【請求項９】
前記噴射部は、前記基板の表面に対して斜めに前記微細気泡含有液体を噴射することを特徴とする請求項５から８のいずれかに記載の有機デバイスの製造装置。
【請求項１０】
前記基板を搬送する搬送機構を更に備え、
前記微細気泡含有液体の噴射方向には、前記基板の搬送方向と反対方向の成分が含まれることを特徴とする請求項９に記載の有機デバイスの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、有機デバイスの製造方法及び製造装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、有機半導体材料を用いて形成される有機ＴＦＴ(Thin Film Transistor)等の有機デバイスが知られている（例えば特許文献１参照）。例えば液晶や有機ＥＬディスプレイ等に、有機ＴＦＴが使用されている。このようなディスプレイにおいて、各ＴＦＴの有機半導体層は、他のＴＦＴの有機半導体層から分離するように、アイランド化（孤立化）されている。
【０００３】
有機半導体層のアイランド化の達成手法としては、例えば特許文献１に開示されるように、プラズマ等の活性エネルギー線を使用する手法や、薬液（有機系や無機系の溶剤）を使用する手法が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２９４７２３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、有機半導体層のパターニングのためにプラズマや薬液が用いられた場合、移動度が低下する等、有機トランジスタの特性が劣化することがあった。有機半導体層のパターニングにプラズマが用いられた場合、アイランド化された有機半導体層にプラズマダメージが与えられたり、温度上昇によるダメージが与えられたりすることが考えられる。また、有機半導体層のパターニングに薬液が用いられた場合、アイランド化された有機半導体層に薬液が侵入する等のダメージが与えられることが考えられる。
【０００６】
以上の点に鑑みて、本発明の目的は、パターニング後に得られる有機半導体層のダメージを少なくできる有機デバイスの製造方法を提供することである。また、本発明の他の目的は、そのような有機デバイスの製造方法に好適な製造装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明の有機デバイスの製造方法は、微細気泡含有液体を用いて、基板上に形成された有機半導体層のパターニングを行う構成（第１の構成）になっている。
【０００８】
なお、本発明（本明細書）における微細気泡とは、直径がマイクロメートルオーダー以下の気泡のことで、好ましくは、直径が５０μｍ以下の気泡のことである。本発明の微細気泡含有液体としては、好ましくは、いわゆる、マイクロバブル水、ナノバブル水、或いは、マイクロナノバブル水と呼ばれるものが該当する。
【０００９】
本構成によれば、微細気泡の圧壊によって生じる酸化性ラジカルを利用して、有機半導体層を酸化分解し、有機半導体層のパターニングを達成できる。酸化性ラジカルは寿命が短く、パターニング後に残留しない。また、有機半導体層は、酸化性ラジカルによって水と二酸化炭素に分解される。このために、酸素プラズマが用いられる場合のように、パターニング後に得られる有機半導体層に、プラズマによるダメージや温度上昇によるダメージが与えることがない。また、薬液が用いられる場合のように、パターニング後に得られる有機半導体層に溶剤成分が侵入して有機半導体層にダメージが与えられることがない。
【００１０】
上記第１の構成の有機デバイスの製造方法において、前記有機半導体層のパターニングを行う際に、前記微細気泡含有液体が前記有機半導体層に向けて噴射される構成（第２の構成）が採用されるのが好ましい。本構成によれば、微細気泡の圧壊を引き起こしやすい。
【００１１】
上記第１又は第２の構成の有機デバイスの製造方法において、前記有機半導体層のパターニングを行う際には、前記有機半導体層の一部が一時的に保護層で覆われて、前記微細気泡含有液体に晒されない状態とされ、前記微細気泡含有液体による前記有機半導体層の所望の分解が達成される前に、前記保護層が分解されて無くならないように、前記保護層の厚みが設計されている構成（第３の構成）が好ましい。本構成によれば、有機半導体層を所望の形状にパターニングしやすい。
【００１２】
上記第１から第３のいずれかの構成の有機デバイスの製造方法において、前記微細気泡を形成する気体には、オゾン、酸素、窒素、二酸化炭素、希ガス、及び、空気のうちの少なくとも一つが含まれる構成（第４の構成）としてよい。
【００１３】
また、上記目的を達成するために本発明の有機デバイスの製造装置は、基板上に形成された有機半導体層のパターニングを行うために使用される有機デバイスの製造装置であって、微細気泡含有液体を生成する生成部と、前記有機半導体層が設けられた前記基板に向けて、前記微細気泡含有液体を噴射する噴射部と、を備える構成（第５の構成）になっている。
【００１４】
本構成によれば、微細気泡の圧壊によって生じる酸化性ラジカルを利用して、有機半導体層を酸化分解する構成を実現し易い。また、本構成の製造装置では、有機半導体層の酸化分解に使用された後の廃水（使用後の微細気泡含有液体）を簡単な処理で装置外に排出することも可能である。すなわち、環境に対する負荷の少ない製造装置の提供が可能である。前述の簡単な処理を例示すると、微細気泡がオゾンによって形成されるものである場合、廃水に紫外線を照射する処理が挙げられる。この場合には、オゾンが紫外線によって分解されるために、廃水が無害化される。
【００１５】
上記第５の構成の有機デバイスの製造装置において、前記噴射部は複数の噴射ノズルを有する構成（第６の構成）であってよい。本構成によれば、有機半導体層のパターニングを効率良く行える。
【００１６】
上記第６の構成の有機デバイスの製造装置は、前記基板を搬送する搬送機構を更に備え、前記複数の噴射ノズルは、前記搬送機構によって搬送される前記基板の表面に平行、且つ、前記基板の搬送方向に直交する方向に並べられている構成（第７の構成）であってよい。本構成では、複数の噴射ノズルは、例えば一列にまっすぐと並べられてよい。
【００１７】
上記第７の構成の有機デバイスの製造装置において、前記噴射ノズルは、前記基板の搬送方向に直交する方向にジグザグ状に配置されている構成（第８の構成）であってもよい。本構成によれば、噴射部のサイズが大型化するのを抑制しつつ、基板（有機半導体層）に噴射する微細気泡含有液体の量を増やすことが可能である。
【００１８】
上記第５から第８の構成の有機デバイスの製造装置において、前記噴射部は、前記基板の表面に対して斜めに前記微細気泡含有液体を噴射する構成（第９の構成）であってもよい。本構成によれば、パターニング処理が完了した部分に、使用後の微細気泡含有液体がかかり難くできる。
【００１９】
上記第９の構成の有機デバイスの製造装置は、前記基板を搬送する搬送機構を更に備え、前記微細気泡含有液体の噴射方向には、前記基板の搬送方向と反対方向の成分が含まれる構成（第１０の構成）であってよい。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によると、パターニング後に得られる有機半導体層のダメージが少ない有機デバイスの製造方法を提供できる。また、本発明によると、前述した有機デバイスの製造方法に好適な製造装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】本発明が適用される第１実施形態の有機ＴＦＴを上から見た場合の概略平面図
【図２】図１のＡ−Ａ位置における概略断面図
【図３Ａ】第１実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図３Ｂ】第１実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図３Ｃ】第１実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図３Ｄ】第１実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図４】本発明の実施形態に係る有機デバイスの製造装置を上から見た場合の概略図
【図５】本発明の実施形態に係る有機デバイスの製造装置を側面から見た場合の概略図
【図６】本発明の実施形態に係る有機デバイスの製造装置の第１の変形例を説明するための図
【図７】本発明の実施形態に係る有機デバイスの製造装置の第２の変形例を説明するための図
【図８Ａ】第２実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図８Ｂ】第２実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図８Ｃ】第２実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図８Ｄ】第２実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図９Ａ】第３実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図９Ｂ】第３実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図９Ｃ】第３実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図９Ｄ】第３実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図１０Ａ】第４実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図１０Ｂ】第４実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図１０Ｃ】第４実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【図１０Ｄ】第４実施形態の有機ＴＦＴの製造方法を説明するための概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００２２】
以下、本発明の有機デバイスの製造方法及び製造装置の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下においては、本発明が適用される有機デバイスが有機薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）である場合を例に説明する。ただし、このことは、本発明が適用される有機デバイスが有機ＴＦＴに限定されるということを意味するものではない。本発明は、製造工程の中に、有機半導体層のパターニング工程を含む有機デバイスに対して広く適用可能である。
【００２３】
＜第１実施形態＞
（有機ＴＦＴの構成）
まず、本発明が適用される第１実施形態の有機ＴＦＴの構造について説明する。図１は、本発明が適用される第１実施形態の有機ＴＦＴ１を上から見た場合の概略平面図である。図２は、図１のＡ−Ａ位置における概略断面図である。
【００２４】
図１及び図２に示されるように、第１実施形態の有機ＴＦＴ１は、基板１０上に直接配設されたゲート電極１１を有する。なお、図１において、一点鎖線で囲まれた逆Ｔ字状の領域が、ゲート電極１１が形成された領域に該当する。ゲート電極１１の上には、ゲート絶縁膜１２、アイランド化された有機半導体層１３が、この順で積層されている。すなわち、有機ＴＦＴ１は、いわゆるボトムゲート型の構造を有する。
【００２５】
また、有機ＴＦＴ１は、ゲート絶縁膜１２上に直接配設されるとともに、有機半導体層１３を側面から挟むように配置されるソース電極１４及びドレイン電極１５を有する。ソース電極１４とドレイン電極１５とは、いずれも、有機半導体層１３と接するとともに、その一部が有機半導体層１３の下に位置する構造となっている。すなわち、有機ＴＦＴ１は、いわゆるボトムコンタクト型の構造を有する。
【００２６】
基板１０は、例えばアクリル樹脂、ポリイミド樹脂、ポリエーテルスルホン樹脂等の高分子材料とできる。このような材料が選択された場合、フレキシブルディスプレイを実現し易い。また、基板１０は、例えばガラスや石英等の無機材料で構成されてもよい。
【００２７】
ゲート電極１１、ソース電極１４、及び、ドレイン電極１５は、低抵抗な導電体で形成されるのが好ましく、これらの材料は、その使用目的に応じて適宜決定されればよい。これらの電極を構成する具体的な材料として、例えば、アルミニウム（Ａｌ）、チタン（Ｔｉ）、銅（Ｃｕ）、モリブデン（Ｍｏ）、タングステン（Ｗ）、金（Ａｕ）、白金（Ｐｔ）等の金属が挙げられる。これらの金属は、単層構造であってもよいし、複数種類の金属が積層された積層構造であっても構わない。また、電極材料は、例えばＩＴＯ（ＩｎＳｎＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、ＩＺＯ（ＩｎＺｎＯ）、ＩＧＺＯ（ＩｎＧａＺｎＯ）等の金属酸化物でもよい。その他、電極材料は、例えば不純物が注入された低抵抗シリコンや、ドープド・ポリアニリンのような導電性高分子であっても構わない。
【００２８】
ゲート絶縁膜１２は、絶縁性に優れる物質で構成されればよく、その材料は特に限定されるものではない。ゲート絶縁膜１２は、例えば、フッ素系樹脂、ポリイミド系樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、パリレン等の有機材料とできる。また、ゲート絶縁膜１２は、例えば、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等の無機材料とすることもできる。更に、ゲート絶縁膜１２を有機材料又は無機材料で構成する場合、単層構造でもよいし、複数種類の物質が積層された積層構造であってもよい。また、ゲート絶縁膜１２は、有機材料層と無機材料層とが組み合わせられた有機無機積層膜であってもよい。
【００２９】
有機半導体層１３は、有機材料を主成分として含む層である。有機半導体層１３を構成する材料は、公知の有機ＴＦＴに用いられる有機半導体でよく、特に限定されるものではない。例えば、有機半導体層１３は、フラーレン、フラーレン誘導体、ペンタセン、ペンタセン誘導体、ペリレン誘導体、フタロシアニン、オリゴチオフェン、ポリチオフェン等の有機半導体材料によって構成することができる。
【００３０】
なお、図１及び図２では、図示が省略されているが、有機ＴＦＴ１は、少なくとも有機半導体層１３を覆う保護膜を備えるのが好ましい。保護膜により、有機半導体層１３に対して、外部から有機材料そのもの或いはデバイスの動作に悪影響を及ぼす物質が侵入する事態を防止可能になる。保護膜は、例えばフッ素系樹脂、ポリイミド樹脂、アクリル系樹脂、ポリビニルピロリドン（ＰＶＰ）、ポリビニルアルコール（ＰＶＡ）、ポリメチルメタクリレート（ＰＭＭＡ）、パリレン等の有機材料とできる。また、保護膜は、窒化ケイ素（ＳｉＮ）、酸化ケイ素（ＳｉＯ2）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ2Ｏ3）等の無機材料でも構わない。
【００３１】
（有機ＴＦＴの製造方法）
次に、以上のように構成される、ボトムゲート・ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１の製造方法について、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、及び図３Ｄを参照しながら説明する。図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、及び図３Ｄは、第１実施形態の有機ＴＦＴ１の製造方法を説明するための概略断面図であり、有機ＴＦＴ１の製造は、図３Ａ、図３Ｂ、図３Ｃ、図３Ｄの順に進む。
【００３２】
有機ＴＦＴ１の製造にあたっては、まず、基板１０上にゲート電極１１が形成される。ゲート電極１１の形成方法は特に限定されるものではないが、ゲート電極１１は、例えば、基板１０上に導電材料を成膜し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングにすることによって得られる。なお、導電材料の成膜には、スパッタ法、イオンプレーティング法、真空蒸着法、ＣＶＤ法等、種々の方法を用いることが可能である。また、例えば塗布法または印刷法等によりパターニングされたゲート電極１１を基板１０上に直接形成する等してもよい。
【００３３】
ゲート電極１１の形成後、ゲート絶縁膜１２がゲート電極１１に重畳するように成膜される。ゲート絶縁膜１２の成膜方法には、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、塗布法、印刷法等、種々の方法を用いることが可能である。
【００３４】
ゲート絶縁膜１２が成膜されると、その上に、ソース電極１４と、ドレイン電極１５とが同時に形成される。これらの電極１４、１５は、例えば、スパッタ法等を用いてゲート絶縁膜１２上に導電材料を成膜し、フォトリソグラフィー法を用いてパターニングすることによって得られる。また、例えば、塗布法または印刷法等によりパターニングされたソース電極１４及びドレイン電極１５をゲート絶縁膜１２上に直接形成するなど、他の種々の方法が用いられてもよい。
【００３５】
ソース電極１４及びドレイン電極１５の形成後、有機半導体層１３がソース電極１４およびドレイン電極１５に重畳するように成膜される。有機半導体層１３は、例えば、抵抗加熱による真空蒸着法を用いて成膜できる。また、有機半導体層１３が可溶性の材料から構成される場合、塗布法または印刷法等を用いて成膜できる。以上により、図３Ａの状態が得られる。
【００３６】
次に、図３Ｂに示すように、有機半導体層１３をパターニングする（アイランド化する）ために、有機半導体層１３の一部を覆うように、フォトリソグラフィー法を用いてレジスト層１６が形成される。レジスト層１６は、本発明の保護層の一例である。レジスト層１６を形成するための材料としては、特に限定されるものではないが、例えば、ノボラック樹脂に、感光材料であるオルソナフトキノンジアジド（ＮＧＤ）化合物が混合された組成物が使用される。なお、レジスト層１６は、有機半導体層１３の膜厚よりも十分厚く形成されるのが好ましい。この理由は後述する。
【００３７】
レジスト層１６が形成されると、図３Ｂに矢印で示すように、オゾンマイクロナノバブル水が有機半導体層１３（基板１０）に向けて噴射される。オゾンマイクロナノバブル水は、オゾンのマイクロナノバブル（マイクロメートルレベルからナノメートルレベル近くにまで小さくした気泡）を含む水である。なお、オゾンマイクロナノバブル水には、オゾン以外に、例えば、静電気防止用に水に溶解されるアンモニア等や、界面活性剤等の添加物が含まれてよい。
【００３８】
オゾンマイクロナノバブル水が有機半導体層１３に噴射されると、有機半導体層１３との衝突によって、オゾンマイクロナノバブル（微細気泡の一例）が圧壊する。この圧壊時に生じるエネルギーによって、有機半導体層１３の表面にヒドロキシラジカル（・ＯＨ）等の酸化性ラジカルが発生する。この酸化性ラジカルにより、有機半導体層１３が酸化分解され（二酸化炭素と水になる）、有機半導体層１３のパターニング（アイランド化）が達成される。この後、レジスト層１６が除去されて、図３Ｃの状態になる。
【００３９】
ところで、有機物で構成されるレジスト層１６は、有機半導体層１３と同様に、オゾンマイクロナノバブル水によって分解される。有機半導体層１３に対する所望の分解が達成される（本例では図３Ｃの状態が該当）前に、レジスト層１３が先に分解されて無くなってしまっては都合が悪い。レジスト層１３の膜厚は、この点を考慮して設計されている。一例として、本実施形態では、レジスト層１６の膜厚が有機半導体層１３の膜厚よりも十分厚く設計されている。ただし、レジスト層１６が、有機半導体層１３に比べてオゾンマイクロナノバブル水によって分解され難い分子設計である場合等、場合によっては、レジスト層１６の膜厚は有機半導体層１３の膜厚よりも薄くされてもよい。
【００４０】
なお、オゾンマイクロナノバブル水は、本発明の微細気泡含有液体の一例である。また、微細気泡を形成する気体は、オゾンに限定される趣旨ではなく、例えば、酸素、窒素、二酸化炭素、希ガス、又は、空気であってもよい。また、微細気泡を形成する気体は一種類に限らず、例えば、オゾン、酸素、窒素、二酸化炭素、希ガス、及び、空気のうちから選択される二種以上の気体が混合されたものでも構わない。
【００４１】
また、以上では、オゾンマイクロナノバブル水を有機半導体層１３に向けて噴射することによって、オゾンマイクロナノバブルの圧壊を引き起こしたが、他の手法によってオゾンマイクロナノバブルの圧壊を引き起こしてもよい。例えば、オゾンマイクロナノバブル水で満たした容器の中に基板１０（図３Ｂの如く各層が積層された基板）を浸漬し、オゾンマイクロナノバブル水を撹拌するか、若しくは、基板１０を揺らす方法が採用されてもよい。また、別の方法として、基板１０を回転させながら、オゾンマイクロナノバブル水を掛け流す方法が採用されてもよい。
【００４２】
オゾンマイクロナノバブル水を用いた有機半導体層１３のパターニングが終了すると（図３Ｃの状態となると）、最後に、有機半導体層１３、ソース電極１４、及びドレイン電極１５を覆うように保護膜１７の成膜が行われて、有機ＴＦＴ１の製造が完了する（図３Ｄの状態）。保護膜１７の成膜方法には、スパッタ法、真空蒸着法、ＣＶＤ法、塗布法、印刷法等、種々の方法を用いることが可能である。
【００４３】
以上のように、有機ＴＦＴ１における有機半導体層１３のパターニングの際にオゾンマイクロナノバブル水が用いられると、従来の構成に比べて、有機半導体層１３に対するダメージを抑制できる。ここで、従来の構成とは、上述したプラズマや薬剤を用いて有機半導体層１３のパターニングを行う構成を想定している。
【００４４】
また、上述のオゾンマイクロナノバブル水が用いられる構成では、有機半導体層１３の下側に設けられるソース電極１４及びドレイン電極１５（下地）の表面に、有機半導体層１３の除去に伴って異物が残存することがない。これは、上述のように有機半導体層１３が二酸化炭素及び水に分解されるからである。また、オゾンマイクロナノバブル水を用いる構成では、ソース電極１４及びドレイン電極１５（下地）の表面が酸化されることに伴って親水性となり易い。また、下地は、その上に有機半導体層１３が形成される前に、その表面が僅かに有機物で汚染されることがある。このような有機物汚染は下地表面を疎水化し、保護膜１７との密着性を阻害する原因となるが、オゾンマイクロナノバブル水を用いて有機半導体層１３をパターニングする際に、このような有機物汚染は除去される。この意味でも、オゾンマイクロナノバブル水を用いる構成では、下地が親水性となる効果を期待できる。以上の理由により、保護膜１７と、ソース電極１４及びドレイン電極１５との密着性の向上が期待でき、有機ＴＦＴ１の信頼性が向上することが期待できる。
【００４５】
その他、有機半導体層１３のパターニングに使用された後のオゾンマイクロナノバブル水（廃水）は、紫外線の照射によってオゾンを分解して簡単に無害化できる。このために、薬剤によるエッチングを利用して有機半導体層１３のパターニングを行う場合に比べて、環境への負荷を低減可能である。
【００４６】
（有機デバイスの製造装置）
ここで、基板１０上に形成された有機半導体層１３に向けてオゾンマイクロナノバブル水を噴射することによって、有機半導体層１３のパターニングが行われる、有機デバイス（有機ＴＦＴ１）の製造装置の一例を示しておく。
【００４７】
図４は、本発明の実施形態に係る有機デバイスの製造装置５０を上から見た場合の概略図である。また、図５は、本発明の実施形態に係る有機デバイスの製造装置５０を側面から見た場合の概略図である。
【００４８】
図４及び図５に示すように、製造装置５０は、処理室５１と搬送機構５２とを備える。処理室５１は、基板１０上に形成された有機半導体層１３に向けてオゾンマイクロナノバブル水を噴射して処理する部屋である。また、搬送機構５２は、有機半導体層１３のパターニングのための準備ができた基板１０（例えば図３Ｂの状態が想定される）を処理室５１内に送り込むとともに、有機半導体層１３のパターニングが完了（有機半導体層１３の分解が完了）した基板１０を処理室５１外へと搬送する。搬送機構５２による基板１０の搬送速度は、有機半導体層１３のパターニングという目的が達成される範囲で適宜調整される。
【００４９】
なお、搬送機構５２は基板１０を所定の方向に搬送できるものであればよく、その構成は特に限定されるものではない。搬送機構５２としては、例えば、複数の搬送ローラと、搬送ローラの回転とともに駆動する搬送ベルトと、搬送ローラを駆動するモータと、を備える公知の搬送機構が適用できる。
【００５０】
処理室５１には、噴射ノズルユニット５１１（本発明の噴射部の一例）が備えられる。噴射ノズルユニット５１１は、複数の噴射ノズル５１１ａを備える（図４参照）。複数の噴射ノズル５１１ａは、搬送機構５２によって搬送される基板１０（有機半導体層１３）の表面に平行、且つ、搬送方向に直交する方向（図４において上下方向、図５において紙面と垂直な方向）に一列に並んでいる。このように複数の噴射ノズル５１１ａが設けられることによって、オゾンマイクロナノバブル水が噴射される範囲を基板１０の幅（図４において上下方向の長さが該当）に合わせることが可能になる。
【００５１】
なお、複数の噴射ノズル５１１ａは、図６に示されるように、搬送される基板１０の表面に平行、且つ、搬送方向に直交する方向に、一列ではなく、ジグザグ状（互い違いに位置が入れ替えられた状態）に並べられてよい。このように噴射ノズルユニット５１１が構成された場合、噴射ノズルユニット５１１の大きさをほとんど大きくすることなく、噴射ノズル５１１ａの数を増やせる。
【００５２】
また、複数の噴射ノズル５１１ａのそれぞれは、図７に示すように、オゾンマイクロナノバブル水を基板１０（有機半導体層１３）の表面に対して斜めに噴射するように、傾斜配置されてよい。詳細には、噴射ノズル５１１ａから噴射されるオゾンマイクロナノバブル水の噴射方向に、基板１０の搬送方向と反対方向の成分（図７の左方向成分）が含まれるように、噴射ノズル５１１ａの傾斜方向が調整されてよい。このように噴射ノズルユニット５１１が構成された場合、既にパターニングが完了した部分にオゾンマイクロナノバブル水がかかり難くなる。
【００５３】
噴射ノズルユニット５１１は、オゾンマイクロナノバブル水を生成する生成部５３に接続パイプＰを介して繋がっている。噴射ノズルユニット５１１は、生成部５３からオゾンマイクロナノバブル水の供給を受けて、オゾンマイクロナノバブル水を噴射することが可能になっている。
【００５４】
図５に示すように、生成部５３は純水装置５３１を備える。純水装置５３１としては、公知の構成のものが用いられればよいが、純水装置５３１は、有機物や微粒子等の不純物が取り除かれた高純度の水を生成可能な装置であるのが好ましい。純水装置５３１で生成された純水は、ポンプ５３２及び接続パイプＰによって、フィルタ５３３を経てマイクロナノバブル発生器５３７に送られる。なお、フィルタ５３３は、純水の清浄度を高めるために設けられるが、場合によっては無くしても構わない。
【００５５】
また、生成部５３は、酸素ボンベ（或いは空気）等を用いてオゾンを発生させる、公知のオゾン発生装置５３４を備える。オゾン発生装置５３４で発生されたオゾンは、コンプレッサ５３５及び接続パイプＰによってマイクロナノバブル発生器５３７に送られる。なお、本実施形態では、コンプレッサ５３５とマイクロナノバブル発生器５３７との間に開閉弁５３６が設けられる。この開閉弁５３６の開閉によって、オゾン発生装置５３４からマイクロナノバブル発生器５３７へ供給するオゾンの量が調節可能になっている。
【００５６】
なお、マイクロナノバブルがオゾンではなく、酸素、窒素、二酸化炭素、希ガス、或いは、空気によって形成される場合は、オゾン発生装置５３４に代えて、これらに対応するボンベが配置されればよい。また、混合ガスを用いてマイクロナノバブルを生成する場合には、例えば、複数種類のボンベがマイクロナノバブル発生器５３７に接続される構成としてよい。
【００５７】
マイクロナノバブル発生器５３７は、純水装置５３１から供給された純水と、オゾン発生装置５３４から供給されたオゾンとを用いて、オゾンマイクロナノバブル水を生成する装置である。なお、本実施形態においては、マイクロナノバブル発生器５３７は、発生したオゾンマイクロナノバブル水を噴射ノズルユニット５１１に供給する機能（例えばポンプ）も備えている。ただし、マイクロナノバブル発生器５３７で発生したオゾンマイクロナノバブル水を噴射ノズルユニット５１１に供給する機能は、マイクロナノバブル発生器５３７の外部に設けられても勿論よい。
【００５８】
マイクロナノバブル発生器５３７による、オゾンのマイクロナノバブルの発生手法として、例えば、気液２相流を流体力学的にせん断させる手法が挙げられる。この手法が用いられるマイクロナノバブル発生器５３７は、装置内で純水の渦流を作り、この中にオゾンを巻き込みながら、せん断手段（例えばファン）を回転させることによって、純水中にオゾンのマイクロナノバブルを発生させる。ただし、マイクロナノバブルを発生するための手法が別の手法（例えば加圧溶解法等）であるマイクロナノバブル発生器が用いられても勿論よい。
【００５９】
図５に示すように、処理室５１には、オゾン処理部５４が接続パイプを介して接続されている。オゾン処理部５４は、処理室５１で発生した廃水（使用後のオゾンマイクロナノバブル水）を処理し、製造装置５０の外部に排出可能とする処理部である。オゾン処理部５４は、図示しない紫外線ランプ（例えば低圧水銀ランプ；ピーク波長２５３．７ｎｍ）を備える。オゾン処理部５４内では、供給された廃水に対して紫外線を照射する処理が行われる。これにより、廃水に含まれるオゾンが分解されて、使用後のオゾンマイクロナノバブル水は、水と酸素になって製造装置５０の外部へと排出される。すなわち、製造装置５０は、環境に対する負荷を極めて小さな状態として廃水を外部に排出できる。
【００６０】
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、ボトムゲート・ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１に本発明が適用される場合を示した。本発明は、ボトムゲート・トップコンタクト型の有機ＴＦＴに対しても適用可能である。なお、第２実施形態の説明にあたっては、第１実施形態と重複する内容の説明は極力省略する。また、第１実施形態と重複する構成については、同一の符号を付して説明する。
【００６１】
ボトムゲート・トップコンタクト型の有機ＴＦＴ２の製造方法について、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄを参照しながら説明する。図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、及び図８Ｄは、第２実施形態の有機ＴＦＴ２の製造方法を説明するための概略断面図であり、有機ＴＦＴ２の製造は、図８Ａ、図８Ｂ、図８Ｃ、図８Ｄの順に進む。
【００６２】
有機ＴＦＴ２の製造にあたっては、まず、基板１０上にゲート電極１１が形成され、この後、ゲート絶縁膜１２が成膜される。ここまでは、第１実施形態と同じである。ゲート絶縁膜１２が成膜されると、ゲート絶縁膜１２上に有機半導体層１３が成膜される。以上により、図８Ａの状態が得られる。
【００６３】
次に、図８Ｂに示すように、有機半導体層１３をパターニングする（アイランド化する）ために、有機半導体層１３の一部を覆うようにレジスト層１６が形成される。レジスト層１６が形成されると、図８Ｂに矢印で示すように、オゾンマイクロナノバブル水が有機半導体層１３に向けて噴射される。オゾンマイクロナノバブル水が有機半導体層１３に噴射されると、有機半導体層１３が酸化分解され、有機半導体層１３のパターニングが達成される。この後、レジスト層１６が除去されて図８Ｃの状態になる。なお、オゾンマイクロナノバブル水を用いた有機半導体層１３のパターニングには、例えば、上述の有機デバイスの製造装置５０を使用できる。
【００６４】
オゾンマイクロナノバブル水を用いた有機半導体層１３のパターニングが終了すると、ゲート絶縁膜１２と、アイランド化された有機半導体層１３とに重畳するように導電材料が成膜され、フォトリソグラフィー法を用いてソース電極１４及びドレイン電極１５が同時に形成される。その後、有機半導体層１３、ソース電極１４、及びドレイン電極１５を覆うように保護膜１７の成膜が行われて、有機ＴＦＴ２の製造が完了する（図８Ｄの状態）。
【００６５】
以上に示す有機ＴＦＴ２の製造方法においても、有機半導体層１３のパターニングの際にオゾンマイクロナノバブル水が用いられる。このために、第１実施形態の場合と同様に、パターニング後に得られる有機半導体層１３に対するダメージを抑制できる。また、オゾンマイクロナノバブル水を用いたパターニングの際に、ゲート絶縁膜１２の表面に、有機半導体層１３の除去に伴って異物が残存することがない。また、第１実施形態と同様の親水性に関する効果が期待できる。このために、ゲート絶縁膜１２と、ソース電極１４及びドレイン電極１５との密着性の向上が期待でき、有機ＴＦＴ２の信頼性が向上することが期待できる。
【００６６】
＜第３実施形態＞
第１実施形態ではボトムゲート・ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１に本発明が適用される場合を、第２実施形態ではボトムゲート・トップコンタクト型の有機ＴＦＴ２に本発明が適用される場合を示した。本発明は、トップゲート・ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴに対しても適用可能である。なお、第３実施形態の説明にあたっては、第１及び第２実施形態と重複する内容の説明は極力省略する。また、第１及び第２実施形態と重複する構成については、同一の符号を付して説明する。
【００６７】
トップゲート・ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ３の製造方法について、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、及び図９Ｄを参照しながら説明する。図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、及び図９Ｄは、第３実施形態の有機ＴＦＴ３の製造方法を説明するための概略断面図であり、有機ＴＦＴ３の製造は、図９Ａ、図９Ｂ、図９Ｃ、図９Ｄの順に進む。
【００６８】
有機ＴＦＴ３の製造にあたっては、まず、基板１０上に導電材料が成膜され、フォトリソグラフィー法を用いてソース電極１４及びドレイン電極１５が同時に形成される。その後、ソース電極１４及びドレイン電極１５に重畳するように、有機半導体層１３が成膜される。以上により、図９Ａの状態が得られる。
【００６９】
次に、図９Ｂに示すように、有機半導体層１３をパターニングする（アイランド化する）ために、有機半導体層１３の一部を覆うようにレジスト層１６が形成される。レジスト層１６が形成されると、図９Ｂに矢印で示すように、オゾンマイクロナノバブル水が有機半導体層１３に向けて噴射される。オゾンマイクロナノバブル水が有機半導体層１３に噴射されると、有機半導体層１３が酸化分解され、有機半導体層１３のパターニングが達成される。この後、レジスト層１６が除去されて図９Ｃの状態になる。なお、オゾンマイクロナノバブル水を用いた有機半導体層１３のパターニングには、例えば、上述の有機デバイスの製造装置５０を使用できる。
【００７０】
オゾンマイクロナノバブル水を用いた有機半導体層１３のパターニングが終了すると、アイランド化された有機半導体層１３と、ソース電極１４及びドレイン電極１５とに重畳するようにゲート絶縁膜１２が成膜される。その後、ゲート絶縁膜１２を覆うように導電材料が成膜されて、フォトリソグラフィー法を用いてゲート電極１１が形成される。そして、ゲート電極１１及びゲート絶縁膜１２を覆うように、保護膜１７の成膜が行われて、有機ＴＦＴ３の製造が完了する（図９Ｄの状態）。
【００７１】
以上に示す有機ＴＦＴ３の製造方法においても、有機半導体層１３のパターニングの際にオゾンマイクロナノバブル水が用いられる。このために、第１実施形態の場合と同様に、パターニング後に得られる有機半導体層１３に対するダメージを抑制できる。また、オゾンマイクロナノバブル水を用いたパターニングの際に、ソース電極１４及びドレイン電極１５の表面に、有機半導体層１３の除去に伴って異物が残存することがない。また、第１実施形態と同様の親水性に関する効果が期待できる。このために、ゲート絶縁膜１２と、ソース電極１４及びドレイン電極１５との密着性の向上が期待でき、有機ＴＦＴ３の信頼性が向上することが期待できる。
【００７２】
＜第４実施形態＞
第１実施形態ではボトムゲート・ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ１に本発明が適用される場合を、第２実施形態ではボトムゲート・トップコンタクト型の有機ＴＦＴ２に本発明が適用される場合を、第３実施形態ではトップゲート・ボトムコンタクト型の有機ＴＦＴ３に本発明が適用される場合を示した。本発明は、トップゲート・トップコンタクト型の有機ＴＦＴに対しても適用可能である。なお、第４実施形態の説明にあたっては、第１から第３実施形態と重複する内容の説明は極力省略する。また、第１から第３実施形態と重複する構成については、同一の符号を付して説明する。
【００７３】
トップゲート・トップコンタクト型の有機ＴＦＴ４の製造方法について、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、及び図１０Ｄを参照しながら説明する。図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、及び図１０Ｄは、第４実施形態の有機ＴＦＴ４の製造方法を説明するための概略断面図であり、有機ＴＦＴ４の製造は、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃ、図１０Ｄの順に進む。
【００７４】
有機ＴＦＴ４の製造にあたっては、まず、基板１０上に有機半導体層１３が成膜される。これにより、図１０Ａの状態が得られる。
【００７５】
次に、図１０Ｂに示すように、有機半導体層１３をパターニングする（アイランド化する）ために、有機半導体層１３の一部を覆うようにレジスト層１６が形成される。レジスト層１６が形成されると、図１０Ｂに矢印で示すように、オゾンマイクロナノバブル水が有機半導体層１３に向けて噴射される。オゾンマイクロナノバブル水が有機半導体層１３に噴射されると、有機半導体層１３が酸化分解され、有機半導体層１３のパターニングが達成される。この後、レジスト層１６が除去されて図１０Ｃの状態になる。なお、オゾンマイクロナノバブル水を用いた有機半導体層１３のパターニングには、例えば、上述の有機デバイスの製造装置５０を使用できる。
【００７６】
オゾンマイクロナノバブル水を用いた有機半導体層１３のパターニングが終了すると、基板１０と有機半導体層１３とに重畳するように導電材料が成膜され、フォトリソグラフィー法を用いてソース電極１４及びドレイン電極１５が同時に形成される。その後、ソース電極１４及びドレイン電極１５に重畳するように、ゲート絶縁膜１２が成膜される。そして、ゲート絶縁膜１２を覆うように導電材料が成膜されて、フォトリソグラフィー法を用いてゲート電極１１が形成される。また、ゲート電極１１及びゲート絶縁膜１２を覆うように、保護膜１７の成膜が行われて、有機ＴＦＴ４の製造が完了する（図１０Ｄの状態）。
【００７７】
以上に示す有機ＴＦＴ４の製造においても、有機半導体層１３のパターニングの際にオゾンマイクロナノバブル水が用いられる。このために、第１実施形態の場合と同様に、パターニング後に得られる有機半導体層１３に対するダメージを抑制できる。また、オゾンマイクロナノバブル水を用いたパターニングの際に、基板１０表面に、有機半導体層１３の除去に伴って異物が残存することがない。また、第１実施形態と同様の親水性に関する効果が期待できる。このために、基板１０と、ソース電極１４及びドレイン電極１５との密着性の向上が期待でき、有機ＴＦＴ４の信頼性が向上することが期待できる。
【００７８】
＜その他＞
以上に示した実施形態に係る有機デバイスの製造方法及び製造装置は、本発明の例示にすぎず、実施形態で示した構成は、本発明の技術的思想を逸脱しない範囲で適宜変更されてよい。
【００７９】
例えば、以上に示した実施形態では、有機半導体層１３のパターニングを行うにあたって、オゾン等のマイクロナノバブル水が使用される構成が採用された。しかし、マイクロナノバブル水に限らず、マイクロバブル水やナノバブル水が用いられてもよい。要は、直径がマイクロメートルオーダー以下の微細気泡が用いられればよく、更には、微細気泡の直径は５０μｍ以下であるのが好ましい。
【符号の説明】
【００８０】
１、２、３、４  有機ＴＦＴ（有機デバイス）
１０  基板
１３  有機半導体層
１６  レジスト層（保護層）
５０  有機デバイスの製造装置
５２  搬送機構
【図１】
2013225559.tif 000003
【図２】
2013225559.tif 000004
【図３Ａ】
2013225559.tif 000005
【図３Ｂ】
2013225559.tif 000006
【図３Ｃ】
2013225559.tif 000007
【図３Ｄ】
2013225559.tif 000008
【図４】
2013225559.tif 000009
【図５】
2013225559.tif 000010
【図６】
2013225559.tif 000011
【図７】
2013225559.tif 000012
【図８Ａ】
2013225559.tif 000013
【図８Ｂ】
2013225559.tif 000014
【図８Ｃ】
2013225559.tif 000015
【図８Ｄ】
2013225559.tif 000016
【図９Ａ】
2013225559.tif 000017
【図９Ｂ】
2013225559.tif 000018
【図９Ｃ】
2013225559.tif 000019
【図９Ｄ】
2013225559.tif 000020
【図１０Ａ】
2013225559.tif 000021
【図１０Ｂ】
2013225559.tif 000022
【図１０Ｃ】
2013225559.tif 000023
【図１０Ｄ】
2013225559.tif 000024