(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に塗布液を塗布して薄膜を形成する方法であって、
前記基板上の前記薄膜を形成する領域の輪郭部上に、インクジェット法により第１の塗布液を吐出して土手部を形成する工程と、
半硬化または硬化状態の前記土手部で囲まれた池部内に、前記第１の塗布液と略同一組成の膜構成成分を含有し、前記第１の塗布液の粘度より低い粘度の第２の塗布液を、インクジェット法により吐出する工程を有することを特徴とする薄膜形成方法。
【請求項２】
前記第１の塗布液を吐出する前および／または前記第２の塗布液を吐出する前に、該塗布液が吐出される被吐出面に対して、表面改質処理を行うことを特徴とする請求項１に記載の薄膜形成方法。
【請求項３】
前記第１の塗布液を吐出する前に、該第１の塗布液が吐出される被吐出面に対して、濡れ性を低下させる第１の表面改質処理を行うことを特徴とする請求項２に記載の薄膜形成方法。
【請求項４】
前記第２の塗布液を吐出する前に、該第２の塗布液が吐出される被吐出面に対して、濡れ性を向上させる第２の表面改質処理を行うことを特徴とする請求項２または３のいずれかに記載の薄膜形成方法。
【請求項５】
前記土手部の線幅が５００μｍ以下であることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の薄膜形成方法。
【請求項６】
前記第１の塗布液および第２の塗布液が、フォトレジスト液であることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜形成方法。
【請求項７】
基板上に薄膜が形成された薄膜構造体の製造方法であって、  請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜形成方法により前記薄膜を形成することを特徴とする薄膜構造体の製造方法。
【請求項８】
層間絶縁膜を備えた半導体装置の製造方法であって、請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜形成方法により前記層間絶縁膜を形成することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項９】
導電層をパターニングしてなる配線を備えた半導体装置の製造方法であって、請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜形成方法により前記導電層を形成する工程と、該導電層をパターニングする工程を有することを特徴と
する半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
フォトリソグラフィ工程を含む半導体装置の製造方法であって、該フォトリソグラフィ工程が、請求項６記載の薄膜形成方法によりフォトレジスト層を形成する工程を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
基板上に透明導電膜を有する電気光学装置を製造する方法であって、請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜形成方法により前記透明導電膜を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１２】
層間絶縁膜を備えた電気光学装置の製造方法であって、請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜形成方法により前記層間絶縁膜を形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１３】
導電層をパターニングしてなる配線を備えた電気光学装置の製造方法であって、請求項１〜５のいずれかに記載の薄膜形成方法により前記導電層を形成する工程と、該導電層をパターニングする工程を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【請求項１４】
フォトリソグラフィ工程を含む電気光学装置の製造方法であって、該フォトリソグラフィ工程が、請求項６記載の薄膜形成方法によりフォトレジスト層を形成する工程を含むことを特徴とする電気光学装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インクジェット法を用いて基板上に薄膜を形成する方法、ならびにこれを用いた薄膜構造体の製造方法、半導体装置の製造方法、および電気光学装置の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、薄膜を形成する際の塗布法として知られているスピンコート法は、塗布液を基板上に滴下した後に基板を回転させることにより、遠心力を利用して薄膜を形成する方法である。このスピンコート法は、例えばフォトリソグラフィ工程に用いられるフォトレジスト層の形成など、基板全面に薄膜を形成する方法として広く用いられている。
【０００３】
ところで、上記スピンコート法は、供給された塗布液の大半が飛散してしまうため、多くの塗布液を供給する必要があると共に塗布液の無駄が多く、生産コストが高くなる不都合があった。また、基板を回転させるため、遠心力により塗布液が内側から外側へと流動し、外周領域の膜厚が内側よりも厚くなる傾向があり、膜厚が不均一になるという不都合があった。これらの対策のため、近年では、インクジェット装置を用いてフォトレジスト等の塗布液を塗布する方法が提案されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
インクジェット装置を用いて塗布する方法は、塗膜を形成しようとする領域にのみ塗布液を吐出する方法であるので、スピンコート法に比べて塗布液の無駄が少ないが、例えば図８（ａ）に示すように塗布液を均一に塗布しても、この塗膜９１が自然乾燥または強制乾燥により乾燥する過程で、図８（ｂ）に示すようにエッジ部９０に大きな盛り上がりが生じてしまうので、面内における均一性が不十分になり易いという問題があった。これは塗膜９１のエッジ部９０は、それよりも内側の領域に比べて表面積が大きいので、表面張力により内側に縮まろうとする力がより強く働くため、また外周部からの溶媒気化が速いので、濃度分布が生じ溶質が外側に移動する作用が働くためと考えられる。また、塗膜９１の輪郭に滲みが生じ易いという問題もあった。
【０００５】
本発明は前述の課題に鑑みてなされたもので、塗布液の無駄を低減させて生産コストの削減を図るとともに、薄膜の面内均一性の向上および薄膜の輪郭の鮮明性の向上を実現することができる薄膜形成方法、ならびに薄膜構造体の製造方法、半導体装置の製造方法、および電気光学装置の製造方法を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するために以下の構成を採用した。すなわち、本発明の薄膜形成方法は、基板上に塗布液を塗布して薄膜を形成する方法であって、前記基板上の前記薄膜を形成する領域の輪郭部上に、インクジェット法により第１の塗布液を吐出して土手部を形成する工程と、前記土手部で囲まれた池部（凹部）内に、前記第１の塗布液と略同一組成の膜構成成分を含有する第２の塗布液を、インクジェット法により吐出する工程を有することを特徴とする。
【０００７】
本発明の薄膜形成方法は、インクジェット法を用いるので、所定の部位に所定の塗布量で塗布液を塗布することができる。したがって、スピンコート法に比べて塗布液の無駄が格段に少なく、生産コストの削減を実現することができる。
また、インクジェット法は、塗布領域や塗布順序を自在に設定することができるので、まず薄膜が形成される領域の輪郭部上にのみ第１の塗布液を吐出して土手部を形成し、その後、該土手部の内側の池部に第２の塗布液を吐出して塗膜を形成することが可能である。
第１の塗布液と第２の塗布液とは略同一組成の膜構成成分を含有しているので、第１の塗布液からなる土手部と第２の塗布液からなる池部内の塗膜とは、容易に一体化し、全体として境界の無い均一な塗膜が形成される。
【０００８】
前記土手部は塗布領域の輪郭部上にのみ設けられるので、その幅は比較的小さく、したがって土手部におけるエッジ部とその他の部分とでの表面張力の差は小さく抑えられる。このため、乾燥過程において、土手部のエッジ部とその他の部分とで膜厚の差が生じ難く、高さ（膜厚）の均一性が良好な土手部が得られる。
また、第１の塗布液からなる土手部は、第２の塗布液が塗布されるまでの間に経時変化を生じ、第２の塗布液が塗布されたときには半硬化状態または硬化状態となっている。したがって、第１の塗布液からなる土手部と第２の塗布液からなる池部内の塗膜とで構成される薄膜全体のエッジ部となる土手部は、池部内の塗膜が乾燥、硬化する間も高さ（膜厚）の均一性が良好な状態が保たれる。また池部内の塗膜は表面状態がほぼ均一であるので、表面張力の差が生じ難い。したがって、池部内の塗膜が乾燥する過程で、部分的に塗膜が盛り上がるのが防止され、全体として面内均一性に優れた薄膜が得られる。
【０００９】
本発明の薄膜形成方法において、前記第２の塗布液の粘度が前記第１の塗布液の粘度以下であることが好ましい。
本発明の薄膜形成方法においては、土手部を形成する第１の塗布液の粘度が高い方が、線幅が狭く、したがって膜厚の不均一性が生じ難い土手部を形成することができる。また、土手部の高さを高く形成するうえでも好ましい。また第１の塗布液における溶剤の含有量が少なくて粘度が高い方が、より短時間で土手部が半硬化状態または硬化状態となるので好ましい。
第２の塗布液は第１の塗布液と同等の粘度でもよいが、土手部に比べて広面積の池部に塗布されるので、粘度が低い方が塗布された面に沿って広がり易く、塗膜の均一性を向上させるうえで好ましい。また低粘度である方が、インクジェット装置における吐出不良も生じにくい。
【００１０】
本発明の薄膜形成方法において、前記第１の塗布液を吐出する前および／または前記第２の塗布液を吐出する前に、該塗布液が吐出される被吐出面に対して、表面改質処理を行うことが好ましい。
被吐出面に対して表面改質処理を行って濡れ性を変化させることにより、被吐出面に対する塗布液の接触角を制御することができるので、塗膜の形状、膜厚、面内均一性等の制御が可能となり、塗膜の輪郭をより鮮明にすることができる。
【００１１】
本発明の薄膜形成方法において、前記第１の塗布液を吐出する前に、該第１の塗布液が吐出される被吐出面に対して、濡れ性を低下させる第１の表面改質処理を行うことが好ましい。
かかる構成によれば、被吐出面に対する第１の塗布液の接触角が大きくなって、吐出された第１の塗布液が被吐出面に沿って広がり難くなる。したがって、幅が狭い土手部を形成することができ、土手部の輪郭が鮮明になり滲みが防止される。また、土手部の高さを高く形成するうえでも好ましい。さらに、土手部の外壁の立ち上がりが急峻になり、エッジ部においても高さの均一性が良好になる。
【００１２】
また本発明の薄膜形成方法において、前記第２の塗布液を吐出する前に、該第２の塗布液が吐出される被吐出面に対して、濡れ性を向上させる第２の表面改質処理を行うことが好ましい。
かかる構成によれば、被吐出面に対する第２の塗布液の接触角が小さくなって、吐出された第２の塗布液が被吐出面に沿って広がり易くなるので、これにより第２の塗布液からなる池部内の塗膜の面内均一性を向上させることができる。
【００１３】
本発明の薄膜形成方法において、前記土手部の線幅が５００μｍ以下であることが好ましい。
土手部の線幅が５００μｍ以下であれば、土手部におけるエッジ部とその他の部分とでの表面張力の差が十分に小さいので、乾燥過程で膜厚の差が生じ難く、高さの均一性が良好な土手部が得られる。
【００１４】
本発明の薄膜形成方法において、前記第１の塗布液および第２の塗布液として、フォトレジスト液を好ましく適用することができる。
これにより、面内均一性が優れたフォトレジスト層を形成することができ、高い露光精度を得ることができる。また比較的高単価であるフォトレジスト液の無駄が少ないので、生産コストの削減を図ることができる。
具体的には、半導体装置の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程や、電気光学装置の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程に、本発明の薄膜形成方法を好ましく適用することができる。
【００１５】
また本発明の薄膜形成方法は、各種分野における薄膜の形成に適用可能である。
本発明の薄膜構造体の製造方法は、基板上に薄膜が形成された薄膜構造体の製造方法であって、本発明の薄膜形成方法により前記薄膜を形成することを特徴とする。
かかる方法によれば、面内均一性に優れた薄膜を備えた薄膜構造体が得られるとともに、該薄膜を形成する塗布液の無駄を削減して生産コストの低減を図ることができる。
具体的には、半導体装置の製造工程および電気光学装置の製造工程における層間絶縁膜を形成する工程、半導体装置の製造工程および電気光学装置の製造工程における配線形成のための導電層を形成する工程、電気光学装置の製造工程における透明導電膜を形成する工程に、本発明の薄膜形成工程を好ましく適用することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る第１実施形態を説明する。
図１は、半導体装置の製造方法の一例として、シリコンゲートＣＭＯＳデバイスの製造工程の例を工程順に示したものである。
この例の製造工程を概略説明すると、まず、図１（ａ）に示すように、ｎ型基板１の表面を酸化処理して該基板表面の全面に酸化膜２を形成した後、第１のフォトリソグラフィ工程を経て、酸化膜２に、ｐウェル形成のための開口部２ａを形成する。そして、この開口部２ａを介してボロンイオン打ち込みを行ってｐウェル３を形成した後、酸化膜２を除去する。
次いで、図１（ｂ）に示すように、シリコン酸化膜４およびシリコン窒化膜５を順に形成した後、第２のフォトリソグラフィ工程を経て、このシリコン酸化膜４およびシリコン窒化膜５をパターニングして、フィールド領域形成用パターン６を形成する。
【００１７】
次いで、図１（ｃ）に示すように、全面にフォトレジスト層７を形成した後、第３のフォトリソグラフィ工程を経て、このフォトレジスト層７をパターニングして、ｐチャンネルカバー用パターン（レジストパターン）７ａを形成する。そして、ボロンイオン打ち込みを行ってチャンネルストッパを形成した後、レジストパターン７ａを除去する。
次いで、図１（ｄ）に示すように、フィールド酸化膜８を形成した後、シリコン酸化膜４およびシリコン窒化膜５を除去する。
次いで、図１（ｅ）に示すように、ゲート酸化膜９を形成した後、全面にフォトレジスト層１０を形成し、第４のフォトリソグラフィ工程を経て、このフォトレジスト層１０をパターニングすることにより、Ｖthコントロール用パターン（レジストパターン）１０ａを形成する。そして、ボロンイオン打ち込みを行ってＶthコントロールを形成した後、レジストパターン１０ａを除去する。
この後、図１（ｆ）に示すように、全面にポリシリコン層１１を形成し、続いて全面にリン拡散を行った後、第５のフォトリソグラフィ工程を経て、ポリシリコン層１１をパターニングする。
【００１８】
次いで、図１（ｇ）に示すように、全面にフォトレジスト層１２を形成し、第６のフォトリソグラフィ工程を経て、このフォトレジスト層１２をパターニングすることにより、ｎチャネルソース／ドレイン用開口部以外の領域を覆うレジストパターン１２ａを形成する。そして、ヒ素イオン打ち込みを行ってｎチャネルソース／ドレイン１３を形成した後、レジストパターン１２ａを除去する。
次いで、図１（ｈ）に示すように、全面にフォトレジスト層１４を形成し、第７のフォトリソグラフィ工程を経て、このフォトレジスト層１４をパターニングすることにより、ｐチャネルソース／ドレイン用開口部以外の領域を覆うレジストパターン１４ａを形成する。そして、ボロンイオン打ち込みを行う。これにより図１（ｉ）に示すように、ｐチャネルソース／ドレイン１５を形成し、この後レジストパターン１４ａを除去する。
次いで、図１（ｊ）に示すように、全面に層間絶縁膜１６を形成し、リフローを行った後、第８のフォトリソグラフィ工程を経て層間絶縁膜１６をパターニングすることにより、ｐコンタクト開口部を形成する。
次いで、図１（ｋ）に示すように、全面に導電層１７を形成した後、第９のフォトリソグラフィ工程を経て導電層を１７をパターニングして配線１７ａを形成する。
この後、図示していないが、全面にパッシベーション膜を形成した後、第１０のフォトリソグラフィ工程を経てパッシベーション膜にボンディング用開口部を形成する。
【００１９】
図２はレジストパターン７ａ，１０ａ，１２ａ，１４ａを形成する工程を概略示した説明図である。本実施形態において、フォトレジスト層７，１０，１２，１４を形成する工程は、本発明の薄膜形成方法を用いて行われる。
レジストパターン７ａ，１０ａ，１２ａ，１４ａを形成するにはまず、図２に示すように、前工程を終えた基板Ｓ（以下、単に基板Ｓということもある）のほぼ全面上に、インクジェット法を用いた本発明の薄膜形成方法によりフォトレジスト液を塗布した後、ベーキングを行って塗膜を硬化させることによりフォトレジスト層７（１０，１２，１４）を形成する。そして、このフォトレジスト層７（１０，１２，１４）に対して、所定形状の遮光部を有するフォトマスクを介して露光を行った後、現像することにより、所定形状のレジストパターン７ａ（１０ａ，１２ａ，１４ａ）が得られる。
【００２０】
図３は、フォトレジスト液を塗布するのに好適に用いられるインクジェット装置の例を示した概略斜視図である。
この例の装置１００は、インクジェットヘッド群１０１、Ｘ方向駆動軸１０４、Ｙ方向ガイド軸１０５、制御装置１０６、載置台１０７、クリーニング機構部１０８、基台１０９を備えている。
載置台１０７は、Ｙ方向ガイド軸１０５上を移動可能に構成されており、液体材料が付与される対象である基板Ｓを基準位置に固定する機構を備えている。
インクジェットヘッド群１０１には、液体材料を載置台１０７上の基板Ｓに向かって吐出するノズル（吐出口）を備えたインクジェットヘッドが複数個設けられている。なお、本実施形態ではインクジェットヘッドを複数個設けたが、インクジェットヘッドを１個だけ設けてもよい。
【００２１】
Ｘ方向駆動軸１０４には、Ｘ方向駆動モータ１０２が接続されている。Ｘ方向駆動モータ１０２は、ステッピングモータ等であり、制御装置１０６からＸ軸方向の駆動信号が供給されるとＸ方向駆動軸１０４を回転させる。Ｘ方向駆動軸１０４が回転するとインクジェットヘッド群１０１がＸ軸方向に移動する。
Ｙ方向ガイド軸１０５は、基台１０９に対して動かないように固定されており、Ｙ方向ガイド軸１０５上の載置台１０７はＹ方向駆動モータ１０３に接続されている。Ｙ方向駆動モータ１０３は、ステッピングモータ等であり、制御装置１０６からＹ軸方向の駆動信号が供給されると、載置台１０７をＹ軸方向に移動させる。
制御装置１０６は、インクジェットヘッド群１０１に設けられている各インクジェットヘッドに対してインク滴の吐出制御用の電圧を供給する。また、Ｘ方向駆動モータ１０２に対して、インクジェットヘッド群１０１のＸ軸方向の移動を制御するための駆動パルス信号（Ｘ軸方向の駆動信号）を供給するとともに、Ｙ方向駆動モータ１０３に対して、載置台１０７のＹ軸方向の移動を制御するための駆動パルス信号（Ｙ軸方向の駆動信号）を供給する。
【００２２】
クリーニング機構部１０８は、インクジェットヘッド群１０１をクリーニングする機構を備えている。クリーニング機構部１０８は、図示しない駆動モータに接続されており、この駆動モータの駆動により、Ｙ方向ガイド軸１０５に沿って移動できるように構成されている。クリーニング機構部１０８の移動も制御装置１０６によって制御される。
【００２３】
かかる構成のインクジェット装置１００を用いて、フォトレジスト液を塗布する工程について説明する。
まず、図４（ａ）に示すように、前工程を終えた基板Ｓに対して、インクジェット装置１００により、第１のフォトレジスト液（塗布液）を吐出して土手部２１を形成する。必要に応じて、その前に第１の表面改質処理を行うことが好ましい。
【００２４】
第１の表面改質処理としては、第１のフォトレジスト液が吐出される被吐出面の濡れ性が低下して、この被吐出面に対する第１のフォトレジスト液の接触角が大きくなるような処理を行う。具体的な方法としては、波長１７０〜４００ｎｍ程度の紫外線を照射する方法、オゾン雰囲気中に曝す方法、各種ガスを適宜用いた真空プラズマ照射を行う方法、各種ガスを適宜用いた常圧（大気圧）プラズマ照射を行う方法、例えばＨＭＤＳ処理（(ＣＨ3)3ＳｉＮＨＳｉ(ＣＨ3)3を蒸気状にして塗布する方法）などのカップリング剤を用いる処理方法、あるいは、例えば紫外線を照射しながらオゾン雰囲気に曝すなど、複数の手法を組み合わせた方法等が挙げられる。これらの表面改質処理法において、どの処理法によって、どのような濡れ性の変化が生じるかは、処理が行われる被吐出面の物性、ここに吐出される第１のフォトレジスト液の物性、および両者の相性によって異なるので、被吐出面の状態や第１のフォトレジスト液の組成に応じて適宜の方法を選択する。
【００２５】
第１の表面改質処理は、前工程を終えた基板Ｓの表面のうち、少なくとも第１のフォトレジスト液が吐出される部分に行えばよいが、基板Ｓの全面に対して行ってもよい。
また、第１の表面改質処理が施された被吐出面は、経時的に濡れ性が変化し得るので、第１のフォトレジスト液を吐出する直前に第１の表面改質処理を行うことが好ましい。
ここで、被吐出面（固体）に対するフォトレジスト液（液体）の接触角とは、図５に示すように、固体と液体と蒸気の３者が接触する点において、液体表面の接線と固体表面とがなす角度θをいう。
【００２６】
第１のフォトレジスト液は、感光性樹脂からなるレジスト材料（膜構成成分）を適宜の溶剤で希釈して得られる。第１のフォトレジスト液の粘度が高い方が、幅が狭く、したがって膜厚の不均一性が生じ難い土手部を形成するうえで好ましいが、粘度が高すぎるとインクジェット装置からの吐出不良が生じ易くなる。したがって第１のフォトレジスト液の粘度は２０ｃｐ以下とすることが好ましく、より好ましくは１２ｃｐ〜８ｃｐ程度とする。
また第１のフォトレジスト液は、放置状態で半硬化状態または硬化状態になるまでの時間が短いことが好ましい。そのために、溶剤の配合割合を少なくしたり、速乾性の溶剤を用いることが好ましい。あるいは、雰囲気組成を変更することによっても溶剤が揮発する速さを制御することができる。
【００２７】
本実施形態において、第１のフォトレジスト液は、図４（ａ）に示すように、基板Ｓの外周に沿って、かつ外周部に若干の余白部２２を残して略環状を描くように吐出される。すなわち、本実施形態において、フォトレジスト層７（１０，１２，１４）が形成される領域は、基板Ｓ上の、外周部の余白部２２を除いた領域である。したがって、第１のフォトレジスト液はこのフォトレジスト層７（１０，１２，１４）が形成される領域の輪郭部上に略環状に塗布される。ここで輪郭部とは輪郭線上および輪郭線の内側の帯状部分を含む領域をいう。
このように、基板Ｓの外周部に余白部２２を設けることにより、基板Ｓの表面上に吐出された第１のフォトレジスト液が、基板Ｓの裏側に付着するのを防止することができ、この後の洗浄作業を簡単にすることができる。
【００２８】
第１のフォトレジスト液によって形成された略環状の土手部２１の線幅Ｗ（塗布直後の幅）は、大きすぎると土手部２１の線幅方向における表面張力の差に起因して膜厚の不均一が生じ易くなるので、５００μｍ以下とすることが好ましい。一方、線幅Ｗが小さ過ぎるとインクジェット法による塗布が困難となるので、土手部２１の線幅Ｗは８０μｍ以上とすることが好ましい。
また土手部２１の高さ（塗布直後の高さ）は、ベーキング工程を経た後の高さが、基板Ｓ上に形成しようとするフォトレジスト層７（１０，１２，１４）の硬化後の厚さと等しくなるように設定される。
塗布時からベーキング後までの間に、土手部２１が収縮する程度は、第１のフォトレジスト液の組成にもよるが、例えばフォトレジスト層７（１０，１２，１４）の硬化後の厚さを１μｍと設定する場合には、塗布時の土手部２１の高さを２〜４μｍ程度とすることが好ましい。
また土手部２１を所望の高さに形成するために、同じ部位に、第１のフォトレジスト液を複数回吐出して、重ね塗りをしてもよい。
【００２９】
このようにして土手部２１を形成した後、図４（ｂ）に示すように、インクジェット装置１００により、土手部２１で囲まれた池部２３内に第２のフォトレジスト液（塗布液）を吐出する。また、必要に応じて、その前に第２の表面改質処理を行うことが好ましい。
【００３０】
第２の表面改質処理としては、第２のフォトレジスト液が吐出される被吐出面の濡れ性が向上して、この被吐出面に対する第２のフォトレジスト液の接触角が小さくなるような処理を行う。ここで第２の表面改質処理を施す面は、少なくとも土手部２１で囲まれた池部２３の底面と、土手部２１の内壁２１ａと土手部２１の上面２１ｂとを含むことが好ましい。
第２の表面改質処理の具体的な方法は、上記第１の表面改質処理の方法と同様の手法を用いることができる。これらの表面改質処理法において、どの処理法によって、どのような濡れ性の変化が生じるかは、処理が行われる被吐出面の物性、ここに吐出される第２のフォトレジスト液の物性、および両者の相性によって異なるので、被吐出面の状態や第２のフォトレジスト液の組成に応じて適宜の方法を選択する。
また、第２の表面改質処理が施された被吐出面は、経時的に濡れ性が変化し得るので、第２のフォトレジスト液を吐出する直前に第２の表面改質処理を行うことが好ましい。
【００３１】
第２のフォトレジスト液は、その溶剤を除く膜構成成分が、第１のフォトレジスト液における膜構成成分と略同一組成となっており、両フォトレジスト液からなる塗膜が互いに分離せず容易に一体化されるように調製される。具体的には、第１のフォトレジスト液と同じ感光性樹脂からなるレジスト材料（膜構成成分）を、適宜の溶剤で希釈して第２のフォトレジスト液を得ることができる。第２のフォトレジスト液の粘度は、第１のフォトレジスト液と同等でもよいが、粘度が低い方が、吐出後に池部２３の底面に沿って広がり易いので、塗膜が平坦化され易くて塗布ムラが生じ難く、塗膜の均一性を向上させるうえで好ましい。また、第２のフォトレジスト液の粘度が低い方がインクジェット装置における吐出不良が生じ難いので好ましい。ただし、溶剤の配合量が多くなるほど、粘度は低下するが、ベーキング前後での膜の収縮が大きくなり、ベーキングに要する時間も長くなる。したがって、第２のフォトレジスト液の粘度は８ｃｐ〜２ｃ程度が好ましく、より好ましくは５ｃｐ〜３ｃｐ程度とする。
【００３２】
本実施形態において、第２のフォトレジスト液の塗布は、第１のフォトレジスト液の塗布に用いたインクジェット装置１００と同様の構成のインクジェット装置を用いて行うことができる。
第２のフォトレジスト液は、池部２３全部を満たすように吐出される。また、ベーキング工程を経て溶剤が除去されると塗膜が収縮するので、図４（ｂ）に示すように、第２のフォトレジスト液の塗布直後において、池部２３の外周部では土手部２１と同じ厚さとなるように、かつ池部２３の中央部は外周部よりも厚く盛り上がった状態となるように、塗布することが好ましい。池部２３の中央での塗膜の高さ（塗布直後の高さ）は、第２のフォトレジスト液を塗布した時点からベーキング後までの間における、土手部２１の収縮、および池部２３内の塗膜の収縮を考慮して、ベーキング後に土手部２１と池部２３内の塗膜とが、均一な厚さの層を形成するように設定することが好ましい。例えばベーキング後のフォトレジスト層７（１０，１２，１４）の高さを１μｍと設定する場合には、池部２３の中央での塗膜の高さ（塗布直後の高さ）を２〜４μｍ程度とすることが好ましい。
また池部２３内の塗膜を所望の高さに形成するために、同じ部位に、第２のフォトレジスト液を複数回吐出して、重ね塗りをしてもよい。
【００３３】
また第２のフォトレジスト液を、インクジェット法により池部２３内に塗布する際には、池部２３の中央部から塗布し始め、外側へ向かって順次塗布することが好ましい。このようにすれば、土手部２１が形成されてから、この土手部２１に第２のフォトレジスト液が接触するまでの時間が長くなり、第２のフォトレジスト液が接触するまでの間に、土手部２１の硬化がより進むので好ましい。
【００３４】
このようにして、土手部２１に囲まれた池部２３内に第２のフォトレジスト液を塗布した後、適宜の手法によりベーキングを行うことにより、溶剤が除去されて塗膜が硬化し、基板Ｓのほぼ全面にフォトレジスト層７（１０，１２，１４）が形成される。
土手部２１を形成する第１のフォトレジスト液と、池部２３内の塗膜を形成する第２のフォトレジスト液とは、略同一組成のレジスト材料（膜構成成分）からなっているので、土手部２１と池部２３内の塗膜とは一体化し、境界の無い均一なフォトレジスト層７（１０，１２，１４）が形成される。
このフォトレジスト層７は、土手部２１が半硬化または硬化した状態で、池部内２３に塗膜が形成され、両者が一体化してなるものであるので、エッジ部の盛り上がりは極めて小さく、全体として厚さの面内均一性が良好な薄膜となっている。
【００３５】
本実施形態によれば、半導体装置の製造工程におけるフォトリソグラフィ工程において、基板Ｓのほぼ全面に面内均一性に優れたフォトレジスト層７（１０，１２，１４）が形成される。このフォトレジスト層７（１０，１２，１４）は、図２に示すように、次工程で露光されるが、面内均一性に優れているので高い露光精度が得られる。したがって、この露光後に現像を行って得られるレジストパターン７ａ（１０ａ，１２ａ，１４ａ）の形状精度が高く、半導体装置の形状精度を向上させることができる。
またフォトレジスト液は比較的高単価であるが、これをインクジェット法を用いて塗布するので、フォトレジスト液の無駄を少なくすることができる。例えば、一般的にスピンコート法で塗布を行うときの塗布液の利用効率は５％程度で、９５％程度は無駄になってしまうのに対して、本実施形態では、フォトレジスト液の利用効率は８０〜９０％程度と格段に高く、生産コストの大幅な削減を図ることができる。
【００３６】
また本実施形態において、酸化膜２をパターニングする第１のフォトリソグラフィ工程を、本発明の薄膜形成方法を用いて行うことができる。
図６は酸化膜２をパターニングする第１のフォトリソグラフィ工程を概略示した説明図である。
すなわち、まず前工程を終えた基板Ｓ、すなわち酸化膜２が形成された基板Ｓのほぼ全面上に、インクジェット法によりフォトレジスト液（塗布液）を塗布する。このフォトレジスト液を塗布する工程は、前述の方法と同様に、土手部２１形成した後、この土手部２１に囲まれた池部２３内に塗膜を形成する方法で行う。
そして、ベーキングを行って塗膜を硬化させることによりフォトレジスト層（図示せず）を形成し、このフォトレジスト層に対して、所定形状の遮光部を有するフォトマスクを介して露光を行った後、現像することにより、所定形状のレジストパターンを得る。ここまでは、前述のレジストパターン７ａ（１０ａ，１２ａ，１４ａ）を形成するのと同じ手順で行うことができる。
この後、レジストパターンをキュアさせたものをエッチングマスクとしてレジストパターンの下層、すなわち酸化膜２のエッチングを行った後、レジストパターンを除去する。これによりパターニングされた酸化膜２が得られる。
【００３７】
かかる方法を用いれば、酸化膜２をパターニングする第１のフォトリソグラフィ工程において、基板Ｓのほぼ全面に面内均一性に優れたフォトレジスト層を形成することができ、これを露光した時には高い露光精度が得られる。したがって、露光後に現像を行って得られるレジストパターンの形状精度が高く、このレジストパターンをエッチングマスクとして酸化膜２をエッチングしたときに、良好なエッチング精度が得られる。
また比較的高価なフォトレジスト液の無駄を少なくして、生産コストの削減に寄与することができる。
【００３８】
また、本実施形態において、前記酸化膜２をパターニングする第１のフォトリソグラフィ工程だけでなく、シリコン酸化膜４およびシリコン窒化膜５をパターニングする第２のフォトリソグラフィ工程、ポリシリコン層１１をパターニングする第５のフォトリソグラフィ工程、層間絶縁膜１６をパターニングする第８のフォトリソグラフィ工程、Ａｌスパッタ層１７をパターニングする第９のフォトリソグラフィ工程、およびパッシベーション膜をパターニングする第１０のフォトリソグラフィ工程についても同様に、図６に示した手順で、フォトレジスト層の形成に本発明の薄膜形成方法を用いて行うことができ、同様の作用効果が得られる。
【００３９】
また、本実施形態において、前工程を終えた基板Ｓ上のほぼ全面に層間絶縁膜１６を形成する工程を、本発明の薄膜形成方法により行うことができる。
すなわち、層間絶縁膜１６を形成する材料として、塗布型の層間絶縁膜液体材料や多孔質層間絶縁膜液体材料などの液状材料を用い、前述のインクジェット装置１００を用いてフォトレジスト液を塗布する方法と同様に、土手部２１形成した後、この土手部２１に囲まれた池部２３内に塗膜を形成する方法で層間絶縁膜１６を形成することができる。
【００４０】
かかる方法を用いれば、基板Ｓのほぼ全面に面内均一性に優れた層間絶縁膜１６を形成することができるとともに、液体材料の無駄を少なくして、生産コストの削減に寄与することができる。
【００４１】
また、本実施形態において、前工程を終えた基板Ｓ上のほぼ全面に導電層１７を形成する工程を、本発明の薄膜形成方法により行うことも可能である。
すなわち、導電層１７を形成する材料として、例えばＩＴＯ膜形成用の液状材料を用い、前述のインクジェット装置１００を用いてフォトレジスト液を塗布する方法と同様に、土手部２１を形成した後、この土手部２１に囲まれた池部２３内に塗膜を形成する方法で導電層１７を形成することができる。
そして、この導電層１７を、第９のフォトリソグラフィ工程によりパターニングして配線１７ａを形成する。
【００４２】
かかる方法を用いれば、基板Ｓのほぼ全面に面内均一性に優れた導電層１７を形成することができ、面内均一性に優れた配線１７ａが得られる。また、液体材料の無駄が少ないので、生産コストの削減に寄与することができる。
【００４３】
なお、本実施形態では、半導体装置の製造方法の例として、シリコンゲートＣＭＯＳデバイスの製造工程の例を挙げて説明したが、この例に限らず、例えばシリコンゲートｎＭＯＳデバイスの製造工程や、ｐｎ接合分離型バイポーラデバイスの製造工程においても、同様に、フォトレジスト層の形成や、層間絶縁膜の形成や、導電層の形成を、本発明の薄膜形成方法を用いて行うことができる。
【００４４】
次に、本発明に係る第２実施形態として、電気光学装置の製造方法について説明する。
図７は、ガラス基板上にＴＦＴ（Thin Film Transistor, 薄膜トランジスタ）が形成されたＴＦＴアレイ基板５１の製造工程の一例を工程順に示したものである。
本実施形態のＴＦＴ基板５１は、スイッチング素子を備えた透明基板として、液晶表示装置、有機ＥＬディスプレイ、フィールドエミッションディスプレイなど各種の電気光学装置の構成部品として用いられるものである。
【００４５】
図中符号３１はガラス基板を示す。この例の製造工程を概略説明すると、まずガラス基板３１に対して、研磨工程３２、続いて初期洗浄工程３３を施した後、第１のＩＴＯ(indium tin oxide, インジウムスズ酸化物)膜形成工程３４を行う。そして第１のフォトリソグラフィ工程３５により第１のＩＴＯ膜をパターニングする。
次いで、層間絶縁膜形成工程３６を行い、続いてゲート膜形成工程３７を行った後、第２のフォトリソグラフィ工程３８によりゲート膜をパターニングする。
次いで、第２のＩＴＯ膜形成工程３９を行った後、第３のフォトリソグラフィ工程４０により第２のＩＴＯ膜をパターニングする。
【００４６】
次いで、ゲート絶縁膜形成工程４１を行った後、第４のフォトリソグラフィ工程４２によりゲート絶縁膜をパターニングする。
次いで、ｉ形アモルファス−シリコン膜（ｉａ−Ｓｉ膜）形成工程４３を行った後、第５のフォトリソグラフィ工程４４によりｉａ−Ｓｉ膜をパターニングする。
次いで、エッチングストッパ膜形成工程４５を行った後、第６のフォトリソグラフィ工程４６によりエッチングストッパ膜をパターニングする。
次いで、ｎ+形アモルファス−シリコン膜（ｎ+ａ−Ｓｉ膜）形成工程４７を行った後、第７のフォトリソグラフィ工程４８によりｎ+ａ−Ｓｉ膜をパターニングする。
次いで、ソース・ドレイン電極層形成工程４９を行った後、第８のフォトリソグラフィ工程５０によりソース・ドレイン電極層をパターニングして、ＴＦＴアレイ基板（逆スタガ型）５１が得られる。
【００４７】
本実施形態において、第１のフォトリソグラフィ工程３５により第１のＩＴＯ膜をパターニングする工程は、前述の図６に示す手順で、フォトレジスト層の形成に本発明の薄膜形成方法を用いて行う。
すなわち、まず第１のＩＴＯ膜形成工程３４を終えた基板Ｓのほぼ全面上に、インクジェット法によりフォトレジスト液を塗布する。このフォトレジスト液を塗布する工程は、前述の方法と同様に、まず第１のフォトレジスト液で土手部２１形成した後、この土手部２１に囲まれた池部２３内に第２のフォトレジスト液で塗膜を形成する方法で行う。
そして、ベーキングを行って塗膜を硬化させることによりフォトレジスト層を形成し、このフォトレジスト層に対して、所定形状の遮光部を有するフォトマスクを介して露光を行った後、現像することにより、所定形状のレジストパターンを得る。
この後、レジストパターンをキュアさせたものをエッチングマスクとして第１のＩＴＯ膜のエッチングを行った後、レジストパターンを除去する。これによりパターニングされたＩＴＯ膜が得られる。
【００４８】
また、本実施形態において、前記第１のフォトリソグラフィ工程３５だけでなく、第２〜第８のフォトリソグラフィ工程３８，４０，４２，４４，４６，４８，５０についても同様に、前述の図６に示す手順で、フォトレジスト層の形成に本発明の薄膜形成方法を用いて行う。
【００４９】
本実施形態によれば、第１〜第８のフォトリソグラフィ工程３５，３８，４０，４２，４４，４６，４８，５０において、基板Ｓのほぼ全面に、面内均一性に優れたフォトレジスト層を形成することができ、これを露光した時には高い露光精度が得られる。したがって、露光後に現像を行って得られるレジストパターンの形状精度が高く、このレジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングを行うことにより、良好なエッチング精度が得られる。
また比較的高価なフォトレジスト液の無駄を少なくして、生産コストの削減に寄与することができる。
【００５０】
なお本実施形態では、電気光学装置を構成するＴＦＴ基板の製造工程の例を挙げたが、これに限らず、各種の電気光学装置の製造方法において、フォトリソグラフィ工程を行うためにフォトレジスト液を塗布する際には、同様にして、本発明の薄膜形成方法を用いることができ、これによりフォトレジスト液の無駄を削減できるとともに、面内均一性が良好なフォトレジスト層が得られる。
例えば、単純マトリクス型液晶表示装置や、セグメント型液晶表示装置の電極を形成するためのフォトリソグラフィ工程において、フォトレジスト液を塗布する際に、本発明の薄膜形成方法を用いることが好ましい。
【００５１】
また、フォトリソグラフィ工程に限らず、液体材料を用いた各種薄膜の形成工程において、本発明の薄膜形成方法を用いることができる。
例えば液晶表示装置等の電気光学装置において、液体材料を用いて透明導電膜を形成する工程、層間絶縁膜を形成する工程、導電層を形成する工程、配向膜を形成する工程、平坦化膜を形成する工程、保護膜を形成する工程等に本発明の薄膜形成方法を用いることができる。
【００５２】
また、本発明の薄膜形成方法は、インクジェットにより塗布を行うものであるので、必ずしも基板全面に塗布を行う必要はなく、任意の平面形状の薄膜を形成することができる。したがって、基板のほぼ全面に薄膜を形成する工程に限らず、任意の形状の薄膜を形成する工程に用いることができる。
【００５３】
【発明の効果】
以上、詳細に説明したように、本発明の薄膜形成方法は、まず、基板上の薄膜を形成する領域の輪郭部上に、インクジェット法により第１の塗布液を吐出して比較的幅が狭い土手部を形成するので、表面状態の均一性が良好で輪郭が鮮明な土手部を形成することができる。
そして、この土手部で囲まれた池部内に、第２の塗布液をインクジェット法により吐出して塗膜を形成するので、池部内の塗膜における表面状態がほぼ均一になり、表面張力の差に起因した盛り上がりが生じ難い。また、第１の塗布液と第２の塗布液とは略同一組成の膜構成成分を含有しているので、硬化後には両者が一体化して面内均一性に優れ、輪郭が鮮明な薄膜が得られる。
またインクジェット法を用いるので、所定の部位に所定の塗布量で塗布液を塗布することができ、したがって、スピンコート法に比べて塗布液の無駄が格段に少なく、生産コストの削減を実現することができる。
【００５４】
本発明の薄膜構造体の製造方法は、基板上に薄膜が形成された薄膜構造体の製造方法であって、本発明の薄膜形成方法により前記薄膜を形成することを特徴とする。したがって、面内均一性に優れた薄膜を備えた薄膜構造体が得られるとともに、薄膜を形成するための塗布液の無駄を少なくして、生産コストの削減に寄与することができる。
【００５５】
本発明の半導体装置の製造方法は、層間絶縁膜を備えた半導体装置の製造方法であって、本発明の薄膜形成方法により前記層間絶縁膜を形成することを特徴とする。したがって、面内均一性に優れた層間絶縁膜を備えた半導体装置が得られるとともに、層間絶縁膜を形成するための塗布液の無駄を少なくして、生産コストの削減に寄与することができる。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、導電層をパターニングしてなる配線を備えた半導体装置の製造方法であって、本発明の薄膜形成方法により前記導電層を形成する工程と、該導電層をパターニングする工程を有することを特徴とする。したがって、面内均一性に優れた配線を備えた半導体装置が得られるとともに、導電膜を形成するための塗布液の無駄を少なくして、生産コストの削減に寄与することができる。
また、本発明の半導体装置の製造方法は、フォトリソグラフィ工程を含む半導体装置の製造方法であって、該フォトリソグラフィ工程が、本発明の薄膜形成方法によりフォトレジスト層を形成する工程を含むことを特徴とする。したがって面内均一性に優れたフォトレジスト層を形成することができ、高い露光精度を得ることができる。また比較的高単価であるフォトレジスト液の無駄を少なくして生産コストの削減に寄与することができる。
【００５６】
本発明の電気光学装置の製造方法は、基板上に透明導電膜を有する電気光学装置を製造する方法であって、本発明の薄膜形成方法により前記透明導電膜を形成することを特徴とする。したがって、面内均一性に優れた透明導電膜を備えた電気光学装置が得られるとともに、透明導電膜を形成するための塗布液の無駄を少なくして、生産コストの削減に寄与することができる。
また本発明の電気光学装置の製造方法は、フォトリソグラフィ工程を含む電気光学装置の製造方法であって、該フォトリソグラフィ工程が、請求項７記載の薄膜形成方法によりフォトレジスト層を形成する工程を含むことを特徴とする。したがって面内均一性に優れたフォトレジスト層を形成することができ、高い露光精度を得ることができる。また比較的高単価であるフォトレジスト液の無駄を少なくして生産コストの削減に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明に係る第１実施形態を示すもので、半導体装置の製造工程の例を工程順に示す図である。
【図２】  本発明に係る第１実施形態における、レジストパターンを形成する工程の例を工程順に示す図である。
【図３】  本発明において好適に用いられるインクジェットヘッドの例を示す概略斜視図である。
【図４】  本発明に係る第１実施形態における、レジスト層形成する工程を示したもので、（ａ）は土手部形成工程を示す平面図、（ｂ）は池部内に塗膜を形成する工程を示す断面図である。
【図５】  接触角を説明するための図である。
【図６】  本発明に係る第１実施形態における、フォトリソグラフィ工程の例を工程順に示す図である。
【図７】  本発明に係る第２実施形態を示すもので、電気光学装置を構成するＴＦＴ基板の製造工程の例を工程順に示す図である。
【図８】  従来の薄膜形成方法の例を示すもので、（ａ）は乾燥前の薄膜の断面図、（ｂ）は乾燥後の薄膜の断面図である。
【符号の説明】
７，１０，１２，１４  フォトレジスト層
１６  層間絶縁膜
１７  導電層
１７ａ  配線
２１  土手部
２３  池部
５１  ＴＦＴアレイ基板
Ｓ  基板（前工程を終えた基板）
１００  インクジェット装置
【図１】
0004192456.tif 000002
【図２】
0004192456.tif 000003
【図３】
0004192456.tif 000004
【図４】
0004192456.tif 000005
【図５】
0004192456.tif 000006
【図６】
0004192456.tif 000007
【図７】
0004192456.tif 000008
【図８】
0004192456.tif 000009