專利名稱：金屬布線形成方法、有源矩陣基板的制造方法、電子設備的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及金屬布線形成方法、有源矩陣基板的制造方法、器件和電光學裝置以及電子設備。
背景技術：
作為形成在電路或集成電路等中使用的由規(guī)定圖案構成的布線等的方法，例如，光刻法正被廣泛利用。該光刻法需要真空裝置、曝光裝置等大規(guī)模的設備。此外，為了利用上述裝置形成由規(guī)定圖案構成的布線等，需要復雜的工序，而且材料使用效率也為幾％程度，不得不廢棄掉其幾乎全部，存在著制造成本高的課題。
針對此，提出了使用從液體噴頭以液滴狀噴出液體材料的液滴噴出法、即所謂噴墨法在基板上形成由規(guī)定圖案構成的布線等的方法(例如，參考專利文獻1、專利文獻2)。利用該噴墨法，在基板上直接將圖案用的液體材料(功能液)配置成圖案，隨后進行熱處理或激光照射，形成需要的圖案。因此，通過該方法不需要光刻工序，在大幅度簡化工藝的同時，可以將原材料直接配置在圖案位置，因此，具有還可以削減使用量的優(yōu)點。
然而，近年來，構成器件的電路的高密度化在不斷進展，例如要求布線具有更好的微細化、細線化。但是，在使用上述的液滴噴出法的圖案形成方法中，由于噴出的液滴在彈落后在基板上展開，所以難以穩(wěn)定形成微細的圖案。特別是在將圖案作為導電膜的情況下，因為上述的液滴的展開，會發(fā)生液體儲留(鼓包bulge)，這可能成為斷線或短路等不良情況發(fā)生的原因。因此，提出了使用具有寬度較寬的布線形成區(qū)域、和與該布線形成區(qū)域連接形成的微細的布線形成區(qū)域的圍堰結構的技術(例如，參照專利文獻3)。該技術是向寬度較寬的布線形成區(qū)域噴出功能液，利用毛細管現(xiàn)象向微細的布線形成區(qū)域流入功能液，形成微細的布線圖案。
專利文獻1特開平11-274671號公報專利文獻2特開2000-216330號公報專利文獻3特開2005-12181號公報但是，在如上所述的以往技術中存在以下的問題。
難以在微細的布線形成區(qū)域均勻地流入功能液，結果，有可能在微細的布線部分產生膜厚不均。
具體而言，由于微細的布線形成區(qū)域中的與寬度大的布線形成區(qū)域的連接部附近，容易傳遞來自寬度大的布線形成區(qū)域中的功能液的壓力(液壓)，所以相對于膜厚增大，微細的布線形成區(qū)域的前端部難以傳遞壓力，所以膜厚減小。特別是在涂敷多滴功能液的液滴并使其流入而成膜布線時，膜厚之差有增大的趨勢。
在將該技術用于形成柵電極時，在柵電極上形成的TFT元件的特性被柵極絕緣膜的平坦性所左右，而且，柵極絕緣膜的平坦性受到柵電極的平坦性的影響，因此，難以得到穩(wěn)定的晶體管特性。另外，當跨過圍堰和柵電極使柵極絕緣膜成膜時，在柵電極中的階梯差較大或平坦度低的情況下，容易誘發(fā)絕緣擊穿，有可能無法得到TFT特性。

發(fā)明內容
本發(fā)明正是考慮了上述各點而完成的發(fā)明，其目的在于，提供可以抑制平坦度的降低來體現(xiàn)規(guī)定的特性的金屬布線形成方法、有源矩陣基板的制造方法、器件和電光學裝置以及電子設備。
為了實現(xiàn)上述的目的，本發(fā)明采用以下的構成。
本發(fā)明的金屬布線形成方法，其特征在于，包括形成具有與第1膜圖案對應的第1開口部、和寬度比上述第1膜圖案寬度窄且與上述第1膜圖案連接的第2膜圖案所對應的第2開口部的圍堰的工序；在上述第1開口部配置上述功能液的液滴，通過上述功能液的自流動將該功能液配置于上述第2開口部的A工序；和使配置在上述第1開口部和上述第2開口部的上述功能液固化的B工序；通過將上述A工序和上述B工序交替重復數(shù)次，成膜上述第1膜圖案和上述第2膜圖案。
因此，在本發(fā)明的金屬布線形成方法中，與一次涂敷多個液滴，從第1開口部的功能液施加給第2開口部的功能液的壓力增大，使得第1膜圖案和第2膜圖案的階梯差(膜厚差)增大相比，通過每當涂敷一滴功能液的液滴時就使其固化，可以減少階梯差。因此，對每次涂敷的液滴反復固化數(shù)次，由此可以多次層疊階梯差少的膜而得到平坦性出色的金屬布線。
而且，優(yōu)選上述圍堰的特征是具有對上述功能液顯示親液性的第1圍堰層、和層疊在該第1圍堰層上且對上述功能液顯示疏液性的第2圍堰層。
由此，利用本發(fā)明的金屬布線形成方法，即便在涂敷功能液時，功能液的液滴漫到圍堰上面的第2圍堰層的情況下，功能液也會被彈開，引導至布線形成區(qū)域。而且，在本發(fā)明中，由于第1圍堰層具有親液性，所以功能液相對第1圍堰層會很好地潤濕，可以沿著第1圍堰層容易地將功能液潤濕展開。
另外，就一次上述A工序中向上述第1開口部配置液滴的量而言，當通過該配置使上述功能液流動到上述第2開口部的情況下，是上述第1開口部的液位不高于上述第2開口部的液位的量。
因此，在本發(fā)明中，例如可以容易地使要求平坦性的第2膜圖案成膜。
而且，就本發(fā)明的器件而言，其特征在于，在由設置于基板上的圍堰所劃分的布線形成區(qū)域涂敷功能液的液滴，使所涂敷的該功能液固化形成金屬布線，并形成有覆蓋上述金屬布線和上述圍堰的絕緣膜，其中，在上述圍堰上設置彎曲面，所述彎曲面形成于面對上述布線形成區(qū)域的側面和上面之間，與上述金屬布線的表面的交差角度根據(jù)上述絕緣膜的絕緣特性而設定。
因此，在本發(fā)明的器件中，對跨越覆蓋圍堰和金屬布線的絕緣膜施加的負荷增大，可以防止由邊緣效應引起的電場集中等誘發(fā)絕緣擊穿。
作為上述側面，相對于上述基板的表面傾斜70°以下的角度，作為上述彎曲面，以45。以下的角度與上述金屬布線的表面交差，由此可以緩和絕緣膜中產生的應力集中。
另外，優(yōu)選上述金屬布線的特征在于，通過多次重復上述功能液的涂敷和固化而成膜。
由此，在本發(fā)明中，與一次涂敷多個液滴的情況相比，通過每涂敷一滴功能液的液滴就進行固化，可以提高平坦性。因此，通過對涂敷的每滴液滴多次重復固化，可以層疊多層平坦性得到提高的膜，可得到平坦性出色的金屬布線。
而且，在本發(fā)明中，作為上述圍堰，優(yōu)選采用具備對上述功能液具有親液性的第1圍堰層、和層疊于該第1圍堰層上且對上述功能液具有疏液性的第2圍堰層的構成。
由此，在本發(fā)明中，即便在涂敷了功能液時功能液的液滴漫到圍堰上面的第2圍堰層的情況下，功能液也會被彈開，可以被引導至布線形成區(qū)域。另外，在本發(fā)明中，因為第1圍堰層具有親液性，所以功能液相對于第1圍堰層也會良好地潤濕，可以容易地使功能液沿著第1圍堰層潤濕擴展。
并且，本發(fā)明的電光學裝置的特征在于，具備先前記載的器件。
而且，本發(fā)明的電子設備的特征在于，具備先前記載的電光學裝置。
因此，在本發(fā)明中，由于具備上述的器件，所以能夠以高的平坦性配置覆蓋金屬布線的絕緣膜，從而不會誘發(fā)絕緣擊穿，可以得到具有規(guī)定特性的高品質電光學裝置和電子設備。
另一方面，本發(fā)明的有源矩陣基板的制造方法，其特征在于，包括在基板上形成柵極布線的第1工序、在上述柵極布線上形成柵極絕緣膜的第2工序、隔著上述柵極絕緣膜層疊半導體層的第3工序、在上述柵極絕緣膜上形成源電極和漏電極的第4工序、在上述源電極和上述漏電極上配置絕緣材料的第5工序、和配置了上述絕緣材料之后形成像素電極的第6工序；在上述第1工序和上述第4工序及上述第6工序的至少一個工序中，使用先前記載的金屬布線形成方法。
另外，本發(fā)明的有源矩陣基板的制造方法，其特征在于，包括在基板上形成源電極和漏電極的第1工序、在上述源電極和漏電極上形成半導體層的第2工序、隔著柵極絕緣膜在上述半導體層上形成柵電極的第3的工序、形成與上述漏電極連接的像素電極的第4工序，在上述第1工序和上述第3工序及上述第4工序的至少一個工序中，使用先前記載的金屬布線形成方法。
進而，本發(fā)明的有源矩陣基板的制造方法的特征在于，包括在基板上形成半導體層的第1工序；隔著柵極絕緣膜在上述半導體層上形成柵電極的第2工序；形成通過在上述柵極絕緣膜上形成的接觸孔與上述半導體層的源極區(qū)域連接的源電極、和與上述半導體層的漏極區(qū)域連接的漏電極的第3工序；和形成與上述漏電極連接的像素電極的第4工序；在上述第2工序和上述第3工序及上述第4工序的至少一個工序中，使用先前記載的金屬布線形成方法。
因此，在本發(fā)明的有源矩陣基板的制造方法中，由于采用上述的金屬布線形成方法形成電極，所以可以得到金屬布線的平坦性高并能實現(xiàn)規(guī)定的TFT特性的高品質有源矩陣基板。


圖1是表示本發(fā)明的液滴噴出裝置的概略構成的立體圖。
圖2是用于說明利用壓電方式的液狀體的噴出原理的圖。
圖3(a)是圍堰結構的俯視圖，(b)是(a)的側剖視圖。
圖4(a)～(d)是表示形成圍堰結構的工序的側剖視圖。
圖5(a)～(c)是用于說明布線圖案的形成工序的俯視圖。
圖6(a)～(c)是用于說明布線圖案的形成工序的側剖視圖。
圖7(a)～(d)是用于說明布線圖案的形成工序的側剖視圖。
圖8是模式地表示銀層的表面形狀的圖。
圖9是模式地表示作為顯示區(qū)域的1個像素的俯視圖。
圖10(a)～(e)是表示1個像素的形成工序的剖視圖。
圖11是從對置基板側觀察液晶顯示裝置的俯視圖。
圖12是沿著圖11的H-H′線的液晶顯示裝置的剖視圖。
圖13是液晶顯示裝置的等效電路圖。
圖14是有機E L裝置的部分放大剖視圖。
圖15是表示本發(fā)明的電子設備的具體例的圖。
圖16是模式地表示有源矩陣基板的一例的剖視圖。
圖17是模式地表示有源矩陣基板的其他例的剖視圖。
圖中L…功能液，P、18…基板，34…圍堰，34a…傾斜面(側面)，34c…彎曲面，35…第1圍堰層，36…第2圍堰層，39…柵極絕緣膜(絕緣膜)，40、61…柵極布線(第1膜圖案、金屬布線)，41…柵電極(第2膜圖案、金屬布線)，55…第1圖案形成區(qū)域(第1開口部)，56…第2圖案形成區(qū)域(第2開口部)，100…液晶顯示裝置(電光學裝置)，600…移動電話主體(電子設備)。
具體實施例方式
以下，參照圖1～圖17，說明本發(fā)明的金屬布線形成方法、有源矩陣基板的制造方法、器件和電光學裝置以及電子設備的實施方式。
其中，由于在以下的說明所使用的各圖中，使各部件為可以辨識的大小，所以可以適當變更各部件的縮尺。
(液滴噴出裝置)首先，在本實施方式中，參照圖1說明用于形成膜圖案的液滴噴出裝置。
圖1是作為在本發(fā)明的膜圖案形成方法中使用的裝置的一例，利用液滴噴出法在基板上配置液體材料的液滴噴出裝置(噴墨裝置)IJ的概略構成的立體圖。
液滴噴出裝置IJ具備液滴噴頭301、X軸方向驅動軸304、Y軸方向引導軸305、控制裝置CONT、臺架(stage)307、清潔機構308、基臺309、加熱器315。
臺架307具備對通過該液滴噴出裝置IJ設置墨水(液體材料)的基板P進行支承、固定于基準位置的未圖示的固定機構。在本實施方式的情況下，支承后述的基板18。
液滴噴頭301是具備多個噴嘴的多噴嘴型的液滴噴頭，使長度方向和Y軸方向一致。多個噴嘴以一定的間隔在液滴噴頭301的下面沿著Y軸方向并列設置。從液滴噴頭301的噴嘴，相對于由臺架307支承的基板P噴出上述的含有導電性微粒的墨水(功能液)。
在X軸方向驅動軸304上連接有X軸方向驅動馬達302。X軸方向驅動馬達302是步進式馬達等，當從控制裝置CONT被供給X軸方向的驅動信號時，使X軸方向驅動軸304轉動。在X軸方向驅動軸304轉動時，液滴噴頭301沿著X軸方向移動。
Y軸方向引導軸305按照不相對于基臺309活動的方式被固定。臺架307具備Y軸方向驅動馬達303。Y軸方向驅動馬達303是步進式馬達等，當從控制裝置CONT被供給Y軸方向的驅動信號時，臺架307沿著Y軸方向移動。
控制裝置CONT向液滴噴頭301提供液滴的噴出控制用的電壓。另外，向X軸方向驅動馬達302提供對液滴噴頭301的X軸方向的移動進行控制的驅動脈沖信號，向Y軸方向驅動馬達303提供對臺架307的Y軸方向的移動進行控制的驅動脈沖信號。
清潔機構308是對液滴噴頭301進行清潔的機構。在清潔機構308中具備未圖示的Y軸方向的驅動馬達。通過該Y軸方向的驅動馬達的驅動，清潔機構308沿著Y軸方向引導軸305移動。清潔機構308的移動也被控制裝置CONT所控制。
加熱器315在這里是通過燈退火對基板P進行熱處理的裝置，對涂敷在基板P上的液體材料中含有的溶劑進行蒸發(fā)和干燥。該加熱器315的電源的投入和阻斷也被控制裝置CONT控制。
液滴噴出裝置IJ對液滴噴頭301和支承基板P的臺架307進行相對掃描的同時，向基板P噴出液滴。這里，在以下的說明中，以X軸方向為掃描方向，以與X軸方向正交的Y軸方為向非掃描方向。因此，液滴噴頭301的噴嘴以一定間隔沿著作為非掃描方向的Y軸方向并列設置。另外，在圖1中，液滴噴頭301被配置成相對于基板P的行進方向成直角，但也可以調節(jié)液滴噴頭301的角度，使其與基板P的行進方向交差。由此，通過調節(jié)液滴噴頭301的角度，可以調節(jié)噴嘴間的間距。另外，還可以任意調節(jié)基板P和噴嘴面的距離。
圖2是用于說明由壓電方式實現(xiàn)的液體材料的噴出原理的圖。
在圖2中，與收容液體材料(布線圖案用墨水、功能液)的液體室312相鄰設置有壓電元件322。借助包括對液體材料進行收容的材料槽的液體材料供給系統(tǒng)323向液體室312供給液體材料。
壓電元件322與驅動電路324連接，借助該驅動電路324向壓電元件322施加電壓，通過使壓電元件322變形，液體室312發(fā)生變形，從噴嘴325噴出液體材料。在該情況下，通過改變施加電壓的值，可控制壓電元件322的形變量。另外，通過改變施加電壓的頻率，可控制壓電元件322的形變速度。
其中，作為液體材料的噴出原理，除了使用上述的作為壓電體元件的壓電元件噴出墨水的壓電方式之外，還可以應用通過加熱液體材料而產生的氣泡(bubble)噴出液體材料的氣泡方式等、公知的各種技術。其中，在上述的壓電方式中，因為不對液體材料進行加熱，所以具有不影響材料的組成等的優(yōu)點。
這里，功能液L(參照圖5)是由將導電性微粒分散于分散介質中而得到的分散液或將有機銀化合物或氧化銀納米級粒子分散于溶劑(分散介質)中得到的溶液而構成。
導電性微粒例如除了使用含有Au、Ag、Cu、Pd、Mn、Cr、Co、In、Sn、ZnBi、Ni中任意的金屬微粒之外，還可以使用它們的氧化物、合金、金屬間化合物、有機鹽、有機金屬化合物、以及導電性聚合物或超導體的微粒等。
這些導電性微粒還可以在其表面涂敷有機物等來使用以提高分散性。
導電性微粒的粒徑優(yōu)選1nm以上0.1μm以下。如果比0.1μm大，則有可能堵塞后述的液體噴頭的噴嘴。另外，如果比1nm小，則涂敷劑相對于導電性微粒的體積比增大，會導致所得到的膜中的有機物的比例過多。
作為分散介質，只要可以分散上述的導電性微粒，且不會引起凝集，就沒有特別限制。例如，除了水之外，還可以例示甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇類，正庚烷、正辛烷、癸烷、十二碳烷、十四碳烷、甲苯、二甲苯、異丙基甲苯、杜烯、茚、二聚戊烯、四氫化萘、十氫化萘、環(huán)己基苯等烴系化合物，另外還可以例示乙二醇、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基乙醚、二乙二醇二甲醚、二乙二醇二乙醚、二乙二醇甲基乙醚、1，2-二甲氧基乙烷、雙(2-甲氧基乙基)醚、p-二噁烷等醚系化合物，進而還可以例示碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、環(huán)己酮等極性化合物。其中，從微粒的分散性和分散液的穩(wěn)定性、或對液滴噴出法(噴墨法)的應用容易程度的觀點出發(fā)，優(yōu)選水、醇類、烴系化合物、醚系化合物，作為更優(yōu)選的分散介質，可以舉出水、烴系化合物。
優(yōu)選上述導電性微粒的分散液的表面張力在0.02N/m以上0.07N/m以下的范圍內。在用液滴噴出法噴出液體時，表面張力如果不到0.02N/m，則墨水組成物相對于噴嘴面的潤濕性增大，所以容易出現(xiàn)飛行彎曲，如果超過0.07N/m，則噴嘴前端處的彎月面的形狀不穩(wěn)定，所以難以控制噴出量或噴出時刻。為了調節(jié)表面張力，在不大大減小與基板的接觸角的范圍內，可以在上述分散液中微量添加氟系、硅酮系、非離子系等的表面張力調節(jié)劑。非離子系表面張力調節(jié)劑有助于提高液體向基板的潤濕性，改進膜的流平性，防止膜的微細凹凸的發(fā)生。上述表面張力調節(jié)劑根據(jù)需要可以含有醇、醚、酯、酮等有機化合物。
上述分散液的粘度優(yōu)選為1mPa·s以上50mPa·s以下。當使用液滴噴出法噴出液體材料作為液滴時，在粘度小于1mPa·s的情況下，噴嘴周邊部容易因墨水的流出而被污染，另外，在粘度大于50mPa·s的情況下，噴嘴孔的堵塞頻率增高，難以順利地噴出液滴。
(圍堰結構體)接著，在本實施方式中，參照圖3(a)、(b)，對基板上的功能液(墨水)進行位置限制的圍堰結構體進行說明。
圖3(a)是表示圍堰結構體的概略構成的俯視圖。另外，圖3(b)是圖3(a)所示的F-F′線向視的上述圍堰結構體的側剖視圖。
本實施方式的圍堰結構體如圖3(a)、(b)所示，具備在基板18上形成有圍堰34的構成。由該圍堰34劃分的區(qū)域是成為用于配置功能液的區(qū)域的圖案形成區(qū)域(布線形成區(qū)域)13。本實施方式的圖案形成區(qū)域13是被設置在用于形成構成后述的TFT的柵極布線、和柵電極的基板18上的區(qū)域。
上述圖案形成區(qū)域13由與柵極布線(第1膜圖案)對應的槽狀第1圖案形成區(qū)域(第1開口部)55、和與該第1圖案形成區(qū)域55連接且與柵電極(第2膜圖案)對應的第2圖案形成區(qū)域(第2開口部)56構成。這里，對應是指通過對配置在上述第1圖案形成區(qū)域55、或上述第2圖案形成區(qū)域56內的功能液實施固化處理等，分別成為柵極布線或柵電極。
具體而言如圖3(a)所示，第1圖案形成區(qū)域55在圖3(a)中沿著Y軸方向延伸而形成。此外，第2圖案形成區(qū)域56沿著相對于第1圖案形成區(qū)域55大致垂直的方向(在圖3(a)中為X軸方向)形成，且被設置成與上述第1圖案形成區(qū)域55連續(xù)(連接)。形成第1圖案區(qū)域55、第2圖案形成區(qū)域56的圍堰34，如圖3(b)的部分放大圖所示，具有相對于基板18的表面以角度θ傾斜的傾斜面(側面)34a、和在上面34b和傾斜面34a之間形成的圓弧狀的彎曲面34c。這些傾斜面34a的傾斜角和彎曲面34c的曲率，根據(jù)覆蓋圍堰34、柵電極41和柵極布線40的絕緣膜的絕緣特性來設定(詳細內容如后所述)。
另外，上述第1圖案形成區(qū)域55的寬度形成得比上述第2圖案形成區(qū)域56的寬度寬。在本實施方式中，第1圖案形成區(qū)域55的寬度形成為與從上述液滴噴出裝置IJ噴出的功能液的飛翔直徑大致相等，或者比其稍大。通過采用這樣的圍堰結構，對于向上述第1圖案形成區(qū)域55噴出的功能液，可以利用毛細管現(xiàn)象使功能液流入到作為微細圖案的第2圖案形成區(qū)域56。
此外，第1圖案形成區(qū)域55、第2圖案形成區(qū)域56的寬度，表示在與第1圖案形成區(qū)域55、第2圖案形成區(qū)域56延伸的方向(X，Y)正交的方向上，第1圖案形成區(qū)域55、第2圖案形成區(qū)域56的上面34b上的端部之間的長度。如圖3(a)所示，上述第1圖案形成區(qū)域55的寬度為長度H1，上述第2圖案形成區(qū)域56的寬度為長度H2。
另一方面，圍堰結構體的截面形狀(F-F′截面)具有圖3(b)所示的構成。具體而言，在基板18上具備多層結構的圍堰34，在本實施方式中，是從基板18側具有第1圍堰層35和第2圍堰層36的2層結構。此外，在圍堰34當中，上層側的第2圍堰層36與第1圍堰層35相比具有疏液性，另一方面，下層側的第1圍堰層35與第2圍堰層36相比相對具有親液性。由此，即使在功能液彈落于圍堰34的上面的情況下，由于該上面具有疏液性，所以該功能液會向第1圖案形成區(qū)域55、第2圖案形成區(qū)域56(主要是第1圖案形成區(qū)域55)流入，使得功能液在第1圖案形成區(qū)域55、第2圖案形成區(qū)域56內適當流動。
在本實施方式中，第1圍堰層35與面對第1圖案形成區(qū)域55、第2圖案形成區(qū)域56的傾斜面34a中的功能液的接觸角不到50°。另一方面，第2圍堰層36使用在側鏈具有氟鍵的圍堰形成材料、或具有含氟硅烷化合物或表面活性劑的圍堰形成材料而形成，其與功能液的接觸角大于第1圍堰層35的接觸角。優(yōu)選第2圍堰層36表面與功能液的接觸角為50°以上。或者，配置功能液的液滴的圖案形成區(qū)域13的底面部(基板18的基板表面18a)，其與功能液的接觸角為上述第1圍堰層35的接觸角以下的角度。
在本實施方式中，就第1圍堰層35側壁的上述接觸角與上述圖案形成區(qū)域13的底面部的上述接觸角之和而言，優(yōu)選按照使其小于第2圍堰層26的接觸角的方式調節(jié)上述第1圍堰層35的接觸角和上述底面部的接觸角。通過具有這樣的構成，還可以得到改善功能液L的潤濕展開性的效果。
(膜圖案的形成方法)接著，對本實施方式的圍堰結構體的形成方法、和在由該圍堰結構體劃分的圖案形成區(qū)域13上形成柵極布線作為膜圖案的方法進行說明。
圖4是按順序表示了上述圍堰結構體的形成工序的側剖視圖。圖4(a)～(d)是表示沿著圖3(a)的F-F′向視的側截面，形成由第1圖案形成區(qū)域55和第2圖案形成區(qū)域56構成的圖案形成區(qū)域13的工序的圖。另外，圖5是對在圖4(a)～(d)所示制造工序中形成的圍堰結構上配置功能液形成膜圖案(柵極布線)的工序進行說明的剖視圖。
(圍堰材料涂敷工序)首先，如圖4(a)、(b)所示，通過旋涂法在基板18的整個面上涂敷第1圍堰形成材料，形成第1圍堰層35a(干燥條件；80℃/60秒)，進而在第1圍堰層35a上涂敷第2圍堰形成材料形成第2圍堰層36a(干燥條件；80℃/60秒)。在該情況下，作為上述圍堰形成材料的涂敷方法，可以應用噴涂、輥涂、模涂、浸涂、噴墨法等各種方法。
作為基板18，可以使用玻璃、石英玻璃、Si晶片、塑料膜、金屬板等各種材料。也可以在基板18的表面形成半導體膜、金屬膜、電介質膜、有機膜等基底層。
作為第1圍堰形成材料，可使用相對于功能液的親和性相對較高的材料。即，可以使用以硅氧烷鍵為主鏈且在側鏈上具有選自-H、-OH、-(CH2CH2O)nH、-COOH、-COOK、-COONa、-CONH2、-SO3H、-SO3Na、-SO3K、-OSO3H、-OSO3Na、-OSO3K、-PO3H2、-PO3Na2、-PO3K2、-NO2、-NH2、-NH3Cl(銨鹽)、-NH3Br(銨鹽)、≡HNCl(吡啶鎓鹽)、≡NHBr(吡啶鎓鹽)1種以上的材料(高分子材料)。
另外，作為第1圍堰形成材料，除了上述的材料之外，還可以使用以硅氧烷鍵為主鏈且在側鏈的一部分上具有烷基、烯基、或芳基的材料。
在本實施方式的情況下，通過使用上述舉出的第1圍堰形成材料，可以將相對于第1圍堰層35的側壁的功能液的接觸角調節(jié)為不到50°。詳細內容如后所述，但通過如此將接觸角調節(jié)為不到50°，可以按照沿著第1圍堰層35的側壁延伸的方式，使功能液L在圖案形成區(qū)域13內潤濕擴展，能夠迅速且穩(wěn)定地形成膜圖案。
另一方面，作為第2圍堰形成材料，可使用能形成相對于功能液的接觸角大于第1圍堰層35的圍堰層且相對于功能液的親和性相對較低的材料。
即，作為第2圍堰形成材料，是以硅氧烷鍵為主鏈且在其側鏈含有氟鍵的材料、乃至以硅氧烷鍵為主鏈而成的材料，可以使用如含有氟的硅烷化合物或表面活性劑的材料。
作為以上述硅氧烷鍵為主鏈且在其側鏈含有氟鍵的材料，可以舉出在側鏈具有選自F基、-CF3基、-CF2-鏈、-CF2CF3、-(CF2)nCF3、-CF2CFCl-中一種以上的材料。
另外，作為含有氟的硅烷化合物(疏液性硅烷化合物)，可以舉出含氟烷基硅烷化合物。即，具有由與Si結合的全氟代烷基結構CnF2n+1表示的結構的化合物，可以例示用下述通式(1)表示的化合物。在式(1)中，n表示1～18的整數(shù)，m表示2～6的整數(shù)。X1和X2表示-OR2、-R2、-Cl，X1和X2中含有的R2表示碳數(shù)1～碳數(shù)4的烷基，a是1～3的整數(shù)。
X1的烷氧基或氯基是用于形成Si-O-Si鍵等的官能團，通過水進行水解，脫離成醇或酸。作為烷氧基，例如可以舉出甲氧基、乙氧基、正丙氧基、異丙氧基、正丁氧基、異丁氧基、仲丁氧基、叔丁氧基等。
就R2的碳數(shù)而言，從脫離的醇的分子量比較小、容易除去且可以抑制所形成的膜的緻密性降低的觀點出發(fā)，優(yōu)選在1～4的范圍內。
通過使用含氟烷硅烷化合物，由于可以按照使氟代烷基位于膜的表面的方式使各化合物發(fā)生取向，形成自組織化膜，所以，能夠對膜的表面賦予均勻的疏液性。
(1)CnF2n+1(CH2)mSiX1aX2(3-a)更具體而言，可以舉出CF3-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3(CF2)3-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3(CF2)5-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3(CF2)5-CH2CH2-Si(OC2H5)3、CF3(CF2)7-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3(CF2)11-CH2CH2-Si(OC2H5)3、CF3(CF2)3-CH2CH2-Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)7-CH2CH2-Si(CH3)(OCH3)2、CF3(CF2)8-CH2CH2-Si(CH3)(OC2H5)2、CF3(CF2)8-CH2CH2-Si(C2H5)(OC2H5)2等。
另外，還可以舉出R1具有用全氟代烷基醚結構CnF2n+1O(CpF2pO)r表示的結構的物質。作為其具體例，例如可以例示用下述通式(2)表示的化合物。
(2)CpF2p+1O(CpF2pO)r(CH2)mSiX1aX2(3-a)(式中，m表示2～6的整數(shù)，p表示1～4的整數(shù)，r表示1～10的整數(shù)，X1和X2及a與上述相同。)作為具體的化合物的例子，可以舉出CF3O(CF2O)6-CH2CH2-Si(OC2H5)3、CF3O(C3F6O)4-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3O(C3F6O)2(CF2O)3-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3O(C3F6O)8-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3O(C4F9O)5-CH2CH2-Si(OCH3)3、CF3O(C4F9O)5-CH2CH2-Si(CH3)(OC2H5)2、CF3O(C3F6O)4-CH2CH2-Si(C2H5)(OCH3)2等。
具有氟代烷基或全氟代烷基醚結構的硅烷化合物，被總稱為“FAS”。這些化合物可以單獨使用，還可以組合2種以上使用。其中，通過使用FAS，可以得到與基板P的粘附性和良好的疏液性。
另外，作為表面活性劑可以使用由通式(R1Y1)表示的物質。式中，R1表示疎水性的有機基團，Y1表示親水性的極性基團、-OH、-(CH2CH2O)nH、-COOH、-COOA、-CONH2、-SO3H、-SO3A、-OSO3H、-OSO3A、-PO3H2、-PO3A、-NO2、-NH2、-NH3B(銨鹽)、≡NHB(吡啶鎓鹽)、-NX13B(烷銨鹽)等。其中，A表示1個以上的陽離子，B表示1個以上的陰離子。另外，X1與上述相同表示碳數(shù)1～碳數(shù)4的烷基。
用上述通式表示的表面活性劑是親兩性化合物，是在親油性的有機基團R1上結合了親水性的官能團的化合物。Y1表示親水性的極性基團，是用于結合或吸附基板的官能團，有機基團R1具有親油性，在親水面的相反側排列，由此在親水面上形成親油面。本實施方式中，表面活性劑是為了向第2圍堰層36賦予疏液性而在第2圍堰形成材料中添加的物質，因此，有機基團R1具有用全氟代烷基結構CnF2n+1表示的結構是有用的。更具體而言，可以舉出F(CF2CF2)1-7-CH2CH2-N+(CH3)3Cl-、C8F17SO2NHC3H6-N+(CH3)、F(CF2CF2)1-7-CH2CH2SCH2CH2-CO2-Li+、C8F17SO2N(C2H5)-CO2-K+、(F(CF2CF2)1-7)CH2CH2O)1，2PO(O-NH4+)1，2、C10F21SO3-NH4+、C6F13CH2CH2SO3H、C6F13CH2CH2SO3-NH4+、C8F17SO2N(C2H5)-(CH2CH2O)0-25H、C8F17SO2N(C2H5)-(CH2CH2O)0-25CH3、F(CF2CF2)1-7-CH2CH2O-(CH2CH2O)0-25H。具有氟代烷基的表面活性劑可以單獨使用，還可以組合2種以上使用。
另外，可以使第2圍堰層36構成為第1圍堰層35的表面處理層。在該情況下，作為構成第2圍堰層36的氟系表面處理劑，可以使用住友3M公司制的EGC-1700、EGC-1720等。不過，當表面處理層的膜厚超過1μm時，會在顯影工序中出現(xiàn)圖案形成不良的情況。作為表面處理層的膜厚，優(yōu)選為500nm以下，例如可以為50nm～100nm左右。作為表面處理劑的溶劑，例如可以使用難以溶解第1圍堰層的氫氟醚。
通過使用這些材料，可以向第2圍堰層36的表面賦予良好的疏液性，可以將配置在圖案形成區(qū)域13的功能液困在相同區(qū)域內。另外，向遠離圖案形成區(qū)域13的位置彈落的功能液的液滴，也可以因第2圍堰層36的疏液性而流向圖案形成區(qū)域13內，從而可以形成具有正確的平面形狀和膜厚的膜圖案。
(曝光工序)接著，二如圖4(c)所示，隔著掩模M向在基板18上設置的第1圍堰層35a、第2圍堰層36a，照射來自曝光裝置(未圖示的)的光，由此形成第1圖案形成區(qū)域55、第2圖案形成區(qū)域56。這里，通過照射光，可以利用后述的顯影工序溶解除去已曝光的第1圍堰層35a、第2圍堰層36a。然后，形成具有如前所述的圖案形成區(qū)域13的圍堰結構。
(顯影工序)接著，在前述的曝光工序之后，如圖4(d)所示，例如用TMAH(四甲基氫氧化銨)對已曝光的第1圍堰層35a、第2圍堰層36a進行顯影處理，選擇性地除去被曝光部。此時，圖3(b)所示的圍堰34的面對第1圖案形成區(qū)域55、第2圖案形成區(qū)域56的傾斜面34a的角度θ為45°～70°(優(yōu)選為60°以上)，如果為45°以下，則柵電極41(柵極布線40)的電極形狀為凸部形狀的趨勢增大，從圍堰34的上面跨過柵電極41(柵極布線40)的后述柵極絕緣膜39的屈曲度也增大。因此，由于因柵電極41(柵極布線40)的邊緣效應引起的電場集中容易誘發(fā)絕緣擊穿，所以這里調節(jié)顯影條件以使上述角度為45°～70°(優(yōu)選為60°以上)。在該顯影工序中，由于圍堰34的上面34b和傾斜面34a的交差部形成邊緣形狀，所以，由顯影液引起的腐蝕增大，形成圓弧形狀的彎曲面34c。就該彎曲面34c而言，也通過調節(jié)顯影條件，出于與上述圍堰34的傾斜角相同的理由，以使與涂敷在第1圖案形成區(qū)域55、第2圖案形成區(qū)域56的功能液(后述)的液面的交差角度為45°以下的方式進行調節(jié)隨后，通過進行燒成(300℃/60分鐘)，如圖4(d)所示，可以在基板18上形成將圖案形成區(qū)域13形象化的圍堰34，所述圖案形成區(qū)域13包括第2圖案形成區(qū)域56和第1圖案形成區(qū)域55。這里，圍堰34的高度(第1圖案形成區(qū)域55、第2圖案形成區(qū)域56的深度)形成為0.5μm左右。
另外，上述圍堰34是層疊了相對于功能液的親和性不同的2層，即第1圍堰層35和第2圍堰層36的結構，上層側的第2圍堰層36表面對于功能液相對具有疏液性。另外，由于第1圍堰層35由具有親液性的材料構成，所以，面對圖案形成區(qū)域13的第1圍堰層35的內側面具有親液性，功能液容易展開。
而且，在上述燒成工序之后、后序的功能液配置工序之前，可以利用HF(氟化氫)清洗形成有圍堰34的基板18。由于在300℃左右的高溫下進行燒成處理，所以氟會從含氟的第2圍堰層36蒸發(fā)，附著在圖案形成區(qū)域13的底面部(基板表面18a)。當氟如此附著在圖案形成區(qū)域13底面部時，該底面部的親液性降低，使得功能液L的潤濕展開性降低，因此，優(yōu)選除去因HF清洗而附著的氟。
另外，在本實施方式中，可以不進行圍堰34的燒成，而在利用顯影處理形成的圖案形成區(qū)域13上噴出配置功能液L，該情況下，不需要上述HF清洗。
(功能液配置工序)接著，對在利用上述工序得到的圍堰結構而形成的圖案形成區(qū)域13上，使用上述液滴噴出裝置IJ噴出配置功能液，形成金屬布線的工序進行說明。然而，難以在用于形成微細布線圖案的第2圖案形成區(qū)域56上直接配置功能液L。因此，就向第2圖案形成區(qū)域56的功能液L的配置而言，是利用如上所述借助毛細管現(xiàn)象使配置在第1圖案形成區(qū)域55的功能液L流入到第2圖案形成區(qū)域56的方法而進行的，首先對該方法進行說明。
首先，如圖5(a)所示，利用液滴噴出裝置IJ，向第1圖案形成區(qū)域55噴出含有金屬微粒的功能液L作為布線圖案形成材料。通過液滴噴出裝置IJ配置在第1圖案形成區(qū)域55的功能液L如圖5(b)所示，利用毛細管現(xiàn)象從第1圖案形成區(qū)域55內流入到第2圖案形成區(qū)域56并潤濕展開，如圖5(c)所示，被填充到第2圖案形成區(qū)域56，形成寬度較寬的第1膜圖案、和與該第1膜圖案連接的寬度較窄的第2膜圖案。
另外，即使在圍堰34的上面配置功能液L，由于該上面具有疏液性，所以功能液L也會被彈開而流入到第1圖案形成區(qū)域55中。
接著，對使用上述的金屬布線方法，在如圖7(d)所示的第1圖案形成區(qū)域55上形成柵極布線(第1膜圖案)40、同時在第2圖案形成區(qū)域56上形成柵電極(第2膜圖案)41的工序進行說明。
本實施方式中，柵極布線40和柵電極41以三層結構形成布線圖案。
具體而言，在本實施方式中，柵極布線40和柵電極41從下層開始，由作為基底層的錳層F1、作為布線主體的銀層F2、作為保護層的鎳層F3這三層構成。
錳層F1作為基底層層(中間層)具有提高銀層F2相對于基板18的密接性的作用。銀層F2作為導電層層疊在錳層F1上而成膜。鎳層F3作為用于抑制由銀或銅等構成的導電性膜的(電electro)遷移現(xiàn)象等的薄膜而發(fā)揮作用，覆蓋銀層F2而成膜。
下面，參照圖6和圖7，對各層成膜的步驟進行說明。
首先，利用液滴噴出裝置IJ向第1圖案形成區(qū)域55噴出構成錳層F1的功能液L1，所述功能液L1是將作為導電性微粒的錳(Mn)分散到有機系的分散介質中而成。利用液滴噴出裝置IJ配置在第1圖案形成區(qū)域55的功能液L1，在第1圖案形成區(qū)域55內潤濕展開(A工序)。
另外，由于第1圍堰層35的傾斜面34a顯示親液性，所以已被噴出配置的功能液L1在整個圖案形成區(qū)域13適當?shù)亓鲃?，如圖6(a)、(b)所示，功能液L1被填充到第1圖案形成區(qū)域55，同時利用毛細管現(xiàn)象順暢地流入到第2圖案形成區(qū)域56(A工序)。
這里，在涂敷3.5ng的功能液L1之后，為了除去分散介質(有機成分)，進行這些功能液L1(錳層F1)的干燥處理、燒成處理。通過這樣的干燥/燒成處理，可確保導電性微粒間的電接觸，變換成導電性膜。作為干燥處理，可以通過例如加熱基板P的基于通常的加熱板、電爐等的加熱處理來進行。該干燥處理主要是為了降低膜厚不均而進行的處理，這里是在120℃下加熱2分鐘。作為燒成處理的處理溫度，可以考慮分散介質的沸點(蒸氣壓)、微粒的分散性或氧化性等熱行為、涂敷劑的有無或量、基材的耐熱溫度等而適當決定。例如，為了除去由有機物構成的涂敷劑，這里是在220℃下加熱30分鐘。由此，如圖6(c)所示，形成了膜厚為0.05μm的錳層F1。
接著，為了形成銀層F2，將在有機系的分散介質中分散有作為導電性微粒的銀(Ag)納米級粒子而成的功能液L2(參照圖7(a))的液滴，配置在形成有錳層F1的第1圖案形成區(qū)域55內。在該功能液中，除了銀的納米級粒子之外，例如還添加有氨基化合物的分散穩(wěn)定劑并進行分散。這里，為了形成膜厚約為0.43μm的銀層F2，將5滴每滴為7.5ng的功能液L2配置在第1圖案形成區(qū)域55內，使其從該第1圖案形成區(qū)域55流入到第2圖案形成區(qū)域56，但并非一次涂敷多滴功能液L2，每當涂敷1滴功能液時，進行干燥/燒成處理(B工序)。
這里，圖8(a)表示圖3(a)所示的G-G′線向視的上述圍堰結構體的側剖視圖。在該圖中，分別表示了表面形狀F2a、和表面形狀F2b、F2c，所述表面形狀F2a是相對于規(guī)定位置一滴一滴噴出功能液L2而進行涂敷并干燥/燒成時的銀層F2的膜的表面形狀，所述表面形狀F2b、F2c是向規(guī)定位置統(tǒng)一噴出2滴、3滴進行涂敷并干燥/燒成時的銀層F2的膜的表面形狀。如該圖所示，即使涂敷在第1圖案形成區(qū)域55的滴數(shù)增加，流入到第2圖案形成區(qū)域56而成膜的柵電極41的膜厚也幾乎沒有變化，增加的滴數(shù)部分的功能液有助于柵極布線40的膜厚的增大。換言之，在增加了所涂敷的功能液的滴數(shù)的情況下，柵電極41和柵極布線40的膜厚之差增大。
另一方面，在涂敷了1滴功能液之后進行干燥/燒成的工序中，已成膜的銀層F2的膜的表面形狀F2a相對較平。
因此，當使用多滴功能液L2形成銀層F2時，在涂敷了1滴之后，交替重復多次干燥/燒成工序進行層疊，由此可以形成由均勻成膜的各層銀層構成的平坦銀層F2。
一次涂敷中向上述第1開口部噴出的液滴的量，在通過該噴出使功能液向第2開口部流動的情況下，優(yōu)選成為第1開口部的液位不高于第2開口部的液位的量。即，這樣的液滴的量是用于實現(xiàn)圖8(a)中由表面形狀F2a所示的液位的狀態(tài)的量。
例如，如圖8(b)所示，在向第1圖案形成區(qū)域55涂敷而形成柵電極41的情況下，對于反復進行每涂敷各液滴都干燥/燒成3滴功能液的工序而層疊/成膜的銀層F91而言，柵電極41的膜厚與圖8(a)所示的涂敷3滴液滴之后一并干燥/燒成形成的銀層相比不僅增厚，而且與一并燒成時的表面形狀F2c相比，其表面形狀的平坦度也減小，使得平坦性提高。
同樣，就例如涂敷6滴液滴后一并干燥/燒成形成的銀層的表面形狀F92而言，在第1圖案形成區(qū)域55中大大膨脹，而在第2圖案形成區(qū)域56中成膜的柵電極41的膜厚也不是以與滴數(shù)對應的厚度成膜，但反復進行每涂敷5滴液滴后實施干燥/燒成的工序而層疊/成膜的銀層的表面形狀F93，無論涂敷的滴數(shù)是否較少，柵電極41的膜厚都增大，同時可以形成柵電極41和柵極布線40的階梯差小的銀層F2。
當對該涂敷后的功能液L2進行干燥處理、燒成處理以除去每滴中的分散介質和分散穩(wěn)定劑時，首先在大氣氣氛下進行預燒成除去(氧化)分散介質(有機成分)，然后在氮氣氣氛下進行正式燒成。作為使有機成分氧化的預燒成，優(yōu)選在130℃以上的溫度下進行，另外，由于銀具有在有氧的環(huán)境下加熱時粒子生長的性質，所以為了抑制該粒生長，優(yōu)選在230℃以下的溫度進行。本實施方式中，在大氣氣氛、約220℃下，進行30分鐘的預燒成。另外，作為正式燒成，例如優(yōu)選在230℃～350℃的溫度下進行，本實施方式中，在氮氣氣氛約300℃下進行30分鐘的正式燒成。因為本實施方式在氮氣氣氛下進行正式燒成，所以粒生長得到抑制。
通過該燒成處理如圖7(b)所示，在錳層F1上形成膜厚為0.43μm的銀層F2。
接著，為了形成鎳層F3，如圖7(c)所示，將在有機系的分散介質中分散有作為導電性微粒的鎳而成的功能液L3的液滴，涂敷在第1圖案形成區(qū)域55。所涂敷的功能液L3與上述的功能液L1、L2一樣，被填充在第1圖案形成區(qū)域55，同時利用毛細管現(xiàn)象順暢地流入到第2圖案形成區(qū)域56。
這里，在涂敷了2.5ng的功能液2滴之后，為了除去分散介質，進行干燥處理、燒成處理。
作為該處理，首先為了防止干燥不均，在大氣氣氛、約70℃下進行10分鐘的干燥處理之后，與形成銀層F2的情況相同，為了除去(氧化)分散介質(有機成分)，在大氣氣氛、約220℃下進行30分鐘的預燒成，然后為了抑制銀的粒生長，在氮氣氣氛、約300℃下進行30分鐘的正式燒成。
通過該干燥/燒成處理，如圖7(d)所示，在銀層F2上以層疊狀態(tài)配置的膜厚為0.02μm的鎳層F3作為保護層而成膜，在第1圖案形成區(qū)域55、第2圖案形成區(qū)域56內形成了柵電極41和柵極布線40。
此時，在柵電極41和柵極布線40(鎳層F3)中，如圖3(b)的部分放大圖所示，以使其表面和彎曲面34c交差的角度θc成為45°以下的方式設定彎曲面34c的曲率。
(器件)接著，對具備由本發(fā)明的金屬布線形成方法形成的金屬布線的器件進行說明。在本實施方式中，參照圖9和圖10，對具備柵極布線的像素(器件)和該像素的形成方法進行說明。
在本實施方式中，利用上述的圍堰結構體和金屬布線形成方法，形成具有底部柵極型的TFT30的柵電極、源電極、漏電極等的像素。其中，在以下的說明中，省略了對與上述的圖5～圖7所示的膜圖案形成工序相同的工序的說明。另外，對與上述實施方式所示的構成要素通用的構成要素附上相同的符號。
(像素的結構)首先，對具備利用上述的膜圖案形成方法形成的金屬布線的像素(器件)的結構進行說明。
圖9是表示本實施方式的像素結構250的圖。
如圖9所示，像素結構250在基板上具備柵極布線40(第1膜圖案)、從該柵極布線40延伸出來形成的柵電極41(第2膜圖案)、源極布線42、從該源極布線42延伸出來形成的源電極43、漏電極44、和與漏電極44電連接的像素電極45。柵極布線40沿著X軸方向延伸而形成，源極布線42與柵極布線40交差并沿著Y軸方向延伸而形成。此外，在柵極布線40和源極布線42的交差點附近，形成有作為開關元件的TFT。通過使該TFT處于ON狀態(tài)，可向與TFT連接的像素電極45供給驅動電流。
這里，如圖9所示，柵電極41的寬度H2比柵極布線40的寬度H1窄。例如，柵電極41的寬度H2為10μm，柵極布線40的寬度H1為20μm。該柵極布線40和柵電極41是利用前述實施方式的金屬布線形成方法而成膜的。
而且，源電極43的寬度H5比源極布線42的寬度H6窄。例如，源電極43的寬度H5為10μm，源極布線42的寬度H6為20μm。在本實施方式中，通過利用金屬布線形成方法，可以利用毛細管現(xiàn)象使功能液流入到作為微細圖案的源電極43而形成。
并且，如圖9所示，在柵極布線40的局部設置有布線寬度比其他區(qū)域窄的縮窄部57。而且，在該縮窄部57上，在與柵極布線40交差的源極布線42側設置有同樣的縮窄部。由此，在柵極布線40和源極布線42的交差部分，通過將各自的布線寬度形成得窄，可以防止在該交差部分蓄積電容。
(像素的形成方法)圖10(a)～(e)是表示沿著圖9所示的C-C′線的像素結構250的形成工序的剖視圖。其中，在形成像素電極時，也可以采用上述本發(fā)明所涉及的膜圖案形成方法。
如圖10(a)所示，在含有由上述方法形成的柵電極41的圍堰34面上，利用等離子CVD法等成膜柵極絕緣膜(絕緣膜)39。這里，柵極絕緣膜39由氮化硅形成。
此時，圖3(b)所示的圍堰34的彎曲面34c根據(jù)柵極絕緣膜39的絕緣特性而被設定曲率，由于和柵電極41的表面的交差角度為45°以下，所以盡管在圖7中圖示了與第2圍堰層36的表面大致在一個面內，但實際上因為功能液的表面張力等，如圖3(b)所示，即便在柵電極41的表面的端部為凹形狀的情況下，柵極絕緣膜39也不會屈曲而引起應力集中，而是沿著柵電極41的表面光滑地覆蓋圍堰34和柵電極41。
然后，在柵極絕緣膜39上成膜活性層。
接著，利用光刻處理和蝕刻處理，如圖10(a)所示以規(guī)定形狀圖案形成非晶硅膜46。
然后，在非晶硅膜46上成膜接觸層47。接著，利用光刻處理和蝕刻處理，如圖10(a)所示以規(guī)定形狀進行圖案形成。其中，接觸層47通過改變原料氣體或等離子條件而形成n+型硅膜。
接著，如圖10(b)所示，利用旋涂法等在包括接觸層47上的整個面涂敷圍堰材料。該情況下，作為上述圍堰形成材料的涂敷方法，可以應用噴涂、輥涂、模涂、浸涂、噴墨法等各種方法。這里，作為構成圍堰部件的材料，需要在形成后具備光透過性和疏液性，所以可以使用丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂、烯烴樹脂、蜜胺樹脂等高分子材料。從燒成工序中的耐熱性、透過率的觀點出發(fā)，更優(yōu)選使用具有硅氧烷鍵的圍堰材料。此外，為了使該圍堰部件具有疏液性，實施CF4等離子處理等(使用了具有氟成分的等離子處理)。另外，可以預先在圍堰的材料自身中填充疏液成分(氟基等)來代替這樣的處理。此時，可以省略CF4等離子處理等。
接著，形成成為1個像素間距的1/20～1/10的源/漏電極用圍堰34d。具體而言，首先通過光刻處理，在涂敷于柵極絕緣膜39的上面的圍堰形成材料的與源電極43對應的位置，形成源電極用形成區(qū)域43a，同樣在與漏電極44對應的位置形成漏電極用形成區(qū)域44a。
其中，對于該源/漏電極用圍堰34d而言，可以形成與在先前的實施方式中所說明的具有第1圍堰層35和第2圍堰層36的層疊結構的圍堰34相同的結構而使用。即，關于形成源/漏電極的工序，可以應用本發(fā)明所涉及的金屬布線形成方法。
通過采用層疊有相對于功能液的接觸角不到50°的第1圍堰層35、和上述接觸角大于第1圍堰層35的第2圍堰層36的結構，可以很好地涂敷功能液并使其展開，形成均勻且均質的源電極、漏電極。特別是就源電極、漏電極而言，在采用多種材料(錳、銀、鎳)的層疊結構的情況下，由于在層疊金屬布線時無需重新進行圍堰的疏液化處理，所以可以提高制造效率。
接著，在形成于源/漏電極用圍堰34d的源電極用形成區(qū)域43a及漏電極用形成區(qū)域44a上配置功能液，形成源電極43和漏電極44。具體而言，首先利用液滴噴出裝置IJ，在源極布線用形成區(qū)域配置功能液(省略圖示)。源電極用形成區(qū)域43a的寬度H5如圖9所示，形成得比源極布線用槽部的寬度H6窄。因此，配置于源極布線用槽部的功能液通過在源極布線設置的縮窄部而一次性地被攔住，基于毛細管現(xiàn)象流入到源電極用形成區(qū)域43a。由此，如圖10(c)所示，形成源電極43。另外，向漏電極用形成區(qū)域噴出功能液形成漏電極44(未圖示)。
接著，如圖10(c)所示，在形成了源電極43和漏電極44之后，除去源/漏電極用圍堰34d。然后，分別以在接觸層47上殘留的源電極43和漏電極44為掩模，對在源電極43和漏電極44之間形成的接觸層47的n+型硅膜進行蝕刻。利用該蝕刻處理，除去在源電極43和漏電極44之間形成的接觸層47的n+型硅膜，露出在n+硅膜的下層形成的非晶硅膜46的一部分。由此，在源電極43的下層形成由n+硅構成的源極區(qū)域32，在漏電極44的下層形成由n+硅構成的漏極區(qū)域33。然后，在這些源極區(qū)域32和漏極區(qū)域33的下層，形成由非晶硅構成的溝道區(qū)域(非晶硅膜46)。
通過以上說明的工序，形成了底部柵極型的TFT30。
然后，如圖10(d)所示，在源電極43、漏電極44、源極區(qū)域32、漏極區(qū)域33、和露出的硅層上，利用蒸鍍法、噴濺法等成膜鈍化膜38(保護膜)。接著，利用光刻處理和蝕刻處理，除去形成后述的像素電極45的柵極絕緣膜39上的鈍化膜38。同時，為了使像素電極45和源電極43電連接，在漏電極44上的鈍化膜38形成接觸孔49。
接著，如圖10(e)所示，在包括形成有像素電極45的柵極絕緣膜39的區(qū)域，涂敷圍堰材料。這里，圍堰材料如上所述，含有丙烯酸樹脂、聚酰亞胺樹脂、聚硅氮烷等材料。然后，利用等離子處理等對該圍堰材料(像素電極用圍堰34e)上面實施疏液處理。接著，利用光刻處理形成對形成有像素電極45的區(qū)域進行劃分的像素電極用圍堰34e。
其中，對于該像素電極用圍堰34e而言，更優(yōu)選形成在本發(fā)明的金屬布線形成方法中使用的層疊結構的圍堰。如果側面具有疏墨水性，則像素電極用墨水在與圍堰的接觸面上容易彈開，另外液滴形狀容易顯示凸形狀，需要設定干燥/燒成等的條件以使其平坦。
接著，利用噴墨法、蒸鍍法等，在由上述像素電極用圍堰34e劃分的區(qū)域形成由ITO(Indium Tin Oxide)構成的像素電極45。另外，將像素電極45填充到上述的接觸孔49中，由此可確保像素電極45和漏電極44的電連接。其中，在本實施方式中，對像素電極用圍堰34e的上面實施疏液處理，并對上述像素電極用槽部實施親液處理。因此，可以在不使像素電極45從像素電極用槽部露出的情況下形成該像素電極45。
利用以上說明的工序，可以形成圖9所示的本實施方式的像素。
如以上的說明所示，在本實施方式中，當形成柵極布線40和柵電極41時，因為反復進行每涂敷一滴功能液時就進行燒成的工序，所以，與在涂敷了必要的滴數(shù)之后一并燒成的情況相比，可以成膜平坦性出色的柵極布線40和柵電極41。特別是在本實施方式中，由于以使柵極布線40比柵電極41更平坦的量涂敷一滴在第1圖案形成區(qū)域55上涂敷的液滴，所以可以進一步提高柵電極41的平坦度。
而且，在本實施方式中，由于圍堰34是由親液性的第1圍堰層35和疏液性的第2圍堰層36構成，所以在涂敷了功能液時，即使在功能液的液滴漫到圍堰34上面的第2圍堰層36的情況下，功能液也會被彈開，可以被引導至圖案形成區(qū)域13(主要是第1圖案形成區(qū)域)，同時由于第1圍堰層35具有親液性，所以功能液會很好地潤濕第1圍堰層35，可以沿著第1圍堰層容易地使功能液潤濕展開到第2圖案形成區(qū)域內而充填。
另外，在本實施方式中，由于基于柵極絕緣膜39的絕緣特性，設定了圍堰34的彎曲面34c和柵電極41(柵極布線40)的表面的交差角度，所以通過由柵電極41(柵極布線40)的邊緣效應引起的電場集中，可以防止誘發(fā)絕緣擊穿，確保絕緣性，從而可以得到能夠體現(xiàn)規(guī)定特性的高品質器件。
(電光學裝置)接著，對具備通過使用了上述圍堰結構的金屬布線形成方法而形成的像素(器件)的本發(fā)明電光學裝置的一例，即液晶顯示裝置進行說明。
圖11是就本發(fā)明的液晶顯示裝置而言，從與各構成要素一同表示的對置基板側進行觀察的俯視圖。圖12是沿著圖11的H-H′線的剖視圖。圖13是在液晶顯示裝置的圖像表示區(qū)域中形成為矩陣狀的多個像素中的各種元件、布線等的等效電路圖，其中，在以下的說明所使用的各圖中，由于使各層或各部件在畫面上為可以辨識程度的大小，所以按各層或各部件使縮尺不同。
在圖11和圖12中，本實施方式的液晶顯示裝置(電光學裝置)100，利用作為光固化性密封材料的密封部件52，貼合成對的TFT陣列基板10和對置基板20，在利用該密封部件52劃分的區(qū)域內封入液晶50并保持。
在密封部件52的形成區(qū)域的內側區(qū)域，形成有由遮光性材料構成的周邊分離部53。在密封部件52的外側區(qū)域，沿著TFT陣列基板10的一邊形成有數(shù)據(jù)線驅動電路201和安裝端子202，沿著與該邊相鄰的2條邊形成有掃描線驅動電路204。在TFT陣列基板10的剩余一邊設置有用于連接設置在像素顯示區(qū)域的兩側的掃描線驅動電路204之間的多個布線205。而且，對置基板20的角部的至少一處配設有用于使TFT陣列基板10和對置基板20之間電導通的基板間導通部件206。
另外，可以替代在TFT陣列基板10上形成數(shù)據(jù)線驅動電路201和掃描線驅動電路204，例如借助各向異性導電膜以電和機械方式連接安裝有驅動用LSI的TAB(Tape Automated Bonding)基板和在TFT陣列基板10的周邊部形成的端子群。其中，在液晶顯示裝置100中，可根據(jù)所使用的液晶50的種類、即TN(Twisted Nematic)模式、C-TN法、VA方式、IPS方式模式等動作模式或正常白模式/正常黑模式的不同，沿著規(guī)定的方向配置相位差板、偏振片等，但在這里省略圖示。
而且，當將液晶顯示裝置100構成為彩色表示用的情況下，在對置基板20中，在TFT陣列基板10的與后述各像素電極對向的區(qū)域，與其保護膜一同形成例如紅(R)、綠(G)、藍(B)的濾色器。
在具有這樣結構的液晶顯示裝置100的圖像表示區(qū)域中，如圖13所示，多個像素100a構成為矩陣狀，同時在這些像素100a中分別形成有像素開關用的TFT(開關元件)30，供給像素信號S1、S2、…、Sn的數(shù)據(jù)線6a與TFT30的源極電連接。寫入到數(shù)據(jù)線6a的像素信號S1、S2、…、Sn，可以按照該順序以線順序進行供給，也可以按組向相鄰接的多個數(shù)據(jù)線6a之間進行供給。另外，TFT30的柵極與掃描線3a電連接，構成為以規(guī)定的時序(timing)，并以脈沖形式向掃描線3a按順序以線順序施加掃描信號G1、G2、…、Gm。
像素電極19與TFT30的漏極電連接，以一定期間使作為開關元件的TFT30處于接通狀態(tài)，由此可將由數(shù)據(jù)線6a提供的像素信號S1、S2、…、Sn以規(guī)定的時序寫入到各像素。由此，借助像素電極19寫入到液晶的規(guī)定電平的像素信號S1、S2、…、Sn，在圖12所示的對置基板20與對置電極121之間被保持一定時間。另外，為了防止所保持的像素信號S1、S2、…、Sn泄漏，與在像素電極19和對置電極121之間形成的液晶電容并列地附加儲能電容60。例如，像素電極19的電壓以比施加源極電壓的時間長3位數(shù)的時間由儲能電容60來保持。由此，電荷的保持特性得到改善，可以實現(xiàn)對比度比高的液晶顯示裝置100。
在本實施方式的液晶顯示裝置100中，因為具備上述的器件，所以可以得到不會出現(xiàn)品質不良的高品質液晶顯示裝置100。
圖14是具備利用上述圍堰結構和金屬布線形成方法形成的像素的有機EL裝置的側剖視圖。以下，參照圖14對有機EL裝置的概略構成進行說明。
在圖14中，有機EL裝置401是在由基板411、電路元件部421、像素電極431、圍堰部441、發(fā)光元件451、陰極461(對置電極)、和密封用基板471構成的有機EL元件402上，連接了撓性基板(圖示略)的布線和驅動IC(圖示略)而成的裝置。就電路元件部421而言，在基板411上形成作為有源元件的TFT30，在電路元件部421上排列多個像素電極431而構成。而且，構成TFT30的柵極布線61通過上述實施方式的金屬布線形成方法而形成。
在各像素電極431之間，圍堰部441形成為格子狀，在由圍堰部441產生的凹部開口444中形成有發(fā)光元件451。另外，發(fā)光元件451由發(fā)紅光的元件、發(fā)綠光的元件和發(fā)藍光的元件形成，由此，有機EL裝置401可以實現(xiàn)全色顯示。陰極461形成于圍堰部441和發(fā)光元件451的整個上部，在陰極461上層疊有密封用基板471。
含有有機EL元件的有機EL裝置401的制造工藝包括形成圍堰部441的圍堰部形成工序、用于適當形成發(fā)光元件451的等離子處理工序、形成發(fā)光元件451的發(fā)光元件形成工序、形成陰極461的對置電極形成工序、和將密封用基板471層疊在陰極461上而進行密封的密封工序。
發(fā)光元件形成工序通過在凹部開口444、即像素電極431上形成空穴注入層452和發(fā)光層453而形成發(fā)光元件451，因此包括空穴注入層形成工序和發(fā)光層形成工序。此外，空穴注入層形成工序具有向各像素電極431上噴出用于形成空穴注入層452的液狀體材料的第1噴出工序、和使吐出后的液狀體材料干燥而形成空穴注入層452的第1干燥工序。另外，發(fā)光層形成工序具有向空穴注入層452上噴出用于形成發(fā)光層453的液狀體材料的第2噴出工序、和使噴出的液狀體材料干燥而形成發(fā)光層453的第2干燥工序。其中，發(fā)光層453如前所述，由與紅、綠、藍三種顏色對應的材料形成3種發(fā)光層，因此，就上述的第2噴出工序而言，因為分別噴出3種材料，所以由3道工序構成。
根據(jù)本發(fā)明的電光學裝置，由于具備高品質的器件，所以可以實現(xiàn)品質與性能得到提高的電光學裝置。
另外，作為本發(fā)明的電光學裝置，除了上述之外，還可以用于PDP(等離子顯示面板)、或利用通過與膜面平行地流過電流而在形成于基板上的小面積薄膜產生電子釋放現(xiàn)象的表面?zhèn)鲗碗娮俞尫旁取?br> (電子設備)接著，對本發(fā)明的電子設備的具體例子進行說明。
圖15是表示移動電話的一個例子的立體圖。在圖15中，600表示移動電話主體(電子設備)，601表示具備上述實施方式的液晶顯示裝置的液晶表示部。
由于圖15所示的電子設備具備通過具有上述實施方式的圍堰結構的圖案形成方法而形成的液晶顯示裝置，所以可得到高的品質與性能。
另外，本實施方式的電子設備具備液晶裝置，還可以是具備有機電致發(fā)光顯示裝置、等離子型顯示裝置等其他電光學裝置的電子設備。
此外，除了上述的電子設備以外，可以用于各種電子設備。例如，可以用于液晶投影機、對應多媒體的個人電腦(PC)以及工程師工作站(EWS)、尋呼機、文字處理器、電視、取景器型或監(jiān)視器直視型的錄影機、電子記事本、臺式電子計算機、汽車導航裝置、POS終端、具備觸摸屏的裝置等電子設備。
以上，參照附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進行了說明，但本發(fā)明當然不限于這些實施例。在上述的例子中所示的各構成部件的各種形狀與組合等是一個例子，在不脫離本發(fā)明主旨的范圍內，可以根據(jù)設計要求等進行各種變更。
例如，在上述實施方式中，利用光刻處理和蝕刻處理，形成了期望圖案的圍堰結構。針對此，可以代替上述形成方法，通過使用激光器形成圖案來形成期望的圖案。
而且，上述本實施方式的膜圖案的形成方法，可以用于圖16或圖17所示的有源矩陣基板的制造。具體而言，圖16是表示具備共面結構的晶體管的有源矩陣基板的一個例子的剖視模式圖，在基板48上形成非晶硅膜46，在非晶硅膜46上隔著柵極絕緣膜39形成有柵電極41。柵電極41被圍堰34包圍而形成圖案，該圍堰34還作為層間絕緣層發(fā)揮功能。此外，在圍堰34和柵極絕緣膜39形成有接觸孔，形成有通過該接觸孔與非晶硅膜46的源極區(qū)域連接的源電極43、和與非晶硅膜46的漏極區(qū)域連接的漏電極44。其中，漏電極44與像素電極連接。
另一方面，圖17是表示具備錯列結構的晶體管的有源矩陣基板的一個例子的剖視模式圖，在基板48上形成有源電極43和漏電極44，在該源電極43和漏電極44上形成有非晶硅膜46。而且，在非晶硅膜46上隔著柵極絕緣膜39形成有柵電極41。柵電極41被圍堰34包圍而形成圖案，該圍堰34還作為層間絕緣層發(fā)揮功能。其中，漏電極44與像素電極連接。
在制造如上所述的有源矩陣基板時，可以應用上述的金屬布線形成方法。也就是說，例如當在由圍堰34包圍的區(qū)域形成柵電極41時，如果采用本發(fā)明的上述金屬布線形成方法，則可以形成可靠性高的柵電極。其中，該膜圖案的形成方法不限于柵電極的形成工序，還可以在例如源電極或漏電極、進而在像素電極的形成工序中采用。
權利要求
1.一種金屬布線形成方法，其特征在于，包括形成具有與第1膜圖案對應的第1開口部、和寬度比所述第1膜圖案窄且與所述第1膜圖案連接的第2膜圖案所對應的第2開口部的圍堰的工序；在所述第1開口部配置所述功能液的液滴，利用所述功能液的自流動將該功能液配置于所述第2開口部的A工序；和使配置在所述第1開口部和所述第2開口部的所述功能液固化的B工序；通過多次交替重復所述A工序和所述B工序，成膜所述第1膜圖案和所述第2膜圖案。
2.如權利要求1所述的金屬布線形成方法，其特征在于，所述圍堰具有相對于所述功能液具有親液性的第1圍堰層、和層疊在該第1圍堰層上且相對于所述功能液具有疏液性的第2圍堰層。
3.如權利要求1或者2所述的金屬布線形成方法，其特征在于，一次所述A工序中向所述第1開口部配置的液滴的量，在通過該配置使得所述功能液流入到所述第2開口部的情況下，是所述第1開口部的液位不高于所述第2開口部的液位的量。
4.一種器件，其特征在于，通過在由設置于基板上的圍堰所劃分的布線形成區(qū)域涂敷功能液的液滴，使所涂敷的該功能液固化，形成金屬布線，并形成了覆蓋所述金屬布線和上述圍堰的絕緣膜而得到；在所述圍堰上設置有彎曲面，所述彎曲面形成于面對所述布線形成區(qū)域的側面和上面之間，與所述金屬布線的表面的交差角度根據(jù)所述絕緣膜的絕緣特性而設定。
5.如權利要求4所述的器件，其特征在于，所述彎曲面以45°以下的角度與所述金屬布線的表面交差。
6.如權利要求4或者5所述的器件，其特征在于，所述金屬布線通過反復多次涂敷和固化所述功能液而成膜。
7.如權利要求4～6中任意一項所述的器件，其特征在于，所述圍堰具有相對于所述功能液具有親液性的第1圍堰層、和層疊在該第1圍堰層上且相對于所述功能液具有疏液性的第2圍堰層。
8.一種電光學裝置，其特征在于，具備權利要求4～7中任意一項所述的器件。
9.一種電子設備，其特征在于，具備權利要求8所述的電光學裝置。
10.一種有源矩陣基板的制造方法，其特征在于，包括在基板上形成柵極布線的第1工序、在所述柵極布線上形成柵極絕緣膜的第2工序、隔著所述柵極絕緣膜層疊半導體層的第3工序、在所述柵極絕緣膜之上形成源電極和漏電極的第4工序、在所述源電極和所述漏電極上配置絕緣材料的第5工序、和配置了所述絕緣材料之后形成像素電極的第6工序，在所述第1工序和所述第4工序及所述第6工序的至少一個工序中，使用權利要求1～3中任意一項所述的金屬布線形成方法。
11.一種有源矩陣基板的制造方法，其特征在于，包括在基板上形成源電極和漏電極的第1工序、在所述源電極和漏電極上形成半導體層的第2工序、在所述半導體層之上隔著柵極絕緣膜形成柵電極的第3工序、和形成與所述漏電極連接的像素電極的第4工序，在所述第1工序和所述第3工序及所述第4工序的至少一個工序中，使用權利要求1～3中任意一項所述的金屬布線形成方法。
12.一種有源矩陣基板的制造方法，其特征在于，包括在基板上形成半導體層的第1工序；在所述半導體層上隔著柵極絕緣膜形成柵電極的第2工序；形成通過在所述柵極絕緣膜上形成的接觸孔與所述半導體層的源極區(qū)域連接的源電極、和與所述半導體層的漏極區(qū)域連接的漏電極的第3工序；和形成與所述漏電極連接的像素電極的第4工序；在所述第2工序和所述第3工序及所述第4工序的至少一個工序中，使用權利要求1～3中任意一項所述的金屬布線形成方法。
全文摘要
一種金屬布線形成方法，包括下述工序形成具有與第1膜圖案(柵極布線(40))對應的第1開口部(第1圖案形成區(qū)域(55))、和寬度比第1膜圖案(40)窄且與第1膜圖案(40)連接的第2膜圖案(柵電極(41))所對應的第2開口部(第2圖案形成區(qū)域(56))的圍堰(34)；在第1開口部(55)配置功能液(L2)的液滴并通過功能液(L2)的自流動將功能液(L2)配置在第2開口部(56)；和使在第1開口部(55)和第2開口部(56)配置的功能液(L2)固化。第1膜圖案(40)和第2膜圖案(41)，通過對每個液滴多次反復進行涂敷液滴的工序和使功能液固化的工序成膜。由此可以抑制平坦度的降低，體現(xiàn)規(guī)定的特性。
文檔編號H01L27/12GK101071788SQ20071010320
公開日2007年11月14日 申請日期2007年5月10日 優(yōu)先權日2006年5月12日
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