專利名稱：膜圖案的形成法、膜圖案、器件、電光學裝置和電子儀器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及膜圖案的形成方法、膜圖案、器件、電光學裝置和電子儀器。
背景技術：
歷來，在基板上層疊配置了由導體構成的薄膜圖案(膜圖案)的電路布線、覆蓋該電路布線的絕緣膜等和半導體層而形成半導體裝置(器件)。作為這樣的薄膜圖案的形成方法眾所周知有從液滴噴出頭噴出含有以構成膜的材料作為溶質的功能液的液滴、干燥彈落的功能液、除去溶劑、形成薄膜圖案的所謂噴墨法。在噴墨法中，通過在基板上形成圍住薄膜形成區(qū)域的圍堰而形成與薄膜圖案相同的平面形狀的凹部。而且通過向該凹部噴出功能液、干燥在凹部彈落的功能液，可以形成期望的圖案的薄膜圖案。
但是，近年，構成半導體裝置的電路向高密度化方向發(fā)展，例如，即使對于布線也要求進一步微細化、細線化。因此，要考慮通過上述噴墨法將功能液噴到由微細寬度的圍堰區(qū)分的布線形成區(qū)域內而形成微細布線。
此時，希望將功能液選擇地僅噴到(配置)形成布線的區(qū)域內。因此，有如下技術通過使區(qū)分上述布線形成區(qū)域的圍堰的表面進行疏液化處理，使其他部分例如成為布線形成區(qū)域的基板上進行親液化處理，在將功能液噴到上述布線形成區(qū)域內時，即使功能液的一部分被噴到圍堰(bank)的上面，也能夠使全部功能液流入到布線形成區(qū)域內而形成微細化的布線(膜圖案)。
這里，在被疏液處理的疏液部分和被親液處理的親液部分之間相對于上述功能液的濕潤性(親和性)之差別小時，擔心跑到圍堰上的液滴會彈到圍堰外，不能在上述布線形成區(qū)域內濕潤擴展。因此，有如下技術通過使相對于圍堰(疏液部分)和基板(親液部分)的上述功能液的接觸角之差在40°以上，就可以使在圍堰上彈落的液滴確實地在上述布線形成區(qū)域內濕潤擴展(例如，參照專利文獻1)。
專利文獻1特開2004-363560號公報但是，將液滴噴到圍堰上、液滴流入由該圍堰區(qū)分的布線形成區(qū)域(圖案形成區(qū)域)內時，僅規(guī)定上述接觸角而在圍堰上卻照舊殘存液滴的彈落痕跡。此時，若功能液具有導電性，由于圍堰上的液滴的彈落痕跡也具有導電性，所以布線形成區(qū)域的布線和彈落痕跡成為導通狀態(tài)。這樣，擔心因圍堰上的彈落痕跡接觸，在相鄰而形成的布線之間發(fā)生短路。為此，形成的布線的可靠性降低。

發(fā)明內容
鑒于上述情況，本發(fā)明的目的在于，提供在圍堰上不殘留彈落的功能液的殘渣、使該功能液確實地流入圖案形成區(qū)域內、得到可靠性高的膜圖案的膜圖案形成方法、用該形成方法得到的膜圖案、具備該膜圖案的器件、電光學裝置和電子儀器。
為了解決上述課題，本發(fā)明人銳意研究的結果，得到了圍堰上是否殘留功能液的彈落痕跡與相對于圍堰的功能液的后退接觸角相關的見解。
而且，基于這樣的見解，本發(fā)明人完成了本發(fā)明。
本發(fā)明的膜圖案的形成，將功能液配置在基板上形成膜圖案，其特征在于，具有在上述基板上形成與上述膜圖案的形成區(qū)域相對應的圍堰的工序；將上述功能液配置在由上述圍堰區(qū)分的圖案形成區(qū)域內的工序；和對上述功能液進行固化處理后作成膜圖案的工序；在使相對于上述圍堰的上面的該功能液的前進接觸角和后退接觸角之差成為10°以上，而且使上述后退接觸角成為13°以上的條件下進行上述功能液的配置。
根據(jù)本發(fā)明的膜圖案的形成方法，通過在使相對于上述圍堰的上面的該功能液的前進接觸角和后退接觸角之差成為10°以上，而且使上述后退接觸角成為13°以上的條件下進行功能液的配置，由后述的試驗結果，例如即使功能液在圍堰上彈落的情況下，圍堰上也不殘留功能液的彈落痕跡，可以使功能液落入圍堰形成區(qū)域內。由此，由于可以防止在圍堰上有功能液的殘渣，所以采用以在上述圖案形成區(qū)域形成的膜圖案作為布線的情況下，可以防止由鄰接的布線間的接觸造成的短路。這樣，在本發(fā)明中通過使功能液確實地流入圖案形成區(qū)域內，可以形成可靠性高的膜圖案。
另外，在上述膜圖案的形成方法中，優(yōu)選在相對于上述圍堰上面的該功能液的靜態(tài)接觸角是20°以上的條件下進行上述功能液的配置。
圍堰上配置的功能液相對于圍堰上面的靜態(tài)接觸角過小時，功能液在圍堰上彈落的同時在圍堰上濕潤擴展，有時不能使功能液良好地落入上述圖案形成區(qū)域內。因此，如果采用本發(fā)明，通過賦予相對于上述圍堰上面的功能液的靜態(tài)接觸角是20°以上的疏液性，可以使在圍堰上彈落的功能液良好地落入上述圖案形成區(qū)域內。
另外，在上述膜圖案的形成方法中，優(yōu)選形成上述圍堰的工序通過涂布含有光酸發(fā)生劑、作為正型抗蝕劑發(fā)揮功能的感光性聚硅氮烷液或感光性聚硅氧烷液、然后使其曝光、顯影而圖案形成后、進行燒成，形成以硅氧烷鍵作為骨架的材質的圍堰。
根據(jù)這樣，通過形成的圍堰是無機質，相對于熱處理就具有高的耐性。因此，例如在固化處理功能液時需要以比較高的溫度進行熱處理的情況下，不會發(fā)生圍堰熔融等不合適的情況，相對于熱處理可以充分對應。另外，使聚硅氮烷液或感光性聚硅氧烷液具有作為正型抗蝕劑的功能，由其得到的圍堰的圖案精度可以更良好，因此對于由這樣的圍堰得到的膜圖案，其圖案精度也可以更高，適宜在形成微細布線的情況下采用。
另外，在上述膜圖案的形成方法中，優(yōu)選含有上述功能液的功能材料是導電性材料。
這里，例如，功能液是含有導電性微粒子的導電性材料的情況下，可以賦予形成的膜圖案以導電性，可以以該膜圖案作為布線形成。
另外，在上述膜圖案的形成方法中，優(yōu)選上述功能液含有承擔形成的膜圖案的主要功能的主材料和用于提高該主材料和上述基板的密接性的材料。
根據(jù)這樣，可以防止通過第1功能材料從基板剝離承擔膜圖案的主要功能的第2功能材料。
另外，本發(fā)明中的第2功能材料是具有膜圖案的主要功能的材料，例如在以膜圖案作為布線而形成的情況下，是主要承擔流過電流功能的銀或銅。另外，作為上述第1功能材料可以舉出鉻、錳、鐵、鎳、鉬、鈦和鎢等。
另外，在上述膜圖案的形成方法中，優(yōu)選上述功能液含有承擔形成的膜圖案的主要功能的主材料和用于抑制該主材料的電遷移的材料。
根據(jù)這樣，可以抑制例如以膜圖案作為布線使用的情況下的電遷移。
這里，所謂電遷移是因電流長時間在布線中流過而電子沿電子流移動的現(xiàn)象，成為布線電阻值增加或斷線的原因。另外，作為抑制該電遷移的材料可以舉出鈦等。
另外，在上述膜圖案的形成方法中，優(yōu)選上述功能液含有承擔形成的膜圖案的主要功能的主材料和具有絕緣特性的材料。
根據(jù)這樣，例如，可以使具有絕緣特性的材料在采用以膜圖案作為布線的情況下具有絕緣層的功能。
另外，在上述膜圖案的形成方法中，優(yōu)選上述功能液含有承擔形成的膜圖案的主要功能的主材料和用于抑制該主材料的等離子體損傷的材料。
根據(jù)這樣，在通過由CVD的等離子體損傷和以四氟化碳作為處理氣體的等離子體處理法(CF4處理法)對圍堰進行疏液化處理時，可以抑制對膜圖案的主材料的等離子體損傷。因此，在該膜圖案的形成方法中，適宜采用等離子體處理。
此時，優(yōu)選用于抑制上述主材料的等離子體損傷的材料是用于抑制由上述等離子體損傷造成的擴散的阻擋材料。
根據(jù)這樣，以膜圖案作為金屬布線使用的情況下，可以防止因金屬離子向層間絕緣膜的擴散造成的漏電的發(fā)生。
本發(fā)明的膜圖案的特征在于，由上述膜圖案的形成方法形成。
如上所述，本發(fā)明的膜圖案通過使功能液確實可以流入直至圍堰的端部而形成希望的形狀，其可靠性增高。
本發(fā)明的器件的特征在于，具備上述膜圖案。
根據(jù)本發(fā)明的器件，如前所述，通過具有以可靠性高的膜圖案作為與例如開關元件連接的布線而可以可靠地動作，成為可靠性高的器件。
本發(fā)明的電光學裝置的特征在于，具備上述器件。
根據(jù)本發(fā)明的電光學裝置，通過搭載可靠性高的器件，可以可靠地驅動具備該器件的電光學裝置。
本發(fā)明的電子儀器的特征在于，具備上述電光學裝置。
根據(jù)本發(fā)明的電光學裝置，通過使用以可靠性高的電光學裝置作為電子儀器的顯示部，可以良好地進行其顯示。


圖1是液滴噴出裝置的概略立體圖。
圖2是用于說明由壓電方式的液狀體的噴出原理的圖。
圖3是用于以工序順序說明本發(fā)明的布線圖案形成方法的圖。
圖4是用于以工序順序說明本發(fā)明的布線圖案形成方法的圖。
圖5是用于以工序順序說明本發(fā)明的布線圖案形成方法的圖。
圖6是用于以工序順序說明本發(fā)明的布線圖案形成方法的圖。
圖7是用于說明本發(fā)明的第2實施方式的圖。
圖8是用于說明本發(fā)明的第3實施方式的圖。
圖9是用于說明動態(tài)接觸角的測定方法的圖。
圖10是用于說明實驗方法的圖。
圖11是表示實驗結果的圖。
圖12是從對向基板側看液晶顯示裝置的平面圖。
圖13是沿圖12的H-H’線的剖面圖。
圖14是液晶顯示裝置的等效電路圖。
圖15是該液晶顯示裝置的局部放大剖面圖。
圖16是有機EL裝置的局部放大剖面圖。
圖17是用于說明制造薄膜晶體管的工序的圖。
圖18是表示液晶顯示裝置的另一方式的圖。
圖19是表示本發(fā)明的電子儀器的具體例的圖。
圖中30—TFT，33—布線(膜圖案)，34—膜圖案形成區(qū)域(圖案形成區(qū)域)，100—液晶顯示裝置(電光學裝置)，600—移動電話機(電子儀器)，700—信息處理裝置(電子儀器)，800—鐘表主體(電子儀器)，B—圍堰，P—基板，X1～X3—布線圖案用墨水(功能液)
具體實施例方式
以下，參照附圖詳細地說明本發(fā)明。另外，在參照的各圖中，為了在附圖中成為可辨認的大小，有時其縮尺在各層或各構件中不同。
(第1實施方式)首先針對通過液滴噴出法從液滴噴出頭的噴出嘴將含有導電性微粒子的布線圖案(膜圖案)用墨水(功能液)液滴狀地噴出，以與布線圖案相對應而在基板上形成的圍堰之間、即由圍堰區(qū)分的區(qū)域內形成布線圖案(膜圖案)的情況下的實施方式，說明本發(fā)明的膜圖案的形成方法。而且，在該實施方式中，尤其是通過噴出不同的二種功能液，形成多種材料層疊而成的布線圖案(膜圖案)。
作為該布線圖案用墨水(功能液)，在形成后述那樣的圍堰、使用由聚甲基硅氧烷等的具有疏水性的聚硅氧烷骨架材質構成的墨水的情況下，使用特別是含有水系分散劑或溶劑的液狀體。具體地說，由將導電性微粒子分散在水或醇等的水系分散劑的分散液、或將有機銀化合物或氧化銀毫微粒子分散在水系分散劑中的分散液構成。這里，作為上述圍堰及上述布線圖案用墨水的組合，只要是在后述的相對于圍堰上面的布線圖案用墨水的前進接觸角和后退接觸角之差成為10°以上而且上述后退接觸角成為13°以上的條件下的布線圖案用墨水可以配置，就可以選擇各種組合。
在本實施方式中，作為導電性微粒子，例如除含有金、銀、銅、鐵、鉻、錳、鉬、鈦、鈀、鎢及鎳中的任一種的金屬微粒子以外，也可以使用它們的氧化物及導電性聚合物或超電導體的微粒子等。
這些導電性粒子也可以為提高分散性在其表面涂敷有機物等而使用。
優(yōu)選導電性微粒子的粒徑是1nm以上、0.1μm以下。比0.1μm大時，擔心后述的液滴噴出頭的噴嘴發(fā)生孔堵塞。另外，比1nm小時，相對于導電性微粒子的涂覆劑的體積比增大，得到的膜中的有機物的比例過多。
在本實施方式中，作為分散劑使用水系的分散劑并進行說明，但是只要是可以分散上述的導電性微粒子就不作特別的限定。例如，除水以外，可以例示出甲醇、乙醇、丙醇、丁醇等醇類；正庚烷、正辛烷、癸烷、十二烷、十四烷、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)己基苯等的烴類化合物；另外乙二醇二甲醚、乙二醇二乙醚、乙二醇甲基乙基醚、二甘醇二甲醚、二甘醇二乙醚、二甘醇甲基乙基醚、1，2-二甲氧基乙烷、二(2-甲氧基乙基)醚、對二噁烷等的醚類化合物、和碳酸丙烯酯、γ-丁內酯、N-甲基-2-吡咯烷酮、二甲基甲酰胺、二甲亞砜、環(huán)己酮等的極性化合物。其中，從微粒子的分散性和分散液的穩(wěn)定性及適用于液滴噴出法(噴墨法)的難易度出發(fā)，優(yōu)選水、醇類、烴類化合物、醚類化合物，作為更優(yōu)選的分散劑可以舉出水、烴類化合物。
優(yōu)選上述導電性微粒子的分散液的表面張力在0.02N/m以上、0.07N/m以下的范圍內。用噴墨法噴出液體之際表面張力低于0.02N/m時，因墨水組合物的相對于噴嘴面的潤濕性增大而容易發(fā)生飛行彎曲，超過0.07N/m時，因噴嘴前端的彎液面的形狀不穩(wěn)定而難以控制噴出量、噴出時間。為了調整表面張力，在不會大幅度降低與基板的接觸角的范圍內，可以向上述分散液中微量添加氟系、硅系、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)劑有益于提高液體對基板的濕潤性、改善膜的調平性、防止膜的微細的凹凸的發(fā)生等。上述表面張力調節(jié)劑也可以根據(jù)需要含有醇、醚、酯、酮等有機化合物。
優(yōu)選上述分散液的粘度是1mPa·s以上、50mPa·s以下。用噴墨法以液體材料作為液滴噴出之際、粘度比1mPa·s小的情況下，噴嘴周邊部因墨水的流出容易被污染，另外粘度比50mPa·s大的情況下，噴嘴孔處的孔堵塞的頻率增高，順利的液滴噴出變得困難。
作為形成布線圖案的基板可以使用玻璃、石英玻璃、Si晶片、塑料薄膜、金屬板等各種基板。另外也包括在這些各種原材料基板的表面上以半導體膜、金屬膜、電介質膜、有機膜等作為基底層而形成的基板。
這里，作為液滴噴出法的噴出技術可以舉出帶電控制方式、加壓振動方式、電機械轉換式、電熱轉換方式、靜電吸引方式等。帶電控制方式用帶電電極賦予材料以電荷，用偏轉電極控制材料的飛翔方向而從噴嘴噴出。另外，加壓振動方式對材料施加30kg/cm2左右的超高壓，在噴嘴的前端側噴出材料，不施加控制電壓的情況下，材料一直前進，從噴嘴噴出，施加控制電壓時，材料間發(fā)生靜電排斥，材料飛散，不從噴嘴噴出。另外，電機械轉換方式利用壓電元件(piezo元件)接受脈沖的電信號而變形的性質，通過壓電元件變形，借助于可撓物質將壓力賦予貯存材料的空間，使材料從該空間壓出而從噴嘴噴出。
另外，電熱轉換方式是由設在貯存材料的空間內的加熱器使材料急劇地氣化生成氣泡(泡)，由泡的壓力使空間內的材料噴出。靜電吸引方式是向貯存材料的空間內施加微小壓力，在噴嘴上形成材料的彎液面，在該狀態(tài)下由施加靜電引力將材料引出。另外，除此以外，也可以適用于利用由電場產生的流體的粘性變化的方式或由放電火花飛出的方式等的技術。液滴噴出法具有在材料的使用中浪費少而且可以確實地將希望的量的材料配置在希望的位置上的優(yōu)點。另外，由液滴噴出法噴出的液狀材料(流動體)的一滴的量，例如是1～300毫微克。
在本實施方式中，作為形成這樣的液滴噴出的裝置使用利用了壓電元件(piezo元件)的電機械轉換方式的液滴噴出裝置(噴墨裝置)。
圖1是表示液滴噴出裝置IJ的概略構成的立體圖。
液滴噴出裝置IJ備有液滴噴出頭1、X軸方向驅動軸4、Y軸方向導向軸5、控制裝置CONT、臺7、清洗機構8、基臺9和加熱器15。
臺7支持通過該液滴噴出裝置IJ配置液體材料(布線圖案用墨水)的基板P，備有將基板P固定在基準位置上的未圖示的固定機構。
液滴噴出頭1是具備多個噴出嘴的多噴嘴型的液滴噴出頭，縱長方向和X軸方向相一致。多個噴出嘴以一定間隔設在液滴噴出頭1的下面。從液滴噴出頭1的噴出嘴相對于支持在臺7上的基板P噴出含有上述導電性微粒子的布線圖案用墨水。
X軸方向驅動馬達2連接在X軸方向驅動軸4。該X軸方向驅動馬達2由步進馬達等構成，從控制裝置CONT供給X軸方向的驅動信號時，X軸方向驅動軸4旋轉。X軸方向驅動軸4旋轉時，液滴噴出頭1沿X軸方向移動。
Y軸方向導向軸5以相對于基臺9不動地被固定。臺7備有Y軸方向驅動馬達3。Y軸方向驅動馬達3是步進馬達等，從控制裝置CONT供給Y軸方向的驅動信號時，使臺7沿Y軸方向移動。
控制裝置CONT將液滴噴出控制用電壓供給液滴噴出頭1。另外，將控制液滴噴出頭1的X軸方向移動的驅動信號供給X軸方向驅動馬達2，將控制臺7的Y軸方向移動的驅動信號供給Y軸方向驅動馬達3。
清洗機構8清洗液滴噴出頭1。在清洗機構8中備有未圖示的Y軸方向的驅動馬達。通過該Y軸方向的驅動馬達的驅動，清洗機構沿Y軸方向導向軸5移動。清洗機構8的移動也由控制裝置CONT控制。
這里，加熱器15是用氙燈使基板P進行熱處理的部件，進行基板P上配置的液體材料中含有的溶劑的蒸發(fā)及干燥。該加熱器15的電源的接通及斷開也由控制裝置CONT控制。
液滴噴出裝置IJ相對地掃描液滴噴出頭1和支持基板P的臺7，同時相對于基板P從在液滴噴出頭1的下面沿X軸方向排列的多個噴出嘴中噴出液滴。
圖2是用于說明由壓電方式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21鄰接而設置有壓電元件22。借助于包含收容液體材料的材料容器的液體材料供給系統(tǒng)23將液體材料供給液體室21。壓電元件22與驅動電路24連接，借助于該驅動電路24將電壓施加到壓電元件22上，通過使壓電元件22變形，使液體室21變形，從噴嘴25中噴出液體材料。此時，通過改變施加電壓的值，控制壓電元件22的變形量。另外，通過改變施加電壓的頻率，控制壓電元件22的變形速度。由于由壓電方式的液滴噴出不會使材料增熱，所以具有對材料組成難以帶來影響的優(yōu)點。
另外，在本實施方式中，如前所述，在基板上形成與布線圖案相對應的圍堰，但是在此之前，對基板實施親液化處理。為了在后述的由墨水(功能液)噴出的配置中，使相對于噴出的墨水的基板P的濕潤性良好，該親液化處理，例如，如圖3(a)所示，在基板P的表面上形成TiO2等的親液性(親水性)高的膜P0。另外，也可以將HMDS(六甲基二硅氮烷)制成蒸氣狀，附著在基板P的被處理面上(HMDS處理)，形成親液性高的膜P0。另外，也可以通過使基板P的表面粗面化，使該基板P的表面親液化。
(圍堰形成工序)進行這樣的親液化處理后，在基板P上形成圍堰。另外，本實施方式中形成的圍堰與后述的試驗例中所用的圍堰相同。
該圍堰是具有作為間隔構件功能的構件。圍堰的形成可以由光刻法或印刷法等任意的方法進行。例如，使用光刻法的情況下，首先，用旋轉涂、噴涂、輥涂、模涂、浸漬涂等規(guī)定的方法，如圖3(b)所示，在基板P的上方涂布與希望的圍堰的高度相吻合的圍堰的形成材料，在本實施方式中涂布例如聚硅氮烷液，形成聚硅氮烷薄膜31。
這里，本實施方式中作為成為圍堰的形成材料的聚硅氮烷溶液以聚硅氮烷作為主要成分，特別是適宜用含有聚硅氮烷和光酸發(fā)生劑的感光性聚硅氮烷溶液。該感光性聚硅氮烷溶液作為正型抗蝕劑發(fā)揮功能，通過曝光處理及顯影處理可以直接圖案形成。另外，作為這樣的感光性聚硅氮烷可以例示出例如在特開2002-72504號公報中記載的感光性聚硅氮烷。另外，對于該感光性聚硅氮烷中含有的光酸發(fā)生劑也使用特開2002-72504號公報中記載的光酸發(fā)生劑。另外，作為圍堰的形成材料也可以使用感光性聚硅氧烷溶液。
這樣的聚硅氮烷，例如聚硅氮烷是以下的化學式(1)所示的聚甲基硅氮烷的情況下，通過進行后述那樣的加濕處理、如化學式(2)或者化學式(3)所示那樣一部分加水分解、再進行低于400℃的加熱處理，如化學式(4)～化學式(6)中所示那樣進行縮合，形成聚甲基硅氧烷[-(SiCH3O1.5)n-]。另外，在化學式(2)～化學式(6)中，為了說明反應機構，將化學式簡化，僅表示化合物中的基本構成單位(重復單元)。
這樣形成的聚甲基硅氧烷以聚硅氧烷作為骨架，在其側鏈上具有作為疏水基的甲基。因此，通過成為其主成分的骨架是無機質，相對于熱處理就具有高的耐性。另外，由于側鏈上具有作為疏水基的甲基，所以其本身具有良好的疏水性?？墒牵m然在化學式中沒有表示，但是在400℃以上的溫度下進行上述加熱處理時，側鏈的甲基也脫離而成為聚硅氧烷，疏水性顯著降低。因此，在本發(fā)明中，特別是由聚硅氮烷溶液形成圍堰時，優(yōu)選其加熱處理溫度低于400℃。
化學式(1)-(SiCH3(NH)1.5)n-化學式(2)化學式(3)
化學式(4)化學式(5)化學式(6)接著，使得到的聚硅氮烷薄膜31，例如在熱板上110℃下進行1分鐘左右的預烘烤。
然后，如圖3(c)所示，用掩模使聚硅氮烷薄膜31曝光。此時，由于該聚硅氮烷薄膜31具有前述那樣的正型抗蝕劑功能，所以可以使由后述的顯影處理除去的部分選擇地進行曝光。作為曝光的光源，根據(jù)上述感光性聚硅氮烷溶液的組成或感光特性?？梢詮臍v來光致抗蝕劑曝光所用的高壓水銀燈、低壓水銀燈、金屬鹵化物燈、氙燈、受激準分子激光器、X射線、電子束等中適宜地選擇而使用。對于照射光的能量，雖然取決于光源或膜厚，但是通常是0.05mJ/cm2以上，優(yōu)選0.1mJ/cm2以上。雖然沒有特別的上限，但是設定過多的照射量時，從處理時間的關系出發(fā)是不實用的，所以通常取為10000mJ/cm2以下。曝光只要是一般的周圍氣氛(大氣中)或者氮氣氣氛即可，為了促進聚硅氮烷的分解，也可以采用富化氧含量的氣氛。
通過這樣的曝光處理，含有光酸發(fā)生劑的感光性聚硅氮烷薄膜31，特別是曝光部分在膜內選擇性地生成酸，藉此，聚硅氮烷的Si-N鍵裂解。而且與氣氛中的水分反應，如上述化學式(2)或者化學式(3)所示那樣，聚硅氮烷薄膜31一部分加水分解，最終生成硅烷醇(Si-OH)鍵，使聚硅氮烷分解。
然后，為了進一步促進這樣的硅烷醇(Si-OH)鍵的生成、聚硅氮烷的分解，如圖3(d)所示，使曝光后的聚硅氮烷薄膜31例如在25℃、相對濕度80％的環(huán)境下加濕處理4分鐘左右。這樣，繼續(xù)將水分供給聚硅氮烷薄膜31內時，一旦有助于聚硅氮烷的Si-N鍵的裂解的酸具有作為反復裂解催化劑的作用。盡管該Si-OH鍵在曝光中生成，但是曝光后通過加濕處理曝光的膜，可以進一步促進聚硅氮烷的Si-OH化。
對于這樣加濕處理的處理氣氛的濕度，只要越高Si-OH化速度就越快。但是，過高時擔心膜表面結露，因此從此觀點出發(fā)，相對濕度在90％以下是實用的。另外，對于這樣的加濕處理只要使含有水分的氣體與聚硅氮烷薄膜接觸即可，因此，只要將已曝光的基板P放入加濕處理裝置內、向該加濕處理裝置連續(xù)地導入含有水分的氣體即可?；蛘咭部梢灶A先導入含有水分的氣體，將已曝光的基板P放入被調濕的狀態(tài)的加濕處理裝置內放置希望的時間。
然后，例如通過用濃度2.38％的TMAH(氫氧化四甲銨)溶液使加濕處理后的聚硅氮烷薄膜31在25℃下進行顯影處理、選擇地除去被曝光部，如圖4(a)所示，使聚硅氮烷薄膜31形成希望的圍堰形狀。藉此，形成與作為目的的膜圖案的形成區(qū)域相對應的圍堰B、B，同時形成例如溝狀的膜圖案形成區(qū)域34。另外，作為顯影液也可以使用除TMAH以外的其它的堿性顯影液，例如膽堿、硅酸鈉、氫氧化鈉、氫氧化鉀等。
然后，根據(jù)需要用純水清洗后，如圖4(b)所示，進行得到的圍堰B、B間的殘渣處理。作為殘渣處理可以使用由照射紫外線的紫外線(UV)照射處理、在大氣氣氛下以氧作為處理氣體的O2等離子體處理、用氫氟酸溶液蝕刻殘渣部的氫氟酸處理等。在本實施方式中，采用例如用濃度0.2％的氫氟酸水溶液進行20秒左右的接觸處理的氫氟酸處理。進行這樣的殘渣處理時，通過圍堰B、B具有作為掩模的功能，選擇地蝕刻圍堰B、B間形成的膜圖案形成區(qū)域34的底部35，將此處殘留的圍堰材料除去。
然后，如圖4(c)所示，相對于形成基板P的圍堰B的一側的面進行全面曝光。其曝光條件與圖3(c)所示工序中的曝光處理條件相同。這樣，通過進行全面曝光，在先曝光處理中未曝光的圍堰B被曝光。藉此，形成圍堰B的聚硅氮烷一部分加水分解，生成最終的硅烷醇(Si-OH)鍵，聚硅氮烷分解。
然后，如圖4(d)所示，再次進行加濕處理，加濕條件與圖3(d)所示的工序相同。這樣進行加濕處理時，可以進一步促進形成圍堰B的聚硅氮烷Si-OH化。
然后，如圖4(e)所示，例如通過在350℃下加熱60分鐘左右進行燒成處理。這樣進行燒成處理時，在先被加濕處理的由SiOH化的聚硅氮烷構成的圍堰B通過燒成容易如上述化學式(4)～化學式(6)所示那樣(SiOSi)化，轉化成幾乎(或者全部)不存在SiNH鍵的二氧化硅系陶瓷膜、例如聚甲基硅氧烷。
這樣，由該聚甲基硅氧烷(二氧化硅系陶瓷膜)構成的圍堰B以如上所述的聚硅氧烷作為骨架，在側鏈上具有作為疏水基的甲基，因而相對于熱處理具有高的耐性，另外不進行疏液化處理，其本身就具有良好的疏水性。另外，這里使燒成溫度例如在400℃以上進行時，擔心側鏈的甲基脫離而使疏水性顯著降低。因此，優(yōu)選燒成溫度在低于400℃下進行，更優(yōu)選在350℃以下左右進行。另外，根據(jù)聚硅氮烷溶液的種類也可以省略圖3(d)、圖4(d)所示的加濕處理。
另外，在上述實施方式中，特別是由作為正型抗蝕劑發(fā)揮功能的感光性聚硅氮烷溶液形成了圍堰B，但是，只要滿足相對于圍堰上面的功能液的前進接觸角和后退接觸角之差在10°以上而且上述后退接觸角成為13°以上的條件，本發(fā)明不限于其，也可以適宜地使用其它的聚硅氮烷溶液或其它的材料形成圍堰B。
這樣，可以在基板P上形成圍堰B，形成由該圍堰B區(qū)分的膜圖案形成區(qū)域34。
在本實施方式中，由于形成的圍堰B的成為其主成分的骨架是無機質，相對于熱處理具有高的耐性，所以即使燒成處理由布線圖案用墨水X1、X2構成的膜圖案，此時也不會發(fā)生熔融等的不合適的情況而可以發(fā)揮充分的耐性。
另外，通過使聚硅氮烷溶液作為正型抗蝕劑發(fā)揮功能，由此得到的圍堰的圖案精度可以更良好，因此，對于由這樣的圍堰得到的膜圖案，其圖案的精度也就更高，適宜在形成微細布線的情況下采用。
另外，如后述的試驗例所示，這樣形成的圍堰B、B的上面具有相對于噴出的墨水其墨水的前進接觸角和后退接觸角之差在10°以上、而且上述后退接觸角成為13°以上的疏液性。因此，后述的功能液配置工序在相對于圍堰的上面的墨水的前進接觸角和后退接觸角之差在10°以上、而且上述后退接觸角成為13°以上的條件下進行。另外，在上述膜圖案形成區(qū)域34的底面內，成為露出由玻璃構成的基板P的狀態(tài)，因此，膜圖案形成區(qū)域34的底面比圍堰的上面的濕潤性高。
這里，可以認為，相對于圍堰上面的墨水的靜態(tài)接觸角比希望的值低時，由于濕潤性過佳，墨水在圍堰上彈落后其在圍堰上濕潤擴展，出現(xiàn)墨水不能良好地流入上述膜圖案形成區(qū)域34內的情況。因此，優(yōu)選相對于上述圍堰上面的墨水的靜態(tài)接觸角是20°以上。只要是這樣，就可以使在圍堰上彈落的墨水良好地落入上述膜圖案形成區(qū)域34內。
(功能液配置工序)以下，用圖5說明功能液(墨水)的配置工序。圖5(a)、(b)表示向膜圖案形成區(qū)域噴出墨水時的側剖面圖，圖5(c)、(d)表示向膜圖案形成區(qū)域噴出墨水時的平面圖。
首先，如圖5(a)所示，用上述液滴噴出裝置IJ將布線圖案用墨水(功能液)X1噴出、配置到在圍堰B、B間的膜圖案形成區(qū)域34露出的基板P上。在本發(fā)明中，作為布線圖案用墨水X1使用將導電性微粒子分散在水等的分散劑中的上述液狀體。另外，在本實施方式中，噴出例如作為導電性微粒子使用鉻的布線圖案用墨水X1。作為液滴噴出的條件，例如可以在墨水的重量是4～7ng/點(dot)、墨水的速度(噴出速度)是5～7m/秒的條件下進行。另外，優(yōu)選將噴出液滴的氣氛設定為溫度是60℃以下、濕度是80％以下。藉此，液滴噴出頭1的噴出嘴不發(fā)生孔堵塞，可以進行穩(wěn)定的液滴噴出。
在功能液的配置工序中，如圖5(b)所示，使布線圖案用墨水X1形成為液滴從液滴噴出頭1噴出，將該液滴配置在圍堰B、B間的膜圖案形成區(qū)域34露出的基板P上。本實施方式在相對于圍堰的上面的墨水的前進接觸角和后退接觸角之差在10°以上而且上述后退接觸角成為13°以上的條件下進行墨水的噴出。另外，相對于上述圍堰的上面的墨水的靜態(tài)接觸角是20°以上。
由于上述膜圖案形成區(qū)域34由圍堰B圍住，所以可以阻止布線圖案用墨水X1擴展到規(guī)定位置以外。但是，噴出的液滴的直徑比上述膜圖案形成區(qū)域34的幅度大時，也就是說，使墨水(液滴)直接在用于形成微細布線的膜圖案形成區(qū)域34內彈落時，如圖5(c)所示，其狀態(tài)是墨水的一部分跑到圍堰B、B上。
這里，在本實施方式中，由于備有由聚甲基硅氧烷構成的具有疏水性的圍堰B，所以即使噴出的水系的布線圖案用墨水X1的一部分跑到圍堰B上，因其疏水性也可以從圍堰B彈出(排斥)。而且，彈起的墨水會流入圍堰B、B間的膜圖案形成區(qū)域34內。另外，由于墨水和圍堰上面滿足上述的接觸角的條件，所以墨水的彈落痕跡(殘渣)不會殘留在圍堰B上，如圖5(d)所示，布線圖案用墨水X1落入膜圖案形成區(qū)域34內。另外，如上所述，由于膜圖案形成區(qū)域34露出的基板P比圍堰B上面的接觸角低(賦予有親液性)，所以噴出的布線圖案用墨水X1在膜圖案形成區(qū)域34內露出的基板P上容易擴展。藉此，如圖5(d)所示，可以將布線圖案用墨水X1均勻地配置在圍堰B、B間的膜圖案形成區(qū)域34的延長方向上。
(中間干燥工序)向基板上噴出規(guī)定量的布線圖案用墨水X1后，為了除去分散劑，根據(jù)需要進行干燥處理。而且，通過該干燥處理，布線圖案用墨水X1以與配置在自身上的其它種類的布線圖案用墨水不混合的程度被固化。這樣的干燥處理例如除了由加熱基板P的通常的加熱板、電爐等處理以外，也可以由燈退火進行。作為燈退火所使用的光的光源不作特別的限定，可以以紅外線燈、氙燈、YAG激光器、氬激光器、二氧化碳激光器、XeF、XeCl、XeBr、KrF、KrCl、ArF、ArCl等的受激準分子激光器等作為光源使用。這些光源一般在輸出10W以上、5000W以下的范圍內使用，本實施方式在100W以上、1000W以下的范圍內是充分的。
而且，如圖6(a)所示，通過該中間干燥工序在膜圖案形成區(qū)域34的基板P上形成含有以鉻作為導電性微粒子的布線圖案用墨水X1的層。
另外，在不除去布線圖案用墨水X1的分散劑、布線圖案用墨水X1和下一步噴出的其它布線圖案用墨水不會混合的情況下，也可以省略中間干燥工序。
另外，在該中間干燥工序中，根據(jù)干燥條件有時配置在基板P上的布線圖案用墨水X1成為多孔體。例如，以120℃進行5分鐘左右加熱或者以180℃進行60分鐘左右加熱的情況下，布線圖案用墨水X1成為多孔體。這樣，布線圖案用墨水X1成為多孔體的情況下，布線圖案用墨水X1上配置的其它功能液(不同的金屬)會進入布線圖案用墨水X1中，擔心布線圖案用墨水X1的層不能得到希望的功能。因此，在本中間干燥工序中，優(yōu)選在布線圖案用墨水X1不成為多孔體那樣的干燥條件下進行干燥。例如，通過以60℃進行5分鐘左右加熱、以200℃進行60分鐘左右加熱或者以250℃進行60分鐘左右加熱，可以抑制布線圖案用墨水X1成為多孔體。
這里，圍堰B由具有疏水基的材質構成，不進行表面處理其本身就可以發(fā)揮疏水性。因此，即使由這樣的加熱進行干燥，其疏水性也不會消失或者顯著降低。由此，即使在布線圖案用墨水X1上再配置別的功能液(布線圖案用墨水)的情況下，也沒需要對圍堰B進行表面處理(疏水處理)。
這樣，形成由布線圖案用墨水X1構成的層后，通過在該布線圖案用墨水X1上配置含有不同的導電性微粒子的布線圖案用墨水，就可以形成在膜圖案形成區(qū)域34上層疊不同種類的布線圖案用墨水的布線圖案(膜圖案)。另外，在本實施方式中，將以銀作為導電性微粒子使用的水系的布線圖案用墨水X2作為第1功能液，配置在布線圖案用墨水X1之上。另外，上述布線圖案用墨水X2的配置工序在相對于圍堰的上面的墨水的前進接觸角和后退接觸角之差在10。以上、而且上述后退接觸角成為13。以上的條件下進行。另外，優(yōu)選相對于上述圍堰的上面的墨水的靜態(tài)接觸角是20°以上。
具體地說，如圖6(b)所示，通過使用布線圖案用墨水X2再次進行上述材料配置工序，可以將布線圖案用墨水X2配置在布線圖案用墨水X1上。
而且，通過再次進行上述中間干燥工序，除去布線圖案用墨水X2的分散劑，如圖6(c)所示，可以在圍堰B、B間的膜圖案形成區(qū)域34內形成層疊布線圖案用墨水X1和布線圖案用墨水X2的布線33。
另外，也可以省略用于除去布線圖案用墨水X2的分散劑的中間干燥工序，進行后述的熱處理/光處理工序。
(熱處理/光處理工序)對于噴出工序后的干燥膜，為了使微粒子間具有良好的電接觸，需要完全除去分散劑。另外，在被覆有用于提高導電性微粒子的表面的分散性的有機物等的被覆材料的情況下，也需要除去該被覆材料。因此，對于噴出工序后的基板P要實施熱處理和/或光處理。
熱處理和/或光處理通常在大氣中進行，但是根據(jù)需要也可以在氮氣、氬氣、氦等的惰性氣體的氣氛中進行。作為熱處理和/或光處理的處理溫度可以考慮分散劑的沸點(蒸汽壓)、氣氛氣體的種類或壓力、微粒子的分散性或氧化性等的熱行為、涂敷材料的有無或數(shù)量、基體材料的耐熱溫度等而適宜決定。例如，為了除去由有機物構成的被覆材料，需要在約300℃下燒成。另外，使用塑料等基板的情況下，優(yōu)選在室溫以上、100℃以下進行。
在本實施方式中，特別是通過在350℃下加熱處理60分鐘，充分除去由布線圖案用墨水X1和布線圖案用墨水X2構成的布線33中的分散劑。此時，由于圍堰B的成為其主成分的骨架是無機質，所以相對于熱處理具有高的耐性，即使相對于上述條件下的熱處理，也不會發(fā)生熔融等的不合適的情況，發(fā)揮充分的耐性。
通過以上工序，在圍堰B、B間的膜圖案形成區(qū)域34內可以形成層疊鉻和銀而成的微細布線33。
另外，在功能液中也可以不含有導電性微粒子而含有通過熱處理或光處理顯現(xiàn)導電性的材料，在該熱處理/光處理工序中使布線33顯現(xiàn)導電性。
如以上說明的那樣，在本實施方式的布線33(膜圖案)的形成方法中，通過在相對于上述圍堰的上面的該功能液的前進接觸角和后退接觸角之差在10°以上而且上述后退接觸角成為13°以上的條件下配置功能液，由后述的試驗結果，例如即使功能液在圍堰上彈落的情況下，圍堰上也不殘留功能液的彈落痕跡，可以使功能液落入圖案形成區(qū)域內。由此，由于可以防止在圍堰上功能液的殘渣，所以采用以在上述圖案形成區(qū)域內形成的膜圖案作為布線的情況下，可以防止由鄰接的布線間的接觸造成的短路。這樣，在本發(fā)明中通過使功能液確實地流入圖案形成區(qū)域內，可以形成可靠性高的膜圖案。
另外，由于在圍堰B、B間的膜圖案形成區(qū)域34內形成層疊鉻和銀的布線，所以可以使作為布線擔任主要功能的銀通過鉻確實地相對于基板P密接。
(第2實施方式)作為第2實施方式參照圖7說明由與上述第1實施方式不同的構成而成的布線33。另外，說明該第2實施方式中與上述第1實施方式不同的部分。
在該第2實施方式中，通過重復進行上述第1實施方式中說明的材料配置工序和中間干燥工序，如圖7所示，在膜圖案形成區(qū)域34內層疊以鈦作為導電性微粒子使用的布線圖案用墨水X3和以銀作為導電性微粒子使用的布線圖案用墨水X2(主材料)。此時，布線圖案用墨水X2、X3的配置工序在相對于圍堰B的上面的上述布線圖案用墨水X2、X3的前進接觸角和后退接觸角之差在10°以上、而且上述后退接觸角成為13°以上的條件下進行。
另外，如圖所示，在膜圖案形成區(qū)域34內以布線圖案用墨水X3、布線圖案用墨水X2、布線圖案用墨水X3的順序從基板P側層疊。也就是說，以布線圖案用墨水X3夾住布線圖案用墨水X2的方式配置在膜圖案形成區(qū)域34內。
而且，通過對這些布線圖案用墨水X2、X3進行上述第1實施方式中說明的熱處理/光處理工序，在膜圖案形成區(qū)域34內形成以鈦、銀、鈦的順序層疊而構成的布線33。
由于由鈦和銀層疊而構成的布線比單層銀具有電遷移發(fā)生慢的性質，所以如本實施方式那樣，由鈦夾住銀而構成的布線33可以確保導電率，同時電遷移發(fā)生慢。從而，根據(jù)本實施方式，可以得到抑制了電遷移的發(fā)生的布線33。
另外，作為電遷移的發(fā)生慢的材料除了上述的鈦以外，還可以舉出鐵、鈀及鉑等。
(第3實施方式)作為第3實施方式，參照圖9說明由與上述第1實施方式或者第2實施方式不同的構成的布線33。另外，說明該第3實施方式中與上述第1實施方式不同的部分。
在該第3實施方式中，通過重復進行在上述第1實施方式中說明的材料配置工序和中間干燥工序，如圖9所示，在膜圖案形成區(qū)域34內從基板P側順序地層疊以錳作為導電性微粒子使用的布線圖案用墨水X4、以銀作為導電性微粒子使用的布線圖案用墨水X2、以鎳作為導電性微粒子使用的布線圖案用墨水X5。此時，布線圖案用墨水X2、X4的配置工序在相對于圍堰B的上面的上述布線圖案用墨水X2、X4的前進接觸角和后退接觸角之差在10°以上、而且上述后退接觸角成為13°以上的條件下進行。
而且，通過對這些布線圖案用墨水X2、X4、X5進行上述第1實施方式中說明的熱處理/光處理工序，在膜圖案形成區(qū)域34內形成以錳、銀、鎳的順序層疊而成的布線33。
這樣構成的布線33通過在銀和基板P之間配置的錳的層可以提高銀和基板P的密接性。另外，鎳除了具有提高基板P和銀的密接性的功能以外，還具有抑制由等離子體照射造成的銀的劣化的功能。因此，通過在銀的上方配置鎳，在相對于形成布線33的基板P進行等離子體照射時可以得到能夠抑制銀劣化的布線33。
此時，上述鎳也可以具有作為用于由上述等離子體損傷來抑制銀的擴散的阻擋材料的功能。
根據(jù)這樣，在布線33的上方形成層間絕緣膜的情況下，可以防止由金屬離子(銀)擴散到該層間絕緣膜造成的漏電的發(fā)生。
另外，本發(fā)明不限于上述實施方式，在不脫離本發(fā)明要旨的范圍內可以進行種種變更。例如，特別是作為布線33，也可以通過在基板P上涂布以含有導電性微粒子的布線圖案用墨水作為第1功能液、進行干燥后在其上涂布含有具有絕緣特性的材料的水系墨水、進行干燥而形成由導電膜和絕緣膜構成的膜圖案(布線圖案)。
另外，作為由本發(fā)明形成的膜圖案在由多種功能液形成的情況下，也可以將這些功能液制成相同的材料，此時，由1次涂布處理不能得到希望的膜厚的情況下，通過重復處理，可以得到希望的膜厚。
另外，也可以不層疊多種功能液，由1次的功能液涂布形成本發(fā)明的膜圖案，另外，針對膜圖案的種類，也可以形成布線圖案以外的絕緣圖案等。
(試驗例)作為測定上述的實施方式中的相對于由聚甲基硅氧烷構成的圍堰的上面的各種墨水(功能液)或用其的分散液的濕潤性的方法，研究了其接觸角(動態(tài)接觸角和靜態(tài)接觸角)。另外，如前所述，由于聚甲基硅氧烷在側鏈具備甲基，所以相對于水系墨水具有充分的疏水性。但是，相對于醇系分散液(1-辛醇)親液性過高。因此，針對通過用CF4氣體的等離子體處理進行疏液化處理的由聚甲基硅氧烷構成的圍堰中的墨水的接觸角進行了實驗。
對于上述動態(tài)接觸角包括前進接觸角和后退接觸角。
作為測定相對于上述圍堰上面(固體試樣)的噴出的墨水(液體試樣)的動態(tài)接觸角(前進接觸角和后退接觸角)的方法周知例如(1)威廉密法(2)擴展收縮法(3)滾落法等。
(1)威廉密法是在試樣槽內的液體材料(墨水)中沉淀固體試樣(圍堰的形成材料)的過程中、或者提升沉淀物的過程中測定荷重，并由該測定值和固體試樣的表面積的值求出動態(tài)接觸角的方法。沉淀固體試樣過程中得到的接觸角是前進接觸角，提升過程中得到的接觸角是后退接觸角。
(2)擴展收縮法是通過以一定的流量將液體試樣從注射針或玻璃毛細管等的前端擠出到固體試樣(圍堰的形成材料)的表面上形成液滴，同時通過測定固體試樣表面和液滴間的接觸角得到前進接觸角，相反從注射針或玻璃毛細管等的前端吸進形成液滴的液體材料(墨水)，同時通過測定固體試樣表面和液滴間的接觸角得到后退接觸角的方法。
(3)滾落法是在固體試樣(圍堰的形成材料)上形成液滴、傾斜或者垂直該固體試樣、使固體試樣上的液體(墨水)滾落移動的同時測定固體試樣和液體間的接觸角的方法。液體移動的方向的前方的接觸角是前進接觸角，后方的接觸角是后退接觸角。
但是，在上述的測定方法中，由于存在可測定的試樣都受限制等的難點，在本實施方式中，特別采用作為上述(2)擴展收縮法的變形的以下的測定法。
如圖9(a)所示，在將針狀管體14的前端插入噴到固體試樣(圍堰)12的表面上的液滴(墨水)13內的狀態(tài)下，使固體試樣12沿水平方向移動。此時，由于針狀管體14插入液滴13內，所以如圖9(b)所示，由液滴13和針狀管體14的界面張力，伴隨固體試樣12的移動的液滴13以不被吸進針狀管體14中那樣變形。
由于在這樣的液滴13變形的狀態(tài)下的固體試樣12和液滴13間的接觸角的大小取決于形成液滴13的液體的表面張力、形成固體試樣12的固體的表面張力、液體—固體間的界面張力、摩擦力、吸附力、固體表面的光潔度等，所以通過測定該狀態(tài)下的接觸角可以得到動態(tài)接觸角。也就是說，由固體試樣12的移動方向的前方的接觸角θ1可以得到后退接觸角，由后方的接觸角θ2可以得到前進接觸角。
而且，在這樣的動態(tài)接觸角中，特別是后退接觸角θ1成為液滴13的移動難易度的指標，如果該后退接觸角θ1大，表示液滴13容易移動，如果小，表示液滴13難以移動。
這樣的測定方法，通過在將針狀管體的前端插入固體試樣12上的液滴內的狀態(tài)下使固體試樣12沿水平方向移動，不調查表面能和摩擦等的上述因子，作為其結果只測定引起的動態(tài)接觸角，適宜對所有的固體試樣和液體試樣進行動態(tài)接觸角的測定。在本實施方式中，作為前進接觸角和后退接觸角的測定方法采用圖9(a)、(b)所示的測定法。另外，不言而喻，本發(fā)明也可以采用圖9所示的測定法以外的測定法，例如上述(1)～(3)所示的測定法，但是，該情況下，有時因測定裝置等不同(儀器差)由測定法間得到的動態(tài)接觸角(前進接觸角、后退接觸角)產生差別。因此，在用圖9(a)、(b)所示的測定法以外的測定法的情況下，優(yōu)選在該測定法和圖9(a)、(b)所示的測定法之間取得關系，使用將實際測定的數(shù)值(動態(tài)接觸角)換算成由圖9(a)、(b)所示的測定法得到的數(shù)值(動態(tài)接觸角)。
圖10是表示本實驗結果的圖。作為在實驗中所用的構成圍堰的材料，使用了如前所述的聚甲基硅氧烷和通過用CF4氣體的等離子體處理賦予疏液性的聚甲基硅氧烷。
另外，作為墨水材料使用了Ag墨水(水系分散劑)、Ag墨水(烴類化合物系分散液)、而且只使用了十四烷(C14H30)、1-辛醇等分散劑。圖10中所示的θ表示相對于上述各墨水的靜態(tài)接觸角，θa表示相對于上述各墨水的前進接觸角，θr表示相對于上述各墨水的后退接觸角。
以下說明實驗方法。圖11(a)是用于本實驗的實驗用基板X，在該實驗用基板X上形成有由圍堰區(qū)分的幅寬30μm的溝狀的膜圖案形成區(qū)域X0。首先，如圖11(b)所示，以使在俯視的狀態(tài)下沿著上述溝狀膜圖案形成區(qū)域X0的邊緣，以雙點畫線所示那樣在圍堰上配置各墨水。
這樣作時，圍堰上彈落的墨水落入溝狀的膜圖案形成區(qū)域X0中。此時，通過目視確認了圍堰上是否殘留墨水的彈落痕跡。而且，將圍堰上不殘留墨水的彈落痕跡的情況下的判定結果取為可，將殘留的情況下的判定結果取為不可。通過這樣的實驗得到圖10所示的結果。另外，圖11所示的圍堰相對于聚甲基硅氧烷使用1-辛烷的情況下，不能測定圍堰彈落時在圍堰上的濕潤擴展，作為其判定結果取為不能測定?？梢哉J為，其原因在于，相對于圍堰的1-辛醇的靜態(tài)接觸角為8.0°，其親液性非常高。
通過這樣的實驗可以確認，在相對于圍堰表面的墨水的前進接觸角和后退接觸角之差在10°以上而且上述后退接觸角成為13°以上的條件下進行墨水的配置時，噴到圍堰上的墨水在圍堰上不殘留彈落痕跡，確實能夠落入溝狀的膜圖案形成區(qū)域內。
(電光學裝置)以下，說明作為本發(fā)明的電光學裝置的一例的液晶顯示裝置。圖12是表示本發(fā)明的液晶顯示裝置的各構成要素和從對向基板側所看到的平面圖。圖13是沿圖12的H-H’線的剖面圖。圖14是在液晶顯示裝置的像素顯示區(qū)域內矩陣狀形成的多個像素中的各種元件、布線等的等效電路圖，圖15是液晶顯示裝置的局部放大的剖面圖。
在圖12和圖13中，本實施方式的液晶顯示裝置(電光學裝置)100，其形成一對的TFT陣列基板10和對向基板20由作為光固化性的密封材料的密封材料52粘合，在由該密封材料52區(qū)分的區(qū)域內封入、保持了液晶50。密封材料52在基板面內的區(qū)域內形成為閉合的框狀。
在密封材料52的形成區(qū)域的內側區(qū)域，形成由遮光性材料構成的周邊劃分面53。在密封材料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及安裝端子202，沿與該邊鄰接的兩邊，形成有掃描線驅動電路204。在TFT陣列基板10剩下的一邊，設有用于連接在像素顯示區(qū)域兩側所設的掃描驅動電路204之間的多個布線205。另外，在對向基板20的角部的至少一個地方，配設有用于TFT陣列基板10和對向基板20間電導通的基板間導通材206。
另外，也可以例如借助于各向異性導電膜以電和機械地連接安裝驅動用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的方式，代替在TFT陣列基板10上形成數(shù)據(jù)線驅動電路201及掃描線驅動電路204。另外，在液晶顯示裝置100中，分別根據(jù)使用的液晶50的種類、即TN(Twisted Nematic)模式、C-TN法、VA方式、IPS方式等的動作模式和標準白模式/標準黑模式，以規(guī)定的方向配置相位差片、偏光片等，這里，省略圖示。另外，以液晶顯示裝置100作為彩色顯示用而構成的情況下，對向基板20在與TFT陣列基板10的后述的各像素電極對向的區(qū)域內，與其保護膜同時形成例如紅(R)、綠(G)、藍(B)的濾色片。
在具有這樣結構的液晶顯示裝置100的圖像顯示區(qū)域，如圖14所示，以矩陣狀構成多個像素100a，同時在這些像素100a的每一個中，形成像素開關用的TFT(開關元件)30，供給像素信號S1、S2、…、Sn的數(shù)據(jù)線6a與TFT30的源電極電連接。這里，圖14是表示本發(fā)明的有源矩陣基板的一例的圖。
寫入數(shù)據(jù)線6a中的像素信號S1、S2、…、Sn，既可以以線順序順序地供給，也可以相對于鄰接的多個數(shù)據(jù)線6a彼此以每組供給。另外，掃描線3a與TFT30的柵極電連接，構成為在規(guī)定的時間內以線順序將掃描信號G1、G2、…、Gn順序脈沖地施加到掃描線3a中。
像素電極19與TFT30的漏電極電連接，通過使作為開關元件的TFT30只在一定期間呈接通狀態(tài)，可以將由數(shù)據(jù)線6a供給的像素信號S1、S2、…、Sn在規(guī)定的時間內寫入各像素中。這樣，借助于像素電極19寫入液晶的規(guī)定電平的像素信號S1、S2、…、Sn，在圖17所示的與對向基板20的對向電極121間保持一定期間。另外，為了防止被保持的像素信號S1、S2、…、Sn泄漏，與在像素電極19和對向電極121之間形成的液晶電容并列而附加有存儲電容60。例如，像素電極19的電壓只比施加源電壓的時間長3位的時間由存儲電容60保持。藉此，可以改善電荷的保持特性、實現(xiàn)對比度高的液晶顯示裝置100。
圖15是具有底部發(fā)射型TFT30的液晶顯示裝置100的局部放大的剖面圖，該圖所示的底部發(fā)射型TFT30成為本發(fā)明的器件的一種實施方式。在構成TFT陣列基板10的玻璃基板P上形成有用上述實施方式的膜圖案形成方法形成的層疊多個不同材料而成的柵極布線61。這里，本實施方式在形成柵極布線61時，由于使用如前所述的具有聚硅氧烷骨架的無機質圍堰材料，所以即使在形成后述的非晶質硅層的工序中加熱至約350℃，圍堰B也可以充分耐受該溫度。另外，本實施方式以層疊鉻61a和銀61b而成的柵極布線61作為一例而圖示。
在柵極布線61的上方，借助于由SiNx構成的柵極絕緣膜62層疊有由非晶質硅(a-Si)層構成的半導體層63。而且，與上述柵極布線部分對向的半導體層63的部分成為溝道區(qū)域。為了得到歐姆接合，在半導體層63上層疊有例如由n+型a-Si層構成的接合層64a和64b，在溝道區(qū)域的中央部的半導體層63上形成有用于保護通道的由SiNx構成的絕緣性蝕刻阻擋膜65。另外，這些柵極絕緣膜62、半導體層63和蝕刻阻擋膜65可以在蒸鍍(CVD)后通過實施保護層涂布、感光·顯影、光刻，圖案形成為如圖所示。
另外，接合層64a、64b和由ITO(氧化銦錫)構成的像素電極19也同樣成膜，同時實施光刻，如圖所示地圖案形成。而且，在像素電極19、柵極絕緣膜62和蝕刻阻擋膜65上分別形成圍堰66…，在該圍堰66…之間用前述的液滴噴出裝置IJ形成源線、漏線。
另外，也可以形成層疊多種不同的材料的布線而形成上述柵極線61、源線和漏線，得到具有多種功能的柵極線61、源線和漏線。
這里，在該布線由上述第1實施方式中說明的鉻和銀的2層構成的情況下，可以得到提高柵極線61、源線和漏線的密接性的液晶顯示裝置100。另外，以上述布線在第2實施方式中說明的鈦、銀、鈦的順序層疊而成的情況下，可以得到抑制柵極線61、源線和漏線的電遷移的液晶顯示裝置100。另外，在上述布線以上述第3實施方式中說明的錳、銀、鎳的順序層疊而成的情況下，可以得到提高柵極線61、源線和漏線的密接性的同時抑制由銀的等離子體處理造成的劣化的液晶顯示裝置100。
在上述實施方式中，以本發(fā)明中的器件的一種實施方式的TFT30作為用于液晶顯示裝置100的驅動的開關元件使用的構成，但是除了液晶顯示裝置以外，例如也可以適用于有機EL(電致發(fā)光)顯示器件。有機EL顯示器件具有用陰極和陽極夾住含有熒光性的無機和有機化合物的薄膜的構成，是通過向上述薄膜注入電子和空穴(孔)而激勵、生成激子、利用該激子再結合時發(fā)射的光(熒光·磷光)而發(fā)光的元件。
而且，在具有上述TFT30的基板上以用于有機EL顯示元件的熒光性材料中呈紅、綠和藍的各發(fā)光色的材料、即發(fā)光層形成材料和形成空穴注入/電子輸送層的材料作為墨水，通過各自圖案形成，可以制造自發(fā)光彩色EL裝置。
本發(fā)明的電光學裝置的范圍也包括這樣的有機EL裝置，根據(jù)本發(fā)明，可以提供例如具備具有多種功能性的布線的有機EL裝置。
圖16是通過上述液滴噴出裝置IJ制造一部分構成要素的有機EL裝置的側剖面圖。參照圖16同時說明有機EL裝置的概略構成。
在圖16中，有機EL裝置301，使撓性基板(圖示略)的布線及驅動IC(圖示略)與由基板311、電路元件部321、像素電極331、圍堰部341、發(fā)光元件351、陰極361(對向電極)及密封基板371構成的有機EL元件302連接。電路元件部321在基板311上形成作為有源元件的TFT30，多個像素電極331排列在電路元件部321上而構成。而且，構成TFT30的柵極布線61由上述的實施方式的布線圖案的形成方法形成。
在各像素電極331之間，圍堰部341形成為格子狀，在由圍堰部341形成的凹部開口344上形成發(fā)光元件351。另外，發(fā)光元件351由形成紅色發(fā)光的元件和形成綠色發(fā)光的元件和形成藍色發(fā)光的元件構成，藉此，有機EL裝置301可以實現(xiàn)全色顯示。陰極361在圍堰部341及發(fā)光元件351的上部的全面上形成，在陰極361的上方層疊有密封用基板371。
含有有機EL元件的有機EL裝置301的制造過程具備形成圍堰部341的圍堰部形成工序；用于恰當形成發(fā)光元件351的等離子體處理工序；形成發(fā)光元件351的發(fā)光元件形成工序；形成陰極361的對向電極形成工序和在陰極361上層疊、密封密封用基板371的密封工序。
發(fā)光元件形成工序通過形成凹部開口344、即通過在像素電極331上形成空穴注入層352及發(fā)光層353而形成發(fā)光元件351，備有空穴注入層形成工序和發(fā)光層形成工序。而且，空穴注入層形成工序具有將用于形成空穴注入層352的液狀體材料噴到各像素電極331上的第1噴出工序和使噴出的液狀體材料干燥而形成空穴注入層352的第1干燥工序。另外，發(fā)光層形成工序具有將用于形成發(fā)光層353的液狀體材料噴到空穴注入層352上的第2噴出工序和使噴出的液狀體材料干燥而形成發(fā)光層353的第2干燥工序。另外，如前所述，發(fā)光層353由與紅、綠、藍3色相對應的材料形成3種，因此，上述的第2噴出工序由用于分別噴出3種材料的3個工序構成。
對于該發(fā)光元件形成工序，在空穴注入層形成工序的第1噴出工序和發(fā)光層形成工序中的第2噴出工序中可以使用上述的液滴噴出裝置IJ。
在上述的實施方式中，使用本發(fā)明的膜圖案形成方法形成了TFT(薄膜晶體管)的柵極布線，但是也可以制造源電極、漏電極、像素電極等其它的構成要素。以下，參照圖17同時說明制造TFT的方法。
如圖17(a)所示，首先，例如用上述的聚硅氮烷液在洗凈的玻璃基板510的上面形成用于設置1個像素間距的1/20～1/10的溝511a的第1層圍堰511。根據(jù)這樣由聚硅氮烷形成的由以聚硅氧烷作為骨架的無機質材料構成的圍堰，如前所述，具有疏水性，還具有光透射性。
在與上述第1層圍堰形成工序接續(xù)的柵極掃描電極形成工序中，以充滿由圍堰511區(qū)分的作為掃描區(qū)域的上述溝511a內的方式，用噴墨法噴出含有導電性材料的水系功能液的液滴，形成掃描電極512。此時，在相對于圍堰511的上面的功能液的前進接觸角和后退接觸角之差在10°以上、而且上述后退接觸角成為13°以上的條件下進行功能液的噴出。也就是說，在形成該柵極掃描電極512時，適用本發(fā)明的膜圖案的形成方法。
另外，作為導電性材料可適宜采用Ag、Al、Au、Cu、鈀、Ni、W-si、導電性聚合物等。由于這樣形成的柵極掃描電極512其功能液和圍堰的上面滿足上述的接觸角的關系，所以圍堰511上不殘留功能液彈落的痕跡，不從溝511a中溢出，可以形成微細的布線圖案。
由以上的工序，可以在基板510上形成由圍堰511和柵極掃描電極512構成的具備平坦的上面的由銀(Ag)構成的第1導電層A1。
另外，為了在溝511a內得到良好的噴出結果，如圖17(a)所示，作為該溝511a的形狀優(yōu)選采用正錐形(向著噴出源敞開的錐形形狀)。藉此，噴出的液滴可以充分地進入至深處。
然后，如圖17(b)所示，由等離子體CVD法進行柵極絕緣膜513、活性層521、接觸層509的連續(xù)成膜。通過變化原料氣體和等離子體條件形成作為柵極絕緣膜513的氮化硅膜、作為活性層521的非晶質硅膜、作為接觸層509的n+型硅膜。用CVD法形成的情況下，需要有300℃～350℃熱過程，但是通過使用由上述聚硅氮烷溶液構成的無機系的圍堰，可以避免與透明性、耐熱性相關的問題。
在與上述半導體層形成工序接續(xù)的第2層的圍堰形成工序中，如圖17(c)所示，依然用上述的聚硅氮烷溶液在柵極絕緣膜513的上面形成用于設置1個像素間距的1/20～1/10而且與上述溝511a交叉的溝514a的第2層圍堰514。這樣由聚硅氮烷形成的無機質的圍堰，如前所述，具有疏水性，還具有光透射性。
在與上述第2層圍堰形成工序接續(xù)的源·漏電極形成工序中，以充滿由圍堰514區(qū)分的作為掃描區(qū)域的上述溝514a內的方式，用噴墨法噴出例如含有導電性材料的水系功能液的液滴，如圖17(d)所示，形成相對于上述柵極掃描電極512交叉的源電極515及漏電極516。而且，形成源電極515和漏電極516時，適用本發(fā)明的膜圖案的形成方法。
另外，如前所述，在相對于圍堰514的上面的功能液的前進接觸角和后退接觸角之差在10°以上、而且上述后退接觸角成為13°以上的條件下配置構成上述源線和漏線的功能液。
作為此時的導電性材料可適宜采用Ag、Al、Au、Cu、鈀、Ni、W-si、導電性聚合物等。由于這樣形成的源電極515及漏電極516，功能液和圍堰的上面滿足上述的接觸角的關系，所以圍堰511上不殘留功能液彈落的痕跡，不從溝511a中溢出，可以形成微細的布線圖案。
另外，以埋住配置源電極515及漏電極516的溝514a的方式配置絕緣材料517。由以上的工序，在基板510上形成由圍堰514和絕緣材料517構成的平坦的上面520。
而且，在絕緣材料517上形成接觸孔519，同時在上面520的上方形成被圖案形成的像素電極(ITO)518，借助于接觸孔519，漏電極516和像素電極518連接，形成TFT。
圖18是表示液晶顯示裝置的另一實施方式的圖。
大致區(qū)別時，圖18所示的液晶顯示裝置(電光學裝置)具有彩色液晶面板(電光學面板)902、與液晶面板902連接的電路基板903。另外，根據(jù)需要，在液晶面板902上附設有背光燈等的照明裝置和其它附屬儀器。
液晶面板902具有由密封材料904粘接的一對的基板905a及基板905b，在這些基板905a和基板905b之間形成的間隙、即所謂單元間隙中封入液晶。這些基板905a和基板905b通常由透光性材料、例如玻璃、合成樹脂等形成。在基板905a和基板905b的外側表面上粘貼有偏光片906a及偏光片906b。另外，在圖18中省略偏光片906b的圖示。
另外，在基板905a的內側表面上形成有電極907a，在基板905b的內側表面上形成有電極907b。這些電極907a、907b形成為條紋狀或者文字、數(shù)字等其它適宜的圖案形狀。另外，這些電極907a、907b由例如ITO等的透光性材料形成。基板905a具有相對于基板905b伸出的伸出部，在該伸出部上形成有多個端子908。在基板905a上形成電極907a時與電極907a同時形成這些端子908。從而，這些端子908例如由ITO形成。這些端子908內包括從電極907a一體地延長的端子及借助于導電材料(未圖示)與電極907b連接的端子。
在電路基板903上安裝有在布線基板909上的規(guī)定位置上作為液晶驅動用IC的半導體元件900。另外，雖然圖示省略，但是也可以在安裝半導體元件900的部位以外的部位的規(guī)定位置上安裝電阻、電容器、其它芯片部件。例如可以通過使在聚酰亞胺等的具有可撓性的薄膜狀的基礎基板911的上形成的Cu等的金屬膜圖案形成并形成布線圖案912，從而制造布線基板909。
在本實施方式中，液晶板面902中的電極907a、907b及電路基板903中的布線圖案912由本發(fā)明的膜圖案的形成方法形成。因此，根據(jù)本實施方式的液晶顯示裝置，如上所述，通過具備可靠性高的布線圖案912等的膜圖案，可以使該液晶顯示裝置自體良好。
另外，上述的例是無源型的液晶面板，但是也可以形成有源矩陣型的液晶面板。也就是說，在一方的基板上形成薄膜晶體管(TFT)，相對于各TFT形成像素電極。另外，用上述那樣的噴墨技術可以形成與各TFT電連接的布線(柵極布線、源布線)。另一方面，在對向的基板上形成對向電極等。對于這樣的有源矩陣型的液晶面板也可以適用本發(fā)明。
以下說明本發(fā)明的電子儀器的具體例。
圖19(a)是表示移動電話機一例的立體圖。在圖19(a)中，600表示移動電話機主體，601表示具備上述實施方式的液晶顯示裝置的液晶顯示部。
圖19(b)是表示文字處理機、個人電腦等的便攜式信息處理裝置的一例的立體圖。在圖19(b)中，700表示信息處理裝置，701表示鍵盤等的輸入部，703表示信息處理主體，702表示具備上述實施方式的液晶顯示裝置的顯示部。
圖19(c)是表示手表型電子儀器的一例的立體圖。在圖19(c)中，800表示表主體，801表示具備上述實施方式的液晶顯示裝置的顯示部。
由于圖19(a)～(c)中所示的電子儀器具有上述實施方式的液晶顯示裝置，所以該電子儀器自體也良好。
另外，本實施方式的電子儀器是具備液晶顯示裝置的電子儀器，但是也可以是具備有機電致發(fā)光顯示裝置、等離子體型顯示裝置等其它電光學裝置的電子儀器。
權利要求
1.一種膜圖案的形成方法，將功能液配置在基板上形成膜圖案，其中具有在上述基板上形成與上述膜圖案的形成區(qū)域相對應的圍堰的工序；將上述功能液配置在由上述圍堰區(qū)分的圖案形成區(qū)域內的工序；和對上述功能液進行固化處理后作成膜圖案的工序；在使相對于上述圍堰的上面的該功能液的前進接觸角和后退接觸角之差成為10°以上、而且使上述后退接觸角成為13°以上的條件下進行上述功能液的配置。
2.根據(jù)權利要求1所述的膜圖案的形成方法，其中在使相對于上述圍堰上面的該功能液的靜態(tài)接觸角是20°以上的條件下進行上述功能液的配置。
3.根據(jù)權利要求1或2所述的膜圖案的形成方法，其中形成上述圍堰的工序，通過涂布含有光酸發(fā)生劑、作為正型抗蝕劑發(fā)揮功能的感光性聚硅氮烷液或感光性聚硅氧烷液，然后將其曝光、顯影、圖案形成后進行燒成，形成以硅氧烷鍵作為骨架的材質的圍堰。
4.根據(jù)權利要求1～3的任一項所述的膜圖案的形成方法，其中上述功能液中含有的功能材料是導電性材料。
5.根據(jù)權利要求1～4的任一項所述的膜圖案的形成方法，其中上述功能液含有承擔形成的膜圖案的主要功能的主材料和用于提高該主材料和上述基板的密接性的材料。
6.根據(jù)權利要求1～5的任一項所述的膜圖案的形成方法，其中上述功能液含有承擔形成的膜圖案的主要功能的主材料和用于抑制該主材料的電遷移的材料。
7.根據(jù)權利要求1～6的任一項所述的膜圖案的形成方法，其中上述功能液含有承擔形成的膜圖案的主要功能的主材料和具有絕緣特性的材料。
8.根據(jù)權利要求1～7的任一項所述的膜圖案的形成方法，其中上述功能液含有承擔形成的膜圖案的主要功能的主材料和用于抑制該主材料的等離子體損傷的材料。
9.根據(jù)權利要求8所述的膜圖案的形成方法，其中用于抑制上述主材料的等離子體損傷的材料是用于抑制由上述等離子體損傷造成的擴散的阻擋材料。
10.一種膜圖案，是由權利要求1～9的任一項所述的膜圖案的形成方法形成的。
11.一種器件，其中具備權利要求10所述的膜圖案。
12.一種電光學裝置，其中具備權利要求11所述的器件。
13.一種電子儀器，其中具備權利要求12所述的電光學裝置。
全文摘要
本發(fā)明提供在圍堰上不殘留彈落的功能液的殘渣、使該功能液確實地流入圖案形成區(qū)域內、得到可靠性高的膜圖案的膜圖案形成方法，用該形成方法得到的膜圖案、具備該膜圖案的器件、電光學裝置和電子儀器。本發(fā)明是將功能液(X1)配置在基板(P)上形成膜圖案的方法，首先，在基板(P)上形成與膜圖案的形成區(qū)域(34)相對應的圍堰(B)。而且，將功能液(X1)配置在由圍堰(B)區(qū)分的圖案形成區(qū)域(34)內。而且，使功能液(X1)進行固化處理，形成膜圖案。此時，在相對于圍堰(B)的上面的功能液(X1)的前進接觸角和后退接觸角之差成為10°以上而且后退接觸角成為13°以上的條件下進行功能液X1的配置。
文檔編號H01L21/3205GK1862767SQ20061007788
公開日2006年11月15日 申請日期2006年5月10日 優(yōu)先權日2005年5月11日
發(fā)明者平井利充, 守屋克之, 酒井真理 申請人:精工愛普生株式會社