[发明专利]形成图案的方法、半导体装置及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及形成图案的方法、制造半导体装置的方法和半导体装置，特别是，涉及形成导电图案的方法、采用该形成导电图案的方法制造薄膜晶体管的方法和薄膜晶体管。

背景技术

在制造半导体装置和图像显示器例如液晶显示器的领域中，采用多种导电材料来形成电路。因为近年来在这些应用领域中密度和分辨率不断增加，所以对于形成配线图案的方法和导电材料希望高分辨率和高可靠性。

在制造安装在电气/电子元件上的电极基板的领域中，当在预定的基板上形成电路图案要求高分辨率时，频繁地采用光刻。

通常，电路图案通过光刻形成，包括：通过溅射等在基板上沉积导电膜，在导电膜上形成抗蚀剂膜(光敏树脂)，曝光和显影抗蚀剂膜来形成抗蚀剂图案，然后采用抗蚀剂图案作为掩模通过蚀刻去除导电膜不必要的暴露部分来形成电路图案。然后，通过去除抗蚀剂图案完成希望的电路图案。通过采用上述的光刻，可以形成高分辨率的非常精细的电路图案。

然而，包括曝光、显影和烘干步骤的光刻具有很多步骤且很复杂，并且它还需要高精度设备和环境控制，系统变得庞大。

此外，当通过溅射沉积导电膜时，因为要求高温工艺作为膜形成条件，所以由于基板中产生热应力将发生基板的热膨胀或者裂化。因此，当通过光刻在基板上形成电路图案时，可用基板的选择将非常受限。此外，在上述的蚀刻中，如果采用湿蚀刻，因为基板浸没在蚀刻溶液中，所以基板和例如在前面的工艺中已经形成的金属层之下的层的部分可能被损坏。

考虑到上述情况，作为形成精细图案而不采用光刻的方法，日本未审查专利申请公开第11-58921号揭示了一种印刷方法，其中通过如下步骤形成精细图案：在第一板的整个表面上涂敷墨水(树脂)以便形成薄膜，该第一板称为覆盖有硅橡胶的涂层单板(blanket)，将表面上具有凹凸图案的第二板压在形成有该薄膜的第一板的表面上，以便将薄膜不必要的图案转移到第二板的凸起部分的顶表面上，导致去除该不必要的图案，并且将保留在第一板表面上的最终薄膜图案(树脂图案)转移到转移基板上。

日本未审查专利申请公开第2006-278845号揭示了形成导电图案的另一种方法，其中在日本未审查专利申请公开第11-58921号中描述的印刷方法中采用包括金属粒子、水性溶剂和水溶性树脂的导电墨水组合物。

应当注意的是，当上述印刷方法应用来形成半导体装置的电路图案时，因为薄的电路图案适合于薄的电子设备，所以希望电路图案的厚度为500nm或者更小。因此，希望减小涂敷到第一板上的导电膜的厚度。

发明内容

当日本未审查专利申请公开第11-58921号描述的印刷方法用来形成电路图案时，难于控制树脂的粘度在50cps至500cps的范围内，这样的粘度范围适合于平版印刷(offset print)。这是因为分散在树脂中的金属粒子导致树脂粘度的增加。因此，当采用这种方法时，形成导电膜是困难的。此外，因为第一板表面上的硅橡胶通常排斥液体，所以在第一板的整个表面上难于均匀地涂敷树脂。此外，如果树脂不是快干型的，将图案转移到转移基板上的效率显著下降。

如上所述，当采用日本未审查专利申请公开2006-278845号中描述的印刷方法时，难于形成具有均匀厚度的导电膜，这是因为包括水溶剂的导电墨水组合物涂敷在由具有排斥性的硅橡胶组成的第一板表面上时受到排斥。因此，难于稳定地形成高精度的精细导电膜。

为了解决上述问题，希望提供一种形成图案的方法和一种制造半导体装置的方法，该方法可以用来在第一板上形成具有均匀厚度的导电膜，并且希望提供一种半导体装置。

为了提供这样的方法和装置，根据本发明实施例的形成电路图案的方法包括下面的依次执行的工艺。在第一工艺中，通过在第一板上涂敷液体组合物形成导电膜，该液体组合物包含有机溶剂和用脂肪酸或者脂肪胺表面改性的导电粒子。在第二工艺中，通过将表面上具有凹凸图案的第二板压在该第一板的形成有该导电膜的表面上，并且将该导电膜的第一图案转移到该第二板的凸起顶表面上，从而在该第一板上形成作为该第一图案的反转图案的第二图案。在第二工艺中，通过将表面上形成有第二图案的第一板的表面压在转移基板的表面上，将该第二图案转移到该转移基板的表面上。

根据形成电路图案的方法，表面改性的导电粒子在有机溶剂中具有高度可分散性，这是因为液体组合物包括有机溶剂和用脂肪酸或者脂肪胺表面改性的导电粒子。如果应用采用该液体组合物的上述形成电路图案的方法，则会降低液体组合物的粘性，而不加入保持导电粒子分散稳定性的粘合剂。因此，可以在第一板上形成具有均匀厚度的导电膜。因此，可以在转移基板的表面上形成高精确度的精细导电薄图案。