JP2005101559A - Method of manufacturing semiconductor device, electronic device, method of manufacturing the same, and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、半導体装置の製造方法、デバイスの製造方法、電子デバイス、及び表示装置に関するものである。 The present invention relates to a semiconductor device manufacturing method, a device manufacturing method, an electronic device, and a display device.
電子デバイスの一例としてたとえば半導体装置を例に挙げると、半導体装置は、ＬＳＩ（大規模集積回路）のような例では、微細化や高集積化が進んでいる。このために、半導体装置のたとえば上側の配線部と下側の配線部とを微細な貫通接続孔（コンタクトホール）を通じて金属配線により電気的に接続する技術が提案されている（たとえば特許文献１。）。
ところが、このようにコンタクトホールにメタルを形成して配線する方式では、半導体装置の微細化、高集積化に伴い次のような問題が生じる。すなわち、微細化、高集積化に伴ってコンタクトホールのアスペクト比が増大し、そのために金属配線のカバレッジが低下して、電子デバイスの電気的な接続の信頼性が大きな問題となる。 However, in the method of wiring by forming a metal in the contact hole as described above, the following problems occur with the miniaturization and high integration of the semiconductor device. That is, with the miniaturization and high integration, the aspect ratio of the contact hole is increased, so that the coverage of the metal wiring is lowered, and the reliability of electrical connection of the electronic device becomes a big problem.
このような問題の解決方法としては、真空中でスパッタ法により金属配線を形成した後に高温熱処理（リフロー法）を行って、コンタクトホールにおける金属配線のカバレッジ率を改善する方法が知られている。しかしながら、リフロー法では４００℃以上の高温に加熱する必要があるため、加熱によって金属配線の膜劣化やボイドが生じることがあり、それに起因して金属配線が断線するなど電気的な信頼性に問題を生じるおそれがある。 As a method for solving such a problem, a method is known in which a metal wiring is formed in a vacuum by a sputtering method and then a high temperature heat treatment (reflow method) is performed to improve the coverage ratio of the metal wiring in the contact hole. However, since the reflow method needs to be heated to a high temperature of 400 ° C. or more, the metal wiring may be deteriorated or voids due to the heating, resulting in a problem in electrical reliability such as disconnection of the metal wiring. May occur.
そこで本発明は上記課題を解消し、絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して第１導電膜と第２導電膜を電気的に確実に接続することができ、導電膜の形成に用いる液体材料の使用効率を飛躍的に向上してコストダウンを実現できる半導体装置の製造方法を提供することを目的としている。 Therefore, the present invention solves the above-described problem, and can electrically connect the first conductive film and the second conductive film reliably through a contact hole formed in the insulating film, and a liquid material used for forming the conductive film An object of the present invention is to provide a method for manufacturing a semiconductor device capable of dramatically reducing the use efficiency and realizing cost reduction.
本発明は、上記課題を解決するために、絶縁膜を介して設けられる第１導電膜と第２導電膜とを電気的に接続してなる導電接続構造を具備した半導体装置の製造方法であって、前記第１導電膜上に前記絶縁膜を形成するとともに、当該絶縁膜を貫通して前記第１導電膜に達するコンタクトホールを形成する絶縁膜形成工程と、前記コンタクトホールを含む前記絶縁膜上の領域に液体材料を配する液体材料配置工程と、前記液体材料を乾燥固化することで、一部を前記コンタクトホール内に埋設された前記第２導電膜を形成する乾燥工程とを含むことを特徴とする半導体装置の製造方法を提供する。
上記製造方法では、絶縁膜形成工程にて、第１導電膜上にコンタクトホールを有する絶縁膜を形成し、続く液体材料配置工程で、コンタクトホールを含む絶縁膜上の領域に液体材料を配置して第２導電膜を形成する。このように第２導電膜を液相法を用いて形成することから、流動性に優れる液体材料がコンタクトホール内に良好に充填される。そして、液体材料を乾燥固化して得られる第２導電膜は、コンタクトホールを介して下層側の第１導電膜と良好に導電接続されたものとなる。したがって、本製造方法によれば、コンタクトホールを介した第１導電膜と第２導電膜との導電接続構造の信頼性に優れた半導体装置を製造することができる。また、係る製造方法によれば、コンタクトホール内の導電膜の付き回りを改善するための高温処理（リフロー処理）を要しないことから、加熱による導電膜の劣化やボイドの発生が無く、導電膜自体の信頼性にも優れた半導体装置を得ることができる。
In order to solve the above problems, the present invention provides a method for manufacturing a semiconductor device having a conductive connection structure in which a first conductive film and a second conductive film provided via an insulating film are electrically connected. Forming an insulating film on the first conductive film and forming a contact hole reaching the first conductive film through the insulating film; and the insulating film including the contact hole A liquid material disposing step of disposing a liquid material in an upper region; and a drying step of forming the second conductive film partially embedded in the contact hole by drying and solidifying the liquid material. A method of manufacturing a semiconductor device is provided.
In the manufacturing method, an insulating film having a contact hole is formed on the first conductive film in the insulating film forming step, and a liquid material is disposed in a region on the insulating film including the contact hole in the subsequent liquid material arranging step. To form a second conductive film. Since the second conductive film is formed using the liquid phase method in this manner, the contact hole is satisfactorily filled with a liquid material having excellent fluidity. The second conductive film obtained by drying and solidifying the liquid material is well conductively connected to the first conductive film on the lower layer side through the contact hole. Therefore, according to this manufacturing method, it is possible to manufacture a semiconductor device excellent in the reliability of the conductive connection structure between the first conductive film and the second conductive film via the contact hole. In addition, according to the manufacturing method, since high temperature treatment (reflow treatment) for improving the contact of the conductive film in the contact hole is not required, there is no deterioration of the conductive film or generation of voids due to heating. A semiconductor device having excellent reliability can be obtained.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記絶縁膜形成工程の後、前記液体材料配置工程に先立ち、前記液体材料に対する撥液性を具備した撥液膜を、前記第２導電膜の形成領域以外の前記絶縁膜表面に選択的に形成する撥液領域形成工程を含むことが好ましい。このように撥液領域形成工程を含むこととするならば、後段の液体材料配置工程で液体材料を絶縁膜上に配した際に、撥液膜の形成領域では液体材料が撥液膜に弾かれる一方、撥液膜の非形成領域（未形成部分）では相対的に液体材料との親和性が高く、良好に液体材料が付着する。したがって、エッチング作業を行うことなく第２導電膜のパターニングが可能であるので、複雑な工程を簡略化できる。また、液体材料を絶縁膜上の所定の領域（コンタクトホール内と撥液膜の未形成部分）のみに選択的に充填すればよいことから液体材料を全面にわたって充填するのに比べて、液体材料の材料使用効率を飛躍的に向上させることができる。 In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, after the insulating film forming step and prior to the liquid material arranging step, a liquid repellent film having liquid repellency with respect to the liquid material is formed in a region other than the region where the second conductive film is formed. It is preferable to include a liquid repellent region forming step of selectively forming on the surface of the insulating film. If the liquid repellent region forming step is thus included, when the liquid material is arranged on the insulating film in the subsequent liquid material arranging step, the liquid material is elastically applied to the liquid repellent film in the liquid repellent film forming region. On the other hand, in the non-formation region (unformed part) of the liquid repellent film, the affinity for the liquid material is relatively high, and the liquid material adheres well. Therefore, since the second conductive film can be patterned without performing an etching operation, a complicated process can be simplified. Further, since the liquid material only needs to be selectively filled only in a predetermined region on the insulating film (in the contact hole and the non-formed portion of the liquid repellent film), the liquid material is compared with filling the liquid material over the entire surface. The material usage efficiency can be dramatically improved.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記撥液領域形成工程が、前記絶縁膜の表面に撥液膜を形成する工程と、該撥液膜を部分的に除去することで当該除去部分を相対的に親液化する工程と、を含むことが好ましい。すなわち、絶縁膜表面に一様に撥液膜を形成した後、撥液膜の一部を選択的に除去して親液性の領域を形成することができる。このような製造方法とすることで、撥液膜の形成工程を簡便に行えるようになるとともに、撥液領域と親液領域とを正確かつ明確に区画することができるため、液体材料を配するに際して液体材料を正確な位置に配置できるようになる。 In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the liquid repellent region forming step may include a step of forming a liquid repellent film on the surface of the insulating film and a part of the liquid repellent film to remove the liquid repellent film. And lyophilic step. That is, after a liquid repellent film is uniformly formed on the surface of the insulating film, a part of the liquid repellent film can be selectively removed to form a lyophilic region. By adopting such a manufacturing method, the liquid repellent film can be easily formed, and the liquid repellent area and the lyophilic area can be accurately and clearly defined. In this case, the liquid material can be arranged at an accurate position.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記撥液膜を部分的に除去する工程が、当該除去部分に対して選択的に紫外線を照射する工程であることが好ましい。撥液膜を部分的に除去するに際して光照射を用いることで、所望の領域の撥液膜のみを高い選択比で除去することができるため、除去された領域に配される液体材料の配置における選択性も高めることができる。また高価な除去装置を要しないことから、設備コストの点でも有利な製造方法となる。 In the semiconductor device manufacturing method of the present invention, it is preferable that the step of partially removing the liquid repellent film is a step of selectively irradiating the removed portion with ultraviolet rays. By using light irradiation when partially removing the liquid repellent film, only the liquid repellent film in a desired region can be removed with a high selection ratio. Therefore, in the arrangement of the liquid material disposed in the removed region Selectivity can also be increased. Further, since an expensive removal device is not required, the manufacturing method is advantageous in terms of equipment cost.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記撥液膜が、単分子膜であることが好ましい。撥液膜を単分子膜からなるものとすることで、少量の材料で撥液膜が形成可能になるとともに、撥液膜形成領域における撥液性のばらつきも小さくなり、撥液膜形成領域への液体材料の付着をより効果的に防止できる。撥液膜材料としては、たとえばシランカップリング材、フッ素系シランカップリング材や、パーフルオロアルキルキシラン、シリコーン膜を用いることができる。その成膜方法としてはスピンコート法やディップ法を例示することができる。 In the semiconductor device manufacturing method of the present invention, the liquid repellent film is preferably a monomolecular film. By making the liquid repellent film a monomolecular film, it becomes possible to form the liquid repellent film with a small amount of material, and the variation in liquid repellency in the liquid repellent film forming area is reduced, leading to the liquid repellent film forming area. The liquid material can be more effectively prevented from adhering. As the liquid repellent film material, for example, a silane coupling material, a fluorine-based silane coupling material, a perfluoroalkyl xylan, or a silicone film can be used. Examples of the film forming method include a spin coating method and a dip method.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記絶縁膜形成工程が、前記コンタクトホールが形成されるべき前記第１導電膜上の領域にマスクピラーを形成する工程と、前記マスクピラーの形成領域を除く第１導電膜上に絶縁膜を形成する工程と、前記マスクピラーを除去して前記絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程とを含む工程であることが好ましい。
係る製造方法では、コンタクトホールを形成する位置にマスクピラーを設けたのち、その周囲に絶縁膜を形成する。その後、マスクピラーを除去すると、絶縁膜に貫通孔が形成されるので、これをコンタクトホールとすることができる。したがって、本製造方法によれば、コンタクトホールを形成するために、絶縁膜をドライエッチングする必要がなく、高価な真空装置を必要としない。このため、コンタクトホールの形成を迅速に行なうことができるとともに、コンタクトホールを形成するための手間とエネルギーとを節減でき、電子デバイスのコストを低減することができる。また、本発明は、ドライエッチングという方法を用いないため、プラズマダメージやフォトレジストの硬化などの問題が発生することがない。更に、本発明においては、下層の導電層が曝されるのはマスクピラー（例えばフォトレジスト）の除去剤に対してであり、導電層がエッチングされることがない。従って、安定にかつ高精度にコンタクトホールを形成することが可能となる。
In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the insulating film forming step excludes a step of forming a mask pillar in a region on the first conductive film where the contact hole is to be formed, and a region for forming the mask pillar. Preferably, the method includes a step of forming an insulating film on the first conductive film and a step of removing the mask pillar and forming a contact hole in the insulating film.
In such a manufacturing method, after providing a mask pillar at a position where a contact hole is to be formed, an insulating film is formed around the mask pillar. Thereafter, when the mask pillar is removed, a through hole is formed in the insulating film, which can be used as a contact hole. Therefore, according to this manufacturing method, it is not necessary to dry-etch the insulating film in order to form the contact hole, and an expensive vacuum apparatus is not required. For this reason, the contact hole can be formed quickly, the labor and energy for forming the contact hole can be saved, and the cost of the electronic device can be reduced. Further, since the present invention does not use a method called dry etching, problems such as plasma damage and photoresist hardening do not occur. Furthermore, in the present invention, the lower conductive layer is exposed to a mask pillar (eg, photoresist) remover, and the conductive layer is not etched. Therefore, the contact hole can be formed stably and with high accuracy.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記絶縁膜形成工程が、前記第１導電膜上に液体絶縁材料を塗布する絶縁材料塗布工程と、塗布した前記液体絶縁材料を固化する絶縁材料固化工程とを含む工程であることが好ましい。この製造方法によれば、真空装置などを用いずに絶縁膜を形成することが可能で、工程の簡素化、コストの低減を図ることができる。
なお、本発明において、前記「液体絶縁材料」は、乾燥固化することにより絶縁固体を得られる液体材料を示し、液体の状態で絶縁性であることを要するものではない。
In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, the insulating film forming step includes an insulating material applying step for applying a liquid insulating material onto the first conductive film, and an insulating material solidifying step for solidifying the applied liquid insulating material. It is preferable that it is a process including. According to this manufacturing method, an insulating film can be formed without using a vacuum apparatus or the like, and the process can be simplified and the cost can be reduced.
In the present invention, the “liquid insulating material” refers to a liquid material that can obtain an insulating solid by drying and solidifying, and does not need to be insulative in a liquid state.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記絶縁材料固化工程が、前記液体絶縁材料を加熱し固化する工程であることが好ましい。液体絶縁材料を用いて絶縁膜を形成する場合に用いる液体絶縁材料としては、シロキサン結合を有するＳＯＧ（Spin On Glass）、ポリシラザン、ポリイミド、低誘電率材料（いわゆるＬｏｗ−Ｋ材）などを使用することができる。また、前記液体絶縁材料が、必ずしも絶縁性を有することはなく、最終的に得られた膜が絶縁膜であれば良い。そして、これらの液体絶縁材料は、有機溶媒に溶解して塗布したのち、一般に熱処理することにより、絶縁膜とすることができる。したがって、絶縁材料固化工程は、液体絶縁材料を加熱して行なうことが望ましい。 In the semiconductor device manufacturing method of the present invention, it is preferable that the insulating material solidifying step is a step of heating and solidifying the liquid insulating material. As a liquid insulating material used for forming an insulating film using a liquid insulating material, SOG (Spin On Glass) having a siloxane bond, polysilazane, polyimide, a low dielectric constant material (so-called Low-K material), or the like is used. be able to. The liquid insulating material does not necessarily have insulating properties, and the finally obtained film may be an insulating film. These liquid insulating materials can be formed into insulating films by generally applying heat treatment after being dissolved in an organic solvent. Therefore, it is desirable to perform the insulating material solidification step by heating the liquid insulating material.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記マスクピラーを形成するに際して、前記第１導電膜上のコンタクトホール形成領域に、液体有機材料を選択的に供給し、当該液体有機材料を固化させて前記マスクピラーを形成することもできる。
本発明の半導体装置の製造方法では、前記マスクピラーを形成するに際して、前記第１導電膜上に液体有機材料を塗布する工程と、該液体有機材料を固化させて有機膜を形成する固化工程と、前記有機膜をパターニングすることにより前記マスクピラーを形成するパターニング工程とを含むこともできる。
コンタクトホールを形成するためのマスクピラーの形成には、上記のいずれの方法も採用できる。特に液体有機材料を選択的に配置してマスクピラーを形成するならば、マスクピラーのパターン形成に際しての除去工程が不要であり、製造プロセスが簡略化される。このように選択的に液体有機材料を配置するには、液滴吐出装置を用いた液滴吐出法が好適である。
In the method of manufacturing a semiconductor device according to the present invention, when forming the mask pillar, a liquid organic material is selectively supplied to a contact hole forming region on the first conductive film, and the liquid organic material is solidified to form the mask pillar. Mask pillars can also be formed.
In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, when forming the mask pillar, a step of applying a liquid organic material on the first conductive film, and a solidification step of solidifying the liquid organic material to form an organic film And a patterning step of forming the mask pillar by patterning the organic film.
Any of the above methods can be employed for forming the mask pillar for forming the contact hole. In particular, when the mask pillar is formed by selectively disposing a liquid organic material, a removal process at the time of pattern formation of the mask pillar is unnecessary, and the manufacturing process is simplified. In order to selectively dispose the liquid organic material in this way, a droplet discharge method using a droplet discharge device is suitable.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記コンタクトホールの形成領域に設けたマスクピラーを減圧下に配置し、前記マスクピラーを所定温度に加熱しつつ該マスクピラーに紫外線を照射する硬化工程を含むこともできる。マスクピラーを減圧下に配置すると、マスクピラー中に溶存していた水分がマスクピラーから離脱する。そして、紫外線の照射によって、水分の影響を受けることなく架橋反応を促進することができ、マスク材を緻密にできて耐熱性、耐薬品性を向上することができる。 The semiconductor device manufacturing method of the present invention includes a curing step in which the mask pillar provided in the contact hole formation region is disposed under reduced pressure, and the mask pillar is irradiated with ultraviolet rays while heating the mask pillar to a predetermined temperature. You can also. When the mask pillar is placed under reduced pressure, the water dissolved in the mask pillar is released from the mask pillar. And, by irradiation with ultraviolet rays, the crosslinking reaction can be promoted without being affected by moisture, the mask material can be made dense, and heat resistance and chemical resistance can be improved.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記硬化工程が、前記紫外線の照射後に前記マスクピラーを前記所定温度以上の高温に加熱する熱処理工程を含むこともできる。前記硬化工程後に、マスクピラーを前記所定温度以上の温度に加熱する熱処理工程を追加することができる。これにより、一層緻密で耐熱性、耐薬品性に優れたマスクピラーを得ることができ、その後に行われる絶縁膜形成工程における熱処理において、マスクピラーからのガス放出を低減させることができる。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the curing step may include a heat treatment step of heating the mask pillar to a high temperature equal to or higher than the predetermined temperature after the ultraviolet irradiation. A heat treatment step for heating the mask pillar to a temperature equal to or higher than the predetermined temperature can be added after the curing step. As a result, it is possible to obtain a mask pillar that is denser and has excellent heat resistance and chemical resistance, and it is possible to reduce gas emission from the mask pillar in the heat treatment in the insulating film forming process performed thereafter.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記マスクピラーを撥液処理する工程を含むこともできる。マスクピラーを撥液処理すれば、液体絶縁材料を塗布することにより絶縁膜を形成する場合に、液体絶縁材料がマスクピラーの上面に付着するのを防止することができ、マスクピラーの除去を容易に行なうことができる。当該撥液処理の方法は、ＣＦ４ガスを用いたプラズマ処理や、シランカップリング剤の塗布など、先の撥液膜の形成工程と同様である。 The method for manufacturing a semiconductor device of the present invention may include a step of performing a liquid repellent treatment on the mask pillar. If a liquid repellent treatment is applied to the mask pillar, it is possible to prevent the liquid insulating material from adhering to the upper surface of the mask pillar when the insulating film is formed by applying the liquid insulating material, and the mask pillar can be easily removed. Can be done. The liquid repellent treatment method is the same as the previous liquid repellent film forming step, such as plasma treatment using CF 4 gas and application of a silane coupling agent.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記絶縁膜形成工程において、前記第１導電膜上に感光性樹脂材料からなる前記絶縁膜を形成し、該絶縁膜に対して露光、現像処理を施すことにより、当該絶縁膜を貫通する前記コンタクトホールを形成することもできる。この製造方法は、有機材料からなる前記絶縁膜を形成する場合に適用される。有機絶縁材料からなる絶縁膜を形成する場合、感光性樹脂材料を用いて形成した絶縁膜を直接露光、現像して前記コンタクトホールを形成でき、簡便に絶縁膜及びコンタクトホールを形成できる。 In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the insulating film forming step, the insulating film made of a photosensitive resin material is formed on the first conductive film, and the insulating film is exposed and developed. Thus, the contact hole penetrating the insulating film can be formed. This manufacturing method is applied when the insulating film made of an organic material is formed. In the case of forming an insulating film made of an organic insulating material, the contact hole can be formed by directly exposing and developing the insulating film formed using the photosensitive resin material, and the insulating film and the contact hole can be easily formed.
本発明の半導体装置の製造方法では、前記絶縁膜形成工程において、前記第１導電膜上に感光性樹脂材料からなる前記絶縁膜を形成し、該絶縁膜に対して露光、現像処理を施すことにより、当該絶縁膜を貫通する前記コンタクトホールを形成する方法も適用できる。
この製造方法は、有機材料からなる前記絶縁膜を形成する場合に適用される。有機絶縁材料からなる絶縁膜を形成する場合、感光性樹脂材料を用いて形成した絶縁膜を直接露光、現像して前記コンタクトホールを形成でき、簡便に絶縁膜及びコンタクトホールを形成できる。
In the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention, in the insulating film forming step, the insulating film made of a photosensitive resin material is formed on the first conductive film, and the insulating film is exposed and developed. Thus, a method of forming the contact hole penetrating the insulating film can also be applied.
This manufacturing method is applied when the insulating film made of an organic material is formed. In the case of forming an insulating film made of an organic insulating material, the contact hole can be formed by directly exposing and developing the insulating film formed using the photosensitive resin material, and the insulating film and the contact hole can be easily formed.
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記液体材料配置工程に先立って、前記有機材料からなる絶縁膜を減圧下に配置するとともに所定温度に加熱し、さらに前記絶縁膜に対して紫外線を照射する硬化工程を有する製造方法とすることもできる。
この製造方法によれば、絶縁膜を減圧下に配置すると、絶縁膜中に溶存していた水分がマスク材から離脱する。そして、紫外線の照射によって、水分の影響を受けることなく架橋反応を促進することができ、絶縁膜を緻密にできて耐熱性、耐薬品性を向上することができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, prior to the liquid material placement step, the insulating film made of the organic material is placed under a reduced pressure, heated to a predetermined temperature, and further irradiated with ultraviolet rays. It can also be set as the manufacturing method which has the hardening process to do.
According to this manufacturing method, when the insulating film is disposed under reduced pressure, the water dissolved in the insulating film is released from the mask material. Then, irradiation with ultraviolet rays can promote the crosslinking reaction without being affected by moisture, and the insulating film can be made dense to improve heat resistance and chemical resistance.
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記紫外線の照射後に、さらに前記絶縁膜を前記所定温度以上の高温に加熱する熱処理工程を有する製造方法とすることもできる。
前記硬化工程後に、絶縁膜を前記所定温度以上の温度に加熱する熱処理工程を追加することができる。これにより、一層緻密で耐熱性、耐薬品性に優れた絶縁膜とすることができると同時に、その後に行われる乾燥工程における熱処理において、絶縁膜からのガス放出を低減させることができる。
In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, the method may further include a heat treatment step of heating the insulating film to a high temperature equal to or higher than the predetermined temperature after the ultraviolet irradiation.
After the curing step, a heat treatment step for heating the insulating film to a temperature equal to or higher than the predetermined temperature can be added. As a result, the insulating film can be made denser and excellent in heat resistance and chemical resistance, and at the same time, gas emission from the insulating film can be reduced in the heat treatment in the subsequent drying process.
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記乾燥工程における処理温度を、前記熱処理工程における処理温度以下とすることが好ましい。これにより、後段の加熱処理によって絶縁膜が劣化するのを効果的に防止することができる。 In the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention, it is preferable that the processing temperature in the drying step is equal to or lower than the processing temperature in the heat treatment step. Thereby, it is possible to effectively prevent the insulating film from being deteriorated by the subsequent heat treatment.
本発明の電子デバイスの製造方法では、先に記載の本発明に係る半導体装置の製造方法を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。この製造方法によれば、電気的特性に優れ、また信頼性の高い電子デバイスを簡便に製造することが可能になる。 An electronic device manufacturing method according to the present invention includes the semiconductor device manufacturing method according to the present invention described above. According to this manufacturing method, an electronic device having excellent electrical characteristics and high reliability can be easily manufactured.
本発明の電子デバイスは、先に記載の本発明に係る製造方法により得られた半導体装置を備えたことを特徴としている。この構成によれば、エッチバック処理やＣＭＰ処理が不要であり、かつ材料の使用効率も高い本発明の製造方法により得られる半導体装置を具備し、安価でありながら電気的特性及び信頼性に優れた電子デバイスが得られる。 The electronic device of the present invention is characterized by including the semiconductor device obtained by the manufacturing method according to the present invention described above. According to this configuration, the semiconductor device obtained by the manufacturing method of the present invention does not require an etch back process or a CMP process and has high material use efficiency, and is excellent in electrical characteristics and reliability while being inexpensive. An electronic device is obtained.
本発明の表示装置は、先に記載の本発明に係る製造方法により得られた半導体装置を含むことを特徴とする。この構成によれば、エッチバック処理やＣＭＰ処理が不要であり、かつ材料の使用効率も高い本発明の製造方法により得られる半導体装置を具備しているので、安価でありながら電気的特性及び信頼性に優れた表示装置、例えば液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置を得ることができる。 The display device of the present invention includes the semiconductor device obtained by the manufacturing method according to the present invention described above. According to this configuration, since the semiconductor device obtained by the manufacturing method of the present invention that does not require etch back processing or CMP processing and has high material use efficiency is provided, it is inexpensive but has electrical characteristics and reliability. It is possible to obtain a display device having excellent properties, such as a liquid crystal display device or an organic EL display device.
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１と図２は、本発明に係る半導体装置の製造方法の好ましい実施形態を示す図であって、当該製造方法における基本的な製造工程を示す図である。図３は、本発明に係る半導体装置の製造方法を示すフロー図である。
図１ないし図３に示す半導体装置の製造方法１０は、絶縁膜形成工程ＳＴ１、撥液領域形成工程ＳＴ２、液体材料配置工程ＳＴ３、乾燥工程ＳＴ４および撥液膜除去工程ＳＴ５を有している。図１には、上記各工程のうち、絶縁膜形成工程ＳＴ１が示されており、図２には、撥液領域形成工程ＳＴ２以降の工程が示されている。
DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of the invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 and FIG. 2 are views showing a preferred embodiment of a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention and showing basic manufacturing steps in the manufacturing method. FIG. 3 is a flowchart showing a method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
1 to 3 includes an insulating film forming step ST1, a liquid repellent region forming step ST2, a liquid material arranging step ST3, a drying step ST4, and a liquid repellent film removing step ST5. FIG. 1 shows the insulating film forming step ST1 among the above steps, and FIG. 2 shows the steps after the liquid repellent region forming step ST2.
本発明の半導体装置の製造方法１０は、たとえば図４に示すような半導体装置１００の製造に好適に用いられる。この半導体装置１００は、基板２０、層間絶縁膜９９、第１導電膜（半導体層）２１、層間絶縁膜９９および第２導電膜３０、層間絶縁膜３２等を有している。半導体装置１００では、第２導電膜３０は、層間絶縁膜９９上に形成された信号配線を成すとともに、層間絶縁膜９９に貫設されたコンタクトホールを介してトランジスタ３５，３６のソース・ドレイン領域と、層間絶縁膜９９上の配線領域とを接続するものとなっている。また層間絶縁膜９９上にさらに層間絶縁膜３２を介して積層された配線層に設けられた第２導電膜３０は、当該配線層にて配線等を形成するとともに、その下層側の配線との導電接続構造を構成するものとなっている。
なお、図４に示す半導体装置１００は、本発明に係る製造方法を適用できる半導体装置の一例を示すものであり、導電膜の配置形態や層間絶縁膜の積層数などは図４に示す例に限られない。
The semiconductor
Note that the
ここで、図５は、本実施形態の製造方法において基板２０への液体材料の塗布に用いられるスピンコータの概略構成図である。図５に示すスピンコータ２００は、以下で説明する製造工程に含まれる複数の工程において用いられる装置であるが、図５には、絶縁膜形成工程ＳＴ１における絶縁膜２０８の形成に用いた場合を示している。
図６は、後述の撥液領域形成工程ＳＴ２にて用いられるＵＶ照射装置２５０の概略構成図である。図７及び図８は、後述の液体材料配置工程ＳＴ３にて用いられる液体材料充填装置４００の概略構成図である。図９は、後述の乾燥工程ＳＴ４にて用いる乾燥焼成装置５００の概略構成図である。図１０は、後述の撥液膜除去工程にて用いられる撥液膜除去装置６００の概略構成図である。
Here, FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a spin coater used for applying a liquid material to the
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of a
＜絶縁膜形成工程ＳＴ１＞
次に、本発明の半導体装置の製造方法１０の絶縁膜形成工程ＳＴ１について説明する。
図１（Ａ−１）から図１（Ａ−４）は、半導体装置の製造方法１０の絶縁膜形成工程ＳＴ１を具体的に示す図である。
絶縁膜形成工程ＳＴ１では、まず、図１（Ａ−１）に示すように、ガラス等の基板２０の表面に酸化シリコンなどの下地絶縁膜９９を形成する。この下地絶縁膜９９は、ＣＶＤ法等の気相法により形成することができるが、以下のような液相法によっても形成できる。
液相法により下地絶縁膜９９を形成する場合、シロキサン結合を有するＳＯＧなどの絶縁材料を含む液体材料（液体絶縁材料）を基板２０に塗布し、これを焼成して加熱分解させて形成する。これにより、高価な真空装置などを使用する必要がなく、成膜に必要な投入エネルギーや時間などを節減することができる。液体絶縁材料の塗布は、本実施形態の場合、図５に示すようなスピンコータ２００を用いたスピンコート法により行なわれる。すなわち、モータ２０６により基板２０が載置されたテーブル２０７を回転させた状態で、液体材料供給部２０５から上記液体絶縁材料を基板２０上に配し、基板２０の全面に液体絶縁材料を濡れ広がらせる。
なお、液体絶縁材料の塗布は、ディップコートや液体ミスト化学堆積法（Liquid Source Misted ChemicalDeposition：ＬＳＭＣＤ）、スリットコートなどによって行なってもよい。
<Insulating film forming step ST1>
Next, the insulating film forming step ST1 of the semiconductor
FIG. 1A-1 to FIG. 1A-4 are diagrams specifically illustrating an insulating film forming step ST1 of the semiconductor
In the insulating film forming step ST1, first, as shown in FIG. 1A-1, a
When the
The liquid insulating material may be applied by dip coating, liquid mist chemical deposition (LSMCD), slit coating, or the like.
また、液体絶縁材料の塗布は、いわゆるインクジェットプリンタのプリンタヘッドのような定量吐出装置によって行なうこともできる。この定量吐出装置を用いれば、所望の部分にだけ塗布することが可能であるので、材料を節減することができる。さらに、液体絶縁材料としては、ポリシラザン、ポリイミド、Ｌｏｗ−Ｋ材などを、キシレンなどの所定の溶媒に分散ないし溶解したものを使用することができる。 Further, the liquid insulating material can be applied by a quantitative discharge device such as a printer head of a so-called ink jet printer. By using this quantitative discharge device, it is possible to apply only to a desired portion, so that the material can be saved. Further, as the liquid insulating material, a material obtained by dispersing or dissolving polysilazane, polyimide, Low-K material or the like in a predetermined solvent such as xylene can be used.
基板２０の構成材料としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、上記に挙げたガラスのほか、石英、窒化シリコン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、各種低誘電率材料（いわゆる、ｌｏｗ−Ｋ材）等の各種絶縁材料（誘電体）や、シリコン（例えば、アモルファスシリコン、多結晶シリコン等）、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＩＯ（インジウム酸化物）、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＡＴＯ（アンチモン錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ等の導電性材料を用いることができる。
The constituent material of the
次に、下地絶縁膜９９の上に第１導電膜２１を形成する。この第１導電膜２１は、例えば、スパッタ法等の成膜法を用いて形成した金属膜をフォトリソグラフィ法により所定平面形状にパターニングすることで形成できるが、以下のような液相法を用いて形成することもできる。
液相法による場合、下地絶縁膜９９の上に例えばフッ素樹脂膜等の撥液性の膜（図示せず）を形成し、その後この撥液膜の導電膜形成領域（第１導電膜２１が形成されるべき領域）に選択的に紫外線を照射し、導電膜形成領域の撥液膜を分解除去してパターニングし、撥液バンクとする。その後、下地絶縁膜９９上の導電膜形成領域に、導電材料を含む液体材料（例えば有機金属化合物を主成分とする液体材料）を塗布し、これを熱処理して第１導電膜２１を得る。
Next, the first
In the case of the liquid phase method, a liquid repellent film (not shown) such as a fluororesin film is formed on the
次に、第１導電膜２１と下地絶縁膜９９とを覆って、基板２０の全面に液体有機材料であるフォトレジストを塗布する。そして、塗布したフォトレジストを７０〜９０℃の温度で乾燥（プレベーク）し、図１（Ａ−１）の２点鎖線に示したようにレジスト膜（マスク材膜）２０４ａを形成する。なお、液体有機材料は、感光性の樹脂（例えば、ポリイミド）であってもよい。また、液体有機材料の塗布は、前記の液体絶縁材料の塗布と同様に、スピンコート、ディップコート、ＬＳＭＣＤ、スリットコート、定量吐出装置による塗布を用いることができる。
Next, a photoresist, which is a liquid organic material, is applied to the entire surface of the
次に、フォトリソグラフィ法によりレジスト膜２０４ａを露光、現像し、第１導電膜２１上のコンタクトホールの形成領域にのみレジスト膜を残してマスクピラー２０４とする。このマスクピラー２０４は、コンタクトホールを形成する絶縁膜の厚さと同等か、それ以上の高さに形成する。また、その絶縁膜を形成する液体材料の塗布厚より高く形成してもよい。また、マスクピラー２０４は、必要に応じて硬化処理を行なう。マスクピラー２０４の硬化処理は、実施形態の場合、次のようにして行なう。
Next, the resist
まず、マスクピラー２０４を形成した基板２０を図示しない真空チャンバに搬入し、真空チャンバ内を例えば１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）以下、例えば０．２Ｔｏｒｒ程度に減圧する。そして、マスクピラー２０４を所定の温度、例えば１００〜１５０℃（例えば１３０℃）程度の、通常のフォトレジストのポストベーク温度に加熱するとともに、マスクピラー２０４に波長２５４ｎｍ程度の紫外線を数分間照射する。これにより、マスクピラー２０４は、溶存している水分が脱水されるとともに、紫外線により架橋反応が促進される。しかも、マスクピラー２０４は、酸素や水分の影響を受けないため、架橋反応が進んで緻密となり、耐熱性、耐薬品性が向上する。
First, the
さらに、マスクピラー２０４の硬化処理は、必要に応じてマスクピラー２０４をポストベーク温度以上に加熱する熱処理を行なうものとしても良い。この熱処理は、例えば３００℃〜４５０℃の温度で１０分間程度行なう。これにより、非常に耐熱性、耐薬品性に優れたマスクピラーとすることができ、各種の液体成膜材料の使用が可能となる。なお、紫外線照射雰囲気は、減圧状態以外にも、例えば酸素及び水分が実質的に存在しない雰囲気（例えば窒素雰囲気）であっても良い。
Further, the curing process of the
次に、図１（Ａ−２）に示すように、マスクピラー２０４を除いた基板２０の全面に液体絶縁材料２０８ａを塗布する。液体絶縁材料２０８ａは、シロキサン結合を有するＳＯＧなどの絶縁材料を含む液体絶縁材料である。これにより、高価な真空装置などを使用する必要がなく、成膜に必要な投入エネルギーや時間などを節減することができる。液体絶縁材料２０８ａの塗布は、図５に示すスピンコータ２００を用いる。すなわち、モータ２０６により基板２０が載置されたテーブル２０７を回転させた状態で、液体材料供給部２０５から上記液体絶縁材料２０８ａを基板２０上に配し、基板２０の全面に液体絶縁材料を濡れ広がらせる。
Next, as illustrated in FIG. 1A-2, a liquid insulating
基板２０上に液体絶縁材料２０８ａを塗布したならば、係る液体絶縁材料を４００℃程度で焼成し固化することで図１（Ａ−３）に示す絶縁膜２０８を得る。その後、マスクピラー２０４を除去することで、（Ａ−４）図に示すように、マスクピラー２０４が立設されていた位置に、例えば深さ２００ｎｍ程度のコンタクトホール４０が形成される。
なお、マスクピラー２０４には、絶縁膜２０８を形成するための液体絶縁材を塗布する前に、撥液処理を施すことが望ましい。これにより、マスクピラー２０４の上面に液体絶縁材料が付着するのを防止することができ、マスクピラー２０４の除去を容易に行なうことができる。マスクピラーの撥液処理は、四フッ化炭素などのフッ素原子を含むガスをプラズマによって分解して活性なフッ素単原子やイオンを生成し、この活性なフッ素にマスクピラー２０４を晒すことによって行なうことができる。
When the liquid insulating
The
本実施形態では、第１導電膜２１上にマスクピラー２０４を立設した状態で基板２０上に液体絶縁材料を塗布し、その後焼成することで、コンタクトホール４０を有する絶縁膜２０８を形成する方法について説明したが、ＣＶＤやスパッタリングなどで気相成長させた絶縁膜２０８上にフォトレジストを用いてマスク材をパターン形成し、その後ドライもしくはウェットエッチング処理することによりコンタクトホール４０を形成しても構わない。
In the present embodiment, a method of forming the insulating
＜撥液領域形成工程ＳＴ２＞
次に、図２（Ｂ）に示す撥液領域形成工程ＳＴ２に移る。
本工程では、図２（Ｂ）に示すように、絶縁膜２０８上に撥液膜５１を形成してパターニングする。なお、絶縁膜２０８は、すでに溶媒が気化し熱反応することにより固化された状態になっている。
<Liquid repellent region forming step ST2>
Next, the process proceeds to the liquid repellent region forming step ST2 shown in FIG.
In this step, as shown in FIG. 2B, a
まず、コンタクトホール４０内部を含む絶縁膜２０８の表面に、撥液膜５１を形成する。この撥液膜５１は、後段の液体材料配置工程ＳＴ３にて基板２０上に塗布される液体材料に対して撥液性を示すものであり、撥液性材料を絶縁膜２０８上に蒸着法やスピンコート法を用いて成膜することにより形成できる。
係る撥液膜５１を形成し得る材料としては、含フッ素化合物やシリコン系化合物からなる撥液性材料、具体的にはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素系樹脂、含フッ素系界面活性剤（炭化水素系界面活性剤の疎水基の水素原子をフッ素原子で全部あるいは一部置換したもの。）等の含フッ素化合物、アルキル系シランカップリング剤（一般式：Ｙ−ＳｉＸ３［ただし、Ｙ：有機官能基全般、特にアルキル基 ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−、Ｘ：加水分解性基（−ＯＲ、−Ｃｌ、−ＮＲ２等）］、含フッ素シランカップリング剤（シランカップリング剤を形成する有機官能基の水素原子をフッ素原子で全部あるいは一部置換したもの。）等のシリコン系化合物を例示することができる。例えばフッ素系シランカップリング剤からなる撥液膜５１を形成するには、オプツール（オプツールＤＳＸ ＰＦＣ溶媒）（商品名）のような液体材料をスピンコート法などにより絶縁膜２０８上に塗布し、１００℃、１０分間程度の加熱条件により乾燥させることで形成することができる。このようにして得られる撥液膜５１は単分子膜となる。この撥液膜５１が単分子膜により形成されたものであると、少量の材料でマスク形成が可能となるメリットがある。
First, the
Examples of the material capable of forming the
上記撥液膜５１の成膜が終了したならば、この撥液膜５１を部分的に除去し、撥液膜５１の形成領域に対応する撥液領域と、撥液膜が除去されることにより後述する液体材料に対して相対的に高い親液性を呈する表面が形成された親液領域とを基板２０上に区画形成する。この工程では、図６に示すようなＵＶ照射装置２５０を好適に用いることができる。
When the film formation of the
図６は、図２（Ｂ）の撥液領域形成工程ＳＴ２において用いられるＵＶ照射装置２５０の概略構成図である。ＵＶ照射装置２５０は、チャンバ２０１Ａと光照射部３０３とを有している。この光照射部３０３は紫外線（ＵＶ）光Ｌを、チャンバ２０１Ａ内に収容した基板２０に向けて照射できるようになっている。基板２０は、チャンバ２０１Ａ内に設けられたステージ上に、絶縁膜２０８を光照射部３０３側に向けた状態で載置され、絶縁膜２０８の上方（光照射部３０３側）にはマスク２２９が間隔をおいて配置される。このマスク２２９はマスク開口２２９ａを有している。マスク開口２２９ａは、図２（Ｂ）および図６に示すように、コンタクトホール４０の開口領域を含み、後段の工程で第２導電膜が形成されるべき絶縁膜２０８上の領域に対応する開口形状を有している。すなわち、マスク２２９を介したＵＶ照射に際しては、絶縁膜２０８の表面２０８Ａに、未照射部分（未照射領域）２０８Ｂと、照射部分（被照射領域）２０８Ｃとが形成されることととなる。コンタクトホール４０の開口領域は、ＵＶ光Ｌが照射される被照射領域に含まれる。
FIG. 6 is a schematic configuration diagram of the
具体的なＵＶ照射処理は、図６に示す光照射部３０３から波長１７２ｎｍ程度のＵＶ光Ｌをマスク２２９のマスク開口２２９ａを通じて絶縁膜２０８に照射することで、マスク開口２２９ａに対応する被照射領域の撥液膜５１を除去することでパターニングを行う。本実施形態の場合、ＵＶ光Ｌの照射により、絶縁膜２０８の被照射領域２０８Ｃと、コンタクトホール４０を構成する絶縁膜２０８の内壁面と、コンタクトホール４０底部に露出されている第１導電膜２１上とに形成されている撥液膜５１が除去される。したがって、絶縁膜の表面２０８Ａには、撥液膜５１が形成されている領域と、撥液膜５１が除去された領域（未形成部分）２０８Ｄとが区画形成されることとなる。
この光照射部３０３によるＵＶ光照射には、たとえばウシオ電機株式会社製の１７２ｎｍの波長の紫外線を発生するＵＶランプを使用することができる。照射条件を例示すると、ランプの照度が、１０ｍＷ／ｃｍ２である場合、照射時間は３０分程度である。
Specifically, the irradiation process is performed by irradiating the insulating
For the UV light irradiation by the
＜液体材料配置工程ＳＴ３＞
次に、図２（Ｃ）に示す液体材料配置工程ＳＴ３に移る。
図２（Ｃ）に示す液体材料配置工程ＳＴ３は、コンタクトホール４０を含む絶縁膜２０８上の領域のうち、撥液膜５１が形成されていない領域に選択的に液体材料Ｍを配置する工程である。すなわち、コンタクトホール４０内、及び撥液膜５１の未形成部分２０８Ｄに、液体材料Ｍを配する工程である。
<Liquid material arrangement process ST3>
Next, the process proceeds to the liquid material arrangement step ST3 shown in FIG.
The liquid material arranging step ST3 shown in FIG. 2C is a step of selectively arranging the liquid material M in a region on the insulating
この工程で用いられる液体材料Ｍは、第２導電膜を構成する金属膜の前駆体であり、金属コロイドを溶質とした液体材料や、有機金属化合物を溶質とした液体材料、あるいは無機金属化合物を溶質とした液体材料を用いることができる。なお、第２導電膜は、本実施形態のように金属材料により形成するのが通常であるが、場合によっては導電性の有機材料を用いて形成してもよい。
金属コロイドとしては、たとえばＡｕ，Ａｇ，ＩＴＯ（Indium Tin Oxide），Ｃｕを主体とするものを例示できる。液体材料Ｍとして、たとえば水をベースとしたＩＴＯ微粒子分散液を用いる場合、ＩＴＯ微粒子には１次粒径が５ｎｍないし１００ｎｍのものが好適に用いられる。
The liquid material M used in this step is a precursor of a metal film that constitutes the second conductive film, and includes a liquid material having a metal colloid as a solute, a liquid material having an organometallic compound as a solute, or an inorganic metal compound. A solute liquid material can be used. The second conductive film is usually formed of a metal material as in the present embodiment, but may be formed of a conductive organic material in some cases.
Examples of the metal colloid include those mainly composed of Au, Ag, ITO (Indium Tin Oxide), and Cu. For example, when a water-based ITO fine particle dispersion is used as the liquid material M, ITO fine particles having a primary particle size of 5 nm to 100 nm are preferably used.
このような液体材料Ｍは、例えば図７に示すような液体材料充填装置４００を用いてコンタクトホール４０内に注入される。図７に示す液体材料充填装置４００は、ノズル４０１と、ノズル４０１の流路に対して液体材料を供給する液体供給部４０２と、ノズル４０１の移動動作および液体材料Ｍの供給動作を制御する駆動部４０３とを備えている。図８は、図７に示す液体材料充填装置４００の動作形態を示す説明図である。
Such a liquid material M is injected into the
図７の基板２０は、ステージ４０４に対して着脱可能に装着されていて、絶縁膜２０８のコンタクトホール４０は下向き（図示Ｚ１方向）に固定されている。ノズル４０１は、図示上向き（Ｚ２方向）に配置されており、液体供給部４０２から液体材料Ｍの供給を受けると、液体材料Ｍは上方に配置された絶縁膜２０８側に供給される。そして、ノズル４０１先端の液体材料Ｍを絶縁膜２０８に接触させた状態で図７に示すようにしてノズル４０１をＸ１方向に移動させる。すると、図８に示すように、液体材料Ｍはコンタクトホール４０内に注入されるとともに、撥液膜の未形成領域２０８Ｄ上に配される。
なお、その他の塗布方法としては、液滴吐出法、スピンコート法などの方法を例示できる。
The
Examples of other application methods include a droplet discharge method and a spin coating method.
図７に示す液体材料充填装置４００は、所謂スリットコータと呼んでいるものであり、このようなスリットコータはノズル４０１から供給される液体材料の表面張力を利用して液体材料を基板２０上に供給する。すなわち、供給される液体材料Ｍは、絶縁膜２０８の表面２０８Ａのうち、撥液膜５１が形成されている領域では撥液膜５１により弾かれ、しかも撥液膜の未形成部分２０８Ｄ、及びコンタクトホール４０の内面は親液化されていることにより、液体材料Ｍはコンタクトホール４０内と未形成部分２０８Ｄとにのみに供給または塗布もしくは充填されるのである。
このように本発明では、液体材料Ｍを所定の領域にのみに供給もしくは充填あるいは塗布できるので、液体材料Ｍを基板２０の絶縁膜２０８の表面全体にわたって塗布するのに比べて液体材料の使用量を大幅に削減することができる。
The liquid
As described above, in the present invention, the liquid material M can be supplied, filled, or applied only to a predetermined region, so that the amount of liquid material used is larger than when the liquid material M is applied over the entire surface of the insulating
＜乾燥工程ＳＴ４＞
次に、図２（Ｄ）に示す乾燥工程ＳＴ４に移る。
乾燥焼成ステップＳＴ４では、図２（Ｃ）に示した液体材料配置工程ＳＴ３において基板２０上に供給された液体材料Ｍの乾燥および焼成を行う。この乾燥焼成処理を行うために、例えば図９に示す乾燥焼成装置５００が用いられる。
乾燥焼成装置５００は、チャンバ５０１とヒータ５０２とを有している。このヒータ５０２は電源５０３からの電力供給により発熱し、テーブル５０４上に載置された基板２０を加熱する。また、乾燥焼成装置５００には、テーブル５０４の基板載置側にランプヒータ５５３が配設されており、基板２０を、絶縁膜２０８側からも加熱可能になっている。
<Drying process ST4>
Next, the process proceeds to the drying step ST4 shown in FIG.
In the drying and firing step ST4, the liquid material M supplied onto the
The drying and firing
上記乾燥焼成装置５００を動作させると、ヒータ５０２、５５３から供給される熱により、コンタクトホール４０内の液体材料Ｍを乾燥および焼成することができる。つまり、加熱により液体材料Ｍ中の溶媒が飛散され、その後焼成されることになる。これにより、固体の第２導電膜３０が絶縁膜２０８上、及びコンタクトホール４０内に形成される。第２導電膜３０は、コンタクトホール４０内部において、コンタクトホール底面部に露出された第１導電膜２１と当接する底壁部３０Ａと、コンタクトホール４０の側壁面と当接する側壁部３０Ｂとを有しており、この側壁部３０Ｂに連続して前記未形成部分２０Ｄ上に形成された導電膜部３０Ｃとを有している。
When the drying and firing
なお、上記乾燥焼成装置５００における乾燥処理時の加熱温度としては、例えば１００℃〜１５０℃であり、処理時間は５分間程度である。また焼成温度としてはたとえば３００℃〜４００℃であり、処理時間は１０分間程度である。
In addition, as heating temperature at the time of the drying process in the said drying
＜撥液膜除去工程ＳＴ５＞
次に、図２（Ｅ）に示す撥液膜５１の除去工程ＳＴ５について説明する。この撥液膜除去工程ＳＴ５は、絶縁膜２０８表面の撥液膜５１を分解除去する工程であり、同工程には、例えば図１０に示す撥液膜除去装置６００が好適に用いられる。
<Liquid repellent film removal step ST5>
Next, the removal process ST5 of the
図１０に示す撥液膜除去装置６００は、チャンバ６０１を有しており、チャンバ６０１の中にはテーブル６０４と光照射部６６０とが配設されている。光照射部６６０は、たとえば紫外線（ＵＶ）光Ｌを、テーブル６０４上に載置した基板２０に対して照射する。この光照射部６６０としては、図６に示した光照射部３０３と同様なものを用いることができる。
上記構成のもと、テーブル６０４上に絶縁膜２０８を上側（光照射部側）に向けて載置し、光照射部６６０からＵＶ光Ｌを基板２０に対して照射することにより、絶縁膜２０８の表面２０８Ａに形成されている撥液膜５１は、容易に分解除去され、あるいは絶縁膜表面から脱離される。このように本発明に係る製造方法では、撥液膜５１を除去するために高価な装置を必要とせず、設備コストの点でも有利なものである。
A liquid repellent
Based on the above configuration, the insulating
次に、図１１は、本発明に係る半導体装置の製造方法に好適に用いることができる製造装置の配列例を示す概略構成図である。同図に示す製造装置７００は、図５に示すスピンコータ２００、絶縁膜の乾燥焼成装置２９５とマスク材除去装置２９６、図６に示すＵＶ照射装置２５０、図７に示す液体材料充填装置４００、図９に示す乾燥焼成装置５００、および図１０に示す撥液膜除去装置６００を有している。これらのスピンコータ２００から撥液膜除去装置６００までは、各々搬送装置７１０を介してたとえば直列に接続して配置されている。
Next, FIG. 11 is a schematic configuration diagram showing an example of the arrangement of manufacturing apparatuses that can be suitably used in the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. The
係る構成の製造装置７００において、前段側のスピンコータ２００と、乾燥焼成装置２９５と、マスク材除去装置２９６とは、先の絶縁膜形成工程ＳＴ１で用いる装置である。すなわち、スピンコータ２００によって、マスクピラー２０４が立設された基板２０上に液体絶縁材料を塗布し、乾燥焼成装置２９５により前記液体絶縁材料を乾燥、焼成して絶縁膜２０８を形成し、マスク材除去装置２９６によりマスクピラー２０４を除去して絶縁膜２０８を貫通するコンタクトホール４０を形成するものである。
しかし、これに限らず半導体装置の製造装置７００には他の配列方式を採用することも可能である。
In the
However, the present invention is not limited to this, and the semiconductor
以上説明したように、本発明によれば、第２導電膜を形成するための液体材料Ｍを、貫通接続孔であるコンタクトホール４０とその周囲にある撥液膜の未形成部分２０８Ｄに確実に配置し充填することができる。つまり、絶縁膜２０８の表面２０８Ａには、撥液膜がパターン形成されており、液体材料Ｍはこの撥液膜により撥液される。このため液体材料Ｍは、選択的に必ずコンタクトホール４０内と撥液膜の未形成部分２０８Ｄとに配される。このことから基板の全体にわたって液体材料を塗布するのに比べて、液体材料Ｍの使用効率が飛躍的に向上する。これにより製造時のコストダウンを図ることができる。
As described above, according to the present invention, the liquid material M for forming the second conductive film is surely applied to the
また、本発明では、絶縁膜２０８及び第２導電膜の形成に際して液相プロセスを用いるために、高価な真空装置が不要であり、また液体材料を塗布するときには液体材料の流動性が良好であるために、高アスペクト比のコンタクトホールにも確実に液体材料を充填できるとともに、得られる導電膜の付き回りも良好なものとなるため、膜の付き回りを改善するための高温処理の必要が全くない。このために絶縁膜や第２導電膜の膜の劣化などを防ぐことができ、信頼性に優れた半導体装置を製造することができる。またエッチングなどの作業が不要であるので、複雑な工程の簡略化および削減が可能であり、設備コストの低減にも寄与する。
Further, in the present invention, since a liquid phase process is used in forming the insulating
ところで本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述の実施形態では、本発明の半導体装置の製造方法により製造できる半導体装置の構成例として、図４に示した半導体装置を挙げている。しかしこれに限らず、表示体、たとえば液晶表示装置やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置などの製造にも本発明に係る半導体装置の製造方法を適用することができる。 By the way, the present invention is not limited to the above embodiment. In the above-described embodiment, the semiconductor device shown in FIG. 4 is cited as a configuration example of the semiconductor device that can be manufactured by the method for manufacturing a semiconductor device of the present invention. However, the present invention is not limited to this, and the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention can also be applied to the manufacture of a display body such as a liquid crystal display device or an EL (electroluminescence) display device.
また、図１の絶縁膜２０８の材質としては、感光性有機材料を用いることもできる。感光性有機材料を用いれば、液体材料の塗布により簡便に絶縁膜２０８を形成できるとともに、感光性有機材料を直接露光現像することでコンタクトホール４０の形成を行うことが可能になる。感光性有機材料としては、たとえば感光性Ｌｏｗ−ｋ剤などを採用できる。
In addition, a photosensitive organic material can be used as the material of the insulating
上記のように絶縁膜２０８が有機材料からなるものである場合には、撥液膜５１をたとえば大気圧プラズマ装置を用いたＣＦ４プラズマ処理により形成することができる。すなわち、絶縁膜２０８表面に含フッ素化合物の撥液基を形成することで撥液膜５１とすることができる。
シランカップリング剤等を含む液体材料を塗布して撥液膜５１を形成する場合には、その塗布方法としては、たとえばインクジェット（ＩＪ）方式や、スリットコート方式、あるいは印刷法やスピンコート方式を採用することができる。
When the insulating
In the case of forming the
また、コンタクトホール４０を具備した絶縁膜２０８をパターン形成する方法には、液相プロセスと気相プロセスの２つの方法がある。図１１に示した製造装置７００では、スピンコータ２００、乾燥焼成装置２９５、マスク材除去装置２９６は、液体絶縁材料を用いて絶縁膜２０８を形成する液相プロセス用の装置例であり、この場合には、先に記載のように、マスクピラー２０４をパターン形成した後、マスクピラー２０４に対して重合／熱硬化処理、及び撥液処理を施す工程と、マスクピラー２０４以外の基板２０上の領域に液体絶縁材料を塗布した後、乾燥焼成し、その後マスクピラー２０４を剥離する工程とを経て、コンタクトホール４０を具備した絶縁膜２０８が形成される。
これに対して、液相プロセスでなく気相プロセスの場合には、気相成長法によって絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜上にレジストマスクを形成する工程と、前記レジストマスクを介したドライエッチングまたはウェットエッチングにより絶縁膜を部分的に除去してコンタクトホールを開口する工程と、前記レジストマスクを剥離する工程とを経て、先のコンタクトホールを具備した絶縁膜が形成される。
In addition, there are two methods for patterning the insulating
On the other hand, in the case of a vapor phase process instead of a liquid phase process, a step of forming an insulating film by a vapor phase growth method, a step of forming a resist mask on the insulating film, and the resist mask An insulating film having the previous contact hole is formed through a process of partially removing the insulating film by dry etching or wet etching to open a contact hole and a process of removing the resist mask.
本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。 The present invention is not limited to the above embodiment, and various modifications can be made without departing from the scope of the claims. A part of each configuration of the above embodiment can be omitted, or can be arbitrarily combined so as to be different from the above.
＜電子デバイス及びその製造方法＞
次に、前述したような本発明の半導体装置の製造方法を適用して得られる電子デバイスとしての液晶パネルと、この液晶パネルの製造方法（液晶パネルを構成するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の形成方法）について説明する。
<Electronic device and manufacturing method thereof>
Next, a liquid crystal panel as an electronic device obtained by applying the semiconductor device manufacturing method of the present invention as described above, and a manufacturing method of this liquid crystal panel (a method of forming a TFT (thin film transistor) constituting the liquid crystal panel) explain.
［液晶パネル（電子デバイス）の構成］
図１２は、本発明に係る電子デバイスの一実施形態である液晶パネルの模式的な縦断面図、図１３は、図３に示した液晶パネルの薄膜トランジスタ近傍の拡大断面図である。
図１２に示すように、液晶パネル（ＴＦＴ液晶パネル）１１００は、ＴＦＴ基板（液晶駆動基板）１２０と、これに対向配置された液晶パネル用対向基板１４０とを備えて構成されている。ＴＦＴ基板１２０の一面側に配向膜１２１が形成され、液晶パネル用対向基板１４０の一面側に配向膜１４１が形成されており、前記配向膜１２１と配向膜１４１との間には、これらの基板１２０，１４０間に封入された液晶よりなる液晶層１６０が設けられている。ＴＦＴ基板（液晶駆動基板）１２０の外面側（液晶層１６０と反対面側）に偏光膜１２２が設けられており、液晶パネル用対向基板１４０の外面側（液晶層１６０と反対面側）には偏光膜１４２が設けられている。
[Configuration of LCD panel (electronic device)]
12 is a schematic longitudinal sectional view of a liquid crystal panel which is an embodiment of the electronic device according to the present invention, and FIG. 13 is an enlarged sectional view of the vicinity of the thin film transistor of the liquid crystal panel shown in FIG.
As shown in FIG. 12, a liquid crystal panel (TFT liquid crystal panel) 1100 includes a TFT substrate (liquid crystal driving substrate) 120 and a
液晶層１６０は、主として液晶分子で構成されている。この液晶層１６０を構成する液晶分子としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など配向し得るものであればいかなる液晶分子を用いても構わないが、ＴＮ型液晶パネルの場合、ネマチック液晶を形成させるものが好ましく、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等が挙げられる。さらに、これらネマチック液晶分子にモノフルオロ基、ジフルオロ基、トリフルオロ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基を導入した液晶分子も含まれる。
The
液晶層１６０を挟んで両側に配向膜１２１、１４１が設けられている。これら配向膜１２１、１４１は、液晶層１６０を構成する液晶分子の（電圧無印加時における）配向状態を規制する機能を有している。配向膜１２１、１４１は、通常、主にポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリビニルアルコール、ポリテトラフルオロエチレン等の高分子材料で構成されたものである。前記高分子材料の中でも特に、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂が好ましい。配向膜１２１、１４１が、主にポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂で構成されたものであれば、製造工程において簡便に高分子膜を形成できるとともに、耐熱性、耐薬品性などに優れた特性を有するものとなる。
また、配向膜１２１、１４１としては、通常、前記のような材料で構成された膜に、液晶層１６０を構成する液晶分子の配向を規制する配向機能を付与するための処理が施されたものが用いられる。配向機能を付与するための処理法としては、例えば、ラビング法、光配向法等が挙げられる。
ラビング法は、ローラ等を用いて、膜の表面を一定の方向に擦る（ラビングする）方法である。このような処理を施すことにより、膜はラビングした方向に異方性を有するものとなり、液晶層を構成する液晶分子の配向方向を規制することが可能となる。
光配向法は、直線偏光紫外線等の光を膜の表面付近に照射することにより、膜を構成する高分子のうち、特定方向を向いている分子のみを選択的に反応させる方法である。このような処理を施すことにより、膜は異方性を有するものとなり、液晶層を構成する液晶分子の配向方向を規制することが可能となる。
In addition, as the
The rubbing method is a method of rubbing (rubbing) the surface of the film in a certain direction using a roller or the like. By performing such treatment, the film has anisotropy in the rubbed direction, and the alignment direction of liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer can be regulated.
The photo-alignment method is a method of selectively reacting only molecules in a specific direction among polymers constituting the film by irradiating light such as linearly polarized ultraviolet light near the surface of the film. By performing such treatment, the film has anisotropy, and the alignment direction of the liquid crystal molecules constituting the liquid crystal layer can be regulated.
前記のような配向処理は、通常、基板（マイクロレンズ基板１５０とブラックマトリックス１４３との接合体、ＴＦＴ基板１２０）上に形成された電極（透明導電膜１４４、画素電極１２３）の表面に、前記材料で構成された膜を形成した後、該膜に対して施される。電極上に成膜を行う方法としては、例えばディッピング、ドクターブレード、スピンコート、刷毛塗り、スプレー塗装、静電塗装、電着塗装、ロールコーター等の各種塗布法、溶射法、電解めっき、浸漬めっき、無電解めっき等の湿式めっき法、真空蒸着、スパッタリング、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、レーザーＣＶＤ等の化学蒸着法（ＣＶＤ）、イオンプレーティング等の乾式めっき法等が挙げられるが、中でもスピンコート法が好ましい。スピンコート法を用いることにより、均質で均一な厚さの膜を、容易かつ確実に形成することができる。
The alignment treatment as described above is usually performed on the surface of the electrode (transparent
このような配向膜は、その平均厚さが２０〜１２０ｎｍであるのが好ましく、３０〜８０ｎｍであるのがより好ましい。配向膜の平均厚さが前記下限値未満であると、配向膜に十分な配向機能を付与するのが困難になる可能性がある。一方、配向膜の平均厚さが前記上限値を超えると、駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなる可能性がある。 Such an alignment film preferably has an average thickness of 20 to 120 nm, more preferably 30 to 80 nm. If the average thickness of the alignment film is less than the lower limit, it may be difficult to impart a sufficient alignment function to the alignment film. On the other hand, when the average thickness of the alignment film exceeds the above upper limit value, the driving voltage becomes high and the power consumption may increase.
液晶パネル用対向基板１４０は、マイクロレンズ基板１５０と、このマイクロレンズ基板１５０の表層１５１上に設けられ、開口１５２が形成されたブラックマトリックス１４３と、表層１５１上にブラックマトリックス１４３を覆うように設けられた透明電極（共通電極）１４４とを有している。
マイクロレンズ基板１５０は、凹曲面を有する複数（多数）の凹部（マイクロレンズ用凹部）１５３が設けられたマイクロレンズ用凹部付き基板１５４と、このマイクロレンズ用凹部付き基板１５４の凹部１５３が設けられた面に樹脂層（接着剤層）１５５を介して接合された表層１５１とを有しており、また、樹脂層１５５では、凹部１５３内に充填された樹脂によりマイクロレンズ１５６が形成されている。
The liquid crystal
The microlens substrate 150 includes a
マイクロレンズ用凹部付き基板１５４は、平板状の母材（透明基板）より製造され、その表面には、複数（多数）の凹部１５３が形成されている。凹部１５３は、例えば、マスクを用いた、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等により形成することができる。
このマイクロレンズ用凹部付き基板１５４は、例えば、石英ガラス等のガラスやポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料等で構成されている。
The microlens recessed
The
前記母材の熱膨張係数は、後述するガラス基板１２４の熱膨張係数とほぼ等しいもの（例えば両者の熱膨張係数の比が１／１０〜１０程度）であることが好ましい。これにより、得られる液晶パネルでは、温度が変化したときに二者の熱膨張係数が違うことにより生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。
このような観点からは、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４とガラス基板１２４とは、同種類の材質で構成されているのが好ましい。これにより、温度変化時の熱膨張係数の相違による反り、撓み、剥離等が効果的に防止される。
The thermal expansion coefficient of the base material is preferably substantially the same as the thermal expansion coefficient of the
From such a viewpoint, it is preferable that the
特に、マイクロレンズ基板１５０を高温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル（ＨＴＰＳ）に用いる場合には、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４は、石英ガラスで構成されていることが好ましい。ＴＦＴ液晶パネルは、液晶駆動基板としてＴＦＴ基板を有している。このようなＴＦＴ基板には、製造時の環境により特性が変化しにくい石英ガラスが好適に用いられている。このため、これに対応させて、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４を石英ガラスで形成することにより、反り、撓み等の生じにくい、安定性に優れたＴＦＴ液晶パネルを得ることができる。
In particular, when the microlens substrate 150 is used for a high-temperature polysilicon TFT liquid crystal panel (HTPS), the
マイクロレンズ用凹部付き基板１５４の上面には、凹部５３を覆う樹脂層（接着剤層）１５５が設けられている。凹部１５３内には、樹脂層１５５の形成材料が充填されることにより、マイクロレンズ１５６が形成されている。
樹脂層１５５は、例えば、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４の形成材料の屈折率より高い屈折率の樹脂（接着剤）で形成することができ、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルエポキシ系のような紫外線硬化樹脂等で好適に形成することができる。
A resin layer (adhesive layer) 155 that covers the recess 53 is provided on the upper surface of the
The
樹脂層１５５の上面には、平板状の表層１５１が設けられている。
表層（ガラス層）１５１は、例えばガラスで構成することができる。この場合、表層１５１の熱膨張係数は、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４の熱膨張係数とほぼ等しいもの（例えば両者の熱膨張係数の比が１／１０〜１０程度）とすることが好ましい。これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４と表層１５１との熱膨張係数の差により生じる反り、撓み、剥離等が防止される。このような効果は、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４と表層１５１とを同種類の材料で構成すると、より効果的に得られる。
A
The surface layer (glass layer) 151 can be made of glass, for example. In this case, it is preferable that the thermal expansion coefficient of the
表層１５１の厚さは、マイクロレンズ基板１５０が液晶パネルに用いられる場合、必要な光学特性を得る観点からは、通常、５〜１０００μｍ程度とされ、より好ましくは１０〜１５０μｍ程度とされる。なお、この表層１５１は、例えばセラミックスで形成することもできる。セラミックスとしては、例えば、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＴｉＮ、ＢＮ等の窒化物系セラミックス、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の酸化物系セラミックス、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＴａＣ等の炭化物系セラミックスなどが挙げられる。表層１５１をセラミックスで構成する場合、表層１５１の厚さは、特に限定されないが、２０ｎｍ〜２０μｍ程度とすることが好ましく、４０ｎｍ〜１μｍ程度とすることがより好ましい。なお、このような表層１５１は、必要に応じて省略することができる。
When the microlens substrate 150 is used in a liquid crystal panel, the thickness of the
ブラックマトリックス１４３は、遮光機能を有し、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｔｉ等の金属、カーボンやチタン等を分散した樹脂等で構成されている。
透明電極１４４は、導電性を有し、ＩＴＯ、ＩＯ、ＳｎＯ２、ＡＴＯ、ＩＺＯ等で構成されている。
The
The
ＴＦＴ基板１２０は、液晶層１６０の液晶を駆動する基板であり、ガラス基板１２４と、ガラス基板１２４上に設けられた下地絶縁膜１２５と、かかる下地絶縁膜１２５上に設けられ、マトリックス状（行列状）に配設された複数（多数）の画素電極１２３と、各画素電極１２３に対応する複数（多数）の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１３０とを有している。なお、図１２では、シール材、配線等の記載は省略している。ガラス基板１２４は、前述したような理由から、石英ガラスで構成されていることが好ましい。
The
下地絶縁膜１２５の形成材料は、特に限定されないものの、例えばＳｉＯ２、ＴＥＯＳ（ケイ酸エチル）、ポリシラザン、ポリイミド、Ｌｏｗ−Ｋ材等を用いることができる。この下地絶縁膜１２５は、シロキサン結合を有するＳＯＧ（Spin On Glass）などの液体絶縁材料をガラス基板１２４に塗布し、これを焼成して加熱分解させて形成することができる。これにより、高価な真空装置などを使用する必要がなく、成膜に必要な投入エネルギーや時間などを節減することができる。液体絶縁材料の塗布は、例えば、スピンコート、ディップコート、液体ミスト化学堆積法（Liquid Source Misted Chemical Deposition：ＬＳＭＣＤ）、スリットコートなどにより行うことができる。また、液体絶縁材料の塗布は、いわゆるインクジェットプリンタのプリンタヘッドのような定量吐出装置によって行うこともできる。この定量吐出装置を用いれば、所望の部分にだけ塗布することが可能であるので、材料を節減することができる。
A material for forming the
画素電極１２３は、透明電極（共通電極）１４４との間で充放電を行うことにより、液晶層１６０の液晶分子を駆動する（液晶の配向を変化させる）。この画素電極１２３は、例えば前述した透明電極１４４と同様の材料で構成されている。
薄膜トランジスタ１３０は、近傍の対応する画素電極１２３に接続されている。また、薄膜トランジスタ１３０は、図示しない制御回路に接続され、画素電極１２３へ供給する電流を制御する。これにより、画素電極１２３の充放電が制御される。
The
The
この薄膜トランジスタ１３０は、図１３に示すように、下地絶縁膜１２５上に設けられ、チャネル領域１３１ａとソース領域１３１ｂとドレイン領域１３１ｃとを備える半導体層１３１と、半導体層１３１を覆うように設けられたゲート絶縁膜１３２、絶縁層１３３と、ゲート絶縁膜１３２を介してチャネル領域１３１ａと対向するように設けられたゲート電極１３４と、ゲート電極１３４上方の絶縁層１３３上に設けられた導電膜１３８ａ〜１３８ｃとを有している。
As shown in FIG. 13, the
導電膜１３８ｂはソース領域１３１ｂ上方の絶縁層１３３上に設けられ、コンタクトホール１３９ｂを介してソース領域１３１ｂと接続されてソース電極として機能する。導電膜１３８ｃはドレイン領域１３１ｃ上方の絶縁層１３３上に設けられ、コンタクトホール１３９ｃを介してドレイン領域１３１ｃと接続されてドレイン電極として機能する。導電膜１３８ａはコンタクトホール１３９ａを介してゲート電極１３４に接続されている。したがってゲート電極１３４とソース領域１３１ｂ及びドレイン領域１３１ｃとが本発明に係る第１導電膜に相当するものであり、これらに対しコンタクトホール１３９ａ〜１３９ｃを介して導電接続された導電膜１３８ａ〜１３８ｃが本発明に係る第２導電膜に相当するものである。
The
本実施形態では、下地絶縁膜１２５上に、半導体層１３１が設けられている。この半導体層１３１は、例えば多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン、ゲルマニウム、ヒ素化ガリウム等の半導体材料で構成されている。この半導体層１３１には、チャネル領域３１ａとソース領域３１ｂとドレイン領域３１ｃとが形成されている。図１３に示すように、半導体層１３１は、チャネル領域１３１ａの一方の側にソース領域１３１ａが形成され、チャネル領域１３１ａの他方の側にドレイン領域１３１ｃが形成されている。
In this embodiment, the
チャネル領域１３１ａは、例えば真性半導体材料で構成されている。ソース領域１３１ｂおよびドレイン領域１３１ｃは、例えばリン等のｎ型不純物が導入（ドープ）された半導体材料で形成される。なお、半導体層１３１はこのような構成に限定されることなく、例えばソース領域１３１ｂおよびドレイン領域１３１ｃは、ｐ型不純物が導入された半導体材料で形成されていてもよい。また、チャネル領域１３１ａは、例えばｐ型またはｎ型不純物が導入された半導体材料で形成されていてもよい。
The
このような半導体層１３１は、絶縁膜（ゲート絶縁膜１３２、絶縁層１３３）で覆われている。このような絶縁膜のうち、層厚方向において、チャネル領域１３１ａと導電膜１３８ａとの間に介在している部分は、チャネル領域１３１ａと導電膜１３８ａとの間に生じる電界の経路となるゲート絶縁層として機能する。
ゲート絶縁膜１３２、絶縁層１３３の形成材料としては、特に限定されず、例えばＳｉＯ２、ＴＥＯＳ（ケイ酸エチル）、ポリシラザン等のシリコン化合物が用いられるが、これら以外にも、例えば樹脂やセラミックス等を用いることもできる。
絶縁層１３３上には、導電膜１３８ａ、導電膜１３８ｂ、および導電膜１３８ｃが部分的に設けられている。
Such a
The formation material of the
A
絶縁層１３３のゲート電極１３４が形成された領域内には、ゲート電極１３４に連通するコンタクトホール１３９ａが形成されており、導電膜１３８ａは、このコンタクトホール１３９ａ内に部分的に埋設されてゲート電極１３４に電気的に接続されている。
また、ゲート絶縁膜１３２および絶縁層１３３のソース領域１３１ｂが形成された領域内には、ソース領域１３１ｂに連通するコンタクトホール１３９ｂが形成されており、導電膜１３８ｂは、このコンタクトホール１３９ｂ内に部分的に埋設されてソース領域１３１ｂに電気的に接続されている。同様に、ゲート絶縁膜１３２および絶縁層１３３のドレイン領域１３１ｃが形成された領域内には、ドレイン領域１３１ｃに連通するコンタクトホール１３９ｃが形成されており、導電膜１３８ｃは、このコンタクトホール１３９ｃ内に部分的に埋設されてドレイン領域１３１ｃに電気的に接続されている。
なお、前記のコンタクトホール１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃに一部が埋設された導電膜１３８ａ〜１３８ｃは、後述するように、本発明に係る半導体装置の製造方法を適用して形成されたものである。
A
Further, a
The
本実施形態の液晶パネル１１００では、導電膜１３８ｃは画素電極１２３に電気的に接続されている。また、導電膜１３８ｂは、図示しない部分において互いに電気的に接続されている。さらに、導電膜１３８ａは、他の回路に並列に接続可能となっている。
これら導電膜１３８ｂ、導電膜１３８ｃ、および導電膜１３８ａは、例えば、ＩＴＯ、ＩＯ、ＳｎＯ２、ＡＴＯ、ＩＺＯ、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ等の導電性材料で構成されている。なお、これらの導電膜上には、例えばＳｉＯ２、ＳｉＮ等の材料で形成されたパッシベーション膜（図示せず）が必要に応じて形成される。
In the
The
図１２に示したように、ＴＦＴ基板（液晶駆動基板）１２０の外表面側（配向膜１２１と対向する面とは反対の面側）には、偏光膜（偏光板、偏光フィルム）１２２が配置されている。同様に、液晶パネル用対向基板１４０の外表面側（配向膜１４１と対向する面とは反対の面側）には、偏光膜（偏光板、偏光フィルム）１４２が配置されている。
偏光膜１２２、１４２の形成材料としては、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）や、これにヨウ素をドープしたものなどが用いられる。
As shown in FIG. 12, a polarizing film (polarizing plate, polarizing film) 122 is arranged on the outer surface side of the TFT substrate (liquid crystal driving substrate) 120 (the surface opposite to the surface facing the alignment film 121). Has been. Similarly, a polarizing film (polarizing plate, polarizing film) 142 is disposed on the outer surface side of the counter substrate for liquid crystal panel 140 (the surface opposite to the surface facing the alignment film 141).
As a material for forming the
偏光膜としては、例えば、前記材料で構成された膜を一軸方向に延伸したものを用いることができる。このような偏光膜１２２、１４２を配置することにより、通電量の調節による光の透過率の制御をより確実に行うことができる。偏光膜１２２、１４２の偏光軸の方向は、通常、配向膜１２１、１４１の配向方向に応じて決定される。
このような液晶パネル１１００では、通常、１個のマイクロレンズ１５６と、このマイクロレンズ１５６の光軸Ｑに対応したブラックマトリックス１４３の１個の開口１５２と、１個の画素電極１２３と、この画素電極１２３に接続された１個の薄膜トランジスタ１３０とが、１画素に対応している。
As a polarizing film, what extended | stretched the film comprised with the said material to the uniaxial direction can be used, for example. By arranging such
In such a
液晶パネル用対向基板１４０側から入射した入射光は、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４を通り、マイクロレンズ１５６を通過する際に集光されつつ、樹脂層１５５、表層１５１、ブラックマトリックス１４３の開口１５２、透明電極１４４、液晶層１６０、画素電極１２３、ガラス基板１２４を透過する。このとき、マイクロレンズ基板１５０の入射側に偏光膜１４２が設けられているため、入射光が液晶層１６０を透過する際に、入射光は直線偏光となっている。その際、この入射光の偏光方向は、液晶層１６０の液晶分子の配向状態に対応して制御される。したがって、液晶パネル１１００を透過した入射光を偏光膜１２２に透過させることにより、出射光の輝度を制御することができる。
Incident light incident from the
このように、液晶パネル１１００は、マイクロレンズ１５６を有しており、しかもマイクロレンズ１５６を通過した入射光は、集光されてブラックマトリックス１４３の開口１５２を通過する。一方、ブラックマトリックス１４３の開口１５２が形成されていない部分では、入射光は遮光される。したがって、液晶パネル１１００では、画素以外の部分から不要光が漏洩することが防止され、かつ、画素部分での入射光の減衰も抑制される。このため、液晶パネル１１００は、画素部で高い光の透過率を有する。
Thus, the
この液晶パネル１１００は、後述するような方法によって製造されたＴＦＴ基板１２０と、液晶パネル用対向基板１４０とにそれぞれ配向膜１２１、１４１を接合し、続いてシール材（図示せず）を介して両者を接合し、次いで、これにより形成された空隙部の封入孔（図示せず）から液晶を空隙部内に注入し、その後、前記封入孔を塞ぐことによって製造することができる。
In this
［液晶パネル（電子デバイス）の製造方法］
次に、本発明に係る半導体装置の製造方法を適用した前記薄膜トランジスタ１３０の製造方法の一例について、図１４〜図１７を参照して説明する。なお、以下の説明では、図１４〜図１７の図示上側を「上」、図１４〜図１７の図示下側を「下」として説明する。
まず、下地絶縁膜１２５の上に半導体層（多結晶シリコン膜）１３１を次のようにして形成する。下地絶縁膜１２５の上に例えばフッ素樹脂膜などの撥液性の膜を形成する。そして、この撥液膜の素子形成領域に紫外線などを照射し、素子形成領域の撥液膜を分解除去してパターニングし、図１４（ａ）に示すようにマスク（パターン形状制御マスク）１７０を形成する。
[Method of manufacturing liquid crystal panel (electronic device)]
Next, an example of a method for manufacturing the
First, a semiconductor layer (polycrystalline silicon film) 131 is formed on the
次に、素子形成領域に液体水素化シリコン（膜形成用の液体材料）を塗布して乾燥させ、さらに乾燥させた水素化シリコンの膜を焼成して熱分解し、図１４（ｂ）に示すようにマスク１７０、１７０間にアモルファスシリコン膜１３１ｄを形成する。次いで、ガラス基板１２４の全体に紫外線を照射する等してマスク（撥液バンク）１７０を分解し、図１４（ｃ）に示すようにこれを除去した後、アモルファスシリコン膜１３１ｄにＸｅＣｌなどのエキシマレーザーを照射してアニールすることでアモルファスシリコン膜１３１ｄを多結晶化し、半導体層（多結晶シリコン膜）１３１とする。
Next, liquid silicon hydride (liquid material for film formation) is applied to the element formation region and dried, and the dried silicon hydride film is baked and pyrolyzed, as shown in FIG. Thus, an
その後、半導体層（多結晶シリコン膜）１３１のチャネルドープを行う。すなわち、全面に適宜の不純物（例えば、ｎ型導電層を形成する場合はＰＨ３イオン）を打ち込んで拡散させる。この半導体層（多結晶シリコン膜）１３１は、本実施形態における第１導電膜となる。次に、半導体層（多結晶シリコン膜）１３１を覆うようにして、液体有機材料たるフォトレジストを塗布する。そして、塗布したフォトレジストを７０〜９０℃の温度で乾燥（プレベーク）し、図１４（ｄ）中２点鎖線に示すようにレジスト膜（マスク材膜）１７１を形成する。なお、液体有機材料は、感光性の樹脂（例えば、ポリイミド）であってもよい。また、液体有機材料の塗布法としては、前記の液体絶縁材料の塗布法と同様に、スピンコート、ディップコート、ＬＳＭＣＤ、スリットコート、定量吐出装置による塗布法などを用いることができる。 Thereafter, channel doping of the semiconductor layer (polycrystalline silicon film) 131 is performed. That is, appropriate impurities (for example, PH 3 ions when forming an n-type conductive layer) are implanted and diffused over the entire surface. This semiconductor layer (polycrystalline silicon film) 131 becomes the first conductive film in the present embodiment. Next, a photoresist which is a liquid organic material is applied so as to cover the semiconductor layer (polycrystalline silicon film) 131. Then, the applied photoresist is dried (prebaked) at a temperature of 70 to 90 ° C., and a resist film (mask material film) 171 is formed as shown by a two-dot chain line in FIG. The liquid organic material may be a photosensitive resin (for example, polyimide). As the liquid organic material coating method, spin coating, dip coating, LSMCD, slit coating, a coating method using a quantitative discharge device, and the like can be used as in the liquid insulating material coating method.
次に、フォトリソグラフィー法によりレジスト膜１７１を露光、現像し、第１導電膜となる半導体層（多結晶シリコン膜）１３１のソース領域１３１ｂ、ドレイン領域１３１ｃとなるべき領域上の、コンタクトホールの形成領域にのみレジストパターンを残す。そして、このレジストパターンに撥液処理を施し、図１４（ｄ）中実線で示すようにコンタクトホール形成用のマスクピラー１７１ａを形成する。
撥液処理としては、例えばＣＦ４などのフッ素原子を含むガスを大気圧プラズマによって分解して活性なフッ素単原子やイオンを生成し、この活性なフッ素に前記レジストパターンを晒すことによって行うことができる。なお、レジストパターンを、フッ素原子を含む撥液性のフォトレジストによって形成した場合には、その撥液処理は不要である。このようにして得られるマスクピラー１７１ａとしては、図１４（ｅ）に示すゲート絶縁膜１３２を形成するための液体、すなわちゲート絶縁膜１３２の形成材料を含有する溶液または分散液の塗布厚と同等もしくは高く形成しておく。
Next, the resist
As the liquid repellent treatment, for example, a gas containing fluorine atoms such as CF 4 is decomposed by atmospheric pressure plasma to generate active fluorine single atoms or ions, and the resist pattern is exposed to the active fluorine. it can. Note that when the resist pattern is formed of a liquid repellent photoresist containing fluorine atoms, the liquid repellent treatment is unnecessary. The
また、これらマスクピラー１７１ａについては、必要に応じて先に記載したような硬化処理を行ってもよい。例えば本例では、マスクピラー１７１ａを形成したガラス基板１２４を図示しない真空チャンバに搬入し、真空チャンバ内を例えば１３３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）以下に減圧する。そして、マスクピラー１７１ａを所定の温度、例えば１００〜１３０℃程度の、通常のフォトレジストのポストベーク温度に加熱するとともに、マスクピラー１７１ａに紫外線を照射する。これにより、マスクピラー１７１ａは、溶存している水分が脱水されるとともに、紫外線により架橋反応が促進される。しかも、マスクピラー１７１ａは、脱水されて水分の影響を受けないため、架橋反応が進んで緻密となり、耐熱性、耐薬品性が向上する。さらに、マスクピラー１７１ａの硬化処理は、必要に応じてマスクピラー１７１ａをポストベーク温度以上に加熱する熱処理を行う。この熱処理は、例えば３００℃〜４５０℃の温度で１０分間程度行う。これにより、非常に耐熱性、耐薬品性に優れたマスクとすることができ、各種の液体成膜材料（膜形成用の液体）の使用が可能となる。
Further, these
その後、図１４（ｅ）に示すように、マスクピラー１７１ａが被覆された領域を除く半導体層１３１上、および下地絶縁層１２５上に、ゲート絶縁膜１３２を形成する。このゲート絶縁膜１３２の形成については、前述した液体絶縁材料による下地絶縁膜１２５形成と同様にして行うことができる。ゲート絶縁膜１３２の形成材料を含有する液体（溶液あるいは分散液）については、マスクピラー１７１ａに対してその接触角が９０°以上となるようなものを選択し用いることが好ましい。このような液体を用いることによりマスクピラー１７１ａに接する部分の液体の液面形状が適切なものとなり、これによって、形成されるゲート絶縁膜１３２のうち、マスクピラー１７１ａと接する部分に尖鋭な（鋭角の）縁部が形成されないようにすることができ、ゲート絶縁膜１３２の信頼性を向上させることができる。
次いで、マスクピラー１７１ａをアッシングして除去し、図１５（ａ）に示すようにゲート絶縁膜１３２を貫通してなる下部コンタクトホール１３９ｄ、１３９ｅを形成する。マスクピラー１７１ａのアッシングについては、先に記載のように、大気圧下または減圧下における酸素プラズマやオゾン蒸気によって行うことができる。
After that, as shown in FIG. 14E, a
Next, the
次に、ゲート絶縁膜１３２を覆って撥液膜（図示せず）を形成する。さらに、該撥液膜にマスクを介して紫外線を照射し、チャネル領域１３１ａと対応した位置にゲート電極用トレンチ１３９ｆを形成し、開口部を有するマスク（パターン形状制御マスク）１７２とする（図１５（ｂ）参照）。そして、有機金属化合物を主成分とする液体パターン材料（膜形成用の液体）をゲート電極用トレンチ１３９ｆに配し、これを熱処理して図１５（ｃ）に示すようにゲート電極１３４を形成する。その後、マスク１７２に紫外線を照射し、これを分解して図１５（ｄ）に示すように除去する。
Next, a liquid repellent film (not shown) is formed so as to cover the
なお、液体パターン材料については、ＬＳＭＣＤやスピンコート、スリットコートなどによってゲート電極用トレンチ１３９ｆに配してもよいが、例えばインクジェットプリンタにおけるプリンタヘッドのような定量吐出装置により、ゲート電極用トレンチ１３９ｆに選択的に配してもよい。これにより、液体パターン材料の節約が図れるとともに、トレンチ周辺への液体パターン材料の付着を防止することができ、また所望の厚さのゲート電極１３４を容易に形成することができる。このゲート電極１３４は、半導体層１３１（ソース領域１３１ｂ、ドレイン領域１３１ｃ）とともに第１導電膜を構成する。
The liquid pattern material may be disposed in the gate electrode trench 139f by LSMCD, spin coating, slit coating, or the like. For example, the liquid pattern material may be disposed in the gate electrode trench 139f by a quantitative discharge device such as a printer head in an inkjet printer. It may be arranged selectively. Thereby, the liquid pattern material can be saved, the liquid pattern material can be prevented from adhering to the periphery of the trench, and the
次に、ゲート電極１３４をマスクとして、ソース領域１３１ｂとドレイン領域１３１ｃとに不純物（例えば、ｐ型導電層を形成する場合にはＢ２Ｈ６イオン）の打ち込みを行う。これにより、図１５（ｅ）に示すようにゲート電極１３４の下部をチャネル領域１３１ａとするＴＦＴ素子が得られる。その後、図１６（ａ）に示すようにゲート絶縁膜１３２上にマスク材であるレジスト膜１７３を形成する。
さらに、フォトリソグラフィー法を用いてレジスト膜１７３を露光、現像し、図１６（ｂ）に示すようにコンタクトホール形成領域となる下部コンタクトホール１３９ｄ、１３９ｅと対応した位置、およびゲート電極１３４上の所定位置に、レジスト膜１７３からなるコンタクトホール形成用のマスクピラー１７３ａを形成する。これらのマスクピラー１７３ａのうち、半導体層（多結晶シリコン膜）１３１のソース領域１３１ｂに対応した位置のものは、下端部が下部コンタクトホール１３９ｄを通ってソース領域１３１ｂの上面に接している。同様に、マスクピラー７３ａのうち、半導体層（多結晶シリコン膜）１３１のドレイン領域１３１ｃに対応した位置のものは、下端部が下部コンタクトホール１３９ｅを通ってドレイン領域１３１ｃの上面に接している。マスクピラー１７３ａには、必要に応じて前記マスクピラー１７１ａと同様に、撥液処理や硬化処理を行う。
Next, using the
Further, the resist
さらに、マスクピラー１７３ａは、図１６（ｂ）の右側に示してあるように、ゲート絶縁膜１３２の上の部分が下部コンタクトホール１３９ｅより大きくなるように形成してもよい。これにより、後述するように１７３ａを除去して形成したコンタクトホールに段差が形成され（図１６（ｄ）参照）、コンタクトホールのステップカバレッジが向上してコンタクトホール内での断線が防止されるからである。
Further, as shown on the right side of FIG. 16B, the
次に、マスクピラー１７３ａが被覆された領域を除く、ゲート絶縁膜１３２上およびゲート電極１３２上に、図１６（ｃ）に示すように酸化シリコンなどからなる絶縁層１３３を形成する。この絶縁層１３３は、下地絶縁膜１２５などと同様に、液体絶縁材料（膜形成用の液体材料）をＬＳＭＣＤやスピンコート、スリットコートなどによって塗布し、それを熱処理して形成することができる。これにより、形成される絶縁層１３３の表面をより平坦なものとすることができる。なお、この液体絶縁材料については、前述したゲート絶縁膜１３２の形成材料を含有する液体の場合と同様に、マスクピラー１７３ａに対してその接触角が９０°以上となるようなものを選択し用いることが好ましい。このような液体材料を用いることで、絶縁層１３３についても先のゲート絶縁膜１３２と同様の効果が得られる。
Next, an insulating
その後、マスクピラー１７３ａをアッシングして除去し、図１６（ｄ）に示すように絶縁層１３３に上部コンタクトホール（図示せず）を形成する。これにより、前記下部コンタクトホール１３９ｄに上部コンタクトホールが連通してコンタクトホール１３９ｂとなり、前記下部コンタクトホール１３９ｅに上部コンタクトホールが連通してコンタクトホール１３９ｃとなる。また、ゲート電極１３４に通じる上部コンタクトホールが、コンタクトホール１３９ａとなる。
Thereafter, the
次に、図１７（ａ）に示すように、絶縁層１３３の表面に撥液膜１７８を形成する。撥液膜１７８は、シランカップリング剤等の含フッ素化合物により形成することができ、スピンコート法等により塗布した後溶剤を除去することで形成する。
次いで、図１７（ｂ）に示すように、絶縁層１３３の上方に開口部１９０ａ〜１９０ｃを具備したマスク１９０を配し、係るマスク１９０を介して紫外線（ＵＶ光）を照射する。マスク１９０の開口部１９０ａ〜１９０ｃは、それぞれ導電膜１３８ａ〜１３８ｃの平面領域と略同一の平面形状を具備しており、コンタクトホール１３９ａ〜１３９ｃを含む位置に配される。したがって、マスク１９０を介して照射されたＵＶ光により、コンタクトホール１３９ａ〜１３９ｃを含む絶縁層１３３上の領域で撥液膜１７８が選択的に除去される。これにより、コンタクトホール１３９ａ〜１３９ｃを含む絶縁層１３３の表面領域に部分的に親液領域が形成され、撥液膜１７８が残された絶縁層１３３の表面領域が撥液領域となる。
Next, as illustrated in FIG. 17A, a
Next, as illustrated in FIG. 17B, a
次に、図示しない定量吐出装置を用いてコンタクトホール１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃを含む親液領域に有機金属化合物を主成分とした導電性液体材料を供給する。その後、基板上に配された導電性液体材料を焼成して固化する。これにより、図１７（ｃ）に示すように、コンタクトホール１３９ｂに埋設された部位を介してソース領域１３１ｂに導電接続する導電膜１３８ｂと、コンタクトホール１３９ｃに埋設された部位を介してドレイン領域１３１ｃに導電接続する導電膜１３８ｃと、コンタクトホール１３９ａに埋設された部位を介してチャネル領域１３１ａに導電接続する導電膜１３８ａとがそれぞれ形成される。なお、導電膜１３８ｃは図示範囲の外側で画素電極１２３に接続される。
その後、導電膜１３８ａ〜１３８ｃを覆って酸化シリコン、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなるパッシベーション膜（図示せず）を形成する。
Next, a conductive liquid material containing an organometallic compound as a main component is supplied to a lyophilic region including the
Thereafter, a passivation film (not shown) made of silicon oxide, silicon nitride (SiN), or the like is formed so as to cover the
その後、図１７（ｄ）に示すように、絶縁層１３３表面に紫外線を照射して撥液膜１７８を除去する。本例においては、撥液膜１７８により取り囲まれる親液領域に対して液体材料の供給を行うので、コンタクトホール１３９ａ〜１３９ｃ内、及び絶縁層１３３上の親液領域には適量の液体材料が正確に配置されるとととなり、したがって得られる導電膜１３８ａ〜１３８ｃは、図１７（ｄ）に示すように、コンタクトホール１３９ａ〜１３９ｃを埋め、確実に半導体層１３１及びゲート電極１３４に当接するものとなる。したがって本製造方法によれば、高信頼性の電子デバイスを得ることができる。
Thereafter, as shown in FIG. 17D, the surface of the insulating
このように本実施形態では、前述した本発明に係る半導体装置の製造方法を適用して、薄膜トランジスタ（半導体装置）１３０を形成している。したがって、得られた薄膜トランジスタ１３０は、特にコンタクトホール１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃ内へ部分的に埋設されて下層の導電膜と電気的に接続される導電膜１３８ａ〜１３８ｃの形成が安価でかつ迅速になされ、しかもその導電接続構造における信頼性の高いものとなっているので、この薄膜トランジスタ１３０自体が安価でしかも特性についての信頼性が高いものとなる。
なお、マスクピラー１７１ａ、１７３ａについては、図１に示した実施形態におけるマスクピラー２０４と同様のものを用いることができる。
As described above, in this embodiment, the thin film transistor (semiconductor device) 130 is formed by applying the above-described method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention. Accordingly, in the
The
＜電子機器＞
次に、本発明の電子機器の一例として、前記液晶パネル１１００を用いた投射型表示装置（液晶プロジェクタ）について説明する。
図１８は、本発明の電子機器（投射型表示装置）の概略構成図である。
図１８に示すように、投射型表示装置１３００は、光源１３０１と、複数のインテグレータレンズを備えた照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備えた色分離光学系（導光光学系）と、赤色に対応した（赤色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）１８４と、緑色に対応した（緑色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）１８５と、青色に対応した（青色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）１８６と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面１２１１および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面１２１２が形成されたダイクロイックプリズム（色合成光学系）１８１と、投射レンズ（投射光学系）１８２とを有している。
<Electronic equipment>
Next, as an example of the electronic apparatus of the present invention, a projection display device (liquid crystal projector) using the
FIG. 18 is a schematic configuration diagram of an electronic apparatus (projection display device) according to the present invention.
As shown in FIG. 18, the
また、照明光学系は、インテグレータレンズ１３０２および１３０３を有している。色分離光学系は、ミラー１３０４、１３０６、１３０９、青色光および緑色光を反射する（赤色光のみを透過する）ダイクロイックミラー１３０５、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー１３０７、青色光のみを反射するダイクロイックミラー（または青色光を反射するミラー）１３０８、集光レンズ１３１０、１３１１、１３１２、１３１３および１３１４とを有している。
The illumination optical system includes
液晶ライトバルブ１８５は、前述した液晶パネル１１００を備えて構成されている。液晶ライトバルブ１８４および１８６も、液晶ライトバルブ１８５と同様の構成となっている。これら液晶ライトバルブ１８４、１８５および１８６に備えられている液晶パネル１１００は、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
なお、投射型表示装置１３００では、ダイクロイックプリズム１８１と投射レンズ１８２とにより光学ブロック１２０が構成されている。また、この光学ブロック１８０と、ダイクロイックプリズム１８１に対して固定的に設置された液晶ライトバルブ１８４、１８５および１８６とで、表示ユニット１８３が構成されている。
The liquid crystal
In the
以下、投射型表示装置１３００の動作を説明する。
光源１３０１から出射された白色光（白色光束）は、インテグレータレンズ１３０２および１３０３を透過する。この白色光の光強度（輝度分布）は、インテグレータレンズ１３０２および１３０３により均一化される。光源１３０１から出射される白色光は、その光強度が比較的大きいものであるのが好ましい。これにより、スクリーン１３２０上に形成される画像をより鮮明なものとすることができる。
Hereinafter, the operation of the
White light (white light flux) emitted from the
インテグレータレンズ１３０２および１３０３を透過した白色光は、ミラー１３０４で図１８中左側に反射し、その反射光のうちの青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）は、それぞれダイクロイックミラー１３０５で図１８中下側に反射し、赤色光（Ｒ）は、ダイクロイックミラー１３０５を透過する。
ダイクロイックミラー１３０５を透過した赤色光は、ミラー１３０６で図１８中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ１３１０により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ１８４に入射する。
ダイクロイックミラー１３０５で反射した青色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー１３０７で図１８中左側に反射し、青色光は、ダイクロイックミラー１３０７を透過する。
The white light transmitted through the
The red light transmitted through the
Green light of blue light and green light reflected by the
ダイクロイックミラー１３０７で反射した緑色光は、集光レンズ１３１１により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ１８５に入射する。
また、ダイクロイックミラー１３０７を透過した青色光は、ダイクロイックミラー（またはミラー）１３０８で図１８中左側に反射し、その反射光は、ミラー１３０９で図１８中上側に反射する。前記青色光は、集光レンズ１３１２、１３１３および１３１４により整形され、青色用の液晶ライトバルブ１８６に入射する。
このように、光源１３０１から出射された白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブに導かれ、入射する。
The green light reflected by the
Further, the blue light transmitted through the
As described above, the white light emitted from the
この際、液晶ライトバルブ１８４が有する液晶パネル１１００の各画素（薄膜トランジスタ１３０とこれに接続された画素電極１２３）は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路（駆動手段）により、スイッチング制御（オン／オフ）され、当該動作により液晶ライトバルブ１８４に入射した赤色光が所定の強度（輝度）に変調される。同様に、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ１８５および１８６に入射し、それぞれの液晶パネル１１００で変調され、これにより緑色用の画像および青色用の画像が形成される。この際、液晶ライトバルブ１８５が有する液晶パネル１１００の各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御され、液晶ライトバルブ１８６が有する液晶パネル１１００の各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御される。
これにより赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ１８４、１８５および１８６で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
At this time, each pixel (the
As a result, the red light, the green light, and the blue light are respectively modulated by the liquid crystal
前記液晶ライトバルブ１８４により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ１８４からの赤色光は、面１２１３からダイクロイックプリズム１８１に入射し、ダイクロイックミラー面１２１１で図１８中左側に反射し、ダイクロイックミラー面１２１２を透過して、出射面１２１６から出射される。また、前記液晶ライトバルブ１８５により形成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ１８５からの緑色光は、面１２１４からダイクロイックプリズム１８１に入射し、ダイクロイックミラー面１２１１および１２１２をいずれも透過して、出射面１２１６から出射される。また、前記液晶ライトバルブ１８６により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ１８６からの青色光は、面１２１５からダイクロイックプリズム１８１に入射し、ダイクロイックミラー面１２１２で図１８中左側に反射し、ダイクロイックミラー面１２１１を透過して、出射面１２１６から出射される。
The red image formed by the liquid crystal
このように、前記液晶ライトバルブ１８４、１８５および１８６からの各色の光、すなわち液晶ライトバルブ１８４、１８５および１８６により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム１８１により合成され、これによりカラーの画像が形成される。この画像は、投射レンズ１８２により、所定の位置に設置されているスクリーン１３２０上に投影（拡大投射）される。
As described above, the light of each color from the liquid crystal
上記構成を備えた本発明に係る投射型表示装置は、液晶ライトバルブ１８４〜１８６に、先の実施形態の液晶パネル１１００を備えたものであるので、安価にかつ迅速に製造可能であり、また半導体素子の導電接続構造における信頼性にも優れた投射型表示装置となっている。
The projection display device according to the present invention having the above-described configuration includes the
［有機ＥＬ装置］
次に、本発明に係る半導体装置の製造方法を適用して製造できる表示装置の例として、有機ＥＬ装置を挙げて説明する。
[Organic EL device]
Next, an organic EL device will be described as an example of a display device that can be manufactured by applying the method for manufacturing a semiconductor device according to the present invention.
（有機ＥＬ装置の構成）
図１９は、本実施形態の有機ＥＬ装置の要部断面構成図であり、図２０から図２２は、同、有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面構成図である。
図１９に示す有機ＥＬ装置（表示装置）８００は、基板接合体８０２を主体として構成されており、基板接合体８０２は、配線基板（第１基板）８０３と、有機ＥＬ基板（第２基板）８０４とを、後述の接合部８５０を介して接合した構成となっている。
(Configuration of organic EL device)
FIG. 19 is a cross-sectional configuration diagram of a main part of the organic EL device of the present embodiment, and FIGS. 20 to 22 are cross-sectional configuration diagrams illustrating the manufacturing process of the organic EL device.
An organic EL device (display device) 800 shown in FIG. 19 is mainly composed of a
配線基板８０３は、基板８１０と、基板８１０上に形成された所定形状の配線パターン８１１（第１導電膜）と、配線パターン８１１を覆う層間絶縁膜８１６と、層間絶縁膜８１６上の金属配線８１４上に配設されたＴＦＴ（スイッチング素子）８１３と、層間絶縁膜８１６上に形成された端子部８１５とを備えている。
前記金属配線８１４（第２導電膜）は、層間絶縁膜８１６のコンタクトホールに一部（符号８１４ａを付した部位）を埋設されて配線パターン８１１に導電接続されている。また、金属配線８１４と同様の第２導電膜を成す端子部８１５は、層間絶縁膜８１６のコンタクトホールに一部（符号８１５ａを付した部位）を埋設されて配線パターン８１１に導電接続されている。このような構成のもと、ＴＦＴ８１３と端子部８１３とが電気的に接続されている。
The
The metal wiring 814 (second conductive film) is conductively connected to the
ここで、金属配線８１４とＴＦＴ８１３の端子パターンとは、金属配線８１４を含む層間絶縁膜８１６上の領域に塗布形成された導電性ペースト８１７によって電気的に接続されている。導電性ペースト８１７は、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）を含むものである。
Here, the
有機ＥＬ基板８０４は、透光性の基板８２０上に、有機ＥＬ素子（発光素子）８２１と、有機ＥＬ素子８２１を取り囲む絶縁膜８２２と、有機ＥＬ素子８２１及び絶縁膜８２２上に形成された陰極８２５とを備えて構成されている。有機ＥＬ素子８２１は、基板８２０側からＩＴＯ等の透明金属からなる陽極と、正孔注入／輸送層と、発光層とを積層した構成を有しており、換言すれば、陽極と陰極８２５との間に発光層等の機能層を挟持したものとなっている。そして、陽極から機能層に供給される正孔と、陰極から供給される電子とを前記発光層で再結合させて発光を得るようになっている。なお、このような有機ＥＬ素子の詳細な構造は、公知の技術を採用できる。また、有機ＥＬ素子８２１（発光層）と陰極８２５との間に電子注入／輸送層を形成してもよい。
The
更に、配線基板８０３と有機ＥＬ基板８０４との間には、樹脂コア部８５１と導通材８５２とから構成された接合部８５０が設けられている。接合部８５０は、配線基板８０３の端子部８１５と、有機ＥＬ基板８０４の陰極８２５とに当接する位置に配されて両者を導通接続している。また、接合部８５０を挟持して対向配置された基板８０３，８０４間の空間は、基板８０３，８０４を把持する封止部８３２によって封止されている。封止部８３２と、基板８０３，８０４とに囲まれて密閉された空間には、不活性ガス８３１が充填されている。
Furthermore, a
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、図１９に示した有機ＥＬ装置８００を製造する方法について説明する。
(Method for manufacturing organic EL device)
Next, a method for manufacturing the
｛基礎基板の製造方法｝
まず、図２０（ａ）を示して、ＴＦＴ８１３を配線基板８０３に貼り合わせ及び転写させる前工程として、基礎基板８４０上にＴＦＴを形成する工程について説明する。ＴＦＴ８１３の製造方法は、高温プロセスを含む公知の技術が採用できるので、ＴＦＴの製造方法については説明を省略し、基礎基板８４０と剥離層８４１とを主体に説明する。
{Basic substrate manufacturing method}
First, referring to FIG. 20A, a process of forming a TFT on the
なお、基礎基板８４０は、組立後の有機ＥＬ装置８００には含まれないものであり、ＴＦＴ８１３の製造工程と、貼り合わせ及び転写工程にのみに用いられる部材である。具体的には、１０００℃程度に耐える石英ガラス等の透光性耐熱基板が好ましい。また、石英ガラスの他、ソーダガラス、コーニング７０５９（商品名）、日本電気ガラスＯＡ−２（商品名）等の耐熱性ガラス等が使用可能である。
The
基礎基板８４０は、基本的には任意の厚さのものを用いることができるが、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であることが好ましく、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であることがより好ましい。基礎基板の厚さが薄すぎると強度の低下を招き、逆に厚すぎると、後述のレーザ照射工程において基台の透過率が低い場合に照射光の減衰を招くからである。ただし、基台の照射光の透過率が高い場合には、前記上限値を超えてその厚みを厚くすることができる。
As the
剥離層８４１は、レーザ光等の照射光により当該層内や界面において剥離（「層内剥離」又は「界面剥離」ともいう）を生ずる材料からなる。即ち、一定の強度の光を照射することにより、構成物質を構成する原子又は分子における原子間又は分子間の結合力が消失し又は減少し、アブレーション（ablation）等を生じ、基体からの剥離を起こすものである。また、照射光の照射により、剥離層８４１に含有されていた成分が気体となって放出され分離に至る場合と、剥離層８４１が光を吸収して気体になり、その蒸気が放出されて分離に至る場合とがある。
The
剥離層８４１の材質としては、例えば、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）が採用され、この非晶質シリコン中には水素（Ｈ）が含まれていてもよい。水素が含まれていると、光の照射によって水素が放出されて剥離層８４２に内圧が発生し、これが剥離を促進するので好ましい。この場合の水素含有量は、２ａｔ％程度以上であることが好ましく、２〜２０％ａｔ％であることが更に好ましい。水素の含有量は、成膜条件、例えば、ＣＶＤ法を用いる場合には、そのガス組成、ガス圧力、ガス雰囲気、ガス流量、ガス温度、基板温度、投入するパワー等の条件を適宜設定することによって調整する。この他の剥離層材料としては、酸化シリコンもしくはシリコン化合物、窒化シリコン、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化セラミックス、有機高分子材料（光の照射によりこれらの原子間結合が切断されるもの）、金属、例えば、Ａｌ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、ＧｄもしくはＳｍ、又はこれらのうち少なくとも一種を含む合金が挙げられる。
As a material of the
剥離層８４１の厚さとしては、１ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが好ましく、１０ｎｍ〜２μｍ程度であるのがより好ましく、２０ｎｍ〜１μｍ程度であるのが更に好ましい。剥離層８４１の厚みが薄すぎると、形成された膜厚の均一性が失われて剥離にむらが生じるからであり、剥離層８４１の厚みが厚すぎると、剥離に必要とされる照射光のパワー（光量）を大きくする必要があったり、また、剥離後に残された剥離層８４１の残渣を除去するのに長時間を要する場合がある。
The thickness of the
剥離層８４１の形成方法は、均一な厚みで剥離層８４１を形成可能な方法であればよく、剥離層８４１の組成や厚み等の諸条件に応じて適宜選択することが可能である。例えば、ＣＶＤ（ＭＯＣＣＶＤ、低圧ＣＶＤ、ＥＣＲ−ＣＶＤ含む）法、蒸着、分子線蒸着（ＭＢ）、スパッタリング法、イオンドーピング法、ＰＶＤ法等の各種気相成膜法、電気メッキ、浸漬メッキ（ディッピング）、無電解メッキ法等の各種メッキ法、ラングミュア・プロジェット（ＬＢ）法、スピンコート法、スプレーコート法、ロールコート法等の塗布法、各種印刷法、転写法、インクジェット法、粉末ジェット法等に適用できる。これらのうち２種以上の方法を組み合わせてもよい。
The formation method of the
特に剥離層８４１の組成が非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）の場合には、ＣＶＤ法、特に低圧ＣＶＤやプラズマＣＶＤにより成膜するのが好ましい。また、剥離層８４１をゾル−ゲル法によりセラミックを用いて成膜する場合や有機高分子材料で構成する場合には、塗布法、特にスピンコートにより成膜するのが好ましい。
In particular, when the composition of the
｛配線基板の製造方法｝
図２０（ａ）に示した基礎基板８４０の製造工程と並行して、図２０（ｂ）に示す配線基板８０３の製造工程が行われる。
図２０（ｂ）に示す工程では、基板８１０上に、配線パターン８１１と、それを覆う層間絶縁膜８１６とを形成した後、層間絶縁膜８１６のコンタクトホールに一部が埋設されるように金属配線８１４と、端子部８１５とを層間絶縁膜８１６上に形成することで、配線パターン８１１を介した導電接続構造を得る。
{Manufacturing method of wiring board}
In parallel with the manufacturing process of the
In the step shown in FIG. 20B, after the
本実施形態では、上記金属配線８１４、及び端子部８１５の形成工程に、本発明に係る半導体装置の製造方法が適用される。すなわち、金属配線８１４、及び端子部８１５の形成が安価にかつ迅速に行われるとともに、信頼性に優れた導電接続構造を具備した有機ＥＬ装置が得られるようになっている。
In the present embodiment, the semiconductor device manufacturing method according to the present invention is applied to the formation process of the
具体的には、フォトリソグラフィ法等の形成方法を用いて配線パターン８１１を形成した後、金属プラグが形成される位置にマスクピラーを立設し、その後配線パターン８１１を覆って層間絶縁膜８１６を形成する。層間絶縁膜８１６は、アクリル樹脂やシリコン化合物等の液体絶縁材料をスピンコート法等により塗布する液相法によって得られ、液相法を用いることで高度の平坦性を有するものとなる。その後、前記マスクピラーを除去すれば、配線パターン８１１に達するコンタクトホールを具備した層間絶縁膜８１６が得られる。あるいは、配線パターン８１１を含む基板８１０上に層間絶縁膜８１６を形成した後、フォトリソグラフィ法によりコンタクトホールを形成してもよい。
Specifically, after forming the
配線パターン８１１に達するコンタクトホールを具備した層間絶縁膜８１６を形成したならば、前記層間絶縁膜８１６の表面の所定領域に撥液膜（図示略）を形成する。すなわち、金属配線８１４及び端子部８１５の形成領域（前記コンタクトホールの形成領域を含んでいる）に対応する層間絶縁膜８１６上の領域を取り囲むように絶縁膜表面に撥液膜を選択的に形成する。
次いで、金属微粒子を溶剤に分散させた分散液（液体材料）を、液滴吐出法（インクジェット法）を用いて前記層間絶縁膜８１６上の所定領域（撥液膜の非形成領域）に配することで、コンタクトホール内に一部（８１４ａ、８１５ａ）を埋設された金属配線８１４、及び端子部８１５を形成することができる。これらの金属配線８１４、端子部８１５の形成手順には、先の実施形態で図１及び図２に示した工程が適用される。この場合において、配線パターン８１１が図１に示した第１導電膜２１に相当し、層間絶縁膜８１６が絶縁膜２０８に相当する。そして、金属配線８１４ないし端子部８１５が、図２に示した第２導電膜３０に相当する。
このようにして金属配線８１４、及び端子部８１５を形成したならば、層間絶縁膜８１６上に形成した上記撥液膜を光照射処理等により除去しておく。より詳細には、金属配線８１４及び端子部８１５の形成に際しては、先の液晶パネルの製造方法で図１７に示した導電膜１３８ａ〜１３９ｃの形成方法が適用できる。
When the
Next, a dispersion liquid (liquid material) in which metal fine particles are dispersed in a solvent is disposed in a predetermined region (a region where a liquid repellent film is not formed) on the
When the
なお、基板８１０の表面には、図１に示した実施形態と同様に、下地絶縁膜として酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）等を形成してもよい。また、図２０（ｂ）では、配線パターン８１１が単層構造である場合を説明しているが、２層や３層の積層膜であってもよい。また、配線材料は、ＡｌやＡｌ合金に限定されることなく、Ａｌ等の低抵抗金属を、ＴｉやＴｉ化合物で挟んだサンドイッチ構造でもよい。このようにすれば、Ａｌ配線に対するバリア性や耐ヒロック性を高めることができる。
Note that a silicon oxide film (SiO 2 ) or the like may be formed on the surface of the
また、ＴＦＴ８１３と接続される金属配線８１４上には、ＴＦＴ８１３の端子に対応したバンプを設けることもできる。
金属配線８１４上にバンプを形成するには、まず、メッキ成長させる表面の濡れ性向上、及び残渣を除去することを目的として、フッ酸と硫酸を含有した水溶液中に基板８１０を浸漬する。続いて、水酸化ナトリウムを含むアルカリ性水溶液に加温した中に浸漬し、金属配線８１４表面の酸化膜を除去する。
次に、ＺｎＯを含有したジンケート液中に浸漬してパッド表面をＺｎに置換する。その後、硝酸水溶液に浸漬し、Ｚｎを剥離し、再度ジンケート浴中に浸漬し、緻密なＺｎ粒子をＡｌ表面に析出させる。次いで、基板８１０を無電解Ｎｉメッキ浴に浸漬し、Ｎｉメッキを形成する。メッキ高さは２μｍ〜１０μｍ程度である。このとき、メッキ浴は次亜リン酸を還元剤とした浴であるため、リン（Ｐ）が共析する。最後に置換Ａｕメッキ浴中に基板８１０を浸漬し、Ｎｉ表面にＡｕ膜を形成する。Ａｕ膜は０．０５μｍ〜０．３μｍ程度に形成する。Ａｕ浴はシアンフリータイプを用いるのがよい。
Further, bumps corresponding to the terminals of the
In order to form bumps on the
Next, the pad surface is replaced with Zn by immersing in a zincate containing zincate solution. Thereafter, it is immersed in a nitric acid aqueous solution, the Zn is peeled off, and again immersed in a zincate bath to deposit dense Zn particles on the Al surface. Next, the
以上の工程により金属配線８１４上にＮｉ−Ａｕバンプを形成することができる。また、Ｎｉ−Ａｕメッキバンプ上に、はんだやＰｂフリーはんだを、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系等のはんだをスクリーン印刷やディッピング等で形成してバンプとしてもよい。なお、各化学処理の間には、水洗処理を行う。水洗処理に用いる水洗槽はオーバーフロー構造あるいはＱＤＲ機構を有し、最下面からＮ２バブリングを行うものが好適である。バブリング方法は、４フッ化エチレンのチューブ等に穴を開け、Ｎ２を出す方法や、焼結体等を通じてＮ２を出す。以上の工程により、短時間で十分効果のあるリンスを行うことができる。
Through the above steps, Ni—Au bumps can be formed on the
｛ＴＦＴの転写工程｝
次に、図２０（ｃ）、（ｄ）及び図２１（ａ）を参照して、上記の配線基板８０３と基礎基板８４０とを貼り合わせて、ＴＦＴ８１３を配線基板８０３に転写する方法について説明する。
ここで、転写工程としては公知の技術を採用できるが、本実施形態では特にＳＵＦＴＬＡ（Surface Free Technology by Laser Ablation/Annealing：登録商標）を用いて行われる。
{TFT transfer process}
Next, with reference to FIGS. 20C, 20D, and 21A, a method of transferring the
Here, a known technique can be adopted as the transfer process. In this embodiment, SUFTLA (Surface Free Technology by Laser Ablation / Annealing: registered trademark) is used.
図２０（ｃ）に示すように、基礎基板８４０を反転し、また、ＴＦＴ８１３とＴＦＴ接続部８１４との間に異方性導電粒子（ＡＣＰ）を含有する導電性ペースト８１７を介在させた状態で、基礎基板８４０と配線基板８０３とを貼り合わせる。
As shown in FIG. 20C, the
次に、図２０（ｄ）に示すように、導電性ペースト８１７が塗布された部分のみに局所的に、基礎基板８４０の裏面側（ＴＦＴ非形成面）からレーザ光ＬＡを照射する。すると、剥離層８４１の原子や分子の結合が弱まり、また、剥離層８４１内の水素が分子化し、結晶の結合から分離され、即ち、ＴＦＴ８１３と基礎基板８４０との結合力が完全になくなり、レーザ光ＬＡが照射された部分のＴＦＴを容易に取り外すことが可能となる。
Next, as shown in FIG. 20D, only the portion where the
その後、図２１（ａ）に示すように、基礎基板８４０と配線基板８０３とを引き離せば、基礎基板８４０上からＴＦＴが脱離して配線基板８０３に転写される。これにより、ＴＦＴ８１３の端子は、上記の金属配線８１４（ないしその上に形成されたバンプ）と、導電性ペースト８１７とを介して配線パターン８１１に電気的に接続される。
Thereafter, as shown in FIG. 21A, when the
｛接合部（樹脂コア部、導通材）の形成工程｝
ＴＦＴ８１３の転写が終了したならば、次に、図２１（ｂ）に示すように、配線基板８０３上に接合部８５０を形成する。
接合部８５０を形成するには、まず、その構成要素である樹脂コア部８５１を形成する。樹脂コア部８５１の形成方法としては、例えば液滴吐出法（インクジェット法）を用いる方法が挙げられる。
この液滴吐出法は、所謂インクジェットプリンタでよく知られている印刷技術であり、各種樹脂材料を液状化させた材料インクの液滴を、インクジェットヘッドから基板上に吐出し、定着させるものである。インクジェット法によれば微細な領域に材料インクの液滴を正確に吐出できるので、フォトリソグラフィ技術を行うことなく、所望の吐出位置に直接材料インクを定着させることができる。従って、材料の無駄も発生せず、製造コストの低減も図れ、非常に合理的な方法となる。
このようなインクジェット法を用いて樹脂コア部８５１を配線基板８０３上に形成する場合には、樹脂コア部８５１を形成するための樹脂材料を溶剤等に分散させた分散液を材料インクとして採用される。
{Formation process of joint part (resin core part, conductive material)}
When the transfer of the
In order to form the
This droplet discharge method is a printing technique well known for so-called inkjet printers, and discharges droplets of material inks obtained by liquefying various resin materials from an inkjet head onto a substrate and fixes them. . According to the ink jet method, since the droplets of the material ink can be accurately ejected to a fine region, the material ink can be directly fixed at a desired ejection position without performing a photolithography technique. Accordingly, no material is wasted and the manufacturing cost can be reduced, which is a very rational method.
When the
次に、上記の樹脂コア部形成方法により樹脂コア部８５１を形成した後に導通材８５２を配置する。導通材８５２は樹脂コア部８５１及び端子部８１５上に形成される銀ペーストであり、銀ペーストの形成方法は、印刷法、転写法、液滴吐出法等の方法が用いられる。そして、樹脂コア部８５１及び端子部８１５上における上述した範囲に銀ペーストを配置する。
Next, the
｛配線基板と有機ＥＬ基板の貼り合わせ工程｝
次に、図２２（ａ）、（ｂ）を示して、上述の配線基板８０３と、別途用意した有機ＥＬ基板８０４とを貼り合わせて、有機ＥＬ装置８００を形成する工程について説明する。
図２２（ａ）に示す有機ＥＬ基板８０４は、透明基板８２０上に、有機ＥＬ素子８２１と、絶縁膜８２２と、陰極８２５とを順に形成したものである。
{Bonding process of wiring board and organic EL board}
Next, with reference to FIGS. 22A and 22B, a process of forming the
An
この有機ＥＬ基板８０４を、配線基板８０３との貼り合わせに供するために上下反転して配置する。そして、有機ＥＬ基板８０４に対向する位置に上述の配線基板８０３を配置し、当該両基板８０３，８０４を貼り合わせて押圧する。すると、導通材８５２の上面が陰極８２５と接触し、その後銀ペーストからなる導通材８５２が陰極８２５に押し潰される。このようにして、端子部８１５と陰極８２５とが導通材８５２を介して導通接触される結果、有機ＥＬ素子８２１とＴＦＴ８１３とが電気的に接続される。またこのとき、導通材８５２とともに樹脂コア部８５１も押し潰され、その反力によって陰極８２５を押し付けるので、導通材８５２と陰極８２５との導通接触が確実に得られるようになっている。
The
次に、不活性ガス８３１を配線基板８０３と有機ＥＬ基板８０４との間に封入し、図１９の如く基板８０３，８０４の周囲を封止することで有機ＥＬ装置８００を得ることができる。
なお、不活性ガス８３１の封入方法及び基板の封止方法としては、配線基板８０３と有機ＥＬ基板８０４とを貼り合せた後に不活性ガス８３１を封入して封止する方法と、不活性ガス雰囲気のチャンバ内において配線基板８０３と有機ＥＬ基板８０４とを貼り合せて封止する方法とがある。
Next, an
As a method for enclosing the
上記の製造方法によって製造された図１９に示す有機ＥＬ装置８００は、有機ＥＬ基板８０４における配線基板８０３側から、順に陰極８２５、発光層、正孔注入／輸送層、陽極が配置されており、発光層で生じた光を基板８２０側から取り出すトップエミッション型の有機ＥＬ装置となる。
In the
なお、上記例では、電子素子としてＴＦＴを配線基板に転写する構成としたが、転写可能な電子素子としては、ＴＦＴ素子以外にも、薄膜ダイオード、その他の薄膜半導体デバイス、電極（例：ＩＴＯ，メサ膜のような透明電極）、太陽電池やイメージセンサ等に用いられる光電変換素子、スイッチング素子、メモリー、圧電素子等のアクチュエータ、マイクロミラー（ピエゾ薄膜セラミックス）、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、光記録媒体等の記録媒体、磁気記録薄膜ヘッド、コイル、インダクター、薄膜高透磁材料およびそれらを組み合わせたマイクロ磁気デバイス、フィルター、反射膜、ダイクロイックミラー、偏光素子等の光学薄膜、半導体薄膜、超伝導薄膜（例：ＹＢＣＯ薄膜）、磁性薄膜、金属多層薄膜、金属セラミック多層薄膜、金属半導体多層薄膜、セラミック半導体多層薄膜、有機薄膜と他の物質の多層薄膜等が挙げられる。
このなかでも、特に、薄膜デバイス、マイクロ磁気デバイス、マイクロ三次元構造物の構成、アクチュエータ、マイクロミラー等に適用することの有用性が高い。
In the above example, the TFT is transferred to the wiring substrate as an electronic element. However, as the transferable electronic element, in addition to the TFT element, a thin film diode, other thin film semiconductor devices, electrodes (for example, ITO, Transparent electrodes such as mesa films), photoelectric conversion elements used in solar cells and image sensors, switching elements, memories, actuators such as piezoelectric elements, micromirrors (piezo thin film ceramics), magnetic recording media, magneto-optical recording media, Recording media such as optical recording media, magnetic recording thin film heads, coils, inductors, thin film high magnetic permeability materials, and micro magnetic devices that combine them, filters, reflective films, dichroic mirrors, optical thin films such as polarizing elements, semiconductor thin films, ultra Conductive thin film (eg YBCO thin film), magnetic thin film, metal multilayer thin film, metal ceramic multilayer Film, a metal thin semiconductor multi-layer film, ceramic semiconductor multilayer film, a multilayer thin film of the organic thin film and other materials.
Among these, it is particularly useful to apply to a thin film device, a micro magnetic device, a configuration of a micro three-dimensional structure, an actuator, a micro mirror, and the like.
［電子機器］
上述した有機ＥＬ装置８００ないし液晶パネル１１００は、次に示す電子機器にも適用することができる。図２３（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。１６００は携帯電話本体を示し、１６０１は上記実施形態の有機ＥＬ装置または液晶パネルを備えた表示部を示している。図２３（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図２３（ｂ）において、１７００は情報処理装置、１７０１はキーボードなどの入力部、１７０３は情報処理本体、１７０２は上記実施形態の有機ＥＬ装置または液晶パネルを備えた表示部を示している。図２３（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図２３（ｃ）において、１８００は時計本体を示し、１８０１は上記実施形態の有機ＥＬ装置または液晶パネルを備えた表示部を示している。
図２３に示す各電子機器は、上記実施形態の有機ＥＬ装置または液晶パネルを備えたものであるので、安価にかつ迅速に製造可能であり、また半導体素子の導電接続構造における信頼性にも優れた電子機器となっている。
[Electronics]
The
Since each electronic device shown in FIG. 23 includes the organic EL device or the liquid crystal panel of the above embodiment, it can be manufactured inexpensively and quickly, and has excellent reliability in the conductive connection structure of the semiconductor element. It has become an electronic device.
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。 The preferred embodiments of the present invention have been described above with reference to the accompanying drawings, but it goes without saying that the present invention is not limited to such examples. Various shapes, combinations, and the like of the constituent members shown in the above-described examples are examples, and various modifications can be made based on design requirements and the like without departing from the gist of the present invention.
１０・・・半導体装置の製造方法、２０・・・基板、２１・・・第１導電膜（半導体層）、３０・・・第２導電膜、４０・・・コンタクトホール（貫通接続孔）、５１・・・撥液膜、２０８・・・絶縁膜（層間絶縁膜）、２０８Ｄ・・・撥液膜の未形成部分、Ｍ・・・液体材料、ＳＴ１・・・絶縁膜形成工程、ＳＴ２・・・撥液領域形成工程、ＳＴ３・・・液体材料配置工程、ＳＴ４・・・乾燥工程、ＳＴ５・・・撥液膜除去工程
DESCRIPTION OF
Claims (17)
前記第１導電膜上に前記絶縁膜を形成するとともに、当該絶縁膜を貫通して前記第１導電膜に達するコンタクトホールを形成する絶縁膜形成工程と、
前記コンタクトホールを含む前記絶縁膜上の領域に液体材料を配する液体材料配置工程と、
前記液体材料を乾燥固化することで、一部を前記コンタクトホール内に埋設された前記第２導電膜を形成する乾燥工程と
を含むことを特徴とする半導体装置の製造方法。 A method of manufacturing a semiconductor device having a conductive connection structure formed by electrically connecting a first conductive film and a second conductive film provided via an insulating film,
Forming an insulating film on the first conductive film, and forming a contact hole penetrating the insulating film to reach the first conductive film;
A liquid material disposing step of disposing a liquid material in a region on the insulating film including the contact hole;
A drying step of drying and solidifying the liquid material to form the second conductive film partially embedded in the contact hole.
前記液体材料に対する撥液性を具備した撥液膜を、前記第２導電膜の形成領域以外の前記絶縁膜表面に選択的に形成する撥液領域形成工程を含むことを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。 After the insulating film forming step, prior to the liquid material arranging step,
2. A liquid repellent region forming step of selectively forming a liquid repellent film having liquid repellency with respect to the liquid material on a surface of the insulating film other than a region where the second conductive film is formed. The manufacturing method of the semiconductor device as described in any one of Claims 1-3.
前記コンタクトホールが形成されるべき前記第１導電膜上の領域にマスクピラーを形成する工程と、
前記マスクピラーの形成領域を除く第１導電膜上に絶縁膜を形成する工程と、
前記マスクピラーを除去して前記絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と
を含む工程であることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。 The insulating film forming step includes
Forming a mask pillar in a region on the first conductive film in which the contact hole is to be formed;
Forming an insulating film on the first conductive film excluding the formation region of the mask pillar;
The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 1, further comprising: removing the mask pillar and forming a contact hole in the insulating film.
前記第１導電膜上のコンタクトホール形成領域に、液体有機材料を選択的に供給し、当該液体有機材料を固化させて前記マスクピラーを形成することを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。 In forming the mask pillar,
9. The mask pillar is formed by selectively supplying a liquid organic material to a contact hole forming region on the first conductive film and solidifying the liquid organic material. 2. A method for manufacturing a semiconductor device according to item 1.
前記第１導電膜上に液体有機材料を塗布する工程と、該液体有機材料を固化させて有機膜を形成する固化工程と、前記有機膜をパターニングすることにより前記マスクピラーを形成するパターニング工程とを含むことを特徴とする請求項６から８のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。 In forming the mask pillar,
A step of applying a liquid organic material on the first conductive film, a solidification step of solidifying the liquid organic material to form an organic film, and a patterning step of forming the mask pillar by patterning the organic film; The method for manufacturing a semiconductor device according to claim 6, comprising:
前記第１導電膜上に感光性樹脂材料からなる前記絶縁膜を形成し、該絶縁膜に対して露光、現像処理を施すことにより、当該絶縁膜を貫通する前記コンタクトホールを形成することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。 In the insulating film forming step,
Forming the insulating film made of a photosensitive resin material on the first conductive film, and exposing and developing the insulating film, thereby forming the contact hole penetrating the insulating film. A manufacturing method of a semiconductor device given in any 1 paragraph of Claims 1-5.
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