JP2005068494A - Thin film treatment system, thin film treatment method, thin film transistor, and display device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、例えば銅または銅合金の配線を基板上に選択性良く形成するための薄膜処理装置および薄膜処理方法、並びにこれを用いて製造される薄膜トランジスタおよび表示装置に関する。 The present invention relates to a thin film processing apparatus and thin film processing method for forming, for example, copper or copper alloy wiring on a substrate with good selectivity, and a thin film transistor and a display device manufactured using the thin film processing apparatus.
近時、LSI、ULSIに代表される半導体分野においては、集積度の向上に伴う微細化の進展や動作スピードの向上に伴い、信号遅延等の問題を解決するために、より低抵抗な配線材料が求められている。また、液晶表示装置(LCD)に代表されるフラットパネル表示装置の分野においても、大画面化による配線長の増加や、高精細化による微細化、多機能化による周辺回路、付加機能のモノリシック化等によって、より低抵抗な配線材料が求められてきている。 In recent years, in the semiconductor field represented by LSI and ULSI, with the progress of miniaturization and improvement in operation speed due to the improvement of integration, lower resistance wiring materials are used to solve problems such as signal delay. Is required. Also in the field of flat panel display devices such as liquid crystal display devices (LCDs), the increase in wiring length due to larger screens, miniaturization due to higher definition, peripheral circuits due to multifunctionalization, and monolithic addition of additional functions Thus, a lower resistance wiring material has been demanded.
従来、低抵抗な配線材料としてはアルミニウムまたはアルミニウム系合金が多く用いられている。この理由は、アルミニウムは抵抗率が5μΩcm程度であり、微細加工も容易であるからである。 Conventionally, aluminum or an aluminum-based alloy is often used as a low-resistance wiring material. This is because aluminum has a resistivity of about 5 μΩcm and is easily finely processed.
しかしながら、配線の微細化(線幅の縮小化)に伴い、アルミニウムは高温下でエレクトロマイグレーションによる配線の短絡を生じやすく、高ストレス下でストレスマイグレーションによる配線の断線を生じやすいという問題点がある。また、近年の素子特性、表示性能の向上によって、配線材料の抵抗に起因する信号遅延等の問題は、もはやアルミニウムの持つ抵抗値では解決が困難になってきている。 However, along with the miniaturization of wiring (reduction of line width), aluminum has a problem that wiring is easily short-circuited by electromigration at high temperatures and wiring is easily broken by stress migration under high stress. In addition, due to recent improvements in device characteristics and display performance, problems such as signal delay due to the resistance of the wiring material have become difficult to solve with the resistance value of aluminum.
このため、アルミニウムに代わる低抵抗配線材料として、銅または銅合金が注目されている。銅はその抵抗率が2μΩcm程度とアルミニウムの半分以下であり、同一の膜厚であればアルミニウムより更に低い配線抵抗を実現できるからである。また、銅はアルミニウムに比較して耐マイグレーション性に優れていることから、この点についてもアルミニウムに代わる低抵抗配線材料として注目されている。 For this reason, copper or a copper alloy has attracted attention as a low-resistance wiring material replacing aluminum. This is because copper has a resistivity of about 2 μΩcm, which is less than half that of aluminum, and a wiring resistance lower than that of aluminum can be realized with the same film thickness. Moreover, since copper is superior in migration resistance compared to aluminum, this point is also attracting attention as a low-resistance wiring material replacing aluminum.
配線を形成するための銅薄膜の形成方法としては、古くより用いられているめっき法の他、PVD(Physical Vapor Deposition)法やCVD(Chemical Vapor Deposition)法と言った方法が用いられている。特に半導体装置(LSI)製造の分野では、PVD法によるシード層形成と、このシード層を用いた電解めっき法の組み合わせによる銅薄膜の形成技術が広く用いられている。 As a method for forming a copper thin film for forming wiring, methods such as a PVD (Physical Vapor Deposition) method and a CVD (Chemical Vapor Deposition) method are used in addition to a plating method that has been used for a long time. In particular, in the field of semiconductor device (LSI) manufacturing, a technique for forming a copper thin film by combining a seed layer formation by a PVD method and an electrolytic plating method using this seed layer is widely used.
しかしながら、半導体装置の製造に用いられている銅薄膜の形成方法を、液晶表示装置に代表される表示装置の製造に適用しようとすると、以下の種々の問題点を生じる。 However, when the method for forming a copper thin film used for manufacturing a semiconductor device is applied to the manufacture of a display device represented by a liquid crystal display device, the following various problems occur.
第1に、大きな問題点として製造に使用される基板寸法の違いがある。LSI等の半導体装置の製造に用いられる基板は、現状では直径300mm(約12インチ)の円形のシリコン基板が最大であるのに対して、表示装置の製造に用いられる基板寸法は、例えば1500mm×1200mmのような角型の大型基板が用いられている。このような大型基板に対して銅薄膜を成膜するためには、成膜装置の大型化は避けられない。 First, there is a difference in substrate dimensions used for manufacturing as a major problem. The substrate used for manufacturing a semiconductor device such as an LSI is currently the largest silicon substrate having a diameter of 300 mm (about 12 inches), whereas the substrate size used for manufacturing the display device is, for example, 1500 mm × A large square substrate such as 1200 mm is used. In order to form a copper thin film on such a large substrate, it is inevitable to increase the size of the film forming apparatus.
第2に、成膜装置の大型化に伴い、使用される成膜材料およびめっき浴の薬液使用量が増加するとともに、装置の床占有面積(フットプリント)が増大化することによるクリーンルーム床面積の増加を生じるので、トータルプロセスでみた場合にコストアップとなる。 Secondly, as the film forming apparatus becomes larger, the amount of film forming material used and the amount of chemicals used in the plating bath increase, and the floor occupied area (footprint) of the apparatus increases. Since this increases, the cost increases when viewed from the total process.
第3に、LSI等で用いられている電解めっき法を表示装置の大型基板に適用しようとする場合に、基板上に配置された配線部分の導電材料に対して電流を流すために基板の周辺部分から給電を行う必要があるが、給電点から基板の中心方向へ向かって距離が離れるにつれて導電経路の持つ抵抗成分が増大し、電圧降下が増大する。その結果、給電点近傍部位に比べて給電点から離れた部位ではめっき処理に供される電流量が減少し、めっき付着量にばらつきが生じる。 Third, when the electrolytic plating method used in LSI or the like is to be applied to a large substrate of a display device, the periphery of the substrate is used to flow current to the conductive material of the wiring portion arranged on the substrate. Although it is necessary to feed power from the portion, the resistance component of the conductive path increases and the voltage drop increases as the distance increases from the feed point toward the center of the substrate. As a result, the amount of current supplied to the plating process is reduced at a portion far from the feeding point as compared to the portion near the feeding point, and the amount of plating adhesion varies.
図16は従来方式の電解めっき処理装置を示す概略斜視図、図17は給電点と被処理基板との位置関係を示す概略平面図である。図16に示すように、大型基板に対する従来の電解めっき処理は、めっき処理槽180内にめっき処理溶液181を入れ、溶液181中に被処理基板5および対向電極183をそれぞれ浸漬し、被処理基板5と対向電極183との間に直流電源184を接続して通電する。
FIG. 16 is a schematic perspective view showing a conventional electrolytic plating apparatus, and FIG. 17 is a schematic plan view showing a positional relationship between a feeding point and a substrate to be processed. As shown in FIG. 16, in the conventional electrolytic plating process for a large substrate, a
めっき処理槽180は、大型の被処理基板5が装入されるために、少なくとも基板サイズよりも余裕をもって大きなサイズとする必要がある。このため処理槽180が大型化し、このなかに導入されるめっき処理溶液181は被処理基板5が浸漬する深さ分が必要であるため多量となる。その結果、めっき処理溶液181の消費量が増加する。
The
また、図17に示すように、従来の電解めっき法では、単一の給電点185をめっき処理溶液内に浸漬されない基板周縁部の一辺の中央に接続しているので、給電点185から基板5上の各成膜領域5a〜5fへの距離がそれぞれ異なる。このため、給電点近傍の領域5dに比べて給電点から離れた領域5bや領域5aでは電圧が低下し、これに起因して領域5a〜5f間で薄膜の膜厚に大きなばらつきが生じる。この電圧降下による膜厚のムラは基板サイズの大型化が進むにつれて顕著になることから、めっき処理を大型基板に適用する際の阻害要因となる。
In addition, as shown in FIG. 17, in the conventional electrolytic plating method, a
第4に、無電解めっき法を表示装置の大型基板に適用しようとする場合に、処理槽の大型化に伴って処理槽内に薬液が滞留して劣化しやすくなるので、新鮮な薬液に入れ替える必要があるが、処理槽内の薬液を迅速に入れ替えることが難しく、また、廃液量が増加するという問題がある。 Fourth, when the electroless plating method is to be applied to a large substrate of a display device, the chemical solution is likely to stay in the processing tank and easily deteriorate with the increase in the size of the processing tank. Although necessary, there is a problem that it is difficult to quickly replace the chemical solution in the treatment tank and the amount of waste liquid increases.
本発明は上記の課題を解決するためになされたものであり、被処理基板が大型基板になっても所望する領域に均一にめっき膜を形成することができ、めっき液を省資源化することができる薄膜処理装置、薄膜処理方法、薄膜トランジスタおよび表示装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problem, and even when the substrate to be processed becomes a large substrate, a plating film can be uniformly formed in a desired region, and the plating solution can be resource-saving. It is an object to provide a thin film processing apparatus, a thin film processing method, a thin film transistor, and a display device.
本発明に係る薄膜処理装置は、処理する領域の単位で複数に区分けされた被処理表面からなる分割領域を有する被処理基板に対して、めっき法により金属膜を形成する薄膜処理装置であって、前記分割領域のうち少なくとも一つの前記分割領域を処理する大きさの開口部を有し、めっき処理用の薬液を保持するための処理槽を少なくとも一つ具備することを特徴とする。 A thin film processing apparatus according to the present invention is a thin film processing apparatus for forming a metal film by a plating method on a substrate to be processed having a divided region consisting of a surface to be processed divided into a plurality of regions to be processed. In addition, at least one processing tank is provided which has an opening having a size for processing at least one of the divided areas, and holds a chemical for plating.
本発明に係る薄膜処理方法は、処理する領域の単位で複数に区分けされた複数の分割処理領域を有する被処理基板に対して金属薄膜を形成する薄膜形成方法であって、少なくとも前記分割処理領域の1つを覆う面積の開口部分を有する処理槽を前記被処理基板内の少なくとも1つの分割処理領域に対して処理槽の開口部が対向するように相対的に移動させて位置合わせし、前記処理槽と前記被処理基板とを密着させ、両者間に所定の処理スペースを形成する工程と、前記分割処理領域に対して電流を供給するための電極を接続する工程と、前記処理スペース内に薬液を供給し、前記分割処理領域と薬液とを接触させる工程と、前記処理スペース内の薬液中に前記分割処理領域に対向するように設けられた対向電極と前記分割処理領域とに対して電流を供給し、前記分割処理領域に金属薄膜を形成する工程と、を具備することを特徴とする。 A thin film processing method according to the present invention is a thin film forming method for forming a metal thin film on a substrate to be processed having a plurality of divided processing regions divided into a plurality of regions in units of processing regions, and at least the divided processing regions The processing tank having an opening portion covering one of the substrate is moved relative to the at least one divided processing region in the substrate to be processed so that the opening of the processing tank faces, and the processing tank is positioned. A process tank and the substrate to be processed are brought into close contact with each other, a predetermined process space is formed between them, an electrode for supplying a current to the divided process area is connected, and the process space Supplying a chemical solution to bring the divided treatment region into contact with the chemical solution; and a counter electrode provided to face the divided treatment region in the chemical solution in the treatment space and the divided treatment region Current supply, characterized by comprising a step of forming a metal thin film on the division processing region.
本発明に係る薄膜処理方法は、処理する領域の単位で複数に区分けされた複数の分割処理領域を有する被処理基板に対して金属薄膜を形成する薄膜形成方法であって、少なくとも前記分割処理領域の1つが覆う面積の開口部分を有する処理槽を前記被処理基板内の少なくとも1つの分割処理領域に対して処理槽の開口部が対向する様にで相対的に移動させて位置合わせし、前記処理槽と被処理基板とを密着させ、両者間に所定の処理スペースを形成する工程と、前記処理スペース内に薬液を供給し、前記分割処理領域と薬液とを接触させて、前記分割処理領域に金属薄膜を形成する工程と、を具備することを特徴とする。 A thin film processing method according to the present invention is a thin film forming method for forming a metal thin film on a substrate to be processed having a plurality of divided processing regions divided into a plurality of regions in units of processing regions, and at least the divided processing regions The processing tank having an opening portion covered by one of the substrates is relatively moved so that the opening of the processing tank faces the at least one divided processing region in the substrate to be processed, and the positioning is performed. A process tank and a substrate to be processed are brought into close contact with each other, a predetermined processing space is formed therebetween, a chemical solution is supplied into the processing space, the divided processing region and the chemical solution are brought into contact with each other, and the divided processing region And a step of forming a metal thin film.
めっき処理槽は、基板と接触する面に開口部を持ち、基板と密着するためのシール部分と、薬液導入および薬液排出部、薬液循環機能、被処理基板への給電電極、被処理基板に対向した対向電極およびこれらに接続された電源を備えている(電解めっき装置)。 The plating tank has an opening on the surface that comes into contact with the substrate, a seal part for contacting the substrate, a chemical solution introduction and chemical solution discharge unit, a chemical solution circulation function, a power supply electrode to the substrate to be processed, and a counter to the substrate to be processed Counter electrodes and a power source connected to these counter electrodes (electrolytic plating apparatus).
めっき処理槽は、基板と接触する面に開口部を持ち、基板と密着するためのシール部分と、薬液導入および薬液排出部、薬液循環機能を備えている(無電解めっき装置)。 The plating tank has an opening on the surface that comes into contact with the substrate, and includes a seal portion for closely contacting the substrate, a chemical solution introduction / chemical solution discharge unit, and a chemical solution circulation function (electroless plating apparatus).
処理槽の開口部は、複数の分割処理領域のうちの少なくとも1つの分割処理領域を覆うことができる面積を有することができる。 The opening of the processing tank may have an area that can cover at least one divided processing region of the plurality of divided processing regions.
薬液供給部は、異なる薬液を供給する複数の薬液供給源と、前記薬液供給源から少なくとも2種類以上の異なる薬液を供給する際に、該2種類以上の異なる薬液を前記めっき処理槽に導入される直前で混合する混合手段と、を具備することができる。 The chemical liquid supply unit is configured to introduce a plurality of different chemical liquids into the plating tank when supplying a plurality of chemical liquid supply sources for supplying different chemical liquids and at least two different chemical liquids from the chemical liquid supply source. Mixing means for mixing immediately before the mixing.
さらに、被処理基板を真空吸着保持する保持手段(バキュームチャック)を有することができる。 Furthermore, a holding means (vacuum chuck) for holding the substrate to be processed by vacuum suction can be provided.
被処理基板は、液晶表示のための画素用薄膜トランジスタ回路が形成される画素領域と、前記画素用薄膜トランジスタを駆動する駆動用薄膜トランジスタ回路が形成される回路領域と、前記画素領域の画素用薄膜トランジスタ回路から引き出した配線を前記回路領域の駆動用薄膜トランジスタ回路に接続するための配線が形成される引出領域とを有し、前記分割処理領域は、その上に設けられるべき金属薄膜からの拡散による汚染を防止するバリア導電膜で覆われており、前記処理槽の開口部は、少なくとも前記画素領域に対応して設けられている。 A substrate to be processed includes a pixel region in which a pixel thin film transistor circuit for liquid crystal display is formed, a circuit region in which a driving thin film transistor circuit for driving the pixel thin film transistor is formed, and a pixel thin film transistor circuit in the pixel region A lead-out region in which a wiring for connecting the lead-out wiring to the driving thin film transistor circuit in the circuit region is formed, and the divided processing region prevents contamination due to diffusion from a metal thin film to be provided thereon The opening of the processing tank is provided corresponding to at least the pixel region.
本明細書中において「画素領域」とは、薄膜トランジスタをスイッチング素子とする画素用の電極およびその配線が設けられる領域をいう。 In this specification, the “pixel region” refers to a region in which a pixel electrode using a thin film transistor as a switching element and its wiring are provided.
本明細書中において「回路領域」とは、画素用の薄膜トランジスタを動作させる駆動回路(ドライバ)を含む領域をいう。 In this specification, a “circuit region” refers to a region including a driver circuit (driver) that operates a thin film transistor for a pixel.
本明細書中において「引出領域」とは、画素領域の配線を回路領域の駆動回路に接続するために画素領域から回路領域まで引き出される配線を設ける領域をいう。 In this specification, the “lead-out region” refers to a region in which wiring to be drawn from the pixel region to the circuit region is provided in order to connect the wiring in the pixel region to the driver circuit in the circuit region.
処理槽の開口部は、分割処理領域として少なくとも画素領域をカバーする面積を有するものとする。表示装置の画素領域において配線長が最も長くなるからである。この場合に、処理槽の開口部は、画素領域と併せて引出領域もカバーする面積としてもよい。画素領域から引出領域までの線幅(例えば1μm)は実質的に同じであるからである。さらに、処理槽の開口部は、画素領域および引出領域と併せて回路領域までもカバーする面積としてもよい。但し、回路領域の線幅は画素領域や引出領域の線幅よりも太くしてよいので、回路領域までカバーすることは任意である。 The opening of the processing tank has an area that covers at least the pixel region as a divided processing region. This is because the wiring length is the longest in the pixel region of the display device. In this case, the opening of the processing tank may have an area that covers the extraction area together with the pixel area. This is because the line width (for example, 1 μm) from the pixel region to the extraction region is substantially the same. Further, the opening of the processing tank may have an area that covers the circuit region together with the pixel region and the extraction region. However, since the line width of the circuit area may be larger than the line width of the pixel area or the extraction area, it is optional to cover the circuit area.
被処理基板は、処理する領域の単位で複数に区分けされた被処理表面からなる分割領域を有する。処理槽の開口部は、被処理基板の分割領域を処理する大きさを有する。処理槽は、めっき処理用の薬液を保持するためのものである。 The substrate to be processed has a divided region made up of the surface to be processed divided into a plurality of units in the region to be processed. The opening of the processing tank has a size for processing the divided area of the substrate to be processed. The treatment tank is for holding a chemical for plating.
本発明によれば、液晶表示装置等に用いられる大型基板に対して配線用の銅薄膜を均一性良く形成することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the copper thin film for wiring can be formed with sufficient uniformity with respect to the large sized board | substrate used for a liquid crystal display device etc.
また、本発明によれば、単一の基板内に形成されるべき複数の薄膜形成部をいくつかのグループに分けて処理するので、大型基板に対するめっき処理工程を高精度に制御することが容易になる。 In addition, according to the present invention, since a plurality of thin film forming portions to be formed in a single substrate are processed in several groups, it is easy to accurately control the plating process for a large substrate. become.
また、本発明によれば、大型基板に対して処理スペースを限定してやることにより、めっき処理に用いる薬液の消費量を必要最小限に抑えることができるので、薬液の廃液処理等において排出基準を容易に遵守でき、地球環境に対する負荷が軽減される。 In addition, according to the present invention, by limiting the processing space for a large substrate, it is possible to minimize the consumption of the chemical used for the plating process, so it is easy to discharge standards in the treatment of chemical waste And the burden on the global environment is reduced.
また、本発明によれば、複数の処理槽を組み合わせて処理を行うことによって、処理時間の短縮化を実現できるとともに、複数の処理工程を組み合わせた一括処理を行うことが可能となる。 In addition, according to the present invention, it is possible to shorten the processing time by performing processing by combining a plurality of processing tanks, and it is possible to perform batch processing combining a plurality of processing steps.
さらに、本発明によれば、複数の薬液を使用直前に混合させるので、薬液の寿命が短い場合であっても薄膜形成処理が可能となる。 Furthermore, according to the present invention, since a plurality of chemical solutions are mixed immediately before use, a thin film forming process can be performed even when the lifetime of the chemical solutions is short.
以下、添付の図面を参照して本発明の種々の好ましい実施の形態について説明する。
(第1の実施形態)
本発明の第1の実施形態として、図2に示す被処理基板5に対して図1に示す電解めっき装置を用いて各処理領域9に配線用の銅薄膜を形成する場合について説明する。
Hereinafter, various preferred embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
(First embodiment)
As a first embodiment of the present invention, a case where a copper thin film for wiring is formed in each
本実施形態の被処理基板5は、例えば液晶表示装置(LCD)などの表示装置用の基板であり、ガラス又はプラスチックなどの基板であり、本実施の形態では、厚さが0.7〜1mm、長辺が650mm、短辺が550mmの矩形状の透明ガラス板からなる。被処理基板5は、例えば図2に示すようにLCDの画面サイズが対角12.1インチの6つの分割処理領域9を有するいわゆるLCD用基板が6枚取ることができる大きさのガラス基板である。即ち、分割処理領域9は、LCD用基板の1枚に相当している。
The substrate to be processed 5 of the present embodiment is a substrate for a display device such as a liquid crystal display device (LCD), for example, and is a substrate of glass or plastic. In the present embodiment, the thickness is 0.7 to 1 mm. And a rectangular transparent glass plate having a long side of 650 mm and a short side of 550 mm. For example, as shown in FIG. 2, the
換言すれば、1枚の被処理基板5の処理領域は、6つの分割処理領域9に区分され、各分割処理領域9間にはそれぞれ所定幅ののり代(切断代)153が設けられている。のり代153には、第1の電極例えば後述する給電電極8が接触されることにより、被処理基板5のバリア導電膜21にめっき電流を流すようになっている。
In other words, the processing area of one
本実施形態において、図1に示すように被処理基板5は被処理面のバリア導電膜21を下側に向けて、すなわちバリア導電膜21がめっき処理槽1の側に向かうように設定される。本実施の形態では、被処理基板5の処理面がめっき処理槽1内に導入されるめっき液に接触させ、給電電極8を介してめっき処理槽1に設けられた対向電極6との間に、めっき電流を通電することによって、被処理基板5の処理面上には、めっき膜が形成される。被処理基板5に形成されたバリア導電膜21は、例えばTiN,TaN,WNのような窒化膜である。
In the present embodiment, as shown in FIG. 1, the substrate to be processed 5 is set so that the barrier
図1に示すように本実施形態のめっき処理装置は、めっき処理槽1と、めっき処理溶液タンク2と、ポンプ3と、直流電源4と、対向電極6と、シール部材7と、給電電極8と、制御器40とを備えている。図1は、一つの分割処理面9に対応する一つのめっき処理槽1部分を説明するための断面図である。めっき処理槽1は上部が大きく開口する容器であり、この上部開口を塞ぐように保持手段に保持された被処理基板5が配置されている。めっき処理槽1は、内面が例えばPTFE,PFA,FEP,PCTFE等のようなフッ素系樹脂でコーティングされた樹脂(例えばポリプロピレン)または金属(例えばステンレス鋼)からなる容器である。めっき処理槽1は、全体が図示しない移動機構によりX軸、Y軸、Z軸の各方向に移動可能に支持されている。
As shown in FIG. 1, the plating apparatus of this embodiment includes a
被処理基板5は、例えばハンドリング時などの保持手段として例えば図3に示すバキュームチャック50により真空吸着保持される。バキュームチャック50は、図3の(a)に示すように剛性を有する本体に格子状に形成された複数の溝51と、例えば溝51と溝51とが交叉するところにそれぞれ開口する複数の吸引口52とを備えている。各吸引口52は、図3の(b)に示すようにバキュームチャック50本体内部に設けられている管状の連通路53を通って排気管54に連通している。排気管54は図示しない真空ポンプの吸込口に接続されている。
The
バキュームチャック50は図示しない移動機構によりX軸、Y軸、Z軸の各方向に移動可能に支持されている。さらに、移動機構は、基板5に対してバキュームチャック50を平行に面合わせするための首振り機構も備えるようにすることが好ましい。
The
めっき処理時に被処理基板5が、図1に示すようにめっき処理槽1の上部開口部を塞ぐことにより、処理槽1と被処理基板5との間に所定の処理スペースが形成される。めっき処理槽1の底部の例えばほぼ中央には液導入口30が開口され、この液導入口30を通ってめっき処理槽1の処理スペースに銅めっき用の薬液が供給されるようになっている。本実施形態の電解めっき法では、めっき用の薬液として例えば銅めっき用薬液に硫酸銅やホウフッ化銅(Cu(BF4)2)のような酸性銅めっき液を用いた。
As shown in FIG. 1, the
液導入口30には、めっき処理溶液タンク2の供給口がポンプ3、液供給管124を介して連通している。ポンプ3はめっき処理溶液タンク2と処理槽1との間に設けられ、銅めっき用の薬液を処理槽1に送るようになっている。ポンプ3の動作は制御器40により所定のプロセスレシピに従って制御され、薬液の流量と圧力がそれぞれコントロールされるようになっている。液導入口30は、めっき処理槽1にめっき液を流入させるための入り口であり、めっき処理槽1の側壁面、底面などいずれでもよいが、この実施形態では、底面の中央部から供給する例である。
A supply port of the
めっき処理槽1側壁部の上端部にはシール部材7がめっき処理槽1の開口部の全周にわたって取り付けられている。シール部材7は被処理基板5の被処理面側の下面に接触することにより、被処理基板5と処理槽1により形成される処理スペースより薬液が外部に漏れ出るのを防止する機能を有するものである。本実施形態ではシール部材7として、例えばシリコーンゴムのような軟質材料が用いられている。
A sealing member 7 is attached to the upper end of the side wall of the
めっき処理槽1の上端部側面には、液排出口117が設けられている。この液排出口117はドレイン管119を介してめっき処理溶液タンク2およびドレインタンク(図示せず)にそれぞれ連通している。この結果、めっき処理槽1の処理スペース内に導入されためっき用の薬液は、液排出口117から処理槽1外へ排出されてドレイン管119を通じて処理溶液タンク2へ戻り、再度薬液ポンプ3によって処理槽1内へ送り出されることにより、めっき用薬液が循環される。また、ドレイン管119に設けた切替弁(図示せず)によって流路を切り替える事により、使用済みのめっき処理用薬液をドレインタンク(図示せず)へ流出させて回収するようにしても良い。更に、めっき処理溶液タンク2は不純物除去装置(図示せず)を内蔵し、めっき処理用の溶液である回収液から不純物を除去して再生した後に、これをめっき処理槽1において再使用に供する能力を備えていても良い。めっき処理槽1は、対向電極6を収容する深さを有する。
A
電源4は、被処理基板5の表面に電解めっき膜を形成するためのもので、例えば直流電源が接続され、一方側の電極は例えば正極側が対向電極6に接続され、他方側の電極は例えば負極側が給電電極8に接続されている。めっきプロセスを自動的に実施するために制御器40が設けられている。制御器40は、電源のスイッチ41を所定のタイミングでオンオフ動作制御する。また、制御器40は、電源4からの給電量の制御や、ポンプ3を制御してめっき液量を制御するように構成されている。このように、制御器40、めっき処理槽1、ドレイン管119、薬液タンク2、ポンプ3、液供給管124によりめっき液循環供給機構が構成されている。
The power source 4 is for forming an electrolytic plating film on the surface of the
一方側の電極である対向電極6は、例えばメッシュ状の金属電極(例えば白金めっきされたチタンメッシュ電極)からなり、被処理基板5の被処理面(下面)すなわちバリア導電膜21に対向するように処理槽1内の底面側に配置されている。
The
この様に対向電極6をメッシュ状とすることにより、液導入口30から処理スペース内に導入された薬液の流れを妨げることが無く、形成されるめっき膜の均一性を更に向上させることができる。
Thus, by making the
また、この対向電極6をメッシュ状の籠とすることにより、籠状の対向電極6内に溶解アノードとなる銅粒を配置しても良い。銅粒はめっき処理により薬液中から消費される銅イオンを薬液中へ補充する役割を持っている。
Moreover, you may arrange | position the copper grain used as a melt | dissolution anode in the bowl-shaped
液導入口30の位置と大きさは、処理領域の面積が大きくなるに従って、処理スペース内の薬液の流れを制御するために重要度が増大する。本実施形態では液導入口30をめっき処理槽1の底部中央に設け、その開口径を50mmとしたが、本発明はこれのみに限られるものではない。他の複数の液導入口30を処理槽1の底部や周縁部にも設けて、複数箇所から同時に基板5に向けて薬液を供給するようにしてもよい。
The position and size of the
制御器40は、めっき処理槽1の処理スペースの内圧が大気圧よりも少し大きくなるように、ポンプ3からの薬液の吐出圧力を制御する。処理スペースを陽圧にすると、薬液が被処理基板5の被処理面全面に対して十分に接触するようになり、被処理基板5上の微細な凹凸形状内へも薬液が浸漬されるからである。
The
複数の給電電極8がシール部材7よりも外側で被処理基板5の下面に接触導通している。これら複数の給電電極8はシール部材7よりも外側で等ピッチ間隔に配置され、それぞれがスイッチ41を介して電源4に接続されている。本実施形態では例えば、10個の給電電極8を用いた多点給電方式とした。
A plurality of
図2に示すように、本実施形態の被処理基板5は、X軸方向に3列、Y軸方向に2段に分割配置された合計6つの分割処理領域9を有している。各分割処理領域9はそれぞれ液晶表示装置等に用いられる薄膜トランジスタ(以下、TFT:Thin Film Transistor)が形成された素子側基板に対応しており、例えば被処理基板5が650mm×550mm角のガラス基板であるとすると、画面サイズが対角12.1インチの素子側基板を6枚作製できることとなる。
As shown in FIG. 2, the substrate to be processed 5 according to this embodiment has a total of six divided
図4の(a)に一つの分割処理領域9としての薄膜形成部に関する素子側基板の概念図を示す。薄膜形成部は、液晶表示装置等の表示部分にあたる画素領域10と、画素領域10へ表示信号を送る配線を引き出すために画素領域10の周辺に設けられた引出領域11と、引出領域11の周辺に設けられた回路領域12とを含んでいる。これら3つの領域のうち回路領域12は薄膜形成部に設けられていない場合もある。回路領域12には表示および制御を行うための集積回路(駆動回路16)が形成される。
FIG. 4A shows a conceptual diagram of the element-side substrate relating to the thin film forming portion as one divided
図4の(b)は、図4の(a)に示した分割処理領域9としての薄膜形成部の一部を拡大して示す部分拡大図である。画素領域10には画像表示に用いられるTFT17とそのドレイン電極に接続された画素電極14が形成されている。TFT17のゲート電極およびソース電極は配線15によってそれぞれ接続され、さらに引出領域11の配線を介して回路領域12の対応する駆動回路16の電極にそれぞれ接続されている。
FIG. 4B is a partially enlarged view showing a part of the thin film forming portion as the divided
(実施例)
次に、本実施例の銅配線形成プロセスについて図5の工程図を用いて説明する。
図5(a)は図4に示した被処理基板内の薄膜形成部内に設けられた多数の薄膜トランジスタ(TFT)のうちから1つを拡大して示す断面図である。基板5とTFT17との間にはSiO2からなるバッファ層5aが挿入されている。TFT17のチャネル領域17cの上にはゲート絶縁膜17dを介してゲート電極17eが形成されている。チャネル領域17cを挟むようにして両側に不純物ドープされたソース領域17aおよびドレイン領域17bがそれぞれ形成されている。ソース領域17a、ドレイン領域17b、ゲート電極17eおよびこれらの周辺領域を覆うように層間絶縁膜18が形成されている。層間絶縁膜18にはソース領域17aおよびドレイン領域17bを露出させるためのコンタクトホール19,20がそれぞれ開口形成されている。
(Example)
Next, the copper wiring formation process of the present embodiment will be described with reference to the process diagram of FIG.
FIG. 5A is an enlarged cross-sectional view showing one of a number of thin film transistors (TFTs) provided in a thin film forming portion in the substrate to be processed shown in FIG. A
このような被処理基板5上にスパッタ法により窒化チタン(TiN)からなるバリア導電膜21を平均膜厚50nmに成膜した。このバリア導電膜21としてのTiN膜は電解めっき時の基板側の電極として作用すると共に、この上に形成される銅からなる配線とTFTのソース領域17aおよびドレイン領域17bとの電気的導通を得る機能、および、銅配線からTFT17を構成するシリコン層への銅の拡散を防止する機能を備えている。このような機能を有するバリア導電膜21としては、窒化チタンの他にタンタル(Ta)やタングステン(W),バナジウム(V)等の窒化物や微量のシリコン元素を含む合金、微量のリンや硼素を含む合金等があげられる。なお、本実施例においては、TiNからなるバリア導電膜21は被処理基板5の全面を覆うように形成されているが、このバリア導電膜21は少なくともめっき処理を行う各薄膜形成部を覆うように分割して設けられていてもよい。
A barrier
続いて、バリア導電膜21上にスパッタ法により銅(Cu)からなるシード膜(図示せず)を膜厚10nmに成膜した。シード膜は、続く銅膜の電解めっき処理を行うための触媒として作用する。
Subsequently, a seed film (not shown) made of copper (Cu) was formed to a thickness of 10 nm on the barrier
次に、図5(b)に示すように、バリア導電膜21上に配線を形成したい領域が開口部分となるように、フォトリソグラフィ法により所定パターンのフォトレジスト膜22を形成した。これに続いて、図1に示す電解めっき処理装置を用いて、上記の基板5上に例えば銅薄膜からなる配線の形成を行った。
Next, as shown in FIG. 5B, a
以下に図1で説明しためっき装置による銅薄膜の成膜工程について図1を参照して説明する。 In the following, a film forming process of a copper thin film by the plating apparatus described with reference to FIG. 1 will be described with reference to FIG.
先ずバキュームチャックにより被処理基板5を吸着保持し、これとめっき処理槽1とを操作して、めっき処理槽1の上部開口部が被処理基板5の少なくとも一つの分割処理領域9とめっき処理槽1の開口部とが重なり合うように相対的に位置合せする。
First, the substrate to be processed 5 is sucked and held by the vacuum chuck, and this and the
めっき処理槽1の上部開口部は、薄膜形成部内の少なくとも銅薄膜を形成させる必要がある成膜予定面(例えば、画素領域10、引出領域11および回路領域12)をその開口部内に含む大きさとする。
The upper opening of the
めっき処理槽1と被処理基板5との平面位置合せ後、両者の相対的な高さを調整して、めっき処理槽1の開口部を被処理基板5の成膜予定面で塞ぐようにめっき処理槽1と被処理基板5とを密着させる。すなわち、めっき処理槽1のシール部7を被処理基板5ののり代153に押し付けることにより、外部から遮断されて閉じた処理スペースを形成する。被処理基板5とめっき処理槽1との間をシール部7により封止しているので、処理スペースから外部へ薬液が洩れ出るおそれは無い。この密着セッティング時に同時に、給電電極8がバリア導電膜21に当接するので、両者が電気的に導通する状態におかれる。
After the planar alignment of the
次に、液導入口30から処理スペース内に電解銅めっき処理用の薬液を導入し充填する(図示せず)。めっき処理槽1内に充填された薬液は、被処理基板5表面のバリア導電膜21に接触した後、めっき処理槽1の側壁に設けられた液排出部117より排出され、被処理基板5表面に薬液の均一な流れを形成する。液排出部117から排出された薬液は、戻り管119を通ってタンク2へ戻された後、ポンプ3によって再度めっき処理槽1内へ送り出されることにより処理スペース内を薬液が循環流動するようになっている。液排出部117はめっき処理槽1上部側面に複数設けられていても良く、被処理基板5表面の薬液の流れが均一化されるように配置されている。めっき処理槽1内の対向電極6は例えば白金めっきされたチタンメッシュからなる電極であり、薬液の循環を妨げないような構造となっている。めっき処理溶液はこの循環の途中で不純物を除去するためのフィルタ処理をされても良く、液の成分・濃度等を調整するために薬液の構成成分を補充する等の作業を行っても良い。なお、循環されるめっき処理液は溶液タンク内、薬液循環経路およびめっき処理槽1内に設けられたヒータ等の加熱手段(図示せず)によって所定のめっき処理条件の液温を保つように制御されている。
Next, a chemical solution for electrolytic copper plating treatment is introduced into the processing space from the
本実施例では電解めっき処理溶液として、硫酸銅電解めっき浴を用い、液温20℃、電流密度10mA/cm2の条件でめっき処理を行った。 In this example, a copper sulfate electrolytic plating bath was used as the electrolytic plating treatment solution, and the plating treatment was performed under the conditions of a liquid temperature of 20 ° C. and a current density of 10 mA / cm 2 .
処理スペース内に薬液を充填し循環流動させた後に、スイッチ41をONし、電源4から給電電極8および対向電極6に対して給電を開始する。これにより被処理基板5表面のレジスト開口部19,20に銅からなる薄膜が電解析出され、図5(c)に示す銅電極配線23a,23bおよびこれに導通する銅配線15(図4(b)参照)が形成される。
After the treatment space is filled with the chemical solution and circulated and flowed, the
本装置によれば、電解めっき処理時における被処理基板5への給電は、処理される薄膜形成部9の近傍から行われることになり、従来のように大型基板の周辺部分から給電する必要がなくなることから、電圧降下等によるムラの発生は最小限に抑制される。また、本装置によれば、めっき処理溶液は分割部分に対応するめっき処理槽を循環するだけの量を使用すればよく、使用されるメッキ用液の量を必要最小限とすることが可能であり、めっき処理廃液等の環境への負荷を抑制することが可能となる。
According to the present apparatus, power is supplied to the
本実施例では、図5(c)に示すように、電解めっき法により膜厚300nmの銅薄膜からなる銅配線23a,23bをレジスト膜22の開口部分に選択的に形成した。形成された銅配線23a,23bはバリア導電膜21に接触導通している。以上のようにして被処理基板5に形成された複数の分割処理領域9のうちの1つに対して銅薄膜の成膜処理が完了する。
In this example, as shown in FIG. 5C,
引き続き、めっき処理槽1を被処理基板5内の隣りの分割処理領域9へ移動させ、同様の手順によって電解めっき処理を行い、各分割処理領域9に対して次々に銅配線23a,23bを形成していく。本実施形態では被処理基板5を静止させた状態でめっき処理槽1のほうを移動させたが、これとは逆にめっき処理槽1を静止させた状態で被処理基板5のほうを移動させて複数の分割処理領域9に薄膜を形成してもよい。
Subsequently, the
このようにして被処理基板5上の全ての分割処理領域9に対して銅配線23a,23bを形成した後に、被処理基板5上からフォトレジスト22をアッシング法などにより除去し、図5の(d)に示す所望の配線形状を有する銅配線23a,23bとした。
After the
続いて、形成された銅配線23a,23b部分をマスクとして、Cuからなるシード膜(図示せず)およびTiNからなるバリア導電膜21のエッチングを行う。これにより被処理基板5上には図5(e)に示すようにCu/TiN積層の配線部分24が形成される。このようにして被処理基板上に本実施例のめっき処理装置を用いた銅配線が形成される。
Subsequently, using the formed
(第2の実施形態)
次に、図6を参照して第2の実施形態について説明する。図1乃至図5と同一部分については、同一符号を付与し、その詳細な説明は重複するので、省略する。
(Second Embodiment)
Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. The same parts as those in FIGS. 1 to 5 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted.
本実施形態の装置では、被処理基板5に対して複数個のめっき処理槽1を用いることによりめっき処理工程の効率化を図るようにした例である。この実施形態では、例えば3つのめっき処理槽1がX軸に沿って等ピッチ間隔の配列で図示しない可動支持部材により支持されている。3つのめっき処理槽1は、図6(a)に示すように隣り合う処理槽1の長辺が互いに向き合い、短辺が直線上に並ぶように配置されている。すなわち、めっき処理槽1は、長辺がY軸と平行に、短辺がX軸と平行になるように並んでいる。各めっき処理槽1は上記実施形態と同じめっき液循環供給機構をそれぞれ備えている。
The apparatus of this embodiment is an example in which the efficiency of the plating process is improved by using a plurality of plating
まず、図6(b)に示すように、被処理基板5をバキュームチャック50により吸着保持した状態で、めっき処理槽1と被処理基板5の分割処理領域9とを相対的に移動させて位置合わせする。位置合わせした後、バキュームチャック50に吸着された被処理基板5と処理槽1とを相対的に上下方向(Z方向)に移動させて各めっき処理槽1の開口部を被処理基板5とをめっき液が漏れないように密着させて、処理スペースを形成する。
First, as shown in FIG. 6B, in a state where the
次に、めっき処理槽1中にめっき液を充填することにより、めっき液と各分割領域9の全面が接触する。この後、前述のように処理槽1内に設けられた対向電極6(図示せず)と各分割領域表面に設けられたバリア導電膜21(図示せず)の間に電源を接続することによって被処理基板5の表面への電解めっきプロセスが進行する。
Next, by filling the
所定時間の電解めっきプロセスを実行後、処理槽1内部よりめっき液を減少させて被処理基板5とめっき液が接触しない状態にした後、被処理基板5と処理槽1をZ軸方向に相対的に移動させて、処理槽1の開口部と被処理基板5とを引き離した後、バキュームチャック50をハンドリングして被処理基板5を矢印101方向(Y方向)に平行移動させ、次の3つの分割処理領域9に対して電解めっきプロセスを実行する。
After executing the electrolytic plating process for a predetermined time, the plating solution is reduced from the inside of the
上記実施形態と同様に6つの分割処理領域9を有する被処理基板5に対して本装置を用いることにより、1回の電解めっき処理工程で同時に3つの分割処理領域9に電解めっき処理を行うことが可能となる。1回目の電解めっき処理が終了すると、3つの電解めっき処理槽1を下降させ、次いでY軸方向に所定距離移動させて処理槽1の開口部を未処理の分割処理領域9に平面位置合せする。次いで、3つの電解めっき処理槽1を上昇させ、処理槽1を被処理基板5に押し付け、処理スペースに薬液を充填し、これを循環流動させてめっき処理する。
Similar to the above embodiment, by using this apparatus for the
このようにして6つの分割処理領域9をもつ被処理基板5に対して2回の工程のみで処理を完了させることができる。
In this way, the processing can be completed for the substrate to be processed 5 having the six divided
本実施形態によれば、複数のめっき処理槽を並べることにより、銅薄膜の成膜工程に必要とされるプロセス時間を短縮することが可能となる。さらにめっき処理槽を増やし、被処理基板内の全ての分割処理領域に対応するようにめっき処理槽を配置すれば、めっき処理工程を1回のみで終了することも可能となる。 According to this embodiment, it becomes possible to shorten the process time required for the film-forming process of a copper thin film by arranging a plurality of plating treatment tanks. If the number of plating tanks is increased and the plating tanks are arranged so as to correspond to all the divided processing areas in the substrate to be processed, the plating process can be completed only once.
また、本実施形態のように複数のめっき処理槽を用いた場合であっても、めっき処理工程は上記第1の実施形態で示したように、それぞれの薄膜形成部周辺から給電されることとなるため、従来方式のように被処理基板の周辺から給電する方式に比較して、給電位置から成膜領域までの距離を最短とすることができるため、電圧降下等による銅膜厚のムラ等が発生しない。 Further, even when a plurality of plating treatment tanks are used as in this embodiment, the plating treatment process is powered from the periphery of each thin film forming portion as shown in the first embodiment. Therefore, compared to the conventional method of feeding power from the periphery of the substrate to be processed, the distance from the feeding position to the film formation region can be minimized, so that the copper film thickness unevenness due to voltage drop etc. Does not occur.
さらに、本実施形態では、各処理槽毎にめっき処理液の薬液温度、液循環の状態等を制御可能なことから、従来のめっき処理槽のように大容量のめっき処理液に対して温度制御や液状態の管理をすることが不要となり、従来よりも更に精密な成膜条件の可能が可能になるという利点がある。 Furthermore, in this embodiment, since it is possible to control the chemical temperature of the plating treatment liquid, the state of the liquid circulation, etc. for each treatment tank, temperature control is performed on a large-capacity plating treatment liquid like a conventional plating treatment tank. In addition, there is an advantage that it is not necessary to manage the liquid state and the film forming conditions can be made more precise than before.
(第3の実施形態)
次に、図7を参照して第3の実施形態について説明する。
本実施形態の装置は、大きさの異なる複数の分割処理領域9a,9b,9cを有する多品種用の被処理基板5にそれぞれ対応して形成された大きさの異なる開口を有する複数個のめっき処理槽1a,1b,1cを備えている。本実施形態の被処理基板5は、例えば厚さが0.7〜1mm、長辺が1500mm、短辺が1200mmの矩形の透明ガラス板からなる。被処理基板5には、短辺側から順に2個の第1の分割処理領域9a、8個の第2の分割処理領域9b、および18個の第3の分割処理領域9cが形成されている。第1の分割処理領域9aは例えば画面サイズが対角40インチTV用LCDを製造するためのもの、第2の分割処理領域9bは例えば画面サイズが対角12.1インチのパソコン用LCDを製造するためのもの、第3の分割処理領域9cは例えば携帯電話用LCDを製造するためのものである。
(Third embodiment)
Next, a third embodiment will be described with reference to FIG.
The apparatus according to the present embodiment has a plurality of platings having openings of different sizes respectively formed corresponding to the multi-type substrate to be processed 5 having a plurality of divided
本装置においては、図示しない可動支持部材の上に、短辺側から順に1個の第1のめっき処理槽1a、4個の第2のめっき処理槽1b、9個の第3のめっき処理槽1cが設けられている。第1〜第3のめっき処理槽1a,1b,1cのいずれも、短辺がX軸と平行に、長辺がY軸と平行になるように配置されている。4個の第2のめっき処理槽1bは格子状に配列されている。9個の第3のめっき処理槽1cも格子状に配列されている。第1〜第3のめっき処理槽1a,1b,1cは上記実施形態と同じめっき液循環供給機構をそれぞれ備えている。
In this apparatus, on the movable support member (not shown), one first
本装置では、第1群の分割処理領域9a,9b,9cに電解めっきプロセスを実行した後に、処理槽1内部よりめっき液を減少させて被処理基板5とめっき液が接触しない状態にした後、被処理基板5と処理槽1をZ軸方向に相対的に移動させて、処理槽1a,1b,1cの開口部と被処理基板5とを引き離した後、バキュームチャック50をハンドリングして被処理基板5を矢印101方向(Y方向)に平行移動させ、次の第2群の分割処理領域9a,9b,9cに対して電解めっきプロセスを実行する。
In this apparatus, after the electrolytic plating process is performed on the first group of divided
このように異なるサイズの開口部を有する複数のめっき処理槽1a,1b,1cを各種サイズの分割処理領域9a,9b,9cに対応した大きさで組み合わせることにより、例えば少量多品種の表示装置用基板を1枚の被処理基板5中に作製しようとした場合にも効率よくめっき処理を行うことが可能となる。すなわち、本装置を用いることにより、大小合計28枚取りの被処理基板5に対して2回のめっき処理工程のみで処理を完了させることができる。この場合に、めっき処理槽1以外の薬液タンク2や電源部分等の部分はめっき処理槽1の大きさが変化しても共通であるため、大きさの異なるめっき処理槽1を組み合わせるだけでこのような対応が可能となる。
By combining a plurality of plating
なお、各めっき処理槽1a,1b,1cは、それぞれ独立して被処理基板5内の分割処理領域9a,9b,9cをめっき処理するようにしてもよい。また、複数のめっき処理槽1a,1b,1cが組み合わされて同時にめっき処理を行うようにしてもよい。
In addition, you may make it each plating
本実施形態によれば、異なるサイズの複数のめっき処理槽1を並べることにより、銅薄膜の成膜工程に必要とされるプロセス時間を大幅に短縮することが可能となるとともに、多品種少量生産にも適切に対処することができる。
According to the present embodiment, by arranging a plurality of plating
(第4の実施形態)
次に、図8と図5を参照して第4の実施形態について説明する。図1乃至図7と同一部分には同一符号を付与し、その詳細な説明は、重複するので省略する。
(Fourth embodiment)
Next, a fourth embodiment will be described with reference to FIGS. The same parts as those in FIGS. 1 to 7 are denoted by the same reference numerals, and detailed description thereof will be omitted because it is duplicated.
本実施形態では無電解めっき法による被処理基板5への銅配線の形成について説明する。無電解めっき法は、上記実施形態の電解めっき法と異なり被処理基板5に対するめっき処理を行うための電源を必要としないことから、図1に示した電解めっき用のめっき処理装置から直流電源4、対向電極6、給電電極8を取り除いた構成としているが、その一方で無電解めっき反応を促進させるためにめっき処理槽1の底面にヒータ44を取り付け、薬液を加熱できるようにしている。ヒータ44の電源43は制御器40によって制御されるようになっている。なお、ヒータ44はめっき処理槽1の内部に取り付けるようにしてもよい。
In the present embodiment, formation of copper wiring on the
本めっき装置による銅配線の形成工程について図5を参照して説明する。 A copper wiring forming process by the plating apparatus will be described with reference to FIG.
まず、図5の(a)に示すように被処理基板5上にはTFT17およびTFTソース領域17a,ドレイン領域17bに開口部分19,20を持つ層間絶縁膜18が形成されている。
First, as shown in FIG. 5A, an
次に、この被処理基板5上にバリア導電膜21を堆積する。バリア導電膜21は形成される銅配線とTFTのソース領域17a、ドレイン領域17bとの電気的導通を得ると共に、銅配線から銅原子がTFT17を構成するシリコン層中に拡散することを防止する作用がある。本実施形態ではバリア導電膜21として窒化タンタル膜(TaN)をスパッタ法により膜厚50nmで堆積した。
Next, a barrier
次いで、図5の(b)に示すように、このバリア導電膜21上に配線を形成したい領域が開口部分となるようにフォトレジスト膜22をフォトリソグラフィ法によりパターン形成した。
Next, as shown in FIG. 5B, a
その後、無電解めっきによる銅薄膜の形成を行うために、塩化スズ(SnCl2)溶液および塩化パラジウム(PdCl2)溶液を用いてレジスト開口部19,20内に露出されているバリア導電膜21の表面にPdによる触媒化処理を行う。無電解めっき法による銅薄膜の形成には、このような触媒化処理の他に、置換めっき処理等により、レジスト開口部19,20に露出されているバリア導電膜21表面に銅原子を導入するような手法を使用してもよい。
Thereafter, in order to form a copper thin film by electroless plating, a tin film (SnCl 2 ) solution and a palladium chloride (PdCl 2 ) solution are used to form the barrier
次いで、図8に示す無電解めっき処理装置を用いて上記の被処理基板5の分割処理領域9に対して銅薄膜からなる配線の形成を行う。
Next, a wiring made of a copper thin film is formed on the divided
先ず、めっき処理槽1が被処理基板5中の成膜処理される薄膜形成部9の一つに対向するように配置される。めっき処理槽1を配置後、被処理基板5とめっき処理槽1の高さを調整して、めっき処理槽1の開口部により、基板5の成膜面を覆うように密着させる。めっき処理槽1には前述のようにシール部材7が設けられているため、これを介して基板5と密着されることにより開口部外へめっき処理薬液が漏洩することは無い。
First, the
次に、液導入口30より無電解銅めっき処理に用いる薬液が処理スペース内に導入・充填される(図示せず)。めっき処理槽1内に充填されためっき処理溶液は、めっき処理槽1の側壁に設けられた液排出部117より排出され、タンク2へ戻された後に、ポンプ3によって再度めっき処理槽1内へ送り出されることにより槽内を薬液が循環流動するようになっている。めっき処理溶液はこの循環の途中で不純物を除去するためのフィルタ処理をされてもよく、液の濃度等を調整するために成分を補充する等の作業を行ってもよい。循環されるめっき処理液はヒータ44によって所定のめっき処理条件の液温を保つように温度調整されている。
Next, a chemical solution used for the electroless copper plating process is introduced and filled into the processing space from the liquid inlet 30 (not shown). The plating solution filled in the
本実施例では無電解めっき処理溶液として、表1に示す組成のめっき処理溶液を用いて無電解めっき処理を実施した。
めっき処理槽1内にめっき処理溶液が充填・循環されることにより、バリア導電膜21上に導入されたPd触媒に対して銅薄膜が析出する。本実施形態では上記組成の無電解めっき処理溶液を用いて、液温60℃、めっき浴のpHを12から13までの範囲に調整し、無電解銅めっき膜23a,23bを形成した。
By filling and circulating the plating treatment solution in the
ちなみに従来の無電解めっき法による銅薄膜の形成においては、電解めっき法のように銅薄膜の形成に電源を必要としないことから、給電等の配置による電圧降下に起因した膜厚ムラ等は発生しないが、めっき処理表面近傍でのめっき処理溶液の流れが均一でない場合には、これに起因する成膜膜厚のムラが発生すると言う問題があった。 By the way, in the formation of copper thin film by the conventional electroless plating method, the power supply is not required to form the copper thin film unlike the electrolytic plating method, so the film thickness unevenness caused by the voltage drop due to the arrangement of power supply etc. occurs However, when the flow of the plating treatment solution in the vicinity of the plating treatment surface is not uniform, there is a problem that unevenness of the film thickness due to this occurs.
これに対して本発明の無電解めっき処理装置によれば、従来の被処理基板を一括して処理するめっき処理装置に比較して、被処理基板内の分割された成膜領域に対応する部分の薬液の循環による流れを制御すればよいことから、従来装置のように大面積での液の流れを制御する必要が無く、より成膜される銅薄膜の膜厚ムラを抑制できるというメリットがある。 On the other hand, according to the electroless plating apparatus of the present invention, a portion corresponding to the divided film forming region in the substrate to be processed, as compared with the conventional plating apparatus that collectively processes the substrate to be processed. Therefore, there is no need to control the flow of liquid over a large area as in the case of conventional devices, and it is possible to suppress uneven film thickness of the copper thin film to be formed. is there.
また、本実施形態では、薬液は分割処理領域に対応する処理スペースに循環させる使用量のみでよいので、薬液の消費量を必要最小限とすることができ、めっき処理後の廃液が少なくなり、環境への負荷を抑制することが可能となる。 In the present embodiment, since the chemical solution only needs to be circulated to the processing space corresponding to the divided processing region, the consumption amount of the chemical solution can be minimized, and the waste liquid after the plating process is reduced. It becomes possible to control the environmental load.
本実施形態では、図5の(c)に示すように、電解めっき法により膜厚300nmのCuからなる銅配線23a,23bを被処理基板5表面に形成されたレジスト膜22の開口部分に選択的に形成した。このようにして被処理基板5に形成された複数の薄膜形成部の1つに対する銅薄膜の形成処理が完了する。
In this embodiment, as shown in FIG. 5C,
続いて、めっき処理槽1を被処理基板5内の別の薄膜形成部へ移動させることにより、同様の手順によって電解めっき処理を行い、各薄膜形成部9に対して銅配線23を次々に形成する。なお、本実施形態ではめっき処理槽1のほうを移動させているが、被処理基板5のほうを移動させるようにしてもよい。
Subsequently, by moving the
このようにして被処理基板5上の全ての薄膜形成部に対して銅配線23を形成後、被処理基板5上に形成されているフォトレジスト22を除去することにより、図5の(d)に示すように被処理基板5上には所望の配線形状を有した銅薄膜からなる銅配線23a,23bを形成した。
After the copper wirings 23 are formed on all the thin film forming portions on the substrate to be processed 5 in this way, the
続いて、形成された銅配線23a,23b部分をマスクとしてTiNからなるバリア導電膜21のエッチングを行う。これにより被処理基板5上には図5の(e)に示すようにCu/TaNの積層膜からなる配線部分24を形成した。
Subsequently, the barrier
(第5の実施形態)
次に、図9および図10を参照して第5の実施形態について説明する。
本実施形態のめっき処理装置では、銅めっき後の後工程までを行うことが可能である。図9(a)(b)に示すように、本実施形態の装置は2列4種の異なる処理槽91〜94を備えている。合計8つの処理槽は、同種の処理槽同士が横並びに2つずつ配置され、かつ第1の処理槽91から第4の処理槽94まで順次直列に配置されている。
(Fifth embodiment)
Next, a fifth embodiment will be described with reference to FIGS. 9 and 10.
In the plating apparatus of this embodiment, it is possible to perform up to the post-process after copper plating. As shown in FIGS. 9A and 9B, the apparatus of this embodiment includes two rows and four types of
第1の処理槽91は、処理基板5に対して銅めっき処理を行うためのめっき処理槽である。第2の処理槽92は、銅めっき処理後に基板表面を洗浄および乾燥するための洗浄乾燥処理槽である。第3の処理槽93は、後処理工程として銅めっき膜を被覆するバリア導電膜を形成するためのめっき処理槽である。第4の処理槽94は、バリア導電膜形成後に基板表面を洗浄および乾燥するための洗浄乾燥処理槽94である。
The
図10を参照して本実施形態の装置を用いて一連のめっき処理工程について説明する。
まず、被処理基板5内の薄膜形成部5a,5bに対して第1の処理槽91によりCuめっき液を接触させ、基板上のバリア導電膜21に対して所定膜厚の銅薄膜をめっきする。このときの銅薄膜の形成は、電解めっき法または無電解めっき法のいずれの方式であってもよい。
With reference to FIG. 10, a series of plating processes will be described using the apparatus of this embodiment.
First, a Cu plating solution is brought into contact with the thin
薄膜形成部5a,5bのめっき処理が終了後、第1の処理槽91は次のめっき処理領域となる第2の薄膜形成部5c,5dへと移動する。このとき同時に第2の処理槽92は移動して第1の薄膜形成部5a,5bのところに位置される。
After the plating processing of the thin
第2の処理槽92は、第1の処理槽91と同様に、被処理基板5に対してシール部分を介して密着され、槽下部に設けられた液導入口30より洗浄液として純水や洗浄溶液等が槽内へ導入される。この洗浄液が処理槽内に充填されて薄膜形成部5a,5b表面に接触することにより銅めっき処理時に付着しためっき液が
除去される。洗浄液は処理槽側壁の排出部より槽外へ排出され、洗浄液の廃液タンク(図示せず)へと流しだされる。このとき、めっき処理槽91は、薄膜形成部5c,5dにおいて先程と同様にめっき処理を行っている。
Similar to the
続いて、めっき処理槽91は次の薄膜形成部である5e,5fの領域へと移動する。これに伴い、洗浄処理槽92は、先程めっき処理が行われた薄膜形成部5c,5dへと移動し、同様に洗浄処理を行う。めっき処理後の洗浄が完了した薄膜形成部5a,5bに対しては、次にめっき処理後の後工程を行うための後工程処理槽93による処理が行われる。
Subsequently, the
本実施形態5においては、銅めっき後の後処理工程として、酸化しやすい銅薄膜表面の保護および外部への銅の拡散を抑制する目的で、コバルトCo、タングステンW、硼素Bからなるバリア膜(CoWB膜)を無電解めっき法により形成し、銅薄膜を完全被覆した。CoWB膜を形成するための無電解メッキ溶液としては、塩化コバルト(CoCl2)溶液、クエン酸(H3C6H5O7・H2O)溶液、タングステン酸(H2WO4・2H2O)溶液およびジメチルアミンボロン(DMAB:(CH3)2NH・BH3)を主成分として、pH9.5、液温度75℃として、めっき処理槽93を用いて無電解めっき処理を行い、膜厚50nmのCoWB膜を形成した。さらに、第4の処理槽94(図10では図示省略)を用いて薄膜形成部5a,5bを水洗し、乾燥した。
In the fifth embodiment, as a post-treatment step after copper plating, a barrier film made of cobalt Co, tungsten W, and boron B is used for the purpose of protecting the surface of the copper thin film that is easily oxidized and suppressing the diffusion of copper to the outside ( CoWB film) was formed by an electroless plating method to completely cover the copper thin film. Electroless plating solutions for forming a CoWB film include cobalt chloride (CoCl 2 ) solution, citric acid (H 3 C 6 H 5 O 7 · H 2 O) solution, tungstic acid (H 2 WO 4 · 2H 2). O) Solution and dimethylamine boron (DMAB: (CH 3 ) 2 NH · BH 3 ) as main components, pH 9.5, liquid temperature 75 ° C., electroless plating treatment using
このようにして順次、分割処理領域5c,5d,5e,5fの各薄膜形成部に対しても同様に洗浄、後処理工程を行うことにより、複数の工程を連続して行うことが可能となる。これ以外にも処理槽の数をさらに増やすことによって複数の処理工程を組み合わせることが可能となる。
In this way, by sequentially performing the cleaning and post-processing steps on the thin film forming portions of the divided
(第6の実施形態)
次に、図11を参照して第6の実施形態について説明する。
本実施形態では単一の処理槽を用いて複数の処理を行う場合について説明する。
(Sixth embodiment)
Next, a sixth embodiment will be described with reference to FIG.
This embodiment demonstrates the case where a some process is performed using a single processing tank.
図11に示すように、処理槽1に連通する薬液供給部として3系統のタンク111,112,113が設けられている。第1の薬液タンク111にはめっき処理薬液が、第2の薬液タンク112には洗浄用薬液が、第3の薬液タンク113には後処理用薬液がそれぞれ収容されている。本装置においては、薬液供給用ポンプ115の導入部前に設けられた切替バルブ116a,116b,116cによって、それぞれ薬液の供給が切り替えられる構造となっている。処理槽1に供給された各薬液は処理槽側壁に設けられた液排出部117より処理槽1の外部に排出されるが、排出経路に設けられた切替バルブ118a,118b,118cによってそれぞれ所定の経路に切り替えられる。
As shown in FIG. 11, three
次に、上記第5実施形態で行われた各工程と同じ操作を本実施形態の装置により行う場合について説明する。 Next, the case where the same operation as each process performed in the said 5th Embodiment is performed with the apparatus of this embodiment is demonstrated.
まず、処理槽1が被処理基板上の所定の位置に配置された後、バルブ116aを開け、めっき処理薬液タンク111から液供給管121を介してめっき処理薬液が切替バルブ116aを介して薬液供給用ポンプ115へ供給される。処理槽111へ供給された薬液は被処理基板5に対してめっき処理を行いながら、排出部117を通じて処理槽1外へ排出される。切替バルブ118aを開けると、排出部117から排出されためっき処理薬液は戻り管120を介して再度めっき処理薬液タンク111へ戻り、再度めっき処理の為に循環して使用される。
First, after the
めっき処理が完了後、切替バルブ116aは閉鎖され薬液供給ポンプへのめっき処理薬液の供給が停止される。
After the plating process is completed, the switching
続いて、切替バルブ116bを開け、洗浄用の純水を薬液ポンプ115に供給する。これと同時に液排出部側の切替バルブ118bを開け、処理槽111からの排出液は外部の廃液タンク(図示せず)へ排出される。これによって、めっき処理後の被処理基板表面が洗浄されると共に、処理槽111内も同時に洗浄される。
Subsequently, the switching valve 116 b is opened, and pure water for cleaning is supplied to the
洗浄処理が終了後、切替バルブ116bが閉じることにより処理槽111への洗浄水供給が停止される。処理槽111内の洗浄水を排出後、切替バルブ116cを開け、後処理用薬液を処理槽111内に供給する。これと同時に液排出側の切替バルブ118cを開けることにより、後処理用薬液が循環し後処理工程が行われる。
After the cleaning process is finished, the supply of cleaning water to the
この後、再度、バルブを切り替えて被処理基板および処理槽を洗浄するようにしてもよい。以上のようにして、本実施形態のめっき処理装置を用いて一連のめっき処理工程を行うことが可能となる。 Thereafter, the substrate to be processed and the processing tank may be cleaned again by switching the valve. As described above, a series of plating processes can be performed using the plating apparatus of this embodiment.
(第7の実施形態)
次に、図12を参照して第7の実施形態について説明する。
本実施形態の装置は、処理槽1へ導入されるめっき処理薬液は、第1の処理液タンク132および第2の処理液タンク133の2つの薬液タンクに分割して保存されている。
(Seventh embodiment)
Next, a seventh embodiment will be described with reference to FIG.
In the apparatus of this embodiment, the plating treatment chemical solution introduced into the
第1タンク132からポンプ140までの配管134にはバルブ135およびマスフローコントローラ136(MFC)が設けられている。また、第2タンク133からポンプ140までの配管137にもバルブ138およびマスフローコントローラ139(MFC)が設けられている。MFC136,139の動作は制御器40によって制御されるようになっている。
The piping 134 from the
2種類のめっき処理薬液は、処理槽1による被処理基板5への薄膜形成処理の直前にタンク132,133からMFC136,139をそれぞれ経由して所定の流量で薬液供給ポンプ140へ導入されることによって混合され、処理槽1内へ送り込まれる。これにより、例えば混合された状態では薬液の反応が進行してしまうことにより、処理薬液としての寿命が短いような場合であっても、それぞれが安定な複数の薬液として分割して貯蔵し、処理の直前に混合することによって、液寿命を問題とせずに薄膜形成処理が行えることとなる。
The two types of plating treatment chemicals are introduced from the
なお、2液の混合状態を良好にするために、常圧よりも少し高い圧力で処理槽1に液を供給することが望ましい。また、処理槽直前の供給流路124内に通過する液を攪拌するスタティックミキサーを設けるようにしてもよい。
In order to improve the mixing state of the two liquids, it is desirable to supply the liquid to the
本実施形態によれば、複数種の薬液をめっき処理の直前に混合するので、各薬液の劣化が防止され、常に新鮮な薬液を処理スペース内に供給することができる。とくに他の薬液と混合することにより、短時間で劣化する成分の薬液や化学反応により発熱するような成分の薬液に対して本実施形態の装置は好適である。 According to this embodiment, since a plurality of types of chemical solutions are mixed immediately before the plating process, deterioration of each chemical solution is prevented, and a fresh chemical solution can always be supplied into the processing space. In particular, the apparatus of this embodiment is suitable for a chemical solution that deteriorates in a short time by mixing with another chemical solution or a chemical solution that generates heat due to a chemical reaction.
(第8の実施形態)
次に、図13を参照して第8の実施形態について説明する。
本実施形態では、図13に示すように処理槽1と被処理基板5とを上下逆向きに配置している。すなわち、被処理基板5を支持台150の上に設置し、複数の処理槽1をバキュームチャック50で保持するようにしている。支持台150は平坦度が高く、かつ剛性が大きく容易に変形せず、かつ被処理基板5を傷つけないものとする。支持台150は前述のバキュームチャック50と同様に被処理基板5を吸着して保持しても良い。支持台150は図示しない駆動機構によりX軸、Y軸、Z軸の各方向に移動可能で、かつZ軸まわりにもθ回転可能に支持されている。処理槽1を保持するバキュームチャック50も図示しない他の駆動機構によりX軸、Y軸、Z軸の各方向に移動可能に支持されている。なお、処理槽1はバキュームチャック50以外の他の保持手段で保持するようにしてもよい。他の保持手段で処理槽1を保持する場合は、保守点検を容易化するために、処理槽1を保持手段に対して着脱できるように取り付けることが望ましい。
(Eighth embodiment)
Next, an eighth embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment, as shown in FIG. 13, the
各処理槽1の液導入口30には、図示しない銅めっき処理液供給源、洗浄液供給源、ドライガス供給源がフレキシブルチューブおよび切替弁を介してそれぞれ連通している。各処理槽1の適所には排水および排気用のドレイン通路(図示せず)が開口している。ドレイン通路は図示しない吸引ポンプの吸込み口に連通している。
A copper plating treatment liquid supply source, a cleaning liquid supply source, and a dry gas supply source (not shown) communicate with the
本実施形態の装置により被処理基板に銅めっきする場合について説明する。
先ず被処理基板5を支持台150上に載置する。処理槽1は予めバキュームチャック50に吸着保持されている。図示しない位置センサにより被処理基板5上のアライメントマークを検出し、検出位置に基づいてバキュームチャック50および支持台150のうちの少なくとも一方を移動させて両者の平面位置合せをする。
A case where copper is plated on the substrate to be processed by the apparatus of this embodiment will be described.
First, the
次いで、処理槽1の開口部を被処理基板5の上面に密着させ、薬液を各処理スペース内に供給し、各分割処理領域9に銅薄膜23a,23bを形成する。
Next, the opening of the
本実施形態によれば、被処理基板5の平坦性が向上するので、さらに均一な銅めっき処理をすることができる。
According to this embodiment, since the flatness of the
(第9の実施形態)
次に、図14を参照して第9の実施形態について説明する。
本実施形態では、図14に示すように支持台150を傾動できるようにしている。すなわち、傾動ロッド152は、下端が図示しないシリンダに可動に支持され、上端が軸151を介して支持台150の一端側に連結されている。支持台150の傾動動作の安定性を高めるために、2本の傾動ロッド152を左右対称に支持台150に取り付けることが望ましい。シリンダから傾動ロッド152を所定ストロークだけ突出させると、支持台150は水平面に対して所定の角度θに傾動される。
(Ninth embodiment)
Next, a ninth embodiment will be described with reference to FIG.
In the present embodiment, the
本実施形態によれば、傾動角度θに応じて処理スペース内での薬液の流動状態を変えることができる。また、基板5および処理槽1を傾斜させた姿勢で処理を行うことにより、処理装置の投影床面積が減少することになり、装置の設置に必要な床面積が縮小できるメリットもある。
According to this embodiment, the flow state of the chemical solution in the processing space can be changed according to the tilt angle θ. Further, by performing the processing with the
(第10の実施形態)
次に、図15を参照して第10の実施形態について説明する。
本実施形態では上記実施形態の装置を用いて作製した薄膜トランジスタをアクティブマトリクス型液晶表示装置に用いた場合について説明する。表示装置160は薄膜トランジスタからなる回路部を備えた絶縁基板161及び対向電極(図示せず)を備えた絶縁基板162からなる一対の絶縁基板と両者の間に保持された電気光学物質163とを備えたパネル構造を有する。電気光学物質163としては液晶材料が広く用いられている。またこれ以外にも、絶縁性基板162を用いずに、有機EL(Electro Luminescence)ディスプレイに用いられる発光材料を絶縁基板161上の画素電極171上に形成した1枚の基板からなる表示装置としても良い。下側の絶縁基板161には画素アレイ部164と駆動回路部とが集積形成されている。駆動回路部は垂直駆動回路165と水平駆動回路166とに分かれている。
(Tenth embodiment)
Next, a tenth embodiment will be described with reference to FIG.
In this embodiment mode, a case where a thin film transistor manufactured using the device of the above embodiment mode is used for an active matrix liquid crystal display device will be described. The
また、絶縁基板161の周辺部上端には外部接続用の端子部167が形成されている。端子部167は配線168を介して垂直駆動回路165及び水平駆動回路166に接続している。画素アレイ部164には行状のゲート配線169と列状の信号配線170が形成されている。両配線の交差部には画素電極171とこれを駆動する薄膜トランジスタ172が形成されている。薄膜トランジスタ172のゲート電極は対応するゲート配線169に接続され、ドレイン領域は対応する画素電極171に接続され、ソース領域は対応する信号配線170に接続している。ゲート配線169は垂直駆動回路165に接続する一方、信号配線170は水平駆動回路166に接続している。
Further, a
画素電極171をスイッチング駆動する薄膜トランジスタ172及び垂直駆動回路165と水平駆動回路166に含まれる薄膜トランジスタは、本発明に従って作製されたものであり、従来に比較して信号配線の抵抗が低くなっていることから、大画面化された表示装置においても配線抵抗による信号の遅延等が無く、また、駆動回路等の高速動作も可能となる。従って、駆動回路ばかりでなく更に高性能な処理回路を集積形成することも可能である。
The thin film transistor 172 that switches the
なお、本発明は、上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。 Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment as it is, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. Further, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of constituent elements disclosed in the embodiment. For example, some components may be deleted from all the components shown in the embodiment. Furthermore, you may combine suitably the component covering different embodiment.
本発明は、液晶表示装置に代表される大型のフラットパネル表示装置の分野において、大画面化による配線長の増加や高精細化による微細化、多機能化による周辺回路、付加機能のモノリシック化等に対応する銅配線の形成に利用される。 The present invention, in the field of large flat panel display devices typified by liquid crystal display devices, increases the wiring length due to the increase in screen size, miniaturization due to higher definition, peripheral circuits due to multifunctional functions, monolithic addition functions, etc. Is used to form copper wiring corresponding to
1,1a,1b,1c…めっき処理槽、
2…薬液タンク、3…ポンプ、4…電源、
5…基板、
5a〜5f…分割処理領域(薄膜形成部)、
6…対向電極、7…シール部材、8…給電電極、
9,9a,9b,9c…分割処理領域(薄膜形成部)、
10…画素領域、
11…引出領域、
12…回路領域、
14…画素電極、
15…配線、
16…駆動回路、
17…薄膜トランジスタ(TFT)、
17a…ソース領域、17b…ドレイン領域、17c…チャネル領域、
17d…ゲート絶縁膜(SiO2膜)、17e…ゲート電極、
18…層間絶縁膜(SiO2膜)、19,20…コンタクトホール、
21…バリア導電膜(TiN,TaN,WN)、
22…レジスト膜、
23a…ソース電極(銅電極)、23b…ドレイン電極(銅電極)、
30…液導入口、
40…制御器、41…スイッチ、43…電源、44…ヒータ、
50…バキュームチャック(保持手段)、
51…溝、52…吸引口、53…連通路、54…排気管、
88…XYZθテーブル、
91,92,93,94…処理槽、
111,112,113,132,133…タンク(液供給源)、
115,134…ポンプ、
116a〜116c,118a〜118c…切替バルブ、
117…液排出口、
119…ドレイン管(戻り管)、
120…戻り管、
121〜124…液供給管、
150…支持台、152…傾動ロッド
153…のり代
1, 1a, 1b, 1c ... plating tank,
2 ... Chemical tank, 3 ... Pump, 4 ... Power supply,
5 ... substrate,
5a to 5f: division processing region (thin film forming portion),
6 ... Counter electrode, 7 ... Seal member, 8 ... Feed electrode,
9, 9a, 9b, 9c ... division processing region (thin film forming portion),
10: Pixel region,
11 ... drawer area,
12 ... Circuit area,
14: Pixel electrode,
15 ... wiring,
16 ... Drive circuit,
17 Thin film transistor (TFT),
17a ... source region, 17b ... drain region, 17c ... channel region,
17d: gate insulating film (SiO 2 film), 17e: gate electrode,
18 ... interlayer insulating film (SiO 2 film), 19, 20 ... contact holes,
21 ... Barrier conductive film (TiN, TaN, WN),
22 ... resist film,
23a ... Source electrode (copper electrode), 23b ... Drain electrode (copper electrode),
30: Liquid inlet,
40 ... Controller, 41 ... Switch, 43 ... Power supply, 44 ... Heater,
50 ... Vacuum chuck (holding means),
51 ... Groove, 52 ... Suction port, 53 ... Communication passage, 54 ... Exhaust pipe,
88 ... XYZθ table,
91, 92, 93, 94 ... treatment tanks,
111, 112, 113, 132, 133 ... tank (liquid supply source),
115,134 ... pump,
116a-116c, 118a-118c ... switching valve,
117 ... Liquid discharge port,
119 ... Drain pipe (return pipe),
120 ... return pipe,
121-124 ... liquid supply pipes,
150 ... support base, 152 ... tilting
Claims (19)
前記分割領域のうち少なくとも一つの前記分割領域を処理する大きさの開口部を有し、めっき処理用の薬液を保持するための処理槽を少なくとも一つ具備することを特徴とする薄膜処理装置。 A thin film processing apparatus for forming a metal film by a plating method on a substrate to be processed having a divided region consisting of a surface to be processed divided into a plurality of regions to be processed,
A thin film processing apparatus, comprising: an opening having a size for processing at least one of the divided areas, and having at least one processing tank for holding a chemical for plating.
前記分割領域のうち少なくとも一つの前記分割領域を処理する大きさの開口部を有し、めっき処理用の薬液を保持するための処理槽と
前記処理槽に前記めっき用の薬液を供給するための薬液供給部と、
予め定められた前記分割処理領域と前記開口部とを相対的に移動させて位置合せする位置合わせ機構と、
を具備することを特徴とする薄膜処理装置。 A thin film processing apparatus for forming a metal film by a plating method on a substrate to be processed having a divided region consisting of a surface to be processed divided into a plurality of regions to be processed,
An opening having a size for processing at least one of the divided regions, a treatment tank for holding a chemical for plating, and a chemical for supplying the chemical to the treatment tank A chemical supply section;
An alignment mechanism for aligning by moving the predetermined division processing region and the opening relative to each other;
A thin film processing apparatus comprising:
前記分割処理領域は、その上に設けられるべき金属薄膜からの拡散による汚染を防止するバリア導電膜で覆われており、
前記処理槽の開口部は、少なくとも前記画素領域に対応して設けられていることを特徴とする請求項1乃至11のいずれか1項に記載の薄膜処理装置。 The substrate to be processed includes a pixel region in which a pixel thin film transistor circuit for liquid crystal display is formed, a circuit region in which a driving thin film transistor circuit for driving the pixel thin film transistor is formed, and a pixel thin film transistor circuit in the pixel region And a lead area in which a wiring for connecting the wiring drawn out from the driving thin film transistor circuit in the circuit area is formed,
The division processing region is covered with a barrier conductive film that prevents contamination due to diffusion from the metal thin film to be provided thereon,
The thin film processing apparatus according to claim 1, wherein an opening of the processing tank is provided corresponding to at least the pixel region.
少なくとも前記分割処理領域の1つを覆う面積の開口部分を有する処理槽を前記被処理基板内の少なくとも1つの分割処理領域に対して処理槽の開口部が対向する様に相対的に移動させて位置合わせし、前記処理槽と前記被処理基板とを密着させ、両者間に所定の処理スペースを形成する工程と、
前記分割処理領域に対して電流を供給するための電極を接続する工程と、
前記処理スペース内に薬液を供給し、前記分割処理領域と薬液とを接触させる工程と、
前記処理スペース内の薬液中に前記分割処理領域に対向するように設けられた対向電極と前記分割処理領域とに対して電流を供給し、前記分割処理領域に金属薄膜を形成する工程と、
を具備することを特徴とする薄膜形成方法。 A thin film forming method for forming a metal thin film on a substrate to be processed having a plurality of divided processing regions divided into a plurality of regions in units of processing regions,
A processing bath having an opening portion covering at least one of the divided processing regions is moved relative to at least one divided processing region in the substrate so that the opening of the processing bath faces the processing bath. Aligning, bringing the processing tank and the substrate to be processed into close contact with each other, and forming a predetermined processing space between them;
Connecting an electrode for supplying a current to the divided processing region;
Supplying a chemical solution into the processing space, and bringing the divided processing region and the chemical solution into contact with each other;
Supplying a current to the counter electrode provided so as to face the divided processing region and the divided processing region in the chemical solution in the processing space, and forming a metal thin film in the divided processing region;
A thin film forming method comprising:
少なくとも前記分割処理領域の1つが覆う面積の開口部分を有する処理槽を前記被処理基板内の少なくとも1つの分割処理領域に対して処理槽の開口部が対向する様にで相対的に移動させて位置合わせし、前記処理槽と被処理基板とを密着させ、両者間に所定の処理スペースを形成する工程と、
前記処理スペース内に薬液を供給し、前記分割処理領域と薬液とを接触させて、前記分割処理領域に金属薄膜を形成する工程と、
を具備することを特徴とする薄膜形成方法。 A thin film forming method for forming a metal thin film on a substrate to be processed having a plurality of divided processing regions divided into a plurality of regions in units of processing regions,
A processing bath having an opening portion having an area covered by at least one of the divided processing regions is moved relative to at least one divided processing region in the substrate so that the opening of the processing bath faces the processing bath. Aligning the process tank and the substrate to be processed, and forming a predetermined processing space between them;
Supplying a chemical solution into the processing space, bringing the divided processing region and the chemical solution into contact with each other, and forming a metal thin film in the divided processing region;
A thin film forming method comprising:
絶縁性の基板と、
前記基板上に形成されたチャネル領域と、
前記チャネル領域を挟むように設けられ、所定の不純物がドープされたソース領域およびドレイン領域と、
前記チャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆う層間絶縁膜と、
請求項13または請求項14のいずれかの方法を用いて形成され、前記層間絶縁膜の側から前記ソース領域に導通するソース電極と、
請求項13または請求項14のいずれかの方法を用いて形成され、前記層間絶縁膜の側から前記ドレイン領域に導通するドレイン電極と、
を具備することを特徴とする薄膜トランジスタ。 A pixel of a display device and a thin film transistor for driving the pixel,
An insulating substrate;
A channel region formed on the substrate;
A source region and a drain region which are provided so as to sandwich the channel region and are doped with a predetermined impurity;
A gate insulating film formed on the channel region;
A gate electrode formed on the gate insulating film;
An interlayer insulating film covering the gate electrode;
A source electrode formed by using the method according to claim 13 or 14, and conducting from the side of the interlayer insulating film to the source region;
A drain electrode formed by using the method according to claim 13 or 14, and conducting from the side of the interlayer insulating film to the drain region;
A thin film transistor comprising:
所定の間隙を介して互いに接合した一対の基板と、該間隙に保持された電気光学物質とを有し、一方の基板には対向電極を形成し、他方の基板には画素及びこれを駆動する薄膜トランジスタで形成される表示装置であって、
前記薄膜トランジスタは、
絶縁性の基板と、
この基板上に設けられた半導体層と、
この半導体層に設けられたチャネル領域と、
このチャネル領域を挟むように前記半導体層に設けられ、所定の不純物がドープされたソース領域およびドレイン領域と、
前記チャネル領域の上に形成されたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の上に形成されたゲート電極と、
前記ゲート電極を覆う層間絶縁膜と、
請求項13または請求項14のいずれかの方法を用いて形成され、前記層間絶縁膜の側から前記ソース領域に導通するソース電極と、
請求項13または請求項14のいずれかの方法を用いて形成され、前記層間絶縁膜の側から前記ドレイン領域に導通するドレイン電極と、
を具備することを特徴とする表示装置。 It has a pair of substrates bonded to each other through a predetermined gap and an electro-optic material held in the gap. One substrate is formed with a counter electrode, and the other substrate is driven with a pixel electrode. A display device formed of a semiconductor element,
A pair of substrates bonded to each other through a predetermined gap and an electro-optic material held in the gap, a counter electrode is formed on one substrate, and a pixel and this are driven on the other substrate A display device formed of a thin film transistor,
The thin film transistor
An insulating substrate;
A semiconductor layer provided on the substrate;
A channel region provided in the semiconductor layer;
A source region and a drain region which are provided in the semiconductor layer so as to sandwich the channel region and are doped with a predetermined impurity;
A gate insulating film formed on the channel region;
A gate electrode formed on the gate insulating film;
An interlayer insulating film covering the gate electrode;
A source electrode formed by using the method according to claim 13 or 14, and conducting from the side of the interlayer insulating film to the source region;
A drain electrode formed by using the method according to claim 13 or 14, and conducting from the side of the interlayer insulating film to the drain region;
A display device comprising:
該半導体素子は薄膜トランジスタで形成される表示装置であって、
前記薄膜トランジスタは、
絶縁性の基板と、
この基板上に設けられた半導体層と、
この半導体層に設けられたチャネル領域と、
前記チャネル領域を挟むように前記半導体層に設けられ、所定の不純物がドープされたソース領域およびドレイン領域と、
前記チャネル領域の上に設けられたゲート絶縁膜と、
前記ゲート絶縁膜の上に設けられたゲート電極と、
このゲート電極を覆う層間絶縁膜と、
請求項13または請求項14のいずれかの方法を用いて設けられ、前記層間絶縁膜の側から前記ソース領域に導通するソース電極と、
請求項13または請求項14のいずれかの方法を用いて設けられ、前記層間絶縁膜の側から前記ドレイン領域に導通するドレイン電極と、
を具備することを特徴とする表示装置。 A display device comprising a pixel electrode on a substrate and a semiconductor element connected thereto, and an electro-optic material provided on the pixel electrode,
The semiconductor element is a display device formed of a thin film transistor,
The thin film transistor
An insulating substrate;
A semiconductor layer provided on the substrate;
A channel region provided in the semiconductor layer;
A source region and a drain region which are provided in the semiconductor layer so as to sandwich the channel region and are doped with a predetermined impurity;
A gate insulating film provided on the channel region;
A gate electrode provided on the gate insulating film;
An interlayer insulating film covering the gate electrode;
A source electrode that is provided using the method of claim 13 or 14 and that conducts from the side of the interlayer insulating film to the source region;
A drain electrode provided by using the method of claim 13 or 14, and conducting from the side of the interlayer insulating film to the drain region;
A display device comprising:
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