JP2008177498A - コンタクトホールの形成方法、配線基板の製造方法、半導体装置の製造方法および電気光学装置の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】針などを用いた物理的なコンタクトホールの形成において導通不良の生じ難いコンタクトホールの形成方法（半導体装置の製造方法）を提供する。
【解決手段】基板１０上に電極又は配線としてパターン化された導電性膜１２ｃを形成する工程と、基板１０及び導電性膜１２ｃ上に有機絶縁膜１４を形成する工程と、導電性膜１２ｃ上に有機絶縁膜１４を通過して、内部に空洞を有する中空針１００を当接させる工程と、空洞内を減圧状態とすることにより、空洞内の有機絶縁膜１４を吸引する工程とによりコンタクトホールを形成する。かかる方法によれば、空洞内の有機絶縁膜１４が吸引され、コンタクトホール底部の絶縁膜残渣を低減することができる。よって、導通不良を低減できる。
【選択図】図２
【解決手段】基板１０上に電極又は配線としてパターン化された導電性膜１２ｃを形成する工程と、基板１０及び導電性膜１２ｃ上に有機絶縁膜１４を形成する工程と、導電性膜１２ｃ上に有機絶縁膜１４を通過して、内部に空洞を有する中空針１００を当接させる工程と、空洞内を減圧状態とすることにより、空洞内の有機絶縁膜１４を吸引する工程とによりコンタクトホールを形成する。かかる方法によれば、空洞内の有機絶縁膜１４が吸引され、コンタクトホール底部の絶縁膜残渣を低減することができる。よって、導通不良を低減できる。
【選択図】図２
Description
本発明は、回路基板、半導体装置、液晶装置、有機ＥＬ装置、電気泳動装置等を含む電気光学装置の製造方法に関し、特に、絶縁層の開口技術（コンタクトホールの形成方法）に関する。
有機半導体材料、有機絶縁材料、有機導電材料等を用いた有機トランジスタを使用する半導体装置の開発が進められている。このような有機材料を用いたトランジスタ（以下、「有機トランジスタ」という）は、例えば、プラスチック基板の上に有機物を蒸着または塗布して形成する。プラスチック基板や有機材料は、柔軟性に富んでいるため有機トランジスタを使うことにより軽く、薄く、曲げられる電子デバイスが作製できる等のメリットを有する。
この有機トランジスタは、有機半導体材料、有機絶縁材料もしくは有機導電材料の堆積（塗布）、パターニングを繰り返すことにより形成される。
しかしながら、例えば、有機絶縁材料にコンタクトホールを形成する際、フォトリソグラフィ法やエッチング法を用いると、エッチングマスクに用いるフォトレジストが有機材料（ポリマー）であるため、マスク除去工程において下地の有機絶縁材料からフォトレジストを剥離させ難いという問題がある。また、露光工程においてその下層に位置する有機半導体材料が光反応を起こし、劣化する等の問題が生じ得る。
そこで、フォトリソグラフィ法やエッチング法を用いないコンタクトホールの形成方法として、下記特許文献１又は２に記載の方法がある。下記特許文献１には、加熱したポンチを用いた積層体の穴開け加工方法が開示されている。また、下記特許文献２には、層間膜に針で機械的に孔を開けつつ、針に含有させた溶剤によって層間膜３２を化学的に溶解することでコンタクトホールを形成する方法が開示されている。
特開２００２−２６３６２号公報
特開２００６−４１１８０号公報
しかしながら、特許文献１および２に記載の方法を用いてもコンタクト部のポリマーの除去が困難である。また、ポリマーの除去を確認する術がないため、コンタクト部の良好な導通が図れなくなる恐れがある。さらに、プラスチック基板を用いる場合には、使用できる薬液（エッチング液など）に制限があり、また、剛性が低いため大きな力が加わる加工がし難いといった問題がある。
そこで、本発明は、針などを用いた物理的なコンタクトホールの形成において導通不良の生じ難いコンタクトホールの形成方法（半導体装置の製造方法）を提供することを目的とする。また、上記方法を用いることで、半導体装置の特性の向上を図ることを目的とする。
（１）本発明に係るコンタクトホールの形成方法は、基板上に電極又は配線としてパターン化された第１導電性膜を形成する工程と、前記基板及び前記第１導電性膜上に絶縁膜を形成する工程と、前記第１導電性膜上に前記絶縁膜を通過して、内部に空洞を有する中空針を当接させる工程と、前記空洞内を減圧状態とすることにより、前記空洞内の前記絶縁膜を剥離する工程と、剥離された前記空洞内の絶縁膜を除去することにより前記第１導電性膜上に開口部を形成する工程と、を有する。
かかる方法によれば、空洞内の絶縁膜が吸引され、開口部底部の絶縁膜残渣を低減することができる。よって、導通不良を低減できる。また、当該コンタクトホールを有する装置の特性の向上を図ることができる。
好ましくは、前記中空針を当接させた状態で、前記空洞を介して前記空洞内の前記絶縁膜に光照射する。かかる方法によれば、空洞内の絶縁膜を光により変質（例えば、分解）することができ、開口部底部の絶縁膜残渣をさらに低減することができる。
好ましくは、前記中空針を当接させた状態で、前記空洞を介して前記空洞内の前記絶縁膜に光照射し前記絶縁膜を変質させ、さらに、前記空洞を通じて前記変質した絶縁膜を溶解する液体を前記空洞内に注入する。かかる方法によれば、空洞内の絶縁膜を変質させ、さらに、溶融することができ、開口部底部の絶縁膜残渣をさらに低減することができる。
好ましくは、前記中空針を当接させた状態で、前記中空針を加熱する。かかる方法によれば、空洞内の絶縁膜（少なくとも中空針の内壁と接する絶縁膜部）を熱溶解させることができ、開口部底部の絶縁膜残渣をさらに低減することができる。
好ましくは、前記開口部を形成した後、前記開口部の底面に前記空洞を通じて導電性部材を当接させ、前記第１導電性膜と前記導電性部材との導通状態を検査する工程を有する。かかる方法によれば、導通不良をさらに低減することができる。
好ましくは、前記開口部を形成した後、前記中空針の内部を、前記絶縁膜を溶解する液体で洗浄する。かかる方法によれば、中空針の内壁に付着した絶縁膜残渣（溶解、変質したものを含む）を除去することができる。
例えば、前記絶縁膜は、有機材料よりなる。このように、有機材料よりなる絶縁膜に対し、フォトリソグラフィ工程を用いずにコンタクトホールを形成することができる。
（２）本発明に係る配線基板の製造方法は、上記コンタクトホールの形成方法を有し、さらに、前記開口部内を含む前記絶縁膜上に第２導電性膜を形成する工程を有する。
かかる方法によれば、第１導電性膜と第２導電性膜との接続不良を低減することができる。よって、配線基板の特性を向上させることができる。
（３）本発明に係る半導体装置の製造方法は、上記コンタクトホールの形成方法を有し、さらに、前記絶縁膜より下層の位置に、有機半導体膜を形成する工程を有する。
かかる方法によれば、コンタクトホール部の導通不良を低減できる。また、フォトリソグラフィ工程を用いずにコンタクトホールを形成することができ、露光による有機半導体膜の劣化を防止することができる。
本発明にかかる半導体装置の製造方法は、上記コンタクトホールの形成方法を有し、さらに、前記絶縁膜より下層の位置に、有機半導体膜を構成要素とするトランジスタを形成する工程を有する。
かかる方法によれば、コンタクトホール部の導通不良を低減できる。また、フォトリソグラフィ工程を用いずにコンタクトホールを形成することができ、露光によるトランジスタの特性劣化を防止することができる。
（４）本発明に係る電気光学装置の製造方法は、上記半導体装置の製造方法を有する。かかる方法によれば、電気光学装置の特性を向上させることができる。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の機能を有するものには同一もしくは関連の符号を付し、その繰り返しの説明を省略する。
（実施の形態１）
図１〜図３は、本実施の形態の半導体装置の製造方法（コンタクトホールの形成方法）を示す工程断面図である。
（実施の形態１）
図１〜図３は、本実施の形態の半導体装置の製造方法（コンタクトホールの形成方法）を示す工程断面図である。
図１（Ａ）に示すように、絶縁性の基板１０としてプラスチック基板を準備し、その上部に導電性膜１２ａ〜１２ｄを形成する。この導電性膜１２ａ〜１２ｄは、例えば、基板１０上にＡｌ（アルミニウム）等の金属膜をスパッタリング法で堆積し、パターニングすることにより形成する。即ち、Ａｌ膜上にフォトレジスト膜を形成し、露光・現像することによりパターン形成領域以外を開口する。次いで、残存するフォトレジスト膜をマスクに、Ａｌ膜をエッチングすることにより導電性膜１２ａ〜１２ｄを形成する。次いで、導電性膜１２ａ〜１２ｄ上のフォトレジスト膜を除去する。Ａｌの他、Ａｕ（金）などを用いてもよい。また、スパッタリング法の他、印刷法やマスク蒸着法を用いてもよい。
導電性膜１２ａ、１２ｂは、有機トランジスタのソース、ドレイン電極となる。また、導電性膜１２ｃ、１２ｄは、有機トランジスタのゲート電極と接続される配線又はパッドとなる。
次いで、図１（Ｂ）に示すように、導電性膜１２ａと１２ｂとの間上に、有機半導体膜１３を形成する。この有機半導体膜１３は、例えば、有機半導体材料溶液を液滴吐出法（インクジェット法）により、導電性膜１２ａと１２ｂとの間に滴下し、固化することにより形成する。
有機半導体材料としては、例えば、ナフタレン、アントラセン、テトラセン、ペンタセン、ヘキサセン、フタロシアニン、ペリレン、ヒドラゾン、トリフェニルメタン、ジフェニルメタン、スチルベン、アリールビニル、ピラゾリン、トリフェニルアミン、トリアリールアミン、オリゴチオフェン、フタロシアニンまたはこれらの誘導体のような低分子の有機半導体材料や、ポリ−Ｎ−ビニルカルバゾール、ポリビニルピレン、ポリビニルアントラセン、ポリチオフェン、ポリヘキシルチオフェン、ポリ（ｐ−フェニレンビニレン）、ポリチニレンビニレン、ポリアリールアミン、ピレンホルムアルデヒド樹脂、エチルカルバゾールホルムアルデヒド樹脂、フルオレン−ビチオフェン共重合体、フルオレン−アリールアミン共重合体またはこれらの誘導体のような高分子の有機半導体材料が挙げられ、これらのうちの１種または２種以上を組み合わせて用いることができるが、特に、高分子の有機半導体材料を用いるのが好ましい。
このように、液滴吐出法などにより所定の位置に溶液を吐出し、有機半導体膜１３を形成することにより、パターニング工程を省略することができる。また、露光による有機半導体膜１３の変質を防止することができる。また、フォトレジスト膜を用いないため、フォトレジスト膜と有機半導体材料の密着によるフォトレジスト残渣を低減できる。
次いで、基板１０上に絶縁膜（ポリマー）として、例えば有機絶縁膜１４を形成する。この有機絶縁膜１４は、例えば、有機絶縁膜材料溶液をスピンコート法などにより塗布し、固化することにより形成する。有機絶縁材料としては、例えば、ポリビニルフェノール又は、フェノール樹脂（別名ノボラック樹脂）を使用することができる。その他にもポリメチルメタアクリレートを始めとするアクリル系樹脂、ＰＣ、ポリスチレン、ポレオレフィン、ポリイミド、フッ素系樹脂等を使うことができる。
ここで、溶液の塗布によって有機絶縁膜１４を形成する場合、溶媒が、下層の半導体層１３や基板１０を膨潤させたり、溶解させたりしないことが必要である。特に、有機半導体膜１３として、芳香環を含む共役性分子、又は、共役性高分子を用いた場合には、芳香系炭化水素に溶けやすい。従って、この場合材料溶液の溶媒としては、芳香系炭化水素以外の炭化水素、或いは、ケトン系、エーテル系、エステル系の有機溶媒を使うことが望ましい。また、有機絶縁膜１４は、後述するゲート電極１８の液体材料に対して非溶解性の特性を有していることが好ましい。
次いで、図１（Ｃ）に示すように、導電性膜１２ｃおよび１２ｄ上にコンタクトホールＣ１ｃ、Ｃ１ｄを形成する。このコンタクトホールを中空針（中抜き針）１００を用いて形成するのであるが、その形成方法を図２を参照しながら詳細に説明する。
図２（Ａ）に示すように、導電性膜１２ｃ上に中空針１００を位置あわせする。この中空針１００は、筒状部材であり、内部に略円中形の空洞を有し、先端ほどその径が小さくなるよう構成されている。この中空針１００の材質としては、例えば、鉄（Ｆｅ）、ステンレス、チタンなどの金属、または合金や、セラミックス、硬質樹脂などを用いることができる。
また、より好ましくは、金属薄膜を先細のテーパー状にまるめて形成した中空針１００を用いることが好ましい。このような方法によれば、極細の中空針を形成することができるため、より小さいコンタクトホールを形成することができる。極細の中空針の構成については追って詳細に説明する。このように、先端を細く（テーパー状）にすることで、差し込み易くなり、また、内部の膜を吸引し易くなる。
この中空針１００を有機絶縁膜１４を通して下降させ、導電性膜１２ｃに当接させる（図２（Ｂ））。この際、中空針１００の空洞内に有機絶縁膜１４が入り込む。
次いで、中空針１００を吸引し、空洞内を減圧状態とすることで、空洞内の有機絶縁膜１４を導電性膜１２ｃから剥離し、吸引除去する（図２（Ｃ））。この吸引は、例えば、中空針１００と接続された真空ポンプにより行う。なお、吸引された有機絶縁膜１４片は、例えば、中空針１００と真空ポンプを接続する連結管の途中に設けられた回収部により回収される。
以上の工程により、導電性膜１２ｃ上にコンタクトホール（開口部、開孔部）Ｃ１ｃが形成される。この後、中空針１００を用いて、同様に導電性膜１２ｄ上にコンタクトホールＣ１ｄを形成する（図１（ｃ）参照）。なお、複数の中空針１００を用いて、複数のコンタクトホールを同時に形成してもよい。
このように、本実施の形態によれば、中空針１００を用いて導電性膜上の絶縁膜をくり抜いた後、そのくり抜かれた部分を吸引除去したので、コンタクトホール内の絶縁膜残渣を低減できる。
また、有機絶縁膜１４上にフォトレジスト膜を形成する必要がないため、有機絶縁膜１４とフォトレジスト膜との密着によるレジスト残渣の影響や、フォトレジスト膜のオーバーエッチングなどによる有機絶縁膜１４に対するダメージを低減することができる。また、フォトリソグラフィ工程を用いずにコンタクトホールＣ１ｃ、Ｃ１ｄを形成することができ、露光による有機半導体膜１４の劣化を防止することができる。
次いで、上記コンタクトホールの形成方法の応用・変形例について図３〜図５を参照しながら説明する。図３〜図５は、本実施の形態の他の半導体装置の製造方法（コンタクトホールの形成方法）を示す工程断面図である。
図２においては、中空針１００を、導電性膜１２ｃに当接させたが（図２（Ｂ））、中空針１００と導電性膜１２ｃが接しているか否かを、これらの導通状態を検査することにより判断してもよい。即ち、図３に示すように、中空針１００を、導電性膜１２ｃに当接するよう下降させた後、中空針１００と導電性膜１２ｃとの導通状態を例えば電圧計（Ｖ）により確認する。これらの間の抵抗（インピーダンス）が大きい場合には、中空針１００は、導電性膜１２ｃと接しておらず、さらに、中空針１００を下降させる必要がある。なお、電圧計の他、電流計、オシロスコープ、もしくはこれらの器機の組み合わせにより、導通状態を判断してもよい。
また、図２においては、中空針１００の内部を平面としたが、図４に示すように、その先端部分（導電性膜上の絶縁膜の膜厚に相当する部分）の内部に突起（返し、凹凸、ひだ）を設けてもよい。かかる構成によれば、空洞内の有機絶縁膜１４を導電性膜１２ｃから剥離し易くなる。
また、図２においては、空洞内の有機絶縁膜１４を吸引除去したが、図５に示すように、吸引することにより空洞内の有機絶縁膜１４を導電性膜１２ｃから剥離させた後、中空針１００をその内部に有機絶縁膜１４片を保持した状態で上昇させることにより、コンタクトホールＣ１ｃを形成してもよい。この後、例えば、中空針１００の内部を加圧し、内部の有機絶縁膜１４片を廃棄する。
以上、詳細に説明したように、中空針を用いたコンタクトホールの形成に際しては、種々の応用・変形が可能である。
次いで、コンタクトホールＣ１ｃ、Ｃ１ｄを形成した後の工程について図６を参照しながら説明する。図６は、本実施の形態の半導体装置の製造方法（コンタクトホールの形成方法）を示す工程断面図である。図６（Ａ）に示すように、コンタクトホールＣ１ｃ、Ｃ１ｄ内を含む有機絶縁膜１４上に、ゲート電極（ゲート線、ゲート配線）１５を形成する。このゲート電極１５は、例えば、導電性材料溶液を液滴吐出法によって吐出することにより形成する。即ち、コンタクトホールＣ１ｃ上からＣ１ｄ上まで、有機絶縁膜１４上に、液滴吐出装置のノズルを移動させながら導電性材料溶液を吐出し、当該溶液を固化することにより形成する。導電性材料溶液としては、例えば、金属微粒子の分散溶液、ＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）の水分散液を使用することができる。
このように、本実施の形態においては、コンタクトホール内の絶縁膜残渣を低減できているため、導電性膜１２ｃ、１２ｄとゲート電極１５との良好な接続を図ることができる。
次いで、図６（Ｂ）に示すように、ゲート電極１５上に保護膜１６となる絶縁膜を形成する。この絶縁膜は、例えば、有機絶縁材料溶液をスピンコート法により塗布することにより形成する。この有機絶縁材料としては、例えば、既述したポリビニルフェノール又は、フェノール樹脂（別名ノボラック樹脂）、ポリメチルメタアクリレート等を使用することができる。
以上の工程により半導体装置が製造される。なお、基板１０上に他の配線層を適宜設けてもよい。また、導電性膜１２ａ〜１２ｄの一部を同層に設けず、他の配線層に配置するなど、必要に応じて半導体装置の構成を適宜変更してもよい。
（実施の形態２）
本実施の形態においては、中空針を導電性膜に当接させた状態で、中空針の空洞を介して空洞内の絶縁膜に光照射することにより、絶縁膜を分解する。以下に、本実施の形態を図面を参照しながら説明する。但し、コンタクトホールＣ１ｃ等の形成工程以外は、実施の形態１と同様であるため、重複した説明を省略する。
（実施の形態２）
本実施の形態においては、中空針を導電性膜に当接させた状態で、中空針の空洞を介して空洞内の絶縁膜に光照射することにより、絶縁膜を分解する。以下に、本実施の形態を図面を参照しながら説明する。但し、コンタクトホールＣ１ｃ等の形成工程以外は、実施の形態１と同様であるため、重複した説明を省略する。
図７は、本実施の形態の半導体装置の製造方法（コンタクトホールの形成方法）を示す工程断面図である。実施の形態１と同様に、基板１０上に、導電性膜１２ｃおよび有機絶縁膜１４等を順次形成した後、導電性膜１２ｃ上に中空針１００を位置あわせし、中空針１００を下降させることにより、導電性膜１２ｃと中空針１００を当接させる（図７（Ａ））。
次いで、図７（Ｂ）に示すように、中空針１００の内部に紫外線（ＵＶ：Ultraviolet）を照射する。このＵＶにより、中空針１００内部の有機絶縁膜１４が分解され、気化もしくは粉状となる。ここで、中空針１００の外周に位置する有機絶縁膜１４の分解を防止するため、中空針１００は光を透過させない材料で形成する。即ち、中空針１００の内部にのみＵＶを照射する。
次いで、ＵＶにより分解した有機絶縁膜を、実施の形態１と同様に吸引除去する。次いで、実施の形態１と同様に、コンタクトホールＣ１ｃ、Ｃ１ｄ内を含む有機絶縁膜１４上に、ゲート電極１５を形成し、さらに、ゲート電極１５上に保護膜１６を形成する（図６（Ｂ）参照）。
このように、本実施の形態によれば、中空針１００内部の有機絶縁膜１４にＵＶ照射したので、コンタクトホール内の絶縁膜残渣を低減できる。よって、導電性膜１２ｃ等とゲート電極１５との良好な接続を図ることができる。
なお、本実施の形態においては、ＵＶを例に説明したが、他の光（レーザーを含む）を用いて、有機絶縁膜を分解してもよい。また、このような光等の照射により、有機絶縁膜１４を変質させ、剥離や吸引がし易い状態としてもよい。
例えば、ＵＶ照射により空洞中の酸素をオゾン化し、このオゾンにより有機絶縁膜１４を分解することができる。また、ＵＶ照射により、有機絶縁膜１４を硬化（収縮）させ、吸引し易くしてもよい。
また、実施の形態１で説明した、応用・変形例（図３〜図５）を本実施の形態に適用してもよい。
（実施の形態３）
本実施の形態においては、中空針を導電性膜に当接させた状態で、中空針の空洞を介して空洞内の絶縁膜に当該絶縁膜を溶解する液体（絶縁膜溶解性液体）を注入することにより、絶縁膜を溶解する。以下に、本実施の形態を図面を参照しながら説明する。但し、コンタクトホールＣ１ｃ等の形成工程以外は、実施の形態１と同様であるため、重複した説明を省略する。
（実施の形態３）
本実施の形態においては、中空針を導電性膜に当接させた状態で、中空針の空洞を介して空洞内の絶縁膜に当該絶縁膜を溶解する液体（絶縁膜溶解性液体）を注入することにより、絶縁膜を溶解する。以下に、本実施の形態を図面を参照しながら説明する。但し、コンタクトホールＣ１ｃ等の形成工程以外は、実施の形態１と同様であるため、重複した説明を省略する。
図８は、本実施の形態の半導体装置の製造方法（コンタクトホールの形成方法）を示す工程断面図である。実施の形態１と同様に、基板１０上に、導電性膜１２ｃおよび有機絶縁膜１４等を順次形成した後、導電性膜１２ｃ上に中空針１００を位置あわせし、中空針１００を下降させることにより、導電性膜１２ｃと中空針１００を当接させる。次いで、中空針１００の内部に有機絶縁膜１４を溶解する液体（溶解性液体）を注入する（図８（Ａ）、（Ｂ））。溶解する液体（溶解性液体）としては、例えば、クロロホルム、トルエン、キシレンなどを用いることができる。
ここで、中空針１００の内部の有機絶縁膜１４と溶解性液体が接触することにより、有機絶縁膜１４が溶解する。この溶解液を、実施の形態１と同様に吸引除去する（図８（Ｃ））。次いで、実施の形態１と同様に、コンタクトホールＣ１ｃ、Ｃ１ｄ内を含む有機絶縁膜１４上に、ゲート電極１５を形成し、さらに、ゲート電極１５上に保護膜１６を形成する（図６（Ｂ）参照）。
このように、本実施の形態によれば、中空針１００内部の有機絶縁膜１４に当該有機絶縁膜１４の溶解性液体を注入したので、コンタクトホール内の絶縁膜残渣を低減できる。よって、導電性膜１２ｃ等とゲート電極１５との良好な接続を図ることができる。
なお、本実施の形態において、中空針１００内部の有機絶縁膜１４を完全に溶解させてもよいが、中空針１００の内壁と有機絶縁膜１４の接触部や導電性膜１２ｃと有機絶縁膜１４の接触部を溶解させる程度でもよい。また、溶解性液体の他、有機絶縁膜１４を変質させ、剥離や吸引がし易い状態に変質させる溶液や液体を用いてもよい。ここで、中空針１００は、これらの溶液に対し耐性の高い材料を用いることが好ましい。また、中空針１００中に残存する絶縁膜残渣やその溶解物を除去するため、有機絶縁膜１４の溶解性液体でその内部を洗浄してもよい。
また、実施の形態１で説明した応用・変形例（図３〜図５）を本実施の形態に適用してもよい。
（実施の形態４）
本実施の形態においては、中空針を導電性膜に当接させた状態で、中空針を加熱し、空洞内の絶縁膜を融解（溶融）する。以下に、本実施の形態を図面を参照しながら説明する。但し、コンタクトホールＣ１ｃ等の形成工程以外は、実施の形態１と同様であるため、重複した説明を省略する。
（実施の形態４）
本実施の形態においては、中空針を導電性膜に当接させた状態で、中空針を加熱し、空洞内の絶縁膜を融解（溶融）する。以下に、本実施の形態を図面を参照しながら説明する。但し、コンタクトホールＣ１ｃ等の形成工程以外は、実施の形態１と同様であるため、重複した説明を省略する。
図９は、本実施の形態の半導体装置の製造方法（コンタクトホールの形成方法）を示す工程断面図である。実施の形態１と同様に、基板１０上に、導電性膜１２ｃおよび有機絶縁膜１４等を順次形成した後、導電性膜１２ｃ上に中空針１００を位置あわせし、中空針１００を下降させることにより、導電性膜１２ｃと中空針１００を当接させる。次いで、中空針１００を加熱することにより、中空針１００内部の有機絶縁膜１４を溶融する（図９（Ａ）、（Ｂ））。この溶融液を、実施の形態１と同様に吸引除去する（図９（Ｃ））。次いで、実施の形態１と同様に、コンタクトホールＣ１ｃ、Ｃ１ｄ内を含む有機絶縁膜１４上に、ゲート電極１５を形成し、さらに、ゲート電極１５上に保護膜１６を形成する（図６（Ｂ）参照）。
このように、本実施の形態によれば、中空針１００内部の有機絶縁膜１４に中空針１００を介して加熱したので、コンタクトホール内の絶縁膜残渣を低減できる。よって、導電性膜１２ｃ等とゲート電極１５との良好な接続を図ることができる。
なお、本実施の形態において、中空針１００内部の有機絶縁膜１４を完全に溶融させてもよいが、中空針１００の内壁と有機絶縁膜１４の接触部を溶融させる程度でもよい。また、加熱により有機絶縁膜１４を変質させ、剥離や吸引がし易い状態に変質させてもよい。ここで、中空針１００は、熱導電性の高い材料を用いることが好ましい。特に、その内側に熱伝導性の良好な材料とすることが好ましい。例えば、金属性の中空針１００の外周を絶縁材料でコーティングし、より内側に熱が伝導する構成としてもよい。
また、ここでは、中空針１００を介して加熱したが、例えば、実施の形態２で説明した光照射により加熱を行ってもよい。また、実施の形態１で説明した、応用・変形例（図３〜図５）を本実施の形態に適用してもよい。
（実施の形態５）
本実施の形態においては、コンタクトホール内の導通（非導通）を検査する方法について説明する。
（実施の形態５）
本実施の形態においては、コンタクトホール内の導通（非導通）を検査する方法について説明する。
図１０は、本実施の形態の半導体装置の製造方法（コンタクトホールの形成方法）を示す工程断面図である。
即ち、コンタクトホールＣ１ｃ等を形成した後、コンタクトホールＣ１ｃ内に中空針１００を下降させる。次いで、その内部に電極棒１０１を導電性膜１２ｃ上まで下降させる。
次いで、電極棒１０１と導電性膜１２ｃとの間に接続された電圧計（Ｖ）により、これらの間の抵抗（インピーダンス）を測定する。抵抗が大きい場合には、コンタクトホールＣ１ｃの底部には、有機絶縁膜１４の残渣が残存していることが伺える。よって、再度、実施の形態１〜４で詳細に説明した中空針１００を用いた吸引等を行い、コンタクトホールＣ１ｃを良好なものとする。
なお、電圧計の他、電流計、オシロスコープ、もしくはこれらの器機の組み合わせにより、導通状態を判断してもよい。ここで、中空針１００が導電性を有する場合には、電極棒１０１と中空針１００とのショートを防止するため、中空針１００の内壁を絶縁コーティングする。または、電極棒１０１の先端部のみ導電性部を露出させ、中空針１００の内側と接する可能性のある電極棒１０１の外側を絶縁コーティングすることが好ましい。
このように、本実施の形態においては、コンタクトホール内の導通状態（残渣の有無）を、検査することができるので、導電性膜１２ｃ等とゲート電極１５との良好な接続を図ることができる。
（実施の形態６）
本実施の形態においては、電気泳動装置への適用例を具体的に説明する。なお、実施の形態１と同一の機能を有する部分には、同一もしくは関連の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
（実施の形態６）
本実施の形態においては、電気泳動装置への適用例を具体的に説明する。なお、実施の形態１と同一の機能を有する部分には、同一もしくは関連の符号を付し、その詳細な説明を省略する。
図１１〜図１８は、本実施の形態の電気泳動装置の製造方法を示す工程断面図もしくは平面図である。断面図は、平面図のＡ−Ａ断面もしくはＢ−Ｂ断面に対応する。
図１１および図１２に示すように、絶縁性の基板１０としてプラスチック基板を準備し、実施の形態１と同様に、基板１０上に導電性膜１２ａ〜１２ｄを形成する。導電性膜１２ｂは、画素電極Ｅの一部である。画素は、後述するデータ線ＤＬとゲート線ＧＬとの交点にトランジスタＴを介して配置される（図１８参照）。導電性膜１２ｄは、パッド（パッド電極）を構成している。ＤＬは、データ線を示す。このデータ線ＤＬは、例えば、導電性膜１２ａ〜１２ｄより下層の層（図１１等において図示せず）に配置され、コンタクト部を介して導電性膜１２ａと接続されている（図１２参照）。
次いで、図１３および図１４に示すように、導電性膜１２ａと１２ｂとの間上に、有機半導体膜１３を形成する。この膜は、実施の形態１と同様に、例えば、有機半導体材料溶液を液滴吐出法（インクジェット法）により、導電性膜１２ａと１２ｂとの間に滴下し、固化することにより形成する。次いで、基板１０上に絶縁膜として、有機絶縁膜１４を実施の形態１と同様に形成する。この有機絶縁膜１４は、有機半導体膜１３上においては、ゲート絶縁膜の役割を果たし、また、導電性膜１２ａ〜１２ｄ上においては、層間絶縁膜の役割を果たす。
次いで、図１５および図１６に示すように、導電性膜１２ｄ上にコンタクトホールＣ１ｄを形成する。このコンタクトホールを、実施の形態１〜５において詳細に説明したように、中空針１００を用いて形成する。
次いで、図１７および図１８に示すように、コンタクトホールＣ１ｄ内を含む有機絶縁膜１４上に、実施の形態１と同様に、ゲート電極（ゲート線、ゲート配線）１５を形成する。例えば、ｘ方向（データ線ＤＬと直交する方向）に並ぶ有機半導体膜１３を接続するように、液滴吐出装置のノズル（もしくは基板１０自身）を移動させながら導電性材料溶液を吐出し、当該溶液を固化することによりゲート電極１５形成する。図１８に示すように、ゲート電極１５は、ｘ方向に延在するゲート線ＧＬとなる。
次いで、ゲート電極１５上に保護膜となる絶縁膜（図示せず）を実施の形態１と同様に形成する。
以上の工程により、画素電極ＥおよびトランジスタＴ等が形成される。
このように、本実施の形態においては、コンタクトホール内の絶縁膜残渣を低減できているため、導電性膜１２ｄとゲート電極（ゲート線）１５との良好な接続を図ることができる。
また、有機絶縁膜１４上にフォトレジスト膜を形成する必要がないため、有機絶縁膜１４とフォトレジスト膜との密着によるレジスト残渣の影響や、フォトレジスト膜のオーバーエッチングなどによる有機絶縁膜１４に対するダメージを低減することができる。また、フォトリソグラフィ工程を用いずにコンタクトホールＣ１ｄを形成することができ、露光による有機半導体膜１４の劣化を防止することができる。よって、トランジスタＴの特性を向上させることができる。
この後、基板１０と対向電極が形成された他の基板との間に、マイクロカプセルをバインダにより固定することにより電気泳動装置が略完成する。マイクロカプセル中には、電気泳動粒子と電気泳動分散液が封入されている。
（中空針の構成）
上記実施の形態で使用される極細の中空針の構成例について説明する。このような極細の中空針は、図２０および図２１に示す加工により形成することができる。図２０および図２１は、極細中空針の加工方法を示す図である。
上記実施の形態で使用される極細の中空針の構成例について説明する。このような極細の中空針は、図２０および図２１に示す加工により形成することができる。図２０および図２１は、極細中空針の加工方法を示す図である。
図２１に示すように、例えば、厚さ５０μｍ、幅６００μｍ程度の台形状のステンレス板（鉄板）１２０をプレス加工し、先細の（テーパー状の）筒状とすることにより極細の中空針を形成することができる。
例えば、図２１（Ａ）に示すステンレス板１２０を曲部を有する型１３０Ａ、１３０Ｂによりプレスすることで、ステンレス板１２０に曲面を形成し、さらに、筒状の曲部を有する型１４０Ａ、１４０Ｂによりプレスすることにより極細の中空針を形成することができる（図２１（Ｂ）〜（Ｄ）参照）。
このような金属の展性を利用したプレス加工によれば、その最小内径が、例えば１００μｍ程度の中空針も形成することが可能である。なお、ステンレスの他、Ａｌ、Ｃｕ、Ｔｉ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｏ、Ｐｔや、これらの合金を用いることもできる。
＜電子機器＞
次いで、電気泳動装置を適用した電子機器の具体例を説明する。図１９は、電気泳動装置を適用した電子機器の具体例を示す斜視図である。
次いで、電気泳動装置を適用した電子機器の具体例を説明する。図１９は、電気泳動装置を適用した電子機器の具体例を示す斜視図である。
図１９（Ａ）は、電子機器の一例である電子ブックを示す斜視図である。この電子ブック１０００は、ブック形状のフレーム１００１と、このフレーム１００１に対して回動自在に設けられた（開閉可能な）カバー１００２と、操作部１００３と、本実施の形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１００４と、を備えている。
図１９（Ｂ）は、電子機器の一例である腕時計を示す斜視図である。この腕時計１１００は、本実施の形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１１０１を備えている。
図１９（Ｃ）は、電子機器の一例である電子ペーパーを示す斜視図である。この電子ペーパー１２００は、紙と同様の質感および柔軟性を有するリライタブルシートで構成される本体部１２０１と、本実施の形態に係る電気泳動装置によって構成された表示部１２０２と、を備えている。
上記表示部に本発明の電気泳動装置を組み込むことにより、電子機器の特性を向上させることができる。また、特性の良い電子機器を製造することができる。
なお、電気泳動装置を適用可能な電子機器の範囲はこれに限定されず、帯電粒子の移動に伴う視覚上の色調の変化を利用した装置を広く含むものである。例えば、上記のような装置の他、電気泳動フィルムが貼り合わせられた壁面等の不動産に属するもの、車両、飛行体、船舶等の移動体に属するものも該当する。
なお、本実施の形態においては、電気泳動装置を例に説明したが、本発明は、他の装置、例えば、液晶装置や有機ＥＬ装置等の電気光学装置もしくはこれらを用いた電子機器等にも広く適用可能である。
また、上記実施の形態１〜６においては、ゲート電極のコンタクト部を例に説明したが、本発明は、広く配線のコンタクト部に適用可能である。例えば、配線基板上に形成される配線とその下層の素子や配線とのコンタクト部に適用可能である。
また、上記発明の実施の形態を通じて説明された実施例や応用例は、用途に応じて適宜に組み合わせて、又は変更若しくは改良を加えて用いることができ、本発明は上述した実施の形態の記載に限定されるものではない。
１０…基板、１２ａ〜１２ｄ…導電性膜、１３…有機半導体膜、１４…有機絶縁膜、１５…ゲート電極（ゲート線）、１６…保護膜、１００…中空針、１０１…電極棒、１０００…電子ブック、１００１…フレーム、１００２…カバー、１００３…操作部、１００４…表示部、１１００…腕時計、１１０１…表示部、１２００…電子ペーパー、１２０１…本体部、１２０２…表示部、Ｃ１ｃ、Ｃ１ｄ…コンタクトホール、ＤＬ…データ線、ＧＬ…ゲート線
Claims (12)
- 基板上に電極又は配線としてパターン化された第１導電性膜を形成する工程と、
前記基板及び前記第１導電性膜上に絶縁膜を形成する工程と、
前記第１導電性膜上に前記絶縁膜を通過して、内部に空洞を有する中空針を当接させる工程と、
前記空洞内を減圧状態とすることにより、前記空洞内の前記絶縁膜を剥離する工程と、
剥離された前記空洞内の絶縁膜を除去することにより前記第１導電性膜上に開口部を形成する工程と、
を有することを特徴とするコンタクトホールの形成方法。 - 前記中空針を当接させた状態で、
前記空洞を介して前記空洞内の前記絶縁膜に光照射することを特徴とする請求項１記載のコンタクトホールの形成方法。 - 前記中空針を当接させた状態で、
前記空洞を通じて前記絶縁膜を溶解する液体を前記空洞内の前記絶縁膜上に注入することを特徴とする請求項１記載のコンタクトホールの形成方法。 - 前記中空針を当接させた状態で、
前記空洞を介して前記空洞内の前記絶縁膜に光照射し前記絶縁膜を変質させ、さらに、前記空洞を通じて前記変質した絶縁膜を溶解する液体を前記空洞内に注入することを特徴とする請求項１記載のコンタクトホールの形成方法。 - 前記中空針を当接させた状態で、前記中空針を加熱することを特徴とする請求項１記載のコンタクトホールの形成方法。
- 前記開口部を形成した後、前記開口部の底面に前記空洞を通じて導電性部材を当接させ、前記第１導電性膜と前記導電性部材との導通状態を検査する工程を有することを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項記載のコンタクトホールの形成方法。
- 前記開口部を形成した後、前記中空針の内部を、前記絶縁膜を溶解する液体で洗浄する工程を有することを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項記載のコンタクトホールの形成方法。
- 前記絶縁膜は、有機材料よりなることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項記載のコンタクトホールの形成方法。
- 請求項１乃至８のいずれか一項記載のコンタクトホールの形成方法を有し、
さらに、前記開口部内を含む前記絶縁膜上に第２導電性膜を形成する工程を有することを特徴とする配線基板の製造方法。 - 請求項１乃至８のいずれか一項記載のコンタクトホールの形成方法を有し、
さらに、前記絶縁膜より下層の位置に、有機半導体膜を形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項１乃至８のいずれか一項記載のコンタクトホールの形成方法を有し、
さらに、前記絶縁膜より下層の位置に、有機半導体膜を構成要素とするトランジスタを形成する工程を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。 - 請求項１０又は１１記載の半導体装置の製造方法を有することを特徴とする電気光学装置の製造方法。
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| JP2012204658A (ja) * | 2011-03-25 | 2012-10-22 | Seiko Epson Corp | 回路基板の製造方法 |
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