JP2008177499A - 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

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Ｓａを有する第１中空針１００ａと、これを囲む第２中空針１００ｂであって、その内部に空洞Ｓａの外周に位置する空洞Ｓｂを有する第２中空１００ｂとから成る二重中空針１００を当接させる工程と、空洞Ｓａ内に有機絶縁膜１４の溶解性液体を注入し、空洞Ｓｂを介して溶解した絶縁膜を吸引することによりコンタクトホールを形成する。
【選択図】図３

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、内部に第１空洞を有する第１針と、前記第１針を囲む第２針であって、その内部に前記第１空洞の外周に位置する第２空洞を有する第２針とから成る二重中空針を当接させる工程と、前記第１空洞内に前記絶縁膜の溶解性液体を注入し、前記第２空洞を介して溶解した前記絶縁膜を吸引する、若しくは、前記第２空洞内に前記絶縁膜の溶解性液体を注入し、前記第１空洞を介して溶解した前記絶縁膜を吸引する工程と、を有する。

かかる方法によれば、空洞内の絶縁膜が溶解、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。

（２）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、内部に第１空洞を有する第１針と、前記第１針を囲む第２針であって、その内部に前記第１空洞の外周に位置する第２空洞を有する第２針とから成る二重中空針を当接させる工程と、前記第１空洞内に前記絶縁膜の分解性ガスを注入し、前記第２空洞を介して分解した前記絶縁膜を吸引する、若しくは、前記第２空洞内に前記絶縁膜の分解性ガスを注入し、前記第１空洞を介して分解した前記絶縁膜を吸引する工程と、を有する。

かかる方法によれば、空洞内の絶縁膜が分解、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、前記第１針の先端は前記第２針の先端より一定距離だけ後退している。かかる方法によれば、第１針（第１空洞）を介して、溶解性液体や分解性ガスなどを効率的に供給できる。

好ましくは、前記絶縁膜の膜厚は、前記一定距離以下である。かかる方法によれば、第１針（第１空洞）又は第２針（第２空洞）を介して、溶解性液体や分解性ガスなどを絶縁膜上に効率的に供給できる。

好ましくは、前記分解性ガスは、酸化性ガスである。かかる方法によれば、酸化性ガスにより絶縁膜を分解することができる。

例えば、前記分解性ガスを注入しながら、前記分解性ガスに紫外線を照射する。かかる方法によれば、紫外線によって分解が促進される。

例えば、前記分解性ガスは、酸素であり、前記紫外線により、オゾンが生じる。かかる方法によれば、紫外線およびオゾンによって分解が促進される。

好ましくは、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。

例えば、前記開口部を形成した後、前記開口部の底面に前記第２針もしくは導電性部材を当接させ、前記第１導電性膜と前記第２針もしくは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。

（３）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。

（４）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。

（５）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および図４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２は、二重中空針の構造を示す断面図である。

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、有機絶縁膜を形成する。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、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二重中空針１００を用いて形成するのであるが、その形成方法を図２および図３を参照しながら詳細に説明する。

まず、二重中空針１００の構成を図２に示す。図示するように、第１中空針（内針）１００ａは、第２中空針（外針）１００ｂの略中央部に配置されている。この第１中空針１００ａの内部を空洞Ｓａとし、第２中空針１００ｂの内部の空洞をＳｂ（Ｓａを含まない）とする。即ち、空洞Ｓｂは、空洞Ｓａの外周に位置する空洞である。

また、第１中空針１００ａの先端は、第２中空針１００ｂの先端より距離Ｄだけ後退している。第１中空針１００ａおよび第２中空針１００ｂは、例えば、鉄（Ｆｅ）などの金属で構成される。また、第２中空針１００ｂは、先端ほどその径が小さくなるよう構成されている。よって、膜に差し込み易くなる。このような中空針は、金属薄膜を先細のテーパー状にまるめて形成することができる。かかる方法によれば、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。この極細の中空針の構成については、追って詳細に説明する。

上記構成の二重中空針１００を用いることによって、第１中空針１００ａ（空洞Ｓａ）内に有機絶縁膜１４の溶解性液体（エッチング液）や分解性ガス（エッチングガス）を導入（注入）し、反応物を空洞Ｓｂを通して吸引することができる。よって、コンタクトホールＣ１ｃ、Ｃ１ｄを精度良く形成することができる。以下に、コンタクトホールの形成方法を説明する。

まず、図３（Ａ）に示すように、導電性膜１２ｃ上に二重中空針１００を位置あわせする。この二重中空針１００を有機絶縁膜１４を通して下降させ、第２中空針（外針）１００ｂを導電性膜１２ｃに当接させる（図３（Ｂ））。この際、第２中空針（外針）１００ｂの空洞（ＳａおよびＳｂ）内に有機絶縁膜１４が入り込む。

次いで、第１中空針（内針）１００ａの内部（空洞Ｓａ）に有機絶縁膜１４の溶解性液体（エッチング液）を注入する（図８（Ｂ））。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、二重中空針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、空洞Ｓｂを通じて吸引除去する（図３（Ｃ））。その結果、コンタクトホール内の絶縁膜残渣を低減でき、良好なコンタクトホールＣ１ｃ、Ｃ１ｄを形成することができる。

さらに、距離Ｄは、有機絶縁膜１４の膜厚Ｔ以上に設定されているため、溶解性液体が、有機絶縁膜１４に浸透し易い。よって、効率良くコンタクトホールの形成を行うことができる。この第１中空針（内針）１００ａを上下移動可能に配置し、有機絶縁膜１４の膜厚に応じてその先端の位置を調整してもよい。

この吸引は、例えば、空洞Ｓｂ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の溶解性液体は、例えば、空洞Ｓｂ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。

なお、本実施の形態において、有機絶縁膜１４を完全に溶解させてもよいが、吸引可能な程度の固体が残存していてもよい。ここで、第１中空針（内針）１００ａは、上記溶解性液体に対し耐性の高い材料を用いることが好ましい。

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、二重中空針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。なお、複数の二重中空針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、二重中空針１００を用いて、第１中空針（内針）１００ａの内部に有機絶縁膜１４の溶解性液体を注入し、第２中空針（外針）１００ｂの内部の空洞Ｓｂを吸引したので、コンタクトホール内の絶縁膜残渣を低減できる。

特に、反応物（溶解液）を随時吸引除去できるため、未反応部分が露出し、さらに、この露出部に溶解性液体が供給されるため、効率よく有機絶縁膜１４の除去を行うことができる。

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４を参照しながら説明する。図４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３においては、二重中空針１００の第２中空針（外針）１００ｂを、導電性膜１２ｃに当接させたが（図３（Ｂ））、第２中空針（外針）１００ｂ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４に示すように、第２中空針（外針）１００ｂを、導電性膜１２ｃに当接するよう下降させた後、第２中空針（外針）１００ｂ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、第２中空針（外針）１００ｂは、導電性膜１２ｃと接しておらず、さらに、第２中空針（外針）１００ｂ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、第１中空針（内針）１００ａも、導電性材料の場合には、第１中空針１００ａと第２中空針（外針）１００ｂとのショートを防止するため、第２中空針（外針）１００ｂの内壁又は第１中空針の外壁を絶縁コーティングしてもよい。もちろん、第１中空針１００ａと第２中空針１００ｂとの距離が保たれおり、ショートしない場合には、絶縁コーティングを行う必要はない。

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５を参照しながら説明する。図５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５（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５（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可能である。
（実施の形態２）
実施の形態１においては、第１中空針（内針）１００ａの内部に有機絶縁膜１４の溶解性液体を注入したが、有機絶縁膜１４の分解性ガスを注入してもよい。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。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上に二重中空針１００を位置あわせし（図６（Ａ））、二重中空針１００を下降させることにより、導電性膜１２ｃと二重中空針１００の第２中空針（外針）１００ｂを当接させる。

次いで、図６（Ｂ）に示すように、第２中空針（外針）１００ｂ内部に、有機絶縁膜１４の分解性ガス（エッチングガス）を導入する。この分解性ガスにより、二重中空針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。なお、有機分子からなる膜の場合は、エッチングガスでほぼ分解し、気化する。分解性ガスとしては、オゾン（Ｏ₃）などの酸化性ガスを用いることができる。分解した有機絶縁膜を、実施の形態１と同様に空洞Ｓｂを通じて吸引除去する（図６（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５（Ｂ）参照）。

このように、本実施の形態によれば、二重中空針１００を用いて、第１中空針（内針）１００ａの内部に有機絶縁膜１４の分解性ガスを導入し、第２中空針（外針）１００ｂの内部の空洞Ｓｂを吸引したので、コンタクトホール内の絶縁膜残渣を低減できる。

特に、反応物（分解物）を随時吸引除去できるため、未反応部分が露出し、さらに、この露出部に分解性ガスが供給されるため、効率よく有機絶縁膜１４の除去を行うことができる。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、実施の形態１で説明した、応用・変形例（図４）を本実施の形態に適用してもよい。

図７に、実施の形態１および２の溶解性液体（又は分解性ガス）と反応物（溶解溶液、分解物）の二重中空針１００中の流れを模式的に示す。
（実施の形態３）
本実施の形態においては、第１中空針（内針）１００ａの内部に有機絶縁膜１４の分解性ガスを注入し、さらに、紫外線（ＵＶ：Ultraviolet）照射を行う。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の形成工程以外は、実施の形態１等と同様であるため、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および３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上に二重中空針１００を位置あわせし、二重中空針１００を下降させることにより、導電性膜１２ｃと二重中空針１００の第２中空針（外針）１００ｂを当接させる。

次いで、図８（Ａ）に示すように、第２中空針（外針）１００ｂ内部に、有機絶縁膜１４の反応ガス（エッチングガス）として、例えば酸素（Ｏ₂）を導入する。さらに、二重中空針１００の空洞Ｓａ又はＳｂを介してＵＶを照射する。このＵＶ照射により酸素がオゾンガスとなる。このオゾンガスにより有機絶縁膜１４が分解される。分解した有機絶縁膜を、実施の形態１と同様に空洞Ｓｂを通じて吸引除去する（図８（Ｂ））。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５（Ｂ）参照）。

このように、本実施の形態によれば、反応ガスを導入しつつＵＶ照射を行うことによりオゾンを発生させたので、有機絶縁膜１４の分解を行うことができる。よって、実施の形態２と同様に、コンタクトホール内の絶縁膜残渣を低減でき、また、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。

ＵＶ照射の方法としては、二重中空針１００の空洞Ｓａ又はＳｂを介してＵＶ照射する他、第２中空針（外針）１００ｂを光透過性材料（例えば、石英、透明導電性膜など）で構成した場合には、二重中空針１００の外部からＵＶ照射を行うことも可能である（図８（Ｃ））。ここで、二重中空針１００は、オゾン耐性の高い材料、言い換えれば、オゾンにより酸化され難い材料、例えば、Ｐｔ（白金）などの貴金属を用いることができる。また、無機物であれば表面部分以外に酸化が進まないので、無機物で針を構成してもよい。また、金属の表面に無機物をコーティングしたものを用いても良い。

なお、本実施の形態においては、反応ガスとして酸素を用いたが、他の酸化性ガスを用いても良い。また、本実施の形態においては、オゾンによる有機絶縁膜１４の分解について説明したが、有機絶縁膜１４の分解反応は、有機絶縁膜１４の酸化、この酸化物のオゾンによる分解など、種々の反応が組み合わされていてもよい。また、実施の形態１で説明した、応用・変形例（図４）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、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。

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内に二重中空針１００を下降させる。次いで、その内部の第１中空針（内針）１００ａを導電性膜１２ｃ上まで下降させる。なお、第１中空針（内針）１００ａの先端を第２中空針１００ｂの先端と同じ位置まで下降させた状態で、二重中空針１００を下降させてもよい。

次いで、第１中空針（内針）１００ａ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１〜３で詳細に説明した二重中空針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、第１および第２中空針（１００ａ、１００ｂ）の双方が導電性を有する場合には、これらのショートを防止するため、例えば、第２中空針１００ｂの内壁を絶縁コーティングすることが好ましい。もちろん、第２中空針１００ｂ自身をセラミックスなどの無機絶縁材料で構成してもよい。

なお、本実施の形態においては、第１中空針１００ａを用いて導通状態を検査したが、第１中空針１００ａの代わりに電極棒（導電性材料棒、導電性部材）を挿入し、導電性膜１２ｃと接触させ、導通状態を検査してもよい。

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５）
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１０〜図１７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１０および図１１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１７参照）。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１０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１１参照）。

次いで、図１２および図１３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１４および図１５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、二重中空針１００を用いて形成する。

次いで、図１６および図１７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１７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。

なお、上記実施の形態１〜５においては、第１中空針（内針）１００ａの内部の空洞Ｓａに溶解性液体や分解性ガスを導入し、第２中空針（外針）１００ｂの内部の空洞Ｓｂを介して吸引したが、これらを逆としてもよい。即ち、第２中空針（外針）１００ｂの内部の空洞Ｓｂに溶解性液体や分解性ガスを導入し、第１中空針（外針）１００ａの内部の空洞Ｓａを介して吸引してもよい。溶解性液体や分解性ガスの性質（例えば、粘度）や流量など、また、反応物の性質などを考慮し、溶解性液体や分解性ガスをどちらに導入するか定めてもよい。また、空洞ＳａとＳｂ−Ｓａの断面積比（導入側の断面積と吸引側の断面積比）を使用する溶解性液体や分解性ガスの性質や流量など、また、反応物の性質などに応じて適宜調整してもよい。

（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１９および図２０に示す加工により形成することができる。図１９および図２０は、極細中空針の加工方法を示す図である。

図１９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２０（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２０（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。

さらに、図２０（Ｆ）に示すように、径の異なる中空針を形成し、径の小さい中空針１２０Ｂを径の大きい中空針１２０Ａ中に内蔵することにより二重中空針を形成することができる。上記方法によれば、より径の小さい内針も形成することができる。

＜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１８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１８（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１８（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１８（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１〜５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。

実施の形態１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。 二重中空針の構造を示す断面図である。 実施の形態１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。 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２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および２の溶解性液体（又は分解性ガス）と反応物（溶解溶液、分解物）の二重中空針１００中の流れを模式的に示す図である。 実施の形態３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４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５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５の半導体装置の製造方法（コンタクトホールの形成方法）を示す平面図である。 実施の形態５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５の半導体装置の製造方法（コンタクトホールの形成方法）を示す平面図である。 実施の形態５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５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５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５の半導体装置の製造方法（コンタクトホールの形成方法）を示す平面図である。 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。 極細中空針の加工方法を示す図である。 極細中空針の加工方法を示す図である。

符号の説明

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…二重中空針、１００ａ…第１中空針、１００ｂ…第２中空針、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、Ｓａ、Ｓｂ…空洞

Claims (13)

1. 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、内部に第１空洞を有する第１針と、前記第１針を囲む第２針であって、その内部に前記第１空洞の外周に位置する第２空洞を有する第２針とから成る二重中空針を当接させる工程と、
   前記第１空洞内に前記絶縁膜の溶解性液体を注入し、前記第２空洞を介して溶解した前記絶縁膜を吸引する、若しくは、前記第２空洞内に前記絶縁膜の溶解性液体を注入し、前記第１空洞を介して溶解した前記絶縁膜を吸引する工程と、
   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。
2. 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、内部に第１空洞を有する第１針と、前記第１針を囲む第２針であって、その内部に前記第１空洞の外周に位置する第２空洞を有する第２針とから成る二重中空針を当接させる工程と、
   前記第１空洞内に前記絶縁膜の分解性ガスを注入し、前記第２空洞を介して分解した前記絶縁膜を吸引する、若しくは、前記第２空洞内に前記絶縁膜の分解性ガスを注入し、前記第１空洞を介して分解した前記絶縁膜を吸引する工程と、
   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。
3. 前記第１針の先端は前記第２針の先端より一定距離だけ後退していることを特徴とする請求項１又は２記載のコンタクトホールの形成方法。
4. 前記絶縁膜の膜厚は、前記一定距離以下であることを特徴とする請求項３記載のコンタクトホールの形成方法。
5. 前記分解性ガスは、酸化性ガスであることを特徴とする請求項２記載のコンタクトホールの形成方法。
6. 前記分解性ガスを注入しながら、前記分解性ガスに紫外線を照射することを特徴とする請求項２記載のコンタクトホールの形成方法。
7. 前記分解性ガスは、酸素であり、前記紫外線により、オゾンが生じることを特徴とする請求項６記載のコンタクトホールの形成方法。
8. 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。
9. 前記開口部を形成した後、前記開口部の底面に前記第２針もしくは導電性部材を当接させ、前記第１導電性膜と前記第２針もしくは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８のいずれか一項記載のコンタクトホールの形成方法。
10. 請求項１乃至９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。
11. 請求項１乃至９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。
12. 請求項１乃至９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。
13. 請求項１１又は１２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。

Images