JP2010212308A - Wiring structure, liquid crystal display having the same, and wiring manufacturing method - Google Patents
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Abstract
Description
複数の配線が配置された基板を覆う絶縁膜にコンタクトホールが設けられた配線構造、及びそれを備えた液晶表示装置、並びに配線製造方法に関する。 The present invention relates to a wiring structure in which a contact hole is provided in an insulating film covering a substrate on which a plurality of wirings are arranged, a liquid crystal display device including the wiring structure, and a wiring manufacturing method.
液晶表示パネルを構成する電極配線基板において、絶縁層を介して形成された配線同士の導通は、該絶縁層に形成されたコンタクトホールを通じて行われる。 In the electrode wiring board constituting the liquid crystal display panel, conduction between the wirings formed through the insulating layer is performed through a contact hole formed in the insulating layer.
ところで、近年、液晶表示装置は、高機能化、および低消費電力化に対応するためさまざまな開発がされており、これに伴って、配線の高密度化や、配線構造の開発が進んでいる。このため、電極配線基板上に形成される配線が細く、しかも多くなるので、該電極配線基板の表面に凹凸が生じてしまう。この凹凸に起因して様々な問題が生じる。例えば、段差部分に配線が形成されると、断線しやすくなり、回路としての信頼性を著しく低下させるという問題が生じる。 By the way, in recent years, various developments have been made on liquid crystal display devices in order to cope with higher functionality and lower power consumption, and accordingly, higher density of wiring and development of wiring structures are progressing. . For this reason, since the wiring formed on an electrode wiring board is thin and increases, an unevenness | corrugation will arise on the surface of this electrode wiring board. Various problems occur due to the unevenness. For example, if a wiring is formed at a step portion, disconnection is likely to occur, causing a problem that the reliability as a circuit is remarkably lowered.
そこで、上記のような電極配線基板の表面に生じる凹凸に起因する配線の断線を抑制するための技術として、幾つかの技術が提案されている。 Thus, several techniques have been proposed as techniques for suppressing the disconnection of the wiring due to the unevenness generated on the surface of the electrode wiring board as described above.
例えば、特許文献1には、コンタクトホールや、段差が形成された絶縁膜の上層に、スピンコートにより、ITOを形成する半導体装置の製造方法が記載されている。この特許文献1によれば、ITOは、コンタクト部や段差部に厚く積層されるので、コンタクト部や段差部の平坦化を行うことができる。これにより、コンタクト部や段差部に生じる凹凸に起因する配線の断線を低減できる。 For example, Patent Document 1 describes a method for manufacturing a semiconductor device in which ITO is formed by spin coating on an insulating film in which contact holes and steps are formed. According to Patent Document 1, since ITO is thickly stacked on the contact portion and the step portion, the contact portion and the step portion can be flattened. Thereby, the disconnection of the wiring resulting from the unevenness | corrugation which arises in a contact part or a level | step difference part can be reduced.
また、特許文献2には、ステップカバレッジを向上させるために、層間絶縁膜に形成されたスルーホールに金属配線を形成し、さらに、スルーホールを導電性塗布材料で充填することが開示されている。これにより、スルーホールによって生じる段差を小さくして、このスルーホールに起因する層間絶縁膜表面の凹凸を少なくして、この凹凸に起因する配線の断線を低減できる。 Patent Document 2 discloses that in order to improve step coverage, a metal wiring is formed in a through hole formed in an interlayer insulating film, and the through hole is filled with a conductive coating material. . As a result, the level difference caused by the through hole can be reduced, the unevenness on the surface of the interlayer insulating film due to the through hole can be reduced, and the disconnection of the wiring due to the unevenness can be reduced.
特許文献3の液晶表示用配線基板の製造方法では、アクリル系樹脂などの絶縁性材料からなる層間絶縁層の表面を撥水加工する。そして、層間絶縁層に設けられたコンタクトホールの周囲に凹所を形成する。そして、ITO(酸化インジウム錫)などの塗布型の導電材料をコンタクトホール内に充填することにより、上記凹所と、コンタクトホール内の側面及び底部分に導電材料を成膜する技術が開示されている。 In the method for manufacturing a wiring substrate for liquid crystal display disclosed in Patent Document 3, the surface of an interlayer insulating layer made of an insulating material such as an acrylic resin is subjected to water repellent processing. Then, a recess is formed around the contact hole provided in the interlayer insulating layer. Then, a technique for forming a conductive material on the recess and the side and bottom portions of the contact hole by filling the contact hole with a coating-type conductive material such as ITO (indium tin oxide) is disclosed. Yes.
特許文献4には、有機絶縁膜からなる層間絶縁膜にコンタクトホールを形成し、コンタクトホールに導電性微粒子を充填してから、当該コンタクトホールに配線を形成する方法が開示されている。 Patent Document 4 discloses a method of forming a contact hole in an interlayer insulating film made of an organic insulating film, filling the contact hole with conductive fine particles, and then forming a wiring in the contact hole.
特許文献5には、感光性SOGからなる保護製絶縁膜にスルーホールを形成し、当該スルーホールによって、画素電極と、配線端子の皮覆を形成する液晶表示装置が開示されている。 Patent Document 5 discloses a liquid crystal display device in which a through hole is formed in a protective insulating film made of photosensitive SOG, and a pixel electrode and a covering of a wiring terminal are formed by the through hole.
特許文献1の半導体装置について図5を用いて説明する。 The semiconductor device of Patent Document 1 will be described with reference to FIG.
図5は、従来の半導体装置の構成を表す断面図である。 FIG. 5 is a cross-sectional view illustrating a configuration of a conventional semiconductor device.
図5に示すように、ITO107は、ITO107の下地の段差を平坦化するように形成されている。しかし、例えば、図5で示す領域Dのように下地の段差が深いところでは、ITO107の膜厚が厚くなる。このためITO107をパターニングする際、不要な領域のITO107を除去するために、ITO107をエッチングした場合、膜厚が厚い領域ではITO107が除去されず、残ってしまう場合がある。また、膜厚が厚い領域のITO107の膜が残らないように、エッチング時間を延ばすと、ITO107の上層に形成する配線108を形成するためのレジストを厚くする必要がある。当該レジストを厚くすると、フォトリソ工程で配線108を細く形成することができなくなる。配線108が太くなると、回路面積が増えてしまうという課題が生じる。つまり、特許文献1に開示された技術では、回路の高精細化を図ることができない。
As shown in FIG. 5, the ITO 107 is formed so as to flatten the step of the base of the ITO 107. However, for example, the ITO 107 is thickened at a deep base step like the region D shown in FIG. For this reason, when the ITO 107 is patterned, if the ITO 107 is etched in order to remove the
また、特許文献2の技術では、スルーホールに起因する層間絶縁膜表面の凹凸を少なくして、この凹凸に起因する配線の断線を低減できるものの、特に、基板上に形成された配線により、層間絶縁膜上に生じる凹凸の平坦化について考慮されていない。このため、特許文献2の技術では、層間絶縁膜の配線により生じる凹凸に起因して、配線が断線する虞があるので、回路の信頼性が低下する。 Further, although the technique of Patent Document 2 can reduce the unevenness of the surface of the interlayer insulating film due to the through hole and reduce the disconnection of the wiring due to the unevenness, the wiring formed on the substrate is particularly effective. The flattening of the unevenness generated on the insulating film is not considered. For this reason, in the technique of Patent Document 2, since the wiring may be disconnected due to the unevenness caused by the wiring of the interlayer insulating film, the reliability of the circuit is lowered.
特許文献3の技術では、コンタクトホールのカバレジについて考慮されていない。また、コンタクトホールがテーパー形状となった場合、コンタクトホール内に成膜されたITOが断線すると、導通が取れなくなる等の課題が生じる。 In the technique of Patent Document 3, contact hole coverage is not considered. In addition, when the contact hole has a tapered shape, there is a problem that, when the ITO film formed in the contact hole is disconnected, conduction cannot be obtained.
特許文献4の層間絶縁膜に用いられている材料では、層間絶縁膜の下層に配された配線により、層間絶縁膜の表面に凹凸ができる。層間絶縁膜の表面に凹凸が形成されると、層間絶縁膜上に配される配線間でショートなどの不良が発生する原因となる。 In the material used for the interlayer insulating film of Patent Document 4, the surface of the interlayer insulating film can be uneven due to the wiring disposed under the interlayer insulating film. If irregularities are formed on the surface of the interlayer insulating film, it may cause a defect such as a short circuit between wirings arranged on the interlayer insulating film.
特許文献5には、カバレジについて考慮されておらず、スルーホールでのカバレジが悪くなるという課題が生じる。 In Patent Document 5, coverage is not taken into consideration, and there is a problem that coverage in a through hole is deteriorated.
以上のように、上記の何れの特許文献においても、層間絶縁膜の表面には多かれ少なかれ凹凸の段差が生じているので、配線の高精細化を図った場合には、配線が細くなり段差部分により断線しやすくなるという問題が生じる。 As described above, in any of the above-mentioned patent documents, since the surface of the interlayer insulating film is more or less uneven, when the wiring is made high definition, the wiring becomes thin and the step portion This causes the problem of easy disconnection.
しかも、この層間絶縁膜の表面における凹凸に起因して、該層間絶縁膜の表面に形成される配線間でショートが発生し、回路の信頼性を低下させるという問題も生じる。 Moreover, due to the irregularities on the surface of the interlayer insulating film, a short circuit occurs between the wirings formed on the surface of the interlayer insulating film, resulting in a problem that the reliability of the circuit is lowered.
ここで、コンタクトホールを形成する層間絶縁膜の表面に凹凸形状が形成されることにより、層間絶縁膜の表面に配される配線間でショートが発生する課題について、図6〜図8を用いて説明する。 Here, the problem that a short circuit occurs between the wirings arranged on the surface of the interlayer insulating film due to the formation of the concavo-convex shape on the surface of the interlayer insulating film forming the contact hole will be described with reference to FIGS. explain.
図6は、従来の配線構造の構成を表す平面図である。図7は、図6に示すB−B’線断面図を表す。図8は、図6、7に示す配線構造の製造途中の様子を表す断面図である。 FIG. 6 is a plan view showing a configuration of a conventional wiring structure. FIG. 7 is a sectional view taken along line B-B ′ shown in FIG. 6. FIG. 8 is a cross-sectional view showing a state in the middle of manufacturing the wiring structure shown in FIGS.
配線構造100の基板109上には、島状の半導体層110が配されている。そして、ゲート絶縁膜(不図示)を介して、基板109上に複数のゲート電極117a・117b・117cが配されている。ゲート電極117a・117b間の距離(図6、7の矢印e)は、ゲート電極117b・117c間の距離(図6、7の矢印f)と比較して狭く形成されている。
An island-
そして、ゲート絶縁膜、半導体層110、ゲート電極117a・117b・117c上には層間絶縁膜113が形成されている。半導体層110上の層間絶縁膜113にはコンタクトホール115が形成されている。コンタクトホール115を覆って、配線118が形成されている。配線118と、半導体層110とはコンタクトホール115の底部分で接続している。
An
ここで、ゲート電極117a・117b間に対応する層間絶縁膜113の表面領域である領域E、及びゲート電極117b・117c間に対応する層間絶縁膜113の表面領域である領域Fには段差が形成されている。領域Eの段差は、ゲート電極117a・117bに起因する段差であり、領域Fの段差は、ゲート電極117b・117cに起因する段差である。
Here, a step is formed in the region E which is the surface region of the
そして、ゲート電極117a・117b間の距離は、ゲート電極117b・117c間の距離と比較して狭いので、領域Eの段差は、領域Fの段差と比較して、深く形成される。このため、領域Eの段差には、配線118をパターニングする際にエッチング残りが生じやすい。
Since the distance between the
図8は、配線118をパターニングするため、コンタクトホール115を含め、層間絶縁膜113上に導電膜118aを積層し、さらに、導電膜118a上であって、配線118を形成すべき領域にマスクとなるレジスト119を形成している。
8A and 8B, in order to pattern the
ここで、導電膜118aは、下層の層間絶縁膜113の凹凸に沿って、表面に凹凸ができる。このため、導電膜118aの層間絶縁膜113の領域E,F上に積層された領域にも段差ができる。そして、領域Eの段差は、領域Fの段差より深く形成されているので、
領域E上に積層された導電膜118aの膜厚(図8の矢印G)は、領域F上に積層された導電膜118aの膜厚(図8の矢印H)や、導電膜118aの他の領域と比較して、厚くなる。
Here, the
The film thickness of the
このため、配線118を形成するために、導電膜118aの不要部分をエッチングにより除去した場合、図7、8に示すように、領域Eには、エッチング残りとして導電膜118bが残ってしまう。この導電膜118bは、図6に示す配線128間でショートすることになり、回路の信頼性を低下させる原因となる。
Therefore, when an unnecessary portion of the
以上のことから、本発明の目的は、層間絶縁膜及びコンタクトホール部における配線形成面を平坦化することで、配線を高精細化しても断線が生じ難い、信頼性の高い配線回路を実現できる配線構造、及びそれを備えた液晶表示装置、並びに配線製造方法を提供することである。 In view of the above, the object of the present invention is to flatten the wiring formation surface in the interlayer insulating film and the contact hole portion, thereby realizing a highly reliable wiring circuit in which disconnection hardly occurs even if the wiring is made high definition. A wiring structure, a liquid crystal display device including the wiring structure, and a wiring manufacturing method are provided.
上記の課題を解決するために、本発明の配線構造は、複数の配線が配された基板上に配される第1電極と、上記配線及び第1電極が配された基板上に配された絶縁層と、当該絶縁層上に配される第2電極とを備え、上記絶縁層に形成されたコンタクトホール内で、上記第1電極と、上記第2電極とが電気的に接続される配線構造であって、上記絶縁層は感光性樹脂材料からなり、さらに、上記コンタクトホール内には導電性微粒子が充填されており、上記導電性微粒子によって、上記第1電極と、上記第2電極とが電気的に接続されていることを特徴とする。 In order to solve the above problems, a wiring structure according to the present invention is arranged on a first electrode arranged on a substrate on which a plurality of wirings are arranged, and on a substrate on which the wiring and the first electrode are arranged. A wiring comprising an insulating layer and a second electrode disposed on the insulating layer, wherein the first electrode and the second electrode are electrically connected in a contact hole formed in the insulating layer The insulating layer is made of a photosensitive resin material, and the contact hole is filled with conductive fine particles. The conductive fine particles allow the first electrode, the second electrode, Are electrically connected.
また、上記の課題を解決するために、本発明の配線製造方法は、複数の配線が配された基板上に第1電極を配する第1電極配線工程と、上記第1電極の上層に、感光性樹脂材料を分散させた溶液を塗布して、当該感光性樹脂材料からなる絶縁膜を積層したあと、当該絶縁膜に上記第1電極を露出させるためのコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、上記コンタクトホール内に、導電性微粒子を充填する導電性微粒子形成工程と、上記コンタクトホールを覆い、且つ、当該コンタクトホールに充填された導電性微粒子と電気的に接続する第2電極を形成する第2電極形成工程とを備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problem, the wiring manufacturing method of the present invention includes a first electrode wiring step in which a first electrode is disposed on a substrate on which a plurality of wirings are disposed, and an upper layer of the first electrode. A contact hole forming step of applying a solution in which a photosensitive resin material is dispersed, laminating an insulating film made of the photosensitive resin material, and then forming a contact hole for exposing the first electrode to the insulating film And forming a conductive fine particle in the contact hole, and forming a second electrode that covers the contact hole and is electrically connected to the conductive fine particle filled in the contact hole. And a second electrode forming step.
ここで、一般に、感光性樹脂材料は液状で使用する。 Here, in general, the photosensitive resin material is used in a liquid state.
従って、上記構成によると、上記絶縁層は感光性樹脂材料からなることで、この感光性樹脂材料による絶縁層形成時に、基板上に形成されている複数の配線及び第1電極によって生じる凹凸が当該感光性樹脂材料によって埋められる。これにより、基板上の凹凸を完全に埋めることで、絶縁膜の平坦化が可能となる。 Therefore, according to the above configuration, since the insulating layer is made of a photosensitive resin material, when the insulating layer is formed of the photosensitive resin material, the unevenness caused by the plurality of wirings and the first electrode formed on the substrate Filled with photosensitive resin material. Thereby, the insulating film can be flattened by completely filling the unevenness on the substrate.
しかも、コンタクトホール内には導電性微粒子が充填されているので、当該コンタクトホール形成部分における配線形成面の平坦化も可能にする。 In addition, since the conductive fine particles are filled in the contact holes, it is possible to flatten the wiring formation surface in the contact hole formation portion.
従って、コンタクトホール形成部分及び絶縁膜における配線形成面を平坦化することにより、配線形成面の凹凸に起因する断線を無くすことができるので、配線を細くしても断線し難くなる。これにより、配線を高精細化しても配線が断線し難い、信頼性の高い回路を提供することができる。 Accordingly, by flattening the contact hole formation portion and the wiring formation surface in the insulating film, it is possible to eliminate the disconnection caused by the unevenness of the wiring formation surface. As a result, it is possible to provide a highly reliable circuit in which the wiring is difficult to be disconnected even when the wiring is refined.
また、コンタクトホール形成部分及び絶縁膜における配線形成面を平坦化することにより、コンタクトホール形成部及び該絶縁膜上に形成される第2電極となる配線膜の膜厚を一定にすることができるので、配線膜をエッチングして第2電極をパターニングする際の、該配線膜の凹凸に起因するエッチング残りを生じさせない。 Further, by flattening the contact hole forming portion and the wiring formation surface in the insulating film, the film thickness of the contact hole forming portion and the wiring film to be the second electrode formed on the insulating film can be made constant. Therefore, when etching the wiring film and patterning the second electrode, there is no etching residue caused by the unevenness of the wiring film.
このように、エッチング残りが生じないことから、エッチング残りに起因する配線がショートすることを回避することができるので、配線の信頼性を向上させることができる。 As described above, since no etching residue occurs, it is possible to avoid a short circuit of the wiring caused by the etching residue, so that the reliability of the wiring can be improved.
また、エッチング残りが生じないことから、配線膜をエッチングする際のエッチング時間を短くできるので、レジスト材の膜厚を薄くすることができ、この結果、微細なパターン形成が容易になる。 Further, since no etching residue occurs, the etching time for etching the wiring film can be shortened, so that the film thickness of the resist material can be reduced, and as a result, formation of a fine pattern is facilitated.
そして、微細なパターン形成が容易になれば、配線の高精細化が図れるので、配線を細くすることが可能となり、この結果、回路面積を小さくできる。 If a fine pattern can be easily formed, it is possible to increase the definition of the wiring, so that the wiring can be thinned. As a result, the circuit area can be reduced.
以上のことから、上記構成の配線構造及び配線製造方法によれば、配線を高精細化しても断線が生じ難い、信頼性の高い配線回路を実現できる。 From the above, according to the wiring structure and the wiring manufacturing method having the above-described configuration, it is possible to realize a highly reliable wiring circuit in which disconnection hardly occurs even if the wiring is highly refined.
本発明の配線構造は、上記基板上に配された上記複数の配線間の距離が異なっており、上記複数の配線間上に積層された上記絶縁層の膜厚は等しいことが好ましい。 In the wiring structure of the present invention, it is preferable that the distances between the plurality of wirings arranged on the substrate are different, and the film thickness of the insulating layer stacked between the plurality of wirings is equal.
上記構成により、上記基板上に、距離がさまざまな複数の配線が配されても、上記複数の配線に起因する凹凸が、上記絶縁膜の表面に形成されない。このため、上記絶縁膜上に配線を形成したとしても、当該形成した配線の不良の発生を抑制することができる。このため、信頼性が高い配線構造を構成することができる。 With the above structure, even when a plurality of wirings with various distances are arranged on the substrate, unevenness due to the plurality of wirings is not formed on the surface of the insulating film. For this reason, even if a wiring is formed on the insulating film, it is possible to suppress the occurrence of defects in the formed wiring. For this reason, a highly reliable wiring structure can be configured.
本発明の配線構造は、上記コンタクトホールの底部分と、上記コンタクトホールの開口部分の面積とが、等しいことが好ましい。 In the wiring structure of the present invention, it is preferable that the bottom portion of the contact hole and the area of the opening portion of the contact hole are equal.
上記構成により、上記コンタクトホールの側面をテーパー形状とする場合と比較して、コンタクトホールが形成される面積を小さくすることができる。このため、回路が大きくなることを抑制することができる。 With the above configuration, the area where the contact hole is formed can be reduced as compared with the case where the side surface of the contact hole is tapered. For this reason, it can suppress that a circuit becomes large.
本発明の液晶表示装置は、上記配線構造を備えたTFT素子基板と、上記TFT素子基板と対向配置される対向基板とを備える液晶表示パネルを備えることが好ましい。 The liquid crystal display device of the present invention preferably includes a liquid crystal display panel including a TFT element substrate having the wiring structure and a counter substrate disposed to face the TFT element substrate.
上記構成により、上記TFT素子基板の回路面積を小さくすることができるので、液晶表示パネルの狭額縁化を行うことができる。このため、上述の信頼性が向上する効果に加えて、液晶表示装置の小型化を行うことができる。 With the above configuration, the circuit area of the TFT element substrate can be reduced, so that the frame of the liquid crystal display panel can be reduced. For this reason, in addition to the effect which the above-mentioned reliability improves, size reduction of a liquid crystal display device can be performed.
本発明の配線構造は、複数の配線が配された基板上に配される第1電極と、上記配線及び第1電極が配された基板上に配された絶縁層と、当該絶縁層上に配される第2電極とを備え、上記絶縁層に形成されたコンタクトホール内で、上記第1電極と、上記第2電極とが電気的に接続される配線構造であって、上記絶縁層は感光性樹脂材料からなり、さらに、上記コンタクトホール内には導電性微粒子が充填されており、上記導電性微粒子によって、上記第1電極と、上記第2電極とが電気的に接続されている。 The wiring structure of the present invention includes a first electrode disposed on a substrate on which a plurality of wirings are disposed, an insulating layer disposed on the substrate on which the wiring and the first electrode are disposed, and the insulating layer on the insulating layer. A wiring structure in which the first electrode and the second electrode are electrically connected within a contact hole formed in the insulating layer, wherein the insulating layer includes: The contact hole is filled with conductive fine particles, and the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive fine particles.
また、本発明の配線製造方法は、複数の配線が配された基板上に第1電極を配する第1電極配線工程と、上記第1電極の上層に、感光性樹脂材料を分散させた溶液を塗布して、当該感光性樹脂材料からなる絶縁膜を積層したあと、当該絶縁膜に上記第1電極を露出させるためのコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、上記コンタクトホール内に、導電性微粒子を充填する導電性微粒子形成工程と、上記コンタクトホールを覆い、且つ、当該コンタクトホールに充填された導電性微粒子と電気的に接続する第2電極を形成する第2電極形成工程とを含む。 Further, the wiring manufacturing method of the present invention includes a first electrode wiring step in which a first electrode is disposed on a substrate on which a plurality of wirings are disposed, and a solution in which a photosensitive resin material is dispersed in the upper layer of the first electrode. And laminating an insulating film made of the photosensitive resin material, and then forming a contact hole for exposing the first electrode in the insulating film, and conducting the conductive material in the contact hole. A conductive fine particle forming step for filling the conductive fine particles, and a second electrode forming step for forming a second electrode that covers the contact hole and is electrically connected to the conductive fine particles filled in the contact hole. .
これにより、配線を高精細化しても断線が生じ難い、信頼性の高い配線回路を実現できるという効果を奏する。 As a result, there is an effect that it is possible to realize a highly reliable wiring circuit in which disconnection hardly occurs even if the wiring is highly refined.
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail.
図2は、本発明の実施の一形態に係る配線構造1(配線構造)の構成を表す平面図である。図1は、図2に示すA−A’線断面図を表す。 FIG. 2 is a plan view showing the configuration of the wiring structure 1 (wiring structure) according to the embodiment of the present invention. FIG. 1 is a cross-sectional view taken along line A-A ′ shown in FIG. 2.
配線構造1は、コンタクトホールによって、配線や電極間の導通がとられる配線基板に用いることができるものであり、例えば、半導体装置や、液晶表示装置に用いられる配線基板に適用できる。 The wiring structure 1 can be used for a wiring substrate in which electrical connection between electrodes and electrodes is achieved by contact holes. For example, the wiring structure 1 can be applied to a wiring substrate used in a semiconductor device or a liquid crystal display device.
本実施の形態では、本発明の実施の一形態に係る配線構造1を、TFT基板などの半導体基板に適用する場合について説明する。 In the present embodiment, a case where the wiring structure 1 according to one embodiment of the present invention is applied to a semiconductor substrate such as a TFT substrate will be described.
配線構造1の基板9上には、活性層となる島状の半導体層10(第1電極)が配されている。そして、基板9及び半導体層10上には、ゲート絶縁膜11が積層されている。さらに、ゲート絶縁膜11を介して基板9上には複数のゲート電極17a・17b・17c(配線)が配されている。ゲート電極17a・17b間の距離(図1、2の矢印p)は、ゲート電極17b・17c間の距離(図1、2の矢印q)と比較して狭く形成されている。
On the
そして、ゲート電極17a・17b・17c及びゲート絶縁膜11上には、シリコンを含む絶縁膜(例えばSiO2、SiN、SiNO)の単層又は積層構造からなる第1層間絶縁膜12が積層されている。そして、第1層間絶縁膜12上には、感光性樹脂材料からなる第2層間絶縁膜13(絶縁層)が積層されている。第2層間絶縁膜13に用いる感光性樹脂材料としては、例えば、感光性透明アクリル系樹脂(アクリル系樹脂にナフトキノン系感光剤を混ぜたもの)などを挙げることができる。
On the
また、半導体層10上のゲート絶縁膜11、第1層間絶縁膜12、及び第2層間絶縁膜13には開口部が形成されている。この開口部がコンタクトホール15である。
An opening is formed in the
第2層間絶縁膜13の表面であって、コンタクトホール15の周辺部分、コンタクトホール15内部の側面、及び底部を覆って、バリアメタル14が形成されている。つまりバリアメタル14は、コンタクトホール15の底面で半導体層10と接触している。そして、バリアメタル14上であって、コンタクトホール15の内部に導電性微粒子16が形成されている。さらに、バリアメタル14及び導電性微粒子16上には、配線18(第2電極)が形成されている。
A
配線18は、コンタクトホール15の内部で、導電性微粒子16及びバリアメタル14を介して、半導体層10と電気的に接続されている。また、配線18と同じ工程で、複数の配線28が、第2層間絶縁膜13上に形成される。複数の配線28のそれぞれは、配線構造1を平面視したときに、ゲート電極17a・17b・17cのそれぞれと交差するように配されている。
The
第1層間絶縁膜12の表面には、第1層間絶縁膜12が覆っているゲート電極17a・17b・17c、ゲート絶縁膜11、及びゲート絶縁膜11下に形成されている半導体層10等の下地の凹凸形状に沿って、凹凸形状が形成される。
On the surface of the first
ここで、第1層間絶縁膜12の上層に形成される第2層間絶縁膜13は、感光性樹脂材料からなり、感光性樹脂材料は、一般的に液状で使用される。
Here, the second
このため、第2層間絶縁膜13は、フォトリソグラフィによってパターニングすることができる。このため、この感光性樹脂材料による第2層間絶縁膜13形成時に、基板9上に形成されているゲート電極17a・17b・17cによって生じる凹凸が、溶液に分散された感光性樹脂材料によって埋められる。これにより、基板9上の凹凸を完全に埋めることで、第2層間絶縁膜13の平坦化が可能となる。
For this reason, the second
つまり、ゲート電極17a・17b間のように、配線間の距離が狭い領域に形成された第2層間絶縁膜13の膜厚(図1の矢印P)と、ゲート電極17b・17c間のように、配線間の距離が比較的広い領域に形成された第2層間絶縁膜13の膜厚(図1の矢印Q)とがほぼ等しい。
That is, the film thickness of the second interlayer insulating film 13 (arrow P in FIG. 1) formed in a region where the distance between the wirings is narrow, such as between the
加えて、コンタクトホール15内には液状導電材料16が充填されているので、コンタクトホール15形成部分に形成される配線18の平坦化も可能にする。
In addition, since the liquid
従って、第2層間絶縁膜13や、コンタクトホール16に形成される配線18を平坦化することにより、配線18や、配線28の断線を防止できるので、配線18・28を細くすることができる。このため、配線18・28を高精細化しても断線し難い、信頼性の高い回路を提供することができる。
Therefore, by flattening the
また、第2層間絶縁膜13及び配線18を平坦化することにより、第2層間絶縁膜13及び配線18の膜厚を一定にすることができる。このため、配線18となる導電膜をパターニングする際、第2層間絶縁膜13の凹凸に起因するエッチング残りを生じさせない。
Further, by planarizing the second
このように、第2層間絶縁膜13上に、配線18となる導電膜のエッチング残りが生じないことから、エッチング残りに起因して、配線28がショートすることを回避することができる。このため、配線18・28の信頼性を向上させることができる。
As described above, the etching residue of the conductive film to be the
また、第2層間絶縁膜13上にエッチング残りが生じないことから、エッチングにより配線18をパターニングする際のエッチング時間を短くできる。このため、配線18をパターニングするためのレジスト材の膜厚を薄くすることができ、この結果、微細なパターン形成が容易になる。
Further, since no etching residue is generated on the second
そして、微細なパターン形成が容易になれば、配線18・28に形成する配線の高精細化が図れるので、配線18・28を細くすることが可能となり、この結果、回路面積を小さくできる。
If a fine pattern can be easily formed, it is possible to increase the definition of the wiring formed on the
このように、配線構造1によると、配線18.28を高精細化しても断線が生じ難い、信頼性の高い配線回路を実現できる。 As described above, according to the wiring structure 1, it is possible to realize a highly reliable wiring circuit in which disconnection hardly occurs even if the wiring 18.28 has a high definition.
また、第2層間絶縁膜13は、感光性樹脂材料からなり、膜厚の調整も容易であるので、ゲート電極17a・17b・17cと、配線18との間の寄生容量を、容易に小さくすることができる。ゲート電極17a・17b・17cと、配線18との間の寄生容量が大きい場合は、第2層間絶縁膜13の膜厚を厚くすることにより、ゲート電極17a・17b・17cと、配線18との間の寄生容量を小さくすることができる。このように、配線構造1によると、より信頼性の高い配線回路を形成することができる。
Further, since the second
加えて、例えば、SiOまたはSiNの単層、またはSiOとSiNとの積層構造等、感光性樹脂材料以外の一般的な材質の層間絶縁膜のみからなる配線構造の層間絶縁膜に、コンタクトホールを形成する場合と比較して、配線構造1によると、第1層間絶縁膜12の上層に形成された第2層間絶縁膜13は感光性樹脂材料からなり、フォトリソ工程でコンタクトホール15を形成することができるので、工程を簡略化することができる。
In addition, for example, a contact hole is formed in an interlayer insulating film having a wiring structure made only of an interlayer insulating film made of a general material other than a photosensitive resin material, such as a single layer of SiO or SiN, or a laminated structure of SiO and SiN. Compared with the case of forming, according to the wiring structure 1, the second
つまり、層間絶縁膜として、感光性樹脂材料以外であって、SiOまたはSiNの単層、またはSiOとSiNとの積層構造等、一般的な材質の層間絶縁膜のみを備える配線構造と比較して、配線構造1は、第1層間絶縁膜12の上層に、感光性樹脂材料からなる第2層間絶縁膜13が形成されているので、第1層間絶縁膜12の膜厚を薄くすることができる。このように、第1層間絶縁膜12の膜厚が薄いので、コンタクトホール15を形成する際、コンタクトホール15内に成膜されている第1層間絶縁膜12を除去するためのエッチング時間を短縮することができる。
That is, as an interlayer insulating film other than the photosensitive resin material, as compared with a wiring structure including only an interlayer insulating film of a general material such as a single layer of SiO or SiN or a laminated structure of SiO and SiN. In the wiring structure 1, since the second
また、上述したような、層間絶縁膜として、感光性樹脂材料以外であって、SiOまたはSiNの単層、またはSiOとSiNとの積層構造等、一般的な材質の層間絶縁膜のみを備える配線構造の層間絶縁膜にコンタクトホールを形成する場合、層間絶縁膜を成膜し、成膜した層間絶縁膜の上層に、層間絶縁膜のマスクのためのレジストをパターニング(レジストの塗布、露光、現像)し、パターニングしたレジストをマスクとして、エッチングにより不要部分の層間絶縁膜を除去した後、さらに、層間絶縁膜のマスクとしたレジストを除去する工程が必要となる。 Further, as described above, the wiring provided with only an interlayer insulating film made of a general material such as a single layer of SiO or SiN, or a laminated structure of SiO and SiN other than the photosensitive resin material as the interlayer insulating film When a contact hole is formed in an interlayer insulating film having a structure, an interlayer insulating film is formed, and a resist for masking the interlayer insulating film is patterned on the formed interlayer insulating film (resist application, exposure, development) Then, after the unnecessary portion of the interlayer insulating film is removed by etching using the patterned resist as a mask, a step of removing the resist used as the mask of the interlayer insulating film is required.
一方、配線構造1では、第1層間絶縁膜12の上層に、感光性樹脂材料からなる第2層間絶縁膜13を成膜し、フォトリソ工程でパターニングされた第2層間絶縁膜13をマスクとして、第1層間絶縁膜12の不要部分をエッチングすることにより、コンタクトホール15を形成する。そして、第1層間絶縁膜13をエッチングする際のマスクとして用いた第2層間絶縁膜13を除去せず、そのまま層間絶縁膜の一部として残す。
On the other hand, in the wiring structure 1, a second
このように、配線構造1の構成によると、第1層間絶縁膜12の上層に、感光性樹脂材料からなる第2層間絶縁膜13を積層しているので、第2層間絶縁膜13は、第1層間絶縁膜12のエッチングのためのマスクとして用いることができる。そして、第1層間絶縁膜12のマスクとして用いた第2層間絶縁膜13をそのまま層間絶縁膜として残す。このため、第1層間絶縁膜12のマスクとなるレジストの除去が不要となる。すなわち、配線構造1によると、第1層間絶縁膜12のマスクとなるレジストを除去する工程が必要ない。
Thus, according to the structure of the wiring structure 1, since the second
ここで、コンタクトホールに、導電性微粒子を設けないで、例えばスパッタ法などによりコンタクトホール内で導通をとるための配線を形成した場合、当該配線のカバレジを向上させるために、コンタクトホールを、底部から開口部に向けて内径が広がった形状、すなわちテーパー形状とする必要がある。 Here, when a wiring for conducting in the contact hole is formed by, for example, a sputtering method without providing conductive fine particles in the contact hole, the contact hole is formed at the bottom portion in order to improve the coverage of the wiring. It is necessary to make the shape whose inner diameter is widened toward the opening, that is, a tapered shape.
これにより、コンタクトホール内に形成する配線のカバレジを向上させることができる。しかし、コンタクトホールの内部の側面をテーパー形状とすることにより、コンタクトホールの開口部の面積が大きくなり、回路面積が増加することになる。このため、例えば液晶表示装置などで要求されているような、いわゆる狭額縁化など、回路面積を小さくする必要がある配線構造には不向きである。 Thereby, the coverage of the wiring formed in the contact hole can be improved. However, by making the side surface inside the contact hole tapered, the area of the opening of the contact hole is increased and the circuit area is increased. For this reason, it is not suitable for a wiring structure that requires a small circuit area, such as a so-called narrow frame as required in a liquid crystal display device.
一方、配線構造1によると、コンタクトホール15の内部には導電性微粒子16が充填されている。そして、配線18は、導電性微粒子16を介して半導体層10と電気的に接続されているので、コンタクトホール15の側面をテーパー形状としなくても、配線18のカバレジが悪くなるのを防止することができる。つまり、コンタクトホール15を、第2層間絶縁膜13の表面の開口部と、底部との面積がほぼ等しい形状とすることができる。このため、配線18のカバレジ向上のために、コンタクトホール15の開口部の面積を大きくする必要がない。このように、コンタクトホール15の内部に導電性微粒子16を設けることにより、配線18のカバレジの向上、及び回路面積が増加することの抑制の両立を行うことができる。
On the other hand, according to the wiring structure 1, the inside of the
このように、配線構造1を、液晶表示装置を構成する液晶表示パネルに用いられるTFT素子回路の配線構造に適用することにより、TFT素子回路の回路面積を小さくすることができる。このように、配線構造1によると、上述した信頼性向上効果に加えて、液晶表示パネルの狭額縁化を行なことができるので、液晶表示装置の小型化が可能である。 Thus, the circuit area of the TFT element circuit can be reduced by applying the wiring structure 1 to the wiring structure of the TFT element circuit used in the liquid crystal display panel constituting the liquid crystal display device. As described above, according to the wiring structure 1, in addition to the above-described reliability improvement effect, the frame of the liquid crystal display panel can be reduced, so that the liquid crystal display device can be downsized.
配線構造1を好適に適用できる配線回路としては、例えば、モノリシック(液晶表示領域の外周部にゲートドライバ、ソースドライバなどの電子回路を形成したもの)ディスプレイの電子回路の形成領域、または表示領域等を挙げることができる。 As a wiring circuit to which the wiring structure 1 can be suitably applied, for example, a monolithic (an electronic circuit such as a gate driver or a source driver is formed on the outer periphery of the liquid crystal display region) a display electronic circuit formation region, a display region, or the like Can be mentioned.
なお、コンタクトホール15の内部の側面をテーパー形状としてもよい。コンタクトホール15を形成する配線構造1が適用される回路基板に応じて、適宜選択すればよい。
The side surface inside the
また、第2層間絶縁膜に感光性樹脂材料を用いない場合、すなわち、例えばSiO、SiN、またはこれらの積層構造等、感光性樹脂材料以外の材質であって、一般的な材質からなる層間絶縁膜のみを層間絶縁膜として用いた場合のコンタクトホール製造方法によると、表面の凹凸の平坦化や、配線間の寄生容量を小さくするために、膜厚を厚くすると、一般的に、コンタクトホールの面積が大きくなってしまう。 In addition, when the photosensitive resin material is not used for the second interlayer insulating film, that is, for example, SiO, SiN, or a laminated structure thereof, which is a material other than the photosensitive resin material and is made of a general material. According to the contact hole manufacturing method using only a film as an interlayer insulating film, in order to flatten the unevenness of the surface and reduce the parasitic capacitance between wirings, generally, increasing the film thickness The area becomes large.
ここで、第2層間絶縁膜13は、感光性樹脂材材料からなり、フォトリソ工程でコンタクトホール15を形成することができるので、配線構造1を適用する配線回路の信頼性を向上させる効果と、回路面積が増加することの抑制の両立を行なことができる。
Here, the second
(製造方法)
次に、図3(a)〜(f)を用い、配線構造1の製造方法について説明する。
(Production method)
Next, a method for manufacturing the wiring structure 1 will be described with reference to FIGS.
図3(a)〜(f)は、配線構造1の製造過程の様子を表す断面図であり、(a)はゲート電極17a・17b・17cのパターニング、及び第1層間絶縁膜12を積層した様子を表す断面図であり、(b)は(a)に第2層間絶縁膜13を積層し、第2層間絶縁膜13にコンタクトホール15を形成した様子を表す断面図である。
3A to 3F are cross-sectional views showing the manufacturing process of the wiring structure 1, and FIG. 3A shows the patterning of the
また、図3(c)は、(b)にバリアメタル14及び導電性微粒子16を積層した様子を表す断面図であり、(d)は(c)の導電性微粒子16のうち、不要部分を除去した様子を表す。(e)は(d)のバリアメタル14、及び導電性微粒子16に導電膜18aを積層し、さらに導電膜18a上にレジスト19をパターニングした様子を表す断面図であり、(f)は(e)の導電膜18aをエッチングして配線18をパターニングした様子を表す断面図である。
FIG. 3C is a cross-sectional view showing a state in which the
図3(a)に示すように、基板9上に、活性層である半導体層10を島状に形成する。この半導体層10は、10〜300nm(好ましくは30nm〜100nm)の膜厚で形成する。
As shown in FIG. 3A, a
次に、半導体層10、及び基板9上に、5nm〜300nm(好ましくは10nm〜150nm)の膜厚でゲート絶縁膜11を形成する。
Next, the
そして、ゲート絶縁膜11の上に、膜厚50nm〜1000nm(好ましくは100nm〜800nm)の導電膜をスパッタ法により形成する。そして、フォトリソ工程により、ゲート絶縁膜11上の上記導電膜を所望の形状にパターニングすることにより、複数のゲート電極17a・17b・17cを形成する。
Then, a conductive film with a thickness of 50 nm to 1000 nm (preferably 100 nm to 800 nm) is formed over the
そして、ゲート電極17a・17b・17c、及びゲート絶縁膜11を含め、基板9の全面に、膜厚50nm〜2000nm(好ましくは100nm〜1500nm)で第1層間絶縁膜12を積層する。この第1層間絶縁膜12は、シリコンを含む絶縁膜(例えばSiO2、SiN、SiNO)の単層又は積層構造で形成する。ここで、ゲート電極17a・17b・17c上に積層された第1層間絶縁膜12は、ゲート電極17a・17b・17cのそれぞれの形状に沿って、凹凸形状が形成される。
Then, the first
次に、図3(b)に示すように、例えば、ゲート電極の膜厚の1.5〜4倍程度の膜厚となるように、第1層間絶縁膜12上に、膜厚80nm〜8000nmで、感光性樹脂からなる第2層間絶縁膜13を積層する。
Next, as shown in FIG. 3B, for example, a film thickness of 80 nm to 8000 nm is formed on the first
第1層間絶縁膜12に積層された第2層間絶縁膜13は、配線間の距離が狭い領域であるゲート電極17a・17b間の膜厚(図3(b)の矢印P)と、配線間の距離が比較的広い領域であるゲート電極17b・17c間の膜厚(図3(b)の矢印Q)とが等しい。
The second
すなわち、基板9上に配線間の距離(図3(b)の矢印p、q)が異なるゲート電極17a・17b、及びゲート電極17b・17cが配されていても、それぞれの配線間(ゲート電極17a・17b、及びゲート電極17b・17c)に積層される第2層間絶縁膜13に段差が形成されることはなく、膜厚を等しく形成することができる。
That is, even if the
このように、第2層間絶縁膜13は、例えば、感光性透明アクリル系樹脂等の感光性樹脂材料を分散させた溶液を、第1層間絶縁膜12上に塗布することにより成膜するので、第1層間絶縁膜12のゲート電極17a・17b・17cに起因する段差を平坦化することができる。
Thus, the second
また、第2層間絶縁膜13を膜厚80nm〜3000nm程度(ゲート電極の膜厚の1.5倍程度)のように、膜厚を薄く形成することにより、第2層間絶縁膜13を露光する時間が短くなるので、露光処理装置のスループット向上効果を得ることができる。
Further, the second
そして、フォトリソ工程により、第2層間絶縁膜13のパターニングを行なう。つまり、フォトリソ工程により、第2層間絶縁膜13のコンタクトホールを形成すべき領域に、開口部を形成することにより、第2層間絶縁膜13の下層に形成された第1層間絶縁膜12の表面を露出させる。
Then, the second
次に、エッチング工程により、表面が露出した第1層間絶縁膜12を除去する。つまり、パターニングされた第2層間絶縁膜13をマスクとして、第1層間絶縁膜12の不要部分をエッチングによって除去することにより、コンタクトホール15を形成する。
Next, the first
本実施の形態では、コンタクトホール15は、ソース・ドレイン領域となる半導体層10と、配線18とを電気的に接続するために形成される。
In the present embodiment, the
なお、コンタクトホール15は、第2層間絶縁膜13の下層に形成された配線と、第2層間絶縁膜13の上層に形成された配線とを電気的に接続するためのものである。このため、コンタクトホール15が形成される位置は、半導体層10上に限定されず、例えば、ゲート電極上等に形成してもよい。
The
このように、第2層間絶縁膜13は感光性樹脂材料からなるので、フォトリソ工程により、コンタクトホール15を形成することができる。このため、コンタクトホール15の大きさの調整や、変更が容易である。
Thus, since the second
ここで、コンタクトホール15の側面をテーパー形状とする場合は、コンタクトホール15の底部の面積と、第2層間絶縁膜13の表面の開口部の面積とが、所望の大きさとなるように、フォトリソ工程で調整する必要がある。なお、コンタクトホール15の側面をテーパー形状としない場合は、コンタクトホール15の底部の面積、及び第2層間絶縁膜13の表面の開口部の面積の調整が必要ないので、工程の簡略化を行うことができる。
Here, when the side surface of the
次に、エッチングをすることにより、コンタクトホール15内に残っている第1層間絶縁膜12を除去する。これにより、コンタクトホール15の底面に、半導体層10が露出する。ここで、コンタクトホールのアスペクト比(コンタクトホールの深さ/コンタクトホールの直径)は0.5以上とする。
Next, the first
これにより、コンタクトホール15内部での配線の断線を防止する効果を、より顕著に得ることができる。つまり、コンタクトホールのアスペクト比を0.5以上とすることにより、さらに、確実にコンタクトホール15内部での配線の断線を防止することができる。なお、アスペクト比が0.5より小さい場合は、コンタクト内部での配線の断線が発生する可能性が低いので、コンタクトホール内の液状導電材料を省略してもよい。
Thereby, the effect which prevents the disconnection of the wiring in the
そして、図3(c)に示すように、スパッタ法などにより、コンタクトホール15を含め、第2層間絶縁膜13上に膜厚50nm〜1000nm(好ましくは100nm〜300nm)でバリアメタル14を成膜する。バリアメタル14の材質としては、例えば、タンタルとその化合物(Ta、TaNなど)、チタンとその化合物(Ti、TiNなど)、タングステンとその化合物(W、WNなど)などを用いることができる。
Then, as shown in FIG. 3C, the
これにより、第2層間絶縁膜13上及びコンタクトホール15の内部にバリアメタル14が成膜される。
Thereby, the
次に、スピンコート法により、バリアメタル14上に、導電性微粒子16を含有する液状材料(溶液)を塗り広げる。この導電性微粒子16を含有する液状材料としては、例えば、アルバックマテリアル社製、低温度焼成型Agインク”L−Ag”シリーズ、微細配線用導電性インク等を用いることができる。
Next, a liquid material (solution) containing conductive
そして、焼成するなどして、液状材料を乾燥させる。これにより、コンタクトホール15の内部を含め、バリアメタル14上に導電性微粒子16が成膜される。ここで、本実施の形態の導電性微粒子16を用いることにより、第2層間絶縁膜13の材質として、耐熱温度が比較的低温である150℃程度のものを用いることができる。すなわち、第2層間絶縁膜13の材質として、例えば特許文献4に開示されている層間絶縁膜の材質のように、400℃以上の耐熱温度を有するものを使用する必要がない。
Then, the liquid material is dried by baking or the like. Thereby, conductive
また、配線間の距離が異なるゲート絶縁膜17a・17b・17cを覆う第2層間絶縁膜13は、表面が平坦に形成されているので、ゲート電極17a・17bの配線間の上層に積層される導電性微粒子16の膜厚(図3(c)の矢印g)と、ゲート電極17b・17cの配線間の上層に積層される導電性微粒子16の膜厚(図3(c)の矢印h)とは等しい。
Further, since the second
次に、図3(d)に示すように、ウェットエッチングを行うことにより、コンタクトホール15内に形成された導電性微粒子16以外の導電性微粒子16を除去する。つまり、バリアメタル14を介して、第2層間絶縁膜13の上層に形成されている導電性微粒子16を除去する。これにより、導電性微粒子16は、コンタクトホール15の内部であって、バリアメタル14上に形成される。
Next, as shown in FIG. 3D, the conductive
また、ゲート電極17a・17b間のように、配線間の距離が狭い領域に形成された第2層間絶縁膜13の膜厚(図3(d)の矢印P)と、ゲート電極17b・17c間のように、配線間の距離が比較的広い領域に形成された第2層間絶縁膜13の膜厚(図3(d)の矢印Q)とがほぼ等しいので、不要な導電性微粒子16を確実に除去することができ、第2層間絶縁膜13上のエッチング残りを防止することができる。このため、導電性微粒子16をエッチングするための時間を短縮することができる。
Further, the thickness of the second interlayer insulating film 13 (arrow P in FIG. 3 (d)) formed in a region where the distance between the wirings is narrow, such as between the
次に、図3(e)に示すように、コンタクトホール15を含め、バリアメタル14上に、膜厚100nm〜2000nm(好ましくは500nm〜1500nm)で、配線18となる導電膜18aを形成する。ここで、導電性微粒子16は、コンタクトホール15内に選択的に配置されている。このため、導電膜18aは、コンタクトホール15に起因する段差を良好に被膜することができる。
Next, as illustrated in FIG. 3E, a
また、第2層間絶縁膜13の表面は平坦なので、不要な導電性微粒子16のエッチング残りはない。
Further, since the surface of the second
また、配線間の距離が異なるゲート絶縁膜17a・17b・17cを覆う第2層間絶縁膜13は、表面が平坦に形成されているので、ゲート電極17a・17bの配線間の上層に積層される導電膜18aの膜厚(図3(e)の矢印i)と、ゲート電極17b・17cの配線間の上層に積層される導電膜18aの膜厚(図3(c)の矢印j)とは等しい。
Further, since the second
そして、導電膜18aのパターニングを行うために、導電膜18a上であって、導電膜18aを残すべき領域に、例えば、ノボラック型レジスト、化学増幅型レジストなどからなるレジスト19を形成する。
Then, in order to pattern the
ここで、導電膜18aは、ゲートゲート絶縁膜17a・17b・17cの凹凸に影響されず、膜厚が均一に成膜されているので、導電膜18aをエッチングしたときに、不要な部分の導電膜18aのエッチング残りは発生しない。このため、導電膜18aのエッチングに要する時間を短縮することができる。これにより、レジスト19の膜厚を薄くすることができ、配線18の微細化が容易である。
Here, the
次に、図3(f)に示すように、レジスト19をマスクとして、導電膜18a及びバリアメタル14をエッチングし、導電膜18a及びバリアメタル14のパターニングを行う。これにより、レジスト19、及びレジスト19を形成しなかった領域の導電膜18a及びバリアメタル14が、第2層間絶縁膜13上から除去される。これにより、配線18がコンタクトホール15の近傍に形成される。ここで、ゲート絶縁膜17a・17b・17cを覆う第2層間絶縁膜13は表面が平坦に形成されているので、ゲート電極17a・17bの配線間の上層に積層されていた導電膜18aやバリアメタル14のエッチング残りは発生しない。
Next, as shown in FIG. 3F, the
配線18は、導電性微粒子16が内部に充填されたコンタクトホール15上に形成されているので、コンタクトホール15に起因する段差を抑えることができる。すなわち、導電性微粒子16がコンタクトホール15内に形成されているので、配線18の表面の平坦性を向上させることができる。また、導電性微粒子16がコンタクトホール15内に充填されているので、コンタクトホール15内で、バリアメタル14と、配線18との間に隙間ができることを防止することができる。このため、配線18と、半導体層10と間で、よりよく、導電性を確保することができる。
Since the
また、本実施の形態では、ゲート電極17a・17b・17cに起因する段差の平坦化のために、第2層間絶縁膜13として、感光性樹脂材料を用いている。このため、第2層間絶縁膜13は、下層の段差を平坦化することができる。このため、図3(d)や図3(f)で示したように、第2層間絶縁膜13上に積層した膜を、エッチングなどにより除去する際、第2層間絶縁膜13の表面に生じる段差に起因して、膜が残ってしまうことを防止することができる。
In the present embodiment, a photosensitive resin material is used as the second
〔第2の実施の形態〕
ゲート電極17・17b・17cに起因する段差が、第2層間絶縁膜13の表面に形成された場合、配線ショートを抑える段差の形状のアスペクト比を考慮することにより、第2層間絶縁膜13上のエッチング残りの発生を防止することもできる。
[Second Embodiment]
When the step due to the
図4は、本実施の形態に係る配線構造20(配線構造)の概略構成を表す断面図である。 FIG. 4 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the wiring structure 20 (wiring structure) according to the present embodiment.
配線構造20は、配線構造1の第2層間絶縁膜13と同じ感光性樹脂材料からなり、表面に凹凸形状を有する点で相違するなお、図4では、ゲート絶縁膜11、第1層間絶縁膜12、バリアメタル14は省略している。
The
第2層間絶縁膜23の表面には、ゲート電極17a・17b・17cの凹凸に起因する段差が形成されている。第2層間絶縁膜23の表面であって、ゲート電極17a・17b間には段差lが形成されている。また、第2層間絶縁膜23の表面であって、ゲート電極17b・17c間には段差mが形成されている。
On the surface of the second
なお、ここでは、ゲート電極17a・17b・17cの膜厚400nm、第2層間絶縁膜23の膜厚1000nm、配線18・28の膜厚1000nmとする。
Here, the
第2層間絶縁膜23の表面に形成された段差の深さ(図4の矢印T)をTとし、段差の幅(図4の矢印S)をSとし、アスペクト比=T/Sとした場合、アスペクト比を0.5以下とすることにより、配線28(図2参照)の配線ショートを防止することができる。 When the depth of the step formed on the surface of the second interlayer insulating film 23 (arrow T in FIG. 4) is T, the width of the step (arrow S in FIG. 4) is S, and the aspect ratio is T / S By setting the aspect ratio to 0.5 or less, it is possible to prevent the wiring 28 (see FIG. 2) from being short-circuited.
なお、本発明は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本発明の技術的範囲に含まれる。 The present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope shown in the claims, and can be obtained by appropriately combining technical means disclosed in different embodiments. Embodiments are also included in the technical scope of the present invention.
本発明は、コンタクトホールが形成されて、複数の配線を覆う層間絶縁膜の表面を平坦化し、コンタクトホールのカバレジを向上させることができるので、複数の電極、及びコンタクトホールが形成された配線構造に適用できる。 The present invention can flatten the surface of an interlayer insulating film covering a plurality of wirings in which contact holes are formed, and improve the contact hole coverage, so that a wiring structure in which a plurality of electrodes and contact holes are formed Applicable to.
1 配線構造(配線構造)
9 基板
10 半導体層(第1電極)
11 ゲート絶縁膜
12 第1層間絶縁膜
13 第2層間絶縁膜(絶縁層)
14 バリアメタル
15 コンタクトホール
16 導電性微粒子
17・17b・17c ゲート電極(配線)
18 配線(第2電極)
18a 導電膜
19 レジスト
20 配線構造(配線構造)
23 第2層間絶縁膜(絶縁層)
28 配線
1 Wiring structure (wiring structure)
9
11
14
18 Wiring (second electrode)
18a
23 Second interlayer insulating film (insulating layer)
28 Wiring
Claims (5)
上記絶縁層は感光性樹脂材料からなり、
さらに、上記コンタクトホール内には導電性微粒子が充填されており、
上記導電性微粒子によって、上記第1電極と、上記第2電極とが電気的に接続されていることを特徴とする配線構造。 A first electrode disposed on a substrate on which a plurality of wirings are disposed, an insulating layer disposed on the substrate on which the wirings and the first electrode are disposed, and a second electrode disposed on the insulating layer, A wiring structure in which the first electrode and the second electrode are electrically connected in a contact hole formed in the insulating layer,
The insulating layer is made of a photosensitive resin material,
Furthermore, the contact hole is filled with conductive fine particles,
The wiring structure, wherein the first electrode and the second electrode are electrically connected by the conductive fine particles.
上記複数の配線間上に積層された上記絶縁層の膜厚は等しいことを特徴とする請求項1に記載の配線構造。 The distance between the plurality of wirings arranged on the substrate is different,
The wiring structure according to claim 1, wherein the insulating layers stacked between the plurality of wirings have the same thickness.
上記第1電極の上層に、感光性樹脂材料を分散させた溶液を塗布して、当該感光性樹脂材料からなる絶縁膜を積層したあと、当該絶縁膜に上記第1電極を露出させるためのコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、
上記コンタクトホール内に、導電性微粒子を充填する導電性微粒子形成工程と、
上記コンタクトホールを覆い、且つ、当該コンタクトホールに充填された導電性微粒子と電気的に接続する第2電極を形成する第2電極形成工程とを含むことを特徴とする配線製造方法。 A first electrode wiring step of arranging a first electrode on a substrate on which a plurality of wirings are arranged;
A contact for exposing the first electrode to the insulating film after applying a solution in which a photosensitive resin material is dispersed on the upper layer of the first electrode and laminating an insulating film made of the photosensitive resin material. A contact hole forming step for forming a hole;
Conductive fine particle forming step of filling the contact hole with conductive fine particles,
And a second electrode forming step of forming a second electrode that covers the contact hole and is electrically connected to the conductive fine particles filled in the contact hole.
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