JPH0255335A - 金属薄膜線 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は半導体基板・液晶表示装置に用いるアクティブ
マトリックスアレイ基板内などに形成する金属薄膜線に
関するものである。特に周囲が他の精成物質で囲まれた
状態の金属薄膜線に関するものであり、前記薄膜線をレ
ーザなどで周囲に影響を与えず切断できるようにするこ
とを目的としたものである。

従来の技術 近年、ＩＣメモリ・液晶表示装置に用いるアクティブマ
トリックスアレイ基板などを冗長構成にし、不良部分を
レーザ光により切断あるいは加工し、製造歩留まりを向
上させる方法が用いられつつある。特に近年、前記ＩＣ
メモリ・基板は高密度に形成するため多層に形成される
ことが多い。

したがってレーザ光で加工をおこなう金属薄膜線の上層
が絶縁体膜で被覆されていることが多い。

しかしながら、レーザ光で金属薄膜線を加工をおこなう
際は上層の絶縁体膜を破壊するあるいは上層の素子形成
面を破壊することは許されない、そこで、内部に形成さ
れた金属薄膜線のみを加工できる構成が求められていた
。

以下図面を参照しながら、従来の金属薄膜線について説
明する。第５図（ａ）は従来の金属薄膜線の平面図であ
る。ただし、図面をみやすくするため、前記金属薄膜線
の上層に形成される構成物質を除去したように作図しで
ある。したがって、通常は金属薄膜線の輪郭線はかくれ
線となるが実線で描いである。以上のことは以下の平面
図においても同様である。第５図Ｑ））は第５図（ａ）
のＥＥ’線での断面図、第５図（Ｃ）は第５図（ａ）Ｏ
ＦＦ’線での断面図である。第５図（ａ）、　（ｂ）、
　（Ｃ）において、３は５ＩＮｘ−３Ｌ０２などの絶縁
体膜、２はガラスなどの基板、４は絶縁体膜３上に形成
されたＴｉ・Ａ１・Ｃｒなどで構成される金属薄膜、１
０はＴｉ・ＡＰ、・Ｃｒなどで構成される金属薄膜線で
ある。

また金属薄膜線の幅は２〜２０μｍかつその膜厚はｔｏ
ｏｏλ〜１００００人、絶縁体膜３の膜厚は１０００人
〜１００００人、金属薄膜４の膜厚は１０００人〜１ｏ
ｏｏｏ人程度である。

以下、金属薄膜線の加工方法について説明する。

第６図（ａ）、　（ｂ）は金属薄膜線の加工方法を説明
するための説明図である。第６図（ａ）は従来の金属薄
膜線の平面図であり、１５はレーザ光照射部である。

第６図［有］）は第６図（ａ）での断面図であり、１６
はレーザ光の軌跡である。第６図（ａｌ、　（ｂ）で明
らかなように、レーザ光をスリットなどで矩形にし、前
記レーザ光を透明の絶縁基板２を透過させて、加工位置
を加熱する。通常、加工位置には複数光のレーザ光のパ
ルスを照射する。レーザ光により加工位置の構成物質は
膨張・溶解し、近傍に除去される。以上の方法により金
属薄膜線は切断される。

発明が解決しようとする課題 従来の金属薄膜線の問題点を明確にするため、第７図〜
第９図を用いて説明する。まず第７図（ａ）。

（ｂ）、　（Ｃ）は従来の金属薄膜線をレーザ光により
加工をおえたときの平面図および断面図である。第７図
（ａ）は加工を終了した金属薄膜線の平面図であり、第
７図（ｂ）は第７図（ａ）のＨＨ’線での断面図、第７
図（Ｃ）は第７図（ａ）のＩｒ線での断面図である。第
７図（ａ）、　（ｂ）、　（ｃ）において、１１はレー
ザ光により除去された構成物１Ｋ（以後、除去物と呼ぶ
。）である。先にも述べたように金属薄膜線の構成物質
はレーザ光により加熱・膨張・溶解し近傍に除去される
。しかしながら前記金属薄膜線は絶縁体基板２および絶
縁体膜３により周囲をかこまれているため、前記構成物
質の逃げ場がない。そのため前記膨張した構成物質は上
層に形成された絶縁体膜３にクランクを生じさせ周辺に
広がる。この現象は特に金属薄膜線１０の線幅が広く、
また除去する構成物質の量が多いとき多発生する。第７
図（ｂ）、　（Ｃ）で明らかなように除去物は絶縁体膜
１１のクランクを通じ、上層の金属薄膜４と金属薄膜線
１０とを短絡させる。前記短絡が生じると、多層に形成
された膜間を電気的に短絡させることになり、不良品と
なる６以上のことから従来の金属薄膜線では加工条件が
むつかしく、また上層間の短絡が生じやすいという問題
点を有していた。

また、除去すべき構成物質を少なくすれば、当然のこと
ながら、近傍に除去される除去物１１も少なくなり、不
良が生じにくくなる。第８図（ａ）は加工位置を細くし
た金属薄膜線の平面図である。

第８図（＋））は第８図（ａ）のＪＪＪＪＩでの断面図
である。

第８図（ａ）、　（ｂ）に示すように金属薄膜線を構成
することにより、不良は生じに（くすることができる。

アクティブマトリックスアレイ基板の場合など、同じ構
成が規則正しくマトリックス状に形成される。したがっ
て第９図に示すように加工位置もマトリックス状に形成
する必要がある。第９図のように構成すると両端間の配
線抵抗を増大させることになる。そのため膜厚を厚く形
成するなどという別の面での対策が必要になる。またエ
ツチングがむつかしいなどという問題が生じる。したが
って、現実には用いられない金属薄膜線の構成である。

以上のように従来の金属薄膜線では良好に加工する、あ
るいは形成することが困難である。本発明は上記問題点
を鑑みて考案されたものである。

課題を解決するための手段 上記従来の課題を解決するため、本発明の金属薄膜線は
金属薄膜線の加工位置の近傍に、前記薄膜線の膜厚以上
の幅および奥ゆきを有する・凹部を形成したものである
。

作用 金属薄膜線はエツチングにより形成される。エツチング
の方法としてはまず金属を薄膜状に蒸着し、前記薄膜上
にレジスト膜を形成する０次に残したい金属薄膜パター
ン上のレジスト膜のみを残し、他の部位のレジスト膜は
除去する。最後にエツチング液により不要な金属薄膜を
とかし、かつ前記レジスト膜を除去することにより金属
薄膜線は形成される。また前記金属薄膜上には上層の絶
縁体膜が形成される。前記エツチングの際、上部はレジ
スト膜が形成されているため、レジスト膜の幅がほぼ正
確にエツチングされる。しかし、下方に進むとエツチン
グ液は金属薄膜線の幅方向に浸食にする。したがって、
金属薄膜線の線幅は上部よりも下部の方が細く形成され
る。したがって前記金属薄膜線上に絶縁体膜を形成する
と、上部の線幅は広いため、前記線幅により丁度ひさし
のようになり、下部には絶縁体膜が形成されに（い。

金属薄膜線に幅および奥ゆきを有する凹部なるきれごみ
が生じるようにレジスト膜を形成し、パターンだしをお
こなうと、上部は小さな穴しかおいていないが下部にい
くほど広がる金属薄膜線のくびれが形成される。したが
って、前記くびれ部には絶縁体膜がさらに形成されにく
く、周辺の膜質と比較すると空洞に近い膜が形成される
。前記空洞を加工位置の近傍に形成すると、レーザ光に
より除去された除去物が空洞内にはいりこむ。したがっ
て除去物が上層の絶縁体膜をクラックを生じさせるとい
う問題は生じない。

実施例 以下本発明の第１の実施例の金属薄膜線について図面を
参照しながら説明する。

第１図（ａ）は本発明の第１の実施例における金属薄膜
線の平面図である。また第１図（ｂ）は第１図（ａ）の
ＡＡ”線での断面図、第１図（Ｃ）は第１図（ａ）のＢ
Ｂ’線である。第１図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）にお
いて、１はＴｉ−Ａｆｆｉ・Ｃｒなどの金属物質で形成
された金属薄膜線、２はガラス・半導体などの基板、３
は５ｉＮｘ−３ｉＯ□などからなる絶縁体膜、４はＴｉ
−Ａｌ・Ｃｒなどの金属物質で形成された金属薄膜、８
は金属薄膜線１の加工位置の両端に形成された凹部であ
る。前記凹部は金Ｎ薄膜線の膜厚以上の幅および奥ゆき
に形成される。好ましくは前記幅および奥ゆきは膜厚の
３倍以上に形成される。なお、本発明の実施例において
断面構造は簡易に描いているが、実際の素子構造は複雑
な構造であることは言うまでもない。

次に本発明の金属薄膜線の基本的な製造方法について説
明する。ま′ずガラス基板２上にＴｉ・Ａｌ−Ｃｒなど
の金属物質をｌ　ＯＯ，０人から１００００人程度の膜
厚に蒸着する０次に前記金属薄膜上にレジスト膜を塗布
する０次に第１図（ａ）のような形状にレジスト膜のパ
ターニングをおこなったのち、不用な部分のレジスト膜
を除去する。

その後エツチング液に浸し、金属薄膜のパターニングを
おこなう、すると金属薄膜は不用な部分がエンチングさ
れ除去され、金属薄膜線となる。この際凹部８にもエツ
チング液が浸入し、エツチングされる。前記エツチング
状態の表面はレジスト膜に保護されているため穴の大き
さは小さいが、内部になるほど広くエツチングされる０
次に金属薄膜線１上のレジスト膜を除去し、前記金属薄
膜線１上に絶縁体膜３を蒸着あるいは塗布する。この際
凹部８には絶縁体膜３が浸入しにくり、周辺の膜質と比
較してやわらかい膜しか形成されず、空洞のような状態
が生じる。また前記絶縁体膜上に次の回路パターンなど
を形成する場合は金属薄膜４を蒸着し、同様にレジスト
膜の塗布をおこない多層に形成する。

次の本発明の金属薄膜の加工方法について説明する。加
工方法は従来の実施例で説明した方法と同様である。つ
まり第６図（ａ）、　（ｂ）に示すように、レーザ光を
スリットなどで矩形にし、前記レーザ光を基板２を透過
させて加工位置を加熱する。当然のことながら、上層に
金属薄膜４が形成されていない場合は、絶縁体膜３を透
過させて加熱をおこなってもよい。

第２図（ａ）は本発明の実施例の金属薄膜線にレーザ光
による加工が終了した後の平面図である。また第２図Φ
）は第２図（ａ）のＣＣ°線での断面図である。第２図
（ａ）、■）において５ばレーザ光により除去された除
去物である。前記除去物は凹部８の空洞内に除去される
。したがって、除去物が絶縁体膜３にクランクを生じさ
せ、上層の金属薄膜４と短絡が生じることがない。空洞
内に除去される理由は、溶解した構成物質が凹部８に吸
引され、凝縮しバフル状となり固化するためと思われる
。実験では、金属薄膜線幅３〜１０ｔＩｍ、膜厚１００
０〜４０００人で、凹部の幅および奥ゆきが０．５〜３
μｍのとき良好な結果が得られた。

以下本発明の第２の実施例の金属薄膜線について図面を
参照しながら説明する。第３図（ａ）は本発明の第２の
実施例における金属薄膜線の平面図であり、第３図（ｂ
）は第３図（ａ）のＤＤ’線での断面図である。第３図
（ａ）、　（ｂ）において６．７は金属薄膜線である。

第３図（ｂ）で明らかなように本発明の第２の実施例で
は金属薄膜線は２種類の金属物質を多層にすることによ
り構成される。前記金属物質は一種類のエツチング液で
エツチングできるものを用い、そのエツチング速度が下
層の金属薄膜線６の金属物質の方が上層の金属薄膜線７
の金属物質よりも速くなるように金属物質を選定する。

またその膜厚は上層の金属Ｔｌｌ膜線７の方が下層の金
属薄膜線６よりも薄く形成する。したがって第３図（ｂ
）で明らかなように金属薄膜線６の方が線幅が細くなり
、凹部の空洞状態が大きくなる。ゆえに構成物質を収容
する容量が大きくなり、さらに良好な加工がおこなえる
ようになるという効果が発生する。

なお、本発明の実施例において、上部に金属薄膜４を形
成したかのように作図したが、これに限定されるもので
はない。

また、本発明の実施例において金属薄膜線は直線状のも
のと作図したがこれに限定するものではなく、たとえば
、第４図の金属薄膜線９の平面図に示すように構成して
もよいことは言うまでもない。

発明の効果 以上のように本発明の金属薄膜線は加工位置の近傍に金
属薄膜線の膜厚以上の幅および奥ゆきを存する凹部を形
成したものであるから、レーザ光により除去された構成
物質を凹部の下層に形成さ。

れた空洞状態中に収容することができる。したがって、
上層の絶縁体膜にクランクなどを生じさせ、金属薄膜線
と金属薄膜との短絡などを生じさせることがない、多層
膜構造の内部に形成された金属薄膜線を上下の膜に影響
を与えず加工できることを意味し、高密度かつ多層の膜
構造の冗長構成基板に対し大きな効果を有する。

また凹部は金属薄膜線の幅および長さに比較して短いた
め、金属薄膜線を流れる電流をほとんど阻止することが
ない、したがって金属薄膜線の両端間の抵抗値はほとん
ど増大することがない。

【図面の簡単な説明】

第１図（ａ）、　（ｂ）、　（Ｃ）は本発明の第１の実
施例における金属？！膜線の平面図および断面図、第２
図（ａ）（ロ）は加工終了後の本発明の金属薄膜線の平
面図および断面図、第３図（ａ）、■）は本発明の第２
の実施例における金属薄膜線の平面図および断面図、第
４図は本発明の他の実施例における金属薄膜線の平面図
、第５図（ａ）、Φ）、（Ｃ）−第８図（ａ）、　（ｂ
）−第９図は従来の金属薄膜線の平面図および断面図、
第６図（ａ）、　（ｂ）は金属薄膜線の加工方法の説明
図、第７図（ａ）、（ロ）、（Ｃ）は加工終了後の従来
の金属薄膜線の平面図および断面図である。 １．６，７，９，１０，１２．１３・・・・・・金属薄
膜線、２・・・・・・基板、３・・・・・・絶縁体膜、
４・・・・・・金属薄膜、５．１１・・・・・・除去物
、８・・・・・・凹部、１４・・・・・・絶縁体膜、１
５・・・・・・レーザ光照射部、１６・・・・・・レー
ザ光軌跡。 代理人の氏名　弁理士　粟野重孝　はかＩ名図 １２−　金属簿狡線 第 図 １−　金属簿膜線 ２−　基　　板 ８−　凹 郁 ！ Ａ、７−−−金属薄膜線 第 図 ５−−一除去物 ９−　金属薄腋腺

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. （１）周囲が絶縁体物質と半導体物質のうち少なくとも
   一方で囲まれた金属薄膜線であって、前記金属薄膜線の
   加工箇所の近傍に金属薄膜線の膜厚以上の幅および奥ゆ
   きを有する凹部を形成したことを特徴とする金属薄膜線
   。
2. （２）金属薄膜線は上層よりも下層の幅が狭く形成され
   ていることを特徴とする請求項（１）記載の金属薄膜線
   。
3. （３）金属薄膜線は異種金属材料を多層に形成したこと
   を特徴とする請求項（１）記載の金属薄膜線。
4. （４）凹部は加工箇所の近傍に４箇所形成したことを特
   徴とする請求項（１）記載の金属薄膜線。
5. （５）凹部の幅および奥ゆきは金属薄膜線の膜厚の３倍
   以上の長さを有することを特徴とする請求項（１）記載
   の金属薄膜線。