JP5184607B2

JP5184607B2 - 配線を形成する方法及び半導体装置の作製方法

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Publication number: JP5184607B2
Application number: JP2010245983A
Authority: JP
Inventors: 舜平山崎
Original assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Current assignee: Semiconductor Energy Laboratory Co Ltd
Priority date: 2010-11-02
Filing date: 2010-11-02
Publication date: 2013-04-17
Anticipated expiration: 2023-05-16
Also published as: JP2011023760A

Description

本発明は、液滴吐出法を用いた配線の作製方法に関し、より詳しくは平坦化された配線の作製方法に関する。また、前記配線の作製方法を用いた半導体装置の作製方法に関する。

近年、絶縁体上に形成されたトランジスタを用いた半導体装置は、携帯電話などの携帯端末から大型の液晶表示装置にまで用途が拡大し、活発に開発が進められている。このような半導体装置は、性能の向上のため、高集積化及び微細化が進められている。

高集積化は、同じ面積内に今までの数倍の素子を作り込むことであり、多くの場合において、一層目に設けられる素子間の幅を狭くし、その上層に何層も配線を積層して形成する。このような配線の多層化に伴い、凸凹が発生しないように、配線を平坦にする平坦化技術は、ますます重要な技術となっている。

本発明は、上記の実情を鑑み、導電体を含む組成物により開口部を充填し、平坦化された配線の作製方法を提供することを課題とする。また、平坦化された配線を用いた多層配線の作製方法を提供することを課題とする。さらに、前記配線の作製方法を適用した半導体装置の作製方法を提供することを課題とする。

上述した従来技術の課題を解決するために、本発明は、液滴吐出法を用いた配線の作製方法を提供する。また前記配線の作製方法を用いた半導体装置の作製方法を提供する。

第１の方法として、下層部とのコンタクトを形成する開口部が設けられた絶縁膜上に、前記開口部を充填した配線を形成する配線の作製方法であって、前記開口部上に、導電体（好適には金又は銀）を含む組成物を吐出して、前記開口部を充填する第１の導電層を形成する。次に、前記絶縁膜及び前記第１の導電層上に第２の導電層を形成することを特徴とする。

第２の方法として、前記絶縁膜上及び前記開口部に、第１の導電層を形成する。次に、前記第１の導電層上に、導電体を含む組成物を吐出して、前記開口部を充填する第２の導電層を形成することを特徴とする。

第３の方法として、前記絶縁膜上及び前記開口部に、第１の導電層を形成する。次に、前記開口部上のみに、導電体を含む組成物を選択的に吐出して、前記開口部を充填する第２の導電層を形成することを特徴とする。

上記第１乃至第３のいずれかの方法を用いる本発明は、開口部を組成物により充填することができるため、凸凹が発生せずに平坦化された配線の作製方法を提供することができる。

なお、前記第１及び前記第２の導電層のパターン加工方法として、液滴吐出法を用いてもよい。このパターン加工の方法としては、前記第１及び前記第２の導電層上に、感光剤を含む組成物を選択的に吐出してレジストパターンを形成し、前記レジストパターンをマスクとして、前記第１及び前記第２の導電層をエッチングし、前記第２の導電層上のレジストパターンを除去する方法がある。

また別のパターン加工の方法として、フォトマスクを用いて前記感光剤の感光波長域の光を照射した前記レジストパターンを現像液で現像処理した後、前記レジストパターンをマスクとして前記第１及び前記第２の導電層をエッチングし、前記第２の導電層上のレジストパターンを除去する方法がある。

さらに、本発明は、半導体、第１及び第２の絶縁膜を積層形成し、前記第２の絶縁膜に開口部を形成し、前記開口部上に、導電体を含む組成物を吐出して、前記開口部を充填する第１の導電層を形成し、前記絶縁膜及び前記第１の導電層上に第２の導電層を形成し、前記第１及び前記第２の導電層にエッチングしてゲート電極を形成することを特徴とする。

または、前記第２の絶縁膜上及び前記開口部に第１の導電層を形成し、前記第１の導電層上に、導電体を含む組成物を吐出して、前記開口部を充填する第２の導電層を形成し、前記第１及び前記第２の導電層にエッチングしてゲート電極を形成することを特徴とする。

または、前記第２の絶縁膜上及び前記開口部に第１の導電層を形成し、前記開口部上のみに、導電体を含む組成物を選択的に吐出して、前記開口部を充填する第２の導電層を形成し、前記第１及び前記第２の導電層にエッチングしてゲート電極を形成することを特徴とする。

上記構成を有する本発明は、液滴吐出法を用いて開口部を導電体により充填し、平坦化された配線の作製方法を提供することができる。また、平坦化された配線を用いることで、４層、５層、６層と層を重ねた多層配線を形成することができる。さらに、この多層配線の実現により、高集積化が可能となり、性能の向上した半導体装置を提供することができる。

本発明の配線の作製方法を説明する図。本発明の配線の作製方法を説明する図。本発明の配線の作製方法を説明する図。本発明の配線の作製方法を説明する図。本発明の配線の作製方法を説明する図。薄膜トランジスタの作製方法を説明する図。薄膜トランジスタの作製方法を説明する図。多層配線を有する半導体装置の断面図。薄膜トランジスタの作製方法を説明する図。薄膜トランジスタの作製方法を説明する図。システムを説明する図。液滴吐出装置を説明する図。液滴吐出装置を説明する図。多層配線を有する機能回路を具備した半導体装置を示す図。本発明が適用された電子機器を示す図。本発明が適用された電子機器を示す図。

（実施の形態１）
本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。但し、本発明は以下の説明に限定されず、本発明の趣旨及びその範囲から逸脱することなくその形態及び詳細を様々に変更し得ることは当業者であれば容易に理解される。従って、本発明は以下に示す実施の形態の記載内容に限定して解釈されるものではない。なお、以下に説明する本発明の構成において、同じものを指す符号は異なる図面間で共通して用いる。

本実施の形態は、開口部を導電体により充填する方法について説明するものであり、第１乃至第３の方法について、図１〜３を用いて説明する。

まず、第１の方法について、図１を用いて説明する。基板１０は、バリウムホウケイ酸ガラス、アルミノホウケイ酸ガラス等からなるガラス基板、石英基板、シリコン基板、金属基板、ステンレス基板又は本作製工程の処理温度に耐えうる耐熱性を有するプラスチック基板を用いる（図１（Ａ））。次に、基板１０上に、導体（導電体）からなる配線又は半導体１１を形成する。本実施例では、半導体１１を例示する。なお、必要に応じて、基板１０上に珪素を含む絶縁膜からなる下地膜を形成し、該下地膜上に配線又は半導体１１を形成する。

基板１０上には、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、ＳＯＧ（Spin On Glass）法及びスピンコート法等の公知の方法を用いて、５０ｎｍ〜５μｍ（好適には１００ｎｍ〜２μｍ）の厚さで絶縁膜１１を形成する。絶縁膜１１の材料としては、酸化珪素膜、窒化珪素膜、窒化酸化珪素膜及び酸化窒化珪素膜などの珪素を含む絶縁膜を用いて、単層又は積層して形成する。但し、配線を積層した多層配線を形成する場合、誘電率が低い材料（好適には比誘電率が４以下の材料）
を用いることが好適であり、例えば、アクリル、ベンゾシクロブテン、パリレン、フレア、透過性を有するポリイミドなどの有機材料を用いるとよい。

絶縁膜１２として有機絶縁膜を用いると、その平坦性が優れているため、後に導電体を成膜した際にも、段差部で膜厚が極端に薄くなったり、断線が起こったりすることがないため好適である。また低誘電率の材料を層間絶縁膜として用いると、配線容量が低減するため、多層配線を形成することが可能となり、高性能化及び高機能化が実現された半導体装置の作製方法を提供することができる。

次に、フォトリソグラフィ技術を用いて、絶縁膜１１をパターン加工して、開口部（コンタクトホール）１３を形成する。ウエットエッチング、ドライエッチングのいずれの方法を用いても構わないが、ドライエッチングを用いると、高アスペクト比（３以上）の開口部１３を形成できるので、好適である。開口部１３の形成には、液滴吐出法を用いてもよく、この場合、ノズルから、ウエットエッチング液を吐出することで行う。但し、開口部１３のアスペクト比の制御のため、水などの溶媒で適宜洗浄する工程を追加するとよい。勿論、この洗浄の工程も、液滴吐出法を用いて、ノズルから吐出する液滴を水に交換するか、または、溶液が充填されたヘッドを交換すると、同一の装置で連続処理が可能となり、処理時間の観点から好ましい。上記のいずれかの方法による開口部１３の形成後、下層の半導体１１が露出した状態となる。

次に、開口部１３の上方にヘッド１４を移動させ、該開口部１３に導電体を含む組成物を連続的に吐出する。そうすると、開口部１３は組成物１５により充填される（図１（Ｂ））。

なおヘッド１４には、単数又は複数のノズルが具備される。複数のノズルを具備する場合、スループットを考慮し、ノズルの個数は基板の行方向、列方向又は斜め方向と同じ長さに設定するとよい。また、複数のノズルのうち、径の異なるノズルを用意して、用途に応じて各ノズルを使い分けてもよい。また、被処理物とヘッド１４との距離は、所望の箇所に滴下するために、出来る限り近づけておくことが好ましく、好適には０．１〜２ｍｍ程度に設定する。

組成物は、導電体を溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。導電体とは、Ag、Au、Cu、Ni、Pt、Pd、Ir、Rh、W、Al等の金属、Cd、Znの金属硫化物、Fe、Ti、Si、Ge、Zr、Baなどの酸化物、ハロゲン化銀の微粒子等、又は分散性ナノ粒子に相当し、溶媒とは、酢酸ブチル、酢酸エチル等のエステル類、イソプロピルアルコール、エチルアルコール等のアルコール類、メチルエチルケトン、アセトン等の有機溶剤などに相当する。溶媒の濃度は、レジストの種類に応じて適宜設定する。

液滴吐出法を用いる場合、ヘッド１４に具備された各ノズルの径や所望のパターンの形状などに依存するが、ノズルの目詰まりや高精細なパターンの作製のため、導電体の粒子の径はなるべく小さい方が好ましい。組成物は、電解法、アトマイズ法又は湿式還元法等の公知の方法で形成されるものであり、その粒子サイズは、一般的に約０．５〜１０μｍである。但し、ガス中蒸発法で形成すると、分散剤で保護されたナノ分子は約７ｎｍと微細であるため、本方法を用いることが好ましい。さらに、このナノ粒子は、被覆剤を用いて各粒子の表面を覆うと、溶剤中に凝集がなく、室温で安定に分散し、液体とほぼ同じ挙動を示す。従って、上記被覆剤を用いることが好ましい。

ヘッド１４に具備されるノズルの径は、０．１〜５０μｍ（好適には０．６〜２６μｍ）とし、該ノズルから吐出される組成物の吐出量は０．００００１ｐｌ〜５０ｐｌ（好適には０．０００１〜１０ｐｌ）に設定する。この吐出量は、ノズルの径の大きさに比例して増加しており、例えば、径が０．６μｍのノズルを用いると、吐出量は０．０００１ｐｌとなり、径が０．７μｍのパターンを形成することができる。また、径が１．２μｍのノズルを用いると、吐出量は０．００１ｐｌとなり、径が１．５μｍのパターンを形成することができる。

液滴吐出法を用いたパターンの作製に際しては、ヘッド１４を移動してもよいし、ヘッド１４を固定して、被処理物が設置されたステージを移動させてもよい。但し、ヘッド１４を移動する場合、組成物の加速度や、ヘッド１４に具備されたノズルと被処理物との距離とその環境を考慮して行う。

液滴吐出法には、オンデマンド型とコンティニュアス型の２つの方式があるが、オンデマンド型を用いることが好適である。また液滴吐出法において用いるヘッドには大別して、圧電方式、バブルジェット(登録商標)方式があるが、本発明では、どちらの方法を用いてもよい。圧電方式は圧電体の電圧印加により変形する性質を利用したものであり、バブルジェット(登録商標)方式はノズル内に設けられたヒータにより組成物を沸騰させ、該組成物を吐出するものである。圧電方式を利用した場合には、圧電素子に印加する電圧の波形を制御することによって、その吐出量を制御できる利点を有する。通常、同じ量の組成物を連続的に吐出するが、開口部は、下から上に向かって径が大きくなる傾向があるため、予め開口部の径をセンサ等により測定しておき、その開口部の径に合わせた量を吐出すると、上記圧電方式の利点をうまく活用することができる。

なお、この工程は、減圧下で行うと、組成物を吐出して被処理物に着弾するまでの間に、該組成物の溶媒が揮発し、後の乾燥と焼成の工程を省略することができる。また、減圧下で行うと、導電体１５の表面に酸化膜などが形成されないため好ましい。

また、組成物で導電層を形成後、必要に応じてテフロン（登録商標）加工した板などを用いてプレス処理をしたり、バフ研磨、ローラを用いて平坦化を行ってもよい。

次に、乾燥の工程と焼成（加熱処理）の工程の一方又は両方の工程を行う。乾燥と焼成の工程は、両工程とも加熱処理の工程であるが、例えば、乾燥は１００℃で３分間、焼成は２００〜３５０℃で１５分間〜３０分間で行う。両工程とも加熱処理の工程ではあるが、その目的、温度と時間が異なるものである。乾燥の工程、焼成の工程は、常圧下又は減圧下で、レーザ光の照射や瞬間熱アニール、加熱炉などにより行う。

乾燥と焼成の工程を良好に行うために、基板を加熱しておいてもよく、そのときの温度は、絶縁膜の材質に依存するが、一般的には２００〜８００度（好ましくは２５０〜４５０度）とする。本工程により、組成物中の溶媒の揮発、又は化学的に分散剤を除去するとともに、周囲の樹脂が硬化収縮することで、ナノ粒子間を接触させ、融合と融着を加速する。

レーザ光の照射を行う際には、連続発振またはパルス発振の気体レーザ又は固体レーザを用いれば良い。前者の気体レーザとしては、エキシマレーザ、ＹＡＧレーザ等が挙げられ、後者の固体レーザとしては、Ｃｒ、Ｎｄ等がドーピングされたＹＡＧ、ＹＶＯ₄等の結晶を使ったレーザ等が挙げられる。条件は適宜設定されるが、エキシマレーザを用いる場合はパルス発振周波数３００Ｈｚとし、レーザーエネルギー密度を１００〜７００mJ/cm²（好ましくは２００〜３００mJ/cm²）とすると良い。またＹＡＧレーザを用いる場合には、その第２高調波を用いてパルス発振周波数１〜３００Hzとし、レーザーエネルギー密度を３００〜１０００mJ/cm²（好ましくは３５０〜５００mJ/cm²）とすると良い。そして幅１００〜１０００μｍ（好ましくは幅４００μｍ）で線状に集光したレーザ光を基板全面に渡って照射し、このときの線状ビームの重ね合わせ率（オーバーラップ率）
を５０〜９８％として行っても良い。但し、レーザ光の吸収率の関係から、連続発振のレーザを用いることが好ましい。また、パルス発振と連続発振を組み合わせた所謂ハイブリッドのレーザ照射方法を用いてもよい。なお、絶縁膜１２として有機絶縁膜を用いた場合、レーザ光の照射による加熱処理は、該絶縁膜１２が破壊しないように、数マイクロ秒から数十秒の間で瞬間的に行うとよい。

瞬間熱アニール（ＲＴＡ）は、不活性ガスの雰囲気下で、紫外光乃至赤外光を照射する赤外ランプやハロゲンランプなどを用いて、急激に温度を上昇させ、数分〜数マイクロ秒の間で瞬間的に熱を加えて行う。この処理は瞬間的に行うために、実質的に最表面の薄膜のみを加熱することができ、下層の膜には影響を与えない。つまり、絶縁膜１２として、有機絶縁膜を用いた場合であっても、該有機絶縁膜には影響を与えない。

その後、スパッタリング法、蒸着法などの公知の方法を用いて、膜厚を５０〜８００ｎｍとして、導電性を有する材料により導電層１６を形成する（図１（Ｃ））。この導電層１６の材料には、Ｔａ、Ｗ、Ｔｉ、Ｍｏ、Ａｌ、Ｃｕ、Ｃｒ、Ｎｄから選択された元素、または前記元素を主成分とする合金材料若しくは化合物材料、リン等の不純物元素をドーピングした多結晶珪素膜に代表される半導体膜やＡｇＰｄＣｕ合金を用いる。

なお、組成物１５と導電層１６には、同じ材料を用いてもよいし、異なる材料を用いてもよい。例えば、開口部１３を充填する材料には、銀を用いて、導電層１６を形成する材料には銅を用いてもよい。銅は、低抵抗なため、大型の表示装置に用いる場合に好適である。但し、銅を用いる場合には、不純物対策のため、合わせてバリア膜を設けるとよい。

また、絶縁膜１２として有機材料を用いた場合、脱ガス等の防止から、Ｔｉ（チタン）、ＴｉＮ（チタンナイトライド）、ＴｉＳｉｘやＭｏＳｉｘなどのシリサイド膜やポリシリコン膜、Ｎｂ、ＴｉＯＮ、Ｗ（タングステン）、ＷＮ、ＴｉＷＮ、Taなどの材料を用いて、バリア膜を形成してもよい。バリア膜は、単層又は積層構造のいずれでも構わない。このバリア膜は、密着性を高め、埋め込み性を付与し、さらにコンタクト抵抗の低減と安定化をもたらすものである。以上の工程により、開口部１３に組成物が充填された導電層（配線）を形成することができる。

続いて、第２の作製方法について、図２を用いて説明する。基板１０に半導体１１、絶縁膜１２を形成し、該絶縁膜１２に開口部１３を形成する工程までは、図１を用いて示した方法と同じであるため、ここでは説明を省略する。

本方法では、開口部１３を形成後、スパッタリング法などの公知の方法により、膜厚を５０〜８００ｎｍとして、導電性を有する材料により導電層１７を形成する（図２（Ａ））。図示するように、この状態では、開口部１３は導電体で充填されていない。

次に、ヘッド１４を走査して、導電層１７上の全面に組成物を吐出し、膜厚を５０〜８００ｎｍとして、導電層１８を形成する（図２（Ｂ））。開口部１３の上方においては、ヘッド１４を停止させて、組成物を連続的に吐出し、該開口部１３を導電体により充填させる。その後、ヘッド１４の走査を引き続き行って、導電層１７上に導電層１８を形成する（図２（Ｃ））。次に、必要に応じて、乾燥及び焼成の工程の一方又は両方の工程を行う。

続いて、第３の作製方法について、図３を用いて説明する。基板１０に半導体１１、絶縁膜１２を形成し、該絶縁膜１２に開口部１３を形成し、該開口部１３を介して、絶縁膜１２上に導電層１７を形成する工程までは、図２を用いて説明した方法と同じであるため、ここでは説明を省略する。

本方法では、導電層１７を形成後、開口部１３の上方において、選択的にかつ連続的に組成物を吐出し、該開口部を組成物により充填させる。そうすると、開口部１３には、絶縁膜１２上に導電層１７、該導電層１７上に導電層１８が形成され、該開口部１３は、導電体で充填された状態となる。次に、必要に応じて、乾燥又は焼成の工程の一方又は両方の工程を行う。

上記の第１乃至第３の作製方法によれば、開口部に組成物が充填され、平坦化された導電層を形成することができる。従って、アスペクト比が高い開口部が設けられた絶縁膜にも、ボイド（空所）が生じず、平坦化された配線の作製方法を提供することができる。

液滴吐出法を用いる本発明は、材料の利用効率が大幅に向上し、廃液処理量が少なくなるため、環境問題の解決に貢献したプロセスを提供することができる。
さらに、マスクが不要なために製造工程が簡略化し、歩留まりが向上する。つまり、フォトリソグラフィ工程が不要なために、設計データを直接描画できれば、多種多様のデバイス用フォトマスクの設計と作成が不要となる。上記効果により、大幅にコストを低減した配線の作製方法及び半導体装置の作製方法を提供することができる。

さらに、液滴吐出法を用いる本発明は、所謂第５世代以降の大型基板にも容易に対応可能であり、常圧下であれば、真空機構などがいらないため、クリーンルーム内のフットプリントの増大を抑制する。また、大型基板に作製可能な本発明は、本発明を適用した表示装置、該表示装置を用いた電子機器の単価の低下が実現する。

（実施の形態２）
本実施の形態は、液滴吐出法を用いた導電層のパターン加工の方法について説明するものであり、第１の方法について図４、第２の方法について図５を用いて説明する。

両図面において、基板１０に半導体１１、絶縁膜１２を形成し、該絶縁膜１２に開口部１３を形成し、該開口部１３を介して絶縁膜１２上に導電層１７を形成し、該導電層１７上に液滴吐出法を用いて導電層１８を形成する工程までは、図２を用いて説明した方法と同じであるため、説明は省略する。

第１の方法について、図４を用いて説明する。導電層１８上に、液滴吐出法により、紫外線に反応するフォトレジストを選択的に吐出して、レジストパターン２１を形成する（図４（Ａ））。このレジストパターン２１としては、感光剤を含む組成物を用いればよく、例えば、代表的なポジ型レジストである、ノボラック樹脂と感光剤であるナフトキノンジアジド化合物、ネガ型レジストであるベース樹脂、ジフェニルシランジオール及び酸発生剤などを、溶媒に溶解又は分散させたものを用いる。溶媒としては、公知の溶媒を用いる。そして、レジストパターン２１の硬化を目的として、１００℃で焼成するプリベーク処理を行う。

次に、レジストパターン２１で覆われていない部分の膜を、エッチング処理を行って除去する（図４（Ｂ））。このエッチング処理は、硫酸、硝酸、リン酸、フッ酸などの薬液で腐食を行うウエットエッチング、又は代表的にはＲＩＥ（reactive・ion・etching、反応性イオンエッチング）を用いるドライエッチングのどちらを用いてもよく、その目的や用途に応じて適宜選択するとよい。エッチングガスは、被加工物に応じて適宜選択すればよく、CF₄、NF₃、SF₆などのフッ素系、Cl₂、BCl₃などの塩素系のエッチングガスを用いて行う。

最後に、レジスト剥離液を用いて、マスクとして機能したレジストパターン２１を除去する（図４（Ｃ））。レジストの除去には、プラズマ化したガスとレジストを反応させ、レジストを気化させて取り除くプラズマアッシャ、Ｏ₃（オゾン）を分解して反応性ガスの酸素ラジカルに変えて、この酸素ラジカルとレジストを反応させて、レジストを気化させるオゾンアッシャ、レジストを溶かすのに最適な薬液の槽を搭載したウェットステーション等を用いればよい。プラズマアッシャ、オゾンアッシャを用いた場合、実際のレジストが含有する重金属などの不純物は除去されないので、ウェットステーションで洗浄することが好ましい。

続いて、第２の方法について、図５を用いて説明する。本方法では、導電層１８上の全面にレジスト２４を塗布する。その後、レジストの硬化を目的として、１００℃程度で焼成するプリベーク処理を行う。

次に、露光処理を行う（図５（Ｂ））。この露光処理とは、予め目的のパターンが書き込まれたマスクを、レジスト２４の上に重ねて、その上から紫外線を照射する処理である。基板サイズに依存するが、基板全面を数カ所ずつ分けて、紫外線ランプなどの光源を用いて、感光剤の感光波長域の光を照射することが好ましい。

次に、露光で紫外線が照射された部分のレジストを現像液に浸して取り去る現像処理を行って、露光で焼き付けたレジストを所望のレジストパターン２６にする。その後、１２０℃程度で焼成するポストベーク処理を行う。

上記のような工程を経て、レジストパターン２６が形成された後は、図４（Ｂ）（Ｃ）を用いて説明したように、エッチング処理とレジスト剥離処理を行って、所望の形状にパターン加工することができる。

本実施の形態は、上記の実施の形態と自由に組み合わせることが可能である。

本実施例は、本発明を適用した半導体装置の作製工程について、図面を用いて説明する。より詳しくは、Ｎチャネル型トランジスタ及びＰチャネル型トランジスタを同一基板上に形成する作製工程について、図面を用いて説明する。

基板３００としては、ガラス基板、石英基板等を用いる。そして、絶縁表面を有する基板３００上に、下地膜３０２として、公知の方法（プラズマＣＶＤ法等）により、窒化酸化珪素膜、酸化窒化珪素膜などの珪素を含む絶縁膜を単層又は積層形成する（図６（Ａ））。

次に、公知の方法（スパッタリング法、ＬＰＣＶＤ法、プラズマＣＶＤ法等）
により２５〜１００ｎｍの厚さで非晶質半導体を形成する。次に、非晶質半導体を公知の結晶化法（レーザ結晶化法、ＲＴＡ又はファーネスアニール炉を用いる熱結晶化法、結晶化を助長する金属元素を用いる熱結晶化法等）を用いて結晶化させる。そして、得られた結晶質半導体を所望の形状にパターニングして半導体３０３、３０４を形成する。なお前記半導体としては、非晶質半導体、微結晶半導体、結晶質半導体又は非晶質珪素ゲルマニウム膜などの非晶質構造を有する化合物半導体などを用いる。

その後、半導体３０３、３０４を覆うゲート絶縁膜３０５を形成する。ゲート絶縁膜３０５は、公知の方法（スパッタ法等）を用いて珪素を含む絶縁膜等により形成する。

次に、ゲート絶縁膜３０５上に、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、ＳＯＧ（Spin On Glass）法及びスピンコート法等の公知の方法を用いて、５０ｎｍ〜４μｍ（好適には１００ｎｍ〜２μｍ）の厚さで絶縁膜３０６を形成する（図６（Ｂ））。絶縁膜３０６の材料としては、珪素を含む絶縁材料やアクリルなどの有機材料を用いる。そして、前記絶縁膜３０６に、公知のエッチング方法を用いて、ゲート絶縁膜３０５に達する開口部３０７、３０８を形成する。

次に、絶縁膜３０６上に、スパッタリング法、蒸着法などの公知の方法を用いて、膜厚を１０〜８００ｎｍとして、導電性を有する材料により導電層３０９を形成する（図６（Ｃ））。この導電層３０９は、バリア膜としての役割も果たす。続いて、液滴吐出法により、ノズル３１１から組成物を吐出して、導電層３０９上に、膜厚を１０〜８００ｎｍとして、導電層３１０を形成する。

その後、フォトリソグラフィ法を用いてパターン加工、又はＣＭＰ法を用い平坦化して、絶縁膜３０６上に、導電層３１２〜３１５を形成する（図６（Ｄ））
。このように、ＣＭＰ法と組み合わせて、優れた平坦化を実現する技術は、ダマシン法と呼ばれる配線技術である。導電層３１２〜３１５は、後に完成するトランジスタのゲート電極に相当する。

次に、導電層３１２〜３１５をマスクとして、所定のドーピング処理を行って、不純物領域３３１〜３３４、チャネル形成領域３４３、３４４を形成する（図７（Ａ））。このドーピング処理は、阻止能の違いを利用して行うとよい。なお、図７では、不純物領域３３１、３３２にはＮ型を付与する不純物元素、不純物領域３３３、３３４にはＰ型を付与する不純物元素が添加された場合を例示する。

次に、新たに絶縁膜３１６を形成し、絶縁膜３０６、３１６にゲート絶縁膜３０５に達する開口部３１７〜３２０を形成する。その後、絶縁膜３１６上に、スパッタリング法、蒸着法などの公知の方法を用いて、膜厚を１０〜８００ｎｍとして、導電層３２１を形成する。この導電層３２１はバリア膜としての役割も果たす。

次に、ヘッド３１１を走査し、開口部３１７〜３２０上において、連続的に組成物を吐出して、該開口部３１７〜３２０を導電体により充填する。次に、所定のパターン加工をすると、開口部が導電体で充填されたソース・ドレイン配線３２６〜３２９が完成する。その後保護膜３３０を形成して、基板３００上にＮ型ＴＦＴ３４１とＰ型ＴＦＴ３４２が完成する。

本実施例は上記の実施の形態、実施例と組み合わせて実施することが可能である。

本発明の実施例について、図８を用いて説明する。

図８は、基板３００上に６層の層が形成された半導体装置の断面図を示しており、１層目として半導体素子（ここでは薄膜トランジスタのみを示す）、２層目から６層目まで配線が形成された場合を示す。

このような多層配線を含む半導体装置は、ＣＰＵなどの半導体素子を多数組み込む必要がある機能回路に用いることが好適である。仮に、多層配線を形成しない場合、１層目に形成した半導体素子（ここでは薄膜トランジスタ）のゲート電極、又はソース・ドレイン配線と同じ層で配線を作製する必要が生じてしまう。
そうすると、配線を引き回す必要が生じ、その分歩留まりが悪くなる。またこの場合には、半導体素子のサイズを小さくする以外には、半導体装置の小型化が見込めない。一方、本発明の配線の作製方法を用いれば、多層配線を作製することが可能であるため、１層目に素子間の幅を狭くして高集積化し、その上層に配線を作製することができる。従って、大幅な小型化が実現され、さらに配線を引き回す必要がないために低抵抗化につながり、高速化が実現する。

本実施例は、上記の実施の形態、実施例と自由に組み合わせることができる。

本発明の実施例について、図９を用いて説明する。本実施例は、上記の実施例１と比較して、ゲート電極とソース・ドレイン配線の作製方法が異なる薄膜トランジスタの作製工程について説明する。

絶縁表面を有する基板３００上に下地膜３０２、半導体３０３、３０４、ゲート絶縁膜３０６及び絶縁膜３０６を形成し、該絶縁膜３０６に開口部３０７、３０８を形成する工程までは、図６（Ａ）（Ｂ）に示す工程と同じであるため、ここでは説明を省略する。

開口部３０７、３０８を形成後、該開口部３０７、３０８に、ヘッド３１１に具備されたノズルから導電体を含む組成物を吐出し、ゲート電極３５１、３５２を形成する。次に、ゲート電極３５１、３５２をマスクとして、不純物領域３７５〜３７８、チャネル形成領域３７９、３８０を形成する。本実施例では、不純物領域３７５、３７６はＮ型を付与する不純物元素が添加された領域とし、不純物領域３７７、３７８はＰ型を付与する不純物元素が添加された領域とする。続いて、絶縁膜３６５を形成後、該絶縁膜３０６、３６５に開口部３５３〜３５６を形成する。

次に、ヘッド３１１を走査し、開口部３５３〜３５６上においてのみ選択的に液滴を吐出し、該開口部３５３〜３５６内に導電層３５７〜３６０を形成する。
次に、絶縁膜３６５上において選択的に液滴を吐出し、開口部３５３〜３５６に充填された導電層３５７〜３６０と電気的に接続された導電層３６１〜３６４を形成する。

本工程を経て、Ｎ型ＴＦＴ３７１とＰ型ＴＦＴ３７２が完成する。

本発明の実施例について、図１０を用いて説明する。本実施例は、非晶質半導体を用いた薄膜トランジスタの作製工程について説明する。

基板６００上に液滴吐出法を用いて形成したゲート電極６００を形成し、該ゲート電極６００上にゲート絶縁膜６０１を形成する（図１０（Ａ））。その後、ゲート絶縁膜６０１上に非晶質半導体、Ｎ型非晶質半導体を積層形成し、同時にパターン加工して、非晶質半導体層及びＮ型非晶質半導体層を形成する。次に、Ｎ型非晶質半導体上に導電膜を形成し、非晶質半導体、Ｎ型非晶質半導体及び導電膜を同時にパターン加工して、非晶質半導体層６０２、Ｎ型非晶質半導体層６０３、６０４、ソース・ドレイン配線６０５、６０６を形成する。

続いて、保護膜６１０を形成し、該保護膜６１０上に絶縁膜６１１を形成する。次に、絶縁膜６１１に開口部６１２を形成し、開口部６１２にヘッド６０７から選択的に液滴を吐出して、開口部６１２を充填する導電層６０８を形成する（図１０（Ｂ））。次に、導電層６０８と電気的に接続する導電層６０９を形成する。この導電層６０９は、画素電極に相当するものである。

この導電層６０９を形成後、液晶層や配向膜などを形成すると、液晶表示装置が完成する。

本実施例について、図１１、１２を用いて説明する。

液滴吐出法は、所望の箇所のみにパターンを形成することができるという大きな特徴を有する。本特徴により、マスクが不要であり、材料の利用効率が向上するという効果が生ずる。本実施例では、このような特徴を活かし、パソコンに入力された回路配線を即座に作製することができるシステムや、開口部検出手段を用いて、開口部の径に合わせて吐出量を制御するシステム、液滴を吐出し被処理物に該液滴が着弾する瞬間を観察するシステム及びそれらのシステムを実現する装置について簡単に説明する。

本システムにおいて、基幹となる構成要素としては、ＣＰＵ５００、コントローラ５０１、モニター５０２、コントローラ５０３、開口部検出手段５１４、吐出量制御回路５０５、ステージ５０６、カメラ５０７、ストロボコントローラ５０８、ストロボランプ５０９、発光タイミング制御回路５１０及びキーボードやボタン等の入力手段５１１が挙げられる。

最初に、パソコンなどに入力された配線を作製するシステムについて簡単に説明する。入力手段５１３により、回路配線のデータが入力されたら、このデータはＣＰＵ５００を介して揮発性メモリ５１１又は不揮発性メモリ５１２に記憶される。そして、このデータを基に、コントローラ５０３を介して、液滴吐出手段５０４が選択的に液滴を吐出し、配線を形成する。このシステムは、開口部を作製する場合にも適用することが可能で、例えば、入力手段により開口部を設ける箇所のデータが入力されたら、該データを基に、液滴吐出手段５０４が選択的にエッチング液を含む液滴組成物を吐出する。そうすると、選択的に開口部を形成することができる。なお、液滴を吐出する際には、その着弾精度の向上のため、絶縁膜等で溝を作製しておくことが好適である。

次に、開口部の深さや径、アスペクト比に合わせて吐出量を制御するシステムについて説明する。開口部は、下から上に向かってその径が大きくなる傾向があるが、開口部検出手段５１４は、その深さに応じた径を検出する機能を有するものであり、公知のセンサを用いればよい。また、圧電体を具備したノズルを用いた場合、該圧電体に印加する波形を制御することで、吐出量を制御することができる。従って、開口部検出手段５１４から得られた情報と、吐出量制御回路５０５から供給される信号により、開口部の径に合わせて、液滴吐出手段５０４から吐出する量を制御することができる。

最後に、液滴を吐出し、被処理物に該液滴が着弾する瞬間を観察するシステムについて説明する。液滴吐出手段５０４により液滴が吐出されたら、ストロボコントローラ５０８を介して、ストロボランプ５０９が発光する。ストロボランプ５０９が発光するタイミングは、発光タイミング制御回路５１０が制御する。そして、吐出から着弾までの瞬間をカメラ５０７により複数回撮影し、ＣＰＵ５００及びコントローラ５０１を介してモニター５０２により観察する。なお、着弾精度の向上のため、液滴吐出手段５０４のみが移動するのではなく、ステージ５０６を移動させてもよい。

続いて、上記システムを具備した液滴吐出装置について、図１２（Ａ）を用いて説明する。５０４は液滴吐出手段、５１４は開口部検出手段、５０６はステージ、５０７はカメラである。開口部の情報や配線のパターンの情報などがコンピュータ５１５に入力されたら、該コンピュータ５１５はこれらの情報に応じて、液滴吐出手段５０４により液滴を吐出する。なお、着弾した組成物の乾燥を早め、また組成物の溶媒成分を除去するために排気口５１６を真空排気しておくことが望ましい。また、図示しないが、基板を加熱する手段、加えて温度、圧力等、種々の物性値を測定する手段を、必要に応じて設置しても良く、これら手段も、筐体の外部に設置した制御手段によって一括制御することが可能である。さらに制御手段をＬＡＮケーブル、無線LAN、光ファイバ等で生産管理システム等に接続すれば、工程を外部から一律管理することが可能となり、生産性を向上させることに繋がる。

次に、液滴吐出手段５０４の構成について図１２（Ｂ）を用いて説明する。液滴吐出手段は、溶液室５２１、溶液供給口５２４、ピエゾ素子５２３、振動板５２２、ノズル５２０からなり、ピエゾ素子５２３に所定のパルス電圧を加えることによって、溶液をノズル５２０から吐出させることができる。なお、ピエゾ素子５２３に加える電圧はサテライトを発生させない最適な波形を選ぶ必要がある。

本実施例では、圧電素子を用いたいわゆるピエゾ方式の場合を図示したが、溶液の材料によっては、発熱体を発熱させ気泡を生じさせ溶液を押し出す、いわゆるサーマルインクジェット方式を用いても良い。この場合、圧電素子を発熱体に置き換える構造となる。また液滴吐出のためには、溶液と、液室流路、予備液室、流体抵抗部、加圧室、溶液吐出口との濡れ性が重要となる。そのため材質との濡れ性を調整するための炭素膜、樹脂膜等をそれぞれの流路に形成する。

上記システムにより、露光を目的としたマスクが不要となり、露光、現像などの工程を大幅に削減することができる。その結果、スループットが高くなり、大幅に生産性を向上させることができる。また本構成は、配線の断線箇所や、配線と電極間の電気的接続の不良箇所などをリペアする目的で使用してもよい。この場合、例えばパソコンなどにリペア箇所を入力し、該箇所にノズルから組成物を吐出させる。

本実施例では、組成物の吐出口が一軸方向に複数個配列した液滴吐出手段を備えた液滴吐出装置について、図１３を用いて説明する。図１３（Ａ）（Ｃ）は装置の一構成例について示し、図１３（Ｂ）は装置に用いるヘッド部の構成例について示す。

図１３（Ａ）に示す線状の液滴吐出装置は、ヘッド１０６を有し、該ヘッド１０６から液滴を吐出することで、基板１０２上に所望のパターンを形成する。基板１０２としては、所望のサイズのガラス基板の他、プラスチック基板に代表される樹脂基板、或いはシリコンに代表される半導体ウエハ等の被処理物に適用することができる。

図１３（Ａ）において、基板１０２は搬入口１０４から筐体１０１の内部へ搬入し、処理を終えた基板を搬出口１０５から搬出する。筐体１０１内部において、基板１０２は搬送台１０３に搭載され、搬送台１０３は搬入口と搬出口とを結ぶレール１１０ａ、１１０ｂ上を移動する。

ヘッド支持部１０７は、液滴を吐出するヘッド１０６を支持し、搬送台１０３と平行に移動する。基板１０２が筐体１０１内部へ搬入されると、これと同時にヘッド支持部１０７が、ヘッドが最初の液滴吐出処理を行う所定の位置に合うように移動する。ヘッド１０６の初期位置への移動は、基板搬入時、或いは基板搬出時に行うことで、効率良く吐出処理を行うことができる。

液滴吐出処理は、搬送台１０３の移動により基板１０２が、ヘッド１０６の待つ所定の位置に到達すると開始する。本処理は、ヘッド支持部１０７及び基板１０２の相対的な移動と、ヘッド支持部に支持されるヘッド１０６からの液滴吐出の組み合わせによって達成される。基板やヘッド支持部の移動速度と、ヘッド１０６からの液滴を吐出する周期を調節することで、基板１０２上に所望のパターンを描画することができる。特に、液滴吐出処理は高度な精度が要求されるため、液滴吐出時は搬送台の移動を停止させ、制御性の高いヘッド支持部１０７のみを順次走査させることが望ましい。また、ヘッド１０６のヘッド支持部１０７による走査は一方向のみに限らず、往復或いは往復の繰り返しを行うことで液滴吐出処理を行っても良い。

液滴は、筐体１０１外部に設置した液滴供給部１０９から筐体内部へ供給され、さらにヘッド支持部１０７を介してヘッド１０６内部の液室に供給される。この液滴供給は筐体１０１外部に設置した制御手段１０８によって制御されるが、筐体内部におけるヘッド支持部１０７に内蔵する制御手段によって制御しても良い。また搬送台及びヘッド支持部の移動は、同様に筐体１０１外部に設置した制御手段１０８により制御する。

図１３（Ａ）には記載していないが、基板や基板上のパターンへの位置合わせのためのセンサや、筐体へのガス導入手段、筐体内部の排気手段、基板を加熱処理する手段、基板へ光照射する手段、加えて温度、圧力等、種々の物性値を測定する手段等を、必要に応じて設置しても良い。またこれら手段も、筐体１０１外部に設置した制御手段１０８によって一括制御することが可能である。さらに制御手段１０８をＬＡＮケーブル、無線LAN、光ファイバ等で生産管理システム等に接続すれば、工程を外部から一律管理することが可能となり、生産性を向上させることに繋がる。

次にヘッド１０６内部の構造を説明する。図１３（Ｂ）は図１３（Ａ）のヘッド１０６の断面を長手方向に見たものであり、図１３（Ｂ）の右側がヘッド支持部に連絡する。

外部からヘッド２０１の内部に供給される組成物は、共通液室流路２０２を通過した後、液滴を吐出するための各ノズル２０９へと分配される。各ノズル部は適度の液滴がノズル内へ装填されるために設けられた流体抵抗部２０３と、液滴を加圧しノズル外部へ吐出するための加圧室２０４、及び液滴吐出孔２０６によって構成されている。

加圧室２０４の側壁には、電圧印加により変形するチタン酸・ジルコニウム酸・鉛（Pb（Zr,Ti）O₃）等のピエゾ圧電効果を有する圧電素子２０５を配置している。このため、目的のノズルに配置された圧電素子２０５に電圧を印加することで、加圧室２０４内の組成物を押し出し、外部に液滴２０７を吐出することができる。また各圧電素子はこれに接する絶縁物２０８により絶縁されているため、それぞれが電気的に接触することがなく、個々のノズルの吐出を制御することができる。

本実施例では、液滴吐出を圧電素子を用いたいわゆるピエゾ方式で行うが、組成物の材料によっては、発熱体を発熱させ気泡を生じさせ組成物を押し出す、いわゆるサーマルインクジェット方式を用いても良い。この場合、圧電素子２０５を発熱体に置き換える構造となる。

また液滴吐出のためのノズル部２０９においては、組成物と、共通液室流路２０２、流体抵抗部２０３、加圧室２０４さらに液滴吐出孔２０７との濡れ性が重要となる。そのため材質との濡れ性を調整するための炭素膜、樹脂膜等をそれぞれの流路に形成しても良い。

上記の手段によって、組成物を処理基板上に吐出することができる。また、液滴吐出方式には、組成物を連続して吐出させ連続した線状のパターンを形成する、いわゆるシーケンシャル方式と、組成物をドット状に吐出する、いわゆるオンデマンド方式があり、本発明における装置構成ではオンデマンド方式を示したが、シーケンシャル方式によるヘッドを用いることも可能である。

さらに図１３（Ａ）で示す線状液滴吐出装置に改良を加えた、図１３（Ｃ）に示す線状の液滴吐出装置について説明する。本装置ではヘッド支持部１０７に回転機構を設け、任意の角度θに回転することで、基板１０２に対しヘッド１０６が角度を持たせるように設計したものである。角度θは任意の角度が許されるが、装置全体のサイズを考慮すると基板１０２が移動する方向に対し、０°から４５°以内であることが望ましい。このヘッド支持部１０７に回転機構を持たせることにより、ヘッドに設けられた液滴吐出孔のピッチよりも狭いピッチで、パターンを描画することができる。

本発明の実施例について、図１４を用いて説明する。本実施例では、同一表面上に画素部及び該画素部を制御する駆動回路、並びにメモリ及びＣＰＵを搭載したパネルについて説明する。図１４は、ＴＦＴが形成された基板をシーリング材によって封止することによって形成された表示パネルの上面図であり、図１４（Ｂ）は図１４（Ａ）のＢ-Ｂ’における断面図、図１４（Ｃ）は図１４（Ａ）のＡ-Ａ’における断面図である。

図１４（Ａ）はパネルの外観を示し、該パネルは、基板４００上に複数の画素がマトリクス状に配置された画素部４０１を有し、該画素部４０１の周辺に信号線駆動回路４０２、走査線駆動回路４０３を有する。そして、これらを囲むようにしてシール材４０６が設けられる。対向基板４０９は、画素部４０１及び駆動回路４０２、４０３上のみに設けてもよいし、全面に設けてもよい。但し、発熱する恐れがあるＣＰＵ４０６には、放熱板を接するように配置することが好ましい。メモリ４０５は、不揮発性と揮発性のメモリのいずれでもよく、例えばＶＲＡＭ(画面表示専用メモリ)や、ＲＡＭなどに相当する。

基板４００上には、信号線駆動回路４０２及び走査線駆動回路４０３に信号を伝達するための入力端子部４１１が設けられ、該入力端子部４１１へはＦＰＣ４１２を介してビデオ信号等のデータ信号が伝達される。入力端子部４１１の断面は、図１４（Ｂ）に示す通りであり、走査線もしくは信号線と同時に形成された配線からなる入力配線４１３とＦＰＣ４１２側に設けられた配線４１５とを、導電体４１６を分散させた樹脂４１７を用いて電気的に接続してある。導電体４１６としては、球状の高分子化合物に金もしくは銀といったメッキ処理を施したものを用いる。

図１４（Ｃ）はパネルの断面図を示す。基板４００上には、画素部４０１、信号線駆動回路４０２及びＣＰＵ４０６が設けられる。画素部４０１にはＴＦＴ４３０と保持容量４２９が設けられ、信号線駆動回路４０２にはＴＦＴ４３１及び４３２が設けられ、ＣＰＵ４０６には複数のＴＦＴ４４０と配線４４１が設けられる。

ＴＦＴなどの半導体素子が設けられた基板４００と、対向基板４０９の間にはスペーサ４２２が設けられており、シール材４０７により接着されている。そして、画素部４０１と信号線駆動回路４０２上にはラビング処理された配向膜４３５、液晶層４２３、配向膜４２４、対向電極４２５及びカラーフィルタ４２６が設けられる。基板４００と対向基板４０９には偏光板４２８、４２９が設けられる。またＣＰＵ４０６を構成する素子として、半導体素子４４０とその上層に積層形成された配線４４１を有する。

基板４００上の回路を構成する素子は、非晶質半導体に比べて移動度が高く、オン電流が大きい多結晶半導体（ポリシリコン）により形成され、それ故に同一表面上におけるモノシリック化が実現される。また、本発明の半導体装置の作製方法を適用することで、同一の基板４００上に画素部と駆動回路以外に、ＣＰＵなどの機能回路をも一体形成することができる。このようなパネルはシステムオンパネルとよばれ、システムの多機能化を図ることができる。また本パネルは、接続する外部ＩＣの個数が減少するため、小型・軽量・薄型が実現される。これは、最近普及が急速に進んだ携帯端末に適用すると、高付加価値化が実現されるため、大変有効である。

なお本実施例では、１層目に半導体素子を形成し、その上層に配線を積層形成する場合を示したが、本発明はこれに限定されず、半導体素子（主にトランジスタ）を積層形成し、その上層に配線を積層形成してもよい。また、剥離方法を用いて、別の基板上に形成された半導体素子を剥離して貼り付けることで、半導体素子を積層形成し、その上層に配線を積層形成してもよい。

また、本実施例では、表示素子として液晶素子を用いたパネルを示したが、本発明はこれに限定されない。表示素子として、例えば発光素子などの他の表示素子を用いたパネルに適用してもよい。

図１４では、画素部４０１の他にメモリ４０５とＣＰＵ４０６が具備されたパネルを図示したが、以下には、それ以外の機能回路の構成について３つの場合を例に挙げて説明する。

まず第１の例として、機能回路がメモリ、ＣＰＵ、ＶＲＡＭ及びインターフェースを有する場合が挙げられる。メモリは、ＳＲＡＭやＤＲＡＭといった揮発性メモリにより構成され、画像データを保存する。ＶＲＡＭは、ＳＲＡＭやＤＲＡＭといった揮発性メモリによって構成される。インターフェースは、外部装置から入力された信号の一時的な保存、フォーマット変換などを行う。動作について簡単に説明すると、画像データや、キーボードやＲＯＭである外部装置から供給される制御信号は、インターフェース及びシステムバスを介して、ＣＰＵと外部装置との間で通信される。ＣＰＵは処理中の画像データやロジック回路の制御信号をメモリに一時的に格納し、処理された画像データはＶＲＡＭに格納される。
ＶＲＡＭに格納された画像データは、駆動回路を介して、各画素に供給される。

第２の例として、機能回路がフレームメモリ、タイミング生成回路及びフォーマット変換回路を有する場合が挙げられる。タイミング生成回路は、各駆動回路の動作タイミングを決めるクロック、クロックバックを生成する。フォーマット変換回路は、外部装置からＦＰＣを介して入力される圧縮符号化された信号の伸長復号、画像の補間やリサイズなどの画像処理が行われる。フォーマット変換された画像データは、フレームメモリに格納され、この格納された画像データは、駆動回路を介して、各画素に供給される。

第３の例として、機能回路がＶＲＡＭ、マスクＲＯＭ、画像処理回路、メモリ、ＣＰＵ及びインターフェースを有する場合が挙げられる。インターフェースおよびシステムバスを介して、キーボードなどの外部装置との間で制御信号が通信される。マスクＲＯＭには、プログラムデータや画像データが格納される。マスクＲＯＭに格納されているデータは、ＣＰＵによって、メモリとの間で随時読み書きしながら処理される。画像データは画像処理回路でリサイズ等の処理が施され、ＶＲＡＭに格納される。ＶＲＡＭに格納されたデータは、駆動回路を介して、各画素に供給される。

上述した機能回路に含まれる各回路は、主に半導体素子により構成され、具体的にはトランジスタなどの３端子素子、ダイオードなどの２端子素子、容量素子及び抵抗素子などが挙げられる。そして、これらの半導体素子を電気的に接続する配線を作製する際、本発明を適用すると、多層配線の作製が可能となり、高性能化及び多機能化が実現された半導体装置の作製方法を提供することができる。

本発明を適用して作製される電子機器の一例として、ビデオカメラ、デジタルカメラ、ゴーグル型ディスプレイ、ナビゲーションシステム、カーオーディオなどの音響再生装置、ノート型パーソナルコンピュータ、ゲーム機器、携帯情報端末(モバイルコンピュータ、携帯電話、携帯型ゲーム機又は電子書籍等)、家庭用ゲーム機などの記録媒体を備えた画像再生装置(具体的にはＤＶＤ等の記録媒体を再生し、その画像を表示しうるディスプレイを備えた装置)などが挙げられる。それら電子機器の具体例を図１５、１６に示す。

図１５（Ａ）は、携帯端末であり、本体９３０１、音声出力部９３０２、音声入力部９３０３、表示部９３０４及び操作スイッチ９３０５等を含む。図１５（Ｂ）はＰＤＡ（personal・digital・assistant）であり、本体９１０１、スタイラス９１０２、表示部９１０３、操作ボタン９１０４及び外部インターフェース９１０５等を含む。図１５（Ｃ）は、携帯型ゲーム機器であり、本体９２０１、表示部９２０２及び操作ボタン９２０３等を含む。図１５（Ｄ）は、ゴーグル型ディスプレイであり、本体９５０１、表示部９５０２及びアーム部９５０３等を含む。

図１６（Ａ）は、４０インチ程度の比較的大型の液晶テレビであり、表示部９４０１、筐体９４０２及び音声出力部９４０３等を含む。図１６（Ｂ）は、パソコンと付属して用いるモニターであり、筐体９６０１、音声出力部９６０２及び表示部９６０３等を含む。図１６（Ｃ）は、デジタルビデオカメラであり、表示部９７０１、９７０２等を含む。図１６（Ｄ）は、ノートパソコンであり、筐体９８０１、表示部９８０２及びキーボード９８０３等を含む。

上記に挙げた電子機器において、表示部９３０４、９１０３、９２０２、９５０２、９４０１、９６０３、９７０１、９７０２及び９８０２を含むパネルは、駆動回路やＣＰＵ等の機能回路４５０を具備することが好適である。この駆動回路や機能回路には、本発明を適用した多層配線が形成される。このように、駆動回路だけでなく、機能回路が一体形成されたパネルを有する場合、接続するＩＣの個数を減らすことができるため、小型・軽量・薄型が実現された電子機器を提供することができる。

Claims

コンタクトホールに配線を形成する方法であって、
基板上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜にコンタクトホールを形成し、
前記コンタクトホールにバリア膜として機能する金属膜をスパッタリング法または蒸着法により形成し、
液滴吐出法により、前記コンタクトホールに銅からなる導電層を前記コンタクトホールを充填するように形成することを特徴とする配線を形成する方法。
コンタクトホールに配線を形成する方法であって、
基板上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜にコンタクトホールを形成し、
前記コンタクトホールにバリア膜として機能する金属膜をスパッタリング法または蒸着法により形成し、
液滴吐出法により、前記コンタクトホールに銅からなる導電層を前記コンタクトホールを充填するように形成し、
前記絶縁膜上に形成された前記金属膜及び前記導電層をエッチングすることを特徴とする配線を形成する方法。
コンタクトホールに配線を形成する方法であって、
基板上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜にコンタクトホールを形成し、
前記コンタクトホールにバリア膜として機能する金属膜をスパッタリング法または蒸着法により形成し、
液滴吐出法により、前記コンタクトホールに銅からなる導電層を前記コンタクトホールを充填するように形成し、
ＣＭＰ法を用いて前記絶縁膜上の前記導電層を除去し、前記絶縁膜を平坦化することを特徴とする配線を形成する方法。
液滴吐出法によりゲート電極を形成する半導体装置の作製方法であって、
基板上に半導体を形成し、
前記半導体上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜にコンタクトホールを形成し、
前記コンタクトホールにバリア膜として機能する金属膜をスパッタリング法または蒸着法により形成し、
液滴吐出法により、前記コンタクトホールに銅からなる導電層を前記コンタクトホールを充填するように形成し、
前記金属膜と前記導電層からなる前記ゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
液滴吐出法によりゲート電極を形成する半導体装置の作製方法であって、
基板上に半導体を形成し、
前記半導体上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜にコンタクトホールを形成し、
前記コンタクトホールにバリア膜として機能する金属膜をスパッタリング法または蒸着法により形成し、
液滴吐出法により、前記コンタクトホールに銅からなる導電層を前記コンタクトホールを充填するように形成し、
前記絶縁膜上に形成された前記金属膜及び前記導電層をエッチングし、
前記金属膜と前記導電層からなる前記ゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
液滴吐出法によりゲート電極を形成する半導体装置の作製方法であって、
基板上に半導体を形成し、
前記半導体上にゲート絶縁膜を形成し、
前記ゲート絶縁膜上に絶縁膜を形成し、
前記絶縁膜にコンタクトホールを形成し、
前記コンタクトホールにバリア膜として機能する金属膜をスパッタリング法または蒸着法により形成し、
液滴吐出法により、前記コンタクトホールに銅からなる導電層を前記コンタクトホールを充填するように形成し、
ＣＭＰ法を用いて前記絶縁膜上の前記導電層を除去し、前記絶縁膜を平坦化し、
前記金属膜と前記導電層からなる前記ゲート電極を形成することを特徴とする半導体装置の作製方法。
請求項１乃至請求項３のいずれか一項において、
前記金属膜と前記導電層はコンタクトホールでのみ接触していることを特徴とする配線を形成する方法。
請求項４乃至請求項６のいずれか一項において、
前記金属膜と前記導電層はコンタクトホールでのみ接触していることを特徴とする半導体装置の作製方法。