(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス基板上に形成された配線用の下地パターン膜とその下地パターン膜上に選択的にめっきを施すことにより形成された金属膜とからなる金属配線であって、
上記金属膜が上記下地パターン膜を被覆するように形成されると共に、
上記金属膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角αが０＜α≦９０°、
上記下地パターン膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角βが０＜β≦９０°、
上記下地パターン膜のない部分のガラス基板の掘れ量Ｙが０≦Ｙ≦２０００Åで、上記金属膜の厚みＸがＹ≦Ｘ≦８０００Åであることを特徴とする金属配線。
【請求項２】
請求項１に記載の金属配線において、
上記下地パターン膜がＩＴＯまたはＳnＯ2からなることを特徴とする金属配線。
【請求項３】
請求項１に記載の金属配線において、
上記下地パターン膜がポリイミドからなることを特徴とする金属配線。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１つに記載の金属配線において、
上記金属膜がＣu,Ａu,Ｎi,Ａgのいずれか１つを含む単層膜であるか、または、Ｃu,Ａu,Ｎi,Ａgのいずれか１つを含む単層膜を少なくとも一層含む多層膜であることを特徴とする金属配線。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか1つに記載の金属配線において、
上記めっきが無電解めっきであることを特徴とする金属配線。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１つに記載の金属配線を用いたことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項７】
請求項６に記載のアクティブマトリクス基板において、
上記金属膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角αが２０°≦α≦７５°であることを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項８】
ガラス基板上に、配線用の下地パターン膜を形成する第１工程と、
上記下地パターン膜を被覆するように上記下地パターン膜上に選択的に金属膜をめっきする第２工程とを有し、
上記第１工程では、上記下地パターン膜を、上記下地パターン膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角βが０＜β≦９０°となるように形成し、
上記第２工程では、上記金属膜を、上記金属膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角αが０＜α≦９０°、上記下地パターン膜のない部分のガラス基板の掘れ量Ｙが０≦Ｙ≦２０００Å、上記金属膜の厚みＸがＹ≦Ｘ≦８０００Åとなるように形成することを特徴とする金属配線の形成方法。
【請求項９】
請求項８に記載の金属配線の形成方法において、
上記下地パターン膜がＩＴＯまたはＳnＯ2からなることを特徴とする金属配線の形成方法。
【請求項１０】
請求項８に記載の金属配線の形成方法において、
上記下地パターン膜がポリイミドからなることを特徴とする金属配線の形成方法。
【請求項１１】
請求項８乃至１０のいずれか１つに記載の金属配線の形成方法において、
上記金属膜がＣu,Ａu,Ｎi,Ａgのいずれか１つを含む単層膜であるか、または、Ｃu,Ａu,Ｎi,Ａgのいずれか１つを含む単層膜を少なくとも一層含む多層膜であることを特徴とする金属配線の形成方法。
【請求項１２】
請求項８乃至１１のいずれか1つに記載の金属配線の形成方法において、
上記めっきが無電解めっきであることを特徴とする金属配線の形成方法。
【請求項１３】
請求項８乃至１２のいずれか１つに記載の金属配線の形成方法を用いたことを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載のアクティブマトリクス基板の製造方法において、
上記金属膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角αが２０°≦α≦７５°となるように、上記金属膜を形成することを特徴とするアクティブマトリクス基板の製造方法。
【請求項１５】
ガラス基板上に形成された配線用の下地パターン膜とその下地パターン膜上に選択的にめっきを施すことにより形成されためっき膜とからなる金属配線において、
上記めっき膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角αが０＜α≦９０°であり、
上記下地パターン膜がポリイミドからなることを特徴とする金属配線。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、液晶表示装置(ＬＣＤ),プラズマ表示装置(ＰＤＰ),エレクトロクロミック表示装置(ＥＣＤ),エレクトロルミネッセント表示装置(ＥＬＤ)等のフラットパネルディスプレイ、セラミック基板を用いたプリント配線基板、およびその他各種の分野で用いられる金属配線およびその金属配線を用いたアクティブマトリクス基板に関する。
【０００２】
【従来の技術】
液晶表示装置(ＬＣＤ)に代表されるフラットパネルディスプレイは、通常一対の基板の間に液晶または放電ガス等の表示材料を挟んで保持し、この表示材料に電圧を印加することにより表示を行う。このとき、少なくとも一方の基板に導電材料からなる電気配線を配列している。
【０００３】
例えば、アクティブマトリクス駆動型ディスプレイの場合、表示材料を挟んで保持する一対の基板のうち、一方の基板(アクティブマトリクス基板)上には、ゲート電極とデータ電極をマトリクス状に配設すると共に、そのゲート電極,データ電極の交差部毎に薄膜トランジスタ(ＴＦＴ)と画素電極を配設している。通常、このゲート電極やデータ電極は、Ｔa,ＡlまたはＭo等の金属材料から形成されており、スパッタ法等のドライ成膜法によって成膜されている。
【０００４】
ところで、このようなフラットパネルディスプレイにおいて、大面積化,高精細化を図ろうとした場合、駆動周波数が高まるとともに、電気配線の抵抗や寄生容量が増大することから、駆動信号の遅延が大きな問題となってくる。
【０００５】
そこで、この駆動信号の遅延問題を解決するために、従来の配線材料であるＡｌ(バルク抵抗率２.７μΩ・ｃｍ)、α−Ｔa(バルク抵抗率１３.１μΩ・ｃｍ)、Ｍo(バルク抵抗率５.８μΩ・ｃｍ)の代わりに、より電気抵抗の低いＣu(バルク抵抗率１.７μΩ・ｃｍ)を配線材料に用いる試みがなされている。例えば、文献「Low Resistance Copper Adress Line for TFT‐LCD」(Japan Display ’89 p.498‐501)において、ゲート電極材料にＣuを用いたＴＦＴ−ＬＣＤの検討結果が開示されている。この文献によれば、スパッタ法で成膜したＣu膜は、下地ガラス基板との密着性が悪いため、下地にＴa等の金属膜を介在させることで密着性の向上を図る必要があることが明記されている。
【０００６】
しかしながら、上述の文献で示された配線構造の場合、Ｃu膜とＴa等の下地金属膜に対して、個別のドライ成膜工程やエッチングプロセスが必要となり、プロセスが増加してコストアップになるという問題がある。
【０００７】
そこで、特開平４−２３２９２２号公報においては、ＩＴＯ(錫添加酸化インジウム)等からなる透明電極を下地膜に使用し、上記下地膜上にＣu等の金属膜をめっき技術によって成膜する方法が提案されている。この技術によれば、めっき金属はＩＴＯ膜上にのみ選択的に成膜することができるため、パターニングプロセスは透明電極のＩＴＯ膜だけでよく、Ｃu配線を大面積でも効率よく成膜できる効果が記載されている。また、ＩＴＯと密着性のよいＮi等の金属膜をＩＴＯとＣuの間に介在させる構造についても記載されている。
【０００８】
また、特開平１０−３２１６２２号公報では、下地金属上に逆テーパーのレジストを形成し、その上に電気めっきを行うことで順テーパーの膜を形成する方法が提案されている。なお、「順テーパー」,「逆テーパー」の定義については、図８に示すように、ガラス基板１１１上に形成されためっき膜１１２の縁部のガラス基板１１１表面に対するテーパー角θが９０°以下の場合を「順テーパー」とし、図９に示すように、ガラス基板１２１上に形成されためっき膜１２２の縁部のガラス基板１２１表面に対するテーパー角θが９０°を超える場合を「逆テーパー」としている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平４−２３２９２２号公報のように下地ＩＴＯ膜上にめっき技術を用いて金属配線を形成する場合、ガラスと下地ＩＴＯ膜との金属膜析出の選択性を持たせるため(この処理はガラス上に付着した触媒を取るため行われている。このため、下地膜の種類に関係なく行うことがほとんどである。ポリイミドなどでも行われている。)と、下地膜へのめっき膜の密着性を持たせるために、ＨＦ(フッ化水素)系の薬品でめっきの前処理を行う。めっきにより金属膜を析出させる場合、また、表面の汚れをとるためにアルカリ性溶液で脱脂処理を行ったり、Ｃｕめっきなどのようにアルカリ性のめっき液を使用したりする場合には、めっき独自の理由により下地パターンのない部分のガラス表面がエッチングされてしまう。なお、ここで述べている「めっき」とは、無電解めっきや電気めっき等を指す。
【００１０】
また、めっき膜では、膜の成長にしたがって成長しやすい部分と成長しにくい部分が発生してしまうことがわかっている。
【００１１】
このように、下地膜が存在しない部分のガラス表面がエッチングされることがあると共に、膜の成長速度の違いにより形成された膜のテーパーが逆テーパーになることがある。
【００１２】
上記めっき膜１２２が図９に示すような逆テーパーになると、この金属配線上にさらに他の膜の成膜やパターニング等を行う場合、成膜時に逆テーパーの部分がマスクになり配線のエッジ部分に膜が正しく成膜されないためにエッジ部分の膜割れによる断切れが発生したり、エッチング時にこの金属配線がマスクとなりエッジ部分に膜残りが発生したりするという問題点がある。
【００１３】
また、上記特開平１０−３２１６２２号公報のようにレジスト形成→電気めっき→下地エッチングを行って順テーパーな金属配線を形成する方法では、電気めっきを用いているために基板(ガラス)が大きい場合、端から端で大きな膜厚むらが発生してしまう。また、下地をエッチングする際にめっき膜の下まで下地膜がエッチングされてしまい図１０に示すような傘状になってしまう(特にウェットエッチを用いると大きな影響を受けやすい。ドライエッチングを用いてもウェットエッチングを行う場合よりも程度が軽いが発生する。)。
【００１４】
そこで、この発明の目的は、下地パターン膜上にテーパー形状のよいめっき膜を成膜することにより、断切れや膜残りを防止できる金属配線およびそれを用いたアクティブマトリクス基板を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、この発明の金属配線は、ガラス基板上に形成された配線用の下地パターン膜とその下地パターン膜上に選択的にめっきを施すことにより形成された金属膜とからなる金属配線であって、上記金属膜が上記下地パターン膜を被覆するように形成されると共に、上記金属膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角αが０＜α≦９０°、上記下地パターン膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角βが０＜β≦９０°、上記下地パターン膜のない部分のガラス基板の掘れ量Ｙが０≦Ｙ≦２０００Åで、上記金属膜の厚みＸがＹ≦Ｘ≦８０００Åであることを特徴としている。
【００１６】
上記構成の金属配線によれば、上記下地パターン膜上に選択的にめっきを施すことによって形成された上記金属膜の両縁部のガラス基板表面に対するテーパー角αを０＜α≦９０°にすることによって、その上に他の膜を成膜してパターニングする場合に、上記金属膜の両縁部が最低限逆テーパーになっていないので、断線や膜残りを防ぐことが可能になる。したがって、この金属配線上に新たな金属配線を形成する場合に、新たな金属配線を断線なく形成できると共に、この金属配線上に新たな膜をパターニングする場合に、この金属配線のエッジ部分のエッチング不良による膜残りの発生を防ぐことができる。
【００１７】
なお、下地膜としては、金属膜が析出する膜であればよく、金属、ＩＴＯなどの酸化膜、ポリイミドのような有機膜などのいろいろな種類の膜を使用することができる。
【００１８】
めっきとして例えば無電解選択めっきを行う場合、ガラス基板と下地パターン膜の選択性を持たせるため、または下地パターン膜への金属膜の密着性を持たせるため、ガラス基板表面がエッチングされる。このエッチングはウェットエッチであって等方性エッチングであるため、ガラスのエッチング量が多くなると、下地パターン膜の両縁部の下側のガラス領域までエッチングされてしまい、両縁部が傘状になってしまう。このような形状の下地パターン膜上にめっきを行っても、テーパー形状のよい金属膜は得られない。また、ガラス基板の掘れ量の下限に関しては、ガラスの透明性等の問題から、もし可能ならば掘れ量は０であることが望ましい。また、上記金属膜の厚みをあまり厚くしてしまうと、めっきは基本的に等方性成膜であるために、膜厚が厚くなるにしたがって金属膜の両縁部のテーパーが立ってしまい、最終的にはガラスとの密着部分が逆テーパーになってしまう。また、上記金属膜の膜厚が一番薄い場合については、ガラスの掘れ量に対して膜の厚さの方が薄ければ、ガラスのエッチングされた部分をカバーすることができないため、きれいなテーパー形状を作ることができない。このため、膜の厚さは、ガラスの掘れ量よりも厚いことが必要である。さらに、下地パターン膜の両縁部のガラス基板に対するテーパー角が９０°以上の逆テーパーであると、当然、その下地パターン膜上に形成される金属膜も逆テーパーになるため問題となる。
【００１９】
このような理由から、上記実施形態の金属配線によれば、上記下地パターン膜の両縁部のガラス基板表面に対するテーパー角βを０＜β≦９０°とし、下地パターン膜のない部分のガラス基板の掘れ量Ｙを０≦Ｙ≦２０００Åとし、金属膜の厚みＸをＹ≦Ｘ≦８０００Åとすることによって、両縁部のテーパーを逆テーパーにすることなしにテーパー角αが０＜α≦９０°の金属膜を確実に形成できる。
【００２０】
また、一実施形態の金属配線は、上記下地パターン膜がＩＴＯまたはＳnＯ2からなることを特徴としている。
【００２１】
上記実施形態の金属配線によれば、ＩＴＯは、例えばアクティブマトリクス基板の製造プロセスで使用されている薬品に対して耐薬品性が高く、また、ＳnＯ2は、一般的な薬品に対する耐薬品性が高いので、製造プロセスヘのマージンを大きくできるという大きな利点を有する。なお、ＩＴＯ,ＳnＯ2については、スパッタ等による乾式成膜のほかに、湿式成膜(ゾルゲル法、液相成長法、電析法、スプレー法、ケミカルミストデポジション(ＣＭＤ)等)がある。例えば、湿式成膜のゾルゲル法でＩＴＯ膜またはＳnＯ2膜を成膜する場合、感光性をもった材料を使用することも可能である。感光性の材料を使用することでレジストの使用がなくなるため、低コスト化と工程の短縮化を行うことが可能になる。
【００２２】
また、この金属配線をアクティブマトリクス基板に用いた場合、下地パターン膜として透明導電膜であるＩＴＯまたはＳnＯ2を使用することにより、金属配線の下地パターン膜と画素電極とを同時に形成し、配線の部分のみめっきを行うことにより、配線と画素電極を同時に形成することができる。
【００２３】
また、一実施形態の金属配線は、上記下地パターン膜がポリイミドからなることを特徴としている。
【００２４】
上記実施形態の金属配線によれば、ポリイミド上の銅めっきはプリント基板等で実用化されており、例えばめっき技術として無電解選択めっきを使用する場合を考えると、ポリイミドは下地パターン膜として適しており、他の樹脂を使用する場合と比較しても、ポリイミドは次の(１)〜(３)ような点で優れている。
【００２５】
(１)  ポリイミドは、樹脂の中でも耐熱性,耐薬品性が優れているため、下地樹脂としてポリイミドを使用する場合、後工程での製造方法を幅広く選ぶことが可能になる。例えば、めっき方法として無電解選択めっきを使用した場合、めっき液は強アルカリまたは強酸であることが多いので、そのときに耐薬品性が高いことは有用である。
【００２６】
(２)  また、ポリイミドは、耐熱性が高いことから、他の成膜プロセスのマージンが広くなる。例えば、通常の液晶のプロセス最高温度は３５０℃程度であるのに対して、ポリイミドの耐熱性は４００℃程度(ポリイミドは通常３５０℃程度で熱硬化を行い、熱分解温度は４５０℃以上であるものが多い)であるため、ほかの樹脂を使用する場合と異なり、プロセスの低温化の必要がない。プロセスの変更の必要がないということは、それに伴う不良の発生を防ぐことができるので、製品を製造する上では大きな利点となる。ちなみに他の樹脂の耐熱温度は、液晶で使用されている通常のレジスト２００℃程度、アクリル系樹脂２５０℃以下程度である。
【００２７】
(３)  また、ポリイミドとして感光性のあるものを使用することにより工程短縮化,低コスト化が可能になる。
【００２８】
また、一実施形態の金属配線は、上記金属膜がＣu,Ａu,Ｎi,Ａgのいずれか１つを含む単層膜であるか、または、Ｃu,Ａu,Ｎi,Ａgのいずれか１つを含む単層膜を少なくとも一層含む多層膜であることを特徴としている。
【００２９】
上記実施形態の金属配線によれば、Ｃuは抵抗率(バルク抵抗率１.７μΩ・ｃｍ)が低く、かつ、エレクトロマイグレーションに対する寿命が長いことから、配線材料としては最適である。また、Ａgは、金属の中で最も抵抗が低いことから配線に利用するには大きな利点となる。また、Ａuは、耐食性に優れているために、表面に酸化膜を形成しない。このことは、この上に金属膜を形成するのに大きな利点となる。また、Ａuは、Ｃuには及ばないもののかなり低抵抗なため、電気めっきを行う場合に下地金属層の低抵抗化の役割も果たす。さらに、めっきとして無電解選択めっきを使用する場合、Ｃu単体では密着性が低い場合でも、密着性のよいＮiを下地として利用し、その上にＣu／Ａu等を成膜することにより密着性のよい低抵抗配線を実現することができる。また、このＣuの上にＮiをめっきにより選択的に形成することによりバリア層も形成できる。
【００３０】
また、一実施形態の金属配線は、上記めっきが無電解めっきであることを特徴としている。
【００３１】
上記実施形態の金属配線では、無電解めっきであるため、下地が例えばポリイミドのように電気を通さない材料でも金属配線を形成できる。また、ガラスが大きくなっても、面内の膜厚均一性がかなりよく、又、電気を流すこともないため、装置を単純なものにすることができる。
【００３２】
また、この発明のアクティブマトリクス基板は、上記いずれか１つに記載の金属配線を用いたものである。
【００３３】
上記アクティブマトリクス基板によれば、配線の交差部分や配線上にパターンを形成する場合が多く、金属配線の両縁部が逆テーパーになると、膜の断線や膜残り等の問題点が発生するアクティブマトリクス基板に、上記金属配線を用いることによって、低歩留りで信頼性の高いアクティブマトリクス基板を実現できる。
【００３４】
また、一実施形態のアクティブマトリクス基板は、上記金属膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角αが２０°≦α≦７５°であることを特徴としている。
【００３５】
上記実施形態のアクティブマトリクス基板によれば、上記金属膜の両縁部のガラス基板表面に対するテーパー角を２０°以上とすることによって、テーパー角が小さいためにテーパー部分の幅が大きくなりすぎて、配線全体がテーパー部分にならないようにできる。また、上記金属膜の両縁部のガラス基板表面に対するテーパー角度を７５°以下にすることによって、段切れなどの発生を防止できる。
【００３６】
また、この発明の金属配線の形成方法は、ガラス基板上に、配線用の下地パターン膜を形成する第１工程と、上記下地パターン膜を被覆するように上記下地パターン膜上に選択的に金属膜をめっきする第２工程とを有し、上記第１工程では、上記下地パターン膜を、上記下地パターン膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角βが０＜β≦９０°となるように形成し、上記第２工程では、上記金属膜を、上記金属膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角αが０＜α≦９０°、上記下地パターン膜のない部分のガラス基板の掘れ量Ｙが０≦Ｙ≦２０００Å、上記金属膜の厚みＸがＹ≦Ｘ≦８０００Åとなるように形成することを特徴としている。
【００３７】
上記構成の金属配線の形成方法によれば、上記下地パターン膜上に選択的にめっきを施すことによって形成された上記金属膜の両縁部のガラス基板表面に対するテーパー角αを０＜α≦９０°にすることによって、その上に他の膜を成膜してパターニングする場合に、上記金属膜の両縁部が最低限逆テーパーになっていないので、断線や膜残りを防ぐことが可能になる。したがって、この金属配線上に新たな金属配線を形成する場合に、新たな金属配線を断線なく形成できると共に、この金属配線上に新たな膜をパターニングする場合に、この金属配線のエッジ部分のエッチング不良による膜残りの発生を防ぐことができる。
【００３８】
なお、下地膜としては、金属膜が析出する膜であればよく、金属、ＩＴＯなどの酸化膜、ポリイミドのような有機膜などのいろいろな種類の膜を使用することができる。
【００３９】
めっきとして例えば無電解選択めっきを行う場合、ガラス基板と下地パターン膜の選択性を持たせるため、または下地パターン膜への金属膜の密着性を持たせるため、ガラス基板表面がエッチングされる。このエッチングはウェットエッチであって等方性エッチングであるため、ガラスのエッチング量が多くなると、下地パターン膜の両縁部の下側のガラス領域までエッチングされてしまい、両縁部が傘状になってしまう。このような形状の下地パターン膜上にめっきを行っても、テーパー形状のよい金属膜は得られない。また、ガラス基板の掘れ量の下限に関しては、ガラスの透明性等の問題から、もし可能ならば掘れ量は０であることが望ましい。また、上記金属膜の厚みをあまり厚くしてしまうと、めっきは基本的に等方性成膜であるために、膜厚が厚くなるにしたがって金属膜の両縁部のテーパーが立ってしまい、最終的にはガラスとの密着部分が逆テーパーになってしまう。また、上記金属膜の膜厚が一番薄い場合については、ガラスの掘れ量に対して膜の厚さの方が薄ければ、ガラスのエッチングされた部分をカバーすることができないため、きれいなテーパー形状を作ることができない。このため、膜の厚さは、ガラスの掘れ量よりも厚いことが必要である。さらに、下地パターン膜の両縁部のガラス基板に対するテーパー角が９０°以上の逆テーパーであると、当然、その下地パターン膜上に形成される金属膜も逆テーパーになるため問題となる。
【００４０】
このような理由から、上記実施形態の金属配線の形成方法によれば、上記下地パターン膜の両縁部のガラス基板表面に対するテーパー角βを０＜β≦９０°とし、下地パターン膜のない部分のガラス基板の掘れ量Ｙを０≦Ｙ≦２０００Åとし、金属膜の厚みＸをＹ≦Ｘ≦８０００Åとすることによって、両縁部のテーパーを逆テーパーにすることなしにテーパー角αが０＜α≦９０°の金属膜を確実に形成できる。
【００４１】
また、一実施形態の金属配線の形成方法は、上記下地パターン膜がＩＴＯまたはＳnＯ2からなることを特徴としている。
【００４２】
上記実施形態の金属配線の形成方法によれば、ＩＴＯは、例えばアクティブマトリクス基板の製造プロセスで使用されている薬品に対して耐薬品性が高く、また、ＳnＯ2は、一般的な薬品に対する耐薬品性が高いので、製造プロセスヘのマージンを大きくできるという大きな利点を有する。なお、ＩＴＯ,ＳnＯ2については、スパッタ等による乾式成膜のほかに、湿式成膜(ゾルゲル法、液相成長法、電析法、スプレー法、ケミカルミストデポジション(ＣＭＤ)等)がある。例えば、湿式成膜のゾルゲル法でＩＴＯ膜またはＳnＯ2膜を成膜する場合、感光性をもった材料を使用することも可能である。感光性の材料を使用することでレジストの使用がなくなるため、低コスト化と工程の短縮化を行うことが可能になる。
【００４３】
また、この金属配線をアクティブマトリクス基板に用いた場合、下地パターン膜として透明導電膜であるＩＴＯまたはＳnＯ2を使用することにより、金属配線の下地パターン膜と画素電極とを同時に形成し、配線の部分のみめっきを行うことにより、配線と画素電極を同時に形成することができる。
【００４４】
また、一実施形態の金属配線の形成方法は、上記下地パターン膜がポリイミドからなることを特徴としている。
【００４５】
上記実施形態の金属配線の形成方法によれば、ポリイミド上の銅めっきはプリント基板等で実用化されており、例えばめっき技術として無電解選択めっきを使用する場合を考えると、ポリイミドは下地パターン膜として適しており、他の樹脂を使用する場合と比較しても、ポリイミドは次の(１)〜(３)ような点で優れている。
【００４６】
(１) ポリイミドは、樹脂の中でも耐熱性,耐薬品性が優れているため、下地樹脂としてポリイミドを使用する場合、後工程での製造方法を幅広く選ぶことが可能になる。例えば、めっき方法として無電解選択めっきを使用した場合、めっき液は強アルカリまたは強酸であることが多いので、そのときに耐薬品性が高いことは有用である。
【００４７】
(２) また、ポリイミドは、耐熱性が高いことから、他の成膜プロセスのマージンが広くなる。例えば、通常の液晶のプロセス最高温度は３５０℃程度であるのに対して、ポリイミドの耐熱性は４００℃程度(ポリイミドは通常３５０℃程度で熱硬化を行い、熱分解温度は４５０℃以上であるものが多い)であるため、ほかの樹脂を使用する場合と異なり、プロセスの低温化の必要がない。プロセスの変更の必要がないということは、それに伴う不良の発生を防ぐことができるので、製品を製造する上では大きな利点となる。ちなみに他の樹脂の耐熱温度は、液晶で使用されている通常のレジスト２００℃程度、アクリル系樹脂２５０℃以下程度である。
【００４８】
(３) また、ポリイミドとして感光性のあるものを使用することにより工程短縮化,低コスト化が可能になる。
【００４９】
また、一実施形態の金属配線の形成方法は、上記金属膜がＣu,Ａu,Ｎi,Ａgのいずれか１つを含む単層膜であるか、または、Ｃu,Ａu,Ｎi,Ａgのいずれか１つを含む単層膜を少なくとも一層含む多層膜であることを特徴としている。
【００５０】
上記実施形態の金属配線の形成方法によれば、Ｃuは抵抗率(バルク抵抗率１.７μΩ・ｃｍ)が低く、かつ、エレクトロマイグレーションに対する寿命が長いことから、配線材料としては最適である。また、Ａgは、金属の中で最も抵抗が低いことから配線に利用するには大きな利点となる。また、Ａuは、耐食性に優れているために、表面に酸化膜を形成しない。このことは、この上に金属膜を形成するのに大きな利点となる。また、Ａuは、Ｃuには及ばないもののかなり低抵抗なため、電気めっきを行う場合に下地金属層の低抵抗化の役割も果たす。さらに、めっきとして無電解選択めっきを使用する場合、Ｃu単体では密着性が低い場合でも、密着性のよいＮiを下地として利用し、その上にＣu／Ａu等を成膜することにより密着性のよい低抵抗配線を実現することができる。また、このＣuの上にＮiをめっきにより選択的に形成することによりバリア層も形成できる。
【００５１】
また、一実施形態の金属配線の形成方法は、上記めっきが無電解めっきであることを特徴としている。
【００５２】
上記実施形態の金属配線の形成方法では、無電解めっきであるため、下地が例えばポリイミドのように電気を通さない材料でも金属配線を形成できる。また、ガラスが大きくなっても、面内の膜厚均一性がかなりよく、又、電気を流すこともないため、装置を単純なものにすることができる。
【００５３】
また、この発明のアクティブマトリクス基板の製造方法は、上記いずれか１つの金属配線の形成方法を用いたことを特徴としている。
【００５４】
上記アクティブマトリクス基板の製造方法によれば、配線の交差部分や配線上にパターンを形成する場合が多く、金属配線の両縁部が逆テーパーになると、膜の断線や膜残り等の問題点が発生するアクティブマトリクス基板に、上記金属配線を用いることによって、低歩留りで信頼性の高いアクティブマトリクス基板を実現できる。
【００５５】
また、一実施形態のアクティブマトリクス基板は、上記金属膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角αが２０°≦α≦７５°となるように、上記金属膜を形成することを特徴としている。
【００５６】
上記実施形態のアクティブマトリクス基板の製造方法によれば、上記金属膜の両縁部のガラス基板表面に対するテーパー角を２０°以上とすることによって、テーパー角が小さいためにテーパー部分の幅が大きくなりすぎて、配線全体がテーパー部分にならないようにできる。また、上記金属膜の両縁部のガラス基板表面に対するテーパー角度を７５°以下にすることによって、段切れなどの発生を防止できる。
【００５７】
また、この発明の金属配線は、ガラス基板上に形成された配線用の下地パターン膜とその下地パターン膜上に選択的にめっきを施すことにより形成されためっき膜とからなる金属配線において、上記めっき膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角αが０＜α≦９０°であり、上記下地パターン膜がポリイミドからなることを特徴としている。
【００５８】
上記構成の金属配線によれば、上記下地パターン膜上に選択的にめっきを施すことによって形成された上記めっき膜の両縁部のガラス基板表面に対するテーパー角αを０＜α≦９０°にすることによって、その上に他の膜を成膜してパターニングする場合に、上記めっき膜の両縁部が最低限逆テーパーになっていないので、断線や膜残りを防ぐことが可能になる。したがって、この金属配線上に新たな金属配線を形成する場合に、新たな金属配線を断線なく形成できると共に、この金属配線上に新たな膜をパターニングする場合に、この金属配線のエッジ部分のエッチング不良による膜残りの発生を防ぐことができる。
【００５９】
また、ポリイミド上の銅めっきはプリント基板等で実用化されており、例えばめっき技術として無電解選択めっきを使用する場合を考えると、ポリイミドは下地パターン膜として適しており、他の樹脂を使用する場合と比較しても、ポリイミドは次の(１)〜(３)ような点で優れている。
【００６０】
(１) ポリイミドは、樹脂の中でも耐熱性,耐薬品性が優れているため、下地樹脂としてポリイミドを使用する場合、後工程での製造方法を幅広く選ぶことが可能になる。例えば、めっき方法として無電解選択めっきを使用した場合、めっき液は強アルカリまたは強酸であることが多いので、そのときに耐薬品性が高いことは有用である。
【００６１】
(２) また、ポリイミドは、耐熱性が高いことから、他の成膜プロセスのマージンが広くなる。例えば、通常の液晶のプロセス最高温度は３５０℃程度であるのに対して、ポリイミドの耐熱性は４００℃程度(ポリイミドは通常３５０℃程度で熱硬化を行い、熱分解温度は４５０℃以上であるものが多い)であるため、ほかの樹脂を使用する場合と異なり、プロセスの低温化の必要がない。プロセスの変更の必要がないということは、それに伴う不良の発生を防ぐことができるので、製品を製造する上では大きな利点となる。ちなみに他の樹脂の耐熱温度は、液晶で使用されている通常のレジスト２００℃程度、アクリル系樹脂２５０℃以下程度である。
【００６２】
(３) また、ポリイミドとして感光性のあるものを使用することにより工程短縮化,低コスト化が可能になる。
【００６３】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の金属配線およびそれを用いたアクティブマトリクス基板を図示の実施の形態により詳細に説明する。なお、この実施の形態では、この発明の「金属配線およびそれを用いたアクティブマトリクス基板」をアクティブマトリクス駆動型ＬＣＤに適用する場合を想定して説明する。
【００６４】
(第１実施形態)
図１は、この発明の第１実施形態の金属配線の概略断面図であり、１１はガラス基板、１２は上記ガラス基板１１上に形成された配線用の下地パターン膜、
１３は上記下地パターン膜１２上にめっきを施すことにより形成された金属膜である。図１において、αは金属配線(金属膜１３)の両縁部のテーパー角、βは下地パターン膜１２の両縁部のテーパー角、Ｘは金属膜１３の膜厚、Ｙはガラス掘れ量である。
【００６５】
上記構成の金属配線では、金属膜１３のテーパー角αを０＜α≦９０°とし、下地パターン膜１２のテーパー角βを０＜β≦９０°とすると共に、金属膜１３の膜厚ＸをＹ≦Ｘ≦８０００Åとし、ガラス基板１１のガラス掘れ量Ｙを０≦Ｙ≦２０００Åとしている。
【００６６】
また、図２(a),(b)は上記金属配線の製造方法を示す図である。以下、図２(a),(b)にしたがって上記金属配線の製造方法を説明する。
【００６７】
(第１の工程)
まず、コーニング社製＃１７３７ガラス基板１１の表面をアルカリや酸または有機溶剤を用いて脱脂洗浄を行う。このとき超音波を併用すると、洗浄が効果的に行われる。なお、上記ガラス基板１１の代わりに、
(i)  ガラス、セラミック、表面に絶縁層を備えた半導体基板や導体基板等の無機基板
(ii)  ＰＥＴ(テレフタル酸ポリエチレン)、ＡＢＳ(アクリロニトリル-ブタジエン-スチレン共重合体)、ＰＣ(ポリカーボネート)、ＰＥＳ(ポリエーテルスルホン)等の有機基板やフィルム
等でもよい。
【００６８】
そして、上記ガラス基板１１上に下地パターン膜としてＩＴＯ膜(またはＳnＯ2膜)１２をスパッタにより形成する。
【００６９】
なお、この第１の工程において、ＩＴＯ(またはＳnＯ2)は、乾式成膜で作製してもよいが、湿式成膜(塗布法、ゾルゲル法、液相成長法、電析法、スプレー法、ケミカルミストデポジション(ＣＭＤ)等)を用いて、下地パターン膜を形成することも可能である。
【００７０】
また、例えば湿式成膜のゾルゲル法でＩＴＯ膜またはＳnＯ2膜を成膜する場合、感光性をもった材料を使用することも可能である。感光性の材料を使用することでレジストの使用およびレジストのエッチング工程がなくなるため、低コスト化と工程の短縮化を行うことが可能になる。
【００７１】
さらに、下地パターン膜としては、ＩＴＯやＳnＯ2のほかに耐薬品性等を考慮して問題なければ、透明導電膜のＺnＯやＩn2Ｏ3をパターニングしたもの等についても使用できる。
【００７２】
また、ＩＴＯ,ＳnＯ2の代わりにポリイミドのような樹脂により下地パターン膜を形成することも考えられる。ポリイミドとしては感光性のあるものも使用でき、感光性のあるものを使用することにより、低コスト化,工程短縮化が可能になる等の利点がある。このようにポリイミドを使用すると大きな利点があるが、プロセス温度の低温化や薬品の選定等により可であれば、ポリイミド以外のレジストとして利用されているノボラック樹脂、アクリル系樹脂、プリント配線基板として使用されているエポキシ系樹脂等でもよい。
【００７３】
また、下地パターン膜の厚みはこの発明では規定していないが、例えばアクティブマトリクス基板で用いるためには薄いほうがよい。すなわち、下地パターン膜が薄いほうが全体の金属配線の厚みを薄くできるため、ガラス基板上のパターンによる凹凸を少なくできるのである。したがって、この第１実施形態では、ＩＴＯ膜の厚みを１０００Åとした。
【００７４】
次に、下地ＩＴＯ膜を露光、現像処理、その後エッチング処理により配線形状にパターニングして、下地パーン膜１２を形成する。具体的には、まず、下地ＩＴＯ膜上にレジスト膜を塗布し、フォトマスクを用いてレジスト膜の露光を行った後、アルカリ現像によりパターニングを行う。その後、そのレジストパターンを使用してＩＴＯ膜をエッチングし、最後にレジストを剥離する。
【００７５】
露光、現像によりパターニングできる感光性のある下地パターン膜の場合は、フォト工程のみでパターニングが可能であるため、低コスト化,工程の簡略化の観点から最適である。
【００７６】
(第２の工程)
次に、上記下地パターン膜１２上に無電解選択めっきを用いて成膜を行う。
【００７７】
具体的には、図３に金属配線の製造方法の工程を示しており、図３にしたがって以下に詳細な説明を行う。
【００７８】
なお、各工程(Ａ〜Ｈ(Ｅアニール後は除く))の間には、処理液を洗い流す水洗いを行っているが、毎回同じ処理を行うため、工程Ａにのみ記載し、他の工程の水洗い処理は省略する。
【００７９】
[工程Ａ]  まず、基板表面の脱脂洗浄を行いガラス基板１１(図２(b)に示す)表面およびＩＴＯからなる下地パターン膜１２(図２(b)に示す)表面の汚れを除去する。この脱脂洗浄には、メルテックス製メルクリーナーＩＴＯ−１７０を使用し、７５℃５分処理(超音波併用)を行う。その後、この液を洗い流すために純水により、２次水洗まで行う。１次水洗,２次水洗ともに室温で５分程度の洗浄を行う。
【００８０】
[工程Ｂ]  次に、下地パターン膜１２のＩＴＯ中に含まれるＳnの活性化と、ＩＴＯへの金属膜密着力を向上するため、ＩＴＯの表面を若干エッチングするための処理を行う。このエッチング処理には、メルテックス製のメルプレートコンディショナー４７８を使用し、室温で５分間の処理を行う。
【００８１】
このメルプレートコンディショナー４７８中にフッ酸が含まれるため、この工程Ｂでガラス基板１１の表面がエッチングされる。このメルプレートコンディショナー４７８の濃度を変化させることによりガラスの掘れ量を変化させることが可能であり、ここでは、ガラスの掘れ量を０〜２０００Åになるようにメルプレートコンディショナー４７８の濃度の変更を行う。
【００８２】
[工程Ｃ]  次に、活性化したＳnを利用して、ＩＴＯからなる下地パターン膜１２(図２(b)に示す)上にＰd触媒を付着させる。このため、メルテックス製のエンプレートアクチベーター４４０で室温で５分間処理を行う。これによりＩＴＯからなる下地パターン膜１２の表面部分にのみＰd触媒が付着し、選択めっきが可能になる。
【００８３】
なお、この工程Ｃでは、無電解めっき触媒としてＰdを用いたが、ＰdのほかにＡg、Ｐt、Ｚn、Ｃu、Ｎi等の金属を用いてもよいし、それらの合金、またはその金属化合物を用いてもよく、さらにその金属と他の金属とをある割合で合金化した合金等を用いてもよい。
【００８４】
[工程Ｄ]  次に、無電解Ｎiめっき液に浸すことによりＮi被膜をＩＴＯからなる下地パターン膜１２上に選択的に成膜を行う。これは、上記Ｐd触媒を核にしてＮiが成長するためである。この無電解メッキは、メルテックス製のメルプレートＮi−８６７により７０℃で処理を行う。無電解メッキ処理時間を変更することにより任意の膜厚で成膜することができ、３〜５分程度の処理を行う。
【００８５】
[工程Ｅ]  次に、無電解Ｎi金属膜とＩＴＯ膜(下地パターン膜１２)との密着性向上のために、アニール処理を行う。この工程Ｅでは、アニール処理を行う方がより密着力が向上するためにこの処理を行っているが、必要ない場合は省いてもよい。
【００８６】
[工程Ｆ]  次に、工程Ｅのアニール処理を大気中で行っているために洗浄の意味で再度脱脂処理を行う。なお、アニール処理を行わない場合には、この工程を省くことも可能である。
【００８７】
[工程Ｇ]  次に、Ｎi表面をＡuにより置換して成膜を行う置換めっきを行う。この置換めっきは、メルテックス製メルプレートＡＵ−６０１を使用し、９０℃で処理を行う。Ａuは耐食性が高く、表面酸化しにくいため、次のＣuめっきをしやすくするためにめっきを行っている。
【００８８】
また、Ａu金属膜の厚さは、この上の膜を電気めっきで形成する場合には、下地金属膜の低抵抗化の必要性から０.０１〜０.１μｍ程度がよく、この上の膜を無電解めっきで形成する場合には、表面をある程度覆っていればよいので、さらに薄膜にしてもよい。なお、Ａuは高価であるため、厚膜化するとコストアップにつながるためにできるだけ薄い方が好ましい。
【００８９】
また、作業環境面への影響等から、無電解めっき液はシアン系よりも非シアン系のめっき液のほうがより好ましい。
【００９０】
[工程Ｈ]  次に、基板を無電解Ｃuめっき液に浸すことによりＡu／Ｎi／ＩＴＯ膜上に選択的にＣuめっきを行う。このＣuめっき処理には、メルプレートＣu−３９０を使用し、２５℃で処理を行う。このＣu膜も処理時間により任意に膜厚の変更が可能である。なお、この工程Ｈでは、めっき液としてホルムアルデヒド等を使用したが、環境への影響を考えると、これらの薬品を使用しないめっき液のほうがより好ましい。また、この工程Ｈでは、無電解Ｃuめっきを採用したが、より低抵抗な膜が成膜できる電気Ｃuめっきを使用してもよい(一般的に無電解めっき膜の方が電解めっき膜よりも抵抗が高い)。
【００９１】
このようにして、ＩＴＯからなる下地パターン膜１２上に金属膜１３としてＣu／Ａu／Ｎiの多層膜を形成する。
【００９２】
次に、この金属配線のテーパー角の条件を導き出した実験について述べる。
【００９３】
まず、テーパー形状を気にすることなく金属配線を形成し、アクティブマトリクス基板を製造した。そうすると、逆テーパーになっていたものについては前にも述べたように、まず次の膜を成膜するときに、金属配線の両縁部の逆テーパーの部分が影になりうまく成膜することができず、断線の発生が多くなると共に、膜のパターニングに用いられるドライエッチが異方性エッチングであるため、逆テーパーになっている影の縁部がエッチングされずに膜残りが発生した。
【００９４】
これに対して金属配線の両縁部のテーパー角が９０°以下のものは、断線や膜残りともに発生していなかった。
【００９５】
そこで、テーパー形状が９０°以下になる条件について次のような検討を行った。表１は、上記の金属配線の製造方法に従い、ガラスエッチング量(ガラス掘れ量Ｙ)と金属膜厚(金属膜厚Ｘ)をパラメーターとして各種形状の金属配線を形成したときのテーパー形状を確認した実験結果である。
【表１】
0003567142.tif 000002
【００９６】
表１の実験結果より、ガラス掘れ量Ｙが約０Åのときを見てみると、８０００Åを超えたときに逆テーパーになることが確認された。これは、金属膜の成長速度が違うため、ある程度の膜厚を超えると、ガラスと密着部分が逆テーパーになってしまうためである。
【００９７】
次に、ガラス掘れ量Ｙが２０００Åを超えたときに逆テーパーになる現象が観察された。ガラス掘れ量Ｙが２０００Åを超えると、下地パターン膜の下側のガラス領域がエッチングされてしまい大きな傘状になってしまうことがわかっている。この傘の大きさがある程度以上(ガラスの掘れ量が１０００Å程度の傘であればテーパー形状よくめっき可能)を超えると、テーパー形状がよくない。
【００９８】
最後に、金属膜厚Ｘの薄い場合の条件については、ガラス掘れ量Ｙに対して金属膜厚Ｘが薄い場合に逆テーパーになることが確認された。これはガラス掘れ量Ｙよりも膜が薄い場合、下地パターンに沿って成膜されるというめっきの特徴から当然である。
【００９９】
これらの結果より、ガラスの掘れ量Ｙが０≦Ｙ≦２０００Å、金属膜の厚みＸがＹ≦Ｘ≦８０００Åのときに金属配線のテーパー角αが０＜α≦９０°になることが確認できた。
【０１００】
図５,図６は上記金属配線の製造方法により作成した金属配線の断面の代表的なＳＥＭ(走査型電子顕微鏡)観察結果を示している(物件提出書により参考資料として図５,図６のＳＥＭ観察結果の写真の写しを提出)。図５(a)に示すように、ガラス掘れ量約７５０Å、金属膜厚２２５０Åの条件でテーパー角αが９０°以下となり、図５(b)に示すように、ガラス掘れ量約５５００Å、金属膜厚約１８００Åの条件でテーパー角αが９０°以下となり、図６(a)に示すように、ガラス掘れ量約１００００Å、金属膜厚約２２５０Åの条件でテーパー角αが９０°を越え、図６(b)に示すように、ガラス掘れ量約４５００Å、金属膜厚約２１００Åの条件でテーパー角αが９０°を越えた。
【０１０１】
なお、この第１実施形態では、Ｃu／Ａu／Ｎi／ＩＴＯの積層構造を用いて説明したが、Ｃu／Ｎi／ＩＴＯ、Ｃu／ＩＴＯ、Ｎi／ＩＴＯ、Ｎi／Ｃu／ＩＴＯ等いろいろな膜構造が考えられる。
【０１０２】
したがって、金属配線上に新たな金属配線を形成する場合に、この金属配線の両縁部のテーパー形状により新たな金属配線を断線なく形成することが可能になる。また、この金属配線上に新たな膜をパターニングする場合には、この金属配線の両縁部のテーパー形状によりエッチング不良による膜残りの発生を防ぐことが可能になる。なお、この第１実施形態では、金属配線の金属膜の両縁部のガラス基板表面に対するテーパー角αを０＜α≦９０°としたが、金属膜の両縁部のテーパー角αの最大値を９０°とした理由は、図４(b)に示すように、ガラス基板４３上に形成された金属膜４４上に新たな膜を成膜してパターニングする場合に、最低限逆テーパーになっていなければ、断線や膜残りを防ぐことが可能であるからである。また、テーパー角αを０°より大きい角とした理由は、図４(a)に示すように、ガラス基板４１上に形成された金属膜４２の両縁部が限りなく０に近いテーパー角以上あれば、断線や膜残りを防ぐことが可能になるためである。
【０１０３】
また、上記下地パターン膜１２の両縁部のガラス基板１１表面に対するテーパー角βが０＜β≦９０°で、かつ、下地パターン膜１２のない部分のガラス基板１１の掘れ量Ｙが０≦Ｙ≦２０００Åで、かつ、金属膜１３の厚みＸがＹ≦Ｘ≦８０００Åである構造にすることにより、両縁部のテーパーを逆テーパーにすることなしにテーパー角αが０＜α≦９０°の金属膜１３を確実に形成することができる。
【０１０４】
また、アクティブマトリクス基板の製造プロセスで使用されている薬品に対して耐薬品性が高いＩＴＯや、一般的な薬品に対する耐薬品性が高いＳnＯ2を下地パターン膜に用いることによって、製造プロセスヘのマージンを大きくすることができる。また、ＩＴＯ膜またはＳnＯ2膜を湿式成膜のゾルゲル法で成膜する場合、感光性をもった材料を使用することによって、レジストの使用がなくなるため、低コスト化と工程の短縮化を行うことができる。さらに、この金属配線をアクティブマトリクス基板に用いたとき、下地パターン膜として透明導電膜であるＩＴＯまたはＳnＯ2を使用することにより、金属配線の下地パターン膜と画素電極とを同時に形成し、配線の部分のみめっきを行うことにより、配線と画素電極を同時に形成することができる。
【０１０５】
また、めっき技術として無電解選択めっきを使用する場合、下地パターン膜として耐熱性,耐薬品性が優れているポリイミドを用いることによって、後工程での製造方法を幅広く選ぶことが可能になる。また、ポリイミドは、耐熱性が高いことから、他の成膜プロセスのマージンが広くなると共に、プロセスの低温化の必要がなく、低温化に伴う不良の発生を防ぐことができる。さらに、感光性のあるポリイミドを使用することによって、工程短縮化,低コスト化が可能になる。
【０１０６】
また、Ｃu／Ａu／Ｎiの多層膜である金属膜１３では、密着性のよいＮiを下地として利用し、その上に耐食性に優れ表面に酸化膜を形成しないＡuを成膜し、さらにその上に抵抗率(バルク抵抗率１.７μΩ・ｃｍ)が低く、かつ、エレクトロマイグレーションに対する寿命が長いＣuを成膜することにより、密着性がよく信頼性の高い低抵抗な金属配線を実現することができる。
【０１０７】
アクティブマトリックス基板としてこの金属配線を用いる場合は、配線幅が１０μｍ、配線膜厚が５０００Å、テーパー角が３０°とすると、テーパー部分の幅は左右合わせて２μｍとなる。このようにして考えると、あまりにテーパー角が小さいとテーパー部分の幅が大きくなりすぎて配線全体がテーパー部分になりかねないため、角度の小さいほうは２０°以上が望ましい。また、テーパー角度が大きい方について考えると、段切れなどの発生可能性の観点から７５°以下程度が望ましい。このためアクティブマトリックス基板にこの金属配線を用いる場合には、テーパー角αは２０°≦α≦７５°であることが望ましい。
【０１０８】
(第２実施形態)
図７はこの発明の第２実施形態の金属配線を用いたアクティブマトリクス基板の薄膜トランジスタおよびその周辺部の断面図を示しており、第１実施形態により得られた金属配線を採用している。
【０１０９】
図７に示すように、ガラス基板１００上に、ゲート配線１０１と、そのゲート配線１０１に連なるゲート電極１０２と、補助容量用電極１０３とを形成している。上記ゲート配線１０１は、下地パターン膜として形成されたＩＴＯ膜１０１Ａ(厚み１０００Å)と、そのＩＴＯ膜１０１Ａ上に金属膜として形成されたＣu／Ａu／Ｎi膜１０１Ｂ(全体の厚み２０００Å)とからなる。同様に、ゲート電極１０２,補助容量用電極１０３も、下地パターン膜であるＩＴＯ膜と金属膜であるＣu／Ａu／Ｎi膜からなる。
【０１１０】
上記ゲート配線１０１,ゲート電極１０２,補助容量用電極１０３が形成された基板全面に、ＳiＮxからなるゲート絶縁膜１０４をＣＶＤ(化学気相成長)法により形成しており、さらにゲート電極１０２に対応するゲート絶縁膜１０４上には、チャネル部１０５としてのａ−Ｓi膜、コンタクト層１０６としてのｎ＋型のａ−Ｓi膜、Ｍo等からなるソース電極１０７、ドレイン電極１０８を形成して、ＴＦＴを構成している。さらに、ドレイン電極１０８に接続されたＩＴＯからなる画素電極１０９と、ＳiＮxからなる絶縁保護膜１１０とを形成している。上記画素電極１０９と補助容量用電極１０３とでゲート絶縁膜１０４を挟んで、補助容量を構成している。
【０１１１】
こうして得られたＴＦＴは、断線やパターン不良等のないものが作製でき、この発明の金属配線がアクティブマトリクス基板に適用できることが確認された。したがって、この発明の金属配線をアクティブマトリクス基板に用いることによって、断線や膜残りのない低歩留りで信頼性の高いアクティブマトリクス基板を実現することができる。
【０１１２】
上記第２実施形態では、逆スタガ構造のＴＦＴを有するアクティブマトリクス基板について説明したが、スタガ構造のＴＦＴを有するアクティブマトリクス基板この発明を適用してもよい。
【０１１３】
【発明の効果】
以上より明らかなように、この発明の金属配線および金属配線の形成方法は、ガラス基板上に形成された配線用の下地パターン膜とその下地パターン膜上に選択的にめっきを施すことにより形成された金属膜とからなる金属配線であって、上記金属膜が上記下地パターン膜を被覆するように形成されると共に、上記金属膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角αが０＜α≦９０°であるので、この金属配線上に新たな金属配線を断線なく形成することができると共に、この金属配線上に新たな膜をパターニングする場合にエッチング不良による膜残りの発生を防ぐことができる。
【０１１４】
また、上記金属配線は、上記下地パターン膜の両縁部の上記ガラス基板表面に対するテーパー角βが０＜β≦９０°で、かつ、上記下地パターン膜のない部分のガラス基板の掘れ量Ｙが０≦Ｙ≦２０００Åで、かつ、上記金属膜の厚みＸがＹ≦Ｘ≦８０００Åであるので、逆テーパーにすることなしにテーパー角αが０＜α≦９０°の金属膜を確実に形成できる。
【０１１５】
また、上記金属配線および金属配線の形成方法によれば、アクティブマトリクス基板の製造プロセスで使用されている薬品に対して耐薬品性が高いＩＴＯや、一般的な薬品に対する耐薬品性が高いＳnＯ2により下地パターン膜を形成することによって、製造プロセスヘのマージンを大きくすることができると共に、例湿式成膜のゾルゲル法でＩＴＯやＳnＯ2を成膜する場合に、感光性をもった材料を使用することでレジストの使用がなくなるため、低コスト化と工程短縮化を行うことができる。
【０１１６】
また、上記金属配線を用いたアクティブマトリクス基板において、下地パターン膜として透明導電膜であるＩＴＯやＳnＯ2を使用することにより、金属配線の下地パターン膜と画素電極とを同時に形成し、配線の部分のみめっきを行うことにより、配線と画素電極を同時に形成することができる。
【０１１７】
また、上記金属配線および金属配線の形成方法によれば、ポリイミドにより下地パターン膜を形成することによって、無電解選択めっきを使用できると共に、耐熱性、耐薬品性が優れているために後工程での製造方法を幅広く選ぶことができる。また、ポリイミドの耐熱性が高いことから他の成膜プロセスのマージンが広くなるから、プロセスの変更の必要がなく、プロセス変更に伴う不良の発生を防ぐことができる。また、ポリイミドとして感光性のあるものを使用することにより、工程短縮化と低コスト化が可能となる。
【０１１８】
また、上記金属配線の金属膜にＣuを用いることによって、Ｃuは抵抗率が低く、エレクトロマイグレーションに対する寿命が長くなると共に、金属配線のめつき膜にＡuを用いることによって、耐食性に優れ表面に酸化膜を形成しないので、そのＡu膜の上にめっき技術により膜を形成するのに有利となる。また、めっきとして無電解選択めっきを使用する場合に密着性のよいＮiを下地として利用し、その上にＣu／Ａu等を成膜することにより密着性が向上する。また、Ｃu,Ａu,Ｎiのいずれか１つを含む単層膜を少なくとも一層含む多層膜を金属膜とすることによって、特にＣu／Ａu／Ｎiの多層膜を金属膜として下地パターン膜上に形成することによって、密着性のよい低抵抗な金属配線を実現することができる。また、このＣuの上にＮiを形成することでＣuのバリア層を形成することができる。
【０１１９】
また、めっきに無電解めっきを用いることにより下地が例えばポリイミドのように電気を通さない材料でも金属配線を形成でき、ガラスが大きくなっても面内の膜厚均一性がかなりよく、又、電気を流すこともないため、装置を単純なものにすることができる。
【０１２０】
また、この発明のアクティブマトリクス基板およびアクティブマトリクス基板の製造方法によれば、上記金属配線を用いたアクティブマトリクス基板であるので、配線の交差部分や配線上にパターンを形成する場合に逆テーパーによる膜の断線や膜残りを防いで、低歩留りでかつ信頼性の高い大面積化,高精細化に対応したアクティブマトリクス基板を実現することができる。
【０１２１】
また、上記金属膜の両縁部のガラス基板表面に対するテーパー角を２０°≦α≦７５°とすることによって、配線全体がテーパー部分にならないようにできると共に、段切れなどの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１はこの発明の第１実施形態の金属配線の概略断面図である。
【図２】図２(a),(b)は上記金属配線の製造方法を示す図である。
【図３】図３は上記金属配線の製造方法の詳細を示す図である。
【図４】図４(a) は最小テーパー角を示す図であり、図４(b)は最大テーパー角を示す図である。
【図５】図５はテーパー角が９０°以下のときのＳＥＭ観察結果を示す図である。
【図６】図６はテーパー角が９０°を越えたときのＳＥＭ観察結果を示す図である。
【図７】図７はこの発明の第２実施形態の金属配線を用いたアクティブマトリクス基板の要部の断面図である。
【図８】図８はテーパー角が９０°以下の金属配線を示す図である。
【図９】図９はテーパー角が９０°超の逆テーパーの金属配線を示す図である。
【図１０】図１０は下地膜が傘状にエッチングされた状態を示す図である。
【符号の説明】
１１…ガラス基板、
１２…下地パターン膜、
１３…金属膜、
１００…ガラス基板、
１０１…ゲート配線、
１０２…ゲート電極、
１０３…補助容量用電極、
１０４…ゲート絶縁膜、
１０５…チャネル部、
１０６…コンタクト層、
１０７…ソース電極、
１０８…ドレイン電極。
【図１】
0003567142.tif 000003
【図２】
0003567142.tif 000004
【図３】
0003567142.tif 000005
【図４】
0003567142.tif 000006
【図５】
0003567142.tif 000007
【図６】
0003567142.tif 000008
【図７】
0003567142.tif 000009
【図８】
0003567142.tif 000010
【図９】
0003567142.tif 000011
【図１０】
0003567142.tif 000012