(57)【要約】【課題】上下電極を接続できる微細なビアポストを作製でき、アクティブマトリックス駆動回路やフラットパネルディスプレイに応用した場合、製造コストを低減できる多層配線の作製方法を提供する。【解決手段】第１の金属電極上に第1の導電性バンプを形成する工程と、第1の高分子樹脂からなる絶縁膜で、前記第1の導電性バンプを被覆する工程と、前記第１の導電性バンプ頭部の絶縁膜上に、導電フィラー、第２の高分子樹脂、有機溶媒から構成される第２の導電性バンプを印刷する工程と、前記第２の導電性バンプの有機溶媒を蒸発させる工程とを有し、前記第２の導電性バンプの有機溶媒を蒸発させる工程では、有機溶媒が前記第１の高分子樹脂を溶解して前記第１の導電性バンプと前記第２の導電性バンプとを接続することにより上記課題を解決する。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の金属電極上に第1の導電性バンプを形成する工程と、
第1の高分子樹脂からなる絶縁膜で、前記第1の導電性バンプを被覆する工程と、
前記第１の導電性バンプ頭部の絶縁膜上に、導電フィラー、第２の高分子樹脂、有機溶媒から構成される第２の導電性バンプを印刷する工程と、
前記第２の導電性バンプの有機溶媒を蒸発させる工程と
を有し、
前記第２の導電性バンプの有機溶媒を蒸発させる工程では、有機溶媒が前記第１の高分子樹脂を溶解して前記第１の導電性バンプと前記第２の導電性バンプとを接続することを特徴とする多層配線の作製方法。
【請求項２】
請求項１に記載の多層配線の作製方法において、
前記導電フィラーの主成分が金属であることを特徴とする多層配線の作製方法。
【請求項３】
請求項１に記載の多層配線の作製方法において、
前記第1の導電性バンプを被覆する工程では、前記第１の導電性バンプ頭部上の絶縁膜の膜厚を５μｍ以下となるように被覆することを特徴とする多層配線の作製方法。
【請求項４】
請求項１に記載の多層配線の作製方法において、
前記絶縁膜は、絶縁フィラー
を含み、
前記絶縁フィラーの含有量が体積分率で５０％以下であることを特徴とする多層配線の作製方法。
【請求項５】
第１の金属電極上に、第１の高分子樹脂からなる絶縁膜と、該絶縁膜を貫通する導電性バンプとを有する多層配線において、
前記導電性バンプは、前記第１の金属電極上に設けられた第１の導電性バンプと、少なくとも導電フィラー、第２の高分子樹脂からなる第２の導電性バンプが中間層を介して接続された構造を有し、
前記中間層は少なくとも前記第１の高分子樹脂、導電フィラー、第２の高分子樹脂からなることを特徴とする多層配線。
【請求項６】
請求項５に記載の多層配線おいて、
前記絶縁膜により被覆される前記有機溶媒で溶解されない第２の絶縁膜
を有することを特徴とする多層配線。
【請求項７】
請求項５又は６に記載の多層配線において、
前記第２の導電性バンプと接続される第２の金属電極を有することを特徴とする多層配線。
【請求項８】
複数の電極と半導体層とを有する薄膜トランジスタにおいて、
前記電極の少なくともひとつが請求項５又は６に記載の多層配線によって上部電極と接続されていることを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項９】
請求項８に記載の薄膜トランジスタにおいて、
前記半導体層を被覆する前記有機溶媒で溶解されない第２の絶縁膜を有することを特徴とする薄膜トランジスタ。
【請求項１０】
請求項８又は９に記載の薄膜トランジスタが２次元に配列されたことを特徴とするアクティブマトリックス駆動回路。
【請求項１１】
請求項１０に記載のアクティブマトリックス駆動回路上に表示素子を積層したことを特徴とするフラットパネルディスプレイ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、絶縁膜を貫通する導電性バンプによって上部電極と下部電極とが接続される多層配線及び多層配線の作製方法並びに上記多層配線を用いた薄膜トランジスタ、アクティブマトリックス駆動回路及びフラットパネルディスプレイに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリント基板、セラミックグリーンシートを積層したセラミック基板では、多層配線が広く使用されている。多層配線では絶縁膜で分離された下部電極と上部電極とをビアホールで接続する技術が必須であるが、ＬＳＩの高集積化・高速化のトレンドによって、プリント配線板やセラミック基板も高密度実装が要求され、近年では微細なビアホールによる上下配線の接続技術が注目されている。
【０００３】
プリント基板、セラミック基板において、微細なビアホールを形成する方法としてはレーザードリルによって絶縁膜にホールを形成し、その後ホールにメッキ法やスクリーン印刷法によって導体を埋め込む方法が採用されている。
【０００４】
しかしながら、液晶表示素子、ＥＬ素子、電気泳動素子等のフラットパネルディスプレイに用いられるアクティブマトリックス駆動回路のように、非常に多くのビアホールを設ける場合はレーザードリルのように逐次でホールを形成する方法では処理時間が非常に長くなり、実質的に製造プロセスへ応用することは困難である。
【０００５】
ビアホールを一括で形成する方法としてはＬＳＩ製造プロセスで用いられているフォトリソグラフィー・エッチング法がある。
【０００６】
フォトリソグラフィー・エッチング法では、下部電極を絶縁膜で被覆し、その後絶縁膜上にレジストを塗布し、露光，現像を行ってビアホールのレジストパターンを形成する。その後ウエットエッチングまたはドライエッチングによって絶縁膜にホールを形成し、その後レジストパターンを除去し、最後に絶縁膜中のホールにメッキ法やスクリーン印刷法によって導体を埋め込み、多層配線を作製する。
【０００７】
しかしながらアクティブマトリックス駆動回路に用いられる多層配線のビアホールサイズは３０μｍ〜１００μｍ程度であり、上記のＬＳＩ製造技術はオーバースペックであり、より低コストの製造方法が強く望まれている。
【０００８】
プリント配線板やセラミック基板では既にスクリーン印刷法が実用化されており、導電ペーストを用いて、量産レベルでは最小線幅３０μｍ〜５０μｍ、研究段階では１０μｍ〜３０μｍの金属配線が得られている。これらの技術をアクティブマトリックス駆動回路に応用することで金属電極は対応可能と思われるが、微細なビアホールについては上述したように製造コストを抑制でき、量産に適した方法は提案されていないのが現状である。
【０００９】
近年フラットパネルディスプレイのアクティブマトリックス駆動回路として、有機半導体が注目されている。
【００１０】
ペンタセン等の結晶性有機半導体は移動度が大きいため高速駆動が期待できるが、真空蒸着法で作製するため大面積で均一な素子を形成することが困難であり、またイオン化ポテンシャルが比較的小さいため酸化されやすい欠点を持っていた。
【００１１】
一方ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン等は有機溶媒に可溶であることから、スピンコート法やインクジェット法での成膜が可能であり、大面積で均一な素子が形成でき、フラットパネルディスプレイに適した材料である。
【００１２】
特にポリフェニレンビニレンの１種であるトリアリールアミン系高分子化合物は、他の材料よりも有機溶媒に溶解しやすいためスピンコート法やインクジェット法に用いる溶液の調整が容易であり、かつイオン化ポテンシャルが比較的高いため酸化されにくく、長期信頼性の高い材料として鋭意開発が進められている。
【００１３】
しかしながら上述したような有機溶媒に可溶な有機半導体材料は、フォトリソグラフィーに用いる現像液や剥離液にも溶解しやすいため、有機半導体を加工する工程にフォトリソグラフィーを用いることは困難であった。また、有機半導体を層間絶縁膜で被覆した後のビアホール形成工程や画素電極形成工程でも、有機半導体と層間絶縁膜の界面から現像液や剥離液が進入して、有機半導体を溶解する懸念があり、有機半導体形成後はフォトリソグラフィーをできるだけ避けることが望まれている。
【００１４】
そのため有機半導体を用いたフラットパネルディスプレイでは、有機半導体を被覆する絶縁膜に３０μｍ〜１００μｍ程度の開口を有するビアホールを印刷する技術が特に必要とされている。
【００１５】
また、一般的に有機溶媒に可溶な有機半導体材料はガラス転移点が低いため熱やプラズマのダメージを受け易く、レーザードリルやドライエッチングによって絶縁膜にビアホールを形成した場合、有機半導体を用いて作製した薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）のＯＮ／ＯＦＦ比や移動度が低下する欠点があり、有機ＴＦＴのスイッチング性能の観点からも絶縁膜とビアホールを一括して印刷する技術が強く望まれている。
【００１６】
特に、フラットパネルディスプレイの用途として電子ペーパーが注目されているが、電子ペーパーは軽さ、薄さ、堅牢性、メモリー性（不揮発性表示）が必須であることから、アクティブマトリックス駆動回路の基板としてはガラス基板、石英基板ではなく、０．１ｍｍ〜０．２ｍｍ厚さの高分子フィルム基板が用いられ、かつメモリー性のある表示素子が使用されている。
【００１７】
高分子フィルム基板はガラス基板、石英基板、半導体基板のような無機系基板と比較して耐熱温度は著しく低く、半導体層を印刷手法で形成できる有機半導体は電子ペーパーに最適の材料である。
【００１８】
上述したようにポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン、トリアリールアミン系高分子化合物、あるいはペンタセンに置換基を導入して可溶化させたペンタセン誘導体は有機溶媒に可溶であることから、印刷手法を用いて活性層を形成することができ、微細なビアホールを印刷手法で形成できるようになると、アクティブマトリックス駆動回路の製造コストを飛躍的に低減することができ、前記回路をフラットパネルディスプレイのバックプレーンとして用いると、フラットパネルディスプレイ、とりわけ電子ペーパーの製造コストを飛躍的に低減することができる。
【００１９】
スクリーン印刷法とはステンレスメッシュの一部を乳剤で遮蔽し、スクリーン版上の導電ペーストや絶縁ペーストをスキージで刷ることで乳剤の開口部からペーストを吐出させ、パターンを形成する方法である。ホールパターンを印刷する場合、ホールとほぼ同径の乳剤パターンをステンレスメッシュに保持することになり、スクリーン版上では乳剤で遮蔽された領域が比較的少なくなり、ペーストがより出易い状況になる。そのため印刷中にスクリーン版裏面に絶縁ペーストが回り易く、微細なホールでは底部が絶縁ペーストで埋まってしまう現象、いわゆるニジミが問題となっている。
【００２０】
また、ビアホールの開口に相当する乳剤パターンは孤立パターンとなる。例えば、高精細印刷に使用される３８０メッシュ〜５９０メッシュのスクリーン版に直径５０μｍの乳剤パターンを作製する場合、乳剤パターン中に存在するメッシュの交点の数は１箇所程度となり、従来のスクリーン版と比較して乳剤パターンはメッシュから脱落し易くなる。そのためスクリーン版作製中に乳剤パターンが欠落し面内で無欠陥のスクリーン版を作製することは極めて困難となる。また、無欠陥のスクリーン版が作製できたとしても印刷中に乳剤パターンが欠落し易く、従来のスクリーン版と比較し、版の耐刷性が著しく低下する問題があった。
【００２１】
このような問題からスクリーン印刷法で実用的なホールサイズは２００μｍ〜３００μｍ程度に留まり、現状ではアクティブマトリックス駆動回路、特に有機半導体を用いたアクティブマトリックス駆動回路のビアホール作製には使用することが困難であった。
【００２２】
スクリーン印刷法で微細なビアホールを直接印刷することは困難であるが、プリント基板やセラミック基板に関する製造技術では、下部電極上に導電性バンプを形成し、その後導電性バンプを絶縁膜で被覆し、後処理によって導電性バンプが絶縁膜を貫通し、上部電極とのコンタクトを取る方法が提案されている。
【００２３】
スクリーン印刷法では１００μｍ以下の導電性バンプは比較的容易に印刷することができることから、これらの技術を応用することで１００μｍ以下のビアホール（ビアポスト）を有する多層配線を作製でき、アクティブマトリックス駆動回路、特に有機半導体を用いたアクティブマトリックス駆動回路の製造コストを飛躍的に低減できる期待がある。
【００２４】
例えば、図１８に示すように、下部金属配線上にスクリーン印刷によって導電ペーストからなる柱状導電体（導電性バンプ）を形成し、その後下部金属電極と柱状導電体を絶縁層で被覆し、その後絶縁層表面を機械研磨して柱状導電体頭部を露出し、更に絶縁層上に上部金属配線を形成して上下金属配線を接続する方法が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【００２５】
また、下部金属配線上にスクリーン印刷によって導電ペーストからなる柱状導電体を形成し、その後下部金属電極と柱状導電体を絶縁層で被覆し、その後絶縁層で埋没した柱状導電体頭部をレーザー照射によって露出させる方法が開示されている（例えば、特許文献２参照）。
【００２６】
しかしながら、特許文献１では柱状導電体頭部を露出するための研磨工程で粉塵が発生し、粉塵が柱状導電体と上部金属配線の界面に挟まり、コンタクト不良を起こす可能性がある。そのため、機械研磨後には洗浄工程が必須となり、必ずしも工程は簡略化しない。また新たに研磨装置や洗浄装置が必要となり、更には機械研磨での粉塵の飛散を防止するため、機械研磨装置・洗浄装置を他の作業環境から遮蔽する必要があり、製造装置、製造スペースの面でコストアップとなってしまう。
【００２７】
また、特許文献２では柱状導電体頭部を露出させるためにレーザー照射を用いているが、レーザードリルでビアホールを開口する場合と同様に、非常に多数のビアホールがある場合はレーザー照射の時間が非常に長くなり、やはり製造プロセスに採用することは困難である。
【００２８】
また、図１９に示すように、第1の配線上に円錐状の導電性バンプを形成し、その後銅箔の一主面に樹脂層を備えてなる銅箔付き樹脂シートを導電性バンプ形成面に乗せ、加圧・加熱することによって円錐状の導電性バンプが樹脂層を貫通し、第1の配線と銅箔が接続される方法が開示されている（例えば、特許文献３及び４参照）。
【００２９】
上記の方法では、円錐状の導電性バンプ上に樹脂層を重ねるため、樹脂層を保持する部材が必要となる。特許文献３及び４では厚さ１８μｍの銅箔を上部電極および樹脂層を保持する部材として用いている。
【００３０】
上記の方法をアクティブマトリックス駆動回路の作製に応用する場合、一般的に上部電極は数１０μｍ〜１００μｍ幅のラインで形成されているため、上部電極のみでは樹脂層を保持できず、別の保持部材上に上部電極と樹脂層の順で積層し、その後導電性バンプに乗せて加圧・加熱後、樹脂層から保持部材を剥離する方法が取られる。
【００３１】
保持部材と樹脂層の剥離を容易に行うためには保持部材上に離型剤等を設ける等の工夫が必要となり、プロセスが複雑化する欠点がある。またディスプレイや電子ペーパーに用いられるアクティブマトリックス駆動回路では比較的面積が大きいため、歩留良く樹脂層から保持部材を剥離すること自体も容易ではない。
【００３２】
また、円錐状の導電性バンプが樹脂層を貫通するためには、ある程度高い加圧・加熱が必要と思われる。特許文献３では１８０℃で４０ｋｇ／ｃｍ２の加圧、特許文献４では１３０℃の加熱を行いながら一対の加圧ローラー中を通すことで、円錐状の導電性バンプが樹脂層を貫通する方法を開示している。なお、特許文献４において一対の加圧ローラーが用いられる理由は工程の短縮化であり、やはり特許文献３と同等の圧力は必要と思われる。
【００３３】
しかしながらアクティブマトリックス駆動回路のように薄膜トランジスタや薄膜ダイオード等のスイッチング素子がある場合、加圧・加熱工程によってスイッチング素子の特性が劣化する可能性がある。特に電子ペーパーの駆動回路として最近注目されている有機半導体は熱や圧力の影響を受けやすく、ある程度高い圧力や加熱を前提する方法では大面積で均一な素子群を形成することは事実上困難である。
【００３４】
また、別の方法として、上部電極となる比較的厚い金属箔上に樹脂層を積層し、その後導電性バンプに乗せて加圧・加熱後、前記金属箔をフォトリソ・エッチングして上部電極を形成する方法も考えられる。
【００３５】
しかしながら上記の方法は上部電極の形成にフォトリソ・エッチングが必須になり、金属で埋め込まれたホール（ビポスト）は低コストで作製できるが、アクティブマトリックス駆動回路全体では製造コストを飛躍的に低減することは困難である。また前述と同様に加圧・加熱によるスイッチング特性劣化が懸念されることから、有機半導体を用いるアクティブマトリックス駆動回路にはやはり適さない方法である。
【００３６】
また、図２０に示すように、下層配線上にメッキを用いてビアポストを形成し、その後ビアポスト上に絶縁層を形成し、その後ビアポスト上の絶縁層をエッチングによって除去してビアポストを露出させる方法が開示されている（例えば、特許文献５参照）。
【００３７】
更に、下層配線上にビアポストを形成し、全面に樹脂膜を形成後、樹脂膜の凸部に対して凹部の方が樹脂膜の硬化度が進んだ状態とした後に樹脂膜を全面エッチバックないし凸部のみを選択的にエッチングしてビアポストを露出させる方法が開示されている（例えば、特許文献６参照）。
【００３８】
しかしながら、特許文献５ではビアポスト頭部上の絶縁膜を優先的に除去するため、絶縁膜として感光性ポリイミドを用い、プリベーク後に露光を行ってビアポストの頭部にあるポリイミドのみ現像液に溶解する方法が採用されている。
【００３９】
また、特許文献６ではビアポスト間にある樹脂膜の硬化を促進するため、フォトマスクを介して赤外線を照射する工程が採用されている。
【００４０】
一般に露光装置は装置コストが大きく、かつ他のプロセス装置と比較してスループットが低いため、露光工程を極力少なくすることが望ましく、特許文献５及び６で開示された方法ではアクティブマトリックス駆動回路を飛躍的に低コスト化することは困難と予想される。
【００４１】
また、図２１に示すように、半導体基板上にＳｉ３Ｎ４、ＳｉＯ２、ＴｉＯ２からなる絶縁膜を形成し、その後絶縁膜上にＡｇフィラー、有機ビヒクル、ガラス粉末からなる金属ペーストを印刷し、その後金属ペーストを焼成することで金属ペーストが半導体基板と導通する方法が開示されている（例えば、特許文献７参照）。
【００４２】
特許文献７で開示された方法では絶縁膜上に金属ペーストを印刷、焼成するだけで絶縁膜を貫通する導電性部材が形成できるのでプロセスコストを抑制することができる。
【００４３】
しかしながらビアポストが半導体基板と導通するためには金属ペースト焼成中に金属ペーストのＡｇフィラーが半導体基板まで拡散する必要がある。そのため非常に高い温度で金属ペーストを加熱する必要がある。特許文献７では８００℃〜８５０℃の焼成を必要としている。
【００４４】
特許文献７では半導体基板を前提としているため、高温焼成タイプの金属ペーストが使用でき、セラミック多層配線板にも上記の方法は応用できると思われる。
【００４５】
しかしながらプリント基板、フレキシブル多層配線、有機半導体を用いたアクティブマトリックス駆動回路で想定されている基板は高分子フィルム基板であるため、基板の耐熱性から低温硬化型の金属ペーストしか使用できない。そのため金属ペーストの硬化温度は一般的には１００℃〜２００℃に制限され、無機系の絶縁膜では上下電極の接続は困難である。
【００４６】
また、軟化温度の比較的低い有機高分子樹脂を絶縁膜として用いた場合も、１００℃〜２００℃の加熱ではＡｇフィラーはほとんど拡散しないため、特許文献７で開示されたプロセスを応用することは困難である。
【００４７】
また、微細なコンタクトホールに関する技術として、等倍センサーのコンタクトホールを形成するために、層間絶縁膜をスクリーン印刷で形成してコンタクトホールを作り、その後上部電極を形成してコンタクトホールを埋め込む技術が開示されている（例えば、特許文献８参照）。
【特許文献１】特開平１１−８７９２５号公報
【特許文献２】特開平１１−１２６９７３号公報
【特許文献３】特開２００２−３７４０６８号公報
【特許文献４】特開２００３−１７８５５号公報
【特許文献５】特開平６−２６８３７７号公報
【特許文献６】特開平８−８８４６６号公報
【特許文献７】特開２００４−２０７４９３号公報
【特許文献８】特開昭６１−１３６４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００４８】
以上のように、従来提案されている導電性バンプ、ビアポストによって絶縁膜を貫通する方法では、アクティブマトリックス駆動回路、特に有機半導体を用いたアクティブマトリックス駆動回路に用いた場合に大きな課題があり、実用化されていないのが現状である。
【００４９】
そこで、本発明は、上下電極を接続できる微細なビアポストを作製でき、アクティブマトリックス駆動回路やフラットパネルディスプレイに応用した場合、製造コストを低減できる多層配線の作製方法を提供することを目的としている。
【００５０】
また、本発明は、微細なビアポストで上下電極が導通した多層配線を提供することを他の目的としている。
【００５１】
また、本発明は、微細なビアポストを介して上部電極と接続される薄膜トランジスタを提供することを他の目的としている。
【００５２】
また、本発明は、薄膜トランジスタ群が微細なビアポストを介して各々上部電極群と接続される構造を有するアクティブマトリックス駆動回路を提供することを他の目的としている。
【００５３】
また、本発明は、薄膜トランジスタ群が微細なビアポストを介して各々上部電極群と接続される構造を有するフラットパネルディスプレイを提供することを他の目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００５４】
上記課題を解決するため、本発明の多層配線の作製方法は、
第１の金属電極上に第1の導電性バンプを形成する工程と、
第1の高分子樹脂からなる絶縁膜で第1の導電性バンプを被覆する工程と、
前記第１の導電性バンプ頭部の絶縁膜上に、導電フィラー、第２の高分子樹脂、有機溶媒から構成される第２の導電性バンプを印刷する工程と、
前記第２の導電性バンプの有機溶媒を蒸発させる工程と
を有し、
前記第２の導電性バンプの有機溶媒を蒸発させる工程では、有機溶媒が前記第１の高分子樹脂を溶解して前記第１の導電性バンプと前記第２の導電性バンプとを接続することを特徴の１つとする。
【００５５】
このようにすることにより、第２の導電性バンプを印刷した直後から、第２の導電性バンプ直下の第１の高分子樹脂は前記有機溶媒によって溶解され流動性を帯びる。その結果第２の導電性バンプの導電フィラーや第２の高分子樹脂が、溶解した第１の高分子樹脂中を沈降し、少なくとも第１の高分子樹脂、導電フィラー、第２の高分子樹脂、有機溶媒からなる未硬化の中間層が形成され、最終的には一部の導電フィラーは第１の導電性バンプまで到達する。このような状態になるまで放置した後、有機溶媒を蒸発させると、第２の導電性バンプと未硬化の中間層から有機溶媒が蒸発し、少なくとも第１の高分子樹脂、導電フィラー、第２の高分子樹脂からなる中間層が形成され、第１の導電性バンプと第２の導電性バンプは中間層を介して接続される。
【００５６】
スクリーン印刷法では微細なドット形状は比較的容易に印刷できるので、本方法を用いることで微細なビアポストを実現できる。また、本方法を用いてアクティブマトリックス駆動回路、フラットパネルディスプレイを作製した場合、薄膜トランジスタと上部電極のコンタクトはフォトリソ・エッチング等のＬＳＩ製造プロセスを用いないで作製するので、アクティブマトリックス駆動回路、フラットパネルディスプレイの製造コストを飛躍的に低減することができる。
【００５７】
さらに別の構成例では、前記導電フィラーの主成分が金属であるように構成される。金属は高分子樹脂の２倍〜３倍以上の密度を持っているため、前記有機溶媒で溶解された第1の高分子樹脂との密度差が大きい。そのため、前記導電フィラーは溶解した第１の高分子樹脂を容易に沈降し、第1の導電性バンプに、より到達し易くなる。このため、微細なビアポストをより容易に作製できる。
【００５８】
さらに別の構成例では、第１の導電性バンプを被覆する工程では、前記第1の導電性バンプ頭部上の絶縁膜の膜厚を５μｍ以下となるように被覆するように構成される。そのため前記導電フィラーは溶解した第1の高分子樹脂を沈降して第1の導電性バンプに到達し易いので、微細なビアポストをより容易に作製できる。
【００５９】
さらに別の構成例では、前記絶縁膜は、絶縁フィラーを含み、前記絶縁フィラーの含有量が体積分率で５０％以下であるように構成される。そのため、前記有機溶媒で溶解された第1の高分子樹脂中を前記導電フィラーが沈降する時、沈降が阻害され難い。その結果前記導電フィラーは第１の導電性バンプに到達するので、微細なビアポストを作製できる。
【００６０】
本発明の多層配線は、
第1の金属電極上に、第1の高分子樹脂からなる絶縁膜と、該絶縁膜を貫通する導電性バンプとを有する多層配線において、
前記導電性バンプは、前記第１の金属電極上に設けられた第1の導電性バンプと、少なくとも導電フィラー、第２の高分子樹脂からなる第２の導電性バンプが中間層を介して接続された構造を有し、前記中間層は少なくとも前記第1の高分子樹脂、導電フィラー、第２の高分子樹脂からなることを特徴の１つとする。
【００６１】
このように構成することにより、第１の電極上に絶縁膜を貫通した微細なビアポストを形成でき、第２の導電性バンプに接触するように第２の金属電極を設けるだけで、第１の金属電極と第２の金属電極のコンタクトを実現できる。
【００６２】
さらに別の構成例では、前記絶縁膜により被覆される前記有機溶媒で溶解されない第２の絶縁膜を有するように構成される。そのため、前記有機溶媒によってダメージを受ける素子を第２の絶縁膜内に内蔵することで素子のダメージを抑制でき、かつ微細なビアポストを有する多層配線を実現できる。
【００６３】
さらに別の構成例では、第２の導電性バンプと接続される第２の金属電極を有するように構成される。そのため、第1の金属電極は第1の導電性バンプ、中間層、第２の導電性バンプを介して第２の金属電極とコンタクトする。そのため微細なビアポストを有する多層配線が実現できる。
【００６４】
本発明の薄膜トランジスタは、
複数の電極と半導体層とを有する薄膜トランジスタにおいて、
前記電極の少なくともひとつが上述した多層配線によって上部電極と接続されるように構成される。このため、薄膜トランジスタと上部電極が微細なビアポストで接続された構造を実現できる。
【００６５】
さらに別の構成例では、前記半導体層を被覆する前記有機溶媒で溶解されない第２の絶縁膜を有するように構成される。そのため、前記有機溶媒による半導体層へのダメージを抑制しながら、薄膜トランジスタと上部電極が微細なビアポストで接続された構造を実現できる。
【００６６】
さらに別の構成例では、上述した薄膜トランジスタが２次元に配列されるように構成される。このため、薄膜トランジスタ群と上部電極群を微細なビアポストで各々接続された駆動回路を実現できる。
【００６７】
本発明のフラットパネルディスプレイは、
上述したアクティブマトリックス駆動回路上に表示素子を積層するように構成される。このため、微細なビアポストで薄膜トランジスタ群と上部電極群が各々接続されたフラットパネルディスプレイを実現できる。
【発明の効果】
【００６８】
本発明の実施例によれば、上下電極を接続できる微細なビアポストを作製でき、アクティブマトリックス駆動回路やフラットパネルディスプレイに応用した場合、製造コストを低減できる多層配線の作製方法を実現できる。
【００６９】
また、本発明の実施例によれば、微細なビアポストで上下電極が導通した多層配線を実現できる。
【００７０】
また、本発明の実施例によれば、微細なビアポストを介して上部電極と接続される薄膜トランジスタを実現できる。
【００７１】
また、本発明の実施例によれば、薄膜トランジスタ群が微細なビアポストを介して各々上部電極群と接続される構造を有するアクティブマトリックス駆動回路を実現できる。
【００７２】
また、本発明の実施例によれば、薄膜トランジスタ群が微細なビアポストを介して各々上部電極群と接続される構造を有するフラットパネルディスプレイを実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００７３】
次に、本発明を実施するための最良の形態を、以下の実施例に基づき図面を参照しつつ説明する。
なお、実施例を説明するための全図において、同一機能を有するものは同一符号を用い、繰り返しの説明は省略する。
【００７４】
＜実施例1＞
本発明の実施例に係る多層配線の作製方法の一例について、図１−図６を参照して説明する。
【００７５】
図１の工程において、ポリカーボネート基板１００上にスクリーン印刷法によって第１の金属電極１０２を形成した。印刷に用いた導電ペーストはＡｇペーストであり、Ａｇ粒子、アクリル樹脂、カルビトールアセタート等からなり、粘度は１５０Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓである。ペーストの粘度はブルックフィールド回転粘度計を用い、２５℃環境でＨＢＴ型Ｎｏ．１４スピンドル１０ｒｐｍで測定した値である。以降で記載した粘度も同条件で測定した値である。スクリーン版は線径１８μｍのステンレスメッシュ５００番で、乳剤厚さは１５μｍとした。前記Ａｇペースト、スクリーン版を用いてゴム硬度７０のスキージによって幅８０μｍの第１の金属電極を印刷した。また、第１の導電性バンプを形成するランド径は１２０μｍとした。Ａｇペーストを印刷後、オーブンを用いて１５０℃で３０分加熱し、Ａｇペーストを硬化させて第１の金属電極とした。
【００７６】
次に、図２の工程において、第１の金属電極１０２のランド上に直径８０μｍの第１の導電性バンプ１０４をスクリーン印刷法によって形成した。印刷に用いた導電ペーストはＡｇペーストであり、Ａｇ粒子、アクリル樹脂、ブチルカルビトール等からなり、粘度は１００Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓである。スクリーン版は線径１６μｍのステンレスメッシュ３６０番で、乳剤厚さは２０μｍである。このスクリーン版には乳剤で遮蔽されていない直径８０μｍの吐出穴が形成されており、スクリーン版のアライメントマークを第１の金属電極１０２のアライメントマークに位置合わせした後、ゴム硬度７０のスキージを用いてＡｇペーストを印刷した。その後オーブンを用いて１５０℃で３０分加熱し、Ａｇペーストを硬化させ第１の導電性バンプ１０４を完成させた。第１の導電性バンプ１０４はテーパー形状となっており、第１の導電性バンプ１０４の高さは約８μｍであった。
【００７７】
次に、図３の工程において、第１の導電性バンプ１０４を被覆するようにロールコーターを用いて絶縁ペーストを塗布した。絶縁ペーストはポリビニルアルコール樹脂からなる第１の高分子樹脂をアルコール系溶媒に溶解した材料であり、溶媒添加量，ドクターブレードとロールのクリアランス、ロールの溝深さによって塗布膜厚を制御することができる。
【００７８】
その後オーブンを用いて１２０℃で６０分の加熱を行い、絶縁ペーストの溶媒を蒸発させて絶縁ペーストを硬化させ、第１の導電性バンプを被覆した絶縁膜１０６を完成させた。
【００７９】
以上の方法によって第１の高分子樹脂からなる絶縁膜１０６が第1の導電性バンプ１０４を被覆する構造を形成できる。本実施例では絶縁ペースト硬化後において、第1の導電性バンプ１０４頭部上の絶縁膜１０６の膜厚（図３中でｈと表示）が５μｍ以下、好ましくは２μｍ〜３μｍとなるように絶縁ペーストの有機溶媒量、ドクターブレードとロールのクリアランス、ロールの溝深さを調整した。
【００８０】
次に、図４の工程において、第１の導電性バンプ１０４頭部の絶縁膜１０６上に直径８０μｍの第２の導電性バンプ１０８をスクリーン印刷法によって形成した。印刷に用いた導電ペーストはＡｇフィラーからなる導電フィラー、ポリビニルブチラール樹脂からなる第２の高分子樹脂、αテルピネオールからなる有機溶媒によって構成されており、粘度は１００Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓである。使用したスクリーン版は、図２で用いたスクリーン版と同じで線径１６μｍのステンレスメッシュ３６０番、乳剤厚さは２０μｍである。前記スクリーン版のアライメントマークを第１の導電性バンプ１０４のアライメントマークに位置合わせし、ゴム硬度７０のスキージを用いて第１の導電性バンプ１０４上の絶縁膜１０６に第２の導電性バンプ１０８を印刷した。
【００８１】
次に、図５の工程において、絶縁膜１０６を構成する第１の高分子樹脂を溶解する有機溶媒を第２の導電性バンプ１０８の有機溶媒として用いると、第２の導電性バンプ１０８を印刷した直後から、第２の導電性バンプ１０８直下の第１の高分子樹脂は第２の導電性バンプ１０８の有機溶媒によって溶解され始める。
【００８２】
本実施例で用いた第２の導電性バンプ１０８の有機溶媒αテルピネオールはアルコール系溶媒であり、ポリビニルアルコール樹脂からなる第１の高分子樹脂を比較的容易に溶解することができる。
【００８３】
αテルピネオールによって溶解された第１の高分子は流動性を帯びるため、第２の導電性バンプ１０８の直下では第２の導電性バンプ１０８の構成成分である導電フィラーや第２の高分子樹脂が溶解した第１の高分子樹脂中を沈降し、第１の高分子樹脂（ポリビニルアルコール樹脂）、導電フィラー（Ａｇフィラー）、第２の高分子樹脂（ポリビニルブチラール樹脂）、有機溶媒（αテルピネオール）からなる未硬化の中間層が形成され、最終的には一部の導電フィラーは第１の導電性バンプ１０４まで到達する。このような状態になるまで放置した後、第２の導電性バンプ１０８を硬化するため加熱を行うと、第２の導電性バンプ１０８と未硬化の中間層から有機溶媒（αテルピネオール）が蒸発し、第１の高分子樹脂（ポリビニルアルコール樹脂）、導電フィラー（Ａｇフィラー）、第２の高分子樹脂（ポリビニルブチラール樹脂）からなる中間層を介して第１の導電性バンプ１０４と第２の導電性バンプ１０８を接続することができる。硬化後において第２の導電性バンプ１０８の高さは８μｍであった。
【００８４】
なお、第２の導電性バンプ１０８から離れた絶縁膜には有機溶媒（αテルピネオール）が拡散し難いため第１の高分子樹脂の溶解は主に第２の導電性バンプ１０８直下に限定され、中間層は第２の導電性バンプ１０８直下に形成され、第１の導電性バンプ１０４、中間層１１０、第２の導電性バンプ１０８を１個の導電性バンプと見なした場合、その大きさは第１、第２の導電性バンプと同程度であり、微細なビアポストが実現できる。特許文献７にも加熱によって導電性金属ペーストが絶縁膜を貫通する記載があるが、８００℃〜８５０℃の加熱によって、ＳｉＯ２、Ｓｉ３Ｎ４、ＴｉＯ２中をＡｇフィラーが熱拡散するだけで絶縁膜が溶解しているわけではなく、中間層には有機ビヒクルは含有されない。また、焼成後では導電性金属ペーストから有機ビヒクル自体もバーンアウトし、含有されない。また、上記焼成温度では高分子フィルム基板を用いた多層配線には全く適用できない。
【００８５】
次に、図６の工程において、絶縁膜１０６上に第２の導電性バンプ１０８と接触するように第２の金属電極１１２をスクリーン印刷法によって形成した。印刷に用いた導電ペーストは第1の金属電極１０２に用いたＡｇペーストと同じであり、Ａｇ粒子、アクリル樹脂、カルビトールアセタート等からなり、粘度は１５０Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓである。スクリーン版は線径１８μｍのステンレスメッシュ５００番で、乳剤厚さは１５μｍとした。前記Ａｇペースト、スクリーン版を用いてゴム硬度７０のスキージによって幅８０μｍの第２の金属電極１１２を印刷した。なお、第２の導電性バンプ１０８と接するランド径は１２０μｍとした。
【００８６】
Ａｇペーストを印刷後、オーブンを用いて１５０℃で、３０分の加熱を行い、Ａｇペーストを硬化させて第２の金属電極１１２を完成させることによって、第１の金属電極１０２と第２の金属電極１１２が絶縁膜１０６を貫通した導電性バンプによって接続されている２層配線を得ることができる。本実施例のように２層配線を作製した場合、絶縁膜１０６を貫通する導電性バンプは第１の導電性バンプ１０４と第２の導電性バンプ１０８とが中間層１１０を介して接続された構造となり、かつ中間層１１０には少なくとも絶縁膜１０６の構成成分である第１の高分子樹脂、第２の導電性バンプの構成成分である導電フィラー、第２の高分子樹脂が含まれた構造となる。
【００８７】
上記の方法で作製した２層配線において、導電性バンプによって第１の金属電極１０２と第２の金属電極１１２が交互に接続されたチェーン数５００個のコンタクトチェーンのＩ−Ｖ特性を評価した。その結果、第１の金属電極１０２と第２の金属電極１１２はオーミックコンタクトをしており、導電性バンプ１個当たりのコンタクト抵抗は１０Ω以下となり、良好なコンタクトが形成されていることが判った。
【００８８】
なお、図５の工程では、第１の導電性バンプ１０４と第２の導電性バンプ１０８の間にあった絶縁膜１０６が全て中間層１１０に変化しているが、溶解された第１の高分子樹脂の流動性が非常に大きい場合は、図７−図１０に示すように第２の導電性バンプ１０８自体が絶縁膜１０６にある程度落ち込み、第１の導電性バンプ１０４と第２の導電性バンプ１０８の間にあった絶縁膜１０６の厚さよりも中間層１１０が薄くなる場合もある。
【００８９】
第１の高分子樹脂の分子量、第２の導電性バンプ１０８の溶媒や含有量等を適切に選ぶことによって種々の厚さの中間層１１０が形成されるが、中間層１１０は少なくとも絶縁膜１０６の構成成分である第１の高分子樹脂、第２の導電性バンプ１０８の構成成分である導電フィラー、第２の高分子樹脂が含まれた構造となる。
【００９０】
また、第１の導電性バンプ１０４と第２の導電性バンプ１０８のコンタクトを確実にするため、第２の導電性バンプ１０８の印刷後に第２の導電性バンプ１０８を加圧し、積極的に絶縁膜１０６中に第２の導電性ペーストをめり込ませても構わない。
【００９１】
特許文献３及び４においても加圧が採用されているが、本実施例では第２の導電性バンプ１０８下部の絶縁膜１０６は溶解されているため、比較的小さな圧力を加えるだけでコンタクトが確実に取れる。そのため、例えば、有機半導体を用いたアクティブマトリクス駆動回路に応用する場合、有機半導体への影響を低減できる利点がある。なお、特許文献３及び４では加圧・加熱によって円錐状の導電性バンプが樹脂層を貫通するため、樹脂層は溶解せず、中間層はほとんど形成されない。
【００９２】
以上のように本実施例に係る多層配線の作製方法では、第１の金属電極１０２上に第１の導電性バンプ１０４を形成する工程と、第１の高分子樹脂からなる絶縁膜１０６で第１の導電性バンプ１０４を被覆する工程と、第１の導電性バンプ頭部の絶縁膜上に導電フィラー、第２の高分子樹脂、有機溶媒から構成される第２の導電性バンプ１０８を印刷する工程と、前記有機溶媒を蒸発させる工程からなる。
【００９３】
ここで、絶縁膜１０６を構成する第１の高分子樹脂を溶解する有機溶媒を第２の導電性バンプ１０８の有機溶媒として選択すると、第２の導電性バンプ１０８の印刷後に第２の導電性バンプ１０８直下の第１の高分子樹脂は前記有機溶媒によって溶解され、第２の導電性バンプ１０８の構成成分である導電フィラーや第２の高分子樹脂が、溶解した第１の高分子樹脂中を沈降し、第１の高分子樹脂、導電フィラー、第２の高分子樹脂、有機溶媒からなる未硬化の中間層１１０が形成され、最終的には一部の導電フィラーは第１の導電性バンプ１０４まで到達する。その後、前記溶媒を蒸発させることで、第２の導電性バンプ１０８と未硬化の中間層１１０から有機溶媒が蒸発し、少なくとも第１の高分子樹脂、導電フィラー、第２の高分子樹脂からなる中間層１１０を介して第１の導電性バンプ１０４と第２の導電性バンプ１０８とを接続することができる。
【００９４】
次に、絶縁膜１０６上に第２の導電性バンプ１０８と接するように第２の金属電極１１２を形成すると、前記第１の導電性バンプ１０４、中間層１１０、第２の導電性バンプ１０８からなる導電性バンプによって第１の金属電極１０８と第２の金属電極１１２とが接続され、２層配線を実現できる。
【００９５】
本実施例ではドット形状の第１の導電性バンプ１０４、第２の導電性バンプ１０８を印刷するだけでコンタクトを実現できる。スクリーン印刷法では１００μｍ以下のドット印刷を比較的容易に行うことができるので、１００μｍ以下の微細なコンタクトを有する２層配線を容易に実現できる。
【００９６】
また、フォトリソグラフィー・エッチング等のＬＳＩ製造プロセスを採用していないので、２層配線の製造コストを抑制することが可能である。
【００９７】
更に、第２の導電性バンプ１０８の有機溶媒が、絶縁膜１０６を構成する第１の高分子樹脂を溶解することでコンタクトが実現されるので、多数の第２の導電性バンプ１０８を一度に印刷することで多数のコンタクトを一度に形成できる。スクリーン印刷法は大面積の印刷に適した方法であり、アクティブマトリックス駆動回路のように非常に多数の微細なコンタクトを設ける場合、スクリーン印刷法によって第２の導電性バンプ１０８を一括で印刷すると、短時間に全てのコンタクトを実現でき、アクティブマトリックス駆動回路の製造コストを飛躍的に低減することができる。
【００９８】
また、第１の金属電極１０２と第２の金属電極１０８とをコンタクトするために高い温度での加熱，高圧を必要としないことから、有機半導体を用いたアクティブマトリックス駆動回路に応用する場合、有機半導体へのダメージを抑制でき、均一な素子群を形成できる利点もある。
【００９９】
本実施例では２層配線を例にとって説明したが、上記の方法を繰り返すことによって３層以上の多層配線も容易に実現できる。
【０１００】
また、本実施例では第１の金属電極１０２、第２の金属電極１１２を形成する方法としてスクリーン印刷法を用いたが、比較的低コストで金属電極を形成する方法としてはインクジェット法やディスペンサー法がある。これらを用いて第１及び第２の金属電極を形成しても良い。
【０１０１】
本実施例では第１及び第２の金属電極、第１の導電性バンプ、第２の導電性バンプにＡｇペーストを用いたが、Ａｇペーストの他にＣｕペースト、Ｎｉペースト、Ｐｔペースト、Ｐｄペースト等が使用できる。
【０１０２】
第１の高分子樹脂として本実施例ではポリビニルアルコール樹脂を用いたが、第２の導電性バンプの有機溶媒によって溶解する樹脂であれば良く、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリビニル樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース樹脂、ポリウレタン樹脂等の一般的な絶縁性高分子樹脂が使用できる。
【０１０３】
第２の高分子樹脂についても第２の導電性バンプの有機溶媒によってビヒクルを作製できれば良く、エポキシ樹脂、ポリイミド樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂、ポリビニル樹脂、ポリエステル樹脂、セルロース樹脂、ポリウレタン樹脂等の一般的な絶縁性高分子樹脂が使用できる。なお、第１の高分子樹脂と第２の高分子樹脂は同一であっても何ら構わない。
【０１０４】
第２の導電性バンプの有機溶媒として本実施例ではαテルピネオールを用いたが、前記有機溶媒が絶縁膜を構成する第１の高分子樹脂を溶解できれば良く、スクリーン印刷で広く使用されている高沸点の有機溶媒、例えばヘキサノール、オクタノール、αテルピネオール等の高級アルコールやブチルカルビトール、エチルカルビトール、ブチルカルビトールアセタート、エチルカルビトールアセタート等のグリコール系の有機溶媒が使用できる。
【０１０５】
また、本実施例では基板としてポリカーボネート基板（ＰＣ）を用いたが、前記基板に限定されず、無機系基板ではガラス、石英、金属箔、半導体基板、セラミック基板等が使用でき、高分子フィルム基板ではポリカーボネート基板（ＰＣ）の他にポリエーテルサルフォン基板（ＰＥＳ）、ポリイミド基板（ＰＩ）、ポリフェニレンサルファイド基板（ＰＰＳ）、ポリエチレンテレフタレート基板（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート基板（ＰＥＮ）等の一般的な高分子樹脂基板が使用できる。
＜実施例２＞
本発明の実施例２に係る多層配線の別の作製方法について、図１−図６を参照して説明する。
【０１０６】
実施例１と同様の方法によってＰＥＳ基板１００上に第１の金属電極１０２を形成後、第１の金属電極１０２上にポジレジストを約２０μｍ塗布し、９０℃で３０分のプリベークを行った。その後、直径５０μｍの光透過部（後工程のＮｉメッキによって第１の導電性バンプを形成する箇所に相当する箇所が光透過部となっている）を有するフォトマスクを用いてレジストを露光し、テトラメチルアンモニウムハイドライド水溶液を用いて現像し、１２０℃で６０分のポストベークを行って第１の金属電極１０２のランド上に直径５０μｍの開口を有するレジストパターンを形成した。
【０１０７】
その後、電解メッキ法を用いてレジストの開口部にＮｉを約１０μｍ析出させ、更に剥離液を用いてレジストを除去し、ほぼ円柱状のＮｉからなる第１の導電性バンプ１０４を完成させた。
【０１０８】
その後、実施例１と同様に第１の導電性バンプ１０４を被覆するようにロールコーターを用いて絶縁ペーストを塗布した。絶縁ペーストはポリビニルアルコール樹脂からなる第１の高分子樹脂をアルコール系溶媒に溶解した材料である。
【０１０９】
その後、オーブンを用いて１２０℃で６０分の加熱を行い、絶縁ペーストの溶媒を蒸発させて絶縁ペーストを硬化させ、第１の導電性バンプ１０４を被覆した絶縁膜１０６を完成させた。
【０１１０】
第１の導電性バンプ１０４頭部上に形成された絶縁膜１０６の膜厚ｈは１μｍ〜２μｍとなるように絶縁ペーストの溶媒量、ドクターブレードとロールのクリアランス、ロールの溝深さを調整している。
【０１１１】
次に、第１の導電性バンプ１０４頭部の絶縁膜１０６上に直径５０μｍの第２の導電性バンプ１０８をスクリーン印刷法によって形成した。印刷に用いた導電ペーストは実施例１と同様にＡｇフィラーからなる導電フィラー、ポリビニルブチラール樹脂からなる第２の高分子樹脂、αテルピネオールからなる有機溶媒によって構成されており、粘度は１００Ｐａ・ｓ〜３００Ｐａ・ｓである。使用したスクリーン版は線径１６μｍのステンレスメッシュ３６０番、乳剤厚さは２０μｍであり、前記スクリーン版のアライメントマークを第１の導電性バンプ１０４のアライメントマークに位置合わせし、その後、ゴム硬度７０のスキージを用いて第１の導電性バンプ１０４上の絶縁膜１０６に第２の導電性バンプ１０８を印刷した。
【０１１２】
本実施例においても、第２の導電性バンプ１０８の有機溶媒αテルピネオールが第２の導電性バンプ１０８の直下にある絶縁膜１０６の第１の高分子樹脂（ポリビニルアルコール樹脂）を溶解するため、第２の導電性バンプ１０８の構成成分である導電フィラー（Ａｇフィラー）や第２の高分子樹脂（ポリビニルブチラール樹脂）が溶解した第１の高分子樹脂中を沈降し、第１の高分子樹脂、導電フィラー、第２の高分子樹脂、有機溶媒からなる未硬化の中間層１１０が形成され、最終的には一部の導電フィラーは第１の導電性バンプ１０４まで到達する。
【０１１３】
その後、第２の導電性バンプ１０８を硬化するための加熱を行うと、第２の導電性バンプ１０８と未硬化の中間層１１０から有機溶媒が蒸発し、第１の高分子樹脂、導電フィラー、第２の高分子樹脂からなる中間層１１０を介して第１の導電性バンプ１０４と第２の導電性バンプ１０８は接続される構造となる。硬化後の第２の導電性バンプ１０８の高さは約４μｍ〜５μｍであった。
【０１１４】
最後に、第２の導電性バンプ１０８と接続するように絶縁膜１０６上に第２の金属電極１０８をスクリーン印刷法によって形成することで２層配線が完成される。
【０１１５】
上記方法で作製した２層配線についても実施例１と同様の評価を行った結果、導電性バンプ１個当たりのコンタクト抵抗は１０Ω以下であり、良好なコンタクト抵抗が得られていた。
＜実施例３＞
本発明の実施例３に係る多層配線の別の作製方法について、図１−図６を参照して説明する。
【０１１６】
実施例1と同様な方法によってＰＥＮ基板１００上に第１の金属電極１０２を形成し、その後第１の金属電極１０２上に第１の導電性バンプ１０４を形成し、更に第１の導電性バンプ１０４を覆うようにポリビニルアルコール樹脂（第１の高分子樹脂）からなる絶縁膜１０６を形成した。第１の導電性バンプ１０４の大きさは８０μｍ、第１の導電性バンプ１０４頭部上での絶縁膜１０６の膜厚ｈは２μｍ〜３μｍである。
【０１１７】
その後、第１の導電性バンプ１０４頭部の絶縁膜１０６上に直径８０μｍの第２の導電性バンプ１０８をスクリーン印刷法によって形成した。
【０１１８】
印刷に用いた導電ペーストは５種類（Ａ〜Ｅ）で、導電フィラーの材質が異なっている。導電フィラーとしては導電性高分子樹脂フィラー、グラファイトフィラー、Ａｇフィラー、Ｎｉフィラー、Ｐｄフィラーを用い、第２の高分子樹脂はポリビニルブチラール樹脂、有機溶媒はαテルピネオールとした。導電ペーストの粘度は１５０Ｐａ・ｓ〜２００Ｐａ・ｓである。
【０１１９】
使用したスクリーン版は線径１６μｍのステンレスメッシュ３６０番で、乳剤厚さは２０μｍである。前記スクリーン版のアライメントマークを第１の導電性バンプ１０４のアライメントマークに位置合わせし、その後ゴム硬度７０のスキージを用いて第１の導電性バンプ１０４上の絶縁膜１０６に第２の導電性バンプ１０８を印刷した。
【０１２０】
第２の導電性ペースト印刷後、３０分間放置後１５０℃で６０分の加熱を行い、αテルピネオールを蒸発させて第２の導電性バンプを完成させた。
【０１２１】
その後、絶縁膜１０６上に実施例１と同様に第２の金属電極１１２をスクリーン印刷法によって形成し、コンタクトチェーンを評価した。その結果、Ａｇフィラー、Ｎｉフィラー、Ｐｄフィラーを用いた導電ペーストＣ、Ｄ、Ｅで第２の導電性バンプ１０８を形成した場合はコンタクトチェーンが導通し、導電性バンプのコンタクト抵抗は１０Ω／個以下であった。一方、導電性高分子樹脂フィラー、グラファイトフィラーを用いた導電ペーストＡ、Ｂで第２の導電性バンプ１０８を形成した場合は導通していなかった。結果を図１１に示す。
【０１２２】
高分子樹脂の密度は一般的に１ｇ／ｃｍ３〜３ｇ／ｃｍ３である。溶解された状態では密度は低下するが、導電性高分子樹脂フィラーやグラファイトフィラーの密度は１ｇ／ｃｍ３〜３ｇ／ｃｍ３程度あり、溶解した第１の高分子樹脂との密度差が小さく、導電フィラーの沈降が促進されなかったと思われる。
【０１２３】
一方、Ａｇフィラー（密度＝１０．５ｇ／ｃｍ３）、Ｎｉフィラー（密度＝８．９ｇ／ｃｍ３）、Ｐｄフィラー（密度＝１２．０ｇ／ｃｍ３）は密度が高分子樹脂よりもはるか大きいので、溶解した第１の高分子樹脂中を導電フィラーは容易に沈降し、第１の導電性バンプとの間に導電パスができたと考えられる。
【０１２４】
本実施例ではＡｇ、Ｎｉ、Ｐｄを例にとって説明したが、一般的に金属は高分子樹脂の２倍〜３倍以上の密度を持っているため、同様の効果が期待できる。
【０１２５】
なお、第２の導電性バンプ１０８の導電フィラーは単体に限定される必要はなく、Ａｇ−Ｐｄ等の共晶であっても良い。また金属フィラーを主成分とし、その他に印刷性を改善する滑剤として少量、通常は数%程度のグラファイトフィラー等が添加されていても良い。
【０１２６】
なお、グラファイトフィラーを添加した場合、グラファイトフィラーは溶解した第１の高分子樹脂中を沈降しにくいため、中間層にグラファイトフィラーが含有される場合とされない場合がある。少なくとも中間層１１０が第１の高分子樹脂、第２の高分子樹脂、導電フィラーの主成分である金属を含んでいる場合は本発明の方法によって作製されたと考えられる。
＜実施例４＞
本発明の実施例４に係る多層配線の別の作製方法について、図１−図６を参照して説明する。
【０１２７】
実施例１と同様な方法によってＰＥＮ基板１００上に第１の金属電極１０２を形成し、その後第１の金属電極１０２上に直径８０μｍの第１の導電性バンプ１０４を形成した。その後、第１の導電性バンプ１０４を被覆するようにロールコーターを用いて絶縁ペーストを塗布した。絶縁ペーストはポリビニルアルコール樹脂からなる第１の高分子樹脂をアルコール系溶媒に溶解した材料であり、ドクターブレードとロールのクリアランスを調整して塗布膜厚を制御し、硬化後において第１の導電性バンプ１０４頭部上の膜厚ｈを０．５μｍ〜１０μｍに変化させた。
【０１２８】
その後、オーブンを用いて１２０℃で６０分の加熱を行い、絶縁ペーストの溶媒を蒸発させて絶縁ペーストを硬化させて第１の導電性バンプ１０４を被覆した絶縁膜１０６を完成させた。
【０１２９】
その後、第１の導電性バンプ１０４頭部の絶縁膜１０６上に直径８０μｍの第２の導電性バンプ１０８をスクリーン印刷法によって形成した。印刷に用いた導電ペーストは主成分として硬化後の重量分率で約８０％〜９０％のＡｇフィラーと、滑剤として１％のグラファイトフィラーからなる導電フィラーと、ポリビニルブチラール樹脂からなる第２の高分子樹脂、αテルピネオールからなる有機溶媒で構成されている。導電ペーストの粘度は１５０Ｐａ・ｓ〜２００Ｐａ・ｓである。使用したスクリーン版は線径１６μｍのステンレスメッシュ３６０番、乳剤厚さは２０μｍである。前記スクリーン版のアライメントマークを第１の導電性バンプ１０４のアライメントマークに位置合わせし、その後ゴム硬度７０のスキージを用いて第１の導電性バンプ１０４上の絶縁膜１０６に第２の導電性バンプ１０８を印刷した。
【０１３０】
第２の導電性ペースト印刷後、３０分間放置後、１５０℃で６０分の加熱を行い、αテルピネオールを蒸発させて第２の導電性バンプ１０８を完成させた。
【０１３１】
その後、絶縁膜１０６上に実施例１と同様に第２の金属電極１０８をスクリーン印刷法によって形成し、コンタクトチェーンを評価した。その結果、絶縁膜１０６の膜厚が５μｍ以下ではコンタクトチェーンが導通し、特に絶縁膜１０６の膜厚が３μｍ以下の場合は導電性バンプのコンタクト抵抗は１０Ω／個となり、非常に良好なコンタクトが実現されていた。結果を図１２に示す。
【０１３２】
第１の導電性バンプ１０４頭部上の絶縁膜１０６の膜厚ｈが小さいと、第２の導電性バンプ１０８の金属フィラーが第１の導電性バンプ１０４に到達し易いため、コンタクトが取れたと考えられる。本実施例の結果より、第１の導電性バンプ１０４頭部上の絶縁膜１０６の膜厚ｈは５μｍ以下、好適には３μｍ以下が良いことが判る。
【０１３３】
なお、本実施例では５００個のコンタクトチェーンを評価した場合の結果であり、絶縁膜１０６の厚さが７μｍ以上の場合も一部の導電性バンプでは第１の金属電極１０４と第２の金属電極１０８は導通しており、多層配線の用途によっては絶縁膜を５μｍより厚くした場合も使用可能である。
＜実施例５＞
本発明の実施例５に係る多層配線の別の作製方法について、図１−図６を参照して説明する。
【０１３４】
実施例１と同様な方法によってＰＥＮ基板１００上に第１の金属電極１０２を形成し、その後第1の金属電極１０２上に直径８０μｍの第１の導電性バンプ１０４を形成した。その後スクリーン印刷法によって第１の導電性バンプ１０４を被覆するように絶縁ペーストを塗布した。絶縁ペーストはポリビニルアルコール樹脂からなる第１の高分子樹脂とブトキシエタノールからなるビヒクルにＢａＴｉＯ３フィラーからなる絶縁フィラーが分散した構成となっている。硬化後でＢａＴｉＯ３フィラーの含有量が体積分率で０％〜６６％になる各種絶縁ペーストＡ〜Ｅを用いて印刷を行った。絶縁ペーストの粘度は３０Ｐａ・ｓ〜７０Ｐａ・ｓである。
【０１３５】
スクリーン版は線径２３μｍのステンレスメッシュ４００番で、全面ベタ印刷となるように乳剤パターンは設けていない。このスクリーン版のアライメントマークを第１の導電性バンプ１０４のアライメントマークに位置合わせした後、ゴム硬度６０のスキージを用いて絶縁ペーストを印刷した。その後オーブンを用いて１２０℃で３０分の加熱を行って絶縁ペーストを硬化し、第１の導電性バンプ１０４を被覆した絶縁膜１０６を完成させた。第１の導電性バンプ１０４頭部上の絶縁膜１０６の膜厚ｈは約３μｍである。
【０１３６】
その後、実施例４と同様に第１の導電性バンプ１０４頭部の絶縁膜１０６上に直径８０μｍの第２の導電性バンプ１０８をスクリーン印刷法によって形成した。
【０１３７】
印刷に用いた導電ペーストの導電フィラーは主成分として重量分率で約７５％〜８５％のＡｇフィラーと滑剤として１％のグラファイトフィラーを含み、第２の高分子樹脂はポリビニルブチラール樹脂、有機溶媒はαテルピネオールである。導電ペーストの粘度は１５０Ｐａ・ｓ〜２００Ｐａ・ｓである。
【０１３８】
使用したスクリーン版は線径１６μｍのステンレスメッシュ３６０番、乳剤厚さは２０μｍである。第２の導電性ペースト印刷後、３０分間放置後１５０℃で６０分の加熱を行い、αテルピネオールを蒸発させて第２の導電性バンプ１０８を完成させた。
【０１３９】
その後、絶縁膜１０６上に実施例１と同様に第２の金属電極１１２をスクリーン印刷法によって形成し、コンタクトチェーンを評価した。その結果、絶縁フィラーが５０％より大きい絶縁ペーストＥで絶縁膜を形成した場合はコンタクトチェーンが導通せず、絶縁フィラーが５０％以下の絶縁ペーストＡ〜Ｄを用いた場合はコンタクトチェーンが導通し、更に１０％以下の絶縁ペーストＡ、Ｂを用いた場合は導電性バンプのコンタクト抵抗は１０Ω／個となり、非常に良好なコンタクトが実現されていた。なお、本実施例では中間層１１０に第１の高分子樹脂であるポリビニルアルコール樹脂、導電フィラーであるＡｇフィラーとグラファイトフィラー、第２の高分子樹脂であるポリビニルブチラール樹脂と絶縁膜の構成成分であるＢａＴｉＯ３フィラーも含有されていた。結果を図１３に示す。
【０１４０】
絶縁膜中に含有する絶縁フィラーの体積分率が増加すると、第２の導電性バンプ１０８の導電フィラーの沈降が阻害され、コンタクト不良となったと考えられる。
【０１４１】
本実施例の結果より、絶縁膜１０６に含有する絶縁フィラーは体積分率で５０％以下であること望ましく、より好適には１０％以下が良いことが判る。
＜実施例６＞
本発明の実施例に係るアクティブマトリックス駆動回路の一例を図１４に示す。
【０１４２】
本実施例に係るアクティブマトリックス駆動回路は電界効果型の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）が６４０×４８０個配列した構造となっている。
【０１４３】
各ＴＦＴを詳細に説明すると、ガラス基板１００上にａ−Ｓｉからなる半導体層１１６を有し、半導体層１１６上にはＡｌからなるソース電極１０２、ドレイン電極１１４が形成され、更に半導体層１１６とソース電極１０２、ドレイン電極１１８の一部を被覆するようにＳｉＯ２からなるゲート絶縁膜１０６が積層され、ゲート絶縁膜１１８上にはＡｌからなるゲート電極１２０を有している。なお、ゲート電極１２０とドレイン電極１１４は図示されていない引き出し配線によってアクティブマトリックス領域外に引き出されて、各々電圧が印加できる構造となっている。
【０１４４】
更に、ＴＦＴはポリビニルアルコール樹脂（第１の高分子樹脂）とＳｉＯ２フィラー（絶縁フィラー）からなる絶縁膜１０６によって被覆されている。
【０１４５】
また、ゲート絶縁膜１１８で被覆されていないソース電極１０２上にはＡｇフィラーとアクリル樹脂からなる第１の導電性バンプ１０４が形成されており、第１の導電性バンプ１０４頭部上の絶縁膜１０６上に設けられた第２の導電性バンプ１０８と中間層１１０を介して接続された構造を有している。
【０１４６】
ここで、第２の導電性バンプ１０８はＡｇフィラー（導電フィラー）、ポリビニルブチラール樹脂（第２の高分子樹脂）から構成され、中間層１１０は少なくとポリビニルアルコール樹脂（第1の高分子樹脂）、Ａｇフィラー（導電フィラー）、ポリビニルブチラール樹脂（第2の高分子樹脂）を含有する構造となっている。
【０１４７】
更に、第２の導電性バンプ１０８を被覆するように絶縁膜１０６上にはＡｇフィラーとアクリル樹脂からなる画素電極(上部電極に相当)１１２が設けられている。
【０１４８】
本実施例の構造では画素電極は第２の導電性バンプ１０８、中間層１１０、第１の導電性バンプ１０４からなる導電性バンプを介してソース電極１０２に接続されているので、ドレイン電極１１４に＋５Ｖを印加し、ゲート電極１２０に＋５Ｖの電圧を印加するとＴＦＴはＯＮして画素電極１１２の電位は＋となり、ゲート電極１２０に−５Ｖの電圧を印加するとＴＦＴはＯＦＦして画素電極１１２の電位は０Ｖとなる。
【０１４９】
一方、ドレイン電極１１４に０Ｖを印加すると、ゲート電極１２０の電位に依らず画素電極１１２の電位は０Ｖとなる。この動作をアクティブマトリックス駆動回路に応用すると、アクティブマトリックス駆動回路の４８０個あるゲート電極群にセレクト信号を、６４０個あるドレイン電極群にデータ信号を入れると、セレクト信号によって選択されたＴＦＴはデータ信号の符号によってＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、ＴＦＴに接続された画素電極１１２の電位を＋電位と０Ｖで切り替えることができる。
【０１５０】
次に、本実施例に係るアクティブマトリックス駆動回路の作製方法を述べる。
【０１５１】
ガラス基板１００上にプラズマＣＶＤ法によってａ−Ｓｉ層を２００ｎｍ成膜し、フォトリソ・エッチング法によって個別化して半導体層１１６とした。その後スパッタ法によりＡｌを５００ｎｍ成膜し、フォトリソ・エッチング法によりソース電極１０２、ドレイン電極１１４を形成した。その後ＳｉＯ２膜をプラズマＣＶＤ法で８００ｎｍ成膜し、フォトリソ・エッチング法によってチャンネル部とチャンネル近傍領域を除いて除去し、ゲート絶縁膜１１８を形成した。
【０１５２】
その後、スパッタ法によってＡｌを５００ｎｍ成膜し、フォトリソ・エッチング法によりゲート電極１２０を形成し、６４０×４８０個のａ−Ｓｉからなる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）をマトリックス状に作製した。
【０１５３】
その後、ゲート絶縁膜１１８で被覆されていないソース電極１０２（第１の金属電極に相当）上にスクリーン印刷法によりＡｇペーストを用いて直径６０μｍの第１の導電性バンプ１０４を印刷した。ＡｇペーストはＡｇフィラー、アクリル樹脂、ブチルカルビトールルアセタートからなり、粘度は１８０Ｐａ・ｓである。使用したスクリーン版は線径１６μｍのステンレスメッシュ３６０番で乳剤厚さは２５μｍである。このスクリーン版のアライメントマークをソース電極１０２のアライメントマークに位置合わせした後、ゴム硬度７０のスキージを用いてＡｇペーストを印刷した。
【０１５４】
その後、１５０℃で３０分の加熱を行ってブチルカルビトールルアセタートを蒸発させ、第１の導電性バンプ１０４を完成させた。硬化後での第１の導電性バンプ１０４の高さは５μｍであり、順テーパー形状になっていた。
【０１５５】
その後、スクリーン印刷法によって全面に絶縁ペーストを印刷した。絶縁ペーストはポリビニルアルコール樹脂からなる第１の高分子樹脂とαテルピネオールからなるビヒクルにＳｉＯ２フィラーからなる絶縁フィラーが分散したペーストで、粘度は６０Ｐａ・ｓである。絶縁膜印刷に用いたスクリーン版はＴＦＴがマトリック状に配置された領域に相当する箇所には乳剤パターンを設けておらず、アクティブマトリックス部はベタ印刷される版となっている。スクリーン版は線径２３μｍのステンレスメッシュ４００番である。スクリーン版のアライメントマークを第１の導電性バンプ１０４のアライメントマークに合わせた後、ゴム硬度６０度のスキージを用いて絶縁ペーストを印刷し、その後１５０℃で３０分の熱硬化を行って第１の導電性バンプ１０４を被覆する絶縁膜１０６を完成させた。
【０１５６】
次に、第１の導電性バンプ１０４頭部の絶縁膜１０６上に直径６０μｍの第２の導電性バンプ１０８をスクリーン印刷法によって形成した。印刷に用いた導電ペーストはＡｇフィラーからなる導電フィラー、ポリビニルブチラール樹脂からなる第２の高分子樹脂、αテルピネオールからなる有機溶媒によって構成されており、粘度は２１０Ｐａ・ｓである。使用したスクリーン版は線径１６μｍのステンレスメッシュ３６０番、乳剤厚さは２５μｍである。前記スクリーン版のアライメントマークを第１の導電性バンプ１０４のアライメントマークに位置合わせし、ゴム硬度７０のスキージを用いて第１の導電性バンプ１０４上の絶縁膜１０６に第２の導電性バンプ１０８を印刷した。
【０１５７】
その後、室温中で３０分間放置することで、第２の導電性バンプ１０８のαテルピネオール（有機溶媒）が絶縁膜１０６を構成しているポリビニルアルコール樹脂（第１の高分子樹脂）を溶解し、第２の導電性バンプ１０８のＡｇフィラー（導電フィラー）やポリビニルブチラール樹脂（第２の高分子樹脂）が沈降して、第１の高分子樹脂であるポリビニルアルコール樹脂、第２の導電性バンプ１０８の構成成分であるＡｇフィラー（導電フィラー）、ポリビニルブチラール樹脂（第２の高分子樹脂）、αテルピネオール（有機溶媒）を少なくとも含有する中間層１１０が形成され、一部の導電フィラーは第１の導電性バンプ１０４に達するようになる。なお、本実施例では絶縁膜１０６を構成するＳｉＯ２フィラーも中間層１１０に含有されている。
【０１５８】
その後、１５０℃で６０分の加熱を行って第２の導電性バンプ１０８と中間層１１０からαテルピネオールを蒸発させ、第２の導電性バンプ１０８と中間層１１０を硬化させた。
【０１５９】
その結果、中間層１１０はポリビニルアルコール樹脂（第１の高分子樹脂）と第２の導電性バンプ１０８の構成成分であるＡｇフィラー（導電フィラー）、ポリビニルブチラール樹脂（第２の高分子樹脂）を少なくとも含有することになる。なお、本実施例では中間層１１０に絶縁膜１０６のＳｉＯ２フィラーも含有される。
【０１６０】
次に、絶縁膜１０６上に第２の導電性バンプ１０８と接続するように画素電極（上部電極に相当）１１２をスクリーン印刷法によって形成した。印刷に用いた導電ペーストは第１の導電性バンプ１０４の印刷に用いたＡｇペーストと同じであり、Ａｇフィラー、アクリル樹脂、ブチルカルビトールルアセタートからなり、粘度は１８０Ｐａ・ｓである。使用したスクリーン版は線径２３μｍのステンレスメッシュ５００番で乳剤厚さは１０μｍである。このスクリーン版のアライメントマークを第２の導電性バンプ１０８のアライメントマークに位置合わせした後、ゴム硬度７０のスキージを用いてＡｇペーストを印刷し、その後１５０℃で３０分の加熱を行って画素電極を形成し、６４０×４８０個のａ−Ｓｉの薄膜トランジスタからなるアクティブマトリックス駆動回路を完成させた。
【０１６１】
本実施例ではドット形状の第１の導電性バンプ１０４、第２の導電性バンプ１０８を印刷するだけでソース電極１０２と画素電極のコンタクトを実現できる。スクリーン印刷法は１００μｍ以下のドット印刷を比較的容易に行うことができるので、本方法によって１００μｍ以下の微細なビアポストを有するＴＦＴおよびアクティブマトリックス駆動回路を容易に実現できる。
【０１６２】
また、フォトリソグラフィー・エッチング等のＬＳＩ製造プロセスを採用していないので、微細なビアポストを有するＴＦＴおよびアクティブマトリックス駆動回路の製造コストを飛躍的に低減することが可能である。
【０１６３】
なお、本実施例ではアクティブマトリックス駆動回路のスイッチング素子の一例としてＴＦＴについて説明したが、本実施例の構造は薄膜のＳＩＴ（静電誘導トランジスタ）やダイオード構造にも展開可能である。
【０１６４】
また、本実施例ではａ−Ｓｉを半導体層に用いたが、前記半導体に限定される必要はなく、ｐｏｌｙ−ＳｉやＣｄＳ、ＣｄＳｅ等の化合物半導体あるいは有機半導体等が使用できる。
【０１６５】
＜実施例６＞
本発明の実施例に係るアクティブマトリックス駆動回路の別の一例を図１５に示す。
【０１６６】
本実施例のアクティブマトリックス駆動回路はトリアリールアミン系高分子化合物からなる有機半導体を活性層に用いた電界効果型の薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）が６４０×４８０個配列した構造となっている。
【０１６７】
各有機ＴＦＴを詳細に説明すると、ＰＣ基板１００上にはＡｇからなるゲート電極１２０があり、ゲート電極１２０を被覆するようにポリイミドからなるゲート絶縁膜１１８が積層されている。ゲート絶縁膜１１８上にはＡｇからなるソース電極１０２およびドレイン電極１１４があり、ソース電極１０２とドレイン電極１１４との間にはトリアリールアミン系高分子化合物からなる有機半導体層１２２が形成されている。
【０１６８】
また、有機半導体層１２２はエポキシ樹脂からなる第２の絶縁膜１２４によって被覆されている。第２の絶縁膜１２４は後述する第２の導電性バンプの構成成分であるαテルピネオールからなる有機溶媒によって溶解されない材料である。
【０１６９】
更に、有機ＴＦＴはポリビニルアルコール樹脂（第１の高分子樹脂）とＳｉＯ２フィラー（絶縁フィラー）からなる絶縁膜１０６によって被覆されている。
【０１７０】
また、ソース電極１０２上にはＡｇフィラーとアクリル樹脂からなる第１の導電性バンプ１０４が形成されており、第１のバンプ頭部上の絶縁膜１０６上に設けられた第２の導電性バンプ１０８と中間層１１０を介して接続された構造を有している。
【０１７１】
ここで、第２の導電性バンプ１０８はＡｇフィラー（導電フィラー）、ポリビニルブチラール樹脂（第２の高分子樹脂）から構成され、中間層１１０は少なくともポリビニルアルコール樹脂（第１の高分子樹脂）、Ａｇフィラー（導電フィラー）、ポリビニルブチラール樹脂（第２の高分子樹脂）から構成されている。
【０１７２】
更に、第２の導電性バンプ１０８を被覆するように絶縁膜１０６上にはＡｇフィラーとアクリル樹脂からなる画素電極(上部電極に相当)１１２が設けられている。
【０１７３】
本実施例においてもゲート電極１２０とドレイン電極１１４は図示されていない引き出し配線によってアクティブマトリックス領域外に引き出されて、各々電圧が印加できる構造となっている。
【０１７４】
本実施例の構造も実施例５と同様に、画素電極１１２は第２の導電性バンプ１０８、中間層１１０、第１の導電性バンプ１０４を介してソース電極１０２に接続されているので、ドレイン電極１１４とゲート電極１２０の組み合わせによって有機ＴＦＴがＯＮ／ＯＦＦし画素電極１１２の電位が変化する。
【０１７５】
本実施例ではゲート電極１２０に±２０Ｖ、ドレイン電極１１４に±２０Ｖを印加することで、画素電極１１２には＋電位、０Ｖ、−電位の３種類を誘起することができる。
【０１７６】
この動作をアクティブマトリックス駆動回路に応用すると、アクティブマトリックス駆動回路の４８０個あるゲート電極群にセレクト信号を、６４０個あるドレイン電極群にデータ信号を入れると、セレクト信号によって選択された有機ＴＦＴはゲート信号とデータ信号の符号によってＯＮ／ＯＦＦ動作を行い、有機ＴＦＴに接続された画素電極１１２の電位を＋電位、０Ｖ、−電位で切り替えることができ、電気泳動素子等のメモリー性のある表示素子を駆動する回路を構成できる。
【０１７７】
次に、本実施例のアクティブマトリックス駆動回路の作製方法を述べる。
【０１７８】
ＰＣ基板１００上にインクジェット法によってナノＡｇインクを印刷し、１８０℃で３０分の加熱を行って、厚さ１００ｎｍのゲート電極１２０を形成した。次に、Ｎ−メチルピロリドンに溶解した熱重合型ポリイミド溶液を、スピンコート法を用いて塗布し、１８０℃で６０分の加熱を行って、厚さ７００ｎｍのゲート絶縁膜１１８を形成した。
【０１７９】
その後、ソース電極１０２、ドレイン電極１１４を形成する領域にフォトマスクを介して紫外線を照射し、ゲート絶縁膜１１８の表面改質を行った。
【０１８０】
その後、インクジェット法を用いて紫外線を照射した領域にナノ銀インクを印刷し、１８０℃で３０分の加熱を行って、厚さ１５０ｎｍのソース電極１０２とドレイン電極１１４を完成させた。
【０１８１】
その後、トリアリールアミン系高分子化合物からなる有機半導体をキシレンに溶解してインクを処方し、ソース電極１０２とドレイン電極１１４との間にインクジェット法を用いて前記インクを印刷し、１３０℃で３０分の加熱を行ってキシレンを蒸発させ、有機半導体層１２２を形成し、有機半導体１２２を活性層とした薄膜トランジスタ（有機ＴＦＴ）をマトリックス状（６４０×４８０個）に作製した。
【０１８２】
その後、インクジェット法を用いて光硬化型エポキシ樹脂を有機半導体層上に印刷し、全面に紫外線を照射して光硬化型エポキシ樹脂を硬化し、有機半導体層１２２を被覆する第２の絶縁膜１２４を形成した。
【０１８３】
その後、ゲート絶縁膜１１８で被覆されていないソース電極（第１の金属電極に相当）１０２上にスクリーン印刷法によりＡｇペーストを用いて直径６０μｍの第１の導電性バンプ１０４を印刷した。ＡｇペーストはＡｇフィラー、アクリル樹脂、ブチルカルビトールルアセタートからなり、粘度は１８０Ｐａ・ｓである。使用したスクリーン版は線径１６μｍのステンレスメッシュ３６０番で乳剤厚さは２５μｍである。このスクリーン版のアライメントマークをソース電極１０２のアライメントマークに位置合わせした後、ゴム硬度７０のスキージを用いてＡｇペーストを印刷した。
【０１８４】
その後、１２０℃で６０分の加熱を行ってブチルカルビトールルアセタートを蒸発させ、第１の導電性バンプ１０４を完成させた。硬化後での第１の導電性バンプ１０４の高さは５μｍであり、順テーパー形状になっていた。
【０１８５】
その後、スクリーン印刷法によって全面に絶縁ペーストを印刷した。絶縁ペーストはポリビニルアルコール樹脂からなる第１の高分子樹脂とαテルピネオールからなるビヒクルにＢａＴｉＯ３フィラーとＳｉＯ２フィラーからなる絶縁フィラーが分散したペーストで、粘度は８０Ｐａ・ｓである。絶縁膜印刷に用いたスクリーン版はマトリック状に配置された有機ＴＦＴ領域に相当する箇所には乳剤パターンを設けておらず、アクティブマトリックス部はベタ印刷される版となっている。スクリーン版は線径２３μｍのステンレスメッシュ４００番である。スクリーン版のアライメントマークを第１の導電性バンプ１０４のアライメントマークに合わせた後、ゴム硬度６０度のスキージを用いて絶縁ペーストの印刷し、その後１２０℃で６０分の熱硬化を行って第１の導電性バンプ１０４を被覆する絶縁膜１０６を完成させた。
【０１８６】
次に、第１の導電性バンプ１０４頭部の絶縁膜１０６上に直径６０μｍの第２の導電性バンプ１０８をスクリーン印刷法によって形成した。印刷に用いた導電ペーストはＡｇフィラーからなる導電フィラー、ポリビニルブチラール樹脂からなる第２の高分子樹脂、αテルピネオールからなる有機溶媒によって構成されており、粘度は２１０Ｐａ・ｓである。使用したスクリーン版は線径１６μｍのステンレスメッシュ３６０番、乳剤厚さは２５μｍである。前記スクリーン版のアライメントマークを第１の導電性バンプ１０４のアライメントマークに位置合わせし、ゴム硬度７０のスキージを用いて第１の導電性バンプ１０４上の絶縁膜１０６に第２の導電性バンプ１０８を印刷した。
【０１８７】
その後、室温中で３０分間放置することで、第２の導電性バンプ１０８のαテルピネオール（有機溶媒）が絶縁膜１０６を構成しているポリビニルアルコール樹脂（第1の高分子樹脂）を溶解し、第２の導電性バンプ１０８のＡｇフィラー（導電フィラー）やポリビニルブチラール樹脂（第2の高分子樹脂）が沈降して、第１の高分子樹脂であるポリビニルアルコール樹脂、第２の導電性バンプ１０８の構成成分であるＡｇフィラー（導電フィラー）、ポリビニルブチラール樹脂（第２の高分子樹脂）、αテルピネオール（有機溶媒）を少なくとも含有する中間層１１０が形成され、一部の導電フィラーは第１の導電性バンプ１０４に達するようになる。なお、本実施例では中間層１１０に絶縁膜１０６を構成するＢａＴｉＯ３フィラーとＳｉＯ２フィラーも含有されている。
【０１８８】
ここで、有機半導体層１２２は第２の導電性バンプの有機溶媒αテルピネオールに溶解しないエポキシ樹脂からなる第２の絶縁膜１２４で被覆されているので、第１の高分子樹脂の溶解には至らないが、膨潤、湿潤、拡散等によって、第２の導電性バンプ１０８直下外に染み出したαテルピネオール（有機溶媒）は第２の絶縁膜１２４との界面では膨潤，湿潤，拡散が抑制され、第２の絶縁膜１２４中には入り込みにくくなり、αテルピネオールによる有機半導体層１２２へのダメージをほぼ抑制することができる。
【０１８９】
そのため、有機半導体層１２２にダメージを与える有機溶媒も第２の導電性バンプ１０８の有機溶媒として使用でき、第２の導電性バンプ１０８の有機溶媒の選定範囲が広がり、プロセスの自由度が向上する。
【０１９０】
また、図１６に示すように、第２の導電性バンプ１０８を印刷する工程で大きなアライメントズレが発生して第２の導電性バンプ１０８の一部が有機半導体層１２２直上にかかった場合も、第２の絶縁膜１２４との界面でαテルピネオールの浸透がほぼ抑制されるため、少なくともポリビニルアルコール樹脂（第１の高分子樹脂）、Ａｇフィラー（導電フィラー）、ポリビニルブチラール樹脂（第２の高分子樹脂）を含有する中間層１１０は第２の絶縁膜１２４との界面までしか形成されず、αテルピネオール（有機溶媒）による有機半導体層１２２へのダメージを抑制することができる。
【０１９１】
更に、設計上で第２の導電性バンプ１０８の一部を有機半導体層直上に配置することも可能であり、有機ＴＦＴおよびアクティブマトリックス駆動回路のデザインルールを縮小できる。
【０１９２】
その後、１２０℃で６０分の加熱を行って第２の導電性バンプ１０８と中間層１１０からαテルピネオールを蒸発させ、第２の導電性バンプ１０８と中間層１１０を硬化させた。
【０１９３】
その結果、中間層１１０はポリビニルアルコール樹脂（第１の高分子樹脂）と第２の導電性バンプ１０８の構成成分であるＡｇフィラー（導電フィラー）、ポリビニルブチラール樹脂（第２の高分子樹脂）を少なくとも含有することになる。本実施例では絶縁膜１０６を構成するＢａＴｉＯ３フィラーとＳｉＯ２フィラーも中間層１１０に含有される。
【０１９４】
次に、絶縁膜１０６上に第２の導電性バンプ１０８と接続するように画素電極（上部電極）１１２をスクリーン印刷法によって形成した。印刷に用いた導電ペーストはＡｇフィラー、アクリル樹脂、ブチルカルビトールルアセタートからなり、粘度は１８０Ｐａ・ｓである。使用したスクリーン版は線径２３μｍのステンレスメッシュ５００番で乳剤厚さは１０μｍである。このスクリーン版のアライメントマークを第２の導電性バンプ１０８のアライメントマークに位置合わせした後、ゴム硬度７０のスキージを用いて導電ペーストを印刷し、その後１２０℃で３０分の加熱を行って画素電極１１２を形成し、６４０×４８０個の有機半導体の薄膜トランジスタからなるアクティブマトリックス駆動回路を完成させた。
【０１９５】
本実施例ではドット形状の第１の導電性バンプ１０４、第２の導電性バンプ１０８を印刷するだけでソース電極１０２と画素電極１１２のコンタクトを実現できる。スクリーン印刷法は１００μｍ以下のドット印刷を比較的容易に行うことができるので、本方法によって１００μｍ以下の微細なビアポストを有する有機ＴＦＴおよびアクティブマトリックス駆動回路を容易に実現できる。
【０１９６】
また、フォトリソグラフィー・エッチング等のＬＳＩ製造プロセスを採用していないので、微細なビアホール（ビアポスト）を有するＴＦＴおよびアクティブマトリックス駆動回路の製造コストを飛躍的に低減することが可能である。
【０１９７】
また、有機半導体層１２２が第２の導電性バンプ１０８の有機溶媒に溶解しない第２の絶縁膜１２４で被覆されているので、第１の高分子樹脂の溶解には至らないが、膨潤、湿潤、拡散等によって第２の導電性バンプ１０８直下外に染み出した有機溶媒も第２の絶縁膜１２４中には入り込みにくいため、第２の導電性バンプ１０８の有機溶媒による有機半導体層１２２へのダメージをほぼ抑制することができる。
【０１９８】
その結果、第２の導電性バンプ１０８の有機溶媒選定の自由度が向上し、また第２の導電性バンプ１０８を印刷する工程でのアライメントマージンが大きくなる。更に、有機半導体層１２２直上に第２の導電性バンプ１０８の一部がかかる構造も採用できるため、有機ＴＦＴおよびアクティブマトリックス駆動回路のデザインルールを縮小できる。
【０１９９】
なお、本実施例ではトリアリールアミン系高分子化合物を例に説明したが、前記材料に限定されず、ポリチオフェン、ポリフェニレンビニレン、ポリフルオレン、ペンタセンに置換基を導入して可溶化させた誘導体等の有機半導体が使用できる。
＜実施例７＞
本発明の実施例に係るフラットパネルディスプレイの一例を図１７に示す。
【０２００】
本実施例に係るフラットパネルディスプレイは実施例６のアクティブマトリックス駆動回路をバックプレーンとして用い、アクティブマトリックス駆動回路上に表示素子として電気泳動素子を設けた構造となっている。
【０２０１】
電気泳動素子の詳細を説明すると、直径約７０μｍのマイクロカプセル中に−（マイナス）帯電したカーボンブラックと＋（プラス）帯電したＴｉＯ２微粒子がシリコーンオイルからなる分散媒中に分散しており、各マイクロカプセルはＰＣ基板からなる対向基板の一面に形成された厚さ７５０ｎｍのＩＴＯ（Ｉｎｄｉｕｍ  Ｔｉｎ  Ｏｘｉｄｅ）からなる共通透明電極上にほぼ単分散で配列した構造を有している。
【０２０２】
前記電気泳動素子のマイクロカプセル面を下面とし、アクティブマトリックス駆動回路の画素電極側を上面としてエポキシ系接着層を介して接続され、フラットパネルディスプレイを構成している。
【０２０３】
次に、電気泳動素子およびフラットパネルディスプレイの作製方法を述べる。
【０２０４】
重量分率でＴｉＯ２微粒子（白）２５％、カーボンブラック（黒）２％、およびシリコーンオイルからなる分散媒と少量の界面活性剤を混合し、その後超音波分散を３０分間行って白黒粒子分散液を調製した。その後、界面重合法，不溶化反応法，相分離法等の方法を用いてマイクロカプセル化した。マイクロカプセルの平均粒径は約７０μｍである。
【０２０５】
また、ＰＣ基板からなる対向基板の一面に、ＩＴＯターゲットを用いてＡｒ、Ｏ２ガス雰囲気中で反応性スパッタ法によってＩＴＯを７５０ｎｍ成膜し、共通透明電極を形成した。
【０２０６】
その後、前記マイクロカプセルをウレタン樹脂溶液に分散し、キャスト法を用いて前記分散液を共通透明電極上に展開し、その後溶媒を蒸発させてマイクロカプセルをウレタン樹脂に固定化し、電気泳動素子を完成させた。
【０２０７】
その後、アクティブマトリックス駆動回路に接着剤を塗布し、アクティブマトリックス駆動回路上に電気泳動素子を載せて密着し、６０℃で３０分の加熱を行ってフラットパネルディスプレイを完成させた。
【０２０８】
アクティブマトリックス駆動回路のゲート電極群に±２０Ｖのセレクト信号を、ドレイン電極群に±２０Ｖのデータ信号を入力すると、画素電極の電位は＋電位、０Ｖ、−電位で切り替わり、データ信号に基づく画像が表示された。全白表示での反射率は３０％〜３５%、全黒表示での反射率は５％以下になり、コントラスト６以上の良好な画像が表示された。
【０２０９】
また、ゲート電極、ドレイン電極の電圧を０Ｖとした場合も画像は表示され続け、１週間後にも画像の劣化はほとんどなく、良好なメモリー性が確認された。
【０２１０】
本実施例のフラットパネルディスプレイは実施例６のアクティブマトリックス駆動回路を用いているので、フラットパネルディスプレイ、特に電子ペーパーの製造コストを飛躍的に低減でき、かつ良好な画像表示特性を有している。
【０２１１】
上述した実施例において、膜厚は一例であり、適宜変更可能である。
【産業上の利用可能性】
【０２１２】
本発明は、多層配線プリント基板、多層配線セラミック基板、多層配線フレキシブル基板の作製方法および多層配線プリント基板、多層配線セラミック基板、多層配線フレキシブル基板に適用できる。
【図面の簡単な説明】
【０２１３】
【図１】本発明の一実施例に係る多層配線の作製方法の一例を示す要部部分断面図（その１）である。
【図２】本発明の一実施例に係る多層配線の作製方法の一例を示す要部部分断面図（その２）である。
【図３】本発明の一実施例に係る多層配線の作製方法の一例を示す要部部分断面図（その３）である。
【図４】本発明の一実施例に係る多層配線の作製方法の一例を示す要部部分断面図（その４）である。
【図５】本発明の一実施例に係る多層配線の作製方法の一例を示す要部部分断面図（その５）である。
【図６】本発明の一実施例に係る多層配線の作製方法の一例を示す要部部分断面図（その６）である。
【図７】本発明の一実施例に係る多層配線の作製方法の一例を示す要部部分断面図（その１）である。
【図８】本発明の一実施例に係る多層配線の作製方法の一例を示す要部部分断面図（その２）である。
【図９】本発明の一実施例に係る多層配線の作製方法の一例を示す要部部分断面図（その３）である。
【図１０】本発明の一実施例に係る多層配線の作製方法の一例を示す要部部分断面図（その４）である。
【図１１】コンタクトチェーンの評価結果を示す説明図である。
【図１２】コンタクトチェーンの評価結果を示す説明図である。
【図１３】コンタクトチェーンの評価結果を示す説明図である。
【図１４】本発明の一実施例に係るアクティブマトリクス駆動回路の一例を示す要部部分断面図である。
【図１５】本発明の一実施例に係るアクティブマトリック駆動回路の一例を示す要部部分断面図である。
【図１６】第２の導電性バンプを印刷する工程でアライメントズレが発生した時の要部部分断面図である。
【図１７】本発明の一実施例に係るフラットパネルディスプレイの一例を示す要部部分断面図である。
【図１８】上下金属配線を接続する方法を示す要部部分断面図である。
【図１９】第１の配線と銅箔が接続される方法を示す要部部分断面図である。
【図２０】ビアポストを露出させる方法を示す要部部分断面図である。
【図２１】金属ペーストが半導体基板を導通する方法を示す要部部分断面図である。
【符号の説明】
【０２１４】
１００  基板
１０２  第１の金属電極
１０４  第１の導電性バンプ
１０６  絶縁膜
１０８  第２の導電性バンプ
１１０  中間層
１１２  第２の金属電極（画素電極）
１１４  ドレイン電極
１１６  半導体層
１１８  ゲート絶縁膜
１２０  ゲート電極
１２２  有機半導体層
１２４  第２の絶縁膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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