(57)【要約】【課題】  簡単な工程を用いて、使用する液体材料の使用効率を飛躍的に向上させてコストダウンを図ることができるとともに、確実にコンタクトホールに金属プラグを形成することができる半導体装置の製造方法を提供する。【解決手段】  本発明の半導体装置の製造方法は、絶縁膜を介して設けられる第１導電膜と第２導電膜とを電気的に接続するために絶縁膜に設けられたコンタクトホール内に第１導電膜と第２導電膜との電気的接続をとる金属プラグ（導電接続部材）を形成する半導体装置の製造方法であり、第１導電膜の上にマスクピラーを用いて形成されたコンタクトホールを有する絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程ＳＴ０と、前記コンタクトホール内に液体材料を選択的に配置する液体材料配置工程ＳＴ２と、コンタクトホール内の液体材料を乾燥焼成することで固化して金属プラグを得る乾燥工程ＳＴ３と、マスク材除去工程ＳＴ４とを有している。【選択図】        図３
2005101557.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
絶縁膜を介して設けられる第１導電膜と第２導電膜とを、前記絶縁膜に埋設された導電接続部材により電気的に接続してなる導電接続構造を具備した半導体装置の製造方法であって、
前記第１導電膜上に前記絶縁膜を形成するとともに、当該絶縁膜を貫通して前記第１導電膜に達するコンタクトホールを形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜上に、前記コンタクトホールに通じる開口を具備したマスク材を形成するマスク材形成工程と、
前記マスク材の開口を介して、コンタクトホールに対し選択的に液体材料を配する液体材料配置工程と、
前記液体材料を乾燥固化して前記導電接続部材を形成する乾燥工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項２】
絶縁膜を介して設けられる第１導電膜と第２導電膜とを、前記絶縁膜に埋設された導電接続部材により電気的に接続してなる導電接続構造を具備した半導体装置の製造方法であって、
前記第１導電膜上に前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、
前記絶縁膜上にマスク材をパターン形成するマスク材形成工程と、
前記マスク材を介して前記絶縁膜を部分的に除去し、前記絶縁膜を貫通して前記第１導電膜に達するコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、
前記マスク材の開口を介して、コンタクトホールに対し選択的に液体材料を配する液体材料配置工程と、
前記液体材料を乾燥固化して前記導電接続部材を形成する乾燥工程と、
を有することを特徴とする半導体装置の製造方法。
【請求項３】
前記絶縁膜形成工程が、
前記コンタクトホールが形成されるべき前記第１導電膜上の領域にマスクピラーを形成する工程と、
前記マスクピラーを除く領域に絶縁膜を形成する工程と、
前記マスクピラーを除去して前記絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程と
を含む工程であることを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項４】
前記絶縁膜形成工程が、前記第１導電膜上に液体絶縁材料を塗布する絶縁材料塗布工程と、塗布した前記液体絶縁材料を固化する絶縁材料固化工程とを含む工程であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項５】
前記絶縁材料固化工程が、前記液体絶縁材料を加熱し固化する工程であることを特徴とする請求項４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項６】
前記絶縁膜形成工程において、
前記第１導電膜上に感光性樹脂材料からなる前記絶縁膜を形成し、該絶縁膜に対して露光、現像処理を施すことにより、当該絶縁膜を貫通する前記コンタクトホールを形成することを特徴とする請求項１に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項７】
前記マスク材を形成するに際して、
前記絶縁膜上に感光性樹脂材料からなる感光性樹脂膜を形成し、
前記感光性樹脂膜を露光、現像処理することで前記コンタクトホールと略同一の開口径を有する開口部を具備したマスク材を形成することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項８】
前記液体材料配置工程に先立って、
前記絶縁膜上に設けたマスク材を減圧下に配置するとともに所定温度に加熱し、さらに前記マスク材に対して紫外線を照射する硬化工程を有することを特徴とする請求項７に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項９】
前記紫外線の照射後に、さらに前記マスク材を前記所定温度以上の高温に加熱する熱処理工程を有することを特徴とする請求項８に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１０】
前記乾燥工程における処理温度を、前記熱硬化処理工程における処理温度以下とすることを特徴とする請求項９に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１１】
前記マスク材は無機材料からなり、当該マスク材を形成するに際して、
前記絶縁膜上に無機材料からなるマスク材膜を成膜するマスク材膜形成工程と、
前記マスク材膜膜をフォトエッチングすることによりパターニングするパターニング工程と
を含むことを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１２】
前記液体材料配置工程に先立って、前記マスク材の表面を撥液化する撥液処理工程を有することを特徴とする請求項１から１１のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１３】
前記マスクピラーを形成するに際して、
前記第１導電膜上のコンタクトホール形成領域に液体有機材料を選択的に供給し、当該液体有機材料を固化させて前記マスクピラーを形成することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１４】
前記マスクピラーを形成するに際して、
前記第１導電膜上に液体有機材料を塗布する工程と、該液体有機材料を固化させて有機膜を形成する固化工程と、前記有機膜を露光、現像することにより前記マスクピラーを形成するパターニング工程とを有することを特徴とする請求項３から５のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１５】
前記コンタクトホールの形成領域に設けた前記マスクピラーを減圧下に配置し、前記マスクピラーを所定温度に加熱しつつマスクピラーに紫外線を照射する硬化工程を有することを特徴とする請求項１４に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１６】
前記硬化工程が、前記紫外線の照射後に、前記マスクピラーを前記所定温度以上の高温に加熱する熱処理工程を有することを特徴とする請求項１５に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１７】
前記マスクピラーを撥液処理する工程を含むことを特徴とする請求項１４から１６のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法。
【請求項１８】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の半導体装置の製造方法を含むことを特徴とする電子デバイスの製造方法。
【請求項１９】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の製造方法により得られた半導体装置を具備したことを特徴とする電子デバイス。
【請求項２０】
請求項１から１７のいずれか１項に記載の製造方法により得られた半導体装置を具備したことを特徴とする表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体装置の製造方法、電子デバイスの製造方法、電子デバイス、及び表示装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイスの一例としてたとえば半導体装置を例に挙げると、半導体装置は、ＬＳＩ（大規模集積回路）のような例では、微細化や高集積化が進んでいる。このために、半導体装置のたとえば上側の配線部と下側の配線部とを、微細な貫通接続孔（コンタクトホール）に埋設したメタル（金属プラグ）を介して電気的に接続する技術が提案されている（たとえば特許文献１。）。
【特許文献１】特開平５―３１７１号公報（第１頁、第２頁、図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところが、このようにコンタクトホール（貫通接続孔）にメタルを埋め込んで、上側の配線部と下側の配線部を電気的に接続する方式では、次のような問題がある。すなわち、従来技術では、金属プラグを形成する際に、接続孔を有する基板の全面に対して、金属膜を気相成長法（ＣＶＤ）により非選択的に形成し、その後、所謂エッチバック法やＣＭＰ（ケミカル・メカニカル・ポリッシング）法などの手法を用いて、余分な箇所の金属膜を除去して、貫通接続孔内のみにメタルを埋め込んだ状態にする作業が必要となってしまう。これらの作業では、エッチバック処理によるメタルの除去の不均一性や、オーバーエッチングによるメタルの削り過ぎや、あるいはＣＭＰ法による削り過ぎなどの問題が生じる。
また、この基板上の余分な箇所に形成された金属膜は、上述したような手法により除去して捨ててしまうので、使用する金属材料の使用効率が低くなるという問題もある。
【０００４】
そこで本発明は上記課題を解消し、簡単な工程を用いて、使用するメタル材料の使用効率を飛躍的に向上させてコストダウンを図ることができるとともに、確実にコンタクトホールに導電接続部材を形成することができる半導体装置の製造方法、電子デバイスの製造方法、および電子デバイスを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するために、絶縁膜を介して設けられる第１導電膜と第２導電膜とを、前記絶縁膜に埋設された導電接続部材により電気的に接続してなる導電接続構造を具備した半導体装置の製造方法であって、前記第１導電膜上に前記絶縁膜を形成するとともに、当該絶縁膜を貫通して前記第１導電膜に達するコンタクトホールを形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜上に、前記コンタクトホールに通じる開口を具備したマスク材を形成するマスク材形成工程と、前記マスク材の開口を介して、コンタクトホールに対し選択的に液体材料を配する液体材料配置工程と、前記液体材料を乾燥固化して前記導電接続部材を形成する乾燥工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供するものである。
【０００６】
上記製造方法では、絶縁膜形成工程にて、第１導電膜上に、コンタクトホールを有する絶縁膜を形成し、続くマスク材形成工程にて、絶縁膜上にコンタクトホールに通じる開口を有したマスク材を形成する。そして、液体材料配置工程で、マスク材の開口と絶縁膜のコンタクトホールとからなる開口部に液体材料を選択的に配置する。その後、乾燥工程にて前記コンタクトホール内の液体材料を乾燥して焼成することで固体の導電接続部材を得る。
このように本製造方法では、絶縁膜に設けられたコンタクトホール内に導電接続部材を形成するに際して、コンタクトホールと絶縁膜上のマスク材の開口とにより構成される開口部に対して、導電接続部材を形成するための液体材料を供給するようになっているため、従来の金属プラグ（導電接続部材）の製造方法で必要とされていたエッチバック処理やＣＭＰ処理が不要である。これにより、高価な真空装置を用いることなく簡便な製造工程にて導電接続部材を形成でき、もって半導体装置の製造コスト低減、並びに製造効率の向上を実現できる。
また、導電接続部材を形成するための液体材料は、絶縁膜のコンタクトホールに選択的に充填されるので、基板の全体に渡って液体材料を形成する場合に比して、導電接続部材の形成材料の使用効率が飛躍的に向上するため、さらなるコストダウンを図れる。
【０００７】
また本発明は、絶縁膜を介して設けられる第１導電膜と第２導電膜とを、前記絶縁膜に埋設された導電接続部材により電気的に接続してなる導電接続構造を具備した半導体装置の製造方法であって、前記第１導電膜上に前記絶縁膜を形成する絶縁膜形成工程と、前記絶縁膜上にマスク材をパターン形成するマスク材形成工程と、前記マスク材を介して前記絶縁膜を部分的に除去し、前記絶縁膜を貫通して前記第１導電膜に達するコンタクトホールを形成するコンタクトホール形成工程と、前記マスク材の開口を介して、コンタクトホールに対し選択的に液体材料を配する液体材料配置工程と、前記液体材料を乾燥固化して前記導電接続部材を形成する乾燥工程と、を有することを特徴とする半導体装置の製造方法を提供するものである。
【０００８】
この第２の発明の製造方法では、コンタクトホールが形成された絶縁膜を得るに際して、まず絶縁膜を第１導電膜上に形成し、その後この絶縁膜上にマスク材をパターン形成し、さらにマスク材を介して絶縁膜をパターニングすることで前記コンタクトホールを形成する。そして、コンタクトホールの形成に用いたマスク材を除去することなく、コンタクトホールに対して液体材料を供給する。この製造方法であっても、上記第１の発明と同様、エッチバック処理やＣＭＰ処理を要することなく前記導電接続部材を形成でき、また導電接続部材を形成するための液体材料の使用効率も良好なものとなる。さらに、コンタクトホールを形成するためのマスク材と、液体材料を選択は位置するためのマスク材とが共通の部材となるので、工程の効率化によるコストダウンを図れるという利点がある。
【０００９】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記絶縁膜形成工程が、前記コンタクトホールが形成されるべき前記第１導電膜上の領域にマスクピラーを形成する工程と、前記マスクピラーを除く領域に絶縁膜を形成する工程と、前記マスクピラーを除去して前記絶縁膜にコンタクトホールを形成する工程とを含む工程であってもよい。
係る製造方法では、コンタクトホールを形成する位置にマスクピラーを設けたのち、その周囲に絶縁膜を形成する。その後、マスクピラーを除去すると、絶縁膜に貫通孔が形成されるので、これをコンタクトホールとすることができる。したがって、本製造方法によれば、コンタクトホールを形成するために、絶縁膜をドライエッチングする必要がなく、高価な真空装置を必要としない。このため、コンタクトホールの形成を迅速に行なうことができるとともに、コンタクトホールを形成するための手間とエネルギーとを節減でき、電子デバイスのコストを低減することができる。また、本発明は、ドライエッチングという方法を用いないため、プラズマダメージやフォトレジストの硬化などの問題が発生することがない。更に、本発明においては、下層の導電層が曝されるのはマスクピラー（例えばフォトレジスト）の除去剤に対してであり、導電層がエッチングされることがない。従って、安定にかつ高精度にコンタクトホールを形成することが可能となる。
【００１０】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記絶縁膜形成工程が、前記第１導電膜上に液体絶縁材料を塗布する絶縁材料塗布工程と、塗布した前記液体絶縁材料を固化する絶縁材料固化工程とを含む工程であってもよい。この製造方法によれば、真空装置などを用いずに絶縁膜を形成することが可能で、工程の簡素化、コストの低減を図ることができる。
【００１１】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記絶縁材料固化工程が、前記液体絶縁材料を加熱し固化する工程であってもよい。液体絶縁材料を用いて絶縁膜を形成する場合に用いる液体絶縁材料としては、シロキサン結合を有するＳＯＧ（Spin On Glass）、ポリシラザン、ポリイミド、低誘電率材料（いわゆるＬｏｗ−Ｋ材）などを使用することができる。また、前記液体絶縁材料が、必ずしも絶縁性を有することはなく、最終的に得られた膜が絶縁膜であれば良い。そして、これらの液体絶縁材料は、有機溶媒に溶解して塗布したのち、一般に熱処理することにより、絶縁膜とすることができる。したがって、絶縁材料固化工程は、液体絶縁材料を加熱して行なうことが望ましい。
【００１２】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記絶縁膜形成工程において、前記第１導電膜上に感光性樹脂材料からなる前記絶縁膜を形成し、該絶縁膜に対して露光、現像処理を施すことにより、当該絶縁膜を貫通する前記コンタクトホールを形成することもできる。
この製造方法は、有機材料からなる前記絶縁膜を形成する場合に適用される。有機絶縁材料からなる絶縁膜を形成する場合、感光性樹脂材料を用いて形成した絶縁膜を直接露光、現像して前記コンタクトホールを形成でき、簡便に絶縁膜及びコンタクトホールを形成できる。
【００１３】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記マスク材を形成するに際して、前記絶縁膜上に感光性樹脂材料からなる感光性樹脂膜を形成し、前記感光性樹脂膜を露光、現像処理することで前記コンタクトホールと略同一の開口径を有する開口部を具備したマスク材を形成することもできる。
【００１４】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記液体材料配置工程に先立って、前記絶縁膜上に設けたマスク材を減圧下に配置するとともに所定温度に加熱し、さらに前記マスク材に対して紫外線を照射する硬化工程を有する製造方法とすることもできる。
この製造方法によれば、マスク材を減圧下に配置すると、マスク材中に溶存していた水分がマスク材から離脱する。そして、紫外線の照射によって、水分の影響を受けることなく架橋反応を促進することができ、マスク材を緻密にできて耐熱性、耐薬品性を向上することができる。
【００１５】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記紫外線の照射後に、さらに前記マスク材を前記所定温度以上の高温に加熱する熱処理工程を有する製造方法とすることもできる。
前記硬化工程後に、マスク材を前記所定温度以上の温度に加熱する熱処理工程を追加することができる。これにより、一層緻密で耐熱性、耐薬品性に優れたマスク材とすることができると同時に、その後に行われる乾燥工程における熱処理において、マスク材からのガス放出を低減させることができる。
【００１６】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記乾燥工程における処理温度を、前記熱処理工程における処理温度以下とすることが好ましい。これにより、後段の加熱処理によってマスク材が劣化するのを効果的に防止することができる。
【００１７】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記マスク材は無機材料からなり、当該マスク材を形成するに際して、前記絶縁膜上に無機材料からなるマスク材膜を成膜するマスク材膜形成工程と、前記マスク材膜膜をフォトエッチングすることによりパターニングするパターニング工程とを含む製造方法とすることもできる。アルミニウム等の無機材料からなるマスク材膜の蒸着は、真空蒸着やスパッタリングなどの物理蒸着、ＣＶＤなどの化学蒸着を用いることができる。前記のフォトエッチングは、マスク材膜の上面にフォトリソグラフィー法を用いてレジストマスクを形成し、このレジストマスクを用いてマスク材膜をエッチングする方法である。
【００１８】
本発明に係る半導体装置の製造方法は、前記液体材料配置工程に先立って、前記マスク材の表面を撥液化する撥液処理工程を有する製造方法とすることもできる。マスク材を撥液処理すれば、液体材料を塗布することにより導電接続部材（金属プラグ）を形成する場合に、液体材料がマスク材の上面に付着するのを防止することができ、導電接続部材を安定に形成でき、またマスク材の除去も容易に行なうことができる。撥液処理は、マスク材を活性化したフッ素などに晒すことによって行なうことができる。活性なフッ素は、四フッ化炭素（ＣＦ4）などのフッ素系のガスを、大気圧状態においてプラズマ（いわゆる大気圧プラズマ）を生成することによって、容易に得ることができる。なお、撥液処理は、マスク材を撥液性のフォトレジストによって形成すれば不要である。
【００１９】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記マスクピラーを形成するに際して、前記第１導電膜上に液体有機材料を塗布する工程と、該液体有機材料を固化させて有機膜を形成する固化工程と、前記有機膜を露光、現像することにより前記マスクピラーを形成するパターニング工程とを有する製造方法とすることもできる。
また、本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記マスクピラーを形成するに際して、前記第１導電膜上のコンタクトホール形成領域に液体有機材料を選択的に供給し、当該液体有機材料を固化させて前記マスクピラーを形成することもできる。
コンタクトホールを形成するためのマスクピラーの形成には、上記のいずれの方法も採用できる。特に液体有機材料を選択的に配置してマスクピラーを形成するならば、マスクピラーのパターン形成に際しての除去工程が不要であり、製造プロセスが簡略化される。このように選択的に液体有機材料を配置するには、液滴吐出装置を用いた液滴吐出法が好適である。
【００２０】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記コンタクトホールの形成領域に設けた前記マスクピラーを減圧下に配置し、前記マスクピラーを所定温度に加熱しつつマスクピラーに紫外線を照射する硬化工程を有していてもよい。マスクピラーを減圧下に配置すると、マスクピラー中に溶存していた水分がマスクピラーから離脱する。そして、紫外線の照射によって、水分の影響を受けることなく架橋反応を促進することができ、マスク材を緻密にできて耐熱性、耐薬品性を向上することができる。
【００２１】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記硬化工程が、前記紫外線の照射後に、前記マスクピラーを前記所定温度以上の高温に加熱する熱処理工程を有することが好ましい。前記硬化工程後に、マスクピラーを前記所定温度以上の温度に加熱する熱処理工程を追加することができる。これにより、一層緻密で耐熱性、耐薬品性に優れたマスクピラーを得ることができ、その後に行われる絶縁膜形成工程における熱処理において、マスクピラーからのガス放出を低減させることができる。
【００２２】
本発明に係る半導体装置の製造方法では、前記マスクピラーを撥液処理する工程を含んでいてもよい。マスクピラーを撥液処理すれば、液体絶縁材料を塗布することにより絶縁膜を形成する場合に、液体絶縁材料がマスクピラーの上面に付着するのを防止することができ、マスクピラーの除去を容易に行なうことができる。当該撥液処理の方法は、先のマスク材の撥液処理と同様である。
【００２３】
次に、本発明に係る電子デバイスの製造方法は、先に記載の本発明の半導体装置の製造方法を含むことを特徴とする。この製造方法によれば、電気的特性に優れ、また信頼性の高い電子デバイスを簡便に製造することが可能になる。
【００２４】
次に、本発明に係る電子デバイスは、先に記載の本発明に係る半導体装置の製造方法により得られた半導体装置を具備したことを特徴とする。この構成によれば、エッチバック処理やＣＭＰ処理が不要であり、かつ材料の使用効率も高い本発明の製造方法により得られる半導体装置を具備し、安価でありながら電気的特性及び信頼性に優れた電子デバイスが得られる。
【００２５】
本発明の表示装置は、先に記載の本発明に係る製造方法により得られた半導体装置を含むことを特徴とする。この構成によれば、エッチバック処理やＣＭＰ処理が不要であり、かつ材料の使用効率も高い本発明の製造方法により得られる半導体装置を具備しているので、安価でありながら電気的特性及び信頼性に優れた表示装置、例えば液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の好適な実施形態を図面に基づいて説明する。
図１と図２は、本発明に係る半導体装置の製造方法の好ましい実施形態を示す図であって、当該製造方法の基本的な製造工程を示す図である。図３は、本発明に係る半導体装置の製造方法１０を示すフロー図である。図１ないし図３に示す半導体装置の製造方法１０は、絶縁膜形成工程ＳＴ０、マスク材形成工程ＳＴ１、液体材料配置工程ＳＴ２、乾燥工程ＳＴ３およびマスク材除去工程ＳＴ４を有している。図１には、上記各工程のうち、絶縁膜形成工程ＳＴ０が示されており、図２には、マスク材形成工程ＳＴ１以降の工程が示されている。
【００２７】
本発明の半導体装置の製造方法１０は、たとえば図４に示すような半導体装置１００の製造に好適に用いられる。この半導体装置１００は、基板２０と、第１導電膜２１と、絶縁膜２２、金属プラグ３０（導電接続部材）、層間絶縁膜３２、第２導電膜３３を有している。半導体装置１００では、金属プラグ３０は、基板２０の第１導電膜２１と第２導電膜３３を、電気的に接続している。また金属プラグ３０は、層間絶縁膜３２を介した導電膜同士の接続部を成すほか、トランジスタ３５，３６のソース・ドレイン領域と第１導電膜２１を接続するプラグとしても用いられている。
なお、図４に示す半導体装置１００は、本発明に係る製造方法を適用できる半導体装置の一例を示すものであり、導電膜や層間絶縁膜の積層数などは図４に示す例に限らない。
【００２８】
ここで、図５は、本実施形態の製造方法において基板２０への液体材料の塗布に用いられるスピンコータの概略構成図である。図５に示すスピンコータ２００は、以下で説明する製造工程に含まれる複数の工程において用いられる装置であるが、図５には、絶縁膜形成工程ＳＴ０における絶縁膜２０８の形成に用いた場合を示している。
図６は、後述のマスク材形成工程ＳＴ１にて用いるＵＶ照射装置２００Ａ（（Ａ）図）、及び大気圧プラズマ装置３００（（Ｂ）図）の概略構成図である。図７は、後述の液体材料配置工程ＳＴ２にて用いる液体材料充填装置４００の概略構成図である。図８は、後述の乾燥工程ＳＴ３にて用いる乾燥焼成装置５００の概略構成図である。図９は、後述のマスク材除去工程にて用いるマスク材除去装置６００の概略構成図である。
【００２９】
＜絶縁膜形成工程ＳＴ０＞
図１（Ａ−１）〜図１（Ａ−４）は、半導体装置の製造方法１０の絶縁膜形成工程ＳＴ０を具体的に示す図である。
【００３０】
絶縁膜形成工程ＳＴ０では、まず、図１（Ａ−１）に示すように、ガラス等の基板２０の表面に酸化シリコンなどの下地絶縁膜９９を形成する。この下地絶縁膜９９は、ＣＶＤ法等の気相法により形成することができるが、以下のような液相法によっても形成できる。
液相法により下地絶縁膜９９を形成する場合、シロキサン結合を有するＳＯＧなどの絶縁材料を含む液体材料（液体絶縁材料）を基板２０に塗布し、これを焼成して加熱分解させて形成する。これにより、高価な真空装置などを使用する必要がなく、成膜に必要な投入エネルギーや時間などを節減することができる。液体絶縁材料の塗布は、本実施形態の場合、図５に示すようなスピンコータ２００を用いたスピンコート法により行なわれる。すなわち、モータ２０６により基板２０が載置されたテーブル２０７を回転させた状態で、液体材料供給部２０５から上記液体絶縁材料を基板２０上に配し、基板２０の全面に液体絶縁材料を濡れ広がらせる。
なお、液体絶縁材料の塗布は、ディップコートや液体ミスト化学堆積法（Liquid Source Misted ChemicalDeposition：ＬＳＭＣＤ）、スリットコートなどによって行なってもよい。
【００３１】
また、液体絶縁材料の塗布は、いわゆるインクジェットプリンタのプリンタヘッドのような定量吐出装置によって行なうこともできる。この定量吐出装置を用いれば、所望の部分にだけ塗布することが可能であるので、材料を節減することができる。さらに、液体絶縁材料としては、ポリシラザン、ポリイミド、Ｌｏｗ−Ｋ材などを、キシレンなどの所定の溶媒に分散ないし溶解したものを使用することができる。
【００３２】
基板２０の構成材料としては、特に限定されることなく任意のものが使用可能である。具体的には、上記に挙げたガラスのほか、石英、窒化シリコン、ポリエチレンテレフタレート、ポリイミド、各種低誘電率材料（いわゆる、ｌｏｗ−Ｋ材）等の各種絶縁材料（誘電体）や、シリコン（例えば、アモルファスシリコン、多結晶シリコン等）、ＩＴＯ（インジウム錫酸化物）、ＩＯ（インジウム酸化物）、ＳｎＯ２（酸化錫）、ＡＴＯ（アンチモン錫酸化物）、ＩＺＯ（インジウム亜鉛酸化物）、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ等の導電性材料を用いることができる。
【００３３】
次に、下地絶縁膜９９の上に第１導電膜２１を形成する。この第１導電膜２１は、例えば、スパッタ法等の成膜法を用いて形成した金属膜をフォトリソグラフィ法により所定平面形状にパターニングすることで形成できるが、以下のような液相法を用いて形成することもできる。
液相法による場合、下地絶縁膜９９の上に例えばフッ素樹脂膜等の撥液性の膜（図示せず）を形成し、その後この撥液膜の導電膜形成領域（第１導電膜２１が形成されるべき領域）に選択的に紫外線を照射し、導電膜形成領域の撥液膜を分解除去してパターニングし、撥液バンクとする。その後、下地絶縁膜９９上の導電膜形成領域に、導電材料を含む液体材料（例えば有機金属化合物を主成分とする液体材料）を塗布し、これを熱処理して第１導電膜２１を得る。
【００３４】
次に、第１導電膜２１と下地絶縁膜９９とを覆って、基板２０の全面に液体有機材料であるフォトレジストを塗布する。そして、塗布したフォトレジストを７０〜９０℃の温度で乾燥（プレベーク）し、図１（Ａ−１）の２点鎖線に示したようにレジスト膜（マスク材膜）２０４ａを形成する。なお、液体有機材料は、感光性の樹脂（例えば、ポリイミド）であってもよい。また、液体有機材料の塗布は、前記の液体絶縁材料の塗布と同様に、スピンコート、ディップコート、ＬＳＭＣＤ、スリットコート、定量吐出装置による塗布を用いることができる。
【００３５】
次に、フォトリソグラフィ法によりレジスト膜２０４ａを露光、現像し、第１導電膜２１上のコンタクトホールの形成領域にのみレジスト膜を残してマスクピラー２０４とする。このマスクピラー２０４は、コンタクトホールを形成する絶縁膜の厚さと同等か、それ以上の高さに形成する。また、その絶縁膜を形成する液体材料の塗布厚より高く形成してもよい。また、マスクピラー２０４は、必要に応じて硬化処理を行なう。マスクピラー２０４の硬化処理は、実施形態の場合、次のようにして行なう。
【００３６】
まず、マスクピラー２０４を形成した基板２０を図示しない真空チャンバに搬入し、真空チャンバ内を例えば１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）以下、例えば０．２Ｔｏｒｒ程度に減圧する。そして、マスクピラー２０４を所定の温度、例えば１００〜１５０℃（例えば１３０℃）程度の、通常のフォトレジストのポストベーク温度に加熱するとともに、マスクピラー２０４に波長２５４ｎｍ程度の紫外線を数分間照射する。これにより、マスクピラー２０４は、溶存している水分が脱水されるとともに、紫外線により架橋反応が促進される。しかも、マスクピラー２０４は、酸素や水分の影響を受けないため、架橋反応が進んで緻密となり、耐熱性、耐薬品性が向上する。
【００３７】
さらに、マスクピラー２０４の硬化処理は、必要に応じてマスクピラー２０４をポストベーク温度以上に加熱する熱処理を行なうものとしても良い。この熱処理は、例えば３００℃〜４５０℃の温度で１０分間程度行なう。これにより、非常に耐熱性、耐薬品性に優れたマスクピラーとすることができ、各種の液体成膜材料の使用が可能となる。なお、紫外線照射雰囲気は、減圧状態以外にも、例えば酸素及び水分が実質的に存在しない雰囲気（例えば窒素雰囲気）であっても良い。
【００３８】
次に、図１（Ａ−２）に示すように、マスクピラー２０４を除いた基板２０の全面に液体絶縁材料２０８ａを塗布する。液体絶縁材料２０８ａは、シロキサン結合を有するＳＯＧなどの絶縁材料を含む液体絶縁材料である。これにより、高価な真空装置などを使用する必要がなく、成膜に必要な投入エネルギーや時間などを節減することができる。液体絶縁材料２０８ａの塗布は、図５に示すスピンコータ２００を用いる。すなわち、モータ２０６により基板２０が載置されたテーブル２０７を回転させた状態で、液体材料供給部２０５から上記液体絶縁材料２０８ａを基板２０上に配し、基板２０の全面に液体絶縁材料を濡れ広がらせる。
【００３９】
基板２０上に液体絶縁材料２０８ａを塗布したならば、係る液体絶縁材料を４００℃程度で焼成し固化することで図１（Ａ−３）に示す絶縁膜２０８を得る。その後、マスクピラー２０４を除去することで、図（Ａ−４）に示すように、マスクピラー２０４が立設されていた位置に、例えば深さ２００ｎｍ程度のコンタクトホール４０が形成される。
なお、マスクピラー２０４には、絶縁膜２０８を形成するための液体絶縁材を塗布する前に、撥液処理を施すことが望ましい。これにより、マスクピラー２０４の上面に液体絶縁材料が付着するのを防止することができ、マスクピラー２０４の除去を容易に行なうことができる。マスクピラーの撥液処理は、四フッ化炭素などのフッ素原子を含むガスをプラズマによって分解して活性なフッ素単原子やイオンを生成し、この活性なフッ素にマスクピラー２０４を晒すことによって行なうことができる。
【００４０】
本実施形態では、第１導電膜２１上にマスクピラー２０４を立設した状態で基板２０上に液体絶縁材料を塗布し、その後焼成することで、コンタクトホール４０を有する絶縁膜２０８を形成する方法について説明したが、ＣＶＤやスパッタリングなどで気相成長させた絶縁膜２０８上にフォトレジストを用いてマスク材をパターン形成し、その後ドライもしくはウェットエッチング処理することによりコンタクトホール４０を形成しても構わない。
【００４１】
＜マスク材形成工程ＳＴ１＞
次に、図２（Ｂ）に示すマスク材形成工程ＳＴ１について説明する。
図２（Ｂ）に示す絶縁膜２０８は、すでに溶媒が気化し熱反応することにより固化された状態になっている。この絶縁膜２０８の上に、マスク材としてのバンク２０９を感光性樹脂材料（有機材料）を用いて形成する。具体的には、例えばスピンコータ２００を用いて基板２０上にフォトレジスト（あるいは感光性のポリイミド等）を塗布し、その後、バンク２０９を露光、現像処理することによりパターニングして、コンタクトホール４０と同じ大きさの開口４９を形成する。図２（Ｂ）に示すように開口４９はコンタクトホール４０と一体に開口部を構成する。バンク２０９の膜厚は、たとえば１．０μｍである。
【００４２】
ＵＶ照射装置２００Ａは、チャンバ２０１Ａと真空吸引部２０２Ａを有している。チャンバ２０１Ａの中には光照射部３０３が設けられていて、この光照射部３０３はたとえばＵＶ光Ｌを照射できる。このＵＶ照射装置２００Ａは、バンク２０９の硬化処理を行うものであり、基板２０を収容したチャンバ２０１Ａ内を真空に保持した状態で、光照射部３０３からＵＶ光Ｌをバンク２０９に照射することで、バンク２０９をポリマー化し、硬化するものである。ステージ５９９のヒータ５９７はバンクにポストベーク温度を与える。
【００４３】
具体的なＵＶ照射処理手順を以下に例示する。チャンバ２０１Ａ内を例えば１．３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）以下、例えば０．２Ｔｏｒｒ程度に減圧する。そしてバンク２０９を所定の温度、例えば１００〜１５０℃（例えば１３０℃）程度の、通常のフォトレジストのポストベーク温度に加熱するとともに、バンク２０９に対して、光照射部３０３から波長２５４ｎｍ程度のＵＶ光Ｌを数分間照射する。これにより、バンク２０９において溶存している水分が脱水されるとともに、ＵＶ光により架橋反応が促進される。しかも、バンク２０９は、酸素や水分の影響を受けないため、架橋反応が進んで緻密となり、その耐熱性、耐薬品性が向上する。
【００４４】
さらに、バンク２０９の硬化処理は、必要に応じてバンク２０９をポストベーク温度以上に加熱する熱処理を行なうものとしても良い。この熱処理は、例えば３００℃〜４５０℃の温度で１０分間程度行なう。これにより、非常に耐熱性、耐薬品性に優れたバンク２０９とすることができ、各種の液体成膜材料の使用が可能となる。なお、紫外線照射雰囲気は、減圧状態以外にも、例えば酸素及び水分が実質的に存在しない雰囲気（例えば窒素雰囲気）であっても良い。
【００４５】
その後、図６（Ｂ）に示す大気圧プラズマ装置３００を用いて、マスク材であるバンク２０９の表面に対してフッ素化処理を行い、バンク２０９の表面に撥液性を付与する。
この大気圧プラズマ装置３００の構造例では、第１電極３０１、誘電体３０２、第２電極３０３Ａを有している。第２電極３０３Ａの間にはプラズマ放電領域３０５が形成される。ガス供給部３０４から供給されるキャリアガスと反応ガスの混合ガスは、第１電極３０１及び誘電体３０２を貫通する流路を介してこのプラズマ放電領域３０５に供給される。第１電極３０１は高周波交流電源３０６に接続され、第２電極３０３Ａと高周波交流電源３０６とは接地されている。そして、高周波交流電源３０６により第１電極３０１と第２電極３０３Ａとの間に電圧を印加すると、基板２０側に設けられたプラズマ放電領域３０５にてプラズマを発生させることができる。
【００４６】
これによって、たとえばキャリアガスとしてＨｅを用い、反応ガスとしてＣＦ４を用いることにより、ＣＦ４プラズマにより、バンク２０９の表面にはＣＦ４プラズマによるフッ素化処理を行い、図２（Ｂ）に示すようにバンク２０９の表面には撥液基５１が形成され、バンク２０９表面に撥液性を付与することができる。
上記撥液基５１は、撥液性材料をバンク２０９上に蒸着法やスピンコート法を用いて成膜することによっても得られる。係る撥液基５１を形成し得る材料としては、含フッ素化合物やシリコン系化合物からなる撥液性材料、具体的にはポリテトラフルオロエチレン（ＰＴＦＥ）、エチレン−テトラフルオロエチレン共重合体等の含フッ素系樹脂、含フッ素系界面活性剤（炭化水素系界面活性剤の疎水基の水素原子をフッ素原子で全部あるいは一部置換したもの。）等の含フッ素化合物、アルキル系シランカップリング剤（一般式：Ｙ−ＳｉＸ３［ただし、Ｙ：有機官能基全般、特にアルキル基 ＣＨ３−（ＣＨ２）ｎ−、Ｘ：加水分解性基（−ＯＲ、−Ｃｌ、−ＮＲ２等）］、含フッ素シランカップリング剤（シランカップリング剤を形成する有機官能基の水素原子をフッ素原子で全部あるいは一部置換したもの。）等のシリコン系化合物を例示することができる。
【００４７】
なお、先の絶縁膜形成工程ＳＴ０において、基板２０上にＣＶＤ法等によって絶縁膜を形成した後、フォトレジストを絶縁膜上に塗布し、このフォトレジストをパターニングしてエッチングマスクを形成し、係るエッチングマスクを介したドライエッチング処理によりコンタクトホール４０を開口させる手順を採用した場合には、このエッチングマスクを除去せずそのまま用いて、上述したような撥液性を有するバンク２０９を形成することも可能である。
【００４８】
＜液体材料配置工程ＳＴ２＞
次に、図２（Ｃ）に示す液体材料配置工程ＳＴ２に移る。
この液体材料配置工程ＳＴ２は、図２（Ｃ）に示すように、液体材料Ｍをコンタクトホール４０内に対して選択的に注入する工程である。
バンク２０９の表面には、破線で示すように撥液基５１が既に形成されている。この撥液基５１は、液体材料Ｍを撥液する機能を有している。液体材料Ｍは、金属プラグの前駆体であり、金属コロイドを溶質とした液体材料や、有機金属化合物を溶質とした液体材料、あるいは無機金属化合物を溶質とした液体材料を用いることができる。なお、導電接続部材であるプラグは、本実施形態のように金属材料により形成するのが通常であるが、場合によっては導電性の有機材料を用いて形成してもよい。
金属コロイドとしては、たとえばＡｕ，Ａｇ，ＩＴＯ（Indium Tin Oxide），Ｃｕなどである。有機金属化合物は、ＩＴＯである。液体材料Ｍとして、たとえば水をベースとしたＩＴＯ微粒子分散液を用いる場合、ＩＴＯ微粒子には１次粒径が５ｎｍないし１００ｎｍのものが好適に用いられる。
【００４９】
このような液体材料Ｍは、たとえば図７に示すような液体材料充填装置４００を用いてコンタクトホール４０に注入することができる。液体材料充填装置４００は、内部に液体材料の流路を有するノズル４０１とノズル４０１の流路に対して液体材料を供給する液体供給部４０２と、ノズル４０１の移動動作及び液体材料Ｍの供給動作を制御する駆動部４０３とを備えている。係る構成のもと、液体材料充填装置４００は、液体材料Ｍをコンタクトホール４０内へ次のようにして供給される。
図７の基板２０は、ステージ４０４に装着されていて、バンク２０９の開口４９と絶縁膜２０８のコンタクトホール４０は下向き（図示Ｚ１方向）に固定されている。ノズル４０１は液体供給部４０２から液体材料Ｍの供給を受けて、液体材料Ｍはバンク２０９側に供給される。そして、ノズル４０１先端の液体材料Ｍをバンク２０９に接触させた状態で図７（Ａ）のようにしてノズル４０１をＸ１方向に移動させると、図７（Ｂ）に示すように、液体材料Ｍは開口４９を通じてコンタクトホール４０内に注入される。
この場合に、バンク２０９の表面には撥液基５１が形成されていることから、液体材料Ｍがバンク２０９表面（撥液基５１上）に塗布された場合には、ただちに撥液現象が起こって、液体材料Ｍは開口４９を通じてコンタクトホール４０内のみに選択的に充填される。
その他の塗布方法としては、スリットコータ、スピンコータなどの方法によっても良い。
【００５０】
＜乾燥工程ＳＴ３＞
次に、図２（Ｄ）に示す乾燥工程ＳＴ３に移る。
乾燥工程ＳＴ３では、図２（Ｃ）に示した液体材料配置工程ＳＴ２において基板２０上に供給された液体材料Ｍを乾燥焼成する。この乾燥焼成処理を行うために、たとえば図８に示す乾燥焼成装置５００が用いられる。乾燥焼成装置５００は、チャンバ５０１とヒータ５０２とを有している。このヒータ５０２は電源５０３からの電力供給により発熱し、テーブル５０４上に載置された基板２０を加熱する。また、乾燥焼成装置５００には、テーブル５０４の基板載置側にランプヒータ５５３が配設されており、基板２０をバンク２０９側からも加熱可能になっている。
【００５１】
上記乾燥焼成装置５００を動作させると、ヒータ５０２から供給される熱により、液体材料Ｍ中の溶媒が蒸発され、その後焼成される。これにより固体の金属プラグ３０がコンタクトホール４０内に形成される。
この場合に、液体材料Ｍを乾燥焼成する際の加熱温度は、バンク２０９を上述のようにして熱硬化処理した時の温度以下にすることが望ましい。このように乾燥焼成温度が熱硬化温度以下にすることにより、バンク２０９の硬化性能の劣化を防ぐことができる。
乾燥温度としては、たとえば１００℃〜１５０℃であり、処理時間は５分間程度である。焼成温度としてはたとえば３００℃〜４００℃であり焼成は１０分間行う。
【００５２】
＜マスク材除去工程ＳＴ４＞
次に、図２（Ｅ）に示すマスク材除去工程ＳＴ４について説明する。このマスク材除去工程ＳＴ４は、図２（Ｅ）に示すようにマスク材であるバンク２０９を絶縁膜２０８から除去する工程である。
この場合には、たとえば図９に示すようなマスク材の除去装置６００を用いることができる。この除去装置６００は、図６（Ｂ）に示した大気圧プラズマ装置３００と同様の構造のものである。すなわち、第１電極３０１と第２電極３０３Ａとに電力を供給してプラズマ放電領域３０５にプラズマを発生させるものである。
本工程で用いる場合には、図９に示すガス供給部３０４からプラズマ放電領域３０５に供給されるガスは、キャリアガスとしてＨｅを用い、反応ガスとしてＯ２を用いたものである。
【００５３】
ガス供給部３０４からキャリアガスと反応ガスの混合ガスをプラズマ放電領域３０５に供給し、発生させたプラズマに基板２０を曝すことにより、Ｏ２プラズマと有機剥離によってマスク材であるバンク２０９が、絶縁膜２０８の表面から完全に除去される。
図２（Ｅ）におけるマスク材除去工程ＳＴ４においては、図２（Ｄ）のバンク２０９を除去する際に、通常のレジストのストリッパーであるたとえばＯ２プラズマや、Ｏ３、あるいはリフトオフなどにより行うことができる。あるいは、紫外線やＮｅ−Ｈｅレーザー、Ａｒレーザー、ＣＯ２レーザー、ルビーレーザー、半導体レーザー、ＹＡＧレーザー、ガラスレーザー、ＹＶＯ４レーザー、エキシマレーザー等の各種レーザーを照射することによりバンク２０９を除去してもよい。
【００５４】
図２（Ｄ）に示すように、液体材料Ｍは、乾燥焼成を行うことで固化されて、図２（Ｅ）に示すように金属プラグ３０を形成している。したがってバンク２０９を除去した後、この金属プラグ３０の表面３０Ａは、層間絶縁膜２０８の表面２０８Ａと概ね面一になっていて、金属プラグ３０と絶縁膜２０８とが基板２０上で平坦面を形成している。
【００５５】
このことから、たとえば図１０に従来の比較例として例示した製造方法では必須の工程であった所謂エッチバック処理やＣＭＰ処理が不要になる。図１０は、従来の金属プラグの形成工程を示す断面工程図である。従来の工程では、まず、図１０（Ａ）に示すように、導電膜１０２１と絶縁膜１０００とが形成された基板１０２０を用意し、絶縁膜１０００を貫通して導電膜１０２１に達するコンタクトホール１０２３を含む絶縁膜１０２１上の全面に導電膜１０４０を形成する。その後、図１０（Ｂ）に示すように、エッチバック処理やあるいはＣＭＰ処理を用いて、平坦化処理を行い、コンタクトホール１０２３内に選択的に導電膜１０４０が埋設された金属プラグを得る。
これに対して、本発明の半導体装置の製造方法１０を用いるならば、そのような従来の複雑なエッチバック処理やＣＭＰ処理が不要であり、かつマスク材除去工程ＳＴ４が終わった状態で金属プラグ３０の表面３０Ａと絶縁膜２０８の表面とは面一になっている。
このように本実施形態の製造方法によれば、絶縁膜２０８表面と面一な金属プラグ３０を容易に得られるので、後続の工程で金属プラグ３０に第２導電膜を接続する際に高い接続信頼性を得られ、高歩留まりに半導体装置を製造することが可能になる。
【００５６】
次に、図１１は、本発明の半導体装置の製造装置の配列例を示す概略構成図である。半導体装置の製造装置７００は、図５に示すスピンコータ２００、絶縁膜の乾燥焼成装置２９５とマスク材除去装置２９６、図６に示すＵＶ照射装置２００Ａと大気圧プラズマ装置３００、図７に示す液体材料充填装置４００、図８に示す乾燥焼成装置５００、および図９に示すマスク材の除去装置６００を有している。これらのスピンコータ２００からマスク材の除去部６００までは、各々搬送装置７１０を介してたとえば直列に接続して配置されている。
係る構成の製造装置７００において、前段側のスピンコータ２００と、乾燥焼成装置２９５と、マスク材除去装置２９６とは、先の絶縁膜形成工程ＳＴ０で用いる装置である。すなわち、スピンコータ２００によって、マスクピラー２０４が立設された基板２０上に液体絶縁材料を塗布し、乾燥焼成装置２９５により前記液体絶縁材料を乾燥、焼成して絶縁膜２０８を形成し、マスク材除去装置２９６によりマスクピラー２０４を除去して絶縁膜２０８を貫通するコンタクトホール４０を形成するものである。
しかし、これに限らず半導体装置の製造装置７００には他の配列方式を採用することも可能である。
【００５７】
ところで本発明は上記実施形態に限定されるものではない。上述の実施形態では、本発明に係る製造方法により製造できる半導体装置の構成例としては、図４に示した半導体装置を例に挙げたが、これに限らず、表示体、たとえば液晶表示装置やＥＬ（エレクトロルミネッセンス）表示装置などの製造にも、本発明に係る半導体装置の製造方法は好適に用いることができる。
【００５８】
本実施形態の製造方法では、マスク材形成工程ＳＴ１において、基板の層間絶縁膜２０８の全面に感光性樹脂を形成し、これを露光して現像することで、図２（Ｂ）に示すように層間絶縁膜の貫通接続孔である貫通接続孔４０とマスク材であるバンク２０９の開口４９の大きさを同じにするようにパターン形成しているが、マスク材たるバンク２０９を、アルミニウムや銅などの無機材料により形成することもできる。
【００５９】
バンク２０９（マスク材）を無機材料により形成する場合、マスク材形成工程ＳＴ１において、まず、無機マスク材料を基板２０上の絶縁膜２０８上に、真空蒸着やスパッタリング等の物理蒸着、ＣＶＤ等の化学蒸着によってマスク材膜を形成する（マスク材膜形成工程）。その後、このマスク材膜をフォトエッチングすることでマスク材のパターニングを行って（パターニング工程）、開口を形成する。
【００６０】
図１及び図２に示した絶縁膜２０８とバンク２０９のうちの少なくともバンク２０９は、感光性有機材料により形成することができるが、この感光性有機材料にはフッ素を含有させることもできる。このようにフッ素を含有させることにより、感光性有機材料自体に撥液性を持たせるのである。これにより、撥液処理を別途施す必要がない。
【００６１】
このように本発明を用いることにより、高価な装置を特に必要とせずに、従来必要であった固化した導電材料のエッチバック処理やＣＭＰ処理のような複雑な工程を省略できる。
そして、液体材料Ｍは、図２（Ｃ）に示すように、開口４９を通じてコンタクトホール４０内に確実に注入して充填できる。マスク材としてのバンク２０９の表面には撥液基５１が形成されているので、液体材料Ｍは、この撥液基５１により撥液されて、選択的に確実にコンタクトホール４０内に充填されるのである。
このことから、基板の全体にわたって液体材料Ｍを塗布するのに比べて、液体材料Ｍの使用効率を飛躍的に向上させることができる。以上のことから、金属プラグの製造時のコストダウンを図ることができる。
【００６２】
本発明では、コンタクトホール４０内に液体材料Ｍを、液相プロセスで選択的に充填して金属プラグ３０を形成することができる。
このようにすることで、上側に位置している配線部と下側に位置している配線部はコンタクトホール内の金属プラグを通じて確実に電気的に接続される。バンク２０９の開口４９はコンタクトホール４０と同じ大きさ（開口径）であることが望ましい。このバンク２０９には必要に応じて上述したように重合や熱硬化処理、親液あるいは撥液処理を施し、その後液体材料Ｍの塗布を行うことが望ましい。また液体材料Ｍの塗布に先立って、コンタクトホール４０内に親液処理を施せば、液体材料Ｍをさらに確実に選択的にコンタクトホール４０内に充填できる。
【００６３】
金属プラグは、基板の第１導電膜と第２導電膜を電気的に確実に接続することができる電気接続部の一種である。液体材料を乾燥焼成する際の温度は、マスク材の熱硬化処理温度以下で行うので、マスク材の表面の硬化処理が劣化してしまうのを防ぐことができる。
【００６４】
また、コンタクトホール４０を具備した絶縁膜２０８をパターン形成する方法には、液相プロセスと気相プロセスの２つの方法がある。図１１に示した製造装置７００では、スピンコータ２００、乾燥焼成装置２９５、マスク材除去装置２９６は、液体絶縁材料を用いて絶縁膜２０８を形成する液相プロセス用の装置例であり、この場合には、先に記載のように、マスクピラー２０４をパターン形成した後、マスクピラー２０４に対して重合／熱硬化処理、及び撥液処理を施す工程と、マスクピラー２０４以外の基板２０上の領域に液体絶縁材料を塗布した後、乾燥焼成し、その後マスクピラー２０４を剥離する工程とを経て、コンタクトホール４０を具備した絶縁膜２０８が形成される。
これに対して、液相プロセスでなく気相プロセスを用いる場合には、気相成長法によって絶縁膜を形成する工程と、この絶縁膜上にレジストマスクを形成する工程と、前記レジストマスクを介したドライエッチングまたはウェットエッチングにより絶縁膜を部分的に除去してコンタクトホールを開口する工程と、前記レジストマスクを剥離する工程とを経て、先のコンタクトホールを具備した絶縁膜が形成される。
【００６５】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されず、特許請求の範囲を逸脱しない範囲で種々の変更を行うことができる。また上記実施形態の各構成は、その一部を省略したり、上記とは異なるように任意に組み合わせることができる。
【００６６】
＜電子デバイス及びその製造方法＞
次に、前述したような本発明の半導体装置の製造方法を適用して得られる電子デバイスとしての液晶パネルと、この液晶パネルの製造方法（液晶パネルを構成するＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の形成方法）について説明する。
【００６７】
［液晶パネル（電子デバイス）の構成］
図１２は、本発明に係る電子デバイスの一実施形態である液晶パネル模式的な縦断面図、図１３は、図３に示した液晶パネルの薄膜トランジスタ近傍の拡大断面図である。
図１２に示すように、液晶パネル（ＴＦＴ液晶パネル）１１００は、ＴＦＴ基板（液晶駆動基板）１２０と、ＴＦＴ基板１２０の一面側に形成された配向膜１２１と、液晶パネル用対向基板１４０と、液晶パネル用対向基板１４０の一面側に形成された配向膜１４１と、配向膜１２１と配向膜１４１との間に封入された液晶よりなる液晶層１６０と、ＴＦＴ基板（液晶駆動基板）１２０の外表面側（配向膜１２１と対向する面とは反対の面側）に接合された偏光膜１２２と、液晶パネル用対向基板１４０の外表面側（配向膜１４１と対向する面とは反対の面側）に接合された偏光膜１４２とを備えている。
【００６８】
液晶層１６０は、主として液晶分子で構成されている。この液晶層１６０を構成する液晶分子としては、ネマチック液晶、スメクチック液晶など配向し得るものであればいかなる液晶分子を用いても構わないが、ＴＮ型液晶パネルの場合、ネマチック液晶を形成させるものが好ましく、例えば、フェニルシクロヘキサン誘導体液晶、ビフェニル誘導体液晶、ビフェニルシクロヘキサン誘導体液晶、テルフェニル誘導体液晶、フェニルエーテル誘導体液晶、フェニルエステル誘導体液晶、ビシクロヘキサン誘導体液晶、アゾメチン誘導体液晶、アゾキシ誘導体液晶、ピリミジン誘導体液晶、ジオキサン誘導体液晶、キュバン誘導体液晶等が挙げられる。さらに、これらネマチック液晶分子にモノフルオロ基、ジフルオロ基、トリフルオロ基、トリフルオロメチル基、トリフルオロメトキシ基、ジフルオロメトキシ基などのフッ素系置換基を導入した液晶分子も含まれる。
【００６９】
液晶層１６０を挟んで両側に配向膜１２１、１４１が配置されている。これら配向膜１２１、１４１は、液晶層１６０を構成する液晶分子の（電圧無印加時における）配向状態を規制する機能を有している。配向膜１２１、１４１は、通常、主にポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ポリビニルアルコール、ポリテトラフルオロエチレン等の高分子材料で構成されたものである。前記高分子材料の中でも特に、ポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂が好ましい。配向膜１２１、１４１が、主にポリイミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂で構成されたものであれば、製造工程において簡便に高分子膜を形成できるとともに、耐熱性、耐薬品性などに優れた特性を有するものとなる。
【００７０】
また、配向膜１２１、１４１としては、通常、前記のような材料で構成された膜に、液晶層１６０を構成する液晶分子の配向を規制する配向機能を付与するための処理が施されたものが用いられる。配向機能を付与するための処理法としては、例えば、ラビング法、光配向法等が挙げられる。
ラビング法は、ローラ等を用いて、膜の表面を一定の方向に擦る（ラビングする）方法である。このような処理を施すことにより、膜はラビングした方向に異方性を有するものとなり、液晶層を構成する液晶分子の配向方向を規制することが可能となる。
光配向法は、直線偏光紫外線等の光を膜の表面付近に照射することにより、膜を構成する高分子のうち、特定方向を向いている分子のみを選択的に反応させる方法である。このような処理を施すことにより、膜は異方性を有するものとなり、液晶層を構成する液晶分子の配向方向を規制することが可能となる。
【００７１】
前記のような配向処理は、通常、基板（マイクロレンズ基板１５０とブラックマトリックス１４３との接合体、ＴＦＴ基板１２０）上に形成された電極（透明導電膜１４４、画素電極１２３）の表面に、前記材料で構成された膜を形成した後、該膜に対して施される。電極上に成膜を行う方法としては、例えばディッピング、ドクターブレード、スピンコート、刷毛塗り、スプレー塗装、静電塗装、電着塗装、ロールコーター等の各種塗布法、溶射法、電解めっき、浸漬めっき、無電解めっき等の湿式めっき法、真空蒸着、スパッタリング、熱ＣＶＤ、プラズマＣＶＤ、レーザーＣＶＤ等の化学蒸着法（ＣＶＤ）、イオンプレーティング等の乾式めっき法等が挙げられるが、中でもスピンコート法が好ましい。スピンコート法を用いることにより、均質で均一な厚さの膜を、容易かつ確実に形成することができる。
【００７２】
このような配向膜は、その平均厚さが２０〜１２０ｎｍであるのが好ましく、３０〜８０ｎｍであるのがより好ましい。配向膜の平均厚さが前記下限値未満であると、配向膜に十分な配向機能を付与するのが困難になる可能性がある。一方、配向膜の平均厚さが前記上限値を超えると、駆動電圧が高くなり、消費電力が大きくなる可能性がある。
【００７３】
液晶パネル用対向基板１４０は、マイクロレンズ基板１５０と、このマイクロレンズ基板１５０の表層１５１上に設けられ、開口１５２が形成されたブラックマトリックス１４３と、表層１５１上にブラックマトリックス１４３を覆うように設けられた透明電極（共通電極）１４４とを有している。
マイクロレンズ基板１５０は、凹曲面を有する複数（多数）の凹部（マイクロレンズ用凹部）１５３が設けられたマイクロレンズ用凹部付き基板１５４と、このマイクロレンズ用凹部付き基板１５４の凹部１５３が設けられた面に樹脂層（接着剤層）１５５を介して接合された表層１５１とを有しており、また、樹脂層１５５では、凹部１５３内に充填された樹脂によりマイクロレンズ１５６が形成されている。
【００７４】
マイクロレンズ用凹部付き基板１５４は、平板状の母材（透明基板）より製造され、その表面には、複数（多数）の凹部１５３が形成されている。凹部１５３は、例えば、マスクを用いた、ドライエッチング法、ウェットエッチング法等により形成することができる。
このマイクロレンズ用凹部付き基板１５４は、例えば、石英ガラス等のガラスやポリエチレンテレフタレート等のプラスチック材料等で構成されている。
【００７５】
前記母材の熱膨張係数は、後述するガラス基板１２４の熱膨張係数とほぼ等しいもの（例えば両者の熱膨張係数の比が１／１０〜１０程度）であることが好ましい。これにより、得られる液晶パネルでは、温度が変化したときに二者の熱膨張係数が違うことにより生じるそり、たわみ、剥離等が防止される。
このような観点からは、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４とガラス基板１２４とは、同種類の材質で構成されているのが好ましい。これにより、温度変化時の熱膨張係数の相違による反り、撓み、剥離等が効果的に防止される。
【００７６】
特に、マイクロレンズ基板１５０を高温ポリシリコンＴＦＴ液晶パネル（ＨＴＰＳ）に用いる場合には、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４は、石英ガラスで構成されていることが好ましい。ＴＦＴ液晶パネルは、液晶駆動基板としてＴＦＴ基板を有している。このようなＴＦＴ基板には、製造時の環境により特性が変化しにくい石英ガラスが好適に用いられている。このため、これに対応させて、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４を石英ガラスで形成することにより、反り、撓み等の生じにくい、安定性に優れたＴＦＴ液晶パネルを得ることができる。
【００７７】
マイクロレンズ用凹部付き基板１５４の上面には、凹部５３を覆う樹脂層（接着剤層）１５５が設けられている。凹部１５３内には、樹脂層１５５の形成材料が充填されることにより、マイクロレンズ１５６が形成されている。
樹脂層１５５は、例えば、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４の形成材料の屈折率より高い屈折率の樹脂（接着剤）で形成することができ、例えばアクリル系樹脂、エポキシ系樹脂、アクリルエポキシ系のような紫外線硬化樹脂等で好適に形成することができる。
【００７８】
樹脂層１５５の上面には、平板状の表層１５１が設けられている。
表層（ガラス層）１５１は、例えばガラスで構成することができる。この場合、表層１５１の熱膨張係数は、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４の熱膨張係数とほぼ等しいもの（例えば両者の熱膨張係数の比が１／１０〜１０程度）とすることが好ましい。これにより、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４と表層１５１との熱膨張係数の差により生じる反り、撓み、剥離等が防止される。このような効果は、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４と表層１５１とを同種類の材料で構成すると、より効果的に得られる。
【００７９】
表層１５１の厚さは、マイクロレンズ基板１５０が液晶パネルに用いられる場合、必要な光学特性を得る観点からは、通常、５〜１０００μｍ程度とされ、より好ましくは１０〜１５０μｍ程度とされる。なお、この表層１５１は、例えばセラミックスで形成することもできる。セラミックスとしては、例えば、ＡｌＮ、ＳｉＮ、ＴｉＮ、ＢＮ等の窒化物系セラミックス、Ａｌ２Ｏ３、ＴｉＯ２等の酸化物系セラミックス、ＷＣ、ＴｉＣ、ＺｒＣ、ＴａＣ等の炭化物系セラミックスなどが挙げられる。表層１５１をセラミックスで構成する場合、表層１５１の厚さは、特に限定されないが、２０ｎｍ〜２０μｍ程度とすることが好ましく、４０ｎｍ〜１μｍ程度とすることがより好ましい。なお、このような表層１５１は、必要に応じて省略することができる。
【００８０】
ブラックマトリックス１４３は、遮光機能を有し、例えばＣｒ、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｎｉ、Ｚｎ、Ｔｉ等の金属、カーボンやチタン等を分散した樹脂等で構成されている。
透明電極１４４は、導電性を有し、ＩＴＯ、ＩＯ、ＳｎＯ２、ＡＴＯ、ＩＺＯ等で構成されている。
【００８１】
ＴＦＴ基板１２０は、液晶層１６０の液晶を駆動する基板であり、ガラス基板１２４と、ガラス基板１２４上に設けられた下地絶縁膜１２５と、かかる下地絶縁膜１２５上に設けられ、マトリックス状（行列状）に配設された複数（多数）の画素電極１２３と、各画素電極１２３に対応する複数（多数）の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）１３０とを有している。なお、図１２では、シール材、配線等の記載は省略している。ガラス基板１２４は、前述したような理由から、石英ガラスで構成されていることが好ましい。
【００８２】
下地絶縁膜１２５の形成材料は、特に限定されないものの、例えばＳｉＯ２、ＴＥＯＳ（ケイ酸エチル）、ポリシラザン、ポリイミド、Ｌｏｗ−Ｋ材等を用いることができる。この下地絶縁膜１２５は、シロキサン結合を有するＳＯＧ（Spin On Glass）などの液体絶縁材料をガラス基板１２４に塗布し、これを焼成して加熱分解させて形成することができる。これにより、高価な真空装置などを使用する必要がなく、成膜に必要な投入エネルギーや時間などを節減することができる。液体絶縁材料の塗布は、例えば、スピンコート、ディップコート、液体ミスト化学堆積法（Liquid Source Misted Chemical Deposition：ＬＳＭＣＤ）、スリットコートなどにより行うことができる。また、液体絶縁材料の塗布は、いわゆるインクジェットプリンタのプリンタヘッドのような定量吐出装置によって行うこともできる。この定量吐出装置を用いれば、所望の部分にだけ塗布することが可能であるので、材料を節減することができる。
【００８３】
画素電極１２３は、透明電極（共通電極）１４４との間で充放電を行うことにより、液晶層１６０の液晶分子を駆動する（液晶の配向を変化させる）。この画素電極１２３は、例えば前述した透明電極１４４と同様の材料で構成されている。
薄膜トランジスタ１３０は、近傍の対応する画素電極１２３に接続されている。また、薄膜トランジスタ１３０は、図示しない制御回路に接続され、画素電極１２３へ供給する電流を制御する。これにより、画素電極１２３の充放電が制御される。
【００８４】
この薄膜トランジスタ１３０は、図１３に示すように、下地絶縁膜１２５上に設けられ、チャネル領域１３１ａとソース領域１３１ｂとドレイン領域１３１ｃとを備える半導体層１３１と、半導体層１３１を覆うように設けられたゲート絶縁膜１３２、絶縁層１３３と、ゲート絶縁膜１３２を介してチャネル領域１３１ａと対向するように設けられたゲート電極１３４と、ゲート電極１３４上方の絶縁層１３３上に設けられた導電膜１３５と、ソース領域１３１ｂ上方の絶縁層１３３上に設けられ、ソース電極として機能する導電膜１３６と、ドレイン領域１３１ｃ上方の絶縁層１３３上に設けられ、ドレイン電極として機能する導電膜１３７と、ゲート電極（第１導電膜）１３４と導電膜（第２導電膜）１３５とを電気的に接続するプラグ１３８ａと、ソース領域（第１導電膜）１３１ｂと導電膜（第２導電膜）１３６とを電気的に接続するプラグ１３８ｂと、ドレイン領域（第１導電膜）１３１ｃと導電膜（第２導電膜）１３７とを電気的に接続するプラグ１３８ｃとを有している。
【００８５】
本実施形態では、下地絶縁膜１２５上に、半導体層１３１が設けられている。この半導体層１３１は、例えば多結晶シリコン、アモルファスシリコン等のシリコン、ゲルマニウム、ヒ素化ガリウム等の半導体材料で構成されている。この半導体層１３１には、チャネル領域３１ａとソース領域３１ｂとドレイン領域３１ｃとが形成されている。図１３に示すように、半導体層１３１は、チャネル領域１３１ａの一方の側にソース領域１３１ａが形成され、チャネル領域１３１ａの他方の側にドレイン領域１３１ｃが形成されている。
【００８６】
チャネル領域１３１ａは、例えば真性半導体材料で構成されている。ソース領域１３１ｂおよびドレイン領域１３１ｃは、例えばリン等のｎ型不純物が導入（ドープ）された半導体材料で形成される。なお、半導体層１３１はこのような構成に限定されることなく、例えばソース領域１３１ｂおよびドレイン領域１３１ｃは、ｐ型不純物が導入された半導体材料で形成されていてもよい。また、チャネル領域１３１ａは、例えばｐ型またはｎ型不純物が導入された半導体材料で形成されていてもよい。
【００８７】
このような半導体層１３１は、絶縁膜（ゲート絶縁膜１３２、絶縁層１３３）で覆われている。このような絶縁膜のうち、層厚方向において、チャネル領域１３１ａと導電膜１３５との間に介在している部分は、チャネル領域１３１ａと導電膜１３５との間に生じる電界の経路となるゲート絶縁層として機能する。
ゲート絶縁膜１３２、絶縁層１３３の形成材料としては、特に限定されず、例えばＳｉＯ２、ＴＥＯＳ（ケイ酸エチル）、ポリシラザン等のシリコン化合物が用いられるが、これら以外にも、例えば樹脂やセラミックス等を用いることもできる。
絶縁層１３３上には、導電膜１３５、導電膜１３６、および導電膜１３７が部分的に設けられている。
【００８８】
絶縁層１３３のゲート電極１３４が形成された領域内には、ゲート電極１３４に連通するコンタクトホール１３９ａが形成されており、導電膜１３５は、このコンタクトホール１３９ａ内のプラグ１３８ａを介して、ゲート電極１３４に電気的に接続している。
また、ゲート絶縁膜１３２および絶縁層１３３のソース領域１３１ｂが形成された領域内には、ソース領域１３１ｂに連通するコンタクトホール１３９ｂが形成されており、導電膜１３６は、このコンタクトホール１３９ｂ内のプラグ１３８ｂを介して、ソース領域１３１ｂに電気的に接続している。同様に、ゲート絶縁膜１３２および絶縁層１３３のドレイン領域１３１ｃが形成された領域内には、ドレイン領域１３１ｃに連通するコンタクトホール１３９ｃが形成されており、導電膜１３７は、このコンタクトホール１３９ｃ内のプラグ１３８ｃを介して、ドレイン領域１３１ｃに電気的に接続している。
なお、前記のコンタクトホール１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃに埋設されたプラグ１３８ａ〜１３８ｃは、後述するように、本発明に係る半導体装置の製造方法を適用して形成されたものである。
【００８９】
本実施形態の液晶パネル１１００では、導電膜１３７は画素電極１２３に電気的に接続されている。また、導電膜１３６は、図示しない部分において互いに電気的に接続されている。さらに、導電膜１３５は、他の回路に並列に接続可能となっている。
これら導電膜１３６、導電膜１３７、および導電膜１３５は、例えば、ＩＴＯ、ＩＯ、ＳｎＯ２、ＡＴＯ、ＩＺＯ、Ａｌ、Ａｌ合金、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｔａ等の導電性材料で構成されている。なお、これらの導電膜上には、例えばＳｉＯ２、ＳｉＮ等の材料で形成されたパッシベーション膜（図示せず）が必要に応じて形成される。
【００９０】
図１２に示したように、ＴＦＴ基板（液晶駆動基板）１２０の外表面側（配向膜１２１と対向する面とは反対の面側）には、偏光膜（偏光板、偏光フィルム）１２２が配置されている。同様に、液晶パネル用対向基板１４０の外表面側（配向膜１４１と対向する面とは反対の面側）には、偏光膜（偏光板、偏光フィルム）１４２が配置されている。
偏光膜１２２、１４２の形成材料としては、例えばポリビニルアルコール（ＰＶＡ）や、これにヨウ素をドープしたものなどが用いられる。
【００９１】
偏光膜としては、例えば、前記材料で構成された膜を一軸方向に延伸したものを用いることができる。このような偏光膜１２２、１４２を配置することにより、通電量の調節による光の透過率の制御をより確実に行うことができる。偏光膜１２２、１４２の偏光軸の方向は、通常、配向膜１２１、１４１の配向方向に応じて決定される。
このような液晶パネル１１００では、通常、１個のマイクロレンズ１５６と、このマイクロレンズ１５６の光軸Ｑに対応したブラックマトリックス１４３の１個の開口１５２と、１個の画素電極１２３と、この画素電極１２３に接続された１個の薄膜トランジスタ１３０とが、１画素に対応している。
【００９２】
液晶パネル用対向基板１４０側から入射した入射光は、マイクロレンズ用凹部付き基板１５４を通り、マイクロレンズ１５６を通過する際に集光されつつ、樹脂層１５５、表層１５１、ブラックマトリックス１４３の開口１５２、透明電極１４４、液晶層１６０、画素電極１２３、ガラス基板１２４を透過する。このとき、マイクロレンズ基板１５０の入射側に偏光膜１４２が設けられているため、入射光が液晶層１６０を透過する際に、入射光は直線偏光となっている。その際、この入射光の偏光方向は、液晶層１６０の液晶分子の配向状態に対応して制御される。したがって、液晶パネル１１００を透過した入射光を偏光膜１２２に透過させることにより、出射光の輝度を制御することができる。
【００９３】
このように、液晶パネル１１００は、マイクロレンズ１５６を有しており、しかもマイクロレンズ１５６を通過した入射光は、集光されてブラックマトリックス１４３の開口１５２を通過する。一方、ブラックマトリックス１４３の開口１５２が形成されていない部分では、入射光は遮光される。したがって、液晶パネル１１００では、画素以外の部分から不要光が漏洩することが防止され、かつ、画素部分での入射光の減衰も抑制される。このため、液晶パネル１１００は、画素部で高い光の透過率を有する。
【００９４】
この液晶パネル１１００は、後述するような方法によって製造されたＴＦＴ基板１２０と、液晶パネル用対向基板１４０とにそれぞれ配向膜１２１、１４１を接合し、続いてシール材（図示せず）を介して両者を接合し、次いで、これにより形成された空隙部の封入孔（図示せず）から液晶を空隙部内に注入し、その後、前記封入孔を塞ぐことによって製造することができる。
【００９５】
［液晶パネル（電子デバイス）の製造方法］
次に、本発明に係る半導体装置の製造方法を適用した前記薄膜トランジスタ１３０の製造方法の一例について、図１４〜図１８を参照して説明する。なお、以下の説明では、図１４〜図１８の上側を「上」、図１４〜図１８の下側を「下」として説明する。
まず、下地絶縁膜１２５の上に半導体層（多結晶シリコン膜）１３１を次のようにして形成する。下地絶縁膜１２５の上に例えばフッ素樹脂膜などの撥液性の膜を形成する。そして、この撥液膜の素子形成領域に紫外線などを照射し、素子形成領域の撥液膜を分解除去してパターニングし、図１４（ａ）に示すようにマスク（パターン形状制御マスク）１７０を形成する。
【００９６】
次に、素子形成領域に液体水素化シリコン（膜形成用の液体材料）を塗布して乾燥させ、さらに乾燥させた水素化シリコンの膜を焼成して熱分解し、図１４（ｂ）に示すようにマスク１７０、１７０間にアモルファスシリコン膜１３１ｄを設ける。次いで、ガラス基板１２４の全体に紫外線を照射してマスク（撥液バンク）１７０を分解し、図１４（ｃ）に示すようにこれを除去した後、アモルファスシリコン膜１３１ｄにＸｅＣｌなどのエキシマレーザーを照射してアニールし、アモルファスシリコン膜１３１ｄを多結晶化して半導体層（多結晶シリコン膜）１３１とする。
【００９７】
その後、半導体層（多結晶シリコン膜）１３１のチャネルドープを行う。すなわち、全面に適宜の不純物（例えば、ｎ型導電層を形成する場合はＰＨ３イオン）を打ち込んで拡散させる。この半導体層（多結晶シリコン膜）１３１は、本発明における第１導電膜となる。
次に、半導体層（多結晶シリコン膜）１３１を覆うようにして、液体有機材料たるフォトレジストを塗布する。そして、塗布したフォトレジストを７０〜９０℃の温度で乾燥（プレベーク）し、図１４（ｄ）中２点鎖線に示すようにレジスト膜（マスク材膜）１７１を形成する。なお、液体有機材料は、感光性の樹脂（例えば、ポリイミド）であってもよい。また、液体有機材料の塗布法としては、前記の液体絶縁材料の塗布法と同様に、スピンコート、ディップコート、ＬＳＭＣＤ、スリットコート、定量吐出装置による塗布法などを用いることができる。
【００９８】
次に、フォトリソグラフィー法によりレジスト膜１７１を露光、現像し、第１導電膜となる半導体層（多結晶シリコン膜）１３１のソース領域１３１ｂ、ドレイン領域１３１ｃとなるべき領域上の、コンタクトホールの形成領域にのみレジストパターンを残す。そして、このレジストパターンに撥液処理を施し、図１４（ｄ）中実線で示すようにコンタクトホール形成用のマスクピラー１７１ａを形成する。
撥液処理としては、例えば四フッ化炭素などのフッ素原子を含むガスを大気圧プラズマによって分解して活性なフッ素単原子やイオンを生成し、この活性なフッ素に前記レジストパターンを晒すことによって行うことができる。なお、レジストパターンを、フッ素原子を含む撥液性のフォトレジストによって形成した場合には、その撥液処理は不要である。このようにして得られるマスクピラー１７１ａとしては、図１４（ｅ）に示すゲート絶縁膜１３２を形成するための液体、すなわちゲート絶縁膜１３２の形成材料を含有する溶液または分散液の塗布厚と同等もしくは高く形成しておく。
【００９９】
また、これらマスクピラー１７１ａについては、必要に応じて先に記載したような硬化処理を行ってもよい。例えば本例では、マスクピラー１７１ａを形成したガラス基板１２４を図示しない真空チャンバに搬入し、真空チャンバ内を例えば１３３３ｋＰａ（１０Ｔｏｒｒ）以下に減圧する。そして、マスクピラー１７１ａを所定の温度、例えば１００〜１３０℃程度の、通常のフォトレジストのポストベーク温度に加熱するとともに、マスクピラー１７１ａに紫外線を照射する。これにより、マスクピラー１７１ａは、溶存している水分が脱水されるとともに、紫外線により架橋反応が促進される。しかも、マスクピラー１７１ａは、脱水されて水分の影響を受けないため、架橋反応が進んで緻密となり、耐熱性、耐薬品性が向上する。さらに、マスクピラー１７１ａの硬化処理は、必要に応じてマスクピラー１７１ａをポストベーク温度以上に加熱する熱処理を行う。この熱処理は、例えば３００℃〜４５０℃の温度で１０分間程度行う。これにより、非常に耐熱性、耐薬品性に優れたマスクとすることができ、各種の液体成膜材料（膜形成用の液体）の使用が可能となる。
【０１００】
その後、図１４（ｅ）に示すように、マスクピラー１７１ａが被覆された領域を除く半導体層１３１上、および下地絶縁層１２５上に、ゲート絶縁膜１３２を形成する。このゲート絶縁膜１３２の形成については、前述した液体絶縁材料による下地絶縁膜１２５形成と同様にして行うことができる。ゲート絶縁膜１３２の形成材料を含有する液体（溶液あるいは分散液）については、マスクピラー１７１ａに対してその接触角が９０°以上となるようなものを選択し用いることが好ましい。このような液体を用いることによりマスクピラー１７１ａに接する部分の液体の液面形状が適切なものとなり、これによって、形成されるゲート絶縁膜１３２のうち、マスクピラー１７１ａと接する部分に尖鋭な（鋭角の）縁部が形成されないようにすることができ、ゲート絶縁膜１３２の信頼性を向上させることができる。
次いで、マスクピラー１７１ａをアッシングして除去し、図１５（ａ）に示すようにゲート絶縁膜１３２を貫通してなる下部コンタクトホール１３９ｄ、１３９ｅを形成する。マスクピラー１７１ａのアッシングについては、先に記載のように、大気圧下または減圧下における酸素プラズマやオゾン蒸気によって行うことができる。
【０１０１】
次に、ゲート絶縁膜１３２を覆って撥液膜（図示せず）を形成する。さらに、該撥液膜にマスクを介して紫外線を照射し、チャネル領域１３１ａと対応した位置にゲート電極用トレンチ１３９ｆを形成し、開口部を有するマスク（パターン形状制御マスク）１７２とする（図１５（ｂ）参照）。そして、有機金属化合物を主成分とする液体パターン材料（膜形成用の液体）をゲート電極用トレンチ１３９ｆに配し、これを熱処理して図１５（ｃ）に示すようにゲート電極１３４を形成する。その後、マスク１７２に紫外線を照射し、これを分解して図１５（ｄ）に示すように除去する。
【０１０２】
なお、液体パターン材料については、ＬＳＭＣＤやスピンコート、スリットコートなどによってゲート電極用トレンチ１３９ｆに配してもよいが、例えばインクジェットプリンタにおけるプリンタヘッドのような定量吐出装置により、ゲート電極用トレンチ１３９ｆに選択的に配してもよい。これにより、液体パターン材料の節約が図れるとともに、トレンチ周辺への液体パターン材料の付着を防止することができ、また所望の厚さのゲート電極１３４を容易に形成することができる。このゲート電極１３４は、半導体層１３１（ソース領域１３１ｂ、ドレイン領域１３１ｃ）とともに第１導電膜を構成する。
【０１０３】
次に、ゲート電極１３４をマスクとして、ソース領域１３１ｂとドレイン領域１３１ｃとに不純物（例えば、ｐ型導電層を形成する場合にはＢ２Ｈ６イオン）の打ち込みを行う。これにより、図１５（ｅ）に示すようにゲート電極１３４の下部をチャネル領域１３１ａとするＴＦＴ素子が得られる。その後、図１６（ａ）に示すようにゲート絶縁膜１３２上にマスク材であるレジスト膜１７３を形成する。
さらに、フォトリソグラフィー法を用いてレジスト膜１７３を露光、現像し、図１６（ｂ）に示すようにコンタクトホール形成領域となる下部コンタクトホール１３９ｄ、１３９ｅと対応した位置、およびゲート電極１３４上の所定位置に、レジスト膜１７３からなるコンタクトホール形成用のマスクピラー１７３ａを形成する。これらのマスクピラー１７３ａのうち、半導体層（多結晶シリコン膜）１３１のソース領域１３１ｂに対応した位置のものは、下端部が下部コンタクトホール１３９ｄを通ってソース領域１３１ｂの上面に接している。同様に、マスクピラー７３ａのうち、半導体層（多結晶シリコン膜）１３１のドレイン領域１３１ｃに対応した位置のものは、下端部が下部コンタクトホール１３９ｅを通ってドレイン領域１３１ｃの上面に接している。マスクピラー１７３ａには、必要に応じて前記マスクピラー１７１ａと同様に、撥液処理や硬化処理を行う。
【０１０４】
さらに、マスクピラー１７３ａは、図１６（ｂ）の右側に示してあるように、ゲート絶縁膜１３２の上の部分が下部コンタクトホール１３９ｅより大きくなるように形成してもよい。これにより、後述するように１７３ａを除去して形成したコンタクトホールに段差が形成され（図１６（ｄ）参照）、コンタクトホールのステップカバレッジが向上してコンタクトホール内での断線が防止されるからである。
【０１０５】
次に、マスクピラー１７３ａが被覆された領域を除く、ゲート絶縁膜１３２上およびゲート電極１３２上に、図１６（ｃ）に示すように酸化シリコンなどからなる絶縁層１３３を形成する。この絶縁層１３３は、下地絶縁膜１２５などと同様に、液体絶縁材料（膜形成用の液体材料）をＬＳＭＣＤやスピンコート、スリットコートなどによって塗布し、それを熱処理して形成することができる。これにより、形成される絶縁層１３３の表面をより平坦なものとすることができる。なお、この液体絶縁材料については、前述したゲート絶縁膜１３２の形成材料を含有する液体の場合と同様に、マスクピラー１７３ａに対してその接触角が９０°以上となるようなものを選択し用いることが好ましい。このような液体材料を用いることで、絶縁層１３３についても先のゲート絶縁膜１３２と同様の効果が得られる。
【０１０６】
その後、マスクピラー１７３ａをアッシングして除去し、図１６（ｄ）に示すように絶縁層１３３に上部コンタクトホール（図示せず）を形成する。これにより、前記下部コンタクトホール１３９ｄに上部コンタクトホールが連通してコンタクトホール１３９ｂとなり、前記下部コンタクトホール１３９ｅに上部コンタクトホールが連通してコンタクトホール１３９ｃとなる。また、ゲート電極１３４に通じる上部コンタクトホールが、コンタクトホール１３９ａとなる。
【０１０７】
次に、図１７（ａ）に示すように、絶縁層１３３を覆うようにフォトレジストを塗布し、マスク材であるレジスト膜１７８を形成する。さらに、フォトリソグラフィー法を用いてレジスト膜１７８を露光、現像し、図１７（ｂ）に示すようにコンタクトホール１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃとそれぞれ同一の開口径を有する開口１７８ａ、１７８ｂ、１７８ｃをレジスト膜１７３に形成する。同図に示すように、コンタクトホール１３９ａと開口１７８ａは基板１２４上で一体に開口部を形成しており、コンタクトホール１３９ｂ、１３９ｃと開口１７８ｂ、１７８ｃも同様である。
レジスト膜１７８には、必要に応じて前記マスクピラー１７１ａ、１７３ａと同様に、撥液処理や硬化処理を行う。
【０１０８】
次に、図示しない定量吐出装置を用いてコンタクトホール１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃ内に有機金属化合物を主成分とした導電性液体材料を供給する。その後、コンタクトホール１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃ内の導電性液体材料を焼成して固化する。これにより、図１７（ｃ）に示すようにソース領域１３１ｂに接続するプラグ（導電接続部材）１３８ｂと、ドレイン領域１３１ｃに接続するプラグ（導電接続部材）１３８ｃと、チャネル領域１３１ａに接続するプラグ（導電接続部材）１３８ａとがそれぞれ形成される。コンタクトホール１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃをそれぞれ完成させた後に、基板１２４全体に紫外線を照射し、第１導電膜となるソース領域１３１ｂ、ドレイン領域１３１ｃ、ゲート電極１３１ａのプラグ形成領域を親液処理してもよい。このような親液処理を施すことにより、プラグ１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃとの密着性、接合性を向上して電気抵抗を小さくすることができる。
【０１０９】
その後、図１７（ｄ）に示すように、レジスト膜１７８を、アッシングやレーザー照射により除去する。その具体的な方法は、マスクピラー１７１ａ、１７３ａのアッシングやマスク１７２に対するレーザー照射と同様である。
【０１１０】
本例においては、レジスト膜１７８の開口１７８ａ〜１７８ｃを介してコンタクトホール１３９ａ〜１３９ｃに対して液体材料の供給を行うので、コンタクトホール１３９ａ〜１３９ｃ内に適量の液体材料を正確に配置でき、したがって得られるプラグ１３８ａ〜１３８ｃは、図１７（ｄ）に示すように、コンタクトホール１３９ａ〜１３９ｃを埋め、かつ絶縁層１３３の表面と面一になって、絶縁層１３３とともに基板１２４上で平坦面を形成する。このように絶縁層１３３表面とプラグ１３８ａ〜１３８ｃの図示上面とが面一になっていることで、後続の工程においてプラグ１３８ａ〜１３８ｃと接続されるべき導電膜（第２導電膜）を形成した際に、それらの電気的接続をより確実なものとすることができる。したがって本製造方法によれば、高信頼性の電子デバイスを得ることができる。
【０１１１】
次に、図１８（ａ）に示すように絶縁層１３３を覆って撥液膜１７４を形成する。そして、撥液膜１７４に図示しないマスクを介して紫外線を照射し、図１８（ｂ）に示すように開口部としての導電膜用溝（配線溝）１７５を有するマスク材１７６とする。その後、例えば透明導電膜となるＩＴＯを溶解または分散させた液体配線材料（膜形成用の液体）を、定量吐出装置を用いて導電膜用溝（配線溝）１７５に配し、さらにこれを熱処理して図１８（ｃ）に示すように導電膜（第２導電膜）１３５、１３６、１３７を形成する。これにより、ソース領域（第１導電膜）１３１ｂがコンタクトホール１３９ｂ内のプラグ１３８ｂを介して導電膜（第２導電膜）１３６と電気的に接続され、ドレイン領域（第１導電膜）１３１ｃがコンタクトホール１３９ｃ内のプラグ１３８ｃを介して導電膜（第２導電膜）１３７と電気的に接続され、ゲート電極（第１導電膜）１３４がコンタクトホール１３９ａ内のプラグ１３８ａを介して導電膜（第２導電膜）１３８ａと電気的に接続される。なお、導電膜１３７は図示範囲の外側で画素電極１２３に接続される。
さらに、マスク材１７６に紫外線を照射し、図１８（ｄ）に示すようにこれを分解、除去する。その後、導電膜１３５、１３６、１３７を覆って酸化シリコン、窒化シリコン（ＳｉＮ）等からなるパッシベーション膜（図示せず）を形成する。
【０１１２】
このように本実施形態では、前述した本発明に係る半導体装置の製造方法を適用して、薄膜トランジスタ（半導体装置）１３０を形成している。したがって、得られた薄膜トランジスタ１３０は、特にコンタクトホール１３９ａ、１３９ｂ、１３９ｃ内へのプラグ１３８ａ、１３８ｂ、１３８ｃの形成が安価でかつ迅速になされ、しかもその導電接続構造における信頼性の高いものとなっているので、この薄膜トランジスタ１３０自体が安価でしかも特性についての信頼性が高いものとなる。
なお、マスクピラー１７１ａ、１７３ａについては、図１に示した実施形態におけるマスクピラー２０４と同様のものを用いることができる。
【０１１３】
＜電子機器＞
次に、本発明の電子機器の一例として、前記液晶パネル１１００を用いた投射型表示装置（液晶プロジェクタ）について説明する。
図１９は、本発明の電子機器（投射型表示装置）の概略構成図である。
図１９に示すように、投射型表示装置１３００は、光源１３０１と、複数のインテグレータレンズを備えた照明光学系と、複数のダイクロイックミラー等を備えた色分離光学系（導光光学系）と、赤色に対応した（赤色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）１８４と、緑色に対応した（緑色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）１８５と、青色に対応した（青色用の）液晶ライトバルブ（液晶光シャッターアレイ）１８６と、赤色光のみを反射するダイクロイックミラー面１２１１および青色光のみを反射するダイクロイックミラー面１２１２が形成されたダイクロイックプリズム（色合成光学系）１８１と、投射レンズ（投射光学系）１８２とを有している。
【０１１４】
また、照明光学系は、インテグレータレンズ１３０２および１３０３を有している。色分離光学系は、ミラー１３０４、１３０６、１３０９、青色光および緑色光を反射する（赤色光のみを透過する）ダイクロイックミラー１３０５、緑色光のみを反射するダイクロイックミラー１３０７、青色光のみを反射するダイクロイックミラー（または青色光を反射するミラー）１３０８、集光レンズ１３１０、１３１１、１３１２、１３１３および１３１４とを有している。
【０１１５】
液晶ライトバルブ１８５は、前述した液晶パネル１１００を備えて構成されている。液晶ライトバルブ１８４および１８６も、液晶ライトバルブ１８５と同様の構成となっている。これら液晶ライトバルブ１８４、１８５および１８６に備えられている液晶パネル１１００は、図示しない駆動回路にそれぞれ接続されている。
なお、投射型表示装置１３００では、ダイクロイックプリズム１８１と投射レンズ１８２とにより光学ブロック１２０が構成されている。また、この光学ブロック１８０と、ダイクロイックプリズム１８１に対して固定的に設置された液晶ライトバルブ１８４、１８５および１８６とで、表示ユニット１８３が構成されている。
【０１１６】
以下、投射型表示装置１３００の動作を説明する。
光源１３０１から出射された白色光（白色光束）は、インテグレータレンズ１３０２および１３０３を透過する。この白色光の光強度（輝度分布）は、インテグレータレンズ１３０２および１３０３により均一化される。光源１３０１から出射される白色光は、その光強度が比較的大きいものであるのが好ましい。これにより、スクリーン１３２０上に形成される画像をより鮮明なものとすることができる。
【０１１７】
インテグレータレンズ１３０２および１３０３を透過した白色光は、ミラー１３０４で図１９中左側に反射し、その反射光のうちの青色光（Ｂ）および緑色光（Ｇ）は、それぞれダイクロイックミラー１３０５で図１９中下側に反射し、赤色光（Ｒ）は、ダイクロイックミラー１３０５を透過する。
ダイクロイックミラー１３０５を透過した赤色光は、ミラー１３０６で図１９中下側に反射し、その反射光は、集光レンズ１３１０により整形され、赤色用の液晶ライトバルブ１８４に入射する。
ダイクロイックミラー１３０５で反射した青色光および緑色光のうちの緑色光は、ダイクロイックミラー１３０７で図１９中左側に反射し、青色光は、ダイクロイックミラー１３０７を透過する。
【０１１８】
ダイクロイックミラー１３０７で反射した緑色光は、集光レンズ１３１１により整形され、緑色用の液晶ライトバルブ１８５に入射する。
また、ダイクロイックミラー１３０７を透過した青色光は、ダイクロイックミラー（またはミラー）１３０８で図１９中左側に反射し、その反射光は、ミラー１３０９で図１９中上側に反射する。前記青色光は、集光レンズ１３１２、１３１３および１３１４により整形され、青色用の液晶ライトバルブ１８６に入射する。
このように、光源１３０１から出射された白色光は、色分離光学系により、赤色、緑色および青色の三原色に色分離され、それぞれ、対応する液晶ライトバルブに導かれ、入射する。
【０１１９】
この際、液晶ライトバルブ１８４が有する液晶パネル１１００の各画素（薄膜トランジスタ１３０とこれに接続された画素電極１２３）は、赤色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路（駆動手段）により、スイッチング制御（オン／オフ）され、当該動作により液晶ライトバルブ１８４に入射した赤色光が所定の強度（輝度）に変調される。同様に、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ１８５および１８６に入射し、それぞれの液晶パネル１１００で変調され、これにより緑色用の画像および青色用の画像が形成される。この際、液晶ライトバルブ１８５が有する液晶パネル１１００の各画素は、緑色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御され、液晶ライトバルブ１８６が有する液晶パネル１１００の各画素は、青色用の画像信号に基づいて作動する駆動回路によりスイッチング制御される。
これにより赤色光、緑色光および青色光は、それぞれ、液晶ライトバルブ１８４、１８５および１８６で変調され、赤色用の画像、緑色用の画像および青色用の画像がそれぞれ形成される。
【０１２０】
前記液晶ライトバルブ１８４により形成された赤色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ１８４からの赤色光は、面１２１３からダイクロイックプリズム１８１に入射し、ダイクロイックミラー面１２１１で図１９中左側に反射し、ダイクロイックミラー面１２１２を透過して、出射面１２１６から出射される。また、前記液晶ライトバルブ１８５により形成された緑色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ１８５からの緑色光は、面１２１４からダイクロイックプリズム１８１に入射し、ダイクロイックミラー面１２１１および１２１２をいずれも透過して、出射面１２１６から出射される。また、前記液晶ライトバルブ１８６により形成された青色用の画像、すなわち液晶ライトバルブ１８６からの青色光は、面１２１５からダイクロイックプリズム１８１に入射し、ダイクロイックミラー面１２１２で図１９中左側に反射し、ダイクロイックミラー面１２１１を透過して、出射面１２１６から出射される。
【０１２１】
このように、前記液晶ライトバルブ１８４、１８５および１８６からの各色の光、すなわち液晶ライトバルブ１８４、１８５および１８６により形成された各画像は、ダイクロイックプリズム１８１により合成され、これによりカラーの画像が形成される。この画像は、投射レンズ１８２により、所定の位置に設置されているスクリーン１３２０上に投影（拡大投射）される。
【０１２２】
上記構成を備えた本発明に係る投射型表示装置は、液晶ライトバルブ１８４〜１８６に、先の実施形態の液晶パネル１１００を備えたものであるので、安価にかつ迅速に製造可能であり、また半導体素子の導電接続構造における信頼性にも優れた投射型表示装置となっている。
【０１２３】
［有機ＥＬ装置］
次に、本発明に係る半導体装置の製造方法を適用して製造できる表示装置の例として、有機ＥＬ装置を挙げて説明する。
【０１２４】
（有機ＥＬ装置の構成）
図２０は、本実施形態の有機ＥＬ装置の要部断面構成図であり、図２１から図２３は、同、有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面構成図である。
図２０に示す有機ＥＬ装置（表示装置）８００は、基板接合体８０２を主体として構成されており、基板接合体８０２は、配線基板（第１基板）８０３と、有機ＥＬ基板（第２基板）８０４とを、後述の接合部８５０を介して接合した構成となっている。
【０１２５】
配線基板８０３は、基板８１０と、基板８１０上に形成された所定形状の配線パターン８１１と、配線パターン８１１を覆う層間絶縁膜８１６と、層間絶縁膜８１６上に配設されたＴＦＴ（スイッチング素子）８１３と、層間絶縁膜８１６上に形成された端子部８１５とを備えている。前記ＴＦＴ８１３は、層間絶縁膜８１６に埋設された金属プラグ８１４ａと、この金属プラグ８１４ａ上に形成された金属配線８１４とを介して配線パターン８１１に導電接続されている。また、端子部８１５は、層間絶縁膜８１６に埋設された金属プラグ８１５ａを介して配線パターン８１１に導電接続されている。このような構成のもと、ＴＦＴ８１３と端子部８１３とが電気的に接続されている。
【０１２６】
ここで、金属配線８１４とＴＦＴ８１３の端子パターンとは、金属配線８１４を含む層間絶縁膜８１６上の領域に塗布形成された導電性ペースト８１７によって電気的に接続されている。導電性ペースト８１７は、異方性導電ペースト（ＡＣＰ）を含むものである。
【０１２７】
有機ＥＬ基板８０４は、透光性の基板８２０上に、有機ＥＬ素子（発光素子）８２１と、有機ＥＬ素子８２１を取り囲む絶縁膜８２２と、有機ＥＬ素子８２１及び絶縁膜８２２上に形成された陰極８２５とを備えて構成されている。有機ＥＬ素子８２１は、基板８２０側からＩＴＯ等の透明金属からなる陽極と、正孔注入／輸送層と、発光層とを積層した構成を有しており、換言すれば、陽極と陰極８２５との間に発光層等の機能層を挟持したものとなっている。そして、陽極から機能層に供給される正孔と、陰極から供給される電子とを前記発光層で再結合させて発光を得るようになっている。なお、このような有機ＥＬ素子の詳細な構造は、公知の技術を採用できる。また、有機ＥＬ素子８２１（発光層）と陰極８２５との間に電子注入／輸送層を形成してもよい。
【０１２８】
更に、配線基板８０３と有機ＥＬ基板８０４との間には、樹脂コア部８５１と導通材８５２とから構成された接合部８５０が設けられている。接合部８５０は、配線基板８０３の端子部８１５と、有機ＥＬ基板８０４の陰極８２５とに当接する位置に配されて両者を導通接続している。また、接合部８５０を挟持して対向配置された基板８０３，８０４間の空間は、基板８０３，８０４を把持する封止部８３２によって封止されている。封止部８３２と、基板８０３，８０４とに囲まれて密閉された空間には、不活性ガス８３１が充填されている。
【０１２９】
（有機ＥＬ装置の製造方法）
次に、図２０に示した有機ＥＬ装置８００を製造する方法について説明する。
【０１３０】
｛基礎基板の製造方法｝
まず、図２１（ａ）を示して、ＴＦＴ８１３を配線基板８０３に貼り合わせ及び転写させる前工程として、基礎基板８４０上にＴＦＴを形成する工程について説明する。ＴＦＴ８１３の製造方法は、高温プロセスを含む公知の技術が採用できるので、ＴＦＴの製造方法については説明を省略し、基礎基板８４０と剥離層８４１とを主体に説明する。
【０１３１】
なお、基礎基板８４０は、組立後の有機ＥＬ装置８００には含まれないものであり、ＴＦＴ８１３の製造工程と、貼り合わせ及び転写工程にのみに用いられる部材である。具体的には、１０００℃程度に耐える石英ガラス等の透光性耐熱基板が好ましい。また、石英ガラスの他、ソーダガラス、コーニング７０５９（商品名）、日本電気ガラスＯＡ−２（商品名）等の耐熱性ガラス等が使用可能である。
【０１３２】
基礎基板８４０は、基本的には任意の厚さのものを用いることができるが、０．１ｍｍ〜０．５ｍｍ程度であることが好ましく、０．５ｍｍ〜１．５ｍｍ程度であることがより好ましい。基礎基板の厚さが薄すぎると強度の低下を招き、逆に厚すぎると、後述のレーザ照射工程において基台の透過率が低い場合に照射光の減衰を招くからである。ただし、基台の照射光の透過率が高い場合には、前記上限値を超えてその厚みを厚くすることができる。
【０１３３】
剥離層８４１は、レーザ光等の照射光により当該層内や界面において剥離（「層内剥離」又は「界面剥離」ともいう）を生ずる材料からなる。即ち、一定の強度の光を照射することにより、構成物質を構成する原子又は分子における原子間又は分子間の結合力が消失し又は減少し、アブレーション（ablation）等を生じ、基体からの剥離を起こすものである。また、照射光の照射により、剥離層８４１に含有されていた成分が気体となって放出され分離に至る場合と、剥離層８４１が光を吸収して気体になり、その蒸気が放出されて分離に至る場合とがある。
【０１３４】
剥離層８４１の材質としては、例えば、非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）が採用され、この非晶質シリコン中には水素（Ｈ）が含まれていてもよい。水素が含まれていると、光の照射によって水素が放出されて剥離層８４２に内圧が発生し、これが剥離を促進するので好ましい。この場合の水素含有量は、２ａｔ％程度以上であることが好ましく、２〜２０％ａｔ％であることが更に好ましい。水素の含有量は、成膜条件、例えば、ＣＶＤ法を用いる場合には、そのガス組成、ガス圧力、ガス雰囲気、ガス流量、ガス温度、基板温度、投入するパワー等の条件を適宜設定することによって調整する。この他の剥離層材料としては、酸化シリコンもしくはシリコン化合物、窒化シリコン、窒化アルミ、窒化チタン等の窒化セラミックス、有機高分子材料（光の照射によりこれらの原子間結合が切断されるもの）、金属、例えば、Ａｌ、Ｌｉ、Ｔｉ、Ｍｎ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｙ、Ｌａ、Ｃｅ、Ｎｄ、Ｐｒ、ＧｄもしくはＳｍ、又はこれらのうち少なくとも一種を含む合金が挙げられる。
【０１３５】
剥離層８４１の厚さとしては、１ｎｍ〜２０μｍ程度であるのが好ましく、１０ｎｍ〜２μｍ程度であるのがより好ましく、２０ｎｍ〜１μｍ程度であるのが更に好ましい。剥離層８４１の厚みが薄すぎると、形成された膜厚の均一性が失われて剥離にむらが生じるからであり、剥離層８４１の厚みが厚すぎると、剥離に必要とされる照射光のパワー（光量）を大きくする必要があったり、また、剥離後に残された剥離層８４１の残渣を除去するのに長時間を要する場合がある。
【０１３６】
剥離層８４１の形成方法は、均一な厚みで剥離層８４１を形成可能な方法であればよく、剥離層８４１の組成や厚み等の諸条件に応じて適宜選択することが可能である。例えば、ＣＶＤ（ＭＯＣＣＶＤ、低圧ＣＶＤ、ＥＣＲ−ＣＶＤ含む）法、蒸着、分子線蒸着（ＭＢ）、スパッタリング法、イオンドーピング法、ＰＶＤ法等の各種気相成膜法、電気メッキ、浸漬メッキ（ディッピング）、無電解メッキ法等の各種メッキ法、ラングミュア・プロジェット（ＬＢ）法、スピンコート法、スプレーコート法、ロールコート法等の塗布法、各種印刷法、転写法、インクジェット法、粉末ジェット法等に適用できる。これらのうち２種以上の方法を組み合わせてもよい。
【０１３７】
特に剥離層８４１の組成が非晶質シリコン（ａ−Ｓｉ）の場合には、ＣＶＤ法、特に低圧ＣＶＤやプラズマＣＶＤにより成膜するのが好ましい。また、剥離層８４１をゾル−ゲル法によりセラミックを用いて成膜する場合や有機高分子材料で構成する場合には、塗布法、特にスピンコートにより成膜するのが好ましい。
【０１３８】
｛配線基板の製造方法｝
図２１（ａ）に示した基礎基板８４０の製造工程と並行して、図２１（ｂ）に示す配線基板８０３の製造工程が行われる。
図２１（ｂ）に示す工程では、基板８１０上に、配線パターン８１１と、それを覆う層間絶縁膜８１６とを形成した後、層間絶縁膜８１６に金属プラグ８１４ａ、８１５ａを埋設する。そして、金属プラグ８１４ａと導電接続された金属配線８１４と、金属プラグ８１５ａと導電接続された端子部８１５とを層間絶縁膜８１６上に形成する。
【０１３９】
本実施形態では、上記金属プラグ８１４ａ、８１５ａの形成を含む製造工程に、本発明に係る半導体装置の製造方法が適用され、したがって金属プラグ８１４ａ、８１５ａの形成が安価にかつ迅速に行われるとともに、信頼性に優れた導電接続構造を具備した有機ＥＬ装置が得られるようになっている。
【０１４０】
具体的には、フォトリソグラフィ法等の形成方法を用いて配線パターン８１１を形成した後、金属プラグが形成される位置にマスクピラーを立設し、その後配線パターン８１１を覆って層間絶縁膜８１６を形成する。層間絶縁膜８１６は、アクリル樹脂やシリコン化合物等の液体絶縁材料をスピンコート法等により塗布する液相法によって得られ、液相法を用いることで高度の平坦性を有するものとなる。その後、前記マスクピラーを除去すれば、配線パターン８１１に達するコンタクトホールを具備した層間絶縁膜８１６が得られる。あるいは、配線パターン８１１を含む基板８１０上に層間絶縁膜８１６を形成した後、フォトリソグラフィ法によりコンタクトホールを形成してもよい。
【０１４１】
配線パターン８１１に達するコンタクトホールを具備した層間絶縁膜８１６を形成したならば、前記層間絶縁膜８１６の表面に、前記コンタクトホールに通じる開口部を具備したバンク（図示略）を形成する。つまり、層間絶縁膜８１６上にスピンコート法を用いて感光性の樹脂材料を塗布した後、この樹脂膜を露光、現像処理することで、前記コンタクトホールに対応する領域が開口された樹脂膜からなるバンクを得る。その後このバンク表面には必要に応じて撥液処理が施される。
【０１４２】
次いで、金属微粒子を溶剤に分散させた分散液（液体材料）を液滴吐出法（インクジェット法）を用いてコンタクトホール内に選択的に配することで金属プラグ８１４ａ、８１５ａを形成する。この金属プラグ８１４ａ、８１５ａの形成手順には、先の実施形態で図１及び図２に示した工程が適用される。この場合において、配線パターン８１１が図１に示した第１導電膜２１に相当し、層間絶縁膜８１６が絶縁膜２０８に相当する。このようにして金属プラグ８１４ａ、８１５ａを形成したならば、層間絶縁膜８１６上に形成した上記バンクをアッシング処理等により除去しておく。
【０１４３】
金属プラグ８１４ａ、８１５ａを形成したならば、これらの金属プラグに接続される金属配線８１４及び端子部８１５を形成する。これらの形成に際しては、先の液晶パネルの製造方法で図１７及び１８に示した導電膜１３５〜１３７の形成方法が適用できる。すなわち、層間絶縁膜８１６上に、金属配線８１４及び端子部８１５の形成領域に対応する開口部を具備したバンクをパターン形成し、このバンクの開口部に対して液体材料を選択的に塗布することで液相法により金属配線８１４及び端子部８１５を形成する。この金属配線８１４及び端子部８１５の形成に用いたバンクについても、金属配線８１４等の形成後にアッシング処理等により除去しておく。
あるいは、金属配線８１４及び端子部８１５の形成に際して、公知の気相法を用いることもでき、その場合には、ＣＶＤ法、スパッタ法、蒸着法、イオンプレーティング法等、半導体製造工程で用いられる種々の方法を適用できる。
【０１４４】
なお、基板８１０の表面には、図１に示した実施形態と同様に、下地絶縁膜として酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）等を形成してもよい。また、図２１（ｂ）では、配線パターン８１１が単層構造である場合を説明しているが、２層や３層の積層膜であってもよい。また、配線材料は、ＡｌやＡｌ合金に限定されることなく、Ａｌ等の低抵抗金属を、ＴｉやＴｉ化合物で挟んだサンドイッチ構造でもよい。このようにすれば、Ａｌ配線に対するバリア性や耐ヒロック性を高めることができる。
【０１４５】
また、ＴＦＴ８１３と接続される金属配線８１４上には、ＴＦＴ８１３の端子に対応したバンプを設けることもできる。
金属配線８１４上にバンプを形成するには、まず、メッキ成長させる表面の濡れ性向上、及び残渣を除去することを目的として、フッ酸と硫酸を含有した水溶液中に基板８１０を浸漬する。続いて、水酸化ナトリウムを含むアルカリ性水溶液に加温した中に浸漬し、金属配線８１４表面の酸化膜を除去する。
次に、ＺｎＯを含有したジンケート液中に浸漬してパッド表面をＺｎに置換する。その後、硝酸水溶液に浸漬し、Ｚｎを剥離し、再度ジンケート浴中に浸漬し、緻密なＺｎ粒子をＡｌ表面に析出させる。次いで、基板８１０を無電解Ｎｉメッキ浴に浸漬し、Ｎｉメッキを形成する。メッキ高さは２μｍ〜１０μｍ程度である。このとき、メッキ浴は次亜リン酸を還元剤とした浴であるため、リン（Ｐ）が共析する。最後に置換Ａｕメッキ浴中に基板８１０を浸漬し、Ｎｉ表面にＡｕ膜を形成する。Ａｕ膜は０．０５μｍ〜０．３μｍ程度に形成する。Ａｕ浴はシアンフリータイプを用いるのがよい。
【０１４６】
以上の工程により金属配線８１４上にＮｉ−Ａｕバンプを形成することができる。また、Ｎｉ−Ａｕメッキバンプ上に、はんだやＰｂフリーはんだを、例えばＳｎ−Ａｇ−Ｃｕ系等のはんだをスクリーン印刷やディッピング等で形成してバンプとしてもよい。なお、各化学処理の間には、水洗処理を行う。水洗処理に用いる水洗槽はオーバーフロー構造あるいはＱＤＲ機構を有し、最下面からＮ２バブリングを行うものが好適である。バブリング方法は、４フッ化エチレンのチューブ等に穴を開け、Ｎ２を出す方法や、焼結体等を通じてＮ２を出す。以上の工程により、短時間で十分効果のあるリンスを行うことができる。
【０１４７】
｛ＴＦＴの転写工程｝
次に、図２１（ｃ）、（ｄ）及び図２２（ａ）を参照して、上記の配線基板８０３と基礎基板８４０とを貼り合わせて、ＴＦＴ８１３を配線基板８０３に転写する方法について説明する。
ここで、転写工程としては公知の技術を採用できるが、本実施形態では特にＳＵＦＴＬＡ（Surface Free Technology by Laser Ablation/Annealing：登録商標）を用いて行われる。
【０１４８】
図２１（ｃ）に示すように、基礎基板８４０を反転し、また、ＴＦＴ８１３とＴＦＴ接続部８１４との間に異方性導電粒子（ＡＣＰ）を含有する導電性ペースト８１７を介在させた状態で、基礎基板８４０と配線基板８０３とを貼り合わせる。
【０１４９】
次に、図２１（ｄ）に示すように、導電性ペースト８１７が塗布された部分のみに局所的に、基礎基板８４０の裏面側（ＴＦＴ非形成面）からレーザ光ＬＡを照射する。すると、剥離層８４１の原子や分子の結合が弱まり、また、剥離層８４１内の水素が分子化し、結晶の結合から分離され、即ち、ＴＦＴ８１３と基礎基板８４０との結合力が完全になくなり、レーザ光ＬＡが照射された部分のＴＦＴを容易に取り外すことが可能となる。
【０１５０】
その後、図２２（ａ）に示すように、基礎基板８４０と配線基板８０３とを引き離せば、基礎基板８４０上からＴＦＴが脱離して配線基板８０３に転写される。これにより、ＴＦＴ８１３の端子は、上記の金属配線８１４（ないしその上に形成されたバンプ）と、導電性ペースト８１７とを介して配線パターン８１１に電気的に接続される。
【０１５１】
｛接合部（樹脂コア部、導通材）の形成工程｝
ＴＦＴ８１３の転写が終了したならば、次に、図２２（ｂ）に示すように、配線基板８０３上に接合部８５０を形成する。
接合部８５０を形成するには、まず、その構成要素である樹脂コア部８５１を形成する。樹脂コア部８５１の形成方法としては、例えば液滴吐出法（インクジェット法）を用いる方法が挙げられる。
この液滴吐出法は、所謂インクジェットプリンタでよく知られている印刷技術であり、各種樹脂材料を液状化させた材料インクの液滴を、インクジェットヘッドから基板上に吐出し、定着させるものである。インクジェット法によれば微細な領域に材料インクの液滴を正確に吐出できるので、フォトリソグラフィ技術を行うことなく、所望の吐出位置に直接材料インクを定着させることができる。従って、材料の無駄も発生せず、製造コストの低減も図れ、非常に合理的な方法となる。
このようなインクジェット法を用いて樹脂コア部８５１を配線基板８０３上に形成する場合には、樹脂コア部８５１を形成するための樹脂材料を溶剤等に分散させた分散液を材料インクとして採用される。
【０１５２】
次に、上記の樹脂コア部形成方法により樹脂コア部８５１を形成した後に導通材８５２を配置する。導通材８５２は樹脂コア部８５１及び端子部８１５上に形成される銀ペーストであり、銀ペーストの形成方法は、印刷法、転写法、液滴吐出法等の方法が用いられる。そして、樹脂コア部８５１及び端子部８１５上における上述した範囲に銀ペーストを配置する。
【０１５３】
｛配線基板と有機ＥＬ基板の貼り合わせ工程｝
次に、図２３（ａ）、（ｂ）を示して、上述の配線基板８０３と、別途用意した有機ＥＬ基板８０４とを貼り合わせて、有機ＥＬ装置８００を形成する工程について説明する。
図２３（ａ）に示す有機ＥＬ基板８０４は、透明基板８２０上に、有機ＥＬ素子８２１と、絶縁膜８２２と、陰極８２５とを順に形成したものである。
【０１５４】
この有機ＥＬ基板８０４を、配線基板８０３との貼り合わせに供するために上下反転して配置する。そして、有機ＥＬ基板８０４に対向する位置に上述の配線基板８０３を配置し、当該両基板８０３，８０４を貼り合わせて押圧する。すると、導通材８５２の上面が陰極８２５と接触し、その後銀ペーストからなる導通材８５２が陰極８２５に押し潰される。このようにして、端子部８１５と陰極８２５とが導通材８５２を介して導通接触される結果、有機ＥＬ素子８２１とＴＦＴ８１３とが電気的に接続される。またこのとき、導通材８５２とともに樹脂コア部８５１も押し潰され、その反力によって陰極８２５を押し付けるので、導通材８５２と陰極８２５との導通接触が確実に得られるようになっている。
【０１５５】
次に、不活性ガス８３１を配線基板８０３と有機ＥＬ基板８０４との間に封入し、図２０の如く基板８０３，８０４の周囲を封止することで有機ＥＬ装置８００を得ることができる。
なお、不活性ガス８３１の封入方法及び基板の封止方法としては、配線基板８０３と有機ＥＬ基板８０４とを貼り合せた後に不活性ガス８３１を封入して封止する方法と、不活性ガス雰囲気のチャンバ内において配線基板８０３と有機ＥＬ基板８０４とを貼り合せて封止する方法とがある。
【０１５６】
上記の製造方法によって製造された図２０に示す有機ＥＬ装置８００は、有機ＥＬ基板８０４における配線基板８０３側から、順に陰極８２５、発光層、正孔注入／輸送層、陽極が配置されており、発光層で生じた光を基板８２０側から取り出すトップエミッション型の有機ＥＬ装置となる。
【０１５７】
なお、上記例では、電子素子としてＴＦＴを配線基板に転写する構成としたが、転写可能な電子素子としては、ＴＦＴ素子以外にも、薄膜ダイオード、その他の薄膜半導体デバイス、電極（例：ＩＴＯ，メサ膜のような透明電極）、太陽電池やイメージセンサ等に用いられる光電変換素子、スイッチング素子、メモリー、圧電素子等のアクチュエータ、マイクロミラー（ピエゾ薄膜セラミックス）、磁気記録媒体、光磁気記録媒体、光記録媒体等の記録媒体、磁気記録薄膜ヘッド、コイル、インダクター、薄膜高透磁材料およびそれらを組み合わせたマイクロ磁気デバイス、フィルター、反射膜、ダイクロイックミラー、偏光素子等の光学薄膜、半導体薄膜、超伝導薄膜（例：ＹＢＣＯ薄膜）、磁性薄膜、金属多層薄膜、金属セラミック多層薄膜、金属半導体多層薄膜、セラミック半導体多層薄膜、有機薄膜と他の物質の多層薄膜等が挙げられる。
このなかでも、特に、薄膜デバイス、マイクロ磁気デバイス、マイクロ三次元構造物の構成、アクチュエータ、マイクロミラー等に適用することの有用性が高い。
【０１５８】
［電子機器］
上述した有機ＥＬ装置８００ないし液晶パネル１１００は、次に示す電子機器にも適用することができる。図２４（ａ）は、携帯電話の一例を示した斜視図である。１６００は携帯電話本体を示し、１６０１は上記実施形態の有機ＥＬ装置または液晶パネルを備えた表示部を示している。図２４（ｂ）は、ワープロ、パソコンなどの携帯型情報処理装置の一例を示した斜視図である。図２４（ｂ）において、１７００は情報処理装置、１７０１はキーボードなどの入力部、１７０３は情報処理本体、１７０２は上記実施形態の有機ＥＬ装置または液晶パネルを備えた表示部を示している。図２４（ｃ）は、腕時計型電子機器の一例を示した斜視図である。図２４（ｃ）において、１８００は時計本体を示し、１８０１は上記実施形態の有機ＥＬ装置または液晶パネルを備えた表示部を示している。
図２４に示す各電子機器は、上記実施形態の有機ＥＬ装置または液晶パネルを備えたものであるので、安価にかつ迅速に製造可能であり、また半導体素子の導電接続構造における信頼性にも優れた電子機器となっている。
【０１５９】
以上、添付図面を参照しながら本発明に係る好適な実施の形態例について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。上述した例において示した各構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲において設計要求等に基づき種々変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【０１６０】
【図１】本発明の半導体装置の製造方法の絶縁膜形成工程ＳＴ０を示す断面工程図。
【図２】マスク材形成工程ＳＴ１〜マスク材除去工程ＳＴ４までを示す断面工程図。
【図３】本発明の半導体装置の製造方法を示すフロー図。
【図４】本発明に係る製造方法を適用できる半導体装置の一例を示す断面図。
【図５】スピンコータの一例を示す図。
【図６】ＵＶ照射装置の一例を示す図。
【図７】液体材料充填装置の一例を示す図。
【図８】乾燥焼成装置の一例を示す図。
【図９】マスク材除去装置の一例を示す図。
【図１０】従来の半導体装置の製造工程を示す断面工程図。
【図１１】本発明の半導体装置の製造装置の配列例を示す図。
【図１２】電子デバイスの一例としての液晶パネルの断面構成図。
【図１３】同、薄膜トランジスタの断面構成図。
【図１４】本発明に係る製造方法を適用した薄膜トランジスタの製造工程図。
【図１５】本発明に係る製造方法を適用した薄膜トランジスタの製造工程図。
【図１６】本発明に係る製造方法を適用した薄膜トランジスタの製造工程図。
【図１７】本発明に係る製造方法を適用した薄膜トランジスタの製造工程図。
【図１８】本発明に係る製造方法を適用した薄膜トランジスタの製造工程図。
【図１９】電子機器の一例を示す概略構成図。
【図２０】有機ＥＬ装置の要部を示す断面構成図。
【図２１】有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面構成図。
【図２２】有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面構成図。
【図２３】有機ＥＬ装置の製造工程を示す断面構成図。
【図２４】電子機器の他の例を示す概略構成図。
【符号の説明】
【０１６１】
１０・・・半導体装置の製造方法、２０・・・基板、２１・・・第１導電膜、３０・・・金属プラグ（導電接続部材）、３３・・・第２導電膜、４０・・・コンタクトホール（貫通接続孔）、４９・・・開口、５１・・・撥液膜、２０８・・・絶縁膜、２０９・・・バンク（マスク材）、Ｍ・・・液体材料、ＳＴ０・・・絶縁膜形成工程、ＳＴ１・・・マスク材形成工程、ＳＴ２・・・液体材料配置工程、ＳＴ３・・・乾燥工程、ＳＴ４・・・マスク材除去工程
【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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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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