多層配線基板、アクティブマトリクス基板及びこれを用いた画像表示装置、並びに多層配線基板の製造方法
【課題】上部配線層と下部配線層とを、微細なコンタクトホールを介して接続する多層配線基板、アクティブマトリクス基板及びこれを用いた画像表示装置、並びに多層配線基板の製造方法を提供する。
【解決手段】基板１０上に形成された第１の導電層２０と、層間絶縁層３０と、第２の導電層７０とを有し、前記層間絶縁層に形成されたコンタクトホール４０を介して前記第１の導電層と前記第２の導電層とが電気的に接続された構造を有する多層配線基板において、
前記層間絶縁層は、前記コンタクトホールを含まない第１の領域５０と、前記コンタクトホールを含み、該第１の領域よりも表面エネルギーが高く形成された第２の領域６０とを有し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の領域は、前記第２の領域よりも表面エネルギーが高く、
前記第２の導電層は、前記層間絶縁層の前記第２の領域に接触して堆積形成され、前記コンタクトホールを介して前記第１の導電層と接続されている。
【解決手段】基板１０上に形成された第１の導電層２０と、層間絶縁層３０と、第２の導電層７０とを有し、前記層間絶縁層に形成されたコンタクトホール４０を介して前記第１の導電層と前記第２の導電層とが電気的に接続された構造を有する多層配線基板において、
前記層間絶縁層は、前記コンタクトホールを含まない第１の領域５０と、前記コンタクトホールを含み、該第１の領域よりも表面エネルギーが高く形成された第２の領域６０とを有し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の領域は、前記第２の領域よりも表面エネルギーが高く、
前記第２の導電層は、前記層間絶縁層の前記第２の領域に接触して堆積形成され、前記コンタクトホールを介して前記第１の導電層と接続されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線基板、アクティブマトリクス基板及びこれを用いた画像表示装置、並びに多層配線基板の製造方法に関し、特に、層間絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して第１の導電層と第２の導電層とが電気的に接続された構造を有する多層配線基板、アクティブマトリクス基板及びこれを用いた画像表示装置、並びに多層配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子回路等で用いられる配線パターンの形成方法として、導電性材料を含有する機能液を、基板上の所定位置に必要量だけ供給するインクジェット法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。インクジェット法は、露光装置を用いるフォトリソグラフィー法に比べて、高価な装置や設備を必要とすることなく、工程数も少なく、材料利用効率が高い等の利点を有している。特に、複数の配線層を有する多層配線基板や、これを用いた電子素子を作製する場合、上下配線層を隔てる絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して上下配線層を電気的に接続する必要があるが、このコンタクトホールの穴埋めや、上下配線の形成工程に、インクジェット法を適用することができる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の方法においては、あらかじめ下層配線上のコンタクトホール形成部位に撥液部を形成した後に絶縁層形成材料を塗布することでコンタクトホールを形成し、光照射により撥液部を除去した後に、塗布法により第２配線を形成する手法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の方法においては、絶縁層上に疎水性材料からなる表面改変層をパターニングし、絶縁層を溶解可能な溶解液をインクジェットで塗布することによって、表面改変層で覆われていない部分の絶縁層を溶解してコンタクトホールを形成し、さらに塗布法によりコンタクトホールを充填する手法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の方法では、撥液部を形成する工程において撥液性液滴の吐出量を変えることでコンタクトホールの直径を調整することができるものの、塗布法を用いていることから、コンタクトホールのサイズに下限があるという問題があった。例えば、インクジェット法の場合には、一般に１ｐｌ（ピコリットル）以下の液滴の制御が困難であり、更に撥液部を形成するための機能液は、基板上で濡れ広がる。また複数のノズルを用いた場合には、機能液の着弾位置のばらつきがノズル間で生じる。このような理由から、例えば５０μｍ以下の大きさのコンタクトホールを形成するのは困難である。さらに第２配線も塗布法により形成しているため、コンタクトホールに精度よく導電性を有する機能液を充填することや、あるいは第２配線層を微細化することも同様に困難である。
【０００６】
また、上述の特許文献２に記載の方法では、絶縁層上に疎水性材料からなる表面改変層をレーザー等によってパターニングするため、レーザービーム径によって規定される微細なコンタクトホールが形成可能である。しかしながら、コンタクトホールを充填して上部配線層を形成する際に、疎水性材料上に導電性材料が塗布されるため、上部配線の形状が乱れてしまい、微細な上部配線を得るのが困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、形状制御性に優れた微細な上部配線層と下部配線層とを、微細なコンタクトホールを介して電気的に接続することができる多層配線基板、アクティブマトリクス基板及びこれを用いた画像表示装置、並びに多層配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る多層配線基板は、基板上に形成された第１の導電層と、該第１の導電層上に形成された層間絶縁層と、該層間絶縁層上に形成された第２の導電層とを有し、前記層間絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して前記第１の導電層と前記第２の導電層とが電気的に接続された構造を有する多層配線基板において、
前記層間絶縁層は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記コンタクトホールを含まない第１の領域と、前記コンタクトホールを含むとともに、該第１の領域よりも表面エネルギーが高く形成された第２の領域とを有し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の領域は、前記層間絶縁層の前記第２の領域の表面エネルギーよりも高い表面エネルギーを有し、
前記第２の導電層は、前記層間絶縁層の前記第２の領域に沿うように接触して堆積形成され、前記コンタクトホールを介して前記第１の導電層と接続されたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１の領域は撥水領域として形成され、
前記第２の領域は親水領域として形成されることが好ましい。
【００１０】
また、前記第２の導電層は、印刷法により供給された導電性材料を含む機能液が乾燥及び固化して形成された導電層であってもよい。
【００１１】
また、前記コンタクトホールの内側面はテーパー形状を有することが好ましい。
【００１２】
また、前記コンタクトホールの中央部上に形成された前記第２の導電層の膜厚は、前記コンタクトホールの内側面上に形成された前記第２の導電層の膜厚よりも厚いことが好ましい。
【００１３】
また、前記第１の導電層は、前記コンタクトホール内の領域において複数の結晶粒を有し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の中央部分は、前記コンタクトホール内の端部付近よりも表面粗さ又は粒径の少なくとも一方が大きいことが好ましい。
【００１４】
また、前記第１の導電層は、前記基板上に絶縁層を介して形成され、
該絶縁層は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、低表面エネルギー領域と高表面エネルギーとがエネルギーの付与により形成され、
前記絶縁層に選択的に形成された前記高表面エネルギー領域上に前記第１の導電層が形成された構成が好ましい。
【００１５】
また、本発明の他の態様に係るアクティブマトリクス基板は、前記多層配線基板を有し、
前記第１の導電層はゲート電極として構成され、
前記層間絶縁層はゲート絶縁層として構成され、
前記第２の導電層と同層に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
該ソース電極と該ドレイン電極との双方に重なるように形成された半導体層とを有し、
前記第２の導電層は、前記ゲート電極への入力配線に接続されたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の他の態様に係る画像表示装置は、前記アクティブマトリクス基板と、
該アクティブマトリクス基板により駆動される画層表示素子とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の他の態様に係る多層配線基板の製造方法は、基板上に第１の導電層を形成する工程と、
該第１の導電層上に、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む材料を用いて層間絶縁層を形成する工程と、
前記第１の導電層の一部が露出するように前記層間絶縁層にコンタクトホールを形成する工程と、
前記層間絶縁層にエネルギーを付与し、前記コンタクトホールを含まない第１の領域と、前記コンタクトホールを含むとともに該第１の領域よりも表面エネルギーが高い第２の領域とを形成する工程と、
前記層間絶縁膜の該第２の領域上及び前記第１の導電層上に沿って連続的に接触するように第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、前記第１の領域は撥水領域として形成され、
前記第２の領域は親水領域として形成されることが好ましい。
【００１９】
また、前記第２の導電層を形成する工程は、導電性材料を含む機能液を、インクジェット法により前記コンタクトホールに供給し、乾燥して前記第２の導電層を形成する工程であることが好ましい。
【００２０】
また、前記コンタクトホールを形成する工程は、レーザー光の照射によりレーザー光照射部分の前記層間絶縁層を除去して前記コンタクトホールを形成する工程であることが好ましい。
【００２１】
また、前記レーザー光は、中央部が端部よりもエネルギーが高く、
前記層間絶縁膜が除去された後も前記第１の導電層に前記レーザー光を照射し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の領域の中央部の表面粗さ又は粒径が、端部よりも大きくなるように加工することが好ましい。
【００２２】
また、前記層間絶縁膜へのエネルギーの付与は紫外光の照射により行われ、
前記第１の領域をフォトマスクで覆い、前記第２の領域を露出させた状態で前記紫外光を照射することにより、前記第１の領域よりも表面エネルギーが高い前記第２の領域を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、形状制御性に優れた微細な上部配線層と下部配線層とを、微細なコンタクトホールを介して電気的に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態１に係る多層配線基板の一例を示した構成図である。図１（Ａ）は、実施形態１に係る多層配線基板の一例の断面図である。図１（Ｂ）は、実施形態１に係る多層配線基板の一例の上面図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る多層配線基板の一例を示した図である。図２（Ａ）は、実施形態２に係る多層配線基板の一例の断面図であり、図２（Ｂ）は、実施形態２に係る多層配線基板の一例の上面図である。
【図３】本発明の実施形態３に係る多層配線基板の一例を示した構成図である。図３（Ａ）は、実施形態３に係る多層配線基板の一例の断面図である。図３（Ｂ）は、実施形態３に係る多層配線基板の一例の上面図である。
【図４】実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の第１の導電層形成工程の一例を示した図である。図４（Ａ）は、第１の導電性形成工程における多層配線基板の断面図である。図４（Ｂ）は、第１の導電性形成工程における多層配線基板の上面図である。
【図５】実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の層間絶縁層形成工程の一例を示した図である。図５（Ａ）は、層間絶縁層形成工程における多層配線基板の断面図である。図４（Ｂ）は、層間絶縁層形成工程における多層配線基板の上面図である。
【図６】実施形態４に係る多層配線基板の製造方法のコンタクトホール形成工程の一例を示した図である。図６（Ａ）は、コンタクトホール形成工程における多層配線基板の断面図である。図６（Ｂ）は、コンタクトホール形成工程における多層配線基板の上面図である。
【図７】実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の層間絶縁層改質工程の一例を示した図である。図７（Ａ）は、層間絶縁層改質工程における多層配線基板の断面図である。図７（Ｂ）は、層間絶縁層改質工程における多層配線基板の上面図である。
【図８】実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の第２の導電層形成工程における機能液供給工程の一例を示した図である。図８（Ａ）は、第２の導電層形成工程における機能液供給工程の多層配線基板の断面図である。図８（Ｂ）は、第２の導電層形成工程における機能液供給工程の多層配線基板の上面図である。
【図９】第２の導電層形成工程における乾燥工程を示した図である。図９（Ａ）は、第２の導電層形成工程における乾燥工程の多層配線基板の断面図である。図９（Ｂ）は、第２の導電層形成工程における乾燥工程の多層配線基板の上面図である。
【図１０】第２の導電層形成工程において用いられるインクジェット装置の一例を示した図である。
【図１１】本発明の実施形態５に係るアクティブマトリクス基板の一例を示した図である。
【図１２】画素回路の一例を示した図である。図１２（Ａ）は、画素回路の一例の上面図である。図１２（Ｂ）は、画素回路の一例の断面図である。
【図１３】本発明の実施例１に係る多層配線基板の一例を示した図である。図１３（Ａ）は、実施例１に係る多層配線基板の一例の断面図である。図１３（Ｂ）は、実施例１に係る多層配線基板の一例の上面図である。
【図１４】実施例１に係る多層配線基板の電子顕微鏡像を示した図である。図１４（Ａ）は、実施例１に係る多層配線基板の上面電子顕微鏡像を示した図である。図１４（Ｂ）は、実施例１に係る多層配線基板の断面電子顕微鏡像を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００２６】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る多層配線基板の一例を示した構成図である。図１（Ａ）は、実施形態１に係る多層配線基板の一例の断面図であり、図１（Ｂ）は、実施形態１に係る多層配線基板の一例の上面図である。まず、図１を用いて、実施形態１に係る多層配線基板の概略の構造について説明する。
【００２７】
図１（Ａ）、（Ｂ）において、実施形態１に係る多層配線基板は、基板１０と、第１の導電層２０と、層間絶縁層３０と、コンタクトホール４０と、第２の導電層７０とを有する。また、層間絶縁層３０は、低表面エネルギー領域５０と高表面エネルギー領域６０とを有する。第１の導電層２０は、基板１０上に形成され、第１の導電層２０上に層間絶縁層３０が形成されている。また、第１の導電層２０の一部が露出するように層間絶縁層３０にコンタクトホール４０が形成され、コンタクトホール４０上に第２の導電層７０が形成されている。第２の導電層７０は、高表面エネルギー領域６０が形成された層間絶縁層３０の平坦部分と、コンタクトホール４０の内側面と、第１の導電層２０が露出した領域上に連続して堆積形成されている。第２の導電層７０が形成された層間絶縁層３０の平坦部分及びコンタクトホール４０の内側面は、層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０と一致している。そして、コンタクトホール４０を介して、第１の導電層２０と第２の導電層が７０とが電気的に接続された構造を有する。
【００２８】
基板１０は、その表面上に多層配線構造を形成するための土台となる基材であり、種々の基板１０を用いることができる。基板１０としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板、フィルム基板等を用いることができる。フィルム基板としては、例えばポリイミド（ＰＩ）基板、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板等を用いることができる。フィルム基板としては、例えば、ポリイミド（ＰＩ）基板、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板等を用いることができる。
【００２９】
第１の導電層２０は、基板１０上に形成される導電性の配線層である。なお、第１の導電層２０は、図１においては基板１０の表面上に直接形成されているが、基板１０上に絶縁層等の他の層が形成され、当該他の層を介して間接的に形成されてもよい。第１の導電層２０は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＴＩやこれらの合金、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウム等の透明導電体等からなる金属原料を含む材料や、ドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）やＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリエチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子を含む材料等を用いることができる。
【００３０】
第１の導電層２０上には、層間絶縁層３０が積層されるが、層間絶縁層３０へのコンタクトホール４０の形成により、第１の導電層２０の一部が露出している。かかる露出部分は、コンタクトホール４０内の領域となるので、コンタクトホール領域２１と呼んでもよい。図２（Ｂ）において、第１の導電層２０の中央領域に、コンタクトホール領域２１が設けられた例が示されている。
【００３１】
層間絶縁層３０は、第１の導電層２０とそれより上の配線層とを絶縁するための層である。層間絶縁層３０には、コンタクトホール４０が形成され、コンタクトホール４０を介して、第１の導電層２０とそれより上の配線層が電気的に接続できるように構成される。図１においては、第１の導電層２０と第２の導電層７０とがコンタクトホール４０を介して電気的に接続されている。
【００３２】
層間絶縁層３０は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む。そして、エネルギーの付与により、層間絶縁層３０は表面エネルギーの状態が異なる領域に区分される。具体的には、コンタクトホール４０を含まない低表面エネルギー領域５０と、コンタクトホール４０を含み、第１の領域５０よりも表面エネルギーが相対的に高い高表面エネルギー領域６０とに区分されている。
【００３３】
より詳細には、層間絶縁層３０は、熱、電子線、紫外線、プラズマ等のエネルギーの付与により表面エネルギー（臨界表面張力）が変化する濡れ性変化材料を含んでいる。この濡れ性変化材料には、側鎖に疎水性基を有する高分子材料を用いることができる。高分子材料としては、具体的には、ポリイミドや（メタ）アクリルレート等の骨格を有する主鎖に直接或いは結合基を介して疎水性基を有する側鎖が結合しているものを用いることができる。エネルギーの付与により、側鎖が切断され、層間絶縁層３０の表面エネルギーが増加し、濡れ性が向上すると考えられる。なお、疎水基としては、フッ素原子を含むフルオロアルキル基やフッ素元素を含まない炭化水素基を用いることができる。
【００３４】
層間絶縁層３０は、コンタクトホール４０を含まず平坦部から構成される低表面エネルギー領域５０と、前記第１の領域５０よりも表面エネルギーが相対的に高く、少なくともコンタクトホール４０の内側面を含んだ層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０とが形成された構成となっている。
【００３５】
第２の導電層７０は、第２の導電層７０と同層の配線層と、第１の導電層とを電気的に接続するための導電層である。第２の導電層７０は、層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０に接した状態で、高表面エネルギー領域６０に沿うように堆積し、第１の導電層２０とコンタクトホール４０を介して接続されている。第２の導電層７０としては、第１の導電層２０と同様に、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＴＩやこれらの合金、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウム等の透明導電体等からなる金属原料を含む材料や、ドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）やＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリエチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子を含む材料等を用いることができる。
【００３６】
本実施形態に係る多層配線基板において、第１の導電層２０の表面エネルギーが、層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０の表面エネルギーよりも高くなるように構成される。第１の導電層２０の表面エネルギーが、層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域よりも高くなるように構成するのは、材質の表面エネルギー差を利用してもよいし、第１の導電層２０の表面エネルギーが高くなるように加工処理を行ってもよい。例えば、第１の導電層２０の表面に、レーザー光等のエネルギービームを照射すれば、第１の導電層２０の表面エネルギーを高めることができる。かかる構成により、第２の導電層７０が、ボトムアップ性を有して厚く形成され、第２の導電層７０と第１の導電層２０の電気的接続が取り易くなる。
【００３７】
また、本実施形態に係る多層配線基板において、層間絶縁層３０に形成されたコンタクトホール４０の側面は、順テーパー形状である事が好ましい。これにより、コンタクトホール４０が垂直な内側面や逆テーパーの内側面を有する場合よりも、第２の導電層７０がコンタクトホール４０の内側面にもある程度の膜厚を有して形成され易くなり、第２の導電層７０と第１の導電層２０の電気的接続が取り易い構成となる。
【００３８】
また、本実施形態に係る多層配線基板において、コンタクトホール４０内の領域の中央部における第２の導電層７０の膜厚が、コンタクトホール内側面上での第２の導電層７０の膜厚よりも厚い方が好ましい。これにより、第２の導電層７０のボトムアップ性を高めることができるので、第２の導電層７０と第１の導電層２０の電気的接続をとりやすくすることができる。
【００３９】
〔実施形態２〕
図２は、本発明の実施形態２に係る多層配線基板の一例を示した図である。図２（Ａ）は、実施形態２に係る多層配線基板の一例の断面図であり、図２（Ｂ）は、実施形態２に係る多層配線基板の一例の上面図である。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）において、実施形態１に係る多層配線基板と同様の構成要素には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
図２（Ａ）、（Ｂ）において、実施形態２に係る多層配線基板は、基板１０上に第１の導電層２２が形成され、第１の導電層２２上に層間絶縁層３０が形成され、層間絶縁層３０にはコンタクトホール４０が形成されて第１の導電層２１の一部が層間絶縁膜３０から露出してコンタクトホール領域２１となっており、層間絶縁層３０の平坦部（上面部）からコンタクトホール４０の内側面、第１の導電層２１の露出部分（コンタクトホール領域２１）を覆うように第２の導電層７０が形成されている点は、実施形態１に係る多層配線基板と同様である。また、層間絶縁層３０の表面が、コンタクトホール４０を含まない低表面エネルギー領域５０と、コンタクトホール４０を含み、低表面エネルギー領域５０よりも表面エネルギーが高い高表面エネルギー領域６０とに区分され、高表面エネルギー領域６０上に第２の導電層７０が形成されている点も、実施形態１と同様である。
【００４１】
実施形態２に係る多層配線基板においては、第１の導電層２１のコンタクトホール領域２１に複数の結晶粒２３及び結晶粒界が含まれている点で、実施形態１に係る多層配線基板と異なっている。結晶粒２３及び粒界は、コンタクトホール領域２１内に形成されるが、コンタクトホール領域２１の中央部分２４における表面粗さ又は粒径の少なくとも一方が、コンタクトホール領域２１の端部付近２５における表面粗さ又は粒径よりも大きい状態であることが好ましい。表面粗さ又は粒径が大きい程、第２の導電層７０との接触面積が大きくなるので、密着性を高めることができる。コンタクトホール４０内において、中央部分２４の密着力を高めることにより、第２の導電層７０と第１の導電層２２の電気的接続が取りやすくなり、第２の導電層７０と第１の導電層２２との電気的接続を確実にすることができる。
【００４２】
なお、第１の導電層２２の結晶粒２３及び粒界は、種々の方法により形成することができるが、例えば、第１の導電層２２にレーザー光を照射して結晶粒２３及び粒界を形成するようにしてもよい。その際、例えば、レーザー光の径方向のエネルギー分布が、正規分布と同様に中央部分が最も高く、周辺部分が中央部分よりも低くなるようにレーザー光のエネルギーを設定すれば、第１の導電層２２のコンタクトホール領域２３にレーザー光を照射して加工を行うだけで、中央部分の加工がより多く行われて大きな結晶粒２３を形成することが可能となる。
【００４３】
このように、実施形態２に係る多層配線基板によれば、第１の導電層２２が、コンタクトホール領域２１に結晶粒２３及び粒界を有し、中央部分２３の表面粗さ又は粒径が端部付近２４よりも大きい構成とすることにより、第１の導電層２１と第２の導電層７０とのコンタクトホール領域２１の中央部分２４における密着性を高め、第１の導電層２１と第２の導電層との電気的接続をとり易くすることができる。
【００４４】
〔実施形態３〕
図３は、本発明の実施形態３に係る多層配線基板の一例を示した構成図である。図３（Ａ）は、実施形態３に係る多層配線基板の一例の断面図であり、図３（Ｂ）は、実施形態３に係る多層配線基板の一例の上面図である。実施形態３においても、実施形態１、２と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
図３（Ａ）、（Ｂ）において、実施形態３に係る多層配線基板は、基板１０上に直接に第１の導電層２０が形成されておらず、基板１０上には絶縁層３１が直接的に形成され、第１の導電層２０は絶縁層３１を介して基板１０上に形成されている点で、実施形態１に係る多層配線基板と異なっている。このように、第１の導電層２０は、基板１０上に直接的に形成されなくてもよく、基板１０上に絶縁層３１を介して間接的に形成されていてもよい。
【００４６】
絶縁層３１は、種々の絶縁材料から構成されてよいが、例えば、実施形態１の層間絶縁層３０と同様に、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含んで構成されてもよい。例えば、図３（Ａ）に示すように、絶縁層３１が低表面エネルギー領域５１と高表面エネルギー領域６１とからなる表面エネルギーの異なる領域に区分され、絶縁層３１の高表面エネルギー領域４１上に、選択的に第１の導電層２０が形成されていても良い。これにより、絶縁層３１上の所定領域に容易に第１の導電層２０を形成することができる。
【００４７】
なお、実施形態３に係る多層配線基板において、第１の導電層２０よりも上部の構成は、実施形態１に係る多層配線基板と同様である。具体的には、第１の導電層２０上に層間絶縁層３２が形成され、層間絶縁層３２の一部にコンタクトホール４０が形成され、第１の導電層２０の一部が層間絶縁層３２から露出してコンタクトホール領域２１となり、層間絶縁層３２の平坦面（上面）からコンタクトホール４０の内側面、第１の導電層２０のコンタクトホール領域２１を覆うようにして第２の導電層７０が堆積形成されている点は、実施形態１に係る多層配線基板と同様である。また、層間絶縁層３２の表面には、コンタクトホール４０を含まず表面エネルギーの低い低表面エネルギー領域５２と、コンタクトホール４０を含み低表面エネルギー領域５２よりも高い表面エネルギーを有する高表面エネルギー領域６２とが形成され、第２の導電層７０は高表面エネルギー領域６２上に形成されている点も、実施形態１に係る多層配線基板と同様である。
【００４８】
また、図３においては、基板１０上に１つの絶縁層３１のみが形成されているが、２種類以上の絶縁層が積層形成されたり、更に複数の絶縁層間に配線層が挿入されたりした場合においても、同様に実施形態３に係る多層配線基板を構成することができる。
【００４９】
実施形態３に係る多層配線基板によれば、基板１０上の任意の層にコンタクトホール４０を有する配線構造の多層配線基板を構成することができる。
【００５０】
〔実施形態４〕
次に、図４乃至図９を用いて、本発明の実施形態４に係る多層配線基板の製造方法について説明する。図４乃至図９は、実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の一例を示した図である。実施形態４に係る多層配線基板の製造方法においては、上述の実施形態２に係る多層配線基板を製造する方法を例に挙げて説明する。また、実施形態４において、実施形態２に係る多層配線基板と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５１】
図４は、実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の第１の導電層形成工程の一例を示した図である。図４（Ａ）は、第１の導電性形成工程における多層配線基板の断面図であり、図４（Ｂ）は、第１の導電性形成工程における多層配線基板の上面図である。
【００５２】
第１の導電層形成工程においては、基板１０の表面上に第１の導電層２２が形成される。第１の導電層２２は、種々の方法で基板１０の表面上に形成してよいが、例えば、各種印刷法、又は真空成膜法・フォトリソグラフィー法・エッチング法を組み合わせたパターニング手段等を用いて基板１０上に第１の導電層２０を形成することができる。
【００５３】
図５は、実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の層間絶縁層形成工程の一例を示した図である。図５（Ａ）は、層間絶縁層形成工程における多層配線基板の断面図であり、図４（Ｂ）は、層間絶縁層形成工程における多層配線基板の上面図である。
【００５４】
層間絶縁層形成工程においては、前述の濡れ性変化材料を含む溶液を、スピンコート法等により基板１０及び第１の導電層２２上に塗布し、溶液を乾燥させて固化し、第１の導電層２２上に層間絶縁層３０を形成する。例えば、濡れ性変化材料として、側鎖に疎水基を有する構造の高分子材料を用いた場合、低表面エネルギー領域５０を有する層間絶縁層３０が形成される。低表面エネルギー領域５０は、濡れ性が低い領域であり、疎水性又は撥水性の性質を有する。
【００５５】
図６は、実施形態４に係る多層配線基板の製造方法のコンタクトホール形成工程の一例を示した図である。図６（Ａ）は、コンタクトホール形成工程における多層配線基板の断面図であり、図６（Ｂ）は、コンタクトホール形成工程における多層配線基板の上面図である。
【００５６】
コンタクトホール形成工程においては、層間絶縁層３０の所定位置にレーザー光５００を照射し、層間絶縁層３０の一部を除去し、第１の導電層２０の一部が露出するようにコンタクトホール４０を形成する。コンタクトホール形成工程におけるレーザー加工では、固体レーザーであるＹＶＯ４レーザーやＹＡＧレーザー、気体レーザーであるエキシマレーザー等を搭載したレーザー加工装置を用いることができる。レーザー光は直接、又はマスクなどの遮蔽物を介したり、またレンズ等の集光を経たりして、層間絶縁層３０に照射される。レーザー加工を用いることで、層間絶縁層３０の所定位置に所望の大きさでコンタクトホール４０を形成することができる。ここで、レーザー光５００は、ガウシアン分布など何らかの強度分布を持ち、一般的にレーザー強度（又はレーザーエネルギー）は、照射中心部分付近が強く、照射周辺付近が弱くなる。このようなレーザー光の強度分布を利用するように加工条件を調整することで、図６に示すように、コンタクトホール４０の側面を順テーパー形状とすることができる。
【００５７】
また、レーザー光の照射強度を高くして第１の導電層２２を加熱すると、第１の導電層２２を積極的に溶融、固化させることができる。この溶融固化の過程で、第１の導電層２２の再結晶化が生じ、結晶粒径が増大するため、図２（Ａ）に示したように、コンタクトホール端部付近２５の第１の導電層２２と比較して、コンタクトホール中央部付近２４の第１の導電層２２の表面粗さがより大きいか、又は粒径がより大きい状態にすることができる。
【００５８】
このように、コンタクトホール形成工程においては、レーザー加工により層間絶縁層３０の一部を除去してコンタクトホール４０を形成することができるが、照射するレーザー光５００の径方向のエネルギー分布を調整し、中央部分を周辺部分より高くすることにより、順テーパー形状の側面を有するコンタクトホール４０を形成することができる。更に、コンタクトホール形成後も、露出した第１の導電層２２にレーザー光５００を照射し続けることにより、第１の導電層２２を溶融固化させ、再結晶化により結晶粒２３を形成し、結晶粒径を増大させることができる。その際、コンタクトホール４０の加工形成時と同様に、レーザー光５００の強度分布が、中央部分が周辺部分よりも大きくなるように設定することにより、第１の導電層２２内のコンタクトホール領域２１内の中央部分２４が端部付近２５よりも表面粗さ又は粒径が大きくなるようにすることができる。
【００５９】
図７は、実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の層間絶縁層改質工程の一例を示した図である。図７（Ａ）は、層間絶縁層改質工程における多層配線基板の断面図であり、図７（Ｂ）は、層間絶縁層改質工程における多層配線基板の上面図である。
【００６０】
層間絶縁層改質工程においては、層間絶縁層３０の表面の所定箇所にエネルギーを付与し、低表面エネルギー領域５０であった層間絶縁層３０の表面の一部を高表面エネルギー領域６０に改質及び変化させる。具体的には、層間絶縁層改質工程では、フォトマスク８０を用いて、紫外線５１０を層間絶縁層３０上のコンタクトホール４０を含む所定領域へ露光する。紫外線５１０を露光した部分の層間絶縁層３０は、疎水基の結合が切断され低表面エネルギー（疎水性又は撥水性）から高表面エネルギー（親水性）に変化する。このため、層間絶縁層３０上に低表面エネルギー領域５０と、低表面エネルギー領域５０よりも表面エネルギーが相対的に高く、少なくともコンタクトホール４０の側面を含んだ層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０とからなる、表面エネルギーが異なる領域に区分される。
【００６１】
図８は、実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の第２の導電層形成工程における機能液供給工程の一例を示した図である。図８（Ａ）は、第２の導電層形成工程における機能液供給工程の多層配線基板の断面図であり、図８（Ｂ）は、第２の導電層形成工程における機能液供給工程の多層配線基板の上面図である。
【００６２】
第２の導電層形成工程においては、機能液供給工程においてコンタクトホール４０に導電性の材料を含む機能液７５が供給され、乾燥工程において機能液７５を乾燥して固化することにより、第２の導電層７０が形成される。
【００６３】
機能液供給工程においては、液滴吐出ノズル９０から、導電性材料を含む機能液７５を、コンタクトホール４０及びその周辺に選択的に供給して配置する。機能液７５の配置手段としては、微小液滴を１滴ずつ精度よく滴下可能であるという特徴を有するインクジェット法が好適である。
【００６４】
導電性材料を含む機能液７５としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＴＩやこれらの合金、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウム等の透明導電体等からなる金属原料を、微粒子や錯体などの形態で有機溶媒や水に分散あるいは溶解させたインク、ドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）やＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリエチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子の水溶液等を用いることができる。機能液７４をインクジェット法で用いるためには、機能液７５の表面張力は２０ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、また、粘度は２ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００６５】
層間絶縁層３０のコンタクトホール４０及びその周辺へ滴下された機能液７５は、被印刷面に接触した直後に被印刷面上で濡れ広がるが、層間絶縁層３０の低表面エネルギー領域５０が機能液７５に対して撥水性を示し、層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０が機能液７５に対して親水性を示すため、機能液７５は、高表面エネルギー領域６０へと選択的に流動する。層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０の表面エネルギーと、低表面得エネルギー領域５０の表面エネルギーとの差が大きい場合には、たとえ機能液７５が低表面エネルギー領域５０に接触するように滴下された場合でも、低表面エネルギー領域５０から高表面エネルギー領域６０へと一方向的な機能液７５の流動が生じる。またここで、層間絶縁層３０のコンタクトホール４０内に露出した第１の導電層２２のコンタクトホール領域２１が、高表面目ネルギー領域６０よりも機能液７５に対して親水性を示すため、機能液７５はコンタクトホール４０内の第１の導電層２２上に積極的に流動する。このようにしてコンタクトホール４０内の第１の導電層２０上、及び層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０上に選択的に機能液７５が供給される。また、条件を調整することで、コンタクトホール４０の中央部における第２の導電層７０の膜厚を、コンタクトホール４０の側面上での第２の導電層７０の膜厚よりも厚くすることができる。
【００６６】
図９は、第２の導電層形成工程における乾燥工程を示した図である。図９（Ａ）は、第２の導電層形成工程における乾燥工程の多層配線基板の断面図であり、図９（Ｂ）は、第２の導電層形成工程における乾燥工程の多層配線基板の上面図である。
【００６７】
乾燥工程においては、機能液供給工程において機能液７５をコンタクトホール４０に供給した後、機能液７５を乾燥・固化させて第２の導電層７０を形成する。乾燥方法としては、オーブン等を利用した対流伝熱方式、ホットプレート等を利用した伝導伝熱方式、遠赤外線やマイクロ波を利用した輻射伝熱方式等を用いることができる。また、機能液７５の乾燥は、必ずしも大気中で行う必要はなく、窒素やアルゴンなどの不活性ガス中、あるいは水素ガスを含む還元雰囲気中、または必要に応じて減圧するなどの工夫を加えても良い。また、乾燥して固化させた第２の導電層７０に、追加で熱処理等を加えてもよい。特に、機能液７５として、上述のナノメタルインクを用いた場合、乾燥・固化させただけでは十分な導電性を実現し難いため、ナノ粒子同士を融着させるための熱処理等が必要になる。
【００６８】
図１０は、第２の導電層形成工程において用いられるインクジェット装置の一例を示した図である。インクジェット装置１００は、定盤１０１と、ステージ１０２と、液滴吐出ヘッド１０３と、液滴吐出ヘッド１０３に接続されたＸ軸方向移動機構１０４と、ステージ１０２に接続されたＹ軸方向移動機構１０５と、制御装置１０６とを有する。
【００６９】
ステージ１０２は、基板１０を支持する目的で備えられており、基板１０を吸着する吸着機構（図示せず）等の固定機構を備えている。また、ステージ１０２には、基板１０上に滴下された機能液７５を乾燥させるための熱処理機構を備えて良い。
【００７０】
液滴吐出ヘッド１０３は、複数の吐出ノズル９０（図１０においては図示せず、図８（Ａ）参照）を備えたヘッドであり、複数の吐出ノズル９０が液滴吐出ヘッド１０３の下面に、Ｘ軸方向に沿って一定間隔で並んでいる。この吐出ノズル９０からステージ１０２に支持されている基板１０に対して、機能液７５が吐出される。液滴吐出ヘッド１０３の液滴吐出機構には、例えばピエゾ方式を用いることができ、この場合、液滴吐出ヘッド１０３内のピエゾ素子に電圧を印加することで液滴が吐出する。
【００７１】
Ｘ軸方向移動機構１０４は、Ｘ軸方向駆動軸１０７と、Ｘ軸方向駆動モータ１０８とで構成される。Ｘ軸方向駆動モータ１０８はステッピングモータ等であり、制御装置１０６からＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸駆動軸１０７を動作させ、液滴吐出ヘッド１０３がＸ軸方向に移動する。
【００７２】
Ｙ軸方向移動機構１０５は、Ｙ軸方向駆動軸１０９及びＹ軸方向駆動モータ１１０で構成される。制御装置１０６からＹ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｙ軸方向駆動モータ１１０がＹ軸駆動軸１０９を回転させ、ステージ１０２がＹ軸方向に移動する。
【００７３】
制御装置１０６は、液滴吐出ヘッド１０３に吐出制御用の信号を供給する。またＸ軸方向駆動モータ１０８にＸ軸方向の駆動信号を、またＹ軸方向駆動モータ１１０にはＹ軸方向の駆動信号をそれぞれ供給する。なお、制御装置１０６は、液滴吐出ヘッド１０３、Ｘ軸方向駆動モータ１０８、Ｙ軸方向駆動モータ１１０とそれぞれ接続されているが、その配線は図示していない。
【００７４】
インクジェット装置１００は、液滴吐出ヘッド１０３とステージ１０２とを相対的に走査させながらステージ１０２上に固定された基板１０に対して機能液７５の液滴を吐出する。なお、液滴吐出ヘッド１０３とＸ軸方向移動機構１０４との間には、Ｘ軸方向移動機構１０４と独立動作する回転機構を設けてもよい。回転機構を動作させて液滴吐出ヘッド１０３とステージ１０２との相対角度を変化させることで、吐出ノズル間ピッチを調節できる。また、液滴吐出ヘッド１０３とＸ軸方向移動機構１０４との間には、Ｘ軸方向移動機構１０４と独立動作するＺ軸方向移動機構を設けてもよい。Ｚ軸方向に液滴吐出ヘッド１０３を移動させることで、基板１０とノズル面との距離を任意に調節可能である。またステージ１０２とＹ軸方向移動機構１０５との間には、Ｙ軸方向移動機構１０５と独立動作する回転機構を設けてもよい。回転機構を動作させることで、ステージ１０２上に固定された基板１０を任意の角度に回転させた状態で、基板１０に対して液滴を吐出することができる。図８、９において説明した第２の導電層形成工程は、例えば、図１０に示したようなインクジェット装置１００を用いて、印刷法の１つであるインクジェット法により第２の導電層７０の形成を行うようにしてもよい。
【００７５】
このように、図４〜図９に示す工程により、図２に示す実施形態２に係る多層配線基板が製造される。また、特に第１の導電層２２に結晶粒２３を形成する工程を設けなければ、実施形態１に係る多層配線基板も同様に製造することができる。更に、第１の導電層形成工程の前に、絶縁層３１を形成する工程と、絶縁層３１を改質する工程を設ければ、実施形態３に係る多層配線基板も、同様に製造することができる。
【００７６】
以上のように、本実施形態に係る多層配線基板の製造方法によれば、形状制御性に優れた微細な上部配線層と、下部配線層が、微細なコンタクトホールを介して電気的に接続した多層配線基板を提供することができる。
【００７７】
〔実施形態５〕
図１１は、本発明の実施形態５に係るアクティブマトリクス基板の一例を示した図である。実施形態５においては、実施形態１乃至３において説明した多層配線基板を、アクティブマトリクス基板に応用する実施形態について説明する。
【００７８】
図１１において、実施形態５に係るアクティブマトリクス基板は、基板２１０と、画素回路１２０と、配線１３０と、電極パッド１４０とを有する。
【００７９】
画素回路１２０は、表示素子の各画素を駆動するための回路であり、基板１１上に形成される。表示素子は、画像表示を行うための種々の素子が用いられてよく、例えば、有機発光素子や、液晶素子等を用いてもよい。
【００８０】
配線１３０は、画素回路１２０に接続される配線である。また、電極パッド１４０は、配線１３０に接続された端子であり、外部接続等の必要に応じて設けられてよい。また、図１１には図示していないが、画素回路に信号あるいは電力を供給するために、配線１３０あるいは電極パッド１４０は、駆動回路と接続している。
【００８１】
図１２は、画素回路の一例を示した図である。図１２（Ａ）は、画素回路の一例の上面図であり、図１２（Ｂ）は、画素回路の一例の断面図である。なお、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、画素回路に含まれるスイッチング用トランジスタの部分を示している。
【００８２】
図１２（Ａ）において、４画素分を含む画素回路１２０が示されている。各１画素の画素回路１２１は、構成的には等しいので、各々の画素回路１２１の同様の構成要素には、同一の参照符号を付して説明する。各画素回路１２１は、画素の表示素子として有機ＥＬ（Electroluminescence）素子を駆動する場合に用いられる画素回路が例として示されている。
【００８３】
図１２（Ａ）において、本実施形態に係る画素回路１２１は、スイッチング用トランジスタ３００と、駆動用トランジスタ３０１と、ゲート信号線２２２と、ソース信号線３１０と、給電線３２０とを有する。
【００８４】
また、図１２（Ｂ）において、スイッチング用トランジスタ３００は、基板２１０上に、絶縁層２３１、ゲート電極２２１、層間絶縁層であるゲート絶縁層２３２、ソース電極２８０及びドレイン電極２７０及び半導体層２９０が順次積層された積層構造体である。また、駆動用トランジスタ３０１は、図１２（Ｂ）には直接的な断面構成が示されていないが、スイッチング用トランジスタ３００とほぼ同様の構成を有し、図１２（Ａ）も参照すると、基板２１０上に、絶縁層２３１、ゲート電極２２０、層間絶縁層であるゲート絶縁層２３２、ソース電極２８１及びドレイン電極２７１及び半導体層２９１が順次積層された積層構造体である。ゲート絶縁層２３２の一部にはコンタクトホール２４０が形成されており、スイッチング用トランジスタ３００のソース電極２８０と、駆動用トランジスタ３０１のゲート電極２２０が電気的に接続された構造を有している。
【００８５】
より詳細に説明すると、基板２１０上には、表面近傍に高表面エネルギー領域２６１及び低表面エネルギー領域２５１が形成された絶縁層２３１が形成されている。絶縁層２３１の高表面エネルギー領域２６１上には、導電層であるスイッチング用トランジスタ３００のゲート電極２２１及び駆動用トランジスタのゲート電極２２０が形成されている。更に絶縁層２３１上には、スイッチング用トランジスタ３００のゲート電極２２１及び駆動用トランジスタ３０１のゲート電極２２０を覆うように、層間絶縁層であるゲート絶縁層２３２が積層されている。
【００８６】
層間絶縁層であるゲート絶縁層２３２の表面近傍には、高表面エネルギー領域２６２と低表面エネルギー領域２５２が形成されている。また、高表面エネルギー領域２６２上には、導電層であるソース電極２８０、２８１及びドレイン電極２７０、２７１が形成されている。スイッチング用トランジスタのソース電極２８０とドレイン電極２７０との間、また駆動用トランジスタのソース電極２８１とドレイン電極２７１との間には、間隙が設けられており、これらの間隙を埋めるように半導体層２９０、２９１が形成されている。
【００８７】
導電層であるスイッチング用トランジスタ３００のゲート信号線２２２は、ゲート電極２２１から一方向に延設されている。導電層であるソース信号線３１０と給電線３２０は、ゲート信号線２２２の延設方向に対して略直交する方向に延設されている。ゲート信号線２２２は、絶縁層２３１の高表面エネルギー領域２６１上に形成されている。またソース信号線３１０と給電線３２０は、ゲート絶縁層２３２の高表面エネルギー領域２６２上に形成されている。
【００８８】
本実施形態に係る画素回路１２１においては、その導電層として、スイッチング用トランジスタのゲート電極２２１、ソース電極２８０及びドレイン電極２７０と、駆動用トランジスタのゲート電極２２０、ソース電極２８１及びドレイン電極２７１と、ゲート信号線２２２、ソース信号線３１０、及び給電線３２０の全てが、濡れ性変化材料を含有する絶縁層２３１及びゲート絶縁層２３２の表面近傍に設けられた高表面エネルギー領域２６１、２６１上に形成されている。但し、必ずしもこれらの全てを、濡れ性変化材料を含有する絶縁層の表面近傍に設けられた高表面エネルギー領域２６１、２６２上に形成する必要はない。また、本実施形態においては、ゲート電極層２２０、２２１がソース電極層２８０、２８１とドレイン電極層２７０、２７１の下層に位置する構成を示したが、必ずしもこの構成に限られない。電気回路的が同様でさえあれば、あらゆる層構成においても本実施形態の所定の効果が得られる。
【００８９】
以上のように、本実施の形態によれば、形状制御性に優れた微細な上部配線層２７０と、下部配線層２２０が、微細なコンタクトホール２４０を介して電気的に接続したアクティブマトリクス基板を提供することができる。
【００９０】
更に、本実施形態に係るアクティブマトリックス基板と画像表示素子を用いることにより、画像表示装置を実現することができる。画像表示素子としては、液晶表示素子、電気泳動表示素子、有機ＥＬ表示素子、エレクトロクロミック表示素子などを用いることが可能である。
【００９１】
次に、本実施形態に係る多層配線基板及びこの製造方法を用いて、実際に多層配線基板を作製した種々の実施例について説明する。実施例１〜３は、同一の構成の多層配線基板を、コンタクトホールのサイズは、レーザー光のエネルギー条件を変えて作製し、それらを比較して評価を行った。
【００９２】
〔実施例１〕
図１３は、本発明の実施例１に係る多層配線基板の一例を示した図である。図１３（Ａ）は、実施例１に係る多層配線基板の一例の断面図であり、図１３（Ｂ）は、実施例１に係る多層配線基板の一例の上面図である。
【００９３】
図１３（Ａ）、（Ｂ）において、実施例１に係る多層配線基板は、基板４１０と、基板４１０上に形成された絶縁層４３１と、第１の導電層４２０と、第１の導電層４２０上に形成された層間絶縁層４３２と、層間絶縁層４３２上に積層された第２の導電層４７０とを有する。また、実施例１に係る多層配線基板は、第１の導電層４２０の一部が露出するように層間絶縁層４３２に形成されたコンタクトホール４４０を介して、第１の導電層４２０と第２の導電層４７０とが電気的に接続された構造を有する。層間絶縁層４３２は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、更に表面エネルギーの状態が異なる領域に区分され、低表面エネルギー領域４５２と、低表面エネルギー領域４５２よりも表面エネルギーが相対的に高く、少なくともコンタクトホール４４０の側面を含んだ層間絶縁層４３２の高表面エネルギー領域４６２とが存在する。そして、第２の導電層４７０は、層間絶縁層４３２の高表面エネルギー領域４６２に沿って、高表面エネルギー領域４６２に接触した状態で、第１の導電層４２０とコンタクトホール４４０を介して接続されている。
【００９４】
図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１の導電層４２０と第２の導電層４７０が、９６０個のコンタクトホール４４０を介して接続したコンタクトホールチェーンパターン（デイジーチェーンパターン）を構成している。なお図１３（Ａ）、（Ｂ）には、その一部を概略図示している。
【００９５】
次に、実施例１に係る多層配線基板の作製方法について説明する。
【００９６】
まず、濡れ性変化材料を含有するＮＭＰ（N-Methyl-2-Pyrrolidone）溶液を、ガラス基板４２０上に、スピンコート塗布した。この濡れ性変化材料には、ポリイミド材料を用いた。次に、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、３００℃のオーブンで熱処理を加えて絶縁層４３１を形成した。
【００９７】
続いて、パターン幅６０μｍの開口パターンを有するフォトマスクを作製し、波長３００ｎｍ以下の紫外線（超高圧水銀ランプ）を、絶縁層４３１上の一部へ露光させ、絶縁層４３１上に、高表面エネルギー領域４６１及び低表面エネルギー領域４５１とからなるパターンを形成した。
【００９８】
次に、Ａｇナノ粒子を含有する親水性インクからなる機能液をインクジェット法で高表面エネルギー領域４６１に選択的に滴下した。この機能液の表面張力は約３０ｍＮ／ｍ、粘度１０ｍＰａ・ｓであり、液滴法を用いて測定した機能液の高表面エネルギー領域４６１に対する接触角は約５°、低表面エネルギー部に対する接触角は約３０°であった。ノズル数１００のピエゾ方式のインクジェットヘッドを用い、駆動電圧を調整することで、液滴吐出ノズルから吐出される機能液の平均体積を約８ｐｌ〔ピコリットル〕（飛翔時の直径は約２５μｍ）として、機能液の滴下を行った。この際に、４１０基板と液滴吐出ノズルの間隔を０．５ｍｍとしており、全１００ノズルでの着弾位置ばらつきは±１５μｍであった。
【００９９】
次いで、機能液を１００℃のオーブンで乾燥・固化させて、厚さ約４００ｎｍ・パターン幅６０μｍの第１の導電層４２０を形成した。
【０１００】
続いて、濡れ性変化材料を含有するＮＭＰ溶液を、ガラス基板４１０上にスピンコート塗布した。この濡れ性変化材料には、下記一般色（１）で表されるポリイミド材料を含む材料を用いた。次に、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、３００℃のオーブンで熱処理を加えて、厚さ約５００ｎｍの層間絶縁層４３２を形成した。
【０１０１】
【化１】
次に、コンタクトホール４４０を、気体レーザーであるエキシマレーザーを搭載するレーザー加工装置で発生させた。レーザー光の波長は２４８ｎｍである。レーザー光をメタル開口マスクでビーム成形し、対物レンズで集光して層間絶縁層４３２上から照射し、コンタクトホール４４０を形成した。加工面でのレーザー光のエネルギー密度は６０ｍＪ/ｃｍ２である。なお、コンタクトホール径が２０μｍとなるように、加工条件を調整した。
【０１０２】
次いで、パターン幅６０μｍの開口パターンを有するフォトマスクを作製し、波長３００ｎｍ以下の紫外線（超高圧水銀ランプ）を、層間絶縁層４３２上の一部へ露光させ、層間絶縁層４３２上に、低表面エネルギー領域４５２と、低表面エネルギー領域４５２よりも表面エネルギーが相対的に高く、少なくともコンタクトホール４４０の側面を含んだ層間絶縁層４３２の高表面エネルギー領域４２とからなるパターンを形成した。
【０１０３】
続いて、Ａｇナノ粒子を含有する親水性インクからなる機能液を、インクジェット法で高表面エネルギー領域４６２に選択的に滴下した。機能液、液滴体積及びインクジェット条件は、第１の導電層４２０を形成する際に用いたものと同様である。
【０１０４】
次に、機能液を１００℃のオーブンで乾燥・固化させて第２の導電層４７０を形成した。これにより、図１３に示す実施例１に係る多層配線基板を得ることができた。
【０１０５】
〔実施例２〕
実施例２は、実施例１と同様に、図１３に示す多層配線基板の製造方法に関する実施例である。コンタクトホール径を１０μｍにした以外は、実施例１と同様の方法で多層配線基板を作製した。
【０１０６】
〔実施例３〕
実施例３は、実施例１と同様に、図１３に示す多層配線基板の製造方法に関する実施例である。加工面におけるレーザー光のエネルギー密度を１００ｍＪ/ｃｍ２にした以外は、実施例１と同様の方法で多層配線基板を作製した。
【０１０７】
表１は、実施例１〜３の多層配線基板の作製条件および評価結果をまとめて示した表である。表１の実施例１〜３に示すように、コンタクトホール４４０の直径は、１０、２０μｍという微細な値となっているが、コンタクトホール抵抗は、０．１５Ω以下の低抵抗となっている。本実施例によれば、各種条件において、形状制御性に優れた微細な上部配線層と、下部配線層が、微細なコンタクトホールを介して電気的に接続した多層配線基板を作製可能である。
【０１０８】
更に、実施例３に示すように、レーザー光照射エネルギーを増やして、第１の導電層８０の表面粗さを増やすことで、コンタクトホール抵抗をより低減可能である。
【０１０９】
【表１】
図１４は、実施例１に係る多層配線基板の電子顕微鏡像を示した図である。図１４（Ａ）は、実施例１に係る多層配線基板の上面電子顕微鏡像を示した図であり、図１４（Ｂ）は、実施例１に係る多層配線基板の断面電子顕微鏡像を示した図である。図１４（Ａ）、（Ｂ）から、本実施例により順テーパー形状のコンタクトホール４４０が形成可能であり、またコンタクトホール中央部における第２の導電層４７０の膜厚を、コンタクトホール側面上での第２の導電層４７０の膜厚よりも厚くすることが可能であることがわかる。
【０１１０】
〔実施例４〕
実施例４は、図１２に示した実施形態５に係るアクティブマトリクス基板の画素回路１２０に関する実施例である。画素回路１２０の解像度は１５０ｐｐｉであり、約１６９μｍ 四方の領域中に、スイッチング用トランジスタ３００と駆動用トランジスタ３０１が形成されている。以下、アクティブマトリックス基板１２０の製造方法について説明するが、ポリイミド材料、機能液、液滴体積ならびにインクジェット条件は、実施例１と同一に設定したので、説明を省略する。また、参照符号は、実施形態５と同一の参照符号を用いるものとする。
【０１１１】
まず、濡れ性変化材料を含有するＮＭＰ溶液を、ガラス基板２１０上にスピンコート塗布した。次に、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、３００℃のオーブンで熱処理を加えて絶縁層２３１を形成した。
【０１１２】
次に、所定の開口パターンを有するフォトマスクを作製し、波長３００ｎｍ以下の紫外線（超高圧水銀ランプ）を絶縁層２３１上の一部へ露光させ、絶縁層２３１上に、高表面エネルギー領域２６１及び低表面エネルギー領域２５１からなるパターンを形成した。
【０１１３】
次いで、Ａｇナノ粒子を含有する親水性インクからなる機能液を、インクジェット法で高表面エネルギー領域２６１に選択的に滴下し、続いて機能液を１００℃のオーブンで乾燥及び固化させて、スイッチング用トランジスタ３００のゲート電極２２１、駆動用トランジスタ３０１のゲート電極２２０、及びゲート信号線２２２を形成した。
【０１１４】
次に、ポリイミド材料を含有するＮＭＰ溶液を、スピンコート法で絶縁層２３１上に塗布し、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、３００℃のオーブンで熱処理を加えて、膜厚約５００ｎｍのゲート絶縁層２３２を形成した。
【０１１５】
続いて、コンタクトホール２４０を、気体レーザーであるエキシマレーザーを搭載するレーザー加工装置で作製した。レーザー光の波長は２４８ｎｍである。レーザー光をメタル開口マスクでビーム成形し、対物レンズで集光して層間絶縁層２３２上から照射し、コンタクトホール２４０を形成した。加工面でのレーザー光のエネルギー密度は６０ｍＪ/ｃｍ２である。なお、コンタクトホール径は２０μｍとした。
【０１１６】
その後、所定の開口パターンを有するフォトマスクを用いて、紫外線をゲート絶縁層２３２上の一部へ露光させ、ゲート絶縁層２３２上に、高表面エネルギー領域２６２と低表面エネルギー領域２５２とからなるパターンを形成した。
【０１１７】
次いで、Ａｇナノ粒子を含有する親水性インクからなる機能液を、インクジェット法でコンタクトホール２４０のコンタクトホール周辺に選択的に滴下し、続いて機能液を１００℃のオーブンで乾燥・固化させて、スイッチング用トランジスタ３００のソース電極２８０及びドレイン電極２７０と、駆動用トランジスタ３０１のソース電極２８１及びドレイン電極２７１と、ソース信号線３１０及び給電線３２０を形成した。
【０１１８】
次に、下記一般式（２）に示したスキームより合成した有機半導体なる重合体をトルエンに溶解した溶液を、インクジェット法にて塗布して半導体層２９０、２９１を形成し、実施例４に係るアクティブマトリックス基板を作製した。
【０１１９】
実施例４においても、コンタクトホール２４０の直径は２０μｍであり、微細なコンタクトホール２４０を用いて上層のドレイン電極２７０とゲート電極２７０とを接続することができ、アクティブマトリクス基板を製造することができた。
【０１２０】
【化２】
〔実施例５〕
実施例５では、実施例４で作製したアクティブマトリックス基板に、エレクトロクロミック表示素子を貼り合わせて表示装置を作製した。作製した表示装置を動作させたところ、コントラストの高い画像を表示することができた。また、１５０ｐｐｉと高精細なアクティブマトリックス基板を用いたことで、１０ｐｔ文字を明瞭に表示することができた。
【０１２１】
このように、実施例１〜５によれば、形状制御性に優れた微細な上部配線層と下部配線層とを、微細なコンタクトホールを介して電気的に接続することができ、これを多層配線基板、アクティブマトリクス基板及びこれを用いた画像表示装置に各々適用することができた。
【０１２２】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明は、コンタクトホールを用いて上下の配線層を電気的に接続する多層配線基板と、これを用いる電子機器全般に利用することができ、例えば、アクティブマトリクス基板や、これを用いた画像表示装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０、２１０、４１０ 基板
２０、４２０ 第１の導電層
３０、３２、４３２ 層間絶縁層
３１、２３１、４３１ 絶縁層
４０、２４０、４４０ コンタクトホール
５０、５１、５２、２５１、２５２、４５１、４５２ 低表面エネルギー領域
６０、６１、６２、２６１、２６２、４６１、４６２ 高表面エネルギー領域
７０、４７０ 第２の導電層
７５ 機能液
８０ フォトマスク
９０ 吐出ノズル
１００ インクジェット装置
１０１ 定盤１０１
１０２ ステージ
１０３ 液滴吐出ヘッド
１０４ Ｘ軸方向移動機構
１０５ Ｙ軸方向移動機構
１０６ 制御装置
１０７ Ｘ軸方向駆動軸
１０８ Ｘ軸方向駆動モータ
１０９ Ｙ軸方向駆動軸
１１０ Ｙ軸方向駆動モータ
１２０、１２１ 画素回路
１３０ 配線
１４０ 電極パッド
２３２ ゲート絶縁層
２２０、２２１ ゲート電極
２２２ ゲート信号線
２３２ ゲート絶縁層
２７０、２７１ ドレイン電極
２８０、２８１ ソース電極
２９０、２９１ 半導体層
３００ スイッチング用トランジスタ
３０１ 駆動用トランジスタ
３１０ ソース信号線
３２０ 給電線
５００ レーザー光
５１０ 紫外線
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２５】
【特許文献１】特開２００９−２１５５２号公報
【特許文献２】特表２００５−５００５５８号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、多層配線基板、アクティブマトリクス基板及びこれを用いた画像表示装置、並びに多層配線基板の製造方法に関し、特に、層間絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して第１の導電層と第２の導電層とが電気的に接続された構造を有する多層配線基板、アクティブマトリクス基板及びこれを用いた画像表示装置、並びに多層配線基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子回路等で用いられる配線パターンの形成方法として、導電性材料を含有する機能液を、基板上の所定位置に必要量だけ供給するインクジェット法が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。インクジェット法は、露光装置を用いるフォトリソグラフィー法に比べて、高価な装置や設備を必要とすることなく、工程数も少なく、材料利用効率が高い等の利点を有している。特に、複数の配線層を有する多層配線基板や、これを用いた電子素子を作製する場合、上下配線層を隔てる絶縁膜に形成されたコンタクトホールを介して上下配線層を電気的に接続する必要があるが、このコンタクトホールの穴埋めや、上下配線の形成工程に、インクジェット法を適用することができる。
【０００３】
例えば、特許文献１に記載の方法においては、あらかじめ下層配線上のコンタクトホール形成部位に撥液部を形成した後に絶縁層形成材料を塗布することでコンタクトホールを形成し、光照射により撥液部を除去した後に、塗布法により第２配線を形成する手法が開示されている。
【０００４】
また、特許文献２に記載の方法においては、絶縁層上に疎水性材料からなる表面改変層をパターニングし、絶縁層を溶解可能な溶解液をインクジェットで塗布することによって、表面改変層で覆われていない部分の絶縁層を溶解してコンタクトホールを形成し、さらに塗布法によりコンタクトホールを充填する手法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上述の特許文献１に記載の方法では、撥液部を形成する工程において撥液性液滴の吐出量を変えることでコンタクトホールの直径を調整することができるものの、塗布法を用いていることから、コンタクトホールのサイズに下限があるという問題があった。例えば、インクジェット法の場合には、一般に１ｐｌ（ピコリットル）以下の液滴の制御が困難であり、更に撥液部を形成するための機能液は、基板上で濡れ広がる。また複数のノズルを用いた場合には、機能液の着弾位置のばらつきがノズル間で生じる。このような理由から、例えば５０μｍ以下の大きさのコンタクトホールを形成するのは困難である。さらに第２配線も塗布法により形成しているため、コンタクトホールに精度よく導電性を有する機能液を充填することや、あるいは第２配線層を微細化することも同様に困難である。
【０００６】
また、上述の特許文献２に記載の方法では、絶縁層上に疎水性材料からなる表面改変層をレーザー等によってパターニングするため、レーザービーム径によって規定される微細なコンタクトホールが形成可能である。しかしながら、コンタクトホールを充填して上部配線層を形成する際に、疎水性材料上に導電性材料が塗布されるため、上部配線の形状が乱れてしまい、微細な上部配線を得るのが困難であるという問題があった。
【０００７】
そこで、本発明は、形状制御性に優れた微細な上部配線層と下部配線層とを、微細なコンタクトホールを介して電気的に接続することができる多層配線基板、アクティブマトリクス基板及びこれを用いた画像表示装置、並びに多層配線基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明の一態様に係る多層配線基板は、基板上に形成された第１の導電層と、該第１の導電層上に形成された層間絶縁層と、該層間絶縁層上に形成された第２の導電層とを有し、前記層間絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して前記第１の導電層と前記第２の導電層とが電気的に接続された構造を有する多層配線基板において、
前記層間絶縁層は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記コンタクトホールを含まない第１の領域と、前記コンタクトホールを含むとともに、該第１の領域よりも表面エネルギーが高く形成された第２の領域とを有し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の領域は、前記層間絶縁層の前記第２の領域の表面エネルギーよりも高い表面エネルギーを有し、
前記第２の導電層は、前記層間絶縁層の前記第２の領域に沿うように接触して堆積形成され、前記コンタクトホールを介して前記第１の導電層と接続されたことを特徴とする。
【０００９】
また、前記第１の領域は撥水領域として形成され、
前記第２の領域は親水領域として形成されることが好ましい。
【００１０】
また、前記第２の導電層は、印刷法により供給された導電性材料を含む機能液が乾燥及び固化して形成された導電層であってもよい。
【００１１】
また、前記コンタクトホールの内側面はテーパー形状を有することが好ましい。
【００１２】
また、前記コンタクトホールの中央部上に形成された前記第２の導電層の膜厚は、前記コンタクトホールの内側面上に形成された前記第２の導電層の膜厚よりも厚いことが好ましい。
【００１３】
また、前記第１の導電層は、前記コンタクトホール内の領域において複数の結晶粒を有し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の中央部分は、前記コンタクトホール内の端部付近よりも表面粗さ又は粒径の少なくとも一方が大きいことが好ましい。
【００１４】
また、前記第１の導電層は、前記基板上に絶縁層を介して形成され、
該絶縁層は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、低表面エネルギー領域と高表面エネルギーとがエネルギーの付与により形成され、
前記絶縁層に選択的に形成された前記高表面エネルギー領域上に前記第１の導電層が形成された構成が好ましい。
【００１５】
また、本発明の他の態様に係るアクティブマトリクス基板は、前記多層配線基板を有し、
前記第１の導電層はゲート電極として構成され、
前記層間絶縁層はゲート絶縁層として構成され、
前記第２の導電層と同層に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
該ソース電極と該ドレイン電極との双方に重なるように形成された半導体層とを有し、
前記第２の導電層は、前記ゲート電極への入力配線に接続されたことを特徴とする。
【００１６】
また、本発明の他の態様に係る画像表示装置は、前記アクティブマトリクス基板と、
該アクティブマトリクス基板により駆動される画層表示素子とを有することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明の他の態様に係る多層配線基板の製造方法は、基板上に第１の導電層を形成する工程と、
該第１の導電層上に、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む材料を用いて層間絶縁層を形成する工程と、
前記第１の導電層の一部が露出するように前記層間絶縁層にコンタクトホールを形成する工程と、
前記層間絶縁層にエネルギーを付与し、前記コンタクトホールを含まない第１の領域と、前記コンタクトホールを含むとともに該第１の領域よりも表面エネルギーが高い第２の領域とを形成する工程と、
前記層間絶縁膜の該第２の領域上及び前記第１の導電層上に沿って連続的に接触するように第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
また、前記第１の領域は撥水領域として形成され、
前記第２の領域は親水領域として形成されることが好ましい。
【００１９】
また、前記第２の導電層を形成する工程は、導電性材料を含む機能液を、インクジェット法により前記コンタクトホールに供給し、乾燥して前記第２の導電層を形成する工程であることが好ましい。
【００２０】
また、前記コンタクトホールを形成する工程は、レーザー光の照射によりレーザー光照射部分の前記層間絶縁層を除去して前記コンタクトホールを形成する工程であることが好ましい。
【００２１】
また、前記レーザー光は、中央部が端部よりもエネルギーが高く、
前記層間絶縁膜が除去された後も前記第１の導電層に前記レーザー光を照射し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の領域の中央部の表面粗さ又は粒径が、端部よりも大きくなるように加工することが好ましい。
【００２２】
また、前記層間絶縁膜へのエネルギーの付与は紫外光の照射により行われ、
前記第１の領域をフォトマスクで覆い、前記第２の領域を露出させた状態で前記紫外光を照射することにより、前記第１の領域よりも表面エネルギーが高い前記第２の領域を形成することが好ましい。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、形状制御性に優れた微細な上部配線層と下部配線層とを、微細なコンタクトホールを介して電気的に接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】本発明の実施形態１に係る多層配線基板の一例を示した構成図である。図１（Ａ）は、実施形態１に係る多層配線基板の一例の断面図である。図１（Ｂ）は、実施形態１に係る多層配線基板の一例の上面図である。
【図２】本発明の実施形態２に係る多層配線基板の一例を示した図である。図２（Ａ）は、実施形態２に係る多層配線基板の一例の断面図であり、図２（Ｂ）は、実施形態２に係る多層配線基板の一例の上面図である。
【図３】本発明の実施形態３に係る多層配線基板の一例を示した構成図である。図３（Ａ）は、実施形態３に係る多層配線基板の一例の断面図である。図３（Ｂ）は、実施形態３に係る多層配線基板の一例の上面図である。
【図４】実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の第１の導電層形成工程の一例を示した図である。図４（Ａ）は、第１の導電性形成工程における多層配線基板の断面図である。図４（Ｂ）は、第１の導電性形成工程における多層配線基板の上面図である。
【図５】実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の層間絶縁層形成工程の一例を示した図である。図５（Ａ）は、層間絶縁層形成工程における多層配線基板の断面図である。図４（Ｂ）は、層間絶縁層形成工程における多層配線基板の上面図である。
【図６】実施形態４に係る多層配線基板の製造方法のコンタクトホール形成工程の一例を示した図である。図６（Ａ）は、コンタクトホール形成工程における多層配線基板の断面図である。図６（Ｂ）は、コンタクトホール形成工程における多層配線基板の上面図である。
【図７】実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の層間絶縁層改質工程の一例を示した図である。図７（Ａ）は、層間絶縁層改質工程における多層配線基板の断面図である。図７（Ｂ）は、層間絶縁層改質工程における多層配線基板の上面図である。
【図８】実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の第２の導電層形成工程における機能液供給工程の一例を示した図である。図８（Ａ）は、第２の導電層形成工程における機能液供給工程の多層配線基板の断面図である。図８（Ｂ）は、第２の導電層形成工程における機能液供給工程の多層配線基板の上面図である。
【図９】第２の導電層形成工程における乾燥工程を示した図である。図９（Ａ）は、第２の導電層形成工程における乾燥工程の多層配線基板の断面図である。図９（Ｂ）は、第２の導電層形成工程における乾燥工程の多層配線基板の上面図である。
【図１０】第２の導電層形成工程において用いられるインクジェット装置の一例を示した図である。
【図１１】本発明の実施形態５に係るアクティブマトリクス基板の一例を示した図である。
【図１２】画素回路の一例を示した図である。図１２（Ａ）は、画素回路の一例の上面図である。図１２（Ｂ）は、画素回路の一例の断面図である。
【図１３】本発明の実施例１に係る多層配線基板の一例を示した図である。図１３（Ａ）は、実施例１に係る多層配線基板の一例の断面図である。図１３（Ｂ）は、実施例１に係る多層配線基板の一例の上面図である。
【図１４】実施例１に係る多層配線基板の電子顕微鏡像を示した図である。図１４（Ａ）は、実施例１に係る多層配線基板の上面電子顕微鏡像を示した図である。図１４（Ｂ）は、実施例１に係る多層配線基板の断面電子顕微鏡像を示した図である。
【発明を実施するための形態】
【００２５】
以下、図面を参照して、本発明を実施するための形態の説明を行う。なお、各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。
【００２６】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の実施形態１に係る多層配線基板の一例を示した構成図である。図１（Ａ）は、実施形態１に係る多層配線基板の一例の断面図であり、図１（Ｂ）は、実施形態１に係る多層配線基板の一例の上面図である。まず、図１を用いて、実施形態１に係る多層配線基板の概略の構造について説明する。
【００２７】
図１（Ａ）、（Ｂ）において、実施形態１に係る多層配線基板は、基板１０と、第１の導電層２０と、層間絶縁層３０と、コンタクトホール４０と、第２の導電層７０とを有する。また、層間絶縁層３０は、低表面エネルギー領域５０と高表面エネルギー領域６０とを有する。第１の導電層２０は、基板１０上に形成され、第１の導電層２０上に層間絶縁層３０が形成されている。また、第１の導電層２０の一部が露出するように層間絶縁層３０にコンタクトホール４０が形成され、コンタクトホール４０上に第２の導電層７０が形成されている。第２の導電層７０は、高表面エネルギー領域６０が形成された層間絶縁層３０の平坦部分と、コンタクトホール４０の内側面と、第１の導電層２０が露出した領域上に連続して堆積形成されている。第２の導電層７０が形成された層間絶縁層３０の平坦部分及びコンタクトホール４０の内側面は、層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０と一致している。そして、コンタクトホール４０を介して、第１の導電層２０と第２の導電層が７０とが電気的に接続された構造を有する。
【００２８】
基板１０は、その表面上に多層配線構造を形成するための土台となる基材であり、種々の基板１０を用いることができる。基板１０としては、例えば、ガラス基板、シリコン基板、ステンレス基板、フィルム基板等を用いることができる。フィルム基板としては、例えばポリイミド（ＰＩ）基板、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板等を用いることができる。フィルム基板としては、例えば、ポリイミド（ＰＩ）基板、ポリエーテルサルホン（ＰＥＳ）基板、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）基板、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）基板等を用いることができる。
【００２９】
第１の導電層２０は、基板１０上に形成される導電性の配線層である。なお、第１の導電層２０は、図１においては基板１０の表面上に直接形成されているが、基板１０上に絶縁層等の他の層が形成され、当該他の層を介して間接的に形成されてもよい。第１の導電層２０は、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＴＩやこれらの合金、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウム等の透明導電体等からなる金属原料を含む材料や、ドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）やＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリエチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子を含む材料等を用いることができる。
【００３０】
第１の導電層２０上には、層間絶縁層３０が積層されるが、層間絶縁層３０へのコンタクトホール４０の形成により、第１の導電層２０の一部が露出している。かかる露出部分は、コンタクトホール４０内の領域となるので、コンタクトホール領域２１と呼んでもよい。図２（Ｂ）において、第１の導電層２０の中央領域に、コンタクトホール領域２１が設けられた例が示されている。
【００３１】
層間絶縁層３０は、第１の導電層２０とそれより上の配線層とを絶縁するための層である。層間絶縁層３０には、コンタクトホール４０が形成され、コンタクトホール４０を介して、第１の導電層２０とそれより上の配線層が電気的に接続できるように構成される。図１においては、第１の導電層２０と第２の導電層７０とがコンタクトホール４０を介して電気的に接続されている。
【００３２】
層間絶縁層３０は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む。そして、エネルギーの付与により、層間絶縁層３０は表面エネルギーの状態が異なる領域に区分される。具体的には、コンタクトホール４０を含まない低表面エネルギー領域５０と、コンタクトホール４０を含み、第１の領域５０よりも表面エネルギーが相対的に高い高表面エネルギー領域６０とに区分されている。
【００３３】
より詳細には、層間絶縁層３０は、熱、電子線、紫外線、プラズマ等のエネルギーの付与により表面エネルギー（臨界表面張力）が変化する濡れ性変化材料を含んでいる。この濡れ性変化材料には、側鎖に疎水性基を有する高分子材料を用いることができる。高分子材料としては、具体的には、ポリイミドや（メタ）アクリルレート等の骨格を有する主鎖に直接或いは結合基を介して疎水性基を有する側鎖が結合しているものを用いることができる。エネルギーの付与により、側鎖が切断され、層間絶縁層３０の表面エネルギーが増加し、濡れ性が向上すると考えられる。なお、疎水基としては、フッ素原子を含むフルオロアルキル基やフッ素元素を含まない炭化水素基を用いることができる。
【００３４】
層間絶縁層３０は、コンタクトホール４０を含まず平坦部から構成される低表面エネルギー領域５０と、前記第１の領域５０よりも表面エネルギーが相対的に高く、少なくともコンタクトホール４０の内側面を含んだ層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０とが形成された構成となっている。
【００３５】
第２の導電層７０は、第２の導電層７０と同層の配線層と、第１の導電層とを電気的に接続するための導電層である。第２の導電層７０は、層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０に接した状態で、高表面エネルギー領域６０に沿うように堆積し、第１の導電層２０とコンタクトホール４０を介して接続されている。第２の導電層７０としては、第１の導電層２０と同様に、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＴＩやこれらの合金、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウム等の透明導電体等からなる金属原料を含む材料や、ドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）やＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリエチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子を含む材料等を用いることができる。
【００３６】
本実施形態に係る多層配線基板において、第１の導電層２０の表面エネルギーが、層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０の表面エネルギーよりも高くなるように構成される。第１の導電層２０の表面エネルギーが、層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域よりも高くなるように構成するのは、材質の表面エネルギー差を利用してもよいし、第１の導電層２０の表面エネルギーが高くなるように加工処理を行ってもよい。例えば、第１の導電層２０の表面に、レーザー光等のエネルギービームを照射すれば、第１の導電層２０の表面エネルギーを高めることができる。かかる構成により、第２の導電層７０が、ボトムアップ性を有して厚く形成され、第２の導電層７０と第１の導電層２０の電気的接続が取り易くなる。
【００３７】
また、本実施形態に係る多層配線基板において、層間絶縁層３０に形成されたコンタクトホール４０の側面は、順テーパー形状である事が好ましい。これにより、コンタクトホール４０が垂直な内側面や逆テーパーの内側面を有する場合よりも、第２の導電層７０がコンタクトホール４０の内側面にもある程度の膜厚を有して形成され易くなり、第２の導電層７０と第１の導電層２０の電気的接続が取り易い構成となる。
【００３８】
また、本実施形態に係る多層配線基板において、コンタクトホール４０内の領域の中央部における第２の導電層７０の膜厚が、コンタクトホール内側面上での第２の導電層７０の膜厚よりも厚い方が好ましい。これにより、第２の導電層７０のボトムアップ性を高めることができるので、第２の導電層７０と第１の導電層２０の電気的接続をとりやすくすることができる。
【００３９】
〔実施形態２〕
図２は、本発明の実施形態２に係る多層配線基板の一例を示した図である。図２（Ａ）は、実施形態２に係る多層配線基板の一例の断面図であり、図２（Ｂ）は、実施形態２に係る多層配線基板の一例の上面図である。なお、図２（Ａ）、（Ｂ）において、実施形態１に係る多層配線基板と同様の構成要素には、同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００４０】
図２（Ａ）、（Ｂ）において、実施形態２に係る多層配線基板は、基板１０上に第１の導電層２２が形成され、第１の導電層２２上に層間絶縁層３０が形成され、層間絶縁層３０にはコンタクトホール４０が形成されて第１の導電層２１の一部が層間絶縁膜３０から露出してコンタクトホール領域２１となっており、層間絶縁層３０の平坦部（上面部）からコンタクトホール４０の内側面、第１の導電層２１の露出部分（コンタクトホール領域２１）を覆うように第２の導電層７０が形成されている点は、実施形態１に係る多層配線基板と同様である。また、層間絶縁層３０の表面が、コンタクトホール４０を含まない低表面エネルギー領域５０と、コンタクトホール４０を含み、低表面エネルギー領域５０よりも表面エネルギーが高い高表面エネルギー領域６０とに区分され、高表面エネルギー領域６０上に第２の導電層７０が形成されている点も、実施形態１と同様である。
【００４１】
実施形態２に係る多層配線基板においては、第１の導電層２１のコンタクトホール領域２１に複数の結晶粒２３及び結晶粒界が含まれている点で、実施形態１に係る多層配線基板と異なっている。結晶粒２３及び粒界は、コンタクトホール領域２１内に形成されるが、コンタクトホール領域２１の中央部分２４における表面粗さ又は粒径の少なくとも一方が、コンタクトホール領域２１の端部付近２５における表面粗さ又は粒径よりも大きい状態であることが好ましい。表面粗さ又は粒径が大きい程、第２の導電層７０との接触面積が大きくなるので、密着性を高めることができる。コンタクトホール４０内において、中央部分２４の密着力を高めることにより、第２の導電層７０と第１の導電層２２の電気的接続が取りやすくなり、第２の導電層７０と第１の導電層２２との電気的接続を確実にすることができる。
【００４２】
なお、第１の導電層２２の結晶粒２３及び粒界は、種々の方法により形成することができるが、例えば、第１の導電層２２にレーザー光を照射して結晶粒２３及び粒界を形成するようにしてもよい。その際、例えば、レーザー光の径方向のエネルギー分布が、正規分布と同様に中央部分が最も高く、周辺部分が中央部分よりも低くなるようにレーザー光のエネルギーを設定すれば、第１の導電層２２のコンタクトホール領域２３にレーザー光を照射して加工を行うだけで、中央部分の加工がより多く行われて大きな結晶粒２３を形成することが可能となる。
【００４３】
このように、実施形態２に係る多層配線基板によれば、第１の導電層２２が、コンタクトホール領域２１に結晶粒２３及び粒界を有し、中央部分２３の表面粗さ又は粒径が端部付近２４よりも大きい構成とすることにより、第１の導電層２１と第２の導電層７０とのコンタクトホール領域２１の中央部分２４における密着性を高め、第１の導電層２１と第２の導電層との電気的接続をとり易くすることができる。
【００４４】
〔実施形態３〕
図３は、本発明の実施形態３に係る多層配線基板の一例を示した構成図である。図３（Ａ）は、実施形態３に係る多層配線基板の一例の断面図であり、図３（Ｂ）は、実施形態３に係る多層配線基板の一例の上面図である。実施形態３においても、実施形態１、２と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略する。
【００４５】
図３（Ａ）、（Ｂ）において、実施形態３に係る多層配線基板は、基板１０上に直接に第１の導電層２０が形成されておらず、基板１０上には絶縁層３１が直接的に形成され、第１の導電層２０は絶縁層３１を介して基板１０上に形成されている点で、実施形態１に係る多層配線基板と異なっている。このように、第１の導電層２０は、基板１０上に直接的に形成されなくてもよく、基板１０上に絶縁層３１を介して間接的に形成されていてもよい。
【００４６】
絶縁層３１は、種々の絶縁材料から構成されてよいが、例えば、実施形態１の層間絶縁層３０と同様に、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含んで構成されてもよい。例えば、図３（Ａ）に示すように、絶縁層３１が低表面エネルギー領域５１と高表面エネルギー領域６１とからなる表面エネルギーの異なる領域に区分され、絶縁層３１の高表面エネルギー領域４１上に、選択的に第１の導電層２０が形成されていても良い。これにより、絶縁層３１上の所定領域に容易に第１の導電層２０を形成することができる。
【００４７】
なお、実施形態３に係る多層配線基板において、第１の導電層２０よりも上部の構成は、実施形態１に係る多層配線基板と同様である。具体的には、第１の導電層２０上に層間絶縁層３２が形成され、層間絶縁層３２の一部にコンタクトホール４０が形成され、第１の導電層２０の一部が層間絶縁層３２から露出してコンタクトホール領域２１となり、層間絶縁層３２の平坦面（上面）からコンタクトホール４０の内側面、第１の導電層２０のコンタクトホール領域２１を覆うようにして第２の導電層７０が堆積形成されている点は、実施形態１に係る多層配線基板と同様である。また、層間絶縁層３２の表面には、コンタクトホール４０を含まず表面エネルギーの低い低表面エネルギー領域５２と、コンタクトホール４０を含み低表面エネルギー領域５２よりも高い表面エネルギーを有する高表面エネルギー領域６２とが形成され、第２の導電層７０は高表面エネルギー領域６２上に形成されている点も、実施形態１に係る多層配線基板と同様である。
【００４８】
また、図３においては、基板１０上に１つの絶縁層３１のみが形成されているが、２種類以上の絶縁層が積層形成されたり、更に複数の絶縁層間に配線層が挿入されたりした場合においても、同様に実施形態３に係る多層配線基板を構成することができる。
【００４９】
実施形態３に係る多層配線基板によれば、基板１０上の任意の層にコンタクトホール４０を有する配線構造の多層配線基板を構成することができる。
【００５０】
〔実施形態４〕
次に、図４乃至図９を用いて、本発明の実施形態４に係る多層配線基板の製造方法について説明する。図４乃至図９は、実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の一例を示した図である。実施形態４に係る多層配線基板の製造方法においては、上述の実施形態２に係る多層配線基板を製造する方法を例に挙げて説明する。また、実施形態４において、実施形態２に係る多層配線基板と同様の構成要素には同一の参照符号を付し、その説明を省略するものとする。
【００５１】
図４は、実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の第１の導電層形成工程の一例を示した図である。図４（Ａ）は、第１の導電性形成工程における多層配線基板の断面図であり、図４（Ｂ）は、第１の導電性形成工程における多層配線基板の上面図である。
【００５２】
第１の導電層形成工程においては、基板１０の表面上に第１の導電層２２が形成される。第１の導電層２２は、種々の方法で基板１０の表面上に形成してよいが、例えば、各種印刷法、又は真空成膜法・フォトリソグラフィー法・エッチング法を組み合わせたパターニング手段等を用いて基板１０上に第１の導電層２０を形成することができる。
【００５３】
図５は、実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の層間絶縁層形成工程の一例を示した図である。図５（Ａ）は、層間絶縁層形成工程における多層配線基板の断面図であり、図４（Ｂ）は、層間絶縁層形成工程における多層配線基板の上面図である。
【００５４】
層間絶縁層形成工程においては、前述の濡れ性変化材料を含む溶液を、スピンコート法等により基板１０及び第１の導電層２２上に塗布し、溶液を乾燥させて固化し、第１の導電層２２上に層間絶縁層３０を形成する。例えば、濡れ性変化材料として、側鎖に疎水基を有する構造の高分子材料を用いた場合、低表面エネルギー領域５０を有する層間絶縁層３０が形成される。低表面エネルギー領域５０は、濡れ性が低い領域であり、疎水性又は撥水性の性質を有する。
【００５５】
図６は、実施形態４に係る多層配線基板の製造方法のコンタクトホール形成工程の一例を示した図である。図６（Ａ）は、コンタクトホール形成工程における多層配線基板の断面図であり、図６（Ｂ）は、コンタクトホール形成工程における多層配線基板の上面図である。
【００５６】
コンタクトホール形成工程においては、層間絶縁層３０の所定位置にレーザー光５００を照射し、層間絶縁層３０の一部を除去し、第１の導電層２０の一部が露出するようにコンタクトホール４０を形成する。コンタクトホール形成工程におけるレーザー加工では、固体レーザーであるＹＶＯ４レーザーやＹＡＧレーザー、気体レーザーであるエキシマレーザー等を搭載したレーザー加工装置を用いることができる。レーザー光は直接、又はマスクなどの遮蔽物を介したり、またレンズ等の集光を経たりして、層間絶縁層３０に照射される。レーザー加工を用いることで、層間絶縁層３０の所定位置に所望の大きさでコンタクトホール４０を形成することができる。ここで、レーザー光５００は、ガウシアン分布など何らかの強度分布を持ち、一般的にレーザー強度（又はレーザーエネルギー）は、照射中心部分付近が強く、照射周辺付近が弱くなる。このようなレーザー光の強度分布を利用するように加工条件を調整することで、図６に示すように、コンタクトホール４０の側面を順テーパー形状とすることができる。
【００５７】
また、レーザー光の照射強度を高くして第１の導電層２２を加熱すると、第１の導電層２２を積極的に溶融、固化させることができる。この溶融固化の過程で、第１の導電層２２の再結晶化が生じ、結晶粒径が増大するため、図２（Ａ）に示したように、コンタクトホール端部付近２５の第１の導電層２２と比較して、コンタクトホール中央部付近２４の第１の導電層２２の表面粗さがより大きいか、又は粒径がより大きい状態にすることができる。
【００５８】
このように、コンタクトホール形成工程においては、レーザー加工により層間絶縁層３０の一部を除去してコンタクトホール４０を形成することができるが、照射するレーザー光５００の径方向のエネルギー分布を調整し、中央部分を周辺部分より高くすることにより、順テーパー形状の側面を有するコンタクトホール４０を形成することができる。更に、コンタクトホール形成後も、露出した第１の導電層２２にレーザー光５００を照射し続けることにより、第１の導電層２２を溶融固化させ、再結晶化により結晶粒２３を形成し、結晶粒径を増大させることができる。その際、コンタクトホール４０の加工形成時と同様に、レーザー光５００の強度分布が、中央部分が周辺部分よりも大きくなるように設定することにより、第１の導電層２２内のコンタクトホール領域２１内の中央部分２４が端部付近２５よりも表面粗さ又は粒径が大きくなるようにすることができる。
【００５９】
図７は、実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の層間絶縁層改質工程の一例を示した図である。図７（Ａ）は、層間絶縁層改質工程における多層配線基板の断面図であり、図７（Ｂ）は、層間絶縁層改質工程における多層配線基板の上面図である。
【００６０】
層間絶縁層改質工程においては、層間絶縁層３０の表面の所定箇所にエネルギーを付与し、低表面エネルギー領域５０であった層間絶縁層３０の表面の一部を高表面エネルギー領域６０に改質及び変化させる。具体的には、層間絶縁層改質工程では、フォトマスク８０を用いて、紫外線５１０を層間絶縁層３０上のコンタクトホール４０を含む所定領域へ露光する。紫外線５１０を露光した部分の層間絶縁層３０は、疎水基の結合が切断され低表面エネルギー（疎水性又は撥水性）から高表面エネルギー（親水性）に変化する。このため、層間絶縁層３０上に低表面エネルギー領域５０と、低表面エネルギー領域５０よりも表面エネルギーが相対的に高く、少なくともコンタクトホール４０の側面を含んだ層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０とからなる、表面エネルギーが異なる領域に区分される。
【００６１】
図８は、実施形態４に係る多層配線基板の製造方法の第２の導電層形成工程における機能液供給工程の一例を示した図である。図８（Ａ）は、第２の導電層形成工程における機能液供給工程の多層配線基板の断面図であり、図８（Ｂ）は、第２の導電層形成工程における機能液供給工程の多層配線基板の上面図である。
【００６２】
第２の導電層形成工程においては、機能液供給工程においてコンタクトホール４０に導電性の材料を含む機能液７５が供給され、乾燥工程において機能液７５を乾燥して固化することにより、第２の導電層７０が形成される。
【００６３】
機能液供給工程においては、液滴吐出ノズル９０から、導電性材料を含む機能液７５を、コンタクトホール４０及びその周辺に選択的に供給して配置する。機能液７５の配置手段としては、微小液滴を１滴ずつ精度よく滴下可能であるという特徴を有するインクジェット法が好適である。
【００６４】
導電性材料を含む機能液７５としては、例えば、Ａｕ、Ａｇ、Ｃｕ、Ｐｔ、Ａｌ、Ｎｉ、Ｐｄ、Ｐｂ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｚｎ、ＴＩやこれらの合金、酸化インジウム、酸化亜鉛、酸化錫、酸化ガリウム等の透明導電体等からなる金属原料を、微粒子や錯体などの形態で有機溶媒や水に分散あるいは溶解させたインク、ドープドＰＡＮＩ（ポリアニリン）やＰＥＤＯＴ（ポリエチレンジオキシチオフェン）にＰＳＳ（ポリエチレンスルホン酸）をドープした導電性高分子の水溶液等を用いることができる。機能液７４をインクジェット法で用いるためには、機能液７５の表面張力は２０ｍＮ／ｍ以上５０ｍＮ／ｍ以下であることが好ましく、また、粘度は２ｍＰａ・ｓ以上５０ｍＰａ・ｓ以下であることが好ましい。
【００６５】
層間絶縁層３０のコンタクトホール４０及びその周辺へ滴下された機能液７５は、被印刷面に接触した直後に被印刷面上で濡れ広がるが、層間絶縁層３０の低表面エネルギー領域５０が機能液７５に対して撥水性を示し、層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０が機能液７５に対して親水性を示すため、機能液７５は、高表面エネルギー領域６０へと選択的に流動する。層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０の表面エネルギーと、低表面得エネルギー領域５０の表面エネルギーとの差が大きい場合には、たとえ機能液７５が低表面エネルギー領域５０に接触するように滴下された場合でも、低表面エネルギー領域５０から高表面エネルギー領域６０へと一方向的な機能液７５の流動が生じる。またここで、層間絶縁層３０のコンタクトホール４０内に露出した第１の導電層２２のコンタクトホール領域２１が、高表面目ネルギー領域６０よりも機能液７５に対して親水性を示すため、機能液７５はコンタクトホール４０内の第１の導電層２２上に積極的に流動する。このようにしてコンタクトホール４０内の第１の導電層２０上、及び層間絶縁層３０の高表面エネルギー領域６０上に選択的に機能液７５が供給される。また、条件を調整することで、コンタクトホール４０の中央部における第２の導電層７０の膜厚を、コンタクトホール４０の側面上での第２の導電層７０の膜厚よりも厚くすることができる。
【００６６】
図９は、第２の導電層形成工程における乾燥工程を示した図である。図９（Ａ）は、第２の導電層形成工程における乾燥工程の多層配線基板の断面図であり、図９（Ｂ）は、第２の導電層形成工程における乾燥工程の多層配線基板の上面図である。
【００６７】
乾燥工程においては、機能液供給工程において機能液７５をコンタクトホール４０に供給した後、機能液７５を乾燥・固化させて第２の導電層７０を形成する。乾燥方法としては、オーブン等を利用した対流伝熱方式、ホットプレート等を利用した伝導伝熱方式、遠赤外線やマイクロ波を利用した輻射伝熱方式等を用いることができる。また、機能液７５の乾燥は、必ずしも大気中で行う必要はなく、窒素やアルゴンなどの不活性ガス中、あるいは水素ガスを含む還元雰囲気中、または必要に応じて減圧するなどの工夫を加えても良い。また、乾燥して固化させた第２の導電層７０に、追加で熱処理等を加えてもよい。特に、機能液７５として、上述のナノメタルインクを用いた場合、乾燥・固化させただけでは十分な導電性を実現し難いため、ナノ粒子同士を融着させるための熱処理等が必要になる。
【００６８】
図１０は、第２の導電層形成工程において用いられるインクジェット装置の一例を示した図である。インクジェット装置１００は、定盤１０１と、ステージ１０２と、液滴吐出ヘッド１０３と、液滴吐出ヘッド１０３に接続されたＸ軸方向移動機構１０４と、ステージ１０２に接続されたＹ軸方向移動機構１０５と、制御装置１０６とを有する。
【００６９】
ステージ１０２は、基板１０を支持する目的で備えられており、基板１０を吸着する吸着機構（図示せず）等の固定機構を備えている。また、ステージ１０２には、基板１０上に滴下された機能液７５を乾燥させるための熱処理機構を備えて良い。
【００７０】
液滴吐出ヘッド１０３は、複数の吐出ノズル９０（図１０においては図示せず、図８（Ａ）参照）を備えたヘッドであり、複数の吐出ノズル９０が液滴吐出ヘッド１０３の下面に、Ｘ軸方向に沿って一定間隔で並んでいる。この吐出ノズル９０からステージ１０２に支持されている基板１０に対して、機能液７５が吐出される。液滴吐出ヘッド１０３の液滴吐出機構には、例えばピエゾ方式を用いることができ、この場合、液滴吐出ヘッド１０３内のピエゾ素子に電圧を印加することで液滴が吐出する。
【００７１】
Ｘ軸方向移動機構１０４は、Ｘ軸方向駆動軸１０７と、Ｘ軸方向駆動モータ１０８とで構成される。Ｘ軸方向駆動モータ１０８はステッピングモータ等であり、制御装置１０６からＸ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｘ軸駆動軸１０７を動作させ、液滴吐出ヘッド１０３がＸ軸方向に移動する。
【００７２】
Ｙ軸方向移動機構１０５は、Ｙ軸方向駆動軸１０９及びＹ軸方向駆動モータ１１０で構成される。制御装置１０６からＹ軸方向の駆動信号が供給されると、Ｙ軸方向駆動モータ１１０がＹ軸駆動軸１０９を回転させ、ステージ１０２がＹ軸方向に移動する。
【００７３】
制御装置１０６は、液滴吐出ヘッド１０３に吐出制御用の信号を供給する。またＸ軸方向駆動モータ１０８にＸ軸方向の駆動信号を、またＹ軸方向駆動モータ１１０にはＹ軸方向の駆動信号をそれぞれ供給する。なお、制御装置１０６は、液滴吐出ヘッド１０３、Ｘ軸方向駆動モータ１０８、Ｙ軸方向駆動モータ１１０とそれぞれ接続されているが、その配線は図示していない。
【００７４】
インクジェット装置１００は、液滴吐出ヘッド１０３とステージ１０２とを相対的に走査させながらステージ１０２上に固定された基板１０に対して機能液７５の液滴を吐出する。なお、液滴吐出ヘッド１０３とＸ軸方向移動機構１０４との間には、Ｘ軸方向移動機構１０４と独立動作する回転機構を設けてもよい。回転機構を動作させて液滴吐出ヘッド１０３とステージ１０２との相対角度を変化させることで、吐出ノズル間ピッチを調節できる。また、液滴吐出ヘッド１０３とＸ軸方向移動機構１０４との間には、Ｘ軸方向移動機構１０４と独立動作するＺ軸方向移動機構を設けてもよい。Ｚ軸方向に液滴吐出ヘッド１０３を移動させることで、基板１０とノズル面との距離を任意に調節可能である。またステージ１０２とＹ軸方向移動機構１０５との間には、Ｙ軸方向移動機構１０５と独立動作する回転機構を設けてもよい。回転機構を動作させることで、ステージ１０２上に固定された基板１０を任意の角度に回転させた状態で、基板１０に対して液滴を吐出することができる。図８、９において説明した第２の導電層形成工程は、例えば、図１０に示したようなインクジェット装置１００を用いて、印刷法の１つであるインクジェット法により第２の導電層７０の形成を行うようにしてもよい。
【００７５】
このように、図４〜図９に示す工程により、図２に示す実施形態２に係る多層配線基板が製造される。また、特に第１の導電層２２に結晶粒２３を形成する工程を設けなければ、実施形態１に係る多層配線基板も同様に製造することができる。更に、第１の導電層形成工程の前に、絶縁層３１を形成する工程と、絶縁層３１を改質する工程を設ければ、実施形態３に係る多層配線基板も、同様に製造することができる。
【００７６】
以上のように、本実施形態に係る多層配線基板の製造方法によれば、形状制御性に優れた微細な上部配線層と、下部配線層が、微細なコンタクトホールを介して電気的に接続した多層配線基板を提供することができる。
【００７７】
〔実施形態５〕
図１１は、本発明の実施形態５に係るアクティブマトリクス基板の一例を示した図である。実施形態５においては、実施形態１乃至３において説明した多層配線基板を、アクティブマトリクス基板に応用する実施形態について説明する。
【００７８】
図１１において、実施形態５に係るアクティブマトリクス基板は、基板２１０と、画素回路１２０と、配線１３０と、電極パッド１４０とを有する。
【００７９】
画素回路１２０は、表示素子の各画素を駆動するための回路であり、基板１１上に形成される。表示素子は、画像表示を行うための種々の素子が用いられてよく、例えば、有機発光素子や、液晶素子等を用いてもよい。
【００８０】
配線１３０は、画素回路１２０に接続される配線である。また、電極パッド１４０は、配線１３０に接続された端子であり、外部接続等の必要に応じて設けられてよい。また、図１１には図示していないが、画素回路に信号あるいは電力を供給するために、配線１３０あるいは電極パッド１４０は、駆動回路と接続している。
【００８１】
図１２は、画素回路の一例を示した図である。図１２（Ａ）は、画素回路の一例の上面図であり、図１２（Ｂ）は、画素回路の一例の断面図である。なお、図１２（Ｂ）は図１２（Ａ）のＡ−Ａ線に沿う断面図であり、画素回路に含まれるスイッチング用トランジスタの部分を示している。
【００８２】
図１２（Ａ）において、４画素分を含む画素回路１２０が示されている。各１画素の画素回路１２１は、構成的には等しいので、各々の画素回路１２１の同様の構成要素には、同一の参照符号を付して説明する。各画素回路１２１は、画素の表示素子として有機ＥＬ（Electroluminescence）素子を駆動する場合に用いられる画素回路が例として示されている。
【００８３】
図１２（Ａ）において、本実施形態に係る画素回路１２１は、スイッチング用トランジスタ３００と、駆動用トランジスタ３０１と、ゲート信号線２２２と、ソース信号線３１０と、給電線３２０とを有する。
【００８４】
また、図１２（Ｂ）において、スイッチング用トランジスタ３００は、基板２１０上に、絶縁層２３１、ゲート電極２２１、層間絶縁層であるゲート絶縁層２３２、ソース電極２８０及びドレイン電極２７０及び半導体層２９０が順次積層された積層構造体である。また、駆動用トランジスタ３０１は、図１２（Ｂ）には直接的な断面構成が示されていないが、スイッチング用トランジスタ３００とほぼ同様の構成を有し、図１２（Ａ）も参照すると、基板２１０上に、絶縁層２３１、ゲート電極２２０、層間絶縁層であるゲート絶縁層２３２、ソース電極２８１及びドレイン電極２７１及び半導体層２９１が順次積層された積層構造体である。ゲート絶縁層２３２の一部にはコンタクトホール２４０が形成されており、スイッチング用トランジスタ３００のソース電極２８０と、駆動用トランジスタ３０１のゲート電極２２０が電気的に接続された構造を有している。
【００８５】
より詳細に説明すると、基板２１０上には、表面近傍に高表面エネルギー領域２６１及び低表面エネルギー領域２５１が形成された絶縁層２３１が形成されている。絶縁層２３１の高表面エネルギー領域２６１上には、導電層であるスイッチング用トランジスタ３００のゲート電極２２１及び駆動用トランジスタのゲート電極２２０が形成されている。更に絶縁層２３１上には、スイッチング用トランジスタ３００のゲート電極２２１及び駆動用トランジスタ３０１のゲート電極２２０を覆うように、層間絶縁層であるゲート絶縁層２３２が積層されている。
【００８６】
層間絶縁層であるゲート絶縁層２３２の表面近傍には、高表面エネルギー領域２６２と低表面エネルギー領域２５２が形成されている。また、高表面エネルギー領域２６２上には、導電層であるソース電極２８０、２８１及びドレイン電極２７０、２７１が形成されている。スイッチング用トランジスタのソース電極２８０とドレイン電極２７０との間、また駆動用トランジスタのソース電極２８１とドレイン電極２７１との間には、間隙が設けられており、これらの間隙を埋めるように半導体層２９０、２９１が形成されている。
【００８７】
導電層であるスイッチング用トランジスタ３００のゲート信号線２２２は、ゲート電極２２１から一方向に延設されている。導電層であるソース信号線３１０と給電線３２０は、ゲート信号線２２２の延設方向に対して略直交する方向に延設されている。ゲート信号線２２２は、絶縁層２３１の高表面エネルギー領域２６１上に形成されている。またソース信号線３１０と給電線３２０は、ゲート絶縁層２３２の高表面エネルギー領域２６２上に形成されている。
【００８８】
本実施形態に係る画素回路１２１においては、その導電層として、スイッチング用トランジスタのゲート電極２２１、ソース電極２８０及びドレイン電極２７０と、駆動用トランジスタのゲート電極２２０、ソース電極２８１及びドレイン電極２７１と、ゲート信号線２２２、ソース信号線３１０、及び給電線３２０の全てが、濡れ性変化材料を含有する絶縁層２３１及びゲート絶縁層２３２の表面近傍に設けられた高表面エネルギー領域２６１、２６１上に形成されている。但し、必ずしもこれらの全てを、濡れ性変化材料を含有する絶縁層の表面近傍に設けられた高表面エネルギー領域２６１、２６２上に形成する必要はない。また、本実施形態においては、ゲート電極層２２０、２２１がソース電極層２８０、２８１とドレイン電極層２７０、２７１の下層に位置する構成を示したが、必ずしもこの構成に限られない。電気回路的が同様でさえあれば、あらゆる層構成においても本実施形態の所定の効果が得られる。
【００８９】
以上のように、本実施の形態によれば、形状制御性に優れた微細な上部配線層２７０と、下部配線層２２０が、微細なコンタクトホール２４０を介して電気的に接続したアクティブマトリクス基板を提供することができる。
【００９０】
更に、本実施形態に係るアクティブマトリックス基板と画像表示素子を用いることにより、画像表示装置を実現することができる。画像表示素子としては、液晶表示素子、電気泳動表示素子、有機ＥＬ表示素子、エレクトロクロミック表示素子などを用いることが可能である。
【００９１】
次に、本実施形態に係る多層配線基板及びこの製造方法を用いて、実際に多層配線基板を作製した種々の実施例について説明する。実施例１〜３は、同一の構成の多層配線基板を、コンタクトホールのサイズは、レーザー光のエネルギー条件を変えて作製し、それらを比較して評価を行った。
【００９２】
〔実施例１〕
図１３は、本発明の実施例１に係る多層配線基板の一例を示した図である。図１３（Ａ）は、実施例１に係る多層配線基板の一例の断面図であり、図１３（Ｂ）は、実施例１に係る多層配線基板の一例の上面図である。
【００９３】
図１３（Ａ）、（Ｂ）において、実施例１に係る多層配線基板は、基板４１０と、基板４１０上に形成された絶縁層４３１と、第１の導電層４２０と、第１の導電層４２０上に形成された層間絶縁層４３２と、層間絶縁層４３２上に積層された第２の導電層４７０とを有する。また、実施例１に係る多層配線基板は、第１の導電層４２０の一部が露出するように層間絶縁層４３２に形成されたコンタクトホール４４０を介して、第１の導電層４２０と第２の導電層４７０とが電気的に接続された構造を有する。層間絶縁層４３２は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、更に表面エネルギーの状態が異なる領域に区分され、低表面エネルギー領域４５２と、低表面エネルギー領域４５２よりも表面エネルギーが相対的に高く、少なくともコンタクトホール４４０の側面を含んだ層間絶縁層４３２の高表面エネルギー領域４６２とが存在する。そして、第２の導電層４７０は、層間絶縁層４３２の高表面エネルギー領域４６２に沿って、高表面エネルギー領域４６２に接触した状態で、第１の導電層４２０とコンタクトホール４４０を介して接続されている。
【００９４】
図１３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、第１の導電層４２０と第２の導電層４７０が、９６０個のコンタクトホール４４０を介して接続したコンタクトホールチェーンパターン（デイジーチェーンパターン）を構成している。なお図１３（Ａ）、（Ｂ）には、その一部を概略図示している。
【００９５】
次に、実施例１に係る多層配線基板の作製方法について説明する。
【００９６】
まず、濡れ性変化材料を含有するＮＭＰ（N-Methyl-2-Pyrrolidone）溶液を、ガラス基板４２０上に、スピンコート塗布した。この濡れ性変化材料には、ポリイミド材料を用いた。次に、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、３００℃のオーブンで熱処理を加えて絶縁層４３１を形成した。
【００９７】
続いて、パターン幅６０μｍの開口パターンを有するフォトマスクを作製し、波長３００ｎｍ以下の紫外線（超高圧水銀ランプ）を、絶縁層４３１上の一部へ露光させ、絶縁層４３１上に、高表面エネルギー領域４６１及び低表面エネルギー領域４５１とからなるパターンを形成した。
【００９８】
次に、Ａｇナノ粒子を含有する親水性インクからなる機能液をインクジェット法で高表面エネルギー領域４６１に選択的に滴下した。この機能液の表面張力は約３０ｍＮ／ｍ、粘度１０ｍＰａ・ｓであり、液滴法を用いて測定した機能液の高表面エネルギー領域４６１に対する接触角は約５°、低表面エネルギー部に対する接触角は約３０°であった。ノズル数１００のピエゾ方式のインクジェットヘッドを用い、駆動電圧を調整することで、液滴吐出ノズルから吐出される機能液の平均体積を約８ｐｌ〔ピコリットル〕（飛翔時の直径は約２５μｍ）として、機能液の滴下を行った。この際に、４１０基板と液滴吐出ノズルの間隔を０．５ｍｍとしており、全１００ノズルでの着弾位置ばらつきは±１５μｍであった。
【００９９】
次いで、機能液を１００℃のオーブンで乾燥・固化させて、厚さ約４００ｎｍ・パターン幅６０μｍの第１の導電層４２０を形成した。
【０１００】
続いて、濡れ性変化材料を含有するＮＭＰ溶液を、ガラス基板４１０上にスピンコート塗布した。この濡れ性変化材料には、下記一般色（１）で表されるポリイミド材料を含む材料を用いた。次に、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、３００℃のオーブンで熱処理を加えて、厚さ約５００ｎｍの層間絶縁層４３２を形成した。
【０１０１】
【化１】
次に、コンタクトホール４４０を、気体レーザーであるエキシマレーザーを搭載するレーザー加工装置で発生させた。レーザー光の波長は２４８ｎｍである。レーザー光をメタル開口マスクでビーム成形し、対物レンズで集光して層間絶縁層４３２上から照射し、コンタクトホール４４０を形成した。加工面でのレーザー光のエネルギー密度は６０ｍＪ/ｃｍ２である。なお、コンタクトホール径が２０μｍとなるように、加工条件を調整した。
【０１０２】
次いで、パターン幅６０μｍの開口パターンを有するフォトマスクを作製し、波長３００ｎｍ以下の紫外線（超高圧水銀ランプ）を、層間絶縁層４３２上の一部へ露光させ、層間絶縁層４３２上に、低表面エネルギー領域４５２と、低表面エネルギー領域４５２よりも表面エネルギーが相対的に高く、少なくともコンタクトホール４４０の側面を含んだ層間絶縁層４３２の高表面エネルギー領域４２とからなるパターンを形成した。
【０１０３】
続いて、Ａｇナノ粒子を含有する親水性インクからなる機能液を、インクジェット法で高表面エネルギー領域４６２に選択的に滴下した。機能液、液滴体積及びインクジェット条件は、第１の導電層４２０を形成する際に用いたものと同様である。
【０１０４】
次に、機能液を１００℃のオーブンで乾燥・固化させて第２の導電層４７０を形成した。これにより、図１３に示す実施例１に係る多層配線基板を得ることができた。
【０１０５】
〔実施例２〕
実施例２は、実施例１と同様に、図１３に示す多層配線基板の製造方法に関する実施例である。コンタクトホール径を１０μｍにした以外は、実施例１と同様の方法で多層配線基板を作製した。
【０１０６】
〔実施例３〕
実施例３は、実施例１と同様に、図１３に示す多層配線基板の製造方法に関する実施例である。加工面におけるレーザー光のエネルギー密度を１００ｍＪ/ｃｍ２にした以外は、実施例１と同様の方法で多層配線基板を作製した。
【０１０７】
表１は、実施例１〜３の多層配線基板の作製条件および評価結果をまとめて示した表である。表１の実施例１〜３に示すように、コンタクトホール４４０の直径は、１０、２０μｍという微細な値となっているが、コンタクトホール抵抗は、０．１５Ω以下の低抵抗となっている。本実施例によれば、各種条件において、形状制御性に優れた微細な上部配線層と、下部配線層が、微細なコンタクトホールを介して電気的に接続した多層配線基板を作製可能である。
【０１０８】
更に、実施例３に示すように、レーザー光照射エネルギーを増やして、第１の導電層８０の表面粗さを増やすことで、コンタクトホール抵抗をより低減可能である。
【０１０９】
【表１】
図１４は、実施例１に係る多層配線基板の電子顕微鏡像を示した図である。図１４（Ａ）は、実施例１に係る多層配線基板の上面電子顕微鏡像を示した図であり、図１４（Ｂ）は、実施例１に係る多層配線基板の断面電子顕微鏡像を示した図である。図１４（Ａ）、（Ｂ）から、本実施例により順テーパー形状のコンタクトホール４４０が形成可能であり、またコンタクトホール中央部における第２の導電層４７０の膜厚を、コンタクトホール側面上での第２の導電層４７０の膜厚よりも厚くすることが可能であることがわかる。
【０１１０】
〔実施例４〕
実施例４は、図１２に示した実施形態５に係るアクティブマトリクス基板の画素回路１２０に関する実施例である。画素回路１２０の解像度は１５０ｐｐｉであり、約１６９μｍ 四方の領域中に、スイッチング用トランジスタ３００と駆動用トランジスタ３０１が形成されている。以下、アクティブマトリックス基板１２０の製造方法について説明するが、ポリイミド材料、機能液、液滴体積ならびにインクジェット条件は、実施例１と同一に設定したので、説明を省略する。また、参照符号は、実施形態５と同一の参照符号を用いるものとする。
【０１１１】
まず、濡れ性変化材料を含有するＮＭＰ溶液を、ガラス基板２１０上にスピンコート塗布した。次に、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、３００℃のオーブンで熱処理を加えて絶縁層２３１を形成した。
【０１１２】
次に、所定の開口パターンを有するフォトマスクを作製し、波長３００ｎｍ以下の紫外線（超高圧水銀ランプ）を絶縁層２３１上の一部へ露光させ、絶縁層２３１上に、高表面エネルギー領域２６１及び低表面エネルギー領域２５１からなるパターンを形成した。
【０１１３】
次いで、Ａｇナノ粒子を含有する親水性インクからなる機能液を、インクジェット法で高表面エネルギー領域２６１に選択的に滴下し、続いて機能液を１００℃のオーブンで乾燥及び固化させて、スイッチング用トランジスタ３００のゲート電極２２１、駆動用トランジスタ３０１のゲート電極２２０、及びゲート信号線２２２を形成した。
【０１１４】
次に、ポリイミド材料を含有するＮＭＰ溶液を、スピンコート法で絶縁層２３１上に塗布し、１００℃のオーブンで前焼成を行った後、３００℃のオーブンで熱処理を加えて、膜厚約５００ｎｍのゲート絶縁層２３２を形成した。
【０１１５】
続いて、コンタクトホール２４０を、気体レーザーであるエキシマレーザーを搭載するレーザー加工装置で作製した。レーザー光の波長は２４８ｎｍである。レーザー光をメタル開口マスクでビーム成形し、対物レンズで集光して層間絶縁層２３２上から照射し、コンタクトホール２４０を形成した。加工面でのレーザー光のエネルギー密度は６０ｍＪ/ｃｍ２である。なお、コンタクトホール径は２０μｍとした。
【０１１６】
その後、所定の開口パターンを有するフォトマスクを用いて、紫外線をゲート絶縁層２３２上の一部へ露光させ、ゲート絶縁層２３２上に、高表面エネルギー領域２６２と低表面エネルギー領域２５２とからなるパターンを形成した。
【０１１７】
次いで、Ａｇナノ粒子を含有する親水性インクからなる機能液を、インクジェット法でコンタクトホール２４０のコンタクトホール周辺に選択的に滴下し、続いて機能液を１００℃のオーブンで乾燥・固化させて、スイッチング用トランジスタ３００のソース電極２８０及びドレイン電極２７０と、駆動用トランジスタ３０１のソース電極２８１及びドレイン電極２７１と、ソース信号線３１０及び給電線３２０を形成した。
【０１１８】
次に、下記一般式（２）に示したスキームより合成した有機半導体なる重合体をトルエンに溶解した溶液を、インクジェット法にて塗布して半導体層２９０、２９１を形成し、実施例４に係るアクティブマトリックス基板を作製した。
【０１１９】
実施例４においても、コンタクトホール２４０の直径は２０μｍであり、微細なコンタクトホール２４０を用いて上層のドレイン電極２７０とゲート電極２７０とを接続することができ、アクティブマトリクス基板を製造することができた。
【０１２０】
【化２】
〔実施例５〕
実施例５では、実施例４で作製したアクティブマトリックス基板に、エレクトロクロミック表示素子を貼り合わせて表示装置を作製した。作製した表示装置を動作させたところ、コントラストの高い画像を表示することができた。また、１５０ｐｐｉと高精細なアクティブマトリックス基板を用いたことで、１０ｐｔ文字を明瞭に表示することができた。
【０１２１】
このように、実施例１〜５によれば、形状制御性に優れた微細な上部配線層と下部配線層とを、微細なコンタクトホールを介して電気的に接続することができ、これを多層配線基板、アクティブマトリクス基板及びこれを用いた画像表示装置に各々適用することができた。
【０１２２】
以上、本発明の好ましい実施形態及び実施例について詳説したが、本発明は、上述した実施形態及び実施例に制限されることはなく、本発明の範囲を逸脱することなく、上述した実施例に種々の変形及び置換を加えることができる。
【産業上の利用可能性】
【０１２３】
本発明は、コンタクトホールを用いて上下の配線層を電気的に接続する多層配線基板と、これを用いる電子機器全般に利用することができ、例えば、アクティブマトリクス基板や、これを用いた画像表示装置に好適に利用することができる。
【符号の説明】
【０１２４】
１０、２１０、４１０ 基板
２０、４２０ 第１の導電層
３０、３２、４３２ 層間絶縁層
３１、２３１、４３１ 絶縁層
４０、２４０、４４０ コンタクトホール
５０、５１、５２、２５１、２５２、４５１、４５２ 低表面エネルギー領域
６０、６１、６２、２６１、２６２、４６１、４６２ 高表面エネルギー領域
７０、４７０ 第２の導電層
７５ 機能液
８０ フォトマスク
９０ 吐出ノズル
１００ インクジェット装置
１０１ 定盤１０１
１０２ ステージ
１０３ 液滴吐出ヘッド
１０４ Ｘ軸方向移動機構
１０５ Ｙ軸方向移動機構
１０６ 制御装置
１０７ Ｘ軸方向駆動軸
１０８ Ｘ軸方向駆動モータ
１０９ Ｙ軸方向駆動軸
１１０ Ｙ軸方向駆動モータ
１２０、１２１ 画素回路
１３０ 配線
１４０ 電極パッド
２３２ ゲート絶縁層
２２０、２２１ ゲート電極
２２２ ゲート信号線
２３２ ゲート絶縁層
２７０、２７１ ドレイン電極
２８０、２８１ ソース電極
２９０、２９１ 半導体層
３００ スイッチング用トランジスタ
３０１ 駆動用トランジスタ
３１０ ソース信号線
３２０ 給電線
５００ レーザー光
５１０ 紫外線
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１２５】
【特許文献１】特開２００９−２１５５２号公報
【特許文献２】特表２００５−５００５５８号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に形成された第１の導電層と、該第１の導電層上に形成された層間絶縁層と、該層間絶縁層上に形成された第２の導電層とを有し、前記層間絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して前記第１の導電層と前記第２の導電層とが電気的に接続された構造を有する多層配線基板において、
前記層間絶縁層は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記コンタクトホールを含まない第１の領域と、前記コンタクトホールを含むとともに、該第１の領域よりも表面エネルギーが高く形成された第２の領域とを有し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の領域は、前記層間絶縁層の前記第２の領域の表面エネルギーよりも高い表面エネルギーを有し、
前記第２の導電層は、前記層間絶縁層の前記第２の領域に沿うように接触して堆積形成され、前記コンタクトホールを介して前記第１の導電層と接続されたことを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
前記第１の領域は撥水領域として形成され、
前記第２の領域は親水領域として形成されたことを特徴とする請求項１に記載の多層配線基板。
【請求項３】
前記第２の導電層は、印刷法により供給された導電性材料を含む機能液が乾燥及び固化して形成された導電層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層配線基板。
【請求項４】
前記コンタクトホールの内側面はテーパー形状を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多層配線基板。
【請求項５】
前記コンタクトホールの中央部上に形成された前記第２の導電層の膜厚は、前記コンタクトホールの内側面上に形成された前記第２の導電層の膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多層配線基板。
【請求項６】
前記第１の導電層は、前記コンタクトホール内の領域において複数の結晶粒を有し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の中央部分は、前記コンタクトホール内の端部付近よりも表面粗さ又は粒径の少なくとも一方が大きいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多層配線基板。
【請求項７】
前記第１の導電層は、前記基板上に絶縁層を介して形成され、
該絶縁層は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、低表面エネルギー領域と高表面エネルギーとがエネルギーの付与により形成され、
前記絶縁層に選択的に形成された前記高表面エネルギー領域上に前記第１の導電層が形成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の多層配線基板。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の多層配線基板を有し、
前記第１の導電層はゲート電極として構成され、
前記層間絶縁層はゲート絶縁層として構成され、
前記第２の導電層と同層に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
該ソース電極と該ドレイン電極との双方に重なるように形成された半導体層とを有し、
前記第２の導電層は、前記ゲート電極への入力配線に接続されたことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項９】
請求項８に記載のアクティブマトリクス基板と、
該アクティブマトリクス基板により駆動される画層表示素子とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
基板上に第１の導電層を形成する工程と、
該第１の導電層上に、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む材料を用いて層間絶縁層を形成する工程と、
前記第１の導電層の一部が露出するように前記層間絶縁層にコンタクトホールを形成する工程と、
前記層間絶縁層にエネルギーを付与し、前記コンタクトホールを含まない第１の領域と、前記コンタクトホールを含むとともに該第１の領域よりも表面エネルギーが高い第２の領域とを形成する工程と、
前記層間絶縁膜の該第２の領域上及び前記第１の導電層上に沿って連続的に接触するように第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の領域は撥水領域として形成され、
前記第２の領域は親水領域として形成されることを特徴とする請求項１０に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第２の導電層を形成する工程は、導電性材料を含む機能液を、インクジェット法により前記コンタクトホールに供給し、乾燥して前記第２の導電層を形成する工程であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１３】
前記コンタクトホールを形成する工程は、レーザー光の照射によりレーザー光照射部分の前記層間絶縁層を除去して前記コンタクトホールを形成する工程であることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１４】
前記レーザー光は、中央部が端部よりもエネルギーが高く、
前記層間絶縁膜が除去された後も前記第１の導電層に前記レーザー光を照射し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の領域の中央部分の表面粗さ又は粒径が、端部付近よりも大きくなるように加工することを特徴とする請求項１３に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１５】
前記層間絶縁膜へのエネルギーの付与は紫外光の照射により行われ、
前記第１の領域をフォトマスクで覆い、前記第２の領域を露出させた状態で前記紫外光を照射することにより、前記第１の領域よりも表面エネルギーが高い前記第２の領域を形成することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１】
基板上に形成された第１の導電層と、該第１の導電層上に形成された層間絶縁層と、該層間絶縁層上に形成された第２の導電層とを有し、前記層間絶縁層に形成されたコンタクトホールを介して前記第１の導電層と前記第２の導電層とが電気的に接続された構造を有する多層配線基板において、
前記層間絶縁層は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、前記コンタクトホールを含まない第１の領域と、前記コンタクトホールを含むとともに、該第１の領域よりも表面エネルギーが高く形成された第２の領域とを有し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の領域は、前記層間絶縁層の前記第２の領域の表面エネルギーよりも高い表面エネルギーを有し、
前記第２の導電層は、前記層間絶縁層の前記第２の領域に沿うように接触して堆積形成され、前記コンタクトホールを介して前記第１の導電層と接続されたことを特徴とする多層配線基板。
【請求項２】
前記第１の領域は撥水領域として形成され、
前記第２の領域は親水領域として形成されたことを特徴とする請求項１に記載の多層配線基板。
【請求項３】
前記第２の導電層は、印刷法により供給された導電性材料を含む機能液が乾燥及び固化して形成された導電層であることを特徴とする請求項１又は２に記載の多層配線基板。
【請求項４】
前記コンタクトホールの内側面はテーパー形状を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の多層配線基板。
【請求項５】
前記コンタクトホールの中央部上に形成された前記第２の導電層の膜厚は、前記コンタクトホールの内側面上に形成された前記第２の導電層の膜厚よりも厚いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の多層配線基板。
【請求項６】
前記第１の導電層は、前記コンタクトホール内の領域において複数の結晶粒を有し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の中央部分は、前記コンタクトホール内の端部付近よりも表面粗さ又は粒径の少なくとも一方が大きいことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の多層配線基板。
【請求項７】
前記第１の導電層は、前記基板上に絶縁層を介して形成され、
該絶縁層は、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含み、低表面エネルギー領域と高表面エネルギーとがエネルギーの付与により形成され、
前記絶縁層に選択的に形成された前記高表面エネルギー領域上に前記第１の導電層が形成されたことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の多層配線基板。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の多層配線基板を有し、
前記第１の導電層はゲート電極として構成され、
前記層間絶縁層はゲート絶縁層として構成され、
前記第２の導電層と同層に形成されたソース電極及びドレイン電極と、
該ソース電極と該ドレイン電極との双方に重なるように形成された半導体層とを有し、
前記第２の導電層は、前記ゲート電極への入力配線に接続されたことを特徴とするアクティブマトリクス基板。
【請求項９】
請求項８に記載のアクティブマトリクス基板と、
該アクティブマトリクス基板により駆動される画層表示素子とを有することを特徴とする画像表示装置。
【請求項１０】
基板上に第１の導電層を形成する工程と、
該第１の導電層上に、エネルギーの付与により表面エネルギーが変化する材料を含む材料を用いて層間絶縁層を形成する工程と、
前記第１の導電層の一部が露出するように前記層間絶縁層にコンタクトホールを形成する工程と、
前記層間絶縁層にエネルギーを付与し、前記コンタクトホールを含まない第１の領域と、前記コンタクトホールを含むとともに該第１の領域よりも表面エネルギーが高い第２の領域とを形成する工程と、
前記層間絶縁膜の該第２の領域上及び前記第１の導電層上に沿って連続的に接触するように第２の導電層を形成する工程と、を有することを特徴とする多層配線基板の製造方法。
【請求項１１】
前記第１の領域は撥水領域として形成され、
前記第２の領域は親水領域として形成されることを特徴とする請求項１０に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１２】
前記第２の導電層を形成する工程は、導電性材料を含む機能液を、インクジェット法により前記コンタクトホールに供給し、乾燥して前記第２の導電層を形成する工程であることを特徴とする請求項１０又は１１に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１３】
前記コンタクトホールを形成する工程は、レーザー光の照射によりレーザー光照射部分の前記層間絶縁層を除去して前記コンタクトホールを形成する工程であることを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか一項に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１４】
前記レーザー光は、中央部が端部よりもエネルギーが高く、
前記層間絶縁膜が除去された後も前記第１の導電層に前記レーザー光を照射し、
前記第１の導電層の前記コンタクトホール内の領域の中央部分の表面粗さ又は粒径が、端部付近よりも大きくなるように加工することを特徴とする請求項１３に記載の多層配線基板の製造方法。
【請求項１５】
前記層間絶縁膜へのエネルギーの付与は紫外光の照射により行われ、
前記第１の領域をフォトマスクで覆い、前記第２の領域を露出させた状態で前記紫外光を照射することにより、前記第１の領域よりも表面エネルギーが高い前記第２の領域を形成することを特徴とする請求項１０乃至１４のいずれか一項に記載の多層配線基板の製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
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【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１３−６５６８７（Ｐ２０１３−６５６８７Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３２９４（Ｐ２０１１−２０３２９４）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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