JPH0613356A - Method of forming thin film pattern - Google Patents

Method of forming thin film pattern

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JPH0613356A
JPH0613356A JP4166245A JP16624592A JPH0613356A JP H0613356 A JPH0613356 A JP H0613356A JP 4166245 A JP4166245 A JP 4166245A JP 16624592 A JP16624592 A JP 16624592A JP H0613356 A JPH0613356 A JP H0613356A
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JP
Japan
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thin film
stencil
pattern
substrate
patterning
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Application number
JP4166245A
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Japanese (ja)
Inventor
Naoki Sano
直樹 佐野
Toshiyuki Samejima
俊之 鮫島
Masateru Hara
昌輝 原
Setsuo Usui
節夫 碓井
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Publication of JPH0613356A publication Critical patent/JPH0613356A/en
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    • HELECTRICITY
    • H05ELECTRIC TECHNIQUES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H05KPRINTED CIRCUITS; CASINGS OR CONSTRUCTIONAL DETAILS OF ELECTRIC APPARATUS; MANUFACTURE OF ASSEMBLAGES OF ELECTRICAL COMPONENTS
    • H05K3/00Apparatus or processes for manufacturing printed circuits
    • H05K3/10Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern
    • H05K3/14Apparatus or processes for manufacturing printed circuits in which conductive material is applied to the insulating support in such a manner as to form the desired conductive pattern using spraying techniques to apply the conductive material, e.g. vapour evaporation
    • H05K3/143Masks therefor
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/50Photovoltaic [PV] energy

Landscapes

  • Drying Of Semiconductors (AREA)
  • Internal Circuitry In Semiconductor Integrated Circuit Devices (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)
  • Photovoltaic Devices (AREA)

Abstract

PURPOSE:To make fine a thin film pattern, and shorten and simplify a process by securely performing patterning without use of a wet process. CONSTITUTION:A stencil 2 is patterned on the surface 1S of a substrate 1, and thereafter a thin film 3 to be formed is deposited on the stencil 2. Further, the stencil 2 is irradiated with an energy beam from the back surface 1R side of the substrate 1 as indicated by an arrow L to be exfoliated for patterning of the thin film 3.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、各種半導体装置等の製
造プロセスにおいて用いられる薄膜パターン形成方法に
係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film pattern forming method used in a manufacturing process of various semiconductor devices and the like.

【0002】[0002]

【従来の技術】半導体装置の製造プロセスにおいて、A
l配線等のパターニングの際に例えばパターン形成領域
以外の領域へのこの成膜材料の被着によるダメージを回
避する方法として、いわゆるリフトオフ法が用いられ
る。
2. Description of the Related Art In a semiconductor device manufacturing process, A
A so-called lift-off method is used as a method of avoiding damage due to the deposition of the film forming material on a region other than the pattern formation region when patterning the l wiring or the like.

【0003】このリフトオフ法を、その一例の製造工程
を示す図6A〜Cを参照して説明するに、先ず図6Aに
示すように、所要のパターンのレジスト31即ちステン
シルを、その上面側に比し基部側において幅狭のパター
ンとなるようにいわゆるアンダーカットが施された形状
として基体1上に形成し、この上に図6Bに示すよう
に、金属、或いは導電性材料、絶縁性材料等より成る薄
膜32をスパッタリング等により全面的に被着させる。
そして次にレジスト31を溶媒で溶解させて除去するこ
とによって、図6Cに示すように、レジスト31上に待
機された薄膜32をも同時に除去して、基体1上に所定
のパターンの薄膜32を形成するものである。
This lift-off method will be described with reference to FIGS. 6A to 6C showing an example of the manufacturing process. First, as shown in FIG. 6A, a resist 31 having a required pattern, that is, a stencil is provided on the upper surface side. Then, it is formed on the substrate 1 in a so-called undercut shape so as to have a narrow pattern on the base side, and as shown in FIG. 6B, it is formed of metal, a conductive material, an insulating material, or the like. The thin film 32 is formed on the entire surface by sputtering or the like.
Then, by dissolving the resist 31 with a solvent and removing it, as shown in FIG. 6C, the thin film 32 waiting on the resist 31 is also removed at the same time, and the thin film 32 having a predetermined pattern is formed on the substrate 1. To form.

【0004】しかしながら上述したようにこのようなリ
フトオフ法においては、図6Bに示すように成膜すべき
薄膜33をスパッタリング等によって被着する際に、レ
ジスト31の側壁部にこの薄膜材料の付着物34が残留
してしまうため、レジスト31を溶融除去しにくくなる
とか、或いは図6Cに示すように、薄膜パターンを形成
すべき領域以外の不要な領域に付着物34が残留してし
まうという問題がある。
However, as described above, in such a lift-off method, when depositing the thin film 33 to be formed as shown in FIG. 6B by sputtering or the like, the thin film material adhered to the side wall of the resist 31. Since 34 remains, it is difficult to melt and remove the resist 31, or as shown in FIG. 6C, there is a problem that the deposit 34 remains in an unnecessary area other than the area where the thin film pattern is to be formed. is there.

【0005】このような問題を解決するために、ステン
シル剥離時に80kHz〜200キロHz程度の超音波
をかける方法(特公平1−19256号公報)が提案さ
れているが、このような高周波の超音波を印加する場
合、所望のパターンとして形成すべき薄膜やこの下層の
下地膜、或いは基体等に損傷を与える恐れがある。また
このような従来技術においては、レジストにアンダーカ
ットを施さない場合にはその効果を充分得ることが難し
いという不都合を有している。
In order to solve such a problem, a method of applying ultrasonic waves of about 80 kHz to 200 kHz at the time of stencil peeling (Japanese Patent Publication No. 1-19256) has been proposed. When a sound wave is applied, there is a risk of damaging the thin film to be formed in a desired pattern, the underlying film underlying this, or the substrate. Further, such a conventional technique has a disadvantage that it is difficult to sufficiently obtain the effect when the resist is not undercut.

【0006】[0006]

【発明が解決しようとする課題】また本出願人は、先に
出願した特願平3−100805号出願において、レジ
ストパターンに加熱処理を施して膨張させることによ
り、レジストパターンの側壁に付着した残渣物等の不要
の膜のみを破壊し、これら不要な膜の除去を容易且つ確
実なものとしている。
The applicant of the present invention, in the Japanese Patent Application No. 3-100805 filed previously, applied heat treatment to the resist pattern to expand it, thereby removing the residue attached to the sidewall of the resist pattern. Only unnecessary films such as objects are destroyed to make removal of these unnecessary films easy and reliable.

【0007】しかしながらこれらの方法においては、レ
ジストパターン即ちステンシルを溶媒に浸潤させる工程
が不可欠ないわゆるウェットプロセスによるものであ
り、従って、パターン形成すべき薄膜が比較的厚く堆積
される場合には、ステンシル上及び側壁部がこの薄膜で
ほとんど覆われてしまい、上述した効果を十分発揮でき
ない場合がある。またこのような方法では、ステンシル
の剥離にかなりの時間を要するため、プロセスの短縮化
が困難である。
However, in these methods, the step of immersing the resist pattern, that is, the stencil in a solvent is indispensable, that is, the so-called wet process. Therefore, when the thin film to be patterned is deposited relatively thickly, the stencil is used. The upper and side wall portions are almost covered with this thin film, and the above-described effects may not be sufficiently exhibited. Further, in such a method, it takes a considerable time to peel off the stencil, so that it is difficult to shorten the process.

【0008】本発明は、上述したような薄膜パターンの
形成方法において、ウェットプロセスを用いることなく
確実にパターニングを行い、より微細なパターンを形成
することができるようにして、またプロセスの短縮化及
び簡略化をはかる。
According to the present invention, in the method of forming a thin film pattern as described above, it is possible to perform reliable patterning without using a wet process to form a finer pattern and to shorten the process. Try to simplify.

【0009】[0009]

【課題を解決するための手段】本発明薄膜パターン形成
方法は、その一例の製造工程図を図1A〜Dに示すよう
に、基体1の表面1S上にステンシル2をパターン形成
した後、このステンシル2上に成膜すべき薄膜3を被着
して、基体1の裏面1R側から矢印Lで示すようにエネ
ルギービームを照射して、ステンシル2を剥離させて薄
膜3をパターニングする。
The thin film pattern forming method of the present invention comprises a stencil 2 formed on a surface 1S of a substrate 1 as shown in FIGS. A thin film 3 to be formed on the substrate 2 is deposited, and an energy beam is irradiated from the back surface 1R side of the substrate 1 as shown by an arrow L to peel off the stencil 2 and pattern the thin film 3.

【0010】また本発明は、その一例の製造工程図を図
2A〜Cに示すように、基体1の表面1S上にステンシ
ル2をパターン形成した後、ステンシル2上に成膜すべ
き薄膜3を被着して、この薄膜3の表面3S側から矢印
Lで示すようにエネルギービームを照射して、ステンシ
ル2を剥離させて薄膜3をパターニングする。
In the present invention, as shown in FIGS. 2A to 2C, which are manufacturing process diagrams, a stencil 2 is patterned on a surface 1S of a substrate 1, and then a thin film 3 to be formed on the stencil 2 is formed. The thin film 3 is deposited and irradiated with an energy beam from the surface 3S side of the thin film 3 as shown by an arrow L to peel off the stencil 2 and pattern the thin film 3.

【0011】[0011]

【作用】上述したように本発明方法は、基体1の表面1
S上にステンシル2のパターン形成を行った後、この上
に所望の薄膜3を被着形成し、基体1の裏面1R側或い
は薄膜3の上面3S側からエネルギービームを照射して
ステンシル2の剥離いわゆるアブレーションを引き起こ
す。即ちこのとき、ステンシル2はエネルギービームを
吸収し、矢印aで示すように、これの上に被着された薄
膜と共に外部へ除去されるため、基体1上にはステンシ
ル2のパターンとは反転するパターンの薄膜が形成され
る。
As described above, according to the method of the present invention, the surface 1 of the substrate 1 is
After patterning the stencil 2 on the S, a desired thin film 3 is deposited and formed on the S, and the stencil 2 is peeled off by irradiating an energy beam from the back surface 1R side of the substrate 1 or the upper surface 3S side of the thin film 3. Causes so-called ablation. That is, at this time, the stencil 2 absorbs the energy beam and is removed to the outside together with the thin film deposited thereon as shown by the arrow a, so that the pattern of the stencil 2 is reversed on the substrate 1. A thin film of the pattern is formed.

【0012】[0012]

【実施例】本発明において用いられるエネルギービーム
としては、基体または薄膜を効率良く透過するものであ
って、ステンシルのアブレーションを引き起こすことの
できるもので、例えばレーザ光を用いることができる。
特に出力が大きく短パルスでビーム面積の大きなエキシ
マレーザは、ステンシルの材料種類によることなく、ア
ブレーションを短時間に大面積にわたって行うことがで
き、また熱的ダメージも少なく実用上非常に好ましいエ
ネルギービームである。
EXAMPLES The energy beam used in the present invention is one that can efficiently pass through a substrate or a thin film and can cause ablation of a stencil. For example, laser light can be used.
In particular, an excimer laser with a large output and a short pulse and a large beam area can perform ablation over a large area in a short time without depending on the material type of the stencil. is there.

【0013】また、ステンシルとしては、あらゆるフォ
トレジスト、電子線用レジストを用いることができる。
これらのレジストを利用する場合は、従来のフォトリソ
グラフィの手法によってステンシルのパターン形成を行
うことができる。
As the stencil, any photoresist and electron beam resist can be used.
When these resists are used, the stencil pattern can be formed by a conventional photolithography method.

【0014】ここで、ステンシルの膜厚は、通常のフォ
トリソグラフィに必要とされる1μmよりもずっと薄く
することができ、100nm以下の膜厚であっても本発
明によれば薄膜パターン形成を達成している。このよう
にステンシルの膜厚を小とすることができるため、ステ
ンシルのより微細なパターニングが可能となるという利
点を有する。
Here, the film thickness of the stencil can be made much smaller than 1 μm required for ordinary photolithography, and even if the film thickness is 100 nm or less, thin film pattern formation can be achieved according to the present invention. is doing. Since the thickness of the stencil can be reduced in this way, there is an advantage that finer patterning of the stencil is possible.

【0015】またステンシルとして、感光性のない有機
高分子膜をスピンコート、蒸着、プラズマ重合等の手法
によって基体上に形成して構成することもできる。この
場合、ステンシルのパターン形成はアパーチャを介して
のレーザ等の光による一括或いはステッピング等により
所定区画毎に照射してアブレーションを行ったり、また
はアパーチャを介さずにレーザ等のビームを走査照射し
て行う直接描画によってアブレーションを行うことがで
きる。
Alternatively, the stencil may be formed by forming a non-photosensitive organic polymer film on the substrate by a method such as spin coating, vapor deposition, or plasma polymerization. In this case, pattern formation of the stencil is performed by ablation by irradiating a predetermined section by batch or stepping with light of a laser or the like through the aperture, or by scanning and irradiating a beam of laser or the like without passing through the aperture. Ablation can be performed by direct drawing.

【0016】ステンシルの上部に成膜する薄膜は照射す
るエネルギービームによってアブレーションが引き起こ
されない材料を用いる。この薄膜の被着方法としては、
真空蒸着、スパッタ等の物理的堆積法、並びに熱CVD
(化学的気相成長)法、プラズマCVD法等の化学的堆
積法のいずれも用いることができ、成膜時に下地のステ
ンシルに損傷を及ぼさない、即ちステンシルの耐性が保
持される成膜方法であればよい。
The thin film formed on the stencil is made of a material that is not ablated by the energy beam applied. As a method of depositing this thin film,
Physical deposition methods such as vacuum deposition and sputtering, as well as thermal CVD
Either a (chemical vapor deposition) method or a chemical deposition method such as a plasma CVD method can be used, and the stencil as a base is not damaged during film formation, that is, the stencil resistance is maintained. I wish I had it.

【0017】例えばステンシル材料として、ポリイミド
等の有機物でありながら高耐熱性の材料を用いる場合
は、通常のフォトレジストによるパターニングにおいて
はレジスト材が型くずれや効果を起こしたり、炭化した
りしてしまうために行うことのできない例えば200℃
〜400℃の比較的高温のプロセスで薄膜材料を成膜す
ることができ、本発明によればこのような薄膜に対する
パターニングをも容易に行うことができる。また、ステ
ンシルが無機材料より成る場合であっても、水素化アモ
ルファスシリコン等の比較的弱いエネルギーでアブレー
ションが起きる材料であれば、パターニング形成する薄
膜及び基体にダメージを与えることなく剥離を生じさせ
ることができる。
For example, when an organic material such as polyimide having a high heat resistance is used as the stencil material, the resist material may lose its shape, have an effect, or be carbonized in the patterning with a normal photoresist. Which cannot be performed at 200 ℃
The thin film material can be formed by a relatively high temperature process of up to 400 ° C., and according to the present invention, such thin film can be easily patterned. Even if the stencil is made of an inorganic material, if it is a material such as hydrogenated amorphous silicon that can be ablated with relatively weak energy, peeling can occur without damaging the thin film to be patterned and the substrate. You can

【0018】尚、本発明においてはステンシルにエネル
ギービームを照射して剥離させるものであるが、例えば
ステンシルとしてパラジウムのような水素吸蔵金属を用
いる場合、この上に全面的に薄膜を被着した後レーザ光
等のエネルギービームを照射すると、一挙にパラジウム
内の水素ガスが放出されてこの上に被着された薄膜を除
去し、薄膜パターンを形成することができる。
In the present invention, the stencil is irradiated with an energy beam for peeling. For example, when a hydrogen storage metal such as palladium is used as the stencil, a thin film is entirely deposited on the stencil. When an energy beam such as a laser beam is irradiated, hydrogen gas in palladium is released all at once, and the thin film deposited on the hydrogen gas can be removed to form a thin film pattern.

【0019】一方エネルギービームの照射条件として
は、ステンシルの材料や、アブレーションの閾値エネル
ギー等を考慮して、最適化する必要がある。しかしなが
ら一般的には、閾値以上のエネルギーを投入することに
よって、上層の薄膜は十分除去される。但し、過剰にエ
ネルギーの大なるビームを照射すると、除去される薄膜
以外の部分にもダメージを与えてしまう恐れがあり、そ
の上限のエネルギー値を適切に選定する必要がある。
On the other hand, it is necessary to optimize the irradiation condition of the energy beam in consideration of the material of the stencil, the threshold energy of ablation, and the like. However, in general, by inputting energy above the threshold value, the upper thin film is sufficiently removed. However, irradiation with a beam having excessively large energy may damage parts other than the thin film to be removed, and it is necessary to appropriately select the upper limit energy value.

【0020】例えばエキシマレーザを用いる場合、1パ
ルスの照射でほぼアブレーション即ちリフトオフを行う
ことができるがステンシル残渣を確実に回避するために
は、数回のパルス照射を行うほうが効果的な場合もあ
る。エネルギー条件が最適化されている場合は、同一部
分に数発のパルス照射を行っても、ダメージを生じるこ
となく薄膜パターンを形成することができる。
For example, when an excimer laser is used, it is possible to perform almost ablation, that is, lift-off, by irradiation with one pulse, but in order to reliably avoid stencil residue, it may be more effective to perform pulse irradiation several times. . When the energy condition is optimized, a thin film pattern can be formed without causing damage even if several pulse irradiations are performed on the same portion.

【0021】またエネルギービーム照射時の雰囲気とし
ては、真空或いは大気中のいずれでも行うことができ
る。また、有機材料より成るステンシルを用いる場合
は、ヘリウム等の冷却ガスや、酸素の気流中での照射を
行うことにより炭化物残渣を残さずに、クリーンなパタ
ーン形成を行うことができる。
The atmosphere for irradiation with the energy beam may be either vacuum or the atmosphere. When a stencil made of an organic material is used, irradiation with a cooling gas such as helium or an oxygen stream can be performed to form a clean pattern without leaving a carbide residue.

【0022】次に、本発明薄膜パターン形成方法の各例
を図面を参照して詳細に説明する。先ず図1に示す例
は、基体1を透明基板例えばガラス基板より構成し、こ
の上にCr等より成るマスクパターンを形成する場合を
示す。図1Aに示すように、基体1の表面1S上にフォ
トレジスト等より成るステンシル2を、レジスト塗布、
パターン露光及び現像等の工程を経てパターン形成す
る。この場合、ステンシル2のパターンとしては、所望
の薄膜パターンとは反転したパターンとして形成する。
そしてこの後図1Bに示すように、ステンシル2の上を
覆って全面的にCVD法等により薄膜3を被着する。次
に図1Cに示すように、基体1の裏面1R側から矢印L
で示すようにエキシマレーザ等のエネルギービームを照
射する。ステンシル2は矢印aで示すように剥離され、
ステンシル2上の薄膜3が除去されて所定のパターンの
薄膜3を図1Dに示すように形成することができる。こ
のような方法による場合、大面積のCrマスクを、不要
の付着物を残すことなく短時間で形成することができ
る。
Next, each example of the thin film pattern forming method of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. First, the example shown in FIG. 1 shows a case in which the base 1 is made of a transparent substrate, for example, a glass substrate, and a mask pattern made of Cr or the like is formed thereon. As shown in FIG. 1A, a stencil 2 made of photoresist or the like is applied on the surface 1S of the substrate 1 by resist coating,
A pattern is formed through steps such as pattern exposure and development. In this case, the pattern of the stencil 2 is formed as an inverted pattern of the desired thin film pattern.
After this, as shown in FIG. 1B, a thin film 3 is deposited over the entire surface of the stencil 2 by the CVD method or the like. Next, as shown in FIG. 1C, an arrow L is drawn from the rear surface 1R side of the substrate 1.
An energy beam such as an excimer laser is irradiated as indicated by. The stencil 2 is peeled off as shown by the arrow a,
The thin film 3 on the stencil 2 is removed to form a thin film 3 having a predetermined pattern as shown in FIG. 1D. With such a method, a large area Cr mask can be formed in a short time without leaving unnecessary deposits.

【0023】またこの場合、前述の従来例において必要
とされるステンシルのアンダーカットが不要となるた
め、1回のフォトレジスト工程でエッチングとリフトオ
フの組合せパターン形成することができるため、薄膜の
埋込み構造を有するデバイスを作製することができる。
Further, in this case, since the undercut of the stencil which is required in the above-mentioned conventional example is not necessary, a combined pattern of etching and lift-off can be formed in one photoresist process, so that a thin film embedding structure is formed. A device having

【0024】次に、図2を参照して、基体1上の薄膜3
の表面3S側からエネルギービームを照射してパターン
形成を行う場合を示す。この例においては、ガラス基板
上にSnO2 より成る透明電極を形成し、この上にアモ
ルファスシリコンを形成して太陽電池を形成する場合を
示す。
Next, referring to FIG. 2, the thin film 3 on the substrate 1
The case where a pattern is formed by irradiating an energy beam from the surface 3S side of the above. In this example, a transparent electrode made of SnO 2 is formed on a glass substrate, and amorphous silicon is formed on the transparent electrode to form a solar cell.

【0025】先ず図2Aに示すように、ガラス基板等よ
り成る基体1上にポリイミド等より成るステンシルをパ
ターン形成して、この上にSnO2 等の透明導電材料よ
り成る薄膜3を全面的にスパッタリング等により被着す
る。そしてこの後薄膜3の表面3S側から所定のエネル
ギーの例えばレーザ光を矢印Lで示すように全面的に照
射する。このときステンシル2が剥離して、この上のS
nO2 薄膜が除去され、薄膜3即ち透明電極をパターニ
ングすることができる。そしてこの上に、アモルファス
シリコン(a−Si)層5、更にAl等より成る電極層
6を順次パターン形成して、太陽電池を得ることができ
る。
First, as shown in FIG. 2A, a stencil made of polyimide or the like is patterned on a substrate 1 made of a glass substrate or the like, and a thin film 3 made of a transparent conductive material such as SnO 2 is entirely sputtered thereon. And so on. Then, after this, the entire surface of the thin film 3 is irradiated with laser light having a predetermined energy from the surface 3S side as indicated by an arrow L. At this time, the stencil 2 peels off and S
The nO 2 thin film is removed and the thin film 3 or the transparent electrode can be patterned. Then, an amorphous silicon (a-Si) layer 5 and an electrode layer 6 made of Al or the like are sequentially patterned thereon to form a solar cell.

【0026】次に図3を参照してAl配線層をパターン
形成する場合を説明する。この例においては、特に波長
308nmのXeClエキシマレーザに対しその透過率
が約75%のガラス基板より成る基体1を用意し、この
基体1の表面1S上に、図3Aに示すように例えばポジ
型のフォトレジストを膜厚600nmとしてスピンコー
ト等により被着し、マスク露光、現像により10μm幅
のパターンのステンシルを形成する。更にこの上に全面
的にAl薄膜3を膜厚200nm程度として真空蒸着等
により成膜する。次に、この基体1の裏面1R側から例
えばエネルギー密度が70mJ/cm2 のXeClエキ
シマレーザを照射して、図3Bにおいて矢印aで示すよ
うにステンシル2の剥離を行い、良好にAl配線パター
ンを形成することができる。
Next, the case of patterning the Al wiring layer will be described with reference to FIG. In this example, a substrate 1 made of a glass substrate having a transmittance of about 75% for a XeCl excimer laser having a wavelength of 308 nm is prepared, and as shown in FIG. Then, a photoresist having a thickness of 600 nm is applied by spin coating or the like, and a stencil having a pattern of 10 μm width is formed by mask exposure and development. Further, an Al thin film 3 having a film thickness of about 200 nm is formed on the entire surface by vacuum evaporation or the like. Next, a XeCl excimer laser having an energy density of 70 mJ / cm 2 is irradiated from the back surface 1R side of the substrate 1 to remove the stencil 2 as shown by an arrow a in FIG. 3B, and an Al wiring pattern is satisfactorily formed. Can be formed.

【0027】そして例えば図4に示すように、上述の方
法により基体1上にAl配線層12を形成した後この上
に全面的にSiNX 等より成る絶縁層13、真性の水素
化アモルファスシリコン等より成るチャネル層14を被
着し、更に高濃度に例えばn型の不純物がドープされた
水素化アモルファスシリコン等より成るソース/ドレイ
ン領域15及びAl等より成る電極16をそれぞれパタ
ーニング形成して、上述のAl配線層12をゲートとす
るいわゆるボトムゲート型構成の薄膜トランジスタを得
ることができる。
Then, for example, as shown in FIG. 4, after the Al wiring layer 12 is formed on the substrate 1 by the above-mentioned method, the insulating layer 13 made of SiN x or the like is entirely formed on this, the intrinsic hydrogenated amorphous silicon, etc. A channel layer 14 made of Al is deposited, and a source / drain region 15 made of hydrogenated amorphous silicon or the like doped with a high concentration of n-type impurities and an electrode 16 made of Al are patterned and formed. A so-called bottom gate type thin film transistor having the Al wiring layer 12 as a gate can be obtained.

【0028】次に図5を参照して、通常のフォトリソグ
ラフィに代えて、アパーチャマスクを介してエキシマレ
ーザを照射して高耐熱性材料より成るステンシルをパタ
ーン形成する場合を示す。この例においては、図5Aに
示すように、基体1上に感光性ポリイミド等の耐熱性有
機材料等より成るステンシル材料層2aを成膜し、マス
ク4を介して矢印L1 で示すように材料層2aの上面側
から矢印L1 で示すようにレーザビームを照射し、照射
部分のみを剥離して所定のパターンのステンシル2を図
5Bに示すように形成する。そしてこの上にITO(I
n、Snの複合酸化物)等より成る薄膜3を全面的に成
膜する。この場合、比較的高温のプロセスで成膜するも
のであるが、ステンシル2の材料としてフォトレジスト
等の耐熱性の劣る材料を用いていないため、確実に成膜
することができる。そしてこの後図5Cに示すように、
基体1の裏面1R側から矢印L2 で示すように第2のレ
ーザビームの照射を行って、ステンシル2を矢印aで示
すように剥離させ、所定のパターンの薄膜3を形成す
る。
Next, referring to FIG. 5, a case where a stencil made of a high heat resistant material is patterned by irradiation with an excimer laser through an aperture mask instead of the ordinary photolithography is shown. In this example, as shown in FIG. 5A, a stencil material layer 2a made of a heat-resistant organic material such as photosensitive polyimide is formed on a substrate 1, and a material is formed through a mask 4 as shown by an arrow L 1. A laser beam is irradiated from the upper surface side of the layer 2a as shown by an arrow L 1 , and only the irradiated portion is peeled off to form the stencil 2 having a predetermined pattern as shown in FIG. 5B. And on top of this ITO (I
A thin film 3 made of a complex oxide of n and Sn) is formed over the entire surface. In this case, the film is formed by a relatively high temperature process, but since a material having poor heat resistance such as photoresist is not used as the material of the stencil 2, the film can be surely formed. Then, as shown in FIG. 5C,
A second laser beam is irradiated from the back surface 1R side of the substrate 1 as shown by an arrow L 2 , and the stencil 2 is separated as shown by an arrow a to form a thin film 3 having a predetermined pattern.

【0029】この場合薄膜3のパターンの際に、同時に
このITO薄膜3に光を照射して改質処理を行うことが
できる。即ち通常のITOの製造工程においては成膜後
の低抵抗化のためにアニールを施しているものである
が、本発明によればこのようなアニール処理が不要とな
り、製造工程の簡略化をはかることができる。
In this case, when the thin film 3 is patterned, the ITO thin film 3 can be simultaneously irradiated with light to perform a modification treatment. That is, in the normal ITO manufacturing process, annealing is performed to reduce the resistance after film formation, but according to the present invention, such an annealing process is unnecessary, and the manufacturing process is simplified. be able to.

【0030】またこのようなITOのパターニング方法
として従来のリフトオフ法による場合は、サブミクロン
パターンの形成は困難であったが、本発明を適用して例
えばステンシル材料としてノボラック系の通常のポジ型
レジストを用いて、レーザビームを照射してステンシル
剥離によりパターニング形成する場合、0.8μm間隔
程度の微細なITO導電パターンを形成することができ
た。
When the conventional lift-off method is used as the ITO patterning method, it is difficult to form a submicron pattern. However, applying the present invention, for example, as a stencil material, a normal novolac positive resist. In the case of patterning by stencil peeling by irradiating with a laser beam using, it was possible to form a fine ITO conductive pattern with an interval of about 0.8 μm.

【0031】尚、本発明は上述の実施例に限定されるも
のではなく、その他種々の材料より成る薄膜のパターニ
ングに当たって本発明方法を適用し得ることはいうまで
もない。
Needless to say, the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and the method of the present invention can be applied to patterning a thin film made of various other materials.

【0032】[0032]

【発明の効果】上述したように、本発明方法によれば、
ウェットプロセスを用いることなくドライプロセスによ
りパターン形成することができるため、製造時間の短縮
化をはかり、また大面積パターンの形成において有利と
なる。
As described above, according to the method of the present invention,
Since the pattern can be formed by a dry process without using a wet process, the manufacturing time can be shortened and it is advantageous in forming a large area pattern.

【0033】また、ステンシルの厚さを小とすることが
できることから、ステンシルの微細パターン形成が容易
であり、即ち薄膜パターンの微細化が可能となる。特に
従来サブミクロン単位の微細パターニングが困難であっ
たITOのパターニングに適しており、この場合光照射
による低抵抗化等の改質をも行うことができて、製造工
程の簡略化をはかることができる。
Further, since the thickness of the stencil can be made small, the fine pattern of the stencil can be easily formed, that is, the thin film pattern can be miniaturized. In particular, it is suitable for patterning ITO, which has been difficult to perform fine patterning in the sub-micron unit in the past, and in this case, modification such as reduction of resistance by light irradiation can be performed and the manufacturing process can be simplified. it can.

【0034】更に本発明方法においては、ステンシルの
アンダーカットが不要となるため、1回のフォトレジス
ト工程でエッチングとリフトオフの組合せパターンを形
成することができるので、薄膜の埋込み構造を有するデ
バイスの作製が可能となる。
Further, in the method of the present invention, since the undercut of the stencil is not necessary, a combination pattern of etching and lift-off can be formed in one photoresist step, and therefore a device having a thin film embedded structure can be manufactured. Is possible.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】薄膜パターン形成方法の一例の製造工程図であ
る。
FIG. 1 is a manufacturing process diagram of an example of a thin film pattern forming method.

【図2】薄膜パターン形成方法の他の例の製造工程図で
ある。
FIG. 2 is a manufacturing process diagram of another example of the thin film pattern forming method.

【図3】薄膜パターン形成方法の他の例の製造工程図で
ある。
FIG. 3 is a manufacturing process diagram of another example of the thin film pattern forming method.

【図4】薄膜トランジスタの一例の略線的拡大断面図で
ある。
FIG. 4 is a schematic enlarged cross-sectional view of an example of a thin film transistor.

【図5】薄膜パターンの形成方法の他の例の製造工程図
である。
FIG. 5 is a manufacturing process diagram of another example of the method of forming a thin film pattern.

【図6】従来の薄膜パターンの形成方法の他の例の製造
工程図である。
FIG. 6 is a manufacturing process diagram of another example of the conventional method of forming a thin film pattern.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 基体 2 ステンシル 3 薄膜 1 substrate 2 stencil 3 thin film

フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 21/3205 31/04 // H01L 29/784 9056−4M H01L 29/78 311 F (72)発明者 碓井 節夫 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内Continuation of the front page (51) Int.Cl. 5 Identification number Reference number within the agency FI Technical indication location H01L 21/3205 31/04 // H01L 29/784 9056-4M H01L 29/78 311 F (72) Inventor Usui Setsuo 6-7-35 Kitashinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 基体の表面上にステンシルをパターン形
成した後、上記ステンシル上に成膜すべき薄膜を被着し
て、上記基体の裏面側からエネルギービームを照射し
て、上記ステンシルを剥離させて上記薄膜をパターニン
グすることを特徴とする薄膜パターン形成方法。
1. After patterning a stencil on the surface of a substrate, a thin film to be formed is deposited on the stencil, and an energy beam is irradiated from the back side of the substrate to peel off the stencil. A method of forming a thin film pattern, which comprises patterning the above thin film.
【請求項2】 基体の表面上にステンシルをパターン形
成した後、上記ステンシル上に成膜すべき薄膜を被着し
て、上記薄膜の表面側からエネルギービームを照射し
て、上記ステンシルを剥離させて上記薄膜をパターニン
グすることを特徴とする薄膜パターン形成方法。
2. After patterning a stencil on the surface of a substrate, a thin film to be formed is deposited on the stencil, and an energy beam is irradiated from the surface side of the thin film to peel off the stencil. A method of forming a thin film pattern, which comprises patterning the above thin film.
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