JP2003100616A - 配線パターンの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】気泡のないレジスト層を得て、断線や短絡のな
い配線パターンの形成方法を提供する。 【解決手段】順次下記（１）〜（８）の各工程を経る配
線パターンの形成方法。（１）ガラス基板１上にＩＴＯ
電極２を形成する。（２）ＩＴＯ電極２上にレジスト液
を塗布して、所要の層厚のレジスト層よりも大きな厚み
のレジスト膜を被着させたレジスト塗布基板を作製す
る。（３）レジスト塗布基板を減圧した容器内に挿入し
て、レジスト膜に存在する気泡４を表層部分に上昇させ
る。（４）レジスト塗布基板を加熱する。（５）レジス
ト膜の表層部分を研削し除去する。（６）前工程にて得
られたレジスト膜の所定部位に対し露光して、硬化した
所要の層厚のレジスト層を得る。（７）現像してパター
ニングした所要の層厚のレジスト層を得る。（８）パタ
ーニングしたレジスト層にて露出された導電性層の部分
をエッチングにより除去する。

Description

【発明の詳細な説明】 【０００１】 【発明の属する技術分野】本発明は基板上に電極などの
配線パターンを設ける構造において、その配線パターン
の形成方法に関するものである。 【０００２】 【従来の技術】従来、基板上に電極などの配線パターン
を形成するに当り、フォトリソ法にしたがってレジスト
塗布するが、このレジストの塗布方法は下記のとおりで
ある。 【０００３】たとえば、基板上に形成された電極にレジ
スト液を塗布して、レジスト層を形成する場合、レジス
ト塗布用のローラーを用いている。 【０００４】このローラーによるコーティングによれ
ば、ローラーの周面に設けた溝にレジスト塗布液を浸み
込ませて、レジスト溶液を基板上へ塗ることによりレジ
スト層を形成する。そして、このコーティング方法は、
ローラーが基板を押え込みながら回転する完全接触方法
でもって塗布している。 【０００５】したがって、塗布直後のレジスト層は、レ
ジスト液自体がもつレベリング（流動）性により瞬時に
均一な膜が形成される。レジスト液を塗布した後は、プ
リベークと呼ばれる予備乾燥工程にて、溶剤中の不純物
やレジスト層中に残留している空気の気泡を脱泡するこ
ともおこなわれている。 【０００６】さらに特開平０８−２５０３９７号公報に
よれば、基板の主面上に既に配線パターンが形成され、
この配線パターン上に絶縁保護膜を堆積し、そして、こ
の絶縁保護層の上に第一レジスト層を形成する構成に対
する課題と、それに対する解決手段が記載されている。 【０００７】すなわち、課題としては、絶縁保護膜のカ
バレージが悪くなり、これによって絶縁保護膜と第一レ
ジスト層の間に空気などの気泡が残留するが、これに対
し、プリベークを施すことで気泡が熱膨張し、脱泡し、
その後、第一レジスト層の上層部を除去して平坦化し、
脱泡による第一レジスト層の表面の凹凸や、残留する気
泡を除去し、しかる後に、平坦化された第一レジスト層
上に第二レジスト層を形成し、基板に対する加熱により
レジスト層を再形成し、これよって断線のない配線パタ
ーンを形成する技術が提案されている。 【０００８】 【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述し
た如く、レジスト塗布用のローラーを用いたコーティン
グとプリベークとの組合せによる配線パターンの形成方
法によれば、電極配線パターンとレジスト層の間に空気
が残留し、気泡になり、レジスト層中の気泡が完全に脱
泡されていないという課題がある。 【０００９】実際には、この気泡は、レジスト塗布後の
プリベークにてレジスト中の不純物や溶剤を除去する加
熱処理する際に、熱膨張し脱泡されるが、いまだ十分な
る脱泡がおこなわれず、脱泡状態が悪い場合には、レジ
スト層を吹き飛ばしてしまい、ピンホールが生じてい
た。 【００１０】この課題を解消すべく、特開平０８−２５
０３９７号公報に提案されている如く、脱泡後、脱泡状
態が悪くても、第一レジスト層の上層部を除去し、これ
により、第一レジスト層の表面の凹凸や、残留する気泡
を除去することで、先ずは第一レジスト層の上層部を平
坦化し、この平坦化した第一レジスト層上に第二レジス
ト層を塗布し、基板の加熱により、レジスト層を再形成
することで、断線のない配線パターンを形成する技術が
提案されている。 【００１１】しかしながら、この技術によれば、第二レ
ジスト層を塗布する際に、第一レジスト層との間に異物
がかみ込んだ場合、レジスト塗布後の露光工程にて紫外
線を照射してレジスト層を溶解するにしても、異物部分
が溶解されず、そのために配線パターン間に不要なレジ
スト層が残り、配線パターンの短絡を引き起こすという
課題があった。 【００１２】本発明者は上記事情に鑑みて鋭意研究に努
めたところ、レジスト膜に存在する気泡を脱泡するに当
り、レジスト塗布基板を減圧した容器内に挿入して、先
ずはレジスト膜に存在する気泡を表層部分に上昇させる
ことで、その後、このレジスト塗布基板を加熱すること
による脱泡を容易に進行させ、そして、レジスト膜の表
層部分を研削し除去することで、気泡のないレジスト層
が得られることを見出した。 【００１３】本発明は上記知見により完成されたもので
あり、その目的は気泡のないレジスト層を得て、断線や
短絡のない配線パターンの形成方法を提供することにあ
る。 【００１４】 【課題を解決するための手段】本発明の配線パターンの
形成方法は、順次下記（１）〜（８）の各工程を経て、
基板上に形成した導電性層をパターンニングして成るこ
とを特徴とする。 （１）基板上に導電性層を形成する。 （２）導電性層の上にレジスト液を塗布して、所要の層
厚のレジスト層よりも大きな厚みのレジスト膜を被着さ
せたレジスト塗布基板を作製する。 （３）レジスト塗布基板を減圧した容器内に挿入して、
レジスト膜に存在する気泡を表層部分に上昇させる。 （４）レジスト塗布基板を加熱する。 （５）レジスト膜の表層部分を研削し除去する。 （６）前工程にて得られたレジスト膜の所定部位に対し
露光して、硬化した所要の層厚のレジスト層を得る。 （７）現像してパターニングした所要の層厚のレジスト
層を得る。 （８）パターニングしたレジスト層にて露出された導電
性層の部分をエッチングにより除去する。 【００１５】 【発明の実施の形態】本発明の配線パターンの形成方法
を［例１］と［例２］にて図でもって説明する。 【００１６】［例１］この配線パターンを、液晶表示装
置などの表示装置に適用した場合を例にする。本例で
は、ガラス基板上にインジウムスズ酸化物（ＩＴＯ）電
極用のＩＴＯ層を全面にわたって被着し、このＩＴＯ層
上にレジストを塗布するなどの工程を経て、ガラス基板
上にＩＴＯなどからなる配線パターンを形成する。 【００１７】以下、図１〜図８により説明する。 【００１８】（１）工程：図１に示す如く、ガラス基板
１の面上に前記導電性層であるＩＴＯ電極２を形成す
る。このＩＴＯ電極２の膜厚は、たとえば１５００Å〜
２０００Åにする。 【００１９】（２）工程：さらに図１に示すように、Ｉ
ＴＯ電極２の上にローラーによりレジスト液を塗布し、
これによってレジスト膜３を形成したレジスト塗布基板
を作製する。 【００２０】このレジスト液の材料は、たとえばポジ型
フォトレジスト（Microposit RC-300 30CP)やポジ型フ
ォトレジスト（Microposit SRC-400 70CP)がある。 【００２１】このレジスト膜３の厚みは、（６）の露光
工程にて使用する際に、必要とする所要の層厚よりも大
きくする。たとえば、この所要の層厚が２．５μｍ〜３
μｍである場合には、そのためにレジスト膜３の層厚を
５μｍ以上、好適には８μｍ〜１２μｍにするとよい。 【００２２】レジスト膜３のレベリング性が悪い場合、
ＩＴＯ電極２とレジスト膜３の間には、微少な空気の残
留が気泡４となり、レジスト膜３中に残っていた。ま
た、レジスト膜３の溶剤中にも微少な気泡４が残留して
いる。 【００２３】（３）工程：前工程にて得られたレジスト
塗布基板を減圧した容器内に挿入する。 【００２４】このような真空状態に制御された槽（容
器）内でレジスト膜３中に残留した気泡は、減圧状態へ
引き寄せられることで、微小な気泡４は膨張するが、こ
の膨張した気泡４を含むレジスト部分と、気泡を含まな
いレジスト部分とは比重が異なることに起因し、図２に
示す如く、膨張した気泡４はレジスト膜３の表層部分に
上昇し、同時に気泡４の存在していた部分では、他の部
分に比べて低質量になり、減圧状態になることで、周囲
の高密度のレジスト部分が侵入する。そして、ＩＴＯ電
極２とレジスト膜３は強く密着する。 【００２５】本発明者が繰り返しおこなった実験によれ
ば、槽内の真空状態を１Ｋｐａ〜１０Ｋｐａの範囲で制
御すると、微少な空気の残留の気泡４がレジスト膜３の
表層部分にもっとも容易に上昇することがわかった。 【００２６】望ましくは、大気圧から徐々に１０Ｋｐａ
にまで減圧をおこない、そして、１０Ｋｐａの状態にて
３０分程度放置し、その後、１Ｋｐａまで真空度を上
げ、しかる後に、再度、１Ｋｐａの状態にて３０分程度
真空脱泡処理を施すとよい。 【００２７】（４）工程：図３に示すように、膨張した
気泡４はレジスト膜３の表層部分に移動した後に、かか
るレジスト塗布基板に対し加熱する。 【００２８】この加熱によれば、加熱処理にて脱泡がお
こなわれるが、この加熱処理は、たとえばホットプレー
ト方式を用いて、１５０℃で９０秒間の加熱すればよ
い。 【００２９】（５）工程：前工程において、脱泡するこ
とで、レジスト膜３の表層部分に凹凸が生じたり、ある
いは完全に脱泡しきれない気泡４が、その表層部分に残
存する場合がある。 【００３０】そこで、図４に示す如く、本工程によれ
ば、レジスト膜３の表層部分を研削し除去する。その結
果、気泡４を含まない平坦化したレジスト層３（たとえ
ば、膜厚：２．５μｍ〜３μｍ）となる。 【００３１】かかる平坦化処理は、下記のとおりであ
る。 【００３２】レジスト膜３の上にローラーを配し、ガラ
ス基板１を搬送しながらローラーを回転させ、これによ
ってレジスト膜３の表層部分を擦り付ける。このローラ
ーは、その周面に１μｍ〜５μｍの砥粒を含む研磨用ラ
ッピングフィルムを貼りつけたものである。 【００３３】なお、研磨用ラッピングフィルムを支持す
るローラー基軸に対し弾性部材を用いることで、平滑性
が維持されながら研削することができ、その研削量の調
整も容易になる。 【００３４】（６）工程：図５に示す如く、研削後のレ
ジスト膜３に対し所定部位を露光する。 【００３５】この露光によれば、フォトマスクを介して
紫外線５を照射するが、今回のレジスト膜３は、ポジ型
フォトレジストを使用している。 【００３６】（７）工程：レジスト膜３に対し現像す
る。 【００３７】図６に示すように、ポジ型フォトレジスト
を使用していることで、紫外線５での照射部が現像液の
中にて現像され、これにより、レジスト膜３の必要な部
分をガラス基板１に残す。現像液としては、アルカリ系
現像液を使用している。 【００３８】（８）工程：本工程によれば、パターニン
グしたレジスト層にて露出された導電性層の部分をエッ
チングにより除去する。 【００３９】すなわち、図７に示すように、現像にて残
ったレジスト膜３の下層にあるＩＴＯ電極２を残し、レ
ジスト膜３の無い部分のＩＴＯ電極２は薬液を用いてエ
ッチング工程にて除去する。 【００４０】図８に示すように、前記工程で残ったレジ
スト膜３は有機溶剤等を用いて剥離する。上記方法によ
りガラス基板１の表面に、断線、短絡等の欠陥のないＩ
ＴＯ電極配線パターン２を形成することができる。 【００４１】かくして本発明の配線パターンを形成方法
によれば、ガラス基板１のＩＴＯ電極２とレジスト膜３
の間に残留している気泡４を負圧に制御した槽内に投入
することで、レジスト膜３中に残留した気泡は膨張し、
そして、この膨張した気泡を含むレジスト部分と、気泡
を含まないレジスト部分とは比重が異なることで、膨張
した気泡はレジスト膜３の表層部分に移動しながら脱泡
されていく。 【００４２】さらに加熱処理にて二段階で脱泡をおこな
う点も特徴である。すなわち、この加熱処理でもって、
レジスト膜中の脱泡の状態を良好にする。加熱処理のみ
であれば、気泡は熱膨張し、レジスト膜を吹き飛ばして
しまい、ピンホールが生じる場合があるが、本発明によ
れば、加熱処理前の負圧制御で前脱泡処理を実施してい
ることで、この加熱処理でもって、レジスト膜を吹き飛
ばし、ピンホールを生じさせるほどの気泡の熱膨張は生
じにくい。その後、レジスト層表面に生じる凸凹や、完
全に脱泡しきれなかったレジスト表層部分に残留する気
泡を除去するために、この表層部分を除去して平坦化
し、しかる後、露光、現像、エッチング、レジスト除去
の各工程を経ることで、断線、短絡のない電極配線パタ
ーンを形成することができる。 【００４３】［例２］本発明の他の配線パターンの形成
方法を図９〜図１６にて述べる。 【００４４】［例１］にて作製した如く、ガラス基板上
にＩＴＯ電極の配線パターンを形成したものに対し、前
記導電性層をアルミ電極として、これでもってパターン
ニングする配線パターン（アルミ配線パターン）の形成
方法を述べる。 【００４５】（１）工程：図８に示す如く、ガラス基板
１の面上にＩＴＯ電極パターン２が形成されたものに対
し、図９に示すようにアルミ電極６を全体にわたって被
覆する。アルミ電極６の膜厚は１μｍにしている。な
お、ＩＴＯ電極パターン２の膜厚は、１５００Å〜２０
００Å、パターン幅は１００μｍでラインスペースは１
０μｍにしている。 【００４６】（２）工程：さらに図９に示すように、ア
ルミ電極６の上にローラーによりレジスト液を塗布し、
これによってレジスト膜３を形成したレジスト塗布基板
を作製する。 【００４７】レジスト液は、たとえばポジ型フォトレジ
スト（Microposit RC-300 30CP)やポジ型フォトレジス
ト（Microposit SRC-400 70CP)がある。 【００４８】このレジスト膜３の厚みは、（６）の露光
工程にて使用する際に、必要とする所要の層厚よりも大
きくする。たとえば、この所要の層厚が２．５μｍ〜３
μｍである場合には、そのためにレジスト膜３の層厚を
５μｍ以上、好適には８μｍ〜１２μｍにするとよい。 【００４９】レジスト膜３のレベリング性が悪い場合、
ＩＴＯ電極２とレジスト膜３の間には、微少な空気の残
留が気泡４となり、レジスト膜３中に残っていた。ま
た、レジスト膜３の溶剤中にも微少な気泡４が残留して
いる。 【００５０】（３）工程：前記工程にて得られたレジス
ト塗布基板を減圧した容器内に挿入する。 【００５１】すなわち、図１０に示すようにアルミ電極
６とレジスト膜３の間には、アルミ電極６の成膜状態が
悪い場合、微少な空気の残留の気泡４が発生する。空気
の残留の気泡４を取り除くために、負圧に制御された槽
内に投入する。 【００５２】このような真空状態に制御された槽（容
器）内でレジスト膜３中に残留した気泡は、減圧状態へ
引き寄せられることで、微小な気泡４は膨張するが、こ
の膨張した気泡４を含むレジスト部分と、気泡を含まな
いレジスト部分とは比重が異なることに起因し、図１０
に示す如く、膨張した気泡４はレジスト膜３の表層部分
に上昇し、同時に気泡４の存在していた部分では、他の
部分に比べて低質量になり、減圧状態になることで、周
囲の高密度のレジスト部分が侵入する。そして、アルミ
電極６とレジスト膜３は強く密着する。 【００５３】本発明者が繰り返しおこなった実験によれ
ば、槽内の真空状態を１Ｋｐａ〜１０Ｋｐａの範囲で制
御すると、微少な空気の残留の気泡４がレジスト膜３の
表層部分にもっとも容易に上昇することがわかった。 【００５４】望ましくは、大気圧から徐々に１０Ｋｐａ
にまで減圧をおこない、そして、１０Ｋｐａの状態にて
３０分程度放置し、その後、１Ｋｐａまで真空度を上
げ、しかる後に、再度、１Ｋｐａの状態にて３０分程度
真空脱泡処理を施すとよい。 【００５５】（４）工程：図１１に示すように、膨張し
た気泡４はレジスト膜３の表層部分に移動した後に、か
かるレジスト塗布基板に対し加熱する。 【００５６】この加熱によれば、加熱処理にて脱泡がお
こなわれるが、この加熱処理は、たとえばホットプレー
ト方式を用いて、１５０℃で９０秒間の加熱すればよ
い。 【００５７】（５）工程：前工程において、脱泡するこ
とで、レジスト膜３の表層部分に凹凸が生じたり、ある
いは完全に脱泡しきれない気泡４が、その表層部分に残
存する場合がある。 【００５８】そこで、図１２に示す如く、本工程によれ
ば、レジスト膜３の表層部分を前述した如く、研削し除
去する。その結果、気泡４を含まない平坦化したレジス
ト層３（たとえば、膜厚：２．５μｍ〜３μｍ）とな
る。 【００５９】（６）工程：図１３に示す如く、研削後の
レジスト膜３に対し所定部位を露光する。 【００６０】この露光によれば、フォトマスクを介して
紫外線５を照射するが、今回のレジスト膜３は、ポジ型
フォトレジストを使用している。 【００６１】（７）工程：レジスト膜３に対し現像す
る。 【００６２】図１４に示すように、ポジ型フォトレジス
トを使用していることで、紫外線５での照射部が現像液
の中にて現像され、これにより、レジスト膜３の必要な
部分をガラス基板１に残す。現像液としては、アルカリ
系現像液を使用している。 【００６３】（８）工程：本工程によれば、パターニン
グしたレジスト層にて露出された導電性層の部分をエッ
チングにより除去する。 【００６４】すなわち、図１５に示すように、現像にて
残ったレジスト膜３の下層にあるアルミ電極６を残し、
レジスト膜３の無い部分のアルミ電極６は薬液を用いて
エッチング工程にて除去する。 【００６５】図１６に示すように、前記工程で残ったレ
ジスト膜３は有機溶剤等を用いて剥離する。上記方法に
よりＩＴＯ電極２の上部に、断線、短絡等の欠陥のない
アルミ電極配線パターン６を形成することができる。 【００６６】かくして本発明の配線パターンを形成方法
によれば、ガラス基板１のＩＴＯ電極２とレジスト膜３
の間に残留している気泡４を負圧に制御した槽内に投入
することで、膨張した気泡はレジスト膜３の表層部分に
移動しながら脱泡され、さらに加熱処理でもって、レジ
スト膜中の脱泡の状態を良好にし、そして、レジスト表
層部分に残留する気泡を除去するために、この表層部分
を除去して平坦化し、しかる後、露光、現像、エッチン
グ、レジスト除去の各工程を経ることで、断線、短絡の
ないアルミ電極配線パターンを形成することができる。 【００６７】 【発明の効果】以上のとおり、本発明の配線パターンの
形成方法によれば、（１）基板上に導電性層を形成し、
（２）導電性層の上にレジスト液を塗布して、所要の層
厚のレジスト層よりも大きな厚みのレジスト膜を被着さ
せたレジスト塗布基板を作製し、（３）レジスト塗布基
板を減圧した容器内に挿入して、レジスト膜に存在する
気泡を表層部分に上昇させ、（４）レジスト塗布基板を
加熱する。続けて、（５）レジスト膜の表層部分を研削
し除去し、（６）前工程にて得られたレジスト膜の所定
部位に対し露光して、硬化した所要の層厚のレジスト層
を得て、そして、（７）現像してパターニングした所要
の層厚のレジスト層を得て、（８）パターニングしたレ
ジスト層にて露出された導電性層の部分をエッチングに
より除去する、という各工程を順次経ることで、基板上
に形成した導電性層をパターンニングしたものであり、
これにより、気泡のないレジスト層を得て、断線や短絡
のない配線パターンの形成方法が提供される。

【図面の簡単な説明】 【図１】本発明の配線パターンの形成方法での成膜工程
を示す概略断面図である。 【図２】本発明の配線パターンの形成方法を示す工程の
一部であり、真空状態での概略断面図である。 【図３】本発明の配線パターンの形成方法を示す工程の
一部であり、加熱中での概略断面図である。 【図４】本発明の配線パターンの形成方法における平坦
化した場合の概略断面図である。 【図５】本発明の配線パターンの形成方法での露光工程
を示す概略断面図である。 【図６】本発明の配線パターンの形成方法での現像工程
を示す概略断面図である。 【図７】本発明の配線パターンの形成方法でのエッチン
グ工程を示す概略断面図である。 【図８】本発明の配線パターンの形成方法でのレジスト
剥離後を示す概略断面図である。 【図９】本発明の他の配線パターンの形成方法での成膜
工程を示す概略断面図である。 【図１０】本発明の他の配線パターンの形成方法を示す
工程の一部であり、真空状態での概略断面図である。 【図１１】本発明の他の配線パターンの形成方法を示す
工程の一部であり、加熱中での概略断面図である。 【図１２】本発明の他の配線パターンの形成方法におけ
る平坦化した場合の概略断面図である。 【図１３】本発明の他の配線パターンの形成方法での露
光工程を示す概略断面図である。 【図１４】本発明の他の配線パターンの形成方法での現
像工程を示す概略断面図である。 【図１５】本発明の他の配線パターンの形成方法でのエ
ッチング工程を示す概略断面図である。 【図１６】本発明の他の配線パターンの形成方法でのレ
ジスト剥離後を示す概略断面図である。 【符号の説明】 １・・・ガラス基板 ２・・・ＩＴＯ電極 ３・・・レジスト膜 ４・・・気泡 ５・・・紫外線 ６・・・アルミ電極

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 【請求項１】順次下記（１）〜（８）の各工程を経て、
   基板上に形成した導電性層をパターンニングして成る配
   線パターンの形成方法。 （１）基板上に導電性層を形成する。 （２）導電性層の上にレジスト液を塗布して、所要の層
   厚のレジスト層よりも大きな厚みのレジスト膜を被着さ
   せたレジスト塗布基板を作製する。 （３）レジスト塗布基板を減圧した容器内に挿入して、
   レジスト膜に存在する気泡を表層部分に上昇させる。 （４）レジスト塗布基板を加熱する。 （５）レジスト膜の表層部分を研削し除去する。 （６）前工程にて得られたレジスト膜の所定部位に対し
   露光して、硬化した所要の層厚のレジスト層を得る。 （７）現像してパターニングした所要の層厚のレジスト
   層を得る。 （８）パターニングしたレジスト層にて露出された導電
   性層の部分をエッチングにより除去する。