JP2015183190A - Production method of metal film - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、所望のパターニングが可能な金属膜の製造方法に係わる。 The present invention relates to a method of manufacturing a metal film capable of desired patterning.
従来の金属膜の製造方法としては、金属膜を形成した後、ウェット工程を用いてパターニングすることが行なわれている(例えば、特許文献1参照)。ウェット工程を用いた金属膜のパターニングでは、まず、基材上の全面に金属膜を形成する。次に、金属膜上の全面にレジスト層を形成する。そして、形成したレジスト層に、フォトリソグラフィを用いて所望のパターンを形成する。次に、レジスト層のパターンに沿って、ウェットエッチングにより金属膜を除去し、金属膜のパターンを形成する。 As a conventional method for producing a metal film, after forming a metal film, patterning is performed using a wet process (see, for example, Patent Document 1). In patterning a metal film using a wet process, first, a metal film is formed on the entire surface of a substrate. Next, a resist layer is formed on the entire surface of the metal film. Then, a desired pattern is formed on the formed resist layer using photolithography. Next, along the resist layer pattern, the metal film is removed by wet etching to form a metal film pattern.
また、金属膜を形成した後、レーザを用いてパターニングする方法が提案されている(例えば、特許文献2参照)。レーザを用いた金属膜のパターニングでは、まず、基材上の全面に金属膜を形成する。次に、イットリウム・アルミニウム・ガーネット(YAG)レーザやイットリウム・バナジウムオキサイド(YVO4)レーザを用いて走査することにより、金属膜を除去し、金属膜のパターンを形成する。 Further, a method of patterning using a laser after forming a metal film has been proposed (see, for example, Patent Document 2). In patterning a metal film using a laser, first, a metal film is formed on the entire surface of a substrate. Next, the metal film is removed by scanning using an yttrium / aluminum / garnet (YAG) laser or an yttrium / vanadium oxide (YVO 4 ) laser to form a metal film pattern.
しかしながら、ウェット工程によるエッチングでは、金属膜を20nm程度まで薄く形成すると、レジスト層を硬化する際の応力により金属膜が損傷する。さらに、パターン形成の際のレジスト層の除去に使用されるアルカリ水溶液等の溶液により、金属膜が損傷し、金属膜の性能が低下する。 However, in the etching by the wet process, if the metal film is thinly formed to about 20 nm, the metal film is damaged by the stress when the resist layer is cured. Further, the metal film is damaged by a solution such as an alkaline aqueous solution used for removing the resist layer during pattern formation, and the performance of the metal film is deteriorated.
レーザを用いたパターニングでは、レーザで除去された金属材料のパーティクルが、基板上を汚染する問題がある。そして、パーティクルが基板上を汚染するため、洗浄工程が必要となる。このため、洗浄による金属膜の損傷が避けられない。
さらに、レーザのスポット径の関係上、パターニングの形状に制約がある。
In patterning using a laser, there is a problem that particles of a metal material removed by the laser contaminate the substrate. Then, since the particles contaminate the substrate, a cleaning process is necessary. For this reason, damage to the metal film due to cleaning is inevitable.
Furthermore, the patterning pattern is limited due to the laser spot diameter.
上述した問題の解決のため、本発明においては、金属膜をエッチングせずにパターニングすることが可能な、金属膜の製造方法を提供するものである。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a method for producing a metal film that can be patterned without etching the metal film.
本発明の金属膜の製造方法は、基板上にフォトレジストの塗工膜を形成する工程と、フォトレジストの塗工膜にパターンを形成してパターニングされたレジスト層を形成する工程と、パターニングされたレジスト層上、及び、レジスト層のパターン間に、20nm以下の厚さの金属膜を形成する工程とを有する。 The metal film manufacturing method of the present invention includes a step of forming a photoresist coating film on a substrate, a step of forming a patterned resist layer by forming a pattern on the photoresist coating film, and a patterning process. Forming a metal film having a thickness of 20 nm or less on the resist layer and between the patterns of the resist layer.
本発明の金属膜の製造方法によれば、レジスト層をパターン形成した後、金属膜を形成することにより、レジスト層の段差により金属膜の面方向の連続性が妨げられ、パターン形成されたレジスト層上と、このレジスト層のパターン間とに、それぞれ独立した金属膜を形成することができる。
このため、金属膜を形成した後にエッチングする工程を行なわずに、金属膜のパターンを形成することができる。従って、金属膜をエッチングすることなく、金属膜をパターン形成することができ、エッチング工程による金属膜の損傷を防ぐことができる。
さらに、金属膜のエッチング工程のような処理を省けることにより、金属膜表面がきれいなまま保たれるため、洗浄を省くこともできる。
According to the method for producing a metal film of the present invention, after forming a resist layer in a pattern, the metal film is formed, whereby the continuity in the surface direction of the metal film is hindered by the step of the resist layer. Independent metal films can be formed on the layer and between the patterns of the resist layer.
Therefore, the metal film pattern can be formed without performing the etching step after forming the metal film. Therefore, the metal film can be patterned without etching the metal film, and damage to the metal film due to the etching process can be prevented.
Further, by omitting the processing such as the etching process of the metal film, the surface of the metal film is kept clean, so that the cleaning can be omitted.
本発明によれば、金属膜をエッチングすることなく、パターニングされた金属膜を提供することができる。 According to the present invention, a patterned metal film can be provided without etching the metal film.
以下、本発明を実施するための形態の例を説明するが、本発明は以下の例に限定されるものではない。
なお、説明は以下の順序で行う。
1.金属膜の製造方法の実施形態
2.変形例
Hereinafter, although the example of the form for implementing this invention is demonstrated, this invention is not limited to the following examples.
The description will be given in the following order.
1. Embodiment 2 of manufacturing method of metal film Modified example
〈1.金属膜の製造方法の実施形態〉
以下、本発明の金属膜の製造方法の具体的な実施の形態について説明する。
図1に、本実施形態の金属膜の製造方法により製造される、金属膜の概略構成図(断面)を示す。
<1. Embodiment of Metal Film Manufacturing Method>
Hereinafter, specific embodiments of the metal film manufacturing method of the present invention will be described.
In FIG. 1, the schematic block diagram (cross section) of the metal film manufactured by the manufacturing method of the metal film of this embodiment is shown.
図1に示すように、金属膜10は、基板11上において、レジスト層12及び光学調整層13上に形成されている。
レジスト層12は、基板11上において、所望のパターンを有している。このパターンとしては、例えば、金属膜10が電子機器等の電極や配線等に用いられる際のパターンや、タッチパネル等の透明電極に用いられるパターン等が挙げられる。
そして、レジスト層12をパターン形成した後に、光学調整層13及び金属膜10を形成することにより、パターン形成されたレジスト層12の段差により光学調整層13及び金属膜10の面方向の連続性が妨げられ、光学調整層13及び金属膜10をレジスト層12のパターンに沿って分離することができる。従って、レジスト層12のパターンに沿って光学調整層13及び金属膜10に所望のパターンが形成される。
以下、図1に示す金属膜の製造方法について説明する。
As shown in FIG. 1, the
The
Then, after the
Hereinafter, a method for manufacturing the metal film shown in FIG. 1 will be described.
[基板の準備]
まず、基板11を準備する。基板11としては、ガラス、プラスチック等の種類には特に限定はなく、基板側から光を取り出す場合には、基板11は透明であることが好ましい。
[Preparation of substrate]
First, the
好ましく用いられる透明な基板11としては、ガラス、石英、透明樹脂フィルムを挙げることができる。特に好ましい基板11は、ロール・ツー・ロール方式での製造が可能なフレキシブル性を有する樹脂フィルムである。
Examples of the
樹脂フィルムとしては、例えば、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエチレンナフタレート(PEN)等のポリエステル、ポリエチレン、ポリプロピレン、セロファン、セルロースジアセテート、セルローストリアセテート(TAC)、セルロースアセテートブチレート、セルロースアセテートプロピオネート(CAP)、セルロースアセテートフタレート、セルロースナイトレート等のセルロースエステル類またはそれらの誘導体、ポリ塩化ビニリデン、ポリビニルアルコール、ポリエチレンビニルアルコール、シンジオタクティックポリスチレン、ポリカーボネート、ノルボルネン樹脂、ポリメチルペンテン、ポリエーテルケトン、ポリイミド、ポリエーテルスルホン(PES)、ポリフェニレンスルフィド、ポリスルホン類、ポリエーテルイミド、ポリエーテルケトンイミド、ポリアミド、フッ素樹脂、ナイロン、ポリメチルメタクリレート、アクリルあるいはポリアリレート類、アートン(商品名JSR社製)あるいはアペル(商品名三井化学社製)といったシクロオレフィン系樹脂等を挙げられる。 Examples of the resin film include polyesters such as polyethylene terephthalate (PET) and polyethylene naphthalate (PEN), polyethylene, polypropylene, cellophane, cellulose diacetate, cellulose triacetate (TAC), cellulose acetate butyrate, cellulose acetate propionate ( CAP), cellulose esters such as cellulose acetate phthalate, cellulose nitrate or derivatives thereof, polyvinylidene chloride, polyvinyl alcohol, polyethylene vinyl alcohol, syndiotactic polystyrene, polycarbonate, norbornene resin, polymethylpentene, polyether ketone, polyimide , Polyethersulfone (PES), polyphenylene sulfide, polysulfones Cycloolefin resins such as polyetherimide, polyetherketoneimide, polyamide, fluororesin, nylon, polymethylmethacrylate, acrylic or polyarylate, Arton (trade name, manufactured by JSR) or Appel (trade name, manufactured by Mitsui Chemicals) Can be mentioned.
樹脂フィルムの表面には、無機物、有機物の被膜またはその両者のハイブリッド被膜等によるバリア膜が形成されていてもよい。バリア膜は、JIS K 7129−1992に準拠した方法で測定された、水蒸気透過度(25±0.5℃、相対湿度(90±2)%RH)が0.01g/(m2・24h)以下のバリア性フィルムであることが好ましい。更には、JIS K 7126−1987に準拠した方法で測定された酸素透過度が、10−3ml/(m2・24h・atm)以下、水蒸気透過度が、10−5g/(m2・24h)以下の高バリア性フィルムであることが好ましい。 On the surface of the resin film, a barrier film made of an inorganic film, an organic film, or a hybrid film of both may be formed. The barrier film had a water vapor permeability (25 ± 0.5 ° C., relative humidity (90 ± 2)% RH) of 0.01 g / (m 2 · 24 h) measured by a method according to JIS K 7129-1992. The following barrier films are preferred. Furthermore, the oxygen permeability measured by a method in accordance with JIS K 7126-1987 is 10 −3 ml / (m 2 · 24 h · atm) or less, and the water vapor permeability is 10 −5 g / (m 2 · 24h) The following high-barrier film is preferable.
バリア膜を形成する材料としては、水分や酸素等素子の劣化をもたらすものの浸入を抑制する機能を有する材料であればよい。例えば、酸化珪素、二酸化珪素、窒化珪素等を用いることができる。更に、バリア膜の脆弱性を改良するために、これら無機層と有機材料からなる層との積層構造を持たせることがより好ましい。無機層と有機層の積層順については特に制限はないが、両者を交互に複数回積層させることが好ましい。 As a material for forming the barrier film, any material may be used as long as it has a function of suppressing entry of elements that cause deterioration of elements such as moisture and oxygen. For example, silicon oxide, silicon dioxide, silicon nitride, or the like can be used. Furthermore, in order to improve the brittleness of the barrier film, it is more preferable to have a laminated structure of these inorganic layers and layers made of organic materials. Although there is no restriction | limiting in particular about the lamination | stacking order of an inorganic layer and an organic layer, It is preferable to laminate | stack both alternately several times.
バリア膜の形成方法については特に限定はなく、例えば、真空蒸着法、スパッタリング法、反応性スパッタリング法、分子線エピタキシー法、クラスタ−イオンビーム法、イオンプレーティング法、プラズマ重合法、大気圧プラズマ重合法、プラズマCVD法、レーザCVD法、熱CVD法、コーティング法等を用いることができる。例えば、特開2004−68143号公報に記載されているような大気圧プラズマ重合法によるものが好ましい。 The method for forming the barrier film is not particularly limited. For example, the vacuum deposition method, sputtering method, reactive sputtering method, molecular beam epitaxy method, cluster ion beam method, ion plating method, plasma polymerization method, atmospheric pressure plasma weight A combination method, plasma CVD method, laser CVD method, thermal CVD method, coating method, or the like can be used. For example, an atmospheric pressure plasma polymerization method as described in JP-A-2004-68143 is preferable.
[レジスト層の形成]
次に、基板11上にレジスト層12を形成する。レジスト層12の形成は、図2に示すように基板11上に、フォトレジストの塗工溶液を塗工してフォトレジストの塗工膜12Aを形成する。そして、形成した塗工膜12Aにパターン露光、現像、及び、硬化処理を行なうことにより、図3に示すようにパターニングされたレジスト層12を形成する。
[Formation of resist layer]
Next, a resist
(塗工)
基板11上にフォトレジストの塗工溶液を塗工し、フォトレジストの塗工膜12Aを形成する。フォトレジストの塗工は、フォトレジストに溶媒を加えた塗工溶液を用いて、スプレーコート法、スピンコート法、ブレードコート法、デイップコート法、キャスト法、ロールコート法、バーコート法、ダイコート法等により行なう。
さらに、フォトレジストの塗工膜12Aを形成した後、塗工膜12Aから溶媒を除去するために乾燥させる。
(Coating)
A photoresist coating solution is applied onto the
Further, after the
フォトレジストの塗工膜12Aの厚さは特に制限がないが、パターン形成後のレジスト層12の厚さがフォトレジストの塗工膜12Aの厚さに依存する。このため、パターン形成後のレジスト層12の厚さが少なくとも金属膜10よりも厚くなるように、フォトレジストの塗工膜12Aを形成する必要がある。
また、厚すぎると、レジスト層12に微細パターンを形成した際に、パターンの倒れが発生する可能性がある。
The thickness of the
On the other hand, if it is too thick, there is a possibility that the pattern collapses when a fine pattern is formed on the resist
このため、フォトレジストの塗工膜12Aの厚さは、パターン形成後のレジスト層12の厚さが10nm以上30μm以下となるように形成することが好ましい。特に、20nm以上10μm以下となるように形成することが好ましい。スピンコート法を用いる場合には、100nm以上となるように形成することが好ましく、500nm以上となるように形成することがさらに好ましい。また、3μm以下となるように形成することが好ましく、1μm以下となるように形成することが材料コスト面を考えるとさらに好ましい。
Therefore, the thickness of the
塗工に用いるフォトレジストとしては、ポジ型フォトレジスト又はネガ型フォトレジストを用いる。ポジ型フォトレジスト、ネガ型フォトレジストとしては、公知の材料を用いることができる。
ポジ型フォトレジストとしては、例えば、特開平9−171254号公報、同5−115144号公報、同10−87733号公報、同9−43847号公報、同10−268512号公報、同11−194504号公報、同11−223936号公報、同11−84657号公報、同11−174681号公報、同7−285275号公報、特開2000−56452号公報、国際公開第97/39894号パンフレット、同第98/42507号パンフレット等に記載のポジ型感光材料が挙げられる。
また、ネガ型フォトレジストとしては、例えば、特開平9−179292号公報、米国特許第5,340,699号明細書、特開平10−90885号公報、特開2000−321780号公報、同2001−154374号公報に記載のネガ型感光材料が挙げられる。
As the photoresist used for coating, a positive type photoresist or a negative type photoresist is used. As the positive photoresist and the negative photoresist, known materials can be used.
Examples of the positive photoresist include JP-A-9-171254, JP-A-5-115144, JP-A-10-87733, JP-A-9-43847, JP-A-10-268512, and JP-A-11-194504. Publication No. 11-223936, No. 11-84657, No. 11-174681, No. 7-285275, JP-A 2000-56452, Pamphlet of International Publication No. 97/39894, No. 98. And positive photosensitive materials described in No./42507 pamphlet and the like.
Examples of the negative photoresist include, for example, JP-A-9-179292, US Pat. No. 5,340,699, JP-A-10-90885, JP-A-2000-321780, 2001-2001. Examples thereof include negative photosensitive materials described in Japanese Patent No. 154374.
フォトレジストの塗工溶液を形成する溶媒としては、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノエチルエーテル、メチルセロソルブ、メチルセロソルブアセテート、エチルセロソルブ、エチルセロソルブアセテート、ジメチルホルムアミド、ジメチルスルホキシド、ジオキサン、アセトン、シクロヘキサノン、トリクロロエチレン、メチルエチルケトン等が挙げられる。これら溶媒は、単独であるいは2種以上混合して使用する。 As a solvent for forming a photoresist coating solution, propylene glycol monomethyl ether, propylene glycol monoethyl ether, methyl cellosolve, methyl cellosolve acetate, ethyl cellosolve, ethyl cellosolve acetate, dimethylformamide, dimethyl sulfoxide, dioxane, acetone, cyclohexanone, Examples include trichloroethylene and methyl ethyl ketone. These solvents are used alone or in admixture of two or more.
特に、レジスト層12の形成には、アルカリ可溶性のポジ型フォトレジストを用いることが好ましい。アルカリ可溶性のポジ型フォトレジストとしては従来公知の材料を用いることができる。
例えば、アルカリ可溶性のポジ型フォトレジストとしては、クレゾールノボラック樹脂のようなフェノール性水酸基を有する芳香族化合物とホルムアルデヒドとの縮合物、分子(好ましくは、アクリル系共重合体を主鎖とする分子)中に少なくとも1つのアルカリ可溶性を促進する基(例えば、カルボキシル基、リン酸基、スルホン酸基など)を有するアルカリ可溶性の有機高分子重合体を含む構成が挙げられる。なかでも、側鎖にカルボン酸を有する有機高分子重合体を含むことが好ましい。
In particular, it is preferable to use an alkali-soluble positive photoresist for forming the resist
For example, as an alkali-soluble positive photoresist, a condensate or molecule of an aromatic compound having a phenolic hydroxyl group and formaldehyde such as a cresol novolak resin (preferably a molecule having an acrylic copolymer as a main chain) The structure containing the alkali-soluble organic high molecular polymer which has at least 1 group (for example, a carboxyl group, a phosphoric acid group, a sulfonic acid group etc.) which accelerates | stimulates alkali solubility inside is mentioned. Especially, it is preferable that the organic high molecular polymer which has carboxylic acid in a side chain is included.
また、アルカリ可溶性の有機高分子重合体としては、2−ヒドロキシプロピル(メタ)アクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシ−3−フェノキシプロピルアクリレート/ポリメチルメタクリレートマクロモノマー/ベンジルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/メチルメタクリレート/メタクリル酸共重合体、2−ヒドロキシエチルメタクリレート/ポリスチレンマクロモノマー/ベンジルメタクレート/メタクリル酸共重合体や、特開平7−140654号公報に記載のメタクリル酸の共重合体が挙げられる。 Examples of the alkali-soluble organic polymer include 2-hydroxypropyl (meth) acrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxy-3-phenoxypropyl acrylate / polymethyl methacrylate macromonomer. / Benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / polystyrene macromonomer / methyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, 2-hydroxyethyl methacrylate / polystyrene macromonomer / benzyl methacrylate / methacrylic acid copolymer, Examples thereof include methacrylic acid copolymers described in JP-A-7-140654.
基板11上にフォトレジストを形成する別の方法としては、別途、フォトレジストを転写用基材表面に形成したフォトレジスト形成用積層体を準備しておき、この積層体のフォトレジスト層を、基板11に転写する方法が挙げられる。このような積層体としては、市販のドライフィルムレジストを使用することができる。
As another method for forming a photoresist on the
(露光)
次に、塗工してフォトレジストにパターン露光を行なう。
パターン露光は、所望のパターンを有するマスクを通して行う面露光がパターン露光に要する時間が短いため好ましい。この場合、レンズを用いた屈折式露光でも反射鏡を用いた反射式露光でもよく、コンタクト露光、プロキシミティー露光、縮小投影露光、反射投影露光などの露光方式を用いることができる。更に、例えばレーザ光を走査して、所望の領域のみレーザ光を照射する方法であってもよい。
パターン露光に使用される光源としては、フォトレジストに含まれる感光性樹脂組成物が有する分光感度特性に合わせて適切な波長を有するものが選択される。一般的にはg線、h線、i線、j線等の紫外線を含むものが好ましく用いられる。また、青色LEDを用いてもよい。
(exposure)
Next, the photoresist is subjected to pattern exposure by coating.
Pattern exposure is preferable because surface exposure performed through a mask having a desired pattern requires a short time for pattern exposure. In this case, refractive exposure using a lens or reflection exposure using a reflecting mirror may be used, and exposure methods such as contact exposure, proximity exposure, reduced projection exposure, and reflection projection exposure can be used. Further, for example, a method of scanning a laser beam and irradiating only a desired region with the laser beam may be used.
As a light source used for pattern exposure, a light source having an appropriate wavelength is selected in accordance with the spectral sensitivity characteristics of the photosensitive resin composition contained in the photoresist. In general, those containing ultraviolet rays such as g-line, h-line, i-line, and j-line are preferably used. A blue LED may be used.
パターンとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。例えば、パターン形成したレジスト層12において、レジスト層12のパターン間に形成された金属膜10を電子機器等の配線や電極として用いることができるパターンや、パターン形成したレジスト層12上の金属膜10を電子機器等の配線や電極として用いることができるパターン、これら金属膜10の一部を配線や電極として用いることができるパターン等のように、特に制限なく選択することができる。
また、パターンの大きさとしては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、ナノサイズからミリサイズのいずれの大きさであっても構わない。
There is no restriction | limiting in particular as a pattern, According to the objective, it can select suitably. For example, in the patterned resist
Moreover, there is no restriction | limiting in particular as a magnitude | size of a pattern, Although it can select suitably according to the objective, Any size from nano size to millimeter size may be sufficient.
(現像)
パターン露光されたフォトレジストの塗工膜12Aは、現像され、パターン露光時の露光領域(フォトレジストがポジ型の場合)、又は、非露光領域(フォトレジストがネガ型の場合)に相当するフォトレジスト塗工膜12Aが除去され、パターン露光時のパターンに応じたレジスト層12が基板11上に形成される。
現像は、一般的には現像液に浸漬するか、または、現像液をシャワーして行われる。現像液は、フォトレジストに含まれる感光性樹脂組成物の種類に応じて使用する。
(developing)
The pattern-exposed
The development is generally performed by immersing in a developer or showering the developer. A developing solution is used according to the kind of photosensitive resin composition contained in a photoresist.
現像液としては、水系アルカリ現像液が好適である。水系アルカリ現像液としては、例えば、水酸化ナトリウム、水酸化カリウム、炭酸ナトリウム、炭酸カリウム、メタケイ酸ナトリウム、メタケイ酸カリウム、第二リン酸ナトリウム、第三リン酸ナトリウム等のアルカリ金属塩の水溶液や、アンモニア、エチルアミン、n−プロピルアミン、ジエチルアミン、ジ−n−プロピルアミン、トリエチルアミン、メチルジエチルアミン、ジメチルエタノールアミン、トリエタノールアミン、テトラメチルアンモニウムヒドロキシド、テトラエチルアンモニウムヒドロキシド、コリン、ピロール、ピペリジン、1,8−ジアザビシクロ−[5,4,0]−7−ウンデセン、1,5−ジアザビシクロ−[4,3,0]−5−ノナン等のアルカリ性化合物を溶解した水溶液を挙げることができる。アルカリ性化合物のアルカリ現像液中における濃度は、通常1質量%〜10質量%、好ましくは2質量%〜5質量%である。
また、現像液として、アニオン性界面活性剤、両性界面活性剤やアルコール等の有機溶剤を加えることができる。有機溶剤としては、プロピレングリコール、エチレングリコールモノフェニルエーテル、ベンジルアルコール、n−プロピルアルコール等を用いることができる。
As the developer, a water-based alkaline developer is suitable. Examples of the aqueous alkaline developer include aqueous solutions of alkali metal salts such as sodium hydroxide, potassium hydroxide, sodium carbonate, potassium carbonate, sodium metasilicate, potassium metasilicate, dibasic sodium phosphate, and tribasic sodium phosphate. , Ammonia, ethylamine, n-propylamine, diethylamine, di-n-propylamine, triethylamine, methyldiethylamine, dimethylethanolamine, triethanolamine, tetramethylammonium hydroxide, tetraethylammonium hydroxide, choline, pyrrole, piperidine, 1 , 8-diazabicyclo- [5,4,0] -7-undecene, 1,5-diazabicyclo- [4,3,0] -5-nonane and other aqueous solutions in which alkaline compounds are dissolved. The density | concentration in the alkaline developing solution of an alkaline compound is 1 mass%-10 mass% normally, Preferably it is 2 mass%-5 mass%.
An organic solvent such as an anionic surfactant, an amphoteric surfactant or alcohol can be added as a developer. As the organic solvent, propylene glycol, ethylene glycol monophenyl ether, benzyl alcohol, n-propyl alcohol, or the like can be used.
(硬化処理)
次に、現像によってパターンを形成した後、フォトレジストを硬化させるためにポストベーク(熱処理)を行う。熱処理の温度は使用するフォトレジストに応じて設定し、例えば、100℃〜150℃程度で行なう。
熱処理によりフォトレジストを硬化させて、図3に示すパターニングされたレジスト層12を形成する
(Curing treatment)
Next, after a pattern is formed by development, post baking (heat treatment) is performed to cure the photoresist. The temperature of the heat treatment is set according to the photoresist to be used, for example, about 100 ° C. to 150 ° C.
The photoresist is cured by heat treatment to form the patterned resist
形成するレジスト層12は、基板11に接する面(底面)に対する側壁の角度(図3におけるθ)が90°以上であることが好ましい。つまり、レジスト層12は、図3に示すように、基板11に接する面(底面)の面積が基板11と反対側の面(上面)よりも小さいテーパ状に形成することが好ましい。
The resist
テーパ状のレジスト層12を形成する場合には、基板11とレジスト層12との角度(図3におけるθ)は、90°より大きく、180°未満とすることが好ましい。さらに好ましくは、95°以上とすることが好ましく、110°以上とすることがさらに好ましい。また、基板11とレジスト層12との角度(図3におけるθ)は、135°以下とすることが好ましく、120°以下とすることがさらに好ましい。
When the tapered resist
図3に示すように、基板11に接する面(底面)面積が基板11の反対側の面(上面)よりも小さいテーパ状のレジスト層12を容易に形成するためには、フォトレジストとしてポジ型フォトレジストを用いることが好ましい。
通常、遮光マスクを用いて露光する場合には、露光マスクの開口部を通過した光が、フォトレジストの塗工膜12Aで拡散しながら透過していく。このため、塗工膜12Aの上面側(遮光マスク側)よりも、底面側(基板側)で露光される面積が大きくなる。
このため、ポジ型フォトレジストを用いた場合には、露光されて現像時に除去される部分が、フォトレジストの塗工膜12Aの上面側よりも底面側で大きくなり、図3に示すように、底面側の面積が小さく上面側の面積が大きいテーパ状のレジスト層12を容易に形成することができる。
As shown in FIG. 3, in order to easily form a tapered resist
Normally, when exposure is performed using a light shielding mask, light passing through the opening of the exposure mask is transmitted while being diffused by the
Therefore, when a positive photoresist is used, the portion that is exposed and removed during development is larger on the bottom side than the top surface side of the
一方、ネガ型フォトレジストを用いた場合には上述のポジ型とは異なり、上面側が小さく底面側が大きいレジスト層12が形成されやすい。このため、ネガ型フォトレジストを用いる場合には、レジスト層12の側壁を垂直に近く形成することが好ましい。また、フォトレジストの塗工膜12Aでの光の吸収や拡散等を利用して、上記ポジ型フォトレジストと同様に上面側が大きく底面側が小さいテーパ型となるようにフォトレジストの材料、塗工条件、及び、露光条件等を調整することが好ましい。
On the other hand, when a negative photoresist is used, unlike the positive type, the resist
なお、レジスト層12の形状は、レジスト層12のパターン間に形成する金属膜10と、レジスト層12上に形成される金属膜10とが分離される形状であればよいため、上述のテーパ状に限らず、その他の形状とすることもできる。例えば、レジスト層12の上面により、レジスト層12の側壁での膜成長が阻害される形状であれば、金属膜10のレジスト層12の側壁での成長を阻害することができる。このため、レジスト層12の側壁の少なくとも一部がレジスト層12の上面側から見て隠れる形状、つまり、レジスト層12の上面の面積よりも、レジスト層12の基板面方向の断面の面積が小さい部分を有する形状であれば、金属膜10のレジスト層12の側壁での成長を阻害し、金属膜10をパターン形成することができる。
The resist
また、レジスト層12は、金属膜10の透明性を阻害しないように、十分に透明性の高い材料を用いることが好ましい。レジスト層12としては、波長450nm〜800nmの光の平均透過率が50%以上あることが好ましい。より好ましくは70%以上であり、さらに好ましくは80%以上である。
また、基板11と金属膜10との間(基板11/金属膜10間)のアドミッタンスと、基板11とレジスト層12と金属膜10との間(基板11/レジスト層12/金属膜10間)アドミッタンスの差を0.1以下とすることが好ましい。レジスト層12を介して基板11上に形成された金属膜10と、レジスト層12を介さずに基板11上に形成された金属膜10との間のアドミッタンスの差を小さくすることにより、レジスト層12を形成したことによる視認性の悪化を抑制することができる。
The resist
Also, the admittance between the
[光学調整層の形成]
次に、図4に示すように、パターン形成されたレジスト層12上と、このレジスト層12のパターン間に露出された基板11上との全面に、光学調整層13を形成する。
[Formation of optical adjustment layer]
Next, as shown in FIG. 4, the
光学調整層13は、パターン形成したレジスト層12上、及び、このレジスト層12のパターン間から露出した基板11上に、異方性の高い成膜が可能な気相成膜法、及び、異方性の高い成膜条件を用いて形成する。
The
このとき、パターン形成されたレジスト層12の段差によって光学調整層13の面方向の連続性が妨げられ、光学調整層13がレジスト層12のパターンに沿って分離される。このため、パターン形成されたレジスト層12に沿って光学調整層13が分離され、光学調整層13がパターン形成される。
また、このとき、レジスト層12の側壁の角度が90°以上であることにより、異方性の高い成膜を行なうことにより、図4に示すように、レジスト層12上と、基板11上とに、それぞれ独立した光学調整層13を容易に形成することができる。
At this time, the step in the patterned resist
At this time, since the angle of the side wall of the resist
異方性の高い成膜方法としては公知の気相成膜法を用いることができ、例えば、真空蒸着法、スパッタ法、イオンプレーティング法、プラズマCVD法、熱CVD法等、光学調整層13の屈折率(密度)が高まるとの観点から、電子ビーム蒸着法またはスパッタ法で形成することが好ましい。電子ビーム蒸着法の場合は膜密度を高めるため、IAD(イオンアシスト)などのアシストがあることが望ましい。
上記成膜方法を、異方性の高い条件で適用することにより、光学調整層13がレジスト層12の側面に周り込まずに、図4に示す構成のレジスト層12のパターンに沿って分離された光学調整層13を形成することができる。
As a highly anisotropic film-forming method, a known vapor-phase film-forming method can be used. For example, the
By applying the film forming method under highly anisotropic conditions, the
光学調整層13は、金属膜10の反射率や透過率等の光学特性を調整するために設けられる層である。光学調整層13を形成することにより、金属膜10の固有吸収と反射率を調整して、反射を抑制することができ、光透過性を向上させることができる。
The
また、光学調整層13を形成することにより、基板11と金属膜10との間(基板11/金属膜10間)のアドミッタンスと、基板11とレジスト層12と金属膜10との間(基板11/レジスト層12/金属膜10間)のアドミッタンスの差を0.1以下とすることが好ましい。レジスト層12を介して基板11上に形成された金属膜10と、レジスト層12を介さずに基板11上に形成された金属膜10との間のアドミッタンスの差を小さくすることにより、レジスト層12を形成したことによる視認性の悪化を抑制することができる。
Further, by forming the
光学調整層13は、基板11及びレジスト層12よりも高い屈折率を有することが好ましい。
また、光学調整層13の屈折率は、1.8以上であることが好ましく、より好ましくは2.1以上2.5以下である。光学調整層13の屈折率が1.8より高いと、金属膜10の光透過性が高まりやすい。また、光学調整層13の屈折率は、基板11の屈折率よりも、0.1〜1.1以上大きいことが好ましく、0.4〜1.0以上大きいことがより好ましい。光学調整層13の屈折率は、波長510nmの光の屈折率であり、エリプソメーターで測定される。光学調整層13の屈折率は、光学調整層13を構成する材料や、光学調整層13中の材料の密度等によって調整される。
The
The refractive index of the
光学調整層13としては、誘電性材料又は酸化物半導体材料を含む層であることが好ましい。光学調整層13を構成する材料は、金属酸化物または金属硫化物であることが好ましい。金属酸化物又は金属硫化物の例には、酸化チタン(TiO2:n=2.1〜2.4)、酸化インジウムスズ(ITO:n=1.9〜2.2)、酸化亜鉛(ZnO:n=1.9〜2.0)、硫化亜鉛(ZnS:n=2.0〜2.2)、酸化ニオブ(Nb2O5:n=2.2〜2.4)、酸化ジルコニウム(ZrO2:n=2.0.〜2.1)、酸化セリウム(CeO2:n=1.9〜2.2)、五酸化タンタル(Ta2O5:n=1.9〜2.2)、酸化錫(SnO2:n=1.8〜2.0)等が含まれ、屈折率や生産性の観点からTiO2、Nb2O5であることが好ましい。光学調整層13には、誘電性材料または酸化物半導体材料が1種のみ含まれてもよく、2種以上が含まれてもよい。
The
また、光学調整層13として、上記の高屈折率層に加えて、高屈折率層よりも屈折率の低い層(低屈折率層)を設けることもできる。また、高屈折率層と低屈折率層とを複数積層した構成とすることも可能である。
In addition to the high refractive index layer, a layer having a lower refractive index than the high refractive index layer (low refractive index layer) can be provided as the
光学調整層13の厚みは、10〜150nmであることが好ましく、より好ましくは20〜80nmである。光学調整層13の厚みが10nm未満であると、金属膜10の光透過性を十分に高めることが難しい。一方、光学調整層13の厚みが150nmを超えると、金属膜10の透明性(反射防止性)が高まらない。光学調整層13の厚みは、エリプソメーターで測定される。
The thickness of the
[金属膜の形成]
次に、図5に示すように、光学調整層13上の全面に、金属膜10を形成する。
金属膜10は、上述の光学調整層13と同様に、パターン形成されたレジスト層12、及び、レジスト層12のパターン間から露出する基板11において、光学調整層13の上に、異方性の高い成膜が可能な気相成膜法、及び、異方性の高い成膜条件を用いて形成する。
[Metal film formation]
Next, as shown in FIG. 5, the
Similar to the
このとき、パターン形成されたレジスト層12の段差によって金属膜10の面方向の連続性が妨げられ、金属膜10がレジスト層12のパターンに沿って分離される。このため、パターン形成されたレジスト層12に沿って金属膜10が分離され、金属膜10がパターン形成される。
また、このときレジスト層12の側壁の角度が90°以上であるため、異方性の高い成膜を行なうことにより、図5に示すように、レジスト層12及び基板11上の光学調整層13上に、それぞれ独立した金属膜10を容易に形成することができる。
At this time, the step in the patterned resist
At this time, since the angle of the side wall of the resist
異方性の高い金属膜10の形成方法としては、蒸着法(抵抗加熱、EB法等)、スパッタ法、CVD法等のドライプロセスを用いる方法等が挙げられる。なかでも蒸着法が好ましく適用される。
上記方法を、異方性の高い条件で適用することにより、金属膜10がレジスト層12の側面に周り込まずに、図5に示す構成の金属膜10を形成することができる。
また、金属膜10は、形成後の高温アニール処理等がなくても十分な導電性を有するが、必要に応じて形成後に高温アニール処理等を行ってもよい。
Examples of the method for forming the highly
By applying the above method under highly anisotropic conditions, the
In addition, the
金属膜10に含まれる金属は特に制限されず、例えば銀、銅、金、白金族、アルミニウム、チタン、マグネシウム、カルシウム、クロム等を用いることができる。金属膜10は、これらの金属が1種のみ含まれてもよく、2種以上が含まれてもよい。
The metal contained in the
金属膜10は、固有吸収が小さく、かつ電気伝導率が大きいとの観点から、銀又は銀(Ag)を主成分として構成された層であることが好ましい。金属膜10を構成する銀(Ag)を主成分とする合金としては、銀を50質量%以上含む合金であることが好ましい。銀を主成分とした合金としては、例えば、銀マグネシウム(AgMg)、銀銅(AgCu)、銀パラジウム(AgPd)、銀パラジウム銅(AgPdCu)、銀インジウム(AgIn)等が挙げられる。
以上のような金属膜10は、銀又は銀を主成分とする合金の層が、必要に応じて複数の層に分けて積層された構成であってもよい。
The
The
金属膜10は、厚さが3〜20nmの範囲にあることが好ましい。厚さが20nm以下、特に12nm以下であることにより、層の吸収成分又は反射成分が低く抑えられ、金属膜10の光透過率が維持されるため好ましい。また、金属膜10は、少なくとも厚さが3nm以上あれば導電性が確保される。
The
金属膜10は、上述の光学調整層13を備えた状態で波長450nm〜800nmの光の平均透過率が50%以上あることが好ましい。より好ましくは70%以上であり、さらに好ましくは80%以上である。一方、光学調整層13を備える金属膜10の波長500nm〜700nmの光の平均反射率は、20%以下であることが好ましく、より好ましくは15%以下であり、さらに好ましくは10%以下である。上記波長の光の平均透過率が50%以上であり、かつ平均反射率20%以下であると、高い透明性が要求される用途にも、金属膜10を適用できる
The
以上の工程により、図5に示すように光学調整層13を介して基板11上(以下、基板上、若しくは、レジスト層のパターン間)に、又は、光学調整層13を介してレジスト層12上(以下、レジスト層上)に、金属膜10を形成することができる。また、必要に応じて、金属膜10を形成した後、金属膜10を保護するための保護膜等を基板11の金属膜10の形成面の全面に設けてもよい。
Through the above steps, as shown in FIG. 5, on the substrate 11 (hereinafter, on the substrate or between the patterns of the resist layer) via the
金属膜10は、基板11上又はレジスト層12上において、連続膜であってもよく、孔などの欠陥があってもよい。電極や配線等に用いる部分では、連続して形成されている必要があるが、十分な導電性が確保できれば孔等の欠陥があってもよい。電極や配線等に用いる部分では、連続膜であっても、海島構造のような非連続部分を有する膜であってもよい。
The
上述の金属膜10の製造方法によれば、レジスト層12上の金属膜10と基板11上の金属膜10とを、レジスト層12により完全に分離することができるため、レジスト層12を剥離しなくても、レジスト層12上、又は、基板11上(レジスト層12のパターン間)の金属膜10をそれぞれ独立して使用することができる。
従って、金属膜10をエッチングすることなく、金属膜10をパターン形成することができる。
According to the manufacturing method of the
Therefore, the
また、上述の金属膜の製造方法によれば、レジスト層12により金属膜10のパターンを完全に分離することができるため、レジスト層12を剥離しなくても、レジスト層12上、又は、レジスト層12のパターン間の金属膜10をそれぞれ独立して使用することができる。このため、金属膜10を形成した後は、レジスト層12の剥離工程なしに、次の工程に進むことができる。従って、レジスト層12の剥離工程におけるエッチング液等による金属膜10の損傷を無くすことができ、金属膜10の性能低下を無くすことができる。
Further, according to the above-described method for producing a metal film, the pattern of the
また、金属膜10及び光学調整層13のパターンは、レジスト層12のパターンに依存する。このため、所望の金属膜10のパターンに応じてレジスト層12をパターン形成する必要がある。
金属膜10のパターンは、レジスト層12のパターン間に形成されている金属膜10、及び、レジスト層12上に形成されている金属膜10のうち、いずれかを選択して使用できるように形成する必要がある。例えば、基板11上に形成されている金属膜10のみを使用するパターンや、レジスト層12上に形成されている金属膜10のみを使用するパターンとしてもよい。さらに、基板11上とレジスト層12上との両方の金属膜10を使用するパターンとしてもよい。或いは、基板11上の金属膜10の一部のみや、レジスト層12上の金属膜10の一部のみ、これらの組み合わせを任意に選択して使用するパターンとしてもよい。
Further, the pattern of the
The pattern of the
例えば、金属膜10を形成した基板11をロール状に巻回する場合には、レジスト層12がスペーサとなり、基板11上の金属膜10が巻回された上層の基板11の裏面と接触しない。このため、基板11上の金属膜10が巻回による損傷を受けない。よって、このような場合には、基板11上に形成されている金属膜10を使用することが好ましい。
一方、レジスト層12は、基板11上において平坦化層として作用するため、基板11上に直接金属膜10を形成する場合よりも、レジスト層12を介して金属膜を形成する方が、金属膜10の成膜性が向上し、金属膜10の特性が向上しやすい。
For example, when the
On the other hand, since the resist
〈2.変形例〉
次に、上述の実施形態において説明した金属膜の製造方法の変形例について説明する。変形例により製造される金属膜の概略構成(断面)を図6に示す。
<2. Modification>
Next, a modification of the metal film manufacturing method described in the above embodiment will be described. FIG. 6 shows a schematic configuration (cross section) of a metal film manufactured according to the modification.
図6に示すように、金属膜10は、基板11上、及び、レジスト層12を介して基板11上に形成されている。これは、上述の実施形態において図1に示す構成から光学調整層13を除いた構成である。
As shown in FIG. 6, the
金属膜10は、レジスト層12をパターン形成した後の工程で、パターン形成されたレジスト層12と、このレジスト層12のパターン間とに、十分な段差が残っている状態のときに形成する。レジスト層12のパターンによる段差を有している状態で金属膜10を形成することにより、金属膜10にレジスト層12のパターンを転写して、金属膜10をパターン形成することができる。
このため、図6に示す構成のように、レジスト層12をパターン形成した直後に、金属膜10を形成することもできる。
The
Therefore, as in the configuration shown in FIG. 6, the
また、レジスト層12をパターン形成する工程と、金属膜を形成する工程との間に、金属膜10の膜形成を向上させるための下地層や、それ以外の層を形成することもできる。
また、基板11上にレジスト層12を形成する前に、基板11上にその他の層を形成することもできる。
このように、レジスト層12のパターン形成の後の工程において、レジスト層12のパターンによる段差が維持されている状態で金属膜10が形成されれば、レジスト層12のパターン形成工程や金属膜10の形成工程以外にも、任意の工程を追加することが可能である。
In addition, an underlayer for improving the film formation of the
In addition, other layers can be formed on the
As described above, if the
なお、本発明は上述の実施形態例において説明した構成に限定されるものではなく、その他本発明構成を逸脱しない範囲において種々の変形、変更が可能である。 The present invention is not limited to the configuration described in the above-described embodiment, and various modifications and changes can be made without departing from the configuration of the present invention.
10 金属膜、11 基板、12 レジスト層、12A 塗工膜、13 光学調整層 10 metal film, 11 substrate, 12 resist layer, 12A coating film, 13 optical adjustment layer
Claims (7)
前記フォトレジストの塗工膜にパターンを形成して、パターニングされたレジスト層を形成する工程と、
パターニングされた前記レジスト層上、及び、前記レジスト層のパターン間に、20nm以下の厚さの金属膜を形成する工程と
を有する金属膜の製造方法。 Forming a photoresist coating film on the substrate;
Forming a pattern on the photoresist coating film to form a patterned resist layer;
Forming a metal film having a thickness of 20 nm or less on the patterned resist layer and between the patterns of the resist layer.
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CN106282955A (en) * | 2016-08-31 | 2017-01-04 | 北京埃德万斯离子束技术研究所股份有限公司 | A kind of method preparing functional graphic films on flexible substrates thin film |
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