JP2021082580A - 導電基板の製造方法、および、表示パネル用基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】透明導電膜の形成の際のパターニング不良を回避することを目的とする。【解決手段】アレイ基板（導電基板）１０の製造方法は、ガラス基板（下地層）１１上に、表面に水酸基を吸着する性質を有する透明電極膜（透明導電膜）１２を成膜する成膜工程と、透明電極膜１２の表面を水酸基の供給源となる水酸基供給液で洗浄して透明電極膜１２の表面に水酸基を吸着させる第１洗浄工程と、透明電極膜１２の表面を洗浄して異物を除去する第２洗浄工程と、第１洗浄工程および第２洗浄工程後の透明電極膜１２の表面にフォトレジスト膜１３を成膜してパターニングするフォトレジスト膜形成工程と、フォトレジスト膜１３をマスクとしてエッチングを行うことで透明電極膜１２をパターニングするエッチング工程と、エッチング工程後のフォトレジスト膜１３を除去する剥離工程と、を含む。【選択図】図１Ｃ

Description

本発明は、導電基板の製造方法、および、表示パネル用基板の製造方法に関する。

例えば、液晶表示パネル用の基板上に、フォトリソグラフィ法を利用して、所定のパターンを有する透明導電膜を形成する方法が知られている。その形成工程は、以下のようである。まず、基板上に透明導電膜を成膜する。次に、透明導電膜上にフォトレジスト膜を成膜し、フォトマスクを介してこのフォトレジスト膜を露光・現像することによりレジストパターンを形成する。次いで、このレジストパターンをマスクとして透明導電膜をエッチングする。最後に、レジストパターンを除去すると、所望のパターン形状にパターニングされた透明電極が得られる（特許文献１参照）。

特開２０１９−７８７９９号公報

上記のようなフォトリソグラフィ法では、現像によってフォトレジスト膜の不要部分を除去する工程において、不要なレジスト残渣（スカム）が残存する場合がある。このような場合には、その後のエッチング工程においてパターニング不良が生じることとなる。

本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、透明導電膜の形成の際のパターニング不良を回避することを目的とする。

（１）本発明の一実施形態は、下地層上に、表面に水酸基を吸着する性質を有する透明導電膜を成膜する成膜工程と、前記透明導電膜の表面を水酸基の供給源となる水酸基供給液で洗浄して前記透明導電膜の表面に前記水酸基を吸着させる第１洗浄工程と、前記透明導電膜の表面を洗浄して異物を除去する第２洗浄工程と、前記第１洗浄工程および前記第２洗浄工程後の前記透明導電膜の表面にフォトレジスト膜を成膜してパターニングするフォトレジスト膜形成工程と、前記フォトレジスト膜をマスクとしてエッチングを行うことで前記透明導電膜をパターニングするエッチング工程と、前記エッチング工程後の前記フォトレジスト膜を除去する剥離工程と、を含む、導電基板の製造方法である。

（２）また、本発明のある実施形態は、上記（１）の構成に加え、前記水酸基供給液が過酸化水素を含む、導電基板の製造方法である。

（３）また、本発明のある実施形態は、上記（１）または上記（２）の構成に加え、前記透明導電膜が酸化インジウムスズまたはインジウム酸化亜鉛を含む材料により形成されている、導電基板の製造方法である。

（４）また、本発明のある実施形態は、上記（１）から上記（３）のいずれか１つの構成を含む、表示パネル用基板の製造方法である。

本発明によれば、透明導電膜の形成の際のパターニング不良を回避できる。

実施形態において、ガラス基板上に透明電極膜が成膜された状態を示す断面図 実施形態において、成膜された透明電極膜を水酸基供給液で洗浄している状態を示す断面図 実施形態において、水酸基供給液で洗浄後の透明電極膜をブラシ洗浄している状態を示す断面図 実施形態において、透明電極膜上にフォトレジスト膜が成膜された状態を示す断面図 実施形態において、フォトレジスト膜がパターニングされた状態を示す断面図 実施形態において、透明電極膜がエッチングされた状態を示す断面図 実施形態において、剥離工程が完了した状態のアレイ基板の断面図 従来の方法において、ブラシ洗浄によって水酸基の一部が除去された透明電極膜上にフォトレジスト膜が成膜された状態を示す断面図 従来の方法において、フォトレジスト膜のパターニングの際にスカムが発生した状態を示す断面図 従来の方法において、スカムによってパターニング不良が発生した状態を示す断面図

本発明の実施形態を、図１Ａから図２Ｃを参照しつつ説明する。本実施形態では、液晶表示装置に備えられる液晶パネル用のアレイ基板１０（導電基板、表示パネル用基板の一例）について例示する。アレイ基板１０は、ほぼ透明で優れた透光性を有するガラス基板１１（下地層の一例）の一面に、ＴＦＴ（Thin Film Transistor：薄膜トランジスタ）、画素電極及び共通電極を含む各種構造物が設けられた部材である。ガラス基板１１の一面には、複数の透明電極膜１２（透明導電膜の一例）、複数の金属膜、ゲート絶縁膜、半導体膜、層間絶縁膜等の薄膜が積層形成されている。ＴＦＴは、複数の金属膜に備えられるゲート電極、ソース電極、ドレイン電極、半導体膜に備えられるチャネル部などによって構成されている。画素電極および共通電極は、それぞれ透明電極膜１２によって構成されている。なお、各図では、透明電極膜１２以外の薄膜を省略して示している。

透明電極膜１２は、透光性を有する導電膜であって、例えばＩＴＯ（Indium Tin Oxide：酸化インジウムスズ）やＩＺＯ（Indium Zinc Oxide：インジウム酸化亜鉛）などの透光性を有する金属酸化物によって形成される。複数の金属膜は、それぞれ銅、チタン、アルミニウム、モリブデン、タングステンなどの中から選択される１種類の金属材料からなる単層膜または異なる種類の金属材料からなる積層膜や合金によって形成される。ゲート絶縁膜および層間絶縁膜は、例えば窒化ケイ素や酸化ケイ素などの無機材料やアクリル樹脂などの有機材料によって形成される。半導体膜は、例えばアモルファスシリコン、低温多結晶シリコン等で形成されたシリコン薄膜や、酸化物半導体の一種であるインジウム、ガリウム及び亜鉛を含む酸化物薄膜等によって形成される。

次に、上記のように構成されたアレイ基板１０の製造方法を説明する。アレイ基板１０の製造方法は、成膜工程と、レジスト形成工程と、エッチング工程と、剥離工程とを含んでおり、これらの工程が繰り返し行われることで、ガラス基板１１上に複数の薄膜パターンが順次積層される。以下には、透明電極膜１２を形成する手順について説明する。

ガラス基板１１の一面には、あらかじめ、透明電極膜１２よりも下層に配される金属膜やゲート絶縁膜、半導体膜等の、必要な薄膜パターンが形成されている。

このガラス基板１１の一面に、図１Ａに示すように、まず、全面にわたって透明電極膜１２を成膜する（成膜工程）。本実施形態では、液晶パネル用の透明電極膜１２を成膜するため、材料として、ＩＴＯやＩＺＯ等の透光性を有する金属酸化物が用いられる。成膜方法としては、プラズマＣＶＤ法、スパッタリング法、真空蒸着法等が挙げられる。成膜された透明電極膜１２は、表面に水酸基を吸着する性質を有している。

次に、図１Ｂに示すように、成膜された透明電極膜１２の表面に、水酸基の供給源となる水酸基供給液を供給して、透明電極膜１２の表面を洗浄する（第１洗浄工程）。水酸基供給液は、例えば、過酸化水素を含む液である。水酸基供給液の供給は、例えばノズルＮから水酸基供給液を吐出することにより行われる。水酸基供給液は、透明電極膜１２の形成に悪影響を及ぼさない範囲で、過酸化水素以外の他の成分を含んでいても構わない。

次に、図１Ｃに示すように、第１洗浄工程後の透明電極膜１２をブラシ洗浄する。具体的には、透明電極膜１２の表面に対して洗浄液を供給しつつ、ブラシＢを回転させて透明電極膜１２の表面に摺接させ、表面に付着した異物を除去する（第２洗浄工程）。

次に、透明電極膜１２の上に、フォトリソグラフィ法によりフォトレジスト膜１３を形成する。まず、スピンコーティング法などによって、感光性材料からなるフォトレジストを塗布することで、図１Ｄに示すように、透明電極膜１２上にフォトレジスト膜１３を成膜する。次に、フォトマスクを用いて露光した後に現像することにより、図１Ｅに示すように、所定のパターン形状にパターニングされたフォトレジスト膜１３を形成する（レジスト形成工程）。フォトレジストとしては、例えば東京応化工業製のＴＦＲシリーズ（登録商標）等が用いられる。

次に、透明電極膜１２を除去対象とする条件下でドライエッチング又はウェットエッチングを行って、図１Ｆに示すように、フォトレジスト膜１３で覆われていない部分の透明電極膜１２を選択的に除去し、所定のパターン形状にパターニングされた透明電極膜１２を得る（エッチング工程）。

最後に、アッシングまたは薬液を使った剥離方法により、図１Ｇに示すように、フォトレジスト膜１３を除去する。このようにして、透明電極膜１２の形成が完了する。

ここで、透明電極膜１２の表面には、水酸基が化学的に吸着されているが、第２洗浄工程において、ブラシＢによる物理的な干渉により、一部の水酸基が除去されてしまう。

この状態で、次のレジスト形成工程を行うと、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、透明電極膜１２の表面において、水酸基が除去された箇所で、スカム１３Ｓと呼ばれる不要なレジスト残渣が残存しやすくなる。この原因は、フォトリソグラフィに用いられるフォトレジストは加水分解によって現像液に可溶となるが、水酸基が欠乏している箇所ではフォトレジストの加水分解が促進されず、現像液への可溶性が低下するためであると考えられる。

スカム１３Ｓが発生すると、次のエッチング工程において、図２Ｃに示すように、透明電極膜１２のスカム１３Ｓに覆われた箇所が除去されず、パターニング不良が生じてしまう。

そこで、本実施形態では、成膜工程の後、第２洗浄工程の前に、透明電極膜１２の表面を、水酸基の供給源となる水酸基供給液で洗浄する第１洗浄工程を実行する。この工程により、透明電極膜１２の表面において、水酸基が豊富に吸着され、透明電極膜１２の表面全体に水酸基が豊富に保有されることとなるから、次の第２洗浄工程において、水酸基が多少除去されてしまったとしても、透明電極膜１２の表面には、十分な量の水酸基が残留する。これにより、次のエッチング工程におけるスカム１３Ｓの残存が抑制され、透明電極膜１２のパターニング不良が回避される。

以上のように本実施形態によれば、アレイ基板１０の製造方法は、ガラス基板１１上に、表面に水酸基を吸着する透明電極膜１２を成膜する成膜工程と、透明電極膜１２の表面を水酸基の供給源となる水酸基供給液で洗浄して透明電極膜１２の表面に水酸基を吸着させる第１洗浄工程と、透明電極膜１２の表面を洗浄して異物を除去する第２洗浄工程と、第１洗浄工程および第２洗浄工程後の透明電極膜１２の表面にフォトレジスト膜１３を成膜してパターニングするフォトレジスト膜形成工程と、フォトレジスト膜１３をマスクとしてエッチングを行うことで透明電極膜１２をパターニングするエッチング工程と、エッチング工程後のフォトレジスト膜１３を除去する剥離工程と、を含む。

上記の構成によれば、第１洗浄工程により、透明電極膜１２の表面において、水酸基が豊富に吸着され、透明電極膜１２の表面全体に水酸基が豊富に保有されることとなるから、第２洗浄工程において、水酸基が多少除去されてしまったとしても、透明電極膜１２の表面には、十分な量の水酸基が残留する。これにより、次のエッチング工程におけるスカム１３Ｓの残存が抑制され、透明電極膜１２のパターニング不良が回避される。

＜他の実施形態＞
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれる。
（１）上記実施形態では、第２洗浄工程について、ブラシＢを用いる洗浄方法を例示したが、第２洗浄工程における洗浄方法は、ブラシ洗浄以外の方法であっても構わない。特に、透明導電膜の表面に洗浄のための部材が物理的に干渉するような方法で洗浄が行われる場合に、水酸基が除去されやすいため、第１洗浄工程を行うことが効果的である。
（２）上記実施形態では、導電基板が液晶パネル用のアレイ基板１０であったが、導電基板は、例えば、液晶パネル用の対向基板であってもよく、有機ＥＬパネル用の基板であっても構わない。
（３）上記実施形態では、第１洗浄工程の後に第２洗浄工程を行ったが、第２洗浄工程の後に第１洗浄工程を行っても構わない。

１０…アレイ基板（導電基板、表示パネル用基板）、１１…ガラス基板（下地層）、１２…透明電極膜（透明導電膜）、１３…フォトレジスト膜

Claims (4)

1. 下地層上に、表面に水酸基を吸着する性質を有する透明導電膜を成膜する成膜工程と、
   前記透明導電膜の表面を水酸基の供給源となる水酸基供給液で洗浄して前記透明導電膜の表面に前記水酸基を吸着させる第１洗浄工程と、
   前記透明導電膜の表面を洗浄して異物を除去する第２洗浄工程と、
   前記第１洗浄工程および前記第２洗浄工程後の前記透明導電膜の表面にフォトレジスト膜を成膜してパターニングするフォトレジスト膜形成工程と、
   前記フォトレジスト膜をマスクとしてエッチングを行うことで前記透明導電膜をパターニングするエッチング工程と、
   前記エッチング工程後の前記フォトレジスト膜を除去する剥離工程と、を含む、導電基板の製造方法。
2. 前記水酸基供給液が過酸化水素を含む、請求項１に記載の導電基板の製造方法。
3. 前記透明導電膜が酸化インジウムスズまたはインジウム酸化亜鉛を含む材料により形成されている、請求項１または請求項２に記載の導電基板の製造方法。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の工程を含む、表示パネル用基板の製造方法。

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