JP3463246B2 - 光触媒効果を利用したリフトオフ法によるパターン形成方法 - Google Patents
光触媒効果を利用したリフトオフ法によるパターン形成方法Info
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、エレクトロニクス
を支える基幹技術である薄膜材料の微細パターン形成に
関するものであり、極めて簡単に、しかも、フォトレジ
スト材料を用いることなく薄膜にパターンを形成する新
しい技術に関するものである。
を支える基幹技術である薄膜材料の微細パターン形成に
関するものであり、極めて簡単に、しかも、フォトレジ
スト材料を用いることなく薄膜にパターンを形成する新
しい技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】図２に、従来のフォトレジストを用いた
リフトオフ法による薄膜のパターン形成プロセスを示
す。まず、有機系感光材料であるフォトレジスト材料を
基体上にコーティングする（図２（ａ））。次のプレベ
ーク工程で加熱を行い、レジスト材料に含まれる溶媒を
除去する（図２（ｂ））。
リフトオフ法による薄膜のパターン形成プロセスを示
す。まず、有機系感光材料であるフォトレジスト材料を
基体上にコーティングする（図２（ａ））。次のプレベ
ーク工程で加熱を行い、レジスト材料に含まれる溶媒を
除去する（図２（ｂ））。
【０００３】その後、フォトマスクを用いた露光過程で
マスクに覆われていない部分のレジストを感光させる
（図２（ｃ））。次に、現像液中で感光したレジストだ
けを除去する（図２（ｄ））。ポストベーク工程で熱処
理を行い、レジストと基体との密着性を高める（図２
（ｅ））。この上にパターン形成をもくろむ薄膜を形成
する（図２（ｆ））。レジスト剥離工程では基体上に残
っているレジスト材料を剥離液を用いて除去する（図２
（ｇ））。
マスクに覆われていない部分のレジストを感光させる
（図２（ｃ））。次に、現像液中で感光したレジストだ
けを除去する（図２（ｄ））。ポストベーク工程で熱処
理を行い、レジストと基体との密着性を高める（図２
（ｅ））。この上にパターン形成をもくろむ薄膜を形成
する（図２（ｆ））。レジスト剥離工程では基体上に残
っているレジスト材料を剥離液を用いて除去する（図２
（ｇ））。
【０００４】その際、レジストの上に形成されている薄
膜もともに除去され所望のパターンが形成される。洗浄
を実施してパターンを形成した薄膜が完成する（図２
（ｈ））。
膜もともに除去され所望のパターンが形成される。洗浄
を実施してパターンを形成した薄膜が完成する（図２
（ｈ））。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】各種薄膜材料に設計通
りに微細なパターンを形成することは、エレクトロニク
スデバイスの形成に不可欠な基幹技術である。薄膜材料
への微細パターン形成には、ウエットエッチング、ドラ
イエッチング、マスク蒸着、リフトオフなどそれぞれ特
徴の有る多様な手法があり、用途によって使い分けられ
ている。
りに微細なパターンを形成することは、エレクトロニク
スデバイスの形成に不可欠な基幹技術である。薄膜材料
への微細パターン形成には、ウエットエッチング、ドラ
イエッチング、マスク蒸着、リフトオフなどそれぞれ特
徴の有る多様な手法があり、用途によって使い分けられ
ている。
【０００６】現在の電子デバイスの急激な値下がりに対
応するために、これらパターン形成技術もデバイスの質
や歩留まりを下げずに、プロセスを単純化、高速化、省
力化する要求にさらされている。
応するために、これらパターン形成技術もデバイスの質
や歩留まりを下げずに、プロセスを単純化、高速化、省
力化する要求にさらされている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、リフトオ
フによる薄膜材料へのパターン形成の単純化、高速化、
省力化という課題を解決するために、光触媒現象を利用
することでフォトレジストを用いる工程をすべて省略す
ることを可能にする新しい技術の開発を試みた。
フによる薄膜材料へのパターン形成の単純化、高速化、
省力化という課題を解決するために、光触媒現象を利用
することでフォトレジストを用いる工程をすべて省略す
ることを可能にする新しい技術の開発を試みた。
【０００８】本発明では、表面に光触媒性を持つ基体、
あるいは光触媒性を付与した基体を用い、所望のパター
ンを持つフォトマスクを基体表面近傍に固定する。これ
をリフトオフ材料となる銀または銅などの可溶性金属の
イオンを含む溶媒中に浸してフォトマスクの後方から光
線を基体に適正時間照射し、溶媒中の可溶性金属イオン
を還元する光触媒効果を用いて基体表面上に可溶性金属
膜を析出させ、所望のパターンを持った可溶性金属被覆
を基体上に形成させる。
あるいは光触媒性を付与した基体を用い、所望のパター
ンを持つフォトマスクを基体表面近傍に固定する。これ
をリフトオフ材料となる銀または銅などの可溶性金属の
イオンを含む溶媒中に浸してフォトマスクの後方から光
線を基体に適正時間照射し、溶媒中の可溶性金属イオン
を還元する光触媒効果を用いて基体表面上に可溶性金属
膜を析出させ、所望のパターンを持った可溶性金属被覆
を基体上に形成させる。
【０００９】次に、パターン形成をもくろむ薄膜をこの
基体表面上および可溶性金属被覆上に成膜した後、可溶
性金属膜を溶解するエッチング液に適正時間浸し、可溶
性金属被覆とその上部に形成されていたパターニングを
もくろむ薄膜を一緒に除去することで薄膜へのパターン
形成が完了する。エッチングの際は、必要に応じて攪拌
等を行う。
基体表面上および可溶性金属被覆上に成膜した後、可溶
性金属膜を溶解するエッチング液に適正時間浸し、可溶
性金属被覆とその上部に形成されていたパターニングを
もくろむ薄膜を一緒に除去することで薄膜へのパターン
形成が完了する。エッチングの際は、必要に応じて攪拌
等を行う。
【００１０】本発明においては、有機物レジスト材料を
用いないため、有機物レジスト薄膜からその溶媒を除去
するプレベーク工程（図２（ｂ））を省略することが可
能になる。また、光触媒効果によって基体表面に析出す
る可溶性金属被覆は密着性に極めて優れているために、
有機物レジス卜材料を用いた場合に基体との密着性を向
上させるために必要な工程であるポストベーク工程（図
２（ｅ））も省略することができる。
用いないため、有機物レジスト薄膜からその溶媒を除去
するプレベーク工程（図２（ｂ））を省略することが可
能になる。また、光触媒効果によって基体表面に析出す
る可溶性金属被覆は密着性に極めて優れているために、
有機物レジス卜材料を用いた場合に基体との密着性を向
上させるために必要な工程であるポストベーク工程（図
２（ｅ））も省略することができる。
【００１１】また、光触媒効果を用いた可溶性金属被覆
は、光照射によって金属イオンの還元反応が進み、可溶
性金属被覆が光照射部のみに形成されることから、感光
工程（図２（ｃ））と現像工程（図２（ｄ））の２工程
必要な作業を同時に完了させることが可能になり、さら
に１工程の省略が可能である。
は、光照射によって金属イオンの還元反応が進み、可溶
性金属被覆が光照射部のみに形成されることから、感光
工程（図２（ｃ））と現像工程（図２（ｄ））の２工程
必要な作業を同時に完了させることが可能になり、さら
に１工程の省略が可能である。
【００１２】また、液晶表示パネル等に用いられるガラ
ス基板上のアルカリバリア膜として用いられる２酸化ケ
イ素薄膜の替わりに本発明の光触媒性表面として、例え
ば、２酸化チタン薄膜を代用すれば、液晶パネル作成工
程における基板ガラス上へのアルカリバリア膜形成と光
触媒表面形成が同時に行われ、パターン形成のための工
程をさらに１工程減らすことが可能になる。
ス基板上のアルカリバリア膜として用いられる２酸化ケ
イ素薄膜の替わりに本発明の光触媒性表面として、例え
ば、２酸化チタン薄膜を代用すれば、液晶パネル作成工
程における基板ガラス上へのアルカリバリア膜形成と光
触媒表面形成が同時に行われ、パターン形成のための工
程をさらに１工程減らすことが可能になる。
【００１３】さらに、有機物レジスト材料は耐熱温度が
低く、成膜時に高い温度を必要とする成膜プロセスには
適用できなかった。これについても、本発明による方法
は有機物レジスト材料の代わりに可溶性金属被覆を用い
るため、金属材料の耐熱温度までの高温プロセスに耐え
ることができる。
低く、成膜時に高い温度を必要とする成膜プロセスには
適用できなかった。これについても、本発明による方法
は有機物レジスト材料の代わりに可溶性金属被覆を用い
るため、金属材料の耐熱温度までの高温プロセスに耐え
ることができる。
【００１４】
【作用】光触媒性を持つ基体、あるいは光触媒性を付与
した基体表面は、光線の照射により溶媒中の可溶性金属
イオンを還元する光触媒効果を発現させ、これによって
基体表面上に可溶性金属を析出させ、基体表面を被覆す
る作用を示す。
した基体表面は、光線の照射により溶媒中の可溶性金属
イオンを還元する光触媒効果を発現させ、これによって
基体表面上に可溶性金属を析出させ、基体表面を被覆す
る作用を示す。
【００１５】その際、フォトマスクは光線をさえぎる役
割を担い、フォトマスクの影になった部分には可溶性金
属被覆を析出させず、影にならない部分だけ可溶性金属
被覆を析出させることで、所望のパターンを持った可溶
性金属被覆を基体上に形成させる作用を持つ。
割を担い、フォトマスクの影になった部分には可溶性金
属被覆を析出させず、影にならない部分だけ可溶性金属
被覆を析出させることで、所望のパターンを持った可溶
性金属被覆を基体上に形成させる作用を持つ。
【００１６】また、パターン形成をもくろむ薄膜形成
後、可溶性金属皮膜はエッチング液によって溶解させる
ことによって形を失い、その上に形成されていたパター
ン形成をもくろむ薄膜を剥離させる作用がある。このよ
うな作用を経てパターンを形成した薄膜材料を得ること
ができる。
後、可溶性金属皮膜はエッチング液によって溶解させる
ことによって形を失い、その上に形成されていたパター
ン形成をもくろむ薄膜を剥離させる作用がある。このよ
うな作用を経てパターンを形成した薄膜材料を得ること
ができる。
【００１７】
【実施例】実施例１
図１は、実施例のプロセスの概念図である。表面に光触
媒性を有する基体としてアナターゼ構造２酸化チタンを
用い、リフトオフに用いる可溶性金属膜材料として銀
を、金属イオン溶液として硝酸銀水溶液を、金属溶解液
として硝酸を用いた。
媒性を有する基体としてアナターゼ構造２酸化チタンを
用い、リフトオフに用いる可溶性金属膜材料として銀
を、金属イオン溶液として硝酸銀水溶液を、金属溶解液
として硝酸を用いた。
【００１８】まず、光触媒性表面９として２酸化チタン
極薄膜を石英ガラス基体１上に形成して光触媒性を付与
させた（図１（ａ））。
極薄膜を石英ガラス基体１上に形成して光触媒性を付与
させた（図１（ａ））。
【００１９】基体１の表面への光触媒性付与の後、基体
１を可溶性金属のイオンを含む溶媒１１（この場合は、
硝酸銀水溶液(0.1モル／リットル）中に設置し、フォト
マスク４を通して光線５（この場合、200 ワットのキセ
ノンランプからの紫外光線）を照射した。すると、紫外
光線による２酸化チタンの光触媒効果によって金属イオ
ンが還元され、紫外線が照射されている基体表面領域上
に可溶性金属被覆１０（この場合、銀の薄膜）が形成さ
れた（図１（ｂ））。
１を可溶性金属のイオンを含む溶媒１１（この場合は、
硝酸銀水溶液(0.1モル／リットル）中に設置し、フォト
マスク４を通して光線５（この場合、200 ワットのキセ
ノンランプからの紫外光線）を照射した。すると、紫外
光線による２酸化チタンの光触媒効果によって金属イオ
ンが還元され、紫外線が照射されている基体表面領域上
に可溶性金属被覆１０（この場合、銀の薄膜）が形成さ
れた（図１（ｂ））。
【００２０】洗浄した後、この可溶性金属被覆１０上に
パターン形成をもくろむ薄膜７（この場合、２酸化ルテ
ニウムの薄膜）を直流反応性マグネトロンスパッタリン
グ法で形成した、図１（ｃ））。
パターン形成をもくろむ薄膜７（この場合、２酸化ルテ
ニウムの薄膜）を直流反応性マグネトロンスパッタリン
グ法で形成した、図１（ｃ））。
【００２１】薄膜７を形成後、基体１を可溶性金属被覆
エッチング液１２（この場合は、１Ｎ硝酸）に、攪拌を
行いながら浸した（図１（ｄ））。これにより可溶性金
属被覆１０は溶解し、その際に、その上部に形成されて
いたパターニングをもくろむ薄膜７を一緒に除去するこ
とで薄膜７へのパターン形成が完了した（図１
（ｅ））。
エッチング液１２（この場合は、１Ｎ硝酸）に、攪拌を
行いながら浸した（図１（ｄ））。これにより可溶性金
属被覆１０は溶解し、その際に、その上部に形成されて
いたパターニングをもくろむ薄膜７を一緒に除去するこ
とで薄膜７へのパターン形成が完了した（図１
（ｅ））。
【００２２】
【発明の効果】上記のように、本発明の方法を適用する
ことにより従来技術に比べて全体で少なくとも合計３工
程の省略が可能になり、省力化、低コスト化に大きく寄
与し、かつ、工程省略により各工程の歩留まりの掛算と
なる全工程の歩留まりも飛躍的な向上をはかることがで
きる。
ことにより従来技術に比べて全体で少なくとも合計３工
程の省略が可能になり、省力化、低コスト化に大きく寄
与し、かつ、工程省略により各工程の歩留まりの掛算と
なる全工程の歩留まりも飛躍的な向上をはかることがで
きる。
【００２３】これまで、ドライエッチングプロセスに頼
らざるを得なかった難溶解性薄膜、例えば、強誘電性酸
化物薄膜等のエッチングに関してもリフトオフ法を適用
する道を開いた。
らざるを得なかった難溶解性薄膜、例えば、強誘電性酸
化物薄膜等のエッチングに関してもリフトオフ法を適用
する道を開いた。
【００２４】また、光触媒還元による金属の析出は極め
て多様な金属イオンに対して適用が可能であるため、プ
ロセス毎に最適な被覆材料を選択する幅も非常に大きく
なる。また、有機物レジストと異なり、可溶性金属被覆
エッチング液は適切な処理を施せば可溶性金属のイオン
を含む溶媒として再利用が可能であり、資源のリサイク
ル化とレジスト材料のゼロエミッションを達成できる可
能性が有る。
て多様な金属イオンに対して適用が可能であるため、プ
ロセス毎に最適な被覆材料を選択する幅も非常に大きく
なる。また、有機物レジストと異なり、可溶性金属被覆
エッチング液は適切な処理を施せば可溶性金属のイオン
を含む溶媒として再利用が可能であり、資源のリサイク
ル化とレジスト材料のゼロエミッションを達成できる可
能性が有る。
【図１】図１は、本発明の実施例のパターン形成プロセ
スの概念図である。
スの概念図である。
【図２】図２は、従来の技術であるレジストを用いたリ
フトオフ法による薄膜へのパターン形成プロセスの概念
図である。
フトオフ法による薄膜へのパターン形成プロセスの概念
図である。
１：基体
２：フォトレジスト
３：ヒーター
４：フォトマスク
５：光線
６：レジスト現像液
７：薄膜
８：レジスト剥離液
９：光触媒性表面
１０：可溶性金属被覆
１１：可溶性金属のイオンを含む溶媒
１２：可溶性金属被覆エッチング液
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ
Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｈ０１Ｌ 21/306 Ｎ
21/3205 21/88 Ｇ
(72)発明者 三橋 武文
茨城県つくば市並木１丁目１番文部科学
省無機材質研究所内
(56)参考文献 特開2000−269125（ＪＰ，Ａ)
特開 平６−53135（ＪＰ，Ａ)
特開 昭55−79443（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
H01L 21/027
C23C 18/14
G02F 1/1343
G03F 7/004 521
G03F 7/26 513
H01L 21/306
H01L 21/2105
Claims (5)
- 【請求項１】 光触媒効果を用いて表面に光触媒性を持
つ基体、あるいは光触媒性を付与した基体上に可溶性金
属膜をパターン形成し、この上にパターン形成をもくろ
む薄膜を形成した後、可溶性金属膜とその上部に形成さ
れていたパタ−ニングをもくろむ薄膜を一緒に溶解除去
することによりリフトオフパターン形成を行うことを特
徴とする薄膜のパターン形成方法。 - 【請求項２】 チタンの酸化物を含む化合物の光触媒効
果を用いることを特徴とする請求項１記載の薄膜のパタ
ーン形成方法。 - 【請求項３】 基体を可溶性金属のイオンを含む溶媒中
に浸してフォトマスクの後方から光線を基体に照射し、
溶媒中の可溶性金属イオンを還元する光触媒効果を用い
て基体表面上に可溶性金属膜をパターン形成することを
特徴とする請求項１記載の薄膜のパターン形成方法。 - 【請求項４】 可溶性金属膜が銀または銅であることを
特徴とする請求項１記載の薄膜のパターン形成方法。 - 【請求項５】 パタ−ニングをもくろむ薄膜が２酸化ル
テニウムであることを特徴とする請求項１記載の薄膜の
パターン形成方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001089084A JP3463246B2 (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 光触媒効果を利用したリフトオフ法によるパターン形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001089084A JP3463246B2 (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 光触媒効果を利用したリフトオフ法によるパターン形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002289499A JP2002289499A (ja) | 2002-10-04 |
| JP3463246B2 true JP3463246B2 (ja) | 2003-11-05 |
Family
ID=18944070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001089084A Expired - Lifetime JP3463246B2 (ja) | 2001-03-27 | 2001-03-27 | 光触媒効果を利用したリフトオフ法によるパターン形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3463246B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4245329B2 (ja) * | 2002-10-31 | 2009-03-25 | 大日本印刷株式会社 | 機能性素子の製造方法 |
| JP4524370B2 (ja) * | 2003-04-25 | 2010-08-18 | 独立行政法人情報通信研究機構 | 分子結合方法及び分子結合装置 |
| KR100959751B1 (ko) * | 2003-05-13 | 2010-05-25 | 삼성전자주식회사 | 금속패턴 형성 방법 및 이를 이용한 전자파 차폐 필터 |
| US7504199B2 (en) | 2003-12-16 | 2009-03-17 | Samsung Electronics Co., Ltd. | Method of forming metal pattern having low resistivity |
| US7655566B2 (en) * | 2005-07-27 | 2010-02-02 | Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. | Method for manufacturing semiconductor device |
| JP4826742B2 (ja) * | 2006-01-05 | 2011-11-30 | 旭硝子株式会社 | 薄膜デバイスの成膜方法 |
-
2001
- 2001-03-27 JP JP2001089084A patent/JP3463246B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2002289499A (ja) | 2002-10-04 |
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