JP4258532B2 - 薄膜デバイス基板とその製造方法 - Google Patents

Description

この発明は、薄膜パターンが表面に形成されたデバイス基板とその製造方法に関する。

薄膜トランジスタやフォトセンサ等のデバイスが組み込まれた回路基板において基板表面に導電膜等の薄膜パターンを形成する場合、通常は、破損され易い薄膜パターンを支えるための下地層を形成する。

例えば、特許文献１に示される指紋認証デバイスにおいては、フォトセンサを構成するトランジスタと表面の静電気除去電極との間に、絶縁保護膜が介設されている。この絶縁保護膜は、薄膜パターンの静電気除去電極を支持する下地層となっている。
特開２００３−９１５１０号公報

上述した指紋認証デバイスにおける静電気除去電極膜の膜厚は数百Åから数千Å程度と薄く、このような静電気除去電極膜を膜厚が数μｍから数十μｍと厚い絶縁保護膜が設けられた複数のエリアにわたり被設する場合、数μｍから数十μｍの絶縁保護膜の膜厚分の段差に追従させて薄い静電気除去電極膜を被着させる構造となる。このような薄膜被着構造においては、薄膜が段差に追従できずに被着されていない所謂「段切れ」部が発生し易い。

また、静電気除去電極膜をフォトリソグラフィーにより所定のパターンにパターニングするためにフォトレジストを被着する場合、フォトレジストを上記段差に追従させて被着することが難しく、フォトレジストの欠落に起因するパターニング不良が発生しやすい。

さらに、下地層の絶縁保護膜にピンホール等の欠陥が発生した場合、静電気除去電極膜と回路基板上の配線間がショートし、デバイスとしての歩留まりや信頼性が低下するという問題が生じる。

本発明の目的は、薄膜パターン不良や下地層の欠陥の発生が少なく、歩留まり及び信頼性の高い薄膜デバイス基板とその製造方法を提供することである。

本発明の薄膜デバイス基板は、デバイス素子が設置された回路基板上に下地層を介して薄膜パターンが形成されてなる薄膜デバイス基板であって、前記下地層が感光性樹脂材料からなるフィルムを順次ラミネートして形成された複数のフィルム層の積層体からなり、前記下地層の端面が積層された層数と同数の段差を備えていることを特徴とするものである。

また、本発明の薄膜デバイス基板の製造方法は、デバイス素子が設置された回路基板上に、複数のフィルム層が積層された下地層を介して薄膜パターンが形成されてなる薄膜デバイス基板の製造方法であって、ベースシートが付設された感光性樹脂からなる複数のドライフィルムシートを準備し、前記回路基板表面に１枚目の前記ドライフィルムシートを圧着した後、所定形状の開口を備えた第１遮光マスクを用いてフォトリソグラフィーにより所定のパターンの第１ドライフィルム層を形成し、所定のパターンに形成された前記第１ドライフィルム層を覆って２枚目のドライフィルムシートを圧着してラミネートした後、前記第１遮光マスクの開口とは異なる大きさの開口を備える第２遮光マスクを用いて前記２枚目のドライフィルムシートをフォトリソグラフィーにより所定の形状にパターニングして第２ドライフィルム層を形成し、この後、所定のパターンに形成された前記第２ドライフィルム層を覆って３枚目のドライフィルムシートを圧着してラミネートした後、前記第２遮光マスクの開口とは異なる大きさの開口を備える第３遮光マスクを用いて前記３枚目のドライフィルムシートをフォトリソグラフィーにより所定の形状にパターニングして第３ドライフィルム層を形成し、前記第１ドライフィルム層、第２ドライフィルム層、及び第３ドライフィルム層とにより形成さる前記下地層の形成エリアからその外部エリアにわたり前記薄膜パターンを被着形成することを特徴とするものである。
さらに、本発明の薄膜デバイス基板の製造方法は、デバイス素子が設置された回路基板上に複数の絶縁フィルムが積層された下地層を介して薄膜パターンが形成されてなる薄膜デバイス基板の製造方法であって、ベースシートが付設された感光性樹脂からなる複数のドライフィルムシートを準備し、少なくとも、前記回路基板表面に１枚目のドライフィルムシートを圧着した後、所定形状の開口を備えた第１遮光マスクを用いてフォトリソグラフィーにより所定の形状にパターニングされた第１ドライフィルム層を形成する工程と、所定のパターンに形成された前記第１ドライフィルム層を覆って２枚目のドライフィルムシートを圧着してラミネートした後、前記第１遮光マスクの開口とは異なる大きさの開口を備える第２遮光マスクを用いてフォトリソグラフィーにより所定の形状にパターニングされた第２ドライフィルム層を形成する工程とにより、少なくとも２つのドライフィルム層が積層された下地層を形成し、前記下地層の形成エリアからその外部エリアにわたり前記薄膜パターンを被着形成することを特徴とするものである。

本発明の薄膜デバイス基板によれば、薄膜パターンが被設される下地層を感光性樹脂材料からなるフィルムを順次ラミネートして形成された複数のフィルム層の積層体とし、下地層の端面を積層する層と同数の段差を備える階段状としたから、個々の段差が小さくなって薄膜を被着させ易くなり、段差における薄膜の欠落つまり「段切れ」の発生が抑制される。また、下地層が複層化することによって、下地層を貫通するピンホール等の欠陥の発生も確実に回避される。その結果、薄膜がつねに正確にパターニングされ、歩留まりが高く信頼性に優れた薄膜デバイス基板が得られる。

また、本発明の薄膜デバイス基板の製造方法によれば、ベースシートが付設された感光性樹脂からなる複数のドライフィルムシートの圧着と、所定形状の開口を備えた遮光マスクを用いたパターンニングを、それぞれ遮光マスクの開口を異ならせて繰り返すことによって積層体構造の下地層を形成するから、端面が階段状をなす下地層を容易に形成でき、その結果、下地層の形成エリアからその外部エリアにわたり、薄膜を常に「段切れ」等の欠陥を生じさせることなく略均一に被着させて正確にパターニングすることができ、歩留まりが高く信頼性に優れた薄膜デバイス基板を下地層を積層体とすることによる工数の増加を最小限に抑えて製造することができる。

本発明の薄膜デバイス基板においては、下地層を構成する複数のフィルム層が、それぞれ、同じ感光性樹脂材料からなる同じ厚さのドライフィルムを用い、外形の大きさが積層順に順次異なる形状にて形成されていることが好ましく、これにより、複数のフィルム層が隙間なく積層されると共に下地層の端面に形成される段差の大きさが均一化され、より歩留まりが高く信頼性に優れた薄膜デバイス基板が容易且つ確実に得られる。

また、本発明の薄膜デバイス基板は、回路基板上に配設された複数のフォトセンサと、これらフォトセンサを被覆する透明絶縁膜と、前記透明絶縁膜上に実質的に透明な複数のドライフィルムを積層して形成された下地層と、前記下地層上に所定のパターンに配設された透明導電膜からなる静電保護膜とを備え、前記静電保護膜が配設されたデバイス表面に接触させた被験者の指の指紋を撮像する指紋認証デバイスに、適用されることが好ましく、これにより、歩留まりが高く信頼性に優れた指紋認証デバイスが低コストで得られる。

本発明の薄膜デバイス基板の製造方法においては、前記複数枚のドライフィルムシートはネガタイプの感光性樹脂フィルムからなり、これら複数枚のドライフィルムシートに対応させて使用する各遮光マスクの開口は、ラミネート順序が後順のドライフィルムシートに対応する遮光マスクほど、縮小された形状に設定されていることが好ましく、これにより、階段状に形成される下地層端面における段差のエッジがフォトリソグラフィープロセスにおいて自ずと面取りされ、より歩留まりが高く信頼性に優れた薄膜デバイス基板を工数を増加させることなく容易に製造できる。

（第１実施形態）
図１は本発明の第１実施形態としての指紋認証デバイスを部分的に拡大して示した模式的断面図で、図２（ａ）〜（ｄ）乃至図４（ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、その指紋認証デバイスの製造工程を示した段階別説明図である。

本実施形態の指紋認証デバイスは、図１に示されるように構成されている。すなわち、図示しない電極配線が配設されたガラス基板１上に複数個のフォトセンサ２が所定の配置で設置され、これらフォトセンサ２を覆って絶縁膜３が一様に被着され、この絶縁膜３の表面には３層のドライフィルム層４ａ、４ｂ、４ｃを積層して形成された下地層４がフォトセンサ２の配置エリアに対応させて所定のパターンに配設され、そして、この３層構造をなす下地層４の配設エリアからその外部エリアにわたり、静電保護用透明電極５が所定のパターンにパターニングされて被設されている。

絶縁膜３は、窒化珪素（ＳiＮ）からなり、例えばＣＶＤ（chemical vapor deposition）法によりフォトセンサ２を覆ってガラス基板１表面に一様に被着形成されている。この絶縁膜３は回路基板１の電極配線間やこれと静電保護用透明電極５間等のショートを防止するために設けられている。

下地層４は、静電保護用透明電極５を支持する下地としてだけでなく、フォトセンサ２の配設エリアの補強や劣化防止のための保護層として設けられている。この下地層４を構成する３層のドライフィルム層４ａ、４ｂ、４ｃは、同じ感光性樹脂材料を用いて同じ厚さｔに形成されている。本実施形態で用いる感光性樹脂材料は、透明性に優れたアクリル樹脂をベースポリマとし、これに重合性モノマ、光重合開始剤等の添加剤を混合して調製され、光を照射した部分を硬化させて残すネガタイプのものである。

３層に積層される３枚のドライフィルム層４ａ、４ｂ、４ｃのうちの１層目の第１ドライフィルム層４ａは、絶縁膜３の表面に所定のパターンに形成されて設置され、この第１ドライフィルム層４ａ上に、少なくともその表面と端面を切れ目無く覆って２層目の第２ドライフィルム層４ｂが密着積層されている。この第２ドライフィルム層４ｂの第１ドライフィルム層４ａの端面を覆う端部４１ｂは、第１ドライフィルム層４ａの端面に沿った立上り部４１１ｂと絶縁膜３の表面に沿わせて寸法Ｌだけ延出させた延出部４１２ｂとからなり、その延出寸法Ｌは、ドライフィルムの厚さｔよりも大きい適長寸法に設定されている。

そして同様に、その第２ドライフィルム層４ｂの表面と端面を切れ目無く覆って、３層目の第３ドライフィルム３ｃが密着積層されている。この第３ドライフィルムの第２ドライフィルム端部４１ｂを覆う端部４１ｃは、ドライフィルムの積層枚数に対応して形成されるそれと同数の３個の段差を備えた階段状に形成されている。ここで、形成される各段差の大きさは対応するドライフィルムの厚さに略等しく、本実施形態では３枚のドライフィルム層４ａ、４ｂ、４ｃは同じ厚さｔに形成されているから、各段差の大きさｇも、各ドライフィルム層４ａ〜４ｃの厚さｔに略等しい。

回路基板１上の第３ドライフィルム層４ｃの被設エリアつまり下地層４の配設エリアからその外部エリアにわたり、静電保護用透明電極５が配設されている。この静電保護用透明電極５は、指紋を撮像するために下地層４上の指紋採取エリアに載置された指に帯電している静電気を除去するために設けられている。

ここで、静電保護用透明電極５は、ＩＴＯ（indium tin oxide）等の透明導電材料からなる厚さが数百Åから数千Å程度の薄膜をフォトリソグラフィーによりパターニングして形成されている。このような極めて薄い膜を、厚さが数μｍから数十μｍ程度と相対的に約１０倍以上厚い下地層４に被着させる場合、その段差となる端面に追従させて薄い透明導電膜を一様に被着させることは極めて困難である。しかし、本実施形態においては、上述したように、下地層４の端面を大きさが共にｇの３個の等しい段差からなる階段状に形成してあるから、薄い透明導電膜であっても大きさが１／３に小さくなった個々の段差に「段切れ」を発生させることなく追従させて一様に容易に被着させることができる。

また、一様に被着された透明導電膜をフォトリソグラフィーによりパターニングして静電保護用透明電極５とする際には、透明導電膜上にフォトレジストを被着させるが、この透明導電膜表面の段差も、第３ドライフィルム層４ｃ表面に形成されていた階段状段差と略同じ段差であるから、容易にフォトレジストを各段差に追従させて一様に被着させることができる。その結果、「段切れ」やパターニング不良を発生させず正確なパターンに形成された良質な静電保護用透明電極５が確実且つ容易に得られる。

なお、因みに、本実施形態の指紋認証デバイスを構成する上記各部材の厚さは、ガラス基板１が０．５ｍｍ、絶縁膜３が約１μｍ、下地層４を構成する３枚のドライフィルム層４ａ、４ｂ、４ｃはそれぞれ３μｍ程度で下地層４全体で約１０μｍ、静電保護用透明電極５は０．１から０．２μｍに、それぞれ設定されている。

また、指紋を撮像する際は、下地膜４上の指紋採取エリアに被験者の指先の指紋が形成されている腹部を接触させて載置し、その腹部に対向する正面側（ガラス基板１側）又は側面側或いは背面側から光を照射し、正面側からの場合はガラス基板１を透過して入射し指紋に反射した光を、背面側からの場合は指先を透過した光を、それぞれフォトセンサにより検知して指紋画像を採取する。

次に、本実施形態の指紋認証デバイスの製造方法における下地層形成工程について、図２（ａ）〜（ｄ）乃至図４（ａ）〜（ｄ）に基づき説明する。

まず、図２（ａ）に示すように、ガラス基板１上にフォトセンサ２を覆って一様に被設された絶縁膜３の平坦な表面に、前述したネガタイプの感光性樹脂材料からなる第１ドライフィルムシート４Ａを隙間無く被着する。この際、付設されている透明のベースシート６を介して熱圧着ツール（不図示）を圧接させ、第１ドライフィルムシート４Ａを１００〜１２０℃程度に加熱しつつ絶縁膜３の表面に隙間無く圧着する。

次いで、第１ドライフィルムシート４Ａに対する露光を行う。この露光工程においては、図２（ｂ）に示すように、ベースシート６を付設したままの第１ドライフィルムシート４Ａ上に第１遮光マスク７ａを介して光（白抜き矢印で示す）を照射する。この露光工程で使用する第１遮光マスク７ａの開口７１ａは、ドライフィルムの材料としてネガタイプの感光性樹脂材料を用いているから、下地層４を構成する第１ドライフィルム層４ａ（図１参照）の配設エリアに対応させて穿設されている。

この後、図２（ｃ）に示すように、第１ドライフィルムシート４Ａからベースシート６を除去し、露光された第１ドライフィルムシート４Ａの表面に矢印で示されるように現像液を略均等に散布し、現像を実施する。これにより、図２（ｄ）に示すように、第１ドライフィルムシート４Ａのうちの露光工程で光が照射されなかったエリアの感光性材料が溶解除去され、光が照射された部分が第１ドライフィルム層４ａとして残存する。

次に、上述のようにして形成された第１ドライフィルム層４ａに第２ドライフィルム層４ｂ（図１参照）を積層形成するため、まず、図３（ａ）に示すように、片面に透明ベースシート６が被着された第２ドライフィルムシート４Ｂを、ベースシート被着面を表にして第１ドライフィルム層４ａとガラス基板１表面とを隙間無く覆った状態にラミネートする。この際、前述した第１ドライフィルムシート４Ａの被着過程と同様に熱圧着ツールを圧接させて１２０℃程度に加熱しつつ加圧し、第２ドライフィルムシート４Ｂを第１ドライフィルム層４ａの端面にも隙間無く追従させてラミネートする。これにより、第１ドライフィルム層４ａの端面に対応してベースシート６の表面に生じる段差の大きさｇを第１ドライフィルム層４ａの層厚ｔに略等しい大きさに抑えることができる。

次いで、図３（ｂ）に示すように、第２遮光マスク７ｂを用いて露光を行う。この第２遮光マスク７ｂに穿設されている開口７１ｂの大きさは、第１ドライフィルム層４ａの面積を全周にわたり距離Ｄ1 だけ均等に拡張した大きさに設定されている。この拡張距離Ｄ1 は、ドライフィルム４の厚さｔの２倍よりも大きい適長寸法に設定されている。

この後は、図３（ｃ）に示すように、第１ドライフィルム層４ａを形成する際と同様に現像を行う。これにより、図３（ｄ）に示すように、端面に大きさが共にｇの２個の段差を備えた第２ドライフィルム層４ｂが積層形成される。すなわち、形成される第２ドライフィルム層４ｂは、その第１ドライフィルム層４ａの端面を覆う端部４１ｂが、厚さｔの第２ドライフィルムシート４Ｂを第１ドライフィルム層４ａの端面に沿わせた立上り部４１１ｂと絶縁膜３の表面に沿わせて寸法Ｌだけ延出させた延出部４１２ｂとからなる。そして、延出部４１２ｂの延出寸法Ｌは、大略、第２遮光マスク７ｂの開口７１ｂの拡張距離Ｄ1 から厚さｔを差し引いた寸法となる。

さらに、上述のようにして積層形成された第２ドライフィルム層４ｂに第３ドライフィルム層４ｃ（図１参照）を積層形成するため、まず同様に、図４（ａ）に示すように、片面に透明ベースシート６が被着された第３ドライフィルムシート４Ｃを、ベースシート被着面を表にして第２ドライフィルム層４ｂとガラス基板１表面とを隙間無く覆った状態にラミネートする。

次に、図４（ｂ）に示すように、第３遮光マスク７ｃを用いて露光を行う。この第３遮光マスク７ｃに穿設されている開口７１ｃの大きさは、第２遮光マスク７ｂの開口７１ｂをその全周にわたり距離Ｄ2 だけ均等に拡張した大きさに設定されている。この拡張距離Ｄ2 は、少なくともドライフィルム４の厚さｔよりも大きい寸法に設定されておればよいが、第２遮光マスク７ｂについての拡張距離Ｄ1 と同様にドライフィルム４の厚さｔの２倍よりも大きい寸法が好ましい。

次いで、図４（ｃ）に示すように、これまでの第１、第２ドライフィルムシート４Ａ、４Ｂに対する現像工程と同様に現像を行う。これにより、図４（ｄ）に示すように、端面に大きさが共にｇ（＝ドライフィルムの厚さｔ）の３個の段差を備えた第３ドライフィルム層４ｃが積層形成される。

この後、積層された３層の第１〜第３ドライフィルム４ａ、４ｂ、４ｃを２３０〜２４０℃で一括焼成して硬化させ、最上層の第３ドライフィルム４ｃの階段状端面を含む全露出表面つまり下地層４の全露出表面を含むガラス基板１上に、ＩＴＯからなる透明導電膜を２００〜２１０℃の環境下でスパッタリングにより一様に被着する。そして、一様に被着されたＩＴＯ薄膜をフォトリソグラフィーにより所定のパターンにパターニングすることにより、図１に示される静電保護用透明電極５が表面に配設された指紋認証デバイスが得られる。

以上のように、本実施形態の指紋認証デバイスは、静電保護用透明電極５を支持する下地層４を厚さが等しい３層のドライフィルム積層体に構成し、その端面を段差の数がドライフィルム層４ａ〜４ｃの積層数と同数の３段で各段差の大きさｇがドライフィルム層４ａ〜４ｃの厚さｔと同じ大きさの階段状に形成したから、個々の段差の大きさｇが下地層４の厚さの１／３程度に小さくなり、静電保護用透明電極５を形成するためのＩＴＯ薄膜を個々の段差に追従させて一様に被着することができる。また、そのＩＴＯ薄膜をパターニングするためのフォトレジスト層も個々の段差に追従させて一様に被着することができる。これにより、ＩＴＯ薄膜が段差に追従できずに欠落した「段切れ」やフォトレジスト層の欠落によるパターニング不良の無い良質な静電保護用透明電極５が確実に得られる。

さらに、下地層４を３層のドライフィルム積層体に構成することにより、下地層４の全層厚にわたり貫通するピンホールの発生が有効に防止され、静電保護用透明電極５とガラス基板１上の配線等とのショートによるフォトセンサ２やドライバ素子（不図示）等の損傷が確実に回避される。

また、本実施形態の指紋認証デバイスの製造方法は、複数枚のドライフィルムシートを順次ラミネートして同様のフォトリソグラフィーを繰り返し実施するプロセスからなるから、端面が複数の段差を備えた階段状をなす積層体構造の下地層４を、積層体とすることによる工数の増加を最小限に抑えて製造することができる。

その結果、本実施形態の指紋認証デバイスとその製造方法によれば、静電保護用透明電極５の「段切れ」やパターニング不良及び下地層４におけるピンホール等の欠陥の発生が確実に防止され、良質な静電保護用透明電極５が正確にパターニングされて歩留まりが高く信頼性に優れた指紋認証デバイスを所期のコストで製造することが可能となる。

（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態としての指紋認証デバイスとその製造方法について、図５及び図６（ａ）〜（ｄ）乃至図８（ａ）〜（ｄ）に基づき説明する。なお、上記実施形態と同一の構成要素については同一の符号を付して、その説明を省略する。

本実施形態の指紋認証デバイスは、図５に示されるように、図示しない電極配線が配設されたガラス基板１上に複数個のフォトセンサ２が所定の配置で設置され、これらフォトセンサ２を覆って絶縁膜３が一様に被着され、この絶縁膜３の表面には３枚のドライフィルム層８ａ、８ｂ、８ｃを積層して３層構造に形成された下地層８がフォトセンサ２の配置エリアに対応させて所定のパターンに配設され、そして、下地層８の配設エリアからその外部エリアにわたり、所定のパターンの静電保護用透明電極５が被設されて構成されている。すなわち、上記第１実施形態とは、下地層８の積層構造が異なるだけで、その他の構成は略同じである。

下地層８は、図５に示されるように、アクリル樹脂をベースポリマとした上記実施形態と同じネガタイプの感光性樹脂材料からなる３層のドライフィルム層８ａ、８ｂ、８ｃを、順次階段状に積層して形成されている。３層に積層されるドライフィルム層８ａ、８ｂ、８ｃのうちの１層目の第１ドライフィルム層８ａは、絶縁膜３の表面に所定のパターンに形成されて設置され、この第１ドライフィルム層８ａの周端部８１ａを除いた表面に２層目の第２ドライフィルム層８ｂが密着させて積層され、更にこの第２ドライフィルム層８ｂの周端部８１ｂを除いた表面に３層目の第３ドライフィルム層８ｃが同様に密着させて積層されている。このように構成された下地層８の端面も、第１実施形態と同様に、大きさｇが各ドライフィルム層８ａ、８ｂ、８ｃの厚さｔに等しい３個の段差を備えた階段状をなしている。

ここで、１層目の第１ドライフィルム層８ａと２層目の第２ドライフィルム層８ｂの各エッジ部が面取りされている。静電保護用透明電極５における「段切れ」やパターニング不良は下地が角張ったエッジ部で発生し易く、したがって、第１、第２ドライフィルム層８ａ、８ｂの各エッジ部を面取りすることにより、下地層８の設置エリアからその外部エリアにわたり被設される静電保護用透明電極５の「段切れ」やパターニング不良の発生が有効に防止される。なお、第１ドライフィルム層８ａに形成される面取り部８２ａは、製造方法上の理由で、第２ドライフィルム層８ｂに形成される面取り部８２ｂよりも大面積に形成される。

次に、本実施形態の指紋認証デバイスの製造方法における下地層形成工程について、図６（ａ）〜（ｄ）乃至図８（ａ）〜（ｄ）に基づき説明する。

まず、図６（ａ）に示すように、フォトセンサ２を覆ってガラス基板１上に一様に被着形成された絶縁膜３の平坦な表面に、前述したネガタイプの感光性樹脂材料からなる第１ドライフィルムシート８Ａを、前述した実施形態の場合と同様に熱圧着ツール（不図示）によりベースシート６を介して１００〜１２０℃程度に加熱しつつ絶縁膜３の表面に隙間無く圧着する。

次いで、第１ドライフィルムシート８Ａに対する露光を実施する。図６（ｂ）に示すように、ベースシート６を付設したまま第１ドライフィルムシート８Ａ上に第１遮光マスク９ａを介して光（白抜き矢印で示す）を照射する。この露光工程で使用する第１遮光マスク９ａの開口９１ａは、ドライフィルムの材料としてネガタイプの感光性樹脂材料を用いているから、下地層８を構成する第１ドライフィルム層８ａ（図５参照）の配設エリアに対応させて穿設されている。

この後、第１ドライフィルムシート８Ａからベースシート６を除去し、図６（ｃ）に示すように、露光された第１ドライフィルムシート８Ａの表面に矢印で示されるように現像液を略均等に散布し、現像を実施する。これにより、図６（ｄ）に示すように、第１ドライフィルムシート８Ａのうちの露光工程で光が照射されなかったエリアの感光性材料が溶解除去され、光が照射された部分が第１ドライフィルム層８ａとして残存する。

次に、上述のようにして形成された第１ドライフィルム層８ａに第２ドライフィルム層８ｂ（図１参照）を積層形成するため、まず、図７（ａ）に示すように、片面に透明ベースシート６が被着された第２ドライフィルムシート８Ｂを、ベースシート被着面を表にして第１ドライフィルム層８ａとガラス基板１表面とを隙間無く覆った状態にラミネートする。この際、前述した第１ドライフィルムシート８Ａの被着過程と同様に熱圧着ツールを圧接させて１２０℃程度に加熱しつつ加圧し、第２ドライフィルムシート８Ｂを第１ドライフィルム層８ａの端面にも隙間無く追従させてラミネートする。これにより、第１ドライフィルム層８ａの端面に対応してベースシート６の表面に生じる段差の大きさｇを第１ドライフィルム層８ａの層厚ｔに略等しい大きさに抑えることができる。

次いで、図７（ｂ）に示すように、第２遮光マスク９ｂを用いて露光を行う。この第２遮光マスク９ｂに穿設されている開口９１ｂの大きさは、第１ドライフィルム層８ａの設置エリアを全周にわたり適長距離Ｄ3 だけ均等に短縮した大きさに設定されている。

この後は、図７（ｃ）に示すように、第１ドライフィルム層８ａを形成したときと同様に現像を行う。これにより、図７（ｄ）に示すように、端面が下層の第１ドライフィルム層８ａの端面よりも上記第２遮光マスク９ｂの開口９１ｂについての短縮距離Ｄ3 だけ内側（中央部側）に後退した第２ドライフィルム層８ｂが第１ドライフィルム層８ａ上に積層形成される。すなわち、平坦な第１ドライフィルム層８ａ上に、面積がその全周にわたり上記短縮距離Ｄ3 分だけ縮小された平坦な第２ドライフィルム層８ｂが積層される。

この現像工程において、第１ドライフィルム層８ａの第２ドライフィルム層８ｂが積層されない端部（上記短縮距離Ｄ3 に対応する端部）が現像液に晒されることによりそのエッジ部が面取りされ、傾斜面の面取り部８２ａが形成される。

さらに、上述のようにして積層形成された第２ドライフィルム層８ｂに第３ドライフィルム層８ｃ（図１参照）を積層形成するため、図８（ａ）に示すように、片面に透明ベースシート６が被着された第３ドライフィルムシート８Ｃを、ベースシート被着面を表にして第２ドライフィルム層８ｂと第１ドライフィルム８ａの端部及びガラス基板１表面にわたり隙間無く覆った状態にラミネートする。

次に、図８（ｂ）に示すように、第３遮光マスク９ｃを用いて露光を行う。この第３遮光マスク９ｃに穿設されている開口９１ｃの大きさは、第２遮光マスク９ｂの開口９１ｂをその全周にわたり適長距離Ｄ4 だけ均等に短縮した大きさに設定されている。この短縮距離Ｄ4 は、第２遮光マスク７９ｂについての短縮距離Ｄ3 と同様にドライフィルム８の厚さｔよりも大きく設定することが好ましい。

次いで、図８（ｃ）に示すように、これまでの第１、第２ドライフィルムシート８Ａ、８Ｂに対する現像工程と同様に現像を行う。これにより、図８（ｄ）に示すように、端面が下層の第２ドライフィルム層８ｂの端面よりも上記第３遮光マスク９ｃの開口９１ｃにおける短縮距離Ｄ4 だけ内側に後退した第３ドライフィルム層８ｃが第２ドライフィルム層８ｂ上に積層形成される。すなわち、平坦な第１ドライフィルム層８ａ上に、面積が全周にわたり短縮距離Ｄ3 分だけ縮小された平坦な第２ドライフィルム層８ｂと、これよりも面積が全周にわたり短縮距離Ｄ4 分だけ縮小された第３ドライフィルム層８ｃが順次積層されている。

この現像工程においては、第１ドライフィルム層８ａの第２ドライフィルム層８ｂが積層されていない端部（上記マスク開口短縮距離Ｄ3 に対応する端部）と、第２ドライフィルム層８ｂの第３ドライフィルム層８ｃが積層されない端部（上記マスク開口短縮距離Ｄ4 に対応する端部）が現像液に晒されることにより、第２ドライフィルム層８ｂのエッジ部が面取りされて傾斜面の面取り部８２ｂが形成され、さらに、第１ドライフィルム８ａに形成されている面取り部８２ａが再び現像液に晒されて大きくなり傾斜面の面積が増加する。

この後、積層された３層の第１〜第３ドライフィルム８ａ、８ｂ、８ｃを２３０〜２４０℃で一括焼成して硬化させ、第３ドライフィルム８ｃの表面と端面、第２ドライフィルム８ｂの露出した端部表面と端面及び第１ドライフィルム８ａの露出した端部表面と端面つまり下地層８の全露出面とこれに続くガラス基板１上にわたり、ＩＴＯからなる透明導電膜を２００〜２１０℃の環境下でスパッタリングにより一様に被着する。そして、一様に被着されたＩＴＯ薄膜をフォトリソグラフィーにより所定のパターンにパターニングすることにより、図５に示される静電保護用透明電極５が所望のパターンで表面に配設された指紋認証デバイスが得られる。

以上のように、本第２実施形態の指紋認証デバイスでは、上記第１実施形態と同様に、表面に配設される静電保護用透明電極５を支持する下地層８を厚さが等しい３層のドライフィルム積層体に構成し、その端面を段差の数が第１乃至第３ドライフィルム層８ａ〜８ｃの積層数と同数の３段で各段差の大きさｇが第１乃至第３ドライフィルム層８ａ〜８ｃの厚さｔと同じ大きさの階段状に形成し、且つ、第１、及び第２のドライフィルム層８ａ、８ｂのエッジ部を面取りして傾斜面としたから、個々の段差の大きさｇが下地層８の厚さの１／３程度に小さくなると共に薄膜を付着させることが難しいエッジ部が減少し、静電保護用透明電極５を形成するためのＩＴＯ薄膜を個々の段差に追従させてより一様且つ容易に被着することができる。また、そのＩＴＯ薄膜をパターニングする際のフォトレジスト層も個々の段差に追従させてより一様且つ容易に被着することができる。これにより、ＩＴＯ薄膜が段差に追従できずに欠落した「段切れ」やフォトレジスト層の欠落によるパターニング不良の無い良質な静電保護用透明電極５がより確実に得られる。

さらに、下地層８を３層のドライフィルム積層体に構成することにより、下地層８の全層厚にわたり貫通するピンホールの発生が有効に防止され、静電保護用透明電極５とガラス基板１上の配線等とのショートが確実に回避される。

また、本実施形態の指紋認証デバイスの製造方法では、複数枚のドライフィルムシートを順次ラミネートし、ドライフィルムシート毎に繰り返し実施するフォトリソグラフィーに用いる各遮光マスクの開口を順次縮小してゆくから、段差のエッジ部が製造工程上で自ずと面取りされ、端面がドライフィルムの積層枚数と同数の段差を備えると共にエッジ部が面取りされた階段状をなす所望の下地層８を、上記第１実施形態の製造方法と略同じ工数で形成することができる。

よって、本実施形態本実施形態の指紋認証デバイスとその製造方法によれば、「段切れ」やパターニング不良の発生がより確実に防止され、良質な静電保護用透明電極５が正確にパターニングされて歩留まり及び信頼性が一層向上した指紋認証デバイスを、上記第１実施形態に比べて工数を増加させることなく所期のコストで製造することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。
例えば、積層体に構成される下地層において積層される層数は、上述した第１、第２実施形態では共に３層としたが、これに限らず、２層でもよく、また、３層以上に積層してもよい。この場合の各層の材料や厚さも、各層共に同じにする必要はなく、薄膜デバイス基板の用途に応じて最適に選定し設定すればよい。

また、本発明の製造方法において用いるドライフィルムの材料としては、ネガタイプの感光性樹脂材料に限らず、ポジタイプの感光性樹脂材料も好適に用いることができる。この場合、第１実施形態のように下地層の積層構造が上層が下層を被覆する構造であっても、第２実施形態のように下地層端面のエッジ部が現像作用によって自ずと面取りされたより好適な下地層を形成することができる。

加えて、本発明は、指紋認証デバイス回路基板に限らず、薄膜パターンが回路基板の表面に形成される種々のデバイス基板に広く適用できることは勿論である。

本発明の第１実施形態としての指紋認証デバイスを部分的に拡大して示した模式的断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、上記第１実施形態としての指紋認証デバイスの製造方法における下地層の１層目を積層するプロセスを示した各段階毎の説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、上記第１実施形態としての指紋認証デバイスの製造方法における下地層の２層目を積層するプロセスを示した各段階毎の説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、上記第１実施形態としての指紋認証デバイスの製造方法における下地層の３層目を積層するプロセスを示した各段階毎の説明図である。 本発明の第２実施形態としての指紋認証デバイスを部分的に拡大して示した模式的断面図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、上記第２実施形態としての指紋認証デバイスの製造方法における下地層の１層目を積層するプロセスを示した各段階毎の説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、上記第２実施形態としての指紋認証デバイスの製造方法における下地層の２層目を積層するプロセスを示した各段階毎の説明図である。 （ａ）〜（ｄ）は、それぞれ、上記第２実施形態としての指紋認証デバイスの製造方法における下地層の３層目を積層するプロセスを示した各段階毎の説明図である。

１ ガラス基板
２ フォトセンサ
３ 絶縁膜
４、８ 下地層
４ａ、８ａ 第１ドライフィルム
４ｂ、８ｂ 第２ドライフィルム
４ｃ、８ｃ 第３ドライフィルム
４Ａ、８Ａ 第１ドライフィルムシート
４Ｂ、８Ｂ 第２ドライフィルムシート
４Ｃ、８Ｃ 第３ドライフィルムシート
５ 静電保護用透明電極
６ ベースシート
７ａ、９ａ 第１遮光マスク
７ｂ、９ｂ 第２遮光マスク
７ｃ、９ｃ 第３遮光マスク

Claims (6)

1. デバイス素子が設置された回路基板上に下地層を介して薄膜パターンが形成されてなる薄膜デバイス基板であって、
   前記下地層が感光性樹脂材料からなるフィルムを順次ラミネートして形成された複数のフィルム層の積層体からなり、前記下地層の端面が積層された層数と同数の段差を備えていることを特徴とする薄膜デバイス基板。
2. 前記下地層を構成する複数のフィルム層は、それぞれ、同じ感光性樹脂材料からなる同じ厚さのドライフィルムを用い、外形の大きさが積層順に順次異なる形状に形成されていることを特徴とする請求項１に記載の薄膜デバイス基板。
3. 前記薄膜デバイス基板は、回路基板上に配設された複数のフォトセンサと、これらフォトセンサを被覆する透明絶縁膜と、前記透明絶縁膜上に実質的に透明な複数のドライフィルムを積層して形成された下地層と、前記下地層上に所定のパターンに配設された透明導電膜からなる静電保護膜とを備え、前記静電保護膜が配設されたデバイス表面に接触させた被験者の指の指紋を撮像する指紋認証デバイスであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の薄膜デバイス基板。
4. デバイス素子が設置された回路基板上に、複数のフィルム層が積層された下地層を介して薄膜パターンが形成されてなる薄膜デバイス基板の製造方法であって、
   ベースシートが付設された感光性樹脂からなる複数のドライフィルムシートを準備し、
   前記回路基板表面に１枚目の前記ドライフィルムシートを圧着した後、所定形状の開口を備えた第１遮光マスクを用いてフォトリソグラフィーにより所定のパターンの第１ドライフィルム層を形成し、
   所定のパターンに形成された前記第１ドライフィルム層を覆って２枚目のドライフィルムシートを圧着してラミネートした後、前記第１遮光マスクの開口とは異なる大きさの開口を備える第２遮光マスクを用いて前記２枚目のドライフィルムシートをフォトリソグラフィーにより所定の形状にパターニングして第２ドライフィルム層を形成し、
   この後、所定のパターンに形成された前記第２ドライフィルム層を覆って３枚目のドライフィルムシートを圧着してラミネートした後、前記第２遮光マスクの開口とは異なる大きさの開口を備える第３遮光マスクを用いて前記３枚目のドライフィルムシートをフォトリソグラフィーにより所定の形状にパターニングして第３ドライフィルム層を形成し、
   前記第１ドライフィルム層、第２ドライフィルム層、及び第３ドライフィルム層とにより形成さる前記下地層の形成エリアからその外部エリアにわたり前記薄膜パターンを被着形成することを特徴とする薄膜デバイス基板の製造方法。
5. 前記複数枚のドライフィルムシートはネガタイプの感光性樹脂フィルムからなり、これら複数枚のドライフィルムシートに対応させて使用する各遮光マスクの開口は、ラミネート順序が後順のドライフィルムシートに対応する遮光マスクほど、縮小された形状に設定されていることを特徴とする請求項４に記載の薄膜デバイス基板の製造方法。
6. デバイス素子が設置された回路基板上に複数の絶縁フィルムが積層された下地層を介して薄膜パターンが形成されてなる薄膜デバイス基板の製造方法であって、
   ベースシートが付設された感光性樹脂からなる複数のドライフィルムシートを準備し、
   少なくとも、前記回路基板表面に１枚目のドライフィルムシートを圧着した後、所定形状の開口を備えた第１遮光マスクを用いてフォトリソグラフィーにより所定の形状にパターニングされた第１ドライフィルム層を形成する工程と、所定のパターンに形成された前記第１ドライフィルム層を覆って２枚目のドライフィルムシートを圧着してラミネートした後、前記第１遮光マスクの開口とは異なる大きさの開口を備える第２遮光マスクを用いてフォトリソグラフィーにより所定の形状にパターニングされた第２ドライフィルム層を形成する工程とにより、少なくとも２つのドライフィルム層が積層された下地層を形成し、
   前記下地層の形成エリアからその外部エリアにわたり前記薄膜パターンを被着形成することを特徴とする薄膜デバイス基板の製造方法。

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