JPH04143765A - 微細パターン膜形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の分野及び目的） 本願発明は、液晶デバイス、蛍光表示版デバイス、プラ
ズマデバイス等の発光用電極等に用いる薄膜の微細パタ
ーン形成方法に関するものである。

これまで、液晶デバイス用の電極膜、蛍光表示服用の電
極膜及びプラズマデバイス用の電極膜を形成するには、
所謂写真法によって所望のパターンを有するレジスト層
を形成（ガラス等の基板上に電極の材料となる薄膜の塗
布−該薄膜上にレジストの塗工→別途膜けたフォトマス
クによってパターン露光を行うことによって、レジスト
層による所望のパターンの形成）を行うか又は印刷法に
よって所望のパターンを有するレジスト層を形成（ガラ
スなどの基盤上に電極の材料となる薄膜の塗布−所望の
パターンにレジスト材料をスクリーン印刷、グラビア印
刷、オフセット印刷等によって印刷することによってレ
ジスト層による所望のパターンの形成）した後、該薄膜
をエツチングによって除去し、更にはレジストを剥離す
ることが行われていた。

他方、近年、液晶表示装置等では、様々な大きさのパタ
ーンが要求され１例えば現在では大きさ３００ｍｍＸ　
２１０ｍｍの単位のパターンの開発さえ企画されている
が、この場合には当然パターン間隔は５μ程度の微細な
パターン感覚を有することが要求されている。

即ち、パターンの大型化と同時に、微細な解像度を有す
ることが近年要求されるに至っている。

しかし、これ迄の前記の様なレジストによるパターン形
成工程では、数十μ程度の幅によるパターンの解像は可
能であっても、数ミクロン程度の微細なパターンの解像
は不可能であった。

これは、写真法、印刷法の何れによるも、パターンを形
成したレジスト間の間隔が、せいぜい３０μ程度の物し
か得られなかったことに基づく。

従来のレジストによるパターン形成工程に於けるこの様
な欠点は、無論写真法に於ける露光技術の限界、印刷法
に於ける印刷技術の限界に基づくが、これと同時に、従
来技術に於ては、レジストに於てパターンを形成した後
、直ちにレジストを硬化させ、逆にパターン形成直後レ
ジストが十分硬化する前に於て流動性を有すること自体
を、禁避すべきものと解していたことによる。

本発明は、逆にこの様な禁避すべきとされているレジス
ト材料の流動性に着目して、微細なパターン膜の形成方
法を可能とする点に特徴を有している。

（課題を解決する為の手段） 本発明は、従来のパターン膜形成方法の前記の様な欠点
を克服する為、基板上に薄膜を塗布し、該薄膜上に所望
のパターンを有するレジストを形成し、該レジストの流
動によって、パターン同志の間隔を縮め、その後エツチ
ングによって間隔の縮まったパターン間に於ける薄膜を
除去した後にレジストを剥離することによって成る微細
パターン膜形成方法を採用している。

以下具体的に説明する。

第１図は、以上の様な写真法を用いた場合の微細パター
ン膜の形成工程を示す。

（ａ）基板ｌ上にパターンを形成する膜２の材料を塗布
（例えば液晶デバイスの電極膜を形成する場合には、ガ
ラス板上にＩＴＯ膜を塗布する）、該膜状にフォトレジ
スト３を塗工する。

■フォトマスク４に所望のパターンを形成させ、これに
紫外線等レジストを溶融することが出来る光線を通過さ
せて、フォトレジスト３を露光させてフォトマスクに対
応したパターンを形成させる（フォトレジスト３が感光
分解型の合成樹脂の場合にはフォトマスクの所望のパタ
ーンは、光を遮断し、該パターンの間隔において光を透
過して、フォトレジストを露光させるが、逆にフォトレ
ジストが光硬化型又は光架橋型の樹脂の場合には、フォ
トマスクのパターン部分において光を投下して、該フォ
トレジストを露光させる。尚第１図■では、フォトレジ
スト３が感光分解型の場合を示す。） （Ｃ）現像によって、パターンを構成するフォトレジス
ト　３以外のフォトレジストの材料を除去する。

■パターンを形成したフォトレジスト材料の流動性を利
用して、レジスト材料を前記形成されたパターンの外側
輪郭上に移動させ、パターン同志の間隔を縮小させる。

（ｅ）エツチングによってパターン同志の間にレジスト
が存在しない領域（非レジスト部、スペース部）の塗布
膜を除去する。

■パターンを形成したフォトレジスト３を剥離する。第
２図は、以上の様な印刷法を用いた場合の微細パターン
膜の形成工程を示す。

（ａ）基鈑１上にパターンを形成する薄膜２を塗布する
。

■該薄膜２上に所望のパターンに応じてインキレジスト
　３を印刷する。尚、印刷方法としては、スクリーン印
刷及びこれを技術的に改良したフレクシャー印刷（ステ
ンシルの４つの端部の内スキージの移動する方向と直交
する端部を支持し、当該支持部の一方又は両方を移動自
在とさせ、ステンシルの面方向の張力な略一定とした状
態でスキージの移動に伴ってインクを透過させることに
よる印刷）、グラビア印刷、オフセット印刷等の様々の
印刷方法が使用され得る。

（Ｃ）印刷後、インキレジスト３の流動性を利用して、
レジスト材料を前記形成されたパターンの外側輪郭上に
移動させ、パターン同志の間隔を縮小させる。

■エツチングによって、パターン同志の間にありインキ
レジスト３が存在しない領域の塗布膜２を除去する。

（ｅ）パターンを形成したインキレジスト３を剥離する
。

以上の説明からも明らかな様に、第１図の■の工程、第
２図の０の工程を得ることが、本願発明の特徴である。

この様なレジスト材料の流動性は、レジスト材料自身が
硬化する前に有している流動性を利用する場合、 又はレジスト材料自身が硬化した後これを加熱溶融させ
ることによって生ずる流動性を利用する場合とが存在す
る。

第１図の実施例に示す写真法によるフォトレジストの場
合には、大抵は加熱による流動性を使用する。具体的に
はクレゾール系ノヴオラック樹脂、ナフトキノシンアジ
トスルホン酸エステルから成るポジ型レジスト（例えば
シラプレー社販売に係るＡＺ〜１３５０Ｊ）　、感光ゴ
ム及びリスアジド系感光材料から成るネガ型レジスト（
例えばコダック社のＫＭＲ−７４７）、ＰＭＭＡ　（ポ
リメチルメタクリルアクリル酸樹脂）、ＰＭＩＫ（ポリ
メチルイソシアネート樹脂）、クロルメチル化スチレン
、ノヴオラック等が、その例である。

第２図に示す印刷法の印刷レジストの内アクリル酸エス
テル化合物を含む感光化学材料は、印刷の後に於ても、
一定の流動性を有していることから、必ずしも加熱を必
要とする訳ではないが、他のインキレジスト例えばスチ
レン、エチレン、ノベレン、アクリル、ポリエステル、
ウレタン、ノヴオラック等の熱可塑性樹脂は、何れも加
熱溶解によって流動性を確保することになる。

本願の発明に於て形成される薄膜材料の典型例はＩＴＯ
（インジウム及びチタンの混合酸化物）であるが、これ
以外には、金、銀、白金等の貴金属又は銅、アルミニウ
ム等の電導体が塗布される場合もある。

そしてこの様にして形成された微細パターン膜上にＲ，
Ｇ、Ｂの各透光部を有するカラーフィルターを形成し、
液晶デバイス、プラズマデバイス、蛍光表示デバイスな
どの表示用電極として用いることができる。

即ち、本願発明によって、この様な微細な表示装置を可
能とする電極の微細パターンを形成することが可能とな
る。

以下典型的な実施例について説明する。

実施例１　　（熱可塑性樹脂を使用したフォトレジスト
法） 市販のフォトレジストＡＺ−１３５０Ｊ　（シラプレー
社製）をガラスの表面に回転塗布し、９０°Ｃの温度で
熱風乾燥し、該ガラス表面に１．５μのレジスト幕表面
にピッチ１２０μ光透過部１０μストライプバクーンを
有するガラスマスクを静置し、紫外線露光装置によりパ
ターン露光した。

その後、現像を行って、ガラス表面に第１図（Ｃ）に示
すような１１（ｌｕ幅のレジスト膜と１０μ幅の非レジ
スト部（スペース部）から成る１２０μピツチの所望の
パターンを作成した。更に、該ガラスな１５０℃のホッ
トプレート上に３０分放置したところ、レジスト膜が熱
流動を起こし、スペース部分に流れた為に該スペース部
分が狭まって、初めに紫外照射により作成されたスペー
スより更に細かいスペースと成った。

実施例２　　（ＵＶインキを使用した印刷法）市販のＵ
Ｖインキをフレクシャー印刷し、ガラス基板上に未硬化
の９０μのライン幅、３０μのスペース幅によるパター
ンを形成し、約５分間５０°Ｃのオーブン中に放置しイ
ンキの熱流動を促進した。

その後、紫外線照射により該ＵＶインキを硬化乾燥した
ところ、　１１０μのライン幅及び１０μのスペース幅
による印刷パターンを得た。

実施例３　（熱可塑性インキを使用した印刷法） 市販の熱乾燥型インキを基盤上に実施例２と同じパター
ンの印刷版を用いてフレクシャー印刷し、　１１０℃の
温度の雰囲気中で印刷した９０μのライン幅、３０μの
スペース幅によるパターンを約５分間インキ中に含まれ
る溶媒を蒸発乾燥した。

その後、　１８０℃のオーブン中に約１５分間放置し、
インキの熱流動を促進した。その結果、実施例２と同様
に１１０ｕのライン幅及びｌＯμのスペース幅による印
刷パターンを得た。

実施例４　（熱可塑性インキを使用した印刷法） フェノールノヴオラック樹脂５０ｇをセロソルブ３０ｍ
！メチルエチルケトン６０ｍβから成る混合溶媒に溶解
し、熱可塑性を有するインキを試作し、実施例２と同様
の方法によりフレクシャー印刷し、　１１０°Ｃ（７）
　温度雰囲気中で印刷した該パターンを約５分間インキ
中に含まれる溶媒を蒸発乾燥した。その後、　１８０℃
のオーブン中に約１５分間放置し、インキの熱流動を促
進した。その結果、実施例２と同様な印刷パターンを得
た。

以上の実施例によって得られた印刷物を１１５規定の塩
酸水溶液でエツチングした結果、得られた膜は、十分な
エツチング耐性を有するものであった。

そして、流動したレジストを除去することによって、微
細なパターンを有する薄膜を得ることができた。

（発明の作用効果） 以上の様なレジスト材料の流動性を利用する本発明によ
って、例えば１２０マイクロメートルピッチでありなが
らパターン同志のスペース部の間隔が５マイクロ程度の
薄膜パターンを得ることが可能となる。

この様な薄膜パターンを表示デバイス用の電極として用
いた場合には、液晶デバイス、プラズマデバイス、蛍光
表示デバイス等の表示に於て極めて微細なパターンを表
示することが可能となる（熱論大型サイズパターン形成
も可能である。）、シかも本願発明は、この様な所望の
微細パターンを単にレジスト材料の流動特性を利用する
か、又は加熱によって流動させるという簡単な方法によ
って実現でき、生産上特に高い経費が要求される訳では
ない。

以上により、本願発明は、パターンの表示に於て極めて
有用であり、かつ比較的簡単にこれが実現出来る点で、
極めて重要である６

【図面の簡単な説明】

第１図、第２図：本願発明の方法を実現する工程を示す
断面図 １二基盤　　２：薄膜　　３ニレジスト材料４：フォト
マスク 出願人仕理人弁護士弁理士　赤　尾　直　人（ａ） 第 図 第 図

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. （１）基板上に薄膜を塗布し、該薄膜上に所望のパター
   ンを有するレジストを形成し、該レジストの流動によっ
   て、パターン同士の間隔を縮め、その後エッチングによ
   って間隔の縮まったパターン間に於ける薄膜を除去した
   後レジストを剥離することによって成る微細パターン膜
   形成方法
2. （２）レジストによる所望のパターン形成方法として、
   薄膜上にフォトレジストを塗工し、パターン露光の後レ
   ジスト現像を行うという所謂写真法を用いることを特徴
   とする特許請求の範囲（１）記載の微細パターン膜形成
   方法
3. （３）所望のレジストによるパターン形成工程として、
   所望のパターンに応じてインキレジストを印刷するとい
   う所謂印刷法を使用することを特徴とする特許請求の範
   囲（１）記載の微細パターン膜形成方法
4. （４）パターンの間隔を縮めるレジスト材料の流動性と
   して、レジスト材料が有している自然流動性を利用する
   ことを特徴とする特許請求の範囲（１）記載の微細パタ
   ーン膜形成方法
5. （５）パターンの間の間隔を縮める工程としてレジスト
   材料を過熱し、これによって生ずるレジスト材料の熱流
   動特性を利用することを特徴とする特許請求の範囲性（
   １）記載の微細パターン膜形成方法
6. （６）膜としてＩＴＯ膜を用いることを特徴とする特許
   請求の範囲１記載の微細パターン膜形成方法
7. （７）膜として金、銀、白金等の貴金属又は、銅、アル
   ミニウム等の導電性金属を用いることを特徴とする特許
   請求の範囲（１）記載の微細パターン膜形成方法