JPH04282890A - 微細パターンの形成方法 - 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】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微細パターンの形成方法
に係り、特に半導体プロセス等の微細加工工程において
被加工物に高い精度で効率よく微細パターンを形成する
ことのできる微細パターンの形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、薄膜トランジスタ、薄膜ダイオー
ド、太陽電池、薄膜センサ、各種半導体素子等の加工工
程においては、被加工物に微細パターンを形成し、その
後、被加工物をエッチング処理して加工することが行わ
れていた。例えば、カラー液晶ディスプレー（ＬＣＤ）
に用いられる薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）は、通常、レ
ジスト塗布、露光、現像、エッチングの各処理からなる
フォトリソグラフィー工程を４〜６回程度繰り返すこと
により製造されている。

【０００３】また、上述のフォトリソグラフィー法とは
異なり、被加工物にレジストパターンを印刷により形成
し、エッチング処理を繰り返す印刷法も広く採用されて
いる。この印刷法によるプリント配線、回路パターンの
形成、あるいは金属板のエッチング用レジストパターン
の形成に際しては、スクリーン印刷法やオフセット印刷
法等が用いられている。

【０００４】また、基板上に形成した有機レジスト膜を
所定の微細パターンを有するフォトマスクを介して露光
・現像してマスキング層とし、このマスキング層が形成
されていない部分（凹部）にメッキ層を形成し、次に、
このメッキ層を被加工物に転写してレジストパターンを
形成し、その後、エッチング処理を行う方法がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、例えば
４０インチあるいは７０インチといった大型のＬＣＤを
フォトリソグラフィー法により製造する場合、フォトリ
ソグラフィー工程で使用する大型露光装置を含む専用装
置が必要となり、装置に要する費用が莫大なものとなる
。

【０００６】一方、上述の印刷法は、印刷によるレジス
トパターン形成とエッチング処理を繰り返すことにより
、上記のような大型のＬＣＤ製造にも比較的容易に対応
することができる。しかし、印刷法はインキの流動性、
版の圧力等の影響やインキの一部が被加工物に転移しな
いで版上に残留してしまうこと等に起因して、印刷パタ
ーンが変形し易く、寸法精度および再現性に劣り、画線
が２００μｍ未満の微細パターンの形成には適していな
いという問題があった。

【０００７】さらに、凹部内のメッキ層を被加工物に転
写してレジストパターンを形成する方法では、基板上に
形成されたマスキング層が有機レジストからなるため、
被加工物へのメッキ層の転写回数（耐刷回数）が低いと
いう問題があった。本発明は、上述のような事情に鑑み
てなされたものであり、線幅が微細であるとともに、膜
厚も適度な微細パターンを高い精度で効率よく形成する
ことのできる微細パターンの形成方法を提供することを
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明は少なくとも表面が導電性を示す基板
上に形成した無機レジスト膜上に有機レジスト膜を成膜
し、所望の微細パターンを有するフォトマスクを介して
該有機レジスト膜を露光・現像して前記無機レジスト膜
上に有機レジストパターンを形成し、該有機レジストパ
ターンを介して前記無機レジスト膜をエッチングして前
記基板上に無機レジストからなるマスキング層を形成し
、その後、前記基板のマスキング層非形成部にメッキ層
を形成し、該メッキ層を被加工物に転写させるような構
成とした。

【０００９】

【作用】基板表面に形成された無機レジスト膜上には有
機レジスト膜が形成され、この有機レジスト膜は所望の
微細パターンを有するフォトマスクを介して露光・現像
されて有機レジストパターンとされ、この有機レジスト
パターンを介して無機レジスト膜がエッチングされてマ
スキング層が形成され、その後、基板のマスキング層非
形成部に形成されたメッキ層は被加工物に転写される。 これにより、基板上には無機レジストからなるマスキン
グ層が形成され、基板のマスキング層非形成部にメッキ
層を形成し、このメッキ層を被加工物に転写する際のマ
スキング層の耐久性が高く、一つの基板の耐刷回数が大
幅に増大する。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。図１は本発明の微細パターン形成に使用す
るマスキング層を備えた基板の形成方法を説明するため
の図である。図１において、導電性を有する基板１に無
機レジスト層２を形成し、この無機レジスト層２上にネ
ガレジストである有機レジスト層３を形成する（図１（
ａ））。次に、有機レジスト層３に所定の黒部パターン
４ａを備えたフォトマスク４を重ね、このフォトマスク
４を介して有機レジスト層３に紫外線を照射する（図１
（ｂ））。その後、現像して有機レジスト層３のうち黒
部パターン４ａにより紫外線が照射されなかった部分の
有機レジスト層３を除去して凹部３ａを有する有機レジ
ストパターン３′を形成する（図１（ｃ））。そして、
有機レジストパターン３′の凹部３ａを介して無機レジ
スト層２をエッチングし（図１（ｄ））、その後、有機
レジストパターン３′を除去することにより無機レジス
トからなり凹部２ａを有するマスキング層２′を形成す
る（図１（ｅ））。

【００１１】図２は上述のようにして形成されたマスキ
ング層を備える基板を用いての微細パターンの形成方法
を説明するための図である。図２において、まず、導電
性を有する基板１のマスキング層２′非形成部（凹部２
ａ）にメッキ層５を形成する（図１（ａ））。このメッ
キ層５は、図示のようにマスキング層２′よりも若干突
出するように、すなわち、メッキ層５の層厚がマスキン
グ層２′の層厚よりも大となるように形成される。通常
、メッキ層５のマスキング層２′からの突出量は０．１
〜０．５μｍ程度が好ましい。その後、メッキ層５と被
加工物６とを密着させ（図１（ｂ））、メッキ層５を被
加工物６に転写させて微細パターンを形成する（図１（
ｃ））。

【００１２】このように、本発明ではマスキング層が無
機レジストからなっているため、マスキング層の凹部に
メッキ層を形成し、このメッキ層を被加工物に転写する
際にマスキング層が基板から剥離することがなく、上記
の転写操作を繰り返し行うことができる。そして、図３
に示されるようにメッキ層５からなる微細パターンが形
成された被加工物６（図３（ａ））は、メッキ層５をレ
ジストとしてエッチング処理がなされ（図３（ｂ））、
その後、メッキ層５が被加工物６から剥離される（図３
（ｃ））。

【００１３】また、図４に示されるように、被加工物６
として表面にフォトレジスト７を塗布したものを用いる
ことができる。この場合、図２のようにして被加工物６
のフォトレジスト７上にメッキ層５からなる微細パター
ンを形成し（図４（ａ））、メッキ層５をフォトマスク
としてフォトレジスト７の露光・現像を行う（図４（ｂ
））。その後、メッキ層５がフォトレジスト７から剥離
され（図４（ｃ））、フォトレジスト７を介して被加工
物６のエッチング処理がなされ（図４（ｄ））、その後
、フォトレジスト７が被加工物６から剥離される（図４
（ｅ））。

【００１４】また、基板として導電性のない基板に導電
膜を形成したものを用いて図１に示されるのと同様の操
作により、基板の導電膜上述にマスキング層を形成する
ことができる。また、図５に示されるように、基板とし
て導電性を有するブランケット１１を使用することがで
きる。この場合、ブランケット１１の周面に、図１に示
されるのと同様にして所定パターンでマスキング層１２
′を形成し、マスキング層非形成部（凹部）１２ａにメ
ッキ層１５を形成する。そして、ブランケット１１を被
加工物１６上で回転動させてメッキ層１５を被加工物１
６に転写して微細パターンを形成することができる。 また、導電性のないブランケットの周面に導電膜を形成
し、図５に示されるのと同様にして導電膜上にマスキン
グ層を形成し、マスキング層非形成部（凹部）にメッキ
層を形成することもできる。

【００１５】さらに、本発明では被加工物のメッキ層が
転写される面に予め粘着層を形成しておいてもよい。本
発明においては、導電性を有する基板としてステンレス
等の金属板、鉄鋼、亜鉛およびその合金、銅およびその
合金、マグネシウムおよびその合金等を使用することが
できる。また、非導電性の基板としては、ガラス板、プ
ラスチック、樹脂フィルム等を使用することがでる。そ
して、このような非導電性の基板に設けられる導電膜は
、酸化スズ、酸化インジウムスズ（ＩＴＯ）、カーボン
等により形成することができる。また、マスキング層が
形成される基板面、あるいはマスキング層が形成される
非導電性基板上の導電膜面は、ある程度の鏡面処理が施
されていることが好ましい。これは、上述のようにメッ
キ層を被加工物に転写するに際して、メッキ層を基板か
ら容易に剥離させるためである。

【００１６】マスキング層を構成する無機レジスト膜は
、シリカ（ＳｉＯ２）薄膜、チッ化シリコン（ＳｉＮｘ
）薄膜、酸化タンタル（Ｔａ２　Ｏ５　）、９６％アル
ミナ薄膜、ベリリヤ薄膜、フォルステライト薄膜等の電
気絶縁性の高い薄膜であってよい。このような無機レジ
スト膜は、例えばイオンプレーティング法、真空蒸着法
、スパッタリング法、化学的気相蒸着法（ＣＶＤ法）等
の各種の薄膜形成法により基板１上に形成することがで
きる。このように形成される無機レジスト膜（マスキン
グ層）の厚さは、０．１０〜１．０μｍ程度が好ましい
。

【００１７】無機レジスト膜上に形成される有機レジス
ト膜は公知の有機フォトレジストを使用することができ
、例えばゼラチン、カゼイン、ポリビニルアルコール等
に重クロム酸塩等の感光剤を添加したものを挙げること
ができる。メッキ層の形成材料としては、電気メッキ材
料に一般に用いられる金属、あるいは有機材料（高分子
材料）等の導電性材料を使用することができる。

【００１８】金属材料としては、特にメッキ層の成膜性
に優れることよりＮｉ，Ｃｒ，Ｆｉ，Ａｕ，Ａｇ，Ｃｕ
，Ｚｎ，Ｓｎまたはこれらの化合物、合金類等を好適に
使用することができる。また、有機材料（高分子材料）
としては、例えばピロールやチオフェンを用いて電極上
に形成されるポリピロール、ポリチエニレンの導電性高
分子被膜を用いることができる。

【００１９】このようなメッキ層は、上述のようにマス
キング層よりも若干突出するように形成される。これに
より、メッキ層が被加工物と確実に接触して転写が確実
に行われることになる。次に、実験例を示して本発明を
更に詳細に説明する。 （実験例）ステンレス製の基板（ＳＵＳ３０４、厚さ０
．１ｍｍ、大きさ１５０ｍｍ×１５０ｍｍ）の表面に、
ＥＢ蒸着法により膜厚１５００ÅのＳｉＯ２薄膜を形成
した。次に、このＳｉＯ２　薄膜上にスピンコート法（
回転数２０００ｒｐｍ）によりネガレジストＯＭＲ８５
（東京応化工業（株）製、粘度３５ｃｐ）を塗布し、８
０〜９０℃にて２５分間の熱処理（プリベーク）を行っ
てネガレジスト膜（厚さ１．０μｍ）を形成した。

【００２０】次に、このネガレジスト膜に線幅５μｍの
所定形状の微細パターンを有するフォトマスクを介して
常温で紫外線を照射して露光を行い、その後、現像、乾
燥し、さらに１５０℃にて３０分間の熱処理（ポストベ
ーク）を行ってレジストパターンを形成した。そして、
このレジストパターンをマスクとしてドライエッチング
装置を用いてＳｉＯ２　薄膜のエッチングを行い、ＯＭ
Ｒ剥離液（１２０℃）に約２分間浸漬してレジストパタ
ーンを剥離し、ＳｉＯ２　薄膜からなるマスキング層を
形成した。

【００２１】次に、Ｎｉ板を陽極、基板を陰極とし、下
記の条件で基板のマスキング層非形成部にＮｉメッキ層
（厚さ１μｍ）を形成し、水洗後、乾燥した。 ・メッキ浴組成　　…　　硫酸ニッケル：２４０〜３４
０ｇ／ｌ 塩化ニッケル：４５ｇ／ｌ 硼　　酸　　　　　　：３０〜３８ｇ／ｌ・メッキ浴ｐ
Ｈ　　…　　３〜４ ・メッキ浴温度　　…　　４０〜６０℃・電流密度　　
　　　　…　　２．５〜５Ａ／ｃｍ２　そして、この基
板上にセロテープを貼り付け、その後、このセロテープ
を剥離してＮｉメッキ層をセロテープに転写した。この
転写において、ＳｉＯ２　薄膜からなるマスキング層は
セロテープに取られることなくステンレス基板上に在っ
た。このようなメッキ・転写操作を反復したところ、反
復回数が１００回となるまでマスキング層の剥離はみら
れず、優れた耐刷性が確認された。 （比較例）実験例と同様の基板上にかけ流し法により有
機レジスト・カゼイン感光液Ｒ−１５（富士薬品工業（
株）製、粘度２０ｃｐ）を塗布し、赤外線を照射して乾
燥させて有機レジスト・カゼイン膜（厚さ１．０μｍ）
を形成した。

【００２２】次に、実験例で使用したフォトマスクを介
して常温で紫外線を照射して有機レジスト・カゼイン膜
の露光を行い、その後、６０〜６５℃の水で現像を行い
、４００℃にて２分間の熱処理（ポストベーク）を行っ
てレジストパターン（マスキング層）を形成した。そし
て、実験例と同様にして基板のマスキング層非形成部に
Ｎｉメッキ層を形成した。そして、実験例と同様にして
Ｎｉメッキ層をセロテープに転写したところ、２回目の
メッキ・転写操作においてマスキング層が剥離してセロ
テープに取られてしまい、反復性のないことが確認され
た。

【００２３】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば基
板表面に形成された無機レジスト膜上には有機レジスト
膜が形成され、この有機レジスト膜は所望の微細パター
ンを有するフォトマスクを介して露光・現像されて有機
レジストパターンとされ、この有機レジストパターンを
介して無機レジスト膜がエッチングされて基板上には無
機レジストからなるマスキング層が形成され、基板のマ
スキング層非形成部にメッキ層を形成し、このメッキ層
を被加工物に転写する際のマスキング層の耐久性が高く
、一つの基板の耐刷回数が大幅に増大する。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は本発明の微細パターン形成に使用するマ
スキング層を備えた基板の形成方法を説明するための図
である。

【図２】図２は本発明の微細パターンの形成方法を説明
するための図である。

【図３】図３は微細パターンが形成された被加工物のエ
ッチング処理を説明するための図である。

【図４】図４は微細パターンが形成された被加工物のエ
ッチング処理を説明するための図である。

【図５】図５は本発明の微細パターン形成方法の他の例
を説明するための図である。

【符号の説明】

１　　基板 ２　　無機レジスト膜 ２′　　マスキング層 ２ａ　　凹部（マスキング層非形成部）３　　有機レジ
スト膜 ３′　　有機レジストパターン ４　　フォトマスク ５　　メッキ層 ６　　被加工物

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　少なくとも表面が導電性を示す基板上
   に形成した無機レジスト膜上に有機レジスト膜を成膜し
   、所望の微細パターンを有するフォトマスクを介して該
   有機レジスト膜を露光・現像して前記無機レジスト膜上
   に有機レジストパターンを形成し、該有機レジストパタ
   ーンを介して前記無機レジスト膜をエッチングして前記
   基板上に無機レジストからなるマスキング層を形成し、
   その後、前記基板のマスキング層非形成部にメッキ層を
   形成し、該メッキ層を被加工物に転写させることを特徴
   とする微細パターンの形成方法。