JPH06202089A - 絶縁性基板および薄膜加工方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フォトエッチングの過程における円滑な基板
の位置決めおよび搬送を行うことを可能とし、生産性を
向上させる。 【構成】 液晶表示装置の製造に用いられる絶縁性基板
３２の電極などが形成される側とは反対側の表面３２ｂ
には、基板３２への処理を進めていく過程の薬液処理の
乾燥や熱処理によって、絶縁性基板３２自体の成分が析
出し、粘着性を有する物質となって付着する。絶縁性基
板３２にフォトエッチングによるパターニング処理を行
う前に、たとえば濃度が０．１３％のフッ化水素と５
９．９％の硝酸との混合薬液中に、絶縁性基板３２の反
対側の表面３２ｂを浸して、絶縁性基板３２自体を侵食
させて凹凸を形成し、表面３２ｂに付着した粘着物質を
除去する。したがって、基板３２への処理過程におい
て、基板３２が載置されるプレート上を基板３２が滑ら
なくなるという不具合が解消される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、液晶表示装置などに用
いられ、その表面に透明電極などの薄膜が形成される絶
縁性基板に関し、さらに絶縁性基板に形成される薄膜の
パターン形成を高精度で行う薄膜加工方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】図３は、本発明の前提となる液晶表示装
置１の断面図である。一般に液晶表示装置１は、互いに
対向して配置されるたとえば透光性を有するガラス基板
などの絶縁性基板２，３を有している。絶縁性基板２の
液晶１５層側表面上には、クロム、タンタルなどの金属
薄膜などから成るゲート電極４が形成され、その表面と
絶縁性基板２表面全体とを覆うように窒化シリコンなど
の窒化物から成る絶縁膜５ａ，５ｂが形成される。

【０００３】さらに絶縁膜５ｂが形成されたゲート電極
４上に多結晶シリコンなどの半導体膜８ａが形成され、
さらにその上に絶縁膜５ｃが形成され、その両側に半導
体膜８ｂ，８ｃが形成される。この両側の半導体膜８
ｂ，８ｃの表面には、チタン、モリブデン、アルミニウ
ムなどから成るソース電極６ａ，６ｂが形成され、絶縁
膜５ｂのソース電極６ａ，６ｂなどが形成されていない
部分にＩＴＯ（インジウム錫酸化物）などの透明導電性
膜から成る絵素電極７が形成される。さらにソース電極
６ａ，６ｂ全体を覆うように絶縁膜５ｄが形成される。
絶縁膜５ｄや絵素電極７の表面全体にポリイミドから成
る配向膜９が形成されて、絵素電極基板１０が構成され
る。

【０００４】また、絶縁性基板３の液晶１５層側表面に
は、金属薄膜などから成るブラックマスク１１が形成さ
れ、さらにその表面と絶縁性基板３表面とに、ＩＴＯな
どの透明導電性膜から成る対向電極１２が形成される。
この対向電極１２表面を覆うように配向膜１３が形成さ
れてブラックマスク基板１４が構成される。絵素電極基
板１０とブラックマスク基板１４とが貼合わされて液晶
１５が注入されて封止され、液晶表示装置１が形成され
る。

【０００５】以上のような絵素電極基板１０やブラック
マスク基板１４は、絶縁性基板２，３上にフォトエッチ
ングでパターニングを繰返し行うことによって作製され
る。なお、フォトエッチングには、フォトリソグラフィ
法が含まれている。フォトリソグラフィ法は、基板２，
３の表面２ａ，３ａにフォトレジストを塗布する工程
と、形成されたフォトレジスト層表面にマスクを通して
紫外線を照射して露光する工程と、露光によって変質し
たフォトレジストを現像液で部分的に溶解する工程と、
残ったフォトレジストを熱で焼付けて定着させる工程と
に大別される。これらの各工程に対応して個別に処理装
置が準備され、基板２，３がそれぞれの処理装置間を順
次搬送される。このとき、基板２，３を各工程の順に１
枚ずつ搬送して処理を行う枚葉方式が採られるのが一般
的である。

【０００６】図４は、パターニング処理において基板２
２が載置されるプレート２１の断面図である。フォトリ
ソグラフィ法の処理の中でも、特に基板２２の正確な位
置決めが必要とされる露光工程や焼付工程では、図４に
示すようなプレート２１が用いられる。プレート２１に
は、基板２２の載置面２１ａから反対側の面２１ｂに貫
通する複数の挿通孔２３が形成される。基板２２は、載
置面２１ａとは反対側の面２１ｂから空気を矢符Ａのよ
うに排出することによって、プレート２１に吸着する。
また、空気を矢符Ｂのように基板２２側に噴射すること
によって基板２２はプレート２１から剥離する。このよ
うに、処理が終わって次の処理工程へ基板２２を搬送す
る場合や、プレート２１上で大まかな基板２２の位置決
めを行う場合にはプレート２１から離し、実際に処理を
行う場合や位置決めでの徴調整を行う場合には、プレー
ト２１と基板２２とを吸着させて露光や焼付けの処理が
行われる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】液晶表示装置を製造す
る上で、パターニングの作製精度の向上が強く望まれ、
今日までに基板自体の平面度や平滑度の向上や、成膜時
の基板へのダメージの減少などに技術的進歩が見られ、
基板が載置されるプレートに関しても、平面度や平滑度
の向上に著しい進歩が見られる。

【０００８】これらの進歩に伴い、プレート上に基板が
載置された際に基板とプレートとの平面度が同じであっ
た場合、両者の摩擦係数が高くなり、基板がプレート上
を滑らなくなる現象が発生する。また、基板上にさまざ
まな処理を行っていく段階で、薬液処理の乾燥後の残留
物や、焼付処理を行うときに基板から析出する成分が、
粘着性を有する物質となる。この物質が基板のパターニ
ング処理される面とは反対側の面に付着することによっ
ても、前述したように基板が滑らなくなる現象が発生す
る。

【０００９】そのため、焼付の工程においては基板の搬
送不良を生じ、基板を損傷させたりするおそれがある。
また、露光の工程においては、プレート上の基板の大ま
かな位置決めの方法として、たとえばプレート上に設け
られた不動の基準ピンに基板を機械的に押付けるピンア
ライメントなどのプリアライメントが実施できず、一時
的に装置を停止させる事態を招いたり、露光させること
ができてもパターニングの位置がずれるなどして設計ど
おりに処理が行われず、著しく生産性を低下させるとい
う課題を有している。

【００１０】本発明の目的は、フォトエッチングの過程
において基板の位置決めおよび搬送を円滑に行うことが
でき、生産性が向上する絶縁性基板および薄膜加工方法
を提供することである。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明は、一方表面に形
成された薄膜を予め定めるパターンに加工するフォトエ
ッチングが施される絶縁性基板において、基板材料を侵
食する薬液を用いて他方表面に侵食処理を施して凹凸を
形成したことを特徴とする絶縁性基板である。

【００１２】また本発明は、レジスト塗布工程、露光工
程、現像工程、焼付工程、エッチング工程、レジスト除
去工程を含むフォトエッチングによって、絶縁性基板の
一方表面に形成された薄膜を予め定めるパターンに加工
する薄膜加工方法において、前記フォトエッチングの少
なくとも１つの工程の実行に先立って、前記絶縁性基板
材料を侵食する薬液を用いて他方表面に凹凸を形成する
前処理工程を行うことを特徴とする薄膜加工方法であ
る。

【００１３】

【作用】本発明に従えば、絶縁性基板の他方表面には、
基板材料を侵食する薬液を用いて侵食処理を施して凹凸
が形成される。絶縁性基板の一方表面に形成された薄膜
を、フォトエッチングによって予め定めるパターンに加
工する場合、他方表面側にはフォトエッチングの各工程
での、たとえば加熱処理によって絶縁性基板自体に含ま
れる成分が析出して付着し、または薬液処理後に薬液が
残留して粘着性を有する物質となって付着し、加工を行
う際に前記絶縁性基板が載置されるプレート上を滑りに
くくなる場合がある。そこで、基板材料を侵食する薬液
を用いて侵食処理を行い、凹凸を形成して絶縁性基板の
滑りを良くする。

【００１４】また本発明に従えば、絶縁性基板の一方表
面に形成された薄膜を、予め定めるパターンに加工する
薄膜加工法であるフォトエッチングの各工程の少なくと
も１つの工程の実行に先立って、前記絶縁性基板の他方
表面側に基板材料を侵食する薬液を用いて侵食処理を行
い、凹凸を形成する工程が行われる。フォトエッチング
には、レジスト塗布工程、露光工程、現像工程、焼付工
程、エッチング工程、レジスト除去工程がある。

【００１５】絶縁性基板の表面は、形成される薄膜の加
工精度を高めるために、研磨処理などが施されて平滑化
されている。このため、上述の各工程を実行する装置の
プレート上に絶縁性基板を載置したときに、滑りにくく
なる場合がある。また、各工程での加熱処理によって基
板自体に含まれる成分が析出して付着し、あるいは薬液
処理後に薬液が残留して粘着性の物質となって付着し、
前記プレート上を滑りにくくなる場合もある。したがっ
て、少なくとも１つの工程の実行に先立って他方表面に
侵食処理を行い、凹凸を形成し、かつ付着物を除去する
ことによって基板とプレートとの間に空気が介在して滑
りやすくなる。

【００１６】

【実施例】図１は、本発明の一実施例である絶縁性基板
３２の拡大断面図である。図１に示すように、処理を行
う前の絶縁性基板３２の電極などが積層される表面３２
ａは、研磨されてベースコート層が成膜されるなどして
平滑度を高く保っており、この表面３２ａ上にさまざま
な物質によって成膜が行われる。一方、反対側表面３２
ｂは、後述する薬液処理によって凹凸が形成されてい
る。

【００１７】反対側の表面３２ｂには、基板３２への薄
膜形成を進めていく過程で、薬液処理後の残留物や熱処
理によって絶縁性基板３２自体から析出する成分が、粘
着性を有する物質となって付着する。したがって、処理
を行う際に基板３２が載置されるプレートと基板３２と
が付着して、プレート上を基板３２が滑りにくくなる場
合がある。また、絶縁性基板３２の反対側表面３２ｂに
粘着物質が付着していない場合でも、絶縁性基板３２の
反対側表面３２ｂとプレートの表面との平面度が同じで
あれば、両者の摩擦係数が高くなって絶縁性基板３２が
滑りにくくなる。

【００１８】以上のような問題点を解決するために、た
とえば濃度が０．１３％のフッ化水素と、５９．９％の
硝酸との混合薬液による絶縁性基板３２の反対側表面３
２ｂへの侵食処理が施される。この混合薬液中に浸すこ
とによってガラスから成る絶縁性基板３２の反対側表面
３２ｂ自体が侵食されて表面に凹凸が形成され、さらに
絶縁性基板３２の反対側面３２ｂに付着した粘着物質を
除去することができる。したがって、粘着物質によって
絶縁性基板３２の反対側表面３２ｂとプレートとが付着
して滑りにくくなくなったり、絶縁性基板３２の反対側
表面３２ｂとプレートとの平面度が等しいために滑りに
くくなるといった問題が解消される。

【００１９】図２は、本発明の一実施例の絶縁性基板３
２への処理工程を示す工程図である。絶縁性基板３２へ
の処理工程は、まず工程ａ１において絶縁性基板３２の
処理工程の受入が行われ、工程ａ２で絶縁性基板３２の
洗浄が行われてゴミなどが除去された後、工程ａ３にお
いて、絶縁性基板３２の表面３２ａに平滑性を高めるた
め、および形成層と絶縁性基板３２との密着性を高め、
また、表面３２ａを薬液などから保護するためにベース
コート膜が成膜される。次に、工程ａ４で前述した混合
薬液中に絶縁性基板３２を浸す処理を行い、その後、工
程ａ５でフォトリソグラフィ法による絶縁性基板３２の
表面３２ａヘのパターニングが実施される。

【００２０】本発明の絶縁性基板２，３を用いて液晶表
示装置１を形成する過程を図３を用いて説明する。互い
に対向する一組の絶縁性基板２，３の対向側表面２ａ，
３ａにはベースコート膜が塗布されて平滑度が維持され
ている。また、対向側表面２ａ，３ａとは反対側表面２
ｂ，３ｂは、混合薬液に浸されて絶縁性基板２，３の表
面２ｂ，３ｂが侵食されて凹凸が形成され、粘着性物質
も除去される。

【００２１】次に対向する絶縁性基板２の対向側表面２
ａにはゲート電極４が形成され、パターニングの処理が
実施される。パターニングの処理としては、まずゲート
電極４を覆うように絶縁膜５ａが塗布され、さらにその
上から絶縁膜５ａと絶縁性基板２の表面２ａとを覆うよ
うに絶縁膜５ｂが成膜される。さらに、ゲート電極４上
の絶縁膜５ｂ表面には半導体膜８ａが形成され、さらに
その上に絶縁膜５ｃが形成される。絶縁膜５ｃの一部と
半導体膜８ａとを覆うように半導体膜８ｂ，８ｃが形成
され、これらの半導体膜８ｂ，８ｃとその下層の半導体
膜８ａの端部を覆うようにソース電極６ａ，６ｂが形成
される。一方のソース電極６ａ側には絶縁膜５ａを覆う
ように絵素電極７が形成され、ソース電極６ａ，６ｂと
絶縁膜５ａとを覆うように絶縁膜５ｄが塗布され、最後
に絶縁性基板２の表面２ａにパターニングして積層され
た膜すべてを覆うように配向膜９が塗布されて、絵素電
極基板１０が形成される。

【００２２】また、他の絶縁性基板３の対向側表面３ａ
には、始めにブラックマスク１１が形成され、さらにそ
の表面と一部絶縁性基板３の表面３ａとに対向電極１２
が形成され、その表面全体を覆って配向膜１３が塗布さ
れて、ブラックマスク基板１４が形成される。

【００２３】これらの絵素電極基板１０やブラックマス
ク基板１４を形成するための成膜がなされるたびに、フ
ォトレジストを絶縁性基板２，３に塗布する工程と、形
成されたフォトレジストにマスクを通して紫外線を照射
する工程と、フォトレジストを現像液で溶解する工程
と、残ったフォトレジストを加熱して定着させる工程と
が繰返し実施される。こうして作製された絵素電極基板
１０とブラックマスク基板１４とが貼合わされて、基板
間に液晶１５が注入されて封止され、液晶表示装置１が
作製される。

【００２４】以上のように絶縁性基板２，３の対向側表
面２ａ，３ａにパターニングを行う前に、他方側表面２
ｂ，３ｂを混合薬液へ浸すことによって、絶縁性基板
２，３の表面２ｂ，３ｂに付着している粘着物質が除去
され、プレート上を絶縁性基板２，３が滑らなくなると
いう問題が解消される。さらに、粘着物質が付着してい
なくても、プレートと絶縁性基板２，３の表面２ｂ，３
ｂとの平面度が同じであるために、摩擦係数が高くて絶
縁性基板２，３が滑りにくいという場合、前述の混合薬
液によって絶縁性基板２，３の表面２ｂ，３ｂが侵食さ
れて凹凸が形成され、摩擦係数が低くなって滑りやすく
なる。

【００２５】したがって、基板形成の各処理を行う上
で、特に細かな位置決めを行う場合などに、絶縁性基板
２，３がプレート上を滑らないことによって、位置ずれ
が発生したりすることがなく、より精密な処理を実施す
ることができ、液晶表示装置１の生産性が格段に向上す
る。

【００２６】なお、本実施例では絶縁性基板２，３の表
面２ｂ，３ｂを混合薬液に浸す工程を、絶縁性基板２，
３の表面２ａ，３ａへパターニング処理が施される前に
行ったが、パターニング処理の過程において行ってもよ
く、その時期についても、複数回繰返して行われるパタ
ーニング処理のどの段階で行ってもよい。また、処理回
数についても、本実施例では１回のみ実施したが、侵食
によって絶縁性基板２，３が擦り減って、液晶表示装置
を作製する上で不都合が生じない範囲で、複数回にわた
って処理を施してもよい。

【００２７】さらに、混合薬液の種類や濃度について
は、本実施例では０．１３％のフッ化水素と５９．９％
の硝酸とを混ぜたものを混合薬液としたが、絶縁性基板
２，３の材料を侵食できる薬液であれば、どのような種
類や濃度の薬液を用いても構わない。

【００２８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、一方表面
に形成された薄膜が予め定めるパターンに加工されるフ
ォトエッチングが施される絶縁性基板の、他方表面に対
して基板材料を侵食する薬液を用いて侵食処理を施し、
凹凸を形成することによって、様々な処理工程に絶縁性
基板を搬送する際に、搬送路と絶縁性基板の前記他方表
面との間の摩擦を小さくし、搬送しやすくすることがで
きる。さらに、加工の際に絶縁性基板の前記他方表面に
付着した、絶縁性基板自体から析出した粘着性を有する
物質を除去することもできるため、厳密な位置合わせを
必要とする処理工程において、絶縁性基板の滑りが悪い
ことによる位置ずれを防止することができる。

【００２９】また、本発明によれば、絶縁性基板の前記
他方表面に基板材料を侵食する薬液を用いて行う侵食処
理は、前記一方表面に施されるフォトエッチング処理の
レジスト塗布工程、露光工程、現像工程、焼付工程、エ
ッチング工程、レジスト除去工程のどの工程の前に行っ
てもよく、また必要であれば複数回にわたって侵食処理
を行うことが可能である。したがって、作業効率を向上
することができ、絶縁性基板自体の精度も向上するた
め、生産性の向上を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例である絶縁性基板３２の拡大
断面図である。

【図２】本発明の一実施例である薄膜加工法の処理工程
を示す工程図である。

【図３】本発明の前提となる液晶表示装置１の断面図で
ある。

【図４】パターニング処理において基板２２が載置され
るプレート２１の断面図である。

【符号の説明】

２，３，３２ 絶縁性基板 １０ 絵素電極基板 １４ ブラックマスク基板

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｈ０１Ｌ 29/784 // Ｃ２３Ｆ 1/16 8414−4Ｋ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方表面に形成された薄膜を予め定める
   パターンに加工するフォトエッチングが施される絶縁性
   基板において、 基板材料を侵食する薬液を用いて他方表面に侵食処理を
   施して凹凸を形成したことを特徴とする絶縁性基板。
2. 【請求項２】 レジスト塗布工程、露光工程、現像工
   程、焼付工程、エッチング工程、レジスト除去工程を含
   むフォトエッチングによって、絶縁性基板の一方表面に
   形成された薄膜を予め定めるパターンに加工する薄膜加
   工方法において、 前記フォトエッチングの少なくとも１つの工程の実行に
   先立って、前記絶縁性基板材料を侵食する薬液を用いて
   他方表面に凹凸を形成する前処理工程を行うことを特徴
   とする薄膜加工方法。