JPH0682825A - 微細パターンの転写方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微細パターンを高い精度で効率よく転写する
ことができ、かつ加工基板の大型化および量産化に対応
することのできる微細パターンの転写方法を提供する。 【構成】 基板と被加工物との位置合わせを行った後、
基板上に形成された微細パターンを被加工物の粘着層と
重ね合わせ、基板と被加工物とをローラ間に通して圧着
して微細パターンを粘着層上に転写する。

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転写方法に関する。

【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、プリント
基板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る。

【０００３】例えば、カラー液晶ディスプレー（ＬＣ
Ｄ）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。

【０００４】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。この印刷法によるパターン形成は、凹版オフセッ
ト印刷法、平版オフセット印刷法、直刷法、スクリーン
印刷法等が用いられている。

【０００５】ところで、上述の薄膜トランジスタを用い
たカラー液晶ディスプレー（ＴＦＴ−ＬＣＤ）において
は、ポケットテレビ、ポータブルテレビ等に組み込まれ
ての実用化の他に、最近では対角２０インチ、４０イン
チあるいは７０インチといった大型液晶フラットディス
プレーを指向した開発が盛んになっている。このため、
薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）も２０インチ、４０イン
チ、７０インチのような大型ＴＦＴの製造が要求され始
めており、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）におけるパター
ンの微細化、基板の大型化の要請が高く、かつ量産性が
要求されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォト
リソグラフィー法により薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を
製造する場合、フォトリソグラフィー工程で使用するス
テッパー等の大型露光装置を含む専用装置の開発や設備
投資に要する費用が莫大なものとなり、しかも、フォト
マスクの適用サイズに限界がある等の問題があった。

【０００７】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薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）製
造にも、大きな規制がなく比較的容易に対応することが
できる。

【０００８】しかし、印刷法は、いずれの手段によって
も、比較的画線幅が大きい（２０μｍ以上）レジストパ
ターン形成には適するものの、画線幅が２０μｍ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。

【０００９】すなわち、凹版オフセット印刷法の場合、
硬めのインキを使用することにより１０〜９０μｍ程度
の微細パターンの形成は可能であるが、被加工物へのイ
ンキの転着性が劣るという問題があった。同様に、他の
印刷法においても、より微細なパターンを形成する場
合、パターンの微細化に伴って形成される微細パターン
の塗膜厚が薄くなる傾向にあるため、結局、耐蝕性が要
求される微細レジストパターンの形成には適していなか
った。また、インキの流動性、版の圧力等に影響された
り、インキの一部が転移しないで版に残留すること等に
より、印刷されるレジストパターンが変形するおそれが
あり、微細パターンの再現性に劣るという問題もあっ
た。

【００１０】さらに、被加工物の表面状態（凹凸の有
無）に影響されて、印刷形成する微細パターンの線幅、
膜厚等が変動が生じたり、被加工物表面の凹部に印刷で
きないという問題もあった。

【００１１】また、被加工物にインキを直接印刷して微
細パターンを形成するため、印刷用インキに含まれてい
るＮａイオン等の不都合な不純物が、そのまま微細レジ
ストパターン中に残留し被加工物の種類によっては、印
刷による汚染が発生するという問題があった。そして、
上記のような印刷に用いられるインキは粘度が高いた
め、インキを精製して不純物を除去することは不可能で
あった。

【００１２】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、微細パターンを高い精度で効率よく転
写することができ、かつ加工基板の大型化および量産化
に対応することのできる微細パターンの転写方法を提供
することを目的とする。

【００１３】

【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、本発明は一方の面に微細パターンを有する基
板と、一方の面に粘着層を有する被加工物とを、前記微
細パターンと前記粘着層とが所定の間隔で対向するよう
に保持して前記基板と前記被加工物との位置合わせを行
い、次に、前記基板と前記被加工物とを重ね合わせて前
記微細パターンと前記粘着層とを接触させ、重ね合わさ
れた状態の前記基板と前記被加工物とをローラ間に通し
圧着して前記微細パターンを前記被加工物の前記粘着層
上に転写するような構成とした。

【００１４】

【作用】基板上に形成された微細パターンは、基板と被
加工物との位置合わせが行われた後、被加工物の粘着層
と重ね合わされ、基板と被加工物とがローラ間を通過し
て圧着されることにより、微細パターンは粘着層上に転
写される。

【００１５】

【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乃至図２は本発明の微細パターンの転
写方法を説明するための図である。。図１において、先
ず、少なくとも表面が導電性を有する基板１上に電気絶
縁性を有するフォトレジストを塗布してレジスト層２を
形成する（図１（Ａ））。次に、レジスト層２に所定の
パターンを備えたフォトマスク３を重ね、このフォトマ
スク３を介してレジスト層２を露光する（図１
（Ｂ））。その後、現像・乾燥して電気絶縁性のレジス
トパターン２′を形成する（図１（Ｃ））。尚、レジス
トパターン２′に加熱処理を施して耐水性、電気絶縁性
をより高いものとしてもよい。

【００１６】次に、電着成分を含有する電着浴中に対向
電極とともに基板１を浸漬し、基板１を一方の電極とし
て通電して基板１のレジストパターン２′非形成部に電
着物質を析出させて転写用微細パターン４を形成する
（図１（Ｄ））。

【００１７】一方、被加工物５の一方の面には、シリコ
ン膜６を形成し、このシリコン膜６上にはレジスト層７
を介して粘着剤層８を形成する（図１（Ｅ））。次に、
上述のように転写用微細パターン４が形成された基板１
を吸引孔（図示せず）を備えたホルダー１１により真空
吸着して保持し、また被加工物５を吸引孔（図示せず）
を備えた定盤１２に真空吸着して保持し、基板１の転写
用微細パターン４と被加工物５の粘着剤層８を所定の間
隔で対向させる（図２（Ａ））。この時の転写用微細パ
ターン４と粘着剤層８の対向間隔は、４０〜２００μｍ
程度の範囲で一定であることが好ましい。そして、顕微
鏡１３を用い定盤１２の孔部１２ａを介して基板１と被
加工物５との位置合わせを行う。この位置合わせでは、
基板１と被加工物５とに予めアライメント用のマークを
形成しておき、両者のマークが合致するように定盤１２
を作動させて位置合わせを行うことができる。

【００１８】基板１と被加工物５との位置合わせが終了
した後、ホルダー１１による基板１の真空吸着保持を解
除し、基板１を自重で降下させて基板１の転写用微細パ
ターン４を被加工物５の粘着剤層８に接触させる（図２
（Ｂ））。その後、定盤１２による被加工物５の真空吸
着保持も解除し、重ね合わされた状態の基板１と被加工
物５とを搬送ローラ１４，１４により圧着ローラ１５
ａ，１５ｂ間に搬送する。そして、圧着ローラ１５ａ，
１５ｂにより基板１と被加工物５とを圧着して転写用微
細パターン４を被加工物５の粘着剤層８上に転写する
（図２（Ｃ））。ここで、圧着ローラ１５ａ，１５ｂの
うち、基板１側から圧着する圧着ローラ１５ａは基板保
持手段を備えており、基板１と被加工物５とが圧着ロー
ラ１５ａ，１５ｂ間を通過した直後に基板１を保持し
て、被加工物５の粘着剤層８上に転写されている微細パ
ターン４から基板１を剥離する。圧着ローラ１５ａが備
える基板保持手段としては、ローラ全面に形成された粘
着剤層、基板１の先端部を把持する把持部材等、いずれ
の手段であってもよい。また、被加工物５の粘着剤層８
上に転写されている微細パターン４からの基板１の剥離
は、上記の例のように圧着直後ではなく、オフラインで
行ってもよい。

【００１９】そして、図３に示されるように、電着物質
からなる微細パターン４が形成された被加工物５（図３
（Ａ））は、微細パターン４をフォトマスクとしてレジ
スト層７の露光・現像を行う（図３（Ｂ））。次に、レ
ジスト層７を介してシリコン膜６のエッチング処理がな
され（図３（Ｃ））、その後、レジスト層７、粘着剤層
８および微細パターン４がシリコン膜６から剥離され、
被加工物５上にシリコン膜６からなる微細パターンが加
工形成される（図３（Ｄ））。

【００２０】本発明において用いる基板１としては、金
属板等の導電性基板を用いてもよく、あるいは非導電性
基板の表面に酸化スズ、酸化インジウムスズ（ＩＴ
Ｏ）、カーボン等の導電性材料からなる層を形成したも
のであってもよい。また、基板１の導電性面は、電着物
質（転写用微細パターン４）の付着と、この転写用微細
パターン４の粘着剤層８上への転写を可能とするため
に、ある程度鏡面であり電着物質に対する接着力が弱い
ことが好ましい。このため、基板１の導電性面の材質が
ステンレス、銅等の金属の場合には、基板１の導電性面
上に更にニッケルメッキやクロムメッキを施すことが好
ましい。

【００２１】本発明において使用するレジストは公知の
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。

【００２２】また、上述の例では電気絶縁性を有するレ
ジストを用いてレジストパターン２′を形成している
が、電気絶縁性材料であるＳｉＮ_x 、ＳｉＯ₂ 等の無機
材料からなる絶縁膜あるいはＴｉ、Ｔａ等を陽極酸化し
て電気絶縁性を付与した膜を基板１上に形成し、パター
ニングを行ってもよい。

【００２３】電着物質としては、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。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，Ｆｅ，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。

【００２４】また、有機材料（高分子材料）としては、
天然油脂系、合成油系、アルキド樹脂系、ポリエステル
樹脂系、アクリル樹脂系、エポキシ樹脂系等の種々の有
機高分子物質が挙げられる。また、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。

【００２５】尚、このような電着物質（転写用微細パタ
ーン４）は、レジストパターン２′よりも若干突出する
ように形成することが好ましい。これにより、転写用微
細パターン４と被加工物５上の粘着剤層８とがより確実
に接触して転写が確実に行われることになる。

【００２６】また、上記の粘着剤層８は、塩化ビニル／
酢酸ビニル共重合体系、天然または合成ゴム系、各種ア
クリレート系、エポキシ系、その他の汎用粘着剤、ある
いは熱可塑性の感熱接着剤、光硬化接着剤等により形成
することができる。

【００２７】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１）ステンレス製の基板（厚さ０．２ｍｍ）の
表面にスピンコート法（回転数１５００r.p.m.）により
フォトレジスト（東京応化工業（株）製 ＯＭＲ８５）
を塗布し、所定形状のマスクを用いて露光処理、現像処
理を行い、線幅５μｍ、膜厚１μｍの電気絶縁性のレジ
ストパターンを形成した。その後、このレジストパター
ンに９０℃にて３０分間の熱処理（プリベーク）を行っ
た。

【００２８】次に、銅板を陽極、基板を陰極とし、下記
の条件で電着を行って基板のレジストパターン非形成部
分に銅電着層（厚さ１．２μｍ）からなる転写用微細パ
ターンを形成した。

【００２９】 ・電着浴組成 …ピロリン酸銅 ： ９４ｇ／ｌ ピロリン酸カリウム ：３４０ｇ／ｌ アンモニア水 ： ３cc／ｌ ＰＭ比 ： ７：１ ・電着浴ｐＨ … ８．８ ・電着浴温度 … ５５℃ ・電流密度 … ５Ａ／dm² 一方、ガラス基板上に厚さ０．１μｍのアモルファスシ
リコン層（ａ−Ｓｉ層）をプラズマＣＶＤ法により形成
し、このａ−Ｓｉ層上にスピンコート法（回転数１５０
０r.p.m.）によりポジ型のフォトレジスト（東京応化工
業（株）製 ＯＦＰＲ８００）を塗布してレジスト層
（厚さ１．５μｍ）を形成し、さらに、このレジスト層
上にアクリル系の粘着剤溶液（日本カーバイド工業
（株）製 ＰＥ−１１８）を約１．５μｍ厚に塗布して
粘着剤層を形成して被加工物とした。

【００３０】次に、上述のように銅電着層からなる転写
用微細パターンが形成された基板を、転写用微細パター
ンが下方を向くようにホルダーに真空吸着保持し、また
被加工物を粘着剤層が上方を向くようにして定盤に真空
吸着保持した。この際、基板の転写用微細パターンと被
加工物の粘着剤層との間隔は４０μｍとした。そして、
顕微鏡を用いて基板と被加工物との位置合わせを行った
後、ホルダーによる基板の真空吸着保持を解除し、基板
を自重で降下させて転写用微細パターンを被加工物の粘
着剤層に接触させた。その後、定盤による被加工物の真
空吸着保持も解除し、重ね合わされた状態の基板と被加
工物とを搬送ローラにより圧着ローラ間に搬送して、基
板と被加工物とを圧着した。この圧着ローラによる基板
と被加工物の圧着は、３kg／cm² の圧力で行った。その
後、基板と被加工物とを引き離したところ、転写用微細
パターンは完全に被加工物の粘着剤層上に転写付着して
微細パターンが形成された。

【００３１】次に、この銅微細パターンをマスクとして
レジスト層を紫外線で露光し、その後、このレジスト層
を常温で現像してレジストの画像を形成した。そして、
このレジストの画像をマスクとしてａ−Ｓｉ層をＣＦ₄
ガスによりドライエッチングし、次いで東京応化工業
（株）製クリーンストリップを用いてレジスト層、粘着
剤層および微細パターンを剥離除去してａ−Ｓｉ薄膜の
画像を形成した。このａ−Ｓｉ薄膜画像は、転写用微細
パターンに相応した線幅５μｍの画線パターンであっ
た。

【００３２】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば微
細パターンが形成された基板と被加工物とがローラ間を
通過して圧着されることにより、微細パターンは被加工
物の粘着層上に転写されるので、微細パターンは欠けを
生じることなく被加工物に転写され、かつ、被加工物に
転写された微細パターンは膜厚が均一で線幅も一定な高
精度なものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の微細パターンの転写方法を説明するた
めの図である。

【図２】本発明の微細パターンの転写方法を説明するた
めの図である。

【図３】微細パターンが転写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。

【符号の説明】

１…基板 ２…レジスト層 ２′…レジストパターン、 ３…フォトマスク ４…転写用微細パターン ５…被加工物。 ６…シリコン膜 ７…レジスト層 ８…粘着剤層 １１…ホルダー １２…定盤 １５ａ，１５ｂ…圧着ローラ

───────────────────────────────────────────────────── 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 21/3205 29/784 Ｈ０５Ｋ 3/06 Ｅ 6921−4Ｅ // Ｂ４４Ｃ 1/165 Ｊ 9134−3Ｋ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一方の面に微細パターンを有する基板
   と、一方の面に粘着層を有する被加工物とを、前記微細
   パターンと前記粘着層とが所定の間隔で対向するように
   保持して前記基板と前記被加工物との位置合わせを行
   い、次に、前記基板と前記被加工物とを重ね合わせて前
   記微細パターンと前記粘着層とを接触させ、重ね合わさ
   れた状態の前記基板と前記被加工物とをローラ間に通し
   圧着して前記微細パターンを前記被加工物の前記粘着層
   上に転写することを特徴とする微細パターンの転写方
   法。
2. 【請求項２】 前記基板と前記被加工物との位置合わせ
   は、それぞれ前記基板と前記被加工物とに形成したアラ
   イメントマークを用いて行うことを特徴とする請求項１
   記載の微細パターンの転写方法。