JPH1092302A

JPH1092302A - 薄膜電極の製造方法

Info

Publication number: JPH1092302A
Application number: JP8249528A
Authority: JP
Inventors: Yoshito Tanaka; 義人田中
Original assignee: NEC Corp
Current assignee: NEC Corp
Priority date: 1996-09-20
Filing date: 1996-09-20
Publication date: 1998-04-10
Anticipated expiration: 2016-09-20
Also published as: KR100256836B1; JP3058095B2; US6162725A; KR19980024822A

Abstract

(57)【要約】【課題】レジスト層を用いたリフトオフ法による導電
膜のパターン形成方法では、導電膜の下側のレジスト層
にまでレジスト除去剤が到達され難く、リフトオフ時間
が長くかかり、スループットが低い。【解決手段】基板１ａ上に所望の形状にレジスト層１
１を形成する工程と、前記レジスト層１１の表面をプラ
ズマ雰囲気に曝しレジスト層表面に凹凸１２を形成する
工程と、レジスト層１１を含む基板１ａ上に一様に導電
膜１３を形成する工程と、レジスト層１１をその上に形
成された導電膜１３と共に除去して導電膜を所望のパタ
ーン形状の電極２ａとして形成する工程とを含む。レジ
スト層１１の表面の凹凸１２によって、導電膜１３の下
側のレジスト層１１にまでレジスト除去剤が容易に到達
されるため、レジスト層の除去が容易となり、リフトオ
フ時間が短縮され、スループットが改善される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はプラズマディスプレ
イパネル等の表示デバイスパネルの製造方法に関し、特
に薄膜電極の製造方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、表示デバイスパネルとして交流駆
動型プラズマディスプレイパネル（ＡＣ−ＰＤＰ）が提
案されているが、表示面の開口率を高くするために、表
示側基板の電極として酸化インジウム−錫（ＩＴＯ）な
どの薄い透明導電膜からなる透明電極が用いられる。こ
の種の透明電極は、一般にはガラス等の基板の全面に透
明導電膜を形成し、フォトリソグラフィ法によりパター
ン形成したレジスト層をマスクとしてエッチングし所望
の形状とするエッチング法、あるいはパターン形成した
レジスト層上に透明導電膜を形成しその後レジスト層を
除去して所望の形状を得るリフトオフ法により形成して
いる。

【０００３】図６は前記エッチング法による製造方法を
説明するための工程図であり、先ず、（ａ）のように、
ガラス基板２１上にＩＴＯからなる透明導電膜２２を全
面に形成する。次いで、（ｂ）のように、ＩＴＯ上にレ
ジスト層２３を形成し露光現像により所望の形状に加工
する。次いで、（ｃ）のように、塩酸（ＨＣｌ）等から
なるエッチング液を用いて不要部分の透明導電膜２２を
除去する。その後、（ｄ）のように、前記レジスト層２
３を除去することで所望の形状の透明電極２４を得る。

【０００４】一方、図７は前記リフトオフ法による製造
方法を説明するための工程図である。先ず、（ａ）のよ
うに、ガラス基板３１上にレジスト層３２を形成し露光
現像により所望の形状に加工する。次いで、（ｂ）のよ
うに前記レジスト層３２を含む基板上にＩＴＯからなる
透明導電膜３３を形成する。次いで、（ｃ）のように前
記レジスト層３２を除去することで所望の形状の透明電
極３４を得る。

【０００５】ところで、この種の技術においては、基板
と透明電極との密着性が重要であり、この密着性が低い
と透明電極が基板から剥離され易く、パネルの信頼性に
問題が生じる。このような密着性を高める技術として、
プラズマ処理技術が提案されている。例えば特開平６−
６９６４４号公報では回路基板の積層素材である高分子
材料層を低温プラズマにより表面処理で粗面化し、その
上に形成する金属層の密着強度を高める技術が提案され
ている。また、特開昭６３−１６０３９４号公報でもＲ
Ｆプラズマやグロー放電により基板の表面処理を行い、
その上に形成する金属膜／導体膜の基板への密着性を改
善する技術が提案されている。さらに、特開昭６４−９
７２７号公報では基板表面にＯ₂ガスプラズマを発生さ
せることにより基板表面のレジスト残渣を除去し、その
後に形成する膜の密着性を改善する技術が引用されてい
る。

【０００６】ここで、前記した特開昭６４−９７２７号
公報で引用されている技術について図８を用いて説明す
る。先ず、図８（ａ）のように、ガラス基板３１上に感
光性レジストを塗布し、露光、現像により所望のレジス
トパターン３２を得る。この時、本来基板が表面にあら
われているべき部分に置いても若干のレジストが残り、
レジスト残渣３２ａとなる。したがって、（ｂ）のよう
に、このガラス基板３１を酸素プラズマ処理することに
よりレジスト残渣３２ａが除去され、清浄な基板表面が
得られる。次いで、前記ガラス基板３１に一様に金属膜
を形成した後、（ｃ）のように、前記レジストパターン
３２を除去し所望の金属膜パターン３４を得ている。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】従来の技術で述べたリ
フトオフ法によるパターン形成法はエッチング工程が含
まれないため、工程の簡略化の面からは有利と考えられ
る。しかし、リフトオフ法を用いた場合には、レジスト
層を含む全面に導電膜を形成するため、レジスト層が導
電膜で覆われてしまう。このような状態ではレジスト層
の除去工程でレジストの除去液が導電膜で遮られ、レジ
スト層に到達できず、レジスト層の除去が非常に困難と
なる。実際にはパターンの端部や導電膜のピンホールな
どから除去液が浸入するため長時間浸漬することにより
除去は可能であるが、膜が形成されていない場合に比べ
て１０倍以上の時間が必要となる。

【０００８】また、スパッタリング法を用いたＩＴＯ膜
や熱ＣＶＤ法を用いた酸化錫化合物（ネサ）膜からなる
透明導電膜を形成する場合、基板温度を３００〜５００
℃程度に加熱する。一般に、レジスト層は感光性の有機
物により構成されるため、透明導電膜を形成するときの
基板温度が高くなると、レジスト層が変質して除去が困
難になる、またはレジストが灰化してパターンが崩れる
などの問題が発生する。これを回避するためには基板温
度を低くする必要があるが、基板温度を低くすると導電
膜の抵抗が上昇し、透過率低下などの問題が発生する。

【０００９】なお、スクリーン印刷法はもっとも簡便な
方式といえるが、フォトリソグラフィ法に比べてパター
ニング精度が低く、精細度が高い場合には適用が難し
い。また、前記した従来のプラズマ処理を採用した場合
には、基板に対する透明導電膜の密着性は改善されるも
のの、前記したリフトオフ法における問題を解消するこ
とはできない。

【００１０】本発明の目的は、リフトオフ法におけるレ
ジスト層の迅速な除去を実現し、製造効率の高い薄膜電
極を製造することを可能にした製造方法を提供すること
にある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明の製造方法は、基
板上に所望の形状にレジスト層を形成する工程と、前記
レジスト層の表面をプラズマ雰囲気に曝しレジスト層表
面に凹凸を形成する工程と、前記レジスト層を含む前記
基板上に一様に導電膜を形成する工程と、前記レジスト
層をその上に形成された前記導電膜と共に除去して前記
導電膜を所望のパターン形状に形成する工程とを含むこ
とを特徴とする。この場合、レジスト層表面を酸素プラ
ズマ雰囲気に曝すことが好ましい。また、導電膜が、酸
化錫と酸化アンチモンの化合物からなる透明導電膜であ
り、酸化錫と酸化アンチモンの混合物からなるターゲッ
トを用いたスパッタリング法により形成されることが好
ましい。さらに本発明においては、基板がプラズマディ
スレイパネルのガラス基板であり、導電膜がこのガラス
基板の表面に所要パターンに形成される透明電極として
製造される場合に適用して好適である。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施形態を図面を
参照して説明する。図１は本発明をＡＣ−ＰＤＰの製造
に適用した場合の要部の断面図である。先ず、このＡＣ
−ＰＤＰの構造を説明する。第１のガラス基板１ａには
互いに平行に隣接配置された対をなす透明電極２ａ，２
ｂが交互にかつ繰り返し配列形成され、その表面上にＡ
Ｃ駆動のための誘電体層６ａが形成されている。前記第
１のガラス基板１ａと小間隔で対向される第２のガラス
基板１ｂには少なくとも前記透明電極２ａ，２ｂに対向
されたデータ電極３が形成され、同様に誘電体層６ｂが
形成されている。そして、両ガラス基板１ａ，１ｂの間
には、両者間を多数個の放電空間５を単位発光領域毎に
区画するための隔壁４が形成され、さらに前記誘電体層
６ａの表面には放電によるイオン衝撃から誘電体層を保
護するための保護層７が設けられ、また誘電体層６ｂの
表面には単位発光領域を選択的に発光させるための所定
発光色の蛍光体８が形成されている。そして、図示は省
略するが、前記放電空間５には放電ガスとして例えばヘ
リウムとキセノンからなるペニングガスが封入されてい
る。なお、誘電体層６ａ，６ｂは低融点ガラスペースト
を所定形状に印刷して焼成することにより形成されてい
る。そして、詳細な説明は省略するが、各ガラス基板１
ａ，１ｂについて所定の構成要素を別個に設ける工程、
ガラス基板１ａ，１ｂを対向配置して周囲を封止する工
程、及び放電ガスを封入する工程などを経て製造され
る。

【００１３】この構成のＡＣ−ＰＤＰによれば、一対の
透明電極２ａ，２ｂに対して、これらの間の相対電位が
交互に反転するように所定の駆動電圧（交番パルス）を
印加すると、印加毎に誘電体層６ａの表面に放電が起こ
り、これにより生じた紫外線によって蛍光体８が励起さ
れて発光する。この発光を透明電極を通して基板１ａ側
から取出すことで、プラズマディスプレイパネルとして
機能される。

【００１４】図２は前記した透明電極２ａ，２ｂの形成
手順を模式的に示した断面図である。先ず、図２（ａ）
のように、ガラス基板１ａ上に厚さ例えば約１５μｍの
ドライフィルムレジスト（以下、ＤＦＲ）を貼り、露
光、現像プロセスを経て所望のレジストパターン１１を
得る。そして、このレジストパターン１１を形成したガ
ラス基板１ａに対してプラズマ処理を行う。図３は本発
明に係るプラズマ処理装置、特にこの実施形態では酸素
プラズマ処理装置を示している。この酸素プラズマ処理
装置内に前記基板１ａをセットし、図示しない排気装置
によってチャンバ４１内を真空排気する。所定の真空度
まで排気した後、ボンベ４２よりマスフローコントロー
ラ４３を用いてチャンバ４１内に酸素ガスを導入する。
チャンバ４１内の酸素分圧が例えば５０ｍＴｏｒｒとな
るように酸素ガスの導入量、排気量を調節する。その
後、プラズマ電極４４に約１３．５６ＭＨｚの高周波電
力を印加しプラズマ電極４４上に酸素プラズマを発生さ
せる。所定の時間ガラス基板１ａ上のＤＦＲ３１を酸素
プラズマ中に曝した後、高周波電力の印加を停止しチャ
ンバ４１を大気圧に戻しガラス基板１ａを取り出す。こ
の酸素プラズマ処理を行ったＤＦＲ１１は、図２（ｂ）
のように、表面が部分的に灰化され、細かな凹凸１２が
形成される。

【００１５】次いで、前記ガラス基板１ａをスパッタリ
ング処理し、透明導電膜を形成する。図４は酸化錫（Ｓ
ｎＯ₂）と酸化アンチモン（Ｓｂ₂Ｏ₃）の混合焼結体
をターゲットとする直流型スパッタリング成膜装置であ
る。同図において、５１は真空チャンバ、５２は焼結体
ターゲットである。前記ガラス基板１ａを真空チャンバ
５１中にセットし図示しない真空ポンプで真空チャンバ
５１内を所定の圧力、例えば１×１０^-6Ｔｏｒｒまで排
気する。排気と同時にガラス基板１ａ上の吸着ガス等を
解離させるためにヒータ５３を用いてガラス基板１ａを
１５０℃程度に加熱する。その後、真空チャンバ５１内
にアルゴン（Ａｒ）と酸素（Ｏ₂）を導入し、排気速度
を調節することにより真空チャンバ５１内の圧力を例え
ば５ｍＴｏｒｒに保つ。この時、Ｏ₂の分圧が例えば５
％となるようにＡｒとＯ₂の流量を調節する。真空チャ
ンバ５１内の圧力が安定した後にターゲット５２に負の
直流電圧をかけることによりターゲット５２がスパッタ
リングされ基板上に透明導電膜１３が形成される。透明
導電膜１３が所定の膜厚、例えば２０００Åに成膜でき
た時点で、ターゲット５２への電圧印加を停止し、真空
チャンバ５１内を大気圧に戻してガラス基板１ａを取り
出す。このスパッタリング処理により、図２（ｃ）のよ
うにガラス基板１ａ上に透明導電膜１３が形成される。

【００１６】このとき、一般にスパッタリング法を用い
た成膜は段差の被覆性（いわゆるステップカバレッジ）
がよいといわれている。しかし、本発明の場合には、前
記プラズマ処理工程においてＤＦＲ１１表面に生じてい
る凹凸１２が、透明導電膜１３の膜厚に比して深く細か
いため、透明導電膜２１の形成によってＤＦＲ３１は完
全に表面を覆われることなく部分的に表面があらわれた
状態となる。したがって、透明導電膜１３を形成したガ
ラス基板１ａをＤＦＲ剥離液である５％水酸化ナトリウ
ム（ＮａＯＨ）溶液に浸漬すると、ＮａＯＨ溶液は透明
導電膜１３に覆われていない部分からＤＦＲ１１に容易
に接触できるため、ＤＦＲ１１は表面に透明導電膜１３
がない場合と同程度の時間で剥離されることになる。こ
のように、ＤＦＲ１１をガラス基板１ａから剥離し、こ
れと同時にその上に形成されている透明導電膜１３の不
要な部分を除去することにより、図２（ｄ）のように、
所望の透明電極パターン２ａを得ることができる。

【００１７】また、図１に示したガラス基板１ｂ上のデ
ータ電極３の形成方法について説明する。ここでは、図
示は省略するが、前記ガラス基板１ｂ上に厚さ１５μｍ
のドライフィルムレジスト（ＤＦＲ）を貼り、露光、現
像プロセスを経て所望のレジストパターンを得る。レジ
ストパターンを形成したガラス基板を図２（ｂ）の工程
と同様に酸素プラズマに曝すことにより、ＤＦＲの表面
に凹凸を形成する。次に、図示しない電子ビーム蒸着装
置を用いてガラス基板１ｂ上に３０００Åのアルミニウ
ム（Ａｌ）膜を形成する。３０００ÅのＡｌ膜によって
もＤＦＲ表面の凹凸は覆いきれず、部分的に表面にＤＦ
Ｒがあらわれている。続いてＡｌ膜を形成したガラス基
板をＤＦＲ剥離液である５％水酸化ナトリウム（ＮａＯ
Ｈ）溶液に浸漬する。これにより、ＮａＯＨ溶液はＡｌ
膜に覆われていない部分からＤＦＲに容易に接触できる
ため、ＤＦＲは表面にＡｌがない場合と同程度の時間で
ガラス基板１ｂから剥離することができる。このＤＦＲ
を剥離するのと同時にその上のＡｌ膜を除去することに
より所望のデータ電極パターンを得ることができる。

【００１８】なお、このようにして透明電極を形成した
ガラス基板１ａ，１ｂに対し、常法により誘電体層６
ａ，６ｂ、保護層７、蛍光体８を形成し、隔壁４を挟ん
で両ガラス基板１ａ，１ｂを張り合わせ、放電空間５の
内部にガスを封入することによりプラズマディスプレイ
パネルとする。

【００１９】なお、本発明者の実験によれば、ＤＦＲ１
１の表面に形成する凹凸１２は、透明導電膜１３の膜厚
が１０００Åの場合には、５０００Å以上の深さに形成
することが好ましい。また、凹凸の水平方向の周期長は
５００〜２０００Å程度が好ましい。この凹凸の度合い
は、プラズマの強度や酸素の圧力、処理時間により適宜
に調整することが可能である。

【００２０】また、図４に示したスパッタリング成膜装
置では、酸化錫と酸化アンチモンの混合物からなるター
ゲットを用いたときには、低基板温度で成膜を行っても
等価率が高く、比較的低抵抗な膜が得られる。図５はネ
サ膜と、一般的なＩＴＯ膜の基板温度と抵抗率の関係を
示す図であり、（ａ）はネサ膜の場合を、（ｂ）はＩＴ
Ｏの場合をそれぞれ示している。この図から、ネサ膜の
場合には基板温度の影響をあまり受けないことが判る。
このため、基板温度をそれほど高くする必要がなく、基
板加熱によってＤＦＲが変質され、剥離し難くなること
を回避することが可能となる。

【００２１】以上、本発明をその好適な実施の形態に基
づいて説明したが、本発明の薄膜電極の製造方法は、前
記の実施形態にのみ限定されるものではない。例えば、
前記実施形態例においては酸素プラズマ処理とスパッタ
リング成膜を別の装置で行ったが、同一チャンバ内にそ
の機構を設け、あるいは各処理チャンバを接続して処理
を行うなどの方法を用いてもよい。また、酸素プラズマ
の発生方法、酸素プラズマ処理条件はレジスト層表面に
良好な凹凸が形成される範囲で、またスパッタリング成
膜装置の構造、成膜の制御条件等は良好な導電膜が得ら
れる範囲で適宜変更することができる。さらに、酸素プ
ラズマ処理に替えて、例えばアルゴン（Ａｒ）ガスを用
いたイオンミリングによってＤＦＲの表面に凹凸を形成
することも可能である。また、レジスト材料としてＤＦ
Ｒを用いているが、液体レジストを用いてもよい。さら
に、データ電極材料としては銅（Ｃｕ）やクロム（Ｃ
ｒ）を用いてもよい。

【００２２】また、前記実施形態では、本発明を面放電
型のＡＣ−ＰＤＰの透明電極に適用した場合を説明した
が、対向放電型のＡＣ−ＰＤＰの透明電極、あるいは他
の方式のディスプレイパネルの透明電極を形成する場
合、さらには一般的な薄膜電極を形成する場合にも同様
に適用可能である。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、基板上に
所望の形状にレジスト層を形成した上で、このレジスト
層の表面をプラズマ雰囲気に曝してその表面に凹凸を形
成し、しかる上でレジスト層を含む基板上に一様に導電
膜を形成し、レジスト層をその上に形成された導電膜と
共に除去して所望のパターン形状に形成する工程を備え
るため、電極パターン形成にリフトオフ法を用いても、
レジスト層表面の凹凸を通してレジスト除去剤をレジス
ト層にまで十分に到達させることができ、導電膜形成後
のレジスト除去を容易に行なうことができ、電極パター
ンをスループット高く形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の製造方法を適用したＡＣ−ＰＤＰの要
部の断面図である。

【図２】本発明の製造方法を説明するための要部の工程
断面図である。

【図３】本実施形態で用いた酸素プラズマ処理装置の概
略構成図である。

【図４】本実施形態で用いたスパッタリング処理装置の
概略構成図である。

【図５】ネサ膜とＩＴＯ膜の基板温度変化に対する抵抗
率変化を示す図である。

【図６】従来のエッチング法を説明するための図であ
る。

【図７】従来のリフトオフ法を説明するための図であ
る。

【図８】従来技術におけるレジスト残渣を除去する方法
を説明するための図である。

【符号の説明】

１ａ，１ｂガラス基板２ａ，２ｂ透明電極３データ電極４隔壁５放電空間６ａ，６ｂ誘電体層７保護層８蛍光体１１レジストパターン１２凹凸１３透明電極膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に所望の形状にレジスト層を形成
する工程と、前記レジスト層の表面をプラズマ雰囲気に
曝しレジスト層表面に凹凸を形成する工程と、前記レジ
スト層を含む前記基板上に一様に導電膜を形成する工程
と、前記レジスト層をその上に形成された前記導電膜と
共に除去して前記導電膜を所望のパターン形状に形成す
る工程とを含むことを特徴とする薄膜電極の製造方法。
【請求項２】レジスト層表面を酸素プラズマ雰囲気に
曝す請求項１の薄膜電極の製造方法。
【請求項３】前記導電膜が、酸化錫と酸化アンチモン
の化合物からなる透明導電膜であることを特徴とする請
求項１または２の薄膜電極の製造方法。
【請求項４】前記導電膜が、酸化錫と酸化アンチモン
の混合物からなるターゲットを用いたスパッタリング法
により形成された透明導電膜であることを特徴とする請
求項３の薄膜電極の製造方法。
【請求項５】基板がプラズマディスレイパネルのガラ
ス基板であり、導電膜がこのガラス基板の表面に所要パ
ターンに形成される透明電極である請求項１ないし４の
いずれかの薄膜電極の製造方法。