JPH11231335A - 埋設電極付き基板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】酸に対する溶解性の有無に関係なく電極材料を
選定できる埋設電極付き基板の製造方法を提供する。 【解決手段】レジストを所定形状に被覆したガラス基板
を珪弗化水素酸水溶液に漬け、ガラス板露出部分に選択
的にＳｉＯ2膜を形成し、その後レジストの除去および
ＳiＯ2膜上へのレジストの被覆を順次行い、しかる後基
板全体にアルミニウム膜をスパッタ法により被覆し、し
かる後レジストを、溶解することによりレジスト上のＡ
ｌ膜とともに除去して、表面が平坦な埋設電極付き基板
を製造する。また、先ずガラス基板上に無電解メッキの
ための活性化処理を行い、上記スパッタ法の代わりに無
電解メッキ法によりＳｉＯ2絶縁膜中に電極を設けるよ
うにする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、液晶等の表示パネ
ル用の基板、とりわけ低抵抗の電極膜が必要とされる高
精細の液晶表示パネルに適した基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年の薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）型構
造や超ねじれネマチック（ＳＴＮ）型構造等の液晶ディ
スプレイにおいて、大面積高精細化が望まれており、そ
のためには画素の高密度化、低消費電力化などが必要で
ある。その手段として、配線電極やＴＦＴにおけるゲー
ト電極の低抵抗化が種々検討されており、その一つに電
極の埋設化がある。

【０００３】埋設電極の形成方法としては、珪弗化水素
酸を含む溶液から二酸化珪素被膜を親水性であるガラス
基板表面のみへ選択的に析出させ、予め形成した電極を
この二酸化珪素被膜に埋設させて基板表面の形状を平坦
化する埋設電極の形成方法が特開平７−２３００９９号
公報に開示されている。

【０００４】また、このときに電極を予め酸に溶解しに
くい保護層にサンドイッチする方法が、特開平８−８３
９６５号公報に開示されている。これらの従来技術によ
れば、ＣｒやＣｕ／Ｃｒ積層体などの金属材料で構成さ
れる微細な配線電極を基板表面に平坦に埋め込むように
した埋設電極付き基板を得ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従来の埋設電極の形成
方法では、ガラス基板に電極を形成した後で液相析出法
により二酸化珪素被膜を形成するので、液相析出法にお
ける処理液である珪弗化水素酸を含む溶液に、溶解若し
くは浸食される金属を電極材料にすることはできないと
いう課題があった。本発明は、酸に溶解若しくは浸食さ
れ易い電極材料に対しても埋設された電極を形成する方
法を提供するものである。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は、絶縁性基板表
面上に形成された二酸化珪素被膜に電極が埋設されてな
る埋設電極付き基板の製造方法であって、マスキングレ
ジストを所定形状に被覆した絶縁性基板を珪弗化水素酸
を含む処理液に接触させることにより、前記マスキング
レジストが被覆されていない部分に二酸化珪素被膜を形
成し、その後マスキングレジストの除去および二酸化珪
素被膜上へのマスキングレジストの被覆を順次行い、そ
の後基板全体に亘って電極膜を被覆し、しかる後マスキ
ングレジストを溶解することにより、マスキングレジス
トをその上に被覆された電極膜とともに除去する埋設電
極付き基板の製造方法である。

【０００７】本発明の絶縁性透明基板としては、無アル
カリガラス、硼珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラス、ソー
ダライムシリカガラスなどの公知の電気絶縁性のガラス
基板が用いることができる。これらいずれかのガラス基
板表面上に、先ず所定形状のマスキングレジスト（以下
レジストと略す）をフォトリソグラフィー法により形成
し、親水性のガラス基板と非親水性のマスキングレジス
トとの差により、ガラス表面上に選択的に珪弗化水素酸
を含む溶液から二酸化珪素被膜を析出形成（以下液相析
出法という）させる。

【０００８】液相析出法による二酸化珪素被膜は、処理
液である珪弗化水素酸を含む溶液を二酸化珪素の過飽和
状態とした後に、たとえば基板を処理液に浸漬すること
で得られる。処理液を過飽和状態にする方法としては、
処理液にホウ酸を添加する方法、金属アルミニウムを溶
解する方法、水を添加する方法、処理液の温度を変える
方法が挙げられる。

【０００９】本発明において、処理液に含まれる珪弗化
水素酸の濃度は、１ｍｏｌ／ｌ以上であることが好まし
く、さらに３ｍｏｌ／ｌ以上であることが好ましい。処
理液に含まれる珪弗化水素酸の濃度が１ｍｏｌ／ｌより
小さいと、処理液中において二酸化珪素からなる微粒子
が発生しやすくなり、それが析出被膜中に取り込まれて
平滑な被膜が得られず良好な絶縁膜にならない上に、レ
ジスト表面上に二酸化珪素の微粒子が多数付着して選択
成長が望めない等の不具合を生じるからである。１ｍｏ
ｌ／ｌ以上とすることにより処理液中の微粒子の存在
は、次の工程を実施する上で悪影響を与えないようにな
る。

【００１０】また、処理液に含まれる珪弗化水素酸の上
限の濃度は、４ｍｏｌを越えるとＳiＦ₄のガス発生が激
しくなるので、４ｍｏｌ以下であることが好ましい。

【００１１】本発明においては、その後レジストを溶解
除去して、レジストを除去したガラス基板表面が露出し
た部分に電極形成する。電極は、例えばスパッタ法や真
空蒸着法などで基板全体に電極となる金属または合金を
被覆し、その後レジスト上に被覆された金属膜または合
金膜を、いわゆるリフトオフ法でレジストとともに除去
することで形成される。

【００１２】配線電極間を電気的に絶縁する二酸化珪素
被膜と電極の厚みは、ほぼ同じであることが好ましい。
同じ厚みとすることによって電極付き基板の表面の平坦
度が向上し、さらにその上に形成される層の微細な素子
の加工が容易となるからである。

【００１３】本発明の第２は、絶縁性基板表面上に形成
された二酸化珪素被膜に電極が埋設されてなる埋設電極
付き基板の製造方法であって、無電解メッキのための活
性化処理をした絶縁性基板の表面上にマスキングレジス
トを所定形状に被覆し、その基板を珪弗化水素酸を含む
処理液に接触させることにより、前記マスキングレジス
トが被覆されていない部分に二酸化珪素被膜を形成し、
しかる後マスキングレジストを溶解除去して露出した前
記活性化処理をした部分に、電極となる金属を無電解メ
ッキにより形成する埋設電極付き基板の製造方法であ
る。

【００１４】本発明の第２においても、絶縁性基板とし
て無アルカリガラス、硼珪酸ガラス、アルミノ珪酸ガラ
ス、ソーダライムシリカガラスなどの公知の電気絶縁性
のガラス基板を用いることができる。

【００１５】先ず、基板表面全体に無電解メッキのため
の触媒活性化処理を行う。活性化処理に用いる処理液
は、塩化パラジウムを含む液が好んで用いられる。活性
化処理された基板は、最終的に電極となる部分に公知の
フォトリソグラフィー法等によりレジストを形成し、レ
ジストで隠蔽されない部分に珪弗化水素酸を含む溶液か
ら二酸化珪素被膜を選択的に析出形成（液相析出法）さ
せる。その後レジストを除去して、露出した活性化処理
面に金属を無電解メッキにより形成し、埋設電極とす
る。

【００１６】本発明の第２においても、液相析出法によ
る二酸化珪素被膜は、処理液である珪弗化水素酸を含む
溶液を二酸化珪素の過飽和状態とした後に、基板を処理
液に浸漬することで得られる。

【００１７】処理液に含まれる珪弗化水素酸の濃度は、
本発明の第１と同じく１ｍｏｌ／ｌ以上であることが好
ましく、さらに３ｍｏｌ／ｌ以上であることが好まし
い。処理液に含まれる珪弗化水素酸の濃度が小さいと、
処理液中において二酸化珪素からなる微粒子が発生しや
すくなり、それが被膜にも取り込まれて平滑な被膜が得
られず良好な絶縁膜にならない上に、レジスト表面上に
二酸化珪素微粒子が多数付着して選択成長が望めない等
の不具合を生じるからである。１ｍｏｌ／ｌ以上とする
ことにより微粒子の存在は、次の工程を実施する上で上
記の悪影響を与えないようになる。

【００１８】また、珪弗化水素酸の濃度の上限値は本発
明の第１と同じ理由で４ｍｏｌ以下とするのが好まし
い。

【発明の実施の形態】図１は、本発明の工程説明図であ
り、図２は本発明の第２の工程説明図である。次に、本
発明を図１及び図２を用いて、実施例により具体的に説
明する。

【００１９】実施例１ あらかじめ洗浄された、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、
厚さ１．１ｍｍのソーダライムガラス基板表面上に、フ
ォトレジスト樹脂溶液をスピンコート法で１μｍ厚で塗
布してレジスト膜を得た。これをオーブンで乾燥し、所
定形状にパターニングのためのポジ用フォトマスクを通
して紫外線露光し、現像液にてレジストを現像した。こ
のときの基板の断面を図１（ａ）に示す。

【００２０】つぎに、図１（ｂ）に示すように液相析出
法によってレジストが存在しない部分に５００ｎｍ厚の
二酸化珪素被膜を形成した。なお、このとき処理液に含
まれる珪弗化水素酸の濃度は３．９ｍｏｌ／ｌとした。
その後、同図（ｃ）のように残存するレジストを剥離液
で溶解除去し、基板上に所定のパターンの二酸化珪素被
膜を形成した。

【００２１】つぎに、基板表面のうち二酸化珪素被膜が
存在する部分にのみにレジストが残存するようにレジス
ト膜の塗布、露光、現像を行い、断面が図１（ｄ）に示
すような二酸化珪素被膜とレジスト膜が積層されたもの
を得た。

【００２２】つぎに図１（ｅ）に示すようにスパッタ法
によってアルミニウム（Ａｌ）膜を５００ｎｍの厚さと
なるように成膜したのち、リフトオフ法によってレジス
ト及びその上に形成されたＡｌ膜を除去した。この方法
によって、断面が図１（ｆ）に示すようにガラス基板上
に所定のパターンのＡｌ電極膜が絶縁膜と同じ膜厚で形
成され、表面が平坦な形状をした埋設電極付き基板が得
られた。

【００２３】実施例２ あらかじめ洗浄された、縦１００ｍｍ、横１００ｍｍ、
厚さ１．１ｍｍの無アルカリガラス基板表面上に、市販
のパラジウム触媒液を浸漬法で塗布した。つぎにパラジ
ウム活性剤に浸漬することによって触媒液を還元した。
このときの基板断面の図２（ａ）に示す。その後実施例
１と同様の方法で、図２（ｂ）及び図２（ｃ）及び図２
（ｄ）に示すように、レジスト膜の形成、二酸化珪素被
膜の形成およびレジスト膜の除去を行った。

【００２４】つぎに、無電解メッキ法により銅（Ｃｕ）
を活性化処理面のみに５００ｎｍの厚さで形成した。こ
の方法により、図２（ｅ）に示すようにガラス基板上に
所定形状の銅（Ｃｕ）膜が絶縁膜と同じ膜厚で形成さ
れ、表面が平坦な埋設電極付き基板が得られた。

【００２５】上記実施例では電極材料としてアルミニウ
ムを用いたが、銅、クロム、タンタル、金、銀、白金な
ど、酸に対する可溶性（不溶性）に関係なく体積抵抗が
１ｍΩｃｍ程度以下の低抵抗材料を電極材料として用い
ることができる。さらに、ＩＴＯ（錫ドープ酸化インジ
ウム）や酸化亜鉛、酸化錫等の酸に耐性が乏しい導電性
酸化物を電極材料にすることもできる。

【００２６】

【発明の効果】本発明によれば、埋設される電極は珪弗
化水素酸を含む処理液に接触することがないので、酸に
不溶性の金属はもちろん、酸に可溶性の金属も電極材料
とすることができる。これにより、体積抵抗の小さい低
抵抗金属材料を寸法精度よく設けることができ、また同
じ抵抗を有する電極を形成するのに、従来技術より電極
の厚みを小さくすることができるので、工程上及びコス
ト面で有利な埋設電極付き基板を得ることができる。

【００２７】さらに本発明によれば、電極にＩＴＯ等の
透明導電材料を用いることができるので、電極及び絶縁
膜とも光透視性の埋設電極付き基板を得ることができ
る。

【００２８】

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の工程説明図である。

【図２】本発明の第２の工程説明図である。

【符号の説明】

１：ガラス基板 ２：マスキングレジスト ３：二酸化珪素被膜 ４：電極 ５：活性化処理面 ６：埋設電極付き基板

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】絶縁性基板表面上に形成された二酸化珪素
   被膜に電極が埋設されてなる埋設電極付き基板の製造方
   法であって、マスキングレジストを所定形状に被覆した
   絶縁性基板を珪弗化水素酸を含む処理液に接触させるこ
   とにより、前記マスキングレジストが被覆されていない
   部分に二酸化珪素被膜を形成し、その後マスキングレジ
   ストの除去および二酸化珪素被膜上へのマスキングレジ
   ストの被覆を順次行い、その後基板全体に亘って電極膜
   を被覆し、しかる後マスキングレジストを溶解すること
   により、マスキングレジストをその上に被覆された電極
   膜とともに除去する埋設電極付き基板の製造方法。
2. 【請求項２】絶縁性基板表面上に形成された二酸化珪素
   被膜に電極が埋設されてなる埋設電極付き基板の製造方
   法であって、無電解メッキのための活性化処理をした絶
   縁性基板の表面上にマスキングレジストを所定形状に被
   覆し、その基板を珪弗化水素酸を含む処理液に接触させ
   ることにより、前記マスキングレジストが被覆されてい
   ない部分に二酸化珪素被膜を形成し、しかる後マスキン
   グレジストを溶解除去して露出した前記活性化処理をし
   た部分に、電極となる金属を無電解メッキにより形成す
   る埋設電極付き基板の製造方法。
3. 【請求項３】前記活性化処理が絶縁性基板表面上にパラ
   ジウム粒子を形成する処理であることを特徴とする請求
   項２に記載の埋設電極付き基板の製造方法。
4. 【請求項４】前記処理液中の珪弗化水素酸の濃度を、１
   ｍｏｌ／ｌ以上とする請求項１〜３のいずれかに記載の
   埋設電極付き基板の製造方法。
5. 【請求項５】前記処理液中の珪弗化水素酸の濃度を、４
   ｍｏｌ／ｌ以下とする請求項４に記載の埋設電極付き基
   板の製造方法。