JPS6240309B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はフオトエツチング用金属ガラスマスク
及びその製造方法に関する。

近年の電子機器の小型化、高密度化はめざまし
いものがあり、それをささえるIC（集積回路）、
回路基板、表示体、水晶振動子等の電子部品の小
型化、精密化は急速に進行している。これらの電
子部品製造にあたつてはフオトエツチング工程は
必須のものとなつている。フオトエツチングに用
いるフオトマスクにはフイルムマスクとガラスマ
スクがあるが前者は安価であるが、耐久性（耐摩
耗性）、表面の平担性がおとるため、いわゆる密
着露光用マスクとしては欠点を有していた。後者
のガラスマスクは、乳剤層を用いたガラス有機マ
スクと、金属薄膜を用いた金属ガラスマスクがあ
る。前者は平担度は優れるものの乳剤層の耐摩耗
性が悪いため、ソフトコンタクト露光にとどまつ
ていた。ソフトコンタクトといつても長期使用中
に摩耗し寿命は完全とは言えなかつた。１方の金
属ガラスマスクは耐摩耗性、平担性が優れるもの
の、ガラスに密着の良い金属はほぼCrしかない
ため、蒸着法、スパツタ法等の真空技術を用いる
ため非常に高価であるという欠点を有していた。
本発明は、金属ガラスマスクを安価に作ることを
目的としたものである。本発明者らは、ガラス基
板上にｎ型半導体層を介し無電解メツキプロセス
を行なうことにより、今まで実現困難であつた密
着性の良い、ピンフオールフリーの金属薄膜を得
ることを発見し、該被メツキガラス基板が十分に
金属ガラスマスクとして使用できることを見出し
た。

以下順次本発明の説明を詳細に行なう。

本発明の透明ガラス基板とは、特に紫外線透過
率の優れたガラスであつて通常160nｍ〜400nｍ
の光をよく透過するものであれば良い。具体的に
は石英ガラス、ホウケイ酸系ガラス、ソーダガラ
スである。

次に本発明では、透明ガラス基板にｎ型半導体
層を被覆する。数Å〜2000Åが良いが2000Å以上
でもかまわない。ｎ型半導体層とはSnO₂、
In₂O₃、TiO₂、ZnO、PbO等であるが、これらに
適当な不純物をドーピングしても良い。例えば
SnO₂には、Sb₂O₅、P₂O₅等、In₂O₃にはSnO₂等で
ある。これらは、CVD法、スプレー法、浸漬
法、印刷法等の安価な方法で被覆する。一番安価
な方法は、無水塩化第二スズのCVD法である。

このようにガラス基板上に被覆されたｎ型半導
体層を有する基板に次のプロセスで無電解メツキ
する。

十分に脱脂洗浄後、基板を塩化第１スズ溶液に
浸漬しシンセタイズする。次に純水で十分に基板
上の塩化第１スズ溶液を洗浄後、PdCl₂溶液に浸
漬し、吸着した第１スズイオンとPdcl₂を置換す
る。洗浄後無電解メツキ浴に浸漬しメツキを行な
う。このような無電解メツキプロセスはこれに限
定されるものでなく、置換材として、Pdcl₂の
他、AgNO₃、AnCl₂、Ptcl₂等を単独又はPdCl₂を
含めて混合して用いる。無電解メツキ浴として
は、ニツケルリン系ニツケルボロン系、金、
Cu、スズ等多くのものが市販されている。しか
し安価さから言つてニツケルリン系浴が優れ、マ
スク用としての十分な、耐摩耗性を有している。
また必要に応じメタライジング後、通常の電解メ
ツキ（Cr、Pd、Pd−Ni等）を施してもかまわな
い。フオトマスクとしての性能からしてメツキさ
れた金属の透過率が問題となるが、300Å以上、
望ましくは1000Å〜5000Åであり、380nｍの近
紫外線に対する透過率は前記ニツケルリンの場合
300Åで約５％〜1000Åで0.1％である。

このようにメタライズされたガラス基板は、通
常のフオト工程で、マスター版又は原版フイルム
から直接パターン露光しエツチングし、金属マス
クが製作される。必要に応じｎ型半導体層をエツ
チング除去する。この場合の必要性とはｎ型半導
体層による透過光のロスである。ｎ型半導体層を
残した方が、静電気防止によるホコリの除去、ｎ
型半導体層を再度被覆する必要なくマスクの再生
ができるなどのメリツトを有する。このようにし
て得られた金属ガラスマスクは、IC、回路基
板、表示体（液晶パネルの透明電極用等）、水晶
振動子のリングラフイー製造等に広く用いられ
る。電子機器用に限らずフオトエツチングを必要
とするマスクとして用いることができることは明
らかである。

以下実施例をあげ本発明を詳細に説明する。

実施例 １ 良く研摩し平担に仕上げられた1.5mm厚ソーダ
ガラス上にCVD法を用い、無水塩化第二スズか
らSnO₂膜を基板の片側のみに300Å形成した。十
分に洗浄後、１ｇ／の塩化第１スズを含む１
c.c.／塩酸溶液に１分間基板を浸漬した。次に脱
イオン水を用い十分に洗浄後５ｇ／のPdcl₂を
含む５c.c.／塩酸溶液に１分間浸漬し、洗浄後、
市販のニツケルリン浴であるカニゼン社製シユマ
ーS680を純水で４倍希釈したものに40℃で８分
間無電解メツキを施した。膜厚は約1200Åで透過
率は約0.05％であつた。このような、被メツキガ
ラス基板にロールコーター法でネガタイプフオト
レジストを１μ被覆し、マスターマスクを用い、
水銀灯で約20秒間露光を行ない、原像後、水20、
リン酸35％、酢酸５％、硝酸35％、硫酸５％（そ
れぞれ体積）パーセントから成る液に１分間浸漬
しニツケルリンをエツチングし、次にフオトレジ
ストをKOHの10％溶液を用いハク離を行ない、
金属ガラスマスクを製造した。このようにして得
られた金属ガラスマスクを液晶表示パネル用透明
電極製造用フオトマスクとして用いた場合、ガラ
ス有機マスクに比し約10〜100倍の寿命を有し、
しかもホコリがマスクに付かないためピンホール
を非常に少なくすることができた。又有効マスク
厚が1200Å程度のため光のまわり込みがなくフア
インパターンも容易に形成できた。

実施例 ２ ｎ型半導体層をCVD法でなく、有機金属アル
コキサイド、例えばTi（OC₄H₉）₄、Sn
（OC₄H₉）₄溶液からの等連引き上げ法で形成し500
℃10分間焼成したものを用いて後は実施例１と同
様に行なつたが同様の結果が得られた。

実施例 ３ ｎ型半導体層の形成方法として、Incl₃水溶液
を500℃に加熱された基板にスプレーした基板を
用いたところ同様の結果が得られた。

実施例 ４ 実施例１において無電解メツキプロセスとして
SnO₂に0.5％Sb₂O₅をドープしたホウケイ酸素ガ
ラスを用いて、日立化成増感剤HS−101Bに10分
間、洗浄後密着促進剤ADP−201（日立化成社
製）に５分間浸漬、洗浄後カニゼン社製シユーマ
ーS680の４倍希釈液から40℃でニツケルリンを
2000Å無電解メツキした。透過率は0.01％以下で
あつた。これをIC用メタルマスクとして用いた
ところCr金属マスクと同等の結果が得られ、製
造コストは1/2以下であつた。

実施例 ５ 実施例１でNi−Ｐメツキ後、400℃で不活性ガ
スArを通気しながら15分間熱処理した。このよ
うにして得た金属ガラスマスクは実施例１のもの
よりさらに２倍の寿命をもつていた。Ni−Ｐが
熱処理によりHv1500程度まで硬度が向上するた
めと思われる。

実施例 ６ 実施例１において、メツキ液としてシアン金カ
リ4.5ｇ／、シアン化カリ７ｇ／、水素化ホ
ウ素カリ10ｇ／、水酸化ナトリウム100ｇ／
の水溶液で、90℃で３分間無電解金メツキを行な
つた。金メツキの厚みは約2000Åであつた。この
ような被金メツキガラスマスクを用い、テープキ
ヤリア基板をフオトエツチングした。この場合密
着露光が可能である（従来は約10cm離して露光し
ていた）ため、パターン精度が従来より優れ、し
かも露光時間が従来の1/4以下に短縮できた。

以上実施例に従つて本発明を詳細に説明した
が、本発明による金属ガラスマスクの工業的価値
は著しいものがある。本発明は限定したものであ
り、多くの無電解メツキプロセス（例えばCu、
Sn、Ag等）も同様に使用できる。又ｎ型半導体
及び、ガラス基板も本発明に限定されるものでは
ない。本発明によつて得られた金属ガラスマスク
を用いて、時計用IC、回路基板、液晶表示パネ
ル、水晶振動子等のフオトマスクとして用いられ
る。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 透明ガラス基板上にｎ型半導体層を備け、そ
   の上に無電解メツキによつて300Å以上の金属層
   を被覆せしめ、該メツキ被膜をフオトエツチング
   によりパターン化したことを特徴とするガラスマ
   スクの製造方法。 ２ 特許請求の範囲第１項において、ｎ型半導体
   層がSnO₂、In₂O₃、TiO₂、ZnO、PbO又はこれら
   に不純物をドーピングしたものであることを特徴
   とするガラスマスクの製造方法。 ３ 特許請求範囲第１項において、無電解メツキ
   プロセスとしてPdCl₂、AgNO₃、AuCl₂、Ptcl₂か
   ら選ばれた一種以上の水溶液に浸漬する工程を含
   むことを特徴とするガラスマスクの製造方法。