JP2007200966A - Method for forming thin film pattern - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、リフト・オフ法によって薄膜パターンを形成する方法に関する。 The present invention relates to a method for forming a thin film pattern by a lift-off method.
薄膜パターン形成技術には、リフト・オフ法と呼ばれる技術がある。 As a thin film pattern formation technique, there is a technique called a lift-off method.
このリフト・オフ法とは、基板上に形成されたレジスト膜に所要のパターンが形成された露光マスクを重ね合わせて、露光工程と現像工程を行うことにより、基板上に露光マスクのパターンに対応したレジスト・パターンを形成し、次に、真空蒸着装置等によって、基板上の現像工程によってレジスト膜が除去されているパターン形成部分に蒸着膜を形成し、この後、レジスト剥離液によってレジスト・パターンを除去することによって、基板上に蒸着膜による所要のパターンの薄膜を形成する技術である。 This lift-off method corresponds to the pattern of the exposure mask on the substrate by overlaying the exposure mask with the required pattern on the resist film formed on the substrate, and performing the exposure process and the development process. Next, a deposited film is formed on the pattern forming portion where the resist film has been removed by a development process on the substrate by a vacuum deposition apparatus or the like, and then the resist pattern is formed by a resist stripping solution. This is a technique for forming a thin film having a required pattern on the substrate by using a vapor deposition film.
このリフト・オフ法においては、蒸着膜形成の際に、現像によってレジスト膜が除去されているパターン形成部分のみならず、レジスト膜が残留しているレジスト・パターン上にも蒸着膜が形成されることになる。 In this lift-off method, when forming the vapor deposition film, the vapor deposition film is formed not only on the pattern formation portion where the resist film is removed by development but also on the resist pattern where the resist film remains. It will be.
このため、レジスト剥離工程において、レジスト・パターンが比較的広く残る部分（すなわち、薄膜パターンを形成しない部分）等では、レジスト・パターンの表面に形成される蒸着膜によってレジスト剥離液がレジスト膜に浸透し難くなり、レジストの剥離を確実に行うことが出来なくなる虞がある。 For this reason, in the resist stripping process, the resist stripping solution penetrates into the resist film by the vapor deposition film formed on the surface of the resist pattern at a portion where the resist pattern remains relatively wide (that is, a portion where the thin film pattern is not formed). It becomes difficult to remove the resist reliably.
従来、このリフト・オフ法においてレジスト・パターンを形成するレジスト膜の剥離を確実に行うことを目的とした薄膜パターン形成方法が提案されている。 Conventionally, a thin film pattern forming method has been proposed for the purpose of surely peeling off a resist film for forming a resist pattern in this lift-off method.
この従来の薄膜パターン形成方法は、レジスト・パターンを形成するレジスト膜の剥離が困難な部位の近傍にダミー・パターン（現像によってレジスト膜が除去されることにより形成されるダミーの薄膜パターン）を形成して、レジスト剥離工程においてレジスト膜とレジスト剥離液との接触面積を大きくすることにより、レジスト膜の剥離が容易に行われるようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。 In this conventional thin film pattern forming method, a dummy pattern (a dummy thin film pattern formed by removing the resist film by development) is formed in the vicinity of the portion where it is difficult to remove the resist film forming the resist pattern. In the resist stripping process, the resist film is easily stripped by increasing the contact area between the resist film and the resist stripper (see, for example, Patent Document 1).
しかしながら、この従来の薄膜パターン形成方法では、ダミー・パターンの形成によってこの部分に不要な薄膜パターンが形成されることになるので、このダミー・パターンが形成される部分にさらに他の薄膜パターンが形成される場合や、ダミー・パターンによって形成される薄膜パターンが正規の薄膜パターンの機能を損なうといった問題が発生してしまう。 However, in this conventional thin film pattern forming method, an unnecessary thin film pattern is formed in this portion by forming the dummy pattern, so that another thin film pattern is formed in the portion where this dummy pattern is formed. In other cases, the thin film pattern formed by the dummy pattern impairs the function of the regular thin film pattern.
例えば、図１は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）やフィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）等の表示パネルのガラス基板Ｐ上に形成された薄膜パターンを示しており、行電極Ｘ，Ｙとアライメント・マークＡがそれぞれ薄膜パターンによって形成されている。 For example, FIG. 1 shows a thin film pattern formed on a glass substrate P of a display panel such as a plasma display panel (PDP) or a field emission display (FED), and includes row electrodes X and Y and alignment marks. Each A is formed by a thin film pattern.
そして、この薄膜パターンのうち、行電極Ｘ，Ｙをそれぞれ構成する透明電極Ｘａ，Ｙａと基板Ｐの位置合わせのためのアライメント・マークＡが、パネルの非表示領域Ｅ２内にリフト・オフ法によって形成され、この透明電極Ｘａ，Ｙａとアライメント・マークＡの形成後、行電極Ｘ，Ｙをそれぞれ構成する金属製のバス電極Ｘｂ，Ｙｂが、フォトリソグラフィ法によって、表示領域Ｅ１からこの表示領域Ｅ１の外周を囲む非表示領域Ｅ２内に引き出された形態で形成される。 Of the thin film pattern, the alignment mark A for alignment between the transparent electrodes Xa and Ya constituting the row electrodes X and Y and the substrate P is formed in the non-display area E2 of the panel by a lift-off method. After the transparent electrodes Xa and Ya and the alignment mark A are formed, metal bus electrodes Xb and Yb constituting the row electrodes X and Y are formed from the display area E1 to the display area E1 by photolithography. It is formed in a form drawn out in a non-display area E2 that surrounds the outer periphery.
このような表示パネルにおいて、前述したリフト・オフ法によって透明電極Ｘａ，Ｙａとアライメント・マークＡを形成する場合には、レジスト・パターンの面積が大きいためにレジスト剥離工程においてレジスト膜が剥離し難い非表示領域Ｅ２に、ダミー・パターンが形成されることになる。 In such a display panel, when the transparent electrodes Xa and Ya and the alignment mark A are formed by the lift-off method described above, the resist film is difficult to peel off in the resist peeling step because the area of the resist pattern is large. A dummy pattern is formed in the non-display area E2.
この場合、非表示領域Ｅ２内において、バス電極Ｘｂ，Ｙｂの引出エリアＥ２ａ内にダミー・パターンが形成されると、透明電極Ｘａ，Ｙａの形成後にこの引出エリアＥ２ａ内に形成されるバス電極Ｘｂ，Ｙｂが、透明電極Ｘａ，Ｙａと同じ導電材料によって形成されるダミー・パターンによって、互いにショートする虞が生じる。 In this case, if a dummy pattern is formed in the lead area E2a of the bus electrodes Xb and Yb in the non-display area E2, the bus electrode Xb formed in the lead area E2a after the transparent electrodes Xa and Ya are formed. , Yb may be short-circuited by a dummy pattern formed of the same conductive material as the transparent electrodes Xa, Ya.
また、アライメント・マークＡの周辺エリアＥ２ｂ内にダミーパターンを形成された場合には、このダミー・パターンがアライメントマークと誤認識される虞が生じる。 Further, when a dummy pattern is formed in the peripheral area E2b of the alignment mark A, there is a possibility that the dummy pattern is erroneously recognized as the alignment mark.
このため、上述した従来の薄膜パターン形成方法は、その使用に制約があり、特に、表示パネルの製造には不向きなものである。 For this reason, the conventional thin film pattern forming method described above is limited in its use and is particularly unsuitable for manufacturing display panels.
この発明は、上記のような従来の薄膜パターン形成方法における問題点を解決することをその技術的課題の一つとしている。 An object of the present invention is to solve the problems in the conventional thin film pattern forming method as described above.
この発明による薄膜パターン形成方法は、上記目的を達成するために、基板上にレジスト膜を形成し、このレジスト膜を、基板上に形成する薄膜パターンに対応する薄膜パターン形成部と一辺の長さまたは直径がレジスト膜の膜厚の２分の１以下の大きさに設定されたダミー・パターン形成部を有する露光マスクを介して露光させ、この露光後のレジスト膜を現像し、現像後の基板およびレジスト膜上に、蒸着法またはスパッタリング法によって薄膜パターンの形成材料による薄膜を形成し、この後に、レジスト膜をレジスト剥離液によって溶解して基板上から除去することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a thin film pattern forming method according to the present invention forms a resist film on a substrate, and the resist film is formed with a thin film pattern forming portion corresponding to the thin film pattern formed on the substrate and the length of one side. Alternatively, exposure is performed through an exposure mask having a dummy pattern forming portion whose diameter is set to a half or less of the film thickness of the resist film, the resist film after the exposure is developed, and the developed substrate In addition, a thin film made of a material for forming a thin film pattern is formed on the resist film by a vapor deposition method or a sputtering method, and then the resist film is dissolved with a resist stripping solution and removed from the substrate.
この発明による薄膜パターン形成方法は、基板上に形成されたレジスト膜を、基板上に形成する薄膜パターンに対応する薄膜パターン形成部と一辺の長さまたは直径がレジスト膜の膜厚の２分の１以下の大きさに設定されたダミー・パターン形成部を有する露光マスクを介して露光させ、この露光後のレジスト膜を現像した後、現像後の基板およびレジスト膜上に、蒸着法またはスパッタリング法によって薄膜パターンの形成材料による薄膜を形成し、この後に、レジスト膜をレジスト剥離液によって溶解して基板上から除去する実施形態の薄膜パターン形成方法を、その最良の実施形態としている。 According to the thin film pattern forming method of the present invention, a resist film formed on a substrate is divided into a thin film pattern forming portion corresponding to the thin film pattern to be formed on the substrate and one side length or diameter is a half of the film thickness of the resist film. After exposing through an exposure mask having a dummy pattern forming portion set to a size of 1 or less, developing the exposed resist film, a vapor deposition method or a sputtering method is performed on the developed substrate and resist film. A thin film pattern forming method according to an embodiment in which a thin film is formed by a material for forming a thin film pattern and then the resist film is dissolved with a resist stripping solution and removed from the substrate is the best embodiment.
この実施形態による薄膜パターン形成方法によれば、基板上に形成されたレジスト膜は、露光マスクを介して露光されて、その後に現像されると、露光マスクの薄膜パターン形成部に対向するレジスト膜の部分が現像液によって完全に除去されて、基板が露出されることによりレジスト・パターンが形成されるが、ダミー・パターン形成部に対向する部分のレジスト膜には、このダミー・パターン形成部の面積が、その一辺の長さまたは直径がレジスト膜の膜厚の２分の１以下の大きさに設定されていることによって小さく、レジスト膜の底部まで十分に露光されていないために、底部まで完全に除去されず、上層部の一部のみが除去されて凹所が形成される。 According to the thin film pattern forming method of this embodiment, the resist film formed on the substrate is exposed through the exposure mask, and then developed, the resist film faces the thin film pattern forming portion of the exposure mask. This portion is completely removed by the developing solution, and the resist pattern is formed by exposing the substrate. However, the portion of the resist film opposite to the dummy pattern forming portion is not covered by this dummy pattern forming portion. The area is small because the length or diameter of one side is set to a size equal to or less than one half of the film thickness of the resist film, and the bottom of the resist film is not sufficiently exposed. Not completely removed, only a part of the upper layer portion is removed to form a recess.
この現像終了後、蒸着法またはスパッタリング法等により、基板上のレジスト膜が完全に除去されている部分に、薄膜パターンの形成材料の粒子によって薄膜が成膜される。 After the completion of the development, a thin film is formed with particles of a material for forming a thin film pattern in a portion where the resist film on the substrate is completely removed by vapor deposition or sputtering.
このとき、レジスト・パターンを形成しているレジスト膜上にも薄膜パターンの形成材料による薄膜が形成されるが、この薄膜は、所謂ステップ・カバレッジの影響によって、レジスト膜の凹所の内部には形成されない。 At this time, a thin film made of a thin film pattern forming material is also formed on the resist film on which the resist pattern is formed. This thin film is formed inside the recess of the resist film due to the influence of so-called step coverage. Not formed.
このため、次に剥離液によるレジスト膜の剥離が行われる際に、剥離液が凹所からレジスト膜内によく浸透することにより、レジスト膜が容易にかつ完全に基板上から除去される。 For this reason, the resist film is easily and completely removed from the substrate when the resist film is next peeled off by the remover so that the remover penetrates well into the resist film from the recess.
そして、このとき、レジスト膜上に形成されていた薄膜は、レジスト膜とともに除去されるので、ダミーの薄膜パターンは形成されない。 At this time, since the thin film formed on the resist film is removed together with the resist film, a dummy thin film pattern is not formed.
したがって、上記薄膜パターン形成方法を用いて薄膜パターンを形成すれば、レジスト・パターンの面積の大きい部分においても、レジスト膜が容易にかつ完全に除去されるようになるとともに、このレジスト・パターンの形成部分に正規の薄膜パターンの形成材料と同じ材料によるダミー・パターンが形成されることもないので、例えば、レジスト膜の除去後にレジスト・パターンの形成部分に他の薄膜パターンが形成されるような場合でも、従来のように製造製品にダミー・パターンによって障害が発生するといった虞は無くなる。 Therefore, if a thin film pattern is formed using the above thin film pattern forming method, the resist film can be easily and completely removed even in a portion where the area of the resist pattern is large. Since a dummy pattern made of the same material as the regular thin film pattern is not formed on the part, for example, when another thin film pattern is formed on the resist pattern formation part after the resist film is removed. However, there is no risk that a fault occurs in the manufactured product due to the dummy pattern as in the prior art.
上記薄膜パターン形成方法において、露光マスクの薄膜パターン形成部を、基板上に形成する薄膜パターンに対応する形状の薄膜パターン形成用開口部とし、ダミー・パターン形成部を、一辺の長さまたは直径がレジスト膜の膜厚の２分の１以下の大きさに設定されたダミー・パターン形成用開口部とするのが好ましい。 In the thin film pattern forming method, the thin film pattern forming portion of the exposure mask is a thin film pattern forming opening having a shape corresponding to the thin film pattern to be formed on the substrate, and the dummy pattern forming portion has a length or diameter of one side. It is preferable that the dummy pattern forming opening is set to a size equal to or less than half the thickness of the resist film.
これによって、露光マスクの薄膜パターン形成用開口部に対向する部分の基板上に薄膜パターンが形成され、ダミー・パターン形成用開口部に対向する部分のレジスト膜上に凹所が形成される。 As a result, a thin film pattern is formed on a portion of the substrate facing the opening for forming a thin film pattern of the exposure mask, and a recess is formed on a portion of the resist film facing the opening for forming a dummy pattern.
さらに、上記薄膜パターン形成方法において、ダミー・パターン形成用開口部を矩形に形成して、この矩形の開口部の縦横の一辺の長さを、それぞれ、レジスト膜の膜厚の２分の１以下に設定するのが好ましい。 Further, in the above thin film pattern forming method, the dummy pattern forming opening is formed in a rectangular shape, and the length of each side of the rectangular opening is one half or less of the film thickness of the resist film. It is preferable to set to.
これによって、レジスト膜上に、このレジスト膜の底部に到達しない矩形の凹所が形成される。 As a result, a rectangular recess that does not reach the bottom of the resist film is formed on the resist film.
また、上記薄膜パターン形成方法において、ダミー・パターン形成用開口部を円形に形成して、この円形の開口部の直径の大きさをレジスト膜の膜厚の２分の１以下に設定するのが好ましい。 In the thin film pattern forming method, the dummy pattern forming opening is formed in a circular shape, and the diameter of the circular opening is set to a half or less of the film thickness of the resist film. preferable.
これによって、レジスト膜上に、このレジスト膜の底部に到達しない円形の凹所が形成される。 As a result, a circular recess that does not reach the bottom of the resist film is formed on the resist film.
また、上記薄膜パターン形成方法において、ダミー・パターン形成部が露光マスクの複数箇所に設けられることによって、レジスト膜上の凹所が複数個形成されて、レジスト膜の剥離がさらに容易になる。 Further, in the thin film pattern forming method, by providing the dummy pattern forming portions at a plurality of locations on the exposure mask, a plurality of recesses on the resist film are formed, and the resist film can be more easily peeled off.
上記薄膜パターン形成方法は、露光マスクが、表示パネルに備えられる行電極を構成する透明電極を形成するための露光マスクであり、この露光マスクの薄膜パターン形成部が、表示パネルの基板上に形成される透明電極のパターンに対応した形状を有していることが好ましい。 In the thin film pattern forming method, the exposure mask is an exposure mask for forming transparent electrodes constituting the row electrodes provided in the display panel, and the thin film pattern forming portion of the exposure mask is formed on the substrate of the display panel. It preferably has a shape corresponding to the pattern of the transparent electrode.
すなわち、この薄膜パターン形成方法は、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）やフィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）等の表示パネルの製造において、パネル基板上に薄膜による構造物を成形する場合に好適であり、この薄膜パターン形成方法によって表示パネルの薄膜による構造物を形成した場合には、表示パネルのガラス基板上の非表示領域内に従来のようなダミー・パターンが形成されないため、この透明電極の形成工程の終了後、バス電極を非表示領域内に形成しても、バス電極の引出エリア内において従来のようにショートを起こしたりする虞が無くなる。 That is, this thin film pattern forming method is suitable for forming a structure made of a thin film on a panel substrate in the manufacture of a display panel such as a plasma display panel (PDP) or a field emission display (FED). When a display panel thin film structure is formed by the thin film pattern forming method, a dummy pattern as in the conventional case is not formed in the non-display area on the glass substrate of the display panel. Even if the bus electrode is formed in the non-display area after the completion, there is no possibility of causing a short circuit in the lead-out area of the bus electrode as in the prior art.
上記薄膜パターン形成方法において、露光マスクが、表示パネルの基板に形成されるアライメント・マークのパターンに対応した薄膜パターン形成部を有している場合には、アライメント・マークの周辺エリア内にもダミーパターンが形成されないため、アライメントマークの誤認識が発生する虞が無くなる。 In the above thin film pattern forming method, if the exposure mask has a thin film pattern forming portion corresponding to the pattern of the alignment mark formed on the substrate of the display panel, a dummy is also formed in the peripheral area of the alignment mark. Since no pattern is formed, there is no possibility of erroneous recognition of the alignment mark.
以下、この発明による薄膜パターン形成方法の実施形態における一実施例について、図面を参照しながら説明を行う。 Hereinafter, an example of an embodiment of a thin film pattern forming method according to the present invention will be described with reference to the drawings.
図２は、この実施例における薄膜パターン形成方法の各工程を順に示した工程説明図である。 FIG. 2 is a process explanatory view showing the respective steps of the thin film pattern forming method in this embodiment in order.
この薄膜パターン形成方法は、先ず、基板Ｐ上にレジスト膜Ｒが形成される（図２（ａ））。 In this thin film pattern forming method, first, a resist film R is formed on a substrate P (FIG. 2A).
なお、このレジスト膜Ｒは、ポジタイプとネガタイプのどちらでも用いることが出来るが、この実施例においては、ポジタイプを用いることとする。 The resist film R can be either a positive type or a negative type, but in this embodiment, a positive type is used.
次に、この基板Ｐ上に形成されたレジスト膜Ｒに対して、露光マスクＭ１（Ｍ２）を介して露光工程が行われる。 Next, an exposure process is performed on the resist film R formed on the substrate P through an exposure mask M1 (M2).
図３および４は、それぞれ、この露光工程において使用される露光マスクの例を示す平面図である。 3 and 4 are plan views each showing an example of an exposure mask used in this exposure step.
図３の露光マスクＭ１は、その中央部分に、複数の薄膜パターン用開口部Ｍ１ａが形成され、両端部分に、それぞれ、複数の矩形のダミー・パターン用開口部Ｍ１ｂが形成されている。 The exposure mask M1 shown in FIG. 3 has a plurality of thin film pattern openings M1a formed at the center thereof, and a plurality of rectangular dummy pattern openings M1b formed at both ends thereof.
この露光マスクＭ１のダミー・パターン用開口部Ｍ１ｂは、その縦横の辺Ｌ１またはＬ２が、それぞれ、レジスト膜Ｒの膜厚Ｔの２分の１以下の大きさになるように形成されている。 The dummy pattern opening M1b of the exposure mask M1 is formed such that the vertical and horizontal sides L1 or L2 thereof are less than or equal to half the thickness T of the resist film R.
また、図４の露光マスクＭ２は、その中央部分に、複数の薄膜パターン用開口部Ｍ２ａが形成され、両端部分に、それぞれ、複数の円形のダミー・パターン用開口部Ｍ２ｂが形成されている。 Further, the exposure mask M2 of FIG. 4 has a plurality of thin film pattern openings M2a formed at the central portion thereof, and a plurality of circular dummy pattern openings M2b formed at both ends thereof.
この露光マスクＭ２のダミー・パターン用開口部Ｍ２ｂは、その径Ｄが、レジスト膜Ｒの膜厚Ｔの２分の１以下の大きさになるように形成されている。 The dummy pattern opening M2b of the exposure mask M2 is formed so that its diameter D is less than or equal to one half of the film thickness T of the resist film R.
図２（ｂ）の露光工程の終了後、現像工程において、ポジタイプのレジスト膜Ｒの薄膜パターン用開口部Ｍ１ａまたはＭ２ａ，ダミー・パターン用開口部Ｍ１ｂまたはＭ２ｂに対向する露光部分が除去される（図２（ｃ））。 After the exposure process of FIG. 2B is completed, in the development process, the exposed portions facing the thin film pattern openings M1a or M2a and the dummy pattern openings M1b or M2b of the positive type resist film R are removed. FIG. 2 (c)).
この時、レジスト膜Ｒの薄膜パターン用開口部Ｍ１ａまたはＭ２ａに対向する露光部分は、底部まで完全に除去されてレジスト・パターンが形成されるが、ダミー・パターン用開口部Ｍ１ｂまたはＭ２ｂに対向する露光部分は、底部まで完全に除去されず、上層部の一部のみが除去されて、凹所Ｒａが形成される。 At this time, the exposed portion of the resist film R facing the thin film pattern opening M1a or M2a is completely removed to the bottom to form a resist pattern, but facing the dummy pattern opening M1b or M2b. The exposed portion is not completely removed to the bottom, and only a part of the upper layer portion is removed, and the recess Ra is formed.
これは、前述したように、露光マスクＭ１のダミー・パターン用開口部Ｍ１ｂの縦横の辺Ｌ１またはＬ２（図３参照）が、レジスト膜Ｒの膜厚Ｔの２分の１以下の大きさになっているおり、また、露光マスクＭ２のダミー・パターン用開口部Ｍ２ｂの径Ｄ（図４参照）が、レジスト膜Ｒの膜厚Ｔの２分の１以下の大きさになっていることによって、ダミー・パターン用開口部Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂの開口面積が小さく、レジスト膜Ｒの底まで露光されるのに十分な露光量が得られないので、現像工程においてレジスト膜Ｒの底部部分が除去されないからである。 As described above, this is because the vertical and horizontal sides L1 or L2 (see FIG. 3) of the dummy pattern opening M1b of the exposure mask M1 are less than half the film thickness T of the resist film R. In addition, the diameter D (see FIG. 4) of the dummy pattern opening M2b of the exposure mask M2 is less than half the film thickness T of the resist film R. Since the opening areas of the dummy pattern openings M1b and M2b are small and an exposure amount sufficient for exposure to the bottom of the resist film R cannot be obtained, the bottom portion of the resist film R is not removed in the development process. It is.
このダミー・パターン用開口部Ｍ１ｂの縦横の辺Ｌ１またはＬ２，および、ダミー・パターン用開口部Ｍ２ｂの径Ｄの大きさの上限値をレジスト膜Ｒの膜厚Ｔの２分の１としたのは、ダミー・パターン用開口部Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂの大きさを変えながら実験を行った結果によって得られたもので、現像工程においてレジスト膜Ｒの底部部分が残留する限度の値として求められたものである。 The upper and lower sides L1 or L2 of the dummy pattern opening M1b and the diameter D of the dummy pattern opening M2b are set to half the film thickness T of the resist film R. Is obtained as a result of an experiment conducted while changing the sizes of the dummy pattern openings M1b and M2b, and was obtained as a limit value at which the bottom portion of the resist film R remains in the development process. is there.
このダミー・パターン用開口部Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂの大きさの下限値は、僅かでもダミー・パターン用開口部が開口していれば、レジスト膜Ｒの上層部の露光が行われて現像工程によって凹所Ｒａが形成されるので、特に設定されないが、露光工程において照射される光の波長以上の大きさに設定するのが好ましい。 The lower limit value of the size of the dummy pattern openings M1b and M2b is set so that the upper layer of the resist film R is exposed to light if the dummy pattern openings are open. Since Ra is formed, it is not particularly set, but it is preferably set to a size equal to or larger than the wavelength of light irradiated in the exposure step.
この現像工程の後、成膜工程が行われて、蒸着法またはスパッタリング法等により、基板Ｐ上のレジスト膜Ｒが完全に除去されている部分に、薄膜パターンの形成材料の粒子ｆによって薄膜Ｆ１が成膜され、さらに、このとき、レジスト・パターンを形成しているレジスト膜Ｒ上にも薄膜パターンの形成材料ｆによる薄膜Ｆ２が形成される（図２（ｄ））。 After this developing process, a film forming process is performed, and the thin film F1 is formed by particles f of the forming material of the thin film pattern on the portion where the resist film R on the substrate P is completely removed by vapor deposition or sputtering. Further, at this time, a thin film F2 made of a thin film pattern forming material f is also formed on the resist film R forming the resist pattern (FIG. 2D).
このレジスト膜Ｒ上に形成される薄膜Ｆ２は、所謂ステップ・カバレッジの影響によって、露光マスクＭ１，Ｍ２の薄膜パターン用開口部Ｍ１ａ，Ｍ２ａに対して開口部の面積が小さいレジスト膜Ｒの凹所Ｒａの内部には形成されない。 The thin film F2 formed on the resist film R has a recess in the resist film R whose opening area is smaller than the thin film pattern openings M1a and M2a of the exposure masks M1 and M2 due to the effect of so-called step coverage. It is not formed inside Ra.
すなわち、一般に、スパッタリング法や蒸着法においては、材料源から放出される薄膜形成材料の粒子は、磁場の影響等によって、薄膜形成面に対して垂直方向には進まず、傾斜した方向や、その進行方向を四方八方に変化させながら進む。 That is, in general, in the sputtering method or the vapor deposition method, the particles of the thin film forming material emitted from the material source do not advance in the vertical direction with respect to the thin film forming surface due to the influence of the magnetic field, etc. Proceed while changing the direction of travel in all directions.
このため、図２（ｄ）においてレジスト膜Ｒ上に薄膜Ｆ２が形成される際に、図５に示されるように、材料源から放出される薄膜形成材料の粒子ｆが、凹所Ｒａの開口部の面積が小さいために、この開口部の周辺部のレジスト膜Ｒの上面や凹所Ｒａの側壁面にぶつかって凹所Ｒａの底部部分までは到達せず、そして、この凹所Ｒａの開口部付近に薄膜Ｆ２が成膜されてゆくほど凹所Ｒａの開口部が狭くなってゆくことによって、益々、薄膜形成材料の粒子ｆが凹所Ｒａの底部に到達しなくなる。 For this reason, when the thin film F2 is formed on the resist film R in FIG. 2D, as shown in FIG. 5, the particles f of the thin film forming material released from the material source are opened in the recess Ra. Since the area of the portion is small, it does not reach the bottom portion of the recess Ra by hitting the upper surface of the resist film R and the side wall surface of the recess Ra at the periphery of the opening, and the opening of the recess Ra As the thin film F2 is formed in the vicinity of the portion, the opening of the recess Ra becomes narrower, so that the particles f of the thin film forming material do not reach the bottom of the recess Ra more and more.
この現象が、ステップ・カバレッジと呼ばれている。 This phenomenon is called step coverage.
この図２（ｄ）の成膜工程の終了後、レジスト剥離工程が行われ、レジスト剥離液ｒによってレジスト膜Ｒが溶解されて、基板Ｐ上から除去される（図２（ｅ））。 After completion of the film forming process of FIG. 2D, a resist stripping process is performed, and the resist film R is dissolved by the resist stripping solution r and removed from the substrate P (FIG. 2E).
このとき、レジスト剥離液ｒは、液体であるために、開口部の面積が小さいレジスト膜Ｒの凹所Ｒａ内にも進入してレジスト膜Ｒに浸透してゆく。 At this time, since the resist stripping solution r is a liquid, it also enters the recess Ra of the resist film R having a small opening area and penetrates into the resist film R.
このため、レジスト膜Ｒが形成しているレジスト・パターンの面積が広い部分でも、凹所Ｒａから薄膜Ｆ２によって被覆されている状態のレジスト膜Ｒの全体にレジスト剥離液ｒが容易に浸透してゆくので、レジスト膜Ｒの剥離が容易に行われるようになる。 Therefore, the resist stripping solution r easily penetrates into the entire resist film R covered with the thin film F2 from the recess Ra even in a portion where the area of the resist pattern formed by the resist film R is wide. Therefore, the resist film R can be easily peeled off.
そして、このとき、正規の薄膜パターンを形成する薄膜Ｆ１以外の薄膜Ｆ２は、レジスト膜Ｒとともに除去されるので、基板Ｐ上には、薄膜Ｆ１のみが残ることになる。 At this time, since the thin film F2 other than the thin film F1 forming the regular thin film pattern is removed together with the resist film R, only the thin film F1 remains on the substrate P.
以上のようにして、基板Ｐ上に、薄膜Ｆ１による所要の薄膜パターンが形成される（図２（ｆ））。 As described above, a required thin film pattern is formed on the substrate P by the thin film F1 (FIG. 2F).
この薄膜パターン形成方法によって基板上に薄膜パターンを形成すれば、基板上には正規の薄膜パターンのみが形成されて、従来のように、基板上にダミー・パターンが形成されることはない。 If a thin film pattern is formed on a substrate by this thin film pattern forming method, only a regular thin film pattern is formed on the substrate, and a dummy pattern is not formed on the substrate as in the prior art.
したがって、上記薄膜パターン形成方法によれば、レジスト・パターンの面積の大きい部分においても、レジスト膜Ｒの除去が容易に行われるようになるとともに、このレジスト・パターンの形成部分に正規の薄膜パターンの形成材料と同じ材料によるダミー・パターンが形成されることもないので、例えば、レジスト膜Ｒの除去後にこのレジスト・パターンの形成部分に他の薄膜パターンが形成されるような場合でも、従来のように製造製品にダミー・パターンによって障害が発生するといった虞は無くなる。 Therefore, according to the thin film pattern forming method, the resist film R can be easily removed even in a portion where the resist pattern has a large area, and a regular thin film pattern is formed on the resist pattern forming portion. Since a dummy pattern made of the same material as the forming material is not formed, for example, even when another thin film pattern is formed in the resist pattern forming portion after the resist film R is removed, In addition, there is no risk that the manufactured product will be damaged by the dummy pattern.
この薄膜パターン形成方法は、特に、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）やフィールド・エミッション・ディスプレイ（ＦＥＤ）等の表示パネルの製造において、パネル基板上に薄膜による構造物を成形する場合に好適である。 This method of forming a thin film pattern is particularly suitable for forming a structure made of a thin film on a panel substrate in the manufacture of a display panel such as a plasma display panel (PDP) or a field emission display (FED).
すなわち、図１において説明したように、ＰＤＰやＦＥＤ等の表示パネルのガラス基板上に、行電極Ｘ，Ｙとアライメント・マークＡを形成する際に、行電極Ｘ，Ｙを構成する透明電極Ｘａ，Ｙａとアライメント・マークＡ（正規の薄膜パターン）を上記の薄膜パターン形成方法によって形成するようにすれば、ガラス基板Ｐ上の非表示領域Ｅ２内に従来のようなダミー・パターンが形成されないため、この透明電極Ｘａ，Ｙａとアライメント・マークＡの形成工程の終了後、金属製のバス電極Ｘｂ，Ｙｂの引出部を非表示領域Ｅ２内に形成しても、バス電極Ｘｂ，Ｙｂの引出エリアＥ２ａ内において従来のようにショートを起こしたりする虞が無くなり、さらに、アライメント・マークＡの周辺エリアＥ２ｂ内にもダミーパターンが形成されないため、アライメントマークＡの誤認識が発生する虞も無くなる。 That is, as described in FIG. 1, when forming the row electrodes X and Y and the alignment mark A on the glass substrate of the display panel such as PDP or FED, the transparent electrode Xa constituting the row electrodes X and Y is formed. , Ya and the alignment mark A (regular thin film pattern) are formed by the above thin film pattern forming method, a conventional dummy pattern is not formed in the non-display area E2 on the glass substrate P. After the formation of the transparent electrodes Xa and Ya and the alignment mark A, even if the metal bus electrodes Xb and Yb are formed in the non-display area E2, the bus electrodes Xb and Yb are extracted. There is no possibility of causing a short circuit in E2a as in the prior art, and a dummy pattern is also formed in the peripheral area E2b of the alignment mark A. No order, is also eliminated a fear that erroneous recognition of the alignment marks A is generated.
なお、上記の例においては、レジスト膜Ｒとしてポジタイプのレジストが用いられた例が示されているが、ネガタイプのレジストを用いてもよい。 In the above example, a positive type resist is used as the resist film R. However, a negative type resist may be used.
このネガタイプのレジストを用いた場合には、露光マスクの開口部（光透過部）と遮光部とが逆の配置になるが、他の部分は上記の場合と同様の工程で薄膜パターンの形成が行われる。 When this negative type resist is used, the opening portion (light transmission portion) and the light shielding portion of the exposure mask are oppositely arranged, but the thin film pattern is formed by the same process as described above in the other portions. Done.
すなわち、ネガタイプのレジストの場合、レジスト膜の露光マスクの遮光部に対向する部分が露光後も硬化されずに現像によって除去されることになるが、露光工程において、露光マスクの開口部に照射された光は、この露光マスクの遮光部の縁部において回折して、一部がレジスト膜の露光マスクの遮光部に対向している部分に入り込むため、このレジスト膜の露光マスクの遮光部に対向する部分の一部が硬化する。 That is, in the case of a negative type resist, the portion of the resist film that faces the light-shielding portion of the exposure mask is removed by development without being cured even after exposure. In the exposure process, the opening of the exposure mask is irradiated. The incident light is diffracted at the edge of the light shielding portion of the exposure mask and enters part of the resist film that faces the light shielding portion of the exposure mask. Part of the part to be cured.
このとき、露光マスクの遮光部の一辺の長さまたは直径が大きい場合には、レジスト膜の露光マスクの遮光部に対向する部分全体の体積に対して、上記のような回折光によって硬化する部分の体積の割合は非常に小さいため、現像工程において、レジスト膜の露光マスクの遮光部分に対向する部分は底部まで除去されてしまうことになるが、露光マスクの遮光部の一辺の長さまたは直径がレジスト膜の膜厚の２分の１以下の大きさに設定されることによって、回折光によって硬化する部分の体積の割合が大きくなる。 At this time, when the length or diameter of one side of the light shielding portion of the exposure mask is large, the portion of the resist film that is hardened by the diffracted light as described above with respect to the entire volume of the portion facing the light shielding portion of the exposure mask In the development process, the portion of the resist film facing the light shielding portion of the exposure mask is removed to the bottom in the development process, but the length or diameter of one side of the light shielding portion of the exposure mask is removed. Is set to a half or less of the film thickness of the resist film, the volume ratio of the portion cured by the diffracted light is increased.
これによって、現像工程において、レジスト膜の硬化しなかった部分が除去される場合に、レジスト膜の露光マスクの遮光部分に対向する部分が底部まで除去されずに、図２と同様のダミー・パターンが形成されるようになる。 As a result, when the uncured portion of the resist film is removed in the development process, the portion of the resist film that faces the light-shielding portion of the exposure mask is not removed to the bottom, and the dummy pattern similar to FIG. Will be formed.
この露光マスクの遮光部の一辺の長さまたは直径をレジスト膜の膜厚の２分の１以下としたのは、この遮光部の大きさを変えながら実験を行った結果によって得られたもので、現像工程においてレジスト膜の底部部分が残留する限度の値として求められたものである。 The reason why the length or diameter of one side of the light-shielding portion of the exposure mask is set to be less than or equal to half the film thickness of the resist film is the result of experiments conducted while changing the size of the light-shielding portion. In the development process, the value is obtained as a limit value at which the bottom portion of the resist film remains.
上記実施例の薄膜パターン形成方法は、基板上に形成されたレジスト膜を、基板上に形成する薄膜パターンに対応する薄膜パターン形成部と一辺の長さまたは直径がレジスト膜の膜厚の２分の１以下の大きさに設定されたダミー・パターン形成部を有する露光マスクを介して露光させ、この露光後のレジスト膜を現像した後、現像後の基板およびレジスト膜上に、蒸着法またはスパッタリング法によって薄膜パターンの形成材料による薄膜を形成し、この後に、レジスト膜をレジスト剥離液によって溶解して基板上から除去する実施形態の薄膜パターン形成方法を、その上位概念の実施形態としている。 In the thin film pattern forming method of the above embodiment, the resist film formed on the substrate is divided into a thin film pattern forming portion corresponding to the thin film pattern formed on the substrate and the length or diameter of one side is two minutes of the film thickness of the resist film. The resist film after exposure is exposed through an exposure mask having a dummy pattern forming portion set to a size of 1 or less, and the resist film after the exposure is developed. Then, a vapor deposition method or sputtering is performed on the developed substrate and the resist film. A thin film pattern forming method according to an embodiment in which a thin film made of a thin film pattern forming material is formed by the method, and then the resist film is dissolved with a resist stripping solution and removed from the substrate is an embodiment of the higher concept.
この上位概念を構成する実施形態による薄膜パターン形成方法によれば、基板上に形成されたレジスト膜は、露光マスクを介して露光されて、その後に現像されると、露光マスクの薄膜パターン形成部に対向するレジスト膜の部分が現像液によって完全に除去されて、基板が露出されることによりレジスト・パターンが形成されるが、ダミー・パターン形成部に対向する部分のレジスト膜には、このダミー・パターン形成部の面積が、その一辺の長さまたは直径がレジスト膜の膜厚の２分の１以下の大きさに設定されていて小さく、レジスト膜の底部まで十分に露光されていないために、底部まで完全に除去されず、上層部の一部のみが除去されて凹所が形成される。 According to the thin film pattern forming method according to the embodiment constituting the superordinate concept, when the resist film formed on the substrate is exposed through the exposure mask and then developed, the thin film pattern forming portion of the exposure mask The portion of the resist film that faces the substrate is completely removed by the developer, and the substrate is exposed to form a resist pattern. The portion of the resist film that faces the dummy pattern formation portion has this dummy film. The area of the pattern formation portion is set to a size that is less than or equal to one-half of the resist film thickness, and is not sufficiently exposed to the bottom of the resist film. The bottom portion is not completely removed, and only a part of the upper layer portion is removed to form a recess.
この現像終了後、蒸着法またはスパッタリング法等により、基板上のレジスト膜が完全に除去されている部分に、薄膜パターンの形成材料の粒子によって薄膜が成膜される。 After the completion of the development, a thin film is formed with particles of a material for forming a thin film pattern in a portion where the resist film on the substrate is completely removed by vapor deposition or sputtering.
このとき、レジスト・パターンを形成しているレジスト膜上にも薄膜パターンの形成材料による薄膜が形成されるが、この薄膜は、所謂ステップ・カバレッジの影響によって、レジスト膜上に形成されている凹所の内部には形成されない。 At this time, a thin film made of a thin film pattern forming material is also formed on the resist film on which the resist pattern is formed, but this thin film has a concave formed on the resist film due to the effect of so-called step coverage. It is not formed inside the station.
このため、次に剥離液によるレジスト膜の剥離が行われる際に、剥離液が凹所からレジスト膜内によく浸透することにより、レジスト膜が容易にかつ完全に基板上から除去される。 For this reason, the resist film is easily and completely removed from the substrate when the resist film is next peeled off by the remover so that the remover penetrates well into the resist film from the recess.
そして、このとき、レジスト膜上に形成されていた薄膜は、レジスト膜とともに除去されるので、ダミーの薄膜パターンは形成されない。 At this time, since the thin film formed on the resist film is removed together with the resist film, a dummy thin film pattern is not formed.
したがって、上記薄膜パターン形成方法を用いて薄膜パターンを形成すれば、レジスト・パターンの面積の大きい部分においても、レジスト膜が容易にかつ完全に除去されるようになるとともに、このレジスト・パターンの形成部分に正規の薄膜パターンの形成材料と同じ材料によってダミー・パターンが形成されることもないので、例えば、レジスト膜の除去後にこのレジスト・パターンの形成部分に他の薄膜パターンが形成されるような場合でも、従来のように製造される製品にダミー・パターンによって障害が発生するといった虞は無くなる。 Therefore, if a thin film pattern is formed using the above thin film pattern forming method, the resist film can be easily and completely removed even in a portion where the area of the resist pattern is large. Since the dummy pattern is not formed on the part by the same material as the material for forming the regular thin film pattern, for example, after the resist film is removed, another thin film pattern is formed on the resist pattern forming part. Even in such a case, there is no risk that a fault is caused by a dummy pattern in a conventionally manufactured product.
Ａ …アライメント・マーク
Ｆ１，Ｆ２ …薄膜
Ｍ１，Ｍ２ …露光マスク
Ｍ１ａ，Ｍ２ａ…薄膜パターン用開口部（薄膜パターン形成部）
Ｍ１ｂ，Ｍ２ｂ…ダミー・パターン用開口部（ダミー・パターン形成部）
Ｐ …基板
Ｒ …レジスト膜
Ｒａ …凹所
Ｔ …膜厚
ｆ …薄膜パターンの形成材料
ｒ …レジスト剥離液
Ｘ，Ｙ …行電極
Ｘａ，Ｙａ …透明電極
Ｘｂ，Ｙｂ …バス電極
A: Alignment mark F1, F2 ... Thin film M1, M2 ... Exposure mask M1a, M2a ... Thin film pattern opening (thin film pattern forming part)
M1b, M2b ... Dummy pattern opening (dummy pattern forming portion)
P ... Substrate R ... Resist film Ra ... Recess T ... Film thickness f ... Thin film pattern forming material r ... Resist stripping solution X, Y ... Row electrode Xa, Ya ... Transparent electrode Xb, Yb ... Bus electrode
Claims (10)
このレジスト膜を、基板上に形成する薄膜パターンに対応する薄膜パターン形成部と一辺の長さまたは直径がレジスト膜の膜厚の２分の１以下の大きさに設定されたダミー・パターン形成部を有する露光マスクを介して露光させ、
この露光後のレジスト膜を現像し、
現像後の基板およびレジスト膜上に、蒸着法またはスパッタリング法によって薄膜パターンの形成材料による薄膜を形成し、
この後に、レジスト膜をレジスト剥離液によって溶解して基板上から除去する、 ことを特徴とする薄膜パターン形成方法。 A resist film is formed on the substrate,
A thin film pattern forming portion corresponding to the thin film pattern formed on the substrate and a dummy pattern forming portion in which the length or diameter of one side of the resist film is set to a half or less of the film thickness of the resist film Exposure through an exposure mask having
Develop the resist film after this exposure,
On the developed substrate and resist film, a thin film is formed by a thin film pattern forming material by vapor deposition or sputtering,
Thereafter, the resist film is dissolved by a resist stripping solution and removed from the substrate.
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