JP2664128B2

JP2664128B2 - 金属メッキマスクパターン

Info

Publication number: JP2664128B2
Application number: JP18168094A
Authority: JP
Inventors: 健二浅香; 健一久保薗; 和夫梅田
Original assignee: JII TEI SHII KK
Current assignee: JII TEI SHII KK
Priority date: 1994-08-02
Filing date: 1994-08-02
Publication date: 1997-10-15
Anticipated expiration: 2012-10-15
Also published as: JPH0844037A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は大面積基板上への微細レ
ジストパターンの形成に係り、特にレジスト層を露光す
る際に遮光層として用いることができる高精度な金属メ
ッキマスクパターンに関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、薄膜トランジスタを用いたカ
ラー液晶ディスプレイ（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、ポケット
ＴＶやポータブルＴＶなどの小型ディスプレイとして実
用に供されており、近年では例えば対角４０〜７０イン
チというような大型カラー液晶ディスプレイの開発も進
められている。

【０００３】図４は薄膜トランジスタを製造する工程の
一例を示したものである。まず図４（ａ）に示すよう
に、基板１７上にポリシリコン薄膜を形成した後、この
薄膜にフォトリソグラフィーを施してポリシリコンパタ
ーン１８を形成する。次いで、図４（ｂ）に示すよう
に、ポリシリコンパターン１８上にゲート絶縁膜１９を
形成し、さらにゲート絶縁膜１９上にポリシリコン薄膜
層２０をフォトリソグラフィーにより形成する。図４
（ｃ）に示すように、これらの上に、さらに絶縁膜２１
を形成した後、絶縁膜２１とゲート絶縁膜１９を貫通し
てポリシリコンパターン１８に達するコンタクトホール
２２を、フォトリソグラフィーによって形成する。この
後、図４（ｄ）に示すように、コンタクトホール２２内
でポリシリコンパターン１８と接触し、かつ一部が絶縁
膜２１上に突出するアルミニウム導体層２３をフォトリ
ソグラフィーにより形成する。

【０００４】このような製造工程では、フォトリソグラ
フィー工程が４回も繰り返される。これらの各フォトリ
ソグラフィー工程は次のようにして行われる。すなわ
ち、まず基板上の被加工面にフォトレジストを塗布し、
このフォトレジスト層をパターン露光した後、現像し
て、フォトレジストパターンを形成する。この後、被加
工面の露出している部分をエッチング加工することによ
り、この被加工面に所望の微細パターンを形成する。

【０００５】しかしながら、上記のようなフォトリソグ
ラフィー工程によって、例えば対角４０〜７０インチと
いうような大型のカラー液晶ディスプレイ用の薄膜トラ
ンジスタ基板を製造するには、露光装置として、大型の
基板に対してステップ式投影露光を行なうための大型ス
テッパーなどの開発が必要となり、莫大な開発費用を要
するだけでなく、全体としての製造コストを著しく引き
上げることになる。そこで、印刷法あるいはこれに類似
した方法でフォトレジスト層上に微細な遮光性のインキ
マスクを形成することができれば、上記のような大型ス
テッパーを必要とする露光工程なしで、単なる全面露光
によってレジストパターンを形成できるので、大型ＴＦ
Ｔ−ＬＣＤの製造は極めて容易になると予測された。

【０００６】そこで、印刷法あるいはこれに類似した方
法でフォトレジスト層上に微細なインキマスクを形成す
る方法が種々検討された。一般的な印刷法としてスクリ
ーン印刷法、オフセット印刷法などが検討されたが、こ
れらの方法は被加工面に転写される時に、遮光インキの
粘性に由来するパターン形状の変形やつぶれ、あるいは
転写不良などが起こりやすく、微細パターンの画質精度
と歩留まりに問題があった。

【０００７】そして、このような一般的な印刷技術にお
ける種々の問題点、特に画質精度の問題を解決する技術
として、金属メッキ転写法が提案された（例えば特開平
３−１５０３７６号公報）。この金属メッキ転写法は、
予め加工基板の被加工面にフォトレジスト層と粘着材層
を順次形成しておく。また、これとは別に導電性のメッ
キ基板上に絶縁性パターンを形成し、この面をメッキす
ることにより、絶縁性パターンがなく、メッキ基板が露
出している部分にのみ金属メッキマスクパターンが形成
される。そして、上記加工基板の粘着材層と上記メッキ
基板の金属メッキマスクパターンとを圧着させ、その
後、メッキ基板を剥離して金属メッキマスクパターンを
粘着材側に転写する。次いで、この金属メッキマスクパ
ターンを遮光層として加工基板の被加工面を全面露光し
た後、金属メッキマスクパターンおよび粘着材層を取り
除く。このようにして露光されたフォトレジスト層を現
像してフォトレジストパターンを形成し、得られたフォ
トレジストパターンにしたがって被加工面をエッチング
する。このような方法にあっては、フォトレジスト層を
露光する際のマスクパターンが金属メッキからなるもの
であるので、パターン変形やつぶれがなく、高精度の画
質を得ることができる。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような金属メッキ転写法において、金属メッキマスクパ
ターンは電解メッキによって形成されるので、電解集中
によって金属メッキ膜厚にばらつきが生じるという問題
があった。特に、基板の最外周部において膜厚が増大す
る傾向があり、その結果、パターンの寸法変化が生じて
いた。すなわち、図５に示すように、メッキ基板１の中
央部においては、絶縁性パターン２の厚さよりも薄い膜
厚で金属メッキマスクパターン３が形成される（図５
（ａ））が、基板周辺部へいくにしたがって、金属メッ
キマスクパターン３の厚さは増大し（図５（ｂ））、絶
縁性パターン２の厚さを越えると金属メッキマスクパタ
ーン３のライン幅は太っていく（図５（Ｃ））。そし
て、基板中央における金属メッキマスクパターン３のラ
イン幅（Ａ）は、周辺部では太くなり（Ａ’）、逆に金
属メッキマスクパターン３のスリット幅は中央部（Ｂ）
よりも周辺部（Ｂ’）で細くなる。このような基板の中
央部と周辺部とでの寸法の差は、基板が大面積になれば
なるほど大きくなり、この金属メッキマスクパターン３
を用いて微細パターンを形成しても、精度の点で不満が
あった。

【０００９】本発明は前記事情に鑑みてなされたもの
で、このような金属メッキマスクパターンにおいて、基
板の中央部と周辺部とでパターンの寸法変化が生じるの
を防止し、基板が大面積である場合にも、微細パターン
を高精度に歩留まりよく形成することができるようにし
た金属メッキマスクパターンの提供を目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】本発明の金属メッキマス
クパターンは、レジストパターン形成工程において、レ
ジスト層を露光する際の遮光層として用いられる金属メ
ッキマスクパターンであって、金属メッキによって上記
レジストパターンに相当するパターンが形成されてなる
加工有効パターン部分の周囲に、金属メッキ部と非メッ
キ部とからなるダミーパターン部分を有することを前記
課題の解決手段とした。

【００１１】

【作用】通常、基板面内におけるメッキ膜厚分布は、基
板の周辺部で極端に大きくなり、時には局部的に中心膜
厚の数倍以上にも達する。これは電解メッキに特有の電
解集中の形状依存性によるものである。本発明の金属メ
ッキマスクパターンによれば、金属メッキによって目的
のレジストパターンに相当するパターン（加工有効パタ
ーン部分）を形成するとともに、その周囲に、金属メッ
キ部と非メッキ部とからなるダミーパターン部分を設け
ることによって、メッキの際に電解集中がダミーパター
ン部分で起こるようにすることができる。したがって、
本発明の金属メッキマスクパターンの中央部に、目的の
レジストパターンに相当するパターンが、均一な膜厚の
金属メッキによって形成される。また、ダミーパターン
部分のパターン密度が、加工有効パターン部分のパター
ン密度と略同一となるようにすると、膜厚の均一化をよ
り有効に行なうことができる。

【００１２】

【実施例】以下、本発明を詳しく説明する。図１は本発
明の金属メッキマスクパターンの一実施例を示したもの
で、（ａ）は平面図、（ｂ）はダミーパターン部分の要
部拡大図である。図中符号１０は加工有効パターン部
分、１４はダミーパターン部分をそれぞれ示す。本発明
の金属メッキマスクパターンは加工有効パターン部分１
０の周囲に、メッキ分布調整用のダミーパターン部分１
４が形成されてなるものである。加工有効パターン部分
１０内において、図中符号１１はスリットラインパター
ン、１２は周辺回路等の微細パターンが形成される周辺
部パターンエリアを示し、以下これらをパターンエリア
１１、１２と言う。パターンエリア１１、１２は絶縁性
パターンからなる非メッキ部を有し、絶縁性パターン以
外の部分は金属メッキからなっている。パターンエリア
１１、１２内の非メッキ部は、得ようとする目的のレジ
ストパターンの形状と同様に形成されている。またパタ
ーンエリア１１、１２以外の部分は金属メッキ部１３と
なっている。また加工有効パターン部分１０は、後にレ
ジスト層に転写されるが、転写の際の誤差を考慮して、
レジスト層の面積（図中破線１０ａで示す）よりも若干
大きく形成されている。

【００１３】ダミーパターン部分１４は、絶縁性パター
ンからなるダミー非メッキ部１６と、それ以外の、金属
メッキからなるダミーメッキ部１５とからなる。ダミー
パターン部分１４は、この部分を面積が均一な多数のエ
リア（図中破線１４ａで示す）に分けた際に、いずれの
エリアにもダミー非メッキ部１６とダミーメッキ部１５
とが設けられており、かつすべてのエリアにおいてダミ
ー非メッキ部１６とダミーメッキ部１５との面積比が均
一となるように形成されている。本実施例においてダミ
ー非メッキ部１６は長方形に形成されているが、この形
状は任意とすることができる。ダミーパターン部分１４
におけるパターン形状は加工有効パターン部分１０にお
けるパターン形状と類似していることが好ましい。

【００１４】また、ダミーパターン部分１４の各エリア
内におけるダミー非メッキ部１６とダミーメッキ部１５
との面積比が、加工有効パターン部分１０における非メ
ッキ部とメッキ部との面積比とほぼ等しくなるように、
すなわちダミーパターン部分１４のパターン密度と、加
工有効パターン部分１０のパターン密度とが略同一とな
るように形成するのが望ましい。このことは加工有効パ
ターン部分１０に形成されるパターン形状が、同一の微
細形状あるいは類似の微細形状が、繰り返されるような
連続型パターンである場合には特に有効である。ダミー
パターン部分１４の幅は、加工有効パターン部分１０の
大きさや電解メッキの条件等によって適宜設定すること
ができる。このダミーパターン部分１４の幅が小さすぎ
ると加工有効パターン部分１０における金属メッキの膜
厚が均一にならず、また大きすぎると作業効率や歩留ま
りが悪くなる。例えば加工有効パターン部分１０の一辺
の長さが２００〜５００ｍｍ程度に対して、ダミーパタ
ーン部分１４の幅を、この長さの１０〜４０％程度とす
ることができる。

【００１５】本発明の金属メッキマスクパターンは、電
解メッキによって形成されるマスクパターンの形状に特
徴を有するものであり、金属メッキマスクパターンを構
成する金属としては、銅、ニッケル等、電解メッキに用
いられる周知の金属を適宜用いることができる。また、
絶縁性パターンも任意の材料を用いて形成することがで
きる。

【００１６】本発明の金属メッキマスクパターンは例え
ば以下のようにして作製することができる。まず、導電
性のメッキ基板上に絶縁層を形成する。次いで、フォト
リソグラフィーにより絶縁層をパターン化する。これに
より、絶縁性パターンからなるパターンエリア１１、１
２内の非メッキ部およびダミー非メッキ部１６が形成さ
れ、メッキ部１３およびダミーメッキ部１５では導電性
メッキ基板が裸出された状態となる。そして、電気メッ
キ浴内に電解液を入れ、上記のメッキ基板を一方の電極
とし、適当な材料からなる導電性部材を他方の電極とし
て、適切な条件で通電して電解メッキを行う。これによ
り導電性メッキ基板の裸出された部分に金属が析出し、
メッキ部１３およびダミーメッキ部１５に金属メッキマ
スクパターンが形成される。

【００１７】ここで、メッキ基板としては、金属板等の
導電性材料を用いてもよいし、被導電性材料からなる基
板に、酸化錫、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）、カーボン
等の導電性部材を接着、塗布または蒸着したものでもよ
く、少なくとも、表面に導電性が付与された部材が用い
られる。この導電面は後の電解メッキ工程で析出される
金属が適当な強度で付着し、かつその後のレジスト層へ
の転写工程で容易に剥離できる程度の付着強度が得られ
るものが好ましい。また電解メッキの条件は、メッキ基
板、および金属メッキマスクパターンを構成する金属の
種類等によって、またメッキ基板と金属との剥離性を考
慮して適宜設定される。

【００１８】図２および３は金属メッキ転写法による薄
膜加工工程の例を示した工程図である。まず、図２
（ａ）に示すように、導電性メッキ基板１上に絶縁層
２’を形成する。次に図２（ｂ）に示すように、絶縁層
２’をフォトリソグラフィーによってパターン化し絶縁
性パターン２を形成する。この導電性メッキ基板１に対
して電解メッキを施し、図２（ｃ）に示すように金属メ
ッキパターン３を形成して金属メッキマスクパターンを
得る。これとは別に、基板７上に、被加工薄膜６、レジ
スト層５、および光透過性の粘着層４を順次積層させ、
図２（ｄ）に示すように、この粘着層４と、上記で得ら
れたメッキ基板１の金属メッキマスクパターン３が形成
された面とを密着させる。そして図２（ｅ）に示すよう
に、メッキ基板１と絶縁性パターン２だけを引き剥すこ
とによって、金属メッキマスクパターン３が粘着層上へ
転写される。

【００１９】この後、図３（ｆ）に示すように金属メッ
キマスクパターン３を遮光層としてレジスト層５を露光
し、図３（ｇ）に示すように金属メッキマスクパターン
３および粘着層４を取り除く。次いでレジスト層５を現
像して図３（ｈ）に示すようなレジストパターン８を得
る。この現像によってレジストパターン８のスリット
８’においては、被加工薄膜６が裸出された状態となっ
ている。この裸出された被加工薄膜をエッチング加工し
た後、レジストパターン８を取り除くことによって図３
（ｉ）に示すような微細パターン９が得られる。尚、こ
の図２および３に示した例において、レジスト層５とし
て光可溶性のものが用いられているが、光硬化性のもの
を用いることもできる。この場合には所望のレジストパ
ターン８の部分が露光されるように金属メッキマスクパ
ターン３が形成される。

【００２０】（実施例１）図１に示した形状の金属メッ
キマスクパターンを形成した。加工有効パターン部分１
０の大きさは３００ｍｍ×３００ｍｍとし、ダミーパタ
ーン部分１４は加工有効パターン部分１０の一辺の２０
％に相当する６０ｍｍの幅で形成した。加工有効パター
ン部分１０に対するメッキ部１３の面積は約６５％であ
った。ダミーパターンエリア１４におけるダミーメッキ
部１５およびダミー非メッキ部１６の面積は、ダミーメ
ッキ部１５が６５％、ダミー非メッキ部１６が３５％と
なるようにした。厚さが２５０μｍのＳＵＳ４３０基板
上に、２０ｃｐのネガ系ゴムレジストＯＭＲ−８５（東
京応化社製）を２０００ｒｐｍでスピン塗布し、約１．
０μｍ厚のレジスト膜を形成した。このレジスト膜上
に、図１に示したパターンのメッキ部に相当する遮光層
を有するフォトマスクを密着させ、露光を行った。この
後、現像およびポストベーキングを行って、非メッキ部
に上記レジスト膜が絶縁性パターンとして残り、それ以
外の部分では基板が裸出した状態が得られた。

【００２１】このようにして絶縁性パターンが形成され
た基板を、下記の条件のピロリン酸銅メッキ液に浸漬し
１．５分間通電した。このとき対向電極としては、大き
さ４００ｍｍ×４００ｍｍの銅板を用い、電極間距離は
３０ｃｍとした。通電後、基板には銅メッキパターンが
形成され、その厚さは、基板の中心部分において約１．
２μｍ、加工有効パターン部分１０の周辺部で約１．３
μｍであり、この加工有効パターン部分１０における膜
厚分布は１０％以内と良好なものであった。［メッキ条件］メッキ浴組成：Ｃｕ₂Ｐ₂Ｏ₇・３Ｈ₂Ｏ９４ｇ／リットルＫ₄Ｐ₂Ｏ₇ ３４０ｇ／リットルＮＨ₄ＯＨ（２８％）３ｍｌ／リットルＰＨ：８．８液温：５５℃ 電流密度：５Ａ／ｄｍ² ここで、メッキ電流密度を低くすれば、膜厚をある程度
均一にすることすることができるが、この場合には基板
と金属との剥離性が悪くなり、後にフォトレジスト層に
転写される際に不都合が生じるため、上記のメッキ条件
が妥当である。

【００２２】（比較例１）比較例として、図６に示すよ
うなダミーパターン部分を有しない金属メッキマスクパ
ターンを形成した。この金属メッキマスクパターンは、
上記実施例１の金属メッキマスクパターンにおける加工
有効パターン部分１０と同様のものである。上記実施例
１において、ダミーパターン部分１４を有しない他は同
様にして銅メッキパターンを形成した。得られた銅メッ
キパターンの厚さは、基板の中心部分において約１．２
μｍ、周辺部で約２．７μｍであり、膜厚分布は１２０
％と非常に大きいものであった。

【００２３】

【発明の効果】以上説明したように本発明の金属メッキ
マスクパターンは、レジストパターン形成工程におい
て、レジスト層を露光する際の遮光層として用いられる
金属メッキマスクパターンであって、金属メッキによっ
て上記レジストパターンに相当するパターンが形成され
てなる加工有効パターン部分の周囲に、金属メッキ部と
非メッキ部とからなるダミーパターン部分を有するもの
である。したがって、本発明の金属メッキマスクパター
ンの中央部に、目的のレジストパターンに相当するパタ
ーンが、均一な膜厚の金属メッキによって得られる。よ
って、パターンの寸法変化が防止され、基板が大面積で
あっても高精度の金属メッキマスクパターンを得ること
ができる。このようにして得られた金属メッキマスクパ
ターンを用いて、フォトレジスト層をパターン化する
と、インキマスクを用いた場合のようなパターン変形や
つぶれ、転写不良が大幅に改善され、高精度な微細パタ
ーンを効率良く形成することができる。また、ダミーパ
ターン部分のパターン密度が、加工有効パターン部分の
パターン密度と略同一となるようにすることによって、
金属メッキマスクパターンの膜厚の均一化をより有効に
行なうことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属メッキマスクパターンの例を示
す平面図である。

【図２】金属メッキ転写法による薄膜加工工程の例を
示す工程図であり、（ａ）は絶縁層形成工程、（ｂ）は
絶縁層パターン化工程、（ｃ）は金属メッキマスクパタ
ーン形成工程、（ｄ）は金属メッキマスクパターン密着
工程、（ｅ）は金属メッキマスクパターン転写工程をそ
れぞれ示すものである。

【図３】図２に続く薄膜加工工程の例を示す工程図で
あり、（ｆ）は露光工程、（ｇ）は金属メッキマスクパ
ターンおよび粘着層の除去工程、（ｈ）はレジスト層現
像工程、（ｉ）は薄膜エッチング工程をそれぞれ示すも
のである。

【図４】薄膜トランジスタを製造する工程の一例を示
す工程図であり、（ａ）はポリシリコン薄膜形成工程、
（ｂ）はゲート絶縁膜およびポリシリコン薄膜形成工
程、（ｃ）は絶縁膜およびコンタクトホール形成工程、
（ｄ）は導体層形成工程をそれぞれ示すものである。

【図５】従来の金属マスクパターンを示す断面図であ
り、（ａ）は金属メッキマスクパターンの厚さが絶縁性
パターンの厚さよりも薄い状態、（ｂ）は金属メッキマ
スクパターンの厚さが絶縁性パターンの厚さと同じ状
態、（ｃ）は金属メッキマスクパターンの厚さが絶縁性
パターンの厚さよりも厚い状態をそれぞれ示すものであ
る。

【図６】従来の金属メッキマスクパターンの例を示す
平面図である。

【符号の説明】

３金属メッキマスクパターン５レジスト層８レジストパターン１０加工有効パターン部分１４ダミーパターン部分１５ダミー金属メッキ部１６ダミー非メッキ部

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】レジストパターン形成工程において、レ
ジスト層を露光する際の遮光層として用いられる金属メ
ッキマスクパターンであって、金属メッキによって上記
レジストパターンに相当するパターンが形成されてなる
加工有効パターン部分の周囲に、金属メッキ部と非メッ
キ部とからなるダミーパターン部分を有することを特徴
とする金属メッキマスクパターン。
【請求項２】上記ダミーパターン部分のパターン密度
が、上記加工有効パターン部分のパターン密度と略同一
であることを特徴とする請求項１記載の金属メッキマス
クパターン。