(57)【要約】 【課題】安価で環境負荷を発生させる虞のない導電膜パターニング方法を提供する。【解決手段】基板Ｐ上に酸化亜鉛を含む導電材料によって導電膜Ｌ１を形成する導電膜形成工程と、この導電膜形成工程によって形成された導電膜Ｌ１上に耐アルカリ性材料によってレジスト膜Ｒ１を積層して形成するレジスト膜形成工程と、このレジスト膜形成工程によって形成されたレジスト膜Ｒ１に対して露光マスクＭ１を介して露光を行う露光工程と、この露光工程の終了後、アルカリ性の現像液によって、レジスト膜Ｒ１の現像を行うとともに導電膜Ｌ１のエッチングを行う現像およびエッチング工程とを有している。【選択図】図２
2007227300.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に酸化亜鉛を含む導電材料によって導電膜を形成する導電膜形成工程と、
この導電膜形成工程によって形成された導電膜上に耐アルカリ性材料によってレジスト膜を積層して形成するレジスト膜形成工程と、
このレジスト膜形成工程によって形成されたレジスト膜に対して露光マスクを介して露光を行う露光工程と、
この露光工程の終了後、アルカリ性の現像液によって、レジスト膜の現像を行うとともに導電膜のエッチングを行う現像およびエッチング工程と、
を有していることを特徴とする導電膜パターニング方法。
【請求項２】
前記導電膜を形成する導電材料の酸化亜鉛の含有率が８５原子パーセント以上である請求項１に記載の導電膜パターニング方法。
【請求項３】
前記現像液が、ｐＨ１３〜１４のアルカリ溶液である請求項１に記載の導電膜パターニング方法。
【請求項４】
前記現像液が、濃度が１．５ｗｔパーセント以下の水酸化カリウム溶液である請求項１に記載の導電膜パターニング方法。
【請求項５】
前記現像液が、濃度が０．５ｗｔパーセントよりも大きい水酸化カリウム溶液である請求項１に記載の導電膜パターニング方法。
【請求項６】
前記レジスト膜の分子量が１００００以上である請求項１に記載の導電膜パターニング方法。
【請求項７】
前記導電膜のパターニングによって平面ディスプレイパネルの透明電極が形成される請求項１に記載の導電膜パターニング方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、導電膜のパターンニング方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
導電膜の形成は、一般にフォトリソ法と呼ばれるパターニング方法によって行われている。
【０００３】
図１は、従来のフォトリソ法による導電膜のパターニング方法を示す工程説明図である。
【０００４】
この図１において、導電膜のパターニングは、先ず、導電膜形成工程（ａ）において、基板Ｐ上にスパッタ法等によって導電膜Ｌが形成され、さらに、レジスト膜形成工程（ｂ）において、この導電膜Ｌ上にスピンコート法等によってレジスト膜Ｒが積層して形成される。
【０００５】
次に、露光工程（ｃ）において、所要のパターンの開口部Ｍａが形成された露光マスクＭを介してレジスト膜Ｒが露光され、この後、現像工程（ｄ）において、弱アルカリの現像液による現像によって、レジスト膜Ｒの露光部分が除去されてレジスト膜Ｒのパターニングが行われる。
【０００６】
次に、エッチング工程（ｅ）において、パターニングされたレジスト膜Ｒを介して、強酸性の処理液により、導電膜Ｌのエッチングが行われて、レジスト膜Ｒのパターニングによって開口されている部分に対向している部分の導電膜Ｌが除去される（ｅ）。
【０００７】
この後、剥離工程（ｆ）において、弱アルカリ性の剥離液によってレジスト膜Ｒが剥離される。
【０００８】
上記のようなフォトリソ法によってパターニングされる導電膜としては、例えば、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）や液晶ディスプレイ（ＬＣＤ），太陽電池等のＩＴＯ（Indium Tin Oxide)によって形成される透明電極等がある（例えば、特許文献１参照）。
【０００９】
上記のような従来の導電膜のパターニング方法においては、導電膜Ｌのエッチングに強酸性（ｐＨ１以下）の処理液が使用されており、強酸の酸性廃液が排出されるために、環境負荷が大きいという問題がある。
【００１０】
さらに、近年、ＩＴＯ透明電極を形成するインジウムの枯渇によって材料価格が高騰し、製造コストの上昇の原因になっている。
【００１１】
【特許文献１】特開平９−１９９０３７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
この発明は、上記のような従来の導電膜のパターニング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。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明（請求項１に記載の発明）による導電膜パターニング方法は、上記目的を達成するために、基板上に酸化亜鉛を含む導電材料によって導電膜を形成する導電膜形成工程と、この導電膜形成工程によって形成された導電膜上に耐アルカリ性材料によってレジスト膜を積層して形成するレジスト膜形成工程と、このレジスト膜形成工程によって形成されたレジスト膜に対して露光マスクを介して露光を行う露光工程と、この露光工程の終了後、アルカリ性の現像液によって、レジスト膜の現像を行うとともに導電膜のエッチングを行う現像およびエッチング工程とを有していることを特徴としている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
この発明による導電膜パターニング方法は、導電膜形成工程において、酸化亜鉛を含む導電材料によって基板上に導電膜が形成され、次のレジスト膜形成工程において、耐アルカリ性材料によってレジスト膜が導電膜上に積層して形成され、次の露光工程において、レジスト膜に対して露光マスクを介して露光が行われ、この露光工程の終了後、現像およびエッチング工程において、アルカリ性の現像液によって、レジスト膜の現像と導電膜のエッチングが併行して行われる導電膜のパターニング方法を最良の実施形態としている。
【００１５】
この実施形態による導電膜パターニング方法によれば、ＩＴＯの代わりに安価な酸化亜鉛によって導電膜が形成され、さらに、レジスト膜の現像を行うアルカリ性の現像液によってレジスト膜の現像と併行して導電膜のエッチングが行われて、導電膜のパターニングの工程数が従来の場合と比較して少なくなるので、材料費および製造コストの削減によって、製品の低廉化を図ることが可能になる。
【００１６】
さらに、上記実施形態の導電膜パターニング方法によれば、導電膜のエッチングがアルカリ性の現像液によって行われるので、従来のように酸性溶液を使用する必要がなくなり、これによって、酸性廃液による環境負荷が発生するのを防止することが出来るようになる。
【００１７】
上記実施形態の導電膜パターニング方法において、導電膜を形成する導電材料の酸化亜鉛の含有率を８５原子パーセント以上にするのが好ましい。
【００１８】
これによって、導電膜が、エッチング工程におけるアルカリ性の現像液に対する良好な溶解性を有することが出来るようになる。
【００１９】
さらに、上記実施形態の導電膜パターニング方法において、現像液が、ｐＨ１３〜１４のアルカリ溶液であることが好ましい。
【００２０】
これによって、現像およびエッチング工程において、現像液によってレジスト膜のパターン形成部分まで溶解してしまうのを防止出来るとともに、エッチング時間が長くなるのを防止することが出来るようになる。
【００２１】
さらに、上記実施形態の導電膜パターニング方法において、現像液が、濃度が１．５ｗｔパーセント以下の水酸化カリウム溶液であることが好ましい。
【００２２】
これによって、導電膜のエッチングが完了するまでの間、レジスト膜のパターンを形成する未露光部分が、溶解されずにマスク・パターンを完全に保持することが出来るようになる。
【００２３】
さらに、上記実施形態の導電膜パターニング方法において、現像液が、濃度が０．５ｗｔパーセントよりも大きい水酸化カリウム溶液であることが好ましい。
【００２４】
これによって、現像およびエッチング工程におけるリードタイムが長くなるのを防止することが出来る。
【００２５】
さらに、上記実施形態の導電膜パターニング方法において、レジスト膜の分子量が１００００以上であることが好ましい。
【００２６】
これによって、レジスト膜が導電膜のエッチングが完了するまでの間の十分な耐アルカリ性を備えることが出来る。
【００２７】
さらに、上記実施形態の導電膜パターニング方法において、導電膜のパターニングによって平面ディスプレイパネルの透明電極を形成するようにするのが好ましい。
【００２８】
これによって、ＰＤＰやＬＣＤ等の平面ディスプレイの透明電極を安価に、しかも、環境負荷を発生させることなく製造することが出来るようになる。
【実施例】
【００２９】
以下、この発明による導電膜パターニング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。
【００３０】
図２は、この実施例における導電膜パターニング方法の各工程を順に示した工程説明図である。
【００３１】
この図２において、この実施例における導電膜パターニング方法は、先ず、導電膜形成工程（ａ）において、基板Ｐ上に、スパッタリング法や真空蒸着法等の薄膜形成技術によって、酸化亜鉛（ＺｎＯ）系導電材料による導電膜Ｌ１が形成される。
【００３２】
この導電膜Ｌ１を形成するＺｎＯ系導電材料に含まれるＺｎＯの含有率は、後述する現像工程において使用されるアルカリ性現像液に対する溶解性を考慮して、８５原子パーセント以上の値になるようにするのが好ましい。
【００３３】
なお、このＺｎＯ系導電膜材料には、ＺｎＯ以外に、例えばＡｌやＧａ等の種々の添加金属を含ませることが出来る。
【００３４】
次に、レジスト膜形成工程（ｂ）において、耐アルカリ性を有しているが強アルカリ溶液によって現像が可能な液体レジストが、スピンコート法等によって導電膜Ｌ１上にコーティングされることにより、ポジタイプのレジスト膜Ｒ１が導電膜Ｌ１上に積層して形成される。
【００３５】
この液体レジストには、耐アルカリ性を備えるために、分子量（Ｍ）が１００００以上（好ましくはＭ＝４００００）の高分子タイプのポジタイプ液体レジストが使用される。
【００３６】
次に、露光工程（ｃ）において、導電膜Ｌ１上に形成する所要のパターンに対応した開口部Ｍ１ａを有する露光マスクＭ１を介して、レジスト膜Ｒ１の露光が行われる。
【００３７】
この露光工程によって、露光マスクＭ１の開口部Ｍ１ａに対向している部分のレジスト膜Ｒ１が軟化される。
【００３８】
次に、現像およびエッチング工程（ｄ）において、強アルカリ溶液からなる現像液によってレジスト膜Ｒ１の現像が行われ、さらに、この現像液によって、パターニングされたレジスト膜Ｒ１を介して導電膜Ｌ１のエッチングが行われる。
【００３９】
すなわち、レジスト膜Ｒ１の露光により軟化している部分が強アルカリ性の現像液によって除去されて、このレジスト膜Ｒ１のパターニングが行われ、同時に、現像によってレジスト膜Ｒ１の露光部分が除去されて開口された部分に対向する部分の導電膜Ｌ１に対して、現像液によりエッチングが行われる。
【００４０】
これによって、導電膜Ｌ１が、レジスト膜Ｒ１の現像に引き続いて、同じ現像液により、露光マスクＭ１の開口部Ｍ１ａのパターンに対応してパターニングされる。
【００４１】
このように、レジスト膜Ｒ１の現像液によって導電膜Ｌ１のエッチングを同時に行うことが可能になったのは、導電膜Ｌ１が、耐アルカリ性が低く強アルカリ溶液である現像液に溶解する性質を有するＺｎＯ系導電材料によって形成されていることによる。
【００４２】
この現像液は、そのペーハ（ｐＨ）が、ｐＨ＜１３の場合には、導電膜Ｌ１のエッチング時間が長くなってリードタイムが長くなり、また、ｐＨ＞１４の場合には、レジスト膜Ｒ１の未露光部分まで溶解してレジスト膜Ｒ１に対して所要のパターニングを行うことが出来なくなるため、１３≦ｐＨ≦１４に設定するのが好ましい。
【００４３】
さらに、レジスト膜Ｒ１の未露光部の溶解が始まる前に導電膜Ｌ１のエッチングが完了する必要があるため、例えば、この現像およびエッチング工程時間を２０〜３０分に設定することが好ましい。
【００４４】
この後、次の剥離工程（ｅ）において、有機溶剤からなる剥離液が、パターニング後のレジスト膜Ｒ１に浸漬されて、このレジスト膜Ｒ１が導電膜Ｌ１から剥離される。
【００４５】
以上のようにして、基板Ｐ上に、導電膜Ｌ１によって、露光マスクＭ１に設定された所要のパターンに対応するパターンの例えば透明電極等が形成される。
【００４６】
次に、上記のパターニング方法によって形成される導電膜の検証実験の結果について、説明を行う。
【００４７】
この導電膜の検証実験は、以下の条件によって行われた。
【００４８】
すなわち、導電膜Ｌ１は、スパッタリング法により、ＺｎＯが１００原子パーセント（１００パーセント）の導電材料によって、基板Ｐ上に１３００Åの膜厚になるように成膜された。
【００４９】
この後、スピンコート法により、東京応化工業（株）製の製品名ＴＦＲ−３０４（分子量Ｍ＝４００００）が、２００ｒｐｍ×６０ｓｅｃの条件下で液体レジストとして導電膜Ｌ１上にコーティングされ、さらに、１１０℃で２０分間乾燥されることによって、膜厚３．４μｍのレジスト膜Ｒ１が形成された。
【００５０】
この後、レジスト膜Ｒ１に対して露光が、露光量２００ｍｊで行われた。
【００５１】
次に、現像液として、濃度が０．５ｗｔパーセントと１．０ｗｔパーセント，５．０ｗｔパーセントの３種類の水酸化カリウム（ＫＯＨ）溶液を用いて、レジスト膜Ｒ１の現像工程および導電膜Ｌ１のエッチング工程が行われた。
【００５２】
なお、各現像液のｐＨは、０．５ｗｔパーセントのＫＯＨ溶液でｐＨ１３未満、１．０ｗｔパーセントのＫＯＨ溶液でｐＨ１３〜１４、５．０ｗｔパーセントのＫＯＨ溶液でｐＨ１４よりも大きい値を示しており、温度は何れも４５℃であった。
【００５３】
また、この現像およびエッチング工程において、導電膜Ｌ１は、１５ｍｍ×１５ｍｍの正方形パターンに形成されている。
【００５４】
そして、この現像およびエッチング工程の後、剥離液として有機溶剤であるエチレン・カーボン液を用いて、レジスト膜Ｒ１の剥離が行われた。
【００５５】
図３は、上記の三種類の現像液（ＫＯＨ溶液）によるエッチングによって、除去されるべき部分の導電膜Ｌ１が完全に除去されるまでの時間Ｂ．Ｐ．（break point）をそれぞれ示している。
【００５６】
この図３から、濃度が０．５ｗｔパーセント以下でｐＨ１３未満の現像液の場合には、Ｂ．Ｐ．が１８００ｓｅｃ以上、すなわち、現像およびエッチング工程に３０分以上の時間を要するため、リードタイムが長くなって、例えば、ＰＤＰの透明電極の形成工程等への使用は不適当であることが分かる。
【００５７】
図４は、上記の三種類の現像液によって、レジスト膜Ｒ１の露光部分が除去されるまでの時間Ｂ．Ｐ．と、未露光部分の溶解が開始される時間Ｌ．Ｐ．（leafing point）とを、それぞれ示している。
【００５８】
この図４から、レジスト膜Ｒ１の露光部分は、各濃度の現像液の何れの場合も、Ｂ．Ｐ．が短く早い段階で完全に除去されるが、レジスト膜Ｒ１の未露光部分は、濃度が５．０ｗｔパーセントでｐＨ１４超の現像液の場合には、Ｌ．Ｐ．が８秒と短く、直ぐに溶解が始まってしまうことが分かる。
【００５９】
この様に、レジスト膜Ｒ１の未露光部分の溶解が早い時間で始まると、導電膜Ｌ１のパターニングを行うためのレジスト膜Ｒ１のマスク機能が失われて、残留させるべき導電膜Ｌ１のパターン形成部分も溶解されてしまう虞があるため、例えば、ＰＤＰの透明電極の形成工程等への使用には不適当であることが分かる。
【００６０】
図５は、図３の導電膜Ｌ１のＢ．Ｐ．の測定結果と図４のレジスト膜Ｒ１の未露光部分のＬ．Ｐ．の測定結果を、それぞれプロットしてグラフを作成することにより、比較したものである。
【００６１】
レジスト膜Ｒ１および導電膜Ｌ１の現像およびエッチング工程においては、導電膜Ｌ１のエッチングが完了した時点（本来除去されるべき部分の導電膜Ｌ１が完全に除去された時点）で、工程終了となる。
【００６２】
そして、この導電膜Ｌ１のエッチングが完了するまでの間、レジスト膜Ｒ１のパターンを形成する未露光部分が溶解されずに、マスク・パターンを完全に保持している必要がある。
【００６３】
この条件を満たすためには、（導電膜Ｌ１のＢ．Ｐ．）≦（レジスト膜Ｒ１の非露光部のＬ．Ｐ．）の関係が成立する必要がある。
【００６４】
従って、この条件を満たすためには、図５から分かるように、現像液の濃度は１．５ｗｔパーセント以下であることが好ましいことが分かる。
【００６５】
なお、この１．５ｗｔパーセントの濃度の現像液は、測定結果からｐＨ１３〜１４の範囲の値になっている。
【００６６】
以上のことから、前述した導電膜パターニング方法の現像およびエッチング工程において用いられる現像液（ＫＯＨ溶液）の濃度は、０．５ｗｔパーセントよりも大きく、１．５ｗｔパーセント以下の値にするのが好適である。
【００６７】
さらに、この現像およびエッチング工程において用いられる現像液は、ｐＨが１４よりも大きい場合には導電膜Ｌ１のパターン形成部分まで溶解が始まってしまう可能性が高くなり、また、１３未満の場合にはエッチング時間が長くなってしまうため、ｐＨ１３〜１４の値にするのが好適である。
【００６８】
上記実施例の導電膜パターニング方法によれば、例えば、ＰＤＰやＬＣＤ，太陽電池の透明電極を構成する導電膜の形成に、枯渇により価格が高騰しているＩＴＯの代わりに、安価な酸化亜鉛（ＺｎＯ）が使用され、さらに、この酸化亜鉛系導電膜の耐アルカリ性が低いことを利用して、レジスト膜Ｒ１の現像を行う強アルカリ性の現像液によって、レジスト膜Ｒ１の現像と併行して導電膜Ｌ１のエッチングが行われるので、透明電極の製造工程数を従来の場合と比較して減少させることが出来、これによって、材料費および製造コストの削減によって製品の低廉化を図ることが可能になる。
【００６９】
さらに、上記実施例の導電膜パターニング方法によれば、導電膜Ｌ１のエッチングがレジスト膜Ｒ１のアルカリ性の現像液によって行われるので、従来のように透明電極のパターニングに酸性溶液を使用する必要がなくなり、これによって、酸性廃液による環境負荷が発生するのを防止することが出来るようになる。
【００７０】
上記実施例の導電膜パターニング方法は、導電膜形成工程において、酸化亜鉛を含む導電材料によって基板上に導電膜が形成され、次のレジスト膜形成工程において、耐アルカリ性材料によってレジスト膜が導電膜上に積層して形成され、次の露光工程において、レジスト膜に対して露光マスクを介して露光が行われ、この露光工程の終了後、現像およびエッチング工程において、アルカリ性の現像液によって、レジスト膜の現像と導電膜のエッチングが同時に行われる実施形態の導電膜のパターニング方法を、その上位概念の実施形態としている。
【００７１】
この上位概念を構成する実施形態による導電膜パターニング方法によれば、ＩＴＯの代わりに安価な酸化亜鉛によって導電膜が形成され、さらに、レジスト膜の現像を行うアルカリ性の現像液によってレジスト膜の現像と併行して導電膜のエッチングが行われて、導電膜のパターニングの工程数が従来の場合と比較して少なくなるので、材料費および製造コストの削減によって、製品の低廉化を図ることが可能になり、さらに、導電膜のエッチングがレジスト膜のアルカリ性の現像液によって行われるので、従来のように酸性溶液を使用する必要がなくなり、これによって、酸性廃液による環境負荷が発生するのを防止することが出来るようになる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】従来例を示す工程説明図である。
【図２】この発明の実施例における工程説明図であり、（ａ）は導電膜の形成工程，（ｂ）はレジスト膜の形成工程，（ｃ）は露光工程，（ｄ）は現像およびエッチング工程，（ｅ）は剥離工程をそれぞれ示している。
【図３】同実施例における導電膜のＢ．Ｐ．の測定結果を示す表図である。
【図４】同実施例におけるレジスト膜のＢ．Ｐ．およびＬ．Ｐ．の測定結果を示す表図である。
【図５】図３と図４の測定結果をプロットしたグラフである。
【符号の説明】
【００７３】
Ｐ            …基板
Ｒ１          …レジスト膜
Ｌ１          …導電膜
Ｍ１          …露光マスク
【図１】
2007227300.tif 000003
【図２】
2007227300.tif 000004
【図３】
2007227300.tif 000005
【図４】
2007227300.tif 000006
【図５】
2007227300.tif 000007