JPH04249189A - 微細レジストパターンの形成方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置等を製造す
るためのフォトリングラフィー技術で用いるレジストパ
ターンを高精度にかつ量産的に形成できる方法に関する
。

【従来の技術】薄膜トランジスター（ＴＦＴ）によって
各画素のスイッチングを行うアクティブマトリックス方
式の液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）は、高画質を得ること
ができる利点を有している。このアクティブマトリック
ス方式のＬＣＤは、ポケットＴＶ、ポータブルＴＶ用と
して実用化の段階に入っており、近年は、この液晶ディ
スプレイを対角２０インチ、４０インチ、７０インチと
大型化するための研究が盛んに行なわれている。ところ
でこの液晶ディスプレイを大型化する場合、液晶ディス
プレイのＴＦＴの部分を製作する際に行なわれているフ
ォトリングラフィー工程、つまりレジストを塗布、露光
、現像してレジストパターンを形成した後エッチング処
理を行うフォトリソグラフィー工程で用いる製造装置、
特に大型露光装置を開発するために莫大な費用が必要に
なる問題が生じている。このような問題に対処するため
に、従来より、金属板のエッチング用レジストパターン
や回路パターンを形成する際に広く採られているスクリ
ーン印刷法やオフセット印刷法を利用することが提案さ
れている。

【発明が解決しようとする課題】スクリーン印刷法はメ
ッシュ状スクリーンに所定のパターンのインキ遮蔽マス
クを形成し、貫通透過部からインキを通過させて被印刷
体に付着させることにより印刷を行う方法である。この
印刷法ではインキの厚刷り（数μｍ〜２０μｍ厚）が容
易なので、耐食性に優れたレジストパターンを印刷でき
る利点がある。しかしながらこのスクリーン印刷法では
、２００μｍ以下の微細なパターンの印刷が困難である
。また、オフセット印刷法は、ＰＳ版に親油性部と親水
性部を形成し、親水性部に水分を保持させて油性インキ
を反発させ、親油性部のみに選択的にインキを付着させ
、かかるインキパターンを被印刷体に印刷する方法であ
る。このオフセット印刷法では、印刷適性をあげるため
に、版上のインキパターンを一度ゴムブランケットに転
写し、この後に被印刷体に再転写している。このオフセ
ット印刷法は、比較的微細な画線を得ることができる利
点がある。しかしながらこのオフセット印刷法では、イ
ンキング方式や２回の転写操作等の関係により印刷され
る画線が１μｍ程度の薄いもとなり、印刷画線にピンホ
ールや断線が発生し易い欠点がある。またこの問題に対
処するために版に付着させるインキの膜厚を増すと、そ
の影響で印刷画線が太くなり１００〜２００μｍ程度の
線幅が限界となってしまう。本発明は上記の問題点に鑑
みてなされたもので、微細で且つ適度な厚みを有するレ
ジストパターンを正確且つ鮮明に、また効率的且つ安価
に形成しできるレジストパターンの形成方法を提供する
ことを目的とする。

【課題を解決するための手段】本発明では、印刷用凹版
の画線凹部に粘性インキを充填した後、画線凹部以外の
インキをドクターで除去し、ついで画線凹部内のインキ
を硬化させ、次に再び粘性インキを前記インキを硬化さ
せた画線凹部に充填した後、画線凹部以外のインキをド
クターで除去し、この後インキを被印刷体に転写して、
レジストパターンを形成することにより前記課題の解決
を図った。この形成方法で用いる凹版の版材には、通常
、銅、銅合金、ステンレス等の金属板が利用されるが、
その他にもガラス、セラミック等各種の版材を利用する
ことができる。また印刷用版は、通常ゴムローラに巻き
付けられた版銅ローラーの状態で用いられるが、平板状
の状態で利用することもできる。印刷用版に所定パター
ンの画線凹部を形成する手段は特に限定されるものでな
く、研磨された版材に微細切削法で画線凹部を形成する
ような機械的な手段や、フォトファブリケーション技術
を利用してエッチングして画線凹部を形成するといった
化学的な手段など各種の手段を採用できる。このように
して形成される画線凹部の線幅は通常３〜７０μｍ程度
、深さ（版深）は１〜１０μｍ程度である。また印刷用
凹版の画線凹部内のインキの硬化は、熱を加えたり、紫
外線（ＵＶ）、赤外線（ＩＲ）や電子線（ＥＢ）等の放
射によって行うことができる。本発明の形成方法には、
アクリル−エポキシ系紫外線硬化性インキ等の紫外線硬
化型インキ、赤外線（熱）硬化型インキ、電子線硬化型
インキなど各種のインキを利用できる。それらの中でも
、空気によって硬化が阻害される嫌気性タイプのインキ
、例えばアクリル重合タイプであるニツセッＰＥ−１１
８（日本カーバイド工業（株）製）等が好適である。こ
の嫌気性タイプのインキを用いると凹版の画線凹部に充
填されたインキを硬化させたとき、空気に触れる凹部開
口側の部分は硬化し難く不完全硬化状態となり粘着性が
残存し、画線凹部内で硬化されたインキと後に再び充填
されるインキとが一体化し易い利点がある。しかし本発
明のレジストパターンの形成方法で利用できるインキは
、このような嫌気性タイプのものに限定されることはな
い。以上のようにして画線凹部内のインキを硬化させる
と、インキは体積収縮する。そして画線凹部の開口側に
は凹みが生じる。そこでこの発明の形成方法では、この
後再び画線凹部に粘性インキを充填し、その後、画線凹
部以外のインキをドクターで除去する。このとき用いら
れるインキは、酸化重合タイプであるＮＳ−５０（諸星
インキ（株）製）等の粘着性を有するインキであっても
良いが、一回目に用いたインキと同一のものであっても
良い。なお、画線凹部内のインキの被印刷体への転写が
容易でない場合は、基板上に予め薄く粘着性又は接着性
の被膜を形成しておくと良い。このような被膜を形成す
る材料としては、各種市販品があり、接着・粘着過程が
溶剤賦活型、熱賦活型、圧力賦活型、化学反応型のもの
等がある。この場合、塗布された粘着性又は接着性の被
膜の不要部分を除去する必要があるが、不要部分の被膜
の除去は、プラズマ等のドライエッチング、エッチング
液によるウエットエッチング等のエッチング法によって
行うことができる。また表面に凹凸のある薄膜トランジ
スタ形成用基板、例えばプロセスを経た基板に本発明の
形成方法でレジストパターンを形成する場合は、基板上
に予めフォトレジストを塗布した後、インキの転写を行
うと良い。基板に塗布されたフォトレジストは、転写さ
れたインキをマスキングレジストとして紫外線等で露光
処理した後、エッチングすることにより不要部分を除去
される。この場合に用いるインキとしては、フォトレジ
ストが紫外線硬化型のものであれば、紫外線を遮蔽でき
るカーボンブラック、紫外線吸収顔料等が混合されたイ
ンキが好適である。

【作用】本発明のレジストパターン形成方法では、版と
して凹版を使用し、この凹版の画線凹部に充填したイン
キを硬化させた後、再び画線凹部内にインキ充填し、こ
の後インキを薄膜トランジスタ形成用基板等の被印刷体
に転写するので、硬化処理により画線凹部内において増
粘または硬化して流動性が消滅し非流動状態となった一
回目のインキは、版上でパターニングされた形状をその
ままに保持して二回目のインキの粘着力によって被印刷
体に転写される。従ってこの形成方法によれば、微細パ
ターンを有するインキ層（レジストパターン）を版通り
に形成することができる。また本発明の形成方法によれ
ば、被印刷体である薄膜トランジスタ形成用基板に転写
されるインキは凹版の画線凹部内に収容されているので
、転写する際にインキが押し潰されることはない。従っ
て本発明の形成方法によれば、版の画線凹部の深さに応
じた適宜な厚みのレジストパターンを形成できる。

【実施例】次に、図面を参照しつつ本発明のレジストパ
ターンの形成方法を説明する。 （実施例１）図１ないし図５は本発明のレジストパター
ンの形成方法の一実施例を工程順に示すもので、図中符
号１は印刷用版である。この印刷用版１は銅板製の凹版
で、ゴムローラ２０に巻き付けられている。この印刷用
版１にはＴＦＴの半導体膜を形成するためのレジストパ
ターンに対応した画線凹部２がパターン形成されている
。この画線凹部２はエッチング処理によって形成された
ものでその最小線幅は２０μｍ、深さ（版深）は３μｍ
であった。この印刷用版１の表面に図２に示すように、
アクリル−エポキシ系紫外線硬化性インキ３を塗布し、
ついで不要なインキを薄い金属ブレード等からなるドク
ター４で掻き取って除去し、画線凹部２のみにインキ３
を残留充填させた。この後、印刷用版１の表面に紫外線
を所定時間照射してインキ３を硬化せしめたところ、図
３に示すように、インキ３は硬化収縮し、画線凹部２の
開口部側に浅い凹み５が生じた。次に、図４に示すよう
に、印刷用版１の表面に再びインキ６を塗布しついで不
要なインキをドクター４で掻き取って、画線凹部２のみ
にインキ６を残留充填させた。このとき用いたインキ６
は１回目に用いたインキ３と同一のものを用いた。次に
図５に示すように、ｐ−Ｓｉ膜６が形成されたＴＦＴ基
板（被印刷体）７の上に印刷用版１を設置し正確に位置
を合わせた後両者を密着させゆっくりと転がし、インキ
６（未硬化）とインキ３（硬化）とを転移させた。印刷
用版１が基板７から離れると画線凹部２内で（未硬化）
インキ６と（硬化）インキ３がＴＦＴ基板７に転写され
て最小線幅２０μｍ、膜厚３μｍのレジストパターンが
精度良く再現されていた。このレジストパターン形成方
法では、版１として凹版を使用し、この凹版１の画線凹
部２に充填したインキ３を硬化させた後再び画線凹部２
にインキ６を充填し、ついでこれらをＴＦＴ基板７に転
写したので、インキ３は画線凹部２内において増粘また
は硬化して画線凹部２の形状をそのままに保持して（未
硬化）インキ６の粘着力によりＴＦＴ基板７に転写され
る。しかも、一回目のインキ３が硬化処理時に体積収縮
しても、その部分が二回目のインキ６によって補われる
ので、インキ３，６が基板７にしっかりと密着し、円滑
に転写される。従ってこの形成方法によれば、インキ３
，６からなる微細なレジストパターンを版通りに形成す
ることができる。またこのレジストパターンの形成方法
によれば、ＴＦＴ基板７に転写されるインキ３は凹版１
の画線凹部２内に収容されているので、転写する際にイ
ンキ３が押し潰されることはない。従ってこの形成方法
によれば、版１の画線凹部２の深さに応じた適宜な厚み
のレジストパターンを形成できる。

【発明の効果】以上説明したように、本発明の微細レジ
ストパターンの形成方法は、印刷用凹版の画線凹部に粘
性インキを充填した後、画線凹部以外の非画線部のイン
キをドクターで除去し、ついで画線凹部内のインキを硬
化させ、次に再び粘性インキを前記インキを硬化させた
画線凹部に充填した後、画線凹部以外のインキをドクタ
ーで除去し、この後インキを被印刷体に転写してレジス
トパターンとすることを特徴とする方法なので、一度目
のインキを硬化処理することによりインキは画線凹部内
において増粘または硬化し、インキの流動性は消滅する
。そして、一回目のインキは非流動状態となって版上で
パターニングされた形状をそのままに保持して二回目の
インキの粘着力により被印刷体に転写される。この際、
一回目のインキが硬化処理時に体積収縮しても、その部
分が二回目のインキによって補われるので、インキが基
板にしっかりと密着し、円滑に転写される。従って本発
明の形成方法によれば、インキからなる微細なレジスト
パターンを版通りに形成することができる。また本発明
の形成方法によれば、ＴＦＴ基板に転写されるインキが
凹板の画線凹部内に収容されているので、転写の際にイ
ンキが押し潰されることはない。従って本発明の形成方
法によれば、版の画線凹部の深さに応じた厚みのレジス
トパターンを形成できる。よって本発明のレジストパタ
ーンの形成方法によれば、微細で且つ適度な厚みを有す
るレジストパターンを正確且つ鮮明に、また効率的且つ
安価に形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例のレジストパターンの形成方法に用いる
版を示す断面図。

【図２】同実施例の形成方法で一回目のインキを充填す
る工程を示す断面図。

【図３】同実施例の形成方法で一回目に充填されたイン
キを硬化させる工程を示す断面図。

【図４】同実施例の形成方法で二回目のインキを充填す
る工程を示す断面図。

【図５】同実施例の形成方法で被印刷体にインキを転写
する工程を示す断面図。

【符号の説明】

１　　凹版 ２　　画線凹部 ３　　インキ ４　　ドクター ５　　凹み ６　　インキ ７　　ＴＦＴ基板

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　印刷用凹版の画線凹部に粘性インキを
   充填した後、画線凹部以外のインキをドクターで除去し
   、ついで画線凹部のインキを硬化させ、次に再び粘性イ
   ンキを前記インキを硬化させた画線凹部に充填した後、
   画線凹部以外のインキをドクターで除去し、この後イン
   キを被印刷体に転写してレジストパターンとすることを
   特徴とする微細レジストパターンの形成方法。