JPH0883763A - 微細パターン形成方法および透明導電膜パターン形成基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 微細なパターンを簡便なプロセスで効率よく
形成することができる微細パターン形成方法と、耐久性
に高い透明導電膜のパターンが形成された透明導電膜パ
ターン形成基板を提供する。 【構成】 反応性層をパターン形成対象である材料層の
上に設け、この反応性層と化学反応を生じる反応性ガ
ス、反応性粒子およびイオンビームのいずれかを用いて
反応性層に所定のパターンで化合物膜を形成し、次に、
化合物膜をマスキングとして反応性層および材料層をエ
ッチングして微細パターンを形成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は微細パターン形成方法お
よび透明導電膜パターン形成基板に係り、特に半導体プ
ロセス等の微細加工工程においてパターン形成対象物に
高い精度で効率よく微細パターンを形成することができ
る微細パターン形成方法と、薄膜トランジスタ等の製造
に有用な透明導電膜パターン形成基板に関する。

【０００２】

【従来の技術】印刷配線や回路パターンの形成、あるい
は薄膜の微細パターン形成等には、従来からフォトリソ
グラフィー法が最も一般的に用いられている。

【０００３】このフォトリソグラフィー法は、微細パタ
ーンの形成対象である材料層の上にレジスト層を形成
し、このレジスト層上に所定のパターンが描かれたマス
クを載置した状態で露光し、レジスト層を現像して露光
部分または非露光部分を除去し、残ったレジスト層をエ
ッチング用レジストとして材料層をエッチングし、その
後、レジスト層を除去するものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フォト
リソグラフィー法は、レジスト層の形成、マスクを
用いた露光、レジスト層の現像、エッチング、レ
ジスト層除去、という５つの段階が必要なため工程が煩
雑であり、また被加工物の大型化に伴って大型露光装置
を含む専用装置が必要となり、装置に要する費用が莫大
になるという問題があった。

【０００５】また、例えば、薄膜トランジスタ（ＴＦ
Ｔ）型液晶ディスプレイにおける透明電極として透明導
電膜の微細パターンが形成されるが、基板上に形成され
た透明導電膜の耐久性が不十分であるという問題もあっ
た。

【０００６】本発明は上述のような事情に鑑みてなされ
たものであり、微細なパターンを簡便なプロセスで効率
よく形成することができる微細パターン形成方法と、耐
久性に高い透明導電膜のパターンが形成された透明導電
膜パターン形成基板を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の微細パターン形成方法は、基板上に
反応性層を形成し、前記反応性層と化学反応を生じる反
応性ガス、反応性粒子およびイオンビームのいずれかを
用いて前記反応性層に所定のパターンで透明な化合物膜
を形成し、前記反応性層をエッチングして前記化合物膜
形成領域からなる微細パターンを形成するような構成と
した。

【０００８】また、本発明の微細パターン形成方法は、
基板上に反応性層を形成し、前記反応性層と化学反応を
生じる反応性ガス、反応性粒子およびイオンビームのい
ずれかを用いて前記反応性層上に透明な化合物膜を形成
させ、前記化合物膜のうち所定のパターン領域のみが残
るように前記化合物膜を分解し、前記反応性層をエッチ
ングして所定のパターンで残った前記化合物膜領域から
なる微細パターンを形成するような構成とした。

【０００９】また、本発明の微細パターン形成方法は、
基板上の材料層の上に反応性層を形成し、前記反応性層
と化学反応を生じる反応性ガス、反応性粒子およびイオ
ンビームのいずれかを用いて前記反応性層に所定のパタ
ーンで化合物膜を形成し、前記化合物膜をマスキングと
して前記反応性層および前記材料層をエッチングして微
細パターンを形成するような構成とした。

【００１０】さらに、本発明の微細パターン形成方法
は、基板上の材料層の上に反応性層を形成し、前記反応
性層と化学反応を生じる反応性ガス、反応性粒子および
イオンビームのいずれかを用いて前記反応性層上に化合
物膜を形成させ、前記化合物膜のうち所定のパターン領
域のみが残るように前記化合物膜を分解し、所定のパタ
ーンで残った前記化合物膜をマスキングとして前記材料
層および前記反応性層をエッチングして微細パターンを
形成するような構成とした。

【００１１】また、本発明の透明導電膜パターン形成基
板は、基板と、該基板上に所定のパターンで積層された
透明なクロム−フッ素化合物膜とを備えるような構成と
した。

【００１２】さらに、本発明の透明導電膜パターン形成
基板は、基板と、該基板上に所定のパターンで積層され
た透明導電膜と、該透明導電膜上に形成された透明なク
ロム−フッ素化合物物膜とを備えるような構成とした。

【００１３】

【作用】材料層の上に設けられた反応性層は、反応性ガ
ス、反応性粒子およびイオンビームのいずれかによって
所定のパターンで化合物膜が形成されるものであり、こ
の化合物膜のエッチングレートよりも材料層および反応
性層のエッチングレートが大きくなるような条件で化合
物膜をマスキングとしてエッチングを行うことにより、
材料層のパターン形成が可能となる。また、材料層を介
することなく基板上に直接反応性層を形成し、上記のよ
うにして透明な化合物膜を形成した反応性層をエッチン
グすることにより、基板上に化合物膜からなるパターン
形成が可能となる。特に、反応性層を厚みが１０〜３０
Åの範囲のクロム層とし化合物膜をクロム−フッ素化合
物膜とすることにより上記化合物膜は透明となり、材料
層を透明導電膜とすることにより、透明導電膜と透明な
クロム−フッ素化合物膜からなる微細パターンを備えた
透明導電膜パターン形成基板が可能となり、また、基板
上に透明なクロム−フッ素化合物膜からなる微細パター
ンを備えた透明導電膜パターン形成基板が可能となる。

【００１４】

【実施例】以下、本発明の実施例について図面を参照し
て説明する。

【００１５】図１は本発明の微細パターン形成方法の一
例を説明するための工程図である。図１において、ま
ず、基板２上に設けられたパターン形成対象である材料
層３の上に反応性層４を形成する（図１（Ａ））。

【００１６】基板２としては、ガラス基板、セラミック
ス基板、シリコン基板、ポリカーボネート樹脂、ポリエ
チレンテレフタレート樹脂、ポリエステル樹脂、エポキ
シ樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹脂等の樹脂基板
あるいは金属基板等、特に制限はなく、材料層３との関
係、使用目的等から適宜選択することができる。

【００１７】また、材料層３としては、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ａ
ｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属
層、透明導電膜ＩＴＯ、ＳｎＯ₂ 、ＺｎＯやこのような
透明導電膜にＳｂ、Ｆ、Ａｌ、Ｃｄ、Ｓｉ等をドープさ
せた化合物の層、ポリイミド、ポリイミド、ＳｉＮ_x 、
ＳｉＯ₂ 、ＳｉＯ等の絶縁層がいずれも適用可能であ
る。

【００１８】さらに、反応性層４は、Ａｌ、Ｓｉ、Ｔ
ｉ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｕ、Ｚｎ、Ｍｏ、Ａ
ｇ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｔｅ、Ｔａ、Ｗ、Ｐｔ、Ａｕ等の金属
層とすることができる。反応性層４の形成は、例えば、
金属層の場合、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ
法、鍍金法等の一般的な成膜方法により行うことができ
る。このような反応性層４の厚みは、後述する反応性ガ
ス、反応性粒子あるいはイオンビームとの反応により生
成される化合物膜の厚み、この化合物膜のエッチングレ
ートと反応性層および材料層のエッチングレート等から
設定することができる。但し、反応性層４の厚みが小さ
すぎると、生成される化合物膜の耐性が不十分となりエ
ッチング特性が低下してしまうので、反応性層４の厚み
は１０Å以上が好ましい。尚、後述するようにマスク板
６が反応性層４上に載置された際に、反応性層４の表面
とマスク板６の下面との密着性を高めるために、反応性
層４の平滑度は高いほうが好ましい。

【００１９】次に、所定の開口部６ａを有するマスク板
６を反応性層４上に載置した後、反応性層４と化学反応
を生じる反応性ガスの雰囲気中に入れる（図１
（Ｂ））。これにより、開口部６ａから露出している反
応性層４の露出面が反応性ガスと化学反応を起こし、そ
の表面に化合物膜５が形成される（図１（Ｃ））。尚、
条件によっては、使用する反応性ガスの構成成分からな
るコーティング膜が形成される場合もあるが、本発明
は、このようなコーティング膜も化合物膜に含めるもの
である。反応性ガスとしては、反応性層４の少なくとも
表面と化学反応を起こして反応性層とは別の化合物を生
成するようなガスであればいずれのガスも使用すること
ができ、さらに、所望の反応性ガスをプラズマ化して使
用することもできる。例えば、反応性層４としてクロム
層が使用される場合、反応性ガスの一例として、フッ素
を含んだガス（ＣＦ₄ ，ＳＦ₆ 等）、あるいは、これを
プラズマ化したガスを使用することができる。

【００２０】上記の反応性ガス雰囲気中における化学反
応を行うにあたって重要なことは、反応性層４の露出面
のみについて反応が起こり、非露出面には反応が起こら
ないようにすることである。そのためには、反応性ガス
が反応性層４の露出面だけに供給され、非露出面には接
触しないようにする必要がある。これは、反応性層４の
上面とマスク板６の下面との物理的密着性を向上させる
ことにより可能であり、上述のように、反応性層４の表
面とマスク板６の下面との平滑度を同程度のかなり高い
ものとしておけばよい。さらに、上記のようにプラズマ
化したガスを使用する場合には、図１（Ｂ）に示される
ように、反応性層４の露出面に対して垂直な電界Ｅをか
けることにより方向性をもった化学反応を行うことがで
きる。すなわち、電界Ｅをかけることによりプラズマガ
スによる反応方向が図の垂直方向に偏ることになり、プ
ラズマガスの回り込みによる非露出面での反応を防止す
ることができる。図１（Ｃ）に示されるように化合物膜
５が所定のパターンで形成された後、この化合物膜５を
マスキングとして反応性層４および材料層３の選択的な
エッチングを行う。すなわち、化合物膜５のエッチング
レートよりも材料層３および反応性層４のエッチングレ
ートが大きくなるような条件でエッチングが行われる。
このようなエッチングによって、化合物膜５が形成され
た領域の反応性層４および材料層３のみを残して、他の
領域の反応性層４、材料層３を除去し、所望の微細パタ
ーンを形成することができる（図１（Ｄ））。

【００２１】本発明の微細パターン形成方法は、化合物
膜形成に反応性ガスを使用するものに限定されるもので
はなく、反応性層と化学反応を生じる反応性粒子あるい
はイオンビームを使用することもできる。

【００２２】まず、反応性粒子を使用する場合、チャン
バー（図示せず）内において図２（Ａ）に示されるよう
に所定の開口部６ａを有するマスク板６を反応性層４の
上方に配置した状態で、マスク板６の上方に配設した反
応性粒子発生装置（図示せず）から反応性粒子を平行な
流束として反応性層４の層面に対してほぼ垂直に照射す
る。これにより、マスク板６の開口部６ａに照射された
反応性粒子は、マスク板６を通過して反応性層４の表面
に到達するが、マスク板６の開口部６ａ以外に照射され
た反応性粒子の流束は、マスク板６によって遮断されて
反応性層４の表面に到達することができない。しかも、
反応性粒子の流束は、反応性層４の表面に対してほぼ垂
直な方向で入射するような直進性をもっているため、反
応性層４の表面には、マスク板６の開口部パターンが投
影された状態となる。このようにして反応性層４に衝突
した反応性粒子と反応性層４との化学反応により化合物
膜５が形成される（図２（Ｂ））。この場合も、条件に
よっては使用する反応性粒子の構成成分からなるコーテ
ィング膜が形成される場合もあるが、本発明は、このよ
うなコーティング膜も化合物膜に含めるものである。

【００２３】反応性粒子としては、イオン、中性粒子、
イオンビーム、高速中性粒子等を使用することができ
る。反応性粒子としてイオンを用いる場合、例えば、反
応性層４としてクロム層が使用される場合には、イオン
としてフッ素イオンＦ⁺ やフッ素化合物ガスイオンを使
用することができる。フッ素化合物ガスイオンとして
は、例えば、ＣＦ₄ ガスを使用した場合のＣＦ₃ ⁺、ＣＦ
₂ ²⁺ やＳＦ₆ ガスを使用した場合のＳＦ₅ ⁺、ＳＦ₄ ²⁺ 等
を挙げることができる。反応性粒子発生装置としては、
公知のカウフマン型イオン銃を用いることができる。さ
らに、カウフマン型イオン銃によって発生したイオンを
ラジカルに変えて反応性粒子として使用することもでき
る。この場合、例えば、上記のフッ素イオンやフッ素化
合物ガスイオンをカウフマン型イオン銃により発生さ
せ、その後、ヘリウム雰囲気が形成されたチャンバー内
を通過させることにより、ヘリウム分子と衝突させてフ
ッ素イオンやフッ素化合物ガスイオンをフッ素のラジカ
ルあるいはフッ素化合物ガスのラジカルとすることがで
きる。また、反応性粒子として中性粒子を使用する場
合、反応性粒子発生装置として公知の高速中性粒子銃を
使用することができる。

【００２４】また、本発明の微細パターン形成方法にイ
オンビームを使用する場合、チャンバー（図示せず）内
において図３（Ａ）に示されるように反応性層４の上方
にイオン銃８を配設し、このイオン銃８からイオンビー
ムを照射する。そして、材料層３および反応性層４が形
成された基板２が載置されている走査ステージ９をイオ
ンビームの照射方向に対して垂直な平面内で縦横に移動
させることによって、イオンビームを反応性層４上に走
査させることができ、イオンビームにより任意のパター
ンを反応性層４上に描画することが可能となる。これに
より、反応性層４のうち、イオンビームで描画された領
域のみにおいてイオンと反応性層４との化学反応により
化合物膜５が形成される（図３（Ｂ））。尚、反応性層
４上でのイオンビーム走査は、上記の方法に限定される
ものではなく、走査ステージ側を固定し、イオン銃８ま
たはイオンビーム自身を動かして走査するようにしても
よい。

【００２５】図４は本発明の微細パターン形成方法の他
の例を説明するための工程図である。図４において、ま
ず、基板１２上に設けられたパターン形成対象である材
料層１３の上に反応性層１４を形成する（図４
（Ａ））。この基板１２、材料層１３および反応性層１
４は、上述の微細パターン形成方法における基板２、材
料層３および反応性層４と同様のものとすることがで
き、ここでの説明は省略する。

【００２６】次に、反応性層１４上の全面に、反応性層
１４と化学反応を生じる反応性ガス、反応性粒子および
イオンビームのいずれかを用いて化合物膜１５を形成す
る（図４（Ｂ））。このような反応性層１４全面への化
合物膜１５の形成は、反応性ガスあるいは反応性粒子を
使用する場合には、上述の態様においてマスク板６を使
用しないことにより行うことができる。したがって、本
態様では、材料層１３と反応性層１４を備えた基板１２
をプラズマ（フッ素化合物ガス）雰囲気中にさらすだけ
で化合物膜１５の形成が行われる。また、イオンビーム
を使用する場合には、反応性層１４の全面をイオンビー
ムで描画することにより行うことができる。尚、使用す
る反応性ガス、反応性粒子およびイオンビームは、上述
の態様と同様とすることができるため、説明は省略す
る。

【００２７】次に、化合物膜１５上に所定の開口部１６
ａを有するマスク板１６を載置した後、分解性ガスの雰
囲気中に入れる（図４（Ｃ））。これにより、開口部１
６ａから露出している化合物膜１５は分解性ガスにより
分解され、化合物膜１５のうち非露出領域のみが残され
る（図４（Ｄ））。例えば、反応性ガスとしてフッ素を
含んだガス（ＣＦ₄ ，ＳＦ₆ 等）を使用してフッ素化合
物膜１５を形成した場合、アルゴンガスを用いてフッ素
化合物膜１５をスパッタすることによりフッ素を追い出
してフッ素化合物膜１５を分解することができる。ある
いは、酸素雰囲気中で酸素とフッ素の反応性の差を利用
してフッ素を追い出すことによりフッ素化合物膜１５を
分解することができる。

【００２８】このようにして化合物膜１５が所定のパタ
ーンで形成された後、上述の態様と同様に、この化合物
膜１５をマスキングとして反応性層１４および材料層１
３の選択的なエッチングを行うことにより、化合物膜１
５が形成された領域の反応性層１４および材料層１３の
みを残して、他の領域の反応性層１４、材料層１３を除
去し、所望の微細パターンを形成することができる（図
４（Ｅ））。

【００２９】尚、上述の本発明の微細パターン形成方法
では、材料層がＡｇ、Ｃｕ、Ａｌ等のような不透明な導
電膜である場合には、反応性層の厚みに上限はないが、
材料層がＩＴＯ等の透明導電膜であって化合物膜も透明
性が要求される場合には、形成された化合物膜の可視光
の透過率が８０％以上となるように反応性層の厚み（例
えば、厚み１０〜３０Å）を設定する必要がある。

【００３０】上述の本発明の微細パターン形成方法は、
いずれも基板２、１２上に、まず、材料層３、１３を形
成し、この材料層上に反応性層４、１４を形成してか
ら、反応性層に化合物膜５、１５を形成するものである
が、本発明の微細パターン形成方法は、上記の材料層
３、１３を形成することなく、基板上に直接反応性層を
設け、この反応性層に透明な化合物膜を形成した後、反
応性層のエッチングを行うものであってもよい。これ
は、上述のように反応性層と化合物膜とのエッチングレ
ート、あるいは、化合物膜と化合物膜分解領域とのエッ
チングレートに大きな差があり、このエッチングレート
の差を利用して反応性層をエッチングすることにより透
明な化合物膜からなる微細パターンのみを残すことがで
きるためである。この場合、反応性層の厚みは、形成さ
れた化合物膜の可視光における透過率が８０％以上とな
るように設定する必要があり、通常、１０〜３０Åの範
囲が好ましい。

【００３１】図５は、本発明の透明導電膜パターン形成
基板の一例を示す概略断面図である。図５において透明
導電膜パターン形成基板２１は、基板２２上に所定のパ
ターンで積層された透明導電膜２３と、この透明導電膜
２３上に形成された透明なクロム−フッ素化合物膜２５
とを備えている。

【００３２】また、図６は、本発明の透明導電膜パター
ン形成基板の他の例を示す概略断面図である。図６にお
いて透明導電膜パターン形成基板３１は、基板３２上に
所定のパターンで形成された透明なクロム−フッ素化合
物膜３５とを備えている。

【００３３】このような透明導電膜パターン形成基板２
１は、図１〜図４に示される本発明の微細パターン形成
方法のいずれに態様に従っても作製することができる。
また、透明導電膜パターン形成基板３１も、材料層であ
る透明導電膜を形成することなく上述の本発明の微細パ
ターン形成方法のいずれかの態様を実施して、透明な化
合物膜を形成することにより作製することができる。こ
こでは、便宜上、図１に示される微細パターン形成方法
の態様にしたがって透明導電膜パターン形成基板２１の
形成方法を説明する。

【００３４】まず、基板２１上に材料層としての透明導
電膜２３を形成する（図７（Ａ））。この透明導電膜パ
ターン形成基板２１を構成する基板２２は、ガラス基
板、セラミックス基板、シリコン基板、ポリカーボネー
ト樹脂、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリエステ
ル樹脂、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、ポリスチレン樹
脂等の樹脂基板あるいは金属基板等、いずれの基板であ
ってよく、その厚さは使用目的に応じて適宜設定するこ
とができるが、例えば、０．０１〜１０ｍｍ程度とする
ことができる。また、透明導電膜２３は、酸化インジウ
ムスズ（ＩＴＯ）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）、酸化スズ（Ｓ
ｎＯ）等、およびその合金により形成される。透明導電
膜２３の形成は、スパッタリング法、スプレー法、真空
蒸着法、ＣＶＤ法等の公知の方法により行うことができ
る。この段階での透明導電膜２３の厚みは１〜１０００
ｎｍ程度とすることができる。尚、透明導電膜パターン
形成基板３１の形成においては、このような透明導電膜
の形成は不要であり、基板上に直接下記のよなクロム層
の形成を行う。

【００３５】次に、この透明導電膜２３上に反応性層と
してクロム層２４を形成する（図７（Ｂ））。クロム層
２４の形成は、真空蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ
法、鍍金法等の一般的な成膜方法により行うことができ
る。このクロム２４の厚みは１０〜３０Åの範囲である
ことが好ましい。クロム層２４が１０Å未満であると、
イオンビーム等によるクロム−フッ素化合物膜形成の反
応時に生じるスパッタによって、形成されたクロム−フ
ッ素化合物膜２５の耐性が不十分となり、エッチング特
性が低下してしまい好ましくない。また、３０Åを超え
ると、クロム−フッ素化合物膜２５の透明性が不十分と
なり好ましくない。

【００３６】次に、このクロム層２４上に所定の開口部
２６ａを有するマスク板２６を載置した後、クロム層２
４と化学反応を生じる反応性ガスの雰囲気中に入れる
（図７（Ｃ））。反応性ガスとしては、クロム層２４と
反応して透明なクロム−フッ素化合物膜を生成するよう
なガスであればいずれのガスも使用することができ、例
えば、フッ素を含んだガス（ＣＦ₄ ，ＳＦ₆ 等）、ある
いは、これをプラズマ化したガスを使用することができ
る。これにより、開口部２６ａから露出しているクロム
層２４は反応性ガスと化学反応を起こし、透明なクロム
−フッ素化合物膜２５となる（図７（Ｄ））。

【００３７】その後、この透明なクロム−フッ素化合物
膜２５をマスキングとしてクロム層２４および透明導電
膜２３の選択的なエッチングを行う。このエッチングに
は、反応性層であるクロム層２４のエッチングと材料層
である透明導電膜２３のエッチングを異なったエッチン
グ液で行う２段階エッチング法と、クロム層２４と透明
銅導電膜２３を同一のエッチング液で行う１段階エッチ
ング法とがある。

【００３８】２段階エッチング法としては、まず、硝酸
第２セリウムアンモン液によりクロム層２４のエッチン
グ（クロム層２４のエッチングレートはクロム−フッ素
化合物膜５のエッチングレートの１０倍）を行い、次
に、ＨＣｌ：Ｈ₂ Ｏ：ＨＮＯ₃＝１：１：０．０８の溶
液で透明導電膜２３のエッチング（透明導電膜２３のエ
ッチングレートはクロム−フッ素化合物膜５のエッチン
グレートの１０倍）を行うことができる。

【００３９】また、１段階エッチング法としては、硝酸
第２セリウムアンモン液：（ＨＣｌ：Ｈ₂ Ｏ：ＨＮＯ₃
＝１：１：０．０８の溶液）＝１：４からなるエッチン
グ液でクロム層２４と透明導電膜２３とのエッチング
（クロム層２４と透明導電膜２３のエッチングレートは
クロム−フッ素化合物膜５のエッチングレートの１０
倍）を行う。あるいは、ＨＣｌ：Ｈ₂ Ｏ＝１：１の溶液
でクロム層２４と透明導電膜２３とのエッチング（クロ
ム層２４と透明導電膜２３のエッチングレートはクロム
−フッ素化合物膜５のエッチングレートの８倍）を行う
ことができる。

【００４０】このようなエッチングによって、クロム−
フッ素化合物膜２５が形成された領域のクロム層２４お
よび透明導電膜２３のみを残して、他の領域のクロム層
２４、透明導電膜２３を除去し、透明導電膜２３と透明
なクロム−フッ素化合物膜２５からなる微細パターンを
備えた透明導電膜パターン形成基板２１を形成すること
ができる（図７（Ｅ））。

【００４１】尚、透明導電膜パターン形成基板３１の形
成においては、クロム層を硝酸第２セリウムアンモン液
によりエッチングすることにより、クロム−フッ素化合
物膜が形成された領域のクロム層のみを残して、他の領
域のクロム層が除去され、透明なクロム−フッ素化合物
膜３５からなる微細パターンを備えた透明導電膜パター
ン形成基板３１を形成することができる。

【００４２】次に、具体的実施例を示して本発明を更に
詳細に説明する。 （実施例１）厚み１．１ｍｍのコーニング７０５９ガラ
ス基板上に下記の成膜条件でスパッタリング法により酸
化インジウムスズ（ＩＴＯ）の透明導電膜（厚み０．２
μｍ）を形成した。次に、このＩＴＯ膜上に下記の成膜
条件でスパッタリング法によりクロム層を形成して下記
の表１に示されるような試料１〜２４を作成した。

【００４３】ＩＴＯ成膜条件 ・雰囲気ガス ： Ａｒ＝１００ｓｃｃｍ，Ｏ₂ ＝３ｓ
ｃｃｍ ・雰囲気圧力 ： ０．３ Torr ・ＲＦパワー ： ２．５ｋＷ ・成膜レート ： ２．２Å／秒クロム層成膜条件 ・雰囲気ガス ： Ａｒ＝３０ｓｃｃｍ ・雰囲気圧力 ： ０．３ Torr ・ＲＦパワー ： １００Ｗ ・成膜レート ： ０．４８Å／秒 次に、試料１〜１８について、クロム層上に最小５μｍ
ライン＆スペースの精度をもつ開口部パターンを備えた
金属製マスク板を載置し、基板の下面側に永久磁石を設
置して、このマスク板をクロム層上に吸引固定した。こ
れを、従来一般に用いられるプラズマエッチング装置の
チャンバー内に収容し、ＣＦ₄ とＯ₂ とを混合比９５：
５で混合した反応性ガスを１００ｓｃｃｍ（standard c
c per minute：１分間の標準導入量）の割合でチャンバ
ー内に導入しながら真空排気を行い、チャンバー内の圧
力を５０Ｐａに保った。そして、５００ＷのＲＦ交流電
力をチャンバー内に供給して放電を起こし、反応性ガス
とプラズマ化した状態で５分間、１０分間、２０分間維
持して、それぞれの試料に反応性ガスによる処理を施し
た。

【００４４】このようにして反応性ガスによる処理を施
した試料１〜１８について、ＸＰＳを用いた組成分析を
行った結果、クロム層の露出部分においてフッ素のピー
クが確認され、クロム−フッ素化合物膜の形成が確認で
きた。

【００４５】次に、試料１〜１８に対して、硝酸第２セ
リウムアンモン液とＨＣｌ：Ｈ₂ Ｏ：ＨＮＯ₃ ＝１：
１：０．０８のエッチング液を用いた２段階エッチング
法によるエッチングを行い、クロム−フッ素化合物膜形
成領域以外のクロム層およびＩＴＯ膜を除去して、ガラ
ス基板上にＩＴＯ膜とクロム−フッ素化合物膜の積層体
からなる微細パターンを得た。

【００４６】このようにして作成した試料１〜２４につ
いて、パターン部分の透明性、表面抵抗およびパターン
精度を測定して下記の表１に示した。

【００４７】透明性の測定方法 波長５５０ｎｍの光に対して、コーニング７０５９ガラ
ス基板上にＩＴＯ膜（０．２μｍ）を成膜したものを透
過率１００％として、クロム層の成膜後の透過率（試料
１９〜２３）と、反応性ガスによる処理後の透過率（試
料１〜１８）を測定した。

【００４８】表面抵抗の測定方法 三菱油化（株）製の四端子測定器（Ｌｏｒｅｓｔａ（タ
イプＭＣＰ−ＴＥＳＴＥＲ））を用いて測定した。

【００４９】また、比較として、上述のようにしてコー
ニング７０５９ガラス基板上にＩＴＯ膜を形成した後、
クロム層を形成せずに直接ＩＴＯ膜に反応性ガスによる
処理（処理時間：０分、３分、５分、８分の４種、他の
条件は上述と同様）を施して試料２５〜２８を得た。こ
の試料２４〜２８について、ＸＰＳを用いた組成分析を
行った結果、ＩＴＯ膜の露出部分でフッ素のピークは確
認されたものの、ＩＴＯ膜の露出部分と非露出部分とに
おけるエッチングレートが同じであり、パターニングが
不可能であった。また、試料２４〜２８について、透明
性および表面抵抗を測定して下記の表１に示した。

【００５０】

【表１】 表１に示されるように、クロム層の厚みが１０〜３０Å
の範囲にある試料２〜５，８〜１１，１４〜１７は、そ
のパターン部分がほぼ８０％以上の良好な透明性と、低
い表面抵抗を示している。

【００５１】しかし、クロム層の厚みが１０Å未満の試
料１，７，１３はパターニング特性が不十分であった。
また、クロム層の厚みが３０Åを越える試料６，１２，
１８は透明性が不十分であり、反応性ガス処理による透
明なクロム−フッ素化合物膜形成は、処理時間を長くし
ても厚み方向で３０Åが限度であることが確認された。 （実施例２）実施例１と同様にしてコーニング７０５９
ガラス基板上にＩＴＯ膜およびクロム層を形成して、試
料１〜２４を作成した。

【００５２】次に、試料１〜１８を、イオン銃を備えた
チャンバー内に収容し、ＣＦ₄ とＯ₂ とを混合比９５：
５で混合した反応性ガスを３０ｓｃｃｍの割合でチャン
バー内に導入しながら真空排気を行い、チャンバー内の
圧力を２．０×１０^-2Ｐａに保った。また、最小５μｍ
ライン＆スペースの精度をもつ開口部パターンを備えた
金属製マスク板を試料に密着させるように載置し、この
金属製マスク板から３０ｃｍの距離にイオン銃を配置し
た。そして、下記の条件でイオン銃からフッ素化合物ガ
スイオンＣＦ₃ ⁺のイオン流を試料に照射してクロム層の
表面処理を行った。

【００５３】フッ素イオンＦ⁺ 発生条件 ・ビーム電圧 ： ７００Ｖ ・加速電圧 ： ３００Ｖ ・イオン化電圧 ： ６０Ｖ ・フィラメント電流 ： １０Ａ ・ニュートライザ電流： １４Ａ ・処理時間 ： １分、３分、５分 このようにして表面処理を施した試料１〜１８につい
て、ＸＰＳを用いた組成分析を行った結果、クロム層の
露出部分においてフッ素のピークが確認され、クロム−
フッ素化合物膜の形成が確認できた。

【００５４】次に、試料１〜１８に対して、実施例１と
同様にしてエッチングを行い、クロム−フッ素化合物膜
形成領域以外のクロム層およびＩＴＯ膜を除去して、ガ
ラス基板上にＩＴＯ膜とクロム−フッ素化合物膜の積層
体からなる微細パターンを得た。

【００５５】このようにして作成した試料１〜２４につ
いて、パターン部分の透明性、表面抵抗、抵抗率および
パターン精度を測定して下記の表２に示した。

【００５６】低効率の測定方法 シート抵抗Ｒ（Ω／□）と膜厚ｄ（ｎｍ）とから、下記
に式により抵抗率ρ（Ω・ｃｍ）を算出した。

【００５７】ρ＝Ｒ・ｄ×１０^-7

【００５８】

【表２】 透明導電膜の条件として、透過率が８０％以上、抵抗率
が１×１０^-3Ω・ｃｍ以下であることが要求されるが、
表２の結果からは、いずれの試料も抵抗率は充分に低い
ものの、試料２２〜２４は透過率が低く、この点で透明
導電膜としては不適当である。 （実施例３）実施例１と同様にしてコーニング７０５９
ガラス基板上にＩＴＯ膜およびクロム層を形成して、試
料１〜１２を作成した。

【００５９】次に、試料１〜１２を従来一般に用いられ
るプラズマエッチング装置のチャンバー内に収容し、Ｃ
Ｆ₄ とＯ₂ をと混合比９５：５で混合した反応性ガスを
１００ｓｃｃｍの割合でチャンバー内に導入しながら真
空排気を行い、チャンバー内の圧力を５０Ｐａに保っ
た。そして、５００ＷのＲＦ交流電力をチャンバー内に
供給して放電を起こし、反応性ガスとプラズマ化した状
態で５分間、１０分間、２０分間維持して、それぞれの
試料に反応性ガスによる処理を施した。

【００６０】このようにして反応性ガスによるフッ素処
理を施した試料１〜１２について、ＸＰＳを用いた組成
分析を行った結果、クロム層の露出部分においてフッ素
のピークが確認され、クロム−フッ素化合物膜の形成が
確認できた。

【００６１】次に、クロム−フッ素化合物膜上に最小５
μｍライン＆スペースの精度をもつ開口部パターンを備
えた金属製マスク板を載置し、基板の下面側に永久磁石
を設置して、このマスク板をクロム−フッ素化合物膜上
に吸引固定した。これを、チャンバー内に収容し、下記
の条件でクロム−フッ素化合物膜の露出面に酸素イオン
ビーム処理を施してクロム−フッ素化合物膜を分解し
た。

【００６２】酸素イオンビーム処理条件 ・反応性ガス ： Ｏ₂ ＝３０ｓｃｃｍ ・真空度 ： ２．０×１０^-2Ｐａ ・ビーム電圧 ： ５００Ｖ ・加速電圧 ： ３００Ｖ ・イオン化電圧 ： ６０Ｖ ・フィラメント電流 ： １０Ａ ・ニュートライザ電流： １４Ａ ・処理時間 ： １分、３分、５分 ＸＰＳを用いた組成分析を行った結果、上記の酸素イオ
ンビーム処理を施した露出部は、フッ素のピークが確認
されず、酸化が進んでいることが確認された。すなわ
ち、この酸素イオンビーム処理を施すことにより、クロ
ム−フッ素化合物はクロム酸化物に変化した。このクロ
ム酸化物はクロムの約２倍のエッチングレートを示すも
のである。

【００６３】次に、試料１〜１２に対して塩酸５０重量
％水溶液によるエッチングを行い、クロム−フッ素化合
物膜が分解除去された領域のクロム層およびＩＴＯ膜を
除去して、ガラス基板上にＩＴＯ膜とクロム−フッ素化
合物膜の積層体からなる微細パターンを得た。

【００６４】このようにして作成した試料１〜１２につ
いて、パターン部分の透明性、表面抵抗およびパターン
精度を測定して下記の表３に示した。

【００６５】

【表３】 （実施例４）コーニング７０５９ガラス基板上にＩＴＯ
膜を形成することなく、直接クロム層を実施例１と同様
の条件で形成して試料１〜２４を作成した。

【００６６】次に、試料１〜１８について、実施例１と
同様に反応性ガスによるフッ素処理（５分間、１０分
間、２０分間）を行った。

【００６７】次に、試料１〜１８に対して、硝酸第２セ
リウムアンモン液を用いたエッチングを行い、クロム−
フッ素化合物膜形成領域以外のクロム層を除去して、ガ
ラス基板上にクロム−フッ素化合物膜からなる微細パタ
ーンを得た。

【００６８】このようにして作成した試料１〜２４につ
いて、パターン部分の透明性、表面抵抗およびパターン
精度を実施例１と同様に測定して下記の表４に示した。

【００６９】

【表４】

【００７０】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
反応性層の形成、化合物膜の形成、エッチングと
いう３段階の処理により材料層の微細パターン形成を行
うことができ、工程の大幅な簡略化が可能であり、シャ
ドーマスクやメタルマスク等の製造、半導体プロセスで
の配線や回路パターンの形成、あるいは薄膜の微細パタ
ーン形成等の微細加工工程における製造コストの低減が
可能となり、また、反応性層をクロム層とし化合物膜を
クロム−フッ素化合物膜とすることにより、化合物膜は
透明となるので、材料層が透明導電膜である場合、透明
導電膜と透明なクロム−フッ素化合物膜の積層体からな
る微細な透明導電膜パターンを備えた基板が可能とな
り、この透明導電膜パターンは表面にクロム−フッ素化
合物膜が存在するため耐久性が高いものとなる。また、
材料層を介することなく基板上に直接反応性層を形成し
た場合、基板上に透明なクロム−フッ素化合物膜からな
る微細パターンを備えた透明導電膜パターン形成基板が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の微細パターン形成方法の一例を説明す
るための工程図である。

【図２】反応性粒子を使用する本発明の微細パターン形
成方法の一例を説明するための図である。

【図３】イオンビームを使用する本発明の微細パターン
形成方法の一例を説明するための図である。

【図４】本発明の微細パターン形成方法の他の例を説明
するための工程図である。

【図５】本発明の透明導電膜パターン形成基板の一例を
示す概略断面図である。

【図６】本発明の透明導電膜パターン形成基板の他の例
を示す概略断面図である。

【図７】本発明の透明導電膜パターン形成基板の製造の
一例を説明するための工程図である。

【符号の説明】

２，１２…基板 ３，１３…材料層 ４，１４…反応性層 ５，１５…化合物膜 ２１，３１…透明導電膜パターン形成基板 ２２，３２…基板 ２３…透明導電膜 ２４…クロム層 ２５，３５…クロム−フッ素化合物膜

─────────────────────────────────────────────────────

【手続補正書】

【提出日】平成７年５月２５日

【手続補正１】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３８

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３８】 ２段階エッチング法としては、まず、硝
酸第２セリウムアンモン液によりクロム層２４のエッチ
ング（クロム層２４のエッチングレートはクロム−フッ
素化合物膜２５のエッチングレートの１０倍）を行い、
次に、ＨＣｌ：Ｈ_２Ｏ：ＨＮＯ_３＝１：１：０．０８の
溶液で透明導電膜２３のエッチング（透明導電膜２３の
エッチングレートはクロム−フッ素化合物膜２５のエッ
チングレートの１０倍）を行うことができる。

【手続補正２】

【補正対象書類名】明細書

【補正対象項目名】００３９

【補正方法】変更

【補正内容】

【００３９】 また、１段階エッチング法としては、硝
酸第２セリウムアンモン液：（ＨＣｌ：Ｈ_２Ｏ：ＨＮＯ
_３＝１：１：０．０８の溶液）＝１：４からなるエッチ
ング液でクロム層２４と透明導電膜２３とのエッチング
（クロム層２４と透明導電膜２３のエッチングレートは
クロム−フッ素化合物膜２５のエッチングレートの１０
倍）を行う。あるいは、ＨＣｌ：Ｈ_２Ｏ＝１：１の溶液
でクロム層２４と透明導電膜２３とのエッチング（クロ
ム層２４と透明導電膜２３のエッチングレートはクロム
−フッ素化合物膜２５のエッチングレートの８倍）を行
うことができる。

【手続補正３】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図４

【補正方法】変更

【補正内容】

【図４】

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０６ 7/40 ５２１ Ｈ０１Ｌ 21/3065

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 基板上に反応性層を形成し、 前記反応性層と化学反応を生じる反応性ガス、反応性粒
   子およびイオンビームのいずれかを用いて前記反応性層
   に所定のパターンで透明な化合物膜を形成し、 前記反応性層をエッチングして前記化合物膜形成領域か
   らなる微細パターンを形成することを特徴とする微細パ
   ターン形成方法。
2. 【請求項２】 基板上に反応性層を形成し、 前記反応性層と化学反応を生じる反応性ガス、反応性粒
   子およびイオンビームのいずれかを用いて前記反応性層
   上に透明な化合物膜を形成させ、 前記化合物膜のうち所定のパターン領域のみが残るよう
   に前記化合物膜を分解し、 前記反応性層をエッチングして所定のパターンで残った
   前記化合物膜領域からなる微細パターンを形成すること
   を特徴とする微細パターン形成方法。
3. 【請求項３】 基板上の材料層の上に反応性層を形成
   し、 前記反応性層と化学反応を生じる反応性ガス、反応性粒
   子およびイオンビームのいずれかを用いて前記反応性層
   に所定のパターンで化合物膜を形成し、 前記化合物膜をマスキングとして前記反応性層および前
   記材料層をエッチングして微細パターンを形成すること
   を特徴とする微細パターン形成方法。
4. 【請求項４】 基板上の材料層の上に反応性層を形成
   し、 前記反応性層と化学反応を生じる反応性ガス、反応性粒
   子およびイオンビームのいずれかを用いて前記反応性層
   上に化合物膜を形成させ、 前記化合物膜のうち所定のパターン領域のみが残るよう
   に前記化合物膜を分解し、 所定のパターンで残った前記化合物膜をマスキングとし
   て前記材料層および前記反応性層をエッチングして微細
   パターンを形成することを特徴とする微細パターン形成
   方法。
5. 【請求項５】 前記反応性層はクロム層であり、前記反
   応性ガスはフッ素化合物ガス、前記反応性粒子はフッ素
   イオン、フッ素ラジカル、フッ素化合物ガスイオンおよ
   びフッ素化合物ガスラジカルのいずれか、前記イオンビ
   ームはフッ素イオンビームあるいはフッ素化合物イオン
   ビームであることを特徴とする請求項１乃至請求項４の
   いずれかに記載の微細パターン形成方法。
6. 【請求項６】 前記クロム層の厚みは１０〜３０Åの範
   囲内であることを特徴とする請求項５に記載の微細パタ
   ーン形成方法。
7. 【請求項７】 前記材料層は透明導電膜であることを特
   徴とする請求項３乃至請求項６のいずれかに記載の微細
   パターン形成方法。
8. 【請求項８】 基板と、該基板上に所定のパターンで積
   層された透明なクロム−フッ素化合物膜とを備えること
   を特徴とする透明導電膜パターン形成基板。
9. 【請求項９】 基板と、該基板上に所定のパターンで積
   層された透明導電膜と、該透明導電膜上に形成された透
   明なクロム−フッ素化合物膜とを備えることを特徴とす
   る透明導電膜パターン形成基板。