JPH10107015A

JPH10107015A - パターン形成方法

Info

Publication number: JPH10107015A
Application number: JP25509196A
Authority: JP
Inventors: Satoshi Inoue; 智井上; Mikihiro Noma; 幹弘野間
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 1996-09-26
Filing date: 1996-09-26
Publication date: 1998-04-24

Abstract

(57)【要約】【課題】Ｍｏおよび酸化Ｍｏから成る積層膜をウエッ
トエッチングしてパターン形成を行うときに、エッチン
グされた部分を滑らかな形状し、酸化Ｍｏの不要な部分
を除去することで、素子の信頼性を向上させる。【解決手段】基板４上に、Ｍｏ膜３、酸化Ｍｏ膜２お
よびレジスト１が、この順に形成されたものに対して、
過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）水を用いてウエットエッチングを
行うと、比較的小さなテーパ角ｅを有する滑らかなテー
パ部分を形成することができる。また、塩酸または臭化
水素酸を用いたウエットエッチングによって、酸化Ｍｏ
膜２の不要な部分を除去することができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、Ｍｏ（モリブデ
ン）および酸化Ｍｏから成る積層膜のパターン形成方法
に関し、さらに詳しくは、ウェットエッチングによって
該積層膜のパターン形成を行い、エッチングされた部分
を滑らかな形状にするパターン形成方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、Ｍｏ（モリブデン）等の高融点
金属材料は、ＬＳＩ（高密度集積回路）等の半導体集積
回路やＴＦＴ（薄膜トランジスタ）素子のゲート電極材
料や配線材料等として広く使われる。

【０００３】図１１は、モノクロ型交流薄膜ＥＬ（エレ
クトロルミネセント）パネル１０１の構成を示す断面図
である。モノクロ型交流薄膜ＥＬパネル１０１では、走
査側の上部電極９ａとしてＡｌ（アルミニウム）が使わ
れ、データ側の下部電極５ａとして、主にＩＴＯ（Indi
um Tin Oxide）と呼ばれる透明電極材料が使われてい
る。ＩＴＯは、Ｉｎ₂Ｏ₃（酸化インジウム）に抵抗率を
下げるために、ドーパント（微量添加元素）としてＳｎ
（錫）を添加したものである。モノクロ型では、Ｍｏ等
の高融点金属材料は使われていない。

【０００４】モノクロ型では、発効した光をガラス基板
４側から取り出すのが一般的だが、最近のカラー化の要
望によって登場した図１のカラー型交流薄膜ＥＬパネル
１０２では、膜面側からカラーフィルタ１０を通して光
を取り出している。これは、カラーフィルタ１０が発光
層７を形成する際の熱処理温度に耐えられず、発光層７
を形成した後にカラーフィルタ１０を形成する必要があ
るからである。

【０００５】このようにカラー型では、発光した光を上
部電極９ｂ側から取り出すので、上部電極９ｂは透明で
なければならない。そこで、上部電極９ｂには、ＩＴＯ
が用いられる。ＩＴＯは高温プロセスに耐えるが、抵抗
率が高く、配線が短いデータ側電極にしか使用できな
い。よって、上部電極９ｂはデータ側とし、下部電極５
ｂは走査側としている。

【０００６】また、カラー型では、発光層７を高温で熱
処理するので、熱処理の時点で既に形成されている下部
電極５ｂは、必ず高温熱処理プロセスを通らなければな
らない。融点の低いＡｌは、高温プロセスに耐えられな
いので下部電極５ｂとして使えず、高融点材料であるＭ
ｏ（モリブデン）、Ｔａ（タンタル）、Ｗ（タングステ
ン）、Ｔｉ（チタン）またはＣｒ（クロム）が、下部電
極５ｂとして適当である。

【０００７】これらの高融点金属材料膜は通常スパッタ
リング法で形成され、レジストを塗布し、紫外線を露光
し、現像された後、ドライエッチング法でエッチングさ
れてパターン形成される。

【０００８】しかし、ドライエッチング法は高価で大掛
かりな装置を必要とし、半導体素子の製造コストが高く
なる。そこで、大掛かりな装置を必要としない、安価で
量産性に優れるウェットエッチングが検討されている。
高融点金属材料の中では、抵抗率が低くかつウェットエ
ッチングが可能な材料として、Ｍｏが有望である。

【０００９】Ｍｏのウェットエッチングには、一般的に
硝酸および燐酸を含むエッチング液が用いられている。
また、過酸化水素（Ｈ₂Ｏ₂）水を用いて、Ｍｏから成る
単層膜のみをウェットエッチングする方法として、特開
平３−２６６４２６にモリブデンパターン形成方法が提
案されている。

【００１０】このようにＭｏ単層膜を用いた素子に対し
て、Ｍｏに加えて酸化Ｍｏを積層させた構成のものを以
下に示す。

【００１１】図８の高コントラスト型交流薄膜ＥＬパネ
ル１０３では、上部電極９ｃは、酸化Ｍｏ膜２の上にＭ
ｏ膜３を積層して構成される。発光した光は基板４側か
ら取り出される。Ｍｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２から成る
上部電極９ｃは、黒色電極となるので、パネルのコント
ラスト向上に効果がある。Ｍｏ膜３に酸化Ｍｏ膜２を加
えて成る積層膜のパターン形成には、硝酸および燐酸を
含むエッチング液が用いられる。

【００１２】図９のＴＦＴ型液晶パネル１０４では、ブ
ラックマトリクス１８として一般的には高融点材料であ
るＣｒ／酸化Ｃｒ（Ｃｒ膜および酸化Ｃｒ膜から成る積
層膜）が使われる。このブラックマトリクス１８は、パ
ネルの外光による発光面の反射を抑えるので、コントラ
ストおよび表示品位の向上に効果がある。しかし、Ｃｒ
／酸化Ｃｒは環境保全の点から好ましくないので、Ｃｒ
／酸化Ｃｒに代わってＭｏ／酸化Ｍｏから成る構造によ
るブラックマトリクス１８が考えられ、R.Tomokiyo et
al，Mo/MoO Black Matrix Technique Applied to the 1
2.1-inchDiagonal TFT-LCD，ASIA DISPLAY'95 p.959-96
0に報告されている。このブラックマトリクス１８のパ
ターン形成にも、硝酸および燐酸を含むエッチング液が
使用されている。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、Ｍｏ膜
３と酸化Ｍｏ膜２との積層膜のパターン形成に対して
は、硝酸および燐酸を含むエッチング液が用いられ、以
下に示す図１２のように形成される。

【００１４】図１２（ａ）〜（ｄ）は、Ｍｏ膜３および
酸化Ｍｏ膜２から成る積層膜に対する従来のパターン形
成方法のプロセスを示す断面図である。図１２（ａ）で
は基板４上に、スパッタ法によってＭｏ膜を形成し、そ
の上にレジスト１を塗布し、必要なパターンを紫外線露
光して、現像する。このとき、プロセス中に発生する熱
によって、Ｍｏ膜は酸素や水分などと化学反応を起こ
し、その表面に酸化Ｍｏ膜２を形成する。

【００１５】このようにして形成された酸化Ｍｏ膜２お
よび残余のＭｏ膜３は、硝酸および燐酸を含むエッチン
グ液によってエッチングされると、図１２（ｂ）に示さ
れるように、酸化Ｍｏ膜２がＭｏ膜３に対して遅れてエ
ッチングされる。これは、硝酸および燐酸を含むエッチ
ング液は、酸化ＭｏよりもＭｏに対するエッチング速度
の方が速いからである。

【００１６】通常の抜け残りがないところまで削り取る
エッチング条件を設定して、さらにエッチングを続ける
と、図１２（ｃ）に示されるように、エッチングによっ
て削り取られる部分は、基板４にまで到達する。レジス
ト１を除去すると、図１２（ｄ）に示されるように、比
較的大きなテーパ角ｅ１を有する形状が得られる。

【００１７】図１２に示されるように、Ｍｏおよび酸化
Ｍｏから成る積層膜に対して、硝酸および燐酸を含むエ
ッチング液によってウェットエッチングを行って、交流
薄膜ＥＬパネルなどの素子を形成した場合には、電圧を
印加するとＭｏおよび酸化Ｍｏから成る積層膜パターン
において、破壊を生じることがある。

【００１８】この破壊された部分をＳＥＭ（走査型電子
顕微鏡）で詳しく観察したところ、図１２（ｄ）に示さ
れるように、テーパ角ｅ１が比較的大きい形状になって
いた。さらに、光学顕微鏡で詳しく観察して、破壊の様
子を検討した結果、次のことがわかった。図１２（ｄ）
のテーパ角ｅ１が大きいと、このパターン形成された積
層膜上にさらに薄膜を形成するときに、段差被覆性が悪
くなり、素子破壊を起こし易くなる。また、テーパ角ｅ
１が大きいと、電圧を印加したときに、テーパ部分に電
界が集中して、テーパ部分にかかる電圧は素子の耐圧を
越えてしまい、素子破壊を引き起こすことがある。

【００１９】また、図９に示すＴＦＴ液晶パネル１０４
において、Ｍｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２から成るブラッ
クマトリクス１８は、以下に示す図１３のような形状に
なる。

【００２０】図１３は、従来のパターン形成方法によっ
てエッチングされたブラックマトリクス１８の形状を示
す断面図である。硝酸および燐酸を含むエッチング液
は、酸化ＭｏよりもＭｏに対するエッチング速度の方が
速いので、Ｍｏ膜３が酸化Ｍｏ膜２に比べて極端に小さ
くなっている。

【００２１】ＴＦＴ液晶パネル１０４では、この小さく
なったＭｏ膜３に接触させて対向電極１６を形成する。
したがって、対向電極１６のＭｏ膜３に接する部分も小
さくなり、抵抗が高くなるという問題を生じる。

【００２２】またさらに、パネルなどの素子に酸化Ｍｏ
が含まれていると、プロパゲーション破壊となりやすい
ことを実験で確認した。プロパゲーション破壊とは、素
子が連鎖的に破壊されることを意味し、プロパゲーショ
ン破壊が起こると、電極が切断され、パネルなどの本来
の素子としての機能が無くなることもある。

【００２３】なお、Ｍｏは酸化され易い金属であるため
に、形成プロセス中に高温で酸素、水蒸気などを含む雰
囲気にさらされるとＭｏ表面に酸化Ｍｏを形成する性質
がある。酸化Ｍｏは全て解明されているわけではない
が、知られているものにＭｏＯ₃、Ｍｏ₁₈Ｏ₅₂、Ｍｏ₉Ｏ
₂₆、Ｍｏ₈Ｏ₂₃、Ｍｏ₅Ｏ₁₄、Ｍｏ₁₇Ｏ₄₇、Ｍｏ₄Ｏ₁₁、
Ｍｏ₄Ｏ₁₁、ＭｏＯ₂などがあり、実験式ではＭｏＯ_2〜3
で表される。

【００２４】本発明の目的は、Ｍｏおよび酸化Ｍｏから
成る積層膜をウェットエッチングしてパターン形成を行
うときに、エッチングされた部分を滑らかな形状にし、
酸化Ｍｏの不要な部分を除去して、素子の信頼性を向上
させるパターン形成方法を提供することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】本発明は、Ｍｏ（モリブ
デン）および酸化Ｍｏから成る積層膜を過酸化水素水を
用いてウェットエッチングする工程を含むことを特徴と
するパターン形成方法である。本発明に従えば、Ｍｏおよび酸化Ｍｏから成る積層膜に
対するエッチングには、過酸化水素水がエッチング液と
して用いられる。過酸化水素水は、硝酸および燐酸を含
むエッチング液に比べて、Ｍｏおよび酸化Ｍｏに対する
エッチング速度が遅いので、硝酸および燐酸を含むエッ
チング液による従来のパターン形成よりも、段差被覆性
に優れた滑らかなテーパ部分を得ることができ、段差被
覆性の不良による上記積層膜を含む素子の破壊を防ぐこ
とができる。また、過酸化水素水は、従来の硝酸および燐酸を含むエ
ッチング液に比べて、Ｍｏと酸化Ｍｏとに対するエッチ
ング速度の差異が少ないので、Ｍｏが酸化Ｍｏに対して
削られ過ぎることが無く、このＭｏに接触して形成され
る電極の抵抗の増加を抑えることができる。

【００２６】また本発明は、Ｍｏおよび酸化Ｍｏから成
る積層膜を過酸化水素水を含まないエッチング液を用い
てウェットエッチングまたはドライエッチングする工程
と、次に、前記積層膜を過酸化水素水を用いてウェット
エッチングする工程とを含むことを特徴とするパターン
形成方法である。本発明に従えば、上記積層膜に対して、過酸化水素水を
含まないエッチング液を用いてエッチングを行った後
に、過酸化水素水を用いてウェットエッチングを行う。
エッチング速度の異なるエッチング液を別の工程で用い
るので、所望のテーパ角を有するテーパ部分を形成する
ことが容易である。たとえば、エッチング速度の速い硝
酸および燐酸を含むエッチング液などを用いてエッチン
グを行った後に、エッチング速度の遅い過酸化水素水に
よるエッチングを行えば、テーパ角の大きなテーパ部分
を形成するときに、所望のテーパ角を得ることが容易で
ある。

【００２７】また本発明の過酸化水素水の濃度を３０％
以下とすることを特徴とする。本発明に従えば、上記積層膜に対して、濃度３０％以下
の過酸化水素水を用いてエッチングを行う。濃度３０％
以下の過酸化水素水は、濃度が薄いほどエッチング速度
が遅くなるので、さらにテーパ角の小さい滑らかなテー
パ部分を形成することができる。また、濃度３０％以下
の過酸化水素水を用いると、濃度の値によってテーパ角
が決定されるので、濃度値を決定することで所望のテー
パ角を有するテーパ部分を形成することができる。ま
た、過酸化水素水の濃度を３０％以下とすることで、長
時間のオーバエッチによるレジストの剥離を防ぐことが
できる。

【００２８】また本発明は、Ｍｏおよび酸化Ｍｏから成
る積層膜をウェットエッチングまたはドライエッチング
する工程と、次に、前記積層膜を塩酸または臭化水素酸
を用いてウェットエッチングし、表面の酸化Ｍｏを除去
する工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法で
ある。本発明に従えば、上記積層膜に対してエッチングによ
ってパターン形成を行った後に、積層膜を塩酸または臭
化水素酸を用いてエッチングを行う。塩酸および臭化水
素酸は、Ｍｏをほとんど溶かさないのに比べて、酸化Ｍ
ｏをよく溶かすので、積層膜内の酸化Ｍｏの露出してい
る部分を除去することができ、表面の酸化Ｍｏの存在に
よって生じる素子の破壊を防ぐことができる。

【００２９】また本発明は、Ｍｏおよび酸化Ｍｏから成
る積層膜をウェットエッチングまたはドライエッチング
する工程と、次に、前記積層膜を露出させる工程と、次
に、前記積層膜を塩酸または臭化水素酸を用いてウェッ
トエッチングし、表面の酸化Ｍｏ膜を除去する工程とを
含むことを特徴とするパターン形成方法である。本発明に従えば、上記積層膜に対してエッチングによっ
てパターン形成を行い、積層膜を露出させた後に、積層
膜を塩酸または臭化水素酸を用いてエッチングを行う。
これによって、積層膜内の露出していなかった酸化Ｍｏ
をも除去することができ、露出していなかった酸化Ｍｏ
の存在によって生じる素子の破壊を防ぐことができる。

【００３０】また本発明は、Ｍｏおよび酸化Ｍｏから成
る積層膜を過酸化水素水または硝酸もしくは燐酸を含む
エッチング液でウェットエッチングまたはドライエッチ
ングする工程と、次に、前記積層膜を塩酸または臭化水
素酸を用いてウェットエッチングし、表面の酸化Ｍｏを
除去する工程とを含むことを特徴とするパターン形成方
法である。本発明に従えば、上記積層膜に対して、過酸化水素水
または硝酸もしくは燐酸を含むエッチング液でウェット
エッチングを行った後に、積層膜を塩酸または臭化水素
酸を用いてエッチングを行う。積層膜の形成時やエッチ
ングの途中で形成されて、露出した酸化Ｍｏを取り除く
ことができる。

【００３１】また本発明は、Ｍｏおよび酸化Ｍｏから成
る積層膜を過酸化水素水または硝酸もしくは燐酸を含む
エッチング液でウェットエッチングまたはドライエッチ
ングする工程と、次に、前記積層膜を露出させる工程
と、次に、前記積層膜を塩酸または臭化水素酸を用いて
ウェットエッチングし、表面の酸化Ｍｏを除去する工程
とを含むことを特徴とするパターン形成方法である。本発明に従えば、上記積層膜に対して、過酸化水素水
または硝酸もしくは燐酸を含むエッチング液でウェット
エッチングを行った後に、積層膜を露出させて、積層膜
を塩酸または臭化水素酸を用いてエッチングを行う。こ
れによって、積層膜の形成時やエッチングの途中に形成
されて、露出していなかった不要な酸化Ｍｏを取り除く
ことができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】本発明の第１実施形態は、以下に
示す図１のカラー型交流薄膜ＥＬパネル１０２におい
て、Ｍｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２から成る下部電極５ｂ
のパターン形成方法であり、過酸化水素水を用いてウェ
ットエッチングするパターン形成方法である。

【００３３】図１は、カラー型交流薄膜ＥＬパネル１０
２を示す断面図である。カラー型交流薄膜ＥＬパネル１
０２は、２つの電極を有し、それぞれの２電極間に、電
圧を印加すると発光を呈する。

【００３４】カラー型交流薄膜ＥＬパネル１０２は、基
板４の上に、下部電極５ｂ、第１絶縁層６、発光層７、
第２絶縁層８および上部電極９ｂをこの順番に積層し
て、これとは別に、フィルタガラス１１上にカラーフィ
ルタ１０を形成して、カラーフィルタ１０と上部電極９
ｂとを貼り合わせ、その間にシリコンオイル等の絶縁性
液体２１を封入して構成されている。これは、モノクロ
型交流薄膜ＥＬパネル１０１の下部電極５ａと上部電極
９ａとを入れ替えて、下部電極５ｂおよび上部電極９ｂ
として、上部電極９ｂの上にカラーフィルタ１０および
フィルタガラス１１を形成したものである。下部電極５
ｂは、基板４上にＭｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２がこの順
に積層されて構成されている。上部電極９ｂには、ＩＴ
Ｏなどの透明電極材料が使われている。

【００３５】モノクロ型では、図１１の矢印Ｙａに示す
ように、発光した光をガラス基板４側から取り出すのが
一般的であったが、カラー型では、図１の矢印Ｙｂに示
すように、基板４とは逆の上部電極９ｂ側から、カラー
フィルタ１０を通して光を取り出している。

【００３６】以下にこのカラー型交流薄膜ＥＬパネル１
０２の製造方法を示す。まず、ガラス基板４上に、下記
の条件（１）〜（３）に従うスパッタリング法によっ
て、厚さ５０ｎｍまたは１００ｎｍのＭｏ膜３を形成す
る。（１）ガラス基板４の温度は、２００℃にする。（２）ターゲットはＭｏターゲットを用いる。（３）スパッタガスとしてＡｒを用い、ガス圧は０．１
〜１０Ｐａとする。Ｍｏ膜３上に、上記の条件（１），（２）および下記
（４）に従うスパッタ法によって、酸化Ｍｏ膜２を形成
する。（４）スパッタガスとして、Ｏ₂（酸素）とＡｒ（アル
ゴン）とを０₂／Ａｒ＝１／１０の比率で用い、ガス圧
は０．１〜１０Ｐａとする。

【００３７】このようにして形成されたＭｏ膜３および
酸化Ｍｏ膜２上に、スピナーでレジストを塗布し、電気
炉内で９０℃で３０分間プリベークする。さらに、所定
のパターンに沿って露光機で紫外線を露光して、現像液
で現像を行い、電気炉内で１５０℃で３０分間ホストベ
ークする。こうして、所定のパターンのレジストを形成
し、エッチング液として濃度が３０％の過酸化水素水を
使い、これを恒温槽内で液温３５〜４０℃に保って、エ
ッチング液にパネルを浸し、４０秒間オーバエッチング
する。オーバエッチングとはエッチング時に、基板４を
エッチング液に浸したときに必要なパターンの形に電極
が抜けてから、所定時間浸したままにしておくことであ
る。その後、基板４を取り出し純水で洗い、電気炉内で
１５０℃で３０分間脱水し、レジストをアッシングして
除去する。このようにしてパターン形成されたＭｏ膜３
および酸化Ｍｏ膜２から下部電極５ｂが構成される。

【００３８】下部電極５ｂ上に、ＳｉＯ₂膜（２０〜５
０ｎｍ）およびＳｉ₃Ｎ₄膜（２００〜２５０ｎｍ）をこ
の順にスパッタリング法で形成して第１絶縁層６とす
る。第１絶縁層６上に、ＺｎＳ：Ｍｎ（１５０〜２００
ｎｍ）／ＳｒＳ：Ｃｅ（１２００〜１５００ｎｍ）／Ｚ
ｎＳ：Ｍｎ（１５０〜２００ｎｍ）を蒸着法で形成して
発光層７とする。発光層７上に、Ｓｉ₃Ｎ₄（１００〜１
５０ｎｍ）／ＳｉＯ₂（２０〜５０ｎｍ）をスパッタリ
ング法で形成して第２絶縁層８とする。第２絶縁層８上
に、ＩＴＯ膜（２００ｎｍ）をスパッタで形成して、パ
ターン形成を行って上部電極９ｂとする。これとは別に
フィルタガラス１１上にカラーフィルタ１０を形成し、
カラーフィルタ１０と上部電極９ｂとを貼り合わせ、そ
の間に絶縁性液体２１としてシリコンオイルを封入して
カラー型交流薄膜ＥＬパネル１０２が完成する。

【００３９】図２（ａ）〜（ｄ）は、本発明の第１実施
形態であるパターン形成方法のプロセスを示す断面図で
あり、エッチング液に過酸化水素水を使うことを除いて
は、図１２で説明したのと同じエッチングのプロセスを
示している。

【００４０】図２（ａ）は、図１２（ａ）と同じ図であ
り、Ｍｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２の上にレジスト１が形
成されている。これを過酸化水素水を用いてエッチング
すると、図２（ｂ）に示されるように、Ｍｏ膜３および
酸化Ｍｏ膜２が少し削られた形状になる。過酸化水素水
は、まず酸化剤としての働きにより、Ｍｏを一度酸化さ
せて酸化Ｍｏを形成した後に、その酸化Ｍｏを溶かす。
すなわち、Ｍｏ膜３は常に酸化Ｍｏ膜２に覆われながら
溶けていく。さらに、エッチングを進めると、図２
（ｃ）に示されるようにＭｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２が
基板４まで削られた形状を示す。レジスト１を取り除く
と、図２（ｄ）に示す形状になる。

【００４１】図２（ｄ）に示されるように、テーパ角ｅ
は図１２（ｄ）のテーパ角ｅ１に比べて小さくなってお
り、従来の硝酸および燐酸を含むエッチング液によるエ
ッチングに比べて、テーパ部分の滑らかな形状を形成す
ることができる。

【００４２】なお、発光層７は例えば、上から順にＺｎ
_1-xＭｇ_xＳ：Ｍｎ膜、ＳｒＳ：Ｃｅ膜およびＺｎ_1-xＭ
ｇ_xＳ：Ｍｎ膜（０＜ｘ＜１）から構成されてもよい
し、ＺｎＳ：Ｍｎから成る単層膜やＳｒＳ：Ｃｅから成
る単層膜等であってもよい。

【００４３】本発明の第２実施形態は、図１に示される
カラー型交流薄膜ＥＬパネル１０２において、Ｍｏ膜３
および酸化Ｍｏ膜２から成る下部電極５ｂのパターン形
成方法であり、硝酸および燐酸を含むエッチング液を用
いてウェットエッチングした後に、過酸化水素水を用い
てウェットエッチングしてパターン形成を行う。パター
ン形成方法を以下に示す。

【００４４】図３は、本発明の第２実施形態であるパタ
ーン形成方法のプロセスを示し、図３（ａ）は、硝酸お
よび燐酸を含むエッチング液でパターン形成された酸化
Ｍｏ膜２およびＭｏ３膜を示す断面図であり、図３
（ｂ）は、図３（ａ）の酸化Ｍｏ膜２およびＭｏ３膜を
過酸化水素水を用いてウェットエッチングしたものを示
す図であり、図３（ｃ）はさらに過酸化水素水でウェッ
トエッチングしたものを示す図である。

【００４５】まず初めに、市販のエッチング液（９９％
酢酸、８５％燐酸、７０％硝酸、純水を７７：１５：
６：２で混合）を用いてパターン形成を行うと、図３
（ａ）に示すようにテーパ角の大きな形状になる。その
後、過酸化水素水（濃度３０％）で、１０〜５０秒間エ
ッチングすると、図３（ｂ）に示すようにテーパ角のや
や小さい形状になる。続けてさらにエッチングすると、
図３（ｃ）に示すように、テーパ角はさらに緩やかにな
っていく。市販のエッチング液および過酸化水素水の液
温は、それぞれ３５〜４０℃に保っている。

【００４６】上述のように、エッチング速度の速いエッ
チング液によるエッチングと、エッチング速度の遅いエ
ッチング液によるエッチングとを組合わせることで、大
きなテーパ角のテーパ部分を形成するときに、テーパ角
を所望の値にすることが容易である。

【００４７】図４は、過酸化水素水処理時間に対するテ
ーパ角を示すグラフである。グラフの横軸は過酸化水素
水処理時間（単位は秒）であり、縦軸はテーパ角（単位
は度）である。

【００４８】図４によると、過酸化水素水による処理時
間が長くなるにつれて、テーパ角が緩やかになってい
る。従って、過酸化水素水による処理時間を決定してや
れば、所望のテーパ角のテーパ部分を形成することがで
きる。

【００４９】本発明の第３実施形態は、上述した第２実
施形態において、過酸化水素水の濃度を３０％以下とし
たものである。

【００５０】図５は、過酸化水素水の濃度に対するテー
パ角を示すグラフである。グラフの横軸は過酸化水素濃
度（単位は％）であり、縦軸はテーパ角（単位は度）で
ある。

【００５１】図５によれば、過酸化水素水の濃度が薄い
ほどテーパ角は小さく、濃度が濃いほどテーパ角は大き
くなっている。よって、濃度を薄くすれば、よりテーパ
角の小さい滑らかなテーパ部分を形成でき、濃度を制御
すれば、所望のテーパ角のテーパ部分を形成できる。

【００５２】また、エッチング時に濃度３０％の過酸化
水素水で５０秒以上オーバエッチした場合、レジストが
剥離することがあったが、濃度を３０％以下に薄めた場
合にはレジストの剥離は生じない。また、テーパ角は緩
やかなので、電界が集中せず、素子破壊が少ない。

【００５３】本発明の第４実施形態は、図１に示される
カラー型交流薄膜ＥＬパネル１０２において、Ｍｏ膜３
および酸化Ｍｏ膜２から成る下部電極５ｂを形成した後
に、テーパ部分の酸化Ｍｏ膜３または酸化Ｍｏ膜３を全
部除去したものである。形成方法を以下に示す。

【００５４】図６は、本発明の第４実施形態であるパタ
ーン形成方法を示し、図６（ａ）はエッチング終了後の
Ｍｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２を示す断面図であり、図６
（ｂ）はレジスト１を除去した後に酸化Ｍｏ膜２を全部
除去したものを示す断面図であり、図６（ｃ）はレジス
ト１を除去すること無く酸化Ｍｏ膜２の一部を除去した
ものを示す断面図である。

【００５５】図６（ａ）のＭｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２
からレジスト１を除去した後に、塩酸または臭化水素酸
に１０〜３０秒間浸してウェットエッチングすると、図
６（ｂ）に示されるように、酸化Ｍｏ膜２が全て除去さ
れる。塩酸の濃度は３５％、臭化水素酸は比重１．４８
のものを用いる。液温は共に、３５〜４０℃に保つ。一
方、図６（ａ）のＭｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２からレジ
スト１を除去することなく、塩酸または臭化水素酸でウ
ェットエッチングすると、図６（ｃ）に示されるよう
に、酸化Ｍｏ膜２のテーパ部分だけが除去される。これ
は表面に現れた酸化Ｍｏ膜２だけが溶け、Ｍｏ膜３はほ
とんど溶けないからである。この２つの方法は、必要に
応じて使い分けるとよい。

【００５６】上述のようにして製造したカラー型交流薄
膜ＥＬパネル１０２に、電圧を印加したところ、テーパ
部分の酸化Ｍｏ膜２を除去しないサンプルに比べて、テ
ーパ部分において破壊が少なかった。よって、テーパ部
分の酸化Ｍｏ膜を除去することによって、酸化Ｍｏ膜に
起因する素子の破壊を防止できる。

【００５７】なお図７は、塩酸処理時間に対するテーパ
角を示すグラフである。グラフの横軸は塩酸処理時間
（単位は秒）であり、縦軸はテーパ角（単位は度）であ
る。塩酸処理時間を変えても、図７に示すように、テー
パ角はほとんど変化しなかった。

【００５８】本発明の第５実施形態は、高コントラスト
型交流薄膜ＥＬパネル１０３（図８参照）において、Ｍ
ｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２から成る上部電極９ｃのパタ
ーン形成方法である。

【００５９】図８は、高コントラスト型交流薄膜ＥＬパ
ネル１０３の構成を示す断面図である。高コントラスト
型交流薄膜ＥＬパネル１０３は、ガラス基板４上に、下
部電極５ａ、第１絶縁層６、発光層７、第２絶縁層８お
よび上部電極９ｃがこの順に積層されて構成されてい
る。これは、モノクロ型交流薄膜ＥＬパネル１０１の上
部電極９ａを、酸化Ｍｏ膜２およびＭｏ膜３によって形
成して上部電極９ｃとしたものである。

【００６０】この高コントラスト型交流薄膜ＥＬパネル
１０３は、２電極間に電圧を印加すると発光を呈する。
酸化Ｍｏ膜２およびＭｏ膜３から成る上部電極９ｃは、
黒色電極となるので、表示面の外光による反射が抑えら
れ、コントラストおよび表示品位が向上する。高コント
ラスト型交流薄膜ＥＬパネル１０３の形成方法を以下に
示す。

【００６１】ガラス基板４上に、スパッタ法によってＩ
ＴＯ膜（２００ｎｍ）を形成して、このＩＴＯ膜上にレ
ジストを塗布する。ＩＴＯ膜上に塗布されたレジストに
対して、所定のパターンに沿って紫外線を露光して現像
を行う。さらにエッチングを行って、アッシングでレジ
ストを除去することにより所定のパターンが形成された
下部電極５ａを得る。

【００６２】下部電極５ａ上には、スパッタリング法に
よって順にＳｉＯ₂膜（２０〜５０ｎｍ）およびＳｉ₃Ｎ
₄膜（２００〜２５０ｎｍ）を形成し、第１絶縁層６と
する。第１絶縁層６上には、蒸着法によって順にＺｎ
Ｓ：Ｍｎ（１５０〜２００ｎｍ）／ＳｒＳ：Ｃｅ（１２
００〜２０００ｎｍ）／ＺｎＳ：Ｍｎ（１５０〜２００
ｎｍ）を形成して、発光層７とする。発光層７上には、
スパッタリング法によって順にＳｉ₃Ｎ₄（１００〜１５
０ｎｍ）／ＳｉＯ₂ （２０〜５０ｎｍ）を形成して、第
２絶縁層８とする。

【００６３】第２絶縁層８上には、第１実施形態の条件
（１），（２）および（４）に従うスパッタリング法に
よって、酸化Ｍｏ膜２が形成される。酸化Ｍｏ膜２上に
は、上記の条件（１）〜（３）に従うスパッタリング法
によって、Ｍｏ膜３を形成する。

【００６４】このようにして形成された酸化Ｍｏ膜２お
よびＭｏ膜３上に、スピナーでレジストを塗布し、電気
炉内で９０℃で３０分間プリベークする。さらに、所定
のパターンに沿って露光機で紫外線を露光して、現像液
で現像を行い、電気炉内で１５０℃で３０分間ホストベ
ークする。

【００６５】所定のパターンが形成された酸化Ｍｏ膜２
およびＭｏ膜３に対して、エッチングを行う。エッチン
グ液として濃度が３０％の過酸化水素水を使い、これを
恒温槽内で液温３５〜４０℃に保って、エッチング液に
パネルを浸し、４０秒間オーバエッチする。その後、基
板を取り出し純水で洗い、電気炉内で１５０℃で３０分
脱水し、レジストをアッシングして除去する。このよう
にパターン形成された酸化Ｍｏ膜２およびＭｏ膜３を上
部電極９ｃとする。

【００６６】なお、第１実施形態と同様に、発光層７は
たとえば、上から順にＺｎ_1-xＭｇ_xＳ：Ｍｎ膜、Ｓｒ
Ｓ：Ｃｅ膜およびＺｎ_1-xＭｇ_xＳ：Ｍｎ膜（０＜ｘ＜
１）から構成されてもよいし、ＺｎＳ：Ｍｎから成る単
層膜やＳｒＳ：Ｃｅから成る単層膜等であってもよい。

【００６７】上述のように、Ｍｏ膜３および酸化Ｍｏ膜
２に対して、過酸化水素水を用いてもパターン形成する
ことができ、テーパ部分を滑らかに形成できる。

【００６８】本発明の第６実施形態は、図９に示される
ＴＦＴ液晶パネル１０４において、Ｍｏ膜３および酸化
Ｍｏ膜２から成るブラックマトリクス１８のパターン形
成方法であり、過酸化水素水を用いてエッチングを行っ
たものである。ブラックマトリクス１８は、ＴＦＴ液晶
パネル１０４のカラーフィルタ１７の遮光層として使わ
れている。

【００６９】図９は、ＴＦＴ液晶パネル１０４の構成を
示す断面図である。ＴＦＴ液晶パネル１０４は、基板
４、ＴＦＴ素子ブロック１２、液晶駆動電極１３、絶縁
層１４、液晶層１５、対向電極１６、カラーフィルタ１
７、ブラックマトリクス１８、配向膜１９および偏光板
２０を含んで構成されている。

【００７０】以下には、ブラックマトリクス１８の形成
方法についてだけ記す。

【００７１】まず、酸化Ｍｏ膜２は、第１実施形態の条
件（１），（２）および（４）に従って、スパッタリン
グ法で２００〜５００ｎｍの膜厚に形成される。酸化Ｍ
ｏ膜２上に、第１実施形態の条件（１）〜（３）に従っ
て、Ｍｏ膜３をスパッタリング法で４０〜５０ｎｍの膜
厚に形成する。

【００７２】このようにして形成されたＭｏ膜３および
酸化Ｍｏ膜２上に、レジストをスピナーで塗布し、電気
炉内で９０℃で３０分間プリベークする。レジストに露
光機で必要なパターンを焼き付けた後、現像液で現像し
て、電気炉内で１５０℃で３０分間ホストベークする。
所定のパターンが形成されたＭｏ膜３および酸化Ｍｏ膜
２に対して、エッチングを行う。エッチング液として濃
度が３０％の過酸化水素水を恒温槽を用いて液温３５〜
４０℃に保って、この液の中にパネルを浸し、４０秒間
オーバエッチする。その後、基板を取り出し純粋で水洗
いする。そして、電気炉内で１５０℃で３０分間脱水
し、レジストをアッシングして除去する。このようにし
てブラックマトリクス１８が完成する。

【００７３】図１０は、本発明の第６実施形態のパター
ン形成方法によってパターン形成されたブラックマトリ
クス１８を示す図である。Ｍｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２
から成るブラックマトリクス１８に対して、過酸化水素
水を用いてエッチングを行うと、図１０に示されるよう
に、Ｍｏ膜３と酸化Ｍｏ膜２とを同時にエッチングし
て、テーパ部分を滑らかに形成することができる。

【００７４】上述のように、従来の硝酸および燐酸を含
むエッチング液によるパターン形成方法に比べると、滑
らかな形状のＭｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２のパターンが
形成される。したがって、このブラックマトリクス１８
に接触して形成される対向電極１６では、ブラックマト
リクス１８に接触する部分の抵抗の増加を抑えることが
できる。

【００７５】なお、上述した電極やブラックマトリクス
は、Ｍｏ膜／酸化Ｍｏ膜／Ｍｏ膜／酸化Ｍｏ膜／Ｍｏ膜
…のように、何層も積層させた構造であってもよい。

【００７６】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、Ｍｏおよ
び酸化Ｍｏから成る積層膜に対するエッチングには、過
酸化水素水がエッチング液として用いられ、硝酸および
燐酸を含むエッチング液による従来のパターン形成より
も、段差被覆性に優れた滑らかなテーパ部分を得ること
ができ、段差被覆性の不良によるＭｏおよび酸化Ｍｏを
含む素子の破壊を防ぐことができる。また、Ｍｏが酸化
Ｍｏに対して削られ過ぎることが無く、このＭｏに接触
して形成される電極において、Ｍｏに接触する部分は小
さくならないので、この部分の抵抗の増加を抑えること
ができる。

【００７７】また本発明によれば、上記積層膜に対し
て、別々の工程でエッチング速度の異なるエッチング液
を用いてウェットエッチングするので、所望のテーパ角
を有するテーパ部分を形成することが容易である。

【００７８】また本発明によれば、上記積層膜に対し
て、濃度３０％以下の過酸化水素水を用いてエッチング
を行うので、さらにテーパ角の小さい滑らかなテーパ部
分を形成することができる。また、濃度値を決定するこ
とで所望のテーパ角を有するテーパ部分を形成すること
ができる。また、過酸化水素水の濃度を３０％以下とす
ることで、長時間のオーバエッチによるレジストの剥離
を防ぐことができる。

【００７９】また本発明によれば、上記積層膜に対して
エッチングによってパターン形成を行った後に、積層膜
を塩酸または臭化水素酸を用いてエッチングを行う。塩
酸および臭化水素酸は、Ｍｏをほとんど溶かさないのに
比べて、酸化Ｍｏをよく溶かすので、積層膜内の酸化Ｍ
ｏの露出している部分を除去することができ、表面に露
出した酸化Ｍｏの存在によって生じる素子の破壊を防ぐ
ことができる。

【００８０】また本発明によれば、上記積層膜に対して
エッチングによってパターン形成を行い、積層膜を露出
させた後に、積層膜を塩酸または臭化水素酸を用いてエ
ッチングを行う。これによって、積層膜内の露出してい
なかった酸化Ｍｏをも除去することができ、露出してい
なかった酸化Ｍｏの存在によって生じる素子の破壊を防
ぐことができる。

【００８１】また本発明よれば、上記積層膜に対して、
過酸化水素水または硝酸もしくは燐酸を含むエッチング
液でウェットエッチングを行った後に、積層膜を塩酸ま
たは臭化水素酸を用いてエッチングを行う。積層膜の形
成やエッチングの途中で形成されて、露出した酸化Ｍｏ
を取り除くことができる。

【００８２】また本発明によれば、上記積層膜に対し
て、過酸化水素水または硝酸もしくは燐酸を含むエッチ
ング液でウェットエッチングを行った後に、積層膜を露
出させて、積層膜を塩酸または臭化水素酸を用いてエッ
チングを行う。これによって、積層膜の形成時やエッチ
ングの途中に形成されて、露出していなかった不要な酸
化Ｍｏを取り除くことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】カラー型交流薄膜ＥＬパネル１０２の断面図で
ある。

【図２】図２は、本発明の第１実施形態であるパターン
形成方法のプロセスを示し、図２（ａ）は基板４上に形
成されたＭｏ膜３、酸化Ｍｏ膜２およびレジスト１を示
す断面図であり、図２（ｂ）は過酸化水素水によってエ
ッチングされたＭｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２を示す断面
図であり、図２（ｃ）はさらにエッチングされたＭｏ膜
３および酸化Ｍｏ膜２を示す断面図であり、図２（ｄ）
はレジスト１を除去したＭｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２を
示す断面図である。

【図３】図３は本発明の第２実施形態であるパターン形
成方法のプロセスを示し、図３（ａ）は過酸化水素水を
含まないエッチング液でウェットエッチング又はドライ
エッチングされたＭｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２を示す断
面図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のＭｏ膜３および
酸化Ｍｏ膜２を過酸化水素水でウェットエッチングした
ものを示す断面図であり、図３（ｃ）はさらに過酸化水
素水でウェットエッチングしたものを示す断面図であ
る。

【図４】過酸化水素水の処理時間に対するテーパ角を示
すグラフである。

【図５】過酸化水素水の濃度に対するテーパ角を示すグ
ラフである。

【図６】図６は、本発明の第４実施形態であるパターン
形成方法を示し、図６（ａ）はエッチング終了後のＭｏ
膜３および酸化Ｍｏ膜２を示す断面図であり、図６
（ｂ）はレジスト１を除去した後に酸化Ｍｏ膜２全部を
除去したものを示す断面図であり、図６（ｃ）はレジス
ト１を除去すること無く酸化Ｍｏ膜２の一部を除去した
ものを示す断面図である。

【図７】塩酸処理時間に対するテーパ角を示すグラフで
ある。

【図８】高コントラスト型交流薄膜ＥＬパネル１０３の
断面図である。

【図９】ＴＦＴ液晶パネル１０４の断面図である。

【図１０】本発明の第６実施形態であるパターン形成方
法によってパターン形成されたブラックマトリクス１８
の断面図である。

【図１１】モノクロ型交流薄膜ＥＬパネル１０１の要部
斜視図である。

【図１２】図１２は従来のパターン形成方法のプロセス
を示し、図１２（ａ）は基板４上に形成されたＭｏ膜
３、酸化Ｍｏ膜２およびレジスト１を示す断面図であ
り、図１２（ｂ）は硝酸および燐酸を含むエッチング液
によってエッチングされたＭｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２
を示す断面図であり、図１２（ｃ）はさらにエッチング
されたＭｏ膜３および酸化Ｍｏ膜２を示す断面図であ
り、図１２（ｄ）はレジスト１を除去したＭｏ膜３およ
び酸化Ｍｏ膜２を示す断面図である。

【図１３】従来のパターン形成方法によってパターン形
成されたブラックマトリクス１８の断面図である。

【符号の説明】

１レジスト２酸化Ｍｏ膜３Ｍｏ膜

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】Ｍｏ（モリブデン）および酸化Ｍｏから
成る積層膜を過酸化水素水を用いてウェットエッチング
する工程を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】Ｍｏおよび酸化Ｍｏから成る積層膜を過
酸化水素水を含まないエッチング液を用いてウェットエ
ッチングまたはドライエッチングする工程と、次に、前
記積層膜を過酸化水素水を用いてウェットエッチングす
る工程とを含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項３】前記過酸化水素水の濃度を３０％以下と
することを特徴とする請求項１または２記載のパターン
形成方法。
【請求項４】Ｍｏおよび酸化Ｍｏから成る積層膜をウ
ェットエッチングまたはドライエッチングする工程と、次に、前記積層膜を塩酸または臭化水素酸を用いてウェ
ットエッチングし、表面の酸化Ｍｏを除去する工程とを
含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項５】Ｍｏおよび酸化Ｍｏから成る積層膜をウ
ェットエッチングまたはドライエッチングする工程と、次に、前記積層膜を露出させる工程と、次に、前記積層膜を塩酸または臭化水素酸を用いてウェ
ットエッチングし、表面の酸化Ｍｏ膜を除去する工程と
を含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項６】Ｍｏおよび酸化Ｍｏから成る積層膜を過
酸化水素水または硝酸もしくは燐酸を含むエッチング液
でウェットエッチングまたはドライエッチングする工程
と、次に、前記積層膜を塩酸または臭化水素酸を用いてウェ
ットエッチングし、表面の酸化Ｍｏを除去する工程とを
含むことを特徴とするパターン形成方法。
【請求項７】Ｍｏおよび酸化Ｍｏから成る積層膜を過
酸化水素水または硝酸もしくは燐酸を含むエッチング液
でウェットエッチングまたはドライエッチングする工程
と、次に、前記積層膜を露出させる工程と、次に、前記積層膜を塩酸または臭化水素酸を用いてウェ
ットエッチングし、表面の酸化Ｍｏを除去する工程とを
含むことを特徴とするパターン形成方法。