JPS606943A - 感光性組成物および感光性組成物による微細パタ−ン形成方法 - 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】 本発明は、電子線、イオンビーム、Ｘ線または紫外線に
よシ化学反応を起す金属含有の感光性組成物およびこの
感光性組成物を用いた微細ノくターン形成方法に関する
ものである。

従来の半導体集積回路を製造する工程や蛍光表示管、液
晶、プラズマディスプレイ等の表示素子の陽極基板を製
造する工程で微細ノくターンが形成されていた。例えば
、蛍光表示管の陽極基板上に微細な配線パターンを形成
したり、多層配線の場合のスルーホール付の絶縁層を形
成するのに微細なパターンが要求されている。

従来の微細パターンの形成方法は、フオ）　ＩＪソゲラ
フイー法で行うのが一般的であった。その方法は第１図
（ａ）に示すように、透光性ガラス基板１上の全面に蒸
着法、スパッタリング法、イオンプレーテング法等の公
知の薄膜形成方法でＡＡ、Ｔｉ。

Ｓｎ等の金属薄膜２′ｔ−形成する。さらに第１図（ｂ
）Ｋ示すようにこの金属薄膜２の上面に一様にフォトレ
ジスト膜３がコートされる。コーテング方法は、ロール
コータ−やスピンコータでコーテング方法る。次にフォ
トレジスト膜３から溶剤全蒸発除去させるためにプリー
ベークを行った後第１図（ｃ）に示すようにパターン部
分に光が照射されるように形成した露光用のマスク４を
介して紫外線を対照して露光を行う。次に現像工程によ
り第１図（ａ）に示すように露光されなかったフォトレ
ジスト膜３が溶解して、露光された部分が残ることにな
る。そして、現像工程の終った基板１は、ボストベーキ
ング後金属薄膜２を溶解させるエツチング液につけるエ
ツチング工程により第１図（ｅ）　ＶＣ示すように、フ
ォトレジスト膜３のない部分の金属薄膜２が溶解し、フ
ォトレジスト膜３とその下側の金属薄膜２が残る。最後
にレジスト剥離工程によりレジスト膜３全溶解させて第
１図（ｆ）に示すように金ＰＡ薄膜２によるパターンが
形成されるのである。このように従来のフォトリソグラ
フィー法は、工程数が多く生産性が良くないという問題
点があった。

さらに金属薄膜２を形成する工程で使用する蒸層装置又
はスパッタリング装置又はイオンプレーテング装置等は
すべて真空装置であるので、高価で複雑な装置であり操
作も容易ではなかった。

又一方、有機金属化合物を主成分としたペースト全スク
リーン印刷法によシ基板上に被着形成した後焼成工程に
より溶媒や粘性材等を蒸発させるとともに金Ｊｉｓを酸
化させて酸化金属の薄膜を形成させることも公知である
。しかしながらこの方法ではスクリーン印刷法でパター
ンを形成するために、ペーストのダレやスクリーンのメ
ツシュ間隔等の要因によりある程度以上の微細パターン
は困難であった。

そこで本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであ
り、少ない工程数で、微細パターンが形成することがで
きる感光性組成物およびこの感光性組成物を使った微細
パターン形成方法を提供することを目的とするものであ
る。

本目的を達成するために１本発明の感光性組成物は、金
属−酸素結合を有する有機金属化合物と。

光重合開始剤と、有機溶媒と、粘性剤とから構成　・さ
れるＣとを特徴とするものである。

また感光性組成物による微細パターン形成方法は、前記
感光性組成物を形成きせる工程と、感光性組成物を基板
上に塗布する工程と、この基板をマスクを通して露光す
る工程と、露光した基板を現像する工程と、現像した基
板を焼成処理する工程とを有することを特徴とするもの
である。

以下本発明全図面に示す実施例について詳細に説明する
。

有機金属のなかで常温で液体または可溶性の固体であり
、５００℃位の加熱処理で熱分解反応を起し金属酸化物
膜を形成する物質としては、金属−酸素結合を有する有
機金属化合物があることを知見した。

例えば、表示素子の陽極基板に使用できる金属全台みそ
の金属と直接酸素が結合している有機化合物として一例
を示せば次のような化合物が該当する。

トリアセチルアセトナートインジウム、Ｉｎ　（Ｃ５Ｈ
７０２）　ａ ジメチルスズアセドープ　（ＣＨ３）　２Ｓｎ　（Ｃ５
Ｈ７０２）　２テトラアセチルアセナートジルコニウム
　Ｚｒ（Ｃ５Ｈ７０２）４トリアセチルアセナートアル
ミニウム　ＡＩ　（Ｃ５Ｈ７０２）　ａテトラキス（２
−エチルヘキサンジオラド）チタン、（前記Ｉｎ、　Ｓ
ｎ、　Ｚｒｈ　ＡＡ＆　Ｔｉ金属を含む有機金属は、す
べてキレート化合物であるが、このようにキレート化す
ることによシ安定化するのである。例えばチタンキレー
ト化合物の中には、水に対して安定で、水溶液として存
在するものもある。さらにチタンキレート化合物を詳述
すれば、チタンキレート化合物は、一般にはＴＯＧＫ示
した構造式でわかるようにＴ１とＯＲ基が配位結合して
いる。この他にチタンキレート化合物には次のようなも
のがある。ジイソプロポキシ−ビス（アセチルアセトナ
ト）チタン（ＴＡＡ）、ジ−ｎ−ブトキシ・ビス（トリ
エタノールアミナト）チタン（ＴＡＴ）。

ジヒドロキシ・ビス（ラクタト）チタン（ＴＬＡ）、こ
れらはＴｉ−０結合會有しているキレ−１−化合物であ
る。

次に前記有機金属化合物と混合する光重合開始剤は、元
のエネルギーにより前記有機金属化合物の半量体からポ
リマーへ重合反応を起す触媒である。すなわち光重合を
開始させるための触媒である。この光重合反応の一つに
モノマーが光吸収してラジカルを形成し、前記ラジカル
によｐ重合反応が起るラジカル重合がある。このラジカ
ル重合を起す触媒がラジカル重合開始剤であり、前記有
機金属化合物の単曾体をポリマーにラジカル重合させる
ことが可能なラジカル足台開始剤には次のようなものが
ある。

過酸化ベンゾイル　（Ｃ１４Ｈ１００４）アゾビスイソ
ブチロニトリル　（Ｃ８Ｈ１２Ｎ４）２−メチルアント
ラキノン　（Ｃ１５Ｈ１００□）ジアセチル　（０４Ｈ
６０２） ＣＨ３−Ｃｏ　−ＣＯ−ＣＨ３ ベンゾイン　（ＣＩ４　Ｈ１２０２） 次に有機溶媒は、前記有機金属化合物および光重合開始
剤の混合物をペースト化するために力１１える。この有
機溶媒としてメチルカルピトール、カルピトール、カル
ピトールアセテート叫のカルピトール群、２エチルヘキ
シルアルコール、ベンジルアルコール、テルピネノール
等の高沸点アルコール、アセト酢酸エチル、酢酸ベンジ
ル、安息香酸メチル、フタル酸　メチル、フタル酸ジメ
チル等の高沸点エステル、やキシレン等が適用できる。

これら溶媒は単独で又は２種以上混合して使用してもよ
い。

次に粘性剤は、ガラス等の基板に付着するためのバイン
グーであり、約５００℃位の熱処理により完全に熱分解
する必要がある。したがって粘性剤は、エチルセルロー
ズ、ニトロセルローズ、アセチルセルローズ等が適用で
きる。

実施例 有機金属化合物としてテトラキス（２エチルヘキサンジ
オラド）チタン（ＴＯＧ）ｋ使用する。

ＴＯＧはＴｉの有機金属化合物であり、キレート化され
ている。このＴＯＧに対して、ラジカル重合開始剤の２
−メチルアントラキノンを１％有機溶媒であるキシレン
中に溶解して、キシレン溶液トして加える。さらに所定
の粘度になるように粘性剤としてエチルセルローズを適
量加え、混合して粘性分有する感光性組成物を作製した
。

前記感光性組成物５をスピンコータによりガラス基板上
に塗布して第２図ａに示すような感光性を有する基板１
を形成する。

次に感光性組成物５から溶媒を蒸発させて感度をよりよ
くするためにプリベークの加熱処３Ｍ’ｅ行う。プリベ
ークの加熱温度は１５０℃以下であり加熱時間は、数分
〜数ｌＯ分である。膜厚やラジカル重合開始剤によって
加熱時間は変化するのである。

次に感光性基板１をマスク４を使って紫外線を照射して
、マスクのない部分を紫外線によ多重合させる。紫外線
以外の電子線、イオンビーム、ｒ線、中性子線、Ｘ線、
遠紫外線等でも可能である。

これが露光工程である。露光時間は、数秒〜数十秒であ
る。

次に露光した基板を、ＴＯＧの溶媒であるキシレンを使
って未露光部分のＴＯＧ’ｅ溶解除去するという現像工
程によ＃）第２図（ｃ）　Ｋ示すように露光した感光性
組成物、５の部分が残り、バターニングされるのである
。現像液はキシレン以外でも使用する有機金属化合物の
溶媒であれば使用できる。

次にパターニングされた部分は有機金属化合物の重合体
であるので、空気中で約５００℃位で５分〜３０分間加
熱分解させて粘性剤、溶媒および有機金属化合物中のＣ
やＨ等を分解して蒸発させてしまう。この工程が焼成処
理工程である。したがって焼成処理工程を完了すると有
機金属化合物の重合体は酸化金属膜６に変化してしまう
。この実施例ではＴｉの有機金属化合物であるので透明
なＴｉＱ２膜によるパターンが得られたのである。また
有機溶媒または粘性剤に顔料全混合させることにより有
色の金属酸化膜が形成される。得られたパターンの解像
度は従来のフオ）　ＩＪソグラフィ法のパターンと同等
であった。

本発明は、以上説明したように有機全編化合物ｙｃ光重
合開始剤及び溶媒と粘性剤を加えた感光性組成物を形成
し、基板にコーテングする工程−露光工程−現像工程−
焼成工程と簡単で少ない工程数の製造方法により、基板
上に透明な導電膜又は透明な絶縁膜全形成させることが
できる。またマスクを使用して紫外線露光するので非常
にこまかく精密な微細パターンが形成できるという効果
がある。

またこの方法によれば従来のフォトリングラフィ法のよ
うに金属の薄膜層を形成する必要がなくなったので、工
程の短縮化が計れるとともに、薄膜形成時に使用する蒸
着装置やスパッタリング装置等の高価で複雑な装置全必
要とせず、取扱いやすく簡単な装置で微細パターンが形
成できるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

笛１図は、従来のフォトリソグラフィ法の工程を示す説
明図、第２図は、本発明の感光性組成物による微細パタ
ーン形成方法。 １・・・基板　４・・・露光用マスク ５・・・感光性組成物　６・・・酸化金属膜特許出願人
　双葉電子工業株式会社 第　１　図 第　２　図

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. （１）金属−酸素結合を有する有機金属化合物と、光重
   合開始剤と、有機溶媒と、粘性剤とから構成される感光
   性組成物。
2. （２）有機金属化合物の酸素と結合している金属が、　
   ＡＪ、　Ｔｉ％Ｚｒ、　Ｉｎ％Ｓｎ等の金属から選ばれ
   た有機金属である特許請求の範囲第１項記載の感光性組
   成物。
3. （３）有機金属化合物が金属のキレート化合物である特
   許請求の範囲第１項記載の感光性組成物。
4. （４）金属キレート化合物がチタンキレート化合物であ
   る特許請求の範囲第３項記載の感光性組成物。
5. （５）光重合開始剤がラジカル重合開始剤である特許請
   求の範囲第１項記載の感光性組成物。
6. （６）金属−酸素結合を有する有機金属化合物と。 感光材料である光学増感材と、有機溶媒と粘性剤とを混
   合して感光性組成物を形成させる工程と、前記感光性組
   成物を基板上に塗布する工程と、前記基板を微細パター
   ン用のマスクを通して露光する工程と、前記露光した基
   板を現像し、パターンを形成させる工程と、現像した基
   板を焼成処理する工程とを有することを％徴とする感光
   性組成物による微細パターン形成方法。
7. （７）菌６項記載の有機金属化合物としてチタンキレー
   ト化合物を使用し、光学増感材としてラジカル重合開始
   剤を使用して感光性組成物を形成させた特許請求範囲第
   ６項記載の感光性組成物による微細パターン形成方法。
8. （８）第６項記載の有機溶媒または粘性剤にｍ本を屯顔
   料を混合させて感光性組成物を形成させる工程を有する
   特許請求の範囲第６項記載の感光性組成物による微細パ
   ターン形成方法。
9. （９）第６項記載の露光する工程において、露光する光
   線が電子線、イオンビーム、ｒｋＪＩｈ　中性子線、Ｘ
   綜、遠紫外縁、紫外線等の放射線である特許請求の範囲
   第６項記載の感光性組成物による微細パターン形成方法
   。