[发明专利]感光性树脂组合物和图案形成方法

说明书

技术领域

本发明涉及适用于狭缝涂敷的感光性树脂组合物、采用狭缝 涂敷法形成抗蚀图案的方法、以及平板显示器(FPD)用基板的制造 方法、由该方法制得的平板显示器用基板和采用它的平板显示器。

背景技术

在半导体集成电路元件、固态图像传感器元件、滤色器、以 及液晶显示元件(LCD)和等离子体显示器(PDP)等平板显示器(FPD) 的制造过程中，感光性树脂组合物被用于抗蚀膜、保护膜、使元 件表面平坦化的平坦化膜、保持电绝缘的绝缘膜等各种目的。感 光性树脂组合物根据使用目的而涂敷于各种基板上，作为涂敷方 法，也已知旋涂法、辊涂法、底涂法(ランドコ一ト法)、流动展开 涂敷法、刮刀涂敷法、浸渍涂敷法、狭缝涂敷法等各种方法。另 外，作为基板，也采用了硅、玻璃、塑料膜等各种基板，例如， 在平板显示器的制造时，基板大多采用玻璃板。

迄今，在液晶显示元件和等离子体显示器等平板显示器(FPD) 的制造过程中，广泛地采用感光性树脂组合物作为光刻胶，在玻 璃基板上形成由薄膜晶体管(TFT)构成的驱动电路等图案，在尺寸 较小的FPD的制造过程中，作为涂敷法，通常采用旋涂法。在旋 涂法中，由基板的旋转中心供给感光性树脂组合物，通过基板旋 转的离心力而扩展开，从而形成薄而均匀的涂膜。由旋涂法形成 的涂膜接下来被加热干燥(预烘焙)而从涂膜中除去溶剂，然后经过 紫外线、远紫外线、电子束、X射线等各种射线的曝光工序以及 显影工序，制成例如抗蚀图案。对于旋涂法，其容易形成具有均 一膜厚度的感光性树脂膜，另一方面，所涂敷的大部分感光性树 脂组合物被作为过剩的溶液从基板四周抛散除去而废弃，具有增 大成本的问题。

相比之下，近年来大尺寸的FPD的需求增大，并且另一方面， 由一块大尺寸基板一次制成多块FPD，这样也可以降低制造成本。 但是，对于大尺寸基板，在采用旋涂法涂敷感光性树脂时，存在 需要大型装置的问题以及涂敷的感光性树脂组合物等的膜厚度均 一性的问题。因此，从减少废弃的感光性树脂组合物的量、或者 避免涂敷装置大型化的角度出发，尝试了使用狭缝涂敷法(也称为 缝模涂敷法或无旋涂敷法)代替旋涂法。在狭缝涂敷法中，通过将 基板固定，由在该固定的基板上移动的狭缝或狭槽状喷嘴向基板 表面涂敷所需量的感光性树脂组合物，或者将喷嘴固定，使基板 移动，向基板上涂敷所需量的感光性树脂组合物，形成感光性树 脂涂膜。在狭缝涂敷中，还考虑到高速涂敷性，通常使感光性树 脂组合物的固体成分含量为10％的水平，例如，为了使干燥后膜 厚度达到1.5μm，涂敷厚度必须达到10μm的水平。但是，由于涂 敷量多且溶剂含量也大，因而干燥时溶剂的蒸发量增大，出现在 基板运送时和在干燥炉中容易产生涂敷不匀的问题。为此，提出 了将狭缝涂敷的感光性树脂组合物在预烘焙前于常温下进行减压 干燥或真空干燥(以下也将其称为“VCD”)，使溶剂预蒸发的方法 (参见例如专利文献1)。

狭缝涂敷后进行的VCD的条件多种多样，但大多基本上采用 在室温条件下以约30秒左右由约101kPa的大气压急剧减压至约 20Pa的方法。为了适用这种比较严苛的减压干燥条件，必须调节 涂膜的干燥程度。若涂膜的干燥程度不合适，则图案形状和涂敷 性会产生很大的问题，将成为引起各种麻烦的主要原因。并且， 近年来随着基板的增大，由于基板的装配和处理需要花费时间， 因而在预定的一系列工序中，不得不缩短VCD所花的时间，并且 VCD的维护负担增大。若缩短VCD的时间，则容易产生涂敷不匀， 并且即使进行VCD，由于在短时间内仅干燥了膜表面，使抗蚀膜 表面附近难以显影，而内部容易显影。结果，图案形状成为倒锥 形的形状(T顶)，出现在后续工序(蚀刻时)中容易产生麻烦的问题。

另外，作为感光性树脂组合物中使用的溶剂，通常使用丙二 醇单甲醚乙酸酯(PGMEA)。但是，由于PGMEA的蒸气压在20℃/1 大气压下约为500Pa，在减压干燥时非常容易蒸发。结果，涂敷后 PGMEA迅速从涂膜表面蒸发了，在表面附近形成干燥的涂膜，阻 碍了涂膜内部的PGMEA的蒸发。若用这种抗蚀膜形成图案，则 如上所述由于抗蚀膜表面附近难以显影，而内部容易显影，因而 使图案形状成为T顶形，在后烘焙时图案残留角的部分，不能按 照设计进行蚀刻，因而便成为使用这种抗蚀图案形成的金属布线 等不均匀的原因。