JP2003029393A

JP2003029393A - マスク、それを用いたパターン形成方法およびリソグラフィ方法

Info

Publication number: JP2003029393A
Application number: JP2001211483A
Authority: JP
Inventors: Seiji Nishiyama; 誠司西山; Hisahide Wakita; 尚英脇田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 2001-07-12
Filing date: 2001-07-12
Publication date: 2003-01-29

Abstract

(57)【要約】【課題】層厚の異なる段差であって面内での均一性に優
れた段差を、レジストに形成することが一括露光方式に
より可能なマスクを提供する。【解決手段】基板６上に積層された感光性樹脂層７に露
光して、感光性樹脂層７に潜像を形成する為に用いられ
るフォトマスク１が、透明性を有する支持体２と、支持
体２上に設けられた、不透明な遮光部３および透過部４
とから構成され、さらに透過部４は透過する光の波長領
域が相互に異なる第１透過波長選択領域４ａと第１透過
波長選択領域４ｂを有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば半導体素子
の製造に用いるマスク、およびそれを用いたリソグラフ
ィ方法に関する。さらに、前記リソグラフィ方法により
製造された半導体素子、およびそれを備えた液晶表示装
置に関する。

【０００２】また、本発明は、反射板の製造に用いるマ
スク、およびそれを用いたパターン形成に関する。さら
に、前記パターン形成方法により製造された反射板、お
よびそれを備えた液晶表示装置に関する。

【０００３】

【従来の技術】従来より、半導体製造プロセスでのフォ
トリソグラフィ工程に於いては、いわゆる階調マスク
（ハーフトーンマスク）が用いられている。この階調マ
スクは、１枚のマスク内で、透過させる光の透過率を段
階的に変化させる機能を有している。階調マスクの具体
的構造について述べると、先ず、ガラス基板上に遮光性
の金属薄膜が遮光部として設けられている。さらに、前
記金属薄膜の層厚を領域毎に調整し、透過させる光の透
過率を相互に異ならせる透過部が設けられている。この
様な構造のフォトマスクを用いてフォトレジストに露光
を行うと、フォトレジストの面内で領域毎に露光量を異
ならせて照射することができる。これにより、段差のあ
るパターン形成を行っている。

【０００４】また、SID'00 DIGEST,1006-9には、露光装
置の解像限界以下のマスクパターンを備えたフォトマス
クが開示されている。このフォトマスクを用いれば、フ
ォトレジストの面内で領域毎に露光量差をつけながら露
光が行えることが記載されている。その結果、現像後に
は領域毎に厚みが異なり、段差のあるパターン形成が可
能であることが記載されている。

【０００５】ここで、上記した階調マスクに於いては、
Ｃｒなど遮光性の極めて高い（即ち、透過率が小さい）
材料からなる金属膜を遮光膜として使用している。さら
に、透過部に於いては露光量を制御する為、一部で層厚
を薄くした前記金属膜が使用されている。露光量の制御
は、層厚を数十Åから数百Åの範囲内で調整することに
より行われる。しかし、この範囲では、層厚に対する光
の透過率の依存性が極めて高い為、わずかな誤差が生じ
ても露光光の透過率が大きく違ってくる。従って、フォ
トレジスト面内で同一の層厚となる様にパターニングし
たい場合でも、前記金属膜の層厚の精密な制御が困難な
為、露光量にバラツキが生じる。この結果、パターニン
グされたフォトレジストが所望の膜厚で形成されず、不
均一になる。以上の様に、従来の階調マスクに於いて
は、マスク面内で均一な露光量の階調性を得るのは極め
て困難であるという課題がある。

【０００６】また、解像限界以下のマスクパターンが形
成された前記フォトマスクに於いては、フォトマスク透
過後の露光量の均一性確保の為に、解像限界以下のパタ
ーンの大きさをマスク面内に均一に作製する必要があ
る。しかしながら、このオーダーでのパターンサイズの
均一性を確保するのは難しく、よってマスク面内での露
光量の均一性を得るのは極めて困難であるという課題が
ある。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記従来の
課題を解決すべくなされたものであり、その目的は、層
厚の異なる段差であって面内での均一性に優れた段差
を、レジストに形成することが一括露光方式により可能
なマスクを提供することにある。

【０００８】また、そのマスクを用いてレジストに所望
の形状のパターニングを行うパターン形成方法、および
任意の薄膜を所望の形状にパターニングするリソグラフ
ィ方法を提供することにある。

【０００９】さらに、前記リソグラフィ方法を用いた半
導体素子の製造方法およびその製造方法により得られた
半導体素子と、前記リソグラフィ方法を用いた反射板の
製造方法およびその製造方法により製造された反射板
と、前記半導体素子又は反射板を備えた液晶パネルと、
その液晶パネルを備えた液晶表示装置とを提供すること
にある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】（マスク）（１）前記の課題を解決する為に、本発明に係るマスク
は、基板上に積層された少なくとも１層の感光性樹脂層
に露光して、該感光性樹脂層に潜像を形成する為に用い
られるマスクであって、前記マスクは、透明性を有する
支持体と、該支持体上に設けられた、不透明な遮光部お
よび透過部とから構成され、前記透過部は、透過する光
の波長領域が相互に異なる複数の透過波長選択領域を有
することを特徴とする。

【００１１】前記構成のマスクは、マスクパターンの２
次元情報をそのまま潜像としてフォトレジストに転写す
るものではなく、マスクに前記透過部を備えさせたこと
により、マスクパターンを３次元情報として転写するも
のである。

【００１２】前記透過部は、上述の様に、透過させる光
の波長領域が相互に異なる複数の透過波長選択領域を備
えている。そして、この透過波長選択領域は、感光性樹
脂層に於ける露光領域毎に、光の波長領域を異ならせて
露光させる。つまり、前記構成のマスクは、単に露光量
を制御すべくクロム膜の膜厚を調節する従来の階調マス
クとは異なるものである。この様な構成のマスクを用い
て感光性樹脂層に露光すると、例えば感光性樹脂層が感
度を示す波長領域の一部をカットしたりすることによ
り、光分解または光重合の進行度合いを制御することが
できる。

【００１３】この為、潜像を形成する深さ位置を任意に
制御することができ、露光コントラストを向上させると
共に、断面に於けるパターン精密度も向上させることが
できる。さらに、露光量を制御したり、或いは解像限界
以下のマスクパターンによりドット状に露光されたもの
ではない為、段差のあるパターンが、バラツキなく極め
て均一な表面となる様に形成できる。

【００１４】前記の構成に於いて、前記複数の透過波長
選択領域のうち少なくとも一方は、前記遮光部と異なる
材質からなるものとすることができる。

【００１５】（２）前記の課題を解決する為に、本発明
に係る他のマスクは、基板上に設けられた感光性樹脂層
に露光して、該感光性樹脂層に潜像を形成する為に用い
られるマスクであって、前記マスクは、透明性を有する
支持体と、該支持体上に設けられた、不透明な遮光部お
よび透過部とから構成され、前記透過部は、前記感光性
樹脂層が感度を示す波長領域を含む光を実質的に透過さ
せるものであり、かつ光の透過率が相互に異なる複数の
透過率制御領域を有することを特徴とする。

【００１６】前記構成のマスクを用いれば、露光する感
光性樹脂層の感度特性に最適な波長領域を有する光を透
過させてその感光性樹脂層に照射できる。その結果、露
光効率の向上が図れる。しかも、光の透過率が相互に異
なる複数の透過率制御領域を有しているので、前記感光
性樹脂層に於いては、各透過率制御領域に対応する領域
毎に露光量が異なる。これにより、感光性樹脂の光分解
または光重合の進行度合いが異なる。その結果、現像処
理の際には、前記領域毎に現像液に対する溶解度の差ま
たは溶解速度の差を生むことができる。即ち、マスクパ
ターンを３次元情報として感光性樹脂層に転写すること
ができる。

【００１７】前記構成に於いて、前記複数の透過率制御
領域のうち少なくとも一方は、前記遮光部と異なる材質
からなり、かつ厚みに対する透過率の変化の割合が、前
記遮光部と比較して小さい材質からなる構成とすること
ができる。

【００１８】従来の階調マスクに於いては、例えば通常
遮光膜として使用されるクロム膜の一部を、その層厚が
所定の厚みとなる様にして光の透過部に設けていた。こ
のクロム膜はその層厚が僅かに異なるだけでも、光透過
率が大幅に変化する。これに対して、前記構成のマスク
であると、従来の階調マスクに於ける透過部と比較し
て、透過率制御領域は厚みに応じて変わる透過率の変化
の割合が小さい材質からなるので、透過率の制御を容易
にできる。よって、前記構成のマスクであると、潜像を
形成する深さ位置を従来のマスクよりも一層容易にし、
従来の階調マスクなどと比較して利便性などに優れたも
のにできる。

【００１９】この結果、前記の構成に於いてはさらに、
前記複数の透過率制御領域は、光の透過率が所定の値と
なる様にそれぞれ厚みを異ならせた構成とすることがで
き、これにより、露光コントラストを向上させ、段差の
形状制御に優れたマスクを提供することができる。

【００２０】さらに前記各構成に於いて、前記透過部
は、前記遮光部が所定の金属膜からなる場合に、当該金
属膜を構成する金属の酸化物からなり、さらに、前記透
過部の層厚が、遮光部の層厚の１／２以上、４／５以下
の範囲内とすることができる。

【００２１】さらに前記の構成に於いて、前記金属膜は
クロムからなるものとすることができる。

【００２２】ここで、前記（１）および（２）に係るマ
スクに於いては、さらに以下に述べる構成要素を付加す
ることができる。

【００２３】すなわち、前記（１）および（２）に於け
る前記透過部は、無機酸化物を含む構成であってもよ
い。例えば、従来の階調マスクでは、金属クロム膜の膜
厚を変えることにより、光の透過量を制御していた。し
かし、前記構成の様に、透過部が無機酸化物を含み構成
されていると、透過部は透過波長を選択して光を透過さ
せることができる。

【００２４】ここで、前記無機酸化物としては、インジ
ウム錫酸化物、インジウム酸化物、錫酸化物、ケイ素酸
化物、クロム酸化物、チタニウム酸化物、アルミニウム
酸化物、イットリウム酸化物およびハフニウム酸化物か
らなる群より選ばれる少なくとも１種の酸化物とするこ
とができる。これらの酸化物を適宜必要に応じて選択
し、または組み合わせることにより、マスクを透過させ
る光の波長選択性を容易にし、所望のマスクパターンを
感光性樹脂層に転写可能とする。

【００２５】さらに前記無機酸化物は低級酸化物である
ことが好ましい。低級酸化物であると結晶性がより良好
であるので、透過部の透明性を向上させることができ
る。この結果、露光量の低減が図れ、生産コストの抑制
が可能になる。

【００２６】また、前記（１）および（２）に於ける前
記透過部は、アルカリ土類金属のハロゲン化物を含み構
成されたものにできる。透過部がアルカリ土類金属のハ
ロゲン化物を含み構成されていると、前記した無機酸化
物の場合と同様に、透過波長を選択して光の透過を制御
することができる。

【００２７】また、前記（１）および（２）に於ける前
記複数の透過波長選択領域の間には、補助遮光部が設け
られているのが好ましい。この場合、補助遮光部は、遮
光部および透過部からなる主パターンに対して、補助パ
ターンとして設けられるものである。この補助パターン
としての補助遮光部は、マスクを透過する際に発生する
回折光に対して離散性を付与し、回折光同士が干渉し合
うのを防止する。よって、透過光量にピークが発生する
のを防ぎ、パターニング後の形状にパターン欠陥が生じ
るのを抑制することができる。

【００２８】（パターン形成方法）（１）前記の課題を解決する為に、本発明に係るパター
ン形成方法は、基板上に感光性樹脂層を形成し、前述し
た何れかの態様のマスクを介して、前記感光性樹脂層に
露光することにより、所定の形状の潜像を形成した後、
前記露光後の感光性樹脂層を現像することにより、該感
光性樹脂層に段差のあるパターンを形成することを特徴
とする。

【００２９】前記方法であると、一回の露光で、感光性
樹脂層に段差のあるパターン形成を行うことができる。
加えて、各段差に於ける表面を均一にしてパターニング
を行うことができる。

【００３０】（２）前記の課題を解決する為に、本発明
の他のパターン形成方法は、基板上に積層された複数の
感光性樹脂層に段差のあるパターニングを行うパターン
形成方法であって、透明性を有する支持体上に、不透明
な遮光部と、透過させる光の波長領域が相互に異なる複
数の透過波長選択領域を有する透過部とを設けたマスク
を用意し、前記基板上に、相互に異なる波長領域に対し
て感度を示す前記感光性樹脂層を複数積層させて多層構
造体を形成した後、前記マスクを介して前記多層構造体
である複数の感光性樹脂層に露光することにより、多層
構造体の各領域毎に表層または表層から所定の層まで潜
像を形成し、さらに露光後の前記多層構造体を現像する
ことにより、少なくとも１つの段差のあるパターンを形
成することを特徴とする。

【００３１】前記の方法によれば、基板上に積層された
各感光性樹脂層は、各々相互に異なる感度を示すので、
露光される光がどの範囲の波長領域を有しているかによ
って、表層のみ、または表層から所定の層まで任意に潜
像の形成位置を制御できる。

【００３２】例えば、多層構造体に於ける表層が特定の
ｉ線のみに感度を示し、表層より下の層はｇ線およびｈ
線に感度を示す場合を例にして述べると、表層の一部の
領域を除去したい場合には、この領域に、ｉ線の光だけ
を透過させる透過波長選択領域が対応する様に位置合わ
せして露光すればよい。このとき、露光光は下の層にま
で到達するが、下の層はｇ線およびｈ線にのみ感度を示
す為、表層のみが光重合または光分解することになる。
これにより、マスクパターンの３次元情報が多層構造体
に転写され、段差のあるパターン形成を可能にする。

【００３３】つまり、前記方法であると、単層の感光性
樹脂層であって、特定の波長にのみ感度を示す感光性樹
脂層に対してパターン形成を行うよりも、パターンの断
面形状の精密度をさらに向上させてパターニングするこ
とができる。

【００３４】前記の構成に於いて、前記複数の感光性樹
脂層のうち少なくとも１層に、ドライフィルムレジスト
層を形成することができる。

【００３５】基板上に複数の感光性樹脂層を積層させる
場合、該感光性樹脂層の材料中に含まれる有機溶媒が、
例えば下層の感光性樹脂層を溶解させることがある。こ
の場合、表層の表面は凹凸となり、パターニング後の形
状は、表面の平坦性に欠けることとなる。一方、ドライ
フィルムレジストの材料は、本来的に有機溶媒を含まな
い。従って、前記構成の様に、複数の感光性樹脂層のう
ち少なくとも１層に、ドライフィルムレジスト層を形成
することにより、下層の感光性樹脂層を溶解させること
もなく、この結果表面の平坦性を良好にしてパターニン
グを行うことができる。

【００３６】（３）前記の課題を解決する為に、本発明
のさらに他のパターン形成方法は、基板上に設けられた
感光性樹脂層に段差のあるパターニングを行うパターン
形成方法であって、透明性を有する支持体上に、不透明
な遮光部と、透過させる光の波長領域が相互に異なる複
数の透過波長選択領域を有する透過部とを設けたマスク
を用意し、前記基板上に、相互に異なる波長領域に対し
て感度を示す少なくとも２種類の感光性樹脂を含む感光
性樹脂層を形成した後、前記マスクを介して前記感光性
樹脂層に露光することにより、感光性樹脂層の各領域毎
に所定の深さ位置まで潜像を形成し、さらに露光後の前
記感光性樹脂層を現像することにより、段差のあるパタ
ーンを形成することを特徴とする。

【００３７】前記の方法によれば、感光性樹脂層は相互
に異なる感度を示す少なくとも２種類の感光性樹脂を含
むので、露光される光がどの範囲の波長領域を有してい
るかによって、露光領域毎にどの深さ位置まで潜像を形
成するのかを制御できる。

【００３８】例えば、ｉ線のみに感度を示すポジ型の感
光性樹脂と、ｇ線およびｈ線に感度を示すポジ型感光性
樹脂とからなる感光性樹脂層を例にして説明すれば、以
下の通りである。この場合、ｉ線が照射される露光領域
では、ｉ線に感度を示す感光性樹脂のみが光分解する。
この為、現像の際にはｉ線に感度を示す感光性樹脂のみ
が除去されるので、当該露光領域では所定の深さ位置ま
で感光性樹脂層が除かれる。その一方、ｇ線、ｈ線およ
びｉ線が照射される露光領域では、ｇ線、ｈ線およびｉ
線に感度を示す感光性樹脂が光分解するので、当該露光
領域では全ての感光性樹脂層が除かれる。この結果、段
差のあるパターン形成が可能となる。

【００３９】つまり、前記方法であると、単層の感光性
樹脂層であって、特定の波長にのみ感度を示す感光性樹
脂層に対してパターン形成を行うよりも、パターンの断
面形状の精密度をさらに向上させてパターニングするこ
とができる。

【００４０】（リソグラフィ方法）（１）前記の課題を解決する為に、本発明に係るリソグ
ラフィ方法は、基板上に設けられた任意の薄膜を所定の
形状にパターニングするリソグラフィ方法であって、前
記基板上に前記薄膜を介してレジスト層を形成し、前述
した何れかの態様のマスクを介して、前記レジスト層に
露光することにより、所定の形状の潜像を形成した後、
露光後の前記レジスト層を現像することにより、該レジ
スト層にレジスト段差のあるパターニングを行い、前記
薄膜をエッチングし、現像後の前記レジスト層を剥離す
ることを特徴とする。

【００４１】前記方法であると、一回の露光で、レジス
トにレジスト段差のあるパターン形成を行うことができ
る。しかも、各レジスト段差に於ける表面を均一にし
て、断面に於ける精密度の高いレジスト段差を形成する
ことができる。従って、この様にしてパターニングされ
たレジストをマスクとして、前記薄膜をエッチングする
前記の方法によれば、膜表面が均一で断面形状の精密度
も良好にパターニングされた薄膜を形成することができ
る。

【００４２】（２）前記の課題を解決する為に、本発明
の他のリソグラフィ方法は、基板上に設けられた任意の
薄膜を所定の形状にパターニングするリソグラフィ方法
であって、透明性を有する支持体上に、不透明な遮光部
と、透過させる光の波長領域が相互に異なる複数の透過
波長選択領域を有する透過部とを設けたマスクを用意
し、前記基板上に、相互に異なる波長領域に対して感度
を示す前記レジスト層を複数積層させて多層構造体を形
成した後、前記マスクを介して前記多層構造体である複
数のレジスト層に露光することにより、多層構造体の各
領域毎に表層または表層から所定の層まで潜像を形成
し、露光後の前記多層構造体を現像することにより、少
なくとも１つの段差のあるパターンを形成し、前記薄膜
をエッチングすることにより、その薄膜に段差のあるパ
ターンを形成し、さらに前記レジスト層を剥離すること
を特徴とする。

【００４３】前記の方法であると、単層のレジストに対
してパターン形成を行うよりも、レジスト段差の断面に
於ける精密度をさらに向上させてパターニングすること
ができる。従って、この様なレジストをマスクを用いて
前記薄膜にエッチングする前記の方法によれば、膜表面
が均一で断面形状の精密度も一層良好にパターニングさ
れた薄膜を形成することができる。

【００４４】前記の構成に於いて、前記複数のレジスト
のうち少なくとも１層は、ドライフィルムレジスト層と
することができる。

【００４５】ドライフィルムレジストの材料は有機溶媒
を含まないので、通常のレジスト層上に前記ドライフィ
ルムレジストを設ければ、下層のレジスト層が溶解する
のを防ぐことができる。この結果、表面の平坦性を良好
にしてパターニングを行うことができる。

【００４６】（３）前記の課題を解決する為に、本発明
のさらに他のリソグラフィ方法は、基板上に設けられた
任意の薄膜を所定の形状にパターニングするリソグラフ
ィ方法であって、透明性を有する支持体上に、不透明な
遮光部と、透過させる光の波長領域が相互に異なる複数
の透過波長選択領域を有する透過部とを設けたマスクを
用意し、前記基板上に、相互に異なる波長領域に対して
感度を示す少なくとも２種類の感光性樹脂を含むレジス
ト層を形成した後、前記マスクを介して前記レジスト層
に露光することにより、レジスト層の各領域毎に所定の
深さ位置まで潜像を形成し、露光後の前記レジスト層を
現像することにより、少なくとも１つのレジスト段差の
あるパターンを形成し、前記薄膜をエッチングすること
により、その薄膜に段差のあるパターンを形成し、さら
に前記レジスト層を剥離することを特徴とする。

【００４７】前記の方法であると、感光性樹脂層は相互
に異なる感度を示す少なくとも２種類の感光性樹脂を含
むので、露光領域毎に露光光の波長領域を異ならせれ
ば、それに応じて潜像が形成される深さ位置も制御でき
る。

【００４８】よって、一回の露光で、断面に於ける精密
度が極めて高いレジスト段差をレジストに形成すること
ができる。さらに、この様にしてパターニングされたレ
ジストをマスクとして、前記薄膜をエッチングするの
で、膜表面が均一で断面形状の精密度も良好にパターニ
ングされた薄膜を形成することができる。

【００４９】（半導体素子の製造方法、およびそれによ
り製造された半導体素子）前記の課題を解決する為に、
本発明の半導体素子の製造方法は、前述した何れかの態
様のリソグラフィ方法を用いて、基板上に半導体素子を
形成することを特徴とする。

【００５０】この方法であると、半導体素子を構成する
所定の薄膜のパターニングを、工程数を減少させて行う
こともできる。しかも、パターニングされた薄膜に於け
る断面形状の精密度が極めて高いので、半導体素子間で
素子特性にバラツキを発生させることなく形成できる。

【００５１】前記の課題を解決する為に、本発明の半導
体素子は、前述した半導体素子の製造方法により製造さ
れた半導体素子であって、前記半導体素子の一部が、そ
の断面形状に於いて階段状となっていることを特徴とす
る。

【００５２】前記の構成によれば、前述したリソグラフ
ィ方法を含む半導体素子の製造方法を用いて製造するこ
とにより、素子間で素子特性にバラツキの無い半導体素
子を提供することができる。ここで、「半導体素子の一
部が、その断面形状に於いて階段状となっている」と
は、半導体素子を構成する薄膜の一部に段差がある場合
を含む意味である。

【００５３】さらに前記の構成に於いては、前記断面形
状に於いて階段状となっている部分が、２層以上の薄膜
により構成されるものとすることができる。

【００５４】さらに、前記各構成に於いては、前記半導
体素子として薄膜トランジスタまたは薄膜ダイオードを
形成することができる。

【００５５】（反射板の製造方法、およびそれにより製
造された反射板）前記の課題を解決する為に、本発明の
反射板の製造方法は、前述した何れかの態様のパターン
形成方法を用いて、前記感光性樹脂層に段差のあるパタ
ーンを形成することにより、前記基板上に複数の凹凸部
を形成し、さらに前記凹凸部が設けられた基板上に、光
反射膜を形成することを特徴とする。

【００５６】前記の方法によれば、基板上に形成する複
数の凹凸部を、前述のパターン形成方法により形成する
ので、反射特性が最適となる様に形状制御することがで
きる。この結果、反射特性に優れた反射板を製造するこ
とができる。

【００５７】前記の課題を解決する為に、本発明の反射
板は、前述した反射板の製造方法により製造されたこと
を特徴とする。これにより、反射特性が面内に於いて均
一な反射板を提供することができる。

【００５８】また、前記の課題を解決する為に、本発明
の他の反射板は、前述した反射板の製造方法により製造
された半透過型の反射板であって、前記基板は透明性を
有しており、前記光反射膜により光を反射させる領域
と、該光反射膜の設けられていない光を透過させる領域
とが設けられていることを特徴とする。この様な構成と
することにより、反射特性が面内に於いて均一な半透過
型の反射板を提供することができる。

【００５９】（液晶パネル、およびそれを備えた液晶表
示装置）前記の課題を解決する為に、本発明の液晶パネ
ルは、前述した半導体素子を備えていることを特徴とす
る。この構成であると、各素子間での素子特性にバラツ
キの無い半導体素子を備えているので、表示画面内で色
再現性が均一で、表示特性の良好な液晶パネルを提供で
きる。

【００６０】また、前記の課題を解決する為に、本発明
の液晶パネルは、前述した反射板を備えていることを特
徴とする。この構成によれば、面内に於ける反射特性が
均一な反射板を備えているので、明るい表示が可能な液
晶パネルを提供することができる。

【００６１】また、前記の課題を解決する為に、本発明
の液晶表示装置は、前記した各液晶パネルと、該液晶パ
ネルを駆動する為の駆動回路とを有することを特徴とす
る。これにより、表示画面に於ける色再現性が均一で明
るい表示が可能な、表示特性に優れた液晶表示装置を提
供できる。

【００６２】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態につ
いて、図面を参照しながら説明する。但し、本発明は以
下の各実施の形態に限定されない。また、各実施の形態
に於いて、同様の構成要素については、同一の符号を付
して詳細な説明を省略している。

【００６３】（実施の形態１）本実施の形態１に係るフ
ォトマスクは、１度の露光および現像処理により、感光
性樹脂層としてのフォトレジストにレジスト段差のある
パターニングを行う為に用いられるマスクである。通常
のフォトマスクは、露光されたパターンの２次元情報
を、現像処理によってレジストの３次元形状に変換する
ものであるので、段差のあるパターニングを１度の露光
および現像処理では行えない。これに対して、本実施の
形態に係るフォトマスクであると、露光時にマスクパタ
ーンの３次元情報を付与し、現像処理に於いてはその３
次元情報に基づき３次元形状に変換するものであるの
で、レジスト段差のあるパターニングが容易に可能とな
る。

【００６４】本実施の形態に於いては、マスクパターン
の３次元情報を露光時に感光性樹脂層に付与する為、フ
ォトマスクに、実質的に光を遮断する遮光部と、透過さ
せる光の波長領域が相互に異なる透過波長選択領域を複
数有する透過部とを備えた構成としている。そして、こ
の様な構成を採用することにより、感光性樹脂層に於け
る露光領域毎に、波長領域の異なる光を露光するもので
ある。

【００６５】先ず、フォトマスクの具体的構成について
説明する。図１はフォトリソグラフィ工程の説明する為
の断面模式図であって、同図（ａ）はフォトマスクを介
して感光性樹脂層に露光する様子を示し、同図（ｂ）は
現像後のフォトレジストの様子を示している。

【００６６】本実施の形態に係るフォトマスク１は、支
持体としてのガラス基板２と、遮光部３と、透過部４と
からなるマスク構成体である（同図（ａ）参照）。

【００６７】前記遮光部３としては、ガラス基板２上に
所定の形状にパターニングされた、従来公知の種々の遮
光膜を用いることができる。具体的には、例えばＣｒか
らなる単層クロム膜や、この単層クロム膜上にさらに酸
化クロム膜が設けられた、低反射型の２層膜などが挙げ
られる。単層クロム膜を用いるか、２層膜を用いるかは
マスク仕様により適宜決定すればよい。また、クロムの
他にシリコン、モリブデンシリサイドなどを用いること
もできる。なお、遮光部３の層厚は、適宜必要に応じて
設定すればよい。

【００６８】透過部４は、ｉ線（３６５ｎｍ）およびデ
ィープＵＶ（３００ｎｍ以下の短波長領域の光）を含む
波長領域の光を選択的に透過させる第１透過波長選択領
域４ａと、ｇ線（４２５ｎｍ）、ｈ線（４０６ｎｍ）お
よびｉ線（３６５ｎｍ）を含む波長領域の光を選択的に
透過させる第２透過波長選択領域４ｂとを有している。
第１透過波長選択領域４ａは、例えばインジウム錫酸化
物（ＩＴＯ_x）からなる。第２透過波長選択領域４ｂ
は、遮光部３および第１透過波長選択領域４ａを除いた
スペース部からなる。

【００６９】また、遮光部３、第１透過波長選択領域４
ａおよび第２透過波長選択領域４ｂの平面形状は特に限
定されるものではなく、パターニングしたい形状に応じ
たパターン像を構成するものであればよい。

【００７０】上記構成のフォトマスク１は、次の様にし
て製造することができる。図２は、フォトマスクの製造
方法を説明する為の説明図である。

【００７１】先ず、図２（ａ）に示すように、ガラス基
板２上に遮光部となるクロム膜２１を、従来公知の方法
にて製膜する。次いで、クロム膜２１上にフォトレジス
ト（図示しない）を所定の形状に選択的に形成する。こ
のフォトレジストをマスクとして、前記クロム膜２１に
電子ビームを照射し、さらにフォトレジスト膜を除去す
る。これにより、所定の形状にパターニングした遮光部
３を形成できる（図２（ｂ））。

【００７２】次に、遮光部３を形成したガラス基板２上
に、従来公知の方法にてＩＴＯ膜２２を製膜する（図２
（ｃ））。さらに、ＩＴＯ膜２２上にフォトレジスト２
３を形成し（図２（ｄ））、マスクを介して露光を行い
（図２（ｅ））、所定の形状に選択的に形成する。この
フォトレジストをマスクとして、電子ビームを照射し
（図２（ｆ））、フォトレジストを除去した後、本実施
の形態１に係るフォトマスクを形成する（図２
（ｇ））。

【００７３】以上の様な構成を有するフォトマスク１を
用いたフォトレジストのパターン形成方法は、次の様に
して行った。先ず、基板６上に、ポジ型の感光性樹脂
（商品名：ＯＦＰＲ５０００、東京応化工業（株）製）
をスピンコート法により塗布し、フォトレジスト７（感
光性樹脂層、層厚１．５μｍ）を形成した。この感光性
樹脂は、ｇ線、ｈ線およびｉ線の波長領域の光に対して
感光するものであった。

【００７４】次に、フォトマスク１と基板６との位置合
わせを行い、フォトマスク１を介してフォトレジスト７
に露光光（紫外光）８を露光した。露光する為の露光装
置としては、超高圧水銀ランプを光源に持つものを使用
した。超高圧水銀ランプから照射される露光光８は、ｇ
線（４２６ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）およびｉ線（３
６５ｎｍ）に波長ピークを有している。また露光量は、
１５０ｍＪ／ｃｍ²（紫外線積算光量計ＵＩＴ−１５
０、ウシオ電機（株）製、受光器ＵＶＤ−Ｓ３６５）と
した。

【００７５】続いて、露光後のフォトレジスト７を現像
した。これにより、第１透過波長選択領域４ａに対応す
る部分では、元のフォトレジスト７よりも薄い層厚の薄
膜領域１１が形成された。また、第２透過波長選択領域
４ｂに対応する部分では、感光性樹脂が完全に除去され
除去領域１２が形成された。この結果、フォトレジスト
７にレジスト段差を有するパターンを形成することがで
きた（図１（ｂ）参照）。

【００７６】ここで、図１（ｂ）に示すレジスト段差を
形成できたのは、次の理由による。フォトマスク１に於
ける第１透過波長選択領域４ａを透過した第１透過光９
は、ｉ線および３００ｎｍ以下の短波長領域の光であ
る。また、第２透過波長選択領域４ｂを透過した第２透
過光１０は、ｇ線およびｈ線である。一方、フォトレジ
スト７は主に、ｇ線、ｈ線およびｉ線の領域に吸収を持
つ感光性樹脂からなり、これらの波長領域の光が照射さ
れると光分解により可溶化する為、現像時に当該部分を
溶解させることができる。

【００７７】ここで、第２透過波長選択領域４ｂに対応
する部分では、ｇ線、ｈ線およびｉ線の全てに波長ピー
クを有する第２透過光１０が照射される為、感光性樹脂
の全てが除去され、除去領域１２が形成された。これに
対して、第１透過波長選択領域４ａに対応する部分で
は、ｉ線および３００ｎｍ以下の短波長領域の光が照射
された為、感光性樹脂の全てが除去されるものではな
く、当該部分では所定の厚みのでフォトレジスト７が残
存する薄膜領域１１が形成された。この結果、同図
（ｂ）に示すレジスト段差１３をパターニングと同時に
形成することができた。

【００７８】また、パターニング後のフォトレジスト７
は、従来の階調マスクを用いて形成したものに比較し
て、断面の形状の制御性に優れ、レジスト段差１３部分
の表面も均一にしてパターニングすることができた。こ
れは、本実施の形態に係るフォトマスク１が、単に透過
率を制御する従来のマスクと異なり、特定の波長領域の
光を遮断または減衰させることにより、フォトレジスト
７に於ける感光性樹脂の光分解の進行度を制御し、この
進行度の違いにより深さ位置を変化させているからであ
る。

【００７９】以上のように、フォトマスク１に於ける第
１透過波長選択領域４ａおよび第２透過波長選択領域４
ｂが透過させる光の波長領域を相互に異ならせる構成と
すると、各々は相互に異なる特定の波長の光のみを透過
させ、または特定の波長の光のみを減衰させる。これに
より、各露光領域に於いては、各々に照射された光の波
長領域に感光する高分子のみが、光分解または光重合す
る。この為、各露光領域毎に分子量の差が生じ、分子量
の小さい部分を溶解することによりパターニングが形成
される。この結果、一度の露光で、フォトレジストに３
次元情報を潜像として形成することでき、複数のフォト
マスクを用いて多段階的に行っていた従来の露光と比較
して、工程数を減少させ大幅に生産効率を向上させるこ
とができる。

【００８０】なお、本実施の形態に於いては、第１透過
波長選択領域４ａとしてＩＴＯ_x膜からなるものを用
い、かつ第２透過波長選択領域４ｂとして何も形成しな
いフォトマスクを例にして説明した。しかし、本発明は
これに何ら限定されるものではなく、第１透過波長選択
領域４ａ及び第２透過波長選択領域４ｂとしては、無機
酸化物からなるものを用いることができる。具体的に
は、ＩＴＯ_xの他に、スズ（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）、
チタニウム（Ｔｉ）、アルミニウム（Ａｌ）、イットリ
ウム（Ｙ）、ハフニウム（Ｈｆ）などの金属と酸素とが
結合した金属酸化物や、ケイ素（Ｓｉ）などの非金属
と、酸素とが結合した非金属酸化物を用いることもでき
る。前記金属酸化物に於いて、スズ酸化物としては、一
酸化スズ（ＳｎＯ）、ニ酸化スズ（ＳｎＯ₂）が挙げら
れる。クロム酸化物としては、三酸化ニクロム（Ｃｒ₂
Ｏ₃）、三酸化クロム（ＣｒＯ₃）が挙げられる。酸化チ
タンとしては、一酸化チタン（ＴｉＯ）、三酸化ニチタ
ン（Ｔｉ₂Ｏ₃）、ニ酸化チタン（ＴｉＯ₂）が挙げられ
る。アルミニウム酸化物としては、酸化アルミニウム
（Ａｌ₂Ｏ₃）が挙げられる。イットリウム酸化物として
は、酸化イットリウム（Ｙ₂Ｏ₃）が挙げられる。ハフニ
ウム酸化物としては、酸化ハフニウム（ＨｆＯ₂）が挙
げられる。ケイ素酸化物としては、二酸化ケイ素（Ｓｉ
Ｏ₂）が挙げられる。なお、前記金属酸化物または非金
属酸化物は、金属または非金属原子１個あたりの酸素原
子の構成数がより小さい低級酸化物である方が好まし
い。低級酸化物であると結晶性が良好であるため、透明
性に優れたものにできるからである。

【００８１】さらに、例示した無機酸化物を種々使い分
けることにより、透過波長選択領域を透過できる光を波
長領域毎にさらに多段階的に細分化すれば、フォトレジ
ストに転写できる情報量も飛躍的に向上させることがで
きる。この結果、レジスト段差を多段階にすることも容
易に可能となる。

【００８２】さらに本発明は、金属酸化物および非金属
酸化物に限定されるものではなく、例えばカルシウム
（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）などからなるアルカ
リ土類金属の塩化物を採用することもできる。この場
合、層厚を適切に制御すれば、前記無機酸化物と同様に
実施可能である。

【００８３】また、本実施の形態１に係るパターン形成
方法に於いては、フォトレジストの層厚を１．５μｍと
した場合を例にして説明した。しかし、約０．１μｍ〜
５μｍの範囲内の層厚であれば、層厚に応じて露光量お
よび／または現像時間等を適切に調整することにより、
本実施の形態１と同様の効果を得ることが可能である。

【００８４】さらに、本実施の形態１に於いては、フォ
トレジストとしてポジ型の感光性樹脂からなるものを挙
げて説明したが、本発明はネガ型の感光性樹脂を用いる
こともできる。また、ポジ型のフォトレジストとして
は、ＯＦＰＲ５０００（商品名、東京応化工業（株）
製）の他に、例えばＰＣ４０３（ＪＳＲ（株）製）など
を用いても、一度の露光で階段形状を有するレジストパ
ターンを同様に形成することができる。

【００８５】（実施の形態２）本発明の他の実施の形態
について以下に説明する。尚、前記実施の形態１に於い
て述べたのと同様の構成要素については、同一の符号を
付して詳細な説明を省略する。

【００８６】本実施の形態２に係るフォトマスクは、前
記実施の形態１に係るフォトマスクと比較して、透過さ
せる光の波長領域が相互に異なる透過波長選択領域を有
するマスクに替えて、光透過率が相互に異なる透過率制
御領域を有するマスクを備えた点が異なる。ここで、図
３はフォトリソグラフィ工程の説明する為の断面模式図
であって、同図（ａ）はフォトマスクを介してフォトレ
ジストに露光する様子を示し、同図（ｂ）は現像後のフ
ォトレジストの様子を示している。

【００８７】即ち、同図（ａ）に示すように、本実施の
形態２に係るフォトマスク３１は、ガラス基板２上に、
遮光部３および透過部３２が所定の形状に形成されてい
る光透過率調節型のマスク構成体である。

【００８８】前記透過部３２は、Ｃｒなどの金属膜と比
較して、膜厚に対する透過率の変化の割合が小さい材質
を使用している。具体的には、例えばＩＴＯなどを採用
している。また透過部３２は、互いに層厚の異なる第１
透過率制御領域３２ａと第２透過率制御領域３２ｂとか
ら構成されている。第１透過率制御領域３２ａと第２透
過率制御領域３２ｂとで層厚を異ならせているのは、両
者の光透過率を相互に異ならせる為である。これによ
り、第１透過率制御領域３２ａと第２透過率制御領域３
２ｂとに於いては、ｇ線（４２５ｎｍ）、ｈ線（４０６
ｎｍ）およびｉ線（３６５ｎｍ）に於ける透過率が互い
に異なる様に構成している。

【００８９】ここで、透過部３２に光透過率の異なる領
域を複数設ける手段として層厚の調整を用いるのは、例
えば従来の階調マスクに於いて、クロム膜の膜厚を調整
するのと同様である。しかし、本発明に係るマスクは、
以下の点で従来のクロム膜を用いた階調マスクとは明ら
かに異なり、かつ顕著な効果を奏する。図４は、薄膜に
於ける膜厚Ｄと光透過率Ｔ（％）との関係を示すグラフ
である。同図に於いて、曲線ａは、本実施の形態で使用
するＩＴＯからなる薄膜の場合を示している。曲線ｂ
は、従来の階調マスクに於いて使用するクロムからなる
単層クロム膜の場合を示している。同図から分かる様
に、単層クロム膜の場合、透過率をＴ₁〜Ｔ₂の範囲内と
するには、膜厚をｄ₁〜ｄ₂の極めて狭い範囲内で変化さ
せて制御する必要がある。よって、膜厚に僅かな誤差が
生じただけでも、透過率が大きく変化する為、所望の透
過率が得られにくい。これに対して、ＩＴＯからなる薄
膜の場合では、膜厚をＤ₁〜Ｄ₂の広い範囲内で変化させ
て透過率を制御することができ、膜厚に対する光の透過
率の依存性が小さい。よって、透過率の制御が容易で、
かつ精密に行うことができる。

【００９０】なお、遮光部３および透過部３２（第１透
過率制御領域３２ａおよび第２透過率制御領域３２ｂ）
の平面形状は特に限定されるものではなく、パターニン
グしたい形状に応じたパターン像を構成するものであれ
ばよい。

【００９１】上記構成のフォトマスク３１であると、フ
ォトレジストに於いて、第１透過率制御領域３２ａおよ
び第２透過率制御領域３２ｂに対応する領域毎に透過光
量を異ならせることが可能な為、２次元情報としてのマ
スクパターンを３次元情報に変換し、フォトレジストに
潜像として付与することができる。この結果、フォトレ
ジストに容易にレジスト段差のあるパターンを形成する
ことができる。

【００９２】上記構成のフォトマスク３１は、次の様に
して製造する。先ず、前記実施の形態１で説明したのと
同様の方法で、ガラス基板２上にクロム膜を形成する。
次に、クロム膜上にフォトレジストを所定の形状に選択
的に形成する。このフォトレジストをマスクとして、ク
ロム膜に電子ビームを照射し、さらにフォトレジスト膜
を除去する。これにより、所定の形状にパターニングさ
れた、所定の膜厚を有する遮光部３を形成する。

【００９３】次に、遮光部３を形成したガラス基板２上
に、従来公知の方法にてＩＴＯ膜を製膜する。さらに、
ＩＴＯ膜上にフォトレジストを形成する。このフォトレ
ジストにマスクを介して露光を行い、フォトレジストを
所定の形状に選択的に形成する。さらに、フォトレジス
トをマスクとして、ＩＴＯ膜に電子ビームを照射する。
このとき、第１透過率制御領域３２ａ又は第２透過率制
御領域３２ｂに相当する領域毎に膜厚が異なる様に行
う。続いて、フォトレジストを除去し、本実施の形態２
に係るフォトマスクを形成する。

【００９４】以上の様に、フォトマスク１に於ける第１
透過率制御領域３２ａおよび第２透過率制御領域３２ｂ
の光透過率が異なる様に構成しておくと、各々の領域は
相互に異なる光透過量でフォトレジストに照射すること
ができる。これにより、一度の露光で、フォトレジスト
に３次元情報を潜像として形成することでき、複数のフ
ォトマスクを用いて多段階的に行っていた従来の露光と
比較して、大幅に生産効率を向上させることができる。

【００９５】以上の様な構成を有するフォトマスク３１
を用いたフォトレジストのパターン形成方法は、次の通
りである。

【００９６】前記実施の形態１と同様にして、基板６上
に、ポジ型の感光性樹脂（商品名：ＯＦＰＲ５０００、
東京応化工業（株）製）を塗布し、フォトレジスト７を
形成する。次に、フォトマスク３１を介してフォトレジ
スト７に露光光８を露光する。続いて、露光後のフォト
レジスト７を現像する。これにより、第１透過率制御領
域３２ａに対応する部分では、元のフォトレジスト７よ
りも薄い層厚の薄膜領域１１が形成される。また、第２
透過率制御領域３２ｂに対応する部分では、感光性樹脂
が完全に除去され除去領域１２が形成される。この結
果、フォトレジスト７にレジスト段差１３を有するパタ
ーンを形成することができる（図３（ｂ）参照）。

【００９７】また、パターニング後のフォトレジスト７
は、従来の階調マスクを用いて形成したものに比較し
て、レジスト段差１３部分を含め表面が平滑で、各部の
層厚の均一性が高いものが得られた。

【００９８】なお、本実施の形態２に係るフォトマスク
に於いては、透過部３２の構成材料として、ＩＴＯ_xを
用いた場合を例にして説明したが、本発明はこれに何ら
限定されるものではない。ＩＴＯ_xの他に例えば、錫
（Ｓｎ）、クロム（Ｃｒ）、チタニウム（Ｔｉ）、アル
ミニウム（Ａｌ）、イットリウム（Ｙ）、ハフニウム
（Ｈｆ）などの金属、またはケイ素（Ｓｉ）などの非金
属と、酸素とが結合した金属酸化物および非金属酸化物
を用いることもできる。また、この際の酸化物として
は、金属または非金属原子１個あたりの酸素原子の構成
数がより小さい低級酸化物である方が望ましい。低級酸
化物の方が結晶性は良好であり、透明性に優れているか
らである。

【００９９】さらに本発明は、金属酸化物および非金属
酸化物に限定されるものではなく、例えばカルシウム
（Ｃａ）、ストロンチウム（Ｓｒ）などのアルカリ土類
金属の塩化物を採用することもできる。この場合、層厚
を適切に制御すれば、同様に実施可能である。

【０１００】また、本実施の形態２に係るパターン形成
方法に於いては、フォトレジストの層厚を１．５μｍと
した場合を例にして説明したが、０．１μｍから５μｍ
程度の層厚であれば、層厚に応じて、露光量および／ま
たは現像時間を適切に調整することにより、本実施の形
態２と同様の効果を得ることが可能である。

【０１０１】さらに、本実施の形態２に於いては、第１
透過率制御領域３２ａと第２透過率制御領域３２ｂとで
は同一の材質から構成されている場合について説明した
が、本発明はこれに限定されない。即ち、第１透過率制
御領域３２ａと、第２透過率制御領域３２ｂとで材質を
異ならせてもよい。

【０１０２】また、遮光部３が所定の金属膜からなり、
かつ第１透過率制御領域３２ａまたは第２透過率制御領
域３２ｂの何れか一方が遮光部３と同一の金属の酸化物
からなる場合、その層厚は遮光部３の層厚の１／２以
上、４／５以下であることが好ましい。例えば、遮光部
３の層厚を１４０００Å、第１透過率制御領域３２ａの
層厚を８０００Å、第２透過率制御領域３２ｂの層厚を
２０００Åとすれば、本実施の形態１と同様に実施可能
である。

【０１０３】（実施の形態３）本発明のさらに他の実施
の形態について以下に説明する。尚、前記実施の形態１
又は実施の形態２において述べたのと同様の構成要素に
ついては、同一の符号を付して詳細な説明を省略する。

【０１０４】本実施の形態３に係るフォトマスクは、光
の透過率が相互に異なる透過部間に補助遮光部を設ける
ことにより、レジスト段差のある部分についても層厚を
均一にしてパターニングを行うものである。ここで、図
５は、本実施の形態３に係るフォトマスクと比較する為
のフォトマスクを用いて、フォトリソグラフィ工程を行
った場合のフォトレジストのパターン形状を説明する為
の説明図であって、同図（ａ）は前記フォトマスクの構
成を示す断面図であり、同図（ｂ）は前記フォトマスク
を透過する光の透過光量と露光位置との関係を示すグラ
フであり、同図（ｃ）は前記フォトマスクを用いて露光
し、さらに現像した後のフォトレジストを示す断面図で
ある。また、図６は本実施の形態３に係るフォトマスク
を用いて、フォトリソグラフィ工程を行った場合のフォ
トレジストのパターン形状を説明する為の説明図であっ
て、同図（ａ）は前記フォトマスクの構成を示す断面図
であり、同図（ｂ）は前記フォトマスクを透過する光の
透過光量と露光位置との関係を示すグラフであり、同図
（ｃ）は前記フォトマスクを用いて露光し、さらに現像
した後のフォトレジストを示す断面図である。図７は、
本実施の形態３に係るフォトマスクの要部を示す平面図
である。

【０１０５】先ず、透過部が透過光量の異なる複数の領
域からなるフォトマスクを用いた場合のパターン形成に
ついて述べる。図５（ａ）に示すように、フォトマスク
４１は、ガラス基板２と、このガラス基板２上に設けら
れた遮光部３および透過部４２とからなる。さらに、透
過部４２は、露光光を実質的に全て透過させる第１透過
領域４２ａと、露光光を所定の透過率に減衰させて透過
させる第２透過領域４２ｂとからなる。

【０１０６】この様な構成のフォトマスク４１に於いて
は、遮光部３と第１透過領域４２ａとの境界、第１透過
領域４２ａと第２透過領域４２ｂとの境界、および第２
透過領域４２ｂと遮光部３との境界で回折光が生じる。
そして、これらの回折光同士が干渉し合う結果、露光位
置により局所的に透過光量の極端なピークが生じる。具
体的には、図５（ｂ）の透過光量分布を示すグラフの様
に、遮光部３と第１透過領域４２ａとの間、および第１
透過領域４２ａと第２透過領域４２ｂとの間で生じる回
折光同士が干渉し合い、透過光量が最大となるピークＰ
₁が生じる。また、第１透過領域４２ａと第２透過領域
４２ｂとの間、および第２透過領域４２ｂと遮光部３と
の間で生じる回折光同士が干渉し合い、ピークＰ₂が生
じる。従って、図５（ｃ）に示すように、基板６上に塗
布したフォトレジスト（感光性樹脂層）４３にフォトマ
スク４１を介して露光した後、現像すると、第２透過領
域４２ｂに対応する領域では、レジストホール４４が形
成される。これに対して、レジスト段差４５が形成され
る部分では、ピークＰ₂が現れる位置にピンホール４６
が発生する。

【０１０７】レジスト段差４５に於けるこの様な形状欠
陥は、透過光量の分布が生じた為に発生するものである
ので、本実施の形態３に於いては、主パターンの透過光
量分布の改良という観点から、前記したピンホール４６
の発生を防止したものである。

【０１０８】即ち、本実施の形態３に係るフォトマスク
４７に於いては、第１透過領域４２ａと第２透過領域４
２ｂとの間に、補助遮光部４８を設けた（図６
（ａ））。これにより、図６（ｂ）に示すように、第１
透過領域４２ａと第２透過領域４２ｂとの間、および第
２透過領域４２ｂと遮光部３との間で生じる回折光に離
散性を持たせ、回折光同士の干渉を抑制することができ
る。この結果、第２透過領域４２ｂに対応する露光領域
では透過光量の分布をフラットなピークＰ₃とすること
ができる。従って、図６（ｃ）に示すように、ピンホー
ルの無いレジスト段差４５の形成が可能となる。

【０１０９】なお、本実施の形態３に於いては、補助遮
光部４８の平面形状は、図７に示すように長方形状であ
る。ここで、補助遮光部４８の幅Ｗは、４μｍ以下であ
ることが好ましい。但し、この数値範囲は、露光装置の
解像限界が４μｍであることに起因する。従って、補助
遮光部４８の幅Ｗは、特に遮光部３および透過部４２の
パターンサイズには依存せず、一般には露光装置の解像
限界以下であることが好ましい。なお、補助遮光部４８
の長さＬは、本実施の形態に於いては、第１透過領域４
２ａおよび第２透過領域４２ｂに一致させている。

【０１１０】また、以上に述べたパターン形成方法は、
１５０ｍＪ／ｃｍ²の露光光を照射した場合に関する。
さらに、フォトレジスト４３としてはＯＦＰＲ５０００
を使用し、かつ層厚１．５μｍとしている。

【０１１１】前記補助遮光部４８は、前記実施の形態１
に於いて述べたフォトマスクの製造方法に於いて、クロ
ム膜２１上にフォトレジストを形成する際に、該補助遮
光部４８に対応した形状も同時にパターニングすれば、
形成可能である。

【０１１２】また、本実施の形態に係る補助遮光部４８
は、前記実施の形態１または実施の形態２に於いて述べ
たフォトマスクにも適用可能である。例えば、実施の形
態１に係るフォトマスクに於いては、各透過波長選択領
域で透過させる光の波長領域が異なるが、一部波長領域
が重複する部分も存在する。この様な場合、重複する波
長領域の回折光同士が干渉し合うことにより、露光位置
によっては局所的に透過光量の極端なピークが生じ、ピ
ンホールの発生原因となることもある。しかしながら、
本実施の形態の様に、各透過波長選択領域間で補助遮光
部４８を設ければ、波長領域が重複する回折光同士の干
渉を防止することができ、この結果段差部分での層厚を
均一にしてピンホールの発生を防ぐことができる。

【０１１３】（実施の形態４）本実施の形態４に於いて
は、パターン精密度を一層向上させて段差のあるパター
ニングを行うべく、前記実施の形態１に係るフォトマス
クに適したフォトレジストと組み合わせてパターン形成
を行った。図８は、本実施の形態４に係るフォトリソグ
ラフィ工程の説明する為の断面模式図であって、同図
（ａ）はフォトマスクを介してフォトレジストに露光す
る様子を示し、同図（ｂ）は現像後のフォトレジストの
様子を示している。

【０１１４】即ち、本実施の形態に係るパターン形成方
法は、前記各実施の形態と比較して、単層レジスト構造
のフォトレジストに替えて、基板６上に第１フォトレジ
スト（以下、表層と称する）５１および第２フォトレジ
スト（以下、下層と称する）５２を順に設けた多層レジ
スト構造体を採用した点が相違する（図８参照）。

【０１１５】各レジスト層は、フォトマスク１に於ける
第１透過波長選択領域４ａまたは第２透過波長選択領域
４ｂが透過させる光の波長領域にそれぞれ対応した感度
を示す感光性材料からなり、両者は感度を示す波長領域
が相互に異なっている。即ち、両者が感度を示す波長領
域のうち一部は重複していてもよいが、お互いが感度を
示さない波長領域を相互に持っている関係にある。これ
により、単層レジスト構造である場合のフォトレジスト
の性能を補って、パターンの断面形状の精密度をさらに
向上させることが可能となる。

【０１１６】より具体的に述べると、表層５１はｇ線、
ｈ線およびｉ線に感度を示す感光性樹脂からなり、第２
透過波長選択領域４ｂを透過した光に対して光化学反応
を起こす。また、下層５２はｉ線に感度を示す感光性樹
脂からなり、第１透過波長選択領域４ａを透過した光に
対して光化学反応を起こす。なお、表層５１および下層
５２の層厚は各々約１．０μｍとしているが、本発明は
これに何ら限定されるものではない。

【０１１７】前記した構成を有する多層レジスト構造体
に対して、２００ｍＪ／ｃｍ²の露光光５３をフォトマ
スク１を介して露光する。露光光５３はｇ線、ｈ線およ
びｉ線を含む波長領域を有している光である。

【０１１８】前記露光により、第１透過波長選択領域４
ａを透過した第１透過光５４は、ｉ線および３００ｎｍ
以下の短波長領域の光であるので、表層５１のみが光化
学反応を起こし可溶化される。その一方、第２透過波長
選択領域４ｂを透過した第２透過光５５は、ｇ線、ｈ線
およびｉ線であるので、表層５１および下層５２の両方
が光化学反応を起こし可溶化される。

【０１１９】この為、露光後の湿式法による現像では、
現像液によるエッチング反応が、第１透過波長選択領域
４ａに対応する領域では表層５１の部分にとどまるのに
対して、第２透過波長選択領域４ｂに対応する領域では
下層５２にでも起こり、表層５１および下層５２の両方
が除去される。この結果、第１透過波長選択領域４ａに
対応する領域にはレジスト段差５６が形成される一方、
第２透過波長選択領域４ｂに対応する領域にはレジスト
ホール５７が形成される。

【０１２０】以上のように、前記実施の形態１に係るフ
ォトマスクと、多層レジストとを組み合わせてパターン
形成を行えば、表面を均一にすると共にパターン精密度
を一層向上させて、レジスト段差を有するパターニング
することができる。

【０１２１】（実施の形態５）本実施の形態５に係るパ
ターン形成方法は、前記実施の形態４に於いて採用した
多層レジストに於いて、上層をフィルム状のドライレジ
ストに替えてパターニングを行った点が異なる。

【０１２２】ドライレジストを形成する為の形成用塗布
液には有機溶媒が含まれていないので、塗布液の塗布時
に感光性樹脂からなる下層を溶解させることがない。よ
って、上層の表面で凹凸が発生するのを防止することが
できる。この結果、レジスト表面が凹凸状となるのを防
止して表面がより一層均一となる様に、レジスト段差を
備えたパターンを形成することができる。

【０１２３】なお、ドライレジストは感光性樹脂を塗布
することなく、フィルム状の感光性樹脂を貼り付けるこ
とにより多層レジストを形成することができる。

【０１２４】（実施の形態６）本実施の形態６に係るパ
ターン形成方法は、前記実施の形態１に於いて採用した
単層レジストに替えて、感度を示す波長領域が相互に異
なる２種類の感光性樹脂からなるフォトレジストを用い
てパターニングを行った点が異なる。図９は、本実施の
形態６に係るフォトリソグラフィ工程の説明する為の断
面模式図であって、同図（ａ）はフォトマスクを介して
フォトレジストに露光する様子を示し、同図（ｂ）は現
像後のフォトレジストの様子を示している。

【０１２５】先ず、ｉ線およびディープＵＶに対して感
度を示す感光性樹脂Ａと、ｇ線、ｈ線およびｉ線に感度
を示す感光性樹脂Ｂとを所定の混合比で混合し、形成用
塗布液を調製した。この形成用塗布液をスピンコート法
により基板６上に塗布し、フォトレジスト６１を形成し
た（層厚１．５μｍ）。

【０１２６】次に、このフォトレジスト６１に、フォト
マスク１を介して露光を行った。このとき、露光装置
は、前記実施の形態１と同一のものを使用し、また露光
量は１５０ｍＪ／ｃｍ²とした。露光に際して、第２透
過波長選択領域４ｂを透過した第２透過光１０は、ｇ
線、ｈ線およびｉ線の波長領域を含んでいる。従って、
フォトレジスト６１に於ける第２透過波長選択領域４ｂ
に対応した領域６２では、完全に光分解され、全てを可
溶化することができた。この結果、現像液によって完全
に溶解することができ、レジストホール６４を形成する
ことができた。その一方、第１透過波長選択領域４ａを
透過した第１透過光９は、ｉ線および３００ｎｍ以下の
短波長領域の光である。従って、第１透過波長選択領域
４ａに対応した領域６３では、フォトレジスト６１を構
成する感光性樹脂中のｉ線およびディープＵＶに対して
光吸収性を示す光感応性基だけが光分解される。よっ
て、領域６２と比較して光分解したポリマーの割合が小
さく、現像液に溶解する溶解度が小さい。この結果、当
該領域６３では感光性樹脂を完全に溶解させずに残存さ
せることができた。即ち、レジスト段差６５を形成する
ことができた。

【０１２７】以上のように、多層レジストを用いたパタ
ーン形成方法であると、現像時間の長短により感度が変
化することがないので扱い易く、現像処理も容易に行う
ことができる。また、前記実施の形態１に係るフォトマ
スクと、多層レジストとを組み合わせてパターン形成を
行うことにより、表面を均一にすると共に、露光コント
ラストを一層向上させて、レジスト段差を有するパター
ニングすることができた。しかも、露光コントラストの
向上により、パターンの断面形状の一層の矩形化も可能
にできた。

【０１２８】なお、本実施の形態に於いては、感度を示
す波長領域が互いに異なる２種類の感光性樹脂からなる
フォトレジストを用いた場合について述べた。しかし、
本発明はこれに何ら限定されるものではない。即ち、さ
らに多段階に段差を設けたい場合には、例えば前記２種
類の感光性樹脂が感度を示す波長領域とは異なる波長領
域に感度を示す他の感光性樹脂を混合して用いてもよ
い。なお、各感光性樹脂の混合比は、露光装置の光源が
照射する光の波長領域など種々の露光条件や、段差の寸
法などに応じて適宜必要に応じて設定する必要がある。

【０１２９】（実施の形態７）本実施の形態７は、半導
体素子およびその製造方法に関するものである。但し、
以下に於いては、薄膜トランジスタを例にして説明する
が、本発明はこれに限定されるものではなく、薄膜ダイ
オードについても適用可能である。

【０１３０】従来の階調マスクなどを用いて半導体素子
を形成した場合には、半導体素子間で素子特性にバラツ
キが生じるという問題があった。この点につき検討した
ところ、本願発明者等は、半導体素子間で、半導体層の
チャネル領域に相当する部分の層厚が不均一になってい
る点が影響していることを新たに見出した。

【０１３１】例えば、階調マスクを用いた場合には、次
に述べる理由により、半導体層のチャネル領域に相当す
る部分の表面が不均一となる。即ち、階調マスクは、ク
ロム膜の層厚を制御することにより光の透過率を調節し
て、段差のあるパターニングを行うものである。しか
し、クロム膜の層厚と光の透過率との関係は、層厚をわ
ずかに変化させただけでも光の透過率が大幅に変化する
ので、所望の透過率となる様に、厳密に制御するのは困
難である。この結果、透過光量にバラツキが発生し、他
の半導体素子に於ける半導体層と層厚が異なる等、素子
間で層厚にバラツキが発生する。

【０１３２】また、露光装置の解像限界以下のマスクパ
ターンが設けられたマスクの場合、解像限界以下のマス
クパターンを均一に形成するのが困難なことから、やは
り透過光量にバラツキが生じ、これにより半導体素子間
で層厚にバラツキが発生する。

【０１３３】この様な問題に対して、次に述べる本実施
の形態７に係る半導体素子の製造方法であると、素子特
性のバラツキを抑制することができる。図１０は、半導
体素子の製造方法を概略的に示す断面模式図である。

【０１３４】先ず、基板６上に、従来の方法を用いて所
定の形状にパターニングされたゲート電極７１を形成
し、さらに窒化ケイ素ＳｉＮ_xからなるゲート絶縁膜７
２、ｎ⁺Ｓｉ／ａ−Ｓｉからなる半導体層７３、アルミ
ニウムを主とするソース・ドレイン金属層７４をこの順
に多層連続成膜した。続いて、ソース・ドレイン金属層
７４上にＯＦＰＲ５０００（商品名、東京応化工業
（株）製）を塗布することにより、フォトレジスト７５
を形成した（図１０（ａ）参照）。

【０１３５】次に、フォトレジスト７５をパターニング
する為のフォトマスク７０を作製した。即ち、ガラス基
板２上に、前記実施の形態１で述べたのと同様の方法に
て単層クロム膜を成膜した後、この単層クロム膜をパタ
ーニングして遮光部７６を形成した。

【０１３６】続いて、前記実施の形態１と同様にして、
ＩＴＯ膜を成膜した後、このＩＴＯ膜をパターニングし
て第１透過波長選択領域７７を形成した。また、第２透
過波長選択領域７８は、遮光部７６および第１透過波長
選択領域７７を除いたスペース部からなる。これによ
り、ガラス基板２上に、形成したい素子形状に対応した
マスクパターンを有するフォトマスク７０を作製した。

【０１３７】次に、同図（ａ）に示すように、フォトレ
ジスト７５をパターニングする為、フォトマスク７０を
介して露光を行った。露光装置は、前記実施の形態１に
於いて説明したのと同一の装置を使用し、かつ露光光の
露光量は１００ｍＪ／ｃｍ²とした。

【０１３８】続いて、Ｐｕｄｄｌｅ法により現像処理を
行った。即ち、低速回転する基板６上に現像液を吐出さ
せ、その後基板６を静止・放置した。現像液としては、
ＴＭＡＨ（テトラメチルアンモニウムハイドロオキサイ
ド）を２．３８ｗｔ％含む水溶液を用いた。また、基板
６上に現像液を静止・放置する時間は１２０秒間とし
た。この結果、遮光部７６に対応する領域ではフォトレ
ジスト７５の一部が残存し、素子形状に対応したパター
ン形状を有するレジストマスク７９を形成できた（図１
０（ｂ））。また、第１透過波長選択領域７７に対応す
る領域では、フォトレジスト７５の上層部分だけが除去
されて一部が残存し、凹部８０が形成された。さらに、
第２透過波長選択領域７８に対応する領域ではフォトレ
ジスト７５は完全に除去され、ソース・ドレイン金属層
７４が表出した。

【０１３９】次に、レジストマスク７９をマスクとして
ドライエッチングを行い、レジストマスク７９で覆われ
ている領域以外はゲート絶縁膜７２を表出させた（図１
０（ｃ））。このとき、レジストマスク７９に於ける凹
部８０と、ソース・ドレイン金属層７４とを完全に除去
し、さらに半導体層７３の一部も除去した。この結果、
半導体層７３に於けるチャネル領域に対応する部分８１
を表面に表出させることができた。

【０１４０】続いて、剥離液を用いてレジストマスク７
９を剥離し、これによりチャネルエッチ型の半導体素子
８２を得ることができた（図１０（ｄ））。

【０１４１】以上の様に、本実施の形態７に係る半導体
素子の製造方法であると、従来の通常のマスクを用いて
行う場合と比較して、１回の露光および現像処理により
チャネルエッチ型の半導体素子を得ることができ、従来
よりも生産性を向上させることができる。また、本実施
の形態に於いては、ＩＴＯ膜を用いることにより、特定
の波長領域の光を遮断または減衰させて光の照射エネル
ギーを調節し、段差のあるパターンを形成する。従っ
て、階調マスクなどの様に、バラツキを生じさせること
なく素子形成が可能となる。この結果、半導体素子間で
の素子特性のバラツキも抑制し、歩留まりの低下を抑制
して半導体素子を作製することもできる。

【０１４２】また、半導体素子がガラス基板上に複数形
成されてなるアクティブマトリクス基板を作製し、さら
にこのアクティブマトリクス基板を備えた液晶パネルを
作製した。続いて、この液晶パネルに、半導体素子を駆
動させる為の外部回路を装着し、液晶表示装置を作製し
た。この液晶表示装置について画像を表示させたとこ
ろ、色再現性が面内で不均一とならず良好な表示特性を
示すことが確認された。

【０１４３】尚、本実施の形態に於いては、前記実施の
形態１に係るフォトマスクを用いた例を説明したが、本
発明はこれに何ら限定されるものではない。即ち、前記
実施の形態２および実施の形態３に係る各種のフォトマ
スクと、前記実施の形態４〜実施の形態７に係るフォト
レジストとを組み合わせることによっても同様に実施可
能である。

【０１４４】（実施の形態８）本実施の形態８は、反射
板およびその製造方法、並びに反射板を備えた液晶表示
装置およびその製造方法に関するものである。図１１
は、反射板の製造方法を説明する為の断面模式図であ
る。図１２は、本実施の形態に於いて使用するフォトマ
スクを示す平面図である。

【０１４５】先ず、図１１（ａ）に示すように、基板９
５上にＰＣ４０３（商品名、ＪＳＲ（株）製）を塗布
し、感光性樹脂層９６を形成した（層厚１．５μｍ）。
なお、基板９５上には、例えばＴＦＴ等（図示しない）
や、ソース・ドレイン金属線９７が形成されている。

【０１４６】次に、感光性樹脂層９６に対してフォトマ
スク９１を用いて露光を行う。フォトマスク９１は、前
記実施の形態１で説明したフォトマスクとマスクパター
ンが異なる以外は、基本的には同一の機能を発揮するマ
スク構成体である。具体的には、同図（ａ）および図１
２に示すように、ガラス基板２上に遮光部９２と、第１
透過波長選択領域９３ａおよび第２透過波長選択領域９
３ｂを有する透過部９３とが設けられてなる。

【０１４７】遮光部９２は、単層クロム膜からなる。第
１透過波長選択領域９３ａは、ｉ線およびディープＵＶ
を透過させるＩＴＯ_xからなり、径が７μｍの円形状で
ある。この第１透過波長選択領域９３ａは、光を反射・
散乱させる為に感光性樹脂層の表層部を凹凸状とすべく
設けられたものである。また、第２透過波長選択領域９
３ｂは、ｇ線、ｈ線およびｉ線を透過させるスペース部
からなり、縦（ｌ）１２μｍ、横（ｗ）１０μｍの長方
形である。この第２透過波長選択領域９３ｂは、ソース
・ドレイン金属線９７と、感光性樹脂層９６上に設ける
金属層とを電気的に接続する為のコンタクトホールを形
成すべく設けられたものである。

【０１４８】この様な構成を有するフォトマスク９１を
介して、前記実施の形態１で用いたのと同一の露光装置
で、感光性樹脂層９６に露光を行った。露光量は１５０
ｍＪ／ｃｍ²とした。

【０１４９】次に、Ｐｕｄｄｌｅ法により、基板９５上
に現像液を所定時間静止・放置し現像処理を行った。現
像液としては、ＴＭＡＨを０．４ｗｔ％含む水溶液を用
いた。この結果、ソース・ドレイン金属線９７上には、
少なくともソース・ドレイン金属線９７の一部を表出さ
せるコンタクトホール９８を形成することができた（図
１１（ｂ））。また、その他の領域には、複数の凹凸部
９９…を形成することができた。

【０１５０】続いて、基板９５をホットプレート上で１
５０℃、５分間加熱した。これにより、凹凸部９９の角
を熱で溶融させて曲面状とし、図１１（ｃ）に示すよう
に、表層部が滑らかで連続した凹凸形状の感光性樹脂層
１０１を得ることができた。さらに、この感光性樹脂層
１０１上に、アルミニウム（Ａｌ）からなる金属膜（図
示しない）を形成することにより、本実施の形態８に係
る反射板を得た。なお、金属膜は銀-銅-パラジウム合金
などの反射率の高い金属であっても形成できる。

【０１５１】この様にして得られた反射板について反射
特性を調べたところ、従来の階調マスクなどを用いて作
製した反射板と比較して、バラツキが低減され、均一に
光を反射させることが確認された。

【０１５２】さらに、前記反射板と、これに対向する対
向基板とを貼り合わせて空セルを作製し、この空セル内
に液晶を注入して液晶パネルを作製した。続いて、液晶
パネルに外部回路等を装着し、液晶表示装置を作製し
た。この液晶表示装置について画像を表示させたとこ
ろ、色再現性が面内で不均一とならず良好な表示品位を
示すことが確認された。

【０１５３】以上の様に、本実施の形態に係る製造方法
であると、コンタクトホールと、感光性樹脂層の表層部
の凹凸とを一括して形成できるので、フォトリソグラフ
ィ工程の工程数を減らせる。即ち、従来より用いられて
きた通常のフォトマスクであれば、コンタクトホールの
形成に１工程、凹凸部の形成に２工程、併せて計３工程
のフォトリソグラフィ工程が必要であったが、本実施の
形態に係る製造方法であると、フォトリソグラフィ工程
は１回だけでよい。従って、タクト向上により生産コス
トの抑制が実現できる。ここで、本実施の形態のよう
に、基板９５に達する様な凹部を形成しないのは、その
様な孔を形成した場合、凹凸部が先細りのシャープな形
状となって反射特性が低下する為である。

【０１５４】また、高輝度の反射特性を実現するには、
その表面を凹凸状にして入射光を反射・散乱させればよ
いが、表面の凹凸の大きさが不均一であると、面内での
反射特性にバラツキが生じ、歩留まり低下の大きな原因
となる。

【０１５５】この様な反射特性のバラツキは、従来の階
調マスクなどを用いて感光性樹脂層の表層部を凹凸状に
した場合に特に生じていたが、本実施の形態８に係る製
造方法であると、大きさおよび形状が均一な凹凸状とす
ることができる。この結果、反射特性の面内でのバラツ
キを抑制することができ、歩留まりの向上を図ることが
できる。

【０１５６】尚、本実施の形態に於いては、前記実施の
形態１に係るフォトマスクを用いた例を説明したが、本
発明はこれに何ら限定されるものではない。即ち、実施
の形態１〜実施の形態３に係る各種のフォトマスクと、
実施の形態４〜実施の形態７に係るフォトレジストとを
組み合わせることによっても同様に実施可能である。

【０１５７】（実施の形態９）本実施の形態９は、半透
過型の反射板およびその製造方法、並びに半透過型の反
射板を備えた液晶表示装置およびその製造方法に関する
ものである。図１３は、半透過型の反射板の製造方法を
説明する為の断面模式図である。図１４は、本実施の形
態に於いて使用するフォトマスクを示す平面図である。

【０１５８】先ず、図１３（ａ）に示すように、透明性
を有する基板１１４上にＰＣ４０３（商品名、ＪＳＲ
（株）製）を塗布し、感光性樹脂層１１５を形成した
（層厚３．５μｍ）。なお、基板１１４上には、例えば
ＴＦＴ等（図示しない）が形成されている。

【０１５９】次に、感光性樹脂層１１５に対してフォト
マスク１１１を用いて露光を行った。フォトマスク１１
１は、前記実施の形態１で説明したフォトマスクとマス
クパターンが異なる以外は、基本的には同一の機能を発
揮するマスク構成である。具体的には、同図（ａ）およ
び図１４に示すように、ガラス基板２上に遮光部１１２
と、第１透過波長選択領域１１３ａおよび第２透過波長
選択領域１１３ｂを有する透過部１１３とが設けられて
なる。

【０１６０】遮光部１１２は、単層クロム膜からなる。
第１透過波長選択領域１１３ａは、ｉ線およびディープ
ＵＶを透過させるＩＴＯ_x膜からなり、径が７μｍの円
形状である。この第１透過波長選択領域１１３ａは、光
を反射・散乱させる為に感光性樹脂層の表層部を凹凸状
とすべく設けられたものである。また、第２透過波長選
択領域１１３ｂは、ｇ線、ｈ線およびｉ線を透過させる
スペース部からなり、２０μｍ×２０μｍの正方形であ
る。この第２透過波長選択領域１１３ｂは、反射板に一
部の光を透過させる為の透過ホールを形成すべく設けら
れたものである。

【０１６１】この様な構成を有するフォトマスク１１１
を介して、前記実施の形態１で用いたのと同一の露光装
置で、感光性樹脂層１１５に露光を行った。露光量は２
５０ｍＪ／ｃｍ²とした。

【０１６２】次に、Ｐｕｄｄｌｅ法により、基板１１４
上に現像液を所定時間静止・放置し現像処理を行った。
現像液としては、ＴＭＡＨを０．４ｗｔ％含む水溶液を
用いた。この結果、第２透過波長選択領域１１３ｂに対
応する領域には、基板１１４の一部を表出させるホール
１１７を形成することができた（図１３（ｂ））。ま
た、その他の領域には、所定の深さを有する複数の凹部
１１８…を形成することができた。

【０１６３】続いて、基板１１４をホットプレート上で
１５０℃、５分間加熱した。これにより、凹部…１１８
が設けられた領域の角を熱で溶融させて曲面状とし、光
を透過させる透過ホール１２０と、表層部が滑らかに連
続した凹凸状の凹凸部１２１とを備えた感光性樹脂層１
１９を得ることができた（図１３（ｃ））。透過ホール
１２０と凹凸部１２１の底部との層厚差は約１．７μｍ
であった。また、この感光性樹脂層１１９上に、アルミ
ニウム（Ａｌ）からなる金属膜（図示しない）を形成す
ることにより、本実施の形態９に係る半透過型の反射板
を得た。なお、金属膜は銀-銅-パラジウム合金などの反
射率の高い金属であっても形成できる。

【０１６４】さらに、この半透過型の反射板と、これに
対向する対向基板とを貼り合わせて空セルを作製し、こ
の空セル内に液晶を注入して液晶パネルを作製した。続
いて、液晶パネルに外部回路等を装着し、液晶表示装置
を作製した。この液晶表示装置について画像を表示させ
たところ、色再現性が面内で不均一とならず良好な表示
品位を示すことが確認された。

【０１６５】以上の様に、本実施の形態９に係る製造方
法であると、透過ホールと、感光性樹脂層の表層部の凹
凸を一括して形成するので、フォトリソグラフィ工程の
工程数を減らすことができる。即ち、従来より用いられ
てきた通常のフォトマスクであると、コンタクトホール
の形成に１工程、凹凸部の形成に２工程、併せて計３工
程のフォトリソグラフィ工程が必要であったが、本実施
の形態に係る製造方法であると、フォトリソグラフィ工
程は１度だけでよい。従って、タクト向上により生産コ
ストの抑制が実現できる。

【０１６６】また、高輝度の反射特性を実現するには、
その表面を凹凸状にして入射光を散乱光として反射させ
ればよいが、それぞれの大きさが不均一な凹凸状である
と、面内での反射特性にバラツキが生じ、歩留まり低下
の大きな原因となっていた。

【０１６７】この様な反射特性のバラツキは、従来の階
調マスクなどを用いて感光性樹脂層の表層部を凹凸状に
した場合に起こっていたが、本実施の形態に係る製造方
法であると、大きさが均一な凹凸状とすることができ
る。この結果、反射特性の面内でのバラツキを抑制する
ことができ、歩留まりの向上を図ることができる。

【０１６８】尚、本実施の形態に於いては、前記実施の
形態１に係るフォトマスクを用いた例を説明したが、本
発明はこれに何ら限定されるものではない。即ち、実施
の形態１〜実施の形態３に係る各種のフォトマスクと、
実施の形態４〜実施の形態７に係るフォトレジストとを
組み合わせることによっても同様に実施可能である。

【０１６９】（その他の事項）前記各実施の形態に於い
ては、転写プロセスにおけるパターン形成の例として、
フォトマスク、およびそれを用いたフォトリソグラフィ
方法を挙げて説明したが、本発明はこれに何ら限定され
るものではない。即ち、マスクパターン情報を基板上に
転写する伝達媒体に応じて、可視光を用いたフォトリソ
グラフィ、Ｘ線リソグラフィ、電子ビームリソグラフ
ィ、イオンビームリソグラフィにも適用可能である。

【０１７０】

【発明の効果】本発明は、以上のように説明した形態で
実施され、以下に述べる効果を奏する。即ち、本発明に
係るマスクによれば、断面視に於けるパターン精密度が
極めて良好で、露光コントラストの均一性に優れたもの
にできる。よって、本発明に係るマスクであると、複雑
な立体構造を有する素子も容易に形成することができ、
素子の微細化にも対応した製造用のマスクを提供でき
る。

【０１７１】また、本発明に係るパターン形成方法によ
れば、一回の露光で、感光性樹脂層に段差のあるパター
ン形成を行うことができ、製造工程数の低減が図れる。
加えて、各段差に於ける表面を均一にし、パターン精密
度の高いパターニングを行うことができるので、歩留ま
りの向上も図れる。

【０１７２】また、本発明に係るリソグラフィ方法によ
れば、極めて精密度の高いレジストマスクを形成できる
ので、任意の薄膜に対しても精度よくパターニングする
ことができる。これにより、複雑な立体構造の素子も、
歩留まりを向上させて形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係るフォトリソグラフ
ィ工程の説明する為の断面模式図であって、同図（ａ）
はフォトマスクを介してフォトレジストに露光する様子
を示し、同図（ｂ）は現像後のフォトレジストの様子を
示している。

【図２】前記実施の形態１に係るフォトマスクの製造方
法を説明する為の説明図である。

【図３】本発明の実施の形態２に係るフォトリソグラフ
ィ工程の説明する為の断面模式図であって、同図（ａ）
はフォトマスクを介してフォトレジストに露光する様子
を示し、同図（ｂ）は現像後のフォトレジストの様子を
示している。

【図４】前記実施の形態２に於いて、薄膜に於ける膜厚
Ｄと光透過率Ｔ（％）との関係を示すグラフである。

【図５】本発明の実施の形態３に係るフォトマスクと比
較する為のフォトマスクを用いて、フォトリソグラフィ
工程を行った場合のフォトレジストのパターン形状を説
明する為の説明図であって、同図（ａ）は前記フォトマ
スクの構成を示す断面図であり、同図（ｂ）は前記フォ
トマスクを透過する光の透過光量と露光位置との関係を
示すグラフであり、同図（ｃ）は前記フォトマスクを用
いて露光し、さらに現像した後のフォトレジストを示す
断面図である。

【図６】本発明の実施の形態３に係るフォトマスクを用
いて、フォトリソグラフィ工程を行った場合のフォトレ
ジストのパターン形状を説明する為の説明図であって、
同図（ａ）は前記フォトマスクの構成を示す断面図であ
り、同図（ｂ）は前記フォトマスクを透過する光の透過
光量と露光位置との関係を示すグラフであり、同図
（ｃ）は前記フォトマスクを用いて露光し、さらに現像
した後のフォトレジストを示す断面図である。

【図７】本発明の実施の形態３に係るフォトマスクの要
部を示す平面図である。

【図８】本発明の実施の形態４に係るフォトリソグラフ
ィ工程の説明する為の断面模式図であって、同図（ａ）
はフォトマスクを介してフォトレジストに露光する様子
を示し、同図（ｂ）は現像後のフォトレジストの様子を
示している。

【図９】本発明の実施の形態６に係るフォトリソグラフ
ィ工程の説明する為の断面模式図であって、同図（ａ）
はフォトマスクを介してフォトレジストに露光する様子
を示し、同図（ｂ）は現像後のフォトレジストの様子を
示している。

【図１０】本発明の実施の形態７に係る半導体素子の製
造方法を概略的に示す断面模式図である。

【図１１】本発明の実施の形態８に係る反射板の製造方
法を説明する為の断面模式図である。

【図１２】前記実施の形態８に係る反射板の製造方法に
於いて使用するフォトマスクを示す平面図である。

【図１３】本発明の実施の形態９に係る半透過型の反射
板の製造方法を説明する為の断面模式図である。

【図１４】前記実施の形態９に係る半透過型の反射板の
製造方法に於いて使用するフォトマスクを示す平面図で
ある。

【符号の説明】

１フォトマスク（マスク）２ガラス基板（支持体）３遮光部４透過部４ａ第１透過波長選択領域４ａ第２透過波長選択領域６、９５、１１４基板７、２３、４３、６１、７５フォトレジスト８露光光９第１透過光１０第２透過光１１、１３薄膜領域１２、１４除去領域２１クロム膜２２ＩＴＯ膜３１フォトマスク（マスク）３２透過部３２ａ第１透過率制御領域３２ｂ第２透過率制御領域４１フォトマスク（マスク）４２透過部４２ａ第１透過領域４２ｂ第２透過領域４４、５７、６４レジストホール４５、５６、６５レジスト段差４６ピンホール４７フォトマスク（マスク）４８補助遮光部５１表層５２下層５３露光光５４第１透過光５５第２透過光７０フォトマスク（マスク）７１ゲート電極７２ゲート絶縁膜７３半導体層７４、９７ソース・ドレイン金属層７６遮光部７７第１透過波長選択領域７８第２透過波長選択領域７９レジストマスク８０凹部８２半導体素子９１フォトマスク（マスク）９２遮光部９３透過部９３ａ第１透過波長選択領域９３ｂ第２透過波長選択領域９６、１０１、１１５、１１９感光性樹脂層９８コンタクトホール９９凹部１１１フォトマスク（マスク）１１２遮光部１１３透過部１１３ａ第１透過波長選択領域１１３ｂ第２透過波長選択領域１１７ホール１１８凹部１２０透過ホール１２１凹凸部Ｐ₁〜Ｐ₃ ピーク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０１Ｌ 21/30 ５７３Ｆターム(参考） 2H025 AA00 AB14 AB16 AC01 AD01 DA13 EA08 2H095 BA01 BB35 BC05 5F046 AA25 CB17 LA18 LA19 NA19

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板上に積層された少なくとも１層の感
光性樹脂層に露光して、該感光性樹脂層に潜像を形成す
る為に用いられるマスクであって、前記マスクは、透明性を有する支持体と、該支持体上に
設けられた、不透明な遮光部および透過部とから構成さ
れ、前記透過部は、透過する光の波長領域が相互に異なる複
数の透過波長選択領域を有することを特徴とするマス
ク。
【請求項２】請求項１に記載のマスクであって、前記
複数の透過波長選択領域のうち少なくとも一方は、前記
遮光部と異なる材質からなることを特徴とするマスク。
【請求項３】基板上に設けられた感光性樹脂層に露光
して、該感光性樹脂層に潜像を形成する為に用いられる
マスクであって、前記マスクは、透明性を有する支持体と、該支持体上に
設けられた、不透明な遮光部および透過部とから構成さ
れ、前記透過部は、前記感光性樹脂層が感度を示す波長領域
を含む光を実質的に透過させるものであり、かつ光の透
過率が相互に異なる複数の透過率制御領域を有すること
を特徴とするマスク。
【請求項４】請求項３に記載のマスクであって、前記
複数の透過率制御領域のうち少なくとも一方は、前記遮
光部と異なる材質からなり、かつ厚みに対する透過率の
変化の割合が、前記遮光部と比較して小さい材質からな
ることを特徴とするマスク。
【請求項５】請求項４に記載のマスクであって、前記
複数の透過率制御領域は、光の透過率が所定の値となる
様にそれぞれ厚みを異ならせていることを特徴とするマ
スク。
【請求項６】請求項３〜請求項５のうち何れか１項に
記載のマスクであって、前記透過部は、前記遮光部が所
定の金属膜からなる場合に、当該金属膜を構成する金属
の酸化物からなり、さらに、前記透過部の層厚が、遮光部の層厚の１／２以
上、４／５以下の範囲内であることを特徴とするマス
ク。
【請求項７】請求項６に記載のマスクであって、前記
金属膜はクロムからなることを特徴とするマスク。
【請求項８】請求項１〜請求項５の何れか１項に記載
のマスクであって、前記透過部は、無機酸化物を含み構
成されることを特徴とするマスク。
【請求項９】請求項８に記載のマスクであって、前記
無機酸化物がインジウム錫酸化物、インジウム酸化物、
錫酸化物、ケイ素酸化物、クロム酸化物、チタニウム酸
化物、アルミニウム酸化物、イットリウム酸化物および
ハフニウム酸化物からなる群より選ばれる少なくとも１
種の酸化物であることを特徴とするマスク。
【請求項１０】請求項８に記載のマスクであって、前
記無機酸化物が低級酸化物であることを特徴とするマス
ク。
【請求項１１】請求項１〜請求項５の何れか１項に記
載のマスクであって、前記透過部は、アルカリ土類金属
のハロゲン化物を含み構成されることを特徴とするマス
ク。
【請求項１２】請求項１〜請求項１１の何れか１項に
記載のマスクであって、前記複数の透過波長選択領域の
間には、補助遮光部が設けられていることを特徴とする
マスク。
【請求項１３】基板上に感光性樹脂層を形成し、前記請求項１〜請求項１２の何れか１項に記載のマスク
を介して、前記感光性樹脂層に露光することにより、所
定の形状の潜像を形成した後、前記露光後の感光性樹脂
層を現像することにより、該感光性樹脂層に段差のある
パターンを形成することを特徴とするパターン形成方
法。
【請求項１４】基板上に積層された複数の感光性樹脂
層に段差のあるパターニングを行うパターン形成方法で
あって、透明性を有する支持体上に、不透明な遮光部と、透過さ
せる光の波長領域が相互に異なる複数の透過波長選択領
域を有する透過部とを設けたマスクを用意し、前記基板
上に、相互に異なる波長領域に対して感度を示す前記感
光性樹脂層を複数積層させて多層構造体を形成した後、前記マスクを介して前記多層構造体である複数の感光性
樹脂層に露光することにより、多層構造体の各領域毎に
表層または表層から所定の層まで潜像を形成し、さらに露光後の前記多層構造体を現像することにより、
少なくとも１つの段差のあるパターンを形成することを
特徴とするパターン形成方法。
【請求項１５】請求項１４に記載のパターン形成方法
であって、前記複数の感光性樹脂層のうち少なくとも１
層に、ドライフィルムレジスト層を形成することを特徴
とするパターン形成方法。
【請求項１６】基板上に設けられた感光性樹脂層に段
差のあるパターニングを行うパターン形成方法であっ
て、透明性を有する支持体上に、不透明な遮光部と、透過さ
せる光の波長領域が相互に異なる複数の透過波長選択領
域を有する透過部とを設けたマスクを用意し、前記基板上に、相互に異なる波長領域に対して感度を示
す少なくとも２種類の感光性樹脂を含む感光性樹脂層を
形成した後、前記マスクを介して前記感光性樹脂層に露光することに
より、感光性樹脂層の各領域毎に所定の深さ位置まで潜
像を形成し、さらに露光後の前記感光性樹脂層を現像することによ
り、段差のあるパターンを形成することを特徴とするパ
ターン形成方法。
【請求項１７】基板上に設けられた任意の薄膜を所定
の形状にパターニングするリソグラフィ方法であって、前記基板上に前記薄膜を介してレジスト層を形成し、前記請求項１〜請求項１２に記載のマスクを介して、前
記レジスト層に露光することにより、所定の形状の潜像
を形成した後、露光後の前記レジスト層を現像することにより、該レジ
スト層にレジスト段差のあるパターニングを行い、前記薄膜をエッチングし、現像後の前記レジスト層を剥離することを特徴とするリ
ソグラフィ方法。
【請求項１８】基板上に設けられた任意の薄膜を所定
の形状にパターニングするリソグラフィ方法であって、透明性を有する支持体上に、不透明な遮光部と、透過さ
せる光の波長領域が相互に異なる複数の透過波長選択領
域を有する透過部とを設けたマスクを用意し、前記基板上に、相互に異なる波長領域に対して感度を示
す前記レジスト層を複数積層させて多層構造体を形成し
た後、前記マスクを介して前記多層構造体である複数のレジス
ト層に露光することにより、多層構造体の各領域毎に表
層または表層から所定の層まで潜像を形成し、露光後の前記多層構造体を現像することにより、少なく
とも１つの段差のあるパターンを形成し、前記薄膜をエッチングすることにより、その薄膜に段差
のあるパターンを形成し、さらに前記レジスト層を剥離することを特徴とするリソ
グラフィ方法。
【請求項１９】請求項１８に記載のリソグラフィ方法
であって、前記複数のレジスト層のうち少なくとも１層
に、ドライフィルムレジスト層を形成することを特徴と
するリソグラフィ方法。
【請求項２０】基板上に設けられた任意の薄膜を所定
の形状にパターニングするリソグラフィ方法であって、透明性を有する支持体上に、不透明な遮光部と、透過さ
せる光の波長領域が相互に異なる複数の透過波長選択領
域を有する透過部とを設けたマスクを用意し、前記基板上に、相互に異なる波長領域に対して感度を示
す少なくとも２種類の感光性樹脂を含むレジスト層を形
成した後、前記マスクを介して前記レジスト層に露光することによ
り、レジスト層の各領域毎に所定の深さ位置まで潜像を
形成し、露光後の前記レジスト層を現像することにより、少なく
とも１つのレジスト段差のあるパターンを形成し、前記薄膜をエッチングすることにより、その薄膜に段差
のあるパターンを形成し、さらに前記レジスト層を剥離することを特徴とするリソ
グラフィ方法。
【請求項２１】請求項２０に記載のリソグラフィ方法
であって、前記レジスト層は、相互に異なる波長領域に
対して感度を示す２種類以上の感光性樹脂を所定の混合
比で混合したものであることを特徴とするリソグラフィ
方法。
【請求項２２】請求項１７〜請求項２１の何れか１項
に記載のリソグラフィ方法を用いて、前記基板上に半導
体素子を形成することを特徴とする半導体素子の製造方
法。
【請求項２３】請求項２２に記載の半導体素子の製造
方法により製造された半導体素子であって、前記半導体
素子の一部が、その断面形状に於いて階段状となってい
ることを特徴とする半導体素子。
【請求項２４】請求項２３に記載の半導体素子であっ
て、前記断面形状に於いて階段状となっている部分が、
２層以上の薄膜により構成されることを特徴とする半導
体素子。
【請求項２５】請求項２３又は請求項２４に記載の半
導体素子であって、薄膜トランジスタまたは薄膜ダイオ
ードであることを特徴とする半導体素子。
【請求項２６】請求項２３〜請求項２５の何れか１項
に記載の半導体素子を備えていることを特徴とする液晶
パネル。
【請求項２７】請求項１３〜請求項１７の何れか１項
に記載のパターン形成方法を用いて、前記感光性樹脂層
に段差のあるパターンを形成することにより、前記基板
上に複数の凹凸部を形成し、さらに前記凹凸部が設けられた基板上に、光反射膜を形
成することを特徴とする反射板の製造方法。
【請求項２８】請求項２７に記載の反射板の製造方法
により製造されたことを特徴とする反射板。
【請求項２９】請求項２７に記載の反射板の製造方法
により製造された半透過型の反射板であって、前記基板は透明性を有しており、前記光反射膜により光
を反射させる領域と、該光反射膜の設けられていない光
を透過させる領域とが設けられていることを特徴とする
反射板。
【請求項３０】請求項２８又は請求項２９に記載の反
射板を有することを特徴とする液晶パネル。
【請求項３１】請求項２６または請求項３０に記載の
液晶パネルと、該液晶パネルを駆動する為の駆動回路と
を有することを特徴とする液晶表示装置。