JP4385690B2 - 液晶表示素子製造用露光マスク及びその製造方法 - Google Patents
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また、ガラス基板大型化の動向から、液晶表示素子製造工程においてはセルギャップの均一性確保が最大の課題となり、また液晶注入工程短縮の必要性から、液晶滴下法が今後、主流になると考えられているが、こうした課題に対応するには柱状スペーサー付きカラーフィルターが必須とされている。更に、この柱状スペーサーに加え、液晶表示装置の広視野角化に対応するため、カラーフィルターに液晶配向機能突起が付与される傾向にある。
従って、カラー液晶表示素子の高速応答、大画面、広視野角化といった今後のトレンドに対応するためには、柱状スペーサー及び液晶配向機能突起を備えた高性能、低価格の液晶表示素子用カラーフィルターを提供する必要がある。
子製造用露光マスクの製造方法である。
図13は、液晶表示素子用カラーフィルターに形成された柱状スペーサー及び液晶配向機能突起の構造例を、図14は、本発明の露光マスクを用いて柱状スペーサー及び液晶配向機能突起を形成する状態の一例を、それぞれ示す。
このことから、本発明の露光用マスクを用いた一括露光により、1枚の露光マスクで高さと形状の異なるレジストパターンを同時に得ることができる。
本発明の露光マスクは、スペーサー及び液晶配向機能突起を有する液晶表示素子用カラーフィルターの製造に使用されるフォトマスクである。
図1(a)〜(c)に、液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランクの構成例を、図2(a)〜(c)に、本発明の露光マスクの構成例をそれぞれ示す。
請求項5に係る本発明の液晶表示素子製造用露光マスク100aの製造方法は、まず、石英基板等からなる透明基板11上に、キャリアガスとしてArガスを用いたガス圧0.25PaのAr、O2の混合ガス雰囲気にて、InとSnの合金ターゲットを用いた反応性スパッターにてITO膜からなる半透過膜Aを成膜する。図6に、ArとO2の総流量に対してO2流量を0%から4%まで変化させて成膜した時の半透過膜Aの分光透過率データを示す。図6で、波長380nmでの分光透過率は、T1:18.2%、T2:41.8%、T3:53.8%、T4:62.4%、T5:63.2%となり、番号が大きくなるほど、O2流量を高めて成膜した。一方、波長300nmでの透過率は全て5%以下を満足している。この結果から、T3以上でほぼ所望の分光透過率特性が得られ、0.6%以上のO2流量であれば良いことが分かる。波長300〜400nmにおける分光透過率カーブにおける勾配は大きい方が望ましい(液晶配向機能突起のパターニングには長波長域の光が選択的に作用することになる)ことから、酸化度の高い膜の方が良好である。
さらに、その上にCr膜等からなる遮光膜31を形成して、本発明の液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランクを得る。半透過膜Aと遮光膜31の膜厚はそれぞれ2500Å、1000Å程度であり、遮光膜31は金属Cr膜の上に酸化Cr膜を積層した2層構成が一般的である。
まず、石英基板等からなる透明基板11上に、キャリアガスとしてArガスを用いたガス圧0.25PaのAr、O2の混合ガス雰囲気にて、Tiターゲット及びWターゲットを用いた2元反応性スパッターにてTi及びWを含む半透過膜Bを成膜する。この際、半透過膜Bの膜組成の制御は、ArとO2混合ガス雰囲気におけるTi及びWターゲットそれぞれのスパッタレートを制御することにより行なう。ここで、Ti及びWの各ターゲットにおけるスパッタレートの制御は、各ターゲットへのDC印加パワーの調整により行なう。
まず、石英基板等からなる透明基板11上に、キャリアガスとしてArガスを用いたガス圧0.25PaのAr、O2の混合ガス雰囲気にて、Tiターゲット及びMoターゲットを用いた2元反応性スパッターにてTi及びMoを含む半透過膜Cを成膜する。この際、半透過膜Cの膜組成の制御は、Ar/O2混合ガス雰囲気におけるTi及びMoターゲットそれぞれのスパッタレートを制御することにより行なう。ここで、Ti及びMoの各ターゲットにおけるスパッタレートの制御は、各ターゲットへのDC印加パワーの調整により行なう。
図3(a)〜(g)に本発明の液晶表示素子製造用露光マスク100aを作成する製造方法の一例を示す。
まず、石英基板からなる透明基板11上に、キャリアガスとしてArガスを用い、O2の割合が総流量に対して0.6%のAr、O2の混合ガス雰囲気にて、InとSnの合金ターゲットを用いた反応性スパッターにてITO膜からなる膜厚2500Åの半透過膜Aを成膜し、さらにその上にCr及び酸化Cr膜からなる膜厚1000Åの遮光膜31を形成した液晶表示素子製造用露光マスク用ブランク10aを作製した(図3(a)参照)。
まず、DCマグネトロンスパッタ装置を用い、キャリアガスとしてArガスを用い、O2の割合が総流量に対して55%のAr、O2の混合ガス雰囲気にて、Ti及びWターゲットを用いた2元反応性スパッターにて石英基板からなる透明基板11上に、Ti及びW膜を含む膜厚1200Åの半透過膜Bを成膜し、さらにその上にCr及び酸化Cr膜からなる膜厚1000Åの遮光膜31を形成した液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランク10bを作製した(図4(a)参照)。ここで、半透過膜Bの膜組成の制御は、Ti及びMoターゲットそれぞれのスパッタレートを制御することにより行なった。ここでTi及びMoの各ターゲットにおけるスパッタレートの制御は、各ターゲットへのDC印加パワーの調整により行なった。図11は、総流量に対するO2流量が50%の雰囲気におけるTi及びWの成膜レートを成膜パワーの変数として調べたものであり、デュアルスパッタによるTi比率の調整は、TiとWの成膜レート値の比率をあわせることにより行なったが、このとき所望の成膜レート値を与える各ターゲットへ印加するパワーを図11より求めた。
Ti比率10at%では、Ti成膜パワーは400[W]でTi成膜レートは6.5[Å
/min]、W成膜パワーは135[W]でW成膜レートは55.8[Å/min]であった。
Ti比率22at%では、Ti成膜パワーは275[W]でTi成膜レートは5.9[Å
/min]、W成膜パワーは60[W]でW成膜レートは21.0[Å/min]であった。
Ti比率33at%では、Ti成膜パワーは400[W]でTi成膜レートは6.5[Å
/min]、W成膜パワーは35[W]でW成膜レートは11.5[Å/min]であった。
まず、石英基板からなる透明基板11上に、DCマグネトロンスパッタ装置を用い、キャリアガスとしてArガスを用い、Ar及びO2ガスの流量はそれぞれ10sccmとし、O2の割合が総流量に対して50%のAr、O2の混合ガス雰囲気にて、Ti及びMoターゲットを用いた2元反応性スパッターにてTi及びMo膜を含む膜厚1200Åの半透過膜Cを成膜し、さらにその上にCr及び酸化Cr膜からなる膜厚1000Åの遮光膜31を形成した液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランク10cを作製した(図5(a)参照)。
ここで、半透過膜Cの膜組成の制御は、Ti及びMoターゲットそれぞれのスパッタレートを制御することにより行なった。ここでTi及びMoの各ターゲットにおけるスパッタレートの制御は、各ターゲットへのDC印加パワーの調整により行なった。図12は、総流量に対するO2流量が50%の雰囲気におけるTi及びMoの成膜レートを成膜パワーの変数として調べたものであり、デュアルスパッタによるTi比率の調整は、TiとMoの成膜レート値の比率を合わせることにより行なったが、このとき所望の成膜レート値を与える各ターゲットへ印加するパワーを図12より求めた。デュアルスパッタによる成膜条件は、Ti成膜パワーは335W、Mo成膜パワーは35Wであった。
11……透明基板
31……遮光膜
31a……遮光パターン
41……レジストパターン
41a、41b、41b’……開口部
50……液晶表示素子用カラーフィルター
61……柱状スペーサー
71……液晶配向機能突起
P1、P2……マスクパターン
Claims (6)
- 透明基板上に紫外線透過率制御機能を有する半透過膜A、もしくは半透過膜B、もしくは半透過膜Cのいずれかと紫外線遮蔽効果を有する遮光膜とを有し、カラーフィルターにおける柱状スペーサー並びに液晶配向機能突起の一括形成に用いられる液晶表示素子製造用露光マスクにおいて、前記半透過膜A、半透過膜B、半透過膜Cの紫外光に対する透過率は、波長300nmで5%以下、波長380nmで45%以上であり、かつ、カラーフィルターにおける柱状スペーサーを露光するマスクパターンP1と、カラーフィルターにおける液晶配向機能突起を露光する前記半透過膜A、もしくは前記半透過膜B、もしくは前記半透過膜Cを有するマスクパターンP2とを具備することを特徴とする液晶表示素子製造用露光マスク。
- 前記半透過膜Aは酸化インジウムと酸化錫の化合物膜からなるITO膜からなり、酸化錫をg原子数比で10%以下含有していることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子製造用露光マスク。
- 前記半透過膜BはTi、Wを含む化合物薄膜からなり、Tiをg原子数比で33%以上含有していることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子製造用露光マスク。
- 前記半透過膜CはTi、Moを含む化合物薄膜からなり、Tiをg原子数比で60%以上含有していることを特徴とする請求項1に記載の液晶表示素子製造用露光マスク。
- 請求項1または2に記載の液晶表示素子製造用露光マスクの前記半透過膜Aをキャリアガスと酸素ガスを反応装置内に導入してスパッター成膜する際、反応装置内のキャリアガスと酸素ガスの総流量に対して酸素ガス流量の割合が0.6%以上の混合ガス雰囲気で半透過膜Aを成膜することを特徴とする液晶表示素子製造用露光マスクの製造方法。
- 請求項1、3、4のいずれか1項に記載の液晶表示素子製造用露光マスクの前記半透過膜B、もしくは半透過膜Cをキャリアガスと酸素ガスを反応装置内に導入してスパッター成膜する際、反応装置内のキャリアガスと酸素ガスの総流量に対して酸素ガス流量の割合が50%以上の混合ガス雰囲気で半透過膜B、もしくは半透過膜Cを成膜することを特徴とする液晶表示素子製造用露光マスクの製造方法。
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