JP4617650B2

JP4617650B2 - 多面取り用フォトマスク、電気光学装置の製造方法

Info

Publication number: JP4617650B2
Application number: JP2003335534A
Authority: JP
Inventors: 智孝山片
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2003-09-26
Filing date: 2003-09-26
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2023-09-26
Also published as: JP2005099618A

Description

本発明は、多面取りフォトマスク、電気光学装置の製造方法、およびその製造方法で製造された電気光学装置を搭載した電子機器に関し、詳細には、多面取り基板でパターンの開口寸法を同一とすることが可能な多面取りフォトマスク、電気光学装置の製造方法、およびその製造方法で製造された電気光学装置を搭載した電子機器に関する。

従来、小型表示パネルを製造する場合、小型表示パネル用基板を大型の基板から多面取りすることにより製造効率を高めている（例えば、特許文献１参照）。大型の基板を用いた場合、光リソグラフィ技術を用いた製造工程では、複数の同一のパターンが形成された多面取りフォトマスクが使用される。リソグラフィ技術を用いた製造工程では、パターンが描かれたフォトマスクを露光装置を介して照明し、その透過光を基板上に結像させる。基板上に塗布されているレジストは、フォトマスク上のパターンの像に対応して感光し、現像工程を経てレジストパターン（レジストマスク）となる。

特開平１１−２８７９８４号公報

しかしながら、多面取りフォトマスクは大型であるため、多面取りフォトマスクで多面取り基板に一括露光を行った場合には、多面取り基板上では、多面取りフォトマスクを通過した光の面内分布は不均一となる場合がある。このため、多面取り基板に形成したパターンの開口寸法が、中心部と外周部とでは異なってしまうという問題がある。また、近時、表示パネルは細密化が進んでおり、パターンの精度向上が強く要求されている。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであり、多面取り基板でパターンの開口寸法を同一とすることが可能な多面取りフォトマスク、多面取りフォトマスクを使用して製造された電気光学装置、および電気光学装置を搭載した電子機器を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明は、複数のマスク領域を備えた多面取り用フォトマスクにおいて、前記マスク領域の各々には、光が通過する複数の開口部が形成され、前記マスク領域の各々は、前記多面取り用フォトマスクの中心部から同心円状に配置される第１〜第５の領域に設けられ、前記第１〜第５の領域のうち同一領域における前記マスク領域は、前記開口部が同じ大きさであり、前記開口部は、前記第１の領域から前記第５の領域の順に大きくなっていることを特徴とする。これにより、多面取り用フォトマスクで、多面取り基板に一括露光を行なった場合に、光の面内分布を多面取り基板の中心部と外周部とで同一とすることができ、各パターンの開口寸法を同一とすることができる。この結果、多面取り基板でパターンの開口寸法を同一とすることが可能な多面取り用フォトマスクを提供することができる。

また、本発明の好ましい態様によれば、本発明である多面取り用フォトマスクを使用して、電気光学装置用基板に、パターン形成することが望ましい。これにより、電気光学装置用基板の開口部の寸法を同一とすることができる。

また、本発明に関連する好ましい態様によれば、電子機器に、本発明の電気光学装置の製造方法で製造された電気光学装置を搭載することが望ましい。これにより、電子機器に搭載する電気光学装置用基板の開口部の寸法を同一とすることができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この実施例によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施例における構成要素には、当業者が容易に想定できるものまたは実質的に同一のものが含まれる。なお、以下の実施例においては、多面取りフォトマスクとして電気光学装置である液晶表示装置の遮光膜もしくはブラックマトリクス（ＢＭ）形成用のフォトマスクを例示して説明するが、本発明の多面取りフォトマスクはこれに限定されるものではない。

図１は、本発明の実施例にかかる多面取りフォトマスク１の概略構成を示す平面図である。実施例１にかかる多面取りフォトマスク１は、ブラックマトリクス形成用のポジ型のフォトマスクに適用したものである。多面取りフォトマスク１は、図１に示すように、複数（６×８）のマスク領域（パターン領域）２を有しており、各マスク領域２は、複数の開口部３を有している。同図に示す例では、説明の簡単のために、開口部３を正方形状（ｘｕｍ×ｘｕｍ）としている。また、多面取りは（６×８）に限らず、それより少ないもの、それより大きい例えば、（１０×１０）、またはそれ以上のものでも良い。

ポジ型の多面取りフォトマスクで、多面取り基板に一括露光を行なった場合には、多面取り基板の光の面内分布が中心部と外周部で異なる場合がある。具体的には、外周部では中心部に比して、ポジ型の多面取りフォトマスクを通過した光の分布が狭くなってしまうため、多面取り基板のパターンの開口寸法が小さくなってしまう。そこで、実施例１では、ポジ型のブラックマトリクス形成用のフォトマスクを使用して、多面取り基板の各パネルでブラックマトリクスの開口部３の寸法を同一（Ａｕｍ）とする方法を説明する。

図２は、実施例１にかかるポジ型の多面取りフォトマスク１の各マスク領域２における開口部３の寸法を説明するための説明図である。図２では、６×８のマスク領域２をＸ₁Ｙ₁〜Ｘ₆Ｙ₈としている。実施例１では、ポジ型の多面取りフォトマスク１における各マスク領域２の開口部３の寸法を、中心部から外周に向かって段階的（同心円状）に大きく形成する。

具体的には、図２において、同心円Ｃ１上のマスク領域２（Ｘ₃Ｙ₄、Ｘ₃Ｙ₅、Ｘ₄Ｙ₄、Ｘ₄Ｙ₅）の開口部３の寸法をＡｕｍ、同心円Ｃ２上のマスク領域２（Ｘ₂Ｙ₃、Ｘ₂Ｙ₄、Ｘ₂Ｙ₅、Ｘ₂Ｙ₆、Ｘ₃Ｙ₃、Ｘ₃Ｙ₆、Ｘ₄Ｙ₃、Ｘ₄Ｙ₆、Ｘ₅Ｙ₃、Ｘ₅Ｙ₄、Ｘ₅Ｙ₅、Ｘ₅Ｙ₆）の開口部３の寸法をＡ＋ΔＬ（ただし、ΔＬ：正の定数）ｕｍ、同心円Ｃ３上のマスク領域２（Ｘ₁Ｙ₃、Ｘ₁Ｙ₄、Ｘ₁Ｙ₅、Ｘ₁Ｙ₆ 、Ｘ ₂ Ｙ ₂、Ｘ₂Ｙ₇、Ｘ₃Ｙ₂、Ｘ₃Ｙ₇、Ｘ₄Ｙ₂、Ｘ₄Ｙ₇、Ｘ₅Ｙ₂、Ｘ₅Ｙ₇ 、Ｘ ₆ Ｙ ₃、Ｘ₆Ｙ₄、Ｘ₆Ｙ₅、Ｘ₆Ｙ₆）の開口部３の寸法をＡ＋２ΔＬｕｍ、同心円Ｃ４上のマスク領域２（Ｘ₁Ｙ₂、Ｘ₁Ｙ₇、Ｘ₂Ｙ₁、Ｘ₂Ｙ₈、Ｘ₃Ｙ₁、Ｘ₃Ｙ₈、Ｘ₄Ｙ₁、Ｘ₄Ｙ₈、Ｘ₅Ｙ₁、Ｘ₅Ｙ₈、Ｘ₆Ｙ₂、Ｘ₆Ｙ₇）の開口部３の寸法をＡ＋３ΔＬｕｍ、最外周Ｃ５のマスク領域２（Ｘ₁Ｙ₁、Ｘ₁Ｙ₈、Ｘ₆Ｙ₁、Ｘ₆Ｙ₈）のの開口部３の寸法をＡ＋４ΔＬｕｍとする。このように、ポジ型の多面取りフォトマスク１における各マスク領域２の開口部３の寸法を、中心部から外周に向かって段階的（同心円状）に大きく形成することにより、多面取り基板の光の面内分布を中心部と外周部とで同一とすることができ、多面取り基板の全パネルにおけるブラックマトリクスの開口部の寸法をＡｕｍとすることができる。

図３は、多面取りフォトマスクの製造方法を説明するためのフローを示している。図３を参照して、多面取りフォトマスクの製造方法を説明する。まず、多面取り用のマスクブランクに、パターン設計のデータに従って描画装置で露光した後、現像する（ステップＳ１、Ｓ２）。現像後には、ディスカム処理を施すことによってレジストの残渣、スカムを取り除く。その後、Ｃｒ膜をウエットエッチングしてマスクパターンを形成する（ステップＳ３）。この後、検査工程・修正工程を経た後（ステップＳ４、Ｓ５）、ペリクル貼り付けを行う（ステップＳ６）。以上の工程により多面取りフォトマスクが完成する。

図４は、実施例１のポジ型の多面取りフォトマスク１を使用してブラックマトリクスを形成する工程の一例を示す図である。まず、多面取り用のガラス基板１０上にスパッタリング等によってクロム膜１１を製膜した後、製膜されたクロム膜１１上にスピンコート等の方法で、ポジ型フォトレジスト１２を塗布する。そして、実施例１のポジ型の多面取りフォトマスク１を使用して、露光装置で一括露光を行う。ポジ型フォトレジスト１２では、光照射した部分が分解可溶化して現像で溶け去ることになる。この後、現像・エッチング・剥離の工程を施すことで、開口寸法をＡｕｍとしたブラックマトリクスを形成することができる。

実施例１によれば、多面取りフォトマスク１の中心部と外周部とでマスク領域２の開口部３の寸法を異ならせているので、多面取りフォトマスクで、多面取り基板に一括露光を行なった場合に、光の面内分布を多面取り基板の中心部と外周部とで同一とすることができ、各パネルのブラックマトリクスの開口寸法を同一とすることができる。この結果、多面取り基板で各パネルのブラックマトリクスの開口寸法を同一とすることが可能な多面取りフォトマスクを提供することができる。

また、実施例１によれば、多面取りフォトマスク１の中心部から外周に向かって段階的にマスク領域２の開口部２の寸法を異ならせているので、多面取りフォトマスクで、多面取り基板に一括露光を行なった場合に、簡単な構造で、光の面内分布を多面取り基板の中心部と外周部で同一とすることができる。

また、実施例１によれば、多面取りフォトマスク１をポジ型マスクとした場合には、外周部では、中心部に比してマスク領域の開口部の寸法を大きく形成することとしたので、ポジ型フォトマスクを使用した場合に、多面取り基板で各パネルのブラックマトリクスの開口寸法を同一とすることができる。

実施例１では、多面取りフォトマスク１をポジ型とした場合を説明したが、実施例２では、多面取りフォトマスク１をネガ型とした場合を説明する。ネガ型の多面取りフォトマスクで、多面取り基板に一括露光を行なった場合には、多面取り基板の光の面内分布が中心部と外周部で異なる場合がある。具体的には、外周部では中心部に比して、ネガ型の多面取りフォトマスクを通過した光の分布が狭くなってしまうため、多面取り基板のパターンの開口寸法が大きくなってしまう。そこで、実施例２では、ネガ型のブラックマトリクス形成用のフォトマスクを使用して、多面取り基板の各パネルでブラックマトリクスの開口部の寸法を同一（Ａｕｍ）とする方法を説明する。

実施例２では、ネガ型の多面取りフォトマスク１における各マスク領域２の開口部の寸法を、中心部から外周に向かって段階的（同心円状）に大きく形成する。具体的には、図２において、同心円Ｃ１上のマスク領域２（Ｘ₃Ｙ₄、Ｘ₃Ｙ₅、Ｘ₄Ｙ₄、Ｘ₄Ｙ₅）の開口部３の寸法をＡｕｍ、同心円Ｃ２上のマスク領域２（Ｘ₂Ｙ₃、Ｘ₂Ｙ₄、Ｘ₂Ｙ₅、Ｘ₂Ｙ₆、Ｘ₃Ｙ₃、Ｘ₃Ｙ₆、Ｘ₄Ｙ₃、Ｘ₄Ｙ₆、Ｘ₅Ｙ₃、Ｘ₅Ｙ₄、Ｘ₅Ｙ₅、Ｘ₅Ｙ₆）の開口部３の寸法をＡ＋ΔＬ（ただし、ΔＬ：正の定数）ｕｍ、同心円Ｃ３上のマスク領域２（Ｘ₁Ｙ₃、Ｘ₁Ｙ₄、Ｘ₁Ｙ₅、Ｘ₁Ｙ₆₇、Ｘ₂Ｙ₂、Ｘ₂Ｙ₇、Ｘ₃Ｙ₂、Ｘ₃Ｙ₇、Ｘ₄Ｙ₂、Ｘ₄Ｙ₇、Ｘ₅Ｙ₂、Ｘ₅Ｙ₇、Ｘ₆Ｙ₃、Ｘ₆Ｙ₄、Ｘ₆Ｙ₅、Ｘ₆Ｙ₆）の開口部の寸法をＡ＋２ΔＬｕｍ、同心円Ｃ４上のマスク領域２（Ｘ₁Ｙ₂、Ｘ₁Ｙ₇、Ｘ₂Ｙ₁、Ｘ₂Ｙ₈、Ｘ₃Ｙ₁、Ｘ₃Ｙ₈、Ｘ₄Ｙ₁、Ｘ₄Ｙ₈、Ｘ₅Ｙ₁、Ｘ₅Ｙ₈、Ｘ₆Ｙ₂、Ｘ₆Ｙ₇）の開口部３の寸法をＡ＋３ΔＬｕｍ、最外周Ｃ５のマスク領域２（Ｘ₁Ｙ₁、Ｘ₁Ｙ₈、Ｘ₆Ｙ₁、Ｘ₆Ｙ₈）の開口部３の寸法をＡ＋４ΔＬｕｍとする。このように、ネガ型の多面取りフォトマスク１におけるマスク領域２の開口部の寸法を中心部から外周に向かって段階的（同心円状）に大きく形成することにより、多面取り基板の光の面内分布を中心部と外周部とで同一とすることができ、多面取り基板の全パネルにおけるブラックマトリクスの開口部の寸法をＡｕｍとすることができる。

図５は、実施例２のネガ型の多面取りフォトマスク１を使用してブラックマトリクスを形成する工程の一例を示す図である。まず、多面取り用のガラス基板１０上にスパッタリング等によってクロム膜１１を製膜した後、製膜されたクロム膜１１上にスピンコート等の方法で、ネガ型フォトレジスト２１を塗布する。そして、ネガ型の多面取りフォトマスク１を使用して、露光装置で一括露光を行う。ネガ型フォトレジスト２２では、光照射した部分が架橋硬化して現像後に残ることになる。この後、現像・エッチング・剥離の工程を施すことで、開口寸法をＡｕｍとしたブラックマトリクスを形成することができる。

また、実施例２によれば、多面取りフォトマスク１をネガ型マスクとした場合には、外周部では、中心部に比してマスク領域の開口部の寸法を大きく形成することとしたので、ネガ型フォトマスクを使用した場合に、多面取り基板で各パネルのブラックマトリクスの開口寸法を同一とすることができる。

上記実施例では、本発明の多面取りフォトマスクを液晶表示装置のブラックマトリクス形成用のフォトマスクに適用した場合を説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、半導体装置や液晶表示装置等の電気光学装置を製造するためのリソグラフィ工程で広く使用することができる。例えば、データ線、走査線等の信号線のパターンや、上層と下層を中継する島状の中継層や、島状の遮光膜、画素電極、膜膜トランジスタや薄膜ダイオード等のスイッチング素子、カラーフィルタ、同一基板に設けられる周辺駆動回路や、周辺駆動回路の配線等に適用することができる。

（電子機器への適用例）
次に、本発明にかかる電気光学装置を適用可能な電子機器の具体例について図６を参照して説明する。図６−１は、本発明にかかる電気光学装置を可搬型のパーソナルコンピュータ（いわゆるノート型パソコン）３０の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、パーソナルコンピュータ３０は、キーボード３１を備えた本体部３２と、本発明にかかる電気光学装置を適用した表示部３３とを備えている。図６−２は、本発明にかかる電気光学装置を携帯電話機４０の表示部に適用した例を示す斜視図である。同図に示すように、携帯電話機４０は、複数の操作ボタン４１のほか、受話口４２、送話口４３とともに、本発明にかかる電気光学装置を適用した表示部４４を備えている。

本発明にかかる多面取りフォトマスクは、半導体装置や電気光学装置等の各種装置を製造するためのリソグラフィ工程で広く使用することができる。また、本発明にかかる電気光学装置は、透過型、反射型、および半透過型の電気光学装置に利用することができる。また、本発明にかかる電気光学装置は、パッシブマトリクス型の電気光学装置やアクティブマトリクス型の電気光学装置（例えば、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）やＴＦＤ（薄膜ダイオード）をスイッチング素子として備えた電気光学パネル）に利用することができる。さらに、本発明にかかる電気光学装置は、液晶表示装置に限らず、有機エレクトロルミネッセンス装置、無機エレクトロルミネッセンス装置、プラズマディスプレイ装置、電気泳動表示装置、電子放出表示装置（Field Emission DisplayおよびSurface-Conduction Electoron-Emitter Display等）、ＬＥＤ（ライトエミッティングダイオード）表示装置等のように、複数の画素毎に表示状態を制御可能な各種の電気光学装置に利用することができる。

本発明にかかる電気光学装置を搭載した電子機器は、携帯電話機、ＰＤＡ（Personal Digital Assistants）と呼ばれる携帯型情報機器、携帯型パーソナルコンピュータ、パーソナルコンピュータ、ワークステーション、デジタルスチルカメラ、車載用モニタ、デジタルビデオカメラ、液晶テレビ、ビューファインダ型、モニタ直視型のビデオテープレコーダ、カーナビゲーション装置、ページャ、電子手帳、電卓、ワードプロセッサ、ワークステーション、テレビ電話機、およびＰＯＳ端末機などの電子機器に広く利用することができる。

実施例にかかる多面取りフォトマスクの概略構成を示す平面図。実施例にかかるポジ型の多面取りフォトマスクの各マスク領域における開口部の寸法を説明するための説明図。実施例にかかる多面取りフォトマスクの製造方法を説明するためのフロー図。実施例にかかるポジ型の多面取りフォトマスクを使用してブラックマトリクスを形成する工程の一例を示す図。実施例にかかるネガ型の多面取りフォトマスクを使用してブラックマトリクスを形成する工程の一例を示す図。実施例にかかる電気光学装置を備えたパソコンの斜視図。実施例にかかる電気光学装置を備えた携帯電話機の斜視図。

符号の説明

１多面取りフォトマスク、２マスク領域（パターン領域）、３開口部、１０多面取り用ガラス基板、１１クロム膜、１２ポジ型フォトレジスト、２１ネガ型フォトレジスト、３０パーソナルコンピュータ、３１キーボード、３２本体部、３３表示部、４０携帯電話機、４１操作ボタン、４２受話口、４３送話口、４４表示部

Claims

複数のマスク領域を備えた多面取り用フォトマスクにおいて、
前記マスク領域の各々には、光が通過する複数の開口部が形成され、
前記マスク領域の各々は、前記多面取り用フォトマスクの中心部から同心円状に配置される第１〜第５の領域に設けられ、
前記第１〜第５の領域のうち同一領域における前記マスク領域は、前記開口部が同じ大きさであり、
前記開口部は、前記第１の領域から前記第５の領域の順に大きくなっており、
前記第１の領域が前記多面取り用フォトマスクの中心部に設けられ、該中心部から外周に向かって順に第２〜第５の領域が設けられることを特徴とする多面取り用フォトマスク。
請求項１に記載の多面取り用フォトマスクを使用して、電気光学装置用基板にパターンを形成することを特徴とする電気光学装置の製造方法。