JP4848932B2 - Tone mask for proximity exposure - Google Patents
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本発明は、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造過程等において、ハーフトーン露光に好適に用いられるプロキシミティ露光用階調マスクに関するものである。 The present invention relates to a gradation mask for proximity exposure that is preferably used for halftone exposure in the manufacturing process of a color filter used in a liquid crystal display device.
近年、パーソナルコンピューターの発達、特に携帯用パーソナルコンピューターの発達に伴い、液晶ディスプレイ、とりわけカラー液晶ディスプレイの需要が増加する傾向にある。 In recent years, with the development of personal computers, especially portable personal computers, the demand for liquid crystal displays, particularly color liquid crystal displays, has been increasing.
このような液晶表示装置に用いられるカラーフィルタの製造効率を向上させる等の目的から、例えば階調マスクを用いて、着色層上に形成されるオーバーコート層と柱状スペーサとを一括して形成する方法や、半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの反射領域に形成される反射光用着色層と透過領域に形成される透過光用着色層とを一括して形成する方法等が提案されている（例えば特許文献１参照）。上記階調マスクの一例としては、例えば図５に示すような、透明基板１と、透明基板１上に形成され、露光光を所望の透過率で透過する半透明膜３と、その半透明膜３上に形成された露光光を実質的に遮光する遮光膜２とを有するものが挙げられる。このような階調マスクは、透明基板１が露出した、光を透過する透過領域ｃと、遮光膜２によって実質的に光を透過しない遮光領域ａと、半透明膜３によって透過する光の量が調整された半透明領域ｂとを有し、これらの透過率差によって階調を出すことができる（特許文献２参照）。しかしながら、このような階調マスクを用いて例えばカラーフィルタの各種部材を形成する場合等、半透明領域および透過領域が隣接している領域で光の回り込み（回折光）等の影響で干渉が生じやすく、レジスト残膜量に影響を与える。そのため、半透明領域に対応する領域で均一な膜厚となるように感光性レジストを露光することが難しく、目的とする膜厚やパターン状に各種部材を形成すること等が難しいという問題があった。また、例えば図６に示すように、上記階調マスクを用いてオーバーコート層１２と柱状スペーサ１３とを一括して形成した場合、光の回り込み（回折光）等の影響で干渉が生じ、着色層１１上に形成されたオーバーコート層１２の膜厚が柱状スペーサ１３との境界付近で均一とならず、段差が生じてしまう。そのため、カラーフィルタと液晶駆動側基板とを対向させて液晶表示装置とした際に、上記オーバーコート層１２上で液晶の配向不良が生じ、高品質な表示が困難となるという問題もあった。またこの場合、液晶層の膜厚が均一とならず、透過率が変化してしまうことによっても、表示不良が生じる、という問題があった。
For the purpose of improving the manufacturing efficiency of the color filter used in such a liquid crystal display device, the overcoat layer and the columnar spacers formed on the colored layer are collectively formed using, for example, a gradation mask. And a method of collectively forming a colored layer for reflected light formed in a reflective region of a color filter for a transflective liquid crystal display device and a colored layer for transmitted light formed in a transmissive region are proposed. (For example, refer to Patent Document 1). As an example of the gradation mask, as shown in FIG. 5, for example, a
また、例えば半透過型液晶表示装置用カラーフィルタの反射領域に形成される反射光用着色層と透過領域に形成される透過光用着色層とを一括して形成した場合には、反射光用着色層の膜厚が、透過光用着色層との境界付近で均一とならず、段差が生じてしまう。そのため、反射光用領域側の光路長が均一とならず、透過率が不均一となったり、着色層の色味が変化してしまう等の問題があった。 For example, when a colored layer for reflected light formed in a reflective region of a color filter for a transflective liquid crystal display device and a colored layer for transmitted light formed in a transmissive region are formed in a lump, for reflected light The film thickness of the colored layer is not uniform in the vicinity of the boundary with the colored layer for transmitted light, resulting in a step. For this reason, the optical path length on the reflected light region side is not uniform, the transmittance is not uniform, and the color of the colored layer is changed.
そこで、半透明領域および透過領域が隣接している領域で光の回り込み（回折光）等による干渉が生じ難いプロキシミティ露光用階調マスクの提供が望まれている。 Therefore, it is desired to provide a gradation mask for proximity exposure in which interference due to light wraparound (diffracted light) or the like hardly occurs in a region where the translucent region and the transmissive region are adjacent to each other.
本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成された遮光膜と、上記透明基板上に形成された半透明膜とを有し、上記透明基板が露出した透過領域、上記透明基板上に上記遮光膜が設けられた遮光領域、および上記透明基板上に上記半透明膜のみが設けられた半透明領域を有し、上記半透明領域および上記透過領域が隣接するパターンを有するプロキシミティ露光用階調マスクであって、上記半透明膜の透過率が１０％〜３５％の範囲内の場合、上記半透明領域を透過する光の位相と上記透過領域を透過する光の位相との差が４０°〜７０°の範囲内であり、上記半透明膜の透過率が３６％〜６０％の範囲内の場合、上記半透明領域を透過する光の位相と上記透過領域を透過する光の位相との差が２０°〜５０°の範囲内であることを特徴とするプロキシミティ露光用階調マスクを提供する。 The present invention includes a transparent substrate, a light-shielding film formed on the transparent substrate, and a translucent film formed on the transparent substrate, wherein the transparent substrate is exposed on the transparent substrate. Proximity exposure having a light-shielding region provided with the light-shielding film, and a semi-transparent region in which only the semi-transparent film is provided on the transparent substrate, and having a pattern in which the semi-transparent region and the transmissive region are adjacent to each other In the case of a gradation mask, when the transmissivity of the translucent film is in the range of 10% to 35%, the difference between the phase of light transmitted through the translucent area and the phase of light transmitted through the translucent area is When the translucent film is in the range of 40 ° to 70 ° and the transmissivity of the translucent film is in the range of 36% to 60%, the phase of light transmitted through the translucent region and the phase of light transmitted through the translucent region The difference is between 20 ° and 50 ° Providing a proximity exposure gradation mask.
本発明によれば、半透明膜の透過率が上記範囲内のときの、半透明領域を透過する光の位相と、上記透過領域を透過する光の位相との差が、それぞれ上記範囲内とされていることから、上記半透明領域と上記透過領域とが隣接している領域においても、回折光の干渉が生じることの少ないものとすることができる。したがって、本発明のプロキシミティ露光用フォトマスクを用いることにより、目的とする膜厚やパターン状に感光性レジストをパターニングすること等が可能となり、各種部材を高精細に形成すること等が可能となる。 According to the present invention, when the transmissivity of the translucent film is within the above range, the difference between the phase of light transmitted through the translucent area and the phase of light transmitted through the translucent area is within the above range. Therefore, even in the region where the translucent region and the transmission region are adjacent to each other, interference of diffracted light can be reduced. Therefore, by using the photomask for proximity exposure of the present invention, it becomes possible to pattern a photosensitive resist in a desired film thickness or pattern, and to form various members with high definition. Become.
また上記発明においては、上記半透明膜の膜厚が４５ｎｍ以下であることが好ましい。これにより、上述したような半透明膜の透過率と上記位相差との関係を実現することが可能となるからである。 Moreover, in the said invention, it is preferable that the film thickness of the said semi-transparent film | membrane is 45 nm or less. This is because the relationship between the transmissivity of the translucent film and the phase difference as described above can be realized.
本発明によれば、光の回り込み（回折光）等による干渉等が少ないものとすることができ、目的とする膜厚やパターン状に感光性レジストをパターニングすること等が可能となる。 According to the present invention, it is possible to reduce interference due to light wraparound (diffracted light) or the like, and it is possible to pattern a photosensitive resist in a desired film thickness or pattern.
以下、本発明のプロキシミティ露光用階調マスクについて詳しく説明する。本発明のプロキシミティ露光用階調マスクは、透明基板と、上記透明基板上に形成された遮光膜と、上記透明基板上に形成された半透明膜とを有し、上記透明基板が露出した透過領域、上記透明基板上に上記遮光膜が設けられた遮光領域、および上記透明基板上に上記半透明膜のみが設けられた半透明領域を有し、上記半透明領域および上記透過領域が隣接するパターンを有するプロキシミティ露光用階調マスクであって、上記半透明膜の透過率が所定の範囲内のとき、上記半透明領域を透過する光の位相と上記透過領域を透過する光の位相との差が所定の範囲内となることを特徴とするものである。 The proximity exposure gradation mask of the present invention will be described in detail below. The gradation mask for proximity exposure of the present invention has a transparent substrate, a light shielding film formed on the transparent substrate, and a semitransparent film formed on the transparent substrate, and the transparent substrate is exposed. A transparent region, a light-shielding region in which the light-shielding film is provided on the transparent substrate, and a semi-transparent region in which only the semi-transparent film is provided on the transparent substrate, and the semi-transparent region and the transmission region are adjacent to each other A gradation mask for proximity exposure having a pattern to be transmitted, wherein the phase of light transmitted through the translucent region and the phase of light transmitted through the transmissive region when the transmissivity of the translucent film is within a predetermined range The difference is within a predetermined range.
本発明のプロキシミティ露光用階調マスクは、例えば図１（ａ）に示すように、透明基板１と、透明基板１上に形成された遮光膜２と、上記透明基板１上に形成された半透明膜３とを有するプロキシミティ露光用階調マスクである。また例えば図１（ｂ）の平面図に示すように、上記遮光膜２が形成された遮光領域ａと、半透明膜３が形成された複数の半透明領域ｂと、上記透明基板１が露出した透過領域ｃとを有しており、上記透過領域ｃと上記半透明領域ｂとが隣接するパターンを有するものである。なお、上記遮光領域においては、例えば図１（ａ）に示すように、半透明膜３と遮光膜２とが積層されていてもよい。
The gradation mask for proximity exposure according to the present invention is formed on a
一般的に、透過領域と半透明領域とが隣接するパターンを有するプロキシミティ露光用階調マスクでは、上述したように、透過領域と半透明領域とが隣接する領域で、回折光の干渉等が生じ、目的とする膜厚やパターン状に感光性レジストをパターニングすることができない、という問題があった。 Generally, in a proximity exposure gradation mask having a pattern in which a transmissive region and a semitransparent region are adjacent to each other, as described above, interference of diffracted light or the like occurs in a region where the transmissive region and the semitransparent region are adjacent to each other. As a result, there has been a problem that the photosensitive resist cannot be patterned in a desired film thickness or pattern.
しかしながら、本発明によれば、半透明膜の透過率が所定の範囲内である場合に、上記半透明領域を透過する光と透過領域を透過する光との位相差が所定の範囲内とされていることから、露光の際、半透明領域と透過領域とが隣接している領域においても、回折光の干渉等が生じることの少ないものとすることができる。したがって、本発明のプロキシミティ露光用階調マスクを用いることにより、半透明領域での露光ムラが少ないものとすることができ、目的とする膜厚やパターン状に感光性レジストをパターニングすることができる。これにより、例えばカラーフィルタ等の各種部材を高精細に形成すること等が可能となる。
以下、本発明のプロキシミティ露光用階調マスクについて、各構成ごとに詳しく説明する。
However, according to the present invention, when the transmittance of the translucent film is within a predetermined range, the phase difference between the light transmitted through the translucent region and the light transmitted through the transmissive region is set within the predetermined range. Therefore, in the exposure, even in a region where the translucent region and the transmissive region are adjacent to each other, it is possible to reduce interference of diffracted light. Therefore, by using the proximity exposure gradation mask of the present invention, the exposure unevenness in the translucent region can be reduced, and the photosensitive resist can be patterned into a desired film thickness or pattern. it can. Thereby, for example, various members such as a color filter can be formed with high definition.
Hereinafter, the proximity exposure gradation mask of the present invention will be described in detail for each configuration.
１．半透明領域
まず、本発明のプロキシミティ露光用階調マスクにおける半透明領域について説明する。本発明のプロキシミティ露光用階調マスクにおける半透明領域は、透明基板上に半透明膜のみが形成された領域であり、その形状はプロキシミティ露光用階調マスクの用途等に応じて適宜選択される。また透過率が１０〜３５％の範囲内となる半透明膜においては、半透明領域を透過する光の位相と透過領域を透過する光の位相との差が、４０°〜７０°とされ、より好ましくは５０°〜６０°とされる。また透過率が３６〜６０％の範囲内となる半透明膜においては、半透明領域を透過する光の位相と透過領域を透過する光の位相との差が、２０°〜５０°とされ、より好ましくは３０°〜４０°とされる。これは、通常のプロキシミティ露光において、上記半透明膜の透過率が１０〜３５％の範囲内となる半透明膜においては、上記光の位相差を４０°〜７０°の範囲内とすることにより、例えば図２（ａ）に示すように、干渉の影響が小さく、感光されたレジストの表面を平坦なものとすることができる。一方、上記範囲外となると、光の回り込み等による干渉の影響が大きくなり、感光性レジストを露光した際に、段差が生じてしまいやすい。なお、図２（ａ）および（ｂ）は、半透明膜の透過率を２０％とした場合の各領域の照度比を示したグラフである。また、通常のプロキシミティ露光において、上記半透明膜の透過率が３６〜６０％の範囲内となる半透明膜においては、上記光の位相差を２０°〜５０°の範囲内とすることにより、例えば図３（ａ）に示すように、干渉の影響が小さく、感光されたレジストの表面を平坦なものとすることができる。一方、上記範囲外となると、光の回り込み等による干渉の影響が大きくなり、感光性レジストを露光した際に、段差が生じてしまいやすい。なお、図３（ａ）および（ｂ）は、半透明膜の透過率を５０％とした場合の各領域の照度比を示したグラフである。なお上記各領域を透過する光の位相は商品名ＭＰＭ−１００（レーザーテック社製）により測定することができる。また上記半透明膜の透過率は、波長２５０ｎｍ〜６００ｎｍの範囲内の波長の光の透過率をいうこととする。上記透過率は、後述する透明基板の透過率をリファレンス（１００％）として、半透明領域の透過率を測定し、得られた値を平均することにより算出することができる。透過率を測定する装置としては、紫外・可視分光光度計（例えば日立Ｕ-４０００等）、またはフォトダイオードアレイを検出器としている装置（例えば大塚電子ＭＣＰＤ等）を用いることができる。
1. Translucent Area First, the translucent area in the proximity exposure gradation mask of the present invention will be described. The semi-transparent area in the proximity exposure gradation mask of the present invention is an area where only a semi-transparent film is formed on a transparent substrate, and the shape thereof is appropriately selected according to the use of the proximity exposure gradation mask. Is done. Further, in the translucent film having a transmittance in the range of 10 to 35%, the difference between the phase of the light transmitted through the translucent region and the phase of the light transmitted through the transmissive region is 40 ° to 70 °, More preferably, the angle is 50 ° to 60 °. Further, in the translucent film having a transmittance in the range of 36 to 60%, the difference between the phase of the light transmitted through the translucent region and the phase of the light transmitted through the transmissive region is set to 20 ° to 50 °. More preferably, the angle is 30 ° to 40 °. This is because the phase difference of the light is in the range of 40 ° to 70 ° in the semitransparent film in which the transmittance of the semitransparent film is in the range of 10 to 35% in normal proximity exposure. Thus, for example, as shown in FIG. 2A, the influence of interference is small, and the surface of the exposed resist can be made flat. On the other hand, when it is out of the above range, the influence of interference due to light wraparound becomes large, and a step is likely to occur when the photosensitive resist is exposed. 2A and 2B are graphs showing the illuminance ratio of each region when the translucency of the translucent film is 20%. Moreover, in the normal proximity exposure, in the translucent film in which the transmittance of the translucent film is in the range of 36 to 60%, the phase difference of the light is in the range of 20 ° to 50 °. For example, as shown in FIG. 3A, the influence of interference is small, and the surface of the exposed resist can be made flat. On the other hand, when it is out of the above range, the influence of interference due to light wraparound becomes large, and a step is likely to occur when the photosensitive resist is exposed. FIGS. 3A and 3B are graphs showing the illuminance ratio of each region when the transmissivity of the translucent film is 50%. In addition, the phase of the light which permeate | transmits said each area | region can be measured by brand name MPM-100 (made by Lasertec). The transmissivity of the translucent film refers to the transmissivity of light having a wavelength in the range of 250 nm to 600 nm. The transmittance can be calculated by measuring the transmittance of the translucent region using the transmittance of the transparent substrate described later as a reference (100%) and averaging the obtained values. As a device for measuring the transmittance, an ultraviolet / visible spectrophotometer (for example, Hitachi U-4000) or a device having a photodiode array as a detector (for example, Otsuka Electronics MCPD) can be used.
半透明領域を透過する光の位相と、透過領域を透過する光の位相との差を上述した範囲内とする方法としては、上記半透明膜の種類を選択する方法や、さらに上記半透明膜の膜厚を制御する方法等が挙げられる。 As a method of setting the difference between the phase of light transmitted through the translucent region and the phase of light transmitted through the transmissive region within the above-described range, a method of selecting the type of the translucent film, and further, the translucent film And a method of controlling the film thickness.
上記位相差を実現可能な半透明膜の材料としては、例えばクロム、チタン、ニッケル、ニッケル合金、あるいは、これらの酸化物、窒化物、炭化物の膜などが挙げられる。本発明においては、上記の中でもクロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、酸化窒化炭化クロム等のクロム系膜；ニッケルを主成分とするＮｉ−Ｃｕ−ＴｉおよびＮｉ−Ｔａ−Ｃｕ−Ｔｉ、ならびにこれらの酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物等のニッケル合金系膜であることが好ましい。 Examples of the material of the translucent film capable of realizing the above phase difference include chromium, titanium, nickel, nickel alloys, and oxide, nitride, and carbide films thereof. In the present invention, among the above, chromium-based films such as chromium, chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, and chromium oxynitride carbide; Ni—Cu—Ti and Ni—Ta—Cu—Ti mainly composed of nickel, In addition, nickel alloy films such as oxides, nitrides, oxynitrides, and oxynitride carbides thereof are preferable.
なお本発明においては、半透明領域の透過率を制御するために、例えば上述した材料からなる膜を複数層積層して半透明膜としてもよく、また上述した材料からなる膜に、下記の金属膜等を積層して半透明膜としてもよい。上述した材料からなる膜と積層し、半透明領域の透過率を制御可能な膜の材料としては、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素、コバルト、コバルト合金、あるいは、これらの酸化物、窒化物、炭化物の膜などが挙げられる。なお、半透明膜を複数層積層して形成する場合には、通常２層〜３層程度積層することが好ましく、特に２層とすることが位相差の制御等の面から好ましい。 In the present invention, in order to control the transmittance of the translucent region, for example, a plurality of films made of the above-described materials may be laminated to form a semi-transparent film. A film or the like may be laminated to form a semitransparent film. As a material of the film that can be laminated with the film made of the above-described material and can control the transmissivity of the translucent region, molybdenum silicide, tantalum, aluminum, silicon, cobalt, cobalt alloy, or oxides, nitrides thereof, Examples thereof include a carbide film. When a plurality of semi-transparent films are laminated, it is usually preferred to laminate about 2 to 3 layers, and in particular, 2 layers are preferred from the standpoint of phase difference control.
また本発明において、上記半透明膜が酸素、窒素、炭素などを含む場合は、その透過率は組成により変わるので、膜厚と組成とを同時にコントロールすることで所望の透過率を実現できる。例えば、酸素の含有量が多くなるにつれて透過率が高くなり、同様に、窒素の含有量が多くなるにつれて透過率が高くなる。窒素は、酸素と比較すると透過率が高くなる効果が小さいので、透過率をより微妙に調整する場合には、窒素の含有量を調整するとよい。 In the present invention, when the translucent film contains oxygen, nitrogen, carbon, or the like, the transmittance varies depending on the composition. Therefore, the desired transmittance can be realized by simultaneously controlling the film thickness and the composition. For example, the transmittance increases as the oxygen content increases, and similarly, the transmittance increases as the nitrogen content increases. Nitrogen has a small effect of increasing the transmittance as compared with oxygen. Therefore, when the transmittance is adjusted more finely, the nitrogen content may be adjusted.
また上記半透明膜の膜厚としては、４５ｎｍ以下とすることが好ましい。これにより、上述した範囲内の位相差を容易に実現することが可能となるからである。 The film thickness of the translucent film is preferably 45 nm or less. This is because a phase difference within the above-described range can be easily realized.
また上述した半透明膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ）が用いられる。例えばスパッタリング法を用いて酸化窒化炭化クロム膜を成膜する場合は、Ａｒガス等のキャリアガス、酸素（炭酸）ガス、窒素ガスを反応装置内に導入し、Ｃｒターゲットを用いた反応性スパッタリング法にて酸化窒化炭化クロム膜を成膜することができる。この際、酸化窒化炭化クロム膜の組成の制御は、Ａｒガス、酸素（炭酸）ガス、窒素ガスの流量の割合を制御することにより行うことができる。 Moreover, as a film-forming method of the translucent film | membrane mentioned above, physical vapor deposition methods (PVD), such as sputtering method, an ion plating method, a vacuum evaporation method, are used, for example. For example, when forming a chromium oxynitride chromium carbide film using a sputtering method, a reactive gas sputtering method using a Cr target by introducing a carrier gas such as Ar gas, oxygen (carbonic acid) gas, or nitrogen gas into the reactor. Thus, a chromium oxynitride carbide carbide film can be formed. At this time, the composition of the chromium oxynitride carbide film can be controlled by controlling the flow rates of Ar gas, oxygen (carbonic acid) gas, and nitrogen gas.
なお本発明において上記半透明膜は、後述する遮光領域に形成される遮光膜に対してエッチング選択性を有していることが好ましい。これによりプロキシミティ露光用階調マスクを製造する際、半透膜のみを選択的にエッチングすることができ、製造効率等の面で好ましいものとすることができるからである。またアライメントずれ、あるいは、半透明膜の成膜時におけるパーティクル（塵など）、あるいは、半透明膜のパターニング時における剥がれ、汚れ付着、パターニングむら等に起因して、半透明膜のパターンに不具合が生じたとしても、半透明膜が遮光膜に対してエッチング選択性を有していれば、半透明膜のみを除去することができるため、半透明膜のみを除去して、リサイクルすることが可能である。 In the present invention, the translucent film preferably has etching selectivity with respect to a light shielding film formed in a light shielding region described later. This is because when manufacturing a gradation mask for proximity exposure, only the semipermeable membrane can be selectively etched, which is preferable in terms of manufacturing efficiency and the like. Also, there is a defect in the pattern of the semi-transparent film due to misalignment, particles (such as dust) at the time of forming the semi-transparent film, or peeling, dirt adhesion, patterning unevenness, etc. at the time of patterning the semi-transparent film. Even if it occurs, if the semi-transparent film has etching selectivity with respect to the light-shielding film, only the semi-transparent film can be removed, so that only the semi-transparent film can be removed and recycled. It is.
上述した半透明膜および後述する遮光膜の好ましい組み合わせとしては、例えば、半透明膜にニッケル合金系膜を用い、遮光膜にクロム系膜を用いた場合、あるいは、半透明膜にクロム系膜を用い、遮光膜にニッケル合金系膜を用いた場合などが挙げられる。この組み合わせの場合には、高いエッチング選択比を実現することができる。 As a preferable combination of the above-described semitransparent film and a light shielding film described later, for example, when a nickel alloy film is used as the semitransparent film and a chromium film is used as the light shielding film, or a chromium film is used as the semitransparent film. And a case where a nickel alloy film is used as the light shielding film. In the case of this combination, a high etching selectivity can be realized.
２．透過領域
次に、本発明のプロキシミティ露光用階調マスクにおける透過領域について説明する。本発明のプロキシミティ露光用階調マスクにおける透過領域は、透明基板が露出した領域である。透過領域の形状は、プロキシミティ露光用階調マスクの用途等に応じて適宜選択される。
2. Next, the transmissive region in the proximity exposure gradation mask of the present invention will be described. The transmissive region in the gradation mask for proximity exposure of the present invention is a region where the transparent substrate is exposed. The shape of the transmissive region is appropriately selected according to the use of the proximity exposure gradation mask.
本発明に用いられる透明基板としては、一般にフォトマスクに用いられる基板を使用することができる。透明基板としては、例えばホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等の光学研磨された低膨張ガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、パイレックス（登録商標）ガラス、ソーダライムガラス、ホワイトサファイアなどの可撓性のない透明なリジット材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂フィルムなどの可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。中でも、石英ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定性および高温加熱処理における特性に優れている。 As the transparent substrate used in the present invention, a substrate generally used for a photomask can be used. As the transparent substrate, for example, optically polished low expansion glass such as borosilicate glass and aluminoborosilicate glass, quartz glass, synthetic quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, soda lime glass, white sapphire and the like are not flexible. A transparent rigid material, or a transparent flexible material having flexibility such as a transparent resin film or an optical resin film can be used. Among them, quartz glass is a material having a small coefficient of thermal expansion, and is excellent in dimensional stability and characteristics in high-temperature heat treatment.
３．遮光領域
次に、本発明のプロキシミティ露光用階調マスクに形成される遮光領域について説明する。本発明のプロキシミティ露光用階調マスクおける遮光領域は、透明基板上に、実質的に露光光を透過しない遮光膜が形成された領域であればよく、遮光膜のみが形成された領域であってもよく、また半透明膜および遮光膜が積層された領域であってもよい。なお、半透明膜および遮光膜が積層されている場合、遮光膜は、透明基板と半透明膜との間に形成されていてもよく、また透明基板上に形成された半透明膜上に形成されたものであってもよく、積層順序は特に限定されるものではない。また遮光領域の形状は、プロキシミティ露光用階調マスクの用途等に応じて適宜選択される。
3. Next, the light shielding area formed in the proximity exposure gradation mask of the present invention will be described. The light shielding area in the gradation mask for proximity exposure of the present invention may be an area where a light shielding film that substantially does not transmit exposure light is formed on a transparent substrate, and is an area where only the light shielding film is formed. Alternatively, it may be a region where a translucent film and a light shielding film are laminated. When the semi-transparent film and the light-shielding film are laminated, the light-shielding film may be formed between the transparent substrate and the semi-transparent film, or formed on the semi-transparent film formed on the transparent substrate. The stacking order is not particularly limited. The shape of the light shielding region is appropriately selected according to the application of the proximity exposure gradation mask.
ここで、本発明においては上記遮光膜の透過率は通常０．１％以下であることが好ましい。上記透過率は上述した方法により測定することができる。 Here, in the present invention, the transmittance of the light-shielding film is usually preferably 0.1% or less. The transmittance can be measured by the method described above.
遮光膜としては、一般にフォトマスクに用いられる遮光膜を用いることができる。例えばクロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素、酸化ケイ素、酸化窒化ケイ素、チタンなどの膜が挙げられる。また、ニッケル合金、コバルト合金、ニッケル−コバルト合金、およびこれらの酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物などの膜も用いることができる。 As the light shielding film, a light shielding film generally used for a photomask can be used. Examples of the film include chromium, chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, molybdenum silicide, tantalum, aluminum, silicon, silicon oxide, silicon oxynitride, and titanium. In addition, a nickel alloy, a cobalt alloy, a nickel-cobalt alloy, and films of these oxides, nitrides, oxynitrides, oxynitride carbides, and the like can also be used.
中でも、クロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等のクロム系膜；ニッケルを主成分とするＮｉ−Ｃｕ−ＴｉおよびＮｉ−Ｔａ−Ｃｕ−Ｔｉ、ならびにこれらの酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物等のニッケル合金系膜；コバルトを主成分とするＣｏ−Ｃｕ−ＴｉおよびＣｏ−Ｔａ−Ｃｕ−Ｔｉ、ならびにこれらの酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物等のコバルト合金系膜；ニッケルおよびコバルトを主成分とするＮｉ−Ｃｏ−Ｃｕ−Ｔｉ、およびその酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物等のニッケル−コバルト合金系膜が好適に用いられる。上記クロム系膜は、単層であってもよく、２層以上が積層されたものであってもよい。 Among them, chromium-based films such as chromium, chromium oxide, chromium nitride, and chromium oxynitride; Ni—Cu—Ti and Ni—Ta—Cu—Ti mainly composed of nickel, and oxides, nitrides, and oxynitrides thereof Nickel alloy films such as oxides, oxynitride carbides, etc .; Co—Cu—Ti and Co—Ta—Cu—Ti mainly composed of cobalt, and oxides, nitrides, oxynitrides, oxynitride carbides, etc. of these Cobalt alloy-based films: Ni-Co-Cu-Ti mainly composed of nickel and cobalt, and nickel-cobalt alloy-based films such as oxides, nitrides, oxynitrides, and oxynitride carbides thereof are preferably used. The chromium film may be a single layer or may be a laminate of two or more layers.
遮光膜の膜厚としては、特に限定されるものではなく、遮光膜の種類等によって適宜選択されるものであるが、例えばクロム膜の場合には５０ｎｍ〜１５０ｎｍ程度であることが好ましい。 The film thickness of the light shielding film is not particularly limited and is appropriately selected depending on the type of the light shielding film, etc. For example, in the case of a chromium film, it is preferably about 50 nm to 150 nm.
また遮光膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法（ＰＶＤ）が用いられる。 As a method for forming the light shielding film, for example, a physical vapor deposition method (PVD) such as a sputtering method, an ion plating method, or a vacuum vapor deposition method is used.
４．プロキシミティ露光用階調マスク
本発明のプロキシミティ露光用階調マスクは、上述した遮光領域、半透明領域、および透過領域が形成されているものであれば特に限定されるものではなく、必要に応じて例えばアライメント用の領域等が形成されていてもよい。
4). Proximity Exposure Tone Mask The proximity exposure tone mask of the present invention is not particularly limited as long as the above-described light-shielding region, translucent region, and transmissive region are formed. Accordingly, for example, an alignment region or the like may be formed.
また本発明のプロキシミティ露光用階調マスクはプロキシミティ露光の際に用いることができ、リソグラフィー法などのように、露光工程を経て製造される様々な製品の製造に用いることができる。中でも、液晶表示装置、有機ＥＬ表示装置、プラズマディスプレイパネル等の表示装置の製造、特に大型の表示装置の製造に用いることにより、本発明の効果を最大限に利用することができる。 The gradation mask for proximity exposure of the present invention can be used for proximity exposure, and can be used for manufacturing various products manufactured through an exposure process, such as a lithography method. Among these, the effects of the present invention can be utilized to the maximum when used for manufacturing a display device such as a liquid crystal display device, an organic EL display device, or a plasma display panel, particularly for manufacturing a large display device.
具体的には、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）におけるドレイン電極およびチャンネルの同時形成、液晶表示装置または液晶表示装置用カラーフィルタにおけるスペーサおよび配向制御用突起の同時形成、液晶表示装置または液晶表示装置用カラーフィルタにおけるスペーサおよびオーバーコート層の同時形成、液晶表示装置または液晶表示装置用カラーフィルタにおける高さの異なるスペーサの同時形成、半透明型液晶表示装置または半透明型液晶表示装置用カラーフィルタにおける透過部用着色層および反射部用着色層の同時形成、有機ＥＬ表示装置または有機ＥＬ表示装置用カラーフィルタにおける白色パターン用オーバーコート層および赤色・緑色・青色パターン用オーバーコート層の同時形成などを挙げることができる。 Specifically, the drain electrode and the channel in the thin film transistor (TFT) are simultaneously formed, the spacer and the alignment control protrusion are simultaneously formed in the liquid crystal display device or the color filter for the liquid crystal display device, and the liquid crystal display device or the color filter for the liquid crystal display device. Simultaneous formation of spacer and overcoat layer, simultaneous formation of spacers of different heights in a liquid crystal display device or color filter for liquid crystal display devices, coloring for transmissive part in a color filter for translucent liquid crystal display devices or translucent liquid crystal display devices And simultaneous formation of a white pattern overcoat layer and a red / green / blue pattern overcoat layer in an organic EL display device or a color filter for an organic EL display device. .
また、プロキシミティ露光用階調マスクの大きさとしては、用途に応じて適宜調整されるが、例えば液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置等の表示装置の製造に用いられる場合には、３００ｍｍ×４００ｍｍ〜１，６００ｍｍ×１，８００ｍｍ程度とすることができる。 The size of the gradation mask for proximity exposure is appropriately adjusted according to the application. For example, when used for manufacturing a display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device, the size is 300 mm × 400 mm. It can be set to about ˜1,600 mm × 1,800 mm.
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。 The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.
以下、本発明について実施例を用いて具体的に説明する。
[実施例１]
（階調マスクの作製）
光学研磨された５インチの合成石英基板（透明基板）上にクロム膜（遮光膜）が厚み１００ｎｍで成膜されている常用のマスクブランク上に、市販のフォトレジスト（東京応化工業社製 ｉｐ−３５００）を厚み６００ｎｍで塗布し、１２０℃に加熱されたホットプレートで１５分ベークした後、フォトマスク用レーザ描画装置で、所望の遮光膜中間パターンを描画した。次に、専用のデベロッパー（東京応化工業社製 ＮＭＤ３）で現像し、遮光膜用レジストパターンを得た。続いて、レジストパターンをエッチング用マスクとし、クロム膜をエッチングし、さらに残ったレジストパターンを剥膜することで、所望の遮光膜中間パターンを得た。クロム膜のエッチングには、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント（ザ・インクテック社製 ＭＲ−ＥＳ）を用いた。
次いで、上記遮光膜中間パターンが形成された基板について、パターン寸法検査、パターン欠陥検査、必要に応じてパターン修正を行い、よく洗浄した後、酸化窒化炭化クロム膜（半透明膜）を下記の条件でスパッタリング法にて成膜した。
＜成膜条件＞
・ガス流量比 Ａｒ：ＣＯ２：Ｎ２＝１：０．５：０．５
・パワー：１．５ｋＷ
・ガス圧：３ｍＴｏｒｒ
次に、上記半透明膜上に市販のフォトレジスト（東京応化製 ｉｐ−３５００）を再度、厚み６００ｎｍで塗布し、１２０℃に加熱されたホットプレート上で１５分ベークした。
続いて半透明膜パターンとなる像を再度、レーザ描画装置で描画し、専用デベロッパー（東京応化社製 ＮＭＤ３）で現像し、レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをマスクとして、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント（ザ・インクテック社製 ＭＲ−ＥＳ）で半透明膜および遮光膜をエッチングし、半透明膜パターンおよび遮光膜パターンを得た。エッチングは半透明膜および遮光膜に対して行った。
最後に残ったレジストを剥膜し、パターン寸法検査、パターン欠陥検査などの検査工程を経て、必要に応じてパターン修正を行い、階調マスクを得た。なお半透明膜（酸化窒化炭化クロム膜）の透過率は３５％とした。またこの半透明膜が形成された半透明領域と隣接する透過領域の位相差は４８°とした。
Hereinafter, the present invention will be specifically described with reference to examples.
[Example 1]
(Production of gradation mask)
On a conventional mask blank in which a chromium film (light-shielding film) is formed to a thickness of 100 nm on an optically polished 5-inch synthetic quartz substrate (transparent substrate), a commercially available photoresist (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) 3500) was applied at a thickness of 600 nm and baked for 15 minutes on a hot plate heated to 120 ° C., and then a desired light-shielding film intermediate pattern was drawn using a photomask laser drawing apparatus. Next, development was performed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to obtain a resist pattern for a light shielding film. Subsequently, the resist pattern was used as an etching mask, the chromium film was etched, and the remaining resist pattern was stripped to obtain a desired light-shielding film intermediate pattern. A commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.) was used for etching the chromium film.
Next, the substrate on which the light-shielding film intermediate pattern is formed is subjected to pattern dimension inspection, pattern defect inspection, pattern correction as necessary, and after being washed well, the chromium oxynitride carbide film (translucent film) is subjected to the following conditions The film was formed by sputtering.
<Film formation conditions>
・ Gas flow ratio Ar: CO 2 : N 2 = 1: 0.5: 0.5
・ Power: 1.5kW
・ Gas pressure: 3mTorr
Next, a commercially available photoresist (ip-3500 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was again applied on the translucent film at a thickness of 600 nm and baked on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes.
Subsequently, an image to be a translucent film pattern was drawn again with a laser drawing apparatus, and developed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to obtain a resist pattern.
Next, using the resist pattern as a mask, the semitransparent film and the light shielding film were etched with a commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.) to obtain a semitransparent film pattern and a light shielding film pattern. Etching was performed on the translucent film and the light shielding film.
Finally, the remaining resist was peeled off, and after undergoing inspection processes such as pattern dimension inspection and pattern defect inspection, pattern correction was performed as necessary to obtain a gradation mask. The transmissivity of the semitransparent film (chromium oxynitride carbide film) was set to 35%. The phase difference between the translucent area where the translucent film was formed and the adjacent transmission area was 48 °.
（評価）
大きさが１００ｍｍ×１００ｍｍ、厚みが０．７ｍｍのガラス基板（コーニング社製１７３７ガラス）を準備し、洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜（厚み１０００Å）を形成した。このクロム薄膜上にポジ型感光性レジスト（東京応化工業（株）製 ＯＦＰＲ−８００）を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとして、クロム薄膜をエッチングして、線幅２０μｍ、ピッチ１００μｍのブラックマトリックスを形成した。
次に、下記組成の赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。
(Evaluation)
A glass substrate (Corning 1737 glass) having a size of 100 mm × 100 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared and washed, and then a chromium thin film (thickness 1000 mm) was formed on the entire surface of one side of the substrate by a sputtering method. A positive-type photosensitive resist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied onto the chromium thin film, and exposed and developed through a predetermined mask to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as a mask, the chromium thin film was etched to form a black matrix having a line width of 20 μm and a pitch of 100 μm.
Next, a negative photosensitive resin composition for a red pattern, a negative photosensitive resin composition for a green pattern, and a negative photosensitive resin composition for a blue pattern having the following compositions were prepared.
＜赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物＞
・赤顔料（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドＡ２Ｂ）
４．８重量部
・黄顔料（ＢＡＳＦ社製 パリオトールイエローＤ１８１９） １．２重量部
・分散剤（ビックケミー社製 ディスパービック１６１） ３．０重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） ４．０重量部
・ポリマーＩ ５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７）
１．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール） ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート）８０．０重量部
<Negative photosensitive resin composition for red pattern>
・ Red pigment (Chromophthal Red A2B manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
4.8 parts by weight / yellow pigment (Pariotor Yellow D1819, manufactured by BASF) 1.2 parts by weight / dispersant (Disperbic 161, manufactured by Big Chemie) 3.0 parts by weight / monomer (SR399, manufactured by Sartomer) 4.0 weight Part / Polymer I 5.0 parts by weight / Initiator (Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
1.4 parts by weight / initiator (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent ( Propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight
＜緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物＞
・緑顔料（アビシア社製 モナストラルグリーン９Ｙ−Ｃ） ４．２重量部
・黄顔料（ＢＡＳＦ社製 パリオトールイエローＤ１８１９） １．８重量部
・分散剤（ビックケミー社製 ディスパービック１６１） ３．０重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） ４．０重量部
・ポリマーＩ ５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７）
１．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール） ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート） ８０．０重量部
<Negative photosensitive resin composition for green pattern>
Green pigment (Avisia Monastral Green 9Y-C) 4.2 parts by weight Yellow pigment (BASF Pariotor Yellow D1819) 1.8 parts by weight Dispersant (Bicchemy Disperbic 161) 3.0 Part by weight / monomer (SR399, manufactured by Sartomer) 4.0 part by weight / Polymer I, 5.0 parts by weight / initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
1.4 parts by weight / initiator (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent ( Propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight
＜青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物＞
・青顔料（ＢＡＳＦ社製 ヘリオゲンブルーＬ６７００Ｆ） ６．０重量部
・顔料誘導体（アビシア社製 ソルスパース５０００） ０．６重量部
・分散剤（ビックケミー社製 ディスパービック１６１） ２．４重量部
・モノマー（サートマー社製 ＳＲ３９９） ４．０重量部
・ポリマーＩ ５．０重量部
・開始剤（チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア９０７）
１．４重量部
・開始剤（２，２´−ビス（ｏ−クロロフェニル）−４，５，４´，５´−テトラフェニル−１，２´−ビイミダゾール） ０．６重量部
・溶剤（プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート） ８０．０重量部
なお、上記のポリマーＩは、ベンジルメタクリレート：スチレン：アクリル酸：２−ヒドロキシエチルメタクリレート＝１５．６：３７．０：３０．５：１６．９（モル比）の共重合体１００モル％に対して、２−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを１６．９モル％付加したものであり、重量平均分子量は４２５００である。
<Negative photosensitive resin composition for blue pattern>
Blue pigment (BASF Heliogen Blue L6700F) 6.0 parts by weight Pigment derivative (Abyssia Solsperse 5000) 0.6 parts by weight Dispersant (Bic Chemie Dispersic 161) 2.4 parts by weight Monomer (SR399, manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight, Polymer I, 5.0 parts by weight, initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals)
1.4 parts by weight / initiator (2,2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent ( Propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight The above polymer I is benzyl methacrylate: styrene: acrylic acid: 2-hydroxyethyl methacrylate = 15.6: 37.0: 30.5: 16.9 (mol) Ratio) is obtained by adding 16.9 mol% of 2-methacryloyloxyethyl isocyanate to 100 mol% of the copolymer, and the weight average molecular weight is 42500.
次いで、ガラス基板上にブラックマトリックスを覆うように赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色パターン用のフォトマスクを介して、露光、現像して、赤色パターンを形成した。この赤色パターンは、長方形状（１００μｍ×３００μｍ）とした。その後、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、緑色パターン、青色パターンを形成した。これにより、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンが配列された着色層を形成した。
次に、着色層上にネガ型感光性樹脂組成物（ＪＳＲ製 オプトマーＮＮ８５０)をスピンコート法により塗布し、減圧乾燥後、１００℃にて３分間プリベークした。その後、上記の階調マスクを介して露光量３４ｍＪ／ｃｍ２で露光した。
次いで、水酸化カリウム水溶液を用いて現像し、その後、２３０℃、３０分間の加熱処理を施し、上記ブラックマトリクス上に柱状スペーサを形成し、着色層上にはオーバーコート層を形成した。この形成された感光性レジストの形状をＡＦＭで測定した。その結果、半透明領域のレジスト残膜量が均一となり、図４（ａ）に示すように、回折光の干渉が生じていないことが明らかであった。
Next, a negative photosensitive resin composition for red pattern is applied by spin coating so as to cover the black matrix on the glass substrate, exposed and developed through a photomask for red pattern, and the red pattern is formed. Formed. The red pattern was rectangular (100 μm × 300 μm). Then, the green pattern and the blue pattern were formed by the same operation using the negative photosensitive resin composition for the green pattern and the negative photosensitive resin composition for the blue pattern. As a result, a colored layer in which a red pattern, a green pattern, and a blue pattern were arranged was formed.
Next, a negative photosensitive resin composition (Optomer NN850 manufactured by JSR) was applied on the colored layer by a spin coating method, dried under reduced pressure, and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes. Then, it exposed with the exposure amount of 34 mJ / cm < 2 > through said gradation mask.
Next, development was performed using an aqueous potassium hydroxide solution, followed by heat treatment at 230 ° C. for 30 minutes to form columnar spacers on the black matrix and an overcoat layer on the colored layer. The shape of the formed photosensitive resist was measured by AFM. As a result, the resist residual film amount in the translucent region became uniform, and it was clear that interference of diffracted light did not occur as shown in FIG.
[比較例１]
半透明膜の透過率を１０％とし、半透明膜が形成された半透明領域と透過領域との位相差を９２°とした以外は、実施例と同様に階調マスクを製造した。実施例と同様に上記階調マスクを用いて感光性レジストを露光および現像し、形成された感光性レジストの形状をＡＦＭで測定した。この際、残膜レジスト厚が実施例と同様になるよう露光条件を１２０ｍＪ／ｃｍ２に変更した。その結果、図４（ｂ）に示すように、回折光の干渉が生じ、半透明領域のレジスト残膜量が均一とならなかった。
[Comparative Example 1]
A gradation mask was manufactured in the same manner as in the example except that the transmittance of the translucent film was 10% and the phase difference between the translucent area where the translucent film was formed and the transmissive area was 92 °. The photosensitive resist was exposed and developed using the gradation mask in the same manner as in the Examples, and the shape of the formed photosensitive resist was measured by AFM. At this time, the exposure condition was changed to 120 mJ / cm 2 so that the residual film resist thickness was the same as in the example. As a result, as shown in FIG. 4B, interference of diffracted light occurred, and the resist residual film amount in the translucent region was not uniform.
[その他の実施例および比較例]
半透明膜の透過率、および半透明領域と透過領域との位相差をそれぞれ表１に示すように変えた以外は、実施例１と同様に上記階調マスクを作製した。その後、実施例１と同様に、感光性レジストを露光し、感光されたレジストのうち、半透明領域に対応する部分、すなわちオーバーコート層上に段差が生じているか否かを評価した。
なお、評価は、下記の基準により行った。
◎：柱状スペーサとオーバーコート層との境界付近で全く段差が見られない。
○：柱状スペーサとオーバーコート層との境界付近で多少段差が見られるが、段差範囲がブラックマトリクスの線幅内である。
△：柱状スペーサとオーバーコート層との境界付近で段差が見られ、段差範囲がブラックマトリクスの線幅と同等である。
×：柱状スペーサとオーバーコート層との境界付近で段差が大きい、もしくは段差が見られ、段差範囲がブラックマトリクスの線幅外である。
[Other Examples and Comparative Examples]
The gradation mask was prepared in the same manner as in Example 1 except that the transmittance of the translucent film and the phase difference between the translucent region and the transmissive region were changed as shown in Table 1. Thereafter, in the same manner as in Example 1, the photosensitive resist was exposed, and it was evaluated whether or not a step was generated on a portion corresponding to the semitransparent region, that is, on the overcoat layer, in the exposed resist.
The evaluation was performed according to the following criteria.
A: No step is observed near the boundary between the columnar spacer and the overcoat layer.
○: Some steps are observed near the boundary between the columnar spacer and the overcoat layer, but the step range is within the line width of the black matrix.
(Triangle | delta): A level | step difference is seen near the boundary of a columnar spacer and an overcoat layer, and a level | step difference range is equivalent to the line | wire width of a black matrix.
X: A step is large or a step is observed near the boundary between the columnar spacer and the overcoat layer, and the step range is outside the line width of the black matrix.
１ … 透明基板
２ … 遮光膜
３ … 半透明膜
ａ … 遮光領域
ｂ … 半透明領域
ｃ … 透過領域
DESCRIPTION OF
Claims (2)
前記半透明膜の透過率が１０％〜３５％の範囲内の場合、前記半透明領域を透過する光の位相と前記透過領域を透過する光の位相との差が４０°〜７０°の範囲内であり、
前記半透明膜の透過率が３６％〜６０％の範囲内の場合、前記半透明領域を透過する光の位相と前記透過領域を透過する光の位相との差が２０°〜５０°の範囲内であることを特徴とするプロキシミティ露光用階調マスク。 A transparent substrate; a light-shielding film formed on the transparent substrate; and a translucent film formed on the transparent substrate, wherein the transparent substrate is exposed; the light-shielding film on the transparent substrate; A gradation mask for proximity exposure having a light-shielding region provided, and a semi-transparent region in which only the semi-transparent film is provided on the transparent substrate, and having a pattern in which the semi-transparent region and the transmissive region are adjacent to each other. There,
When the transmissivity of the translucent film is in the range of 10% to 35%, the difference between the phase of light transmitted through the translucent area and the phase of light transmitted through the transmissive area is in the range of 40 ° to 70 °. Within
When the transmissivity of the translucent film is in the range of 36% to 60%, the difference between the phase of light transmitted through the translucent area and the phase of light transmitted through the transmissive area is in the range of 20 ° to 50 °. A gradation mask for proximity exposure, characterized by being within.
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