JP5151742B2 - フォトマスク - Google Patents
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また、透明導電膜の形成は、着色画素が形成されたガラス基板上に、例えば、ITO(Indium Tin Oxide)を用いスパッタ法によって透明導電膜を形成するといった方法がとられている。
第二フォトスペーサー(PS−2)は、第一フォトスペーサー(PS−1)より高さの低い(H12<H11)フォトスペーサーである。この第二フォトスペーサー(PS−2)は、パネルに過剰な荷重が加わった際に、その荷重を分散させ第一フォトスペーサー(PS−1)の塑性変形、破壊を防ぐためのものである。
図2に示すように、このフォトマスク(PM)には、第一フォトスペーサー(PS−1)の形成に対応した透光部(33)が設けられ、また、第二フォトスペーサー(PS−2)の形成に対応した半透光部(34)が設けられている。
図2においては、既に現像処理が完了し、第一フォトスペーサー、及び第二フォトスペーサーが形成された状態のものを点線で示してある。
例えば、高さ(H11)の第一フォトスペーサー(PS−1)の形成が良好になされるように、フォトレジスト層(60)への露光が透光部(33)を介して適正に行われた際に、高さ(H12)の第二フォトスペーサー(PS−2)への半透光部(34)を介した露光も適正に行われるように、半透光膜(ハーーフトーン膜)の透過率を設定する。
図3に示すように、このカラーフィルタは、ガラス基板(40)上にブラックマトリックス(41)、着色画素(42)、透明導電膜(43)が順次に形成されたれた後に、高さの異なる2種のフォトスペーサー(第一フォトスペーサー(PS−1)と第二フォトスペーサー(PS−2))が同時に形成され、続いて、配向制御突起(Mv)が形成されたものである。
従って、図3に例示するような、2種のフォトスペーサーと配向制御突起(Mv)が設けられたカラーフィルタを製造する際には、ネガ型フォトレジストを用いた工程とポジ型フォトレジストを用いた工程の2工程を要することとなる。
図4(a)〜(c)は、配向制御突起(Mv)に要求される特性を優先し、同一のフォトレジストとしてポジ型フォトレジストを用いたものであり、第二フォトスペーサー(PS−2’)の形成を例示したものである。また、第二フォトスペーサー(PS−2’)の形成に対応した半透光部として、微細遮光膜(グレートーン部)からなる半透光部(34B)を有するフォトマスクを用いたものである。
図4(a)中、フォトレジスト層(60’)の上方には近接露光のギャップ(G)を設けてフォトマスク(PM2)が、その膜面をフォトレジスト層(60’)に対向させて配置されている。このフォトマスク(PM2)には、第二フォトスペーサー(PS−2’)の形成に対応した微細遮光膜(グレートーン部)からなる半透光部(34B)が設けられている。
図4(a)においては、既に現像処理が完了し、形成された状態の第二フォトスペーサーのみが点線で示してある。
高さ(H11)の第一フォトスペーサーの形成が良好になされるように、フォトレジスト層(60’)への露光が透光部(33)を介して適正に行われた際に、高さ(H12)の第二フォトスペーサー(PS−2’)への微細遮光膜(グレートーン部)を介した露光も適正に行われるように、微細遮光膜(グレートーン部)の透過率を設定する。
このような凹部(44)が発生するのは、加熱により、現像処理後のフォトレジストが熱フローし、表面張力により端部が盛り上がったためと推量されている。
また、図4にては、第二フォトスペーサー(PS−2’)を例に説明したが、凹部(44)が発生するといった問題は、第二フォトスペーサーより高さの高い第一フォトスペーサー(PS−1)においても同様である。
更には、ネガ型フォトレジストを用いるフォトスペーサー用製造ラインを不要なものとし、ポジ型フォトレジストに統一してフォトスペーサー及び配向制御突起を製造することが可能となる。多様な仕様のカラーフィルタの製造が1種の製造ラインにて効率よく行うことができるものとなる。
1)該微細遮光膜(グレートーン部)は、光を遮光する微細遮光膜部分と、光を透過する微細透光部分とで構成され、
2)該微細遮光膜部分は、その中心を同一にした三重の正八角環状遮光部であり、該微細透光部分は、三重の正八角環状遮光部間の二重の正八角環状透光部と、三重の正八角環状遮光部の中心の正八角透光部からなり、
3)第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの外形寸法は35μm、微細遮光膜(グレートーン部)の外形寸法は13.5μm、正八角環状遮光部の幅は1.0μm、正八角環状透光部の幅は1.5μmであることを特徴とするフォトマスクである。
前記第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターン、及び微細遮光膜(グレートーン部)の外形は正八角形であり、
1)該微細遮光膜(グレートーン部)は、光を遮光する微細遮光膜部分と、光を透過する微細透光部分とで構成され、
2)該微細遮光膜部分は、その中心を同一にした二重の正八角環状遮光部であり、該微細透光部分は、二重の正八角環状遮光部間の正八角環状透光部と、二重の正八角環状遮光部の中心の正八角透光部からなり、
3)第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの外形寸法は34μm、微細遮光膜(グレートーン部)の外形寸法は14.5μm、正八角環状遮光部の幅は2.5μm、正八角環状透光部の幅は1.5μmであることを特徴とするフォトマスクである。
更には、ネガ型フォトレジストを用いるフォトスペーサー用製造ラインを不要なものとし、ポジ型フォトレジストに統一してフォトスペーサー及び配向制御突起を製造することが可能となる。多様な仕様のカラーフィルタの製造が1種の製造ラインにて効率よく行うことができるものとなる。
図5は、本発明における第一の発明に係わるフォトマスクの一例を示す断面図である。このフォトマスク(PM3)は、カラーフィルタを構成する第一フォトスペーサー及び第二
フォトスペーサーをポジ型フォトレジストを用い同時に形成するフォトマスクである。
形成する第二フォトスペーサーの高さは、第一フォトスペーサーの高さより低いので、第二フォトスペーサーの形成に対応したパターン(半透光部(34D))の透過率(TR2)は、第一フォトスペーサーの形成に対応したパターン(半透光部(34C))の透過率(TR1)より高いものとなっている。
このフォトマスク(PM3)は、透光部(33B)を1階調とすると、透光部(33B)、半透光部(34D)、半透光部(34C)の言わば3階調のフォトマスクである。
図6(a)、(b)に示すように、第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンは、その中央部の微細遮光膜(グレートーン部)(35D)と、該微細遮光膜(グレートーン部)(35D)の上面及び周辺部に設けられた半透光膜(ハーフトーン部)(36D)で構成される半透光部(34D)である。
微細遮光膜部分(SD)は、その中心を同一にした三重の正八角環状遮光部であり、微細透光部分(TD)は、三重の正八角環状遮光部間の二重の正八角環状透光部(T)と三重の正八角環状遮光部の中心の正八角透光部(KT)で構成されている。
半透光膜(ハーフトーン部)(36D)は、微細遮光膜(グレートーン部)(35D)の上面を覆い、また、微細遮光膜(グレートーン部)(35D)の周辺部に設けられている。
第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの透過率とは、この半透光部(34D)の透過率を指している。半透光部(34D)においては、半透光膜(ハーフトーン部)(36D)の部分の透過率の方が、半透光膜(ハーフトーン部)(36D)で覆われている微細遮光膜(グレートーン部)(35D)の部分の透過率より高いものとなっている。
図7(a)〜(c)にては、第二フォトスペーサー(PS−2D)の形成が例示してある。
図7(a)中、フォトレジスト層(60’)の上方には近接露光のギャップ(G)を設けてフォトマスク(PM3)が、その膜面をフォトレジスト層(60’)に対向させて配置されている。このフォトマスク(PM3)には、第二フォトスペーサー(PS−2D)の形成に対応した、前記微細遮光膜(グレートーン部)(35D)と半透光膜(ハーフトーン部)(36D)からなる半透光部(34D)が用いられている。
図7(a)においては、既に現像処理が完了し、形成された状態の第二フォトスペーサーが点線で示してある。
第一フォトスペーサーの形成が良好になされるように、フォトレジスト層(60’)への露光が透光部(33B)を介して適正に行われた際に、第二フォトスペーサー(PS−2D)への半透光部(34D)を介した露光も適正に行われるように、半透光部(34D)の透過率(TR2)を設定する。
図8(a)、(b)に示すように、第一フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンは、その中央部の遮光膜(35C)と、該遮光膜(35C)の上面及び周辺部に設けられた半透光膜(ハーフトーン部)(36C)で構成される半透光部(34C)である。
第一フォトスペーサーの形成に対応した半透光部(34C)の透過率(TR1)は、第二フォトスペーサーの形成に対応した半透光部(34D)の透過率(TR2)より低いので、ポジ型フォトレジストを用いて同時にフォトスペーサーを形成した際には、第一フォトスペーサーの高さは、第二フォトスペーサーの高さより高いものとなる。
B)また、ポジ型フォトレジストとして、ローム・アンド・ハース電子材料(株)製:LC1800(品番)を用い、また、近接露光のギャップとして、100μmを設定し、
C)図7に示すようにして、第一フォトスペーサー及び第二フォトスペーサーを形成した結果、高さ3.3μmの曲面状の第一フォトスペーサー、及び高さ2.8μmの曲面状の第二フォトスペーサーが、共に凹部の発生なく得られている。
また、配向制御突起の高さは、第二フォトスペーサーの高さより低いので、配向制御突起の形成に対応したパターン(半透光部(34G))の透過率(TR7)は、第二フォトスペーサーの形成に対応したパターン(半透光部(34F))の透過率(TR6)より高いものとなっている(TR7>TR6>TR5)。
このフォトマスク(PM4)は、透光部(33B)を1階調とすると、透光部(33B)、半透光部(34G)、半透光部(34F)、半透光部(34E)の言わば4階調のフォトマスクである。
図11(a)、(b)に示すように、第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンは、その中央部の微細遮光膜(グレートーン部)(35F)と、該微細遮光膜(グレートーン部)(35F)の周辺部に設けられた半透光膜(ハーフトーン部)(36F)で構成される半透光部(34F)である。
微細遮光膜部分(SF)は、その中心を同一にした二重の正八角環状遮光部であり、微細透光部分(TF)は、二重の正八角環状遮光部間の正八角環状透光部(T)と二重の正八角環状遮光部の中心の正八角透光部(KT)で構成されている。
第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの透過率とは、この半透光部(34F)の透過率を指している。半透光部(34F)においては、半透光膜(ハーフトーン部)(36F)の部分の透過率の方が、微細遮光膜(グレートーン部)(35F)の部分の透過率より高いものとなっている。
得られる第二フォトスペーサーの断面は、図7(c)に示すように、ポストベーク後には凸字状の台形は熱フローにより曲面状となり凹部は発生していない。
図12(a)、(b)に示すように、配向制御突起の形成に対応したフォトマスク上のパターンは、V字形状のリブ(Rb)と、該V字の頂点から分岐した枝リブ(Rb−e)で構成される半透光部(34G)である。この半透光部(34G)は半透光膜(ハーフトーン部)からなる。
2)また、図8に示す第一フォトスペーサーの形成に対応した半透光部(34C)(半透光部(34E))は、その外形寸法(g)を35μm、遮光膜(35C)の外形寸法(h)を15μm、半透光膜(ハーフトーン部)(36C)の透過率を35%とし、
3)また、図13に示す第二フォトスペーサーの形成に対応した半透光部(34F)は、その外形寸法(i)を34μm、微細遮光膜(グレートーン部)(35F)の外形寸法(j)を14.5μm、二重の正八角環状遮光部(SF)の幅(m)を2.5μm、正八角環状透光部(T)の幅(n)を1.5μm、半透光膜(ハーフトーン部)(36D)の透過率を35%としたフォトマスクを用い、
B)また、ポジ型フォトレジストとして、ローム・アンド・ハース電子材料(株)製:LC1800(品番)を用い、また、近接露光のギャップとして、100μmを設定し、
C)図7に示すようにして、第一フォトスペーサー、第二フォトスペーサー、及び配向制
御突起を形成した結果、高さ3.3μmの曲面状の第一フォトスペーサー、高さ2.5μmの曲面状の第二フォトスペーサー、及び高さ1.2μmの配向制御突起が、共に凹部の発生なく得られている。
33、33B・・・透光部
34、34B・・・半透光部
34C・・・半透光部
34D、34E、34F、34G・・・本発明における半透光部
35C・・・遮光膜
35D、35F・・・本発明における微細遮光膜(グレートーン部)
36C・・・半透光膜(ハーフトーン部)
36D、36F・・・本発明における半透光膜(ハーフトーン部)
40・・・ガラス基板
41・・・ブラックマトリックス
42・・・着色画素
43・・・透明導電膜
44・・・凹部
60・・・ネガ型フォトレジスト層
60’・・・ポジ型フォトレジスト層
E・・・露光光
G・・・近接露光のギャップ
H11・・・第一フォトスペーサーの高さ
H12・・・第二フォトスペーサーの高さ
H13・・・配向制御突起の高さ
KT・・・正八角透光部
Mv・・・配向制御突起
PM、PM2・・・フォトマスク
PM3、PM4・・・本発明によるフォトマスク
PS−1・・・第一フォトスペーサー
PS−2、PS−2’・・・第二フォトスペーサー
PS−2D・・・本発明における第二フォトスペーサー
SD、SF・・・微細遮光膜部分
T・・・正八角環状透光部
TD、TF・・・微細透光部分
Claims (9)
- カラーフィルタを構成する第一フォトスペーサー、第二フォトスペーサーをポジ型フォトレジストを用い同時に形成するフォトマスクであって、前記第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンは、その中央部の微細遮光膜(グレートーン部)と、該微細遮光膜(グレートーン部)の上面及び周辺部に設けられた半透光膜(ハーフトーン部)で構成される半透光部であることを特徴とするフォトマスク。
- 前記第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの透過率が、第一フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの透過率より高いことを特徴とする請求項1記載のフォトマスク。
- 前記第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンは、円形又は多角形の外形を有し、微細遮光膜(グレートーン部)の外形が前記パターンの外形と相似であることを特徴とする請求項1又は請求項2記載のフォトマスク。
- 前記第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターン、及び微細遮光膜(グレートーン部)の外形は正八角形であり、
1)該微細遮光膜(グレートーン部)は、光を遮光する微細遮光膜部分と、光を透過する微細透光部分とで構成され、
2)該微細遮光膜部分は、その中心を同一にした三重の正八角環状遮光部であり、該微細透光部分は、三重の正八角環状遮光部間の二重の正八角環状透光部と、三重の正八角環状遮光部の中心の正八角透光部からなり、
3)第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの外形寸法は35μm、微細遮光膜(グレートーン部)の外形寸法は13.5μm、正八角環状遮光部の幅は1.0μm、正八角環状透光部の幅は1.5μmであることを特徴とする請求項3記載のフォトマスク。 - カラーフィルタを構成する第一フォトスペーサー、第二フォトスペーサーをポジ型フォトレジストを用い同時に形成するフォトマスクであって、前記第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンは、その中央部の微細遮光膜(グレートーン部)と、該微細遮光膜(グレートーン部)の周辺部に設けられた半透光膜(ハーフトーン部)
で構成される半透光部であり、
前記第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターン、及び微細遮光膜(グレートーン部)の外形は正八角形であり、
1)該微細遮光膜(グレートーン部)は、光を遮光する微細遮光膜部分と、光を透過する微細透光部分とで構成され、
2)該微細遮光膜部分は、その中心を同一にした二重の正八角環状遮光部であり、該微細透光部分は、二重の正八角環状遮光部間の正八角環状透光部と、二重の正八角環状遮光部の中心の正八角透光部からなり、
3)第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの外形寸法は34μm、微細遮光膜(グレートーン部)の外形寸法は14.5μm、正八角環状遮光部の幅は2.5μm、正八角環状透光部の幅は1.5μmであることを特徴とするフォトマスク。 - 前記第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの透過率が、第一フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの透過率より高いことを特徴とする請求項5記載のフォトマスク。
- カラーフィルタを構成する第一フォトスペーサー、第二フォトスペーサー、配向制御突起をポジ型フォトレジストを用い同時に形成するフォトマスクであって、前記第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンは、その中央部の微細遮光膜(グレートーン部)と、該微細遮光膜(グレートーン部)の上面及び周辺部に設けられた半透光膜(ハーフトーン部)で構成される半透光部であることを特徴とするフォトマスク。
- 前記第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの透過率が、第一フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの透過率より高く、前記配向制御突起の形成に対応したフォトマスク上のパターンの透過率が、第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンの透過率より高いことを特徴とする請求項7記載のフォトマスク。
- 前記第二フォトスペーサーの形成に対応したフォトマスク上のパターンは、円形又は多角形の外形を有し、微細遮光膜(グレートーン部)の外形が前記パターンの外形と相似であることを特徴とする請求項7又は請求項8記載のフォトマスク。
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