JP2003177506A - フォトリソグラフィ用マスク、薄膜形成方法、並びに液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法 - Google Patents

フォトリソグラフィ用マスク、薄膜形成方法、並びに液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法

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JP2003177506A
JP2003177506A JP2001380338A JP2001380338A JP2003177506A JP 2003177506 A JP2003177506 A JP 2003177506A JP 2001380338 A JP2001380338 A JP 2001380338A JP 2001380338 A JP2001380338 A JP 2001380338A JP 2003177506 A JP2003177506 A JP 2003177506A
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雅人 今井
Akira Maehara
鑑 前原
Yoko Fukunaga
容子 福永
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 単一プロセスによって多段構造を有する薄膜
を効率よく良好に形成する。 【解決手段】 フォトリソグラフ用マスク１に設けられ
た半透過部４と透過部５とを透過する光の位相差を（−
１／４＋２ｍ）π以上、（１／４＋２ｍ）π以下（但
し、ｍは整数。）との範囲内となるように半透過膜を形
成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、複数の透過領域が
設けられたフォトリソグラフィ用マスクと、このフォト
リソグラフィ用マスクを使用した薄膜形成方法、及び異
なる膜厚を有する薄膜パターンが単一プロセスにてガラ
ス基板上に形成された液晶表示装置とその製造方法に関
する。
【０００２】
【従来の技術】近年、液晶ディスプレイ等の液晶表示装
置の大画面化や製造プロセスの効率化に伴い、液晶表示
装置に使用されるガラス基板上に薄膜パターンを形成す
るフォトリソグラフィ工程の大規模化が進んでいる。こ
のような大規模化したフォトリソグラフィ工程を実施す
る際には、ステッパによる露光では生産効率が悪いた
め、大きな基板材料に対して効率よく露光を行うことが
できる、大型のフォトマスクが用いられている。
【０００３】また、液晶モードの多様化等によって、フ
ォトリソグラフィ工程を複数回行って形成する多層膜構
造が要求されるようになっているが、このようなフォト
リソグラフィ工程数の増加は、プロセスタイムの増加と
いう問題となっている。例えば、反射透過併用型液晶を
形成する上でのカラーフィルタの多段化や、マルチギャ
ップ化等のガラス基板上多段にわたる薄膜パターンを形
成する必要がある場合がこれにあたる。このようなフォ
トリソグラフィ工程の増加は、コストダウンやリードタ
イムの短縮の妨げとなっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した問題を解決す
る手段として、１枚のマスク基板上に異なる光透過率を
有する複数の透過領域を設けたハーフトーンマスクを用
いる方法がある。この方法は、フォトマスクに異なる光
透過率を有する透過領域を設けることで、薄膜パターン
を形成する基板（以下、対象基板と称する。）上に露光
する光の量を部分ごとに調整し、複数の膜厚を有する薄
膜パターンを一回のフォトリソグラフィ工程で形成する
ものである。この方法によれば、強さの異なる露光光で
対象基板上の感光性材料が露光されるため、一回のフォ
トリソグラフィ工程で多段構造の薄膜パターンを形成す
ることができる。
【０００５】しかしながら、上述したハーフトーンマス
クを用いた場合においては、光透過率の異なる透過領域
の境界部分で、回折光同士の干渉が生じる。この回折光
同士の干渉が互いを弱め合うものであった場合には、対
象基板上に形成される薄膜パターンに、より弱い光で露
光される部分が生じて膜減り段差を発生させている。こ
のため、ハーフトーンのフォトマスクを用いた場合に
は、上述した回折光の干渉の影響により単一プロセスに
よって良好に多段構造の薄膜パターンを形成することが
困難であった。
【０００６】このような回折光の影響をなくすために
は、フォトマスクと対象基板との間はできるだけ密着さ
せてフォトリソグラフィ工程を行うことが好ましい。し
かし、フォトマスクの撓みや対象基板のうねり等の影響
でフォトマスクと対象基板との間に接触が起こると、フ
ォトマスクの汚染や傷、成膜不良等の問題が発生し、特
にフォトマスクが汚染された場合には、その都度フォト
マスクを交換する必要が生じ、生産効率が悪くなり、コ
スト的にも不利が生じるため、フォトマスクと対象基板
との間は所定の間隔を空けて露光する必要がある。さら
に、上述した基板材料の大型化に伴い、フォトマスクの
撓みや対象基板のうねりは、より大きくなる傾向にあ
り、フォトマスクと対象基板との間隔をさらに大きく持
たせる必要が生じてきている。このことは、マスクパタ
ーンの高精細化と相まって、対象基板上に形成される薄
膜パターンに対する回折光の影響を大きくする原因とな
っている。
【０００７】そこで、本発明は、大規模化したフォトリ
ソグラフィ工程に適用し得るとともに、単一プロセスに
よって多段構造を有する薄膜パターンを効率よく良好に
形成し、また薄膜パターンの形状に上述した膜減り段差
を利用し得るフォトリソグラフィ用マスク及びこのフォ
トリソグラフィ用マスクを使用した薄膜形成方法を提供
するものであり、さらにはこのような薄膜形成方法を実
施して基板上に薄膜パターンを形成した液晶表示装置及
びその製造方法を提供することを目的とするものであ
る。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上述した課題を解決する
本発明に係るフォトリソグラフィ用マスクは、遮光領域
と、異なる光透過率を有する複数の透過領域とが設けら
れており、これら複数の透過領域のうち隣接する透過領
域を透過する光の位相差が（−１／４＋２ｍ）π以上、
（１／４＋２ｍ）π以下（但し、ｍは整数。）とされ
る。
【０００９】また、本発明に係る薄膜形成方法は、上述
したフォトリソグラフィ用マスクを使用して露光を行
う。この薄膜形成方法においては、薄膜形成対象とフォ
トリソグラフィ用マスクとを５０μｍ以上、５００μｍ
以下の間隔を隔てて配置して露光を行う。
【００１０】さらに、本発明に係る液晶表示装置及び液
晶表示装置の製造方法は、上述した薄膜形成方法をフォ
トリソグラフィ工程にて実施し、薄膜形成対象上に多段
構造を有する薄膜を形成する。
【００１１】上述した本発明に係るフォトリソグラフィ
用マスク、薄膜形成方法、並びに液晶表示装置及び液晶
表示装置の製造方法は、隣接する透過領域を透過する光
の位相差を所定範囲内に規制して回折光の干渉による露
光光の強度の低下を抑制することで、薄膜パターンに生
じる膜減り段差を小さく抑える。このため、本発明に係
るフォトリソグラフィ用マスク、薄膜形成方法、並びに
液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法によれば、成
膜不良を生じさせずに多段構造を有する薄膜パターンが
単一プロセスにて形成される。
【００１２】また、本発明に係る薄膜形成方法、並びに
液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法によれば、フ
ォトリソグラフィ用マスクと薄膜形成対象との間に５０
μｍ以上、５００μｍ以下という比較的大きな間隔を設
けてフォトリソグラフィ工程が行われるため、大型の基
板を用いる場合等においても基板材料とフォトマスクと
の接触を防ぐことができ、大規模化したフォトグラフィ
工程に対応可能とされる。
【００１３】一方、本発明に係るフォトグラフィ用マス
クは、遮光領域と、複数の透過領域とが設けられてお
り、これら複数の透過領域のうち隣接する透過領域を透
過する光の位相差が任意に設定される。
【００１４】また、本発明に係る薄膜形成方法は、上述
したフォトリソグラフィ用マスクを使用して露光を行
う。この薄膜形成方法においては、フォトリソグラフィ
用マスクと薄膜形成対象とを５０μｍ以上、５００μｍ
以下の間隔を隔てて配置して露光を行う。
【００１５】さらに、本発明に係る液晶表示装置及び液
晶表示装置の製造方法は、上述した薄膜形成方法をフォ
トリソグラフィ工程にて実施し、薄膜形成対象上に多段
構造を有する薄膜を形成する。
【００１６】上述した本発明に係るフォトリソグラフィ
用マスク、薄膜形成方法、並びに液晶表示装置及び液晶
表示装置の製造方法は、隣接する透過領域を透過する光
の位相差を任意に設定することで、回折光の干渉により
低下する露光光を利用して所望の膜減り段差が薄膜パタ
ーンに形成される。このため、本発明に係るフォトリソ
グラフィ用マスク、薄膜形成方法、並びに液晶表示装置
及び液晶表示装置の製造方法によれば、フォトグラフィ
用マスクに設けられた透過領域の数以上の段差を有する
多段構造の薄膜パターンが単一プロセスにて効率よく形
成される。
【００１７】また、本発明に係る薄膜形成方法、並びに
液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法によれば、フ
ォトリソグラフィ用マスクと薄膜形成対象との間に５０
μｍ以上、５００μｍ以下という比較的大きな間隔を設
けてフォトリソグラフィ工程が行われるため、大型の基
板を用いる場合等においても基板材料とフォトマスクと
の接触を防ぐことができ、大規模化したフォトグラフィ
工程に対応可能とされる。
【００１８】
【発明の実施の形態】以下、本発明の具体的な実施の形
態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】フォトマスク1は、図１及び図２に示すよ
うに、透明なマスク基板２上に露光光Lの透過率が０％
若しくは０％に近い遮光部３と、露光光Lの透過率が０
％乃至１００％の間に設定された半透過部４と、露光光
Ｌの透過率が１００％若しくは１００％に近い透過部５
という３種の異なる透過率を有する領域、具体的には一
つの遮光領域と二つの透過領域とが形成されている。こ
こで、各領域の透過率は、マスク基板２自体の露光光Ｌ
の透過率を１００％とした場合における上述した遮光部
３、半透過部４及び透過部５の相対的な透過率である。
フォトマスク１は、図１に示すように、フォトリソグラ
フィ工程において薄膜形成基板１１上にネガ型の感光性
材料を塗布してレジスト層１２を形成し、このレジスト
層１２を露光して薄膜パターン１３を得る際に使用され
る。なお、ここではネガ型の感光性材料の使用を前提に
説明しているが、フォトマスク１の遮光及び透過の関係
を入れ替えることにより、ポジ型の感光性材料について
も適用することができる。
【００２０】遮光部３は、マスク基板２上に遮光膜を形
成することで、露光光Ｌの透過率を０％若しくは０％に
近い数値としている。遮光膜としては、例えば金属クロ
ム等の透過率の低い薄膜を用いる。
【００２１】半透過部４は、マスク基板２上に半透過
膜、例えば吸収による低透過率な膜や多層膜を形成する
ことで、透過率を低下させている。半透過膜としては、
例えば酸化クロム等の酸化膜等を用いる。なお、半透過
部４においては、フォトリソグラフィ工程において形成
する薄膜の厚さ、感光材料の種類等に応じて、その透過
率が任意に設定される。
【００２２】透過部５は、上述した遮光部３や半透過膜
４の如くマスク基板２に薄膜が形成されない開口パター
ンとされている。
【００２３】上述した構成を有するフォトマスク１を用
いてフォトリソグラフィ工程を行う場合に、フォトマス
ク１と薄膜形成基板１１とは、一定の間隔（以下、この
間隔をプリントギャップと称する。）を空けて配置され
る。フォトマスク１のサイズに対しプリントギャップが
ある程度以上の大きさになる場合、半透過部４と透過部
５とを透過した露光光は強い回折、すなわち光の回り込
みが起こる。このような回折の影響を受けると、図３に
示すように、隣接する半透過部４を透過する露光光Ｌａ
と透過部５を透過する露光光Ｌｂとの回折光同士（Ｌ
ａ'とＬｂ'）がその境界部分において干渉し合い、この
干渉の結果回折光の重ね合わせである露光光Ｌｃが生じ
る。この露光光Ｌｃは、回折光Ｌａ'と露光光Ｌｂ'の干
渉が互いを強め合う場合には光の強度が低下しないが、
互いを弱め合う場合には光の強度が低下する。回折の影
響により露光光Ｌｃの強度が弱まった場合には、露光後
の現像時に露光光Ｌｃが照射されていた部分のレジスト
層１２に膜減り段差が形成され、成膜不良が生じる。ま
た、レジスト材料の感度特性によっては、残膜限界照度
以下となり、膜抜け、すなわち残膜無しの状態や、レジ
スト層１２の部分乃至全体の剥離不良が生じることがあ
る。
【００２４】フォトマスク１においては、半透過部４に
形成する半透過膜の膜厚及び屈折率が規定され、上述し
た半透過部４と透過部５との境界部分における回折光の
干渉が互いを弱め合わないようにしている。以下、半透
過部４における半透過膜の膜厚及び屈折率の規定に関す
るシミュレーションによる検証について説明する。
【００２５】まず、半透過部４の透過率を透過部５の５
０％と設定したフォトマスク１を想定する。このような
フォトマスク１においては、半透過部４を透過する光と
透過部５を透過する光との位相のズレがなくなる（φ＝
０）ようにすると、回折光は互いに強め合うため、図４
の特性図に示すように、半透過部４と透過部５との境界
部分における露光光Ｌｃの強度は低下しない。このよう
な場合、薄膜形成基板１１上には、図５に示すように、
半透過部４と透過部５との境界部分における露光光Ｌｃ
が照射された部分に膜減り段差の無い良好な薄膜パター
ン１３が形成される。
【００２６】これに対し、半透過部４を透過する光と透
過部５を透過する光との位相が半波長分ずれて、すなわ
ち位相差φ＝πとなる場合には、回折光が互いに干渉し
て弱め合うため、図６の特性図に示すように、半透過部
４と透過部５との境界部分における露光光Ｌｃの強度が
低下する。このような場合、薄膜形成基板１１上には、
図７に示すように、露光光Ｌｃが照射される部分に、膜
減りによって膜厚が極端に薄い部分ができ、成膜不良が
発生する。
【００２７】図８（ａ）乃至（ｄ）（各図中ｄは半透過
部４に形成された半透過膜の膜厚を示す。）は、半透過
部４を透過した露光光Ｌａと透過部５を透過した露光光
Ｌｂとの位相差を変化させ、そのときの露光光Ｌの強度
分布を示している。この図８及び図４、図６に示した各
露光光Ｌについて、各薄膜パターンに生じた膜減り段差
を調査したところ、図４（位相差φ＝０）、図８（ａ）
（位相差φ＝１／８π）及び同図（ｂ）（位相差φ＝１
／４π）の各場合については生じた段差が小さく使用に
耐え得るものであったが、図６（位相差φ＝π）、図８
（ｃ）（位相差φ＝１／２π）及び同図（ｄ）（位相差
φ＝３／４π）の各場合については、段差が大きく成膜
不良を生じさせていた。この結果、半透過部４を透過し
た光と透過部５を透過した光との位相差φが以下に示す
式（１）の範囲内である場合には成膜不良の無い良好な
薄膜パターン１３が得られると判断できる。
【００２８】
【数１】
【００２９】上述したような成膜不良を解消するため
に、フォトマスク１においては、半透過部４と透過部５
のそれぞれを透過した光の位相差φが薄膜形成基板１１
上で上記式（１）の範囲内とされるように、半透過部４
に形成される半透過膜の光学特性を設定する。以下に、
半透過部４に形成される半透過膜の屈折率及び膜厚の設
定例を示す。なお、半透過部４に形成される半透過膜に
は多重反射の影響がないものとして説明する。
【００３０】半透過部４及び透過部５のそれぞれを透過
する光が半透過部に形成された半透過膜の膜厚ｄを進む
ときの位相の回転をφ１、φ２とすると、それぞれの透
過した光の位相差は、以下に示す式（２）の通りとな
る。
【００３１】
【数２】
【００３２】上記式（２）にて表された位相差が波長の
整数倍（以下に示す式（３））のときにそれぞれの位相
は一致（φ＝０）し、半波長の奇数倍（以下に示す式
（４））のとき逆相（φ＝π）となる。
【００３３】
【数３】
【００３４】したがって、半透過部４に形成される半透
過膜を上記式（３）に示すような同位相条件を満たすよ
うに形成することで、半透過部４と透過部５との境界部
分の膜減り段差が小さい良好な薄膜パターン１３を薄膜
形成基板１１上に得ることができる。具体的には、半透
過膜の屈折率をｎ２、膜厚をｄとしたときに、露光に用
いる光の波長λに対し、以下に示す式（５）が成り立つ
ような屈折率及び膜厚で半透過膜を設計する。この場
合、式（５）中ｎ１は空気層の屈折率となるが、位相差
を調整するために空気層の代わりに透過部分に別の透過
膜を形成してもよい。
【００３５】
【数４】
【００３６】したがって、上記式（１）に示す条件を満
たすためには、以下に示す式（６）を満たすように、半
透過膜の屈折率及び膜厚を設定する。
【００３７】
【数５】
【００３８】実際には、半透過部４における半透過膜の
透過率は、用途等に合わせて０％乃至１００％の間で調
整する必要がある。この透過率の調整方法としては、半
透過膜の吸光率（消衰係数）を操作する方法や、多重反
射による干渉フィルタを形成する方法等があげられる
が、多重反射がある場合は位相の回転を受けるため注意
が必要である。この場合、式（６）に示す条件からずれ
が生じるため、最終的には式（１）に示す条件を満たす
ように半透過膜の膜厚、屈折率及び消衰係数を設計す
る。なお、吸光率を操作する場合で半透過膜自体の吸収
が十分大きい場合には、多重反射光は無視できるので、
位相の回転は伴わず、式（６）の条件をそのまま適用す
ることができる。
【００３９】上述したように半透過部４に形成される半
透過膜の膜厚及び屈折率が規定されたフォトマスク１
は、回折の影響による不要な段差を抑え、成膜不良の発
生を防止することができる。このようなフォトマスク１
は、図９及び図１０に示す形状の薄膜パターン１３をフ
ォトリソグラフィ工程にて形成する場合に使用すること
ができる。図９に示すような薄膜パターン１３は、例え
ば液晶表示装置におけるセルギャップを構成するための
スペーサとなる突起部１３ａと、カラーフィルタ又は平
坦化膜となる平坦部１３ｂとを同時に形成する場合に適
用することができる。また、図１０に示すような薄膜パ
ターン１３は、ＡＳＭモードやＭＶＡモード等の突起物
を使用した液晶の配向モードを利用する液晶表示装置に
おいて、配向壁となる突起部１３ａと、カラーフィル
タ、平坦膜、スペーサ等となる平坦部１３ｂを同時に形
成する場合に適用することができる。
【００４０】さらに、上述したフォトマスク１において
は、半透過部４と透過部５という２種類の透過領域を持
つものとして説明したが、さらに第２の半透過部を設け
て図１１に示すような形状、具体的には３段構造を有す
る薄膜パターン１３を形成することができる。図１１に
示す薄膜パターン１３は、スペーサや配向壁となる第１
の突起部１３ｃ、第２の突起部１３ｄを同時に平坦化膜
となる平坦部１３ｅ上に形成する場合に適用することが
できる。なお、フォトマスク１は、上述した２段構造、
３段構造の薄膜パターンに限らず、透過領域の数、透過
率等の条件設定等を種々変更することにより様々な形状
の薄膜パターンを得ることができる。
【００４１】なお、上述したフォトマスク１における膜
厚及び屈折率の規定については、位相差を一定範囲内と
することにより、回折の影響による不要な段差を生じさ
せないようにしたものであるが、より複雑な段差を有す
るパターンや、エッジを強調する構造を有するパターン
を薄膜形成基板１１上に形成する場合には、逆に回折の
影響により形成される段差を積極的に利用することもで
きる。具体的には、半透過部４を透過する光と透過部５
を透過する光の位相差をずらして、上記式（１）の範囲
外となるように任意に設定して該境界部における露光光
Ｌｃの強度を調節し、境界部にできる膜減り段差を薄膜
パターン１３の形状として利用するものである。このよ
うに、膜減り段差を利用して薄膜パターン１３の形状と
することで、フォトマスク１に設けられた透過領域以上
の段差を形成することができる。このようなフォトマス
ク１は、図１２及び図１３に示す形状の薄膜パターン１
３をフォトリソグラフィ工程にて形成する場合に使用す
ることができる。図１２に示す薄膜パターン１３は、半
透過部４の透過率自体を透過部５とほぼ同じに設定し、
位相のみを例えば半波長ずらすことで、同図のような形
状を得ることができる。また、半透過部４の透過率を透
過部５と異なるように任意に設定するとともに、両者を
透過する露光光の波長も任意に変化させることで図１３
に示すような複雑な形状の薄膜を単一プロセスで成膜す
ることもできる。
【００４２】上述した構成を有するフォトマスク１を使
用した薄膜形成方法について、以下に説明する。なお、
以下に示す本実施の形態においては、薄膜形成基板１１
上に２段構造を有する薄膜パターン１３を形成する場合
について説明する。
【００４３】まず、図１４（ａ）に示すように、薄膜形
成基板１１上にネガ型の感光性材料が塗布され、レジス
ト層１２が形成される。そして、薄膜形成基板１１に対
してフォトマスク１の位置合わせが行われ、位置合わせ
後に同図（ｂ）に示すように、露光光Ｌを照射する。こ
のとき、フォトマスク１は、薄膜形成対象、具体的には
薄膜形成基板１１上に形成されたレジスト層１２から５
０μｍ以上、５００μｍ以下のプリントギャップを設け
て配置される。その後、洗浄液にて洗浄して未露光部分
を除去し、同図（ｃ）に示すように、所望の薄膜パター
ン１３を得る。なお、ここでは薄膜形成の手順のみを簡
単に説明したが、プリントギャップ以外の諸条件、例え
ば薄膜形成基板１１上に塗布される感光性材料や洗浄時
の洗浄液等は、形成する薄膜の種類等に応じて、公知の
材料、洗浄液等を適宜選択して使用することができる。
【００４４】上述した薄膜形成方法は、フォトマスク１
の半透過部４と透過部５の透過率比、薄膜形成基板１１
上に塗布する感光性材料の感度特性の組み合わせを変え
ることで、様々な厚さの組み合わせを有する薄膜を単一
プロセスで作成でき、同じ材質でかつ複数の膜厚が要求
される場合に適用することができる。
【００４５】また、上述した薄膜形成方法は、フォトマ
スク１と薄膜形成対象との間に５０μｍ以上、５００μ
ｍ以下という比較的大きな間隔を設けて露光処理が行わ
れるため、大型の基板を用いる場合等においてもフォト
マスク１と、薄膜形成基板１１やこの上に形成されたレ
ジスト層１２との接触を防ぐことができ、大規模化した
フォトグラフィ工程に対応することができる。
【００４６】なお、上述した薄膜形成方法と同じプロセ
スにより、フォトマスク１の半透過部４と透過部５とを
透過する露光光の位相をずらした場合には、フォトマス
ク１に設けられた領域以上の段差を有する形状のパター
ンを得ることができる。
【００４７】上述した薄膜形成方法をフォトリソグラフ
工程にて実施する液晶表示装置の製造方法について説明
する。液晶表示装置２０は、図１５に示すように、Ｒ、
Ｇ、Ｂの各色に対応するカラーフィルタ２１Ｒ、２１
Ｇ、２１Ｂ（以下、各色について区別しない場合にはカ
ラーフィルタ２１と称する。）が形成され、さらに有機
透明樹脂からなる平坦化層２２及びＩＴＯ等の導電性薄
膜からなる対向電極２３が形成された第１の基板２４
と、反射板と画素電極の機能を兼ねる反射電極２５及び
ＩＴＯ等の導電性薄膜からなる透明電極２６が形成され
た第２の基板２７とが相対向して配設され、その間に液
晶が注入されている。この液晶表示装置２０は、カラー
フィルタ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが透明電極２６と対向
する位置に一段高く形成された透過用フィルタ部２１Ｒ
ａ、Ｇａ、Ｂａと、その両側に一段低く形成された反射
用フィルタ部２１Ｒｂ、Ｇｂ、Ｂｂとを有する２段構造
とされており、これら透過用と反射用のフィルタ部が一
体に形成されている。
【００４８】この液晶表示装置２０においては、光を透
過する透過型表示構造部と、光を透過しない反射型表示
構造部とを有するので、透過型表示と反射型表示との両
方を行うことができる。これにより、例えば、周囲の明
るい場所では反射型表示構造部で表示画像認識を行い、
暗がりなどでは透過型構造部を主体に反射型構造部を併
用して表示画像認識ができる。また、透過用及び反射用
それぞれに厚さの異なるカラーフィルタ２１を形成する
ことで、それぞれ適切な透過率及び色度の表示を行うこ
とができる。
【００４９】なお、詳しい図示は省略するが、第２の基
板２７には、互いに略平行に配された複数の走査線と、
この走査線と交互にかつ略平行に配された複数の基準信
号線と、これら複数の基準信号線を互いに接続する共通
配線と、反射電極２５ごとに設けられ、反射電極２５を
選択的に駆動する３端子スイッチング素子である薄膜ト
ランジスタ（ＴＦＴ）とを備えている。
【００５０】上述したような構成を有する液晶表示装置
２０は、フォトリソグラフィ工程において上述したフォ
トマスク１を使用した薄膜形成方法が実施され、２段構
造のカラーフィルタ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが形成され
る。このフォトリソグラフィ工程においては、所望の色
の顔料を添加したネガ型フォトレジストを使用し、カラ
ーフィルタ２１Ｒ、２１Ｇ、２１Ｂが各色のフィルタご
とに形成される。まず、第１の基板２４上に、赤の顔料
を添加したカラーレジストを所定の厚さに塗布して乾燥
させ、赤のカラーレジスト膜を形成する。次に、このカ
ラーレジスト膜の所定領域、つまりカラーフィルタ２１
Ｒとして残す領域を、その表面側からフォトマスク１を
用いて露光処理し、カラーレジスト膜の露光領域を硬化
させる。そして、露光処理したカラーレジスト膜を現像
処理して、その未露光領域を除去する。このとき、フォ
トレジスト１の半透過部４と透過部５とは、それぞれを
透過する露光光の位相が一致するように半透過部４に半
透過膜が形成されているため、膜減り段差による成膜不
良のない良好な２段構造のパターンを得ることができ
る。そして、第１の基板２４上には、残存した２段構造
のカラーレジスト膜がカラーフィルタ２１Ｒとされる。
その後、カラーフィルタ２１Ｒと同様に、緑の顔料を添
加したカラーレジストを塗布して露光、現像処理し、次
いで青の顔料を添加したカラーレジストを塗布して露
光、現像処理することにより、カラーフィルタ２１Ｇ、
２１Ｂを順次形成する。
【００５１】上述したように、フォトマスク１を使用し
た薄膜形成方法を、液晶表示装置２０を製造する際のフ
ォトリソグラフ工程において実施することで、透過反射
併用型の液晶表示装置における２段構造の透過用、反射
用カラーフィルタを単一プロセスで形成することができ
る。このため、上述した液晶表示装置２０の製造方法
は、その工程数が削減され、生産効率が向上する。
【００５２】また、上述した液晶表示装置１０を製造方
法によれば、フォトマスク１と薄膜形成対象との間に５
０μｍ以上、５００μｍ以下という比較的大きな間隔を
設けてフォトリソグラフィ工程が行われるため、大画面
の液晶表示装置の製造プロセスにおいてもフォトマスク
１と、薄膜形成基板１１やこの上に形成されたレジスト
層１２との接触を防ぐことができる。
【００５３】
【発明の効果】以上、詳細に説明したように本発明に係
るフォトリソグラフ用マスクによれば、異なる透過率を
有する複数の透過領域を透過する光の位相差を一致させ
るように透過領域に形成される透過膜の構造、具体的に
は膜厚や屈折率を設計することで、これら透過領域の境
界部分における回折光の干渉による露光光の強度低下が
防止される。このため、本発明に係るフォトリソグラフ
ィ用マスクによれば、膜減り段差が抑制された複数段を
有する薄膜を単一プロセスにて良好に形成することがで
きる。
【００５４】また、本発明に係る薄膜形成方法、液晶表
示装置及び液晶表示装置の製造方法によれば、上述した
構成を有するフォトリソグラフ用マスクを使用してガラ
ス基板等の薄膜形成対象上に薄膜パターンを形成するこ
とで、成膜不良のない複数段を有する薄膜を単一プロセ
スにて良好に得ることができ、液晶表示装置の生産性の
向上、低コスト化を達成することができる。さらに、本
発明に係る薄膜形成方法、液晶表示装置及び液晶表示装
置の製造方法によれば、上述した構成を有するフォトリ
ソグラフ用マスクを使用することで、フォトリソグラフ
用マスクと薄膜形成対象との間に５０μｍ以上、５００
μｍ以下という比較的大きな間隔を設けて行い、フォト
リソグラフィ用マスクと薄膜形成対象との接触を防止す
ることができる。このため、本発明に係る薄膜形成方
法、液晶表示装置及び液晶表示装置の製造方法によれ
ば、大型の基板材料が用いられるような、大規模化した
フォトリソグラフィ工程に対応することができる。
【００５５】さらに、本発明に係るフォトリソグラフ用
マスクによれば、複数の透過領域を透過する光の位相差
を任意に設定することで、複雑な、例えば細かな段差を
有する構造を有する薄膜パターンを単一プロセスにて良
好に形成することができる。
【００５６】また、本発明に係る薄膜形成方法、液晶表
示装置及び液晶表示装置の製造方法によれば、上述した
構成を有するフォトリソグラフ用マスクを使用すること
で、複雑な構造を有する薄膜パターンを単一プロセスに
て簡易に得ることができ、さらには液晶表示装置の生産
性の向上、低コスト化を達成することができる。また、
本発明に係る薄膜形成方法、液晶表示装置及び液晶表示
装置の製造方法によれば、上述したフォトリソグラフ用
マスクを使用することで、フォトリソグラフ用マスクと
薄膜形成対象との間に５０μｍ以上、５００μｍ以下と
いう比較的大きな間隔を設けて露光が行われる。このた
め、本発明に係る薄膜形成方法、液晶表示装置及び液晶
表示装置の製造方法によれば、フォトリソグラフィ用マ
スクと薄膜形成対象との接触を防止し、大型の基板材料
が用いられるような、大規模化したフォトリソグラフィ
工程に対応することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用したフォトマスクを用いて行うフ
ォトリソグラフ工程を説明するための図である。
【図２】同フォトマスクの底面図である。
【図３】同フォトマスクを透過する透過光の状態を説明
するための図である。
【図４】同フォトマスクを透過する透過光の光強度分布
を示す特性図である。
【図５】図４に示す光強度分布にて成膜される薄膜パタ
ーンの断面図である。
【図６】同フォトマスクを透過する透過光の光強度分布
を示す特性図である。
【図７】図６に示す光強度分布にて成膜される薄膜パタ
ーンの断面図である。
【図８】同フォトマスクを透過する透過光の光強度分布
を示す特性図である。
【図９】透過部と半透過部との位相差を一致させたフォ
トマスクを用いて成膜される薄膜パターンの具体例を示
す断面図である。
【図１０】同フォトマスクを用いて成膜される薄膜パタ
ーンの他の具体例を示す断面図である。
【図１１】同フォトマスクを用いて成膜される薄膜パタ
ーンの更に他の具体例を示す断面図である。
【図１２】透過部と半透過部との位相差を任意に設定し
たフォトマスクを用いて成膜される薄膜パターンの具体
例を示す断面図である。
【図１３】同フォトマスクを用いて成膜される薄膜パタ
ーンの他の具体例を示す断面図である。
【図１４】本発明に係る薄膜形成方法の成膜工程を説明
するための断面図である。
【図１５】本発明を適用した液晶表示装置の概略構成を
示す断面図である。
【符号の説明】
１ フォトマスク，２ マスク基板，３ 遮光部，４
半透過部，５ 透過部，２０ 液晶表示装置
フロントページの続き (72)発明者 福永 容子 東京都品川区北品川６丁目７番35号 ソニ ー株式会社内 Ｆターム(参考） 2H092 MA14 MA15 MA16 MA18 MA19 MA20 MA35 MA37 NA02 NA21 NA27 NA29 NA30 2H095 BB03 BB31 BC24

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 遮光領域と、異なる光透過率を有する複
    数の透過領域とが設けられたフォトリソグラフィ用マス
    クにおいて、 上記複数の透過領域のうち隣接する透過領域を透過する
    光の位相差が（−１／４＋２ｍ）π以上、（１／４＋２
    ｍ）π以下（但し、ｍは整数。）とされることを特徴と
    するフォトリソグラフィ用マスク。
  2. 【請求項２】 遮光領域と、異なる光透過率を有する複
    数の透過領域とが設けられたフォトリソグラフィ用マス
    クを使用する薄膜形成方法において、 上記フォトリソグラフィ用マスクは、上記複数の透過領
    域のうち隣接する透過領域を透過する光の位相差が（−
    １／４＋２ｍ）π以上、（１／４＋２ｍ）π以下（但
    し、ｍは整数。）とされることを特徴とする薄膜形成方
    法。
  3. 【請求項３】 上記フォトリソグラフィ用マスクは、薄
    膜形成対象に対して５０μｍ以上、５００μｍ以下の間
    隔を隔てて配置されることを特徴とする請求項２に記載
    の薄膜形成方法。
  4. 【請求項４】 遮光領域と、異なる光透過率を有する複
    数の透過領域とが設けられ、該複数の透過領域のうち隣
    接する透過領域を透過する光の位相差が（−１／４＋２
    ｍ）π以上、（１／４＋２ｍ）π以下（但し、ｍは整
    数。）とされたフォトリソグラフィ用マスクを用いて露
    光するフォトリソグラフィ工程を有することを特徴とす
    る液晶表示装置の製造方法。
  5. 【請求項５】 上記フォトリソグラフィ用マスクは、薄
    膜形成対象に対して５０μｍ以上、５００μｍ以下の間
    隔を隔てて配置されることを特徴とする請求項４に記載
    の液晶表示装置の製造方法。
  6. 【請求項６】 遮光領域と、異なる光透過率を有する複
    数の透過領域とが設けられ、該複数の透過領域のうち隣
    接する透過領域を透過する光の位相差が（−１／４＋２
    ｍ）π以上、（１／４＋２ｍ）π以下（但し、ｍは整
    数。）とされたフォトリソグラフィ用マスクを用いて露
    光を行うことで薄膜パターンが形成された基板を有する
    ことを特徴とする液晶表示装置。
  7. 【請求項７】 上記薄膜パターンは、上記フォトリソグ
    ラフィ用マスクが薄膜形成対象に対して５０μｍ以上、
    ５００μｍ以下の間隔を隔てて配置された状態で露光さ
    れ形成されることを特徴とする請求項６に記載の液晶表
    示装置。
  8. 【請求項８】 遮光領域と、複数の透過領域とが設けら
    れたフォトリソグラフィ用マスクにおいて、 上記複数の透過領域のうち隣接する透過領域を透過する
    光の位相差が任意に設定され、上記透過領域の数以上の
    段差を有する薄膜パターンを形成することを特徴とする
    フォトリソグラフィ用マスク。
  9. 【請求項９】 上記複数の透過領域は、異なる光透過率
    を有する透過領域を含むことを特徴とする請求項８に記
    載のフォトリソグラフィ用マスク。
  10. 【請求項１０】 遮光領域と、複数の透過領域とが設け
    られ、該複数の透過領域のうち隣接する透過領域を透過
    する光の位相差が任意に設定されたフォトリソグラフィ
    用マスクを用いて露光し、上記透過領域の数以上の段差
    を有する薄膜パターンを形成することを特徴とする薄膜
    形成方法。
  11. 【請求項１１】 上記複数の透過領域は、異なる光透過
    率を有する透過領域を含むことを特徴とする請求項１０
    に記載の薄膜形成方法。
  12. 【請求項１２】 上記フォトリソグラフィ用マスクは、
    薄膜形成対象に対して５０μｍ以上、５００μｍ以下の
    間隔を隔てて配置されることを特徴とする請求項１０に
    記載の薄膜形成方法。
  13. 【請求項１３】 遮光領域と、複数の透過領域とが設け
    られ、該複数の透過領域のうち隣接する透過領域を透過
    する光の位相差が任意に設定されたフォトリソグラフィ
    用マスクを用いて露光するフォトリソグラフィ工程を有
    し、上記透過領域の数以上の段差を有する薄膜パターン
    を形成することを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
  14. 【請求項１４】 上記複数の透過領域は、異なる光透過
    率を有する透過領域を含むことを特徴とする請求項１３
    に記載の液晶表示装置の製造方法。
  15. 【請求項１５】 上記フォトリソグラフィ用マスクは、
    薄膜形成対象に対して５０μｍ以上、５００μｍ以下の
    間隔を隔てて配置されることを特徴とする請求項１３に
    記載の液晶表示装置の製造方法。
  16. 【請求項１６】 遮光領域と、複数の透過領域とが設け
    られ、該複数の透過領域のうち隣接する透過領域を透過
    する光の位相差が任意に設定されたフォトリソグラフィ
    用マスクを用いて露光し、上記透過領域の数以上の段差
    を有する薄膜パターンが形成された基板を有することを
    特徴とする液晶表示装置。
  17. 【請求項１７】 上記複数の透過領域は、異なる光透過
    率を有する透過領域を含むことを特徴とする請求項１６
    に記載の液晶表示装置。
  18. 【請求項１８】 薄膜パターンは、上記フォトリソグラ
    フィ用マスクが薄膜形成対象に対して５０μｍ以上、５
    ００μｍ以下の間隔を隔てて配置された状態で露光され
    形成されることを特徴とする請求項１６に記載の液晶表
    示装置。
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