JP2008122698A - プロキシミティ露光用階調マスク - Google Patents

Abstract

【課題】半透明領域および透過領域が隣接している領域で回折光の干渉等が生じ難いプロキシミティ露光用階調マスクを提供。
【解決手段】透明基板１と、前記透明基板１上に形成された遮光膜２と、前記透明基板１上に形成された半透明膜３とを有し、前記透明基板１が露出した透過領域、前記透明基板１上に前記遮光膜２が設けられた遮光領域、および前記透明基板１上に前記半透明膜３のみが設けられた半透明領域を有し、前記半透明領域および前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、 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。
【選択図】図１

Description

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。

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。

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。

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。

特開２００２−１８９２８０公報 特開２００２−３５０８６０公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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：ＣＯ_２：Ｎ_２＝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。

（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。

＜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

＜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

＜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。

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／ｃｍ^２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。

[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／ｃｍ^２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。

[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。

本発明のプロキシミティ露光用階調マスクを説明するための図である。 本発明のプロキシミティ露光用階調マスクを説明するためのグラフである。 本発明のプロキシミティ露光用階調マスクを説明するためのグラフである。 本発明のプロキシミティ露光用階調マスクを用いて行った実施例説明するための図である。 従来のプロキシミティ露光用階調マスクを説明するための図である。 従来のプロキシミティ露光用階調マスクを説明するための図である。

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

Claims (2)

1. 透明基板と、前記透明基板上に形成された遮光膜と、前記透明基板上に形成された半透明膜とを有し、前記透明基板が露出した透過領域、前記透明基板上に前記遮光膜が設けられた遮光領域、および前記透明基板上に前記半透明膜のみが設けられた半透明領域を有し、前記半透明領域および前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、
   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。
2. 上記半透明膜の膜厚が４５ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のプロキシミティ露光用階調マスク。

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