JP4385690B2 - 液晶表示素子製造用露光マスク及びその製造方法 - Google Patents

Description

本発明は、カラー液晶表示装置の広視野角化に対応するための液晶配向機能突起の製造に用いる露光マスクに関するもので、特に、スペーサー及び液晶配向機能突起を有する液晶表示素子用カラーフィルターの製造に使用する露光マスクに関する。

カラー液晶表示素子において、セルギャップの保持を目的としたスペーサーとして、これまでは一般的にビーズスペーサーと呼ばれる球状スペーサーが使われてきた。しかし、このビーズスペーサーは位置が定まっておらず、液晶表示素子の表示領域にも存在する為、ビーズスペーサーによる、光の散乱・透過及びビーズスペーサー近傍の配向の乱れにより、液晶表示装置の表示品位が低下するという問題を有している。このため、従来の球状スペーサーの限界が指摘され、定位置への配置・形成が可能な柱状スペーサーが注目を浴びている。
また、ガラス基板大型化の動向から、液晶表示素子製造工程においてはセルギャップの均一性確保が最大の課題となり、また液晶注入工程短縮の必要性から、液晶滴下法が今後、主流になると考えられているが、こうした課題に対応するには柱状スペーサー付きカラーフィルターが必須とされている。更に、この柱状スペーサーに加え、液晶表示装置の広視野角化に対応するため、カラーフィルターに液晶配向機能突起が付与される傾向にある。

上記柱状スペーサー及び液晶配向機能突起は通常フォトレジストを用いたフォトリソ法にて形成される。まず、柱状スペーサーでは、対向基板とのセルギャップを維持するために、図１３に示すような断面形状が台形状の柱状スペーサー６１が形成される。一方、液晶配向機能突起では液晶表示装置の広視野角化に対応するために、図１３に示すような断面形状が半円形状の液晶配向機能突起７１が形成される。また、液晶配向機能突起の高さは柱状スペーサーよりも低く形成されており、液晶配向機能突起上部に液晶が配向する領域を形成することがコントラストの低下をもたらす光漏れを防ぐために必要である。

ところで、柱状スペーサー及び液晶配向機能突起は、現状では個別の材料とプロセスで作製されている。このように、個別に作製する方式ではカラーフィルター製造原価に大きく影響を与え、液晶表示素子コストを圧迫している。
従って、カラー液晶表示素子の高速応答、大画面、広視野角化といった今後のトレンドに対応するためには、柱状スペーサー及び液晶配向機能突起を備えた高性能、低価格の液晶表示素子用カラーフィルターを提供する必要がある。
特開２００１−３２４７１６号公報

本発明は、上記問題点に鑑みなされたもので、柱状スペーサーならびに液晶配向機能突起を備えた液晶表示素子用カラーフィルターを製造するにあたり、製造工程の簡略化を図るとともに、製造コストの低減化が可能な露光マスクを提供することを目的とする。

本発明は、上記課題を達成するために、まず、請求項１においては、ガラス基板上に紫外線透過率制御機能を有する半透過膜Ａ、もしくは半透過膜Ｂ、もしくは半透過膜Ｃと紫外線遮蔽効果を有する遮光膜とを有し、カラーフィルターにおける柱状スペーサー並びに液晶配向機能突起の一括形成に用いられる液晶表示素子製造用露光マスクにおいて、前記半透過膜Ａ、半透過膜Ｂ、半透過膜Ｃの紫外光に対する透過率は、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍでは４５％以上であり、かつ、カラーフィルターにおける柱状スペーサーを露光するマスクパターンＰ1と、カラーフィルターにおける液晶配向機能突起を露光する前記半透過膜Ａ、もしくは前記半透過膜Ｂ、もしくは前記半透過膜Ｃを有するマスクパターンＰ2とを具備することを特徴とする液晶表示素子製造用露光マスクである。

また、請求項２においては、前記半透過膜Ａは酸化インジウムと酸化錫の化合物薄膜からなるＩＴＯ膜からなり、酸化錫をｇ原子数比で１０％以下含有していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子製造用露光マスクである。

また、請求項３においては、前記半透過膜ＢはＴｉ、Ｗを含む化合物薄膜からなり、Ｔｉをｇ原子数比で３３％以上含有していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子製造用露光マスクである。

また、請求項４においては、前記半透過膜ＣはＴｉ、Ｍｏを含む化合物薄膜からなり、Ｔｉをｇ原子数比で６０％以上含有していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子製造用露光マスクである。

また、請求項５においては、請求項１または２に記載の液晶表示素子製造用露光マスクの前記半透過膜Ａをキャリアガスと酸素ガスを反応装置内に導入してスパッター成膜する際、反応装置内のキャリアガスと酸素ガスの総流量に対して酸素ガス流量の割合が０．６％以上の混合ガス雰囲気で半透過膜Ａを成膜することを特徴とする液晶表示素
子製造用露光マスクの製造方法である。

また、請求項６においては、請求項１、３、４のいずれか１項に記載の液晶表示素子製造用露光マスクの前記半透過膜Ｂ、もしくは半透過膜Ｃをキャリアガスと酸素ガスを反応装置内に導入してスパッター成膜する際、反応装置内のキャリアガスと酸素ガスの総流量に対して酸素ガス流量の割合が５０％以上の混合ガス雰囲気で半透過膜Ｂ、もしくは半透過膜Ｃを成膜することを特徴とする液晶表示素子製造用露光マスクの製造方法である。

本発明の露光マスク用露光マスクの詳細な説明に入る前に、本発明の露光マスクを用いて液晶表示素子用カラーフィルター上に柱状スペーサー及び液晶配向機能突起を形成する方法について説明する。
図１３は、液晶表示素子用カラーフィルターに形成された柱状スペーサー及び液晶配向機能突起の構造例を、図１４は、本発明の露光マスクを用いて柱状スペーサー及び液晶配向機能突起を形成する状態の一例を、それぞれ示す。

柱状スペーサー並びに液晶配向機能突起はいずれもネガレジストによって形成され、まず、柱状スペーサー６１は、図１３に示すように、断面形状が上底のある台形状をしており、液晶表示パネルにおいて、対向基板とのセルギャップを維持する役目をしている。液晶配向機能突起７１は、図１３に示すように、断面形状が半円形状をしており、液晶表示パネルにおいて広視野角化ないしは、高速動画に対応する高速応答に準じた液晶配向制御を行う役目をしている。同時に、光漏れによるコントラストの低下を防ぐために、この液晶配向機能突起の高さは、柱状スペーサーに比べて低く形成されている。

本発明の露光用マスクを用いて、柱状スペーサー及び液晶配向機能突起を形成する方法の一例を図１４に示す。露光マスクは透明基板１１を透過した露光光が照射されるマスクパターンＰ1と透明基板１１と半透過膜を透過した露光光が照射されるマスクパターンＰ2とからなり、柱状スペーサー６１はマスクパターンＰ1で、液晶配向機能突起７１はマスクパターンＰ2で形成される。

マスクパターンＰ1からは通常の波長の露光光が照射されるため、ほぼマスクパターン形状に応じたレジストパターンが形成されるが、マスクパターンＰ2から照射される露光光は、半透過膜にて３００ｎｍで５％以下、３８０ｎｍで４５％以上の波長選択性を有し透過率制御を行っているので、ネガレジストにマスクパターンＰ1とパマスクターンＰ2で同じ露光量でパターン露光した場合、マスクパターンＰ1では、ほぼレジスト厚に相当する高さの柱状スペーサー６１が、マスクパターンＰ2では、柱状スペーサーの高さよりも低い半円形状の液晶配向機能突起７１が形成される。
このことから、本発明の露光用マスクを用いた一括露光により、１枚の露光マスクで高さと形状の異なるレジストパターンを同時に得ることができる。

本発明の露光用マスクを用いた一括露光により、液晶表示素子用カラーフィルター上に柱状スペーサー及び液晶配向機能突起が形成されるため、液晶表示素子用カラーフィルター製造工程の簡略化が図れるとともに、製造コストの低減化が可能となる。

以下、本発明の実施の形態につき説明する。
本発明の露光マスクは、スペーサー及び液晶配向機能突起を有する液晶表示素子用カラーフィルターの製造に使用されるフォトマスクである。
図１（ａ）〜（ｃ）に、液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランクの構成例を、図２（ａ）〜（ｃ）に、本発明の露光マスクの構成例をそれぞれ示す。

請求項１に係る本発明の液晶表示素子製造用露光マスクは、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、石英基板等からなる透明基板１１上に、ＩＴＯ膜からなる半透過膜Ａ（図２（ａ）参照）、もしくはＴｉ、Ｗを含む化合物薄膜からなる半透過膜Ｂ（図２（ｂ）参照）、もしくはＴｉ、Ｍｏを含む化合物薄膜からなる半透過膜Ｃ（図２（ｃ）参照）のいずれかとＣｒ膜等からなる遮光膜３１とを形成して、液晶表示素子製造用露光マスク用ブランク１０ａ、１０ｂ及び１０ｃを構成したもので、半透過膜Ａ、半透過膜Ｂ、半透過膜Ｃは、紫外光に対して、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍで４５％以上の透過率特性を持たせ、かつ、カラーフィルターにおける柱状スペーサーを露光するマスクパターンＰ1と、カラーフィルターにおける液晶配向機能突起を露光する前記半透過膜Ａ、もしくは前記半透過膜Ｂ、もしくは前記半透過膜Ｃを有するマスクパターンＰ2とを具備した液晶表示素子製造用露光マスクとなっている。

請求項２に係る本発明の液晶表示素子製造用の露光マスクは、前記半透過膜Ａが酸化インジウムと酸化錫の化合物薄膜からなるＩＴＯ膜で構成されており、半透過膜Ａの上記光学特性（紫外光に対して、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍで４５％以上の透過率特性）を満たすために、酸化錫がｇ原子数比で１０％以下含有されているＩＴＯ膜になっている。

請求項３に係る本発明の液晶表示素子製造用露光マスクは、前記半透過膜ＢがＴｉとＷを含む化合物薄膜からなり、半透過膜Ｂの上記光学特性（紫外光に対して、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍで４５％以上の透過率特性）を満たすために、Ｔｉがｇ原子数比で３３％以上含有されている化合物薄膜になっている。

請求項４に係る本発明の液晶表示素子製造用露光マスクは、前記半透過膜ＣがＴｉとＭｏを含む化合物薄膜からなり、半透過膜Ｃの上記光学特性（紫外光に対して、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍで４５％以上の透過率特性）を満たすために、Ｔｉがｇ原子数比で６０％以上含有されている化合物薄膜になっている。

以下、本発明の液晶表示素子製造用露光マスクの製造方法について説明する。
請求項５に係る本発明の液晶表示素子製造用露光マスク１００ａの製造方法は、まず、石英基板等からなる透明基板１１上に、キャリアガスとしてＡｒガスを用いたガス圧０．２５ＰａのＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、ＩｎとＳｎの合金ターゲットを用いた反応性スパッターにてＩＴＯ膜からなる半透過膜Ａを成膜する。図６に、ＡｒとＯ2の総流量に対してＯ2流量を０％から４％まで変化させて成膜した時の半透過膜Ａの分光透過率データを示す。図６で、波長３８０ｎｍでの分光透過率は、Ｔ１：１８．２％、Ｔ２：４１．８％、Ｔ３：５３．８％、Ｔ４：６２．４％、Ｔ５：６３．２％となり、番号が大きくなるほど、Ｏ2流量を高めて成膜した。一方、波長３００ｎｍでの透過率は全て５％以下を満足している。この結果から、Ｔ３以上でほぼ所望の分光透過率特性が得られ、０．６％以上のＯ2流量であれば良いことが分かる。波長３００〜４００ｎｍにおける分光透過率カーブにおける勾配は大きい方が望ましい（液晶配向機能突起のパターニングには長波長域の光が選択的に作用することになる）ことから、酸化度の高い膜の方が良好である。
さらに、その上にＣｒ膜等からなる遮光膜３１を形成して、本発明の液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランクを得る。半透過膜Ａと遮光膜３１の膜厚はそれぞれ２５００Å、１０００Å程度であり、遮光膜３１は金属Ｃｒ膜の上に酸化Ｃｒ膜を積層した２層構成が一般的である。

続いて、請求項６に係る本発明の液晶表示素子製造用露光マスク１００ｂの製造方法について説明する。
まず、石英基板等からなる透明基板１１上に、キャリアガスとしてＡｒガスを用いたガス圧０．２５ＰａのＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、Ｔｉターゲット及びＷターゲットを用いた２元反応性スパッターにてＴｉ及びＷを含む半透過膜Ｂを成膜する。この際、半透過膜Ｂの膜組成の制御は、ＡｒとＯ2混合ガス雰囲気におけるＴｉ及びＷターゲットそれぞれのスパッタレートを制御することにより行なう。ここで、Ｔｉ及びＷの各ターゲットにおけるスパッタレートの制御は、各ターゲットへのＤＣ印加パワーの調整により行なう。

図７に、総流量に対するＯ2流量が５０％のＡｒ、Ｏ2成膜雰囲気（ガス圧０．２５Ｐａ）下で、ＴｉとＷを含む半透過膜中に占めるＴｉ比率を原子数比で１０％、２２％、３３％（以後それぞれ１０ａｔ％、２２ａｔ％、３３ａｔ％と表示する）と変えたほぼ１０００Åの半透過膜Ｂを作製し、それぞれのＴｉ比率の半透過膜に対して分光測定を行なった結果を示す。Ｔｉ比率と分光透過率特性では、特に顕著な差が見られず、いずれのＴｉ比率でも所望分光透過率特性が得られる。

また、Ｏ2ガス流量であるが、これが総流量に対して５０％未満の雰囲気にて作製されたＴｉ及びＷを含む半透過膜は、酸化が未飽和であり、プロセス特性上、安定性の点で難があり、欠落する場合がある為、飽和酸化膜が得られるＯ2流量比５０％以上の雰囲気が適当である。

次に、半透過膜ＢのＴｉ比率を決める際の基準となる薬品耐性について述べる。Ｔｉ比率１０ａｔ％、２２ａｔ％、３３ａｔ％の半透過膜Ｂについて、Ｃｒエッチャント耐性、弱アルカリ洗浄液耐性ついて調べた結果を図８に示す。試験に供した半透過膜Ｂはいずれも２５０℃で１時間のアニール処理を行ない、遮光膜のエッチング液として用いる（ＮＨ4）2Ｃｅ（ＮＯ3）6［硝酸第２セリウムアンモニウム］＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2ＯからなるＣｒエッチャントと弱アルカリ洗浄液（濃度２％）に５分間浸漬し、浸漬前後の半透過膜の透過率変化を調べたものである。

図８の結果から分かるように、まずＣｒエッチャント耐性については、３種類のＴｉ比率を有するいずれの半透過膜においても透過率変化は少なく問題ないが、弱アルカリ洗浄液耐性に対しては、Ｔｉ比率１０ａｔ％、Ｔｉ比率２２ａｔ％の半透過膜については透過率が大幅に変動し、Ｔｉ比率３３ａｔ％の半透過膜においてのみ透過率変動がわずかで、問題のない耐性レベルであった。このことから、Ｃｒエッチャント耐性と弱アルカリ洗浄液耐性の両特性を同時に満足するには少なくともＴｉ比率３３ａｔ％の半透過膜にする必要があることが分かる。つまり、Ｔｉは、酸・アルカリに対する耐性が良好であるのに対し、Ｗはアルカリ耐性が低いので、この場合、Ｔｉ添加によりアルカリ耐性を確保することになるが、そのＴｉ添加量は、Ｔｉ及びＷの総量に対し３３ａｔ％以上とすることが必要である。

続いて、請求項６に係る本発明の液晶表示素子製造用露光マスク１００ｃの製造方法について説明する。
まず、石英基板等からなる透明基板１１上に、キャリアガスとしてＡｒガスを用いたガス圧０．２５ＰａのＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、Ｔｉターゲット及びＭｏターゲットを用いた２元反応性スパッターにてＴｉ及びＭｏを含む半透過膜Ｃを成膜する。この際、半透過膜Ｃの膜組成の制御は、Ａｒ／Ｏ2混合ガス雰囲気におけるＴｉ及びＭｏターゲットそれぞれのスパッタレートを制御することにより行なう。ここで、Ｔｉ及びＭｏの各ターゲットにおけるスパッタレートの制御は、各ターゲットへのＤＣ印加パワーの調整により行なう。

図９に、総流量に対するＯ2流量が５０％のＡｒ／Ｏ2成膜雰囲気（ガス圧０．２５Ｐａ）下で、ＴｉとＭｏを含む半透過膜中に占めるＴｉ比率を原子数比で１０ａｔ％、３３ａｔ％、６０ａｔ％と変えたほぼ１０００Åの半透過膜Ｃを作製し、それぞれのＴｉ比率の半透過膜に対して分光測定を行なった結果を示す。Ｔｉ比率を高めることで、所望の分光透過率特性が得られるが、Ｔｉ比率は、少なくとも３３ａｔ％以上であればよい。

また、Ｏ2ガス流量であるが、これが総流量に対して５０％未満の雰囲気にて作製されたＴｉ及びＭｏを含む半透過膜は、酸化が未飽和であり、プロセス特性上、安定性の点で難があり、欠落する場合がある為、飽和酸化膜が得られるＯ2流量比５０％以上の雰囲気が適当である。

次に、半透過膜ＣのＴｉ比率を決める際の基準となる薬品耐性について述べる。Ｔｉ比率２２ａｔ％、３３ａｔ％、６０ａｔ％の半透過膜Ｃについて、Ｃｒエッチャント耐性、弱アルカリ洗浄液耐性ついて調べた結果を図１０に示す。試験に供した半透過膜はいずれも２５０℃で１時間のアニール処理を行ない、遮光膜のエッチング液として用いる（ＮＨ4）2Ｃｅ（ＮＯ3）6［硝酸第２セリウムアンモニウム］＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2ＯからなるＣｒエッチャント、弱アルカリ洗浄液（濃度２％）に５分間浸漬し、浸漬前後の半透膜の透過率変化を調べたものである。

図１０の結果から分かるように、まずＣｒエッチャント耐性については、Ｔｉ比率２２ａｔ％では大幅に透過率が変動し、Ｔｉ比率３３ａｔ％では透過率変化が４％とやや問題となるレベル、Ｔｉ比率６０ａｔ％では０．３２％と透過率変化は少なく問題ないが、弱アルカリ洗浄液耐性に対しては、Ｔｉ比率６０ａｔ％の半透過膜においてのみ透過率変化は１．１６％と問題のない耐性レベルであった。このことから、Ｃｒエッチャント耐性と弱アルカリ洗浄液耐性の両特性を同時に満足するには、少なくともＴｉ比率６０ａｔ％の半透過膜にする必要があることが分かる。つまり、Ｔｉは、酸・アルカリに対する耐性が良好であるのに対し、Ｍｏはアルカリ耐性が低いので、この場合、Ｔｉ添加によりアルカリ耐性を確保することになるが、そのＴｉ添加量は、Ｔｉ及びＭｏの総量に対し６０ａｔ％以上とすることが必要である。

以下実施例により本発明を詳細に説明する。
図３（ａ）〜（ｇ）に本発明の液晶表示素子製造用露光マスク１００ａを作成する製造方法の一例を示す。
まず、石英基板からなる透明基板１１上に、キャリアガスとしてＡｒガスを用い、Ｏ2の割合が総流量に対して０．６％のＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、ＩｎとＳｎの合金ターゲットを用いた反応性スパッターにてＩＴＯ膜からなる膜厚２５００Åの半透過膜Ａを成膜し、さらにその上にＣｒ及び酸化Ｃｒ膜からなる膜厚１０００Åの遮光膜３１を形成した液晶表示素子製造用露光マスク用ブランク１０ａを作製した（図３（ａ）参照）。

次に、電子線ポジ型レジストを用いた通常のフォトリソ工程により、レジストのパターニングを行ない、完全にレジストを除去した開口部４１ａと、露光ドーズ量の調整により一部レジストを残した開口部４１ｂを有するレジストパターン４１を形成した（図３（ｂ）参照）。次いで、このレジストパターン４１をマスクにして開口部４１ａの遮光膜３１のエッチングを行なった（図３（ｃ）参照）。さらに引き続いて、半透過膜Ａのエッチングを行なった（図３（ｄ）参照）。ここで、半透過膜Ａのエッチャントとしては、ＦｅＣｌ3＋ＨＣｌ（ＦｅＣｌ3：ＨＣｌ＝１：３）を、遮光膜３１のエッチャントとしては、［硝酸第２セリウムアンモニウム］＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2ＯからなるＣｒエッチャントを用いた。

次いで、全面露光を行なうことにより、開口部４１ｂのレジストを遮光膜３１界面まで現像により除去することで、開口部４１ｂ’を形成した（図３（ｅ）参照）。このとき、開口部４１ｂ’以外のレジストは残すため、オーバー露光にならないように注意する。この後、開口部４１ｂ’の遮光膜３１をエッチングして（図３（ｆ）参照）、レジストパターン４１を剥離することにより、マスクパターンＰ1及びマスクパターンＰ2を有する本発明の液晶表示素子製造用露光マスク１００ａを得た（図３（ｇ）参照）。

ここで、液晶表示素子製造用の露光マスク１００ａを用いて液晶表示素子のカラーフィルター上に柱状スペーサー及び液晶配向機能突起を形成する際、マスクパターンＰ1が柱状スペーサー形成用のパターンとして、マスクパターンＰ2が液晶配向機能突起形成用のパターンとして作用する。

図４（ａ）〜（ｇ）に本発明の液晶表示素子製造用露光マスク１００ｂを作成する製造方法の一例を示す。
まず、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、キャリアガスとしてＡｒガスを用い、Ｏ2の割合が総流量に対して５５％のＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、Ｔｉ及びＷターゲットを用いた２元反応性スパッターにて石英基板からなる透明基板１１上に、Ｔｉ及びＷ膜を含む膜厚１２００Åの半透過膜Ｂを成膜し、さらにその上にＣｒ及び酸化Ｃｒ膜からなる膜厚１０００Åの遮光膜３１を形成した液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランク１０ｂを作製した（図４（ａ）参照）。ここで、半透過膜Ｂの膜組成の制御は、Ｔｉ及びＭｏターゲットそれぞれのスパッタレートを制御することにより行なった。ここでＴｉ及びＭｏの各ターゲットにおけるスパッタレートの制御は、各ターゲットへのＤＣ印加パワーの調整により行なった。図１１は、総流量に対するＯ2流量が５０％の雰囲気におけるＴｉ及びＷの成膜レートを成膜パワーの変数として調べたものであり、デュアルスパッタによるＴｉ比率の調整は、ＴｉとＷの成膜レート値の比率をあわせることにより行なったが、このとき所望の成膜レート値を与える各ターゲットへ印加するパワーを図１１より求めた。

上記Ｔｉ及びＷの成膜条件は、図１１より以下のように決めた。まず、各Ｔｉ比率を与えるＴｉないしＷの成膜パワー［Ｗ］及び成膜レート［Å／ｍｉｎ］は次の通りである。
Ｔｉ比率１０ａｔ％では、Ｔｉ成膜パワーは４００［Ｗ］でＴｉ成膜レートは６．５［Å
／ｍｉｎ］、Ｗ成膜パワーは１３５［Ｗ］でＷ成膜レートは５５．８［Å／ｍｉｎ］であった。
Ｔｉ比率２２ａｔ％では、Ｔｉ成膜パワーは２７５［Ｗ］でＴｉ成膜レートは５．９［Å
／ｍｉｎ］、Ｗ成膜パワーは６０［Ｗ］でＷ成膜レートは２１．０［Å／ｍｉｎ］であった。
Ｔｉ比率３３ａｔ％では、Ｔｉ成膜パワーは４００［Ｗ］でＴｉ成膜レートは６．５［Å
／ｍｉｎ］、Ｗ成膜パワーは３５［Ｗ］でＷ成膜レートは１１．５［Å／ｍｉｎ］であった。

次に、電子線ポジ型レジストを用いた通常のフォトリソ工程により、レジストのパターニングを行ない、完全にレジストを除去した開口部４１ａと、露光ドーズ量の調整により一部レジストを残した開口部４１ｂを有するレジストパターン４１を形成した（図４（ｂ）参照）。次いで、このレジストパターン４１をマスクにして開口部４１ａの遮光膜３１のエッチングを行なった（図４（ｃ）参照）。さらに引き続いて、半透過膜Ｂのエッチングを行なった（図４（ｄ）参照）。ここで、半透過膜Ｂのエッチャントとしては、室温にてＫＯＨ（７％）を、遮光膜３１のエッチャントとしては、［硝酸第２セリウムアンモニウム］＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2ＯからなるＣｒエッチャントを用いた。

次いで、全面露光を行なうことにより、開口部４１ｂレジストを遮光膜３１界面まで現像により除去することで、開口部４１ｂ’を形成した（図４（ｅ）参照）。このとき、開口部４１ｂ’以外のレジストは残すため、オーバー露光にならないように注意する。この後、開口部４１ｂ’の遮光膜３１をエッチングして（図４（ｆ）参照）、レジストパターン４１を剥離することにより、マスクパターンＰ1及びマスクパターンＰ2を有する本発明の液晶表示素子製造用露光マスク１００ｂを得た（図４（ｇ）参照）。

ここで、液晶表示素子製造用の露光マスク１００ｂを用いて液晶表示素子のカラーフィルター上に柱状スペーサー及び液晶配向機能突起を形成する際、マスクパターンＰ1が柱状スペーサー形成用のパターンとして、マスクパターンＰ2が液晶配向機能突起形成用のパターンとして作用する。

図５（ａ）〜（ｇ）に本発明の液晶表示素子製造用露光マスク１００ｃを作成する製造方法の一例を示す。
まず、石英基板からなる透明基板１１上に、ＤＣマグネトロンスパッタ装置を用い、キャリアガスとしてＡｒガスを用い、Ａｒ及びＯ2ガスの流量はそれぞれ１０ｓｃｃｍとし、Ｏ2の割合が総流量に対して５０％のＡｒ、Ｏ2の混合ガス雰囲気にて、Ｔｉ及びＭｏターゲットを用いた２元反応性スパッターにてＴｉ及びＭｏ膜を含む膜厚１２００Åの半透過膜Ｃを成膜し、さらにその上にＣｒ及び酸化Ｃｒ膜からなる膜厚１０００Åの遮光膜３１を形成した液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランク１０ｃを作製した（図５（ａ）参照）。
ここで、半透過膜Ｃの膜組成の制御は、Ｔｉ及びＭｏターゲットそれぞれのスパッタレートを制御することにより行なった。ここでＴｉ及びＭｏの各ターゲットにおけるスパッタレートの制御は、各ターゲットへのＤＣ印加パワーの調整により行なった。図１２は、総流量に対するＯ2流量が５０％の雰囲気におけるＴｉ及びＭｏの成膜レートを成膜パワーの変数として調べたものであり、デュアルスパッタによるＴｉ比率の調整は、ＴｉとＭｏの成膜レート値の比率を合わせることにより行なったが、このとき所望の成膜レート値を与える各ターゲットへ印加するパワーを図１２より求めた。デュアルスパッタによる成膜条件は、Ｔｉ成膜パワーは３３５Ｗ、Ｍｏ成膜パワーは３５Ｗであった。

次に、電子線ポジ型レジストを用いた通常のフォトリソ工程により、レジストのパターニングを行ない、開口部開口部４１ａを有するレジストパターン４１を形成した（図５（ｂ）参照）。次いで、このレジストパターン４１をマスクにして開口部４１ａの遮光膜３１のエッチングを行なった（図５（ｃ）参照）。さらに引き続いて、半透過膜Ｃのエッチングを行なった（図５（ｄ）参照）。ここで、半透過膜Ｃのエッチャントとしては、室温にてＫＯＨ（７％）を、遮光膜３１のエッチャントとしては、［硝酸第２セリウムアンモニウム］＋ＨＣｌＯ4＋Ｈ2ＯからなるＣｒエッチャントを用いた。

次に、電子線ポジ型レジストを用いた通常のフォトリソ工程により、レジストのパターニングを行ない、開口部４１ｂを有するレジストパターン４１を形成した（図５（ｅ）参照）。さらに、開口部４１ｂの遮光膜３１をエッチングして（図５（ｆ）参照）、レジストパターン４１を剥離することにより、マスクパターンＰ1及びマスクパターンＰ2を有する本発明の液晶表示素子製造用の露光マスク１００ｃを得た（図５（ｇ）参照）。

ここで、液晶表示素子製造用の露光マスク１００ｃを用いて液晶表示素子のカラーフィルター上に柱状スペーサー及び液晶配向機能突起を形成する際、マスクパターンＰ1が柱状スペーサー形成用のパターンとして、マスクパターンＰ2が液晶配向機能突起形成用のパターンとして作用する。

（ａ）〜（ｃ）は、本発明の液晶表示素子製造用露光マスクに用いられるブランクの模式構成部分断面図である。 （ａ）〜（ｃ）は、本発明の液晶表示素子製造用露光マスクの一実施例を示す模式構成部分断面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、本発明の液晶表示素子製造用露光マスクの製造方法の一例を模式的に示す部分断面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、本発明の液晶表示素子製造用露光マスクの製造方法の一例を模式的に示す部分断面図である。 （ａ）〜（ｇ）は、本発明の液晶表示素子製造用露光マスクの製造方法の一例を模式的に示す部分断面図である。 酸素流量を変化して成膜したときの半透過膜Ａの分光透過率の変化を示す説明図である。 Ｔｉ原子数比を変えて成膜したときの半透過膜Ｂの分光透過率の変化を示す説明図である。 半透過膜Ｂの耐薬品性の一例を示す説明図である。 Ｔｉ原子数比を変えて成膜したときの半透過膜Ｃの分光透過率の変化を示す説明図である。 半透過膜Ｂの耐薬品性の一例を示す説明図である。 成膜パワーとＴｉ、Ｗの成膜レートを示す説明図である。 成膜パワーとＴｉ、Ｍｏの成膜レートを示す説明図である。 液晶表示素子のカラーフィルター上に形成された柱状スペーサーと液晶配向機能突起の一例を示す説明図である。 本発明の露光マスクを用いて柱状スペーサーと液晶配向機能突起を形成する状態を示す説明図である。

１０ａ、１０ｂ、１０ｃ……液晶表示素子製造用の露光マスク用ブランク
１１……透明基板
３１……遮光膜
３１ａ……遮光パターン
４１……レジストパターン
４１ａ、４１ｂ、４１ｂ’……開口部
５０……液晶表示素子用カラーフィルター
６１……柱状スペーサー
７１……液晶配向機能突起
Ｐ1、Ｐ2……マスクパターン

Claims (6)

1. 透明基板上に紫外線透過率制御機能を有する半透過膜Ａ、もしくは半透過膜Ｂ、もしくは半透過膜Ｃのいずれかと紫外線遮蔽効果を有する遮光膜とを有し、カラーフィルターにおける柱状スペーサー並びに液晶配向機能突起の一括形成に用いられる液晶表示素子製造用露光マスクにおいて、前記半透過膜Ａ、半透過膜Ｂ、半透過膜Ｃの紫外光に対する透過率は、波長３００ｎｍで５％以下、波長３８０ｎｍで４５％以上であり、かつ、カラーフィルターにおける柱状スペーサーを露光するマスクパターンＰ1と、カラーフィルターにおける液晶配向機能突起を露光する前記半透過膜Ａ、もしくは前記半透過膜Ｂ、もしくは前記半透過膜Ｃを有するマスクパターンＰ2とを具備することを特徴とする液晶表示素子製造用露光マスク。
2. 前記半透過膜Ａは酸化インジウムと酸化錫の化合物膜からなるＩＴＯ膜からなり、酸化錫をｇ原子数比で１０％以下含有していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子製造用露光マスク。
3. 前記半透過膜ＢはＴｉ、Ｗを含む化合物薄膜からなり、Ｔｉをｇ原子数比で３３％以上含有していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子製造用露光マスク。
4. 前記半透過膜ＣはＴｉ、Ｍｏを含む化合物薄膜からなり、Ｔｉをｇ原子数比で６０％以上含有していることを特徴とする請求項１に記載の液晶表示素子製造用露光マスク。
5. 請求項１または２に記載の液晶表示素子製造用露光マスクの前記半透過膜Ａをキャリアガスと酸素ガスを反応装置内に導入してスパッター成膜する際、反応装置内のキャリアガスと酸素ガスの総流量に対して酸素ガス流量の割合が０．６％以上の混合ガス雰囲気で半透過膜Ａを成膜することを特徴とする液晶表示素子製造用露光マスクの製造方法。
6. 請求項１、３、４のいずれか１項に記載の液晶表示素子製造用露光マスクの前記半透過膜Ｂ、もしくは半透過膜Ｃをキャリアガスと酸素ガスを反応装置内に導入してスパッター成膜する際、反応装置内のキャリアガスと酸素ガスの総流量に対して酸素ガス流量の割合が５０％以上の混合ガス雰囲気で半透過膜Ｂ、もしくは半透過膜Ｃを成膜することを特徴とする液晶表示素子製造用露光マスクの製造方法。