JP6287504B2 - Proximity exposure method and color filter manufacturing method using proximity exposure method - Google Patents
Proximity exposure method and color filter manufacturing method using proximity exposure method Download PDFInfo
- Publication number
- JP6287504B2 JP6287504B2 JP2014077119A JP2014077119A JP6287504B2 JP 6287504 B2 JP6287504 B2 JP 6287504B2 JP 2014077119 A JP2014077119 A JP 2014077119A JP 2014077119 A JP2014077119 A JP 2014077119A JP 6287504 B2 JP6287504 B2 JP 6287504B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- light
- resin composition
- photosensitive resin
- exposure
- photomask
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Description
本発明は、近接露光方法に係り、とりわけ、基板上に設けられた感光性樹脂組成物を露光してカラーフィルタ等の製品を製造するための近接露光方法に関する。 The present invention relates to a proximity exposure method, and more particularly to a proximity exposure method for producing a product such as a color filter by exposing a photosensitive resin composition provided on a substrate.
液晶表示装置や有機ＥＬ表示装置などの表示装置で用いられるカラーフィルタの着色層やブラックマトリクス層を形成する方法として、フォトリソグラフィー法が広く用いられている。フォトリソグラフィー法においては、はじめに、光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物が設けられた基板を準備し、次に、基板を露光ステージ上に載置し、その後、フォトマスクを介して感光性樹脂組成物に光を照射することにより、感光性樹脂組成物を露光する。 A photolithography method is widely used as a method for forming a colored layer or a black matrix layer of a color filter used in a display device such as a liquid crystal display device or an organic EL display device. In the photolithography method, first, a substrate provided with a photosensitive resin composition containing a photopolymerization initiator is prepared, and then the substrate is placed on an exposure stage, and then photosensitive via a photomask. The photosensitive resin composition is exposed by irradiating the resin composition with light.
カラーフィルタの製造工程で用いられる露光方式としては、ミラープロジェクション露光方式や近接（プロキシミティ）露光方式が知られている。 As an exposure method used in the color filter manufacturing process, a mirror projection exposure method and a proximity exposure method are known.
ミラープロジェクション露光方式とは、フォトマスクと基板との間に配置された投影レンズを用いて、露光光を基板上の感光性樹脂組成物に投影する方式のことである。ミラープロジェクション露光方式は、投影レンズを用いて露光光を結像するため、近接露光方式に比べて解像力が高いという利点を有している。例えばミラープロジェクション露光方式を利用すれば、５μｍ以下の線幅を有するブラックマトリクス層を形成することが可能である。 The mirror projection exposure method is a method in which exposure light is projected onto a photosensitive resin composition on a substrate using a projection lens disposed between the photomask and the substrate. The mirror projection exposure method has an advantage that the resolving power is higher than the proximity exposure method because the exposure light is imaged using a projection lens. For example, if a mirror projection exposure method is used, a black matrix layer having a line width of 5 μm or less can be formed.
一方、近接露光方式とは、基板との間にわずかな隙間が存在するよう配置されたフォトマスクを介して、基板上の感光性樹脂組成物に露光光を照射する方式のことである（例えば、特許文献１参照）。近接露光方式は、ミラープロジェクション露光方式に比べて設置コストが安く、かつ大きな寸法の対象物を一括で露光することができるという利点を有している。例えば近接露光方式によれば、Ｍ０１サイズ以上の寸法を有するフォトマスクを用いて、ガラス基板の上に設けられた感光性樹脂組成物を露光することができる。このため、スマートフォンやタブレットＰＣなどの携帯型の表示装置で用いられるカラーフィルタを製造する場合、１つのガラス基板に多数のカラーフィルタを割り付けることができる。従って、低コストでカラーフィルタを製造することができる。 On the other hand, the proximity exposure method is a method of irradiating the photosensitive resin composition on the substrate with exposure light through a photomask arranged so that a slight gap exists between the substrate and the substrate (for example, , See Patent Document 1). The proximity exposure method has an advantage that the installation cost is lower than that of the mirror projection exposure method, and an object having a large size can be exposed collectively. For example, according to the proximity exposure method, the photosensitive resin composition provided on the glass substrate can be exposed using a photomask having a size of M01 size or more. For this reason, when manufacturing the color filter used with portable display apparatuses, such as a smart phone and a tablet PC, many color filters can be allocated to one glass substrate. Therefore, a color filter can be manufactured at low cost.
ところで、スマートフォンやタブレットＰＣなどの携帯型の表示装置においては、従来の据え置き型の表示装置の場合に比べて、画素の寸法が小さくなっており、このため、ブラックマトリクス層の線幅も小さくなっている。例えば携帯型の表示装置においては、ブラックマトリクス層の線幅の最小値が１０μｍ以下であることが求められる。一方、近接露光方式においては、フォトマスクと基板との間に隙間が存在するため、ミラープロジェクション露光方式の場合に比べて一般に解像力が低くなる。また、１つのフォトマスクに多数のカラーフィルタを割り付ける場合、基板上の感光性樹脂組成物に照射される露光光の照度が場所に応じてばらつくと、得られるカラーフィルタのブラックマトリクス層の線幅に個体差が生じることになる。従って、ブラックマトリクス層の線幅を単に小さくすることだけでなく、場所に応じた露光光の照度のばらつきを抑制することも求められる。 By the way, in portable display devices such as smartphones and tablet PCs, the dimensions of the pixels are smaller than in the case of conventional stationary display devices, and thus the line width of the black matrix layer is also reduced. ing. For example, in a portable display device, the minimum value of the line width of the black matrix layer is required to be 10 μm or less. On the other hand, in the proximity exposure method, since there is a gap between the photomask and the substrate, the resolving power is generally lower than that in the mirror projection exposure method. In addition, when a large number of color filters are assigned to one photomask, the line width of the black matrix layer of the color filter obtained when the illuminance of exposure light irradiated on the photosensitive resin composition on the substrate varies depending on the location. Individual differences will occur. Therefore, it is required not only to reduce the line width of the black matrix layer but also to suppress variations in the illuminance of the exposure light depending on the location.
本発明はこのような点を考慮してなされたものであり、露光によって形成されるパターンの線幅を十分に小さくするとともに、線幅が場所によってばらつくことを抑制することができる近接露光方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in consideration of such points, and a proximity exposure method capable of sufficiently reducing the line width of a pattern formed by exposure and suppressing the line width from varying depending on the location. The purpose is to provide.
本発明は、光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物が設けられた基板を準備する工程と、前記基板を露光ステージ上に載置する工程と、前記露光ステージ上に載置された前記基板上の前記感光性樹脂組成物へ向けて、前記基板の前記感光性樹脂組成物との間に隙間が存在するよう配置されたフォトマスクを介して、照射光学系からの露光光を照射する露光工程と、を備え、前記照射光学系は、可視光域及び紫外線域の光から３５０ｎｍ以下の波長域の光がカットされた光を前記露光光として照射し、前記感光性樹脂組成物の前記光重合開始剤の吸収スペクトルは、３００ｎｍ以上かつ３５０ｎｍ以下の波長域にピークを有する、近接露光方法である。 The present invention provides a step of preparing a substrate provided with a photosensitive resin composition containing a photopolymerization initiator, a step of placing the substrate on an exposure stage, and the substrate placed on the exposure stage Exposure to irradiate exposure light from an irradiation optical system through a photomask arranged so that a gap exists between the photosensitive resin composition of the substrate and the photosensitive resin composition. And the irradiation optical system irradiates, as the exposure light, light obtained by cutting light in a wavelength region of 350 nm or less from light in the visible light region and ultraviolet region, and the light of the photosensitive resin composition The absorption spectrum of the polymerization initiator is a proximity exposure method having a peak in a wavelength region of 300 nm or more and 350 nm or less.
本発明による近接露光方法において、好ましくは、前記感光性樹脂組成物の前記光重合開始剤の吸収スペクトルは、３５１ｎｍ以上かつ４００ｎｍ以下の波長域にはピークを有さない。 In the proximity exposure method according to the present invention, preferably, the absorption spectrum of the photopolymerization initiator of the photosensitive resin composition does not have a peak in a wavelength region of 351 nm or more and 400 nm or less.
本発明による近接露光方法において、前記照射光学系は、可視光域及び紫外線域の光を出射する光源と、前記光源から出射された光から３５０ｎｍ以下の波長域の光をカットする短波長カットフィルタと、を有していてもよい。 In the proximity exposure method according to the present invention, the irradiation optical system includes a light source that emits light in a visible light region and an ultraviolet region, and a short wavelength cut filter that cuts light in a wavelength region of 350 nm or less from the light emitted from the light source. And may have.
本発明による近接露光方法において、前記フォトマスクは、７３０ｍｍ×９２０ｍｍサイズまたは７５０ｍｍ×６２０ｍｍサイズ以上の寸法を有していてもよい。 In the proximity exposure method according to the present invention, the photomask may have a size of 730 mm × 920 mm size or 750 mm × 620 mm size or more.
本発明による近接露光方法において、前記フォトマスクの開口部の幅の最小値は、１０μｍ以下であってもよい。 In the proximity exposure method according to the present invention, the minimum value of the width of the opening of the photomask may be 10 μm or less.
本発明による近接露光方法において、前記感光性樹脂組成物は、露光されて現像されることにより、カラーフィルタのブラックマトリクス層となるものであり、前記フォトマスクには、カラーフィルタ用のブラックマトリクス層に対応する開口部のパターンが多面付けされていてもよい。 In the proximity exposure method according to the present invention, the photosensitive resin composition is exposed and developed to become a black matrix layer of a color filter. The photomask includes a black matrix layer for a color filter. The pattern of the opening part corresponding to may be multifaceted.
本発明は、上記記載の近接露光方法を用いて、前記基板に複数割り付けられる前記カラーフィルタの前記ブラックマトリクス層を形成する工程を含む、カラーフィルタの製造方法である。 The present invention is a method for manufacturing a color filter, including the step of forming the black matrix layer of the color filter to be assigned to the substrate by using the proximity exposure method described above.
本発明によれば、感光性樹脂組成物の光重合開始剤の吸収スペクトルは、３００ｎｍ以上かつ３５０ｎｍ以下の波長域にピークを有している。また、照射光学系は、可視光域及び紫外線域の光から３５０ｎｍ以下の波長域の光がカットされた光を、露光光として、フォトマスクを介して感光性樹脂組成物に照射する。このため、場所に応じて露光光の照度が若干ばらついたとしても、露光光の照度のばらつきが、得られるパターンの線幅に反映されてしまうことを抑制することができる。従って、場所による線幅のばらつきの小さいパターンを形成することができる。また本発明において、可視光域及び紫外線域の光のうち３５１ｎｍ以上かつ４００ｎｍ以下の波長域の光は、カットされずに残っている。このため、解像力を十分に維持することができる。例えば、線幅の最小値が１０μｍ以下であるブラックマトリクス層を精度良く形成することができる。 According to the present invention, the absorption spectrum of the photopolymerization initiator of the photosensitive resin composition has a peak in a wavelength region of 300 nm or more and 350 nm or less. Further, the irradiation optical system irradiates the photosensitive resin composition through the photomask as exposure light with light in which light having a wavelength of 350 nm or less is cut from light in the visible light region and ultraviolet region. For this reason, even if the illuminance of the exposure light varies slightly depending on the location, it is possible to suppress the variation in the illuminance of the exposure light from being reflected in the line width of the pattern to be obtained. Accordingly, it is possible to form a pattern with a small variation in line width depending on the location. In the present invention, light in the wavelength region of 351 nm or more and 400 nm or less among the light in the visible light region and the ultraviolet region remains uncut. For this reason, the resolving power can be sufficiently maintained. For example, a black matrix layer having a minimum line width of 10 μm or less can be formed with high accuracy.
以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。まず、図１により、本発明の一実施の形態に係る露光装置の構成について説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the configuration of an exposure apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図１に示すように、露光装置１は、露光装置本体１０と、露光装置本体１０へ向けて露光光を照射する照射光学系２０とを備えている。 As shown in FIG. 1, the exposure apparatus 1 includes an exposure apparatus main body 10 and an irradiation optical system 20 that irradiates exposure light toward the exposure apparatus main body 10.
このうち、露光装置本体１０は、基台１１と、基台１１に設置された露光ステージ１２とを有している。ここで、露光ステージ１２は、露光対象となる感光性樹脂組成物３２が積層された基板３１を載置するものである。露光ステージ１２は、感光性樹脂組成物３２が積層された基板３１を真空チャック方式で保持するチャックステージ１３と、チャックステージ１３を垂直方向及び水平面内で移動させることが可能な駆動ステージ１４と、を有している。露光ステージ１２（チャックステージ１３）上に載置される基板３１としては、例えばガラス基板が用いられる。感光性樹脂組成物３２は、合成樹脂と、露光光の照射を契機として合成樹脂のモノマーの重合反応を開始させる光重合開始剤と、を含んでいる。また感光性樹脂組成物３２は、近接露光装置１を用いて製造する製品に応じて選択されたさらなる添加物を含んでいてもよい。例えば、感光性樹脂組成物３２が、カラーフィルタ用のブラックマトリクス層を構成するためのものである場合、感光性樹脂組成物３２は、合成樹脂中に分散された黒色の顔料、例えばカーボンブラックをさらに含んでいる。また、感光性樹脂組成物３２が、カラーフィルタ用の赤色、緑色や青色の着色層を構成するためのものである場合、感光性樹脂組成物３２は、合成樹脂中に分散された赤色、緑色や青色の顔料をさらに含んでいる。本実施の形態においては、感光性樹脂組成物３２がブラックマトリクス層を構成するためのものである場合について説明する。 Among these, the exposure apparatus main body 10 includes a base 11 and an exposure stage 12 installed on the base 11. Here, the exposure stage 12 mounts the board | substrate 31 with which the photosensitive resin composition 32 used as exposure object was laminated | stacked. The exposure stage 12 includes a chuck stage 13 that holds the substrate 31 on which the photosensitive resin composition 32 is laminated by a vacuum chuck method, a drive stage 14 that can move the chuck stage 13 in a vertical direction and a horizontal plane, have. For example, a glass substrate is used as the substrate 31 placed on the exposure stage 12 (chuck stage 13). The photosensitive resin composition 32 includes a synthetic resin and a photopolymerization initiator that initiates a polymerization reaction of a monomer of the synthetic resin when triggered by exposure light. Further, the photosensitive resin composition 32 may include a further additive selected according to a product manufactured using the proximity exposure apparatus 1. For example, when the photosensitive resin composition 32 is for constituting a black matrix layer for a color filter, the photosensitive resin composition 32 contains a black pigment, for example, carbon black dispersed in a synthetic resin. In addition. Further, when the photosensitive resin composition 32 is for constituting a red, green or blue colored layer for a color filter, the photosensitive resin composition 32 is a red, green dispersed in a synthetic resin. And blue pigments. In the present embodiment, the case where the photosensitive resin composition 32 is for constituting a black matrix layer will be described.
露光ステージ１２の上方には、フォトマスク１６が取り付けられるマスクステージ１５が設けられている。ここで、フォトマスク１６は、露光ステージ１２上に載置された基板３１上の感光性樹脂組成物３２へ向けて照射光学系２０から照射された露光光を、露光パターンに対応する所定のパターンで透過させるものである。上述のように感光性樹脂組成物３２がブラックマトリクス層を構成するためのものである場合、フォトマスク１６は、ブラックマトリクス層の線幅に対応した幅を有するとともにブラックマトリクス層のパターンに対応して線状に延びる開口部を含んでいる。 A mask stage 15 to which a photomask 16 is attached is provided above the exposure stage 12. Here, the photomask 16 applies exposure light irradiated from the irradiation optical system 20 toward the photosensitive resin composition 32 on the substrate 31 placed on the exposure stage 12 to a predetermined pattern corresponding to the exposure pattern. It is made to pass through. When the photosensitive resin composition 32 is for constituting the black matrix layer as described above, the photomask 16 has a width corresponding to the line width of the black matrix layer and corresponds to the pattern of the black matrix layer. And an opening extending linearly.
スマートフォンやタブレットＰＣなどの携帯型の表示装置で用いられるカラーフィルタにおいては、画素密度や輝度を高めるため、ブラックマトリクス層の線幅が小さいことが求められる。例えば、ブラックマトリクス層の線幅の最小値が１０μｍ以下であることが求められる。これに対応して、フォトマスク１６も、フォトマスク１６を介して感光性樹脂組成物３２に照射される露光光の線幅の最小値が１０μｍ以下となるよう、構成されている。すなわち、フォトマスク１６の開口部の幅の最小値は、１０μｍ以下になっている。 In color filters used in portable display devices such as smartphones and tablet PCs, the line width of the black matrix layer is required to be small in order to increase pixel density and luminance. For example, the minimum value of the line width of the black matrix layer is required to be 10 μm or less. Correspondingly, the photomask 16 is also configured so that the minimum value of the line width of the exposure light irradiated to the photosensitive resin composition 32 through the photomask 16 is 10 μm or less. That is, the minimum value of the width of the opening of the photomask 16 is 10 μm or less.
好ましくは、フォトマスク１６には、複数のカラーフィルタ用のブラックマトリクス層のパターンが割り付けられている。すなわち、フォトマスク１６は、１個のカラーフィルタ用のブラックマトリクス層に対応する開口部のパターンが形成された領域を、複数含んでいる。すなわち、１つのフォトマスク１６には、カラーフィルタ用のブラックマトリクス層に対応する開口部のパターンが多面付けされている。一般に、１つのフォトマスク１６に割り付けられるカラーフィルタの個数が多いほど、カラーフィルタの製造コストが低くなるので好ましい。この点を考慮し、例えばフォトマスク１６として、７３０ｍｍ×９２０ｍｍサイズまたは７５０ｍｍ×６２０ｍｍサイズ以上の寸法を有するものが用いられる。例えば、Ｇ８サイズ（１２２０ｍｍ×１４００ｍｍ）、Ｇ６サイズ（９２５ｍｍ×７５０ｍｍ、または９１０ｍｍ×７５０ｍｍ）、Ｇ５サイズ（７００×８００ｍｍ）、Ｍ０１サイズ（７００×８００ｍｍ）、Ｌ１サイズ（８００ｍｍ×７００ｍｍ）、Ｌ２サイズ（８００ｍｍ×７００ｍｍ）などのフォトマスクを挙げることができる。 Preferably, a plurality of black matrix layer patterns for color filters are assigned to the photomask 16. That is, the photomask 16 includes a plurality of regions in which patterns of openings corresponding to one black matrix layer for a color filter are formed. That is, one photomask 16 is provided with a plurality of patterns of openings corresponding to the black matrix layer for the color filter. Generally, the larger the number of color filters assigned to one photomask 16, the lower the manufacturing cost of the color filters, which is preferable. Considering this point, for example, a photomask 16 having a size of 730 mm × 920 mm size or 750 mm × 620 mm size or more is used. For example, G8 size (1220 mm × 1400 mm), G6 size (925 mm × 750 mm, or 910 mm × 750 mm), G5 size (700 × 800 mm), M01 size (700 × 800 mm), L1 size (800 mm × 700 mm), L2 size ( Photomasks such as 800 mm × 700 mm).
一方、フォトマスク１６の寸法が大きくなると、自重のためにフォトマスク１６が撓んでしまうことが考えられる。フォトマスク１６は通常は、その端部がマスクステージ１５によって保持されている。このためフォトマスク１６の撓みは、フォトマスク１６の中央部分で大きく生じ、フォトマスク１６の端部近傍ではほとんど生じない。ところで撓みが生じると、フォトマスク１６と感光性樹脂組成物３２との間の距離が場所によって相違してしまうことになる。例えば、フォトマスク１６の端部近傍の部分に比べて、フォトマスク１６の中央部分の方が、フォトマスク１６と感光性樹脂組成物３２との間の距離が小さくなる。この結果、感光性樹脂組成物３２に照射される露光光の照度が、場所に応じて相違してしまうことになる。 On the other hand, when the size of the photomask 16 increases, it is conceivable that the photomask 16 bends due to its own weight. The end portion of the photomask 16 is normally held by the mask stage 15. For this reason, the deflection of the photomask 16 is greatly generated in the central portion of the photomask 16 and hardly occurs in the vicinity of the end portion of the photomask 16. By the way, when bending arises, the distance between the photomask 16 and the photosensitive resin composition 32 will differ with places. For example, the distance between the photomask 16 and the photosensitive resin composition 32 is smaller in the central portion of the photomask 16 than in the portion near the end of the photomask 16. As a result, the illuminance of the exposure light applied to the photosensitive resin composition 32 varies depending on the location.
一般に、フォトリソグラフィー法によって形成されるパターンの線幅は、フォトマスク１６の開口部の線幅だけでなく、フォトマスク１６を通過した露光光の照度にも依存する。従って、露光光の照度が場所に応じて相違することは、形成されるパターンの線幅が場所によってばらつくことを意味している。例えば、フォトマスク１６の中央部分を通過した露光光に基づいて形成されたブラックマトリクス層の線幅と、フォトマスク１６の端部近傍の部分を通過した露光光に基づいて形成されたブラックマトリクス層の線幅とが相違してしまうことになる。本実施の形態においては、場所に応じたこのような線幅のばらつきが生じてしまうことを抑制するため、感光性樹脂組成物３２の光重合開始剤を適切に選択することを提案する。具体的な光重合開始剤については後述する。 In general, the line width of a pattern formed by a photolithography method depends on not only the line width of the opening of the photomask 16 but also the illuminance of exposure light that has passed through the photomask 16. Therefore, the difference in the illuminance of the exposure light depending on the location means that the line width of the pattern to be formed varies depending on the location. For example, the black matrix layer formed based on the line width of the black matrix layer formed based on the exposure light passing through the central portion of the photomask 16 and the exposure light passed through the portion near the end of the photomask 16 The line width will be different. In the present embodiment, it is proposed to appropriately select the photopolymerization initiator of the photosensitive resin composition 32 in order to suppress the occurrence of such a variation in line width depending on the location. A specific photopolymerization initiator will be described later.
照射光学系２０は、超高圧水銀灯（光源）２１と、超高圧水銀灯２１から出射された光を基板３１上の感光性樹脂組成物３２へ向けて導くための光学要素（パラボラミラー２２、コールドミラー２３、インテグレータレンズ２４及び球面鏡２５）とを有し、露光装置本体１０の露光ステージ１２上に載置された基板３１上の感光性樹脂組成物３２へ向けて露光光（平行光）を照射することができるようになっている。 The irradiation optical system 20 includes an ultrahigh pressure mercury lamp (light source) 21 and optical elements (parabolic mirror 22 and cold mirror for guiding the light emitted from the ultrahigh pressure mercury lamp 21 toward the photosensitive resin composition 32 on the substrate 31. 23, an integrator lens 24 and a spherical mirror 25), and irradiates exposure light (parallel light) toward the photosensitive resin composition 32 on the substrate 31 placed on the exposure stage 12 of the exposure apparatus body 10. Be able to.
このような照射光学系２０において、コールドミラー２３とインテグレータレンズ２４との間にはシャッタ２６が設けられており、超高圧水銀灯２１から出射された光を適宜遮蔽及び開放することができるようになっている。また、インテグレータレンズ２４とシャッタ２６との間には短波長カットフィルタ２７が着脱可能に設けられており、超高圧水銀灯２１から出射された可視光域及び紫外線域の光から３５０ｎｍ以下の波長域の光をカットすることができるようになっている。 In such an irradiation optical system 20, a shutter 26 is provided between the cold mirror 23 and the integrator lens 24, so that light emitted from the ultrahigh pressure mercury lamp 21 can be appropriately shielded and opened. ing. In addition, a short wavelength cut filter 27 is detachably provided between the integrator lens 24 and the shutter 26, and has a wavelength range of 350 nm or less from light in the visible light region and ultraviolet region emitted from the ultrahigh pressure mercury lamp 21. The light can be cut.
ここで、照射光学系２０に含まれる超高圧水銀灯２１は、図２に示すような分光特性を有している。すなわち、超高圧水銀灯２１から出射された光は、約４４０ｎｍにピークを有するｇ線、約４１０ｎｍにピークを有するｈ線及び約３６０ｎｍにピークを有するｉ線の他、２７０〜３３５ｎｍの範囲に幾つかのピークを有する深紫外線の光を含んでいる。そして、短波長カットフィルタ２７は、このような光から、ｇ線、ｈ線及びｉ線を残して、２７０〜３３５ｎｍの範囲にある深紫外線域の光をカットするものである。なお、図２に示す分光特性においては、３６５ｎｍの光の照度を１００％とした規格化がなされている。 Here, the ultrahigh pressure mercury lamp 21 included in the irradiation optical system 20 has spectral characteristics as shown in FIG. That is, the light emitted from the ultra-high pressure mercury lamp 21 includes g-line having a peak at about 440 nm, h-line having a peak at about 410 nm, and i-line having a peak at about 360 nm, as well as several in a range of 270 to 335 nm. It contains deep ultraviolet light having a peak. The short wavelength cut filter 27 cuts light in the deep ultraviolet region in the range of 270 to 335 nm, leaving g-line, h-line and i-line from such light. Note that the spectral characteristics shown in FIG. 2 are normalized by setting the illuminance of 365 nm light to 100%.
次に図３を参照して、短波長カットフィルタ２７の特性について説明する。図３は、短波長カットフィルタ２７を通過した後の光のスペクトルを示す図である。ここでは、短波長カットフィルタ２７として、３１５ｎｍ以下の波長域の光をカットするカットフィルタを用いた場合のスペクトル（図３中の「カットフィルタ（３１５ｎｍ）」）、および、３３５ｎｍ以下の波長域の光をカットするカットフィルタを用いた場合のスペクトル（図３中の「カットフィルタ（３３５ｎｍ）」）をそれぞれ図３に示している。また参考のため、短波長カットフィルタ２７を用いない場合の光のスペクトル（図３中の「カットフィルタ無し」）も併せて図３に示している。図３に示すように、３１５ｎｍ以下の波長域の光をカットするカットフィルタを用いた場合には、約３１５ｎｍにピークを有する深紫外線域の光がカットされていた。また、３３５ｎｍ以下の波長域の光をカットするカットフィルタを用いた場合には、約３５５ｎｍにピークを有する深紫外線域の光がさらにカットされていた。 Next, the characteristics of the short wavelength cut filter 27 will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a diagram illustrating a spectrum of light after passing through the short wavelength cut filter 27. Here, a spectrum (a “cut filter (315 nm)” in FIG. 3) when a cut filter that cuts light in a wavelength region of 315 nm or less is used as the short wavelength cut filter 27, and a wavelength region of 335 nm or less is used. A spectrum (“cut filter (335 nm)” in FIG. 3) when a cut filter for cutting light is used is shown in FIG. For reference, the light spectrum when the short wavelength cut filter 27 is not used (“no cut filter” in FIG. 3) is also shown in FIG. As shown in FIG. 3, when a cut filter that cuts light in a wavelength region of 315 nm or less was used, light in the deep ultraviolet region having a peak at about 315 nm was cut. Further, when a cut filter that cuts light in a wavelength region of 335 nm or less was used, light in the deep ultraviolet region having a peak at about 355 nm was further cut.
図１に戻って説明を続けると、露光装置本体１０の露光ステージ１２及び照射光学系２０（超高圧水銀灯２１やシャッタ２６等）には制御装置２９が接続されている。制御装置２９は、露光ステージ１２に対して、感光性樹脂組成物３２が積層された基板３１を供給及び排出するロボットアーム（図示せず）等の動作に連動して露光装置本体１０の露光ステージ１２及び照射光学系２０を制御する。これによって、所望のフローで基板３１上の感光性樹脂組成物３２を露光することができる。 Returning to FIG. 1, the description will be continued. A control device 29 is connected to the exposure stage 12 and the irradiation optical system 20 (extra-high pressure mercury lamp 21, shutter 26, etc.) of the exposure apparatus body 10. The control device 29 is connected to the exposure stage 12 in conjunction with the operation of a robot arm (not shown) that supplies and discharges the substrate 31 on which the photosensitive resin composition 32 is laminated. 12 and the irradiation optical system 20 are controlled. Thereby, the photosensitive resin composition 32 on the substrate 31 can be exposed in a desired flow.
次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について説明する。 Next, the operation of the present embodiment having such a configuration will be described.
（感光性樹脂組成物の準備）
はじめに、合成樹脂、光重合開始剤および黒色顔料を含む感光性樹脂組成物３２を準備する。図４には、本実施の形態による光重合開始剤の吸収スペクトルＳ１を示す。図４に示すように、３００ｎｍ〜５００ｎｍの波長域において、吸収スペクトルＳ１は巨視的には、波長が大きくなるにつれて減少している。なお「巨視的」とは、例えば、５０ｎｍ刻みで吸収スペクトルＳ１を見た場合の特性を意味している。より具体的には、光重合開始剤の吸収係数の値を、３００ｎｍ以上かつ３５０ｎｍ以下の範囲内、３５１ｎｍ以上かつ４００ｎｍ以下の範囲内、４０１ｎｍ以上かつ４５０ｎｍ以下の範囲内および４５１ｎｍ以上かつ５００ｎｍ以下の範囲内でそれぞれ積分した場合に、積分値が、波長が大きくなるにつれて減少する、ということを意味している。一方、吸収スペクトルＳ１をより詳細に見た場合、例えば数ｎｍ刻みで見た場合、吸収スペクトルＳ１は、３００ｎｍ以上かつ３５０ｎｍ以下の波長域にピークＰ１を有している。また吸収スペクトルＳ１は、３５１ｎｍ以上かつ４００ｎｍ以下の波長域にはピークを有していない。
なお図４には、参考のため、従来の近接露光方法において一般に用いられている光重合開始剤の吸収スペクトルＳ２〜Ｓ５を併せて示している。図４に示すように、各吸収スペクトルＳ２〜Ｓ５を数ｎｍ刻みで見た場合、吸収スペクトルＳ２〜Ｓ５はそれぞれ、３５１ｎｍ以上かつ４００ｎｍ以下の波長域にピークＰ２〜Ｐ５を有している。
(Preparation of photosensitive resin composition)
First, the photosensitive resin composition 32 containing a synthetic resin, a photopolymerization initiator, and a black pigment is prepared. FIG. 4 shows an absorption spectrum S1 of the photopolymerization initiator according to this embodiment. As shown in FIG. 4, in the wavelength range of 300 nm to 500 nm, the absorption spectrum S <b> 1 decreases macroscopically as the wavelength increases. Note that “macroscopic” means, for example, a characteristic when the absorption spectrum S1 is viewed in increments of 50 nm. More specifically, the value of the absorption coefficient of the photopolymerization initiator is in the range of 300 nm to 350 nm, in the range of 351 nm to 400 nm, in the range of 401 nm to 450 nm, and in the range of 451 nm to 500 nm. This means that the integral value decreases as the wavelength increases when integrating each within the range. On the other hand, when the absorption spectrum S1 is seen in more detail, for example, when seen in increments of several nm, the absorption spectrum S1 has a peak P1 in a wavelength region of 300 nm or more and 350 nm or less. Further, the absorption spectrum S1 does not have a peak in a wavelength range of 351 nm or more and 400 nm or less.
For reference, FIG. 4 also shows absorption spectra S2 to S5 of a photopolymerization initiator generally used in a conventional proximity exposure method. As shown in FIG. 4, when each of the absorption spectra S2 to S5 is viewed in increments of several nm, each of the absorption spectra S2 to S5 has peaks P2 to P5 in a wavelength region of 351 nm or more and 400 nm or less.
後述する実施例において詳細に説明するように、本件発明者らが鋭意研究を行ったところ、図４の吸収スペクトルＳ１のような３００ｎｍ以上かつ３５０ｎｍ以下の範囲内に吸収係数のピークを有する光重合開始剤を含んだ感光性樹脂組成物を用いることにより、露光光の照度のばらつきに起因してブラックマトリクス層の線幅がばらついてしまうことを抑制することができた。この理由としては様々な事項が考えられるが、例えば以下のように考えることができる。 As will be described in detail in the examples described later, the present inventors have conducted extensive research, and photopolymerization having an absorption coefficient peak in the range of 300 nm to 350 nm as shown in the absorption spectrum S1 of FIG. By using the photosensitive resin composition containing the initiator, it was possible to suppress variation in the line width of the black matrix layer due to variations in the illuminance of the exposure light. Various reasons can be considered for this reason. For example, it can be considered as follows.
一般に、短波長側の光（特に２７０〜３３５ｎｍの範囲にある深紫外線域の光）は、感光性樹脂組成物３２を透過する能力が低くかつエネルギーが大きい。このため、このような短波長側の光を含む露光光により基板３１上の感光性樹脂組成物３２を露光した場合には、感光性樹脂組成物３２の露出表面（感光性樹脂組成物３２のうち基板３１とは反対側に位置する表面）での重合反応が進み過ぎ、感光性樹脂組成物３２の露出表面が基板３１側の表面に比べて相対的に速く固まってしまう。言い換えれば、感光性樹脂組成物３２のうち基板３１側の部分を狙い通りに固めることができない。さらに、感光性樹脂組成物３２に含まれる光重合開始剤の吸収係数が高い場合、感光性樹脂組成物３２のうち露出表面側と基板３１側との間での重合反応の進み方の差がさらに大きくなってしまう。また光重合開始剤の吸収係数が高いと、露光光の照度の相違に起因する、重合反応の進み方の相違の程度も大きくなってしまう。 In general, light on the short wavelength side (particularly, light in the deep ultraviolet region in the range of 270 to 335 nm) has a low ability to transmit the photosensitive resin composition 32 and a large energy. For this reason, when the photosensitive resin composition 32 on the substrate 31 is exposed by exposure light including light on the short wavelength side, the exposed surface of the photosensitive resin composition 32 (of the photosensitive resin composition 32). Of these, the polymerization reaction on the surface on the side opposite to the substrate 31) proceeds too much, and the exposed surface of the photosensitive resin composition 32 hardens relatively quickly compared to the surface on the substrate 31 side. In other words, the portion of the photosensitive resin composition 32 on the substrate 31 side cannot be hardened as intended. Furthermore, when the absorption coefficient of the photopolymerization initiator contained in the photosensitive resin composition 32 is high, there is a difference in the progress of the polymerization reaction between the exposed surface side and the substrate 31 side in the photosensitive resin composition 32. It gets bigger. In addition, when the absorption coefficient of the photopolymerization initiator is high, the degree of difference in the progress of the polymerization reaction due to the difference in the illuminance of the exposure light also increases.
ここで本実施の形態によれば、照射光学系２０は、超高圧水銀灯２１から出射された可視光及び紫外線域の光から３５０ｎｍ以下の波長域の光をカットする短波長カットフィルタ２７を有している。すなわち、照射光学系２０は、可視光域及び紫外線域の光から３５０ｎｍ以下の波長域の光がカットされた光を露光光として照射するよう構成されている。このため、感光性樹脂組成物３２を透過する能力が低くかつエネルギーが大きい短波長側の光によって、基板３１上に積層された感光性樹脂組成物３２の露出表面が基板３１側の表面に比べて相対的に速く固まってしまうことを抑制することができる。さらに本実施の形態によれば、光重合開始剤として、短波長カットフィルタ２７によってカットされた３００ｎｍ以上かつ３５０ｎｍ以下の波長域に吸収スペクトルＳ１のピークＰ１を有するものが用いられている。このため、光重合開始剤には、その吸収係数がピークとなる波長の光が照射されないようになっている。このことは、感光性樹脂組成物３２における重合反応の進み方の程度が、感光性樹脂組成物３２に照射される露光光の照度の差に対して鈍感になることを導く。このため、露光光の照度のばらつきに起因してブラックマトリクス層の線幅がばらついてしまうことを抑制することができる。 Here, according to the present embodiment, the irradiation optical system 20 has the short wavelength cut filter 27 that cuts light in a wavelength region of 350 nm or less from visible light and ultraviolet light emitted from the ultrahigh pressure mercury lamp 21. ing. That is, the irradiation optical system 20 is configured to irradiate, as exposure light, light obtained by cutting light having a wavelength range of 350 nm or less from visible light and ultraviolet light. For this reason, the exposed surface of the photosensitive resin composition 32 laminated on the substrate 31 is compared with the surface on the substrate 31 side by light on the short wavelength side having a low ability to transmit the photosensitive resin composition 32 and high energy. It is possible to suppress the set-up relatively quickly. Furthermore, according to the present embodiment, the photopolymerization initiator having a peak P1 of the absorption spectrum S1 in the wavelength region of 300 nm or more and 350 nm or less cut by the short wavelength cut filter 27 is used. For this reason, the photopolymerization initiator is prevented from being irradiated with light having a wavelength with a peak absorption coefficient. This leads to the degree of progress of the polymerization reaction in the photosensitive resin composition 32 being insensitive to the difference in illuminance of exposure light irradiated to the photosensitive resin composition 32. For this reason, it can suppress that the line | wire width of a black-matrix layer originates in the dispersion | variation in the illumination intensity of exposure light.
（感光性樹脂組成物の塗布）
次に、上述の光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物３２を、基板３１上に塗布する。塗布方法としては、印刷法などが適宜採用され得る。これによって、図６（ａ）に示すように、感光性樹脂組成物３２が設けられた基板３１を得ることができる。
(Application of photosensitive resin composition)
Next, a photosensitive resin composition 32 containing the above-described photopolymerization initiator is applied onto the substrate 31. As a coating method, a printing method or the like can be appropriately employed. As a result, as shown in FIG. 6A, a substrate 31 provided with the photosensitive resin composition 32 can be obtained.
（基板の載置）
その後、図１に示す近接露光装置１において、ロボットアーム（図示せず）を用いて、感光性樹脂組成物３２が設けられた基板３１を露光ステージ１２（チャックステージ１３）上に載置する。
(Placement of substrate)
Thereafter, in the proximity exposure apparatus 1 shown in FIG. 1, a substrate 31 provided with the photosensitive resin composition 32 is placed on the exposure stage 12 (chuck stage 13) using a robot arm (not shown).
（露光工程）
この状態で、近接露光装置１においては、制御装置２９による制御の下で、露光ステージ１２の駆動ステージ１４によりチャックステージ１３を移動させて、感光性樹脂組成物３２が設けられた基板３１をフォトマスク１６に対して位置決めする。この際、図６（ｂ）に示すように、フォトマスク１６と基板３１の感光性樹脂組成物３２との間に所定の隙間ｓが存在するよう、基板３１を配置する。隙間ｓは、例えば７５μｍ〜３００μｍの範囲内になっている。次に図６（ｂ）に示すように、フォトマスク１６を介して、基板３１上の感光性樹脂組成物３２へ向けて、照射光学系２０からの露光光Ｌ１を照射する。これによって、基板３１上の感光性樹脂組成物３２を所定のパターンで露光する。なおフォトマスク１６の開口部１７は、図５に示すように基板３１に複数のカラーフィルタ４０が割り付けられるよう、構成されている。
(Exposure process)
In this state, in the proximity exposure apparatus 1, the chuck stage 13 is moved by the drive stage 14 of the exposure stage 12 under the control of the control apparatus 29, and the substrate 31 provided with the photosensitive resin composition 32 is photo-photographed. Position with respect to the mask 16. At this time, as shown in FIG. 6B, the substrate 31 is arranged so that a predetermined gap s exists between the photomask 16 and the photosensitive resin composition 32 of the substrate 31. The gap s is, for example, in the range of 75 μm to 300 μm. Next, as illustrated in FIG. 6B, the exposure light L <b> 1 from the irradiation optical system 20 is irradiated toward the photosensitive resin composition 32 on the substrate 31 through the photomask 16. Thereby, the photosensitive resin composition 32 on the substrate 31 is exposed in a predetermined pattern. Note that the opening 17 of the photomask 16 is configured such that a plurality of color filters 40 are assigned to the substrate 31 as shown in FIG.
（現像工程）
次に、現像液を用いて感光性樹脂組成物３２を現像処理する。これによって、感光性樹脂組成物３２のうち露光光が照射されていない部分が現像液に溶解する。このようにして、図６（ｃ）に示すように、所望の幅ｗを有する感光性樹脂組成物３２のパターンを得ることができる。幅ｗは、その最小値が例えば１０μｍ以下になっている。また、感光性樹脂組成物３２の厚みｈは例えば１μｍ〜２μｍの範囲内になっている。なお後述する実施例において感光性樹脂組成物の厚みを測定した結果、１．１４μｍ〜１．７５μｍの範囲内になっていた。
(Development process)
Next, the photosensitive resin composition 32 is developed using a developer. Thereby, a portion of the photosensitive resin composition 32 that is not irradiated with the exposure light is dissolved in the developer. In this way, as shown in FIG. 6C, a pattern of the photosensitive resin composition 32 having a desired width w can be obtained. The minimum value of the width w is, for example, 10 μm or less. Moreover, the thickness h of the photosensitive resin composition 32 is in the range of 1 μm to 2 μm, for example. In addition, as a result of measuring the thickness of the photosensitive resin composition in the Example mentioned later, it was in the range of 1.14 micrometers-1.75 micrometers.
（第２露光工程）
なお図６（ｄ）に示すように、上述の現像工程の後、感光性樹脂組成物３２に対して基板３１側から露光光Ｌ２を更に照射する第２露光工程をさらに実施してもよい。これによって、感光性樹脂組成物３２のうち基板３１側の表面やその近傍の部分をより確実に硬化させることができる。また、第２露光工程の後、感光性樹脂組成物３２に対して焼成処理を施してもよい。これらのことにより、感光性樹脂組成物３２のパターンの断面形状や線幅がばらついてしまうことをさらに抑制することができる。
(Second exposure step)
As shown in FIG. 6D, after the above-described development step, a second exposure step of further irradiating the photosensitive resin composition 32 with the exposure light L2 from the substrate 31 side may be further performed. As a result, the surface of the photosensitive resin composition 32 on the substrate 31 side and the vicinity thereof can be cured more reliably. Moreover, you may perform a baking process with respect to the photosensitive resin composition 32 after a 2nd exposure process. By these things, it can further suppress that the cross-sectional shape and line | wire width of the pattern of the photosensitive resin composition 32 vary.
このようにしてパターニングされた感光性樹脂組成物３２からなるブラックマトリクス層４１を含むカラーフィルタ４０を図７に示す。図７に示すように、所定の間隔を空けて並べられた複数のブラックマトリクス層４１の間には、赤色の第１着色層４２、緑色の第２着色層４３や青色の第４着色層４４などが設けられる。なお、各着色層４２，４３，４４を形成するための感光性樹脂組成物に含まれる光重合開始剤も、ブラックマトリクス層４１用の感光性樹脂組成物３２の光重合開始剤の場合と同様に、３００ｎｍ以上かつ３５０ｎｍ以下の波長域に吸収係数のピークを有していてもよい。すなわち上述の近接露光方法は、ブラックマトリクス層４１を形成するための工程だけでなく、各着色層４２，４３，４４を形成するための工程においても採用されてもよい。 FIG. 7 shows a color filter 40 including a black matrix layer 41 made of the photosensitive resin composition 32 patterned in this manner. As shown in FIG. 7, between the plurality of black matrix layers 41 arranged at a predetermined interval, a red first colored layer 42, a green second colored layer 43, and a blue fourth colored layer 44 are disposed. Etc. are provided. In addition, the photoinitiator contained in the photosensitive resin composition for forming each colored layer 42, 43, 44 is the same as that of the photoinitiator of the photosensitive resin composition 32 for the black matrix layer 41. In addition, the absorption coefficient may have a peak in a wavelength region of 300 nm or more and 350 nm or less. That is, the proximity exposure method described above may be employed not only in the process for forming the black matrix layer 41 but also in the process for forming the colored layers 42, 43, 44.
上述のように本実施の形態によれば、照射光学系２０には、３５０ｎｍ以下の波長域の光をカットする短波長カットフィルタ２７が装着されている。このため、超高圧水銀灯２１から出射された光が短波長カットフィルタ２７を通過する際、ｇ線、ｈ線及びｉ線を残して、２７０〜３３５ｎｍの範囲にある深紫外線域の光がカットされる。このため、感光性樹脂組成物３２の露出表面が基板３１側の表面に比べて相対的に速く固まってしまうことを抑制することができる。さらに本実施の形態によれば、光重合開始剤として、短波長カットフィルタ２７によってカットされた３００ｎｍ以上かつ３５０ｎｍ以下の波長域に吸収スペクトルＳ１のピークＰ１を有するものが用いられている。このため、光重合開始剤には、その吸収係数がピークとなる波長の光が照射されないようになっている。このことは、感光性樹脂組成物３２における重合反応の進み方の程度が、感光性樹脂組成物３２に照射される露光光の照度の差に対して鈍感になることを導く。このため、場所に応じて露光光の照度が若干ばらついたとしても、露光光の照度のばらつきが、ブラックマトリクス層４１の線幅に反映されてしまうことを抑制することができる。従って、場所による線幅のばらつきの小さいブラックマトリクス層４１を形成することができる。また本実施の形態において、可視光域及び紫外線域の光のうち３５１ｎｍ以上かつ４００ｎｍ以下の波長域の光は、カットされずに残っている。このため、近接露光方法の解像力を十分に維持することができる。例えば、線幅の最小値が１０μｍ以下であるブラックマトリクス層４１を精度良く形成することができる。 As described above, according to the present embodiment, the irradiation optical system 20 is equipped with the short wavelength cut filter 27 that cuts light in the wavelength region of 350 nm or less. For this reason, when the light emitted from the ultra high pressure mercury lamp 21 passes through the short wavelength cut filter 27, the light in the deep ultraviolet region in the range of 270 to 335 nm is cut, leaving the g line, h line and i line. The For this reason, it can suppress that the exposed surface of the photosensitive resin composition 32 solidifies relatively quickly compared with the surface by the side of the board | substrate 31. FIG. Furthermore, according to the present embodiment, the photopolymerization initiator having a peak P1 of the absorption spectrum S1 in the wavelength region of 300 nm or more and 350 nm or less cut by the short wavelength cut filter 27 is used. For this reason, the photopolymerization initiator is prevented from being irradiated with light having a wavelength with a peak absorption coefficient. This leads to the degree of progress of the polymerization reaction in the photosensitive resin composition 32 being insensitive to the difference in illuminance of exposure light irradiated to the photosensitive resin composition 32. For this reason, even if the illuminance of the exposure light varies slightly depending on the location, the variation in the illuminance of the exposure light can be suppressed from being reflected in the line width of the black matrix layer 41. Accordingly, it is possible to form the black matrix layer 41 with a small variation in line width depending on the location. In the present embodiment, light in the wavelength region of 351 nm or more and 400 nm or less remains in the visible light region and the ultraviolet region without being cut. For this reason, the resolution of the proximity exposure method can be sufficiently maintained. For example, the black matrix layer 41 having a minimum line width of 10 μm or less can be formed with high accuracy.
次に、本実施の形態についての理解を深めるため、図４において符号Ｓ２〜Ｓ５で示すような、３５１ｎｍ以上かつ４００ｎｍ以下の範囲内に吸収係数のピークＰ２〜Ｐ５を有する光重合開始剤を用いる場合を、比較の形態として考える。
この場合、３５０ｎｍ以下の波長域の光をカットする短波長カットフィルタ２７によっては、光重合開始剤にその吸収係数がピークとなる波長の光が照射されることを防ぐことができない。このため、感光性樹脂組成物における重合反応の進み方の程度が、感光性樹脂組成物に照射される露光光の照度の差に対して敏感になってしまい、この結果、得られるパターンの線幅がばらついてしまうことが考えられる。
一方、より高波長側にカット周波数を有する短波長カットフィルタを用いることも考えられる。例えば、４００ｎｍ以下の波長域の光をカットする短波長カットフィルタを用いることが考えられる。しかしながら、この場合、深紫外線の光だけでなく、約３６０ｎｍにピークを有するｉ線までもがカットされることになり、露光光の照度が著しく低下してしまう。この結果、露光処理に要する時間が長くなり、カラーフィルタ４０の製造効率が低下してしまう。
Next, in order to deepen the understanding of the present embodiment, a photopolymerization initiator having absorption coefficients peaks P2 to P5 within a range of 351 nm or more and 400 nm or less as shown by reference numerals S2 to S5 in FIG. 4 is used. Consider the case as a form of comparison.
In this case, the short wavelength cut filter 27 that cuts light in a wavelength region of 350 nm or less cannot prevent the photopolymerization initiator from being irradiated with light having a wavelength that has a peak absorption coefficient. For this reason, the degree of progress of the polymerization reaction in the photosensitive resin composition becomes sensitive to the difference in illuminance of the exposure light irradiated to the photosensitive resin composition, and as a result, the resulting pattern lines It is conceivable that the width varies.
On the other hand, it is conceivable to use a short wavelength cut filter having a cut frequency on the higher wavelength side. For example, it is conceivable to use a short wavelength cut filter that cuts light in a wavelength region of 400 nm or less. However, in this case, not only deep ultraviolet light but also i-line having a peak at about 360 nm is cut, and the illuminance of exposure light is significantly reduced. As a result, the time required for the exposure process becomes long, and the manufacturing efficiency of the color filter 40 is lowered.
これに対して本実施の形態によれば、ｉ線を残しながら、露光光の照度のばらつきに起因してブラックマトリクス層の線幅がばらついてしまうことを抑制することができる。このため、品質と製造効率とを両立させることができる。 On the other hand, according to the present embodiment, it is possible to prevent the line width of the black matrix layer from varying due to variations in the illuminance of the exposure light while leaving the i-line. For this reason, quality and manufacturing efficiency can be made compatible.
次に、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。 EXAMPLES Next, although an Example demonstrates this invention further more concretely, this invention is not limited to description of a following example, unless the summary is exceeded.
（実施例１）
はじめに、１０μｍ以下の線幅を有する開口部のパターンが全域にわたって形成された、Ｍ０１サイズのフォトマスクを準備した。次に、可視光域及び紫外線域の光から３５０ｎｍ以下の波長域の光がカットされた光を、フォトマスクに向けて照射した。また、フォトマスクを通過した光の照度を複数の場所で測定した。結果、測定された照度の最大値は２３．８ｍＷ／ｃｍ２であり、最小値は２２．４ｍＷ／ｃｍ２であり、平均値は２３．３ｍＷ／ｃｍ２であった。なお、フォトマスクに向けて照射する光の照度は、フォトマスクの４隅部分を通過した光の照度およびフォトマスクの中央部分を通過した光の照度の平均値に露光時間を掛けた値が予め定められた値になるよう、制御されていた。
Example 1
First, a photomask of M01 size was prepared in which a pattern of openings having a line width of 10 μm or less was formed over the entire area. Next, light from which light in a wavelength region of 350 nm or less was cut from light in the visible light region and ultraviolet region was irradiated toward the photomask. In addition, the illuminance of light that passed through the photomask was measured at a plurality of locations. As a result, the maximum value of the measured illuminance was 23.8 mW / cm 2 , the minimum value was 22.4 mW / cm 2 , and the average value was 23.3 mW / cm 2 . Note that the illuminance of the light irradiated toward the photomask is obtained by multiplying the average value of the illuminance of the light passing through the four corners of the photomask and the illuminance of the light passing through the central part of the photomask by the exposure time in advance. It was controlled so that it became a prescribed value.
Ｇ８、Ｇ６およびＬ２サイズのフォトマスクを準備し、上述のＭ０１サイズのフォトマスクの場合と同様にして、フォトマスクを通過した光の照度を複数の場所で測定した。測定された照度の最大値、最小値および平均値をそれぞれ表１に示す。また、測定された照度の最大値と最小値との間の差を併せて表１に示す。表１に示すように、測定された照度の最大値と最小値との間の差は、フォトマスクの寸法が大きくなるほど大きくなった。
（実施例２）
はじめに、６μｍの線幅を有する開口部のパターンが形成されたフォトマスクを準備した。また、感光性樹脂組成物が設けられた基板を準備した。感光性樹脂組成物としては、上述のように、合成樹脂と、黒色顔料と、３００ｎｍ以上かつ３５０ｎｍ以下の波長域に吸収係数のピークを有する光重合開始剤と、を含むものを用いた。
(Example 2)
First, a photomask having an opening pattern having a line width of 6 μm was prepared. Moreover, the board | substrate with which the photosensitive resin composition was provided was prepared. As described above, a photosensitive resin composition containing a synthetic resin, a black pigment, and a photopolymerization initiator having an absorption coefficient peak in a wavelength range of 300 nm or more and 350 nm or less was used.
次に、可視光域及び紫外線域の光から３５０ｎｍ以下の波長域の光がカットされた光を、フォトマスクを介して感光性樹脂組成物に向けて照射した。３５０ｎｍ以下の波長域の光をカットするための短波長カットフィルタとしては、３３５ｎｍ以下の波長域の光をカットするカットフィルタを用いた。露光量は２０ｍＪ／ｃｍ２とした。また、フォトマスクと感光性樹脂組成物との間の隙間は１００μｍに設定した。 Next, light from which light in a wavelength region of 350 nm or less was cut from light in the visible light region and ultraviolet region was irradiated toward the photosensitive resin composition through a photomask. As a short wavelength cut filter for cutting light in a wavelength region of 350 nm or less, a cut filter for cutting light in a wavelength region of 335 nm or less was used. The exposure amount was 20 mJ / cm 2 . Further, the gap between the photomask and the photosensitive resin composition was set to 100 μm.
その後、感光性樹脂組成物に対して現像処理を施し、感光性樹脂組成物をパターニングした。現像処理の時間は５０秒とした。この結果、５．９μｍの線幅を有するブラックマトリクス層が得られた。 Then, the development process was performed with respect to the photosensitive resin composition, and the photosensitive resin composition was patterned. The development processing time was 50 seconds. As a result, a black matrix layer having a line width of 5.9 μm was obtained.
また、現像時間を６０秒または７０秒に変更して、同様の評価を行った。さらに、露光量を３０ｍＪおよび４０ｍＪに変更して、同様の評価を行った。各条件下で形成されたブラックマトリクス層の線幅を表２に示す。また、得られたブラックマトリクス層の線幅の最大値と最小値との間の差（線幅変動量）を併せて表２に示す。
（比較例）
短波長カットフィルタを用いなかったこと以外は、上述の実施例２の場合と同様にして、現像時間および露光量を変えてブラックマトリクス層を形成した。表３に、得られたブラックマトリクス層の線幅を示す。
A black matrix layer was formed by changing the development time and the exposure amount in the same manner as in Example 2 except that the short wavelength cut filter was not used. Table 3 shows the line width of the obtained black matrix layer.
表２に示すように、３００ｎｍ以上かつ３５０ｎｍ以下の波長域に吸収係数のピークを有する光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物を用いた場合、露光量に依存するブラックマトリクス層の線幅変動量を２μｍ以下に抑制することができた。また、表２および表３の比較から明らかなように、３５０ｎｍ以下の波長域の光をカットする短波長カットフィルタを用いなかった場合は、短波長カットフィルタを用いた場合に比べて、線幅変動量が１μｍ以上大きくなった。このことから、３００ｎｍ以上かつ３５０ｎｍ以下の波長域に吸収係数のピークを有する光重合開始剤を含む感光性樹脂組成物を用いること、および、３５０ｎｍ以下の波長域の光をカットする短波長カットフィルタを用いることの組合せにより、線幅のばらつきの小さいブラックマトリクス層を得ることができると言える。 As shown in Table 2, when a photosensitive resin composition containing a photopolymerization initiator having an absorption coefficient peak in the wavelength region of 300 nm or more and 350 nm or less is used, the line width variation of the black matrix layer depending on the exposure amount The amount could be suppressed to 2 μm or less. Further, as is clear from the comparison between Table 2 and Table 3, the line width when the short wavelength cut filter that cuts light in the wavelength region of 350 nm or less is not used, compared with the case where the short wavelength cut filter is used. The fluctuation amount increased by 1 μm or more. From this, the short wavelength cut filter which uses the photosensitive resin composition containing the photoinitiator which has the peak of an absorption coefficient in the wavelength range of 300 nm or more and 350 nm or less, and cuts the light of the wavelength range of 350 nm or less It can be said that a black matrix layer having a small variation in line width can be obtained by a combination of the above.
（実施例３）
フォトマスクと感光性樹脂組成物との間の隙間を１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍまたは２００μｍに設定したこと以外は、実施例２の場合と同様にして、フォトリソグラフィー法によりブラックマトリクス層を形成した。なお、露光時間は５０秒とし、露光量は５０ｍＪ／ｃｍ２とし、現像時間は５０秒とし、現像後のポストベイク処理の温度は２３０℃とした。結果、隙間が１７０μｍ、１８０μｍ、１９０μｍおよび２００μｍの場合に形成されたブラックマトリクス層の線幅の平均値はそれぞれ７．０μｍ、７．２μｍ、６．５μｍおよび６．７μｍであった。この結果から、隙間の大きさに対するブラックマトリクス層の線幅の依存性は小さいと言える。
(Example 3)
A black matrix layer was formed by a photolithography method in the same manner as in Example 2 except that the gap between the photomask and the photosensitive resin composition was set to 170 μm, 180 μm, 190 μm, or 200 μm. The exposure time was 50 seconds, the exposure amount was 50 mJ / cm 2 , the development time was 50 seconds, and the post-baking temperature after development was 230 ° C. As a result, the average line widths of the black matrix layers formed when the gaps were 170 μm, 180 μm, 190 μm, and 200 μm were 7.0 μm, 7.2 μm, 6.5 μm, and 6.7 μm, respectively. From this result, it can be said that the dependence of the line width of the black matrix layer on the size of the gap is small.
１ 近接露光装置
１０ 露光装置本体
１１ 基台
１２ 露光ステージ
１３ チャックステージ
１４ 駆動ステージ
１５ マスクステージ
１６ フォトマスク
２０ 照射光学系
２１ 超高圧水銀灯
２２ パラボラミラー
２３ コールドミラー
２４ インテグレータレンズ
２５ 球面鏡
２６ シャッタ
２７ 短波長カットフィルタ
２９ 制御装置
３１ 基板
３２ 感光性樹脂組成物
４０ カラーフィルタ
４１ ブラックマトリクス層
４２ 第１着色層
４３ 第２着色層
４４ 第４着色層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Proximity exposure apparatus 10 Exposure apparatus main body 11 Base 12 Exposure stage 13 Chuck stage 14 Drive stage 15 Mask stage 16 Photomask 20 Irradiation optical system 21 Super high pressure mercury lamp 22 Parabolic mirror 23 Cold mirror 24 Integrator lens 25 Spherical mirror 26 Shutter 27 Short wavelength Cut filter 29 Control device 31 Substrate 32 Photosensitive resin composition 40 Color filter 41 Black matrix layer 42 First colored layer 43 Second colored layer 44 Fourth colored layer
Claims (7)
前記基板を露光ステージ上に載置する工程と、
前記露光ステージ上に載置された前記基板上の前記感光性樹脂組成物へ向けて、前記基板の前記感光性樹脂組成物との間に隙間が存在するよう配置されたフォトマスクを介して、照射光学系からの露光光を照射する露光工程と、を備え、
前記照射光学系は、可視光域及び紫外線域の光から３５０ｎｍ以下の波長域の光がカットされた光を前記露光光として照射し、
前記感光性樹脂組成物の前記光重合開始剤の吸収スペクトルは、３００ｎｍ以上かつ３５０ｎｍ以下の波長域にピークを有する、近接露光方法。 Preparing a substrate provided with a photosensitive resin composition containing a photopolymerization initiator;
Placing the substrate on an exposure stage;
To the photosensitive resin composition on the substrate placed on the exposure stage, through a photomask arranged so that there is a gap between the photosensitive resin composition of the substrate, An exposure step of irradiating exposure light from the irradiation optical system,
The irradiation optical system irradiates, as the exposure light, light obtained by cutting light in a wavelength region of 350 nm or less from light in a visible light region and an ultraviolet region.
The proximity exposure method, wherein an absorption spectrum of the photopolymerization initiator of the photosensitive resin composition has a peak in a wavelength region of 300 nm or more and 350 nm or less.
前記フォトマスクには、カラーフィルタ用のブラックマトリクス層に対応する開口部のパターンが多面付けされている、請求項１乃至５のいずれか一項に記載の近接露光方法。 The photosensitive resin composition becomes a black matrix layer of a color filter by being exposed and developed.
6. The proximity exposure method according to claim 1, wherein the photomask is multifaceted with patterns of openings corresponding to a black matrix layer for a color filter. 7.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014077119A JP6287504B2 (en) | 2014-04-03 | 2014-04-03 | Proximity exposure method and color filter manufacturing method using proximity exposure method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2014077119A JP6287504B2 (en) | 2014-04-03 | 2014-04-03 | Proximity exposure method and color filter manufacturing method using proximity exposure method |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2015197661A JP2015197661A (en) | 2015-11-09 |
| JP6287504B2 true JP6287504B2 (en) | 2018-03-07 |
Family
ID=54547342
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2014077119A Expired - Fee Related JP6287504B2 (en) | 2014-04-03 | 2014-04-03 | Proximity exposure method and color filter manufacturing method using proximity exposure method |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP6287504B2 (en) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN113156775A (en) * | 2021-04-27 | 2021-07-23 | 华中科技大学 | Proximity type exposure light source and exposure method |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4852225B2 (en) * | 2003-10-20 | 2012-01-11 | 大日本印刷株式会社 | Exposure apparatus and exposure method |
| JP4572626B2 (en) * | 2004-08-26 | 2010-11-04 | ウシオ電機株式会社 | Light irradiation device |
| JP5467422B2 (en) * | 2008-03-05 | 2014-04-09 | 東洋合成工業株式会社 | Method for producing composite |
| TWI470379B (en) * | 2009-02-05 | 2015-01-21 | Toppan Printing Co Ltd | Exposure method, method for manufacturing color filter, and exposure device |
| JP5760374B2 (en) * | 2009-10-23 | 2015-08-12 | 三菱化学株式会社 | Ketoxime ester compounds and uses thereof |
| US8790864B2 (en) * | 2012-08-27 | 2014-07-29 | Kyle P. Baldwin | Method of improving print performance in flexographic printing plates |
| JP2013219366A (en) * | 2013-05-16 | 2013-10-24 | Toyo Gosei Kogyo Kk | Composition, method of manufacturing composite body, and method of manufacturing optical member |
-
2014
- 2014-04-03 JP JP2014077119A patent/JP6287504B2/en not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2015197661A (en) | 2015-11-09 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| TW201539537A (en) | System and method for shifting critical dimensions of patterned films | |
| WO2016095393A1 (en) | Thin film patterning method | |
| KR102461802B1 (en) | Polymers and Compositions | |
| TW201009400A (en) | Process for producing color filter, process for producing substrate having pattern and miniature photomask | |
| MY190719A (en) | Method for forming resist pattern, method for manufacturing printed wiring board, photosensitive resin composition for projection exposure and photosensitive element | |
| US20160299420A1 (en) | Mask, manufacturing method thereof and exposure apparatus | |
| US9857508B2 (en) | Color filter pattern and manufacturing method thereof | |
| TWI620001B (en) | Photomask and color filter manufacturing method | |
| KR20220034031A (en) | Negative photosensitive resin composition, cured film, organic EL display and manufacturing method of cured film | |
| JP6287504B2 (en) | Proximity exposure method and color filter manufacturing method using proximity exposure method | |
| CN108170009B (en) | Exposure equipment, exposure method, color film substrate and manufacturing method thereof | |
| JP4774318B2 (en) | Manufacturing method of color filter | |
| JP2009145800A (en) | Method of manufacturing color filter substrate for liquid crystal display | |
| KR20090102069A (en) | Exposure apparatus and method for manufacturing semiconductor device using the same | |
| JP2018036328A (en) | Method for forming resist pattern | |
| US9429836B2 (en) | Exposure mask, exposure apparatus, and method for manufacturing display substrate | |
| JP4852225B2 (en) | Exposure apparatus and exposure method | |
| KR102351287B1 (en) | Photosensitive Resin Composition, Cured Film Prepared Therefrom, and Electronic Device Comprising the Cured Film | |
| KR20160109380A (en) | A red photosensitive resin composition, red color filter and display device comprising the same | |
| JP2007094066A (en) | Proximity exposure apparatus and proximity exposure method | |
| KR102222402B1 (en) | Colored photosensitive resin composition | |
| JP2008139761A (en) | Exposure method and exposure device | |
| Hsieh et al. | Contact photolithography using a carbon-black embedded soft photomask and ultraviolet light emitting diodes with application on patterned sapphire substrates | |
| KR101445036B1 (en) | Photomask, forming method of pattern, laminate comprising the pattern manufactured by using the forming method, color filter comprising the pattern manufactured by using the forming method, and display device having the same | |
| TWI597562B (en) | Evaluation mask, evaluation method, exposure apparatus, and method of manufacturing an article processed from a substrate |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20170227 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20171221 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20180109 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20180122 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6287504 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |