JPH01154156A - 遮光性膜被着基板及び遮光パターン付き基板 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 し産業上の利用分野コ 本発明は、半導体素子やエレクトロルミネッセンス（Ｅ
Ｌ）素子等を製造する際に用いられる遮光パターン付き
基板及びこの遮光パターン付き基板の製造材料である遮
光性膜被着基板に関する。

本発明の遮光パターン付き基板は、それを構成する遮光
性膜パターンの間の透光性基板上に赤色、緑色、青色の
フィルタ薄膜を形成したカラーフィルタの材料とするこ
ともできる。

［従来の技術］ ｔＣパターンやＥＬ及びカラーフィルタパターンを被転
写板に転写する際のフォトマスクとしては、ソフトマス
ク（エマルジョンマスク）とハードマスクがある。この
うち、ソフトマスクは、ガラス基板等の透光性基板上に
銀塩析出法によるエマルジョン股パターンを形成させた
ものであり、過去において主流を占めていたが、■解像
度が悪く、微細パターンを得ることができない、■耐溶
剤性、耐久性が著しく低く、露光工程前に行なわれるマ
スク洗浄を十分に行なうことができない等の欠点があり
、最近ではこのソフトマスクに代りハードマスクが主と
して用いられている。

このハードマスクは、ガラス基板等の透光性基板上にク
ロム等の金属薄膜を膜厚０．０８〜０゜１μｍとなるよ
うに成膜後、レジスト塗布、露光、現像、エツチングの
各工程を経て、前記透光性基板上に金属薄膜パターンを
形成させたものであり、前記ソフトマスクと異なり、寸
法精度に優れた微細パターンが形成されること及び耐溶
剤性及び耐久性に優れ、縁り返し使用が可能であること
等の長所を有する。

「発明が解決しようとする問題点Ｊ しかしながらハードマスクは、金属薄膜パターンの膜厚
が０．０８〜０．１７１ｍと薄いなめ、これを原板とし
て、被転写板と１：１に密着露光すると、露光終了後、
フォトマスクと被転写板とを引き離す際に、両者が離れ
難く、強引に引き離そうとすると、両者間に静電気が生
じ、フォトマスク及び被転写板、特にフォトマスクのパ
ターン（そのうちでも特にパターンのコーナ一部分）が
静電気により破壊されやすいという欠点があった。

また被転写板のフォトレジストとして、光分解型樹脂を
用いた場合には、露光による光化学反応により樹脂が分
解してＮ２ガス等のガスが発生ずるが、前記のように金
属薄膜パターンの膜厚が０゜０８〜０．１μｍと薄いな
め、前記のガスが逃散することができずにフォトマスク
と被転写板との間に滞留し、ガス滞留箇所において、フ
ォトマスクと被転写板との密着不良（いわゆる露光時の
ギャップ不良〉を起し、解像度が低下し、微ａ線幅のも
のが得られないという欠点もあった。

さらにハードマスクの製造においては、クロム等の金属
薄膜の成膜工程が必須であり、この金属薄膜の成膜は、
高価な装置を用い、その操作が複雑な蒸着法やスパッタ
法により行なわれるので、これがフォトマスク製品のコ
スト高をもたらす原因となっていた。またこの成膜工程
の後に、レジスト塗布工程、露光・現像・エツチング工
程を行なわねばならず、製造に多工程を要し、これもフ
ォトマスク製品のコスト高をもならず原因となっていた
。

本発明は、このような問題点を解決するためになされた
ものであり、その目的は、従来のハードマスクの欠点を
解決した、新規な遮光パターン付き基板及びこの遮光パ
ターン付き基板を製造するために用いられる遮光性膜被
着基板を提供することにある。

「問題点を解決するための手段］ 本発明は上記目的を達成するためになされたものであり
、本発明の遮光性膜被着基板は、透光性基板の一生表面
上に遮光性膜を被着してなり、該遮光性膜が顔料を分散
した樹脂からなることを特徴とする。

また本発明の遮光パターン付き基板は、透光性基板の一
生表面上に遮光性膜を被着してなる遮光性膜被着基板の
前記遮光性膜を選択的にパターン化して遮光性膜パター
ンを形成してなり、該遮光性膜パターンが顔料を分散し
た樹脂からなることを特徴とする。

［実施例］ 以下、本発明の実施例を第１図を参照して詳述する。

先ず、ソーダライムガラスを所定寸法（本例：６Ｘ６Ｘ
０．０９インチ）に加工し、このソーダライムガラスの
両生表面を研磨し、純水やイソプロピルアルコール等の
洗浄液により洗浄し、乾燥して成膜前のソーダライムガ
ラスからなる透光性基板１を得る。

この透光性基板１の一生表面上に、顔料としてカーボン
ブラックを２０重１％分散させた光硬化型アクリル樹脂
をスピンコード法により約４．０μｍの厚さに塗布した
後、１３０℃で６０分間プリベークして、透光性基板１
の一生表面上に顔料分散光硬化型樹脂からなる遮光性膜
２を被着させたフォトマスクブランクＡを得た（第１図
（ａ）参′照）。

次にこのフォトマスクブランクＡを、所望パターンを有
するマスターマスク３と、フォトマスクブランクＡの遮
光性膜２とマスターマスク３とが向い合うように密着さ
せて７５Ｊ／−の紫外線４により選択的に露光した（第
１図（ｂ）参照）。

露光後、フォトマスクブランクＡをマスターマスク３か
ら引き離した後、前記光硬化型アクリル樹脂の専用現像
液（ツルペッツ１００．液温：２２℃）を用いて現像し
、非露光部分を除去した後、純水からなる洗浄液を用い
スポンジでこすりつけて洗浄（いわゆる、スクラブ洗浄
）した。次いで、２００℃で５０分間ポストベークして
、透光性基板１上に遮光性膜パターン２ａを有するフォ
トマスク１３を得た（第１図（Ｃ）参照）。遮光性膜パ
ターン２ａのＭ厚は遮光性膜２と同様の約４．０μｍで
あり、前記の従来のハードマスクの金属薄膜パターンの
膜厚０．０８〜０．１μｍよりもはるかに厚いものであ
った。従来のハードマスクの製造においては、金属薄膜
の成膜、レジスト塗布、露光・現像・エツチングの諸工
程が必須であったが、本実施例によれば、Ｗ４科分散感
光性樹脂の塗布（上のレジスト塗布に対応）及び露光・
現像のみでフォトマスクを作成でき、工程が極めて簡略
化された。

このようにして祠られたフォトマスクＢは、線幅２．０
μｍという高い解像度を有し、また光学濃度（ＯＤ）が
１．２〜１．５であり十分な遮光性を有するものであっ
た。膜強度も界面活性剤を含有してなる洗浄液を用いス
ポンジでこすりつけて洗浄（いわゆる、スクラブ洗浄）
した後、フロン蒸気（温度；４２℃）を用いる蒸気乾燥
に十分耐えられるものであった。

一方、前記透光性基板１と同一の材質からなる透光性基
板１′を用意し、この−主表面上に、顔料としてカーボ
ンブラックを３０重量％分散させた光分解型ノボラック
樹脂をスピンコード法により約４μｍの厚さに塗布した
後、９０℃で３０分間プリベークして、透光性基板１′
の一生表面上に顔料分散光分解型樹脂からなる遮光性膜
２′を被着させた被転写板Ｃを得、この被転写板Ｃと、
上で得られたフォトマスクＢとを、被転写板Ｃの遮光性
膜２′とフォトマスクＢの遮光性膜パターン２ａが向い
合うように密着させた後、１０Ｊ／ｄの紫外線４により
選択的に露光した（第１図（ｄ）参照）。この露光によ
り遮光性膜２′の露光部分において光分解型樹脂が分解
してＮ２ガスが発生したが、フォトマスクＢの透光性基
板１と被転写板Ｃとの間に約４μｍという厚い遮光性膜
パターン２ａが介在するために、Ｎ２ガスが逃散しやす
く、Ｎ２ガスの滞留による解像度及び線幅の悪化は認め
られなかった。

次にフォトマスクＢと被転写板Ｃとを引き離したが、両
者は遮光性膜パターン２ａでのみ接触しているだけであ
るので、この引き離しは極めて容易に行なわれ、フォト
マスクＢ及び被転写板Ｃの損傷は認められなかった。

次に被転写板Ｃを、光分解型樹脂の専用現像液（アルカ
リ水溶液、液温：２２℃）を用いて現像し、露光部分を
除去した後、］５０℃で３０分間ポストベークして、透
光性基板］′上に遮光性膜パターン２’ａを有する、パ
ターン付き被転写板りを得た（第１図（ｅ）参照）。

得られたパターン付き被転写板りにおいては、フォトマ
スクＢのパターンが極めて忠実に転写されていた。

なお念のために述べると、上の実施例で得られたフォト
マスクブランクＡ及び被転写板Ｃが本発明の遮光性膜被
着基板の具体例に相当し、またフォトマスクＢ及びパタ
ーン付き被転写板りが本発明の遮光パターン付き基板の
具体例に相当する。

以上、実施例により本発明を説明してきたが、本発明は
下記の変形例及び応用例を含むものである。

透光性基板として、実施例ではソーダライムガラスを用
いたが、ボロシリケートガラス、アルミノシリケートガ
ラス及び石英ガラス等のガラス、さらにアクリル、ポリ
カーボネイト等の樹脂やサファイヤ等の透光性材料を用
いることもできる。

また、インジウムスズ酸化！ＩＩＪ（Ｉ’ｌ’０）等か
らなる透明導電膜パターンを一生表面上に形成した絶縁
性を有する透光性基板を含む。

透光性基板の一生表面上に被着される遮光性膜及びこの
遮光性膜から得られる遮光性膜パターンとして、上の実
施例ではカーボンブラックを２０重Ｌ％分散させた光硬
化型アクリル樹脂や、カーボンブラックを３０重量％分
散させた光分解型ノボラック樹脂を用いたが、光硬化型
樹脂及び光分解型樹脂であれば、その他のものも使用し
得る。

このような光硬化型樹脂の例としては、ポリケイ皮酸ビ
ニル系樹脂、さらに還元ゴム（シスイソプレン）とアリ
ルジアジドの架橋剤の組合せからなるもの（例えば、東
京応化工業（株）ＯＭＲ−８５）等が挙げられ、また光
分解型樹脂の例としてはノボラック形フェノール樹脂と
０−キノンアジドのエステルを含有したもの（例えば、
東京応化工業（株）ＯＦＰＲ−２）等が挙げられる。

また上記感光性樹脂の代りに電子線により硬化又は分解
する樹脂を用いてもよい。

顔料として用いたカーボンブラックの含有量は、上の実
施例では２０重量％及び３０重量％としたが、これに限
定されずに適宜選定でき、例えば１０〜４０重旦％とす
ると、顔料含有樹脂の塗布性も良く、また所望の光学濃
度を得ることができるので好ましい。

また顔料としては、透光性基板上に設けられる顔料含有
樹脂膜を遮光性にし得るものであれば、カーボンブラッ
ク以外のものも用いることができ、その例として、酸化
鉄や酸化スズ等の金属酸化物等が挙げられる。

また遮光性膜及び遮光性膜パターンの膜厚は実施例にお
ける４、０μｍに限定されず、所望する光学濃度等に応
じてＭ宜選択されるが、３〜１０μｍであるのが、本発
明の効果をより良く達成し得るので好ましい。

「発明の効果１ 以上の通り、本発明によれば、遮光性膜被着基板を素材
にして遮光パターン付き基板を製造する場合に、前記の
遮光性膜被着基板の遮光性膜が顔料分散感光性樹脂から
なるため、露光・現像工程のみでＷ１細パターンを有す
る遮光パターン付き基板が得られるという利点がある。

また得られた遮光パターン付き基板をフォトマスクとし
、これを被転写板に転写する場合に、遮光性膜パターン
の膜厚が厚いため、露光後、フォトマスクと被転写板と
をこれらを損傷させることなく容易に剥ｒ４亀できるだ
けでなく、上記の被転写板のレジストとして、顔料分散
光分解型樹脂を用いた場合には、露光により発生するガ
スを容易に逃散させることができ、ガスの滞留による解
像度の低下等の問題も生じないという利点がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例におけるフォトマスク及びパタ
ーン付き被転写板の製造工程を示す概略図である。 １．１′・・・透光性基板 ２．２′・・・遮光性膜 ２ａ、２’　ａ・・・遮光性膜パターン３・・・マスタ
ーマスク ４・・・紫外線 Ａ・・・フオ１ヘマスクブランク Ｂ・・・フォトマスク Ｃ・・・被転写板 Ｄ・・・パターン付き被転写板

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）透光性基板の一主表面上に遮光性膜を被着してな
   り、該遮光性膜が顔料を分散した樹脂からなることを特
   徴とする遮光性膜被着基板。
2. （２）透光性基板の一主表面上に遮光性膜を被着してな
   る遮光性膜被着基板の前記遮光性膜を選択的にパターン
   化して遮光性膜パターンを形成してなり、該遮光性膜パ
   ターンが顔料を分散した樹脂からなることを特徴とする
   遮光パターン付き基板。