JPH09325365A - Production of liquid crystal display element and liquid crystal display device - Google Patents

Production of liquid crystal display element and liquid crystal display device

Info

Publication number
JPH09325365A
JPH09325365A JP14565696A JP14565696A JPH09325365A JP H09325365 A JPH09325365 A JP H09325365A JP 14565696 A JP14565696 A JP 14565696A JP 14565696 A JP14565696 A JP 14565696A JP H09325365 A JPH09325365 A JP H09325365A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
excimer laser
liquid crystal
crystal display
ablation
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.)
Pending
Application number
JP14565696A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Kenkichi Suzuki
堅吉 鈴木
Masaaki Matsuda
正昭 松田
Toshio Ogino
利男 荻野
Nobuaki Hayashi
伸明 林
Yoshifumi Tomita
好文 富田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP14565696A priority Critical patent/JPH09325365A/en
Publication of JPH09325365A publication Critical patent/JPH09325365A/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Liquid Crystal (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Thin Film Transistor (AREA)

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To make it possible to execute developing of a resist film, peeling of the residual resist and processing of metallic thin films and semiconductor films, etc., with a completely dry process by irradiating the resist film with an excimer laser beam and removing the resist film of the irradiated parts. SOLUTION: A glass substrate 100 coated with the resist film 300 is irradiated with the excimer laser beam via an exposure mask 400 consisting of dielectric multilayered films as opaque films and having required opening patterns. Consequently, the resist patterns from which the resist of the parts corresponding to the opening patterns of the exposure mask 400 is removed are worked by the application phenomenon of the excimer laser beam and the multilayered films 200 are exposed at the required patterns. The glass substrate is then subjected to wet etching or dry etching and, thereafter, the remaining resist films are removed by full-surface application processing to irradiate the entire surface of the pattern forming surface with the excimer laser beam. The glass substrate 100 formed with the multilayered films 200 patterned to the required patterns is obtd.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板上に液
晶表示素子を構成する各種の薄膜を成膜し、これにレジ
スト膜を用いたリソグラフィーで所定の薄膜パターンを
形成する液晶表示素子の製造方法および液晶表示装置に
関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for manufacturing a liquid crystal display element in which various thin films constituting a liquid crystal display element are formed on a glass substrate and a predetermined thin film pattern is formed on the thin film by lithography using a resist film. The present invention relates to a method and a liquid crystal display device.

【0002】[0002]

【従来の技術】テレビ受像機やパソコン等のモニターに
用いる画像表示装置として液晶表示素子が多用されてい
る。この種の液晶表示装置としては、マトリクス配列し
た2組の電極間に液晶層を挟持して電極の交差点で1画
素を構成する単純マトリクス型と、各画素毎に薄膜トラ
ンジスタ(TFT)等のスイッチング素子を配置したア
クティブ型とに大別される。
2. Description of the Related Art A liquid crystal display device is frequently used as an image display device used for a monitor of a television receiver or a personal computer. This type of liquid crystal display device includes a simple matrix type in which a liquid crystal layer is sandwiched between two sets of electrodes arranged in a matrix and one pixel is formed at the intersection of the electrodes, and a switching element such as a thin film transistor (TFT) for each pixel. Are roughly divided into active types.

【0003】特に、アクティブ型の液晶表示装置(TF
T−LCD)は、動作速度とコントラストが大きく高解
像度であることから液晶表示装置の主流となっている。
薄膜トランジスタ型液晶表示装置は、選択素子である薄
膜トランジスタを形成した一方のガラス基板と、カラー
フィルタを形成した他方のガラス基板の間に液晶層を挟
持して貼り合わせ、その周辺に駆動ICを実装すると共
に、下面に照明光源であるバックライトを設置して構成
される。
In particular, active type liquid crystal display devices (TF
T-LCDs) have become the mainstream of liquid crystal display devices because of their high operating speed and contrast and high resolution.
In a thin film transistor type liquid crystal display device, a liquid crystal layer is sandwiched and bonded between one glass substrate on which a thin film transistor as a selection element is formed and the other glass substrate on which a color filter is formed, and a driving IC is mounted around the liquid crystal layer. At the same time, a backlight, which is an illumination light source, is installed on the lower surface.

【0004】上記一方の基板上への半導体等の薄膜パタ
ーンの形成は、スパッタリング、CVD、その他で薄膜
を形成し、この上にレジストを塗布し、露光、現像、エ
ッチング、レジスト剥離といった一連のフォトリソグラ
フィープロセスが用いられている。また、他方の基板へ
のカラーフィルタも同様に、カラーフィルタ膜を一連の
フォトリソグラフィープロセスで形成している。
A thin film pattern of a semiconductor or the like is formed on one of the above substrates by forming a thin film by sputtering, CVD, or the like, applying a resist on the thin film, and performing a series of photolithography such as exposure, development, etching, and resist stripping. A lithographic process is used. Similarly, the color filter film on the other substrate is also formed by a series of photolithography processes.

【0005】従来、この種のカラーフィルタは、ガラス
板等の透明基板に先ずブラックマトリクスを形成した
後、赤、緑、青の各フィルタを順に形成する。これらの
形成方法は、それぞれの材料に感光性を持たせ、これら
薄層を成膜し、所定のパターンの開口を有する露光マク
スを介して紫外線を照射して、現像処理を施すという所
謂ホトリソグラフィーの現像工程を採用するのが一般的
である。
Conventionally, in this type of color filter, a black matrix is first formed on a transparent substrate such as a glass plate, and then red, green and blue filters are sequentially formed. These forming methods are so-called photolithography in which each material is made to have photosensitivity, these thin layers are formed, irradiated with ultraviolet rays through an exposure mask having openings of a predetermined pattern, and subjected to development processing. Is generally adopted.

【0006】この種のフォトリソグラフィープロセスで
使用されるレジスト材料乃至感光性カラーフィルタ材料
は、露光によって現像液に対する溶解性が生じるポジテ
ィブ型、これとは逆に溶解性がなくなるネガティブ型の
区分はあるが、被加工薄膜を覆って塗布したレジスト膜
又はカラーフィルタの各膜はいずれもウエットプロセス
である液体現像によってパターン形成が行われる。
Resist materials or photosensitive color filter materials used in this type of photolithography process are classified into a positive type in which solubility in a developing solution is generated by exposure and a negative type in which solubility is lost in contrast to this. However, pattern formation is performed by liquid development which is a wet process for each of the resist film or the color filter films applied to cover the thin film to be processed.

【0007】TFT薄膜加工では、更に現像で形成され
たレジスト膜をマスクとしてウエットあるいはドライエ
ッチングプロセスにより所要の薄膜パターンを得る。そ
して、エッチングプロセスの終了後、残留しているレジ
スト膜は剥離液あるいはドライエッチングで除去され
る。なお、この種の液晶表示装置に関する従来技術を開
示したものとしては、例えば特開昭63−309921
号公報や、「冗長構成を採用した12.5型アクティブ・マ
トリクス方式カラー液晶ディスプレイ」(1986年12月15
日マグロウヒル社発行 日経エレクトロニクス 1986年
12月15日 第 193〜210 頁)を挙げることができる。
In the TFT thin film processing, a desired thin film pattern is obtained by a wet or dry etching process using the resist film formed by development as a mask. Then, after the etching process is completed, the remaining resist film is removed by a stripping solution or dry etching. As a disclosure of the prior art relating to this type of liquid crystal display device, for example, JP-A-63-309921 is disclosed.
Gazette and "12.5-inch active matrix color liquid crystal display with redundant configuration" (December 15, 1986)
Published by Nigmaglow Hill, Inc. Nikkei Electronics 1986
Dec. 15, pp. 193-210).

【0008】[0008]

【発明が解決しようとする課題】上記従来のレジスト膜
又はカラーフィルタ膜のパターニングは、露光−現像と
いう2つのプロセスによって形成される。現像プロセス
では、現像液と現像装置が必要になるが、液晶表示装置
の基板サイズの大型化、生産量の大幅な増加は現像液の
使用量、現像装置の大型化、クリーンスペースの拡大に
伴う空調設備の大規模化を招いている。
The above-described conventional patterning of a resist film or a color filter film is formed by two processes of exposure and development. In the development process, a developer and a developing device are required, but the increase in the size of the substrate of the liquid crystal display device and a large increase in the production amount are accompanied by the use amount of the developing solution, the enlargement of the developing device, and the expansion of the clean space. This has led to an increase in the size of air conditioning equipment.

【0009】これと共に、現像液の廃液処理のコスト、
環境への影響といった問題も発生する。同じことがレジ
ストの剥離プロセスについても発生する。これに対し、
最近、紫外線パルスレーザであるエキシマレーザを用
い、上記金属膜、誘電体絶縁膜、半導体膜の薄膜のパタ
ーニング用のレジスト、およびブラックマトリクスや各
フィルタ材料をウエット現像処理なしに加工する方法が
提案されている。
Along with this, the cost of waste liquid treatment of the developer,
Problems such as environmental impact also occur. The same occurs for the resist stripping process. In contrast,
Recently, a method has been proposed in which an excimer laser, which is an ultraviolet pulse laser, is used to process the resist for patterning the metal film, the dielectric insulating film, the thin film of the semiconductor film, and the black matrix and each filter material without wet development treatment. ing.

【0010】この加工方法はエキシマレーザー光のアブ
レーション現象を利用するものであり、従来からマイク
ロマシニングの分野で主として用いられていた。一方、
薄膜トランジスタ型液晶表示装置レベルの精度をもつ薄
膜のパターン加工にエキシマレーザーのアブレーション
現象を適用しようとすると、装置構成、精度、加工面
積、加工時間等、種々の点において多くの問題を生じ
る。
This processing method utilizes the ablation phenomenon of excimer laser light and has been used mainly in the field of micromachining in the past. on the other hand,
When an ablation phenomenon of an excimer laser is applied to pattern processing of a thin film having accuracy of a thin film transistor type liquid crystal display device, many problems occur in various points such as device configuration, accuracy, processing area and processing time.

【0011】すなわち、回路基板に孔開け等を行う加工
では、その加工パターンは高々30μmφ程度の円形
で、各々の中心間位置精度は±2μm程度が要求される
が、円形の形状精度は±5〜10μm程度は許容され
る。また、回路基板の絶縁層の厚みは20〜50μmで
あり、従来のエキシマレーザーのアブレーションを利用
する加工はLSIレベルの精度の加工とは異なる加工領
域の範疇に属する技術である。
That is, in the processing for making a hole in the circuit board, the processing pattern is circular at most about 30 μmφ, and the center-to-center positional accuracy of each is required to be ± 2 μm, but the circular shape accuracy is ± 5. About 10 μm is acceptable. Further, the thickness of the insulating layer of the circuit board is 20 to 50 μm, and processing using ablation of a conventional excimer laser is a technique belonging to a category of a processing region different from processing at the accuracy of an LSI level.

【0012】さらに、上記従来のエキシマレーザーのア
ブレーション現象を利用する加工は、加工対象である回
路基板の全体構成に対する加工箇所の面積あるいは体積
の比率は非常に小さいため、露光光量の利用率を如何に
向上させるかが重要な事項であり、加工対象の形状や厚
さに応じて独特な照明光学系が採用され、かつ結像は通
常、縮小タイプが多い。
Further, in the above-mentioned processing utilizing the ablation phenomenon of the excimer laser, the ratio of the area or volume of the processed portion to the entire structure of the circuit board to be processed is very small, so that the utilization rate of the exposure light quantity is not determined. It is an important matter to improve the image quality, a unique illumination optical system is adopted according to the shape and thickness of the object to be processed, and the image formation is usually of the reduction type.

【0013】一方、TFT−LCDのパネル(ガラス基
板)は大面積に亘って微細な繰り返しパターンを形成す
る必要があるため、上記したようなエキシマレーザーの
アブレーション現象を利用する加工法をそのまま適用す
ることはできない。また、VLSIの場合のように、露
光機の露光光源として単にエキシマレーザーを用いよう
とした場合、使用するエキシマレーザーの光エネルギー
密度が低いため、高圧水銀灯を用いた従来の露光機の光
学系の大幅な変更は必要ない。しかし、アブレーション
現象を利用しようとすると、LSI等のレジスト露光に
比べて格段に高いエネルギー密度が必要なため、結像系
として既存の露光機の基本的思想を利用することはでき
るが、光学部品のダメージ対策を考慮した光学系が必要
となる。
On the other hand, since a TFT-LCD panel (glass substrate) needs to form a fine repetitive pattern over a large area, the above-mentioned processing method utilizing the ablation phenomenon of the excimer laser is applied as it is. It is not possible. Further, when the excimer laser is simply used as the exposure light source of the exposure machine as in the case of VLSI, the light energy density of the excimer laser used is low, so that the optical system of the conventional exposure machine using the high pressure mercury lamp is used. No major changes required. However, when trying to use the ablation phenomenon, a much higher energy density is required compared with resist exposure of LSIs and the like, so the basic idea of the existing exposure machine can be used as an imaging system, but optical components can be used. It is necessary to have an optical system that takes into account the damage countermeasures.

【0014】すなわち、TFT−LCDレベルの精度を
必要とするアブレーション加工技術は、加工精度、エネ
ルギー密度の観点から、従来の露光機に採用されている
光学系をそのまま応用することが不可能であるという問
題がある。また、エキシマレーザー光のアブレーション
現象を利用した加工は、原理的にマイクロマシニング加
工より更に精度の高い薄膜加工、例えば、TFT液晶表
示素子のTFT基板、カラーフィルタ基板等の高精細パ
ターン形成レベルの加工が十分に可能である。
That is, the ablation processing technique which requires TFT-LCD level accuracy cannot be applied as it is to the optical system employed in the conventional exposure machine from the viewpoint of processing accuracy and energy density. There is a problem. Further, the processing utilizing the ablation phenomenon of excimer laser light is, in principle, a thin film processing having a higher accuracy than the micromachining processing, for example, processing of a high-definition pattern forming level such as a TFT substrate of a TFT liquid crystal display element or a color filter substrate. Is fully possible.

【0015】上記の高精細パターンの加工を実現するた
めの要素技術としてはいくつか挙げられるが、その1つ
にエキシマレーザー光に爆される露光マスクの耐加工性
の向上がある。例えば、TFT液晶表示素子のTFT基
板の製造への適用を考えた場合、露光マスクのパターン
精度は少なくとも2μm以下が必要である。
There are several elemental technologies for realizing the processing of the above-mentioned high-definition pattern, and one of them is improvement of the processing resistance of the exposure mask exposed to the excimer laser beam. For example, when considering application to manufacture of a TFT substrate of a TFT liquid crystal display element, the pattern accuracy of the exposure mask needs to be at least 2 μm or less.

【0016】また、レジストのアブレーションを考えた
時は少なくとも100mJ/cm2以上の入射エネルギ
ー密度が必要である。これは結像光学系にもよるが、マ
スクへの入射エネルギーは最低でも200mJ/cm2
必要であることを意味し、加工精度を維持するためには
このような高い入力エネルギーに対して露光マスクに耐
加工性を具備する必要がある。
In consideration of resist ablation, an incident energy density of at least 100 mJ / cm 2 or more is required. This depends on the imaging optical system, but the incident energy on the mask is at least 200 mJ / cm 2.
This means that the exposure mask must have processing resistance to such high input energy in order to maintain processing accuracy.

【0017】最近、エキシマレーザーの出力は益々増加
しており、スループット向上を考えた場合に、露光マス
クへの入射エネルギーを500mJ/cm2 程度までは
考慮しておく必要がある。エキシマレーザー光の出力面
積は、通常の露光機用のランプに較べて小さい。これを
基板の全幅をカバーする様なスリット状照明光にする
と、結像レンズの口径が大きくなり、実用的でなくなる
という問題がある。
Recently, the output of the excimer laser has been increasing more and more, and it is necessary to consider the incident energy to the exposure mask up to about 500 mJ / cm 2 in view of improving the throughput. The output area of excimer laser light is smaller than that of a lamp for a normal exposure machine. If this is used as slit-shaped illumination light that covers the entire width of the substrate, there is a problem that the aperture of the imaging lens becomes large, which is not practical.

【0018】しかしながら、このエキシマレーザーはい
わゆる不可視光であることから、予め露光マスクに位置
合わせマークを形成しておき、この位置合わせマークの
加工基板上の投影像を目安として加工基板に対するフォ
トマスクの位置合わせを行うという従来の手法を適用さ
せることができないという問題があった。そこで、エキ
シマレーザによるフォトマスクのパターンの投影を行う
光学系とは別個に、可視光によるフォトマスク(露光マ
スク)の位置合わせマークの投影を行う光学系を設ける
のが一般的であった。
However, since this excimer laser is so-called invisible light, an alignment mark is formed in advance on the exposure mask, and the projected image of the alignment mark on the processed substrate is used as a guide for the photomask on the processed substrate. There is a problem that the conventional method of performing the alignment cannot be applied. Therefore, it is common to provide an optical system that projects the alignment mark of the photomask (exposure mask) with visible light, separately from the optical system that projects the photomask pattern with the excimer laser.

【0019】しかし、このような構成は別個の光学系を
設けることによる複雑化を免れることはできない。この
ような問題点は、露光マスクを介してエキシマレーザを
選択照射することによって加工を行うレーザ加工装置に
おいても同様であった。上記の対策としては、誘電体膜
と金属膜を重ね合わせた露光マスクとすれば良いが、金
属膜は強い紫外レーザー光によってダメージを受け易
く、上記誘電体膜と金属膜をどのように重ねるかという
構造上の問題が生起する。
However, such a structure cannot avoid the complication caused by providing a separate optical system. Such a problem is also the same in a laser processing apparatus that performs processing by selectively irradiating an excimer laser through an exposure mask. As a countermeasure for the above, an exposure mask in which a dielectric film and a metal film are superposed may be used. However, the metal film is easily damaged by an intense ultraviolet laser beam, and how to superpose the dielectric film and the metal film There is a structural problem.

【0020】また、紫外光反射用の誘電体膜を形成した
場合、この誘電体膜が可視光に対して透明な場合が多い
ために、露光マスクと被加工基板とのアライメントに通
常の光学系を用いることが困難であるという問題があ
る。さらに、アブレーションで発生する加工生成物であ
るデブリスは加工後に被加工物を洗浄するか、または加
工材料に応じて、ヘリウム等の不活性雰囲気中で加工す
るか、あるいは酸素雰囲気中で加工することによって低
減している。
When a dielectric film for reflecting ultraviolet light is formed, since this dielectric film is often transparent to visible light, a normal optical system is used for alignment between the exposure mask and the substrate to be processed. Is difficult to use. Furthermore, debris, which is a processed product generated by ablation, should be cleaned after processing, or processed in an inert atmosphere such as helium, or processed in an oxygen atmosphere, depending on the processing material. Has been reduced by.

【0021】しかし、前記従来の技術においては、アブ
レーションによって発生するデブリスを完全に除くこと
は困難である。特に、被加工物に再付着したデブリスを
除去することは難しい。さらに、デブリスの形態は材料
の種類や入射エネルギーの強度によって、気体状のもの
から数μm程度の大きさの粒子に至るまでの広範囲の形
態で分布しており、加工後の洗浄も発生したデブリスの
形態によって種々の方法を考えねばならない。
However, in the above-mentioned conventional technique, it is difficult to completely remove the debris generated by ablation. In particular, it is difficult to remove debris that has re-adhered to the workpiece. Further, the debris forms are distributed in a wide range from a gaseous state to particles with a size of several μm, depending on the type of material and the intensity of incident energy, and debris that has been washed after processing has also occurred. Various methods must be considered depending on the form.

【0022】また、ヘリウム雰囲気中での加工では、ア
ブレーションのプルーム(爆発雲)の噴出速度が空気中
での速度よりもより速いためにデブリスが遠くに分散さ
れ、見掛け上デブリスが減少したように見える。これ
は、酸素雰囲気中では、発生したデブリスが酸化され気
体状になる結果と考えられる。上記したヘリウム、ある
いは酸素の雰囲気での加工が効果を持つのは比較的限ら
れた材料の加工においてのみであり、あらゆる材料の加
工において有効であるわけでは無い。
Further, in processing in a helium atmosphere, debris is dispersed far away because the ejection speed of the ablation plume (explosion cloud) is faster than that in air, and apparently debris is reduced. appear. This is considered to be a result of the generated debris being oxidized and turned into a gas in an oxygen atmosphere. The above-described processing in an atmosphere of helium or oxygen is effective only in processing relatively limited materials, and is not effective in processing all materials.

【0023】さらにまた、考慮すべき本質的な点は、高
速の加工を行うためにエキシマレーザーの発振周波数を
大きくして行くと、先行するエキシマレーザーパルスに
よって生じたプルームがまだエキシマレーザーの光路中
に存在している状態で後続のエキシマレーザーによるア
ブレーションが実行されることになるために、当該後続
するアブレーションのためのエキシマレーザーにエネル
ギー損失を招くという問題がある。
Furthermore, the essential point to be considered is that when the oscillation frequency of the excimer laser is increased in order to perform high-speed processing, the plume generated by the preceding excimer laser pulse is still in the optical path of the excimer laser. Since the ablation by the subsequent excimer laser is performed in the state where the excimer laser exists, there is a problem that the excimer laser for the subsequent ablation causes energy loss.

【0024】このような理由から、アブレーションによ
り発生したプルームを高速で除去することが、単にデブ
リスを除くという以上に重要な課題となっている。上記
従来技術の諸問題を解消するため、本発明の第1の目的
は、レジスト膜の現像と残留レジストの剥離、および金
属薄膜や半導体薄膜あるいは絶縁耐薄膜の加工を新しい
原理を用いた完全ドライプロセスで行うことにより、製
造コストの低減と環境問題の解決を図った液晶表示素子
の製造方法を提供することにある。
For these reasons, removing the plume generated by ablation at high speed has become a more important issue than simply removing debris. In order to solve the above-mentioned problems of the prior art, the first object of the present invention is to develop a resist film, remove residual resist, and process a metal thin film, a semiconductor thin film, or a dielectric thin film using a complete dry method. It is an object of the present invention to provide a method for manufacturing a liquid crystal display device, which reduces manufacturing cost and solves environmental problems by performing the process.

【0025】本発明の第2の目的は、レジスト膜の現像
と残留レジストの剥離を新しい原理を用いた完全ドライ
プロセスで行うことにより製造した液晶表示装置を提供
することにある。本発明の第3の目的は、高精度でかつ
エキシマレーザー光による光学系のダメージを回避した
液晶表示素子の製造方法を提供することにある。
A second object of the present invention is to provide a liquid crystal display device manufactured by developing a resist film and removing residual resist by a complete dry process using a new principle. A third object of the present invention is to provide a method of manufacturing a liquid crystal display device with high accuracy and avoiding damage to an optical system due to excimer laser light.

【0026】本発明の第4の目的は、小面積の露光マス
クを用いて大サイズの液晶表示素子基板を製造するレジ
ストパターンの形成方法とその装置を提供することにあ
る。本発明の第5の目的は、エキシマレーザー光に対す
る耐加工性を増大させた高精度の誘電体多層膜からなる
エキシマレーザー加工用の露光マスクを備えた液晶表示
素子の製造装置を提供することにある。
A fourth object of the present invention is to provide a method of forming a resist pattern for manufacturing a large size liquid crystal display element substrate using an exposure mask having a small area, and an apparatus therefor. A fifth object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a liquid crystal display device having an excimer laser processing exposure mask formed of a high-precision dielectric multilayer film having increased processing resistance to excimer laser light. is there.

【0027】本発明の第6の目的は、簡単な構成で露光
マスクとガラス基板とを高精度で位置合わせする位置合
わせ装置を備えた液晶表示素子の製造装置を提供するこ
とにある。本発明の第7の目的は、エキシマレーザー光
によるアブレーション加工で発生するデブリスの除去装
置を備えた液晶表示素子の製造装置を提供することにあ
る。
A sixth object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a liquid crystal display element, which is equipped with an alignment device for aligning an exposure mask and a glass substrate with high accuracy with a simple structure. A seventh object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing a liquid crystal display device equipped with a device for removing debris generated by ablation processing using excimer laser light.

【0028】なお、以下の説明では、エキシマレーザー
を用いたアブレーション加工装置を現像機、または露光
機とも称する。
In the following description, an ablation processing device using an excimer laser is also referred to as a developing machine or an exposing machine.

【0029】[0029]

【課題を解決するための手段】[Means for Solving the Problems]

〔第1の目的を達成するための構成〕上記第1の目的を
達成するために、請求項1に記載の第1の発明は、液晶
表示素子を構成するための金属膜、誘電体絶縁膜、半導
体膜の薄膜、ないしは前記薄膜の一部がパターン状に形
成された多層膜を成膜したガラス基板上に高分子材料か
ら構成したレジスト膜を塗布し、所定の開口パターンを
有するマスクを介してエキシマレーザー光を照射して照
射部分のレジスト膜をアブレーション現象により除去す
ることで前記マスクの開口パターンに対応して前記薄膜
を露出したレジスト膜パターンを形成し、前記レジスト
膜パターンで露出された前記薄膜にエッチング処理を施
して除去した後、エキシマレーザー光を照射して残留レ
ジスト膜をアブレーション現象により除去することを特
徴とする。
[Structure for Achieving the First Object] In order to achieve the first object, the first invention according to claim 1 is a metal film for forming a liquid crystal display element, a dielectric insulating film. A thin film of a semiconductor film, or a multi-layered film in which a part of the thin film is formed in a pattern, is coated with a resist film made of a polymer material through a mask having a predetermined opening pattern. By excimer laser light irradiation to remove the resist film at the irradiated portion by an ablation phenomenon to form a resist film pattern exposing the thin film corresponding to the opening pattern of the mask, and exposed by the resist film pattern. After removing the thin film by etching, the residual resist film is removed by an ablation phenomenon by irradiating an excimer laser beam.

【0030】また、請求項2に記載の第2の発明は、第
1の発明における前記レジスト膜の吸光係数を、波長2
48nmのエキシマレーザー光に対して5×104 cm
-1以上の材料を用いることを特徴とする。さらに、請求
項3に記載の第3の発明は、第1の発明における前記高
分子化合物を、加熱または乾燥の何れかにより環状また
は網目状の架橋構造を形成する熱硬化型としたことを特
徴とする。
The second invention described in claim 2 is the absorption coefficient of the resist film in the first invention,
5 × 10 4 cm for 48 nm excimer laser light
-1 or more materials are used. Furthermore, a third invention according to claim 3 is characterized in that the polymer compound in the first invention is a thermosetting type which forms a cyclic or network crosslinked structure by either heating or drying. And

【0031】さらに、請求項4に記載の第4の発明は、
第1の発明における前記レジスト膜を、波長248n
m、エネルギー密度100mJ/cm2 のエキシマレー
ザーのパルス光に対して、0.04μm/shot以上
のアブレーション速度をもつ材料としたことを特徴とす
る。 〔第2の目的を達成するための構成〕上記第2の目的を
達成するために、請求項5に記載の第5の発明は、金属
膜、誘電体絶縁膜、半導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜
の1または複数からなる多層膜を高分子材料から構成し
たレジスト膜を用いたエキシマレーザー光のアブレーシ
ョン現象により加工して得た一方のガラス基板と、ブラ
ックマトリクスおよび複数のカラーフィルタを形成した
他方のガラス基板の間に液晶層を挟持して液晶被装置を
構成したことを特徴とする。
Further, the fourth invention according to claim 4 is as follows.
The resist film according to the first invention has a wavelength of 248n.
m, a material having an ablation speed of 0.04 μm / shot or more with respect to pulse light of an excimer laser having an energy density of 100 mJ / cm 2 . [Structure for Achieving Second Object] In order to achieve the second object, a fifth invention according to claim 5 is a thin film of a metal film, a dielectric insulating film, a semiconductor film, or the above. One glass substrate obtained by processing a multi-layered film composed of one or a plurality of thin films by an ablation phenomenon of excimer laser light using a resist film made of a polymer material, and the other formed with a black matrix and a plurality of color filters. The liquid crystal device is configured by sandwiching a liquid crystal layer between the glass substrates.

【0032】また、上記第2の目的を達成するために、
請求項6に記載の第6の発明は、第5の発明における前
記ガラス基板のブラックマトリクスおよび/または複数
のカラーフィルタが、ブラックマトリクス膜および/ま
たは複数のカラーフィルタ膜を所定の開口パターンを有
するマスクを介してエキシマレーザーで照射して当該照
射部分のブラックマトリクス膜および/または複数のカ
ラーフィルタ膜をアブレーション現象により加工してな
ることを特徴とする。 [第1の目的を達成するための構成の作用〕エキシマレ
ーザー光のアブレーション現象(ホト・デコンポジショ
ン・アブレーション:Photo Deconposition Ablation)
による高分子材料の加工は、短パルスの紫外光レーザー
によって高分子の結合が非熱的に切断される現象(解
裂)を利用するもので、高精度の薄膜加工を行うことが
できるという特徴をもつ。
In order to achieve the second object,
According to a sixth aspect of the present invention, the black matrix and / or the plurality of color filters of the glass substrate according to the fifth aspect of the invention have a predetermined opening pattern of the black matrix film and / or the plurality of color filter films. Irradiation with an excimer laser through a mask is characterized in that the black matrix film and / or a plurality of color filter films in the irradiated portion are processed by an ablation phenomenon. [Operation of the structure for achieving the first object] Ablation phenomenon of excimer laser light (Photo Deconposition Ablation)
The processing of polymeric materials by means of utilizing the phenomenon (cleavage) in which the bonds of the polymers are non-thermally broken by a short-pulse ultraviolet laser, and is capable of high-precision thin film processing. With.

【0033】このアブレーション現象を利用すること
で、エキシマレーザー光を用いた露光機による露光プロ
セスのみによってレジスト膜のパターン形成が可能とな
り、従来の現像プロセスを完全に省略することができ
る。さらに、パターン加工後に残留するレジストもエキ
シマレーザー光の単純な照射にみにより除去することが
でき、従来技術で不可欠の大面積のレジスト剥離装置と
剥離液は不要となる。
By utilizing this ablation phenomenon, the resist film pattern can be formed only by the exposure process by the exposure machine using the excimer laser light, and the conventional development process can be completely omitted. Furthermore, the resist remaining after the pattern processing can be removed only by simple irradiation with excimer laser light, and a large-area resist stripping device and stripping solution, which are indispensable in the prior art, are unnecessary.

【0034】上記アブレーション現象を利用した加工に
適応するレジスト材には、当然として従来のレジスト材
とは異なる性質を必要とする。すまわち、エキシマレー
ザー光を効率よく吸収し、吸収したエネルギーによって
原子間の結合が効率よく解裂されることが重要である。
エキシマレーザーの主要な発振周波数の波長は現在のと
ころ4種類あるが、248nmまたは308nmが実用
的で、特に結合の解裂には波長248nmのエキシマレ
ーザー光が有利である。
A resist material suitable for processing utilizing the above-mentioned ablation phenomenon must naturally have properties different from those of conventional resist materials. In other words, it is important that the excimer laser light is efficiently absorbed and the bonds between atoms are efficiently cleaved by the absorbed energy.
At present, there are four main oscillation frequency wavelengths of the excimer laser, but 248 nm or 308 nm is practical, and excimer laser light having a wavelength of 248 nm is particularly advantageous for breaking the bond.

【0035】波長248nmのエキシマレーザー光で種
々の高分子材料の解裂を検討した結果、高いレートでア
ブレーション加工を行うためには、レジスト膜の吸収計
数が5×104 cm-1以上を必要であることが分かっ
た。このような強い吸収を示すためには、レジスト材中
に芳香族環(Ar:アロマテック)を有する置換基が存
在する必要がある。置換基の結合様式の差による吸収強
度の差異は、芳香族環との直接的結合様式によって殆ど
一義的に決まる。この点に関しては、例えば「Absorpti
on Spectra in the Ultraviolet and visible region」
(Edited by L.Lang ,Akademimi Kiado ,Budapest 196
6) の各データを比較すれば明らかである。
As a result of studying the cleavage of various polymer materials with excimer laser light having a wavelength of 248 nm, the absorption coefficient of the resist film must be 5 × 10 4 cm -1 or more in order to perform ablation processing at a high rate. It turned out that In order to exhibit such strong absorption, it is necessary for the resist material to have a substituent having an aromatic ring (Ar: aromatic). The difference in the absorption intensity due to the difference in the bonding mode of the substituent is almost uniquely determined by the direct bonding mode to the aromatic ring. In this regard, for example, "Absorpti
on Spectra in the Ultraviolet and visible region ''
(Edited by L. Lang, Akademimi Kiado, Budapest 196
It is clear by comparing the data in 6).

【0036】芳香族環に吸収されたエネルギーが効率よ
く解裂に変換される結合は、これまでの検討結果から、
イミド樹脂、ウレタン樹脂、メラミン樹脂、エポキシ樹
脂が挙げられ、これらの内、少なくとも1種類をもつ高
分子材料がエキシマレーザー光のアブレーション加工用
として最適のレジスト材料である。このような材料を用
いることにより、波長248nm、またはその近傍のエ
キシマレーザー光に対する吸光効率を向上できる。
The bond in which the energy absorbed in the aromatic ring is efficiently converted into the cleavage is based on the results of the studies so far.
Examples thereof include imide resin, urethane resin, melamine resin, and epoxy resin. Among them, a polymer material having at least one type is a resist material most suitable for excimer laser light ablation processing. By using such a material, the absorption efficiency for excimer laser light having a wavelength of 248 nm or in the vicinity thereof can be improved.

【0037】上記のエキシマレーザー光のアブレーショ
ン加工用レジスト材の高分子化合物が加熱または乾燥の
何れかの手段によって環状ないし網目状の架橋構造を形
成する熱硬化型であることが非熱的なアブレーションお
よび高精度の加工端面を実現するために必要である。こ
れらは、当然ながらレジスト材としてガラス基板上に形
成された金属膜、誘電体絶縁膜、導電膜等の薄膜ないし
それらの一部がパターニングされた多層膜上にスピン回
転塗布、ロールコーティング、ロッドコーティング等の
塗布手段によって3μm以下の均一な塗膜を形成できる
ことが必要であり、このためには分子量、溶剤、界面活
性剤、フィラー等の混合量を調整して、必要な塗布特性
を満足させることが重要である。
It is non-thermal ablation that the polymer compound of the resist material for ablation processing of excimer laser light is a thermosetting type which forms a ring-shaped or net-like cross-linked structure by either heating or drying means. And it is necessary to realize a highly accurate machined end face. These are, of course, spin-coated, roll-coated, and rod-coated on thin films such as metal films, dielectric insulating films, and conductive films formed on glass substrates as resist materials or multilayer films in which a part of them are patterned. It is necessary that a uniform coating film of 3 μm or less can be formed by a coating means such as that described above. For this purpose, it is necessary to adjust a molecular weight, a mixing amount of a solvent, a surfactant, a filler, and the like to satisfy required coating characteristics. is important.

【0038】さらに、レジスト材として、加熱重合後、
下地となった各薄膜のウエットエッチングまたはドライ
エッチングにおけるエッチング雰囲気に対して十分な耐
性を持つことが重要である。図1および図2は上記した
特徴をもつエキシマレーザー光のアブレーション加工用
レジスト材を用いた本発明による液晶表示素子の製造方
法を説明する工程図である。
Further, as a resist material, after heat polymerization,
It is important that the underlying thin films have sufficient resistance to an etching atmosphere in wet etching or dry etching. 1 and 2 are process charts for explaining a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention using a resist material for ablation processing of excimer laser light having the above characteristics.

【0039】まず、図1の(a)に示したように、金属
膜、誘電体絶縁膜、半導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜
の一部がパターン状に形成された多層膜200を形成し
たガラス基板100上に、スピン回転塗布、ロールコー
ティング、ロッドコーティング等の塗布手段によってレ
ジスト膜300を3μm以下の均一な塗膜を形成する
(b)。
First, as shown in FIG. 1A, a glass film on which a metal film, a dielectric insulating film, a thin film of a semiconductor film, or a multilayer film 200 in which a part of the thin film is formed in a pattern is formed. On the substrate 100, a uniform coating film of 3 μm or less is formed on the resist film 300 by coating means such as spin coating, roll coating, and rod coating (b).

【0040】レジスト膜300を塗布したガラス基板1
00に対し、誘電体多層膜を不透過膜とする所要の開口
パターンを有する露光マスク400を介して例えば波長
248nmのエキシマレーザー光を照射する(c)。こ
のとき、エキシマレーザー光はエキシマレーザーからの
レーザー光を結像レンズでレジスト膜300に結像され
る。この照射エネルギー密度は、50mJ/cm2
上、300mJ/cm2 以下である。
Glass substrate 1 coated with resist film 300
00 is irradiated with an excimer laser beam having a wavelength of, for example, 248 nm through an exposure mask 400 having a required opening pattern using a dielectric multilayer film as an opaque film (c). At this time, the excimer laser light is imaged on the resist film 300 by the imaging lens of the laser light from the excimer laser. The irradiation energy density is 50 mJ / cm 2 or more and 300 mJ / cm 2 or less.

【0041】その結果、(d)に示したように、露光マ
スク400の開口パターンに対応した部分のレジストが
除去されたレジストパターンがエキシマレーザー光のア
ブレーション現象で加工され、金属膜、誘電体絶縁膜、
半導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜の一部がパターン状
に形成された多層膜200が所要のパターンで露出す
る。
As a result, as shown in (d), the resist pattern in which the resist in the portion corresponding to the opening pattern of the exposure mask 400 has been removed is processed by the ablation phenomenon of the excimer laser light, and the metal film and the dielectric insulation. film,
The thin film of the semiconductor film or the multilayer film 200 in which a part of the thin film is formed in a pattern is exposed in a required pattern.

【0042】次いで、図2の(e)に示したように、
(d)のガラス基板にウエットエッチングないしはドラ
イエッチングを施して金属膜、誘電体絶縁膜、半導体膜
の薄膜、ないしは前記薄膜の一部がパターン状に形成さ
れた多層膜200の露出部分を除去して所要のパターン
が形成される。その後、150mJ/cm2 以下のエネ
ルギー密度をもつ波長248nmまたは波長308nm
のエキシマレーザー光をパターン形成面の全面を照射す
る全面アブレーション加工で残留したレジスト膜を除去
し(f)、所要のパターンにパターニングされた金属
膜、誘電体絶縁膜、半導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜
の一部がパターン状に形成された多層膜200を形成し
たガラス基板100が得られる(g)。
Then, as shown in FIG.
(D) The glass substrate is subjected to wet etching or dry etching to remove the exposed portions of the metal film, the dielectric insulating film, the thin film of the semiconductor film, or the multilayer film 200 in which a part of the thin film is formed in a pattern. Thus, a required pattern is formed. Then, a wavelength of 248 nm or a wavelength of 308 nm having an energy density of 150 mJ / cm 2 or less.
The remaining resist film is removed by the entire ablation process of irradiating the entire surface of the pattern formation surface with the excimer laser light of (f), and the metal film, the dielectric insulating film, the thin film of the semiconductor film, or the above-described thin film patterned into a desired pattern is formed. A glass substrate 100 having a multilayer film 200 in which a part of the thin film is formed in a pattern is obtained (g).

【0043】このように、エッチングプロセスを除い
て、リソグラフーの装置としては露光と剥離の2台のエ
キシマレーザー光照射装置を必要とするだけで、特にレ
ジストの剥離装置にはマスクを用いないため、極めて簡
単な構成で、かつ安価なエキシマレーザー光照射装置で
よく、製造装置の大幅なコスト削減が可能である。 [第2の目的を達成するための構成の作用〕例えば、T
FT−LCDの場合の一方のガラス基板であるTFT基
板(スイッチング素子側基板)に薄膜トランジスタを形
成するための金属膜、誘電体絶縁膜、半導体膜の薄膜、
ないしは前記薄膜の1または複数からなる多層膜の加工
を、高分子材料から構成したレジスト膜を用いたエキシ
マレーザーのアブレーション現象により加工する。
As described above, except for the etching process, only two excimer laser light irradiation devices for exposure and stripping are required as a lithographic apparatus, and since a mask is not used particularly for the resist stripping apparatus, An excimer laser light irradiation device, which has an extremely simple structure and is inexpensive, can be used, and the cost of the manufacturing device can be significantly reduced. [Operation of Configuration for Achieving Second Objective] For example, T
A thin film of a metal film, a dielectric insulating film, and a semiconductor film for forming a thin film transistor on a TFT substrate (switching element side substrate) which is one glass substrate in the case of FT-LCD,
Alternatively, the multi-layered film composed of one or a plurality of the thin films is processed by an ablation phenomenon of an excimer laser using a resist film made of a polymer material.

【0044】このガラス基板と、ブラックマトリクスお
よび複数のカラーフィルターを形成した他方のガラス基
板の間に液晶層を挟持させることで低コスト、かつ環境
に影響を与えることのない高品質の液晶表示装置が得ら
れる。また、上記他方のガラス基板のブラックマトリク
スおよび/または複数のカラーフィルターが、ブラック
マスク膜および/または複数のカラーフィルタ膜を、高
分子材料から構成したレジスト膜を用いたエキシマレー
ザーのアブレーション現象により加工したものを用いる
ことにより、さらに低コスト、かつ環境に影響を与える
ことのない高品質の液晶表示装置が得られる。 〔第3の目的を達成するための構成〕上記第3の目的を
達成するために、本発明は図3に示し下記に記載した構
成としたことを特徴とする。
By sandwiching a liquid crystal layer between this glass substrate and the other glass substrate on which a black matrix and a plurality of color filters are formed, a high quality liquid crystal display device which is low in cost and does not affect the environment Is obtained. Further, the black matrix and / or the plurality of color filters of the other glass substrate process the black mask film and / or the plurality of color filter films by an ablation phenomenon of an excimer laser using a resist film made of a polymer material. By using such a liquid crystal display device, it is possible to obtain a liquid crystal display device of high quality which is lower in cost and does not affect the environment. [Structure for Achieving Third Object] In order to achieve the third object, the present invention has a structure shown in FIG. 3 and described below.

【0045】図3は本発明による液晶表示素子の製造に
用いるエキシマレーザー光のアブレーション現象を利用
した露光機の構成例を説明する模式図であって、1はエ
キシマレーザー、3,5はレンズ、4は分割レンズ、6
はコンデンサレンズ、7は露光マスク、8は結像レン
ズ、9は入射瞳、10は被加工物であるレジスト塗布ガ
ラス基板、11はX−Yテーブル(11aはX−Yマス
クテーブル、11bはX−Y基板テーブル)である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of the structure of an exposure machine utilizing the ablation phenomenon of excimer laser light used for manufacturing the liquid crystal display element according to the present invention, in which 1 is an excimer laser, 3 and 5 are lenses, 4 is a split lens, 6
Is a condenser lens, 7 is an exposure mask, 8 is an imaging lens, 9 is an entrance pupil, 10 is a resist-coated glass substrate which is a workpiece, 11 is an XY table (11a is an XY mask table, 11b is X -Y substrate table).

【0046】同図において(1)エキシマレーザー1と
して紫外光パルスレーザーを用い、このエキシマレーザ
ー1からの出力光ビーム(エキシマレーザー光)を所定
の開孔パターンを有する露光マスク7と結像レンズ8を
介して結像面に置かれた加工物(レジスト塗布ガラス基
板、以下単に被加工物とも言う)10に照射して露光マ
スク7の開孔パターンに対応したパターンアブレーショ
ン現象で加工形成(現像)する。
In the figure, (1) an ultraviolet light pulse laser is used as the excimer laser 1, and the output light beam (excimer laser light) from this excimer laser 1 is exposed mask 7 having a predetermined aperture pattern and imaging lens 8. A workpiece (resist-coated glass substrate, hereinafter also simply referred to as a workpiece) 10 placed on the imaging surface is irradiated with the light to form a pattern by a pattern ablation phenomenon corresponding to the opening pattern of the exposure mask 7 (development). To do.

【0047】上記エキシマレーザー1の出力光ビームを
小面積の多数の光ビームに分割して各光ビームをそれぞ
れ集光し、各集光点を照明光源として露光マスク7の面
を均一に照射し、かつ、結像レンズ8の入射瞳9に照明
光源の像を形成して、露光マスク7の開孔パターンを結
像レンズ8の結像面に置かれた被加工物10の限定領域
に対して一対一に結像すると共に、限定領域を被加工物
10の全域に走査させることにより、被加工物10の全
域にアブレーション現象による露光マスク7の開孔パタ
ーンに対応したパターンを現像形成する。
The output light beam of the excimer laser 1 is divided into a large number of light beams having a small area, each light beam is focused, and each focusing point is used as an illumination light source to uniformly illuminate the surface of the exposure mask 7. Further, an image of the illumination light source is formed on the entrance pupil 9 of the imaging lens 8, and the aperture pattern of the exposure mask 7 is formed on the limited area of the workpiece 10 placed on the imaging surface of the imaging lens 8. By forming a one-to-one image and scanning the limited area over the entire area of the workpiece 10, a pattern corresponding to the aperture pattern of the exposure mask 7 due to the ablation phenomenon is developed and formed on the entire area of the workpiece 10.

【0048】また、(2)エキシマレーザー1の出力光
ビームを所定の開孔パターンを有する露光マスク7と結
像レンズ8を介してその結像面に置かれた被加工物10
に照射し、被加工物10にアブレーション現象による露
光マスク7の開孔パターンに対応したパターンを現像形
成するエキシマレーザー光のアブレーション現象を用い
た液晶表示素子の製造装置であって、エキシマレーザー
1の出力光ビームを小面積の光ビームに分割してそれぞ
れを集光するレンズアレー4と、このレンズアレー4の
集光点を照明光源として露光マスク7の面を均一に照射
する照明光学系6と、照明光学系6で照明された露光マ
スク7の像を被加工物10の限定領域に一対一で結像す
る入射瞳9を有する結像レンズ8と、上記限定領域を被
加工物10の全域に走査させるために露光マスク7およ
び被加工物10を露光マスク7の平面と平行な面の2方
向に移動させるX−Yテーブル11a,11bとを備
え、限定領域を被加工物10の全域に走査させることに
より、被加工物10の全域にアブレーション現象による
露光マスク7の開孔パターンに対応したパターンを現像
形成するアブレーション現像を施す構成としたことを特
徴とする。
(2) The output light beam of the excimer laser 1 passes through the exposure mask 7 having a predetermined aperture pattern and the image forming lens 8 and is placed on the image forming surface of the object 10 to be processed.
A liquid crystal display device using an ablation phenomenon of an excimer laser beam for developing and forming a pattern corresponding to an opening pattern of the exposure mask 7 on the workpiece 10 by an ablation phenomenon. A lens array 4 for dividing the output light beam into light beams having a small area and condensing the light beams; an illumination optical system 6 for uniformly irradiating the surface of the exposure mask 7 using the converging point of the lens array 4 as an illumination light source; An imaging lens 8 having an entrance pupil 9 for forming an image of the exposure mask 7 illuminated by the illumination optical system 6 on a limited area of the workpiece 10 in a one-to-one manner; XY tables 11a and 11b for moving the exposure mask 7 and the workpiece 10 in two directions parallel to the plane of the exposure mask 7 so as to scan the limited area. By scanning the entire object 10, characterized in that a configuration ablating development to form developing a pattern corresponding to the opening pattern of the exposure mask 7 by ablation phenomenon over the entire workpiece 10.

【0049】なお、上記X−Yテーブル11a,11b
は、一方のテーブル11aを露光マスク移動用に、他方
のテーブル11bを被加工物移動用として、両者を相対
的に一方向(例えば、X方向)と前記一方向と直交する
他方向(例えば、Y方向)に移動させる構成としてもよ
い。さらに、(3)上記(2)における照明光学系が、
エキシマレーザー1の出力光ビームをレンズアレー4で
小面積の光ビームに分割する以前に光軸に沿った平行ビ
ームとするためのレンズ3を備え、レンズアレー4がそ
れぞれ偶数個のレンズからなる二組の分割レンズからな
り、二組の各レンズは平行に入射した前記紫外光パルス
レーザーの出力光ビームを分割して集光する第一のレン
ズと第二のレンズの各アレーを構成し、第一のレンズが
作る焦点は第二のレンズとの中間に位置し、焦点から発
散する光束が第二のレンズの対応するレンズ面積内に完
全に収まるごとく配置してなり、第一および第二のレン
ズの後段で露光マスク7の面の近傍に第二のレンズから
出射した各光束を同一の面積に集光させる第三のレンズ
5を設置し、露光マスク7の面の近傍に第三のレンズに
よる集光面を露光マスク7の面に完全に一致させると同
時に結像レンズ8の入射瞳9上に分割レンズによる焦点
アレーの像を結像させる第四のレンズ6を設けたことを
特徴とする。
The XY tables 11a and 11b are used.
Can be used to move one table 11a for exposing mask movement and the other table 11b for moving workpieces, and relatively move both directions in one direction (eg, X direction) and the other direction (eg, X direction) orthogonal to the one direction. (Y direction). Further, (3) the illumination optical system in (2) above,
The lens array 4 is provided with a lens 3 for collimating the output light beam of the excimer laser 1 into a parallel beam along the optical axis before splitting it into a light beam of a small area by the lens array 4, and the lens array 4 comprises an even number of lenses. Each of the two sets constitutes an array of a first lens and a second lens for splitting and condensing the output light beam of the ultraviolet light pulse laser incident in parallel, The focal point created by one lens is located in the middle of the second lens, and is arranged so that the luminous flux diverging from the focal point is completely contained within the corresponding lens area of the second lens. A third lens 5 for condensing each light flux emitted from the second lens in the same area is installed in the vicinity of the surface of the exposure mask 7 in the subsequent stage of the lens, and the third lens 5 is installed in the vicinity of the surface of the exposure mask 7 Exposure of the light collecting surface by Characterized in that a fourth lens 6 for forming an image of the focal array by dividing lenses on the entrance pupil 9 of simultaneously imaging lens 8 when fully match the surface of the disk 7.

【0050】さらに、(4)上記(3)における照明光
学系が、紫外光パルスレーザー1の出力光ビームの断面
をX−Y座標平面としたとき、X軸とY軸に平行な各々
独立の光学系により構成し、各光学系は上記X軸、Y軸
で形成される座標軸を円筒の軸とする円筒形レンズによ
って構成したことを特徴とする。さらに、(5)上記
(4)におけるX軸、Y軸の各光学系を構成する第四の
レンズ6を非球面の単一レンズとしたことを特徴とす
る。
(4) In the illumination optical system in the above (3), when the cross section of the output light beam of the ultraviolet light pulse laser 1 is taken as the XY coordinate plane, it is independent of each other parallel to the X axis and the Y axis. It is characterized in that it is configured by an optical system, and each optical system is configured by a cylindrical lens having a coordinate axis formed by the X axis and the Y axis as a cylindrical axis. (5) The fourth lens 6 constituting each of the X-axis and Y-axis optical systems in (4) above is a single aspherical lens.

【0051】さらに、(6)上記(2)における結像レ
ンズ8が、レンズ内で光束が最も絞られる箇所が中空と
なるように構成したテレセントリック対称形レンズとし
たことを特徴とする。さらに、(7)上記(2)におけ
る露光マスク7が、エキシマレーザー1の出力光ビーム
の波長に対する反射膜となる誘電体多層膜をパターン形
成してなり、像面に設置した被加工物10と結像レンズ
8の光軸上の一点に対して点対称となるように被加工物
10と露光マスク7の両者を移動させることを特徴とす
る。
(6) The image forming lens 8 in (2) above is a telecentric symmetrical lens constructed such that the portion of the lens where the light beam is most narrowed is hollow. (7) The exposure mask 7 in (2) above is formed by patterning a dielectric multi-layered film serving as a reflective film for the wavelength of the output light beam of the excimer laser 1, and the workpiece 10 placed on the image plane is formed. Both the workpiece 10 and the exposure mask 7 are moved so as to be point-symmetric with respect to a point on the optical axis of the imaging lens 8.

【0052】さらに、(8)上記(7)における露光マ
スク7への照明領域を長方形とし、その長辺の長さを上
記(6)における対称レンズの所定の解像度および像歪
を満たす範囲とし、その短辺方向に露光マスク7および
被加工物10を連続的に移動させて被加工物10および
露光マスク7の端部に達した時点で照明面積の長手方向
に露光マスク7および被加工物10を移動させ、続いて
前記短辺方向に連続的に移動させる走査を繰り返して被
加工物10の全域をアブレーション加工することを特徴
とする。
Further, (8) the illumination area to the exposure mask 7 in (7) above is a rectangle, and the length of its long side is a range that satisfies the predetermined resolution and image distortion of the symmetrical lens in (6) above. When the exposure mask 7 and the workpiece 10 are continuously moved in the short side direction to reach the ends of the workpiece 10 and the exposure mask 7, the exposure mask 7 and the workpiece 10 are arranged in the longitudinal direction of the illumination area. Is moved and then continuously moved in the direction of the short side to repeat scanning to perform ablation processing on the entire region of the workpiece 10.

【0053】さらに、(9)上記(8)における露光マ
スク7上への長方形の照明領域の長辺の端部でのエネル
ギー密度分布の立上りを短辺の端部より50μm以下と
なるように前記露光マスク7の上部にナイフエッジによ
る長方形開孔パターンまたは誘電体多層膜の長方形開孔
パターンにより調整された照明領域を持ち、かつ長方形
開孔パターンの短辺が当該開孔パターン間の中間に位置
することを特徴とする。
Furthermore, (9) the rising of the energy density distribution at the end of the long side of the rectangular illumination area on the exposure mask 7 in the above (8) is set to 50 μm or less from the end of the short side. The exposure mask 7 has an illumination area adjusted by a rectangular opening pattern by a knife edge or a rectangular opening pattern of a dielectric multilayer film on the upper part of the exposure mask 7, and the short side of the rectangular opening pattern is located in the middle between the opening patterns. It is characterized by doing.

【0054】さらに、(10)上記(2)におけるエキ
シマレーザー1の出力光ビームを水平方向とすると共
に、露光マスク7および被加工物10を保持するX−Y
テーブル11a,11bを水平方向として照明光を一回
の45度反射のみで露光マスク7の面に入射させると共
に露光マスク7および被加工物10の中間に上記(6)
の結像レンズ8を配置したことを特徴とする。
(10) XY which makes the output light beam of the excimer laser 1 in (2) above horizontal and holds the exposure mask 7 and the workpiece 10
With the tables 11a and 11b in the horizontal direction, the illumination light is made incident on the surface of the exposure mask 7 by only one 45-degree reflection, and the above-described (6)
Is arranged.

【0055】さらに、(11)上記(10)において上
記(2)および(3)の照明光学系の第四のレンズを4
5度反射ミラーの後段でかつ露光マスク7の直前に配置
したことを特徴とする。さらに、(12)上記(10)
において、紫外光パルスレーザー1からなる光源部とこ
の光源を除いた構成部分からなるアブレーション現像部
のそれぞれを、分離壁で独立させた清浄度が異なる部屋
に設置すると共に、紫外光パルスレーザーからなる光源
部から出射したレーザー光ビーム(エキシマレーザー
光)を上記分離壁に設けた透過窓板を通して前記アブレ
ーション現像部に導入する構成としたことを特徴とす
る。
(11) In (10), the fourth lens of the illumination optical system of (2) and (3) is replaced by 4
It is characterized in that it is arranged at the subsequent stage of the 5-degree reflection mirror and immediately before the exposure mask 7. Further, (12) above (10)
In the above, the light source section consisting of the ultraviolet light pulse laser 1 and the ablation developing section consisting of the components excluding this light source are installed in separate rooms with different cleanliness, and are composed of the ultraviolet light pulse laser. It is characterized in that the laser light beam (excimer laser light) emitted from the light source section is introduced into the ablation developing section through a transmission window plate provided on the separation wall.

【0056】さらに、(13)上記(12)におけるエ
キシマレーザー1からなる光源部と光源を除いた構成部
分からなるアブレーション現像部の各部を防振床に設置
したことを特徴とする。さらに、(14)上記(12)
におけるエキシマレーザー1からなる光源部から出射し
たレーザー光ビームのアブレーション現像部を構成する
光学系に対するずれを透過窓板の傾きに変換することに
より補正することを特徴とする。
Further, (13) each of the ablation developing section consisting of a light source section consisting of the excimer laser 1 in (12) above and a constituent section excluding the light source is installed on a vibration-isolated floor. Further, (14) above (12)
The deviation of the laser light beam emitted from the light source unit including the excimer laser 1 with respect to the optical system forming the ablation developing unit is corrected by converting it into the inclination of the transmission window plate.

【0057】このように、上記各構成とした方法および
装置は、特に、TFT等のカラー液晶表示パネルを構成
するカラーフィルタ基板の光吸収膜(BM、所謂ブラッ
クマトリクス)や3色のカラーフィルタを形成する際の
カラーフィルタ薄膜のパターンニング及びTFT基板を
構成する各種の薄膜のレジストおよびレジストパターン
によるパターニングに好適である。 〔第3の目的を達成するための構成の作用〕この構成
は、エキシマレーザー光のアブレーション現象を利用し
て、特に、TFT等のカラー液晶表示パネルを構成する
TFT構成膜やカラーフィルタ基板の光吸収膜(MB、
所謂ブラックマトリクス)や3色のカラーフィルタを形
成する際のレジスト薄膜のパターンニング及びTFT各
層のレジストのパターニング等の高精細度パターン加工
を行うものである。
As described above, in the method and apparatus having the above-described configurations, in particular, the light absorption film (BM, so-called black matrix) of the color filter substrate or the color filters of the three colors that constitutes the color liquid crystal display panel such as the TFT is used. It is suitable for patterning a color filter thin film when forming and patterning with various resists and resist patterns of various thin films constituting a TFT substrate. [Operation of Configuration for Achieving Third Object] This configuration utilizes the ablation phenomenon of excimer laser light, and in particular, the light of a TFT component film or a color filter substrate that configures a color liquid crystal display panel such as a TFT. Absorption film (MB,
High-definition pattern processing such as patterning of a resist thin film when forming a so-called black matrix) or a color filter of three colors and patterning of a resist of each TFT layer is performed.

【0058】前記したように、アブレーション現象は、
高いエネルギー密度を持つ紫外エキシマレーザー光(エ
キシマレーザー光)を物質に照射したときに、光の当た
った部分の物質が光分解(解裂)して飛散する現象を言
う。したがって、開口パターンを形成した露光マスクを
介してエキシマレーザー光を物質に結像するように照射
すると、物質には露光マスクの開口パターン通りのパタ
ーンが形成されることになる。
As described above, the ablation phenomenon is
When ultraviolet excimer laser light (excimer laser light) having a high energy density is applied to a material, the material that is exposed to light is photolyzed (cleaved) and scattered. Therefore, when the excimer laser light is irradiated so as to form an image on the substance through the exposure mask having the opening pattern, the substance has a pattern according to the opening pattern of the exposure mask.

【0059】可視光波長以上の波長を持つレーザー光を
照射したときの物質の分解は、主として熱過程によって
起こるが、エキシマレーザー光の場合は、特に多くの有
機物に対しては化学結合を直接切断する(解裂する)非
熱過程により分解する。アブレーション現象を利用した
レジスト膜の現像(アブレーション現像)は、このよう
な非熱的光分解を利用してレジスト等にパターンを形成
するものであり、従来のホトリソグラフィーでの露光、
現像の二つの工程を露光工程のみで完了する加工方法で
ある。
Decomposition of a substance when irradiated with laser light having a wavelength longer than that of visible light is mainly caused by a thermal process, but in the case of excimer laser light, chemical bonds are directly cut particularly for many organic substances. Decomposes due to a non-thermal process. The development of a resist film utilizing the ablation phenomenon (ablation development) is to form a pattern on a resist or the like by utilizing such non-thermal photolysis, and exposure by conventional photolithography,
This is a processing method in which the two development steps are completed only by the exposure step.

【0060】上記の説明から明らかなように、アブレー
ション現像を行う装置は本質的に露光機であり、露光マ
スクのパターンを所要の精度でレジスト膜上に結像する
という光学系の原理はアブレーション現像機の場合も変
わらない。露光機の光学系の基本的な条件は、結像面の
光強度分布が均一であることと、結像パターンの要求精
度を満たすことである。この条件に対して、露光機の光
学系は照明光学系と結像レンズ系の二つの部分に分けら
れ、前者は主として均一照明を、後者は結像性能を決定
する。 〔第4の目的を達成するための構成〕本発明の第4の目
的である小面積の露光マスクを用いて大サイズの液晶表
示素子基板(ガラス基板)を製造するレジストパターン
の形成方法とその装置は下記の構成としたことにより達
成される。
As is clear from the above description, the apparatus for performing ablation development is essentially an exposure machine, and the principle of the optical system is that the pattern of the exposure mask is imaged on the resist film with a required accuracy. The same is true for machines. The basic conditions of the optical system of the exposure machine are that the light intensity distribution on the image forming surface is uniform and that the required accuracy of the image forming pattern is satisfied. Under this condition, the optical system of the exposure apparatus is divided into two parts, an illumination optical system and an imaging lens system. The former mainly determines uniform illumination, and the latter determines imaging performance. [Structure for Achieving Fourth Object] A method for forming a resist pattern for manufacturing a large-sized liquid crystal display element substrate (glass substrate) using a small-area exposure mask, which is the fourth object of the present invention, and a method therefor. The device is achieved by having the following configuration.

【0061】(1)波長248nmまたは308nmの
エキシマレーザーを光源とし、誘電体多層膜よりなる所
定の開口パターンを有する露光マスクをスリット状に照
明する照明光学系と、当該露光マスクを保持しXおよび
Y方向に移動できるX−Yテーブル(X−Yマスクテー
ブル)と、露光マスクの開口パターンを液晶表示素子を
構成する基板上に1:1に投影する屈折型対称結像光学
レンズと、上記ガラス基板を保持しX−Yマスクステー
ジとは独立にXおよびY方向に移動できるX−Yテーブ
ル(X−Y基板テーブル)とを主要構成要素とする露光
機を用い、X−YマスクステージとX−Y基板ステージ
を同一方向または反対方向に一次元に動かし、エキシマ
レーザー光のアブレーション作用によって、露光マスク
の開口パターンをガラス基板上に被覆したレジスト層に
1:1に形成する。
(1) Using an excimer laser having a wavelength of 248 nm or 308 nm as a light source, an illumination optical system for illuminating an exposure mask having a predetermined opening pattern made of a dielectric multilayer film in a slit shape, and X and holding the exposure mask. An X-Y table (X-Y mask table) that can be moved in the Y direction, a refraction-type symmetrical imaging optical lens that projects the aperture pattern of the exposure mask onto the substrate that constitutes the liquid crystal display device in a 1: 1 ratio, and the above glass. Using an exposure machine whose main component is an XY table (XY substrate table) that holds the substrate and can move in the X and Y directions independently of the XY mask stage. -Move the Y substrate stage one-dimensionally in the same direction or in the opposite direction to change the opening pattern of the exposure mask by the ablation action of the excimer laser light. A resist layer coated on the glass substrate 1: to form a 1.

【0062】(2)上記(1)における液晶表示素子用
誘電体露光マスクとして、画素部各層のパターンは整数
分の一に分割し、画素以外のパターンも適宜に分割し、
それぞれの一単位をスキャン方向に平行に不透過部分で
囲んだものを以てマスクパターンを構成し、各マスクパ
ターンに対応してX−YマスクテーブルおよびX−Y基
板テーブルをスキャンのスタート位置に設定し、次いで
対応する露光マスク領域をスキャンし、次に露光マスク
を元の位置に戻すと共に、基板は次の繰り返し位置に移
動させて同様なスキャン(ステップ−スキャン)を行
い、以下同様の過程を繰り返すことにより液晶表示素子
の全パターンを形成する。
(2) As the dielectric exposure mask for a liquid crystal display element in the above (1), the pattern of each layer of the pixel portion is divided into integers, and the patterns other than the pixels are appropriately divided.
A mask pattern is formed by enclosing each unit in a non-transmissive portion in parallel with the scanning direction, and the XY mask table and the XY substrate table are set at the scan start position corresponding to each mask pattern. Then, the corresponding exposure mask area is scanned, and then the exposure mask is returned to the original position, and the substrate is moved to the next repetition position to perform a similar scan (step-scan), and thereafter, the same process is repeated. Thereby, the entire pattern of the liquid crystal display element is formed.

【0063】(3)液晶表示素子を構成する絶縁基板上
に所要の薄膜パターンを形成するためのレジストパター
ン形成方法は、液晶表示素子の薄膜パターン形成領域の
面積より小面積で所定の開口パターンを有する露光マス
クを当該薄膜パターン形成領域に平行な面内で相対移動
させると共に、露光マスクに対して相対移動方向と直交
する方向にスリット状としたエキシマレーザー光を照射
することによるアブレーション現象により、基板上に塗
布したレジストを露光マスクの開口パターンに従ってパ
ターニングすることを特徴とする。
(3) A resist pattern forming method for forming a required thin film pattern on an insulating substrate which constitutes a liquid crystal display element is such that a predetermined opening pattern is formed in an area smaller than the area of the thin film pattern forming region of the liquid crystal display element. The exposure mask has a relative movement within a plane parallel to the thin film pattern forming region, and the substrate is subjected to an ablation phenomenon by irradiating the exposure mask with slit-shaped excimer laser light in a direction orthogonal to the relative movement direction. It is characterized in that the resist applied thereon is patterned according to the opening pattern of the exposure mask.

【0064】(4)また、露光マスクが、絶縁基板の画
素領域のレジストパターンを整数分の1の単位領域に分
割した開口パターンと、画素領域以外のレジストパター
ンを適宜の単位領域に分割した開口パターンと、それぞ
れの単位領域を前記スキャン方向に平行な不透過部分で
囲む領域とから構成され、各開口パターンに対応してX
−YマスクテーブルおよびX−Y基板テーブルをエキシ
マレーザー光のスリット状の照明光の当該スリットの長
さ方向と直交する方向にステップ移動させるステップ−
スキャンさせることにより前記基板上のレジスト全面を
パターニングすることを特徴とする。
(4) Further, the exposure mask has an opening pattern obtained by dividing the resist pattern in the pixel region of the insulating substrate into unit areas of an integer and an opening obtained by dividing the resist pattern other than the pixel area into appropriate unit areas. A pattern and a region surrounding each unit region with an opaque portion parallel to the scan direction, and X corresponding to each opening pattern.
A step of step-moving the Y mask table and the XY substrate table in a direction orthogonal to the length direction of the slit of the slit-shaped illumination light of the excimer laser light;
The whole surface of the resist on the substrate is patterned by scanning.

【0065】(5)そして、ガラス基板上に液晶表示素
子を構成する複数の薄膜を成膜し、これをパターニング
するためのレジストパターンを形成するレジストパター
ン形成装置は、波長248nmまたは308nmのエキ
シマレーザー光を照射する光源と、所定の開口パターン
を有する誘電体多層膜よりなる露光マスクと、露光マス
クをエキシマレーザー光でスリット状に照明する照明光
学系と、露光マスクをを保持してエキシマレーザー光の
光軸と垂直な平面内のX方向およびX方向と直交するY
方向に移動可能としたX−Yマスクテーブルと、露光マ
スクの開口パターンを絶縁基板上に1:1に投影する屈
折型対称結像光学レンズと、絶縁基板を保持してX−Y
マスクテーブルと独立してX−Yマスクステージと平行
な平面内のX方向およびX方向と直交するY方向に移動
可能としたX−Y基板テーブルとを少なくとも具備し、
X−YマスクテーブルとX−Y基板テーブルを同一方向
または反対方向に一次元にスキャンさせることにより、
露光マスクの開口パターンを通したエキシマレーザー光
のアブレーション作用によって、ガラス基板上に塗布し
たレジスト層に露光マスクの開口パターンを1:1でパ
ターニングすることを特徴とする。 〔第4の目的を達成するための構成の作用〕上記の構成
により、ステップ−スキャン露光手段とエキシマレーザ
ー光のアブレーション現象を利用することによって、大
サイズのガラス基板におけるレジストのパターン露光と
現像とが一体化され、高速かつ低コストのレジストパタ
ーニング処理が実現される。 〔第5の目的を達成するための構成〕本発明の第5の目
的であるを液晶表示素子の製造装置に備えるエキシマレ
ーザー光に対する耐加工性を増大させた高精度の誘電体
多層膜からなるエキシマレーザー加工用の露光マスク
は、紫外光に対して透明なガラス基板の光の入射面と反
対の面上に下記の(1)〜(5)を要件とした誘電体多
層膜等を形成することによって達成される。 (1)ガラス基板上にその光路長が使用波長の1/4と
なる第1層、この上に同じく光路長が1/4波長となる
第2層を重ねる。第1層の屈折率は第2層の屈折率より
も高くとり、以下この構成を繰り返した誘電体多層膜上
に基板ガラスの屈折率よりも高い屈折率を持つ1/4波
長の光路長を持つ第3の誘電体層を形成した多層構造を
とるものとする。
(5) Then, a resist pattern forming apparatus for forming a plurality of thin films constituting a liquid crystal display element on a glass substrate and forming a resist pattern for patterning the thin film is an excimer laser having a wavelength of 248 nm or 308 nm. A light source that emits light, an exposure mask made of a dielectric multilayer film having a predetermined opening pattern, an illumination optical system that illuminates the exposure mask in a slit shape with excimer laser light, and an excimer laser light that holds the exposure mask. In the plane perpendicular to the optical axis of and the Y orthogonal to the X direction
XY mask table movable in the direction, a refraction-type symmetric imaging optical lens for projecting the opening pattern of the exposure mask 1: 1 onto the insulating substrate, and XY holding the insulating substrate.
At least an XY substrate table that is movable independently of the mask table in the X direction in a plane parallel to the XY mask stage and in the Y direction orthogonal to the X direction,
By scanning the XY mask table and the XY substrate table one-dimensionally in the same or opposite directions,
The opening pattern of the exposure mask is patterned 1: 1 on the resist layer applied on the glass substrate by the ablation action of the excimer laser light passing through the opening pattern of the exposure mask. [Operation of Configuration for Achieving Fourth Object] With the above configuration, by utilizing the step-scan exposure means and the ablation phenomenon of excimer laser light, pattern exposure and development of a resist on a large-sized glass substrate can be performed. Is integrated, and a high-speed and low-cost resist patterning process is realized. [Structure for Achieving Fifth Object] The fifth object of the present invention is to include a high-precision dielectric multilayer film with increased process resistance to excimer laser light provided in a liquid crystal display device manufacturing apparatus. The exposure mask for excimer laser processing forms a dielectric multilayer film or the like satisfying the following requirements (1) to (5) on the surface of the glass substrate, which is transparent to ultraviolet light, opposite to the light incident surface. To be achieved. (1) On a glass substrate, a first layer having an optical path length of ¼ wavelength used, and a second layer having an optical path length of ¼ wavelength are stacked on the first layer. The refractive index of the first layer is higher than the refractive index of the second layer, and a quarter-wavelength optical path length having a refractive index higher than the refractive index of the substrate glass is formed on the dielectric multilayer film having the above configuration. It has a multilayer structure in which a third dielectric layer is formed.

【0066】誘電体パターン形成に際しては、レジスト
パターンを形成した後、イオンミリングに依って当該パ
ターンを形成するか、または最上層に金属膜を成膜し、
この金属膜のみをエッチングして所望の金属膜パターン
を形成し、これを露光マスクとしてドライエッチングに
より誘電体層のパターニングを行う。 (2)上記構造での使用波長に対する誘電体層を透過す
るエネルギー密度が基板上の被加工膜のアブレーション
閾値以下となる様に誘電体層を構成する。 (3)上記(1)における誘電体のパターニング用マス
ク金属膜を露光マスクの構成材としてそのまま残す構造
とする。この時、エキシマレーザー光に対する誘電体層
の透過エネルギー密度を当該金属膜のダメージ閾値以下
となる様な膜厚で構成する。 (4)上記構成に於ける金属膜として、特にCrを用い
る。 (5)上記の誘電体層を構成する低屈折率材料としてL
iF,MgF2 ,SiO 2 ,YF3 ,LaF3 ,ThF
4 を用い、高屈折率材料としてAl2 3 ,MgO,T
hO2 ,Sc2 3 ,Y2 3 ,HfO2 の内いずれか
の組合せを用いる。
When forming the dielectric pattern, a resist is used.
After forming the pattern, the pattern is formed by ion milling.
Forming a turn or depositing a metal film on the top layer,
Etching only this metal film to obtain the desired metal film pattern
Is formed, and this is used as an exposure mask for dry etching.
The dielectric layer is patterned more. (2) Transmits through the dielectric layer for the wavelength used in the above structure
Ablation of the work film on the substrate
The dielectric layer is formed so as to be below the threshold value. (3) The dielectric patterning mass in (1) above
Structure in which the metal film is left as it is as a constituent material of the exposure mask
And At this time, the dielectric layer for the excimer laser light
Permeation energy density is less than the damage threshold of the metal film
The film thickness is set so that (4) Particularly Cr is used as the metal film in the above structure.
You. (5) L as a low refractive index material that constitutes the above-mentioned dielectric layer
iF, MgFTwo, SiO Two, YFThree, LaFThree, ThF
FourUsing Al as the high refractive index materialTwoOThree, MgO, T
hOTwo, ScTwoOThree, YTwoOThree, HfOTwoOne of
Is used.

【0067】すなわち、さらに詳細な構成を説明する
と、露光マスクは、紫外光に対して透明なガラス基板
と、このガラス基板上に紫外光の波長を選択的に反射す
る誘電体多層膜パターンを形成した誘電体マスクを構成
してなる。また、露光マスクは、紫外光に対して透明な
ガラス基板と、前記ガラス基板の紫外光入射側とは反対
側の面上に、光路長が使用紫外光の1/4波長の膜厚を
持つ第1の誘電体層と、前記第1の誘電体層の上に同じ
く光路長が1/4波長でかつ前記第1の誘電体層の屈折
率より小である第2の誘電体層を重ねてなる二層膜の組
合せを繰り返し成膜した誘電体多層膜と、前記誘電体多
層膜の最上層に前記ガラス基板の屈折率より大きな屈折
率を持つと共にその光路長が使用紫外線の1/4波長と
なる第3の誘電体層を有することを特徴とする。
More specifically, the structure will be described in more detail. The exposure mask has a glass substrate transparent to ultraviolet light and a dielectric multilayer film pattern for selectively reflecting the wavelength of ultraviolet light formed on the glass substrate. The dielectric mask is formed. Further, the exposure mask has a glass substrate which is transparent to ultraviolet light and a film whose optical path length is ¼ wavelength of the used ultraviolet light on the surface of the glass substrate opposite to the ultraviolet light incident side. A first dielectric layer and a second dielectric layer having an optical path length of ¼ wavelength and smaller than the refractive index of the first dielectric layer are overlaid on the first dielectric layer. And a dielectric multilayer film formed by repeatedly forming a combination of two-layer films, and the uppermost layer of the dielectric multilayer film has a refractive index larger than that of the glass substrate, and its optical path length is 1/4 of the ultraviolet light used. It is characterized by having a third dielectric layer having a wavelength.

【0068】さらに、液晶表示素子の製造装置は、紫外
光としてエキシマレーザー光の248nm,308n
m,351nmの波長を用いると共に、上記各波長での
ガラス基板に形成された誘電体層の透過エネルギー密度
を被加工膜のアブレーション閾値以下に設定したことを
特徴とする。さらに、上記第3の誘電体層の上に金属膜
を成膜すると共に、前記エキシマレーザー光の各波長の
前記誘電体層の透過エネルギー密度を前記金属膜のダメ
ージ閾値以下に設定したことを特徴とする。
Further, the liquid crystal display device manufacturing apparatus uses an excimer laser beam of 248 nm and 308 n as ultraviolet light.
m, 351 nm, and the transmission energy density of the dielectric layer formed on the glass substrate at each of the above wavelengths is set to be equal to or less than the ablation threshold of the film to be processed. Furthermore, a metal film is formed on the third dielectric layer, and the transmission energy density of the dielectric layer at each wavelength of the excimer laser light is set to be equal to or less than the damage threshold of the metal film. And

【0069】そして、上記金属膜の材料がCrであるこ
とを特徴とする。さらに、上記誘電体層を構成する第1
の誘電体材料がAl2 3 ,MgO,ThO2 ,Sc2
3 ,Y2 3 ,HfO2 の内の何れかまたは2以上の
組合せであり、上記第2の誘電体材料がLiF,MgF
2 ,SiO2 ,YF3 ,LaF3,ThF4 の内の何れ
かまたは2以上の組合せであることを特徴とする。
The material of the metal film is Cr. In addition, the first layer forming the dielectric layer
The dielectric material is Al 2 O 3 , MgO, ThO 2 , Sc 2
Any one of O 3 , Y 2 O 3 , and HfO 2 or a combination of two or more thereof, wherein the second dielectric material is LiF, MgF.
It is characterized by being any one of 2 , 2 , SiO 2 , YF 3 , LaF 3 , and ThF 4 or a combination of two or more.

【0070】そして、露光マスクの形成方法は、紫外光
に対して透明なガラス基板上に、光路長が使用紫外光の
1/4波長の膜厚を持つ第1の誘電体層を形成し、第1
の誘電体層の上に同じく光路長が1/4波長でかつ第1
の誘電体層の屈折率より小である第2の誘電体層を形成
してなる誘電体多層膜を形成後、誘電体多層膜の最上層
にガラス基板の屈折率より大きな屈折率を持つと共にそ
の光路長が使用紫外線の1/4波長となる第3の誘電体
層を形成する誘電体多層膜形成工程と、誘電体多層膜の
上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、金属膜をホト
リソグラフィーにより露光マスクとしての開口パターン
を形成する金属膜パターニング工程と、金属膜の開口パ
ターンをマスクとしてエッチングにより誘電体多層膜に
露光マスクとしての開口パターンを形成する誘電体多層
膜パターニング工程とを含むことを特徴とする。 〔第5の目的を達成するための構成の作用〕誘電体多層
膜の選択反射等の機能はフィルター,ミラー,反射防止
膜等に応用されており、その原理については例えば、
M.Born&E.Wolf,”Primciples
of Optics”4th Edition 19
70pp51〜70に詳細に記述されている。
Then, the exposure mask is formed by forming a first dielectric layer having a film thickness of ¼ wavelength of the used ultraviolet light on the glass substrate which is transparent to the ultraviolet light, First
The optical path length is also 1/4 wavelength and the first
After forming a dielectric multilayer film formed by forming a second dielectric layer smaller than the refractive index of the dielectric layer, the uppermost layer of the dielectric multilayer film has a refractive index larger than that of the glass substrate and A dielectric multilayer film forming step of forming a third dielectric layer whose optical path length is 1 / wavelength of the used ultraviolet light, a metal film forming step of forming a metal film on the dielectric multilayer film, A metal film patterning step of forming an opening pattern as an exposure mask by photolithography, and a dielectric multilayer film patterning step of forming an opening pattern as an exposure mask on the dielectric multilayer film by etching using the opening pattern of the metal film as a mask It is characterized by including. [Function of Configuration for Achieving Fifth Objective] The function of selective reflection and the like of the dielectric multilayer film is applied to a filter, a mirror, an antireflection film, etc.
M. Born & E. Wolf, "Primciples
of Optics "4th Edition 19
70 pp51-70.

【0071】上記文献によれば、反射ミラーは高屈折率
の1/4波長膜と低屈折率の1/4波長膜を交互に重ね
合わすことにより、屈折率及び層数によって所与の反射
率を得ることが出来る。本発明では、エキシマレーザー
光で露光マスクを照射し、被加工膜基板上に露光マスク
の開口パターン像を結像する場合への適用を第1義とし
ており、入射光はマスク面に垂直である場合が殆どであ
ることから、以下では垂直入射のみとして議論を進め
る。この場合、上記文献の第69頁に記載の式96に示
す通り、N個の2層構造から成る多層膜の反射率R(2
N)は次の(1)式で与えられる。
According to the above-mentioned document, the reflecting mirror is constructed by alternately superposing a high-refractive-index quarter-wave film and a low-refractive-index quarter-wave film so that a given reflectivity can be obtained depending on the refractive index and the number of layers. Can be obtained. In the present invention, the application to the case where an exposure mask is irradiated with excimer laser light to form an opening pattern image of the exposure mask on the film substrate to be processed is defined as the first meaning, and the incident light is perpendicular to the mask surface. In most cases, only the vertical incidence will be discussed below. In this case, as shown in the equation 96 on page 69 of the above-mentioned document, the reflectance R (2
N) is given by the following equation (1).

【0072】 R(2N)={〔1-( ne / n1 )×( n2/n3 2N〕/〔1+ne / n1 ) ×(n2/n3 2N〕}2 ・・・(1) ここで、n1 はマスクを構成する入射媒体の屈折率、n
e は出射媒体の屈折率、n2,3 は各々多層誘電体層を
構成する高屈折率側誘電体の屈折率および低屈折率側誘
電体の屈折率である。
[0072] R (2N) = {[1- (n e / n 1) × (n 2 / n 3) 2N ] / [1 + n e / n 1) × (n 2 / n 3) 2N ]} 2 (1) where n 1 is the refractive index of the incident medium forming the mask, n 1
e is the refractive index of the refractive index, n 2, n 3 are respectively the refractive index of the high refractive index side dielectric constituting the multilayer dielectric layer and the low refractive index side dielectric of the exit medium.

【0073】上記(1)式から明らかなように、誘電体
の層数が多い程、またn2 /n3 の比が大きい程反射率
は大きくなる。一方、精細度の高いパターンを作る為に
は誘電体層の層数をできるだけ少なくする必要がある。
そのためには、n2 /n3 の大きな組み合わせを選ぶこ
とになるが、使用可能な誘電体材料の屈折率の値は1.
3〜2.3の範囲にほぼ限られており、任意の組み合わ
せが得られる訳ではない。
As is clear from the above equation (1), the larger the number of dielectric layers and the larger the ratio of n 2 / n 3 , the larger the reflectance. On the other hand, it is necessary to reduce the number of dielectric layers as much as possible in order to form a pattern with high definition.
For that purpose, a large combination of n 2 / n 3 is selected, but the value of the refractive index of the usable dielectric material is 1.
It is almost limited to the range of 3 to 2.3, and an arbitrary combination cannot be obtained.

【0074】更に、アブレーションにマクスを適用する
場合、エキシマレーザー光に対する耐性を考慮する必要
があるが、いくつかの文献、例えば、F.Rainer et al,
Applied Optics Vol. 24, No.4(1985)p496〜p500に示
されているように、耐性の高い材料は屈折率が小さいと
いう傾向がある。上記文献に依れば、耐性の強い低屈折
率材料としてLiF,MgF2 ,SiO2 ,YF3 ,L
aF3 ,ThF4 が、また高屈折率材料としてAl2
3 ,MgO,ThO2 ,Sc2 3 ,Y2 3 ,HfO
2 等が挙げられるが、高屈折率材料はこれらに関して例
外なく低屈折率材料に比べて耐性は低い。
Further, when applying Max to ablation, it is necessary to consider resistance to excimer laser light, but some literatures such as F. Rainer et al.
As shown in Applied Optics Vol. 24, No. 4 (1985), p. 496 to p. 500, materials having high resistance tend to have a small refractive index. According to the literature, LiF as a strong resistant low refractive index material, MgF 2, SiO 2, YF 3, L
aF 3 and ThF 4 are Al 2 O as high refractive index materials.
3 , MgO, ThO 2 , Sc 2 O 3 , Y 2 O 3 , HfO
2, etc., but the high-refractive-index materials have lower resistance than the low-refractive-index materials without exception.

【0075】従って、材料の組み合わせは更に限定され
るので、少しでも反射率を改善する多層膜の構成を検討
する必要がある。図4は誘電体多層膜マスクの基本的構
成の1例を説明する断面模式図、図5は誘電体多層膜マ
スクの基本的構成の他例を説明する断面模式図であっ
て、71は石英ガラス基板、72は高屈折率誘電体層、
73は低屈折率誘電体層である。
Therefore, since the combination of materials is further limited, it is necessary to study the structure of the multilayer film which improves the reflectance as much as possible. FIG. 4 is a schematic sectional view for explaining one example of the basic structure of the dielectric multilayer film mask, FIG. 5 is a schematic sectional view for explaining another example of the basic structure of the dielectric multilayer film mask, and 71 is quartz. Glass substrate, 72 has a high refractive index dielectric layer,
73 is a low refractive index dielectric layer.

【0076】図4における入射媒体は石英ガラスで出射
媒体は空気であり、入射媒体の屈折率n1 は1.0、出
射媒体の屈折率ne は1.5であって、屈折率比ne
1は1.0/15=0.66である。また、図5にお
ける入射媒体は空気で出射媒体は石英ガラスであり、入
射媒体の屈折率n2 は1、出射媒体の屈折率ne は1.
5であって、屈折率比ne /n2 は1.5/1.0=
1.5である。
In FIG. 4, the incident medium is quartz glass and the emitting medium is air. The incident medium has a refractive index n 1 of 1.0, the outgoing medium has a refractive index n e of 1.5, and the refractive index ratio n. e /
n 1 is 1.0 / 15 = 0.66. In addition, the incident medium in FIG. 5 is air and the emitting medium is quartz glass, the incident medium has a refractive index n 2 of 1, and the outgoing medium has a refractive index n e of 1.
A 5, the refractive index ratio n e / n 2 is 1.5 / 1.0 =
It is 1.5.

【0077】上記図4と図5に示した誘電体多層膜マス
クを比較して、何れの構成のマスクが有利であるかは、
上記した屈折率比ne /n1 の値の差であることは式
(1)から明らかである。図6は前記図4に対応した屈
折率比ne /n1 と反射率との関係を層数をパラメータ
とした説明図である。
By comparing the dielectric multilayer film masks shown in FIGS. 4 and 5 above, which structure of the mask is advantageous is determined.
It is clear from the equation (1) that the difference is the value of the refractive index ratio n e / n 1 . FIG. 6 is an explanatory diagram showing the relationship between the refractive index ratio n e / n 1 and the reflectance corresponding to FIG. 4 with the number of layers as a parameter.

【0078】また、図7は前記図5に対応した屈折率比
e /n1 と反射率との関係を層数をパラメータとした
説明図である。層数は各々下から上に向かって1層から
10層まで変化している。ここで、マスクを構成する基
板は石英ガラスで、波長248nmに於ける屈折率は
1.5である。
FIG. 7 is an explanatory view showing the relationship between the refractive index ratio n e / n 1 and the reflectance corresponding to FIG. 5 with the number of layers as a parameter. The number of layers varies from 1 to 10 layers from bottom to top. Here, the substrate constituting the mask is quartz glass, and the refractive index at a wavelength of 248 nm is 1.5.

【0079】光が空気側から入射する図7の場合、屈折
率比ne /n1 は1.5であり、他方基板側から入射す
る図6の場合は1/1.5となり、層数が増加するに従
いその差は実際上無視出来ることが図より明らかであ
る。但し、n2 /n3 の値があまり大きくなく10層以
下の場合はこの差は顕著である。図8は本発明によるエ
キシマレーザー加工用マスク(露光マスク)の基本構造
を説明する模式断面図であって、前記図4に示した多層
誘電体層の最上層に屈折率nがマスクを構成する入射媒
体の屈折率n1 より大きいn>n1 なる1/4波長膜
(追加の高屈折率層4)を一層加えると前記(1)式は
下記(2)式のように変更され、上記の問題は解消され
る。
In the case of FIG. 7 in which light is incident from the air side, the refractive index ratio n e / n 1 is 1.5, while in the case of FIG. It is clear from the figure that the difference can be practically neglected as is increased. However, when the value of n 2 / n 3 is not so large and there are 10 layers or less, this difference is remarkable. FIG. 8 is a schematic cross-sectional view for explaining the basic structure of the excimer laser processing mask (exposure mask) according to the present invention. The refractive index n constitutes the mask on the uppermost layer of the multilayer dielectric layer shown in FIG. When one quarter wavelength film (additional high refractive index layer 4) with n> n 1 which is larger than the refractive index n 1 of the incident medium is added, the formula (1) is changed to the following formula (2). The problem of is solved.

【0080】 R(2N+1)={〔1-( n1 e / n2)・( n2/n3 )2N 〕 /〔1+( n1 e / n2)・( n2/n3 )2N 〕}2 ・・・・(2) この追加の高屈折率層74は、透過光の最終段階にある
ために必ずしもレーザー耐性が強くなくても良いので、
屈折率の高い材料を選ぶことが出来る。
R (2N + 1) = {[1- (n 1 n e / n 2 ) ・ (n 2 / n 3 ) 2N ] / [1+ (n 1 n e / n 2 ) ・ (n 2 / n 3 ) 2N ]} 2 ... (2) Since the additional high refractive index layer 74 is in the final stage of transmitted light, it does not necessarily have strong laser resistance.
A material with a high refractive index can be selected.

【0081】図9は図8の金属膜75の層を除き追加の
高屈折率層としてAl2 3 を用いた場合の多層誘電体
層の屈折率比n2 /n3 と反射率の関係の特性説明図で
ある。同図から、高屈折率層を追加することによって特
性は図6はもとより図7よりも改善されていることが分
かる。
FIG. 9 shows the relationship between the refractive index ratio n 2 / n 3 and the reflectance of the multilayer dielectric layer when Al 2 O 3 is used as an additional high refractive index layer except for the metal film 75 layer of FIG. It is a characteristic explanatory view of. From the figure, it can be seen that the characteristics are improved by adding the high refractive index layer compared to FIG. 6 as well as FIG. 7.

【0082】誘電体層マスクを実際に用いる場合、通常
の可視光に対してはほぼ透明であるため、従来のアライ
メント光学系等を用いることが困難である。その対策と
して、金属膜を重ねればよいが、金属膜のエキシマレー
ザー耐性は低く、種類により差はあるがAlを除いて5
0mJ/cm2 以下のものが殆どであり、マスクを長寿
命化するためには10mJ/cm2 以下の照射で用いる
ことが望ましい。
When the dielectric layer mask is actually used, it is difficult to use the conventional alignment optical system or the like because it is almost transparent to ordinary visible light. As a countermeasure, a metal film may be stacked, but the excimer laser resistance of the metal film is low.
0 mJ / cm 2 or less of what is most to life of the mask, it is desirable to use at 10 mJ / cm 2 following irradiation.

【0083】従って、金属膜を誘電体層に重ねて用いる
ためには、図8に示した配置のみ可能である。実際に誘
電体層に金属膜を重ね合わせと、マスクとしての使い易
さだけでなく、マスクの製造上で有利な点が多い。多層
誘電体多層マスクの製造法としては、イオンミリング,
ドライエッチング等が一般的に用いられるが、考慮すべ
き点はミリングまたはエッチングの前にレジストパター
ンを検査,修正することである。
Therefore, in order to use the metal film on the dielectric layer, only the arrangement shown in FIG. 8 is possible. When a metal film is actually superimposed on a dielectric layer, there are many advantages not only in ease of use as a mask but also in manufacturing the mask. As a method for manufacturing a multilayer dielectric multilayer mask, ion milling,
Dry etching and the like are generally used, but the point to be considered is to inspect and modify the resist pattern before milling or etching.

【0084】特に、多層誘電体層自体を修正することは
困難であるため、レジストパターンの完全な検査,修正
が必要とされる。現在、この面で確立されているのはC
rマスクの技術であり、これを多層誘電体層マスクに適
用することができる。即ち、基板上に一様に成膜された
多層誘電体層上に金属膜を成膜し、その無欠陥を確認
後、通常のフォトリソグラフィー工程によりパターンを
形成する。
In particular, since it is difficult to repair the multi-layer dielectric layer itself, it is necessary to completely inspect and repair the resist pattern. Currently, C is established in this aspect.
r-mask technology, which can be applied to multi-layer dielectric layer masks. That is, a metal film is formed on a multilayer dielectric layer uniformly formed on a substrate, and after confirming no defect, a pattern is formed by a normal photolithography process.

【0085】このパターンに欠陥の検査,修正を施し
て、完全な金属膜パターンを得た後、これをレジストパ
ターンとして上記エッチングにより誘電体層のパターン
を形成すればよい。誘電体層の透過エネルギー密度を金
属膜のダメージ閾値より低く設定し、金属膜パターンを
残すことにより通常の露光またはエッチングマスクと同
じ扱いをすることが出来る。
After the pattern is inspected and corrected for defects to obtain a complete metal film pattern, the pattern of the dielectric layer may be formed by the above etching using this as a resist pattern. By setting the transmission energy density of the dielectric layer lower than the damage threshold of the metal film and leaving the metal film pattern, it is possible to treat the same as a normal exposure or etching mask.

【0086】また、金属膜を重ねたマスクは低エネルギ
ー密度のアブレーションに好適であることは言うまでも
ない。 〔第6の目的を達成するための構成〕本発明の第6の目
的である簡単な構成で露光マスクとガラス基板とを高精
度で一合わせする位置合わせ装置を備えた液晶表示素子
の製造装置の構成は下記のとおりである。
Needless to say, a mask having metal films stacked thereon is suitable for ablation with a low energy density. [Structure for Achieving Sixth Object] An apparatus for manufacturing a liquid crystal display device equipped with an alignment device for aligning an exposure mask and a glass substrate with high accuracy with a simple structure which is the sixth object of the present invention. The configuration is as follows.

【0087】(1)液晶表示素子を構成するガラス基板
等の被加工物に塗布したレジスト膜の形成面に露光マス
クを介してエキシマレーザー光の照射で所定のパターニ
ングを行う液晶被装置において、上記露光マスクの一部
に位置合わせマークを形成し、被加工物と位置的に対応
させて互換できかつ露光マスクの位置合わせマークの投
影部にて螢光を発する基板を備え、この基板の螢光箇所
に基づいて露光マスクと被加工物との位置合わせを行う
ように構成したことを特徴とする。
(1) In a liquid crystal device in which a predetermined pattern is formed by irradiating an excimer laser beam through an exposure mask on a surface of a resist film formed on a workpiece such as a glass substrate which constitutes a liquid crystal display element through the exposure mask. Alignment marks are formed on a part of the exposure mask, and the substrate is equipped with a substrate that can be positioned and compatible with the workpiece and emits fluorescence at the projection portion of the alignment marks of the exposure mask. It is characterized in that the exposure mask and the object to be processed are aligned based on the location.

【0088】(2)被加工物のレジスト膜の形成面にフ
ォトマスクを介してエキシマレーザー光とした露光装置
において、上記露光マスクには位置合わせマークを形成
し、上記露光マスクの位置合わせマークの投影部にて螢
光を発するとともに前記加工基板を保持するホルダと、
このホルダの螢光個所に基づいてホルダに対する被加工
基板の位置合わせを行う手段とを備えたことを特徴とす
る。 〔第6の目的を達成するための構成の作用〕上記(1)
の構成における被加工物と互換できる基板はエキシマレ
ーザー光によって露光マスクの位置合わせマークを投影
させ、その投影個所において螢光を発する。
(2) In an exposure apparatus that uses excimer laser light through a photomask on the resist film formation surface of a work piece, an alignment mark is formed on the exposure mask and the alignment mark of the exposure mask is formed. A holder that holds the processed substrate while emitting fluorescence in the projection unit,
Means for positioning the substrate to be processed with respect to the holder based on the fluorescent portion of the holder. [Operation of Configuration for Achieving Sixth Purpose] Above (1)
The substrate compatible with the workpiece in the above configuration projects the alignment mark of the exposure mask by the excimer laser light, and emits fluorescence at the projection location.

【0089】この蛍光に基づき、被加工物と位置的に対
応して配置される上記基板に投影されて目視できる位置
合わせマークは可視可能となり、従来の可視光の投影と
全く同等の位置合わせ効果を得ることができる。したが
って、被加工物に対する露光マスクの位置合わせが簡単
な構成で達成できる。
On the basis of this fluorescence, the alignment mark which is projected and visible on the substrate arranged in positional correspondence with the object to be processed becomes visible, and the alignment effect is exactly the same as the conventional projection of visible light. Can be obtained. Therefore, the alignment of the exposure mask with respect to the workpiece can be achieved with a simple configuration.

【0090】また、上記(2)の構成によれば、被加工
物を保持するホルダに露光マスクの位置合わせマークが
投影されその投影個所において螢光を発する。そして、
この位置合わせマークが投影されるホルダに保持された
被加工物を当該投影光による蛍光の発光箇所に基づいて
該ホルダと露光マスクとの位置合わせが可能となる。 〔第7の目的を達成するための構成〕 (1)エキシマレーザー光によるアブレーション加工で
発生するデブリスはエキシマレーザーの照射部位(加工
部位)に層流を形成し、または(2)ノズルを配置して
気体を吹き付けて除去したり、あるいは(3)当該照射
部位に管状のノズルを単数または複数配置し、若しくは
エキシマレーザー光の照射領域(加工領域)を囲む環状
の吸引ノズルを爆発雲(ブルーム)の速度が吸引の流速
より遅くなる被加工物上の位置に設定して用いることに
よって吸引除去する。
Further, according to the above configuration (2), the alignment mark of the exposure mask is projected on the holder for holding the workpiece, and fluorescence is emitted at the projected portion. And
The workpiece held by the holder onto which this alignment mark is projected can be aligned with the holder and the exposure mask on the basis of the fluorescent light emission location of the projection light. [Structure for Achieving the Seventh Objective] (1) Debris generated by ablation processing by excimer laser light forms a laminar flow at the excimer laser irradiation portion (processing portion), or (2) nozzles are arranged. (3) A tubular nozzle or a plurality of tubular nozzles is arranged at the irradiation site, or an annular suction nozzle that surrounds the excimer laser light irradiation area (processing area) is used as an explosion cloud (bloom). Is set and used at a position on the workpiece where the speed of becomes slower than the flow rate of suction, thereby removing by suction.

【0091】上記(3)の吸引によるデブリス除去装置
は、エキシマレーザー光を透過する石英材等よりなる入
射窓と、この入射窓に対向して被加工物の加工領域に近
接した開口を有する底板と、排気系に接続する排気口
と、前記入射窓と前記底板の間の空間と前記排気口の間
に形成したノズル構造を備える。上記(3)のデブリス
除去装置は、エキシマレーザー光を照射するアブレーシ
ョン加工部に臨んだ位置に真空吸引装置を具備し、前記
アブレーションで生じたデブリスを吸引して除去するこ
とを特徴とする。
The debris removing device by suction of the above (3) is a bottom plate having an entrance window made of a quartz material or the like that transmits excimer laser light and an opening facing the entrance window and close to the processing region of the workpiece. And an exhaust port connected to an exhaust system, and a nozzle structure formed between the exhaust port and a space between the entrance window and the bottom plate. The debris removing device according to the above (3) is characterized by including a vacuum suction device at a position facing the ablation processing portion that irradiates the excimer laser light, and sucking and removing the debris generated by the ablation.

【0092】また、上記真空吸引装置に少なくとも1つ
の管状ノズルを備え、この管状ノズルをアブレーション
によるプルームの速度が真空吸引の流速より遅くなる被
加工物上の位置に設置する。さらに、上記真空吸引装置
にアブレーション加工部を囲む環状の吸引ノズルを備
え、アブレーションによるプルームの速度が真空吸引の
流速より遅くなる被加工物上の位置に設置する。
Further, the vacuum suction device is provided with at least one tubular nozzle, and the tubular nozzle is installed at a position on the workpiece where the velocity of the plume due to ablation becomes slower than the flow velocity of the vacuum suction. Further, the vacuum suction device is provided with an annular suction nozzle surrounding the ablation processing part, and is installed at a position on the workpiece where the speed of the plume due to ablation becomes slower than the flow speed of the vacuum suction.

【0093】そして、上記真空吸引装置にエキシマレー
ザー光を透過する石英材よりなる入射窓と、被加工物の
アブレーション加工部の領域より略2mm以上広くかつ
入射窓と対向する出射口を有する底板と、排気系に接続
する排気口と、入射窓と前記底板との間の空間と前記排
気口の間でエキシマレーザー光の光路から外れた部分で
の流速が25m/s以上となるノズル状構造を備え、底
板を被加工物から略1mm以下の間隔をもって設置す
る。 〔第7の目的を達成するための構成の作用〕前記したよ
うに、エキシマレーザー光の照射によるアブレーション
は、高いエネルギー密度を持つ紫外エキシマレーザー光
が物質に照射されると、当該レーザー光の当たった部分
の物質が光分解して飛散する現象と定義される。なお、
このときの光分解(解裂)は爆発状態であり、デブリス
は爆発雲(ブルーム)となって飛散する。
Then, an entrance window made of a quartz material that transmits excimer laser light to the vacuum suction device, and a bottom plate having an exit opening that is wider than the area of the ablation processed portion of the workpiece by at least 2 mm and faces the entrance window. A nozzle-like structure having a flow velocity of 25 m / s or more at a portion deviated from the optical path of the excimer laser light between the exhaust port connected to the exhaust system, the space between the entrance window and the bottom plate, and the exhaust port. The bottom plate is installed at a distance of about 1 mm or less from the work piece. [Operation of Configuration for Achieving Seventh Objective] As described above, in the ablation by irradiation of excimer laser light, when the material is irradiated with ultraviolet excimer laser light having a high energy density, the laser light hits the laser light. It is defined as a phenomenon in which the substance in the part where the light is emitted is photolyzed and scattered. In addition,
At this time, the photolysis (decomposition) is in an explosive state, and the debris is scattered as an explosion cloud (bloom).

【0094】従って、このアブレーション現象を利用
し、例えば、あるパターンをマスクにして、これをエキ
シマレーザー光で照明し、被加工物の表面に結像すれ
ば、上記のマスクパターンの通りの形状が表面加工物の
表面に形成されることになる。可視光以上の波長のレー
ザー光では、レーザー光の照射による物質の分解は、主
として熱過程(熱分解)によって起こるが、エキシマレ
ーザー光を用いた場合は、特に多くの有機物に対しては
化学結合を直接切断する非熱過程により分解するため、
現状では主としてマイクロマシニング等の超精密加工の
分野で利用されている。
Therefore, by utilizing this ablation phenomenon, for example, by using a certain pattern as a mask, illuminating this with an excimer laser beam, and forming an image on the surface of the workpiece, the shape as the above mask pattern is obtained. It will be formed on the surface of the surface-treated product. With laser light of wavelengths longer than visible light, the decomposition of substances by irradiation with laser light mainly occurs due to a thermal process (thermal decomposition), but when excimer laser light is used, chemical bonds are generated especially to many organic substances. Is decomposed by a non-thermal process that directly cuts
At present, it is mainly used in the field of ultra-precision machining such as micromachining.

【0095】実際には、このエキシマレーザー光のアブ
レーション現象を利用した加工技術は、上記マイクロマ
シニングの分野のみならず、TFT等の製造における薄
膜成形プロセスにも適用することが可能であり、アブレ
ーションに適合したレエジスト材を選ぶことにより、従
来のフォトリソグラフィー技術を用いた露光と現像のプ
ロセスを同時に行うことができるアブレーション現像、
同じくアブレーション剥離等への応用も考えられてい
る。
Actually, the processing technique utilizing the ablation phenomenon of excimer laser light can be applied not only to the field of micromachining described above, but also to the thin film forming process in the manufacture of TFT and the like, and the ablation can be performed. Ablation development that can perform the process of exposure and development using conventional photolithography technology at the same time by selecting a suitable reegist material.
Similarly, application to ablation peeling or the like is also considered.

【0096】アブレーション現象は20〜30nsのパ
ルス幅のエキシマレーザー光が高エネルギー密度で物質
を光分解するので、上記したように、一種の爆発現象と
理解される。図10はエキシマレーザー光のパルスにデ
ィレイ同期した色素レーザー(パルス幅約5ns)によ
るアブレーション現象のシャドウグラフを模式的に示す
アブレーション現象の説明図であって、15a〜15f
はエキシマレーザー光の照射により生じたデブリスの振
る舞いの概念形状、16,16’はショックウエーブ、
17は被加工物を示す。
The ablation phenomenon is understood as a kind of explosive phenomenon, as described above, because excimer laser light with a pulse width of 20 to 30 ns photolyzes a substance with a high energy density. FIG. 10 is an explanatory view of the ablation phenomenon, which schematically shows a shadow graph of the ablation phenomenon by the dye laser (pulse width of about 5 ns) delay-synchronized with the pulse of the excimer laser light.
Is the conceptual shape of the behavior of debris generated by irradiation of excimer laser light, 16, 16 'are shock waves,
Reference numeral 17 denotes a workpiece.

【0097】同図はノボラック系の樹脂に波長248n
m、エネルギー密度100mJ/cm2 のエキシマレー
ザー光を照射した場合である。まず、被加工物17の表
面に上記のエキシマレーザー光を照射すると、(a)に
示すように被加工物17のエキシマレーザー光の照射領
域からデブリスが放出された初期状態の浮き上がり15
aが生じる。
The figure shows a novolac resin with a wavelength of 248n.
m, an excimer laser beam having an energy density of 100 mJ / cm 2 . First, when the surface of the work piece 17 is irradiated with the excimer laser light, as shown in (a), the debris is lifted in the initial state in which debris is emitted from the irradiation area of the work piece 17 with the excimer laser light 15
a occurs.

【0098】放出された気体または軽い微粒子からなる
デブリスによってショックウエーブ16が形成される。
ショックウエーブ16のフロントの速度は、0.2〜
0.4μs以下のディレイ時間では1.5km/s程度
の超音速であるが、これが(b)の1μs後になると通
常の音速のレベルのショックウエーブ16’となる。
The shock wave 16 is formed by debris consisting of the released gas or light fine particles.
The front speed of the shock wave 16 is 0.2-
When the delay time is 0.4 μs or less, the supersonic velocity is about 1.5 km / s, but when it is 1 μs after (b), the shock wave 16 ′ has a normal velocity level.

【0099】このショックウエーブのウエーブフロント
の内側は高い圧力で、これによりデブリス15bの主体
である比較的重い粒子が抑え込められているが、(c)
の10μs位の経過時点では内部の圧力が急激に減少す
るためにデブリス15cは上昇を始め、(d)の20μ
s位後から所謂プルームと呼ばれる茸雲状の噴煙15d
が観察される。
A high pressure is applied to the inside of the wave front of the shock wave, whereby relatively heavy particles, which are the main constituent of the debris 15b, are suppressed.
Since about 10 μs elapses, the internal pressure suddenly decreases, so that the debris 15 c starts to rise, and as shown in FIG.
Mushroom cloud-shaped plume 15d called so-called plume after s position
Is observed.

【0100】このプルーム15dは、時間の経過に従っ
て(e)の15e、(f)の15fのように形成され
る。このプルームの空気中での上昇速度、および高さは
前記の条件で、100μsのディレイタイムにおいて、
各々20m/s、および約3mmである。入射エネルギ
ー密度が300mJ/cm2 の場合、アブレーションの
レートは約3倍となるが、プルームの高さ、上昇速度は
高々1.5倍程度である。
The plume 15d is formed like 15e of (e) and 15f of (f) with the passage of time. The rising speed and height of this plume in the air are the same as above under a delay time of 100 μs.
20 m / s and about 3 mm, respectively. When the incident energy density is 300 mJ / cm 2 , the rate of ablation is about three times, but the height and ascending speed of the plume are at most about 1.5 times.

【0101】以上のアブレーション現象の挙動は被加工
材料によって少しずつ異なり、明確な茸雲状の噴煙が観
察されないといった様な変化はあり、特に定量的な値は
当然材料によって変わってくるが、上記は300mJ/
cm2 以下の一つの目安である。すなわち、エキシマレ
ーザー光を照射するアブレーション加工部に臨んだ位置
に前記アブレーションで生じたデブリスを吸引して除去
する真空吸引装置を具備することにより、被加工物の表
面に当該デブリスが付着したり、後続のレーザーパルス
のエネルギーを減殺させることがない。
The above-mentioned behavior of the ablation phenomenon slightly differs depending on the material to be processed, and there is a change such that a clear cloudy cloud-like plume is not observed. Especially, the quantitative value varies depending on the material. Is 300 mJ /
It is one measure of cm 2 or less. That is, by including a vacuum suction device that sucks and removes the debris generated by the ablation at a position facing the ablation processing portion that irradiates the excimer laser light, the debris adheres to the surface of the workpiece, It does not reduce the energy of subsequent laser pulses.

【0102】また、少なくとも1つの管状ノズルを備え
て、アブレーションによるプルームの速度が真空吸引の
流速より遅くなる被加工物上の位置に上記の真空吸引装
置を設置したことにより、デブリスを効率よく除去する
ことができる。さらに、アブレーション加工部を囲む環
状の吸引ノズルを備えることにより、アブレーションに
よるプルームの速度が真空吸引の流速より遅くなる被加
工物上の位置に上記の真空吸引装置を設置したことによ
り、デブリスがさらに効率よく除去される。
Further, since at least one tubular nozzle is provided and the above-mentioned vacuum suction device is installed at a position on the workpiece where the velocity of the plume due to ablation becomes slower than the flow velocity of vacuum suction, debris can be removed efficiently. can do. Furthermore, by providing an annular suction nozzle that surrounds the ablation processing part, the debris is further improved by installing the above vacuum suction device at a position on the workpiece where the speed of the plume due to ablation becomes slower than the flow speed of vacuum suction. Efficiently removed.

【0103】そして、上記の真空吸引装置をエキシマレ
ーザー光を透過する石英材よりなる入射窓と、被加工物
のアブレーション加工部の領域より略2mm以上広くか
つ入射窓と対向する出射口を有する底板と、排気系に接
続する排気口とから構成し、入射窓と底板との間の空間
と排気口の間でエキシマレーザー光の光路から外れた部
分での流速が25m/s以上となるノズル状構造を備
え、底板を被加工物から略1mm以下の間隔をもって設
置したことにより、デブリスがさらに効率よく除去でき
る。
Then, the above vacuum suction device is provided with a bottom plate having an entrance window made of a quartz material which transmits excimer laser light and an exit port which is wider than the area of the ablation processed part of the workpiece by at least about 2 mm and faces the entrance window. And a discharge port connected to the exhaust system, and a flow velocity of 25 m / s or more at a portion deviated from the optical path of the excimer laser light between the space between the entrance window and the bottom plate and the discharge port. By providing the structure and installing the bottom plate at a distance of about 1 mm or less from the workpiece, the debris can be removed more efficiently.

【0104】[0104]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示した実施例を参照して詳細に説明する。図11は本
発明を適用するアクティブ・マトリクス方式のカラー液
晶表示装置の一画素近傍の構成を説明する平面図であ
る。同図に示したように、各画素は隣接する2本の走査
信号線(ゲート信号線または水平信号線)GL(ゲート
ライン)と、隣接する2本の映像信号線(ドレイン信号
線または垂直信号線)DL(データライン)との交差領
域内(4本の信号線で囲まれた領域内)に配置されてい
る。
Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the embodiments shown in the drawings. FIG. 11 is a plan view illustrating a configuration in the vicinity of one pixel of an active matrix type color liquid crystal display device to which the present invention is applied. As shown in the figure, each pixel has two adjacent scanning signal lines (gate signal lines or horizontal signal lines) GL (gate lines) and two adjacent video signal lines (drain signal lines or vertical signal lines). The line) is arranged in an intersecting region with the DL (data line) (in a region surrounded by four signal lines).

【0105】各画素は薄膜トランジスタTFT(TFT
1,TFT2)、透明な画素電極ITO1および保持容
量素子Cadd (付加容量)を含む。走査信号線GLは図
では左右方向に延在し、上下方向に複数本配置されてい
る。また、映像信号線DLは上下方向に延在し、左右方
向に複数本配置されている。なお、SD1はソース電
極、SD2はドレイン電極、BMはブラックマトリク
ス、FILはカラーフィルタである。
Each pixel has a thin film transistor TFT (TFT
1, TFT2), a transparent pixel electrode ITO1 and a storage capacitor element Cadd (additional capacitor). The scanning signal lines GL extend in the left-right direction in the figure, and a plurality of scanning signal lines GL are arranged in the up-down direction. Further, the video signal lines DL extend in the vertical direction and a plurality of video signal lines DL are arranged in the horizontal direction. SD1 is a source electrode, SD2 is a drain electrode, BM is a black matrix, and FIL is a color filter.

【0106】また、図12は図11の3−3線に沿って
切断した要部断面図であって、液晶層LCを基準にして
下部透明ガラス基板SUB1側には薄膜トランジスタT
FTおよび透明画素電極ITO1が形成され、上部透明
ガラス基板SUB2側にはカラーフィルタFIL、遮光
膜すなわちブラックマトリクスBMが形成されている。
この上部透明ガラス基板を一般にカラーフィルタ基板と
称する。
FIG. 12 is a sectional view of an essential part taken along line 3-3 of FIG. 11, showing a thin film transistor T on the lower transparent glass substrate SUB1 side based on the liquid crystal layer LC.
An FT and a transparent pixel electrode ITO1 are formed, and a color filter FIL and a light shielding film, that is, a black matrix BM are formed on the upper transparent glass substrate SUB2 side.
This upper transparent glass substrate is generally called a color filter substrate.

【0107】透明ガラス基板SUB1、SUB2の両面
にはディップ処理等によって形成された酸化シリコン膜
SIOが設けられている。上部透明ガラス基板SUB2
の内側(液晶層LC側)の表面には、ブラックマトリク
スBM、カラーフィルタFIL、保護膜PSV2、共通
透明画素電極ITO2(COM)および上部配向膜OR
I2が順次積層して設けられている。
Silicon oxide films SIO formed by dipping or the like are provided on both surfaces of the transparent glass substrates SUB1 and SUB2. Upper transparent glass substrate SUB2
The black matrix BM, the color filter FIL, the protective film PSV2, the common transparent pixel electrode ITO2 (COM), and the upper alignment film OR are provided on the inner surface (liquid crystal layer LC side) of the
I2 are sequentially provided.

【0108】従来の液晶表示素子用カラーフィルタの製
造法は、Cr等の金属膜でブラックマトリクスBMを形
成する部分を除いて、現像機能を持つ材料を露光,現像
により、また、現像機能を持たない材料を用いる場合は
リフトオフ等の手段によりパターン形成を行っている。
これに対し、本発明では、液晶表示素子を構成する下部
透明ガラス基板SUB1およびカラーフィルタFILや
遮光膜すなわちブラックマトリクスBMが形成される上
部透明ガラス基板SUB2の各薄膜のパターニングは、
エキシマレーザー光のアブレーション現象を利用した加
工で形成することで、高精度の液晶表示装置を製造する
ことができる。
In the conventional method of manufacturing a color filter for a liquid crystal display element, a material having a developing function is exposed and developed except for a portion forming a black matrix BM with a metal film of Cr or the like, and also having a developing function. When a material that does not exist is used, pattern formation is performed by means such as lift-off.
On the other hand, in the present invention, the patterning of each thin film of the lower transparent glass substrate SUB1 and the color filter FIL and the upper transparent glass substrate SUB2 on which the light-shielding film, that is, the black matrix BM forming the liquid crystal display element is formed,
A high-precision liquid crystal display device can be manufactured by forming it by processing utilizing the ablation phenomenon of excimer laser light.

【0109】図13、図14および図15は下部透明ガ
ラス基板にTFTを構成する薄膜多層構造のパターニン
グによる形成工程の説明図である。なお、各図中、第1
フォト、第2フォト、・・・は被加工薄膜を覆ってレジ
スト膜を塗布し、これを露光マスクを介してエキシマレ
ーザー光を照射する本発明による露光/現像一体プロセ
スを示す。また、各図の左側は図12のTFT部分、右
側は端子引出し部分、中央はプロセスの説明である。
FIGS. 13, 14 and 15 are explanatory views of a forming process by patterning a thin film multilayer structure which constitutes a TFT on a lower transparent glass substrate. In each figure, the first
Photo, second photo,... Show an integrated exposure / development process according to the present invention in which a resist film is applied to cover the thin film to be processed, and this is irradiated with excimer laser light through an exposure mask. Also, the left side of each figure is a TFT part in FIG. 12, the right side is a terminal lead-out part, and the center is a description of the process.

【0110】工程A(図13) まず、7059ガラス(商品名)からなる下部透明ガラ
ス基板SUB1の両面に酸化シリコン膜SIOをディッ
プ処理により形成した後、500°C、60分間のベー
キングを行う。下部透明ガラス基板SUB1の上に膜厚
が1100Åのクロムからなる第1導電膜g1をスパッ
タリングにより成膜し、この上にレジストを塗布してエ
キシマレーザー光を用いた第1フォト工程を実行してレ
ジストパターンを形成する。
Step A (FIG. 13) First, a silicon oxide film SIO is formed on both surfaces of a lower transparent glass substrate SUB1 made of 7059 glass (trade name) by dipping, and then baking is performed at 500 ° C. for 60 minutes. A first conductive film g1 made of chromium having a film thickness of 1100 ° is formed on the lower transparent glass substrate SUB1 by sputtering, a resist is coated thereon, and a first photo process using excimer laser light is performed. A resist pattern is formed.

【0111】次に、エッチング液として硝酸第2セリウ
ムアンモニウム溶液で第1導電膜g1を選択的にウエッ
トエッチングする。これによって、ゲート端子GTM、
ドレイン端子DTM、ゲート端子GTMを接続する陽極
酸化バスラインSHg、ドレイン端子DTMを短絡する
バスラインSHd、陽極酸化バスラインSHgに接続さ
れた陽極酸化パッド(図示せず)を形成する。
Next, the first conductive film g1 is selectively wet-etched with a solution of cerium ammonium nitrate as an etching solution. Thereby, the gate terminal GTM,
An anodized bus line SHg for connecting the drain terminal DTM and the gate terminal GTM, a bus line SHd for short-circuiting the drain terminal DTM, and an anodized pad (not shown) connected to the anodized bus line SHg are formed.

【0112】工程B(図13) 膜厚が2800ÅのAl−Pd、Al−Si、Al−S
i−Ti、Al−Si−Cu等からなる第2導電膜g2
をスパッタリングにより形成する。レジストを塗布し、
エキシマレーザー光を用いた第2フォト工程を実行して
レジストパターンを形成する。
Step B (FIG. 13) Al-Pd, Al-Si, Al-S having a film thickness of 2800Å
The second conductive film g2 made of i-Ti, Al-Si-Cu, or the like
Is formed by sputtering. Apply resist,
A second photo process using excimer laser light is performed to form a resist pattern.

【0113】次に、リン酸と硝酸と氷酢酸で第2導電膜
g2を選択てきにエッチングする。工程C (図13) そして、陽極酸化用マスクAOの第3フォト工程を実行
し、レジストパターンを形成する。次に、3%酒石酸を
アンモニアによりPH6.25±0.05に調整した溶
液をエチレングリコール液で1:9に希釈した液からな
る陽極酸化液中に基板SUB1を浸漬し、化成電流密度
が0.5mA/cm2 になるように調整する(定電流化
成)。
Next, the second conductive film g2 is selectively etched with phosphoric acid, nitric acid and glacial acetic acid. Step C (FIG. 13) Then, a third photo step of the anodic oxidation mask AO is performed to form a resist pattern. Next, the substrate SUB1 was immersed in an anodic oxidation solution consisting of a solution in which 3% tartaric acid was adjusted to pH 6.25 ± 0.05 with ammonia and diluted 1: 9 with an ethylene glycol solution. It is adjusted to be 0.5 mA / cm 2 (constant current formation).

【0114】次に、所定の膜厚のAl2 3 が得られる
のに必要な化成電圧125Vに達するまでの陽極酸化を
行う。その後、この状態で数10分保持するのが望まし
い(定電圧化成)。これは、均一なAl2 3 膜を得る
上で大事なことである。これによって、第2導電膜g2
が陽極酸化され、走査信号線GL、ゲート電極GT、お
よび電極PL1上に膜厚が1800Åの陽極酸化膜AO
Fが形成される。
Next, anodization is performed until the formation voltage of 125 V required to obtain Al 2 O 3 having a predetermined film thickness is reached. After that, it is desirable to hold this state for several tens of minutes (constant voltage formation). This is important for obtaining a uniform Al 2 O 3 film. Thereby, the second conductive film g2
Is anodized to form an anodic oxide film AO having a thickness of 1800 ° on the scanning signal line GL, the gate electrode GT, and the electrode PL1.
F is formed.

【0115】工程D(図14) プラズマCVD装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が2000Åの窒化Si膜を形
成し、プラズマCVD装置にシランガス、水素ガスを導
入して、膜厚が2000Åのi型非晶質Si膜を成膜し
た後、プラズマCVD装置に水素ガス、ホスフィンガス
を導入して、膜厚が300ÅのN(+)型非晶質Si膜
を形成する。
Step D (FIG. 14) Ammonia gas, silane gas, and nitrogen gas were introduced into the plasma CVD apparatus to form a 2000 Å-thickness Si nitride film, and silane gas and hydrogen gas were introduced into the plasma CVD apparatus. After forming an i-type amorphous Si film having a film thickness of 2000Å, hydrogen gas and phosphine gas are introduced into the plasma CVD apparatus to form an N (+) type amorphous Si film having a film thickness of 300Å. .

【0116】工程E(図14) レジストを塗布し、エキシマレーザー光を用いた第4フ
ォト工程を実行し、レジストパターンを形成する。次
に、ドライエッチングガスとしてSF6 、CCl4 を使
用してN(+)型非晶質Si膜を選択的にエッチングす
ることにより、i型半導体層ASの島を形成する。
Step E (FIG. 14) A resist is applied, and a fourth photo step using excimer laser light is performed to form a resist pattern. Next, an island of the i-type semiconductor layer AS is formed by selectively etching the N (+)-type amorphous Si film using SF 6 and CCl 4 as a dry etching gas.

【0117】工程F(図14) レジストを塗布し、エキシマレーザー光を用いた第5フ
ォト工程を実行し、レジストパターンを形成する。次
に、ドライエッチングガスとしてSF6 を使用して、窒
化Si膜を選択的にエッチングする。工程G (図15) 膜厚が1400ÅのITO膜からなる第1導電膜d1を
スパッタリングし、レジストを塗布してエキシマレーザ
ー光を用いた第6フォト工程を実行し、レジストパター
ンを形成する。次に、塩酸と硝酸の混合液をエッチング
液として第1導電膜d1を選択的にエッチングすること
により、ゲート端子GTM、ドレイ端子DTMの最上層
および透明画素電極ITO1を形成する。
Step F (FIG. 14) A resist is applied and a fifth photo step using excimer laser light is performed to form a resist pattern. Next, the Si nitride film is selectively etched using SF 6 as a dry etching gas. Step G (FIG. 15) A first conductive film d1 made of an ITO film having a film thickness of 1400 Å is sputtered, a resist is applied, and a sixth photo step using excimer laser light is performed to form a resist pattern. Next, the first conductive film d1 is selectively etched using a mixed solution of hydrochloric acid and nitric acid as an etching solution to form the uppermost layer of the gate terminal GTM and the drain terminal DTM and the transparent pixel electrode ITO1.

【0118】工程H(図15) 膜厚が600ÅのCrからなる第2導電膜d2をスパッ
タリングで形成し、さらに、膜厚が4000ÅのAl−
Pd、Al−Si、Al−Si−Ti、Al−Si−C
u等からなる第3導電膜g3をスパッタリングにより形
成する。レジストを塗布し、エキシマレーザー光を用い
た第7フォト工程を実行してレジストパターンを形成す
る。
Step H (FIG. 15) A second conductive film d2 made of Cr and having a film thickness of 600 Å is formed by sputtering.
Pd, Al-Si, Al-Si-Ti, Al-Si-C
A third conductive film g3 made of u or the like is formed by sputtering. A resist is applied, and a seventh photo process using excimer laser light is performed to form a resist pattern.

【0119】第3導電膜g3を工程Bと同様の液を用い
てエッチングし、また、第2導電膜d2を工程Aと同様
の液を用いてエッチングして、映像信号線DL、ソース
電極SD1、ドレイン電極SD2を形成する。次に、ド
ライエッチング装置にCCl4 、SF6 を導入してN
(+)型非晶質Si膜をエッチングすることにより、ソ
ースとドレイン間のN(+)型半導体層d0を選択的に
除去する。
The third conductive film g3 is etched by using the same liquid as the process B, and the second conductive film d2 is etched by using the same liquid as the process A, so that the video signal line DL and the source electrode SD1 are formed. The drain electrode SD2 is formed. Next, CCl 4 and SF 6 are introduced into the dry etching apparatus to
The N (+) type semiconductor layer d0 between the source and the drain is selectively removed by etching the (+) type amorphous Si film.

【0120】工程I(図15) プラズマCVD装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が1μmの窒化Si膜を形成す
る。レジストを塗布し、エキシマレーザー光を用いた第
8フォト工程を実行し、レジストパターンを形成する。
次に、ドライエッチングガスとしてSF6 を使用した写
真蝕刻技術で窒化Si膜を選択的にエッチングすること
により、保護膜PSV1を形成する。
Step I (FIG. 15) Ammonia gas, silane gas, and nitrogen gas are introduced into the plasma CVD apparatus to form a Si nitride film having a thickness of 1 μm. A resist is applied, and an eighth photo process using excimer laser light is performed to form a resist pattern.
Next, the protective film PSV1 is formed by selectively etching the Si nitride film by a photolithography technique using SF 6 as a dry etching gas.

【0121】上記の如く、金属膜のエッチングにはウエ
ットエッチングを、半導体膜や絶縁膜のエッチングには
ドライエッチングを採用している。なお、各フォト工程
後のレジスト膜の剥離は、エネルギーを絞ったエキシマ
レーザー光を全面照射することで行われ、従来のような
剥離材を用いたウエット処理は行わない。
As described above, wet etching is used for etching the metal film, and dry etching is used for etching the semiconductor film and the insulating film. The peeling of the resist film after each photo step is performed by irradiating the entire surface with excimer laser light with a narrowed energy, and the conventional wet treatment using a peeling material is not performed.

【0122】カラーフィルタ側の基板PSV2の薄膜加
工も同様に、ブラックマスク材料、カラーフィルタ材料
の塗布と露光マスクを用いたエキシマレーザー光による
フォト工程で行われる。このように、本発明によれば、
レジストの現像、剥離に液体を用いないため、工程の簡
素化と環境への影響を無くすことができると共に、液晶
表示素子の各基板を低コストで製造できる。
Similarly, the thin film processing of the substrate PSV2 on the color filter side is also performed by applying a black mask material and a color filter material and a photo process using excimer laser light using an exposure mask. Thus, according to the present invention,
Since no liquid is used for developing and stripping the resist, the process can be simplified and the influence on the environment can be eliminated, and each substrate of the liquid crystal display element can be manufactured at low cost.

【0123】次に、エキシマレーザー光を用いた露光/
現像装置の実施例を説明する。図16は本発明による液
晶表示素子の製造方法に使用する露光機の光学系の概略
を説明する模式図であって、1はエキシマレーザー、2
は照明光学系、2’は反射ミラー、11aはX−Yマス
クテーブル、8は結像レンズ系、11bはX−Y基板テ
ーブル、7は露光マスク(但し、多層膜面は下側)、1
0は基板である。
Next, exposure / excitation using excimer laser light
An embodiment of the developing device will be described. FIG. 16 is a schematic view for explaining the outline of an optical system of an exposure machine used in the method for manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention, where 1 is an excimer laser and 2
Is an illumination optical system, 2'is a reflection mirror, 11a is an XY mask table, 8 is an imaging lens system, 11b is an XY substrate table, 7 is an exposure mask (however, the multilayer film surface is on the lower side), 1
0 is a substrate.

【0124】露光光源であるエキシマレーザー1は、波
長308nm、出力800mJのレーザー光を繰り返し
周波数350Hzで発振する。照明光学系2は与えられ
た形状内で均一な強度分布を持つ様にビームプロファイ
ルを整形するホモジナイザー光学系で、ミラー2’を介
してX−Yマスクテーブル11a上に設置された露光マ
スク7を照明する。
The excimer laser 1 as an exposure light source oscillates a laser beam having a wavelength of 308 nm and an output of 800 mJ at a repetition frequency of 350 Hz. The illumination optical system 2 is a homogenizer optical system that shapes a beam profile so as to have a uniform intensity distribution within a given shape. The illumination optical system 2 uses an exposure mask 7 installed on an XY mask table 11a via a mirror 2 ′. Light up.

【0125】露光マスク7は誘電体多層膜マスクであ
り、エキシマレーザー光はこの露光マスク7を例えば4
mm×90mmのスリット状に照明する。結像レンズ系
8は1:1のテレセントリック対称レンズからなり、口
径120mmφ、NA=0.1であり、露光マスク7の
開口パターン像をX−Y基板テーブル6上に設置した基
板10に投射する。結像レンズ系8の構成によって、露
光マスク7の開口パターンと基板10上の像は鏡像の関
係にある。
The exposure mask 7 is a dielectric multi-layer film mask, and the exposure mask 7 is exposed to, for example, 4
Illuminate in the form of a slit of mm × 90 mm. The imaging lens system 8 is composed of a 1: 1 telecentric symmetrical lens, has an aperture of 120 mmφ and NA = 0.1, and projects the aperture pattern image of the exposure mask 7 onto the substrate 10 placed on the XY substrate table 6. . Due to the configuration of the imaging lens system 8, the opening pattern of the exposure mask 7 and the image on the substrate 10 have a mirror image relationship.

【0126】X−Y基板テーブル11bは最大900m
m×700mmサイズの基板を搭載できる。また、X−
Yマスクテーブル11aは最大650mm×650mm
サイズ(650□)の露光のマスクを搭載することがで
きる。本実施例では、800mm×450mmサイズの
ガラス基板にピクセル(画素)ピッチ0.12mm、1
024×(1920×3)の画素の表示部をもつTFT
層を構成した。表示部の面積は368.64mm×69
1.2mm、すなわち対角78.7cm(31インチ)
である。
The maximum length of the XY substrate table 11b is 900 m.
A substrate having a size of mx 700 mm can be mounted. Also, X-
Y mask table 11a is up to 650mm x 650mm
An exposure mask having a size (650 square) can be mounted. In this embodiment, a pixel pitch of 0.12 mm and a glass substrate of 800 mm × 450 mm size are used.
TFT having a display unit of 024 × (1920 × 3) pixels
Layers made up. The area of the display is 368.64 mm x 69
1.2mm or 31 inches diagonal 78.7cm
It is.

【0127】この露光/現像装置を具体化したものが前
記図3に示した。エキシマレーザーの出力光の面積は小
さいので、露光マスクへの照射光はスリット状に形成
し、露光マスクとガラス基板とを相対的に移動させて全
表示面積を完成させる。実際の表示面の大部分は画素の
繰り返し部分であり、分割の単位をこの繰り返し部分を
この単位で分割する。
A concrete embodiment of this exposure / developing apparatus is shown in FIG. Since the area of the output light of the excimer laser is small, the irradiation light to the exposure mask is formed in a slit shape, and the exposure mask and the glass substrate are relatively moved to complete the entire display area. Most of the actual display surface is a repeated portion of a pixel, and a unit of division is divided by this unit.

【0128】図17は本発明の液晶表示素子の製造方法
におけるステップ−スキャン用露光マスクのための基板
パターンの分割原理の説明図であって、10はガラス基
板、10aは画素部、10bと10cは端子部、〜
は分割領域を示す。ここで、基板側の各分割領域、
、は、同一の繰り返しパターンからなり、画素部1
0aと上下の端子部10c、10c’から構成される。
また、分割領域は、左側の端子部近傍のパターン10
b、分割領域は、右側の端子部近傍のパターン10
b’から構成される。
FIG. 17 is an explanatory view of the principle of dividing the substrate pattern for the step-scan exposure mask in the liquid crystal display device manufacturing method of the present invention. 10 is a glass substrate, 10a is a pixel portion, and 10b and 10c. Is the terminal part, ~
Indicates a divided area. Here, each divided area on the substrate side,
, Consist of the same repeating pattern, and
0a and upper and lower terminal portions 10c and 10c '.
In addition, the divided region is the pattern 10 near the left terminal portion.
b, the divided area is the pattern 10 near the terminal portion on the right side.
b '.

【0129】図18は本発明による液晶表示素子の製造
方法において使用される露光マスクの構成例を模式的に
説明する平面図であって、露光マスクの多層膜面側から
みた図である。同図において、7は露光マスクで、本実
施例では3種類の開口パターンが形成されている。すな
わち、第1の開口パターン部分は画素部10aに対応す
る開口パターン7aと上下の端子部10c、10c’に
対応する開口パターン7c、7c’とが合成された部分
で、露光時には、基板の分割領域、、に対応し
て、Y軸方向にシフトさせ、同一パターンを3回繰り返
して露光する。
FIG. 18 is a plan view for schematically explaining a constitutional example of an exposure mask used in the method for manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention, as viewed from the multilayer film surface side of the exposure mask. In the figure, 7 is an exposure mask, and in this embodiment, three types of opening patterns are formed. That is, the first opening pattern portion is a portion where the opening pattern 7a corresponding to the pixel portion 10a and the opening patterns 7c and 7c 'corresponding to the upper and lower terminal portions 10c and 10c' are combined. The same pattern is shifted three times in the Y-axis direction in accordance with the area, and the exposure is repeated three times.

【0130】第2の開口パターン部分は、端子部近傍の
パターン10bに対応する開口パターン7b部分、第3
の開口パターン部分は、端子部近傍のパターン10b’
に対応する開口パターン7b’部分が石英基板上に形成
されている。12aは前記第1の開口パターン部分を照
射している状態のエキシマレーザー光、12bは前記第
2の開口パターン部分を照射している状態のエキシマレ
ーザー光、12cは前記第3の開口パターン部分を照射
している状態のエキシマレーザー光で、分かり易くする
ために露光領域毎に示したが、これらのエキシマレーザ
ー光は固定された一本である。また、各開口パターンの
境界部分には、遮光部分SH部としての7d、7d’、
7e、7e’部分を形成する。
The second opening pattern portion is the opening pattern 7b portion corresponding to the pattern 10b near the terminal portion and the third opening pattern portion 3b.
Of the opening pattern portion is a pattern 10b 'near the terminal portion.
Is formed on a quartz substrate. Reference numeral 12a denotes an excimer laser light in a state of irradiating the first opening pattern portion, 12b denotes an excimer laser light in a state of irradiating the second opening pattern portion, and 12c denotes the third opening pattern portion. The excimer laser light in the irradiated state is shown for each exposure region for the sake of clarity, but these excimer laser lights are fixed. Also, 7d, 7d 'as light-shielding portions SH,
7e and 7e 'are formed.

【0131】露光マスクの遮光パターン部(SH部)
は、石英基板上に酸化膜HfO2 およびSiO2 の1/
4波長(λ/4)膜による多層膜を形成したもので、3
08nmの垂直反射率が70%以上に設定している。エ
キシマレーザー光が通過する露光マスクの開口パターン
部は、ドライエッチによりこの多層膜を除いた部分であ
る。
Light-shielding pattern portion (SH portion) of the exposure mask
Means that 1 / of the oxide films HfO 2 and SiO 2
A multilayer film made of four wavelength (λ / 4) films
The vertical reflectance at 08 nm is set to 70% or more. The opening pattern portion of the exposure mask through which the excimer laser light passes is a portion where this multilayer film is removed by dry etching.

【0132】本例では、露光ステップ時間の短縮と繰り
返しパターン部分のつなぎ精度を考慮し、X方向のスキ
ャンの繰り返しは行わず、したがって、基板上のX方向
の表示部分の幅とほぼ等しい大型の露光マスク7を使用
した。しかし、更に大型の表示面積となった場合は、こ
の露光マスク7に形成した端子部の開口パターン7b,
7b’は図17の基板の分割領域およびのX方向サ
イズの整数分の1に、また画素部の開口パターン7aは
分割領域〜に対してX方向およびY方向に整数分の
1の大きさとし、開口パターン7a、7b、7b’、7
c、7c’の5種類のパターン部を形成し、境界部分を
遮光SH部分で形成し、X方向およびY方向にシフトさ
せて大型基板のレジストパターンを形成することも可能
である。
In the present example, in consideration of the shortening of the exposure step time and the connecting accuracy of the repeated pattern portion, the scanning in the X direction is not repeated, and therefore, a large size which is almost equal to the width of the display portion in the X direction on the substrate is used. The exposure mask 7 was used. However, when the display area becomes larger, the opening pattern 7b of the terminal portion formed on the exposure mask 7,
7b ′ is an integral fraction of the size of the divided area of the substrate in FIG. 17 and the X direction, and the opening pattern 7a of the pixel portion is an integral fraction of the divided area in the X and Y directions. Aperture patterns 7a, 7b, 7b ', 7
It is also possible to form five types of pattern portions of c and 7c ′, form a boundary portion with a light shielding SH portion, and shift in the X direction and the Y direction to form a resist pattern of a large substrate.

【0133】露光マスク7を照射するエキシマレーザー
光12a,12b,12cは露光マスクと基板の相対移
動方向(矢印X)に直交する方向に長いスリット状で固
定されており、このエキシマレーザー光に対して露光マ
スクと基板を相対移動させることで基板の全面をスキャ
ンしてそのレジストをパターニングする。この際、露光
マスク7のパターンは、結像レンズによってガラス基板
10上にY軸に対する鏡像として写像される。更に、露
光に際しては、露光マスク7のパターンが形成された多
層膜面をガラス基板10のパターン形成面とが対面する
ように配置する。
The excimer laser beams 12a, 12b, 12c for irradiating the exposure mask 7 are fixed in the form of long slits in the direction orthogonal to the relative movement direction (arrow X) of the exposure mask and the substrate. By moving the exposure mask and the substrate relative to each other, the entire surface of the substrate is scanned to pattern the resist. At this time, the pattern of the exposure mask 7 is imaged as a mirror image of the Y axis on the glass substrate 10 by the imaging lens. Further, upon exposure, the multilayer film surface on which the pattern of the exposure mask 7 is formed is arranged so as to face the pattern formation surface of the glass substrate 10.

【0134】このため、図17の分割領域のレジスト
パターン形成時は、露光マスク7をY軸に対して裏返し
た後、露光マスクの左上のスタート部Bが、静止してい
る結像レンズを原点とするY軸に対して、対応するガラ
ス基板10の左上に鏡像が形成される位置に初期設定す
る。静止している結像レンズに対して露光マスク7とガ
ラス基板10をX方向に同一速さvで各々反対方向にス
キャンする。ここで、速さvは、 v=df/n n:レジストがアブレーション
されるショット数 f:レーザーの繰り返し周波数(ショット/秒) d:スリットの幅(X方向、短い幅)(cm) v:スキャンスピード(cm/秒) である。
Therefore, at the time of forming the resist pattern in the divided areas of FIG. 17, after the exposure mask 7 is turned upside down with respect to the Y axis, the start portion B at the upper left of the exposure mask has the stationary imaging lens as the origin. With respect to the Y axis, the initial setting is made at a position where a mirror image is formed on the upper left of the corresponding glass substrate 10. The exposure mask 7 and the glass substrate 10 are scanned in the X direction at the same speed v in opposite directions with respect to the stationary imaging lens. Here, the speed v is as follows: v = df / n n: the number of shots in which the resist is ablated f: the repetition frequency of the laser (shots / second) d: the width of the slit (X direction, short width) (cm) v: Scan speed (cm / sec).

【0135】すなわち、左上のスタート部Bで示すスキ
ャン開始位置は、パターンを外れた個所から開始し、X
方向のスキャンの繰り返しは行わず、1回のスキャンで
分割領域のレジストパターン形成を終了する位置Cま
で行う。スキャンスピード(v)とアブレーションレー
トとの間には一定の関係があり、レジスト膜厚、材質を
考慮して、最適なスピードでスキャンする必要がある。
That is, the scan start position indicated by the start portion B at the upper left starts from a position outside the pattern, and X
The repetition of the scan in the direction is not performed, but the scan is performed up to the position C where the resist pattern formation of the divided area is completed in one scan. There is a fixed relationship between the scan speed (v) and the ablation rate, and it is necessary to scan at an optimum speed in consideration of the resist film thickness and the material.

【0136】これにより、基板の全ての領域のレジスト
が所定のパターンに露光され、露光マスクのパターンが
エキシマレーザー光のアブレーションによって現像され
て除去される。なお、上記ではエキシマレーザー光はレ
ジストの除去のみとして説明したが、レジストの除去と
同時にその下層の薄膜もアブレーションすることで当該
薄膜に所定のパターニングを施すことができる。
As a result, the resist in all areas of the substrate is exposed to a predetermined pattern, and the pattern of the exposure mask is developed and removed by ablation of excimer laser light. In the above description, excimer laser light is used only for removing the resist, but the thin film underneath can be ablated at the same time as the removal of the resist, whereby the thin film can be subjected to predetermined patterning.

【0137】次に、本発明による液晶表示素子の製造方
法の実施例を説明する。 〔実施例1〕縦270mm×横200mm、厚さ1.1
mmのガラス基板を用いてTFT方式液晶表示素子を製
造した。TFTのパターンは、640×480画素の所
謂VGAであり、画素ピッチは0.33mmである。
Next, an embodiment of the method of manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention will be described. [Example 1] 270 mm length x 200 mm width, thickness 1.1
A TFT type liquid crystal display device was manufactured using a glass substrate of mm. The TFT pattern is a so-called VGA with 640 × 480 pixels, and the pixel pitch is 0.33 mm.

【0138】R,G,Bの3色は縦ストライプで、した
がって水平方向のドットピッチは0.11である。画面
の全体配置は図17に示したとおりで、211.2mm
×158.4のmmの画面領域と周辺の端子領域とから
なり、全体のパターン領域、すなわちステップ−スキャ
ンの面積は約225mm×185mmである。画素領域
を3等分し、ゲート端子側と液晶封入側を各々1領域と
する5分割としたものに対応した露光マスクは、図18
に示したように、3種類の開口パターンからなる。画素
領域7aの水平幅は70.4mmで、640ドットを含
む。
The three colors of R, G and B are vertical stripes, and therefore the dot pitch in the horizontal direction is 0.11. The overall layout of the screen is as shown in FIG.
It consists of a screen area of 158.4 mm and a peripheral terminal area, and the entire pattern area, that is, the area of step-scan is about 225 mm x 185 mm. The exposure mask corresponding to the one obtained by dividing the pixel region into three equal parts and dividing the gate terminal side and the liquid crystal filling side into one region is shown in FIG.
As shown in FIG. 3, it consists of three types of opening patterns. The horizontal width of the pixel area 7a is 70.4 mm and includes 640 dots.

【0139】波長248nmのエキシマレーザーを光源
とし、露光マスクへの照明光は5mm×75mmのスリ
ット状とした。結像レンズはテレセントリック対称レン
ズで、N.A.(開口数)は0.2である。ガラス基板
面上のエネルギー密度は100mJ/cm2 である。ス
キャン距離は185mmで水平方向へステップ状に5回
の移動を行う。
The excimer laser having a wavelength of 248 nm was used as a light source, and the illumination light for the exposure mask was in a slit shape of 5 mm × 75 mm. The imaging lens is a telecentric symmetric lens. A. (Numerical aperture) is 0.2. The energy density on the glass substrate surface is 100 mJ / cm 2 . The scan distance is 185 mm, and five horizontal movements are performed.

【0140】レジスト膜の材料としては、イミド樹脂を
用いた。この場合のアブレーションレートはエネルギー
密度100mJ/cm2 に対して0.05μm/sho
tであった。このレジスト膜に対して上記したエキシマ
レーザー光の露光を行い、TFT基板、カラーフィルタ
基板の作成と液晶層の封入、および駆動ICの実装とバ
ックライトの組込みを行って液晶表示装置を完成した。
An imide resin was used as the material for the resist film. The ablation rate in this case is 0.05 μm / sho for an energy density of 100 mJ / cm 2 .
t. The resist film was exposed to the above-described excimer laser light, and a TFT substrate and a color filter substrate were formed, a liquid crystal layer was sealed, a driving IC was mounted, and a backlight was assembled, thereby completing a liquid crystal display device.

【0141】このようにして完成した液晶表示装置によ
り、高品質の画像表示を得ることができた。 〔実施例2〕実施例1で用いたイミド樹脂の代わりにメ
ラミン樹脂をレジスト膜として用いた。この場合、10
0mJ/cm2 のエネルギー密度で0.04μm/sh
otのアブレーションレートで加工し、TFT基板、カ
ラーフィルタ基板の作成と液晶層の封入、および駆動I
Cの実装とバックライトの組込みを行って液晶表示装置
を完成した。
With the liquid crystal display device thus completed, high quality image display could be obtained. Example 2 A melamine resin was used as a resist film instead of the imide resin used in Example 1. In this case, 10
0.04 μm / sh at an energy density of 0 mJ / cm 2
Processing at an ablation rate of ot, creating a TFT substrate, a color filter substrate, encapsulating a liquid crystal layer, and driving I
A liquid crystal display device was completed by mounting C and incorporating a backlight.

【0142】このようにして完成した液晶表示装置によ
り、同様の高品質の画像表示を得ることができた。 〔実施例3〕実施例2で用いたメラミン樹脂の代わりに
エポキシ樹脂をレジスト膜として用いた。この場合、1
00mJ/cm2 のエネルギー密度で0.045μm/
shotのアブレーションレートで加工し、TFT基
板、カラーフィルタ基板の作成と液晶層の封入、および
駆動ICの実装とバックライトの組込みを行って液晶表
示装置を完成した。
With the liquid crystal display device thus completed, similar high quality image display could be obtained. Example 3 Instead of the melamine resin used in Example 2, an epoxy resin was used as a resist film. In this case, 1
0.045 μm / at an energy density of 00 mJ / cm 2
A liquid crystal display device was completed by processing at a shot ablation rate, forming a TFT substrate, a color filter substrate, encapsulating a liquid crystal layer, mounting a driving IC, and incorporating a backlight.

【0143】このようにして完成した液晶表示装置も上
記実施例と同様に、高品質の画像表示を得ることができ
た。次に、前記図3で説明した本発明の液晶表示素子の
製造方法に用いる露光装置(アブレーション現像機)に
ついて詳細に説明する。図19は本発明の液晶表示素子
の製造方法に用いるアブレーション現像機におけるレン
ズアレーによるエキシマレーザー光の分割を説明する原
理図であって、一対のレンズアレー4a,4bに平行化
されたエキシマレーザーの光ビーム3aを入射させ、そ
の光ビーム面積の分割を行うと共に、集光部をレンズア
レー4a,4bの間の空間に位置させることによって、
光学部品(レンズアレー4a,4b)のダメージを防ぐ
ようにしている。
With the liquid crystal display device completed in this way, high quality image display could be obtained as in the above embodiment. Next, the exposure apparatus (ablation developing machine) used in the method of manufacturing the liquid crystal display element of the present invention described with reference to FIG. 3 will be described in detail. FIG. 19 is a principle diagram for explaining the division of excimer laser light by a lens array in an ablation developing machine used in the method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention, in which an excimer laser parallelized to a pair of lens arrays 4a and 4b. By injecting the light beam 3a, dividing the light beam area, and arranging the condensing portion in the space between the lens arrays 4a and 4b,
The optical parts (lens arrays 4a and 4b) are prevented from being damaged.

【0144】図20は本発明の液晶表示素子の製造方法
に用いるアブレーション現像機の照明光学系の説明図で
あって、レンズアレー4a,4bによる図2で説明した
光源の分割に続いて、レンズ5aとレンズ6aによって
レンズアレー4bから入射するエキシマレーザー光の各
光束は露光マスク7aの面に均一な照明を行うと共に、
結像レンズの入射瞳9a上に結像される。
FIG. 20 is an explanatory view of the illumination optical system of the ablation developing machine used in the method of manufacturing the liquid crystal display element of the present invention, which is the lens array 4a, 4b, followed by the division of the light source described in FIG. Each light flux of the excimer laser light incident from the lens array 4b by the lens 5a and the lens 6a uniformly illuminates the surface of the exposure mask 7a.
An image is formed on the entrance pupil 9a of the imaging lens.

【0145】一般に、エキシマレーザーの光ビームのエ
ネルギー空間分布、すなわち光ビームのビームプロファ
イルはガウス分布に近い分布を示す。図21は本発明の
液晶表示素子の製造方法に用いるアブレーション現像機
の露光マスクの照明光の均一化の説明図であって、同図
(a)に示すように分布の中心すなわちエキシマレーザ
ーの光ビームの光軸に対して対称かつ分割部がほぼ直線
になるように分割すると、集光レンズによってレクチル
面では同図(b)に示すように対称に重なり合って一様
な分布を実現できる。すなわち、中心軸に対して対称な
ビームプロファイルの場合、前記図19のレンズアレー
の数は偶数でかつ光軸はその中心を通る構成とすること
が有利である。
Generally, the energy space distribution of the light beam of the excimer laser, that is, the beam profile of the light beam exhibits a distribution close to a Gaussian distribution. FIG. 21 is an explanatory view of making uniform the illumination light of the exposure mask of the ablation developing machine used in the method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention. As shown in FIG. 21A, the center of the distribution, that is, the light of the excimer laser. If the beams are divided so that they are symmetric with respect to the optical axis of the beam and the dividing portions are substantially straight lines, they can be symmetrically overlapped on the reticle surface by the condensing lens as shown in FIG. That is, in the case of a beam profile symmetric with respect to the central axis, it is advantageous that the number of lens arrays in FIG. 19 is an even number and the optical axis passes through the center.

【0146】また、一般に、エキシマレーザー光のビー
ムプロファイルは正方形でなく、かつレクチルへの照射
面積も正方形とは限らないので、前記図19に示した分
割用のレンズは単純な球面レンズではない。すなわち、
レクチル上の照明形状、結像レンズの入射瞳の位置およ
びレーザー光源と露光マスクの距離によって、図20に
示した照明系レンズ4〜6の形状が決定される。
Further, in general, the beam profile of the excimer laser light is not square, and the irradiation area to the reticle is not always square, so that the dividing lens shown in FIG. 19 is not a simple spherical lens. That is,
The shapes of the illumination lenses 4 to 6 shown in FIG. 20 are determined by the illumination shape on the reticle, the position of the entrance pupil of the imaging lens, and the distance between the laser light source and the exposure mask.

【0147】特に、レクチル面の照明光の形状が長方形
の場合、照明光学系を各々独立な直交する光学系に分割
することができる。この場合、個々のレンズとして円筒
形もレンズを用いることによりコストが低減されると共
に、調整が簡単になる。ただし、図20に示したレンズ
6aは露光マスク面上に必然的に近くなるので、上記し
たように直交光学系で分離された二つのレンズを一つに
纏めた方が便利な場合もある。
Particularly, when the shape of the illumination light on the reticle surface is rectangular, the illumination optical system can be divided into independent optical systems which are orthogonal to each other. In this case, the cost is reduced and the adjustment is simplified by using the cylindrical lens as the individual lens. However, since the lens 6a shown in FIG. 20 is inevitably close to the surface of the exposure mask, it may be convenient to combine the two lenses separated by the orthogonal optical system into one as described above.

【0148】さらに、248nm以下の波長を用いる
と、紫外光と雰囲気物質の相互作用によって生じた物質
がレンズ面に付着して透過率を落とす場合がある。これ
を避けるためには、照明光学系を窒素雰囲気の容器に収
納することが有効である。この様に、レンズの点数をで
きるだけ少なくした方が良い。この点はコストパフォー
マンスから決定されるべきである。
Further, when a wavelength of 248 nm or less is used, the substance generated by the interaction between the ultraviolet light and the atmospheric substance may adhere to the lens surface to reduce the transmittance. To avoid this, it is effective to house the illumination optical system in a container in a nitrogen atmosphere. In this way, it is better to use as few lenses as possible. This point should be determined from cost performance.

【0149】エキシマレーザー光の集光が光学部品に当
たらない様にすると、結像レンズの構造にも制限が出て
くる。一対一(1:1)のエキシマレーザー光用結像レ
ンズとして従来から検討されている方式は、オフナー
(Offner)、ウエイン−ダイソン(Wynne−
Dyson)、テレセントリック対称型レンズ等がある
が、前二者は反射、屈折系の組合せで構造が複雑である
が、収差のコントロールが容易である。
If the focusing of the excimer laser light is prevented from hitting the optical parts, the structure of the imaging lens will be limited. Methods that have been conventionally studied as one-to-one (1: 1) imaging lenses for excimer laser light include Offner and Wyne-Dyson.
Dyson), a telecentric symmetric lens, and the like. The former two have a complicated structure due to a combination of a reflection and a refraction system, but the aberration is easily controlled.

【0150】一方、対称型レンズは構造が簡単で、かつ
集光面は空間中にあるため構成レンズのダメージがな
い。ただし、対称型レンズの場合、大口径化しようとす
るとコスト高となり、大面積のパターン形成を行うため
の方法が問題になる。本発明では、大面積のパターン形
成の方法として、一対一の露光マスクと対称レンズおよ
び長方形照明を用いて、露光マスクとカラーフィルタ基
板等の加工物を相対的に移動させて走査する方式とした
ものである。
On the other hand, since the symmetrical lens has a simple structure and the light collecting surface is in the space, the constituent lenses are not damaged. However, in the case of a symmetrical lens, an attempt to increase the aperture increases the cost, and a method for forming a large area pattern becomes a problem. In the present invention, as a method for forming a large-area pattern, a method is used in which a one-to-one exposure mask, a symmetrical lens, and rectangular illumination are used to relatively move and scan the exposure mask and a workpiece such as a color filter substrate. It is a thing.

【0151】図22は本発明の液晶表示素子の製造方法
に用いるアブレーション現像機の走査方式を説明する模
式図であって、照明領域10aが固定された露光マスク
と加工物(ガラス基板)の上を移動すると考え、走査は
移動方向を交互に変えるか、また同一方向に移動させる
かの何れでもよい。ただし、前者の方が加工時間が短く
なる。
FIG. 22 is a schematic view for explaining the scanning system of the ablation developing machine used in the method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention, which is on the exposure mask and the workpiece (glass substrate) on which the illumination area 10a is fixed. Is considered to be moved, the scanning may be performed by alternately changing the moving direction or moving in the same direction. However, the former requires a shorter processing time.

【0152】このような走査方式での本質的な問題は、
照明光の重なりの領域である。この重なりが僅かにずれ
ても、照明領域の長さが長いと目視でも明らかに視認で
きることは言うまでもない。この重なり領域におけるず
れは走査における機械的な変動と光学系による像歪の二
つの要因が考えられる。前者については、高精度のX−
Yテーブルによって対策することが可能であるが、後者
については収差のないレンズを作ることが困難であるこ
とから、他の対策を施す必要がある。
The essential problem in such a scanning system is
This is the area where the illumination lights overlap. It goes without saying that even if the overlap slightly shifts, if the length of the illumination area is long, it can be clearly recognized visually. The shift in the overlapping area can be considered to be caused by two factors: mechanical fluctuation in scanning and image distortion due to the optical system. For the former, high precision X-
Although it is possible to take measures by using the Y table, it is difficult to make a lens without aberration for the latter, so it is necessary to take other measures.

【0153】図23は本発明の液晶表示素子の製造方法
に用いるアブレーション現像機の走査における照明領域
の位置設定例の説明図であって、露光マスク7の直上に
ナイフエッジ12を置いて、その端部が繰り返しパター
ン7bの丁度中間に位置するように設定したものであ
る。これによって、入射光7aの端部は繰り返しパター
ン7bで重なるため、重なりにずれがあっても処理した
パターンに影響を与えない。
FIG. 23 is an explanatory view of an example of the position setting of the illumination area in the scanning of the ablation developing machine used in the method of manufacturing the liquid crystal display element of the present invention, in which the knife edge 12 is placed directly above the exposure mask 7 The end portion is set to be located exactly in the middle of the repeating pattern 7b. As a result, the end portions of the incident light 7a overlap with each other in the repeated pattern 7b, so that the processed pattern is not affected even if the overlap is shifted.

【0154】なお、上記ナイフエッジに代えて帯状パタ
ーンを持つ露光マスクを用いてもよい。端部のぼけは、
幾何光学では物体位置のずれと結像レンズの焦点深度等
に依存する。ただし、結像レンズをテレセントリックに
しておくと、像の大きさは変わらず、ただ端部がぼける
だけである。このぼけ量は、第一近似で、bNAδa
(fa)で与えられる。ここで、aは物体点距離、bは
像点距離、fは焦点距離、NAはレンズのN.A.、δ
a はナイフエッジ等の露光マスク面からのずれ量であ
る。
An exposure mask having a belt-shaped pattern may be used instead of the knife edge. Blurred edges
In geometrical optics, it depends on the displacement of the object position and the depth of focus of the imaging lens. However, if the imaging lens is made telecentric, the size of the image does not change and only the end is blurred. The blur amount is bNAδ a /
It is given by (fa). Here, a is the object point distance, b is the image point distance, f is the focal length, and NA is the lens lens distance. A. , Δ
a is the amount of deviation from the exposure mask surface such as the knife edge.

【0155】1:1のレンズでは、b/a=1であるか
ら、上式はNAδa /fとなり、一例としてNA=0.
1、δa =10mm、f=200mmとすると、ぼけ量
は5μmとなる。ナイフエッジ等の設定における機械的
な精度はμmオーダーで可能であるから、TFTレベル
のパターン精度と繰り返しパターン形状の場合、ナイフ
エッジ等をパターン感光体に設定することは十分に可能
である。
For a 1: 1 lens, since b / a = 1, the above equation becomes NAδ a / f, and as an example, NA = 0.
If 1, δ a = 10 mm and f = 200 mm, the blur amount is 5 μm. Since the mechanical accuracy in setting the knife edge or the like can be in the order of μm, it is sufficiently possible to set the knife edge or the like in the pattern photoconductor in the case of the TFT level pattern accuracy and the repeated pattern shape.

【0156】上記の方法によって、照明領域のパターン
領域での重ね合わせが無いとしても、結像レンズの周辺
での収差が大幅に異なると、線状のパターンが目視で認
識される。したがって、少なくともレンズ口径での一方
向の特に周辺部の収差が同一の形状を示すことが重要で
ある。図24は本発明の液晶表示素子の製造方法に用い
るアブレーション現像機のエキシマレーザー光源部と現
像光学系を分離壁で独立させた清浄度が異なる部屋に設
置したアブレーション現像装置の全体構成の説明図であ
って、エキシマレーザー(紫外光パルスレーザー)から
なる光源部20から出射したレーザー光ビームを分離壁
21に設けた透過窓板24を通してアブレーション現像
部22に導入する所謂スルーザウオール構成としたアブ
レーション現像機である。
According to the above method, even if there is no overlap in the pattern area of the illumination area, a linear pattern is visually recognized if the aberrations at the periphery of the imaging lens are significantly different. Therefore, it is important that aberrations at least in one direction at the lens diameter, particularly in the peripheral portion, have the same shape. FIG. 24 is an explanatory diagram of the overall configuration of an ablation developing device used in the method of manufacturing a liquid crystal display device of the present invention, which is installed in a room having different cleanliness in which an excimer laser light source unit of the ablation developing device and a developing optical system are separated by a separating wall. The so-called through-the-wall ablation in which the laser light beam emitted from the light source unit 20 made of an excimer laser (ultraviolet light pulse laser) is introduced into the ablation developing unit 22 through the transmission window plate 24 provided in the separation wall 21. It is a developing machine.

【0157】同図に示したように、光源部20と露光光
学系を含む現像部22を分離し、光源部20から出射し
たレーザー光ビームを透過窓板24を通してアブレーシ
ョン現像部22に導入する。このとき、レーザー光のエ
ネルギーの減少を防ぐため、図示したようにミラーによ
る反射は一回のみとした方が望ましい。
As shown in the figure, the light source section 20 and the developing section 22 including the exposure optical system are separated, and the laser light beam emitted from the light source section 20 is introduced into the ablation developing section 22 through the transmission window plate 24. At this time, in order to prevent the reduction of the energy of the laser light, it is desirable that the reflection by the mirror is performed only once as shown in the figure.

【0158】また、振動を防止するために、光源部20
と現像部22を防振台23上に設置している。また、上
記の防振台23に加えて、あるいは防振台に代えて、透
過窓板24をレーザー光ビームと照明光学系22aや結
像光学系22bを含む現像光学系の相対的な振動に対応
して傾けることにより、振動に起因するレーザー光ビー
ムのずれを補正するように構成することができる。
Also, in order to prevent vibration, the light source section 20
And the developing unit 22 are installed on a vibration isolation table 23. Further, in addition to the vibration isolation table 23 or instead of the vibration isolation table, the transmission window plate 24 is used for relative vibration of the laser light beam and the development optical system including the illumination optical system 22a and the imaging optical system 22b. By tilting correspondingly, the deviation of the laser light beam caused by the vibration can be corrected.

【0159】図25は本発明の液晶表示素子の製造方法
に用いるアブレーション現像機のレーザー光ビームが通
過する透過窓板を傾斜させることによって光軸を平行移
動させるずれ補正方法の説明図であって、透過窓板24
の厚みをD、屈折率をn、透過窓板の傾きをθとしたと
き、レーザー光ビームのずれ量dはDθ(1−1/n)
となる。
FIG. 25 is an explanatory view of a deviation correction method for moving the optical axis in parallel by inclining the transmission window plate through which the laser light beam of the ablation developing machine used in the manufacturing method of the liquid crystal display device of the present invention. , Transparent window plate 24
Where D is the thickness, n is the refractive index, and θ is the inclination of the transmission window, the deviation d of the laser beam is Dθ (1-1 / n).
Becomes

【0160】レーザー光源からの相対的な光ビームのず
れのうち、照明領域の長手方向のずれが本質的であるの
で、実用上これのみを対策すればよい。すなわち、この
方向のずれ成分のみを掲出し、サーボ機構により透過窓
板24の傾きを変えることで上記したずれを補正でき
る。以上の説明および前記本発明の各構成によって、紫
外光パルスレーザーのアブレーション現象を利用した大
面積かつ高精細度のパターン加工が可能となる。
Of the relative deviations of the light beam from the laser light source, the deviation in the longitudinal direction of the illumination area is essential, and therefore only this should be taken practically. That is, only the shift component in this direction is displayed, and the above shift can be corrected by changing the inclination of the transmission window plate 24 by the servo mechanism. With the above description and the respective configurations of the present invention, it is possible to perform pattern processing with a large area and high definition utilizing the ablation phenomenon of an ultraviolet pulsed laser.

【0161】以下、本発明の液晶表示素子の製造方法に
用いるアブレーション現像機の実施例についてさらに具
体的に説明する。 〔実施例4〕図26は本発明の第4実施例を説明するた
めのアブレーション現像機の露光光学系の構成の模式図
であって、図3と同一部分には同一符号を付してある。
Examples of the ablation developing machine used in the method for producing a liquid crystal display device of the present invention will be described more specifically below. [Embodiment 4] FIG. 26 is a schematic diagram of the structure of an exposure optical system of an ablation developing machine for explaining a fourth embodiment of the present invention. The same parts as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. .

【0162】本実施例では、光源としてKrF(波長2
48nm)を用い、繰り返し周波数250Hz、出力エ
ネルギー密度600mJ/cm2 のエキシマレーザーを
用いる。露光光学系は同図に示したようなレンズ系の配
置とし、その照明レンズ系はスリット状の照明光とする
ために、X方向とY方向のそれぞれ独立した系とした。
In this embodiment, KrF (wavelength 2) is used as the light source.
An excimer laser having a repetition frequency of 250 Hz and an output energy density of 600 mJ / cm 2 is used. The exposure optical system has a lens system arrangement as shown in the figure, and the illumination lens system is an independent system in the X direction and the Y direction in order to obtain slit-shaped illumination light.

【0163】照明光学系は前記図20に示したとおりで
あり、4X、4Yは各々X方向のレンズ4、Y方向のレ
ンズ4を表す。以下、4X’、4Y’、5Y、5Y、6
X、6Yについても同様である。また、図27は本実施
例における光源の分割に用いる円筒形レンズのX方向と
Y方向の配置例を説明する模式図である。
The illumination optical system is as shown in FIG. 20, and 4X and 4Y represent the lens 4 in the X direction and the lens 4 in the Y direction, respectively. Hereinafter, 4X ', 4Y', 5Y, 5Y, 6
The same applies to X and 6Y. Further, FIG. 27 is a schematic diagram for explaining an arrangement example of the cylindrical lenses used for dividing the light source in the present embodiment in the X direction and the Y direction.

【0164】同図において、(a)はX軸方向の円筒レ
ンズ、(b)はY方向の円筒レンズの各配置方向を示
し、(a)と(b)は直交して配置される。これらのレ
ンズ4Xと4Yの接着は光学コンタクトによる。エネル
ギーの損失を少なくするために、レンズは全て99%以
上の透過率を保証する様、ARコーティングを施してあ
る。
In the figure, (a) shows the arrangement direction of the cylindrical lens in the X-axis direction, (b) shows the arrangement direction of the cylindrical lens in the Y direction, and (a) and (b) are arranged orthogonally. These lenses 4X and 4Y are bonded by an optical contact. To reduce energy loss, all lenses are AR coated to ensure a transmission of 99% or more.

【0165】この照明光学系によって、露光マスク面で
の最大照明面積は80mm×2mmである。この面積内
のエネルギー密度の分布は±5%以下である。照明光の
スリットの長さはブレードによって調節するが、端部の
エネルギー分布の立上りは20μmである。露光マスク
はSiO2 とHfO2 の1/4λ膜をRIE(リアクテ
ィブ イオン エッチング)によりパターン形成したも
のを用いる。この露光マスクの基板の大きさは300m
m×225mmで、厚さは5mmである。
With this illumination optical system, the maximum illumination area on the exposure mask surface is 80 mm × 2 mm. The distribution of the energy density within this area is ± 5% or less. The length of the slit of the illumination light is adjusted by the blade, and the rise of the energy distribution at the end is 20 μm. As the exposure mask, a 1/4 λ film of SiO 2 and HfO 2 which is patterned by RIE (reactive ion etching) is used. The substrate size of this exposure mask is 300 m
The size is m × 225 mm, and the thickness is 5 mm.

【0166】図28は本実施例における露光マスクの開
孔パターンの一例としての液晶表示装置のカラーフィル
タ側ガラス基板に形成するブラックマトリクス(BM)
パターンの一例とスリット照明とするためのブレードの
配置関係の説明図である。BMパターン現像のための露
光マスク7に形成した開孔パターンの開孔部7cのピッ
チは0.33mm×0.11mmで、照明領域の長辺を
52.8mmにとり、ブレード12の端部12aが開孔
パターン7cの長手方向の最小幅内に収まるように当該
ブレード位置を調整する。上記の最小幅は72μmあ
り、ブレード位置の調整は容易である。
FIG. 28 shows a black matrix (BM) formed on the glass substrate of the color filter of the liquid crystal display device as an example of the opening pattern of the exposure mask in this embodiment.
It is explanatory drawing of the example of a pattern and the arrangement | positioning relationship of the blade for slit illumination. The pitch of the opening portions 7c of the opening pattern formed on the exposure mask 7 for BM pattern development is 0.33 mm × 0.11 mm, the long side of the illumination area is 52.8 mm, and the end 12a of the blade 12 is The blade position is adjusted so as to be within the minimum width of the opening pattern 7c in the longitudinal direction. The above minimum width is 72 μm, and adjustment of the blade position is easy.

【0167】なお、BM形成材料としてはポリイミド系
高分子を主体とする母体にカーボンブラックを分散した
ものを用いる。この材料のアブレーションレートは、3
00mJ/cm2 のエキシマレーザー光入力に対して
0.1μm/shotである。また、塗布膜厚は1.2
μmでサイト当たり(単位現像領域当たり)15sho
tのエキシマレーザー光を加えた場合、アブレーション
の実質時間は19秒、横方向のサイト移動、露光マスク
のアライメント等に要する時間を加えて約30秒で1
0.4インチのディスプレイ用カラーフィルタ基板のB
Mを加工することができる。 〔実施例5〕図29は本発明の第5実施例を説明するた
めのカラーフィルタのアブレーション現像によるパター
ニングの模式図である。
As the BM forming material, a material in which carbon black is dispersed in a matrix mainly composed of a polyimide-based polymer is used. The ablation rate of this material is 3
0.1 μm / shot for an excimer laser light input of 00 mJ / cm 2 . The coating thickness is 1.2
15sho per μm per site (per unit development area)
When excimer laser light of t is applied, the actual time of ablation is 19 seconds, and the time required for lateral site movement, alignment of the exposure mask, etc. is about 30 seconds plus 1 hour.
0.4 inch display color filter substrate B
M can be processed. [Embodiment 5] FIG. 29 is a schematic diagram of patterning by ablation development of a color filter for explaining a fifth embodiment of the present invention.

【0168】本実施例は、前記実施例と同一の装置構成
を用い、前記図23に示した露光マスクを用いて縦スト
ライプ状のカラーフィルタR,G,Bの各カラーフィル
タをアブレーション現像を行うものである。同図におい
て、13は液晶パネルのカラーフィルタ基板、14aは
第1色のカラーフィルタ、14bは第2色のカラーフィ
ルタ用レジスト層である。
In this embodiment, the same apparatus structure as that of the above-mentioned embodiment is used, and the color filters R, G and B in the vertical stripe pattern are subjected to ablation development using the exposure mask shown in FIG. It is a thing. In the figure, 13 is a color filter substrate of a liquid crystal panel, 14a is a first color filter, and 14b is a second color filter resist layer.

【0169】このカラーフィルタの形成の際、ブレード
12で設定する照明領域スリットの長さを70.4mm
とし、ブレード12の端部が露光マスク7の遮光部7a
にかかるように位置づけてエキシマレーザーからの入射
光7aを照射して第1色のカラーフィルタ14aをアブ
レーション現像する。その後、第2色のカラーフィルタ
用レジスト層14bを塗布し、露光マスク7をフィルタ
ピッチ分移動させてアブレーション現像を行う。以下、
同様にして第3色のカラーフィルタを現像して液晶パネ
ル用カラーフィルタを形成する。なお、ここでは、BM
は省略してある。
When forming this color filter, the length of the illumination area slit set by the blade 12 is set to 70.4 mm.
And the end of the blade 12 is a light shielding portion 7a of the exposure mask 7.
Then, the incident light 7a from the excimer laser is irradiated and the first color filter 14a is ablated and developed. After that, the second color filter resist layer 14b is applied, and the exposure mask 7 is moved by the filter pitch to perform ablation development. Less than,
Similarly, the third color filter is developed to form a liquid crystal panel color filter. In addition, here, BM
Is omitted.

【0170】これにより、乾式方式で液晶パネルのカラ
ーフィルタ基板に3色のカラーフィルタを形成できる。 〔実施例6〕本実施例は、前記実施例4のアブレーショ
ン現像機を用い、またアブレーション用レジスト材を用
いてTFT基板の各層に対するレジストパターンを形成
し、エッチングと上記レジストのエキシマレーザー光に
よるアブレーション現像による剥離によって各層のパタ
ーンを形成する。
This makes it possible to form color filters of three colors on the color filter substrate of the liquid crystal panel by a dry method. [Sixth Embodiment] In this embodiment, the ablation developing machine of the fourth embodiment is used, and a resist pattern for each layer of the TFT substrate is formed using the resist material for ablation, and etching and ablation of the resist by excimer laser light are performed. The pattern of each layer is formed by peeling by development.

【0171】これにより、液晶パネルのTFT基板に所
要のTFT層を形成できる。次に、本発明による露光マ
スクを用いたステップ−スキャンによるアブレーション
現像の実施例を説明する。前記図18の説明したよう
に、露光マスクのサイズは大幅に減少するが、ステップ
−スキャンでの分割部の繋ぎ目部分が表示性能に影響を
及ぼす可能性があるが、本発明ではこれは本質的なもの
ではなく、X−Yテーブルの機械精度の問題である。特
に、液晶表示素子の製造の場合、遮光部により僅かなず
れは補正される。したがって、遮光部を精度よく作るこ
とが重要である。
As a result, a required TFT layer can be formed on the TFT substrate of the liquid crystal panel. Next, an example of ablation development by step-scan using the exposure mask according to the present invention will be described. As described above with reference to FIG. 18, the size of the exposure mask is significantly reduced, but the joint portion of the divided portions in step-scan may affect the display performance. In the present invention, this is essential. It is not a problem, but a mechanical precision problem of the XY table. Particularly, in the case of manufacturing a liquid crystal display element, a slight shift is corrected by the light shielding portion. Therefore, it is important to accurately form the light-shielding portion.

【0172】図30は本発明による液晶表示素子の製造
方法に使用するアブレーション露光機の露光マスクの好
ましい分割線の説明図、また図31は避けるべき分割線
の説明図であって、80は遮光部(SH)、81は開口
パターン、82,83は分割線を示す。露光マスクの分
割線は図30の(a)(b)に示したように隣接する開
口パターン81間の遮光部80上を通る位置とすれば、
図31の(a)(b)に示したような開口パターン81
上を通る位置とするより露光時のずれが目立ち難い。
FIG. 30 is an explanatory view of a preferable dividing line of the exposure mask of the ablation exposure machine used in the method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, and FIG. Part (SH), 81 is an opening pattern, and 82 and 83 are dividing lines. As shown in FIGS. 30A and 30B, the dividing line of the exposure mask is located at a position passing over the light shielding portion 80 between the adjacent opening patterns 81.
Opening pattern 81 as shown in FIGS. 31 (a) and 31 (b)
Misalignment during exposure is less noticeable than when the position passes above.

【0173】なお、このような分割方法はエキシマレー
ザーのアブレーション現象を用いたリソグラフィにのみ
適用されるだけでなく、高圧水銀灯を光源とする通常の
フォトリソグラフィにも用いることもできる。この場
合、結像レンズとしては1:1屈折型の対称レンズだけ
ではなく、小型のミラープロジェクションタイプも用い
ることができるので、露光装置のコストを大幅に下げる
ことができる。特に、X−Yマスクテーブルはガラス基
板のサイズに関わらず一定にしておけるので装置コスト
をさらに下げることができる。
Incidentally, such a dividing method can be applied not only to the lithography using the ablation phenomenon of the excimer laser, but also to the ordinary photolithography using the high pressure mercury lamp as the light source. In this case, not only the 1: 1 refraction-type symmetric lens but also a small mirror projection type can be used as the imaging lens, so that the cost of the exposure apparatus can be significantly reduced. Especially, since the XY mask table can be kept constant regardless of the size of the glass substrate, the device cost can be further reduced.

【0174】ステップ−スキャン露光による機械的な時
間のロスは照射強度、各テーブルのスピードを上げるこ
とによりカバーできる。また、本発明ではステップ操作
の方に機械的な時間がかかるので、多数個取りよりも枚
葉式が有利であり、露光マスクおよびX−Y基板テーブ
ルのサイズに少し余裕を持たせておき、ある中心サイズ
とこの前後の基板サイズを取り扱える様な専用機にして
おくと良い。ただし、変更する部分はテーブルだけで、
光学系は共通である。
The mechanical time loss due to step-scan exposure can be covered by increasing the irradiation intensity and the speed of each table. Further, in the present invention, since the step operation requires a mechanical time, the single wafer type is more advantageous than the multi-cavity production, and the exposure mask and the XY substrate table are allowed to have a little margin, It is good to have a dedicated machine that can handle a certain center size and the size of the board before and after this. However, the only part to change is the table,
The optical system is common.

【0175】以下、レジストパターンの形成方法につ
き、図面を参照してさらに詳細に説明する。 〔実施例7〕図32は本発明による液晶表示素子の製造
方法におけるレジストパターン形成方法の実施例を説明
する基板の分割例を説明する模式図であって、10は液
晶表示素子を構成するガラス基板、10Aは画素部、1
0Bは左右端子部、10Cは上下端子部である。
The method of forming the resist pattern will be described in more detail below with reference to the drawings. [Embodiment 7] FIG. 32 is a schematic view for explaining an example of division of a substrate for explaining an embodiment of a method for forming a resist pattern in a method for manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention, and 10 is a glass constituting the liquid crystal display element. Substrate, 10A is a pixel portion, 1
Reference numeral 0B is a left and right terminal portion and 10C is an upper and lower terminal portion.

【0176】同図のガラス基板は縦(X方向)450m
m、横(Y方向)800mmの基板サイズに、縦36
8.64mm、横691.2mmの画素部10Aを有し
ている。本実施例では、ステップ−スキャン方式の露光
を行うために、ガラス基板10の画素部を縦方向に8等
分した分割画素部〜のそれぞれを共通とした1単位
とし、図中丸で囲んだ1と10を各々1単位とする。各
単位の横幅はエキシマレーザー光のスリットでカバーで
きるサイズである。
The glass substrate in the figure is 450 m in length (X direction).
m, horizontal (Y direction) 800mm substrate size, vertical 36
The pixel section 10A has a size of 8.64 mm and a width of 691.2 mm. In the present embodiment, in order to perform the step-scan exposure, the pixel portion of the glass substrate 10 is divided into eight equal parts in the vertical direction, and each divided pixel portion to one is made into one unit, which is circled in the figure. And 10 are 1 unit each. The width of each unit is a size that can be covered by the slit of the excimer laser beam.

【0177】図33は本実施例に使用する露光マスクの
具体例を説明する平面図であって、全体のサイズは縦方
向(X方向)が420mm、横方向(Y方向)が280
mmである。この露光マスク7の縦方向(X方向)開口
パターンのサイズは図32の縦方向(X方向)サイズと
同一で、画素部開口パターン7aの縦方向サイズが36
8.64mmであり、横(Y方向)は画素部を8等分し
た86.4mmである。
FIG. 33 is a plan view for explaining a specific example of the exposure mask used in this embodiment. The overall size is 420 mm in the vertical direction (X direction) and 280 in the horizontal direction (Y direction).
mm. The size of the opening pattern in the vertical direction (X direction) of the exposure mask 7 is the same as the size in the vertical direction (X direction) of FIG. 32, and the size of the pixel portion opening pattern 7a in the vertical direction is 36.
The horizontal (Y direction) is 86.4 mm obtained by dividing the pixel portion into eight equal parts.

【0178】また、左右端子部開口パターン7bの横方
向サイズは10mm、縦方向サイズは368.64+
(10×2)=388.64mm、上下端子部開口パタ
ーン7cの縦方向サイズは10mm、横方向サイズは画
素部7aと同一の86.4mmである。そして、画素部
開口パターンと左右端子部開口パターン7bの間と左右
端子部開口パターン7dの外側にはエキシマレーザー光
によるダメージを回避するための遮光部7d,7d’,
7e,7e’が形成されている。
Further, the horizontal size of the left and right terminal portion opening patterns 7b is 10 mm, and the vertical size is 368.64+.
(10 × 2) = 388.64 mm, the vertical size of the upper and lower terminal portion opening pattern 7c is 10 mm, and the horizontal size is 86.4 mm, which is the same as the pixel portion 7a. Then, light-shielding portions 7d, 7d ′ for avoiding damage due to excimer laser light are provided between the pixel portion opening pattern and the left and right terminal portion opening pattern 7b and outside the left and right terminal portion opening pattern 7d.
7e and 7e 'are formed.

【0179】図中12aはスリット状のエキシマレーザ
ー光の照射状態を示し、その両端部はクローム膜7d,
7d’上にかかるように配置される。図示したエキシマ
レーザー光は画素部開口パターン7aを照射している状
態を示しているが、端子部開口パターン7bの照射時も
同様にエキシマレーザー光の端部が遮光SH部7dと7
eにかかるように配置される。
In the figure, 12a shows the irradiation state of the slit-shaped excimer laser light, and the chrome film 7d,
7d '. Although the illustrated excimer laser beam is irradiating the pixel opening pattern 7a, the end portions of the excimer laser light are similarly shielded from the light-shielding SH portions 7d and 7d when the terminal opening pattern 7b is irradiated.
e.

【0180】なお、端子部開口パターン7bの外側に配
置した遮光部7eを広く取っているのは、露光マスク7
をX−Yマスクテーブルに載置した場合に当該露光マス
クから外れるエキシマレーザー光がX−Yマスクテーブ
ルをアブレーションして塵挨が発生するのを防止するた
めである。図34は露光マスクを介したガラス基板上の
レジストのエキシマレーザー光の照射状態の説明図で、
(a)は要部斜視図、(b)は露光マスクの要部断面図
であって、露光マスク7の画素部を露光している状態を
示す。
The light-shielding portion 7e arranged outside the terminal portion opening pattern 7b is wide because the exposure mask 7 is provided.
This is to prevent the excimer laser beam deviating from the exposure mask from ablating the XY mask table and generating dust when the is mounted on the XY mask table. FIG. 34 is an explanatory view of the irradiation state of the excimer laser light on the resist on the glass substrate through the exposure mask,
(A) is a perspective view of a main part, and (b) is a cross-sectional view of the main part of the exposure mask, showing a state where the pixel portion of the exposure mask 7 is exposed.

【0181】同図において、1aはエキシマレーザー
光、71は石英ガラス基板、7’は誘電体多層膜、7a
は画素部パターン、7bは端子部パターン、70は開口
パターン、8は結像レンズ、12はレジスト膜、12a
はレジストパターンである。スリット状のエキシマレー
ザー光1aは、露光マスク7とガラス基板上のレジスト
膜12が矢印v方向に相対移動するのに伴って露光マス
ク7の開口パターン70の像を結像レンズ8を介してレ
ジスト膜12に照射し、そのアブレーション現象により
レジストパターン12aが形成される。
In the figure, 1a is an excimer laser beam, 71 is a quartz glass substrate, 7'is a dielectric multilayer film, and 7a.
Is a pixel portion pattern, 7b is a terminal portion pattern, 70 is an opening pattern, 8 is an imaging lens, 12 is a resist film, 12a
Is a resist pattern. The slit-shaped excimer laser beam 1a resists the image of the opening pattern 70 of the exposure mask 7 through the imaging lens 8 as the exposure mask 7 and the resist film 12 on the glass substrate move relatively in the direction of arrow v. The film 12 is irradiated and the resist pattern 12a is formed by the ablation phenomenon.

【0182】このとき、レジスト膜のアブレーションと
同時に下層の薄膜もアブレーションで除去することも可
能である。なお、レジストパターンを形成して、所要の
エッチング処理を施した後、不要となった残留レジスト
膜をエキシマレーザー光の全面照射で除去することもで
きる。
At this time, it is possible to remove the lower thin film by ablation at the same time as the ablation of the resist film. After forming a resist pattern and performing a required etching process, the unnecessary residual resist film can be removed by irradiation of the entire surface with excimer laser light.

【0183】このように、本実施例の露光マスクは従来
の1:1マスクの1/3の面積で良く、露光マスクの製
作コストが大幅に低減される。ここで用いるアブレーシ
ョン用レジストは100mJ/cm2 のエネルギー密度
で10回照射(10shot/site)でアブレーシ
ョンが完了する。スキャン領域は400mmで、上記の
様に10回のスキャンで基板全面のパターニングが完成
する。従って、スキャン時間は28.6秒、10回のス
テッピング時間が10秒、搬送、脱着、基板と露光マス
クのアラインメントに要する時間を加えて約45秒のタ
クトタイムで31インチ対角のTFT基板が完成した。
次に、本発明における露光マスクの製造方法の実施例を
説明する。
As described above, the exposure mask of this embodiment has an area which is 1/3 that of the conventional 1: 1 mask, and the manufacturing cost of the exposure mask is significantly reduced. The ablation resist used here completes ablation by irradiation with 10 times (10 shot / site) at an energy density of 100 mJ / cm 2 . The scan area is 400 mm, and the patterning of the entire substrate is completed by 10 scans as described above. Therefore, the scan time is 28.6 seconds, the stepping time for 10 times is 10 seconds, and the time required for carrying, desorption, and alignment of the substrate and the exposure mask is added, and a 31-inch diagonal TFT substrate can be obtained with a takt time of about 45 seconds. completed.
Next, an embodiment of a method for manufacturing an exposure mask according to the present invention will be described.

【0184】露光マスクは、光屈折率層と低屈折率層の
対からなる誘電体層を3層(即ち、高屈折率と低屈折率
の成膜材料の総層数は6層)とし、追加の高屈折率層と
してHfO2 を用い、金属膜の層として厚み100nm
のCrとした。このときの誘電体層の透過率は約10%
であり、400mJ/cm2 のマスク面への入射エネル
ギー密度に対して、Cr(クロシウム)は充分な耐性を
示した。 〔実施例8〕図35は本発明による液晶表示素子の製造
に使用するエキシマレーザー露光機の露光マスクの材料
である高屈折率層材料と低屈折率層材料の組み合わせと
10%以下の透過率の最小層数の説明図である。
The exposure mask has three dielectric layers each consisting of a pair of a photorefractive index layer and a low refractive index layer (that is, the total number of film forming materials having a high refractive index and a low refractive index is 6), HfO 2 is used as an additional high refractive index layer, and the thickness of the metal film is 100 nm.
Of Cr. At this time, the transmittance of the dielectric layer is about 10%.
Therefore, Cr (crosium) showed sufficient resistance to the incident energy density on the mask surface of 400 mJ / cm 2 . [Embodiment 8] FIG. 35 shows a combination of a high-refractive index layer material and a low-refractive index layer material which are materials for an exposure mask of an excimer laser exposure machine used for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, and a transmittance of 10% or less. It is explanatory drawing of the minimum number of layers.

【0185】本実施例では、前記図8に示した構成にお
いて、図35に示す高屈折率材料と低屈折率材料の組み
合わせと、層数(対)及び高屈折率材料のいずれかの追
加層によって、誘電体層部分の透過率が10%以下のマ
スクを得ることができた。この場合、金属膜の層を除去
したマスクによっても、エネルギー密度が400mJ/
cm2 のエキシマレーザー光の入力に対して、閾値が5
0mJ/cm2 のレジスト膜の高精度のアブレーション
パターンを得ることが出来た。
In the present embodiment, in the structure shown in FIG. 8, the combination of the high refractive index material and the low refractive index material shown in FIG. 35, and the number of layers (pair) and an additional layer of the high refractive index material are added. As a result, a mask having a dielectric layer portion with a transmittance of 10% or less could be obtained. In this case, the energy density is 400 mJ / even with the mask from which the metal film layer is removed.
The threshold is 5 for the input of the excimer laser light of cm 2.
A highly accurate ablation pattern of the resist film of 0 mJ / cm 2 could be obtained.

【0186】図36は本発明による液晶表示素子の製造
に使用するエキシマレーザー露光機の露光マスクの製造
方法の一例を説明する概略工程図である。同図におい
て、まず、(a)紫外光に対して透明な石英ガラス基板
90上に光路長が使用紫外光の1/4波長の膜厚を持つ
第1の誘電体層を形成し、前記第1の誘電体層の上に同
じく光路長が1/4波長でかつ前記第1の誘電体層の屈
折率より小である第2の誘電体層を形成してなる誘電体
多層膜を成膜後、前記誘電体多層膜の最上層に前記ガラ
ス基板の屈折率より大きな屈折率を持つと共にその光路
長が使用紫外線の1/4波長となる第3の誘電体層を形
成して誘電体多層膜91を成膜し、前記誘電体多層膜9
1の上に金属膜92を成膜する。
FIG. 36 is a schematic process view for explaining an example of a method for manufacturing an exposure mask of an excimer laser exposure machine used for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention. In the figure, first, (a) a first dielectric layer having an optical path length having a film thickness of ¼ wavelength of the used ultraviolet light is formed on a quartz glass substrate 90 transparent to the ultraviolet light, and A dielectric multilayer film is formed on the first dielectric layer by forming a second dielectric layer having an optical path length of ¼ wavelength and smaller than the refractive index of the first dielectric layer. After that, a third dielectric layer having a refractive index larger than that of the glass substrate and having an optical path length that is ¼ wavelength of ultraviolet light used is formed on the uppermost layer of the dielectric multilayer film to form the dielectric multilayer. A film 91 is formed, and the dielectric multilayer film 9 is formed.
A metal film 92 is formed on top of 1.

【0187】(b)金属膜92上に感光性レジスト93
を塗布し、露光マスク94を介して紫外線95を照射
し、現像する。 (c)現像により残留したレジスト93をマスクとして
エッチング媒体96を適用しホトリソグラフィー工程に
より金属膜92をパターニングする。 (d)金属膜92のパターニング後、残留レジストを除
去してパターニングした金属膜92の層を得る。
(B) Photosensitive resist 93 on the metal film 92
Is applied, and is irradiated with ultraviolet rays 95 through an exposure mask 94, and is developed. (C) The metal film 92 is patterned by a photolithography process using the etching medium 96 with the resist 93 remaining after the development as a mask. (D) After patterning the metal film 92, the residual resist is removed to obtain a patterned layer of the metal film 92.

【0188】(e)パターニングした金属膜92の開口
パターンをマスクとしてエッチング媒体97を適用して
誘電体多層膜91をエッチングする。 (f)上記エッチングにより誘電体多層膜91をパター
ニングし開口パターンを形成することにより、石英ガラ
ス基板90上に多層誘電体膜91とこの上に重畳した金
属膜92からなるエキシマレーザー加工用の露光マスク
を得る。
(E) The dielectric multilayer film 91 is etched by using the etching medium 97 with the opening pattern of the patterned metal film 92 as a mask. (F) Exposure for excimer laser processing including the multilayer dielectric film 91 and the metal film 92 superposed on the dielectric film 91 on the quartz glass substrate 90 by patterning the dielectric multilayer film 91 by the above etching to form an opening pattern. Get the mask.

【0189】なお、本発明による露光マスクすなわちエ
キシマレーザー加工用マスクは、上記の方法に限るもの
ではなく、例えば、金属膜上に感光性レジストの開口パ
ターンを形成し、この開口パターンをマスクとしてエキ
シマレーザーを照射して金属膜とその下層の多層誘電体
層をアブレーションで除去することによって露光マスク
を得ることも可能である。
The exposure mask according to the present invention, that is, the excimer laser processing mask is not limited to the above method. For example, an opening pattern of a photosensitive resist is formed on a metal film, and the opening pattern is used as a mask for excimer laser processing. It is also possible to obtain an exposure mask by irradiating a laser to remove the metal film and the underlying multilayer dielectric layer by ablation.

【0190】この種の露光機では、露光マスクと被加工
物であるガラス基板との位置合わせを精密に行うことが
要求される。以下、被加工物であるガラス基板に対する
露光マスクの位置合わせ機構の実施例を説明する。 〔実施例9〕図37は露光マスクと被加工物であるガラ
ス基板との位置合わせ機構の実施例を説明する模式図で
あって、1aはエキシマレーザー光、7は露光マスク、
7Aは位置合わせマーク、8は結像光学系(結像レン
ズ)、30は蛍光板、30Aは蛍光発光部分、31はビ
デオカメラ、32は演算装置、33は露光マスク調整機
構、34は焦点・倍率調整機構、35は背面照明ランプ
である。
In this type of exposure apparatus, it is required to precisely align the exposure mask with the glass substrate which is the workpiece. An embodiment of the alignment mechanism of the exposure mask with respect to the glass substrate that is the workpiece will be described below. [Embodiment 9] FIG. 37 is a schematic view for explaining an embodiment of a mechanism for aligning an exposure mask with a glass substrate which is a workpiece. 1a is an excimer laser beam, 7 is an exposure mask,
7A is an alignment mark, 8 is an image forming optical system (image forming lens), 30 is a fluorescent plate, 30A is a fluorescent light emitting portion, 31 is a video camera, 32 is an arithmetic unit, 33 is an exposure mask adjusting mechanism, and 34 is focus / magnification. The adjusting mechanism, 35 is a back lighting lamp.

【0191】同図において、エキシマレーザ光1aが照
射される光路上に、露光マスク7、結像光学系8、蛍光
板30、およびビデオカメラ31が配置されている。エ
キシマレーザー光1aは、その波長がたとえば248n
mで、エネルギー密度が10〜20mJ/cm2 に調整
されたものとなっている。露光マスク2は、前記したも
のと同様に、例えば330mm×250mmサイズ、厚
さ5mmの石英基板面にHfO2 およびSiO2 をそれ
ぞれ1/4波長の膜厚で交互に各9層重ねた積層体に開
口パターンを加工したものとなっている。
In the figure, an exposure mask 7, an image forming optical system 8, a fluorescent plate 30, and a video camera 31 are arranged on the optical path on which the excimer laser light 1a is irradiated. The excimer laser light 1a has a wavelength of, for example, 248n.
m, the energy density was adjusted to 10 to 20 mJ / cm 2 . The exposure mask 2 is, for example, a laminate in which 9 layers of HfO 2 and SiO 2 are alternately laminated at a film thickness of ¼ wavelength on a quartz substrate surface having a size of 330 mm × 250 mm and a thickness of 5 mm in the same manner as described above. It is a processed opening pattern.

【0192】この露光マスク7からの反射率は98%以
上で、透過エネルギーとのS/Nは40以上である。そ
して、この露光マスク7には位置合わせマーク7Aが形
成されている。この位置合わせマーク7Aは、例えば、
線幅が20ミクロン以下(好ましくは、5ミクロン)の
十字パターンに形成される。なお、位置合わせマーク7
Aは、十字パターンに限定されることはなく、桝形等他
のパターンであってもよいことは言うまでもない。
The reflectance from the exposure mask 7 is 98% or more, and the S / N with the transmitted energy is 40 or more. A registration mark 7A is formed on the exposure mask 7. This alignment mark 7A is, for example,
It is formed in a cross pattern having a line width of 20 microns or less (preferably 5 microns). Alignment mark 7
It is needless to say that A is not limited to the cross pattern and may be another pattern such as a square shape.

【0193】図38は蛍光板の構成を説明する部分断面
図である。この蛍光板30はエキシマレーザー光の照射
で蛍光を発生する基板であり、同図に示すように、例え
ば、270mm×200mmサイズで、厚さ1.1mm
の石英ガラス30a上に螢光塗料膜30bが約500n
mの膜厚で形成したものを使用している。エキシマレー
ザー光1aの照射によって露光マスク7の位置合わせマ
ーク7Aは、1:1の結像光学系8を介して蛍光板30
上に結像され、結像個所の螢光塗料膜30bが螢光を発
する。
FIG. 38 is a partial sectional view for explaining the structure of the fluorescent plate. The fluorescent plate 30 is a substrate that generates fluorescence upon irradiation with excimer laser light, and as shown in the figure, for example, has a size of 270 mm × 200 mm and a thickness of 1.1 mm.
Fluorescent paint film 30b is about 500n on quartz glass 30a.
A film formed with a film thickness of m is used. The alignment mark 7A of the exposure mask 7 by the irradiation of the excimer laser beam 1a is transferred to the fluorescent plate 30 via the 1: 1 imaging optical system 8.
An image is formed on the upper surface, and the fluorescent paint film 30b at the image forming portion emits fluorescent light.

【0194】なお、この場合における蛍光板30の材料
としてエキシマレーザー光1Aに対する吸収係数の高い
材料を用いた場合には上記した螢光塗料膜を必ずしも必
要とせずに同様の効果が得られる。ビデオカメラ31は
定められた基準位置に固定されており、露光マスク7の
位置合わせマーク7Aの投影像(蛍光像)30Aを蛍光
板30の裏面から撮像する。
When a material having a high absorption coefficient for the excimer laser light 1A is used as the material of the fluorescent plate 30 in this case, the above-mentioned fluorescent paint film is not necessarily required and the same effect can be obtained. The video camera 31 is fixed at a predetermined reference position, and captures the projected image (fluorescent image) 30A of the alignment mark 7A of the exposure mask 7 from the back surface of the fluorescent plate 30.

【0195】ビデオカメラ31の撮像データ(画像デー
タ)は演算装置32に入力する。演算装置32は投影像
30Aの位置を基準位置との対比で演算して投影像のず
れ量を検出する。検出された位置ずれデータは露光マス
ク調整機構33に与えられ、露光マスク調整機構33は
露光マスク7の位置を上記位置ずれが0となるように、
すなわち正規の位置になるように位置調整する。
The image pickup data (image data) of the video camera 31 is input to the arithmetic unit 32. The arithmetic unit 32 calculates the position of the projected image 30A by comparison with the reference position to detect the amount of deviation of the projected image. The detected positional deviation data is given to the exposure mask adjusting mechanism 33, and the exposure mask adjusting mechanism 33 adjusts the position of the exposure mask 7 so that the positional deviation becomes zero.
That is, the position is adjusted so as to be a regular position.

【0196】なお、上記位置ずれ量の演算は、例えば、
演算装置32に位置合わせマークの投影像30Aの位置
座標に係る情報を格納するメモリを設け、この位置座標
データとビデオカメラの撮像データの差分演算を行うこ
とで実行される。なお、この構成例では、投影像30A
の焦点状態、サイズの差のデータをも演算装置32で演
算し、その結果を焦点・倍率調整機構34に与えて結像
レンズ8の焦点調整および倍率調整を行うように構成さ
れている。この焦点、倍率の調整が必要となる理由は、
エキシマレーザー光によるレジスト膜のアブレーション
時の使用波長と光学系の焦点位置および倍率等の調整が
重要になってくるからである。
The calculation of the positional deviation amount is performed by, for example,
The arithmetic unit 32 is provided with a memory for storing information relating to the position coordinates of the projection image 30A of the alignment mark, and the difference is calculated between the position coordinate data and the image data of the video camera. In this configuration example, the projected image 30A
Also, the focus state and size difference data are calculated by the arithmetic unit 32, and the result is given to the focus / magnification adjusting mechanism 34 to perform focus adjustment and magnification adjustment of the imaging lens 8. The reason why this focus and magnification need to be adjusted is
This is because it becomes important to adjust the wavelength used during ablation of the resist film by the excimer laser light and the focus position and magnification of the optical system.

【0197】一方、前記蛍光板30と同サイズおよび同
形の製造過程における液晶表示素子用ガラス基板(図示
せず)が用意されており、このガラス基板を蛍光板30
と互換されて全く同位置にセットされるようになってい
る。液晶表示素子用のガラス基板は、例えば、その一方
の表面の全域に金属蒸着膜が形成され、さらにその上を
覆った全域にレジスト膜が形成されたものとなってい
る。
On the other hand, a glass substrate (not shown) for a liquid crystal display element in the manufacturing process of the same size and shape as the fluorescent plate 30 is prepared, and this glass substrate is used.
It is compatible with and is set at exactly the same position. The glass substrate for a liquid crystal display element has, for example, a metal vapor deposition film formed on the entire surface of one surface thereof, and a resist film formed on the entire surface covering the metal vapor deposition film.

【0198】液晶表示素子用のガラス基板が前記蛍光板
30と互換された段階では、そのガラス基板は露光マス
ク7に対して正しい位置に位置合わせがなされ、その
後、露光マスク7を用いてパターン露光される。これに
より、液晶表示素子用のガラス基板上のレジスト膜は、
所謂従来の湿式(ウエット)現像処理を行うことなくパ
ターニングがなされ、その下層に配置されている金属蒸
着膜の選択エッチング用のマスクとして用いられる。
At the stage where the glass substrate for the liquid crystal display device is compatible with the fluorescent plate 30, the glass substrate is aligned in the correct position with respect to the exposure mask 7, and then pattern exposure is performed using the exposure mask 7. It Thereby, the resist film on the glass substrate for the liquid crystal display device,
Patterning is performed without performing a so-called conventional wet (wet) development process, and it is used as a mask for selective etching of a metal vapor deposition film disposed thereunder.

【0199】なお、同図では液晶表示素子用のガラス基
板(あるいは蛍光板30)をその背面から光を照射させ
る背面照明ランプ35が配置されている。液晶表示素子
用のガラス基板の製造において2層目に形成された材料
に対して加工を行う場合、その材料に位置合わせマーク
が形成されており、その位置合わせマークの検出手段と
して背面照明ランプ35から投影像30Aの螢光と同一
波長の光を照射することによって、該位置合わせマーク
をビデオカメラ31によって検出できるようになってい
る。
In the figure, a rear illumination lamp 35 for irradiating the glass substrate for the liquid crystal display element (or the fluorescent plate 30) with light from the rear surface thereof is arranged. When a material formed in the second layer is processed in the production of a glass substrate for a liquid crystal display element, an alignment mark is formed on the material, and the back illumination lamp 35 is used as a means for detecting the alignment mark. The alignment mark can be detected by the video camera 31 by irradiating light having the same wavelength as that of the fluorescent light of the projected image 30A.

【0200】このような構成によれば、製造工程時に液
晶表示素子用のガラス基板と互換できる蛍光板30がエ
キシマレーザー光1aによって露光マスク7の位置合わ
せマーク7Aを投影させた場合に、その投影個所におい
て螢光を発生させ、液晶表示素子用のガラス基板と位置
的に対応して配置される蛍光板30に投影されて目視で
きるアライメントマークは可視光によって得られる投影
と全く同等の機能を果たすことができる。
According to this structure, when the fluorescent plate 30 compatible with the glass substrate for the liquid crystal display device projects the alignment mark 7A of the exposure mask 7 by the excimer laser light 1a during the manufacturing process, the projection position thereof. At, the alignment mark which is generated by fluorescence and is projected on the fluorescent plate 30 which is positioned corresponding to the glass substrate for the liquid crystal display element and which can be seen can fulfill the same function as the projection obtained by visible light. it can.

【0201】この実施例によれば、液晶表示素子用のガ
ラス基板に対する露光マスク7の位置合わせを簡単な構
成で達成することができる。 〔実施例10〕図39は露光マスクと被加工物であるガ
ラス基板との位置合わせ機構の他の実施例を説明する模
式図であって、7B,7Cは露光マスク7に形成した位
置合わせマーク、8a,8bはマーク専用結像レンズ、
10B,10Cは液晶表示素子用のガラス基板10に形
成した位置合わせマーク、30B,30Cは蛍光板、3
1B,31Cは蛍光板30B,30C形成される位置合
わせマーク7B,7Cの投影による蛍光を撮像するビデ
オカメラ、31D,31Eはガラス基板10の位置合わ
せマーク10B,10Cを撮像するビデオカメラ、36
はガラス基板10の位置調整機構、40a,40bはプ
リズム、40c,40dはミラー、41はガラス基板ホ
ルダである。
According to this embodiment, the alignment of the exposure mask 7 with respect to the glass substrate for the liquid crystal display element can be achieved with a simple structure. [Embodiment 10] FIG. 39 is a schematic view for explaining another embodiment of the alignment mechanism between the exposure mask and the glass substrate which is the workpiece, and 7B and 7C are alignment marks formed on the exposure mask 7. , 8a and 8b are image forming lenses dedicated to marks,
10B and 10C are alignment marks formed on the glass substrate 10 for a liquid crystal display element, 30B and 30C are fluorescent plates, and 3
Numerals 1B and 31C are video cameras that image the fluorescent light by projection of the alignment marks 7B and 7C formed on the fluorescent plates 30B and 30C, 31D and 31E are video cameras that image the alignment marks 10B and 10C of the glass substrate 10, and 36.
Is a position adjusting mechanism of the glass substrate 10, 40a and 40b are prisms, 40c and 40d are mirrors, and 41 is a glass substrate holder.

【0202】この実施例においては、エキシマレーザー
光1aは、複数のプリズム(同図では2個)40a,4
0bと、各プリズムに対応して配置されたミラー40
c,40dを介して分離されて露光マスク7上に形成さ
れた位置合わせマーク7B,7Cを照射する。各位置合
わせマーク7B,7Cは、それぞれマーク専用結像レン
ズ8a,8bを介して製造過程にある液晶表示素子用の
ガラス基板10を保持するガラス基板ホルダ41に設け
た螢光発生板30B,30Cに結像され、螢光を発生さ
せる。
In this embodiment, the excimer laser beam 1a is composed of a plurality of prisms (two in the figure) 40a, 4a.
0b and mirrors 40 arranged corresponding to each prism
Irradiate the alignment marks 7B, 7C separated on the exposure mask 7 through the c, 40d. The alignment marks 7B and 7C are provided with fluorescence generating plates 30B and 30C provided on a glass substrate holder 41 that holds the glass substrate 10 for the liquid crystal display element in the manufacturing process through the image forming lenses 8a and 8b dedicated to the marks, respectively. An image is formed on the surface, and fluorescence is generated.

【0203】螢光発生板30B,30Cは、前記実施例
で説明した図38と同様の構成を有し、表面に螢光塗料
膜が約500nmの膜厚で形成されている。この螢光発
生板30B,30Cによる発光像は、それらの背面に設
置されたマーク検出用ビデオカメラ31B,31Cによ
って検出される。一方、ガラス基板ホルダ41に保持さ
れたガラス基板10の一部には位置合わせマーク10
B,10Cが付されており、この位置合わせマーク10
B,10Cはガラス基板10の背面に配置されたビデオ
カメラ31D,31Eによって検出される。
The fluorescent light generating plates 30B and 30C have the same structure as that of FIG. 38 described in the above embodiment, and the surface of the fluorescent paint film is formed to a thickness of about 500 nm. The light emission images from the fluorescent light generating plates 30B and 30C are detected by the mark detection video cameras 31B and 31C installed on the back surface thereof. On the other hand, on the part of the glass substrate 10 held by the glass substrate holder 41, the alignment mark 10
B and 10C are attached, and this alignment mark 10
B and 10C are detected by video cameras 31D and 31E arranged on the back surface of the glass substrate 10.

【0204】そして、各ビデオカメラ31D,31Eに
よってそれぞれ検出された位置合わせマーク10B,1
0Cの位置関係(離間距離)から、ガラス基板ホルダ4
1に対するガラス基板10の位置が正確なものか否かを
判断すると共に、正確でない場合にはそのずれ量を演算
し、その演算値に基づいてガラス基板10のガラス基板
ホルダ41に対する位置調整を位置調整機構36によっ
て行うように構成されている。
Then, the alignment marks 10B and 1B detected by the video cameras 31D and 31E, respectively.
From the positional relationship (separation distance) of 0C, the glass substrate holder 4
It is determined whether or not the position of the glass substrate 10 with respect to the glass substrate 1 is accurate. If the position is not accurate, the shift amount is calculated, and the position adjustment of the glass substrate 10 with respect to the glass substrate holder 41 is performed based on the calculated value. It is configured to be performed by the adjusting mechanism 36.

【0205】なお、このような位置調整がなされた後に
は、エキシマレーザー光1aによって露光マスク7、結
像レンズ8を介して液晶表示素子用のガラス基板に形成
されたレジスト膜のパターニングを行う。上記構成にお
いても前記実施例と同様に結像レンズの焦点の調整およ
び倍率の調整を行う構成を備える。
After such position adjustment is performed, the resist film formed on the glass substrate for the liquid crystal display element is patterned by the excimer laser beam 1a through the exposure mask 7 and the imaging lens 8. The above-described configuration also has a configuration for adjusting the focus and the magnification of the imaging lens as in the above-described embodiment.

【0206】なお、上記した露光マスクとガラス基板と
の位置合わせ装置は、レジスト膜のパターニングに限る
ものではなく、このパターニング後に下層のTFT構成
薄膜のアブレーション加工機にも同様に適用できる。次
に、エキシマレーザー光のアブレーション現象を利用し
たレジスト膜および各種薄膜の加工におけるデブリスの
除去装置の実施例について説明する。
The above-described aligning device for the exposure mask and the glass substrate is not limited to the patterning of the resist film, but can be similarly applied to the ablation processing machine for the lower layer TFT constituting thin film after this patterning. Next, an example of a debris removing device in processing a resist film and various thin films utilizing the ablation phenomenon of excimer laser light will be described.

【0207】エキシマレーザー光のアブレーション現象
を利用したレジスト膜のパターニングやTFTを構成す
る各種薄膜の加工においては、当該アブレーションに伴
ってデブリスが発生する。従来、このエキシマレーザー
光を用いたアブレーション加工をマイクロマシニングの
分野に適用したものでは、アブレーションで発生する加
工生成物であるデブリスは加工後に被加工物を洗浄する
か、または加工材料に応じて、ヘリウム等の不活性雰囲
気中で加工するか、あるいは酸素雰囲気中で加工するこ
とによって低減している。
In the patterning of a resist film utilizing the ablation phenomenon of excimer laser light and the processing of various thin films forming a TFT, debris is generated due to the ablation. Conventionally, the ablation process using this excimer laser light is applied to the field of micromachining, and debris, which is a processed product generated by ablation, cleans the work piece after processing, or depending on the processing material, It is reduced by processing in an inert atmosphere such as helium or in an oxygen atmosphere.

【0208】しかし、このような従来の除去技術では、
アブレーションによって発生するデブリスを完全に除く
ことは困難である。特に、被加工物に再付着したデブリ
スを除去することは難しい。さらに、デブリスの形態は
材料の種類や入射エネルギーの強度によって、気体状の
ものから数μm程度の大きさの粒子に至るまでの広範囲
の形態で分布しており、加工後の洗浄も発生したデブリ
スの形態によって種々の方法を考えねばならない。
However, in such a conventional removal technique,
It is difficult to completely remove debris generated by ablation. In particular, it is difficult to remove debris that has re-adhered to the workpiece. Further, the debris forms are distributed in a wide range from a gaseous state to particles with a size of several μm, depending on the type of material and the intensity of incident energy, and debris that has been washed after processing has also occurred. Various methods must be considered depending on the form.

【0209】また、ヘリウム雰囲気中での加工では、ア
ブレーションのプルーム(爆発雲)の噴出速度が空気中
での速度よりもより速いためにデブリスが遠くに分散さ
れ、見掛け上デブリスが減少したように見える。これ
は、酸素雰囲気中では、発生したデブリスが酸化され気
体状になる結果と考えられる。上記したヘリウム、ある
いは酸素の雰囲気での加工が効果を持つのは比較的限ら
れた材料の加工においてのみであり、あらゆる材料の加
工において有効であるわけでは無い。
Also, in processing in a helium atmosphere, the debris was dispersed far away because the ejection speed of the ablation plume (explosion cloud) was faster than in air, and apparently the debris decreased. appear. This is considered to be a result of the generated debris being oxidized and turned into a gas in an oxygen atmosphere. The above-described processing in an atmosphere of helium or oxygen is effective only in processing relatively limited materials, and is not effective in processing all materials.

【0210】さらに、考慮すべき本質的な点は、高速の
加工を行うためにエキシマレーザーの発振周波数を大き
くして行くと、先行するエキシマレーザーパルスによっ
て生じたプルームがまだエキシマレーザーの光路中に存
在している状態で後続のエキシマレーザーによるアブレ
ーションが実行されることになるために、当該後続する
アブレーションのためのエキシマレーザーにエネルギー
損失を招くという問題がある。
Furthermore, the essential point to be considered is that when the oscillation frequency of the excimer laser is increased in order to perform high-speed processing, the plume generated by the preceding excimer laser pulse is still in the optical path of the excimer laser. Since the ablation by the subsequent excimer laser is performed in the existing state, there is a problem that the excimer laser for the subsequent ablation causes energy loss.

【0211】このような理由から、アブレーションによ
り発生したプルームを高速で除去することが、単にデブ
リスを除くという以上に重要な課題となっている。以
下、本発明によるアブレーションデブリス除去装置の実
施例につき、詳細に説明する。 〔実施例11〕図40は本発明による液晶表示素子の製
造におけるアブレーションデブリス除去装置の1実施例
の構成を説明する模式図であって、50は吸引ノズル、
51は図示しない真空ポンプに連通する排気部、52は
吸引バッファ空間、10は被加工物であるガラス基板で
ある。
For this reason, removing the plume generated by ablation at high speed has become a more important issue than simply removing debris. Hereinafter, embodiments of the ablation debris removing device according to the present invention will be described in detail. [Embodiment 11] FIG. 40 is a schematic view for explaining the constitution of one embodiment of an ablation debris removing device in the production of a liquid crystal display device according to the present invention, in which 50 is a suction nozzle,
Reference numeral 51 is an exhaust portion communicating with a vacuum pump (not shown), 52 is a suction buffer space, and 10 is a glass substrate which is a workpiece.

【0212】この実施例は一本の吸引ノズル50を有す
る構成であり、これを被加工物10の加工領域に近接
し、かつプルームの上昇速度が十分小さくなる位置に設
置して矢印に示したようにデブリスAの吸引を行う。吸
引ノズルの開口形状は円筒状、楕円状、矩形状、あるい
はスリット状等、被加工物の材料、エキシマレーザー光
加工装置の構成、使用エネルギー等に応じて適宜のもの
とする。
This embodiment has a structure having one suction nozzle 50, which is installed in a position close to the processing region of the workpiece 10 and at which the plume rising speed is sufficiently small, as shown by the arrow. As described above, the debris A is sucked. The shape of the opening of the suction nozzle may be cylindrical, elliptical, rectangular, slit-shaped, or the like depending on the material of the workpiece, the configuration of the excimer laser light processing apparatus, the energy used, and the like.

【0213】本実施例により、被加工物の表面に当該デ
ブリスが付着したり、後続のレーザーパルスのエネルギ
ーを減殺させることがないエキシマレーザー加工装置を
提供できる。なお、この構成としたものを加工領域の周
りに複数個設置することによって吸引の効率を向上させ
ることができる。 〔実施例12〕図41は本発明による液晶表示素子の製
造におけるアブレーションデブリス除去装置の他の実施
例の構成を説明する模式図であって、図40と同一符号
は同一機能部分に対応する。
According to the present embodiment, it is possible to provide an excimer laser processing apparatus in which the debris does not adhere to the surface of the workpiece and the energy of the subsequent laser pulse is not reduced. In addition, the suction efficiency can be improved by installing a plurality of the above-mentioned structures around the processing area. [Embodiment 12] FIG. 41 is a schematic view for explaining the structure of another embodiment of the ablation debris removing device in the manufacture of the liquid crystal display device according to the present invention, and the same reference numerals as those in FIG. 40 correspond to the same functional portions.

【0214】本実施例は、吸引ノズル50を被加工物の
加工領域を周回して包囲するごとく開口したスリット状
とした環状としたものである。それぞれの吸引バッファ
空間3aは連通させておくのが望ましく、排気部2は一
箇所としてもよい。本実施例により、デブリスの除去効
果が向上し、被加工物の表面に当該デブリスが付着した
り、後続のレーザーパルスのエネルギーを減殺させるこ
とがないエキシマレーザー加工装置を提供できる。 〔実施例13〕図42は本発明による液晶表示素子の製
造におけるアブレーションデブリス除去装置のさらに他
の実施例の構成を説明する模式図であって、53a,5
3bは吸引容器を構成する側壁、54はエキシマレーザ
ー光の入射窓、55は吸引容器を構成する底板、55a
はレーザー光照射用の開口、図40と同一符号は同一機
能部分に対応する。
In this embodiment, the suction nozzle 50 has a slit-like annular shape that is opened so as to surround and surround the processing region of the workpiece. It is desirable that the respective suction buffer spaces 3a be communicated with each other, and the exhaust unit 2 may be provided at one place. According to this embodiment, it is possible to provide an excimer laser processing apparatus in which the effect of removing debris is improved, the debris does not adhere to the surface of the workpiece, and the energy of the subsequent laser pulse is not reduced. [Embodiment 13] FIG. 42 is a schematic view for explaining the constitution of still another embodiment of the ablation debris removing device in the manufacture of the liquid crystal display device according to the present invention, and 53a, 53
3b is a side wall forming a suction container, 54 is an entrance window for excimer laser light, 55 is a bottom plate forming a suction container, and 55a.
Is an opening for laser light irradiation, and the same reference numerals as those in FIG. 40 correspond to the same functional portions.

【0215】同図はデブリスの吸引をさらに効率良く、
かつ完全にプルームを除去するためには吸引領域を略々
密閉するごとく囲む吸引容器構造としたものである。す
なわち、本実施例では、エキシマレーザー光の入射窓5
4とガラス基板10にレーザー光を照射するための開口
をもつ底板55および側壁53a,53bで吸引容器を
構成している。吸引バッファ空間52は連通されてお
り、排気部51は一箇所としてもよい。
The figure shows that debris suction can be performed more efficiently,
In addition, in order to completely remove the plume, the suction region has a suction container structure which substantially surrounds the suction region. That is, in this embodiment, the entrance window 5 for excimer laser light is used.
4 and the bottom plate 55 having an opening for irradiating the glass substrate 10 with laser light and the side walls 53a and 53b constitute a suction container. The suction buffer space 52 is in communication, and the exhaust unit 51 may be provided at one place.

【0216】底板55の開口55aはできるだけ小さく
することが望ましいが、アブレーション時のショックウ
エーブフロントの動きを妨げない様にする必要があるた
め、ガラス基板10の加工領域の各縁から約2mm程度
広い開口とするのが好適である。側壁53a,53bも
レーザー光の照射を妨げないような形状とする。また、
入射窓54はエキシマレーザー光を透過させる材料、例
えば石英板で形成し、その設置高さもショックウエーブ
フロントの到達距離よりも高くとっておくことが肝要で
ある。
It is desirable to make the opening 55a of the bottom plate 55 as small as possible, but it is necessary to prevent the movement of the shockwave front during ablation so as not to interfere with the opening 55a. Is preferred. The side walls 53a and 53b are also shaped so as not to hinder the irradiation of the laser beam. Also,
It is important that the entrance window 54 is made of a material that transmits excimer laser light, for example, a quartz plate, and its installation height is set higher than the reach distance of the shockwave front.

【0217】さらに、底板55はアブレーション加工を
施すすべきガラス基板10にできるだけ密に接近させ、
かつその全体面積を大きくとることにより、吸引の効率
をさらに向上できる。これは、吸引容器内の圧力が低く
なり、ショックウエーブフロントの速度が上がるためと
考えられる。ただし、吸引においてはエキシマレーザー
光の光路の気体の擾乱で屈折率の局所的な変動を起さな
い様な流速、流線を考慮する必要がある。 〔実施例14〕図43は本発明による液晶表示素子の製
造におけるアブレーションデブリス除去装置のさらにま
た他の実施例の構成を説明する模式図であって、アブレ
ーション加工装置に取り付けるためのより具体的な構造
を示し、吸引バッファ空間52は連通して排気部51に
連絡し、56は吸引容器である。なお、図42と同一符
号は同一機能部分に対応する。
Further, the bottom plate 55 is brought as close as possible to the glass substrate 10 to be ablated,
In addition, by increasing the entire area, the efficiency of suction can be further improved. It is considered that this is because the pressure in the suction container becomes low and the speed of the shockwave front increases. However, in the suction, it is necessary to consider a flow velocity and a streamline that do not cause local fluctuation of the refractive index due to gas disturbance in the optical path of the excimer laser light. [Embodiment 14] FIG. 43 is a schematic view for explaining the constitution of still another embodiment of the ablation debris removing device in the manufacture of the liquid crystal display device according to the present invention, which is more specific for being attached to the ablation processing device. The suction buffer space 52 communicates with the exhaust part 51, and 56 is a suction container. Note that the same reference numerals as those in FIG. 42 correspond to the same functional portions.

【0218】同図において、吸引容器56の高さは65
mm程度とし、この吸引容器の底板55を被加工物の表
面上に1mmの間隙で設置する。エキシマレーザー光は
入射窓54から入射し、底板55の開口55aからガラ
ス基板に照射される。アブレーションで生じたデブリス
Aは、矢印に示したように吸引ノズル50を通して吸引
バッファ空間52から排気部51に到り、図示しない真
空ポンプで排気される。
In the figure, the height of the suction container 56 is 65.
mm, and the bottom plate 55 of the suction container is placed on the surface of the workpiece with a gap of 1 mm. The excimer laser light enters through the entrance window 54 and irradiates the glass substrate through the opening 55a of the bottom plate 55. The debris A generated by ablation reaches the exhaust unit 51 from the suction buffer space 52 through the suction nozzle 50 as shown by the arrow, and is exhausted by a vacuum pump (not shown).

【0219】この構成のアブレーションデブリス除去装
置を用いたアブレーション加工装置でノボラック系樹脂
のアブレーション加工をおこなった結果、2kHzのレ
ーザー発振周波数に対し、吸引容器のない時と比較して
約1.5倍のアブレーションレートを得ることができ
た。さらに、レーザー照射部の縁の微小部分を除いてデ
ブリスを完全に除去することができた。
As a result of performing ablation processing of the novolac resin with the ablation processing device using the ablation debris removing device of this configuration, the laser oscillation frequency of 2 kHz is about 1.5 times as high as that without the suction container. Was able to obtain the ablation rate of. Furthermore, debris could be completely removed except for a small portion at the edge of the laser irradiation part.

【0220】このように構成したことにより、アブレー
ション加工装置の加工部に容易に設置することができ、
発生したデブリスを除去して高品質の加工を行うことが
可能となる。図44は図43に示したアブレーションデ
ブリス除去装置をアブレーション加工機に装着して液晶
表示素子を構成するカラーフィルタ基板の加工に適用し
た構成例の説明図であって、1はエキシマレーザー、1
aはエキシマレーザー光、1a’は照射レーザー光、7
は露光マスク(誘電体マスク)、10’は被加工物であ
るカラーフィルタ基板、11はカラーフィルタ基板1
0’のX−Yテーブル、60はカラーフィルタ層、60
aはカラーフィルタ層に形成された不要な凸部、61は
均一化照明光学系、62は結像光学系(レンズ)、63
はデブリス除去装置である。
With this configuration, it can be easily installed in the processing portion of the ablation processing device,
High quality processing can be performed by removing the generated debris. FIG. 44 is an explanatory diagram of a configuration example in which the ablation debris removing device shown in FIG. 43 is attached to an ablation processing machine and is applied to processing of a color filter substrate that constitutes a liquid crystal display element.
a is an excimer laser beam, 1a 'is an irradiation laser beam, 7
Denotes an exposure mask (dielectric mask), 10 ′ denotes a color filter substrate which is a workpiece, and 11 denotes a color filter substrate.
0'X-Y table, 60 is color filter layer, 60
a is an unnecessary convex portion formed on the color filter layer, 61 is a uniform illumination optical system, 62 is an imaging optical system (lens), 63
Is a debris removal device.

【0221】同図において、エキシマレーザー1は波長
248nmのレーザー光1aを発振し、インテグレータ
ーを含む均一化照明光学系61により、カラーフィルタ
基板10’のカラーフィルタ層60の表面にある凸部6
0aの除去領域をカバーする開口を形成した露光マスク
7上に2×50mm2 のスリット状のマスクパターンの
照明を行う。
In the figure, an excimer laser 1 oscillates a laser beam 1a having a wavelength of 248 nm, and a uniforming illumination optical system 61 including an integrator causes a convex portion 6 on the surface of the color filter layer 60 of the color filter substrate 10 '.
Illumination of a 2 × 50 mm 2 slit-shaped mask pattern is performed on the exposure mask 7 having an opening formed to cover the removal region 0a.

【0222】このマスクパターンを1:1の結像レンズ
62でカラーフィルタ層60の表面に結像する。結像レ
ンズ62のワーキングディスタンスは70mmで、この
間に図4に断面を示すような高さが65mmの吸引容器
に組み込んだアブレーションデブリス除去装置131m
mの間隙で設置した。デブリスの吸引は300リットル
/秒の排気能力を持つドライ真空ポンプ又は真空吸引装
置を用いる。エキシマレーザー光の入射エネルギー密度
300mJ/cm2 である。
This mask pattern is imaged on the surface of the color filter layer 60 by a 1: 1 imaging lens 62. The working distance of the imaging lens 62 is 70 mm, during which the ablation debris removing device 131 m incorporated in a suction container having a height of 65 mm as shown in cross section in FIG.
m. For debris suction, a dry vacuum pump or a vacuum suction device having an evacuation capacity of 300 liters / second is used. The incident energy density of the excimer laser light is 300 mJ / cm 2 .

【0223】このように構成したアブレーション加工装
置により、カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層に形
成された不要な凸部7aは除去されて平坦化されると共
に、加工により生じたデブリスがカラーフィルタ層に残
留することがなく、高品質のカラーフィルタ基板を得る
ことができた。図45は本発明により製造したTFT型
液晶表示装置の構造例を説明する展開斜視図である。
By the ablation processing apparatus having the above-described structure, unnecessary convex portions 7a formed on the color filter layer of the color filter substrate are removed and flattened, and debris generated by the processing remains on the color filter layer. It was possible to obtain a high quality color filter substrate. FIG. 45 is a developed perspective view illustrating a structural example of a TFT type liquid crystal display device manufactured according to the present invention.

【0224】同図において、MDLは液晶表示装置、S
HDは上フレームである金属製のシールドケース、WD
は液晶表示装置の有効画面を画定する表示窓、PNLは
液晶表示素子、SCPは拡散板、PCB1はドレイン側
回路基板、PCB2はゲート側回路基板、PCB3はイ
ンターフェース回路基板、PRSはプリズムシート、S
PSは拡散シート、GLBは導光体、RFSは反射シー
ト、BLはバックライト、LPはバックライトBLのラ
ンプを構成する冷陰極蛍光灯、LSは反射シート、GC
はゴムブッシュ、LPCはランプケーブル、MCAは導
光体GLBを設置する開口MOを有する下側ケース、J
N1,2,3は回路基板間を接続するジョイナ、TCP
1,2はテープキャリアパッケージ、INS1,2,3
は絶縁シート、GCはゴムクッション、BATは両面粘
着テープ、ILSは遮光スペーサである。
In the figure, MDL is a liquid crystal display device, S
HD is an upper frame metal shield case, WD
Is a display window for defining an effective screen of the liquid crystal display device, PNL is a liquid crystal display element, SCP is a diffusion plate, PCB1 is a drain side circuit board, PCB2 is a gate side circuit board, PCB3 is an interface circuit board, PRS is a prism sheet, S
PS is a diffusion sheet, GLB is a light guide, RFS is a reflection sheet, BL is a backlight, LP is a cold cathode fluorescent lamp constituting a lamp of the backlight BL, LS is a reflection sheet, and GC
Is a rubber bush, LPC is a lamp cable, MCA is a lower case having an opening MO for installing the light guide GLB, J
N1,2,3 are joiners for connecting circuit boards, TCP
1, 2 are tape carrier packages, INS 1, 2, 3
Is an insulating sheet, GC is a rubber cushion, BAT is a double-sided adhesive tape, and ILS is a light shielding spacer.

【0225】上記の各構成材は、金属製のシールドケー
スSHDと下側ケースMCAの間に積層されて挟持固定
されて液晶表示装置MDLを構成する。液晶表示素子P
NLには拡散板SCPが積層され、その周辺に各種の回
路基板を取り付けて画像表示のための駆動がなされる。
また、液晶表示素子PNLの裏面には導光体GLBに各
種の光学シートを積層してなるバックライトBLが設置
され、液晶表示素子PNLに形成された画像を照明して
表示窓WDに表示する。
Each of the above components is laminated between the metal shield case SHD and the lower case MCA and is sandwiched and fixed to form the liquid crystal display device MDL. Liquid crystal display element P
A diffusion plate SCP is laminated on the NL, and various circuit boards are attached around the diffusion plate SCP to drive the image display.
Further, on the back surface of the liquid crystal display element PNL, a backlight BL formed by laminating various optical sheets on the light guide GLB is installed, and an image formed on the liquid crystal display element PNL is illuminated and displayed on the display window WD. .

【0226】上記本発明を用いて組み立てたTFT型液
晶表示装置は、プロセス工程が大幅に短縮され、かつ高
精度の薄膜パターンが形成可能であり、高画質の表示性
能を備えた各種の表示デバイスに適用できる。なお、本
発明によるエキシマレーザー光のアブレーション現象を
利用した加工方法は、液晶表示素子のレジスト膜やTF
T基板あるいはカラーフィルタ基板を構成する各種の薄
膜のパターニングに限らず、同様のパターニングを伴う
各種薄膜のパターニングに適用できる。
The TFT-type liquid crystal display device assembled by using the present invention described above is capable of forming a thin film pattern with high accuracy and having a significantly shortened process step, and various display devices having high image quality display performance. Applicable to The processing method using the ablation phenomenon of the excimer laser light according to the present invention is applied to the resist film of the liquid crystal display element or the TF.
The present invention is not limited to the patterning of various thin films forming the T substrate or the color filter substrate, but can be applied to the patterning of various thin films accompanied by similar patterning.

【0227】[0227]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高アブレーションレート、かつ低デブリスの高分子材料
でレジスト膜を形成し、エキシマレーザー光のアブレー
ション現象を利用したリソグラフィーにより、レジスト
膜の現像および残留レジスト膜の除去、金属薄膜や半導
体薄膜あるいは絶縁薄膜のパターニングをウエットプロ
セスによること無く実現できることから、当該現像剤や
剥離剤、その他の処理剤の廃液で環境への影響を無くす
ことができる。さらに薄膜パターン形成プロセス自体が
簡素化されると共に、そのプロセス時間を大幅に短縮す
ることができ、液晶被素子の製造コストが低減される。
As described above, according to the present invention,
A resist film is formed from a high ablation rate and low debris polymer material, and the resist film is developed and the remaining resist film is removed by lithography using the ablation phenomenon of excimer laser light. Since patterning can be realized without using a wet process, the influence on the environment can be eliminated by waste liquid of the developer, the release agent, and other processing agents. Further, the process of forming the thin film pattern itself is simplified, and the process time can be greatly reduced, thereby reducing the manufacturing cost of the liquid crystal element.

【0228】また、高エネルギーのエキシマレーザー光
に対する光学系のダメージが防止され、大面積のガラス
基板に高精度で各種の薄膜のパターニングを施すことが
可能となり、その量産効果が大である。さらに、本発明
による露光マスクは、高エネルギーのエキシマレーザー
光に対して耐久性が大きく、かつステップ−スキャン方
式における大面積のガラス基板に対するパターンの境界
のずれが回避され、高精度のパターニング処理が可能で
ある。
Further, the optical system is prevented from being damaged by the high-energy excimer laser light, and various thin films can be patterned on a large-area glass substrate with high accuracy, and the mass production effect is great. Further, the exposure mask according to the present invention has high durability against high-energy excimer laser light, and avoids deviation of the boundary of the pattern with respect to a large-area glass substrate in the step-scan method, and thus a highly accurate patterning process can be performed. It is possible.

【0229】そして、露光マスクと被処理物であるガラ
ス基板の位置合わせを、簡単な構成で高精度に実現でき
ると共に、アブレーションで発生したデブリスをリアル
タイムで除去できるため、高速加工と加工環境のクリー
ン化が実現され、製造した液晶表示装置の高品質化を実
現できる。
Since the exposure mask and the glass substrate as the object to be processed can be aligned with high precision with a simple structure and debris generated by ablation can be removed in real time, high-speed processing and a clean processing environment are possible. It is possible to realize high quality of the manufactured liquid crystal display device.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】エキシマレーザー光のアブレーション加工用レ
ジスト材を用いた本発明による液晶表示素子の製造方法
を説明する工程図である。
FIG. 1 is a process diagram illustrating a method for manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention using a resist material for ablation processing of excimer laser light.

【図2】エキシマレーザー光のアブレーション加工用レ
ジスト材を用いた本発明による液晶表示素子の製造方法
を説明する工程図である。
FIG. 2 is a process diagram illustrating a method for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention using a resist material for ablation processing of excimer laser light.

【図3】本発明による液晶表示素子の製造に用いるエキ
シマレーザーのアブレーション現象を利用した露光機の
構成例を説明する模式図である。
FIG. 3 is a schematic diagram for explaining an example of the configuration of an exposing machine utilizing an ablation phenomenon of an excimer laser used for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.

【図4】誘電体多層膜マスクの基本的構成の1例を説明
する断面模式図である。
FIG. 4 is a schematic sectional view illustrating an example of a basic configuration of a dielectric multilayer film mask.

【図5】誘電体多層膜マスクの基本的構成の他例を説明
する断面模式図である。
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view illustrating another example of the basic configuration of the dielectric multilayer film mask.

【図6】図4に対応した屈折率比ne /n1 と反射率と
の関係を層数をパラメータとした説明図である。
6 is an explanatory view as a parameter the number of layers the relation of the refractive index ratio corresponding to FIG. 4 and n e / n 1 and reflectance.

【図7】図5に対応した屈折率比ne /n1 と反射率と
の関係を層数をパラメータとした説明図である。
7 is an explanatory view as a parameter the number of layers the relation of the refractive index ratio corresponding to FIG. 5 and n e / n 1 and reflectance.

【図8】本発明による誘電体多層膜マスクで構成したエ
キシマレーザー加工用マスク(露光マスク)の基本構造
を説明する模式断面図である。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view illustrating a basic structure of an excimer laser processing mask (exposure mask) constituted by a dielectric multilayer film mask according to the present invention.

【図9】図8の金属膜の層を除き追加の高屈折率層とし
てAl2 3 を用いた場合の多層誘電体層の屈折率比n
2 /n3 と反射率の関係の特性説明図である。
FIG. 9 shows the refractive index ratio n of the multilayer dielectric layer when Al 2 O 3 is used as an additional high refractive index layer except for the metal film layer of FIG.
FIG. 4 is a characteristic explanatory diagram of the relationship between 2 / n 3 and reflectance.

【図10】エキシマレーザー光のパルスにディレイ同期
した色素レーザー(パルス幅約5ns)によるアブレー
ション現象のシャドウグラフを模式的に示すアブレーシ
ョン現象の説明図である。
FIG. 10 is an explanatory view of an ablation phenomenon schematically showing a shadow graph of an ablation phenomenon by a dye laser (pulse width: about 5 ns) which is delay-synchronized with a pulse of an excimer laser beam.

【図11】本発明を適用するアクティブ・マトリクス方
式のカラー液晶表示装置の一画素近傍の構成を説明する
平面図である。
FIG. 11 is a plan view illustrating a configuration near one pixel of an active matrix type color liquid crystal display device to which the present invention is applied.

【図12】図11の3−3線に沿って切断した要部断面
図である。
FIG. 12 is a cross-sectional view of a main part, taken along line 3-3 in FIG. 11;

【図13】下部透明ガラス基板にTFTを構成する薄膜
多層構造のパターニングによる形成工程の説明図であ
る。
FIG. 13 is an explanatory diagram of a forming process by patterning a thin-film multilayer structure constituting a TFT on a lower transparent glass substrate.

【図14】下部透明ガラス基板にTFTを構成する薄膜
多層構造のパターニングによる形成工程の説明図であ
る。
FIG. 14 is an explanatory diagram of a forming process by patterning a thin film multilayer structure constituting a TFT on a lower transparent glass substrate.

【図15】下部透明ガラス基板にTFTを構成する薄膜
多層構造のパターニングによる形成工程の説明図であ
る。
FIG. 15 is an explanatory diagram of a forming step by patterning a thin-film multilayer structure constituting a TFT on a lower transparent glass substrate.

【図16】本発明による液晶表示素子の製造方法に使用
される露光/現像装置の光学系の概略を説明する模式図
である。
FIG. 16 is a schematic diagram illustrating an outline of an optical system of an exposure / development apparatus used in a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.

【図17】本発明の液晶表示素子の製造方法におけるス
テップ−スキャン用露光マスクのための基板パターンの
分割原理の説明図である。
FIG. 17 is an explanatory view of a principle of dividing a substrate pattern for an exposure mask for step-scan in a method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention.

【図18】本発明による液晶表示素子の製造方法におい
て使用される露光マスクの構成例を模式的に説明する平
面図である。
FIG. 18 is a plan view schematically illustrating a configuration example of an exposure mask used in the method for manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention.

【図19】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機におけるレンズアレーによるエキシ
マレーザー光の分割を説明する原理図である。
FIG. 19 is a principle diagram illustrating division of excimer laser light by a lens array in an ablation developing machine used in the method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention.

【図20】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機の照明光学系の説明図である。
FIG. 20 is an explanatory diagram of an illumination optical system of an ablation developing machine used in the method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention.

【図21】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機の露光マスクの照明光の均一化の説
明図である。
FIG. 21 is an explanatory diagram of uniforming illumination light of an exposure mask of an ablation developing machine used in a method of manufacturing a liquid crystal display element of the present invention.

【図22】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機の走査方式を説明する模式図であ
る。
FIG. 22 is a schematic diagram illustrating a scanning method of an ablation developing machine used in the method for manufacturing a liquid crystal display device of the present invention.

【図23】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機の走査における照明領域の位置設定
例の説明図である。
FIG. 23 is an explanatory diagram of an example of setting the position of an illumination area in scanning by an ablation developing machine used in the method for manufacturing a liquid crystal display element of the present invention.

【図24】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機のエキシマレーザー光源部と現像光
学系を分離壁で独立させた清浄度が異なる部屋に設置し
たアブレーション現像装置の全体構成の説明図である。
FIG. 24 is a diagram illustrating an overall configuration of an ablation developing apparatus in which excimer laser light source units and a developing optical system of an ablation developing machine used in a method of manufacturing a liquid crystal display device of the present invention are separated from each other by separate walls and installed in rooms having different cleanliness. FIG.

【図25】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機のレーザー光ビームが通過する透過
窓板を傾斜させることによって光軸を平行移動させるず
れ補正方法の説明図である。
FIG. 25 is an explanatory diagram of a shift correction method for tilting a transmission window plate through which a laser light beam passes in an ablation developing machine used in a method of manufacturing a liquid crystal display element of the present invention to translate an optical axis in parallel.

【図26】本発明の第7実施例を説明するためのアブレ
ーション現像機の露光光学系の構成の模式図である。
FIG. 26 is a schematic diagram of a configuration of an exposure optical system of an ablation developing machine for explaining a seventh embodiment of the present invention.

【図27】本発明の第7実施例における光源の分割に用
いる円筒形レンズのX方向とY方向の配置例を説明する
模式図である。
FIG. 27 is a schematic diagram illustrating an example of an arrangement of cylindrical lenses used for dividing a light source in an X direction and a Y direction in a seventh embodiment of the present invention.

【図28】本発明の第7実施例における露光マスクの開
孔パターンの一例としての液晶表示装置のカラーフィル
タ側ガラス基板に形成するブラックマトリクス(BM)
パターンの一例とスリット照明とするためのブレードの
配置関係の説明図である。
FIG. 28 shows a black matrix (BM) formed on a color filter side glass substrate of a liquid crystal display device as an example of an opening pattern of an exposure mask in a seventh embodiment of the present invention.
It is explanatory drawing of the example of a pattern and the arrangement | positioning relationship of the blade for slit illumination.

【図29】本発明の第8実施例を説明するためのカラー
フィルタのアブレーション現像によるパターニングの模
式図である。
FIG. 29 is a schematic diagram of patterning by ablation development of a color filter for explaining an eighth embodiment of the present invention.

【図30】本発明による液晶表示素子の製造方法に使用
するアブレーション露光機の露光マスクの好ましい分割
線の説明図である。
FIG. 30 is an explanatory view of a preferable division line of an exposure mask of an ablation exposure machine used in a method of manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.

【図31】避けるべき分割線の説明図である。FIG. 31 is an explanatory diagram of a dividing line to be avoided.

【図32】本発明による液晶表示素子の製造方法におけ
るレジストパターン形成方法の実施例を説明する基板の
分割例を説明する模式図である。
FIG. 32 is a schematic view for explaining an example of division of a substrate for explaining an embodiment of a method for forming a resist pattern in a method for manufacturing a liquid crystal display element according to the present invention.

【図33】本実施例に使用する露光マスクの具体例を説
明する平面図である。
FIG. 33 is a plan view illustrating a specific example of an exposure mask used in the present example.

【図34】露光マスクを介した基板上のレジストのエキ
シマレーザー光の照射状態の説明図である。
FIG. 34 is an explanatory diagram of an irradiation state of excimer laser light on a resist on a substrate via an exposure mask.

【図35】本発明による液晶表示素子の製造に使用する
エキシマレーザー露光機の露光マスクの材料である高屈
折率層材料と低屈折率層材料の組み合わせと10%以下
の透過率の最小層数の説明図である。
FIG. 35 shows a combination of a high-refractive-index layer material and a low-refractive-index layer material, which are materials for an exposure mask of an excimer laser exposure machine used for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention, and a minimum number of layers having a transmittance of 10% or less. FIG.

【図36】本発明による液晶表示素子の製造に使用する
エキシマレーザー露光機の露光マスクの製造方法の一例
を説明する概略工程図である。
FIG. 36 is a schematic process chart illustrating an example of a method for manufacturing an exposure mask of an excimer laser exposure machine used for manufacturing a liquid crystal display device according to the present invention.

【図37】露光マスクと被加工物であるガラス基板との
位置合わせ機構の実施例を説明する模式図である。
FIG. 37 is a schematic diagram illustrating an embodiment of a positioning mechanism for aligning an exposure mask with a glass substrate as a workpiece.

【図38】蛍光板の構成を説明する部分断面図である。FIG. 38 is a partial cross-sectional view illustrating a configuration of a fluorescent plate.

【図39】露光マスクと被加工物であるガラス基板との
位置合わせ機構の他の実施例を説明する模式図である。
FIG. 39 is a schematic view illustrating another embodiment of the alignment mechanism between the exposure mask and the glass substrate that is the workpiece.

【図40】本発明による液晶表示素子の製造におけるア
ブレーションデブリス除去装置の1実施例の構成を説明
する模式図である。
FIG. 40 is a schematic diagram illustrating the configuration of an embodiment of an ablation debris removing apparatus in the manufacture of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図41】本発明による液晶表示素子の製造におけるア
ブレーションデブリス除去装置の他の実施例の構成を説
明する模式図である。
FIG. 41 is a schematic view illustrating the configuration of another embodiment of the ablation debris removing apparatus in the manufacture of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図42】本発明による液晶表示素子の製造におけるア
ブレーションデブリス除去装置のさらに他の実施例の構
成を説明する模式図である。
FIG. 42 is a schematic view illustrating the configuration of still another embodiment of the ablation debris removing apparatus in the manufacture of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図43】本発明による液晶表示素子の製造におけるア
ブレーションデブリス除去装置のさらにまた他の実施例
の構成を説明する模式図である。
FIG. 43 is a schematic diagram illustrating the configuration of still another embodiment of the ablation debris removing apparatus in the manufacture of a liquid crystal display device according to the present invention.

【図44】図43に示したアブレーションデブリス除去
装置をアブレーション加工機に装着して液晶表示素子を
構成するカラーフィルタ基板の加工に適用した構成例の
説明図である。
44 is an explanatory diagram of a configuration example in which the ablation debris removal device shown in FIG. 43 is mounted on an ablation processing machine and applied to processing of a color filter substrate forming a liquid crystal display element.

【図45】本発明により製造したTFT型液晶表示装置
の構造例を説明する展開斜視図である。
FIG. 45 is an exploded perspective view illustrating a structural example of a TFT type liquid crystal display device manufactured according to the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 エキシマレーザー 3,5 レンズ 4 分割レンズ 6 コンデンサレンズ 7 露光マスク 8 結像レンズ 9 入射瞳 10 被加工物であるレジスト塗布ガラス基板 11 X−Yテーブル(11aはX−Yマスクテーブ
ル、11bはX−Y基板テーブル)。
REFERENCE SIGNS LIST 1 excimer laser 3, 5 lens 4 split lens 6 condenser lens 7 exposure mask 8 imaging lens 9 entrance pupil 10 resist coated glass substrate as workpiece 11 XY table (11a is XY mask table, 11b is X -Y substrate table).

フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H01L 29/786 H01L 29/78 627C 21/336 (72)発明者 林 伸明 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 富田 好文 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Office reference number FI Technical indication location H01L 29/786 H01L 29/78 627C 21/336 (72) Inventor Nobuaki Hayashi 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba Co., Ltd. Hitachi Electronic Devices Division (72) Inventor Yoshifumi Tomita 3300 Hayano, Mobara-shi, Chiba Hitachi Electronic Devices Division

Claims (6)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】液晶表示素子を構成するための金属膜、誘
電体絶縁膜、半導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜の一部
がパターン状に形成された多層膜を成膜したガラス基板
上に高分子材料から構成したレジスト膜を塗布し、 所定の開口パターンを有するマスクを介してエキシマレ
ーザーを照射して照射部分のレジスト膜をアブレーショ
ン現象により除去することで前記マスクの開口パターン
に対応して前記薄膜を露出したレジスト膜パターンを形
成し、 前記レジスト膜パターンで露出された前記薄膜にエッチ
ング処理を施して除去した後、エキシマレーザーを照射
して残留レジスト膜をアブレーション現象により除去す
ることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
1. A glass substrate on which a metal film, a dielectric insulating film, a thin film of a semiconductor film, or a multilayer film in which a part of the thin film is formed in a pattern is formed for forming a liquid crystal display element. Apply a resist film composed of a molecular material, and irradiate an excimer laser through a mask having a predetermined opening pattern to remove the resist film in the irradiated portion by an ablation phenomenon, thereby corresponding to the opening pattern of the mask. A resist film pattern is formed by exposing a thin film, and the thin film exposed by the resist film pattern is removed by etching, and then a residual resist film is removed by irradiation with an excimer laser by an ablation phenomenon. Method for manufacturing liquid crystal display device.
【請求項2】請求項1において、前記レジスト膜の吸光
係数が、波長248nmまたは308nmのエキシマレ
ーザー光に対して5×104 cm-1以上であることを特
徴とする液晶表示素子の製造方法。
2. A method for manufacturing a liquid crystal display device according to claim 1, wherein the extinction coefficient of the resist film is 5 × 10 4 cm −1 or more for excimer laser light having a wavelength of 248 nm or 308 nm. .
【請求項3】請求項1において、前記高分子化合物が、
加熱または乾燥の何れかにより環状または網目状の架橋
構造を形成する熱硬化型であることを特徴とする液晶表
示素子の製造方法。
3. The method according to claim 1, wherein the polymer compound is
A method for manufacturing a liquid crystal display element, which is a thermosetting type in which a cyclic or network-like crosslinked structure is formed by either heating or drying.
【請求項4】請求項1において、前記レジスト膜が、波
長248nm、エネルギー密度100mJ/cm2 のエ
キシマレーザーのパルス光に対して、0.04μm/s
hot以上のアブレーション速度をもつことを特徴とす
る液晶表示素子の製造方法。
4. The method of claim 1, wherein the resist film is, for the wavelength 248 nm, the energy density of 100 mJ / cm 2 of excimer laser light pulse, 0.04 .mu.m / s
A method for manufacturing a liquid crystal display device, wherein the method has an ablation speed not less than hot.
【請求項5】金属膜、誘電体絶縁膜、半導体膜の薄膜、
ないしは前記薄膜の1または複数からなる多層膜を高分
子材料から構成したレジスト膜を用いたエキシマレーザ
ーのアブレーション現象により加工して得た一方のガラ
ス基板と、 ブラックマトリクスおよび複数のカラーフィルターを形
成した他方のガラス基板の間に液晶層を挟持してなる液
晶表示装置。
5. A metal film, a dielectric insulating film, a thin film of a semiconductor film,
Or one glass substrate obtained by processing a multilayer film composed of one or more of the above thin films by an ablation phenomenon of an excimer laser using a resist film made of a polymer material, a black matrix and a plurality of color filters are formed. A liquid crystal display device in which a liquid crystal layer is sandwiched between the other glass substrates.
【請求項6】請求項5において、前記ガラス基板のブラ
ックマトリクスおよび/または複数のカラーフィルタ
が、ブラックマトリクス膜および/または複数のカラー
フィルタ膜を所定の開口パターンを有するマスクを介し
てエキシマレーザーで照射して当該照射部分のブラック
マトリクス膜および/または複数のカラーフィルタ膜を
アブレーション現象により加工してなることを特徴とす
る液晶表示装置。
6. The black matrix and / or the plurality of color filters of the glass substrate according to claim 5, wherein the black matrix film and / or the plurality of color filter films are formed by an excimer laser through a mask having a predetermined opening pattern. A liquid crystal display device, characterized in that the black matrix film and / or a plurality of color filter films in the irradiated part are processed by an ablation phenomenon by irradiation.
JP14565696A 1996-06-07 1996-06-07 Production of liquid crystal display element and liquid crystal display device Pending JPH09325365A (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14565696A JPH09325365A (en) 1996-06-07 1996-06-07 Production of liquid crystal display element and liquid crystal display device

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP14565696A JPH09325365A (en) 1996-06-07 1996-06-07 Production of liquid crystal display element and liquid crystal display device

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH09325365A true JPH09325365A (en) 1997-12-16

Family

ID=15390064

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP14565696A Pending JPH09325365A (en) 1996-06-07 1996-06-07 Production of liquid crystal display element and liquid crystal display device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH09325365A (en)

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2002057105A (en) * 2000-08-14 2002-02-22 Nec Corp Method and device for manufacturing semiconductor thin film, and matrix circuit-driving device
US6485839B1 (en) 1999-05-14 2002-11-26 3M Innovative Properties Company Ablation enhancement layer
JP2004221562A (en) * 2002-12-26 2004-08-05 Konica Minolta Holdings Inc Process for fabricating organic thin film transistor element, organic thin film transistor element fabricated by that process, and organic thin film transistor element sheet
JP2006135289A (en) * 2004-11-05 2006-05-25 Lg Phillips Lcd Co Ltd Thin film etching method and method of fabricating liquid crystal display device using the same
JP2008512877A (en) * 2004-09-10 2008-04-24 バルサチリス・エルエルシー Method for manufacturing microelectronic component and / or optoelectronic circuit sheet
US7749907B2 (en) 2006-08-25 2010-07-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
JP2010524218A (en) * 2007-04-04 2010-07-15 ケンブリッジ ディスプレイ テクノロジー リミテッド Organic thin film transistor

Cited By (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6485839B1 (en) 1999-05-14 2002-11-26 3M Innovative Properties Company Ablation enhancement layer
US6689544B2 (en) 1999-05-14 2004-02-10 3M Innovative Properties Company Ablation enhancement layer
JP2002057105A (en) * 2000-08-14 2002-02-22 Nec Corp Method and device for manufacturing semiconductor thin film, and matrix circuit-driving device
JP2004221562A (en) * 2002-12-26 2004-08-05 Konica Minolta Holdings Inc Process for fabricating organic thin film transistor element, organic thin film transistor element fabricated by that process, and organic thin film transistor element sheet
JP2008512877A (en) * 2004-09-10 2008-04-24 バルサチリス・エルエルシー Method for manufacturing microelectronic component and / or optoelectronic circuit sheet
JP2006135289A (en) * 2004-11-05 2006-05-25 Lg Phillips Lcd Co Ltd Thin film etching method and method of fabricating liquid crystal display device using the same
JP4495643B2 (en) * 2004-11-05 2010-07-07 エルジー ディスプレイ カンパニー リミテッド Thin film etching method and liquid crystal display manufacturing method using the same
US7749907B2 (en) 2006-08-25 2010-07-06 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
US8043969B2 (en) 2006-08-25 2011-10-25 Semiconductor Energy Laboratory Co., Ltd. Method for manufacturing semiconductor device
JP2010524218A (en) * 2007-04-04 2010-07-15 ケンブリッジ ディスプレイ テクノロジー リミテッド Organic thin film transistor

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR20080016883A (en) Exposure method and apparatus
TWI443471B (en) Projection optical system, exposure apparatus, and device manufacturing method
KR101570544B1 (en) Exposure method exposure apparatus and device manufacturing method
US6028288A (en) Laser beam machine and liquid crystal display device fabrication method using the machine
US6967796B2 (en) Optical element and optical system
KR100796582B1 (en) Exposure method and exposure device
JP2008221299A (en) Laser beam machining apparatus
JPH09325365A (en) Production of liquid crystal display element and liquid crystal display device
KR100718194B1 (en) Projection Optical System and Pattern Writing Apparatus
JPH1020509A (en) Production of liquid crystal display element and liquid crystal display device
JP2005210112A (en) Exposing method and device thereof
JP2006086141A (en) Projection optical system, aligner, and method of exposure
TWI395069B (en) Projection optical system, exposure device and exposure method
JP2007203334A (en) Substrate, electrooptical device and electronic equipment, manufacturing method of substrate, manufacturing method of electrooptical device
WO2007074694A1 (en) Color filter, process for producing the same, and liquid crystal display device
JPH08257770A (en) Method and device for developing ablation
KR101076422B1 (en) Apparatus and method for pattern align mark
KR20110005704A (en) Light source device, exposure device and manufacturing method
JP2007206396A (en) Substrate, electrooptical device and electronic equipment, manufacturing method for substrate, and manufacturing method for electrooptical device
JPH09152618A (en) Production of planar display panel
JP2648100B2 (en) Manufacturing method of printed wiring board
JP2012185788A (en) Manufacturing method of color filter substrate with touch panel electrode, color filter substrate with touch panel electrode and transparent substrate having inner marker
JPH09152567A (en) Formation of resist patterns and apparatus therefor
JP2006251443A (en) Exposure device and method, and electro-optical device
JPH08241846A (en) Aligner and laser processing device