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JP5365400B2 - Gradation mask and gradation mask manufacturing method - Google Patents

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JP5365400B2
JP5365400B2 JP2009176514A JP2009176514A JP5365400B2 JP 5365400 B2 JP5365400 B2 JP 5365400B2 JP 2009176514 A JP2009176514 A JP 2009176514A JP 2009176514 A JP2009176514 A JP 2009176514A JP 5365400 B2 JP5365400 B2 JP 5365400B2
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  • Preparing Plates And Mask In Photomechanical Process (AREA)

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a gradation mask with which members with different heights and shapes can be efficiently manufactured with high flexibility. <P>SOLUTION: The gradation mask includes: a transparent substrate; a shading film directly formed on the transparent substrate and made of a shading film forming material; a first translucent film formed on the transparent substrate and made of a first translucent film forming material; and a second translucent film formed on the transparent substrate and made of a second translucent film forming material. The gradation mask includes: a transparent region made of the transparent substrate; a shading region including the transparent substrate and the shading film at least; a first translucent region made of the transparent substrate and the first translucent film; and a second translucent region made of the transparent substrate and the second translucent film. The second translucent film forming material has different resistance to etching solution from that of the first translucent film forming material. <P>COPYRIGHT: (C)2011,JPO&amp;INPIT

Description

本発明は、高さおよび形状の異なる部材を高い自由度で精度良く効率的に形成することができる階調マスクに関するものである。   The present invention relates to a gradation mask that can form members having different heights and shapes with high degree of freedom and efficiency.

液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置等の表示装置のリソグラフィー工程数を減らすパターン形成方法に関しては、露光光の解像限界以下の微小スリットを有するフォトマスク(スリットマスク)、および露光光に対して階調を有するフォトマスク(階調マスク)が開示されている(特許文献1)。   Regarding a pattern formation method for reducing the number of lithography processes of a display device such as a liquid crystal display device or an organic electroluminescence display device, a photomask (slit mask) having a minute slit below the resolution limit of exposure light, and exposure light A photomask having a gradation (gradation mask) is disclosed (Patent Document 1).

スリットマスクでは、露光光を実質的に遮光するクロム膜などの一般的な遮光膜を用い、遮光膜に露光機の解像限界以下の微細なスリットを配置する(例えば特許文献2参照)。このマスクのスリットは、解像限界以下のサイズであるため、それ自身は感光性樹脂層上に結像せずに、周囲の非開口部領域も含めたエリアに、サイズに応じた露光光を透過する。このため、スリットマスクは、スリットが形成された領域と、その周囲を含めたエリアに、あたかも半透明膜があるかのように機能する。
しかしながら、このスリットは解像限界以下である必要があるため、当然のことながら、マスクの本体パターンよりも小さな寸法に仕上げる必要があり、マスク製造に対して大きな負荷となってしまうという問題があった。さらに、広い領域を半透明にするためには、多くのスリットを配置する必要があるため、パターンデータ容量が増え、パターン形成工程や、パターンの欠陥検査工程に対する負荷の増大という問題も生じ、製造・検査時間の増大、マスク製造コストの上昇につながってしまうという問題があった。
In the slit mask, a general light shielding film such as a chromium film that substantially shields exposure light is used, and a fine slit below the resolution limit of the exposure machine is disposed in the light shielding film (see, for example, Patent Document 2). Since the mask slit is not larger than the resolution limit, the mask slit itself does not form an image on the photosensitive resin layer, and the exposure light corresponding to the size is applied to the area including the surrounding non-opening area. To Penetrate. For this reason, the slit mask functions as if a translucent film exists in the area where the slit is formed and the area including the periphery of the area.
However, since this slit needs to be below the resolution limit, it is natural that the slit needs to be finished to a size smaller than the mask main body pattern, resulting in a large burden on mask manufacturing. It was. Furthermore, in order to make a wide area semi-transparent, it is necessary to arrange many slits, so that the pattern data capacity increases, and there arises a problem that the load on the pattern formation process and the pattern defect inspection process also increases. -There was a problem that the inspection time was increased and the mask manufacturing cost was increased.

一方、階調マスクは、露光光を実質的に遮光する遮光膜と、露光光を所望の透過率で透過する半透明膜とを用い、光を透過する透過領域と、光を透過しない遮光領域と、透過する光の量が調整された半透明領域とを有することにより、階調を出すマスクである(例えば特許文献3参照)。
このような階調マスクの製造方法としては、上記透明基板、遮光膜形成用層、および半透明膜形成用層とが積層したマスクブランクを順次エッチングする方法を挙げることができる。このため、階調マスクは、上述したスリットマスクのような微細なスリットを形成する必要がなく、容易に形成することができるといった利点を有する。
On the other hand, the gradation mask uses a light-shielding film that substantially shields exposure light and a translucent film that transmits exposure light at a desired transmittance, and a light-transmissive area that does not transmit light. And a translucent region in which the amount of transmitted light is adjusted (see, for example, Patent Document 3).
As a method of manufacturing such a gradation mask, a method of sequentially etching a mask blank in which the transparent substrate, the light shielding film forming layer, and the semitransparent film forming layer are stacked can be exemplified. For this reason, the gradation mask has an advantage that it is not necessary to form a fine slit like the above-described slit mask and can be easily formed.

一方、例えばカラーフィルタでは、高さの異なる部材のみではなく、高さおよび形状の異なる部材を高い自由度で精度良く効率的に形成したいとの要請があった。具体的には、半透明領域に対応する位置に形成される部材である半透明領域部材として、高さが精度良く制御された部材や、頂部の形状が異なる部材等を一括で形成したいとの要請があった。
しかしながら、上述した従来の階調マスクではこのような要請を満たすことが困難であるといった問題があった。
On the other hand, for example, in a color filter, there is a demand to form not only members having different heights but also members having different heights and shapes with high flexibility and efficiency. Specifically, as a translucent region member that is a member formed at a position corresponding to the translucent region, it is desired to collectively form a member whose height is accurately controlled, a member having a different top shape, etc. There was a request.
However, the above-described conventional gradation mask has a problem that it is difficult to satisfy such a requirement.

特開2000−66240公報JP 2000-66240 A 特開2002−196474公報JP 2002-196474 A 特開2002−189280公報JP 2002-189280 A

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、高さおよび形状の異なる部材を自由度高く効率的に形成することができる階調マスクを提供することを主目的とする。   The present invention has been made in view of the above problems, and a main object of the present invention is to provide a gradation mask that can efficiently form members having different heights and shapes with a high degree of freedom.

本発明者は、上記課題を解決すべく研究を重ねた結果、半透明膜の構成材料により、得られる部材の形状が異なることや、高さ変化の傾向や制御の容易性が異なることを見出し、本発明を完成させるに至ったのである。   As a result of repeated studies to solve the above problems, the present inventor has found that the shape of the obtained member differs depending on the constituent material of the translucent film, the tendency of the height change and the ease of control differ. The present invention has been completed.

すなわち、本発明は、透明基板と、上記透明基板上に直接形成され、遮光膜形成材料からなる遮光膜と、上記透明基板上に形成され、第1半透明膜形成材料からなる第1半透明膜と、上記透明基板上に形成され、第2半透明膜形成材料からなる第2半透明膜と、を有し、上記透明基板からなる透過領域と、上記透明基板および上記遮光膜を少なくとも含む遮光領域と、上記透明基板および上記第1半透明膜からなる第1半透明領域と、上記透明基板および上記第2半透明膜からなる第2半透明領域と、を備える階調マスクであって、上記第2半透明膜形成材料が、上記第1半透明膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なるものであることを特徴とする階調マスクを提供する。   That is, the present invention provides a transparent substrate, a light shielding film formed directly on the transparent substrate and made of a light shielding film forming material, and a first semitransparent film made of the first semitransparent film forming material formed on the transparent substrate. A film, and a second semi-transparent film formed on the transparent substrate and made of a second semi-transparent film forming material, and including at least the transmission region made of the transparent substrate, the transparent substrate, and the light-shielding film A gradation mask comprising: a light shielding region; a first translucent region composed of the transparent substrate and the first translucent film; and a second translucent region composed of the transparent substrate and the second translucent film. The gradation mask is characterized in that the second translucent film forming material is different from the first translucent film forming material in resistance to the etching solution.

本発明によれば、上記第2半透明膜形成材料が上記第1半透明膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なるものであるため、第1半透明膜および第2半透明膜の2種の半透明膜を独立して容易に形成できるものとすることができる。
このため、本発明の階調マスクを用いて形成する部材の高さ、形状等に応じて、第1半透明膜および第2半透明膜の分光スペクトル、透過率等を容易に異なるものとすることができる。このようなことから、高さおよび形状の異なる部材を自由度高く一括形成できるものとすることができる。
According to the present invention, since the second translucent film forming material is different from the first translucent film forming material in resistance to the etching solution, two kinds of the first translucent film and the second translucent film are used. The semitransparent film can be easily formed independently.
For this reason, according to the height, shape, etc. of the member formed using the gradation mask of the present invention, the spectral spectrum, transmittance, etc. of the first semitransparent film and the second semitransparent film are easily different. be able to. For this reason, members having different heights and shapes can be collectively formed with a high degree of freedom.

本発明においては、上記第1半透明膜形成材料および上記第2半透明膜形成材料のいずれか一方がクロム系材料であり、上記第1半透明膜形成材料および上記第2半透明膜形成材料の他方がチタン系材料であることが好ましい。上記第1半透明膜形成材料および上記第2半透明膜形成材料のいずれか一方がクロム系材料であり、上記第1半透明膜形成材料および上記第2半透明膜形成材料の他方がチタン系材料であることにより、上記第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料をエッチング液に対する耐性が大きく異なるものとすることができる。このため、上記第1半透明膜および第2半透明膜をより容易に形成することができるからである。   In the present invention, one of the first translucent film forming material and the second translucent film forming material is a chromium-based material, and the first translucent film forming material and the second translucent film forming material are used. The other of these is preferably a titanium-based material. One of the first translucent film forming material and the second translucent film forming material is a chromium-based material, and the other of the first translucent film forming material and the second translucent film forming material is a titanium-based material. By being a material, the first semi-transparent film forming material and the second semi-transparent film forming material can be greatly different in resistance to the etching solution. For this reason, it is because the said 1st semi-transparent film | membrane and a 2nd semi-transparent film | membrane can be formed more easily.

本発明においては、上記遮光膜形成材料が、上記第1半透明膜形成材料および上記第2半透明膜形成材料の一方と同種の材料であり、上記遮光膜が、上記第1半透明膜および上記第2半透明膜の少なくとも一方により被覆されるものであることが好ましい。上記遮光膜形成材料が、上記第1半透明膜形成材料および上記第2半透明膜形成材料のいずれか一方と同種の材料であることにより、同じエッチング液を用いて形成することができ、低コスト化を図ることができるからである。また、上記遮光膜が上記第1半透明膜および上記第2半透明膜の少なくとも一方により被覆されるものであることにより、パターン精度の良い遮光膜を得ることができるからである。   In the present invention, the light shielding film forming material is the same material as one of the first semitransparent film forming material and the second semitransparent film forming material, and the light shielding film comprises the first semitransparent film and It is preferable that it is covered with at least one of the second translucent films. Since the light shielding film forming material is the same kind of material as any one of the first semitransparent film forming material and the second semitransparent film forming material, the light shielding film forming material can be formed using the same etching solution. This is because costs can be reduced. In addition, since the light shielding film is covered with at least one of the first semi-transparent film and the second semi-transparent film, a light shielding film with good pattern accuracy can be obtained.

本発明においては、上記第1半透明膜の分光スペクトルと、上記第2半透明膜の分光スペクトルとが異なることが好ましい。上記第1半透明膜の分光スペクトルと、上記第2半透明膜の分光スペクトルとが異なることにより、高さおよび形状の異なる部材を自由度高く形成することができるからである。   In the present invention, it is preferable that the spectrum of the first translucent film is different from the spectrum of the second translucent film. This is because the spectral spectrum of the first translucent film and the spectral spectrum of the second translucent film can be different so that members having different heights and shapes can be formed with a high degree of freedom.

本発明は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、遮光膜形成材料からなる遮光膜形成用層とを有する積層体の上記遮光膜形成用層をパターン状にエッチングすることにより、遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、上記透明基板上に、上記遮光膜を覆うように、第1半透明膜形成材料からなる第1半透明膜形成用層を形成した後、上記第1半透明膜形成用層をパターン状にエッチングすることにより、上記透明基板上に直接形成された第1半透明膜を形成する第1半透明膜形成工程と、上記透明基板上に、上記遮光膜および第1半透明膜を覆うように、上記第1半透明膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なる第2半透明膜形成材料からなる第2半透明膜形成用層を形成した後、上記第2半透明膜形成用層を、上記第1半透明膜形成材料が耐性を有するエッチング液である第2半透明膜形成材料用エッチング液によりパターン状にエッチングすることにより、上記透明基板上に直接形成された第2半透明膜を形成する第2半透明膜形成工程と、を有することを特徴とする階調マスクの製造方法を提供する。   The present invention provides a light shielding film by etching the light shielding film forming layer of a laminate having a transparent substrate and a light shielding film forming layer formed on the transparent substrate and made of a light shielding film forming material into a pattern. Forming a first semi-transparent film forming layer made of a first semi-transparent film forming material on the transparent substrate so as to cover the light-shielding film, and then forming the first semi-transparent film. A first semi-transparent film forming step for forming a first semi-transparent film directly formed on the transparent substrate by etching the film forming layer in a pattern, and the light-shielding film and the first film on the transparent substrate After forming the second semi-transparent film forming layer made of the second semi-transparent film forming material having different resistance to the etching solution from the first semi-transparent film forming material so as to cover the first semi-transparent film, The translucent film forming layer is the first translucent film type. A second translucent film that forms a second translucent film directly formed on the transparent substrate by etching in a pattern with an etchant for forming a second translucent film, which is an etchant having a material resistance And a step of forming the gradation mask.

本発明によれば、上記透明基板からなる透過領域と、上記透明基板および上記遮光膜を少なくとも含む遮光領域と、上記透明基板および上記第1半透明膜からなる第1半透明領域と、上記透明基板および上記第2半透明膜からなる第2半透明領域とを備える階調マスクを形成することができる。
また、上記遮光膜形成工程が、上記第1半透明膜形成工程および第2半透明膜形成工程よりも前に実施されるものであること、すなわち、1回のエッチングのみで遮光膜形成用層から遮光膜を形成することができることにより、アライメント精度による位置ずれの影響を受けることなく遮光膜を形成することができる。また、遮光膜は、通常、階調マスクのメインパターンの形成に用いられることから、パターン精度に優れたマスクとすることができる。
さらに、上記第1半透明膜形成工程および第2半透明膜形成工程を有し、上記第1半透明膜および第2半透明膜を独立して形成するものであるため、上記第1半透明膜および第2半透明膜の分光スペクトル、透過率等を容易に異なるものとすることができる。このため、高さおよび形状の異なる部材を自由度高く一括形成できるマスクを得ることができる。
According to the present invention, a transmission region composed of the transparent substrate, a light shielding region including at least the transparent substrate and the light shielding film, a first semitransparent region composed of the transparent substrate and the first semitransparent film, and the transparent A gradation mask including a substrate and a second semi-transparent region made of the second semi-transparent film can be formed.
Further, the light shielding film forming step is performed before the first semitransparent film forming step and the second semitransparent film forming step, that is, the light shielding film forming layer is formed by only one etching. Thus, the light shielding film can be formed without being affected by the positional deviation due to the alignment accuracy. Further, since the light shielding film is usually used for forming the main pattern of the gradation mask, it can be a mask with excellent pattern accuracy.
Further, the first translucent film forming step and the second translucent film forming step are provided, and the first translucent film and the second translucent film are independently formed. Therefore, the first translucent film is formed. The spectral spectrum, transmittance, and the like of the film and the second translucent film can be easily made different. For this reason, it is possible to obtain a mask that can collectively form members having different heights and shapes with a high degree of freedom.

本発明は、高さおよび形状の異なる部材を自由度高く効率的に形成することができるという効果を奏する。   The present invention has an effect that members having different heights and shapes can be efficiently formed with a high degree of freedom.

本発明の階調マスクの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the gradation mask of this invention. 高さ等が異なる部材を有するカラーフィルタの一例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows an example of the color filter which has a member from which height etc. differ. 高さ等が異なる部材を有するカラーフィルタの他の例を示す概略断面図である。It is a schematic sectional drawing which shows the other example of the color filter which has a member from which height etc. differ. 本発明の階調マスクを用いてカラーフィルタの各部材を形成する一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example which forms each member of a color filter using the gradation mask of this invention. 本発明の階調マスクを用いてカラーフィルタの各部材を形成する他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example which forms each member of a color filter using the gradation mask of this invention. 本発明における半透明膜の分光スペクトルを説明する説明図である。It is explanatory drawing explaining the spectral spectrum of the semi-transparent film | membrane in this invention. 本発明の階調マスクの製造方法の一例を示す工程図である。It is process drawing which shows an example of the manufacturing method of the gradation mask of this invention. 本発明の階調マスクの製造方法の他の例を示す工程図である。It is process drawing which shows the other example of the manufacturing method of the gradation mask of this invention.

本発明は、階調マスク、および、その製造方法に関するものである。
以下、本発明の階調マスク、および階調マスクの製造方法について詳細に説明する。
The present invention relates to a gradation mask and a manufacturing method thereof.
Hereinafter, the gradation mask of the present invention and the method of manufacturing the gradation mask will be described in detail.

A.階調マスク
まず、本発明の階調マスクについて説明する。本発明の階調マスクは、透明基板と、上記透明基板上に直接形成され、遮光膜形成材料からなる遮光膜と、上記透明基板上に形成され、第1半透明膜形成材料からなる第1半透明膜と、上記透明基板上に形成され、第2半透明膜形成材料からなる第2半透明膜と、を有し、上記透明基板からなる透過領域と、上記透明基板および上記遮光膜を少なくとも含む遮光領域と、上記透明基板および上記第1半透明膜からなる第1半透明領域と、上記透明基板および上記第2半透明膜からなる第2半透明領域と、を備える階調マスクであって、上記第2半透明膜形成材料が、上記第1半透明膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なるものであることを特徴とするものである。
A. Tone Mask First, the tone mask of the present invention will be described. The gradation mask of the present invention is a transparent substrate, a light shielding film formed directly on the transparent substrate, made of a light shielding film forming material, and a first semi-transparent film forming material formed on the transparent substrate. A translucent film, and a second translucent film formed on the transparent substrate and made of a second translucent film-forming material, and having a transmission region made of the transparent substrate, the transparent substrate, and the light-shielding film. A gradation mask comprising at least a light-shielding region, a first semi-transparent region composed of the transparent substrate and the first semi-transparent film, and a second semi-transparent region composed of the transparent substrate and the second semi-transparent film. The second semitransparent film forming material is different from the first semitransparent film forming material in that the resistance to the etching solution is different.

このような本発明の階調マスクについて図を参照して説明する。図1は、本発明の階調マスクの一例を示す概略断面図である。図1に例示するように、本発明の階調マスク10は、透明基板1と、上記透明基板1上に直接形成され、遮光膜形成材料からなる遮光膜2と、上記透明基板1上に形成され、第1半透明膜形成材料からなる第1半透明膜3と、上記透明基板1上に形成され、第2半透明膜形成材料からなる第2半透明膜4と、を有し、上記透明基板1からなる透過領域11と、上記透明基板1および上記遮光膜2を少なくとも含む遮光領域12と、上記透明基板1および上記第1半透明膜3からなる第1半透明領域13と、上記透明基板1および上記第2半透明膜4からなる第2半透明領域14とを備えるものである。
この例において、上記遮光膜2は、その全面が上記第1半透明膜3により被覆されている。また、上記第1半透明膜3は、その一部が上記第2半透明膜4により被覆されている。
Such a gradation mask of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of the gradation mask of the present invention. As illustrated in FIG. 1, a gradation mask 10 of the present invention is formed on a transparent substrate 1, a light shielding film 2 formed directly on the transparent substrate 1 and made of a light shielding film forming material, and the transparent substrate 1. A first translucent film 3 made of a first translucent film-forming material, and a second translucent film 4 made of the second translucent film-forming material and formed on the transparent substrate 1, A transparent region 11 comprising a transparent substrate 1, a light shielding region 12 including at least the transparent substrate 1 and the light shielding film 2, a first semitransparent region 13 comprising the transparent substrate 1 and the first semitransparent film 3, and the above A transparent substrate 1 and a second translucent region 14 made of the second translucent film 4 are provided.
In this example, the entire surface of the light shielding film 2 is covered with the first translucent film 3. A part of the first translucent film 3 is covered with the second translucent film 4.

液晶表示装置や有機エレクトロルミネッセンス表示装置等に用いられる部品は、近年の大型化や高精度化により、高さや形状の異なる部材を複数有するものが要求されている。また、それぞれの部材について、高い精度で形成されることが要求されている。
例えば、液晶表示装置に用いられるカラーフィルタとしては、図2に例示するように、基板と、上記基板上に形成され、開口部を備える遮光部と、上記開口部に形成される着色層とを有するカラーフィルタ形成用基板30上に、高さ精度良く形成されたスペーサ(第1スペーサ41、第2スペーサ42)に加えて、スペーサとは形状が異なる部材である配向制御用突起44を有するカラーフィルタ40や、図3に例示するように、高さが僅かに異なるように調整されたスペーサ(第1スペーサ41、第2スペーサ42、第3スペーサ43)を有するカラーフィルタ40などが要求されている。このように、高さ等が高い精度で調整された部材の形成が求められている。
しかしながら、このように高い精度が要求される部材を、要求された高さ・形状で精度良く一括で形成することは、従来の階調マスクでは困難であった。
Components used in liquid crystal display devices, organic electroluminescence display devices, and the like are required to have a plurality of members having different heights and shapes due to recent increases in size and accuracy. Further, each member is required to be formed with high accuracy.
For example, as a color filter used in a liquid crystal display device, as illustrated in FIG. 2, a substrate, a light-shielding portion formed on the substrate and having an opening, and a colored layer formed in the opening. In addition to the spacers (the first spacer 41 and the second spacer 42) formed on the color filter forming substrate 30 having high accuracy, the collar has an alignment control protrusion 44 which is a member having a shape different from that of the spacer. As illustrated in FIG. 3, a color filter 40 having spacers (first spacer 41, second spacer 42, and third spacer 43) adjusted to be slightly different in height is required. Yes. Thus, formation of a member whose height and the like are adjusted with high accuracy is required.
However, it has been difficult with conventional gradation masks to form such high-precision members with high accuracy and the required height and shape.

一方、本発明によれば、上記第2半透明膜形成材料が上記第1半透明膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なるものであるため、上記第1半透明膜および第2半透明膜の2種の半透明膜を独立して容易に形成できるものとすることができる。
このため、例えば、分光スペクトルが互いに異なる第1半透明膜および第2半透明膜であっても容易に形成することができ、このような本発明の階調マスクを介して露光した場合にはスペクトル形状が異なる露光光を2種類以上得ることができる。
このようなスペクトル形状が異なる露光光により感光性樹脂を露光した場合には、そのスペクトル形状に応じて感光性樹脂の硬化状態を変化させることができる。
ここで、上記半透明膜を、部材に求められる形状や、高さ精度等に応じた分光スペクトルを有するものとすることにより、上記半透明領域に対応する位置に高さが精度良く制御された部材や、頂部の形状が異なる部材等を2種類以上一括で形成することができる。
On the other hand, according to the present invention, since the second translucent film forming material is different from the first translucent film forming material in resistance to the etching solution, the first translucent film and the second translucent film are formed. These two types of semitransparent films can be easily formed independently.
For this reason, for example, even the first and second semitransparent films having different spectral spectra can be easily formed, and when exposed through such a gradation mask of the present invention, Two or more types of exposure light having different spectral shapes can be obtained.
When the photosensitive resin is exposed with exposure light having such different spectral shapes, the cured state of the photosensitive resin can be changed according to the spectral shapes.
Here, the height of the semi-transparent film was accurately controlled at a position corresponding to the semi-transparent region by having a spectral spectrum corresponding to the shape required for the member, the height accuracy, and the like. Two or more types of members, members having different top shapes, and the like can be collectively formed.

具体的には、図4に例示するように、カラーフィルタ形成用基板30上の感光性樹脂層34を、図1に示す階調マスク10を用いて露光した場合(図4(a))、図4(b)に示すように、上記透過領域11に対応する位置に、断面が長方形状である第1スペーサ41と、上記第1半透明領域13に対応する位置に、上記第1スペーサ41よりも高さが低く、断面が長方形状である第2スペーサ42と、上記第2半透明領域14に対応する位置に、上記第1スペーサ41よりも高さが低く、頂部が滑らかな半円形状である第1配向制御突起44とを有するカラーフィルタ40を一括形成することができる。
なお、図4(a)〜(b)中の符号については、図1のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
Specifically, as illustrated in FIG. 4, when the photosensitive resin layer 34 on the color filter forming substrate 30 is exposed using the gradation mask 10 illustrated in FIG. 1 (FIG. 4A), As shown in FIG. 4B, the first spacer 41 having a rectangular cross section at a position corresponding to the transmission region 11 and the first spacer 41 at a position corresponding to the first translucent region 13 are provided. The second spacer 42 having a lower cross section and a rectangular cross section, and a semicircle having a smooth top at a position lower than the first spacer 41 at a position corresponding to the second translucent region 14. The color filters 40 having the first alignment control protrusions 44 having a shape can be collectively formed.
In addition, about the code | symbol in FIG.4 (a)-(b), since it shows the member same as the thing of FIG. 1, description here is abbreviate | omitted.

また、図5(a)に示すような階調マスク10を用いて露光した場合、図5(b)に例示するように、上記透過領域11に対応する位置に、断面が長方形状である第1スペーサ41と、上記第1半透明領域13に対応する位置に、上記第1スペーサ41よりも高さが低く、頂部が滑らかな半円形状である第1配向制御突起44と、上記第2半透明領域14に対応する位置に、上記第1配向制御突起44よりも高さが低く、表面が平坦であるオーバーコート層46と、を有するカラーフィルタ40を一括形成することができる。
なお、図5(a)〜(b)中の符号については、図4のものと同一の部材を示すものであるので、ここでの説明は省略する。
In addition, when the exposure is performed using the gradation mask 10 as shown in FIG. 5A, as illustrated in FIG. 5B, the cross section is rectangular at a position corresponding to the transmission region 11. 1 spacer 41, a first alignment control protrusion 44 having a semicircular shape whose height is lower than that of the first spacer 41 and whose top is smooth, at a position corresponding to the first semi-transparent region 13, and the second A color filter 40 having an overcoat layer 46 having a lower surface than the first alignment control protrusion 44 and a flat surface can be formed at a position corresponding to the translucent region 14.
In addition, about the code | symbol in Fig.5 (a)-(b), since it shows the member same as the thing of FIG. 4, description here is abbreviate | omitted.

また、例えば、上記第1半透明膜および第2半透明膜を、それぞれ、高さが高い部材を高さ精度良く形成できる分光スペクトルを有する半透明膜、および、高さが低い部材を高さ精度良く形成できる分光スペクトルを有する半透明膜にすることにより、単に半透明膜の厚みが異なるものとする場合よりも、高さの高い部材、および、高さの低い部材をそれぞれ精度良く一括形成することを可能とする。   In addition, for example, the first translucent film and the second translucent film are each formed of a translucent film having a spectral spectrum capable of forming a high-height member with high accuracy and a low-height member. By forming a semitransparent film with a spectral spectrum that can be formed with high accuracy, it is possible to form a high-height member and a low-height member in a batch with high accuracy, compared to the case where the thickness of the semitransparent film is simply different. It is possible to do.

このように、要求された部材の高さ・形状等に応じて、上記第1半透明膜および第2半透明膜の分光スペクトル等を容易に調整することができることにより、上記半透明領域に対応する位置に高さが精度良く制御された部材や、頂部の形状が異なる部材等を2種類以上一括で形成することができる。このようなことから、高さおよび形状の異なる部材を高い自由度で精度良く効率的に形成することができるのである。   Thus, it is possible to easily adjust the spectrum of the first semi-transparent film and the second semi-transparent film according to the required height, shape, etc. of the member, thereby corresponding to the semi-transparent region. It is possible to form two or more types of members whose heights are accurately controlled at the positions to be performed, members having different top shapes, and the like. For this reason, members having different heights and shapes can be formed efficiently with a high degree of freedom and accuracy.

本発明の階調マスクは、透明基板、遮光膜、第1半透明膜および第2半透明膜を少なくとも有するものである。
以下、本発明の階調マスクの各構成について詳細に説明する。
The gradation mask of the present invention has at least a transparent substrate, a light shielding film, a first semitransparent film, and a second semitransparent film.
Hereafter, each structure of the gradation mask of this invention is demonstrated in detail.

1.第1半透明膜および第2半透明膜
本発明に用いられる第1半透明膜および第2半透明膜は、上記透明基板上に形成されるものであり、所望の透過率を有するものである。
さらに、上記第2半透明膜形成材料および第1半透明膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なるものである。
1. First translucent film and second translucent film The first translucent film and the second translucent film used in the present invention are formed on the transparent substrate and have a desired transmittance. .
Further, the second semi-transparent film forming material and the first semi-transparent film forming material are different in resistance to the etching solution.

(1)半透明膜形成材料
本発明に用いられる第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料はエッチング液に対する耐性が異なるものである。
ここで、エッチング液に対する耐性が異なる材料とは、一方の材料は所定のエッチング液でエッチングされるが、他方の材料はその所定のエッチング液に対してエッチングされない関係にある材料をいうものである。したがって、上記第1半透明膜形成材料としては、上記第2半透明膜形成材料が耐性を有するエッチング液によりエッチングされるような材料であれば良く、上記第2半透明膜形成材料としては、上記第1半透明膜形成材料が耐性を有するエッチング液によりエッチングされるような材料であれば良い。
(1) Translucent film-forming material The first translucent film-forming material and the second translucent film-forming material used in the present invention have different resistances to etching solutions.
Here, the material having different resistance to the etching solution refers to a material in which one material is etched with a predetermined etching solution but the other material is not etched with respect to the predetermined etching solution. . Therefore, the first translucent film forming material may be any material that allows the second translucent film forming material to be etched by an etchant having resistance. As the second translucent film forming material, Any material may be used as long as the first translucent film forming material is etched by a resistant etching solution.

このような第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料としては、要求される分光スペクトル等により異なるものであるが、具体的には、クロム、チタン、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素、ニッケル等の金属、クロム、チタン、モリブデンシリサイド、タンタル、アルミニウム、ケイ素、ニッケル等の金属の窒化物、炭化物および酸化物等、酸化インジウムすず(ITO)、TiおよびWを含む化合物、あるいは、TiおよびMoを含む化合物などを挙げることができる。
本発明においては、なかでも、上記第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料の一方がクロム、酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等のクロム系材料であり、上記第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料の他方が、チタン、酸化チタン、窒化チタン、酸化窒化チタン、TiおよびWを含む化合物、TiおよびMoを含む化合物等のチタン系材料であることが好ましい。上記1半透明膜形成材料および上記第2半透明膜形成材料の一方がクロム系材料であり、他方がチタン系材料であることにより、上記第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料のエッチング液に対する耐性が大きく異なるものとすることができる。このため、上記第1半透明膜および第2半透明膜をより容易に形成することができるからである。
The first semi-transparent film forming material and the second semi-transparent film forming material are different depending on the required spectroscopic spectrum and the like. Specifically, chromium, titanium, molybdenum silicide, tantalum, aluminum, Metals such as silicon and nickel, chromium, titanium, molybdenum silicide, tantalum, aluminum, silicon, nitrides and carbides of metals such as nickel, indium tin oxide (ITO), compounds containing Ti and W, or Examples thereof include compounds containing Ti and Mo.
In the present invention, in particular, one of the first translucent film forming material and the second translucent film forming material is a chromium-based material such as chromium, chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, and the first semitransparent film forming material. The other of the transparent film forming material and the second translucent film forming material is a titanium-based material such as titanium, titanium oxide, titanium nitride, titanium oxynitride, a compound containing Ti and W, or a compound containing Ti and Mo. preferable. One of the first translucent film forming material and the second translucent film forming material is a chromium-based material and the other is a titanium-based material, whereby the first translucent film forming material and the second translucent film forming material are formed. The resistance of the material to the etchant can vary greatly. For this reason, it is because the said 1st semi-transparent film | membrane and a 2nd semi-transparent film | membrane can be formed more easily.

(2)分光スペクトル
本発明に用いられる第1半透明膜および第2半透明膜の分光スペクトルとしては、本発明の階調マスクを用いて露光することにより所望の形状・高さの部材を精度良く形成することができるものであれば良い。
ここで、分光スペクトルとは、透過率の波長依存性をいうものであり、分光スペクトルの異なる半透明膜を透過した場合、透過後の露光光は、透過した半透明膜に応じて、そのスペクトル形状(波長範囲、ピーク波長、ピーク強度比、ピーク半値幅等)が異なるものとなる。
一方、分光スペクトルが同じで、透過率のみが異なる半透明膜を透過した場合、透過後の露光光は、その透過量が異なるものとなるが、スペクトル形状は同じとなる。
本発明においては、上記第1半透明膜の分光スペクトルと、上記第2半透明膜の分光スペクトルとが異なるものであることが好ましい。分光スペクトルが異なることにより、高さおよび形状の異なる部材を自由度高く一括形成することができるからである。
(2) Spectral spectrum As the spectral spectrum of the first and second translucent films used in the present invention, a member having a desired shape and height is accurately obtained by exposure using the gradation mask of the present invention. Any material that can be well formed is acceptable.
Here, the spectral spectrum refers to the wavelength dependence of the transmittance. When the light passes through a semitransparent film having a different spectral spectrum, the transmitted exposure light has a spectrum corresponding to the transmitted translucent film. The shapes (wavelength range, peak wavelength, peak intensity ratio, peak half width, etc.) are different.
On the other hand, when the light passes through a semi-transparent film having the same spectral spectrum but different transmittance, the transmitted exposure light has different transmission amounts but the same spectral shape.
In the present invention, it is preferable that the spectrum of the first translucent film is different from the spectrum of the second translucent film. This is because members having different heights and shapes can be collectively formed with a high degree of freedom by having different spectral spectra.

このような分光スペクトルの異なる半透明膜としては、具体的には、図6に示すように、波長300nm〜450nmの範囲内において透過率の波長依存性がフラットであるフラット半透明膜、波長が長くなるにつれて透過率が高くなる正傾斜半透明膜、短波長域における透過率が極めて低い短波長カット半透明膜、または、波長が長くなるにつれて透過率が低くなる負傾斜半透明膜を挙げることができる。   As such a semitransparent film having a different spectral spectrum, specifically, as shown in FIG. 6, a flat translucent film having a flat wavelength dependency of transmittance within a wavelength range of 300 nm to 450 nm, the wavelength is List positively inclined semi-transparent film with higher transmittance as it becomes longer, short wavelength cut semi-transparent film with extremely low transmittance in the short wavelength region, or negatively inclined semi-transparent film with lower transmittance as the wavelength becomes longer Can do.

本発明においては、なかでも、上記第1半透明膜および第2半透明膜のうちの一方が、上記フラット半透明膜、正傾斜半透明膜、および短波長カット半透明膜から選択されるものであることが好ましく、特に、上記第1半透明膜および第2半透明膜が、フラット半透明膜、正傾斜半透明膜、および短波長カット半透明膜から選択される2種類であることが好ましい。上記半透明膜を介してネガ型の感光性樹脂を露光し、カラーフィルタの各部材を形成した場合において、上記半透明膜が、フラット半透明膜であることにより、高さの低いオーバーコート層等の部材を精度良く形成することができる。また、上記半透明膜が、正傾斜半透明膜であることにより、高さが精度良く制御されることが要求されるスペーサ等の部材を形成することができる。さらに、上記半透明膜が、短波長カット半透明膜であることにより、頂部が滑らかな半円形状である配向制御用突起等の部材を形成することができる。
このように、上記第1半透明膜および第2半透明膜が、フラット半透明膜、正傾斜半透明膜、および短波長カット半透明膜から選択されるものであることにより、本発明の階調マスクを、高さおよび形状の異なる部材を高い自由度で精度良く一括形成することが可能なものとすることができるからである。
In the present invention, in particular, one of the first translucent film and the second translucent film is selected from the flat translucent film, the positively inclined semitransparent film, and the short wavelength cut translucent film. In particular, the first translucent film and the second translucent film are two kinds selected from a flat translucent film, a positively inclined translucent film, and a short wavelength cut translucent film. preferable. When a negative photosensitive resin is exposed through the semi-transparent film to form each member of a color filter, the semi-transparent film is a flat semi-transparent film, so that an overcoat layer having a low height is formed. Etc. can be formed with high accuracy. In addition, since the semi-transparent film is a positively inclined semi-transparent film, a member such as a spacer whose height is required to be accurately controlled can be formed. Furthermore, when the translucent film is a short wavelength cut translucent film, a member such as an alignment control protrusion having a smooth semicircular top can be formed.
As described above, the first translucent film and the second translucent film are selected from a flat translucent film, a positively inclined semitransparent film, and a short wavelength cut translucent film. This is because the tone mask can be formed in a batch with high degree of freedom and with high accuracy in members having different heights and shapes.

また、露光装置に一般的に用いられる高圧水銀ランプの発光スペクトルの端部がおおよそ300nmであり、I線の波長が365nm、H線の波長が405nm、G線の波長が436nmであることから、各波長を含む300nm〜450nmの範囲内における分光スペクトルが異なることにより、半透明膜を透過した露光光の発光スペクトル形状による感光性樹脂の硬化状態を効果的に変化させることができるのである。
以下、このような各分光スペクトル型の半透明膜について詳細に説明する。
Further, since the end of the emission spectrum of a high-pressure mercury lamp generally used in an exposure apparatus is approximately 300 nm, the wavelength of I-line is 365 nm, the wavelength of H-line is 405 nm, and the wavelength of G-line is 436 nm. When the spectral spectra in the range of 300 nm to 450 nm including each wavelength are different, the cured state of the photosensitive resin according to the emission spectrum shape of the exposure light transmitted through the semitransparent film can be effectively changed.
Hereinafter, each of the spectral spectrum type translucent films will be described in detail.

(a)フラット半透明膜
本発明において、分光スペクトルがフラット型の半透明膜であるフラット半透明膜は、波長300nm〜450nmの範囲内における透過率の波長依存性がフラットなものである。
(A) Flat translucent film In this invention, the flat translucent film | membrane whose spectral spectrum is a flat type translucent film | membrane has a flat wavelength dependence of the transmittance | permeability in the range of wavelength 300nm-450nm.

分光スペクトルがフラット型であることにより、ネガ型感光性樹脂からなる感光性樹脂層を露光した場合、上記フラット半透明膜および透明基板からなるフラット半透明領域に対応する位置に形成される部材の高さと、上記透過領域に対応する位置に形成される部材の高さとの比は、おおよそ上記フラット半透明領域の透過率と、上記透過領域の透過率との比となる。このため、高さが精度良く制御された部材を容易に形成することを可能とする。
また、上述した特性を示す材料は、通常、透過する露光光の位相を変化させないものであるため、膜厚を厚くし、透過率を低くしたフラット半透明膜を用いた場合であっても、所望の位置に精度良く部材を形成することができる。このようなことから、ネガ型の感光性樹脂を露光した場合には、高さの低い部材を精度良く形成することができる。
When the photosensitive resin layer made of a negative photosensitive resin is exposed due to the spectral spectrum being a flat type, a member formed at a position corresponding to the flat translucent region made of the flat translucent film and the transparent substrate. The ratio between the height and the height of the member formed at a position corresponding to the transmission region is approximately the ratio between the transmittance of the flat translucent region and the transmittance of the transmission region. For this reason, it is possible to easily form a member whose height is accurately controlled.
In addition, since the material exhibiting the above-described characteristics usually does not change the phase of the transmitted exposure light, even when a flat translucent film having a large film thickness and a low transmittance is used, A member can be accurately formed at a desired position. For this reason, when a negative photosensitive resin is exposed, a low-profile member can be formed with high accuracy.

本発明におけるフラット半透明膜としては、波長300nm〜450nmの範囲内における透過率の波長依存性がフラットなものであれば良いが、波長300nm〜450nmの範囲内における透過率分布が0.07以下であることが好ましく、なかでも、透過率分布が0.05以下であることが好ましい。高さが精度良く制御された部材を形成することができるからである。   As the flat translucent film in the present invention, it is sufficient if the wavelength dependency of the transmittance in the wavelength range of 300 nm to 450 nm is flat, but the transmittance distribution in the wavelength range of 300 nm to 450 nm is 0.07 or less. In particular, the transmittance distribution is preferably 0.05 or less. This is because a member whose height is accurately controlled can be formed.

なお、透過率分布は、300nm〜450nmの範囲内における最大透過率(Tmax)と最小透過率(Tmin)との差を、300nm〜450nmの範囲内における平均透過率(Tav)を2倍した値で割った値である。(透過率分布=(Tmax−Tmin)/(2Tav))
また、上記の最大透過率および最小透過率は、300nm〜450nmの範囲内における透過率のうちの最大値および最小値であり、上記の平均透過率は、300nm〜450nmの範囲内における透過率を平均した値である。
なお、透過率の測定方法としては、本発明の階調マスクに使用する透明基板の透過率をリファレンス(100%)として、半透明膜の透過率を測定する方法を採用することができる。装置としては、紫外・可視分光光度計(例えば日立U-4000等)、またはフォトダイオードアレイを検出器としている装置(例えば大塚電子MCPD2000等)を用いることができる。
The transmittance distribution is the difference between the maximum transmittance (T max ) and the minimum transmittance (T min ) in the range of 300 nm to 450 nm, and the average transmittance (T av ) in the range of 300 nm to 450 nm is 2 It is the value divided by the multiplied value. (Transmittance distribution = (T max −T min ) / (2T av ))
The maximum transmittance and the minimum transmittance are the maximum and minimum values of the transmittance in the range of 300 nm to 450 nm, and the average transmittance is the transmittance in the range of 300 nm to 450 nm. The average value.
As a method for measuring the transmittance, a method for measuring the transmittance of the translucent film using the transmittance of the transparent substrate used in the gradation mask of the present invention as a reference (100%) can be employed. As the apparatus, an ultraviolet / visible spectrophotometer (for example, Hitachi U-4000) or an apparatus having a photodiode array as a detector (for example, Otsuka Electronics MCPD2000) can be used.

また、本発明におけるフラット半透明膜の波長250nm〜600nmの範囲内における透過率分布は、0.2以下であることが好ましく、なかでも0.1以下であることが好ましい。
一般に、液晶表示装置などの表示装置の製造工程において、パターン形成での露光条件として露光波長域を250nm〜600nmの範囲内で設定することが多いため、250nm〜600nmの範囲内における透過率分布が上記範囲であれば、広い波長域を有効に利用することができ、パターンの形成に有利となり、高さがより精度良く制御された部材を形成することができるからである。
In addition, the transmittance distribution within the wavelength range of 250 nm to 600 nm of the flat translucent film in the present invention is preferably 0.2 or less, and more preferably 0.1 or less.
In general, in the manufacturing process of a display device such as a liquid crystal display device, the exposure wavelength range is often set within the range of 250 nm to 600 nm as the exposure condition for pattern formation, and thus the transmittance distribution within the range of 250 nm to 600 nm is obtained. This is because, within the above range, a wide wavelength range can be used effectively, which is advantageous for pattern formation, and a member whose height is controlled with higher accuracy can be formed.

本発明におけるフラット半透明膜の波長300nmでの透過率は、本発明の階調マスクの用途等によって異なるものではあるが、10%〜70%の範囲内であることが好ましく、なかでも10%〜30%の範囲内であることが好ましく、特に10%〜20%の範囲内であることが好ましい。上述したように、例えば露光装置に高圧水銀ランプを用いた場合、発光スペクトルの端部がおおよそ300nmであることから、波長300nmでの透過率が上記範囲であればレジストの硬化反応に短波長域の光をより確実に利用することができるからである。
また上述したように、上記フラット半透明膜は透過率が低い場合であっても所望の位置に精度良く部材を形成することができる。したがって、平均透過率が上記範囲内であることにより、上記フラット半透明膜を用いることの効果をより効果的に発揮することができるからである。
The transmittance of the flat translucent film in the present invention at a wavelength of 300 nm varies depending on the use of the gradation mask of the present invention, but is preferably in the range of 10% to 70%, and in particular, 10% It is preferably in the range of -30%, particularly preferably in the range of 10% -20%. As described above, for example, when a high-pressure mercury lamp is used in the exposure apparatus, since the end of the emission spectrum is approximately 300 nm, if the transmittance at a wavelength of 300 nm is in the above range, the resist curing reaction has a short wavelength region. This is because it is possible to more reliably use the light.
Further, as described above, the flat translucent film can accurately form a member at a desired position even when the transmittance is low. Therefore, when the average transmittance is within the above range, the effect of using the flat translucent film can be more effectively exhibited.

本発明におけるフラット半透明膜の波長250nm〜600nmの範囲内での平均透過率は、本発明の階調マスクの用途によって異なるものではあるが、10%〜60%の範囲内であることが好ましい。透過率が上記範囲内であることにより、上記フラット半透明膜および透明基板のみからなるフラット半透明領域により形成される部材と、透明基板からなる透過領域により形成される部材との高さの差を十分に大きなものとすることができるからである。   The average transmittance of the flat translucent film in the present invention within the wavelength range of 250 nm to 600 nm varies depending on the use of the gradation mask of the present invention, but is preferably in the range of 10% to 60%. . When the transmittance is within the above range, the difference in height between the member formed by the flat semi-transparent region consisting only of the flat semi-transparent film and the transparent substrate and the member formed by the transmission region consisting of the transparent substrate. This is because it can be made sufficiently large.

本発明に用いられるフラット半透明膜を構成する材料としては、上述した分光スペクトルを満たすものであれば良いが、上記第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料の一方が上記チタン系材料であり、他方が上記クロム系材料である場合、クロム、窒化クロムであることが好ましい。クロムおよび窒化クロムは、波長350nm〜450nmの範囲内において透過率分布がフラットなフラット半透明膜を形成することを可能とするからである。
また、上記フラット半透明膜がこのような材料からなるものであることにより、透過する露光光の位相変化が小さいものとすることができる。このため、透過率が低いフラット半透明膜を用いた場合であっても、所望の位置に精度良く部材を形成することができる。このようなことから、ネガ型の感光性樹脂を露光した場合には、高さの低い部材を精度良く形成することができるからである。
さらに、上述した材料であることにより、上記半透明膜形成材料が上記クロム系材料および上記チタン系材料である場合、上記第1半透明膜および第2半透明膜を容易に形成することができるからである。
As a material constituting the flat translucent film used in the present invention, any material satisfying the above-described spectral spectrum may be used, but one of the first translucent film forming material and the second translucent film forming material is the titanium. When the other material is the above-mentioned chromium-based material, chromium or chromium nitride is preferable. This is because chromium and chromium nitride make it possible to form a flat translucent film having a flat transmittance distribution within a wavelength range of 350 nm to 450 nm.
Further, since the flat translucent film is made of such a material, the phase change of the transmitted exposure light can be small. For this reason, even if it is a case where the flat translucent film | membrane with a low transmittance | permeability is used, a member can be accurately formed in a desired position. For this reason, when a negative photosensitive resin is exposed, a low-profile member can be formed with high accuracy.
Furthermore, when the translucent film-forming material is the chromium-based material and the titanium-based material, the first translucent film and the second translucent film can be easily formed by using the above-described materials. Because.

また、本発明において、上記フラット半透明膜の構成材料として用いられるクロムは、微量の酸素や窒素等を含んでいても良いが、膜中のクロムの含有量が80質量%以上であることが好ましく、特に95質量%以上であることが好ましい。また、上記窒化クロムを用いる場合には、上記窒化クロム中に窒素が、5質量%〜20質量%の範囲内で含まれるものであることが好ましい。透過率分布がフラットなフラット半透明膜を形成することを可能とするからである。   In the present invention, the chromium used as the constituent material of the flat translucent film may contain a small amount of oxygen, nitrogen, etc., but the chromium content in the film is 80% by mass or more. Particularly preferred is 95% by mass or more. Moreover, when using the said chromium nitride, it is preferable that nitrogen is contained in the said chromium nitride within the range of 5 mass%-20 mass%. This is because a flat translucent film having a flat transmittance distribution can be formed.

本発明におけるフラット半透明膜を用いて形成される部材としては、本発明の階調マスクを用いた場合に、高さおよび形状が異なり、一括で形成される部材からなるものであれば良く、種々の部材を挙げることができる。
具体的には、上記階調マスクを用いてカラーフィルタを構成する各部材を形成する場合、上記部材としては、所望の発色を有する顔料を含む着色層およびカーボン微粒子、金属酸化物等の遮光性粒子を含む遮光部を挙げることができる。また、カラーフィルタと薄膜トランジスタ(TFT)基板との間に配置され、液晶層の厚みを所望の厚みに設定するための部材であるスペーサ、近傍の液晶分子にプレチルト角を与える作用、および電気力線を所望の方向に歪ませる作用をなすことにより、液晶層の液晶分子の配向方向を複数方向に制御することを可能とする部材である配向制御用突起、着色層を保護するとともに、着色層表面を平坦化するための部材であり、通常透明である保護層(オーバーコート層)等を挙げることができる。
As a member formed using the flat translucent film in the present invention, when the gradation mask of the present invention is used, the height and shape are different, as long as it is composed of members formed in a lump, Various members can be mentioned.
Specifically, when each member constituting the color filter is formed using the gradation mask, the member includes a colored layer containing a pigment having a desired color and a light shielding property such as a carbon fine particle and a metal oxide. A light shielding part containing particles can be mentioned. Also, a spacer which is disposed between the color filter and the thin film transistor (TFT) substrate and is a member for setting the thickness of the liquid crystal layer to a desired thickness, an effect of giving a pretilt angle to the liquid crystal molecules in the vicinity, and electric lines of force Is a member that makes it possible to control the alignment direction of the liquid crystal molecules of the liquid crystal layer in a plurality of directions by protecting the colored layer and the surface of the colored layer. And a protective layer (overcoat layer) which is usually transparent.

本発明においては、なかでも、オーバーコート層であることが好ましい。上述したように、上記フラット半透明膜は、透過する露光光の位相変化が小さいものであるため、膜厚を厚くした場合であっても、透過した露光光に位相差を生じさせにくいものである。このため、設計時に想定していなかった箇所に部材が形成されたり、表面が凹凸な部材が形成されることを抑制することができる。
このため、通常、ネガ型の感光性樹脂により形成され、高さが低く、高い平坦性が求められるオーバーコート層の形成に適しているのである。
なお、上述したようなカラーフィルタの各部材については、カラーフィルタに一般的に用いられるものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
In the present invention, an overcoat layer is particularly preferable. As described above, the flat translucent film has a small phase change of the transmitted exposure light. Therefore, even when the film thickness is increased, the flat translucent film does not easily cause a phase difference in the transmitted exposure light. is there. For this reason, it can suppress that a member is formed in the location which was not assumed at the time of design, or a member with an uneven surface is formed.
For this reason, it is usually formed of a negative photosensitive resin and is suitable for forming an overcoat layer that is low in height and requires high flatness.
The members of the color filter as described above can be the same as those generally used for the color filter, and the description thereof is omitted here.

(b)正傾斜半透明膜
本発明において、分光スペクトルが正傾斜型の半透明膜である正傾斜半透明膜は、波長300nm〜450nmの範囲内において、波長が長くなるにつれて透過率が高くなるものである。
(B) Positively inclined semitransparent film In the present invention, a positively inclined semitransparent film whose spectral spectrum is a positively inclined semitransparent film has a higher transmittance as the wavelength becomes longer in the wavelength range of 300 nm to 450 nm. Is.

短波長の光は、感光性樹脂層を表面から硬化させるという性質を有している。このため、短波長の光の透過率が高すぎる場合には、上記感光性樹脂層の表面が先に硬化してしまい、半透明領域と透過領域とで高さの異なるパターンを形成することが困難となる。
一方、分光スペクトルが正傾斜型である場合、波長が長くなるにつれて透過率が高くなるものであることにより、感光性樹脂層の表面のみを先に硬化することなく露光することができる。このため、高さが精度良く制御された部材を形成することが可能となる。
また、長波長域(350nm〜450nm程度)だけでなく短波長域(300nm〜350nm程度)の光も所定の透過率で透過させることができるため、短波長域の光の、エネルギーが高く、硬化速度が速いという利点と、長波長域での光の、短波長域の光と比較して散乱し難く、感光性樹脂の深部まで到達することができ、感光性樹脂の内部の硬化および基板との密着性が良好なものとするという利点とを有するものとすることができる。
Short wavelength light has the property of curing the photosensitive resin layer from the surface. For this reason, when the transmittance of light having a short wavelength is too high, the surface of the photosensitive resin layer is cured first, and patterns having different heights may be formed in the translucent region and the transmissive region. It becomes difficult.
On the other hand, when the spectroscopic spectrum is of the positive tilt type, the transmittance increases as the wavelength increases, so that only the surface of the photosensitive resin layer can be exposed without first curing. For this reason, it is possible to form a member whose height is accurately controlled.
In addition, light in the short wavelength region (about 350 nm to 450 nm) as well as light in the short wavelength region (about 300 nm to 350 nm) can be transmitted with a predetermined transmittance, so that the energy of the light in the short wavelength region is high and cured. The advantage of high speed and the light in the long wavelength range are less likely to scatter compared to the light in the short wavelength range, and can reach the deep part of the photosensitive resin. It is possible to have an advantage that the adhesion of the resin is good.

本発明における正傾斜半透明膜としては、波長300nm〜450nmの範囲内において、波長が長くなるにつれて透過率が高くなるものであれば良いが、波長365nmでの透過率が波長300nmでの透過率より大きく、波長365nmでの透過率と波長300nmでの透過率との差が6.5%〜12.5%の範囲内のものであることが好ましい。例えば露光装置に高圧水銀ランプを用いた場合、輝線スペクトルの端部がおおよそ300nmであり、I線の波長が365nmであることから、各波長での透過率の差が上記範囲であれば、長波長域(350nm〜450nm程度)だけでなく短波長域(300nm〜350nm程度)の光も所定の透過率で半透明膜を透過するので、上述した理由からパターンの形成に有利となる。一方、各波長での透過率の差が上記範囲未満であると、高さの異なるパターンの形成が困難となり、また各波長での透過率の差が上記範囲を超えると、長波長域に比べて短波長域の光の透過率が著しく低くなるので、露光に時間がかかる場合があるからである。   As the positively inclined semitransparent film in the present invention, any transmittance may be used as long as the wavelength increases within the wavelength range of 300 nm to 450 nm, but the transmittance at the wavelength of 365 nm is the transmittance at the wavelength of 300 nm. It is preferable that the difference between the transmittance at a wavelength of 365 nm and the transmittance at a wavelength of 300 nm is in the range of 6.5% to 12.5%. For example, when a high-pressure mercury lamp is used in the exposure apparatus, the end of the emission line spectrum is approximately 300 nm and the wavelength of the I-line is 365 nm. Light not only in the wavelength range (about 350 nm to 450 nm) but also in the short wavelength range (about 300 nm to 350 nm) is transmitted through the translucent film with a predetermined transmittance, which is advantageous for pattern formation for the reasons described above. On the other hand, if the difference in transmittance at each wavelength is less than the above range, it becomes difficult to form a pattern having a different height, and if the difference in transmittance at each wavelength exceeds the above range, it is compared with the long wavelength range. This is because the light transmittance in the short wavelength region is remarkably lowered, so that exposure may take time.

また、本発明における正傾斜半透明膜は、波長405nmでの透過率が波長300nmでの透過率より大きく、波長405nmでの透過率と波長300nmでの透過率との差が10.5%〜21.0%の範囲内であることが好ましい。例えば露光装置に高圧水銀ランプを用いた場合、H線の波長が405nmであることから、各波長での透過率の差が上記範囲であれば、長波長域だけでなく短波長域の光も所定の透過率で正傾斜半透明膜を透過するので、パターンの形成に有利であるからである。   Further, the positively inclined semitransparent film in the present invention has a transmittance at a wavelength of 405 nm larger than a transmittance at a wavelength of 300 nm, and the difference between the transmittance at a wavelength of 405 nm and the transmittance at a wavelength of 300 nm is 10.5% to It is preferable to be in the range of 21.0%. For example, when a high-pressure mercury lamp is used in the exposure apparatus, the wavelength of H-ray is 405 nm. Therefore, if the difference in transmittance at each wavelength is within the above range, not only the long wavelength region but also light in the short wavelength region can be obtained. This is because it passes through the positively inclined semitransparent film with a predetermined transmittance, which is advantageous for pattern formation.

さらに、本発明における正傾斜半透明膜は、波長436nmでの透過率が波長300nmでの透過率より大きく、波長436nmでの透過率と波長300nmでの透過率との差が13.5%〜27.0%の範囲内であることが好ましい。例えば露光装置に高圧水銀ランプを用いた場合、G線の波長が436nmであることから、この場合も同様に、各波長での透過率の差が上記範囲であれば、長波長域だけでなく短波長域の光も所定の透過率で半透明膜を透過するので、パターンの形成に有利である。   Furthermore, the positively inclined semitransparent film in the present invention has a transmittance at a wavelength of 436 nm larger than a transmittance at a wavelength of 300 nm, and the difference between the transmittance at a wavelength of 436 nm and the transmittance at a wavelength of 300 nm is 13.5% to It is preferable to be within the range of 27.0%. For example, when a high-pressure mercury lamp is used in the exposure apparatus, the wavelength of G-line is 436 nm. In this case as well, if the difference in transmittance at each wavelength is in the above range, not only the long wavelength region but also Light in a short wavelength region is also transmitted through the translucent film with a predetermined transmittance, which is advantageous for pattern formation.

本発明における正傾斜半透明膜の波長300nmでの透過率は、本発明の階調マスクの用途等によって異なるものではあるが、10%〜50%の範囲内であることが好ましく、なかでも10%〜40%の範囲内であることが好ましく、特に15%〜35%の範囲内であることが好ましい。上述したように、例えば露光装置に高圧水銀ランプを用いた場合、発光スペクトルの端部がおおよそ300nmであることから、波長300nmでの透過率が上記範囲であれば、レジストの硬化反応に短波長域の光をより確実に利用することができるからである。
また、平均透過率が上記範囲未満では、本発明の階調マスクを用いたパターン形成において、上記正傾斜半透明領域と遮光領域との透過率の差が出にくくなる場合があるからである。また、上記正傾斜半透明膜を構成する材料は、一般的に透過する光の位相を変化させる性質を有するものである。このため、平均透過率が上記範囲未満であることにより、位相変化に伴う影響が大きくなり、精度良く部材を形成することが困難となるからである。
このようなことから、平均透過率が上記範囲内であることにより、精度良く部材を形成することができるからである。
The transmittance of the positively inclined semitransparent film in the present invention at a wavelength of 300 nm varies depending on the use of the gradation mask of the present invention, but is preferably in the range of 10% to 50%, and in particular, 10 % To 40% is preferable, and 15% to 35% is particularly preferable. As described above, for example, when a high-pressure mercury lamp is used in the exposure apparatus, since the end of the emission spectrum is approximately 300 nm, if the transmittance at a wavelength of 300 nm is in the above range, the resist curing reaction has a short wavelength. This is because the light in the region can be used more reliably.
In addition, when the average transmittance is less than the above range, in the pattern formation using the gradation mask of the present invention, it may be difficult to produce a difference in transmittance between the positively inclined semitransparent region and the light shielding region. Moreover, the material which comprises the said normal inclination semi-transparent film | membrane has the property to change the phase of the light generally transmitted. For this reason, when the average transmittance is less than the above range, the influence due to the phase change is increased, and it becomes difficult to form the member with high accuracy.
For this reason, when the average transmittance is within the above range, the member can be formed with high accuracy.

本発明における正傾斜半透明膜の波長250nm〜600nmの範囲内での平均透過率は、本発明の階調マスクの用途によって異なるものではあるが、10%〜60%の範囲内であることが好ましい。透過率が上記範囲内であることにより、上記正傾斜半透明膜および透明基板のみからなる正傾斜半透明領域により形成される部材と、透明基板からなる透過領域により形成される部材との高さの差を十分に大きなものとすることができるからである。   The average transmittance of the positively inclined semitransparent film in the present invention within the wavelength range of 250 nm to 600 nm varies depending on the application of the gradation mask of the present invention, but may be in the range of 10% to 60%. preferable. When the transmittance is within the above range, the height of the member formed by the positively inclined semitransparent region consisting only of the positively inclined semitransparent film and the transparent substrate, and the member formed by the transparent region consisting of the transparent substrate This is because the difference can be made sufficiently large.

本発明における正傾斜半透明膜を構成する材料としては、上述した分光スペクトルを満たすものであれば良いが、上記第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料の一方が上記チタン系材料であり、他方が上記クロム系材料である場合、酸化クロム、酸化窒化クロムであることが好ましく、特に、酸化窒化クロムであることが好ましい。上記正傾斜半透明膜が、上述した材料からなるものであることにより、上述した分光スペクトルを有するものとすることができるからである。
また、上述した材料であることにより、上記半透明膜形成材料が上記クロム系材料および上記チタン系材料である場合、上記第1半透明膜および第2半透明膜を容易に形成することができるからである。
The material constituting the positively inclined semitransparent film in the present invention may be any material as long as it satisfies the above-described spectral spectrum, but one of the first semitransparent film forming material and the second semitransparent film forming material is the titanium-based material. When the other material is the chromium-based material, chromium oxide and chromium oxynitride are preferable, and chromium oxynitride is particularly preferable. This is because the positively inclined semitransparent film is made of the above-described material, so that it can have the above-described spectral spectrum.
Moreover, when the semi-transparent film forming material is the chromium-based material and the titanium-based material, the first semi-transparent film and the second semi-transparent film can be easily formed by using the above-described materials. Because.

なお、上記酸化クロム、および酸化窒化クロムとしては、酸素、窒素等を含んでいてもよいが、クロム含有量が80%未満であることが好ましく、なかでも30%〜60%の範囲内であることが好ましく、特に35%〜45%の範囲内であることが好ましい。上述した好適な透過率特性を満足する半透明膜とすることができるからである。
また、上記材料が酸化窒化クロム(Cr)である場合、CrとOとNとの元素比率はCr:60%以内、O:30%〜70%の範囲内、N:40%以内であることが好ましく、中でもCr:35%〜45%の範囲内、O:40%〜60%の範囲内、N:2%〜20%の範囲内であることが好ましい。
The chromium oxide and chromium oxynitride may contain oxygen, nitrogen, etc., but the chromium content is preferably less than 80%, and more preferably in the range of 30% to 60%. In particular, it is preferable to be within the range of 35% to 45%. It is because it can be set as the semi-transparent film | membrane which satisfies the suitable transmittance | permeability characteristic mentioned above.
When the material is chromium oxynitride (Cr x O y N z ), the element ratio of Cr, O, and N is within Cr: 60%, O: within a range of 30% to 70%, N: 40 %, Preferably Cr: 35% to 45%, O: 40% to 60%, N: 2% to 20%.

本発明における正傾斜半透明膜を用いて形成される部材としては、本発明の階調マスクを用いた場合に、高さおよび形状が異なり、一括で形成される部材からなるものであれば良く、種々の部材を挙げることができる。
具体的には、上記階調マスクを用いてカラーフィルタを構成する各部材を形成する場合、上記部材としては、着色層、遮光部、スペーサ、配向制御用突起、オーバーコート層等を挙げることができる。
本発明においては、なかでも、スペーサであることが好ましい。上記正傾斜半透明膜は、上述したように、高さが精度良く制御された部材を形成することができる。このため、高さが精度良く制御されていることが要求されるスペーサの形成に適しているからである。
As a member formed using the positively inclined semitransparent film in the present invention, any member may be used as long as it is composed of members formed in a lump with different heights and shapes when the gradation mask of the present invention is used. Various members can be mentioned.
Specifically, when each member constituting the color filter is formed using the gradation mask, examples of the member include a colored layer, a light shielding portion, a spacer, an alignment control protrusion, an overcoat layer, and the like. it can.
In the present invention, a spacer is particularly preferable. As described above, the positively inclined translucent film can form a member whose height is accurately controlled. For this reason, it is because it is suitable for formation of the spacer requested | required that height is controlled accurately.

(c)短波長カット半透明膜
本発明において、分光スペクトルが短波長カット型の半透明膜である短波長カット半透明膜は、波長300nm〜450nmの範囲内において、短波長域における露光光の透過が遮断され、短波長域における透過率が極めて低いものである。
(C) Short-wavelength cut translucent film In the present invention, the short-wavelength cut translucent film, which is a short-wavelength cut-type semitransparent film having a spectral spectrum, is within the wavelength range of 300 nm to 450 nm. Transmission is blocked and the transmittance in the short wavelength region is extremely low.

短波長の光は、感光性樹脂層を表面から硬化させるという性質を有している。このため、短波長の光の透過率が高すぎる場合には、上記感光性樹脂層の表面が先に硬化してしまい、半透明領域と透過領域とで高さの異なるパターンを形成することが困難となる。
一方、上記短波長カット半透明膜は、短波長域における露光光の透過が遮断されるものであることにより、上記短波長カット半透明膜を透過後の露光光は、感光性樹脂層の表面で吸収されやすい短波長の含有率を少ないものとすることができる。このため、感光性樹脂層の表面の硬化を緩やかなものとすることができる。したがって、頂部が滑らかな半円形状の部材を形成することができる。
Short wavelength light has the property of curing the photosensitive resin layer from the surface. For this reason, when the transmittance of light having a short wavelength is too high, the surface of the photosensitive resin layer is cured first, and patterns having different heights may be formed in the translucent region and the transmissive region. It becomes difficult.
On the other hand, the short-wavelength cut translucent film blocks the transmission of exposure light in the short-wavelength region, so that the exposure light after passing through the short-wavelength cut translucent film is the surface of the photosensitive resin layer. It is possible to reduce the content of short wavelengths that are easily absorbed. For this reason, hardening of the surface of the photosensitive resin layer can be made gentle. Therefore, a semicircular member having a smooth top can be formed.

本発明における短波長カット半透明膜としては、波長300nm〜450nmの範囲内において、短波長域における露光光の透過が遮断されるものであれば良いが、波長300nmでの透過率が5%以下であり、波長380nmでの透過率が45%以上であるものであることが好ましい。上記分光スペクトルであることにより、頂部が滑らかな半円形状の部材を形成することができるからである。   The short wavelength cut translucent film in the present invention may be any film as long as the exposure light transmission in the short wavelength region is blocked within the wavelength range of 300 nm to 450 nm, but the transmittance at a wavelength of 300 nm is 5% or less. It is preferable that the transmittance at a wavelength of 380 nm is 45% or more. This is because a member having a semicircular shape with a smooth top can be formed by the spectral spectrum.

本発明における短波長カット半透明膜は、波長300nmでの透過率が、5%以下であることが好ましく、なかでも、3%以下であることが好ましく、特に1%以下であることが好ましい。短波長域の平均透過率が上記範囲であることにより、頂部がより滑らかな半円形状の部材を形成することができるからである。   The short wavelength cut translucent film in the present invention preferably has a transmittance at a wavelength of 300 nm of 5% or less, more preferably 3% or less, and particularly preferably 1% or less. This is because when the average transmittance in the short wavelength region is in the above range, a semicircular member with a smoother top can be formed.

本発明における短波長カット半透明膜は、波長380nmでの透過率が35%以上であることが好ましく、なかでも、40%以上の範囲内であることが好ましく、特に、45%以上の範囲内であることが好ましい。上記波長での透過率が上記範囲内であることにより、感光性樹脂層の内部の硬化および基板との密着性をより良好とすることができるからである。
また、透明基板からなる透過領域により形成される部材との高さを十分に異なるものとすることができるからである。
The short wavelength cut translucent film in the present invention preferably has a transmittance at a wavelength of 380 nm of 35% or more, particularly preferably within a range of 40% or more, particularly within a range of 45% or more. It is preferable that It is because the transmittance | permeability in the said wavelength is in the said range, and the inside hardening of the photosensitive resin layer and adhesiveness with a board | substrate can be made more favorable.
In addition, the height of the member formed by the transparent region made of the transparent substrate can be made sufficiently different.

本発明における短波長カット半透明膜の波長350nm〜450nmの範囲内の平均透過率としては、35%〜65%の範囲内であることが好ましく、なかでも、45%〜55%の範囲内であることが好ましい。頂部がより滑らかな半円形状の部材を形成することができるからである。   The average transmittance within the wavelength range of 350 nm to 450 nm of the short wavelength cut translucent film in the present invention is preferably within the range of 35% to 65%, and more preferably within the range of 45% to 55%. Preferably there is. This is because a semicircular member whose top is smoother can be formed.

本発明に用いられる短波長カット半透明膜を構成する材料としては、上述した分光スペクトルを満たすものであれば良いが、上記第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料の一方が上記チタン系材料であり、他方が上記クロム系材料である場合、TiおよびWを含む化合物、TiおよびMoを含む化合物、酸化チタンを好ましく用いることができ、なかでも、酸化チタンを好ましく用いることができる。上記短波長カット半透明膜が上述した材料からなるものであることにより、上述した分光スペクトルを備えるものとすることが容易だからである。
また、上述した材料であることにより、上記半透明膜形成材料が上記クロム系材料および上記チタン系材料である場合、上記第1半透明膜および第2半透明膜を容易に形成することができるからである。
The material constituting the short-wavelength cut translucent film used in the present invention may be any material that satisfies the above-described spectral spectrum, but one of the first translucent film forming material and the second translucent film forming material is In the case where the titanium material is the above and the other is the chromium material, a compound containing Ti and W, a compound containing Ti and Mo, and titanium oxide can be preferably used. In particular, titanium oxide is preferably used. it can. This is because the short-wavelength cut translucent film is made of the above-described material, so that it is easy to provide the above-described spectral spectrum.
Moreover, when the semi-transparent film forming material is the chromium-based material and the titanium-based material, the first semi-transparent film and the second semi-transparent film can be easily formed by using the above-described materials. Because.

なお、本発明において、上記短波長カット半透明膜の構成する材料として用いられる場合、TiおよびWを含む化合物におけるTiの含有量としては33質量%以上であることが好ましい。また、TiおよびMoを含む化合物におけるTiの含有量としては33質量%以上であることが好ましい。上述した分光スペクトルを有するものとすることが容易だからである。   In the present invention, when used as a material constituting the short wavelength cut translucent film, the content of Ti in the compound containing Ti and W is preferably 33% by mass or more. Moreover, as content of Ti in the compound containing Ti and Mo, it is preferable that it is 33 mass% or more. This is because it is easy to have the above-described spectral spectrum.

本発明における短波長カット半透明膜を用いて形成される部材としては、本発明の階調マスクを用いた場合に、高さおよび形状が異なり、一括で形成される部材からなるものであれば良く、種々の部材を挙げることができる。
具体的には、上記階調マスクを用いてカラーフィルタを構成する各部材を形成する場合、上記部材としては、着色層、遮光部、スペーサ、配向制御用突起、オーバーコート層等を挙げることができる。
本発明においては、なかでも、配向制御用突起であることが好ましい。上記短波長カット半透明膜は、上述したように、頂部が滑らかな半円形状の部材を形成することができる。このため、通常、頂部が滑らかな半円形状の部材であることが要求される配向制御用突起の形成に適しているからである。
As a member formed using the short wavelength cut translucent film in the present invention, if the gradation mask of the present invention is used, the height and shape are different, and the member is formed of a member formed in a lump. Good examples include various members.
Specifically, when each member constituting the color filter is formed using the gradation mask, examples of the member include a colored layer, a light shielding portion, a spacer, an alignment control protrusion, an overcoat layer, and the like. it can.
In the present invention, the alignment control protrusion is particularly preferable. As described above, the short wavelength cut translucent film can form a semicircular member having a smooth top. For this reason, this is because it is suitable for forming an alignment control protrusion, which is usually required to be a semicircular member having a smooth top.

(d)その他
本発明に用いられる半透明膜としては、波長が長くなるにつれて透過率が低くなる負傾斜半透明膜を有するものであっても良い。
(D) Others The semitransparent film used in the present invention may have a negatively inclined semitransparent film whose transmittance decreases as the wavelength increases.

このような負傾斜半透明膜を構成する材料としては、上記第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料の一方が上記チタン系材料であり、他方が上記クロム系材料である場合、酸化窒化クロムを用いることができる。
また、このような負傾斜半透明膜の形成に用いられる酸化窒化クロムのCrとOとNとの元素比率はCr:40%〜60%の範囲内、O:1%〜10%の範囲内、N:35%〜55%の範囲内であることが好ましく、中でもCr:45%〜55%の範囲内、O:1%〜5%の範囲内、N:40%〜50%の範囲内であることが好ましい。
As a material constituting such a negatively inclined semitransparent film, when one of the first translucent film forming material and the second translucent film forming material is the titanium-based material and the other is the chromium-based material Alternatively, chromium oxynitride can be used.
The element ratio of Cr, O, and N of chromium oxynitride used for forming such a negatively inclined translucent film is within the range of Cr: 40% to 60%, and within the range of O: 1% to 10%. N: preferably in the range of 35% to 55%, especially Cr: in the range of 45% to 55%, O: in the range of 1% to 5%, N: in the range of 40% to 50% It is preferable that

本発明における負傾斜半透明膜の波長250nm〜600nmの範囲内における平均透過率は、10%〜60%の範囲内であることが好ましい。平均透過率が上記範囲未満では、本発明の階調マスクを用いたパターン形成において、半透明領域と遮光領域との透過率の差が出にくくなる場合があり、また平均透過率が上記範囲を超えると、透明基板および負傾斜半透明膜のみからなる負傾斜半透明領域と透過領域との透過率の差が出にくくなる場合があるからである。   The average transmittance of the negatively inclined semitransparent film in the present invention within a wavelength range of 250 nm to 600 nm is preferably within a range of 10% to 60%. If the average transmittance is less than the above range, in the pattern formation using the gradation mask of the present invention, the difference in transmittance between the semi-transparent region and the light shielding region may be difficult to occur, and the average transmittance is within the above range. This is because if it exceeds, the difference in transmittance between the negatively inclined semitransparent region and the transmissive region, which is composed only of the transparent substrate and the negatively inclined semitransparent film, may be difficult to occur.

(3)第1半透明膜および第2半透明膜
本発明に用いられる半透明膜(第1半透明膜および第2半透明膜)は、上記透明基板上に形成されるものであり、上記透明基板上に直接形成された領域を有するものであれば良く、上記遮光膜上に形成されるものであっても良い。
(3) The first translucent film and the second translucent film The translucent films (first translucent film and second translucent film) used in the present invention are formed on the transparent substrate. What is necessary is just to have the area | region directly formed on the transparent substrate, and it may be formed on the said light shielding film.

本発明に用いられる半透明膜の膜厚としては、所望の透過率を有するものとすることができれば良く、材料等に応じて適宜設定されるものであるが、例えばクロム膜の場合は5nm〜20nm程度とすることができる。上記半透明膜の透過率はその膜厚により変わるので、膜厚を制御することで所望の透過率とすることができる。また、上記半透明膜を構成する第2半透明膜形成材料が酸素、窒素、炭素などを含む場合は、その透過率は組成により変わるので、膜厚と組成とを同時にコントロールすることで所望の透過率を実現できる。   The film thickness of the translucent film used in the present invention is not particularly limited as long as it can have a desired transmittance, and is appropriately set depending on the material and the like. It can be about 20 nm. Since the transmissivity of the translucent film varies depending on the film thickness, the desired transmissivity can be obtained by controlling the film thickness. Further, when the second translucent film forming material constituting the translucent film contains oxygen, nitrogen, carbon, etc., the transmittance varies depending on the composition, so that the desired thickness can be controlled by controlling the film thickness and the composition at the same time. Transmittance can be realized.

本発明に用いられる半透明膜の層構成としては、単層であっても良く、それぞれ同じ材料からなる複数の層で構成されていても良い。   The layer structure of the translucent film used in the present invention may be a single layer or a plurality of layers each made of the same material.

本発明における半透明膜の成膜方法としては、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法(PVD)が用いられる。   As a method for forming a translucent film in the present invention, for example, a physical vapor deposition method (PVD) such as a sputtering method, an ion plating method, or a vacuum vapor deposition method is used.

2.透明基板
本発明に用いられる透明基板は、一般にフォトマスクに用いられる基板を使用することができる。例えば、ホウ珪酸ガラス、アルミノホウ珪酸ガラス等の光学研磨された低膨張ガラス、石英ガラス、合成石英ガラス、パイレックス(登録商標)ガラス、ソーダライムガラス、ホワイトサファイアなどの可撓性のない透明なリジット材、あるいは、透明樹脂フィルム、光学用樹脂フィルムなどの可撓性を有する透明なフレキシブル材を用いることができる。本発明においては、なかでも、石英ガラスであることが好ましい。石英ガラスは、熱膨脹率の小さい素材であり、寸法安定性および高温加熱処理における特性に優れているからである。
また、本発明に用いられる透明基板は、必要に応じて、その表面に他の材料がコーティングされたものであっても良い。
2. Transparent substrate The substrate generally used for a photomask can be used for the transparent substrate used for this invention. For example, optically polished low expansion glass such as borosilicate glass and aluminoborosilicate glass, quartz glass, synthetic quartz glass, Pyrex (registered trademark) glass, soda lime glass, white sapphire and other non-flexible transparent rigid materials Alternatively, a flexible transparent material having flexibility such as a transparent resin film and an optical resin film can be used. In the present invention, quartz glass is particularly preferable. This is because quartz glass is a material having a low coefficient of thermal expansion and is excellent in dimensional stability and characteristics in high-temperature heat treatment.
In addition, the transparent substrate used in the present invention may have a surface coated with another material as necessary.

3.遮光膜
本発明に用いられる遮光膜は、上記透明基板上に直接形成されるものであり、実質的に露光光を透過しないものである。
ここで、上記透明基板上に直接形成されるとは、通常、上記遮光膜と上記透明基板との間に他の層を介することなく、上記遮光膜が上記透明基板上に接するように形成されるものをいうが、必要に応じて上記透明基板との間に他の層を介して形成されるものであっても良い。
3. Light-shielding film The light-shielding film used in the present invention is directly formed on the transparent substrate and does not substantially transmit exposure light.
Here, “directly formed on the transparent substrate” usually means that the light-shielding film is in contact with the transparent substrate without interposing another layer between the light-shielding film and the transparent substrate. However, it may be formed between the transparent substrate and other layers as necessary.

このような遮光膜を構成する遮光膜形成材料としては、フォトマスクに用いられる遮光膜に一般的に用いられる材料を使用することができる。本発明においては、なかでも、上記遮光膜形成材料が、上記第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料のいずれか一方と同種の材料であることが好ましく、特に、上記第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料のいずれか一方と同一材料であることが好ましい。上記遮光膜形成材料が、上記第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料のいずれか一方と同種であることにより、同一のエッチング液でエッチングすることができるため、低コスト化を図ることができるからである。
なお、同種の材料とは、主成分となる金属元素が同一であり、エッチング液に対する薬液耐性の傾向が同一の材料である。
上記遮光膜形成材料が上記半透明膜形成材料と同種の材料である場合の具体例としては、上記半透明膜形成材料が上記クロム系材料またはチタン系材料である場合において、上記遮光膜形成材料を、上記クロム系材料またはチタン系材料とした場合を挙げることができる。
As a light shielding film forming material constituting such a light shielding film, a material generally used for a light shielding film used for a photomask can be used. In the present invention, the light shielding film forming material is preferably the same kind of material as either the first semitransparent film forming material or the second semitransparent film forming material. It is preferable that it is the same material as any one of a semi-transparent film forming material and a 2nd semi-transparent film forming material. Since the light-shielding film forming material is the same as one of the first semi-transparent film forming material and the second semi-transparent film forming material, it can be etched with the same etching solution, thereby reducing the cost. It is because it can plan.
Note that the same type of material is a material having the same metal element as the main component and the same tendency of chemical resistance against the etching solution.
As a specific example of the case where the light shielding film forming material is the same kind of material as the semitransparent film forming material, when the semitransparent film forming material is the chromium material or the titanium material, the light shielding film forming material is used. Can be mentioned as the chromium-based material or the titanium-based material.

また、本発明に用いられる遮光膜形成材料としては、遮光性の観点から、上記クロム系材料であることが好ましく、なかでも、クロムであることが好ましい。   In addition, the light shielding film forming material used in the present invention is preferably the above-mentioned chromium-based material from the viewpoint of light shielding properties, and particularly preferably chromium.

本発明に用いられる遮光膜は、上記半透明膜(上記第1半透明膜および/または第2半透明膜)により被覆されるものであっても良く、上記半透明膜により被覆されないものであっても良い。
本発明においては、なかでも、上記遮光膜形成材料が上記第1半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料のいずれか一方と同種の材料である場合には、上記第1半透明膜および第2半透明膜の少なくともいずれか一方により被覆されるものであることが好ましく、特に、上記遮光膜形成材料と同種の材料により被覆されるものであることが好ましい。上記遮光膜が上記半透明膜により覆われることにより、上記半透明膜を形成する際に、上記遮光膜がレジストにより覆われるものとすることができる。したがって、上記半透明膜を形成する際に用いられるエッチング液と接触することを防ぐことができる。このため、上記半透明膜をエッチングにより形成する際に用いるエッチング液により、上記遮光膜がエッチングされることを防ぐことができるため、パターン精度の良い遮光膜とすることができるからである。
また、上記遮光膜形成材料と同種の材料からなる半透明膜により覆われることにより、より効果的に、上記エッチング液との接触を防ぐことができるからである。
The light-shielding film used in the present invention may be covered with the semitransparent film (the first semitransparent film and / or the second semitransparent film) or may not be covered with the semitransparent film. May be.
In the present invention, in particular, when the light shielding film forming material is the same kind of material as either the first semitransparent film forming material or the second semitransparent film forming material, the first semitransparent film is used. It is preferable that it is covered with at least one of the second translucent film, and it is particularly preferable that it is covered with the same kind of material as the light shielding film forming material. By covering the light shielding film with the semitransparent film, the light shielding film can be covered with a resist when the semitransparent film is formed. Therefore, it can prevent contacting with the etching liquid used when forming the said semi-transparent film | membrane. For this reason, the light shielding film can be prevented from being etched by the etching solution used when the semitransparent film is formed by etching, so that the light shielding film with high pattern accuracy can be obtained.
Further, by being covered with a translucent film made of the same kind of material as the light shielding film forming material, it is possible to more effectively prevent contact with the etching solution.

本発明に用いられる遮光膜は、単層であっても良く、複数の層で構成されていても良い。   The light shielding film used in the present invention may be a single layer or may be composed of a plurality of layers.

本発明に用いられる遮光膜は、実質的に露光光を透過しないものであり、露光波長における平均透過率が0.1%以下であることが好ましい。   The light-shielding film used in the present invention substantially does not transmit exposure light, and the average transmittance at the exposure wavelength is preferably 0.1% or less.

本発明に用いられる遮光膜の膜厚としては、特に限定されるものではなく、例えばクロム膜の場合には50nm〜150nm程度とすることができる。   The thickness of the light-shielding film used in the present invention is not particularly limited. For example, in the case of a chromium film, it can be about 50 nm to 150 nm.

また、遮光膜は、低反射機能を有していても良い。低反射機能により、露光光の乱反射を防止することができるので、より鮮明なパターンを形成することができる。遮光膜に低反射機能を付加するには、例えば遮光膜表面に露光光の反射を防止する酸化クロム等のクロム化合物を含有させれば良い。この場合、遮光膜が、表面に向かって徐々に含有成分が変化する傾斜界面により形成されたものであっても良い。   In addition, the light shielding film may have a low reflection function. Since the low reflection function can prevent irregular reflection of exposure light, a clearer pattern can be formed. In order to add a low reflection function to the light shielding film, for example, a chromium compound such as chromium oxide for preventing reflection of exposure light may be contained on the surface of the light shielding film. In this case, the light shielding film may be formed by an inclined interface in which the content component gradually changes toward the surface.

4.階調マスク
本発明の階調マスクは、上記透明基板、遮光膜、第1半透明膜および第2半透明膜を有するものであり、上記透過領域、上記遮光領域、上記第1半透明領域、および上記第2半透明領域を少なくとも有するものである。
4). Gradation mask The gradation mask of the present invention has the transparent substrate, the light shielding film, the first semitransparent film, and the second semitransparent film, and includes the transmission region, the light shielding region, the first semitransparent region, And at least the second translucent region.

(1)領域
本発明の階調マスクは、透過領域、遮光領域、第1半透明領域および第2半透明領域を備えるものである。
(1) Region The gradation mask of the present invention comprises a transmissive region, a light shielding region, a first semitransparent region, and a second semitransparent region.

本発明の階調マスクが備える透過領域は、透明基板からなる領域であり、上記第1半透明膜、第2半透明膜、および遮光膜により被覆されていない領域である。
このような透過領域としては、通常、上記透明基板のみからなるものであるが、透過率に大きな影響を及ぼさない限り、他の層を有するものであっても良い。
The transmission region provided in the gradation mask of the present invention is a region made of a transparent substrate, and is a region not covered with the first semitransparent film, the second semitransparent film, and the light shielding film.
Such a transmission region is usually composed only of the transparent substrate, but may have other layers as long as it does not greatly affect the transmittance.

本発明の階調マスクが備える遮光領域は、上記透明基板および遮光膜を少なくとも含むものである。
このような遮光領域としては、上記第1半透明膜や、第2半透明膜を含むものであっても良い。また、上記透明基板、第1半透明膜、第2半透明膜通常および遮光膜以外に、透過率に大きな影響を及ぼさない限り、他の層を含むものであっても良い。
The light shielding region provided in the gradation mask of the present invention includes at least the transparent substrate and the light shielding film.
Such a light shielding region may include the first translucent film or the second translucent film. In addition to the transparent substrate, the first semi-transparent film, the second semi-transparent film, and the light-shielding film, other layers may be included as long as the transmittance is not greatly affected.

本発明の階調マスクが備える第1半透明領域は、上記透明基板および第1半透明膜からなり、上記第2半透明膜および遮光膜により被覆されていない領域である。
このような第1半透明領域としては、通常、上記透明基板および第1半透明膜のみからなるものであるが、透過率に大きな影響を及ぼさない限り、他の層を含むものであっても良い。
The first semitransparent region provided in the gradation mask of the present invention is a region which is composed of the transparent substrate and the first semitransparent film and is not covered with the second semitransparent film and the light shielding film.
Such a first semi-transparent region is usually composed only of the transparent substrate and the first semi-transparent film, but may include other layers as long as the transmittance is not greatly affected. good.

本発明の階調マスクが備える第2半透明領域は、上記透明基板および第2半透明膜からなり、上記第1半透明膜および遮光膜により被覆されていない領域である。
このような第2半透明領域としては、通常、上記透明基板および第2半透明膜のみからなるものであるが、透過率に大きな影響を及ぼさない限り、他の層を含むものであっても良い。
The second semitransparent region provided in the gradation mask of the present invention is a region which is composed of the transparent substrate and the second semitransparent film and is not covered with the first semitransparent film and the light shielding film.
Such a second semi-transparent region is usually composed only of the transparent substrate and the second semi-transparent film, but may include other layers as long as it does not greatly affect the transmittance. good.

本発明の階調マスクは、透過領域、遮光領域、第1半透明領域および第2半透明領域を少なくとも備えるものであるが、必要に応じて、上記透明基板、第1半透明膜、および第2半透明膜からなる半透明膜積層領域を備えるものであっても良い。
このような半透明膜積層領域としては、通常、上記透明基板、第1半透明膜および第2半透明膜のみからなるものであるが、透過率に大きな影響を及ぼさない限り、他の層を含むものであっても良い。
The gradation mask of the present invention includes at least a transmission region, a light shielding region, a first semitransparent region, and a second semitransparent region. If necessary, the transparent substrate, the first semitransparent film, You may provide the semi-transparent film | membrane laminated area | region which consists of two semi-transparent films | membranes.
Such a semi-transparent film lamination region is usually composed only of the transparent substrate, the first semi-transparent film and the second semi-transparent film, but other layers may be used as long as the transmittance is not greatly affected. It may be included.

(2)その他
本発明の階調マスクは、上記透明基板、遮光膜、第1半透明膜および第2半透明膜を少なくとも有するものであれば良いが、必要に応じて、その他の構成を有するものであっても良い。
このようなその他の構成としては、具体的には、上記遮光膜上に形成され、本発明の階調マスクの使用時において、ハレーションを防止することができる低反射層を挙げることができる。なお、上記低反射層としては、例えば酸化クロム、窒化クロム、酸化窒化クロム等の膜が挙げられる。遮光膜がクロム系膜である場合、これらの膜は遮光膜のエッチング時に同時にエッチングすることが可能である。
(2) Others The gradation mask of the present invention may have at least the transparent substrate, the light-shielding film, the first semi-transparent film, and the second semi-transparent film, but has other configurations as necessary. It may be a thing.
Specific examples of such other configurations include a low reflection layer formed on the light shielding film and capable of preventing halation when using the gradation mask of the present invention. Examples of the low reflection layer include films of chromium oxide, chromium nitride, chromium oxynitride, and the like. When the light shielding film is a chromium-based film, these films can be etched simultaneously with the etching of the light shielding film.

本発明の階調マスクの製造方法としては、上記透明基板および半透明膜を有するものを精度良く形成することができる方法であれば良く、階調マスクの製造に一般的に用いられる方法を用いることができる。具体的には、後述する「B.階調マスクの製造方法」の項に記載した方法を用いることができる。   The gradation mask manufacturing method of the present invention may be any method that can form the transparent substrate and the semi-transparent film with high accuracy, and a method generally used for manufacturing a gradation mask is used. be able to. Specifically, the method described in the section “B. Manufacturing method of gradation mask” described later can be used.

本発明の階調マスクの用途としては、リソグラフィー法などのように、露光工程を経て製造される様々な製品の製造に用いることができる。なかでも、液晶表示装置、有機EL表示装置、プラズマディスプレイパネル等の表示装置の製造、特に、高さおよび形状の異なる部材が精度良く一括で形成されることが要求される表示装置の製造に好適に用いることができる。   The application of the gradation mask of the present invention can be used for manufacturing various products manufactured through an exposure process, such as a lithography method. Especially, it is suitable for the manufacture of display devices such as liquid crystal display devices, organic EL display devices, and plasma display panels, and particularly for the manufacture of display devices that require high-precision and high-quality formation of members having different heights and shapes. Can be used.

B.階調マスクの製造方法
次に、本発明の階調マスクの製造方法について説明する。本発明の階調マスクの製造方法は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、遮光膜形成材料からなる遮光膜形成用層とを有する積層体の上記遮光膜形成用層をパターン状にエッチングすることにより、遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、上記透明基板上に、上記遮光膜を覆うように、第1半透明膜形成材料からなる第1半透明膜形成用層を形成した後、上記第1半透明膜形成用層をパターン状にエッチングすることにより、上記透明基板上に直接形成された第1半透明膜を形成する第1半透明膜形成工程と、上記透明基板上に、上記遮光膜および第1半透明膜を覆うように、上記第1半透明膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なる第2半透明膜形成材料からなる第2半透明膜形成用層を形成した後、上記第2半透明膜形成用層を、上記第1半透明膜形成材料が耐性を有するエッチング液である第2半透明膜形成材料用エッチング液によりパターン状にエッチングすることにより、上記透明基板上に直接形成された第2半透明膜を形成する第2半透明膜形成工程と、を有することを特徴とするものである。
B. Next, a method for manufacturing a gradation mask according to the present invention will be described. The method for producing a gradation mask of the present invention comprises forming a pattern of the light shielding film forming layer of a laminate having a transparent substrate and a light shielding film forming layer formed on the transparent substrate and made of a light shielding film forming material. By etching, a light shielding film forming step for forming a light shielding film, and a first semitransparent film forming layer made of a first semitransparent film forming material was formed on the transparent substrate so as to cover the light shielding film. Thereafter, a first translucent film forming step of forming the first translucent film directly formed on the transparent substrate by etching the first translucent film forming layer into a pattern, and on the transparent substrate In addition, a second semi-transparent film forming layer made of a second semi-transparent film forming material having a resistance to an etching solution different from that of the first semi-transparent film forming material so as to cover the light shielding film and the first semi-transparent film. After forming, the second semi-transparent film forming layer The second translucent film formed directly on the transparent substrate by etching in a pattern with an etchant for the second translucent film forming material, which is an etchant having resistance to the first translucent film forming material And a second translucent film forming step for forming the film.

このような本発明の階調マスクの製造方法について図を参照して説明する。図7は、本発明の階調マスクの製造方法の一例を示す工程図である。図7に例示するように、本発明の階調マスクの製造方法は、透明基板1と、上記透明基板1上に形成された遮光膜形成用層22とを有する積層体20を準備し、その後、遮光膜を形成する領域に対応する上記遮光膜形成用層22上の領域にレジスト25を形成し(図7(a))、上記遮光膜形成用層22のエッチング、およびレジスト25の除去をこの順で行い、遮光膜2を形成する(図7(b))。
次いで、図7(c)に示すように、上記透明基板1上に、上記遮光膜2を覆うように、上記遮光膜形成材料と同種の材料である第1半透明膜形成材料からなる第1半透明膜形成用層23を積層し、その後、上記第1半透明膜を形成する領域にレジスト25を形成した後、上記第1半透明膜形成用層23を、上記第1半透明膜形成材料をエッチングすることができるエッチング液によりエッチングし、さらにレジスト25の除去をこの順で行うことにより、上記透明基板1上、および、上記遮光膜2の全面上に第1半透明膜3を形成する(図7(d))。
A method of manufacturing such a gradation mask of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 7 is a process diagram showing an example of a method for manufacturing a gradation mask according to the present invention. As illustrated in FIG. 7, the gradation mask manufacturing method of the present invention prepares a laminate 20 having a transparent substrate 1 and a light shielding film forming layer 22 formed on the transparent substrate 1, and then Then, a resist 25 is formed in a region on the light shielding film forming layer 22 corresponding to the region where the light shielding film is to be formed (FIG. 7A), and etching of the light shielding film forming layer 22 and removal of the resist 25 are performed. In this order, the light shielding film 2 is formed (FIG. 7B).
Next, as shown in FIG. 7C, a first semi-transparent film forming material that is the same kind of material as the light shielding film forming material is formed on the transparent substrate 1 so as to cover the light shielding film 2. A semi-transparent film forming layer 23 is laminated, and then a resist 25 is formed in a region where the first semi-transparent film is to be formed, and then the first semi-transparent film forming layer 23 is formed on the first semi-transparent film forming layer. The first semitransparent film 3 is formed on the transparent substrate 1 and on the entire surface of the light-shielding film 2 by etching with an etching solution capable of etching the material and further removing the resist 25 in this order. (FIG. 7D).

続いて、図7(e)に示すように、上記遮光膜2および第1半透明膜3を覆うように、上記遮光膜形成材料および上記第1半透明膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なる材料である第2半透明膜形成材料からなる第2半透明膜形成用層24を積層し、その後、上記第2半透明膜を形成する領域にレジスト25を形成する。次いで、上記第2半透明膜形成用層24を、上記遮光膜形成材料および第1半透明膜形成材料が耐性を有する第2半透明膜形成材料用エッチング液によりエッチングし、さらにレジスト25の除去を行うことにより第2半透明膜4を形成し、上記透明基板1からなる透過領域11と、上記透明基板1および上記遮光膜2を少なくとも含む遮光領域12と、上記透明基板1および上記第1半透明膜3からなる第1半透明領域13と、上記透明基板1および上記第2半透明膜4からなる第2半透明領域14とを備える階調マスク10を形成するものである(図7(f))。
ここで、図7(a)〜(b)が遮光膜形成工程であり、(c)〜(d)が第1半透明膜形成工程であり、(e)〜(f)が第2半透明膜形成工程である。
Subsequently, as shown in FIG. 7 (e), the light shielding film forming material and the first semitransparent film forming material are resistant to an etching solution so as to cover the light shielding film 2 and the first semitransparent film 3. A second semitransparent film forming layer 24 made of a second semitransparent film forming material, which is a different material, is laminated, and then a resist 25 is formed in a region where the second semitransparent film is formed. Next, the second semi-transparent film forming layer 24 is etched with an etching solution for the second semi-transparent film forming material with which the light-shielding film forming material and the first semi-transparent film forming material are resistant, and the resist 25 is removed. To form a second translucent film 4, a transparent region 11 made of the transparent substrate 1, a light-shielding region 12 including at least the transparent substrate 1 and the light-shielding film 2, the transparent substrate 1 and the first substrate 1. A gradation mask 10 including a first semitransparent region 13 made of a semitransparent film 3 and a second semitransparent region 14 made of the transparent substrate 1 and the second semitransparent film 4 is formed (FIG. 7). (F)).
Here, FIGS. 7A to 7B are light shielding film forming steps, FIGS. 7C to 7D are first semitransparent film forming steps, and FIGS. 7E to 7F are second semitransparent steps. It is a film forming process.

また、このような本発明の階調マスクの製造方法の他の例としては、図8に例示するように、透明基板1と、上記透明基板1上に形成された遮光膜形成用層22とを有する積層体20を準備し、その後、遮光膜を形成する領域に対応する上記遮光膜形成用層22上の領域にレジスト25を形成し(図8(a))、次いで、エッチング液によりエッチングを行い、遮光膜2を形成する(図8(b))。
その後、図8(c)に示すように、上記遮光膜2を覆うように上記遮光膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なる材料である第1半透明膜形成材料からなる第1半透明膜形成用層23を積層し、その後、上記第1半透明膜を形成する領域にレジスト25を形成する。次いで、上記第1半透明膜形成用層23を、上記遮光膜形成材料が耐性を有するエッチング液によりエッチングを行い、さらにレジスト25を除去することにより上記透明基板1および遮光部2の一部上に第1半透明膜3を形成する(図8(d))。
Further, as another example of the method of manufacturing the gradation mask of the present invention, as illustrated in FIG. 8, the transparent substrate 1 and the light shielding film forming layer 22 formed on the transparent substrate 1 are provided. And then a resist 25 is formed in the region on the light shielding film forming layer 22 corresponding to the region where the light shielding film is to be formed (FIG. 8A), and then etched with an etching solution. Then, the light shielding film 2 is formed (FIG. 8B).
Thereafter, as shown in FIG. 8C, the first semi-transparent film made of the first semi-transparent film forming material, which is a material having different resistance to the etching solution from the light shielding film forming material so as to cover the light shielding film 2 A forming layer 23 is laminated, and then a resist 25 is formed in a region where the first translucent film is formed. Next, the first semi-transparent film forming layer 23 is etched with an etching solution with which the light-shielding film forming material is resistant, and the resist 25 is removed so that the transparent substrate 1 and the light-shielding portion 2 are partially removed. A first translucent film 3 is formed on the substrate (FIG. 8D).

続いて、図8(e)に示すように、上記遮光膜2および第1半透明膜3を覆うように、上記遮光膜形成材料と同種の材料である第2半透明膜形成材料からなる第2半透明膜形成用層24を積層した後、上記第2半透明膜を上記透明基板上に直接形成する領域、および上記遮光膜2が形成された領域のうち上記第1半透明膜3により被覆されていない領域上にレジスト25を形成する。次いで、上記第2半透明膜形成用層24を、上記第1半透明膜形成材料が耐性を有するエッチング液である第2半透明膜形成材料用エッチング液によりエッチングを行い、さらにレジスト25を除去することにより、上記透明基板1上、および上記遮光膜2のうち上記第1半透明膜3により被覆されていない領域上に第2半透明膜4を形成し、上記透明基板1からなる透過領域11と、上記透明基板1、上記遮光膜2および上記第2半透明膜からなる遮光領域12と、上記透明基板1および上記第1半透明膜3からなる第1半透明領域13と、上記透明基板1および上記第2半透明膜4からなる第2半透明領域14とを備えることを特徴とする階調マスク10を形成するものである。
ここで、図8(a)〜(b)が遮光膜形成工程であり、(c)〜(d)が第2半透明膜形成工程であり、(e)〜(f)が第1半透明膜形成工程である。
Subsequently, as shown in FIG. 8E, a second semi-transparent film-forming material, which is the same material as the light-shielding film-forming material, covers the light-shielding film 2 and the first semi-transparent film 3. After laminating the two semitransparent film forming layers 24, the first semitransparent film 3 out of the region where the second semitransparent film is directly formed on the transparent substrate and the region where the light shielding film 2 is formed. A resist 25 is formed on the uncoated region. Next, the second semi-transparent film forming layer 24 is etched with a second semi-transparent film forming material etchant, which is an etchant with which the first semi-transparent film forming material is resistant, and the resist 25 is further removed. As a result, a second semi-transparent film 4 is formed on the transparent substrate 1 and on a region of the light-shielding film 2 that is not covered with the first semi-transparent film 3. 11, the transparent substrate 1, the light shielding film 2 and the light shielding region 12 comprising the second semitransparent film, the first semitransparent region 13 comprising the transparent substrate 1 and the first semitransparent film 3, and the transparent A gradation mask 10 including the substrate 1 and the second translucent region 14 made of the second translucent film 4 is formed.
Here, FIGS. 8A to 8B are light shielding film forming steps, FIGS. 8C to 8D are second semitransparent film forming steps, and FIGS. 8E to 8F are first semitransparent. It is a film forming process.

本発明によれば、上記透明基板からなる透過領域と、上記透明基板および上記遮光膜を少なくとも含む遮光領域と、上記透明基板および上記第1半透明膜からなる第1半透明領域と、上記透明基板および上記第2半透明膜からなる第2半透明領域とを備える階調マスクを形成することができる。
また、上記遮光膜形成工程が、上記第1半透明膜形成工程および第2半透明膜形成工程よりも前に実施されるものであること、すなわち、1回のエッチングのみで遮光膜形成用層から遮光膜を形成することができることにより、アライメント精度による位置ずれの影響を受けることなく遮光膜を形成することができる。また、遮光膜は、通常、階調マスクのメインパターンの形成に用いられることから、パターン精度に優れたマスクとすることができる。
さらに、上記第1半透明膜形成工程および第2半透明膜形成工程を有し、上記第1半透明膜および第2半透明膜を独立して形成するものであるため、上記第1半透明膜および第2半透明膜の分光スペクトル、透過率等を容易に異なるものとすることができる。このため、高さおよび形状の異なる部材を自由度高く一括形成できるマスクを得ることができる。
According to the present invention, a transmission region composed of the transparent substrate, a light shielding region including at least the transparent substrate and the light shielding film, a first semitransparent region composed of the transparent substrate and the first semitransparent film, and the transparent A gradation mask including a substrate and a second semi-transparent region made of the second semi-transparent film can be formed.
Further, the light shielding film forming step is performed before the first semitransparent film forming step and the second semitransparent film forming step, that is, the light shielding film forming layer is formed by only one etching. Thus, the light shielding film can be formed without being affected by the positional deviation due to the alignment accuracy. Further, since the light shielding film is usually used for forming the main pattern of the gradation mask, it can be a mask with excellent pattern accuracy.
Further, the first translucent film forming step and the second translucent film forming step are provided, and the first translucent film and the second translucent film are independently formed. Therefore, the first translucent film is formed. The spectral spectrum, transmittance, and the like of the film and the second translucent film can be easily made different. For this reason, it is possible to obtain a mask that can collectively form members having different heights and shapes with a high degree of freedom.

本発明の階調マスクの製造方法は、上記遮光膜形成工程、第1半透明膜形成工程、および第2半透明膜形成工程を少なくとも有するものである。
以下、本発明の階調マスクの製造方法の各工程について詳細に説明する。
The gradation mask manufacturing method of the present invention includes at least the light shielding film forming step, the first semitransparent film forming step, and the second semitransparent film forming step.
Hereafter, each process of the manufacturing method of the gradation mask of this invention is demonstrated in detail.

1.遮光膜形成工程
本発明の階調マスクの製造方法における遮光膜形成工程は、透明基板と、上記透明基板上に形成され、遮光膜形成材料からなる遮光膜形成用層とを有する積層体の上記遮光膜形成用層をパターン状にエッチングすることにより、遮光膜を形成する工程である。
なお、本工程により形成される遮光膜としては、上記「A.階調マスク」の項に記載の内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。
1. Light-shielding film forming step The light-shielding film forming step in the method for producing a gradation mask of the present invention includes a transparent substrate and a light-shielding film-forming layer formed on the transparent substrate and made of a light-shielding film-forming material. This is a step of forming the light shielding film by etching the light shielding film forming layer into a pattern.
The light-shielding film formed in this step is the same as that described in the above section “A. Tone mask”, and will not be described here.

本工程においては、上記遮光膜を形成することができるため、上記透明基板および遮光膜を少なくとも含む遮光領域を形成することができる。   In this step, since the light shielding film can be formed, a light shielding region including at least the transparent substrate and the light shielding film can be formed.

(a)積層体
本工程に用いられる積層体は、透明基板と、遮光膜形成用層とを有するものである。
このような透明基板および遮光膜形成用層を構成する遮光膜形成材料としては、上記「A.階調マスク」の項に記載した透明基板および遮光膜形成材料と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
(A) Laminated body The laminated body used for this process has a transparent substrate and the layer for light shielding film formation.
As the light-shielding film forming material constituting such a transparent substrate and the light-shielding film forming layer, it can be the same as the transparent substrate and the light-shielding film forming material described in the above section “A. Tone mask”. The description here is omitted.

本工程により形成される遮光膜形成用層の膜厚としては、形成する遮光膜の厚みと同じとすることができる。具体的には、上記「A.階調マスク」の項に記載した遮光膜の膜厚と同様とすることができる。   The thickness of the light shielding film forming layer formed in this step can be the same as the thickness of the light shielding film to be formed. Specifically, it may be the same as the film thickness of the light-shielding film described in the section “A. Tone mask”.

本工程により形成される遮光膜形成用層は、単層であっても良く、複数の層で構成されていても良い。   The light-shielding film forming layer formed in this step may be a single layer or a plurality of layers.

本工程における、遮光膜形成用層の形成方法としては、上記遮光膜形成用層を上記透明基板上に均一な膜厚で形成することができる方法であれば良く、例えばスパッタリング法、イオンプレーティング法、真空蒸着法などの物理蒸着法(PVD)を挙げることができる。   The light shielding film forming layer in this step may be formed by any method that can form the light shielding film forming layer with a uniform thickness on the transparent substrate. And physical vapor deposition (PVD) such as vacuum evaporation.

(b)エッチング方法
本工程において、上記積層体の遮光膜形成用層をパターン状にエッチングし、遮光膜を形成する方法としては、階調マスクにおける遮光膜の形成に一般的に用いられる方法を使用することができる。
具体的には、上記遮光膜を形成したい領域にレジストをパターン状に形成した後、上記遮光膜形成材料をエッチングすることができるエッチング液によりエッチングし、次いで、レジストを除去する方法を挙げることができる。
(B) Etching method In this step, the light shielding film forming layer of the laminate is etched into a pattern to form a light shielding film, and a method generally used for forming a light shielding film in a gradation mask is used. Can be used.
Specifically, there is a method of forming a resist in a pattern in a region where the light shielding film is to be formed, etching the light shielding film forming material with an etching solution capable of etching, and then removing the resist. it can.

本工程において、上記レジストをパターン状に形成する方法としては、レジスト材料を塗布しレジスト膜を形成した後、パターン状に露光を行い、さらに現像することにより形成することができる。   In this step, as a method of forming the resist in a pattern, it can be formed by applying a resist material to form a resist film, exposing to a pattern, and further developing.

本工程に用いられるレジスト材料としては、ポジ型レジスト材料(光照射部分が溶解するもの)およびネガ型レジスト材料(光照射部分が固まるもの)のいずれも用いることができる。ポジ型レジスト材料としては、例えばノボラック樹脂をベース樹脂とした化学増幅型レジスト等が挙げられる。また、ネガ型レジスト材料としては、例えば架橋型樹脂をベースとした化学増幅型レジスト、具体的にはポリビニルフェノールに架橋剤を加え、さらに酸発生剤を加えた化学増幅型レジスト等が挙げられる。   As the resist material used in this step, either a positive resist material (one that dissolves the light-irradiated portion) or a negative resist material (one that hardens the light-irradiated portion) can be used. Examples of the positive resist material include a chemically amplified resist using a novolac resin as a base resin. Examples of the negative resist material include a chemically amplified resist based on a crosslinked resin, specifically, a chemically amplified resist obtained by adding a crosslinking agent to polyvinylphenol and further adding an acid generator.

本工程において、上記レジスト材料を塗工してレジスト膜を形成する方法としては、一般的な塗工方法を用いることができ、例えばスピンコート法、キャスティング法、ディッピング法、バーコート法、ブレードコート法、ロールコート法、グラビアコート法、フレキソ印刷法、スプレーコート法等を使用することができる。   In this step, as a method for forming the resist film by coating the resist material, a general coating method can be used, for example, spin coating method, casting method, dipping method, bar coating method, blade coating method. The method, roll coating method, gravure coating method, flexographic printing method, spray coating method and the like can be used.

本工程において、上記レジスト膜をパターン状に露光する方法としては、通常のフォトマスク描画に用いられる電子線描画法、もしくはレーザー描画法等を用いることができる。
また、露光後のレジスト膜の現像方法としては、一般的な現像方法を用いることができる。
In this step, as a method of exposing the resist film in a pattern, an electron beam drawing method used for normal photomask drawing, a laser drawing method, or the like can be used.
Moreover, as a developing method of the resist film after exposure, a general developing method can be used.

本工程において、上記遮光膜形成用層をエッチングすることができる遮光膜形成材料用エッチング液としては、上記遮光膜形成材料をエッチングすることができるものであれば良く、フォトマスクにおける遮光膜の形成に一般的に用いられる方法を使用することができる。
このような遮光膜形成材料用エッチング液としては、具体的には、用いる材料により異なるものであるが、上記遮光膜形成材料が、上記クロム系材料である場合には、硝酸セリウム第二アンモンと過塩素酸との混合溶液や、硫酸と燐酸との混合溶液を用いることができ、なかでも硝酸セリウム第二アンモン溶液と過塩素酸との混合溶液を好ましく用いることができる。
また、上記遮光膜形成材料が、上記チタン系材料である場合には、フッ酸や、水酸化カリウムと過酸化水素との混合溶液を用いることができ、なかでも水酸化カリウムと過酸化水素との混合溶液を好ましく用いることができる。
In this step, the light-shielding film forming material etching solution that can etch the light-shielding film forming layer may be any etching solution that can etch the light-shielding film forming material. The methods generally used in the above can be used.
Specifically, the light-shielding film forming material etching solution varies depending on the material used. However, when the light-shielding film forming material is the chromium-based material, cerium nitrate second ammonium is used. A mixed solution of perchloric acid or a mixed solution of sulfuric acid and phosphoric acid can be used, and among them, a mixed solution of cerium nitrate second ammonium solution and perchloric acid can be preferably used.
Moreover, when the light shielding film forming material is the titanium material, hydrofluoric acid or a mixed solution of potassium hydroxide and hydrogen peroxide can be used. The mixed solution can be preferably used.

本工程において、上記遮光膜形成用層をエッチングし、遮光膜を形成した後に、パターン状に形成した上記レジストの除去方法としては、一般的な除去方法を用いることができ、具体的には、通常、酸素プラズマ処理による灰化や、有機アルカリ液による洗浄によって行う方法を挙げることができる。   In this step, after removing the light-shielding film forming layer and forming the light-shielding film, a general removal method can be used as a method for removing the resist formed in a pattern. Specifically, In general, a method of ashing by oxygen plasma treatment or cleaning with an organic alkali solution can be exemplified.

2.第1半透明膜形成工程
本発明の階調マスクの製造方法における第1半透明膜形成工程は、上記透明基板上に、上記遮光膜を覆うように、第1半透明膜形成材料からなる第1半透明膜形成用層を形成した後、上記第1半透明膜形成用層をパターン状にエッチングすることにより、上記透明基板上に直接形成された第1半透明膜を形成する工程である。
なお、本工程により形成される第1半透明膜および用いられる第1半透明膜形成材料としては、上記「A.階調マスク」の項に記載の内容と同様であるので、ここでの説明は省略する。
2. First translucent film forming step The first translucent film forming step in the gradation mask manufacturing method of the present invention includes a first translucent film forming material that covers the transparent substrate so as to cover the light shielding film. This is a step of forming a first translucent film directly formed on the transparent substrate by forming the first translucent film forming layer and then etching the first translucent film forming layer into a pattern. .
The first semi-transparent film formed by this step and the first semi-transparent film forming material used are the same as those described in the above section “A. Tone mask”, and are therefore described here. Is omitted.

本工程においては、上記第1半透明膜を上記透明基板上に直接形成するものであるため、上記透明基板および第1半透明膜からなる第1半透明領域を形成することができる。
また、上記第1半透明膜形成材料が、上記第2半透明膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なるものであることにより、後述する第2半透明膜形成工程において、上記第1半透明膜が上記第2半透明膜形成材料用エッチング液によりエッチングされないものとすることができる。このため、上記第1半透明膜を精度良く形成することができる。
In this step, since the first translucent film is formed directly on the transparent substrate, a first translucent region composed of the transparent substrate and the first translucent film can be formed.
In addition, the first translucent film forming material is different in resistance to the etching solution from the second translucent film forming material, and therefore, in the second translucent film forming process described later, the first translucent film forming material is used. The film may not be etched by the second translucent film forming material etching solution. For this reason, the first semitransparent film can be formed with high accuracy.

このような第1半透明膜を形成する方法としては、上記第1半透明材料からなる第1半透明膜形成用層を形成し、その後、上記第1半透明膜形成用層をエッチング液によりパターン状にエッチングする方法であれば良く、階調マスクにおける半透明膜の形成に一般的に用いられる方法を使用することができる。   As a method of forming such a first translucent film, a first translucent film forming layer made of the first translucent material is formed, and then the first translucent film forming layer is formed with an etching solution. Any pattern etching method may be used, and a method generally used for forming a translucent film in a gradation mask can be used.

本工程において、上記第1半透明膜形成用層を形成する方法としては、上記第1半透明膜形成用層を所望の膜厚で形成することができる方法であれば良く、上記「1.遮光膜形成工程」の項に記載した方法と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。   In this step, the first semitransparent film forming layer may be formed by any method that can form the first semitransparent film forming layer with a desired film thickness. Since it can be the same as the method described in the section of “Light-shielding film forming step”, description thereof is omitted here.

本工程により形成される第1半透明膜形成用層の膜厚としては、形成する第1半透明膜の厚みと同じとすることができる。具体的には、上記「A.階調マスク」の項に記載した第1半透明膜の膜厚と同様とすることができる。   The thickness of the first semitransparent film forming layer formed in this step can be the same as the thickness of the first semitransparent film to be formed. Specifically, it may be the same as the film thickness of the first translucent film described in the section “A. Tone mask”.

本工程において、上記第1半透明膜形成用層をエッチングし、上記第1半透明膜を形成する方法としては、上記透明基板に直接形成された第1半透明膜を形成することができる方法であれば良い。
具体的には、上記第1半透明膜を形成したい領域にレジストを形成し、次いで、上記第1半透明膜形成材料をエッチングすることができるエッチング液により、エッチングし、その後、レジストを除去する方法を挙げることができる。
なお、レジストを形成する方法およびレジストを除去する方法については、上記「1.遮光膜形成工程」の項に記載した内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
In this step, the first translucent film forming layer is etched to form the first translucent film, and the first translucent film directly formed on the transparent substrate can be formed. If it is good.
Specifically, a resist is formed in a region where the first semi-transparent film is to be formed, and then the first semi-transparent film forming material is etched with an etching solution that can etch, and then the resist is removed. A method can be mentioned.
The method for forming the resist and the method for removing the resist can be the same as the contents described in the above section “1.

本工程において、上記第1半透明膜形成用層をエッチングするために用いられるエッチング液としては、上記第1半透明膜形成用層をエッチングすることができるものであれば良く、具体的には、用いる材料により異なるものであるが、上記第1半透明膜形成材料が、上記クロム系材料またはチタン系材料である場合には、上記遮光膜形成材料をエッチングする際に用いられるエッチング液と同様とすることができる。   In this step, the etchant used for etching the first translucent film forming layer may be any one that can etch the first translucent film forming layer. Specifically, Depending on the material used, when the first translucent film-forming material is the chromium-based material or the titanium-based material, it is the same as the etching liquid used when etching the light-shielding film-forming material. It can be.

本工程において、上記レジストを形成する領域としては、上記第1半透明膜を上記透明基板上に直接形成することができるものであれば良い。
具体的には、上記第1半透明膜を形成したい領域に形成するものであれば良く、上記遮光膜が形成された領域であっても良い。
本工程においては、上記遮光膜形成材料が上記第1半透明膜形成材料と同種の材料である場合、上記レジストが、上記遮光膜が形成された全領域に形成するものであることが好ましい。このような領域にレジストを形成することにより、上記遮光膜がエッチング液と接触することを防ぐことができる。このため、本工程により、上記遮光膜がエッチングされることを効果的に防ぐことができ、パターン精度の良い遮光膜を得ることができるからである。また、上記第1半透明領域と遮光領域が接する部位では、上記第1半透明膜を、上記第1半透明領域の境界部含めて遮光膜を覆う連続した膜とすることができる。その結果、上記第1半透明膜を遮光膜との位置合わせ精度に依存せず形成することができ、さらにその場合であっても、上記第1半透明領域および遮光領域の境界は上記遮光膜のエッジで決定されることから、両領域のエッジを精度良く形成できるからである。
また、このように遮光膜をパターン精度良く形成することができ、両領域のエッジを精度良く形成できることから、例えば、既に説明した図1に示すように遮光領域の開口部に第1半透明領域が形成され第1半透明領域が遮光領域により区分されている場合、既に説明した図2、図3および図4(b)に示すように独立した部材、すなわち、遮光領域に対応する領域により区分けされた部材を精度良く形成できるものとすることができるからである。
In this step, the region for forming the resist may be any region as long as the first semitransparent film can be directly formed on the transparent substrate.
Specifically, it may be formed in a region where the first semi-transparent film is to be formed, and may be a region where the light shielding film is formed.
In this step, when the light shielding film forming material is the same kind of material as the first translucent film forming material, the resist is preferably formed in the entire region where the light shielding film is formed. By forming a resist in such a region, the light shielding film can be prevented from coming into contact with the etching solution. For this reason, this process can effectively prevent the light shielding film from being etched, and a light shielding film with good pattern accuracy can be obtained. Further, at the portion where the first semi-transparent region and the light-shielding region are in contact with each other, the first semi-transparent film can be a continuous film covering the light-shielding film including the boundary portion of the first semi-transparent region. As a result, the first semi-transparent film can be formed without depending on the alignment accuracy with the light-shielding film, and even in that case, the boundary between the first semi-transparent region and the light-shielding region is the light-shielding film. This is because the edges of both regions can be formed with high accuracy.
In addition, since the light shielding film can be formed with high pattern accuracy and the edges of both regions can be formed with high precision, for example, as shown in FIG. Are formed and the first translucent area is divided by the light shielding area, as shown in FIGS. 2, 3 and 4B, which are already described, are separated by independent members, that is, areas corresponding to the light shielding area. This is because the formed member can be formed with high accuracy.

また、上記遮光膜形成材料および第1半透明膜形成材料がエッチング液に対する耐性が異なる材料である場合、上記レジストが、上記遮光膜の少なくとも一部にも形成されることが好ましい。より具体的には、第1半透明領域と遮光領域が接する部位では、第1半透明膜が第1半透明領域およびそれに隣接する遮光領域上にも形成されることが好ましい。この場合、上記第1半透明膜を上記第1半透明領域の境界部含めて遮光膜を覆う連続した膜とすることができることから、位置あわせを容易なものとすることができ、さらに、両領域のエッジを精度良く形成できるからである。また、このようなことより、独立した部材を精度良く形成できるものとすることができるからである。   In addition, when the light shielding film forming material and the first translucent film forming material are materials having different resistances to the etching solution, it is preferable that the resist is also formed on at least a part of the light shielding film. More specifically, it is preferable that the first translucent film is formed also on the first semi-transparent region and the light-shielding region adjacent thereto at the portion where the first semi-transparent region and the light-shielding region are in contact with each other. In this case, the first semi-transparent film can be a continuous film that covers the light-shielding film including the boundary of the first semi-transparent region, so that the alignment can be facilitated. This is because the edge of the region can be formed with high accuracy. Moreover, it is because an independent member can be formed with sufficient precision from such a thing.

3.第2半透明膜形成工程
本発明の階調マスクの製造方法における第2半透明膜形成工程は、上記透明基板上に、上記遮光膜および第1半透明膜を覆うように、上記第1半透明膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なる第2半透明膜形成材料からなる第2半透明膜形成用層を形成した後、上記第2半透明膜形成用層を、上記第1半透明膜形成材料が耐性を有するエッチング液である第2半透明膜形成材料用エッチング液によりパターン状にエッチングすることにより、上記透明基板上に直接形成された第2半透明膜を形成する工程である。
なお、本工程により形成される第2半透明膜および用いられる第2半透明膜形成材料としては、上記「A.階調マスク」の項に記載したものと同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
3. Second translucent film forming step The second translucent film forming step in the method of manufacturing a gradation mask of the present invention includes the first semitransparent film so as to cover the light shielding film and the first translucent film on the transparent substrate. After forming the second translucent film forming layer made of the second translucent film forming material having different resistance to the etching solution from the transparent film forming material, the second translucent film forming layer is formed into the first translucent film. This is a step of forming a second semitransparent film directly formed on the transparent substrate by etching in a pattern with an etching solution for a second semitransparent film forming material, which is an etchant with which the film forming material is resistant. .
The second translucent film formed by this step and the second translucent film forming material used can be the same as those described in the above section “A. Tone mask”. The description in is omitted.

本工程においては、上記透明基板上に直接形成された第2半透明膜を形成することができる。このため、上記透明基板および第2半透明膜からなる第2半透明領域を形成することができる。
また、上記第2半透明膜形成材料および第2半透明膜形成材料用エッチング液を用いることにより、上記第2半透明膜形成材料のみをエッチングすることができる。このため、上記第1半透明領域および第2半透明領域を精度良く形成することができる。
In this step, a second translucent film formed directly on the transparent substrate can be formed. For this reason, the 2nd translucent area | region which consists of the said transparent substrate and a 2nd translucent film | membrane can be formed.
Further, by using the second translucent film forming material and the second translucent film forming material etching solution, only the second translucent film forming material can be etched. For this reason, the first translucent region and the second translucent region can be formed with high accuracy.

このような第2半透明膜を形成する方法としては、上記第2半透明膜形成材料からなる第2半透明膜形成用層を形成し、その後、上記第2半透明膜形成材料用エッチング液を用いる方法であれば良く、階調マスクにおける半透明膜の形成に一般的に用いられる方法を使用することができる。   As a method of forming such a second translucent film, a second translucent film forming layer made of the second translucent film forming material is formed, and then the second translucent film forming material etching solution is formed. Any method generally used for forming a translucent film in a gradation mask can be used.

本工程において、上記第2半透明膜形成用層を形成する方法としては、上記第2半透明膜形成用層を所望の膜厚で形成することができる方法であれば良いが、上記「1.遮光膜形成工程」の項に記載した方法と同様とすることができるため、ここでの説明は省略する。   In this step, the second semitransparent film forming layer may be formed by any method that can form the second semitransparent film forming layer with a desired film thickness. Since it can be the same as the method described in the section “Light-shielding film forming step”, the description is omitted here.

本工程により形成される第2半透明膜形成用層の膜厚としては、形成する第2半透明膜の厚みと同じとすることができる。具体的には、上記「A.階調マスク」の項に記載した第2半透明膜の膜厚と同様とすることができる。   The thickness of the second semitransparent film forming layer formed by this step can be the same as the thickness of the second semitransparent film to be formed. Specifically, it may be the same as the film thickness of the second translucent film described in the section “A. Tone mask”.

本工程において、上記第2半透明膜形成用層を上記第2半透明膜形成材料用エッチング液によりエッチングし、上記第2半透明膜を形成する方法としては、上記透明基板に直接形成された第2半透明膜を形成することができる方法であれば良い。
具体的には、上記第2半透明膜を形成したい領域にレジストを形成し、次いで、上記第2半透明膜形成材料用エッチング液により、エッチングし、その後、レジストを除去する方法を挙げることができる。
なお、レジストを形成する方法およびレジストを除去する方法については、上記「1.遮光膜形成工程」の項に記載した内容と同様とすることができるので、ここでの説明は省略する。
In this step, the second semi-transparent film forming layer was etched with the second semi-transparent film forming material etching solution to form the second semi-transparent film. The second semi-transparent film was formed directly on the transparent substrate. Any method that can form the second translucent film may be used.
Specifically, there may be mentioned a method of forming a resist in a region where the second semitransparent film is to be formed, then etching with the second semitransparent film forming material etching solution, and then removing the resist. it can.
The method for forming the resist and the method for removing the resist can be the same as the contents described in the above section “1.

本工程における第2半透明膜形成材料用エッチング液は、上記第1半透明膜形成材料が耐性を有し、上記第2半透明膜形成材料をエッチングすることができるエッチング液である。
このような第2半透明膜形成材料用エッチング液としては、具体的には、用いる材料により異なるものであるが、上記第1半透明膜形成材料が上記クロム系材料であり、上記第2半透明膜形成材料がチタン系材料である場合には、フッ酸や、水酸化カリウムと過酸化水素との混合溶液を用いることができ、なかでも水酸化カリウムと過酸化水素との混合溶液を好ましく用いることができる。
また、上記第1半透明膜形成材料が上記チタン系材料であり、上記第2半透明膜形成材料がクロム系材料である場合には、硝酸セリウム第二アンモンと過塩素酸との混合溶液や、硫酸と燐酸との混合溶液を用いることができ、なかでも硝酸セリウム第二アンモン溶液と過塩素酸との混合溶液を好ましく用いることができる。
The second semitransparent film forming material etchant in this step is an etchant that is resistant to the first semitransparent film forming material and can etch the second translucent film forming material.
Specifically, the second semitransparent film forming material etching solution varies depending on the material used, but the first semitransparent film forming material is the chromium-based material, and the second semitransparent film forming material is the second semitransparent film forming material. When the transparent film forming material is a titanium-based material, hydrofluoric acid or a mixed solution of potassium hydroxide and hydrogen peroxide can be used, and a mixed solution of potassium hydroxide and hydrogen peroxide is preferable. Can be used.
Further, when the first translucent film forming material is the titanium-based material and the second translucent film forming material is a chromium-based material, a mixed solution of cerium nitrate second ammonium and perchloric acid, A mixed solution of sulfuric acid and phosphoric acid can be used, and among them, a mixed solution of cerium nitrate second ammonium solution and perchloric acid can be preferably used.

本工程において、上記レジストを形成する領域としては、上記透明基板上に直接形成された第2半透明膜を形成することができるものであれば良い。
具体的には、上記第2半透明領域を形成したい領域に形成するものであれば良く、上記遮光膜が形成された領域を含むものであっても良い。
本工程においては、なかでも、上記遮光膜形成材料が上記第2半透明膜形成材料と同種の材料である場合には、上記遮光膜が形成された領域のうち上記第1半透明膜により被覆された以外の領域にもレジストを形成するものであることが好ましい。
このような領域にレジストを形成することにより、上記遮光膜がエッチング液と接触することを防ぐことができる。このため、本工程により、上記遮光膜がエッチングされることを効果的に防ぐことができ、パターン精度の良い遮光膜を得ることができるからである。また、上記第2半透明領域と遮光領域が接する部位では、上記第2半透明膜を、上記第2半透明領域の境界部含めて遮光膜を覆う連続した膜とすることができる。その結果、上記第2半透明膜を遮光膜との位置合わせ精度に依存せず形成することができ、さらにその場合であっても、上記第2半透明領域および遮光領域の境界は上記遮光膜のエッジで決定されることから、両領域のエッジを精度良く形成できるからである。
さらに、このように遮光膜をパターン精度良く形成することができ、両領域のエッジを精度良く形成できることから、独立した部材を精度良く形成できるものとすることができるからである。
In this step, the region where the resist is formed may be any as long as it can form the second semi-transparent film directly formed on the transparent substrate.
Specifically, it may be formed in a region where the second semi-transparent region is desired to be formed, and may include a region where the light shielding film is formed.
In this step, in particular, when the light shielding film forming material is the same type of material as the second semitransparent film forming material, the first semitransparent film is covered in the region where the light shielding film is formed. It is preferable that a resist is formed in a region other than the region where the resist is formed.
By forming a resist in such a region, the light shielding film can be prevented from coming into contact with the etching solution. For this reason, this process can effectively prevent the light shielding film from being etched, and a light shielding film with good pattern accuracy can be obtained. Further, at the portion where the second semi-transparent region and the light-shielding region are in contact, the second semi-transparent film can be a continuous film covering the light-shielding film including the boundary portion of the second semi-transparent region. As a result, the second semitransparent film can be formed without depending on the alignment accuracy with the light shielding film, and even in that case, the boundary between the second semitransparent area and the light shielding area is the light shielding film. This is because the edges of both regions can be formed with high accuracy.
Furthermore, since the light shielding film can be formed with high pattern accuracy and the edges of both regions can be formed with high accuracy, independent members can be formed with high accuracy.

また、上記遮光膜形成材料および第2半透明膜形成材料がエッチング液に対する耐性が異なる材料である場合、上記レジストが、上記遮光膜の少なくとも一部、より具体的には、第2半透明領域と遮光領域が接する部位では、第2半透明膜が、第2半透明領域およびそれに隣接する遮光領域上にも形成されることが好ましい。この場合、上記第2半透明膜を、上記第2半透明領域の境界部含めて遮光膜を覆う連続した膜とすることができることから、位置あわせを容易なものとすることができ、さらに、両領域のエッジを精度良く形成できるからである。また、このようなことより、独立した部材を精度良く形成できるものとすることができるからである。   Further, when the light shielding film forming material and the second semitransparent film forming material are materials having different resistances to the etching solution, the resist is at least a part of the light shielding film, more specifically, the second semitransparent region. It is preferable that the second semi-transparent film is also formed on the second semi-transparent region and the adjacent light-shielding region at a portion where the light-shielding region contacts. In this case, since the second translucent film can be a continuous film covering the light shielding film including the boundary of the second translucent region, the alignment can be facilitated. This is because the edges of both regions can be formed with high accuracy. Moreover, it is because an independent member can be formed with sufficient precision from such a thing.

4.階調マスクの製造方法
本発明の階調マスクの製造方法は、上述した遮光膜形成工程、第1半透明膜形成工程、および第2半透明膜形成工程を少なくとも有するものであるが、必要に応じてその他の工程を有するものであっても良い。
このようなその他の工程としては、上記遮光膜上に低反射層を形成する低反射層形成工程を挙げることができる。
4). Method for Manufacturing Tone Mask The method for manufacturing a tone mask of the present invention includes at least the above-described light shielding film forming step, first semitransparent film forming step, and second semitransparent film forming step. Depending on the situation, other processes may be included.
Examples of such other steps include a low reflection layer forming step of forming a low reflection layer on the light shielding film.

なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。上記実施形態は、例示であり、本発明の特許請求の範囲に記載された技術的思想と実質的に同一な構成を有し、同様な作用効果を奏するものは、いかなるものであっても本発明の技術的範囲に包含される。   The present invention is not limited to the above embodiment. The above-described embodiment is an exemplification, and the present invention has substantially the same configuration as the technical idea described in the claims of the present invention, and any device that exhibits the same function and effect is the present invention. It is included in the technical scope of the invention.

以下、本発明について実施例および比較例を用いて具体的に説明する。   Hereinafter, the present invention will be specifically described using examples and comparative examples.

[実施例1]
1.階調マスクの作製
光学研磨された390mm×610mmの合成石英基板上にクロム膜(遮光膜)が厚み100nmで成膜されている常用のマスクブランク上に、市販のフォトレジスト(東京応化工業社製 ip−3500)を厚み600nmで塗布し、120℃に加熱されたホットプレートで15分ベークした後、フォトマスク用レーザ描画装置(マイクロニック社製 LRS11000−TFT3)で、所望の遮光膜中間パターンを描画した。
次に、専用のデベロッパー(東京応化工業社製 NMD3)で現像し、遮光膜用レジストパターンを得た。
次に、レジストパターンをエッチング用マスクとし、クロム膜をエッチングし、さらに残ったレジストパターンを剥膜することで、所望のパターンの遮光膜を得た。クロム膜のエッチングには、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)を用いた。クロム膜のエッチング時間は、60秒であった。
その後、遮光膜パターンが形成された基板について、パターン寸法検査、パターン欠陥検査、必要に応じてパターン修正を行い、よく洗浄した。
[Example 1]
1. Production of gradation mask Commercially available photoresist (manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) on a conventional mask blank in which a chromium film (light-shielding film) is formed with a thickness of 100 nm on an optically polished 390 mm × 610 mm synthetic quartz substrate ip-3500) is applied at a thickness of 600 nm and baked on a hot plate heated to 120 ° C. for 15 minutes, and then a desired light shielding film intermediate pattern is formed with a photomask laser drawing apparatus (LRS11000-TFT3 manufactured by Micronics). Drawn.
Next, development was performed with a dedicated developer (NMD3 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) to obtain a resist pattern for a light shielding film.
Next, the resist pattern was used as an etching mask, the chromium film was etched, and the remaining resist pattern was peeled off to obtain a light-shielding film having a desired pattern. A commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.) was used for etching the chromium film. The etching time for the chromium film was 60 seconds.
Thereafter, the substrate on which the light shielding film pattern was formed was subjected to pattern dimension inspection, pattern defect inspection, pattern correction as needed, and washed well.

次いで、酸化チタンからなる短波長カット半透明膜形成用層を下記の条件でスパッタリング法にて成膜した。   Next, a short wavelength cut translucent film forming layer made of titanium oxide was formed by sputtering under the following conditions.

<成膜条件>
・ガス流量比 Ar:O=4:1
・パワー:1.3kW
・ガス圧:3.5mTorr
短波長カット半透明膜形成用層の膜厚は20nmとした。
<Film formation conditions>
-Gas flow ratio Ar: O 2 = 4: 1
・ Power: 1.3kW
・ Gas pressure: 3.5mTorr
The film thickness of the short wavelength cut translucent film forming layer was 20 nm.

次いで、遮光膜の形成と同様の方法により、短波長カット半透明膜を形成したい領域(短波長カット半透明領域を形成したいおよび遮光膜が形成された領域)にレジストパターンを形成した後、上記短波長カット半透明膜形成用層をエッチングし、さらに残ったレジストパターンを剥膜することで、所望の短波長カット半透明膜(第1半透明膜)を得た。短波長カット半透明膜形成用層のエッチングには、水酸化カリウムと過酸化水素との混合溶液(水酸化カリウム水溶液と過酸化水素水と水を1:16:32で混合したもの)を用いた。短波長カット半透明膜形成用層のエッチング時間は、60秒であった。
その後、短波長カット半透明膜および遮光膜が形成された基板について、パターン寸法検査、パターン欠陥検査、必要に応じてパターン修正を行った。
Next, after forming a resist pattern in a region where the short wavelength cut semi-transparent film is to be formed (the region where the short wavelength cut semi-transparent region is formed and where the light shield film is formed) by the same method as the formation of the light shielding film, The layer for forming a short wavelength cut translucent film was etched, and the remaining resist pattern was peeled off to obtain a desired short wavelength cut translucent film (first translucent film). For etching the layer for forming a short-wavelength cut translucent film, a mixed solution of potassium hydroxide and hydrogen peroxide (a solution of potassium hydroxide aqueous solution, hydrogen peroxide solution and water mixed at 1:16:32) is used. It was. The etching time of the short wavelength cut translucent film forming layer was 60 seconds.
Thereafter, the substrate on which the short wavelength cut translucent film and the light shielding film were formed was subjected to pattern dimension inspection, pattern defect inspection, and pattern correction as necessary.

次いで、窒化クロム(Cr:含有量60%、N:含有量40%)からなるフラット半透明膜形成用層を下記の条件でスパッタリング法にて成膜した。   Next, a flat translucent film forming layer made of chromium nitride (Cr: content 60%, N: content 40%) was formed by sputtering under the following conditions.

<成膜条件>
・ガス流量比 Ar:N=4:1
・パワー:1.3kW
・ガス圧:3.5mTorr
フラット半透明膜形成用層の膜厚は10nmとした。
<Film formation conditions>
・ Gas flow ratio Ar: N 2 = 4: 1
・ Power: 1.3kW
・ Gas pressure: 3.5mTorr
The film thickness of the flat translucent film forming layer was 10 nm.

次いで、遮光膜の形成と同様の方法により、フラット半透明膜を形成したい領域(フラット半透明領域を形成したい領域)にレジストパターンを形成した後、上記フラット半透明膜形成用層をエッチングし、さらに残ったレジストパターンを剥膜することで、所望のフラット半透明膜(第2半透明膜)を得た。
フラット半透明膜形成用層のエッチングには、市販の硝酸セリウム系ウェットエッチャント(ザ・インクテック社製 MR−ES)を用いた。フラット半透明膜形成用層のエッチング時間は、60秒であった。
なお、上記短波長カット半透明膜のうち、その上部にレジストパターンが形成されなかった領域についても、上記フラット半透明膜形成用層のエッチングに用いたエッチング液によりエッチングされなかった。
Next, by forming a resist pattern in a region where the flat semitransparent film is to be formed (region where the flat semitransparent region is to be formed) by the same method as the formation of the light shielding film, the flat semitransparent film forming layer is etched, Further, the desired resist pattern was peeled off to obtain a desired flat translucent film (second translucent film).
A commercially available cerium nitrate wet etchant (MR-ES manufactured by The Inktec Co., Ltd.) was used for etching the flat translucent film forming layer. The etching time of the flat translucent film forming layer was 60 seconds.
In the short wavelength cut semi-transparent film, the region where the resist pattern was not formed was not etched by the etching solution used for etching the flat semi-transparent film forming layer.

その後、短波長カット半透明膜、フラット半透明膜および遮光膜が形成された基板について、パターン寸法検査、パターン欠陥検査、必要に応じてパターン修正を行った。
これにより、既に説明した図1に示すような、第1半透明膜(短波長カット半透明膜)および第2半透明膜(フラット半透明膜)を有する階調マスクを得た。
なお、得られた階調マスクは、第1半透明膜(短波長カット半透明膜)のi線(365nm)の透過率が50%であり、第2半透明膜(フラット半透明膜)のi線(365nm)の透過率が30%であった。
Thereafter, the substrate on which the short wavelength cut translucent film, the flat translucent film, and the light shielding film were formed was subjected to pattern dimension inspection, pattern defect inspection, and pattern correction as necessary.
Thereby, the gradation mask having the first semi-transparent film (short wavelength cut semi-transparent film) and the second semi-transparent film (flat semi-transparent film) as shown in FIG. 1 was obtained.
In the obtained gradation mask, the transmittance of the i-line (365 nm) of the first translucent film (short wavelength cut translucent film) is 50%, and the second translucent film (flat translucent film) is 50%. The transmittance of i-line (365 nm) was 30%.

2.階調マスクを用いたカラーフィルタの作製
基板として、大きさが300mm×400mm、厚みが0.7mmのガラス基板(コーニング社製1737ガラス)を準備した。この基板を定法にしたがって洗浄した後、基板の片側全面にスパッタリング法によりクロム薄膜(厚み1500Å)を形成した。このクロム薄膜上にポジ型感光性レジスト(東京応化工業(株)製 OFPR−800)を塗布し、所定のマスクを介して露光、現像してレジストパターンを形成した。次いで、このレジストパターンをマスクとして、クロム薄膜をエッチングして、線幅20μm、ピッチ100μmのブラックマトリックスを形成した。
2. Production of Color Filter Using Tone Mask A glass substrate (Corning 1737 glass) having a size of 300 mm × 400 mm and a thickness of 0.7 mm was prepared. After this substrate was washed according to a conventional method, a chromium thin film (thickness 1500 mm) was formed on the entire surface of one side of the substrate by sputtering. A positive-type photosensitive resist (OFPR-800 manufactured by Tokyo Ohka Kogyo Co., Ltd.) was applied onto the chromium thin film, and exposed and developed through a predetermined mask to form a resist pattern. Next, using this resist pattern as a mask, the chromium thin film was etched to form a black matrix having a line width of 20 μm and a pitch of 100 μm.

次に、下記組成の赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を調製した。   Next, a negative photosensitive resin composition for a red pattern, a negative photosensitive resin composition for a green pattern, and a negative photosensitive resin composition for a blue pattern having the following compositions were prepared.

<赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物>
・赤顔料(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 クロモフタルレッドA2B) 4.8重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.2重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin composition for red pattern>
Red pigment (Ciba Specialty Chemicals chromophthal red A2B) 4.8 parts by weight Yellow pigment (BASF Pariotor Yellow D1819) 1.2 parts by weight Dispersant (Dispervic 161 manufactured by BYK Chemie) 3 1.0 part by weight / monomer (SR399 manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight Polymer I 5.0 parts by weight initiator (Irgacure 907 manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.4 parts by weight initiator (2, 2′-bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ′, 5′-tetraphenyl-1,2′-biimidazole) 0.6 part by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight

<緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物>
・緑顔料(アビシア社製 モナストラルグリーン9Y−C) 4.2重量部
・黄顔料(BASF社製 パリオトールイエローD1819) 1.8重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 3.0重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin composition for green pattern>
Green pigment (Avisia Monastral Green 9Y-C) 4.2 parts by weight Yellow pigment (BASF Paliotor Yellow D1819) 1.8 parts by weight Dispersant (Bicchemy Disperbic 161) 3.0 Parts by weight / monomer (SR399, manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight, polymer I 5.0 parts by weight, initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.4 parts by weight, initiator (2,2 ′ -Bis (o-chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight

<青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物>
・青顔料(BASF社製 ヘリオゲンブルーL6700F) 6.0重量部
・顔料誘導体(アビシア社製 ソルスパース5000) 0.6重量部
・分散剤(ビックケミー社製ディスパービック161) 2.4重量部
・モノマー(サートマー社製 SR399) 4.0重量部
・ポリマーI 5.0重量部
・開始剤(チバ・スペシャリティ・ケミカルズ社製 イルガキュア907) 1.4重量部
・開始剤(2,2´−ビス(o−クロロフェニル)−4,5,4´,5´−テトラフェニル−1,2´−ビイミダゾール) 0.6重量部
・溶剤(プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート) 80.0重量部
<Negative photosensitive resin composition for blue pattern>
Blue pigment (BASF Heliogen Blue L6700F) 6.0 parts by weight Pigment derivative (Abyssia Solsperse 5000) 0.6 parts by weight Dispersant (Bic Chemie Dispersic 161) 2.4 parts by weight Monomer (SR399, manufactured by Sartomer) 4.0 parts by weight, Polymer I, 5.0 parts by weight, initiator (Irgacure 907, manufactured by Ciba Specialty Chemicals) 1.4 parts by weight, initiator (2,2'-bis (o -Chlorophenyl) -4,5,4 ', 5'-tetraphenyl-1,2'-biimidazole) 0.6 parts by weight / solvent (propylene glycol monomethyl ether acetate) 80.0 parts by weight

なお、上記のポリマーIは、ベンジルメタクリレート:スチレン:アクリル酸:2−ヒドロキシエチルメタクリレート=15.6:37.0:30.5:16.9(モル比)の共重合体100モル%に対して、2−メタクリロイルオキシエチルイソシアネートを16.9モル%付加したものであり、重量平均分子量は42500である。   The polymer I is based on 100 mol% of a copolymer of benzyl methacrylate: styrene: acrylic acid: 2-hydroxyethyl methacrylate = 15.6: 37.0: 30.5: 16.9 (molar ratio). 2-methacryloyloxyethyl isocyanate was added at 16.9 mol%, and the weight average molecular weight was 42500.

次いで、ガラス基板上にブラックマトリックスを覆うように赤色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物をスピンコート法により塗布し、赤色パターン用のフォトマスクを介して、露光、現像して、赤色パターンを形成した。この赤色パターンは、長方形状(100μm×300μm)とした。   Next, a negative photosensitive resin composition for red pattern is applied by spin coating so as to cover the black matrix on the glass substrate, exposed and developed through a photomask for red pattern, and the red pattern is formed. Formed. The red pattern was rectangular (100 μm × 300 μm).

その後、緑色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物、青色パターン用のネガ型感光性樹脂組成物を用いて、同様の操作により、緑色パターン、青色パターンを形成した。これにより、赤色パターン、緑色パターン、青色パターンが配列された着色層を形成した。
次に、ブラックマトリックス、着色層を覆うように酸化インジウムスズ(ITO)からなる透明電極層(厚み1500Å)をスパッタリング法により形成した。
Then, the green pattern and the blue pattern were formed by the same operation using the negative photosensitive resin composition for the green pattern and the negative photosensitive resin composition for the blue pattern. As a result, a colored layer in which a red pattern, a green pattern, and a blue pattern were arranged was formed.
Next, a transparent electrode layer (thickness 1500 mm) made of indium tin oxide (ITO) was formed by sputtering so as to cover the black matrix and the colored layer.

次に、透明電極層上にネガ型感光性樹脂組成物(JSR製 オプトマーNN850)をスピンコート法により塗布し、減圧乾燥後、100℃にて3分間プリベークした。その後、上記の階調マスクを介して下記条件にて露光した。   Next, a negative photosensitive resin composition (Optomer NN850 manufactured by JSR) was applied on the transparent electrode layer by spin coating, dried under reduced pressure, and prebaked at 100 ° C. for 3 minutes. Then, it exposed on the following conditions through said gradation mask.

<露光条件>
・露光量:100mJ/cm(i線換算)
・露光ギャップ:150μm
<Exposure conditions>
・ Exposure amount: 100 mJ / cm 2 (i-line conversion)
・ Exposure gap: 150μm

次いで、水酸化カリウム水溶液を用いて現像し、その後、230℃、30分間の加熱処理を施し、透明電極上に凸形状の3種のパターンを有するカラーフィルタを作製した。   Next, development was performed using an aqueous potassium hydroxide solution, followed by heat treatment at 230 ° C. for 30 minutes to produce a color filter having three convex patterns on the transparent electrode.

[実施例2]
1.階調マスクの作製
実施例1と同様にして、所望のパターンの遮光膜を形成し、その後、膜厚70nmであり、所望のパターンの短波長カット半透明膜(第1半透明膜)を形成した。
[Example 2]
1. Production of gradation mask In the same manner as in Example 1, a light-shielding film having a desired pattern is formed, and then a short-wavelength cut semi-transparent film (first semi-transparent film) having a film thickness of 70 nm is formed. did.

次いで、酸化窒化クロム(O:含有量20%、Cr:含有量60%、N:含有量20%)からなる正傾斜半透明膜形成用層を下記の条件でスパッタリング法にて成膜した後、実施例1におけるフラット半透明膜の形成と同様の方法により、所望のパターンの正傾斜半透明膜(第2半透明膜)を得た。
なお、上記短波長カット半透明膜のうち、その上部にレジストパターンが形成されなかった領域についても、上記正傾斜半透明膜形成用層のエッチングに用いたエッチング液によりエッチングされなかった。
Next, after forming a forwardly inclined semitransparent film forming layer made of chromium oxynitride (O: content 20%, Cr: content 60%, N: content 20%) by sputtering under the following conditions A positively inclined semitransparent film (second semitransparent film) having a desired pattern was obtained by the same method as the formation of the flat translucent film in Example 1.
In the short-wavelength cut translucent film, a region where no resist pattern was formed was not etched by the etching solution used for etching the positively inclined semitransparent film forming layer.

<成膜条件>
・ガス流量比 Ar:CO:N=2:1:1
・パワー:1.3kW
・ガス圧:3.5mTorr
正傾斜半透明膜形成用層の膜厚は16nmとした。
<Film formation conditions>
Gas flow ratio Ar: CO 2 : N 2 = 2: 1: 1
・ Power: 1.3kW
・ Gas pressure: 3.5mTorr
The thickness of the positively inclined semitransparent film forming layer was 16 nm.

これにより、既に説明した図1に示すような、第1半透明膜(短波長カット半透明膜)および第2半透明膜(正傾斜半透明膜)を有する階調マスクを得た。   As a result, a gradation mask having the first semi-transparent film (short wavelength cut semi-transparent film) and the second semi-transparent film (positive gradient semi-transparent film) as shown in FIG. 1 was obtained.

なお、得られた階調マスクは、第1半透明膜(短波長カット半透明膜)のi線(365nm)の透過率が15%であり、第2半透明膜(正傾斜半透明膜)のi線(365nm)の透過率が50%であった。   In the obtained gradation mask, the transmittance of the i-line (365 nm) of the first translucent film (short wavelength cut translucent film) is 15%, and the second translucent film (positive gradient translucent film). The transmittance of i-line (365 nm) was 50%.

2.階調マスクを用いたカラーフィルタの作製
実施例1と同様にして、透明電極上に凸形状の3種のパターンを有するカラーフィルタを作製した。
2. Production of color filter using gradation mask In the same manner as in Example 1, a color filter having three types of convex patterns on a transparent electrode was produced.

[評価]
実施例1の階調マスク、および実施例2の階調マスクを用いて透明電極上に形成された凸状のパターンの断面形状を走査型電子顕微鏡にて観察した。評価結果を下記表1に示す。
[Evaluation]
The cross-sectional shape of the convex pattern formed on the transparent electrode using the gradation mask of Example 1 and the gradation mask of Example 2 was observed with a scanning electron microscope. The evaluation results are shown in Table 1 below.

Figure 0005365400
Figure 0005365400

表1より実施例1の階調マスクを露光プロセスに用いることにより、透明電極上に、断面が柱状の柱状スペーサ、断面が御椀形状(頂部が滑らかな半円形状)の補助スペーサ、および平坦膜状であるオーバーコート層を一括で形成することができた。
また、実施例2より、透明電極上に高さの高い柱状スペーサおよび高さの低い補助スペーサを形成することができた。また、これと同時に御椀形状の配向制御突起を形成することができた。
このように実施例1および2で作製した階調マスクを用いることにより、高さおよび形状の異なるパターンを一括で形成することができた。
From Table 1, by using the gradation mask of Example 1 for the exposure process, on the transparent electrode, a columnar spacer having a columnar section, an auxiliary spacer having a cross-sectional shape (semicircular shape with a smooth top), and a flat surface A film-like overcoat layer could be formed at once.
Further, from Example 2, a columnar spacer having a high height and an auxiliary spacer having a low height could be formed on the transparent electrode. At the same time, a rice cake-shaped orientation control protrusion could be formed.
By using the gradation masks produced in Examples 1 and 2 in this way, patterns having different heights and shapes could be formed at once.

1 … 透明基板
2 … 遮光膜
3 … 第1半透明膜
4 … 第2半透明膜
10 … 階調マスク
11 … 透過領域
12 … 遮光領域
13 … 第1半透明領域
14 … 第2半透明領域
20 … 積層体
22 … 遮光膜形成用層
23 … 第1半透明膜形成用層
24 … 第2半透明膜形成用層
25 … レジスト
30 … カラーフィルタ形成用基板
34 … 感光性樹脂層
40 … カラーフィルタ
41 … 第1スペーサ
42 … 第2スペーサ
43 … 第3スペーサ
44 … 第1配向制御突起
46 … オーバーコート層
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Transparent substrate 2 ... Light-shielding film 3 ... 1st semi-transparent film 4 ... 2nd semi-transparent film 10 ... Tone mask 11 ... Transmission region 12 ... Light-shielding region 13 ... 1st semi-transparent region 14 ... 2nd semi-transparent region 20 ... Layered body 22 ... Light shielding film forming layer 23 ... First semitransparent film forming layer 24 ... Second semitransparent film forming layer 25 ... Resist 30 ... Color filter forming substrate 34 ... Photosensitive resin layer 40 ... Color filter 41 ... 1st spacer 42 ... 2nd spacer 43 ... 3rd spacer 44 ... 1st orientation control protrusion 46 ... Overcoat layer

Claims (5)

透明基板と、前記透明基板上に直接形成され、遮光膜形成材料からなる遮光膜と、前記透明基板上に形成され、第1半透明膜形成材料からなる第1半透明膜と、前記透明基板上に形成され、第2半透明膜形成材料からなる第2半透明膜と、を有し、
前記透明基板からなる透過領域と、前記透明基板および前記遮光膜を少なくとも含む遮光領域と、前記透明基板および前記第1半透明膜からなる第1半透明領域と、前記透明基板および前記第2半透明膜からなる第2半透明領域と、を備える階調マスクであって、
前記第2半透明膜形成材料が、前記第1半透明膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なるものであることを特徴とする階調マスク。
A transparent substrate, a light shielding film formed directly on the transparent substrate and made of a light shielding film forming material, a first semitransparent film made of the first semitransparent film forming material and formed on the transparent substrate, and the transparent substrate A second translucent film formed on the second translucent film forming material,
A transparent region comprising the transparent substrate; a light shielding region including at least the transparent substrate and the light shielding film; a first semitransparent region comprising the transparent substrate and the first semitransparent film; the transparent substrate and the second semitransparent film. A gradation mask comprising a second translucent region made of a transparent film,
A gradation mask characterized in that the second translucent film forming material is different in resistance to an etching solution from the first translucent film forming material.
前記第1半透明膜形成材料および前記第2半透明膜形成材料の一方がクロム系材料であり、他方がチタン系材料であることを特徴とする請求項1に記載の階調マスク。   2. The gradation mask according to claim 1, wherein one of the first translucent film forming material and the second translucent film forming material is a chromium-based material and the other is a titanium-based material. 前記遮光膜形成材料が、前記第1半透明膜形成材料および前記第2半透明膜形成材料の一方と同種の材料であり、
前記遮光膜が、前記第1半透明膜および前記第2半透明膜の少なくとも一方により被覆されていることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の階調マスク。
The light shielding film forming material is the same kind of material as one of the first semitransparent film forming material and the second semitransparent film forming material,
The gradation mask according to claim 1, wherein the light shielding film is covered with at least one of the first semi-transparent film and the second semi-transparent film.
前記第1半透明膜の分光スペクトルと、前記第2半透明膜の分光スペクトルとが異なることを特徴とする請求項1から請求項3までのいずれかの請求項に記載の階調マスク。   4. The gradation mask according to claim 1, wherein a spectral spectrum of the first semi-transparent film is different from a spectral spectrum of the second semi-transparent film. 5. 透明基板と、前記透明基板上に形成され、遮光膜形成材料からなる遮光膜形成用層とを有する積層体の前記遮光膜形成用層をパターン状にエッチングすることにより、遮光膜を形成する遮光膜形成工程と、
前記透明基板上に、前記遮光膜を覆うように、第1半透明膜形成材料からなる第1半透明膜形成用層を形成した後、前記第1半透明膜形成用層をパターン状にエッチングすることにより、前記透明基板上に直接形成された第1半透明膜を形成する第1半透明膜形成工程と、
前記透明基板上に、前記遮光膜および第1半透明膜を覆うように、前記第1半透明膜形成材料とはエッチング液に対する耐性が異なる第2半透明膜形成材料からなる第2半透明膜形成用層を形成した後、前記第2半透明膜形成用層を、前記第1半透明膜形成材料が耐性を有するエッチング液である第2半透明膜形成材料用エッチング液によりパターン状にエッチングすることにより、前記透明基板上に直接形成された第2半透明膜を形成する第2半透明膜形成工程と、
を有することを特徴とする階調マスクの製造方法。
A light-shielding film for forming a light-shielding film by etching the light-shielding film-forming layer of the laminate having a transparent substrate and a light-shielding film-forming layer formed of the light-shielding film-forming material on the transparent substrate in a pattern. A film forming step;
A first semitransparent film forming layer made of a first semitransparent film forming material is formed on the transparent substrate so as to cover the light shielding film, and then the first semitransparent film forming layer is etched into a pattern. A first translucent film forming step of forming a first translucent film directly formed on the transparent substrate,
A second semi-transparent film made of a second semi-transparent film forming material having a resistance to an etchant different from that of the first semi-transparent film forming material so as to cover the light shielding film and the first semi-transparent film on the transparent substrate. After forming the forming layer, the second semitransparent film forming layer is etched in a pattern with an etching solution for the second semitransparent film forming material, which is an etchant having resistance to the first semitransparent film forming material. A second translucent film forming step of forming a second translucent film directly formed on the transparent substrate,
A method for manufacturing a gradation mask, comprising:
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