(57)【要約】【課題】近接露光方式によってフォトマスクの転写用パターンを被転写体上に転写する場合に、フォトマスクのパターン設計に忠実な高精細パターンを転写することが困難であった。【解決手段】被転写体上にブラックマトリックスを形成するための転写用パターンを透明基板上に備える、近接露光用のフォトマスクであって、転写用パターンは、第１のパターン形成領域に形成された、実質的に透光部からなるスリットパターンであって、一定幅Ｗ１の部分を有する第１のスリットパターンと、交差領域を除く第２のパターン形成領域に形成された、実質的に半透光部からなるスリットパターンであって、一定幅Ｗ１よりも小さい一定幅Ｗ２の部分を有する第２のスリットパターンと、独立には解像しないパターンであって、被転写体上に形成されるブラックマトリックス像の形状を整える補助パターンと、を備える。【選択図】図７
2018205693.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
被転写体上にブラックマトリックスを形成するための転写用パターンを透明基板上に備える、近接露光用のフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、
第１の方向に伸びるパターン形成領域を第１のパターン形成領域とし、前記第１の方向に交差する第２の方向に伸びるパターン形成領域を第２のパターン形成領域とし、前記第１のパターン形成領域と前記第２のパターン形成領域とが交差する領域を交差領域とするときに、
前記第１のパターン形成領域に形成された、実質的に透光部からなるスリットパターンであって、一定幅Ｗ１の部分を有する第１のスリットパターンと、
前記交差領域を除く前記第２のパターン形成領域に形成された、実質的に半透光部からなるスリットパターンであって、前記一定幅Ｗ１よりも小さい一定幅Ｗ２の部分を有する第２のスリットパターンと、
独立には解像しないパターンであって、前記被転写体上に形成される前記ブラックマトリックス像の形状を整える補助パターンと、
を備えることを特徴とする、フォトマスク。
【請求項２】
前記補助パターンは、
前記第２のスリットパターンの幅方向の両側に部分的に突出して形成された、半透光部からなる一対の凸部を含むことを特徴とする、請求項１に記載のフォトマスク。
【請求項３】
前記一対の凸部は、前記転写用パターンを近接露光する際に、前記第２のスリットパターンが前記被転写体上に形成する転写像の光強度分布における、光強度の局所的な低下を抑止し、前記第２のスリットパターンの透過光強度を均一化するものであることを特徴とする、請求項２に記載のフォトマスク。
【請求項４】
前記補助パターンは、
前記第２のスリットパターンの出口から、少なくとも前記第２の方向に拡張して形成された、半透光部からなる拡張部を含むことを特徴とする、請求項１〜３のいずれか１項に記載のフォトマスク。
【請求項５】
前記拡張部は、前記転写用パターンを近接露光する際に、前記第２のスリットパターンが前記被転写体上に形成する転写像における角部の曲率を増加するものであることを特徴とする、請求項４に記載のフォトマスク。
【請求項６】
前記補助パターンは、
前記第１の方向で隣り合う２つの前記交差領域の中間に位置して前記第１のパターン形成領域に形成された、半透光部又は遮光部からなる孤立パターンを含むことを特徴とする、請求項１〜５のいずれか１項に記載のフォトマスク。
【請求項７】
前記孤立パターンは、前記転写用パターンを近接露光する際に、前記第１のスリットパターンが前記被転写体上に形成する転写像の光強度分布における、光強度の局所的なピークを抑止し、前記第１のスリットパターンの透過光強度を均一化するものであることを特徴とする、請求項６に記載のフォトマスク。
【請求項８】
前記孤立パターンの形状が矩形であることを特徴とする、請求項６又は７に記載のフォトマスク。
【請求項９】
請求項１〜８のいずれか１項に記載のフォトマスクを用意する工程と、
近接露光装置を用いて、前記転写用パターンを前記被転写体上に転写する工程と、
を有することを特徴とする、表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子デバイスを製造するためのフォトマスクであって、特にフラットパネルディスプレイの製造に用いて好適なフォトマスク、及び、表示装置の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
フォトリソグラフィにより、基板等の被転写体上に、精細部分を有するラインパターンを形成できるフォトマスクが特許文献１に記載されている。具体的には、線幅２μｍ〜１０μｍの精細部分を有するラインパターンと、該ラインパターンを囲繞する周辺領域とを形成するために用いられるフォトマスクであって、遮光部と、前記ラインパターンに対応する半透光部と、前記遮光部及び前記半透光部を囲繞し、前記周辺領域に対応する透光部とを有し、前記半透光部は、前記ラインパターンの前記精細部分よりも幅広であるフォトマスクが特許文献１に記載されている。これによると、設備投資の増加や生産効率の低下を抑制しつつ、精細なラインパターンを形成できるとされている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１５−９９２４７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
携帯端末などの急激な市場拡大に伴い、液晶表示装置（以下、「ＬＣＤ」と略称）等のフラットパネルティスプレイ（以下、「ＦＰＤ」と略称）製品に対して画素密度の増加動向が進んでいる。また、表示画面の解像性、明るさ、省電力、動作速度等、更なる性能向上が強く望まれている。
【０００５】
ＬＣＤに用いられるカラーフィルタ（以下、「ＣＦ」と略称）基板としては、透明基板上に各画素電極に対応する、三原色のフィルタ（赤フィルタ、緑フィルタ、及び青フィルタ）を配列し、各フィルタの間に、遮光部分であるブラックマトリクス（以下、「ＢＭ」と略称）を設けたものが知られている。ＢＭは、たとえば、液晶表示素子のソース配線や、画素電極とソース配線との間の隙間などのように、画像の表示に寄与しない部分を遮光する。液晶表示を明るくするためには、ＢＭによる遮光部分をできるだけ少なくすること、すなわちＢＭの線幅を微細化することが望ましい。
【０００６】
図１９（ａ）は、カラーフィルタの構成例を示す模式図である。ここに示すカラーフィルタのパターンでは、１つのピクセル（Ｐ単位パターン）に、互いに同一形状をなす３つのサブピクセル（ＳＰ単位パターン）が配列されている。３つのサブピクセルは、それぞれＲ（Ｒｅｄ）、Ｇ（Ｇｒｅｅｎ）、Ｂ（Ｂｌｕｅ）の色フィルタに対応する。各サブピクセルは長方形に形成されており、一定のピッチで規則的に配列されている。
【０００７】
各サブピクセルは、ＢＭによって区画されている。ＢＭは、互いに交差しつつ格子状に形成されている。また、上記３色分のサブピクセルをもつ１つのピクセルは、一定のピッチで規則的に配列され、これによって繰り返しパターンを形成している。
【０００８】
上記ＢＭの微細化動向に伴い、ＢＭを形成するための転写用パターンを備えるフォトマスクにおいても、微細化の必要が生じている。しかしながら、フォトマスクが備えるパターンの寸法を単純に縮小するのみでは、以下の不都合が生じる。
【０００９】
ＣＦの製造には、フォトマスクの転写用パターンを、近接露光方式の露光装置（近接露光装置）によって、主にネガ型の感光材料に露光する方法が適用される。既存（微細化前）のＢＭ形成用のフォトマスクのパターンを図１９（ｂ）に例示し、より高精細のＢＭを形成するために、上記のフォトマスクのパターンを微細化したパターンを図１９（ｃ）に例示する。こうしたパターンの微細化は、例えば、３００ｐｐｉ（pixel per inch）程度のＣＦを、４００ｐｐｉを超える、より微細な規格にシフトするような状況で必要になる。
【００１０】
図１９（ｃ）のパターンを備えるフォトマスクを使用してＣＦ基板上にＢＭのパターンを転写し、ＣＦを製造する場合は、理想的には図２０（ａ）に示すようなＢＭの転写像が得られることが理想である。しかしながら、現実にＣＦ基板に転写されるＢＭの転写像は、図２０（ｂ）に示すように、ＢＭの幅が十分に微細化されず（図中、Ｚ１部参照）、また、サブピクセルの開口の角（図中、Ｚ２部参照）が丸みを帯びるなどの課題が生じる。よって、実際には理想的なＣＦのパターンを得ることが困難であった。
【００１１】
上記特許文献１に記載された技術によれば、ＢＭの線幅の微細化については、一定の効果が得られた。その一方で、より有利なＣＦを製造するためのＢＭの形成においては、サブピクセルの開口の角の丸みなど、更に改良の余地が残っている。これは、近接露光の際に、フォトマスクと被転写体との間の間隙（すなわちプロキシミティギャップ）に生じる回折光によって、複雑な光強度分布が形成され、被転写体上に形成される転写像が、フォトマスクのパターンを忠実に再現したものとならないためと考えられる。
【００１２】
発明者らの検討により、フォトマスクのパターンの設計によっては、フォトマスクを透過する光が被転写体（ここではＣＦ基板）上に到達する際に回折作用の影響を受け、意図しない位置に、光強度の局所的な増加、或いは、局所的な減少が生じ、フォトマスクのパターンとは異なった形状の光強度分布を形成することが判明した。このため、フォトマスクのパターン設計に忠実なＢＭの形成が困難になること、また、上記の傾向は、パターンの微細化によってより顕著になることが明らかになった。
【００１３】
一方、上記問題の原因となる、プロキシミティギャップでの回折光を制御するためには、プロキシミティギャップを十分に狭くするか、或いは、光学条件（露光光源波長など）を根本的に変更することが考えられる。しかしながら、ＣＦ製造の生産効率、コスト効率を考慮すれば、ある程度の大型のフォトマスク（一辺の大きさが３００ｍｍ以上、好ましくは４００〜２０００ｍｍ程度）を使用することが有利である。そして、この程度のサイズのフォトマスクを、近接露光のために保持するには、プロキシミティギャップを十分（たとえば、３０μｍ以上、好ましくは４０μｍ以上）に確保することが、ＣＦを安定的に生産する上で望ましい。また、近接露光方式は、プロジェクション露光方式と比較して、生産コストの低さが大きな利点であり、光学条件等の装置構成を変更すると、この利点を著しく損なう懸念がある。
【００１４】
本発明の目的は、近接露光方式によってフォトマスクの転写用パターンを被転写体上に転写する場合に、目的とするデバイスのパターン設計に忠実な高精細パターンを転写することができるフォトマスク、及び、表示装置の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
（第１の態様）
本発明の第１の態様は、
被転写体上にブラックマトリックスを形成するための転写用パターンを透明基板上に備える、近接露光用のフォトマスクであって、
前記転写用パターンは、
第１の方向に伸びるパターン形成領域を第１のパターン形成領域とし、前記第１の方向に交差する第２の方向に伸びるパターン形成領域を第２のパターン形成領域とし、前記第１のパターン形成領域と前記第２のパターン形成領域とが交差する領域を交差領域とするときに、
前記第１のパターン形成領域に形成された、実質的に透光部からなるスリットパターンであって、一定幅Ｗ１の部分を有する第１のスリットパターンと、
前記交差領域を除く前記第２のパターン形成領域に形成された、実質的に半透光部からなるスリットパターンであって、前記一定幅Ｗ１よりも小さい一定幅Ｗ２の部分を有する第２のスリットパターンと、
独立には解像しないパターンであって、前記被転写体上に形成される前記ブラックマトリックス像の形状を整える補助パターンと、
を備えることを特徴とする、フォトマスクである。
（第２の態様）
本発明の第２の態様は、
前記補助パターンは、
前記第２のスリットパターンの幅方向の両側に部分的に突出して形成された、半透光部からなる一対の凸部を含むことを特徴とする、上記第１の態様に記載のフォトマスクである。
（第３の態様）
本発明の第３の態様は、
前記一対の凸部は、前記転写用パターンを近接露光する際に、前記第２のスリットパターンが前記被転写体上に形成する転写像の光強度分布における、光強度の局所的な低下を抑止し、前記第２のスリットパターンの透過光強度を均一化するものであることを特徴とする、上記第２の態様に記載のフォトマスクである。
（第４の態様）
本発明の第４の態様は、
前記補助パターンは、
前記第２のスリットパターンの出口から、少なくとも前記第２の方向に拡張して形成された、半透光部からなる拡張部を含むことを特徴とする、上記第１〜第３の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第５の態様）
本発明の第５の態様は、
前記拡張部は、前記転写用パターンを近接露光する際に、前記第２のスリットパターンが前記被転写体上に形成する転写像における角部の曲率を増加するものであることを特徴とする、上記第４の態様に記載のフォトマスクである。
（第６の態様）
本発明の第６の態様は、
前記補助パターンは、
前記第１の方向で隣り合う２つの前記交差領域の中間に位置して前記第１のパターン形成領域に形成された、半透光部又は遮光部からなる孤立パターンを含むことを特徴とする、上記第１〜第５の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクである。
（第７の態様）
本発明の第７の態様は、
前記孤立パターンは、前記転写用パターンを近接露光する際に、前記第１のスリットパターンが前記被転写体上に形成する転写像の光強度分布における、光強度の局所的なピークを抑止し、前記第１のスリットパターンの透過光強度を均一化するものであることを特徴とする、上記第６の態様に記載のフォトマスクである。
（第８の態様）
本発明の第８の態様は、
前記孤立パターンの形状が矩形であることを特徴とする、上記第６又は第７の態様に記載のフォトマスクである。
（第９の態様）
本発明の第９の態様は、
上記第１〜第８の態様のいずれか１つに記載のフォトマスクを用意する工程と、
近接露光装置を用いて、前記転写用パターンを前記被転写体上に転写する工程と、
を有することを特徴とする、表示装置の製造方法である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、近接露光方式によってフォトマスクの転写用パターンを被転写体上に転写する場合に、目的とするデバイスのパターン設計に忠実な高精細パターンを転写することができる。これにより、たとえば、ＣＦ基板を被転写体としてＢＭを形成する場合に、高精細なＢＭを被転写体に形成することが可能となるため、高性能なＣＦの製造に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の参考形態に係るフォトマスクの構成例を示す平面図である。
【図２】（ａ）は図１のＨ−Ｈ断面図であり、（ｂ）は図１のＶ１−Ｖ１断面図であり、（ｃ）は図１のＶ２−Ｖ２断面図である。
【図３】第１のパターン形成領域、第２のパターン形成領域、及び交差領域の配置関係を示す平面図である。
【図４】（ａ）は、参考形態のフォトマスクの転写用パターンを、近接露光装置を用いて露光したときに、被転写体上に得られる転写像の光強度分布を模式的に示す平面図であり、（ｂ）は、図中の（ａ）に示す光強度分布によって、被転写体（ネガ型の感光材料）に形成されるＢＭ像を示す平面図である。
【図５】（ａ）は、図１に示すフォトマスクの転写用パターンの交差領域周辺を拡大した平面図であり、（ｂ）は、その転写用パターンを近接露光装置により露光したときに、被転写体上に形成される転写像の光強度分布を模式的に示す平面図である。
【図６】転写像の理想的な光強度分布を模式的に示す平面図である。
【図７】本発明の第１実施形態に係るフォトマスクが備える転写用パターンの構成例を示す平面図である。
【図８】本発明の第１実施形態に係るフォトマスクを使用した場合に得られる転写像の光強度分布の一例を模式的に示す平面図である。
【図９】本発明の第１実施形態に係るフォトマスクが備える転写用パターンの他の構成例を示す平面図である。
【図１０】上記図１に示す参考形態に係るフォトマスクの転写用パターンを近接露光装置により露光したとき、被転写体上に形成される転写像の光強度分布を模式的に示す平面図である。
【図１１】本発明の第２実施形態に係るフォトマスクが備える転写用パターンの構成例を示す平面図である。
【図１２】（ａ）〜（ｅ）は本発明の第２実施形態に適用可能な拡張部の態様を示す平面図である。
【図１３】上記図１に示す参考形態に係るフォトマスクの転写用パターンを近接露光装置により露光したとき、被転写体上に形成される転写像の光強度分布を模式的に示す平面図である。
【図１４】本発明の第３実施形態に係るフォトマスクが備える転写用パターンの構成例を示す平面図である。
【図１５】参考形態のフォトマスクの転写用パターンを示す平面図である。
【図１６】上記図１５に示す転写用パターンを備えるフォトマスクを露光して、被転写体上に得られる光学像（転写像）の光強度分布を示す図である。
【図１７】フォトマスクの転写用パターンに補助パターンを導入した例を示す平面図である。
【図１８】上記図１７の転写用パターンによって、被転写体上に得られる光学像の光強度分布を示す図である。
【図１９】（ａ）はカラーフィルタの構成例を示す模式図であり、（ｂ）は微細化前のマスクパターンを示す図であり、（ｃ）は微細化後のマスクパターンを示す図である。
【図２０】（ａ）は理想的なＢＭの転写像によるＣＦのパターンを示す図であり、（ｂ）は現実のＢＭの転写像によるＣＦのパターンを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
＜参考形態＞
図１は、本発明の参考形態に係るフォトマスクの構成例を示す平面図である。また、図２の（ａ）は図１のＨ−Ｈ断面図であり、（ｂ）は図１のＶ１−Ｖ１断面図であり、（ｃ）は図１のＶ２−Ｖ２断面図である。
図示したフォトマスクは、被転写体上にＢＭを形成するための転写用パターンを透明基板上に備える、近接露光用のフォトマスクである。フォトマスクの転写用パターンは、実質的に透光部２２からなる第１のスリットパターン１と、実質的に半透光部２１からなる第２のスリットパターン２と、実質的に遮光部２３からなる遮光パターン３と、を備える。
【００１９】
第１のスリットパターン１及び第２のスリットパターン２は、それぞれに対応するパターン形成領域に形成される。具体的には、図３に示すように、第１の方向に伸びるパターン形成領域を第１のパターン形成領域Ｅ１とし、第１の方向に交差する第２の方向に伸びるパターン形成領域を第２のパターン形成領域Ｅ２とし、第１のパターン形成領域Ｅ１と第２のパターン形成領域Ｅ２とが交差する領域（図中、ハッチングを施した領域）を交差領域Ｅ３とするとき、第１のスリットパターン１は第１のパターン形成領域Ｅ１に形成され、第２のスリットパターン２は、交差領域Ｅ３を除く第２のパターン形成領域Ｅ２に形成される。ここでは一例として、Ｘ方向（横方向）を第１の方向、Ｙ方向（縦方向）を第２の方向としている。この場合、第１のパターン形成領域Ｅ１と第２のパターン形成領域Ｅ２は、互いに直角に交差するかたちで格子状に形成される。
【００２０】
第１のスリットパターン１は、Ｘ方向を長さ方向、Ｙ方向を幅方向として形成されるスリット状のパターンであって、Ｙ方向に所定のピッチＰ１で配列されている。第２のスリットパターン２は、Ｘ方向を幅方向、Ｙ方向を長さ方向として形成されるスリット状のパターンであって、Ｘ方向に所定のピッチＰ２で配列されている。遮光パターン３は、第１のスリットパターン１と第２のスリットパターン２によって囲まれるパターンである。なお、図１はフォトマスクの転写用パターンの一部を示すもので、実際には第１のスリットパターン１と第２のスリットパターン２がそれぞれ所定のピッチＰ１，Ｐ２の繰り返し周期で形成される。
【００２１】
第１のスリットパターン１は、透明基板３０の表面が露出した透光部２２からなる。第２のスリットパターン２は、透明基板３０上に半透光膜３１を成膜して形成される半透光部２１からなる。半透光膜３１は、露光光の一部を透過する半透光性の膜である。遮光パターン３は、透明基板３０上に遮光膜３２を成膜して形成される遮光部２３からなる。なお、図２においては、遮光部２３が、半透光膜３１と遮光膜３２をこの順に積層した積層膜となっているが、積層順は逆でも良く、また遮光膜３２の単層膜であってもよい。
【００２２】
図４（ａ）は、上記参考形態のフォトマスクの転写用パターンを、近接露光装置を用いて露光したときに、被転写体上に得られる転写像の光強度分布を模式的に示す平面図である。また、図４（ｂ）は、図４（ａ）に示す光強度分布によって、被転写体（ネガ型の感光材料）に形成されるＢＭ像を示す平面図である。図４（ｂ）においては、第１のスリットパターン１に対する第１のＢＭパターン４１と、第２のスリットパターン２に対応する第２のＢＭパターン４２で囲まれた部分が、遮光パターン３に対応する開口部４３となっている。また、第１のＢＭパターン４１の線幅をＬ１、第２のＢＭパターン４２の線幅をＬ２で表している。
【００２３】
上記図４（ａ）に示す光強度分布によると、フォトマスクの転写用パターンによって被転写上に得られる転写像の形状には、以下に述べる３つの現象が現れている。
【００２４】
（１）第１のパターン形成領域Ｅ１と第２のパターン形成領域Ｅ２の交差領域Ｅ３近傍で、かつ、第２のスリットパターン２の長さ方向の端部（図４（ａ）のＡ部）付近に、露光光の光強度が局所的に低下した、暗いスポット（以下、「光量低下スポット」という。）が出現している。ここに現れた光強度の低下により、被転写体上に形成されるＢＭ像では、第２のＢＭパターン４２の線幅Ｌ２が部分的に設計値より小さくなったり、場合によっては断線を生じる原因になりやすい。
【００２５】
（２）図４（ｂ）に示すように、ＢＭ像の開口部４３の隅が直角にならずに丸みを帯びている。更に、光量の等高線の形状も、フォトマスクの転写用パターンでは直線である部分がゆらぎを生じて波打っている（図４（ａ）のＢ部）。このため、被転写体上に形成されるＢＭ像の開口部４３の隅が丸まり、開口面積が減少している。
【００２６】
（３）第１のスリットパターン１において、Ｘ方向で隣り合う２つの交差領域Ｅ３の中間に、強い光量ピークが出現している（図４（ａ）のＣ部）。このため、第１のスリットパターン１を透過する露光光の光強度に不要な強弱が生じる。したがって、第１のスリットパターン１に対応して被転写体上に形成されるＢＭ像に、局所的に強い硬化部分４４が生じ、これによってＢＭの立体構造に凹凸が生じるリスクがある。
【００２７】
現状においては、上述した３つの現象に起因してパターン形状が劣化した転写像によって、被転写体上のＢＭ用感光材料を感光してＣＦを製造するときに生じ得る不都合の解消が課題として顕在化している。以下、上記（１）の現象によって生じる課題に対応する実施形態を第１実施形態、上記（２）の現象によって生じる課題に対応する実施形態を第２実施形態、上記（３）の現象によって生じる課題に対応する実施形態を第３実施形態として説明する。
【００２８】
＜第１実施形態＞
まず、上記（１）の現象について検討する。
図５の（ａ）は、図１に示すフォトマスクの転写用パターンの交差領域周辺を拡大した平面図であり、（ｂ）は、その転写用パターンを近接露光装置により露光したときに、被転写体上に形成される転写像の光強度分布を模式的に示す平面図である。
【００２９】
図５（ａ）において、第１のスリットパターン１は一定幅Ｗ１の部分を有し、第２のスリットパターン２は一定幅Ｗ２（但し、Ｗ２＜Ｗ１）の部分を有する。第１のスリットパターン１の一定幅Ｗ１の部分はＸ方向と平行になっており、第２のスリットパターン２の一定幅Ｗ２の部分はＹ方向と平行になっている。
【００３０】
交差領域Ｅ３は、Ｙ方向で隣り合う第２のスリットパターン２間に区画される多角形（図５（ａ）では四角形）の領域である。交差領域Ｅ３は、Ｙ方向で交差領域Ｅ３を介して対向する第２のスリットパターン２の角部をそれぞれＹＥとするときに、各々の角部ＹＥを直線で結んだ多角形の領域として特定することが可能である。ある１つの第２のスリットパターン２に関し、Ｘ方向で対をなす第２のスリットパターン２の角部ＹＥを直線で結んだ線分は、第２のスリットパターン２の出口に相当する。第２のスリットパターン２の出口とは、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界であって、第２の方向（本形態ではＹ方向）において交差領域Ｅ３に接する第２のスリットパターン２の端辺をいう。第２のスリットパターン２の角部ＹＥは、たとえば、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界部分において、第２のスリットパターン２の線幅やエッジ形状が急激に変化する変曲部として特定することが可能である。
【００３１】
上述したとおり、第１のスリットパターン１は透光部２２からなり、第２のスリットパターン２は半透光部２１からなる。また、図５（ａ）においては、交差領域Ｅ３の範囲を示すためにハッチングを施しているが、交差領域Ｅ３は、第１のスリットパターン１の一部となる。このため、交差領域Ｅ３は、第１のスリットパターン１と同様に、透明基板３０を露出してなる透光部２２からなる。なお、交差領域Ｅ３に関しては、図５（ａ）以外の図面でも、ハッチングを施す場合がある。遮光パターン３は、ＢＭの開口に対応するパターンであって、遮光部２３からなる。遮光パターン３は、Ｘ方向で隣り合う第２のスリットパターン２間に位置するとともに、Ｙ方向で隣り合う第１のスリットパターン１間に位置するように形成される。
【００３２】
図５（ｂ）において、第２のスリットパターン２に対応する部分には、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界からＹ方向にｄ１（μｍ）の距離を隔てた位置に、光量低下スポット４５が形成されている。なお、図５（ｂ）では、図４（ａ）のＡ部に生じた光量低下スポットを強調して表現している。光量低下スポット４５の形成は、ＢＭを形成する工程において、上記のとおり、ＢＭの線幅の細りや、断線のリスクを生じることから好ましくない。すなわち、第２のスリットパターン２を透過した露光光が被転写体上に形成する光の強度を、より均一化し、結果的には図６に示すような理想的な光強度分布を得ることが望ましい。なお、図６に示す光強度分布では、光量低下スポット４５が生じていない。
【００３３】
そこで、本発明者らは、第１のスリットパターン１及び第２のスリットパターン２によって被転写体上に形成されるＢＭの転写像の光強度の均一性を高める補助パターンの導入を検討した。この補助パターンは、近接露光装置を用いて、フォトマスクの転写用パターンを被転写体上に転写する場合に、独立には解像しないパターンである。ここで「独立には解像しないパターン」とは、表示装置製造用露光装置の露光条件下、フォトマスクのパターンにおけるＣＤと透過率により、そのパターンの転写像が識別できる状態で被転写体上に形成されないパターンをいう。ＣＤは、Ｃｒｉｔｉｃａｌ  Ｄｉｍｅｎｓｉｏｎの略であり、パターン幅の意味をもつ。補助パターンは、被転写体上に形成されるＢＭ像を図６に示すような理想的な形状に近づける目的で導入されるパターンであって、被転写体上に形成されるＢＭ像の形状を整える補助的な役目を果たす。
【００３４】
（第１実施形態のフォトマスク）
図７は、本発明の第１実施形態に係るフォトマスクが備える転写用パターンの構成例を示す平面図である。
【００３５】
図示したフォトマスクは、近接露光方式で露光されることにより、被転写体上にＢＭを形成するためのフォトマスクとして適用することができる。この第１実施形態に係るフォトマスクは、転写用パターンに補助パターンを含む以外は、上記図１に示す参考形態のフォトマスクと同様のパターンを備える。具体的には、第１のパターン形成領域Ｅ１に形成された第１のスリットパターン１と、交差領域Ｅ３を除く第２のパターン形成領域Ｅ２に形成された第２のスリットパターン２と、第１のスリットパターン１と第２のスリットパターン２とによって囲まれた遮光パターン３と、を含む転写用パターンを備える。
【００３６】
第１のスリットパターン１は、一定幅Ｗ１（μｍ）の部分を有し、第２のスリットパターン２は、それよりも狭い一定幅Ｗ２（μｍ）の部分を有する。第１のスリットパターン１のＹ方向のピッチ（繰り返し周期）はＰ１（μｍ）であり、第２のスリットパターン２のＸ方向のピッチ（繰り返し周期）はＰ２（μｍ）である。第１のスリットパターン１は、実質的に透光部２２からなり、第２のスリットパターン２は、実質的に半透光部２１からなることが好ましい。透光部２２は、透明基板３０が露出したものとすることができ、半透光部２１は、半透光膜３１上に半透光膜３１を成膜して形成することができる。半透光部２１の露光光透過率は、透明基板のそれを１００％としたとき、好ましくは３０〜７０％であり、より好ましくは４０〜６０％である。また、半透光膜３１の露光光に対する位相シフト量は、好ましくは±９０度以内であり、より好ましくは±６０度以内である。交差領域Ｅ３は、実質的に透光部２２からなる。
【００３７】
なお、本実施形態において、「実質的」な領域とは、独立して解像はしないがＢＭのパターンの転写性を向上させるために導入する補助パターンがある場合、該補助パターン以外の領域をいう。たとえば、透光部からなる第１のスリットパターン１内に、後述するように、半透光部からなる孤立パターンを補助パターンとして導入する場合などが含まれる。この場合、第１のスリットパターン１が「実質的」に透光部からなるとの意味は、透光部からなる第１のスリットパターン１と半透光部からなる補助パターンとを足し合わせた面積を１００％としたときに、第１のスリットパターン１の占める面積が６５％以上、好ましくは８０％以上の場合をいう。第２のスリットパターン２についても同様に、第２のスリットパターン２が「実質的」に半透光部からなるとの意味は、第２のスリットパターン２の占める面積が６５％以上、好ましくは８０％以上の場合をいう。また、交差領域Ｅ３が実質的に透光部からなる場合とは、たとえば後述する第２実施形態で述べるように、交差領域Ｅ３とは光学特性の異なる補助パターンが交差領域Ｅ３内に導入される場合に、補助パターンを除いた部分が透光部となる場合をいう。
【００３８】
また、第１のスリットパターン１と第２のスリットパターン２とが形成する、格子の窓に相当する部分には、それぞれ遮光パターン３が形成されている。遮光パターン３は、透明基板３０上に遮光膜３２が形成された遮光部２３からなる。第１のスリットパターン１と第２のスリットパターン２は、被転写体上に形成すべきＢＭに対応する格子状のパターンを構成している。また、第１のスリットパターン１と第２のスリットパターン２に囲まれた遮光パターン３は、ＢＭの開口に対応するパターンを構成している。ＬＣＤのＣＦを製造する場合は、透明なＣＦ基板上にＢＭを形成した後、ＢＭの各開口部分に、それぞれに対応する色（Ｒ，Ｇ，Ｂ）のフィルタを形成する。
【００３９】
なお、図示はしないが、フォトマスクの転写用パターンの外周近傍には、遮光部が形成されていない透光部をもつことができる。この透光部は、液晶表示装置の表示部分外縁の額縁領域に対応し、第１、第２のスリットパターンよりも十分に広い幅をもつ。
【００４０】
第１のスリットパターン１の一定幅部分における幅寸法Ｗ１（μｍ）は、好ましくは、１５≦Ｗ１≦４０であり、第２のスリットパターン２の一定幅部分の幅寸法Ｗ２（μｍ）は、好ましくは、４≦Ｗ２≦１２である。また、第１のスリットパターン１のピッチＰ１（μｍ）は、好ましくは、４００≦Ｐ１≦１００であり、第２のスリットパターン２のピッチＰ２（μｍ）は、好ましくは、１０≦Ｐ２≦３５である。
【００４１】
なお、本実施形態においては、第１のパターン形成領域Ｅ１と第２のパターン形成領域Ｅ２が、互いに直角に交わる場合を例に挙げて説明しているが、本発明はこれに限定されるものではない。たとえば、第１のパターン形成領域Ｅ１と第２のパターン形成領域Ｅ２の交差する角度は、９０±４５度以内、より好ましくは、９０±３０度以内とすることができる。いずれの場合も、第１のスリットパターン１は、第１のパターン形成領域Ｅ１に形成され、第２のスリットパターン２は、交差領域Ｅ３を除く第２のスリットパターン２に形成される。
【００４２】
また、第１のスリットパターン１は、すべての部分において一定幅でなくてもよく、Ｗ１の一定幅部分を有していればよい。同様に、第２のスリットパターン２は、すべての部分において一定幅でなくてもよく、Ｗ２の一定幅部分を有していればよい。このため、たとえば、第１のスリットパターン１は、部分的に幅広になった部分を有していてもよい。また、第１のスリットパターン１及び第２のスリットパターン２は、それぞれに長さの５０％以上の割合で、上記一定幅Ｗ１，Ｗ２の部分を有していることが好ましい。
【００４３】
以下に、本発明の第１実施形態に係るフォトマスクの転写用パターンが備える補助パターンについて図７を用いて説明する。
【００４４】
第２のスリットパターン２には、補助パターンとして、一対の凸部５が形成されている。一対の凸部５は、第２のスリットパターン２の幅方向の両側に部分的に突出して形成され、これによって第２のスリットパターン２の一部が他の部分より線幅の広い幅広部６となっている。各々の凸部５は、Ｘ方向にα１（μｍ）の出っ張り量、Ｙ方向にβ１（μｍ）の出っ張り幅で形成されている。一対の凸部５は、第２のスリットパターン２の幅方向両側の対応する位置に形成され、好ましくは幅方向に対称に設けられる。また、一対の凸部５は、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界からＹ方向に等距離の位置に形成することが好ましい。
【００４５】
一対の凸部５によって形成される幅広部６は、交差領域Ｅ３の近傍に配置することが好ましい。具体的には、Ｙ方向において、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界から、幅広部６の重心までの距離Ｄ１が、第２のスリットパターン２の長さ（Ｐ１−Ｗ１）の１／４以内であることが好ましい。この場合、上記の距離Ｄ１の好ましい範囲は、β１÷２≦Ｄ１≦０．２５×（Ｐ１−Ｗ１）である。また、距離Ｄ１は、β１÷２＜Ｄ１を満たすこと、すなわち、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界から凸部５が離間して配置されることが好ましい。
【００４６】
幅広部６の幅は、Ｗ２＋（２×α１）で表される。その場合、凸部５の出っ張り量α１は、好ましくは、０＜α１≦０．３×Ｗ２であり、より好ましくは、０．０４×Ｗ２≦α１≦０．２５×Ｗ２である。また、凸部５の出っ張り幅β１は、好ましくは、０＜β１≦０．１５×（Ｐ１−Ｗ１）である。
【００４７】
本発明者らの検討によると、第２のスリットパターン２に幅広部６を設けることにより、上記光量低下スポット４５（図５（ｂ））の形成が抑制されることが確認された。すなわち、図７の転写用パターンを備えるＢＭ形成用のフォトマスクを露光すると、図６に示すように、第２のスリットパターン２の転写像において、光強度の落ち込みが解消され、光強度分布が均一化することがわかった。つまり上記は幅広部６が無い場合に比べて、光強度分布の均一化が可能であった。
【００４８】
なお、本実施形態では、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界から距離Ｄ１だけ離れた位置に幅広部６を形成しているが、距離Ｄ１で特定される幅広部６の位置と、図５（ｂ）に示す距離ｄ１で特定される光量低下スポット４５の位置とは、必ずしも一致しない。すなわち、Ｄ１＝ｄ１とは限らず、Ｄ１＞ｄ１、或いは、Ｄ１＜ｄ１となる場合もある。幅広部６の最適な位置、すなわち第２のスリットパターン２の転写像における光強度分布が最も安定する幅広部６の位置は、光学シミュレーションによって確認することが可能である。
【００４９】
また、第２のスリットパターン２に設ける幅広部６の数は１つに限らない。すなわち、第２のスリットパターン２に導入する凸部５は一対に限らない。たとえば、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界の近傍に幅広部６を設けた結果、第２のスリットパターン２の転写像において、図８に示すように、新たな光量低下スポット４５ｂが形成される場合がある。光量低下スポット４５ｂは、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界からＹ方向に距離ｄ２だけ離れた位置に生じている。
【００５０】
そこで、この光量落ち込みを解消し、第２のスリットパターン２の転写像の光強度分布をより均一にするために、図９に示すように、上記の幅広部６の他に、２つめの幅広部６ｂを導入することができる。幅広部６ｂは、一対の凸部５ｂによって第２のスリットパターン２に形成される。
【００５１】
図９に示す転写用パターンでは、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界からＤ１（μｍ）の距離だけ離れた位置に幅広部（以下、「メイン幅広部」ともいう）６が設けられ、更にその境界からＤ２（μｍ）の距離だけ離れた位置に幅広部６ｂが設けられている。この場合、Ｙ方向の距離Ｄ２は、上記の距離Ｄ１と同様に、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界から、幅広部６ｂの重心までの距離を表し、Ｄ２＞Ｄ１の関係を満たす。また、幅広部６における凸部５の出っ張り量α１（μｍ）と、幅広部６ｂにおける凸部５ｂの出っ張り量のα２（μｍ）との関係は、好ましくはα１≧α２であり、より好ましくはα１＞α２である。
【００５２】
第２のスリットパターン２に幅広部６のみを設ける場合、或いは、幅広部６と幅広部６ｂの両方を設ける場合、凸部５，５ｂの出っ張り形状は矩形であることが好ましい。また、第２のスリットパターン２に設ける幅広部６の数は３つ以上であってもよい。その場合、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界から近い順に、各々の幅広部６の出っ張り量をα１、α２、α３、α４、・・・すると、これらの関係は、好ましくはα１≧α２≧α３≧α４・・・であり、より好ましくはα１＞α２＞α３＞α４・・・である。ただし、この条件は、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界から、第２のスリットパターン２の長さ方向の中間部までの区間に適用されるものとする。
【００５３】
第２のスリットパターン２の長さ方向の一端から他端までに配置する幅広部６の数Ｎは、好ましくは１≦Ｎ≦５である。その場合、メイン幅広部６は、交差領域Ｅ３の近傍に配置することが好ましい。
【００５４】
なお、光量低下スポット４５ｂに関しても、距離Ｄ２で特定される幅広部６ｂの位置と、距離ｄ２で特定される光量低下スポット４５ｂの位置とは、必ずしも一致しない。すなわち、Ｄ２＝ｄ２とは限らず、Ｄ２＞ｄ２、或いは、Ｄ２＜ｄ２となる場合もある。この点は、第２のスリットパターン２に３つ以上の幅広部６を設ける場合（Ｄ３以下の場合）についても同様である。
【００５５】
本発明の第１実施形態に係るフォトマスクにおいては、第２のスリットパターン２に一対の凸部５によって幅広部６を形成したことにより、転写用パターンを近接露光する際に、第２のスリットパターン２が被転写体上に形成する転写像の光強度分布における、光強度の局所的な低下（光量低下スポット４５の発生）を抑制し、第２のスリットパターン２の透過光強度を均一化することができる。これにより、被転写体上に形成される第２のスリットパターン２の転写像の光強度分布を、図６に示す理想的な光強度分布に近づけることができる。その結果、表示装置の製造工程においてＣＦを製造する場合に、ＣＦ基板上に形成されるＢＭの寸法（特に、パターン幅）を所定範囲内とし、断線のリスクを軽減することができる。
また、本実施形態は、従来のフォトマスクが備えていた、ＢＭの開口に対応する遮光パターンを、解像限界以下（独立に解像しない）の半透光部に一部おきかえることにより、転写像の細りや断線のリスクを低減するものと考えることもできる。
【００５６】
＜第２実施形態＞
本発明の第２実施形態に係るフォトマスクは、上記（２）の現象によって生じる課題を解決するものである。
【００５７】
図１０は、上記図１に示す参考形態に係るフォトマスクの転写用パターンを近接露光装置により露光したとき、被転写体上に形成される転写像の光強度分布を模式的に示す平面図である。ここでは、図４（ａ）に示すＢ部（角部の丸まり、及び等高線のうねり）を強調して表現している。すなわち、遮光パターン３の角部Ｋ（図５（ａ））が角張っていても、被転写体上に転写像として転写されると、遮光パターン３の角部Ｋに対応する部分（図１０のＪ部）が丸みを帯び、色フィルタを配置すべき開口領域の内側に入り込んでいる。同時に、透光部からなる第１のスリットパターン１の転写像として形成される明るい帯（図１０のＱ部）の外縁に形成される等高線（図中、Ｓ部）に波打ち、うねり（図中、点線の楕円を参照）が生じている。これらの現象により、フォトマスクを用いて製造されるＣＦの開口部（色フィルタが配置される領域）の開口面積が小さくなり、ディスプレイの明るさが損なわれる可能性がある。
【００５８】
（第２実施形態のフォトマスク）
図１１は、本発明の第２実施形態に係るフォトマスクが備える転写用パターンの構成例を示す平面図である。
【００５９】
本発明の第２実施形態に係るフォトマスクは、上記第１実施形態に係るフォトマスクと同様に、第１のスリットパターン１、第２のスリットパターン２及び遮光パターン３を備えるもので、第１実施形態との相違点は、上記補助パターンとして、上記幅広部を有する代わりに（又は、上記幅広部を有する上に）、下記の拡張部を有する点にある。
【００６０】
図１１に示すフォトマスクでは、第２のスリットパターン２の出口からＹ方向に拡張して拡張部７が形成されている。また、拡張部７は、第２のスリットパターン２の出口からＸ方向にも拡張している。ここで、Ｘ方向とは、第１のスリットパターン１の一定幅Ｗ１の部分と平行な方向とし、Ｙ方向とは、第２のスリットパターン２の一定幅Ｗ２の部分と平行な方向とする。また、第２のスリットパターン２の出口とは、前述したとおり、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界であって、第２の方向（本形態ではＹ方向）において交差領域Ｅ３に接する第２のスリットパターン２の端辺をいう。拡張部７は、半透光部からなる。拡張部７は、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界から、交差領域Ｅ３側に張り出すように拡張し、更に交差領域Ｅ３の両側にも張り出すように拡張している。
【００６１】
ここで、拡張部７のＹ方向の拡張量をγ１（μｍ）、Ｘ方向の拡張量をγ２（μｍ）とすると、Ｙ方向の拡張量γ１は、交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界を基準に規定され、Ｘ方向の拡張量γ２は、第２のスリットパターン２の角部ＹＥの位置を基準に規定される。拡張部７は、第２のスリットパターン２の幅方向の中心に対して、Ｘ方向の一方と他方にそれぞれγ２（μｍ）ずつの拡張量で対称に張り出している。このため、Ｘ方向における拡張部７の幅Ｗ３（μｍ）は、第２のスリットパターン２の幅Ｗ２よりも大きくなっている。拡張部７の幅Ｗ３は、第２のスリットパターン２の幅Ｗ２との関係において、Ｗ３（＝Ｗ２＋２×γ２）＞Ｗ２となる。拡張部７は、γ１の寸法を有する短辺と、Ｗ３の寸法を有する長辺とからなる矩形に形成されている。
【００６２】
拡張部７のγ１（μｍ）の寸法は、好ましくは、０＜γ１＜０．５×Ｗ１、より好ましくは、０＜γ１＜０．１×Ｐ１＜０．５×Ｗ１である。また、拡張部７のγ２（μｍ）の寸法は、好ましくは、０＜γ２＜０．５×（Ｐ２−Ｗ２）、より好ましくは、０＜γ２＜０．３×（Ｐ２−Ｗ２）である。
【００６３】
第２実施形態に係るフォトマスクの転写用パターンでは、第２のスリットパターン２が半透光部からなり、かつ、拡張部７も、第２のスリットパターン２と同様に、半透光部からなることが好ましい。また、拡張部７は、第２のスリットパターン２と同一の半透光膜によって形成した、同一の光透過率をもつ半透光部であることが、より好ましい。
【００６４】
本発明の第２実施形態に係るフォトマスクにおいては、第２のスリットパターン２の出口からＸ方向とＹ方向に拡張する拡張部７を形成したことにより、転写用パターンを近接露光する際に、第２のスリットパターン２が被転写体上に形成する転写像における角部（図１０のＪ部）の曲率を増加し、角部の丸まりを抑制することができる。言い換えれば、該拡張部は、それが無い場合に比べて、被転写体上に形成される転写像における、上記角部の曲率を増加することができる。たとえば、図１０の転写像における角部Ｊの曲率Ｒ２を、図６に示す曲率Ｒ１（＞Ｒ２）に近づけることができる。更に、透光部からなる第１のスリットパターン１の転写像における等高線（図１０のＳ部）のゆらぎを抑えることもできる。これにより、被転写体上に形成される転写像の光強度分布を、図６に示す理想的な光強度分布に近づけることができる。その結果、表示装置の製造工程においてＣＦを製造する場合に、ＢＭの開口面積の減少を抑制し、より明るいＣＦを得ることが可能になる。
【００６５】
拡張部の態様は、図１１に示すもの以外にも、たとえば図１２（ａ）〜（ｅ）に示すように、様々なものが考えられる。
上記図１１においては、拡張部７は、Ｘ方向とＹ方向の双方に拡張した態様（ＸＹ拡張型）となっている。これに対し、図１２（ａ）においては、拡張部７は、第２のスリットパターン２の幅Ｗ２と同じ幅でＹ方向にのみ拡張した態様（Ｙ拡張型）になっている。また、図１２（ｂ）においては、Ｙ方向に拡張した拡張部７の先端が凸型に突出した態様（Ｙ凸拡張型）になっており、図１２（ｃ）においては、Ｙ方向に拡張した拡張部７の先端が凹型にへこんだ態様（Ｙ凹拡張型）になっている。また、図１２（ｄ）においては、Ｘ方向とＹ方向の双方に拡張した拡張部７の先端が凸型に突出した態様（ＸＹ凸拡張型）になっており、図１２（ｅ）においては、Ｘ方向とＹ方向の双方に拡張した拡張部７の先端が凹型にへこんだ態様（ＸＹ凹拡張型）になっている。このうち、図１２（ｂ）及び（ｄ）に示す凸型の態様では、凸部の中心の拡張量γ１に比べて、凸部の両サイドの拡張量が小さい（ここで、「小さい」とは、ゼロである場合を含む）態様になっている。また、図１２（ｃ）及び（ｅ）に示す凹型の態様では、凹部の両サイドの拡張量γ１に比べて、凹部の中心の拡張量が小さい（ここで、「小さい」とは、ゼロである場合を含む）態様になっている。
【００６６】
なお、拡張部の態様は、上記図１１及び図１２に例示した形状を、複数組み合わせた態様であってもよい。また、拡張部の最適の形状は、第１のスリットパターン１及び第２のスリットパターン２の各々の幅や光透過率の設定によって異なる場合があり、光学シミュレーションによって、より良い形状を選択することができる。また、拡張部の形状は、上記に例示した形状に限定されるものではなく、ＢＭの設計パターンに応じて決定することができる。また、上記に例示した拡張部７では、第２のスリットパターン２の幅方向中心を基準に対称な形状になっているが、これに限らず、非対称な形状でもよい。
【００６７】
また、本発明の第２実施形態では、第１のスリットパターン１と第２のスリットパターン２とが直角をなすデザインのパターンを例示しているが、第１のスリットパターン１と第２のスリットパターン２のなす角が直角でない場合でも、上記の拡張部を設けることができる。すなわち、拡張部は、第２のスリットパターン２の出口（交差領域Ｅ３と第２のスリットパターン２との境界）からＹ方向に拡張させ、かつ、必要に応じてＸ方向にも拡張させることができる。
本実施形態は、従来のフォトマスクが備えていた交差領域に対応する透光部を、解像限界以下（独立に解像しない）の半透光部に一部おきかえることにより、ＢＭ転写像のプロファイルを改良するものとすることができる。
【００６８】
＜第３実施形態＞
本発明の第３実施形態に係るフォトマスクは、上記（３）の現象によって生じる課題を解決するものである。
【００６９】
図１３は、上記図１に示す参考形態に係るフォトマスクの転写用パターンを近接露光装置により露光したとき、被転写体上に形成される転写像の光強度分布を模式的に示す平面図である。ここでは、図４（ａ）に示すＣ部（強い光量ピークの出現）を強調して表現している。すなわち、第１のスリットパターン１の幅中心近傍であって、Ｘ方向で隣り合う２つの交差領域Ｅ３の中間に対応する位置に、光量の強いピークが形成される場合がある。このようなピークが出現すると、被転写体上に形成されるＢＭ等（たとえば、ネガ型の感光性樹脂）の硬化が局所的に強く生じ、立体構造物として高さに凸凹が生じるリスクがある。
【００７０】
（第３実施形態のフォトマスク）
図１４は、本発明の第３実施形態に係るフォトマスクが備える転写用パターンの構成例を示す平面図である。
【００７１】
本発明の第３実施形態に係るフォトマスクは、上記第１実施形態に係るフォトマスクと同様に、第１のスリットパターン１、第２のスリットパターン２及び遮光パターン３を備えるもので、第１実施形態又は第２実施形態との相違点は、上記補助パターンとして、上記幅広部又は拡張部を有する代わりに（又は、上記幅広部又は拡張部を有する上に）、下記の孤立パターンを有する点にある。
【００７２】
図１４に示すフォトマスクでは、第１のスリットパターン１が形成される第１のパターン形成領域Ｅ１に、孤立パターン８が設けられている。孤立パターン８は、Ｘ方向で隣り合う２つの交差領域Ｅ３の中間に位置するように形成されている。ここで「孤立パターン」とは、島状に孤立したパターンをいい、例えば、図１４に示されるように、透明基板が露出した透光部に囲まれた、島状のパターンをいう。
【００７３】
図示のように、孤立パターン８は、第１のスリットパターン１の幅方向の中央近傍であって、Ｘ方向で隣り合う交差領域Ｅ３の重心を結んだ直線の中間に配置されている。ここでは、Ｘ方向で隣り合う交差領域Ｅ３の中間に孤立パターン８を１つ配置しているが、これを複数の孤立パターンに分離して配置してもよい。複数の孤立パターンを配置する場合には、Ｘ方向で隣り合う交差領域Ｅ３の中間地点に、第１のスリットパターン１の幅方向に並べて複数の孤立パターンを配置することができる。いずれの場合も、孤立パターン８の重心は、交差領域Ｅ３から等距離にあることが好ましい。具体的には、孤立パターン８の位置を、たとえば、交差領域Ｅ３の重心からＸ方向に距離Ｄ３（＝１／２Ｐｙ）だけ離れた位置とすることができる。そして、この孤立パターン８によって、局所的な光強度のピークを下げることができる。
【００７４】
また、孤立パターン８は、半透光部からなる矩形のパターンとすることができる。ただし、孤立パターン８の形状は、矩形以外の形状でもよい。また、孤立パターン８は、光が実質的に透過しない遮光部としてもよい。光が実質的に透過しないとは、好ましくは、光学濃度ＯＤが、ＯＤ≧３の条件を満たす場合をいう。また、孤立パターン８を半透光部とする場合は、好ましくは、第２のスリットパターン２と同じ光透過率を有する半透光部（半透光膜）で孤立パターン８を形成するとよい。
孤立パターン８を、半透光部により形成すると、独立に解像されない寸法の選択がより容易であるため、好ましい。
第３実施形態においても、孤立パターン８の寸法、形状、露光光透過率（半透光部からなる場合）、配置位置、個数などを、光学シミュレーションによって選択することができる。
【００７５】
本発明の第３実施形態に係るフォトマスクにおいては、Ｘ方向で隣り合う２つの交差領域Ｅ３の中間に位置するように、第１のパターン形成領域Ｅ１に、半透光部又は遮光部からなる孤立パターン８を形成したことにより、転写用パターンを近接露光する際に、第１のスリットパターン１が被転写体上に形成する転写像の光強度分布における、光強度の局所的なピークを抑止する。そして、孤立パターン８が無い場合と比べて、第１のスリットパターン１の透過光強度を均一化することができる。これにより、被転写体上に形成される第１のスリットパターン１の転写像において、光強度の不要な上下動（強弱の発生）が低減され、より均一な光強度をもつ転写像となる。よって、被転写体上に形成される転写像の光強度分布を、図６に示す理想的な光強度分布に近づけることができる。その結果、表示装置の製造工程においてＣＦを製造する場合に、ＢＭの不要な高さ変動を抑制することができる。
そして、本態様のフォトマスクは、従来のフォトマスクが備えていたスリットパターン（第１のスリットパターン）に対応する透光部を、解像限界以下（独立に解像しない）の遮光部又は半透光部に一部おきかえることにより、転写像における光強度の凸凹を低減するものとすることができる。
【００７６】
以上述べた第１実施形態、第２実施形態、及び第３実施形態では、それぞれ、格子状のパターンの転写性を向上させるために、ＢＭ像の形状を整える補助パターンを示した。すなわち、第１実施形態では補助パターンとして一対の凸部５（幅広部６）を例示し、第２実施形態では補助パターンとして拡張部７を示し、第３実施形態では補助パターンとして孤立パターン８を例示した。これらの補助パターンは、フォトマスクの転写用パターンをデザインするにあたり、それぞれ単独で適用してもよいし、いずれか２つの補助パターンを組み合わせてもよいし、すべての補助パターンを共存させてもよい。
【００７７】
また、本発明のフォトマスクは、上記第１〜第３実施形態で例示したとおり、独立して被転写体上に解像されない補助パターンを有することにより、被転写体上に形成されるＢＭ像の光強度の均一性を高め、これによって、より微細なＢＭを精緻に形成することを可能とするものである。
【００７８】
本発明のフォトマスクは、たとえば、以下の方法のよって製造することができる。
まず、石英等からなる透明基板３０上に、半透光膜３１と遮光膜３２を積層し、更にその上にフォトレジスト膜を形成した、フォトマスクブランクを用意する。半透光膜３１は、Ｃｒ、Ｔａ、Ｚｒ、Ｓｉ、Ｍｏのいずれかを含有する膜とすることができ、或いはこれらの化合物（酸化物、窒化物、炭化物、酸化窒化物、炭化窒化物、酸化窒化炭化物など）から適切なものを選択することができる。又は、Ｓｉの化合物（ＳｉＯＮなど）、又は遷移金属シリサイド（ＭｏＳｉなど）や、その化合物（酸化物、窒化物、酸化窒化物、酸化窒化炭化物など）を用いることができる。半透光膜３１の露光光透過率は、好ましくは３０〜７０％、より好ましくは４０〜６０％とする。遮光膜３２の材料も上記から選択することができる。また、半透光膜３１と遮光膜３２の間にエッチング選択性が無い場合には、必要に応じて、これらの膜とエッチング選択性のあるエッチングストッパ膜を間に挟んで半透光膜３１と遮光膜３２を積層してもよい。
【００７９】
次に、上記フォトマスクブランクに対し、レーザ描画装置等を用い、所望のパターンを描画し、この描画とエッチングを必要回数だけ施すことによって、本発明のフォトマスクとすることができる。エッチングはウェットエッチングを好適に適用できる。
【００８０】
上記方法によって製造された本発明のフォトマスクは、透光部２２と遮光部２３とを少なくとも有し、好ましくは半透光部２１を有する。透光部２２は、透明基板３０が露出してなり、遮光部２３は、透明基板３０上に少なくとも遮光膜３２が形成されてなり、半透光部２１は、透明基板３０上に半透光膜３１が形成されてなるものとすることができる。
【００８１】
また、本発明のフォトマスクは、近接露光装置を用いて露光することにより、転写用パターンを被転写体（液晶パネル基板、ＣＦ基板など）上に転写することができる。その場合、露光光の波長は、３６５ｎｍ、４０５ｎｍ、及び４３６ｎｍを含む光源を好適に使用できる。また、近接露光に適用するプロキシミティギャップは、好ましくは、４０〜３００μｍ程度であり、より好ましくは１００〜１５０μｍの範囲とすることができる。
【００８２】
本発明のフォトマスクは、上記のとおりＢＭの形成に用いることができる。その場合、フォトマスクの転写用パターンの寸法と、この転写用パターンを被転写体上に転写することで形成される格子状のＢＭの寸法との関係を規定すると、次のようになる。すなわち、フォトマスクの転写用パターンにおける第１のスリットパターン１の幅をＷ１（μｍ）、第２のスリットパターン２の幅をＷ２（μｍ）、第１のスリットパターン１に対応して形成されるＢＭパターンの線幅をＬ１（μｍ）、第２のスリットパターン２に対応して形成されるＢＭパターンの線幅をＬ２（μｍ）とすると、好ましくは、Ｌ１≦Ｗ１、Ｌ２≦Ｗ２であり、より好ましくは、Ｌ２＜Ｗ２であり、更に好ましくは、１．２≦Ｗ２／Ｌ２≦３である。
【００８３】
このような本発明のフォトマスクを使用することにより、たとえば、Ｌ２が２〜１０μｍ、更には、２〜８μｍのＢＭを形成することができる。また、本発明のフォトマスクを用いることにより、高精細なＢＭを安定して形成することができる。これは、被転写体上に形成される光学像において、光強度分布に、不要なゆらぎや凹凸が形成されにくいこと、及び、プロキシミティギャップの変動に対して、ＢＭの幅が変動しにくいなど、優れた作用効果が得られるからである。
本発明のフォトマスクは、作用効果を妨げない範囲で、追加の光学膜や機能膜を有していても良い。例えば、反射低減膜、エッチング阻止膜、導電性膜を必要に応じて付加してもよい。
【００８４】
＜実施例＞
本発明の実施例として、ＢＭ形成用の近接露光用フォトマスクを対象に光学シミュレーションを行った。
【００８５】
図１５は、リファレンスとなる参考形態のフォトマスクの転写用パターンを示す平面図である。図示した転写用パターンは、上記図１にも示したように、透光部からなる第１のスリットパターン１と、半透光部からなる第２のスリットパターン２と、遮光部からなる遮光パターン３とを備える。第１のスリットパターン１は、一定幅Ｗ１（μｍ）の部分を有し、第２のスリットパターン２は、上記Ｗ１より小さい一定幅Ｗ２（μｍ）の部分を有する。第１のスリットパターン１のＹ方向のピッチＰ１、第２のスリットパターン２のＸ方向のピッチＰ２、第１のスリットパターン１の幅Ｗ１、第２のスリットパターン２の幅Ｗ２は、以下のとおりとした。
Ｐ１＝１９μｍ
Ｐ２＝５７μｍ
Ｗ１＝１５μｍ
Ｗ２＝９μｍ
【００８６】
上記転写用パターンによって、被転写体（ネガ型感光材料）に、以下の寸法のサブピクセルＢＭパターンを形成することを想定した。
Ｌ１＝１５μｍ（目標）
Ｌ２＝５μｍ（目標）
【００８７】
図１６は、上記図１５に示す転写用パターンを備えるフォトマスクを露光して、被転写体上に得られる光学像（転写像）の光強度分布を示す図である。図示した光強度分布を得る際に適用した光学シミュレーションの条件は以下のとおりである。なお、図中のＧａｐは、プロキシミティギャップの値を示している。また、光強度（％）は相対値で示している。
露光波長（λ）：３６５ｎｍ（単線）
コリメーション角：２．０ｄｅｇ．
プロキシミティギャップ：｛１００，１１０，１２０，１３０，１４０｝μｍ
半透光膜の透過率：５３％
半透光膜の位相シフト量：０ｄｅｇ．
【００８８】
次に、図１７に示すように、転写用パターンに補助パターンを導入して上記同様に光学シミュレーションを行った。図１７の転写用パターンは、上記図１５の転写用パターンに対し、補助パターンとして、２つの幅広部（６，６ｂ）、拡張部７（Ｙ凸拡張型）、及び、孤立パターン８を導入したもので、それ以外は共通である。ここで適用した補助パターンの寸法は以下のとおりである。
Ｄ１＝４．８μｍ
α１＝１．０μｍ
β１＝４．０μｍ
Ｄ２＝１３．５μｍ
α２＝０．５μｍ
β２＝４．０μｍ
γ１＝４．０μｍ（凸部の両サイドの拡張量２．５μｍ、幅広部の幅３．０μｍ）
Ｄ３＝９．５μｍ
δ１＝６μｍ
δ２＝４μｍ
【００８９】
図１８は、上記図１７の転写用パターンによって、被転写体上に得られる光学像の光強度分布を示す図である。この図１８から以下のことが明らかになった。
【００９０】
（Ｉ）図１８では、上記図１６に比べて、第２のスリットパターン２の転写像の光量（光強度）が増している。これは、第２のスリットパターン２に対応して形成されるＢＭパターンの断線のリスクが低減することを意味する。
【００９１】
（II）図１８では、上記図１６で見られた、ＢＭ像の開口隅の光量の落ち込みによる丸みが抑制され、上記開口隅の曲率が大きくなっている。また、図１８では、上記図１６に比べて、Ｘ方向のＢＭパターンに沿った、等高線のうねりも抑えられている。これによってＢＭ像の開口形状が矩形に近づき、光強度３０％以上の面積が増加している。これは、ＢＭの開口面積が大きい、明るいＣＦが得られることを意味する。
【００９２】
（III）図１８では、上記図１６で見られた、Ｘ方向のＢＭパターンにおける転写像の強い光量ピークが抑えられ、Ｘ方向全体にわたって均一な光量分布が得られている。これは、ＢＭの立体構造に不要な凸凹が生じにくくなることを意味する。
【００９３】
以上の光学シミュレーションの結果により、本発明のフォトマスクが優れた作用効果を奏することが確認された。
【符号の説明】
【００９４】
１…第１のスリットパターン
２…第２のスリットパターン
３…遮光パターン
５…凸部
６…幅広部
７…拡張部
８…孤立パターン
２１…半透光部
２２…透光部
２３…遮光部
３０…透明基板
３１…半透光膜
３２…遮光膜
Ｅ１…第１のパターン形成領域
Ｅ２…第２のパターン形成領域
Ｅ３…交差領域
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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