(57)【要約】【課題】分割して行う露光ショット間の境界部分の継ぎ目の露光量の差を小さくして分割の継ぎ目部での重ねずれや露光照度のばらつきによる分割ラインを液晶表示装置の表示時に視認されないようにする。【解決手段】１枚のレチクル内で、露光領域１０３と遮光領域１０４を露光領域と遮光領域が縦横に交互に繰り返すように配置し、このレチクルを用いて基板を分割露光する。この場合基板は、露光されるレチクルの境界部でそれぞれのショットＡ〜Ｍで露光される領域が隣り合わせにならないように分割露光されるため、それぞれのショット間の照度差が緩和され、ショット境界の照度差による出来映え差が緩和され、人間の目には視認することが出来なくなる。【選択図】　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
光を遮光する領域と光を透過する領域とを有するマスクであって、所定の露光パターンを有する第１ブロックと、露光パターンのない第２ブロックが同じ形に形成され、前記第１ブロック及び前記第２ブロックが縦横に交互に配置されていることを特徴とする露光用マスク。
【請求項２】
前記第１ブロックが液晶表示パネルの少なくとも１画素分の素子パターンを有する請求項１記載の露光用マスク。
【請求項３】
前記第１ブロック及び前記第２ブロックが同じ繰り返しピッチで縦横に交互に配置されている請求項１又は２記載の露光用マスク。
【請求項４】
所定の露光パターンを有する第１ブロックと露光パターンのない第２ブロックが縦横に交互に配置されている露光用マスクを用い、画素を縦横に並べて形成される基板を同じ形の複数の矩形領域に分割し、前記複数の矩形領域のそれぞれに対して第１回目の露光を行い、次に第１回目の露光で露光されなかった前記複数の矩形領域の前記第２ブロックに対応する領域が前記露光用マスクの前記第１ブロックが対応するように前記露光用マスクを前記基板に対して位置させ、第２回目以降の露光を行うことにより前記基板の全ての画素に対して露光を行うことを特徴とする液晶表示装置の製造方法。
【請求項５】
前記第２回目以降の露光に用いる露光用マスクの位置が、前記第１回目の露光に対して用られた露光用マスクの位置に対して、前記矩形領域の縦横の半分の長さだけずらした位置に位置するようにして行なわれる請求項４記載の液晶表示装置の製造方法。
【請求項６】
前記第１ブロック及び前記第２ブロックが同じ繰り返しピッチで縦横に交互に配置されている請求項４又は５記載の液晶表示装置の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は露光用マスク及びそれを用いた液晶表示装置の製造方法、特に、液晶表示装置を構成する基板にパターンを形成する際のフォトレジスト工程における分割露光用マスク及びそれを用いた液晶表示装置の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
アクティブマトリクス型の液晶表示装置に用いられる薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴと略す）の製造工程において、フォトレジストを露光する方法としてミラープロジェクター型露光機（以下、アライナーと略す）を用いてＴＦＴ基板を一括露光する一括露光方式と、レンズ型スキャン露光機（以下、ステッパーと略す）を用いてＴＦＴ基板をいくつかの領域に分けて露光する分割露光方式が用いられている。
【０００３】
近年、液晶表示装置の大画面化にともない製造装置の大型化が要求されているが、フォトレジストの露光機については、ステッパーを用いて画面を複数の領域に分けて露光することにより、従来の露光機でも大画面化に対応することができる。この方法では主に複数の領域の継ぎ部分を図７に示すような方法で、重複する部分の露光量が均一になるような露光ショット方式を用いる（図８）。
【０００４】
この方法は、分割して行う露光ショット間の境界部分の継ぎ目の露光量をなだらかに変化させるために、レチクル１０１の端部を露光する光学系に透過率の勾配がついたフィルター７３１を取り付けたブラインド７３２を設け、露光量を図８に示すように端部で緩やかに傾斜させる。隣り合う露光ショット領域も同様の方法で露光量に傾斜をつけるため、境界部分はそれぞれのショットＡ８４１、ショットＢ８４２で重複して露光され、トータルの露光量が均一になる。
しかし、分割露光する場合、分割の継ぎ目部での重ねずれや露光照度のばらつきにより分割ラインが液晶表示装置の表示時に視認されるという欠点があった。この分割ラインを軽減させる方法として、境界部を隣接する複数のマスクで相補に露光する方法が特許文献１に提案されている。
【０００５】
この方法について、図９を用いて説明する。図９（ａ）は、左右に隣接するショットＡ９４１，Ｂ９４２とそのショットＡ９４１，Ｂ９４２の重なり領域９４３を示す。この重なり領域９４３を拡大して図９（ｂ）に示すと、特定のショットの領域に近い部分ほど、当該ショットが多数分布するように乱数的にショットが配置されており、境界線をもたないようにして輝度差が視認されないようにしている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−１８０８９４号公報（段落番号「００１６」、図９）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この方法では、境界線はあいまいになり視認されないが、相補にショットしているため、重なりの領域において、露光の回り込みにより、重なり合う領域の露光量が重なり合わない領域の露光量より相対的に多くなり、線幅差が発生する。そのため、境界線は視認されないが、重なり合う領域のみ輝度が異なるという不具合があった。
【０００８】
本発明の目的は、分割露光を行うに当たって、分割露光間の境界線が視認されない露光用マスク及びそれを用いた液晶表示装置の製造方法を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明の露光用マスクは、光を遮光する領域と光を透過する領域とを有するマスクであって、所定の露光パターンを有する第１ブロックと、露光パターンのない第２ブロックが同じ形に形成され、前記第１ブロック及び前記第２ブロックが縦横に交互に配置されていることを特徴とし、前記第１ブロックが液晶表示パネルの少なくとも１画素分の素子パターンを有し、前記第１ブロック及び前記第２ブロックが同じ繰り返しピッチで縦横に交互に配置されている。
【００１０】
本発明の液晶表示装置の製造方法は、所定の露光パターンを有する第１ブロックと露光パターンのない第２ブロックが縦横に交互に配置されている露光用マスクを用い、画素を縦横に並べて形成される基板を同じ形の複数の矩形領域に分割し、前記複数の矩形領域のそれぞれに対して第１回目の露光を行い、次に第１回目の露光で露光されなかった前記複数の矩形領域の前記第２ブロックに対応する領域が前記露光用マスクの前記第１ブロックが対応するように前記露光用マスクを前記基板に対して位置させ、第２回目以降の露光を行うことにより前記基板の全ての画素に対して露光を行うことを特徴とし、前記第２回目以降の露光に用いる露光用マスクの位置が、前記第１回目の露光に対して用られた露光用マスクの位置に対して、前記矩形領域の縦横の半分の長さだけずらした位置に位置するようにして行なわれ、前記第１ブロック及び前記第２ブロックが同じ繰り返しピッチで縦横に交互に配置されている。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の第１の実施形態について図１〜５を参照して説明する。図１は、本発明に用いる露光用レチクルの平面図であり、図２（ａ）は露光用レチクルを用いて行う１回目の露光ショットを説明するための平面図であり、図２（ｂ）は露光ショットの境界領域の拡大平面図である。図３（ａ）は露光用レチクルを用いて行う２回目の露光ショットを説明するための平面図であり、図３（ｂ）は露光ショットの境界領域の拡大平面図である。図４（ａ）は露光用レチクルの１画素分のＴＦＴ基板側パターンの平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿って液晶パネルを切断したときの断面図である。図５は隣接する露光ショット領域において、２回の露光ショットがその領域の露光量を補正している様子を説明するためのグラフである。
【００１２】
図を用いて説明すると、１枚のレチクル１０１のショットエリアを図１のように露光領域１０３と遮光領域１０４を露光領域１０３と遮光領域１０４が縦横に交互に繰り返すように（デルタ状）に配置する。
【００１３】
このレチクル１０１を用いて図２（ａ）のように例えば、液晶パネルのアクティブマトリクス基板の表示領域に対して複数回露光ショットを行う。このとき、図２（ｂ）のように隣接する４つの露光ショットＡ，Ｂ，Ｈ，Ｇの境界部では、露光領域１０３が隣接しない、すなわち、露光領域１０３の４辺に遮光領域１０４が隣接し、露光領域１０３の対角線上に他の露光領域１０３が位置するようにして露光ショットを構成する。
【００１４】
次に、図３（ａ）のように１回目の露光ショットで遮光領域となっていたアクティブマトリクス基板の表示領域部分を露光するため、２回目の露光ショットを行う。このとき、２回目の露光ショットの露光領域１０３は、１回目の露光ショットの露光領域１０３の縁端が２回目の露光ショットの露光領域１０３の縁端と重複しないように配置する。これにより、図３（ｂ）のように１回目の露光ショットで遮光領域となっていた部分が露光される。
【００１５】
以上の方法によって、分割露光の境界部に境界線が生じる不具合を解消し、良質な画質を表示できるアクティブマトリクス基板を製造することを特徴とする。次に、本実施形態の露光方式をその露光方式に用いるレチクルのパターン配置を含めて説明する。
【００１６】
分割露光に用いられるレチクル１０１は、図１に示されるように、一般に正方形の石英ウェハの中央付近にパターンが設けられた四角形のパターニングエリア１０２が設けられている。そのパターニングエリアの中を図１のように露光領域１０３と遮光領域１０４を交互に配置する。露光領域１０３と遮光領域１０４は表示領域の画素単位に対応して構成する。このレチクル１０１を用いて、表示領域を露光する場合について説明する。
【００１７】
まず、１回目の露光として、図２（ａ）のようにショットＡ、ショットＢ、ショットＣ、・・・・の順に表示領域を複数のショットに分割して露光する。この時、ショットの境界は図２（ｂ）のように露光領域１０３と遮光領域１０４が縦横に交互に配置されるように露光ショットを行う。
【００１８】
次に、１回目の露光で露光領域１０３と遮光領域１０４とされた領域が、今度は逆に遮光領域１０４と露光領域１０３になるように２回目の露光を行う。この２回目の露光は１回目の露光エリアにおける露光領域１０３と２回目の露光エリアにおける露光領域１０３との境界が重ならないように、かつ、図３（ａ）に示すように１回目の露光ショットのショットＡ、ショットＢ、ショットＧ、ショットＨの中心がレチクル１０１の中心とほぼ一致するようにショット位置を配置する。このようにして表示領域を露光することにより、１回目の露光領域と２回目の露光領域が図３（Ｂ）のようにデルタ状に構成される。
【００１９】
本実施形態の液晶表示装置の製造方法を、平行電界型（ＩＰＳ方式）のアクティブマトリクス型液晶表示装置に適用した例について以下に説明する。このＩＰＳ方式の液晶表示装置は、図４に示すように構成されている。なお、図４（ａ）は、アクティブマトリクス基板の１画素の平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の切断線Ａ―Ａ’に沿った液晶表示パネルの断面図である。
【００２０】
まず、ガラス基板３１１上にＣｒよりなるゲート電極３１２および共通電極（ＣＯＭ電極）３１３が形成され、これらの電極を覆うように窒化シリコンからなるゲート絶縁膜３１４が形成されている。また、ゲート電極３１２上には、ゲート絶縁膜３１４を介してアモルファスシリコンからなる半導体膜３１５が形成され、トランジスタの能動層として機能する。
【００２１】
また、半導体膜３１５のパターンの一部に重畳するようにＣｒよりなるドレイン電極３１６、ソース電極３１７が形成され、これら全てを覆うように窒化シリコンからなる保護膜３１８が形成されている。
また、図４（ａ）に示すように、ソース電極３１７と平行配置された共通電極３１０３とソース電極３１７との間に１画素の領域が配置されることになる。そして、以上のように構成された単位画素をマトリクス状に配置したアクティブマトリクス基板の表面には、配向膜３２０が形成されており、この配向膜３２０表面はラビング処理されている。
【００２２】
そして、ガラス基板３１１と対向ガラス基板３１９が、配向膜３２０，３２１および配向膜形成面で対向配置され、これらの間に液晶組成物３２２が配置されている。
【００２３】
また、ガラス基板３１１および対向ガラス基板３１９の外側の面には、偏向板３２３が形成されている。対向ガラス基板３１９の液晶組成物３２２側にはカラーフィルター層３２４、遮光部３２５が同じ層に形成され、その上を保護膜３２６、配向膜３２１が覆う。なお、カラーフィルター層３２４を区切っている遮光部３２５は、その一部の領域が半導体膜３１５よりなる薄膜トランジスタ上に配置するように形成されている。
【００２４】
以上のように構成されたアクティブマトリクス型液晶表示装置では、液晶組成物に電界がかかっていないときは、液晶分子はソース電極３１７と共通電極３１３とが平行に延在する方向におおよそ平行な状態となっており、ホモジニアス配向している。すなわち、液晶分子の長軸（光学軸）の方向と、ソース電極３１７と共通電極３１３との間に形成される電界方向とのなす角度が、４５°以上９０°未満となるように液晶分子が配向される。なお、対向配置されているガラス基板３１１と対向ガラス基板３１９と、液晶分子との配向は、互いに平行となっている。また、液晶分子の誘電異方性は正とした。
【００２５】
本実施形態の製造方法は、例えば、ガラス基板上に電極パターンを形成する場合に用いられる。
【００２６】
まず、ガラス基板上にＣｒ膜を全面に形成し、その上にレジスト層を形成した後、このレジスト層を所定パターンに露光し、更にエッチングすることにより形成する。
【００２７】
本実施形態によれば、レジスト層を露光する際、まず、ガラス基板を図２（ａ）に示すような複数の領域に分割して１回目の露光を行う。図に示す例では表示部をショットＡ、ショットＢ、・・・・・、ショットＭの１６分割で露光しており、表示部周辺は別マスクでショットを行う。この露光に用いるレチクルは図１のように露光領域と遮光領域が縦横に交互に配置されており、１画素単位或いは数画素単位で区分されている。
【００２８】
各ショットの境界は図２（ｂ）のように各々のショットＡ，Ｂ，Ｈ，Ｇの各露光領域と遮光領域が隣り合うように配置される。次に、１回目の露光の遮光領域に対応する部分に２回目の露光領域が位置するように露光を行う。このとき、２回目の露光は図３（ａ）に示すように、１回目のショットＡ，Ｂ，Ｈ，Ｇの中心がレチクルの中心とほぼ一致するように露光ショットを配置する。この結果、１回目の露光で遮光領域になっていた部分（図２（ｂ）の遮光領域）に２回目の露光領域が位置するように露光が行われ、図３（ｂ）のようになる。
【００２９】
同じように、１回目の露光ショットＢ、ショットＣ、ショットＧ、ショットＦの中心がレチクルの中心とほぼ一致するように露光ショットを配置して露光を行い、１回目の露光で遮光領域となっていた部分に２回目の露光領域が位置するように２回目の露光を行う。以下、同様にして２回目の露光を行う。これにより、電極パターンの露光が完了する。本実施形態の露光方法は、半導体層やソース・ドレイン電極の形成にも有効である。
【００３０】
以上の説明から判るように本実施形態のレチクルを用いて、本実施形態の露光方法に従えば、分割して露光されるレチクルの境界部でそれぞれのショットで露光される領域が隣り合わせにならないため、それぞれのショット間の照度差が緩和される。
【００３１】
すなわち、図５（ｂ）に示すように、単純に露光領域を複数に分けてそれぞれの領域に対して１回の露光のみを行う方法では、露光ショットＡ、ショットＨ間の照度差が大であると、その境界ではその照度差がそのまま現れる。これに対して、図５（ａ）に示すように、露光領域を複数に分けるだけでなく、それぞれの領域に対する露光をも複数回に分け、隣接する露光領域をまたがる露光を行う方法では、１回目の露光ショットＡ、ショットＨ間の照度差が大であっても、その境界でその照度差の影響を受けるのは露光ショットＡ、ショットＨでは半分の画素で済む。２回目の露光ショットは露光ショットＡ、ショットＨの境界では同じショットであるため照度差は生じない。従って、１回目のショット境界の照度差による出来映え差が緩和され、人間の目には視認することが出来なくなる効果を有する。
【００３２】
次に、本発明の第２の実施形態について図６を参照して説明する。本実施形態においても、第１の実施形態と同じ図１のレチクルを用いて露光ショットを行うが、第１の実施形態とはショットマップが異なる。
具体的には、図６に示すようにまずショットＡを行い、続いてレチクルを対角線方向に対角線の長さの半分ずらしてショットａを露光し（図６（ｂ））、次にレチクルを直下にずらしてショットＢ、続いて対角線方向に対角線の長さの半分ずらしてショットｂ（図６（ｃ））、・・・・・・、と順次露光を行っていく。このとき、各ショットの直前のショットとの重複部分は前のショットで遮光領域となっている領域に次の露光領域が位置するように次の露光を行う。この方法では、各ショットのレチクル移動距離が最短で済み、また、装置の経時変化に伴う露光照度の変化も小さくなるため、第１の実施形態の露光方法に比べてショット間照度差をより抑えることができる。
【００３３】
【発明の効果】
本発明によれば、１枚のレチクル内で、露光領域と遮光領域を露光領域と遮光領域が縦横に交互に繰り返すように配置し、このレチクルを用いて基板を分割露光する。この場合基板は、露光されるレチクルの境界部でそれぞれのショットで露光される領域が隣り合わせにならないように分割露光されるため、それぞれのショット間の照度差が緩和され、ショット境界の照度差による出来映え差が緩和され、人間の目には視認することが出来なくなる効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態に用いる露光用レチクルの平面図である。
【図２】図２（ａ）は露光用レチクルを用いて行う１回目の露光ショットを説明するための平面図であり、図２（ｂ）は露光ショットの境界領域の拡大平面図である。
【図３】図３（ａ）は露光用レチクルを用いて行う２回目の露光ショットを説明するための平面図であり、図３（ｂ）は露光ショットの境界領域の拡大平面図である。
【図４】図４（ａ）は露光用レチクルの１画素分のＴＦＴ基板側パターンの平面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の切断線Ａ−Ａ’に沿って液晶パネルを切断したときの断面図である。
【図５】図５（ａ）は隣接する露光ショット領域において、２回の露光ショットがその境界領域の露光量の照度差を小さくしている様子を説明するための露光マップであり、図５（ｂ）は従来の露光ショットにより隣接する露光ショット領域の照度差がそのまま境界に現れる様子を説明するための露光マップである。
【図６】本発明の第２の実施形態による露光方法を示す露光ショット平面図である。
【図７】従来の露光方法を示す断面図であり、露光ショット間で重複する部分の露光量が均一になるような露光ショット方法を示す。
【図８】図７に示す露光ショット方法において、露光ショット間の露光量が他の領域と等しくなる原理を示す図である。
【図９】従来の別の露光方法を示し、図９（ａ）は隣接する露光ショット間の境界での露光量差を減らす原理を説明するための平面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の露光ショット間の境界の拡大平面図である。
【符号の説明】
１０１　　レチクル
１０２　　パターニングエリア
１０３　　露光領域
１０４　　遮光領域
３１１　　ガラス基板
３１２　　ゲート電極
３１３　　共通電極（ＣＯＭ電極）
３１４　　ゲート絶縁膜
３１５　　半導体膜
３１６　　ドレイン電極
３１７　　ソース電極
３１８、３２６　　保護膜
３１９　　対向ガラス基板
３２０、３２１　　配向膜
３２２　　液晶組成物
３２３　　偏向板
３２４　　カラーフィルター層
３２５　　遮光部
７３１　　フィルター
７３２　　ブラインド
８４１、９４１　　ショットＡ
８４２、９４２　　ショットＢ
９４３　　重なり領域
【図１】
2004133200.tif 000003
【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】
2004133200.tif 000008
【図７】
2004133200.tif 000009
【図８】
2004133200.tif 000010
【図９】
2004133200.tif 000011