(57)【要約】【課題】フォトマスクのたわみを簡易な方法で減少させ、マスクホルダーに固定保持さしたフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って複数の着色フィルタを形成するカラーフィルタ基板の製造方法を提供することを目的とする。【解決手段】最初マスクホルダーを縦置きにした状態でフォトマスクを固定保持し、さらに水平の状態にして前記マスクホルダーを露光装置にセットして、ブラックマトリクス形成工程、着色フィルタ形成工程、柱状スペーサ形成工程におけるフォトプロセスのパターン露光を行うことにより、処理基板全面に亘って寸法バラツキの少ない、パターン形状再現性に優れたカラーフィルタ基板を得ることのできるカラーフィルタ基板の製造方法。【選択図】図１
2007121805.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも透明基板上に黒色感光性樹脂層をフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、着色感光性樹脂層をフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って複数の着色フィルタを形成する着色フィルタ形成工程と、透明電極形成工程と、透明感光性樹脂層をフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って柱状スペーサを形成する柱状スペーサ形成工程と有するカラーフィルタ基板の製造方法において、最初マスクホルダーを縦置きにした状態でフォトマスクを固定保持し、さらに水平の状態にして前記マスクホルダーを露光装置にセットして、パターン露光を行うことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶表示装置用カラーフィルタ基板の製造方法に関し、特に、フォトマスクのたわみを軽減してパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってカラーフィルタ基板を作製するカラーフィルタ基板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、大型カラーテレビ、ノートパソコン、携帯用電子機器の増加に伴い、液晶ディスプレイ、特にカラー液晶ディスプレイパネルの需要の増加はめざましいものがある。
一般に、液晶表示ディスプレイパネルにおいて、現在最も広く使用されている液晶セル駆動方式は、ＴＮ（ねじれネマティック）方式とＳＴＮ（超ねじれネマティック）方式による縦電界駆動型であり、近年、横電界駆動型（ＩＰＳ：In Plane Switching）による液晶セル駆動方式の開発も進んでいる。
【０００３】
カラー液晶ディスプレイパネルに用いられるカラーフィルタ基板として、透明基板上に、ブラックマトリックス、赤色フィルタ、緑色フィルタ、青色フィルタ等からなる着色フィルタ、柱状スペーサー等がフォトマスクを用いたパターン露光、現像等のパターニング処理を行うフォトリソグラフィープロセスを経て形成される。
【０００４】
以下カラーフィルタ基板の製造方法について説明する。
図６（ａ）〜（ｇ）は、カラーフィルタ基板の製造方法の一例を示す部分模式構成断面図である。
まず、透明基板１１上にアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色の感光性樹脂をスピンナー等にて塗布し、黒色感光性樹脂層２１を形成し（図６（ａ）参照）、パターン露光、現像等のパターニング処理を行って、ブラックマトリクス２１ａを形成する（図６（ｂ）参照）。
【０００５】
次に、アクリル系の感光性樹脂に赤色顔料を分散した赤色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス２１ａが形成された透明基板上にスピンナー等を用いて塗布し、赤色感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、赤色フィルタ３１Ｒ’を形成する（図６（ｃ）参照）。
【０００６】
次に、アクリル系の感光性樹脂に緑色顔料を分散した緑色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス２１ａ及び赤色フィルタ３１Ｒ’が形成された透明基板上にスピンナー等を用いて塗布し、緑色感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、緑色フィルタ３２Ｇ’を形成する（図６（ｄ）参照）。
【０００７】
次に、アクリル系の感光性樹脂に青色顔料を分散した青色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス２１ａ、赤色フィルタ３１Ｒ’及び緑色フィルタ３２Ｇ’が形成された透明基板上にスピンナー等を用いて塗布し、青色感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、青色フィルタ３３Ｂ’を形成し、ブラックマトリクス２１ａが形成された透明基板１１上に赤色フィルタ３１Ｒ’、緑色フィルタ３２Ｇ’及び緑色フィルタ３３Ｂ’からなる着色フィルタ３０を形成する（図６（ｅ）参照）。
【０００８】
次に、酸化インジウム錫系の合金ターゲットをスパッタリングして、透明基板１１上のブラックマトリクス２１ａ、赤色フィルタ３１Ｒ’、緑色フィルタ３２Ｇ’及び青色フィ
ルタ３３Ｂ’上に透明導電膜を成膜し、透明電極４１を形成する（図６（ｆ）参照）
次に、アクリル系のクリアレジストをスピンナー等を用いて塗布して感光性樹脂層を形成し、所定のフォトマスクを使ってパターン露光、現像等の一連のパターニング処理を行って、柱状スペーサ５１を形成し、透明基板１１上にブラックマトリクス２１ａと、赤色フィルタ３１Ｒ’、緑色フィルタ３２Ｇ’及び緑色フィルタ３３Ｂ’からなる着色フィルタ３０と、透明電極４１と、柱状スペーサ５１とが形成されたカラーフィルタ基板２００を得ることができる（図６（ｇ）参照）。
【０００９】
上記カラーフィルタ基板の製造工程のフォトマスクを用いたパターン露光工程においては、パターン露光時の共通欠陥発生を防止したり、スループットを向上させるために、プロキシミティー（近接）露光装置の採用が進んでいる。
また、最近の液晶パネルの大型化が進んでおり、１ｍ以上にも及ぶ処理基板サイズが展開されており、パターン露光に用いるフォトマスクも益々大型化の傾向にある。
【００１０】
プロキシミティー（近接）露光装置は、露光光照射ユニット（特に、図示せず）と、フォトマスク６０を保持するマスクホルダー６１と、処理基板１０を保持するワークステージ６１とで構成されており、ワークステージ６１が上下動することにより、フォトマスク６０と処理基板１０の位置決めを行っている。さらに、光学センサー等を用いて、フォトマスク６０と処理基板１０間のギャップの微調整を行っている。（図４参照）
ここで、処理基板１０は平面精度の高いワークステージ６１に吸着されているため、処理基板１０の平面度は確保されるが、フォトマスク６０は、マスクホルダー６１の外周部のみで真空チャック６２により固定保持されているため、フォトマスク６０が大型化してくると、フォトマスク６０の自重により中央部でたわみを生じる。
【００１１】
これにより、フォトマスク６０と処理基板１０との露光ギャップは、外周部で大きく、中央部でたわみにより小さくなるという現象が発生する。
この状態でパターン露光を行うとギャップ量のバラツキに応じたパターン寸法のバラツキが発生し、処理基板１０上でのパターン寸法、形状再現性に悪影響を及ぼし、問題となっている。
【００１２】
上記フォトマスクのたわみを解消する方法として、フォトマスクをマスクステージの下面に真空吸着により固定保持し、ワークステージを上昇させて、フォトマスクに当接させて、フォトマスクとワークステージを全面に渡って密着させ平行出しを行う。このとき、マスクステージによるフォトマスクの真空吸着をいったん解除する。ワークステージからフォトマスクにかかる力によりフォトマスクの歪みやたわみを修正した状態で、フォトマスクの真空吸着を開始し、マスクステージにフォトマスクを固定保持するという方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
上記フォトマスクとワークステージを全面に渡って密着させて、フォトマスクの歪みやたわみを修正する方法は、フォトマスクの歪みやたわみを修正するという点では効果が認められるが、フォトマスクのパターン面がワークステージと接触、密着するため、フォトマスクのパターンを傷つけたり、ゴミ等を付着させ、新たにキズ、異物等の欠陥をフォトマスクに発生させる等の問題を有している。
【特許文献１】特開２００３−１６７３５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
本発明は、上記問題点に鑑み考案されたもので、フォトマスクのたわみを簡易な方法で減少させ、マスクホルダーに固定保持さしたフォトマスクを用いてパターン露光、現像等
のパターニング処理を行って複数の着色フィルタを形成するカラーフィルタ基板の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
本発明に於いて上記課題を達成するために、本発明では、少なくとも透明基板上に黒色感光性樹脂層をフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行ってブラックマトリクスを形成するブラックマトリクス形成工程と、着色感光性樹脂層をフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って複数の着色フィルタを形成する着色フィルタ形成工程と、透明電極形成工程と、透明感光性樹脂層をフォトマスクを用いてパターン露光、現像等のパターニング処理を行って柱状スペーサを形成する柱状スペーサ形成工程と有するカラーフィルタ基板の製造方法において、最初マスクホルダーを縦置きにした状態でフォトマスクを固定保持し、さらに水平の状態にして前記マスクホルダーを露光装置にセットして、パターン露光を行うことを特徴とするカラーフィルタ基板の製造方法としたものである。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のカラーフィルタ基板の製造方法によると、たわみの少ないフォトマスクが固定保持されたマスクホルダーをプロキシミティー露光装置にセットして、カラーフィルタ基板のフォトプロセスを行うため、処理基板全面に亘って寸法バラツキの少ない、パターン形状再現性に優れたカラーフィルタ基板を得ることができる。
また、フォトマスクをたわみの少ない状態で簡易にマスクホルダーに固定保持でき、露光装置にセットできるので、一連の露光プロセスでの処理時間を短縮できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態につき説明する。
図１（ａ）〜（ｆ）、図２（ｇ）〜（ｌ）及び図３（ｍ）〜（ｐ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の一実施例を示す模式構成部分断面図を、図５（ａ）及び（ｂ）は、マスクホルダーを縦置きにした状態でフォトマスクを固定保持し、さらに水平の状態にして前記マスクホルダーを露光装置にセットしている状態を示す説明図をそれぞれ示す。本発明のカラーフィルタ基板の製造方法では、フォトマスクをたわみの少ない状態でマスクホルダーに固定保持でき、露光装置にセットできるので、カラーフィルタ基板のフォトプロセスにおいて、処理基板全面に亘って寸法バラツキの少ない、パターン形状再現性に優れたカラーフィルタ基板を得ることができる。
【００１８】
以下本発明のカラーフィルタ基板の製造方法について説明する。
まず、透明基板１１上にアクリル系樹脂にカーボンブラックを分散した黒色感光性樹脂溶液をスピンナー等により塗布、乾燥して、黒色感光性樹脂層２１を形成する（図１（ａ）参照）。
ここで、透明基板１１としては、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス等のガラス基板及びプラスチックフィルム等が利用できる。
【００１９】
次に、透明基板１２上の所定位置に遮光領域と透過領域とが形成されたブラックマトリクス形成用のフォトマスク６０ｂを作製し、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、まずマスクホルダー６１を縦置きにした状態でフォトマスク６０ｂの周辺部を真空チャック６２で固定保持し（図５（ａ）参照）、さらに水平の状態にしてフォトマスク６０ｂが固定保持されたマスクホルダー６１をプロキシミティー露光装置（特に、図示せず）にセットする（図５（ｂ）参照）。
【００２０】
次に、黒色感光性樹脂層２１をパターン露光し（図１（ｂ）参照）、現像等のパターニング処理を行って、透明基板１１の所定位置にブラックマトリクス２１ａを形成する（図
１（ｃ）参照）。
ここで、露光マスク６０Ｈｂと黒色感光性樹脂層２１が形成された透明基板１１との間には５０〜３００μｍの露光ギャップが設定される。
【００２１】
次に、アクリル系の感光性樹脂に赤色顔料（例えば、ジアントラキノン系顔料）を分散した赤色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス２１ａが形成された透明基板上にスピンナー等を用いて塗布し、赤色感光性樹脂層３１Ｒを形成する（図１（ｄ）参照）。
【００２２】
次に、透明基板１２上の所定位置に透過領域と遮光領域とが形成された赤色フィルタ形成用のフォトマスク６０Rを作製し、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、まずマスクホルダー６１を縦置きにした状態でフォトマスク６０Rの周辺部を真空チャック６２で固定保持し（図５（ａ）参照）、さらに水平の状態にしてフォトマスク６０Rが固定保持されたマスクホルダー６１をプロキシミティー露光装置（特に、図示せず）にセットする（図５（ｂ）参照）。
【００２３】
次に、透明基板１１上の赤色感光性樹脂層３１Ｒを所定の露光量でパターン露光する（図１（ｅ）参照）。
ここで、露光マスク６０ＨＲと赤色感光性樹脂層３１Ｒが形成された透明基板１１との間には５０〜３００μｍの露光ギャップが設定される。
【００２４】
次に、パターン潜像が形成された緑色感光性樹脂層３２Ｒを専用の現像液で現像処理することにより、透明基板１１上に赤色フィルタ３１Ｒ’を形成する（図１（ｆ）参照）。
【００２５】
次に、アクリル系の感光性樹脂に緑色顔料（例えば、フタロシアニングリーン系顔料）を分散した緑色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス２１ａ及び赤色フィルタ３１Ｒ’が形成された透明基板１１上にスピンナー等を用いて塗布し、緑色感光性樹脂層３２Ｇを形成する（図２（ｇ）参照）。
【００２６】
次に、透明基板１２上の所定位置に遮光領域と透過領域とが形成された緑色フィルタ形成用のフォトマスク６０Ｇを作製し、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、まずマスクホルダー６１を縦置きにした状態でフォトマスク６０Ｇの周辺部を真空チャック６２で固定保持し（図５（ａ）参照）、さらに水平の状態にしてフォトマスク６０Ｇが固定保持されたマスクホルダー６１をプロキシミティー露光装置（特に、図示せず）にセットする（図５（ｂ）参照）。
【００２７】
次に、透明基板１１上の緑色感光性樹脂層３２Ｇを所定の露光量でパターン露光する（図２（ｈ）参照）。
ここで、露光マスク６０Ｇと緑色感光性樹脂層３１Ｇが形成された透明基板１１との間には５０〜３００μｍの露光ギャップが設定される。
【００２８】
次に、パターン潜像が形成された緑色感光性樹脂層３２Ｇを専用の現像液で現像処理することにより、透明基板１１上に緑色フィルタ３２Ｇ’を形成する（図２（ｉ）参照）。
【００２９】
次に、アクリル系の感光性樹脂に青色顔料（例えば、フタロシアニンブルー系顔料）を分散した青色感光性樹脂溶液をブラックマトリクス２１ａ、赤色フィルタ３１Ｒ’ 及び緑色フィルタ３２Ｇ’が形成された透明基板１１上にスピンナー等を用いて塗布し、青色感光性樹脂層３３Ｂを形成する（図２（ｊ）参照）。
【００３０】
次に、透明基板１２上の所定位置に遮光領域と透過領域とが形成された青色フィルタ形成用のフォトマスク６０Ｂを作製し、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、まずマスクホ
ルダー６１を縦置きにした状態でフォトマスク６０Ｂの周辺部を真空チャック６２で固定保持し（図５（ａ）参照）、さらに水平の状態にしてフォトマスク６０Ｂが固定保持されたマスクホルダー６１をプロキシミティー露光装置（特に、図示せず）にセットする（図５（ｂ）参照）。
【００３１】
次に、透明基板１１上の青色感光性樹脂層３３Ｂを所定の露光量でパターン露光する（図２（ｋ）参照）。
ここで、露光マスク６０Ｂと緑色感光性樹脂層３３Ｂが形成された透明基板１１との間には５０〜３００μｍの露光ギャップが設定される。
【００３２】
次に、パターン潜像が形成された青色感光性樹脂層３３Ｂを専用の現像液で現像処理することにより、透明基板１１上に青色フィルタ３３Ｂ’を形成し、透明基板１１上にブラックマトリクス２１ａと、赤色カラーフィルタ３１Ｒ’、緑色カラーフィルタ３２Ｇ’及び緑色カラーフィルタ３３Ｂ’からなる着色フィルタ３０とを形成する（図２（ｌ）参照）。
【００３３】
次に、酸化インジウム錫系の合金ターゲットをスパッタリングして、赤色カラーフィルタ３１Ｒ’、緑色カラーフィルタ３２Ｇ’及び緑色カラーフィルタ３３Ｂ’からなる着色フィルタ３０上に酸化インジウム錫からなる所定厚の透明導電膜を成膜して透明電極４１を形成する（図３（ｍ）参照）。
【００３４】
次に、アクリル系のクリアレジストをブラックマトリクス２１ａ、赤色フィルタ３１Ｒ’、緑色フィルタ３２Ｇ’、緑色カラーフィルタ３３Ｂ’ 及び透明電極４１が形成された透明基板１１上にスピンナー等を用いて塗布し、透明感光性樹脂層５１を形成する（図３（ｎ）参照）。
【００３５】
次に、透明基板１２上の所定位置に遮光領域と透過領域とが形成された柱状スペーサ形成用のフォトマスク６０Ｓを作製し、図５（ａ）及び（ｂ）に示すように、まずマスクホルダー６１を縦置きにした状態でフォトマスク６０Ｓの周辺部を真空チャック６２で固定保持し（図５（ａ）参照）、さらに水平の状態にしてフォトマスク６０Ｓが固定保持されたマスクホルダー６１をプロキシミティー露光装置（特に、図示せず）にセットする（図５（ｂ）参照）。
【００３６】
次に、透明基板１１上の透明感光性樹脂層５１を所定の露光量でパターン露光する（図３（ｏ）参照）。
ここで、露光マスク６０Ｓと透明感光性樹脂層５１が形成された透明基板１１との間には５０〜３００μｍの露光ギャップが設定される。
【００３７】
次に、パターン潜像が形成された透明感光性樹脂層５１を専用の現像液で現像処理することにより、透明基板１１上の所定位置に柱状スペーサ５１Ｓを形成し、透明基板１１上にブラックマトリクス２１ａと、赤色カラーフィルタ３１Ｒ’、緑色カラーフィルタ３２Ｇ’及び緑色カラーフィルタ３３Ｂ’からなる着色フィルタ３０と、透明電極４１と、柱状スペーサ５１Ｓとを形成したカラーフィルタ基板１００を得る（図３（ｐ）参照）。
【００３８】
上記５００×５００ｍｍ、５ｍｍ厚の石英ガラスからなるフォトマスクを通常の方法でマスクホルダー６１に固定保持した場合フォトマスクの中央部で３０μｍほどたわむことが知られているが、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法で用いたフォトマスク６０ｂ、６０Ｒ、６０Ｇ、６０Ｂ、６０Ｓの中央部でのたわみは１０μｍと軽減されていた。
【００３９】
上記したように、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法によれば、フォトマスクをた
わみの少ない状態でマスクホルダーに固定保持でき、露光装置にセットできるので、カラーフィルタ基板のフォトプロセスにおいて、処理基板全面に亘って寸法バラツキの少ない、パターン形状再現性に優れたカラーフィルタ基板を得ることができる。
また、フォトマスクをたわみの少ない状態で簡易にマスクホルダーに固定保持でき、露光装置にセットできるので、一連の露光プロセスでの処理時間を短縮できる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】（ａ）〜（ｆ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の工程の一部を示す模式構成断面図である。
【図２】（ｇ）〜（ｌ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の工程の一部を示す模式構成断面図である。
【図３】（ｍ）〜（ｐ）は、本発明のカラーフィルタ基板の製造方法の工程の一部を示す模式構成断面図である。
【図４】フォトマスク６０のたわみによる処理基板１０との位置によるギャップの変動状況を示す説明図である。
【図５】（ａ）は、マスクホルダー６１を縦置きにした状態でフォトマスクの周辺部を真空チャック６２で固定保持している状態を示す説明図である。（ｂ）は、フォトマスクが固定保持されたマスクホルダー６１を水平の状態にしている状態を示す説明図である。
【図６】（ａ）〜（ｇ）は、カラーフィルタ基板の製造方法の一例を示す模式構成断面図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０……処理基板
１１、１２……透明基板
２１……黒色感光性樹脂層
２１ａ……ブラックマトリクス
３０……着色フィルタ
３１Ｒ……赤色感光性樹脂層
３１Ｒ’……赤色フィルタ
３２Ｇ……緑色感光性樹脂層
３２Ｇ’……緑色フィルタ
３３Ｂ……青色感光性樹脂層
３３Ｂ’……青色フィルタ
４１……透明電極
５１……柱状スペーサ
６０、６０ｂ、６０Ｒ、６０Ｇ、６０Ｂ、６０Ｓ……フォトマスク
６１……マスクホルダー
６２……真空チャック
７１……ワークステージ
１００、２００……カラーフィルタ基板
【図１】
2007121805.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】
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