(57)【要約】【課題】本発明は大型の露光用フォトマスクを用いてプロキシミティ露光を行う際に、露光マスクと被露光基板との設定ギャップに到達するまでの時間を短縮することができる露光用フォトマスクを提供する。【解決手段】本発明のフォトマスクは透明板状体の片面にマスクパターンが形成されたフォトマスクであって、マスクパターンの遮光部に該当する任意の位置に透明板状体を貫通する通気孔が単数または複数個形成されていることを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明板状体の片面にマスクパターンが形成されたフォトマスクにおいて、前記マスクパターンの遮光部に該当する任意の位置に前記透明板状体を貫通する通気孔が単数または複数個形成されていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
前記通気孔は前記マスクパターンが形成された面に対して面直方向の光を遮光する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】
前記通気孔が前記透明板状体の片面から裏面に対して通気孔の孔寸法以上ずらして貫通するよう斜め方向に形成され、前記通気孔の内側を遮光処理したことを特徴とする請求項１および請求項２に記載のフォトマスク。
【請求項４】
前記通気孔において前記通気孔を遮光できる弁を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項３に記載のフォトマスク。
【請求項５】
前記通気孔において光を遮光する遮光部と通気可能な流路部とを有することを特徴とする請求項１〜請求項３に記載のフォトマスク。
【請求項６】
前記遮光キャップが遮光性と通気性をあわせもつ特性の多孔質物質からなることを特徴とする請求項５記載のフォトマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネルの製造に用いる大型の露光用フォトマスクの技術分野に属する。
【背景技術】
【０００２】
現在、フォトリソグラフィ法等の描画方法は、広域なエリアを高精度にパターン形成ができるため、フラットパネルディスプレイの製造工程においても採用されている。
【０００３】
そして、露光用フォトマスクと被露光基板とが接触せず、わずかなギャップをもってフォトマスクに描かれたパターンを被露光基板に露光する方法が広く用いられている。このような露光方法はプロキシミティ露光方法と呼ばれている。
【０００４】
一方、液晶ディスプレイパネルやプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰとする）に代表されるディスプレイデバイスの製造工程においては、一度の処理で複数のパターンを得るため、通常、一枚の基板に複数のパターンを一度に形成し、パターン完成後に割断するようにして、工数低減によるコスト削減を実施している。このため、画面の大型化に伴い、被露光基板の大型化が要望され、露光用フォトマスクについても大型化が進行している。例えばＰＤＰの製造工程においては、特許文献１にみられるような露光方法等が開示されている。
【特許文献１】特開平９−１２７７０２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、露光用フォトマスクが大型化するにつれ露光用フォトマスクの剛性低下によりプロキシミティ露光時に被露光基板と露光用フォトマスクとの間隙に滞留している空気を排気し、設定ギャップに到達するまでに時間がかかるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような従来の課題を解決するもので、大型のフォトマスクを用いてプロキシミティ露光を行う際に設定ギャップに到達するまでの時間を短縮することができるフォトマスクを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記の課題を解決するために、本発明のフォトマスクは透明板状体の片面にマスクパターンが形成されたフォトマスクであって、マスクパターンの遮光部に該当する任意の位置に透明板状体を貫通する通気孔が単数または複数個形成されていることを特徴とする。
【０００８】
このような構成により、プロキシミティ露光を行う際に設定ギャップに到達するまでの時間を短縮することができる。
【０００９】
ここで通気孔はマスクパターンが形成された面に対して面直方向の光を遮光してもよく、通気孔が透明板状体の片面から裏面に対して通気孔の孔寸法以上ずらして貫通するよう斜め方向に形成され、通気孔の内側を遮光処理してもよい。そして通気孔に遮光できる弁を設けてもよい。
【００１０】
また、通気孔において光を遮光する遮光部と通気可能な流路部を有してもよく、この遮光キャップが遮光性と通気性をあわせもつ特性の多孔質物質であってもよい。
【００１１】
このような構成により、プロキシミティ露光を行う際に通気孔の位置の被露光膜が露光されることなく設定ギャップに到達するまでの時間を短縮することができる。
【発明の効果】
【００１２】
以上のように、本発明によれば、プロキシミティ露光を行う際に設定ギャップに到達するまでの時間を短縮できる大型の露光用フォトマスクを提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
本発明の実施の形態におけるフォトマスクについて図面を用いて説明する。まずプロキシミティ露光方法について図１および図９を用いて説明する。図１は本発明の実施の形態における露光用フォトマスクを用いた露光工程を、露光フォトマスクの面内平行方向からの断面図について示しており、一方図９は従来技術における露光用フォトマスクを用いた露光工程について示している。
【００１４】
この露光工程は、縦型プロキシミティ露光装置により実施した。なお、縦型プロキシミティ露光装置については、公知の装置であるため装置全体の詳細な図示は省略する。また、被露光膜としては、露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残るネガ型感光性材料を用いて実施した。
【００１５】
まず、図１（ａ）では露光工程開始時の概略図を示している。露光用フォトマスク１は被露光基板４に転写させるマスクパターン３が透明板状体であるガラス基板２上に形成されている。ガラス基板２の材質としては、建材用や自動車用のガラスと同様のソーダライムガラス、合成石英ガラス、低膨張ガラスなど各種のものが使用できる。また、マスクパターン３の材質は、クロムを主体とした金属膜によるものや、エマルジョンタイプのものであってもよい。
【００１６】
そしてこの露光用フォトマスク１をプロキシミティ露光装置のマスクホルダー５にセットする。この際、マスクパターン３が形成されている面をワークステージ６側に向ける。次に、感光性材料を含有する被露光膜を塗布した被露光基板４をワークステージ６にセットする。
【００１７】
その後、ワークステージ６を露光用フォトマスク１の方向に移動させ、設定プロキシミティギャップ付近まで接近させ、被露光基板４と露光用フォトマスク１のギャップを光学式ギャップセンサーによりセンシングしながら、ワークステージ６のあおり調整機構によりギャップ調整を行う。ここで、設定ギャップは一般的には０．０５ｍｍ〜０．５ｍｍの範囲内に調節される。
【００１８】
また従来技術においても、図９（ａ）で示したようにガラス基板１２上にマスクパターン１３を形成した露光用フォトマスク１１を用いて、同様の工程を行う。そして、図９（ｂ）で示したように、従来の露光用フォトマスク１１の方向にワークステージ６を移動させ、被露光基板４をある設定ギャップまで近接させる。
【００１９】
しかしながら従来技術では、露光用フォトマスク１１と被露光基板４との間に空気が滞留するため、図９（ｂ）で示したように露光用フォトマスク１１の中央付近が膨らんでしまう。そして同図の点線矢印の経路で露光用フォトマスク１１と被露光基板４との間隙から、この滞留空気が排気される。この場合、滞留した空気が排気され図９（ｃ）の状態に至るまでにある程度の時間を要する。
【００２０】
ところで一般に露光用フォトマスクに描かれたマスクパターンを露光によって忠実に被露光基板へ転写するためには、露光用フォトマスクと被露光基板とのギャップは、可能な限り小さく、また一定であることが望ましい。
【００２１】
そのため、従来技術においては図９（ｂ）の状態から図９（ｃ）の状態、すなわち滞留空気を排気し、設定ギャップに到達するまで一定時間待機してから露光を開始している。
【００２２】
このような待機時間を削減するため、従来技術ではフォトマスクのマスクパターンにおける遮光部分に該当する位置に支持体を配設しフォトマスクの剛性を上げる方法が提案されている。この方法によれば、大型のフォトマスクのたわみを防止するとともにフォトマスクの薄板化、軽量化を図ることができる。
【００２３】
しかしながら、従来のフォトマスクに支持体を配設する方法では、フォトマスクが大型化するにつれフォトマスクの反りが無視できなくなり、更に支持体も長尺化することでフォトマスクと支持体との密着精度が悪化する課題が生じてしまう。そして、この密着不良により、プロキシミティ露光時の設定ギャップ分布が悪化し、被露光膜に露光される露光パターンの線幅不良、位置ズレ不良などにつながり、歩留りが低下する問題が発生していた。
【００２４】
これに対して、本発明の実施の形態における露光用フォトマスク１は透明板状体であるガラス基板２の片面にマスクパターン３が形成されており、さらにマスクパターン３の遮光部に該当する任意の位置にガラス基板２を貫通する通気孔７が単数または複数個形成されている。
【００２５】
つまり、当該通気孔７を有しているため、図１（ｂ）で示したように被露光基板４との間に滞留した空気がその通気孔７を通じて排気され、設定ギャップに達するまでの時間を短縮することができる。さらに露光用フォトマスク１に対して反り等の形状を変形させるストレスがかかることもない。その後、適切な露光光量で露光用フォトマスク１の後方側から紫外光の露光を実施する。なお通気孔７の形態については後に詳述する。
【００２６】
次に、本発明の実施の形態における露光用フォトマスク１の全体の一例について図２を用いて説明する。同図はＰＤＰの製造工程での使用を例に挙げており、図２（ａ）は露光用フォトマスク１の斜視図を示し、図２（ｂ）は平面図を示している。
【００２７】
ところで前述したように、ＰＤＰの製造工程においては、一度の処理で複数のパターンを得るため、通常、１枚の基板に複数のパターンを一括で形成し、パターン完成後に割断するようにして、工数低減によるコスト削減を実施している。
【００２８】
そこで本発明の実施の形態では、図２で示したように１枚の大型基板に６面のパターンを形成する場合を示す。そして、同図で示すように通気孔７はそれぞれのマスクパターン３の間隙の位置に形成されており、いずれもガラス基板２及び、マスクパターン３を貫通している。なお同図における通気孔７の配置数、配置位置、孔径は、本発明の実施の形態の一例を示したに過ぎず、これに限ることなく本発明の効果を奏しうる。
【００２９】
図３は、本発明の実施の形態における露光用フォトマスク１の通気孔７の拡大図である。ここで、（ａ）は平面図であり、（ｂ）はＺ−Ｚ線で切断した断面図である。
【００３０】
この通気孔７の孔径Ａは、マスクパターン３のサイズ、線幅、マスクパターン３同士の間隔（配列ピッチ）などにより適宜の値とすることができる。
【００３１】
そして露光用フォトマスク１に通気孔７を形成する方法は、ガラス基板２のフォトエッチング、サンドブラスト加工とマスキング技術との組み合わせ、ダイアモンドコアドリル加工、ウォータージェット加工、レーザー加工、超音波加工など、公知の各種加工法が採用できる。
【００３２】
ここでＰＤＰの表示側基板に形成する表示電極について簡単に述べる。当該表示電極は一般に導電性材料を含む感光性ペーストを印刷法、ダイコート法等によって基板上に被露光膜を塗布し、その後フォトリソグラフィ法によって表示電極のパターンを形成する。しかしながら表示電極としての断線補償を確保するため、上述の例のように主にネガ型の感光性材料を用いたフォトリソグラフィ法が採用されている。このため、上記のような多面取りを行う露光用フォトマスクにおいては各マスクパターンの間隙は遮光部に相当する。
【００３３】
従って、各マスクパターン３の間隙にガラス基板２を貫通する通気孔７を設けた場合、当該通気孔７の存在によって露光時の照射光が被露光膜にまで達し、現像後にその箇所が残存することになってしまう。
【００３４】
この課題に対して、以下の本発明の実施の形態における通気孔７は、その孔の位置の被露光膜が感光されて残存することを防ぐ遮光特性を有している。図４〜図８は当該通気孔７の例を説明する要部拡大図である。このうち、各図（ａ）は平面図であり、各図（ｂ）はＺ−Ｚ線で切断した断面図である。そして各図（ｂ）には、点線矢印にて気体の流れを示している。
【００３５】
図４の本発明の実施の形態では、通気孔７は露光用フォトマスクの面直方向に対して、ある角度を有して貫通した状態で形成されている。具体的には通気孔７がガラス基板２の片面からもう一方の面に対して、ずらし量Ｂだけ孔の中心線をずらして形成している。そして、このずらし量Ｂと孔径Ａの関係は、Ｂ≧Ａを満たす。
【００３６】
さらに、この通気孔７の内部を遮光処理することで、遮光性と通気性を兼ね備えた通気孔を実現している。ここで、遮光処理の方法は、マスクパターン３を形成する前に通気孔７を形成し、孔内部までマスクパターン３の材料を塗布する方法や、マスクパターン形成後に通気孔７を形成し、孔内部に各種遮光材料を塗布する方法などが適用できる。
【００３７】
図５の本発明の実施の形態では、貫通させた通気孔７の片面側に通気していない時には孔を塞ぎ、通気する時には孔を開放する遮光特性を持った遮光弁８を形成しており、この遮光弁８により、遮光性と通気性を兼ね備えた通気孔を実現している。この遮光弁８により通気している状態のＺ−Ｚ線で切断した断面図を図５の（ｃ）に示しており、点線矢印にて気体の流れを示している。
【００３８】
ここで、遮光弁８の材質としては、例えば、露光時の紫外光に強い耐候性を備えたフッ素樹脂（テフロン（登録商標））などの公知の各種材質が採用できる。また、遮光弁８の固定には、例えば、ポリイミドテープやＵＶ接着剤など公知の各種固定方法が採用できる。
【００３９】
図６の本発明の実施の形態では、貫通させた通気孔７に遮光部と通気可能な流路部をあわせもつ遮光キャップ９ａを設けている。図６（ｃ）に当該遮光キャップ９ａの斜視図を示す。このように、遮光キャップ９ａの流路部である管内を通じて通気可能とし、一方で露光用フォトマスク１の面直方向の照射光に対しては遮光性を有する機構としている。これによって遮光性と通気性を兼ね備えた通気孔７を実現している。
【００４０】
図７の本発明の実施の形態においても、貫通させた通気孔７に遮光部と通気可能な流路部をあわせもつ遮光キャップ９ｂを設けている。図７（ｃ）に当該遮光キャップ９ｂの斜視図を示す。このように、遮光キャップ９ｂはガラス基板２の片面側の孔と裏面側の孔に対して、ある一定割合ずつ遮光できる構造を有している。そして、露光用フォトマスク１の面直方向の照射光に対して、それらの遮光部を重ね合わせることで、通気孔７の孔全体の面積１以上の遮光が可能となる。
【００４１】
このように、遮光キャップ９ａと同様に遮光キャップ９ｂにおいても、流路部である管内を通じて通気可能とし、一方で露光用フォトマスク１の面直方向の照射光に対しては遮光性を有する機構としている。これによって遮光性と通気性を兼ね備えた通気孔７を実現している。なお、遮光キャップ９ｂは通気孔７からはみ出さないような構成とすることもできる。
【００４２】
ここで、遮光キャップ９ａおよび遮光キャップ９ｂの材質としては、例えば、露光時の紫外光に強い耐候性を備えたフッ素樹脂（テフロン（登録商標））などの公知の各種材質が採用できる。また、遮光キャップ９ａおよび遮光キャップ９ｂの固定方法としては、通気孔７及び遮光キャップ９ａまたは遮光キャップ９ｂの加工公差によって、嵌め合いすることで固定することが可能である。その他、例えばポリイミドテープやＵＶ接着剤など公知の各種固定方法も採用できる。
【００４３】
図８の本発明の実施の形態では、貫通させた通気孔７に多孔質の樹脂または金属でできた遮光キャップ９ｃを設けている。そして、多孔質の特性により、遮光性と通気性を兼ね備えた通気孔を実現している。この多孔質の材質としては、例えば、ポリプロピレン４層スパンボンド不繊布など（例えば、デュポン社製ザバーンなど）を採用できる。
【００４４】
このように、       図４〜図８を用いて説明した本発明の実施の形態においては、通気孔７に遮光弁、遮光キャップ９ａ〜９ｃなどにより遮光特性を追加することで、通気孔７の位置の被露光膜が紫外光により露光されないため、その後に実施する現像（リンスも含む）による被露光膜を選択的に溶解除去する処理により、通気孔７の位置にパターンが残る不具合を回避することができる。
【００４５】
以上のように、本発明のフォトマスクは透明板状体の片面にマスクパターンが形成されたフォトマスクであって、マスクパターンの遮光部に該当する任意の位置に透明板状体を貫通する通気孔が単数または複数個形成されていることを特徴とする。ここで通気孔はマスクパターンが形成された面に対して面直方向の光を遮光してもよく、通気孔が透明板状体の片面から裏面に対して通気孔の孔寸法以上ずらして貫通するよう斜め方向に形成され、通気孔の内側を遮光処理してもよい。そして通気孔に遮光できる弁を設けてもよい。また、通気孔において光を遮光する遮光部と通気可能な流路部を有してもよく、この遮光キャップが遮光性と通気性をあわせもつ特性の多孔質物質であってもよい。
【００４６】
このような構成により、プロキシミティ露光を行う際に通気孔の位置の被露光膜が露光されることなく設定ギャップに到達するまでの時間を短縮することができる。
【００４７】
なお、本発明に係る露光用フォトマスクの実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、各種の様態が採り得る。
【００４８】
例えば、上記実施の形態において、通気孔７として円形状を用いた場合を例示したが、四角形状やその他の多角形状を用いることができる。
【００４９】
また、上記実施の形態において、露光されると現像液に対して溶解性が低下し、現像後に露光部分が残るネガ型感光性材料を用いた例で説明したが、露光されると現像液に対して溶解性が増大し、露光部が除去されるポジ型感光性材料であっても、同様の効果が得られる。
【００５０】
また、上記実施の形態において、遮光弁や遮光キャップの形状、材質を例示したが、遮光性と通気性を兼ね備えた形状であればその他の形状であっても同様の効果が得られる。
【００５１】
また、露光用フォトマスクは、透明板状体がガラス板であることが好ましいが、樹脂等のフィルム状のフォトマスクに適用しても十分な効果が得られる。
【産業上の利用可能性】
【００５２】
本発明は、プロキシミティ露光における露光用フォトマスクの技術分野に適用することができる。特に、液晶ディスプレイやプラズマディスプレイに代表されるディスプレイデバイスの製造工程に用いられる大型の露光用フォトマスクに適用することで格別の効果を得られる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態におけるプロキシミティ露光方法を説明する概略図
【図２】同露光用フォトマスクの全体斜視図および全体平面図
【図３】同露光用フォトマスクの要部拡大図
【図４】同通気孔に遮光特性を追加した例を説明する要部拡大図
【図５】同通気孔に遮光弁を追加した例を説明する要部拡大図
【図６】同通気孔に遮光キャップを追加した例を説明する要部拡大図
【図７】同通気孔に遮光キャップを追加した例を説明する要部拡大図
【図８】同通気孔に遮光キャップを追加した例を説明する要部拡大図
【図９】従来技術におけるプロキシミティ露光方法を説明する概略図
【符号の説明】
【００５４】
１  露光用フォトマスク
２  ガラス基板（透明板状体）
３  マスクパターン
４  被露光基板
５  マスクホルダー
６  ワークステージ
７  通気孔
８  遮光弁
９  遮光キャップ
【図１】
2009288579.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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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