(57)【要約】  本開示は概して、マークル−ダイソンシステムと、デュアルトーン現像（ＤＴＤ）周波数倍増を使用したワイヤグリッド偏光板（ＷＧＰ）を製造するための方法及びシステムに関するものである。一実施形態では、本方法は、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上にフォトレジスト層を堆積させることと、フォトレジストパターンを形成するために、マークル−ダイソンシステムを使用してデュアルトーン現像を行うことによってフォトレジスト層にパターンを形成すること、例えば約１００ｎｍ以下の精細なピッチと、増加した周波数とを有するＷＧＰを製造するために、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板にフォトレジストパターンを転写することとを含む。【選択図】図４
2020520480.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤグリッド偏光板の製造方法であって、
アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上にフォトレジスト層を堆積させることと、
フォトレジストパターンを形成するために、マークル−ダイソンシステムを使用してデュアルトーン現像を行うことによって前記フォトレジスト層にパターンを形成することと、
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板に前記フォトレジストパターンを転写することと
を含む方法。
【請求項２】
前記フォトレジストパターンが、露光強度の高い部分と、露光強度の中間の部分と、露光強度の低い部分とを含み、前記デュアルトーン現像を行うことは更に、
第１の現像液を使用して、前記露光強度の高い部分を除去することと、
第２の現像液を使用して、前記露光強度の低い部分を除去することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板に前記フォトレジストパターンを転写することが、前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板をエッチングすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板に前記フォトレジストパターンを転写した後に、残りの全てのフォトレジスト層を除去すること
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フォトレジスト層が、フェノールホルムアルデヒド樹脂と、ジアゾナフトキノンとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記フォトレジスト層が、ポジ型フェノールホルムアルデヒド樹脂と、ジアゾナフトキノンフォトレジストと、ネガ型ポリビニルアセタールポリマー水溶性光活性化合物との混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記フォトレジスト層が、ネガ型フォトレジストデベロッパによって現像することができる光活性化合物の添加物を有するネガ型フォトレジスト材料を混合したポジ型フォトレジスト材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記フォトレジストパターンは、単一のピッチを有するラインのグリッドで構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記単一のピッチは、約２００ナノメートル以下である、請求項９に記載の方法。
【請求項１０】
ワイヤグリッド偏光板の製造方法であって、
アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上に底部反射防止コーティング層を堆積させることと、
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上にフォトレジスト層を堆積させることと、
フォトレジストパターンを形成するために、マークル−ダイソンシステムを使用してデュアルトーン現像を行うことによって前記フォトレジスト層にパターンを形成することと、
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板に前記フォトレジストパターンを転写することと、
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板から残りのすべてのフォトレジストを除去することと
を含む方法。
【請求項１１】
前記フォトレジストパターンが、露光強度の高い部分と、露光強度の中間の部分と、露光強度の低い部分とを含み、前記デュアルトーン現像を行うことは更に、
第１の現像液を使用して、前記露光強度の高い部分を除去することと、
第２の現像液を使用して、前記露光強度の低い部分を除去することと
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記フォトレジストパターンは、約２００ナノメートル以下の単一のピッチを有するラインのグリッドで構成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
ワイヤグリッド偏光板の製造方法であって、
アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上にフォトレジスト層を堆積させることと、
フォトレジストパターンを形成するために、マークル−ダイソンシステムを使用してデュアルトーン現像を行うことによって前記フォトレジスト層にパターンを形成することであって、前記フォトレジストパターンが、露光強度の高い部分と、露光強度の中間の部分と、露光強度の低い部分とを含み、前記デュアルトーン現像を行うことが更に、
第１の現像液を使用して、前記露光強度の高い部分を除去することと、
第２の現像液を使用して、前記露光強度の低い部分を除去することと
を含む、前記フォトレジスト層にパターンを形成することと、
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板に前記フォトレジストパターンをエッチングすることと、
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板から残りのすべてのフォトレジストを除去することと
を含む方法。
【請求項１４】
前記マークル−ダイソンシステムが、主ミラーと、前記主ミラーに連結された正レンズと、前記正レンズに連結されたレチクルとを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
エッチングされた前記フォトレジストパターンが、約１００ナノメートル以下の単一の変化しないピッチを有する薄いアルミニウムワイヤのグリッドを含む、請求項１３に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
［０００１］本開示の実施形態は概して、フラットパネルディスプレイの製造プロセスに関する。より具体的には、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）用のワイヤグリッド偏光板を製造するためのシステム及び方法が開示される。
【背景技術】
【０００２】
［０００２］ＬＣＤは、画像を表示するために、交差した偏光板の間に挟まれた液晶の光変調特性を利用したディスプレイである。ＬＣＤは、非限定的に、高品位テレビジョン、コンピュータモニター、及びモバイル機器を含む、広範囲の用途に使用される。典型的なＬＣＤにおいて、液晶セルは、互いに直交するように配向されることによりそれらの光軸が交差した２つの線形偏光板の間に整列している。偏光板は、内部反射光が視聴者の眼に入らないように阻止することによってコントラスト比を高めるために使用される。
【０００３】
［０００３］従来、線形偏光板として偏光膜が使用されてきた。偏光膜は、偏光板の導管系に対して垂直に偏光された光の通過を可能にする一方で、偏光板の導管系に対して平行に偏光された光を反射させる。しかしながら、偏光膜はコストが非常に高い。実際、偏光膜が占める費用は多くの場合、ＬＣＤパネルの総コストの３０％を上回る。加えて、偏光膜は、低い消光比を有し、消光比は、膜の動力伝達軸に対して垂直に偏光された光を弱める膜の能力の評価である。
【０００４】
［０００４］最近では、偏光されていないビームを、単一の直線的な偏光を有するビームに変換するために、ワイヤグリッド偏光板（ＷＧＰ）が使用されている。ＷＧＰは、ｐ偏光された光を選択的に伝達し、ｓ偏光された光を反射させる、ガラス基板上の極細金属ワイヤの水平アレーを含む。ＷＧＰは、入射光線に対して垂直な平面に置かれる。ワイヤに対して平行に整列した（ｓ偏光）電場により、ワイヤの長さに沿って電子の運動が引き起こされる。電子は金属グリッド内で自由に動くため、ＷＧＰは、光を反射しているときは、金属の表面と同様に作用する。ワイヤの加熱に起因してわずかなエネルギーが失われ、残りの波は入射光線に沿って後方へ反射される。ワイヤに対して垂直に整列した（ｐ偏光）電場においては、電子は各ワイヤの幅を横切ってそれほど遠くに動くことはできない。したがって、わずかなエネルギーしか失われず、また反射されないため、入射光線がＷＧＰを通って移動することが可能である。この結果、伝達された波はワイヤに対して垂直な方向にのみ電場を有するため、直線的に偏光されるようになる。
【０００５】
［０００５］さらに、ＷＧＰは、偏光膜よりも高い消光比を有するため、良好な性能を有する。このため、ＷＧＰは、発光ダイオード（ＬＥＤ）、例えばＯＬＥＤ及びＡＭＯＬＥＤ等に使用されている。デバイスの寸法が縮小し続け、より良い解像度のデバイスに対する消費者要請が高まり続けると、ＬＥＤの効率又はディスプレイの色解像度への影響を回避するためにワイヤグリッドをより薄くし、特徴間ピッチを短縮する必要があるため、それらの用途におけるＷＧＰ生産技法がより複雑なものとなる。
【０００６】
［０００６］したがって、１００ナノメートル（ｎｍ）以下等の精細な特徴間ピッチを有するＷＧＰを製造するための、改善された方法及びシステムが必要である。
【発明の概要】
【０００７】
［０００７］本開示は概して、マークル−ダイソン露光システム及びデュアルトーン現像（ＤＴＤ）周波数倍増を使用したワイヤグリッド偏光板（ＷＧＰ）を製造するための方法及びシステムに関するものである。一実施形態では、本方法は、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上にフォトレジスト層を堆積させることと、フォトレジストパターンを形成するために、マークル−ダイソンシステムを使用してデュアルトーン現像を行うことによってフォトレジスト層にパターンを形成することと、例えば約１００ｎｍ以下の精細なピッチと増加した周波数とを有するＷＧＰを製造するために、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板にフォトレジストパターンを転写することとを含む。
【０００８】
［０００８］一実施形態では、ワイヤグリッド偏光板を製造するための方法が開示される。本方法は、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上にフォトレジスト層を堆積させることと、フォトレジストパターンを形成するために、マークル−ダイソンシステムを使用してデュアルトーン現像を行うことによってフォトレジスト層にパターンを形成することと、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板にフォトレジストパターンを転写することとを含む。
【０００９】
［０００９］別の実施形態では、ワイヤグリッド偏光板の製造方法が開示される。本方法は、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上に底部反射防止コーティング層を堆積させることと、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上にフォトレジスト層を堆積させることと、フォトレジストパターンを形成するために、マークル−ダイソンシステムを使用してデュアルトーン現像を行うことによってフォトレジスト層にパターンを形成することと、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板にフォトレジストパターンを転写することと、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板から残りのすべてのフォトレジストを除去することとを含む。
【００１０】
［００１０］更に別の実施形態では、ワイヤグリッド偏光板の製造方法が開示される。本方法は、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上にフォトレジスト層を堆積させることと、フォトレジストパターンを形成するために、マークル−ダイソンシステムを使用してデュアルトーン現像を行うことによってフォトレジスト層にパターンを形成することであって、フォトレジストパターンは、露光強度の高い部分と、露光強度の中間の部分と、露光強度の低い部分とを有し、デュアルトーン現像を行うことは、第１の現像液を使用して露光強度の高い部分を除去することと、第２の現像液を使用して露光強度の低い部分を除去することとを含む、フォトレジスト層にパターンを形成することと、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板にフォトレジストパターンをエッチングすることと、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板から残りのすべてのフォトレジストを除去することとを含む。
【００１１】
［００１１］上述した本開示の特徴を詳細に理解できるように、一部が添付の図面に例示されている実施形態を参照しながら、上記に要約した本開示をより具体的に説明する。しかし、添付の図面は本開示の典型的な実施形態のみを示すものであり、したがって、本開示の範囲を限定するものと見なすべきではなく、本開示は他の等しく有効な実施形態も許容しうることに留意されたい。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】［００１２］本書に記載の実施形態に係る、ディスプレイ基板上にＷＧＰパターンを印刷するためのリソグラフィシステムの図である。
【図２Ａ】［００１３］本書に記載の実施形態に係る、図１のリソグラフィシステムのマークル−ダイソン露光システムの図である。
【図２Ｂ】［００１４］本書に記載の実施形態に係る、図２Ａのマークル−ダイソンシステムの一部の拡大図である。
【図２Ｃ】［００１５］本書に記載の実施形態に係る、図２Ｂのマークル−ダイソンシステムの一部の一部拡大図である。
【図３】［００１６］本書に記載の実施形態に係る、図２Ａのマークル−ダイソンシステムで有用な主ミラーの平面図である。
【図４】［００１７］本書に記載の実施形態に係る方法を要約したフロー図である。
【図５Ａ】［００１８］本書に記載の実施形態に係る、ディスプレイ基板上にＷＧＰを製造するステージを示す概略側断面図である。
【図５Ｂ】本書に記載の実施形態に係る、ディスプレイ基板上にＷＧＰを製造するステージを示す概略側断面図である。
【図５Ｃ】本書に記載の実施形態に係る、ディスプレイ基板上にＷＧＰを製造するステージを示す概略側断面図である。
【図５Ｄ】本書に記載の実施形態に係る、ディスプレイ基板上にＷＧＰを製造するステージを示す概略側断面図である。
【図５Ｅ】本書に記載の実施形態に係る、ディスプレイ基板上にＷＧＰを製造するステージを示す概略側断面図である。
【図６】［００１９］本書に記載の実施形態に係る、マークル−ダイソンシステムの図である。
【図７】［００２０］本書に記載の実施形態に係る、格子の長さに沿ったレーザ照射ビームのガウス分布プロファイルを示すグラフである。
【図８】［００２１］本書に記載の実施形態に係る、格子ラインに沿ったレーザ照射ビームのプロファイルを示すグラフである。
【図９】［００２２］本書に記載の実施形態に係る、中心ラインからの距離に対する格子ラインの高さ（又は長さ）の変動を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［００２３］理解しやすくするため、可能な場合には、図面共通の同一の要素を指し示すのに同一の参照番号を使用している。更に、一実施形態の要素を、本書に記載の他の実施形態において用いるために有利に適合させることができる。
【００１４】
［００２４］本開示は概して、マークル−ダイソン露光システム及びデュアルトーン現像（ＤＴＤ）周波数倍増を使用したワイヤグリッド偏光板（ＷＧＰ）を製造するための方法及びシステムに関するものである。一実施形態では、本方法は、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上にフォトレジスト層を堆積させることと、フォトレジストパターンを形成するために、マークル−ダイソンシステムを使用してデュアルトーン現像を行うことによってフォトレジスト層にパターンを形成することと、例えば約１００ｎｍ以下の精細なピッチと増加した周波数とを有するＷＧＰを製造するために、アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板にフォトレジストパターンを転写することとを含む。
【００１５】
［００２５］図１は、フラットパネルディスプレイ基板上にＷＧＰパターンを印刷するためのシステム１００である。システム１００は、複数のマークル−ダイソン（又は「ハーフダイソン」）露光システム１０２（６つ図示されている）と、レーザゲージ１０４と、レーザゲージミラー１０６と、基板ステージ１０９とを含む。複数のマークル−ダイソン露光システム１０２は概して、大面積基板を支持するように構成された基板ステージ１０９の幅全体に均一に分布される。例えば、システム１００が約２２００ミリメートル（ｍｍ）の幅と約２５００ｍｍの長さを有するＧｅｎ８のフラットパネルディスプレイをパターン形成するように構成されている場合、各マークル−ダイソン露光システム１０２間の間隔は概して約３６７ｍｍである。更なる実施形態では、システム１００は、Ｇｅｎ８、Ｇｅｎ１０及び次世代のフラットパネルディスプレイ基板をパターン形成するように構成される。工程において、複数のマークル−ダイソン露光システム１０２は概して、大面積基板におけるＷＧＰの精細な形状寸法ライン及び空間を同時にパターン形成するように使用される。
【００１６】
［００２６］図１に示すように、システム１００は、フラットパネルディスプレイ基板の幅を横切る６つの列に対応した６つのマークル−ダイソン露光システム１０２を有する。使用中、各列は概して、フラットパネルディスプレイ基板のスキャンパス１０８、例えば１３．３ｍｍ幅のスキャンパスを同時に書き込むように動作する。一実施形態では、マークル−ダイソン露光システム１０２は、図１に示すように、基板ステージ１０９の上に間隔を置いて配置されたブリッジ１０７上に露出している。
【００１７】
［００２７］図２Ａは、システム１００のマークル−ダイソン露光システム１０２である。マークル−ダイソン露光システム１０２は概して、主ミラー２１０と、正レンズ２１４と、メニスカスレンズ２１２と、レチクル２１６とを含む。一実施形態では、主ミラー２１０は、わずかに球体の形とは異なるミラーである。一実施形態では、正レンズ２１４はガラスレンズである。別の実施形態では、正レンズ２１４は、溶融シリカ、塩化カルシウム（ＣａＦ２）結晶、又は他のいずれかの好適な材料からできている。一実施形態では、レチクル２１６は、約１０ｍｍと約２０ｍｍの間、例えば約１４ｍｍの高さと、約１ｍｍと約６．３５ｍｍの間、例えば約２．２８６ｍｍの厚さを有する。
【００１８】
［００２８］図２Ｂは、図２Ａのマークル−ダイソン露光システム１０２の一部の拡大図である。図２Ｃは、図２Ｂのマークル−ダイソン露光システム１０２の一部の一部拡大図である。図２Ｃに示すように、フラットパネルディスプレイ基板２１８は、レチクル２１６に隣接して位置づけされる。フラットパネルディスプレイ基板２１８は、第１の空隙２１７によってレチクル２１６から分離されている。第１の空隙２１７は概して、例えば、約０．１ｍｍと約０．５ｍｍの間、例えば約０．２５ｍｍ等の任意の好適な幅を有する。レチクル２１６は、第２の空隙２１５によって正レンズ２１４から分離されている、又は光学ゲルあるいは光学接着剤又は他の任意の好適な材料で光結合されている。第２の空隙２１５は、例えば、約０．１ｍｍと約０．５ｍｍの間、例えば約０．２５ｍｍ等の任意の好適な幅を有する。一実施形態では、第２の空隙２１５もまた、光学ゲルあるいは光学接着剤又は他の任意の好適な材料で充填されている。他の好適な材料は、露光波長において両側の光学材料と一致する屈折率を有する材料を含む。
【００１９】
［００２９］図３は、マークル−ダイソン露光システム１０２の主ミラー２１０の平面図である。主ミラー２１０は概して、マスク上への照射ビーム２１１が出現し、主ミラー２１０の上部エッジ、又は第１の側面に位置するエリア３３２、及び主ミラー２１０の底部エッジ、又は反対側に位置するエリア３３４を占める±１の回析次数２１１ｂ及び２１１ｃが生じるように、反射位相格子マスク上でコリメートされた、中心に位置する開口部３３０を含む。物体平面内の格子からの±１の回析次数２１１ｂ及び２１１ｃは概して最終的に、光軸の反対側の物体平面のちょうど下に画像化される。開口部３３０の中心位置は概して、ゼロの回析次数の位置に対応する。一般に比較的低い強度を有するゼロの解析次数２１１ａは、主ミラー２１０の開口部３３０を再び通過する。ゼロの回析次数２１１ａは画像化されない。言い換えれば、ゼロの回析次数２１１ａは除去され、その結果、格子ラインの倍加周波数が画像化される。
【００２０】
［００３０］主ミラー２１０の頂点と基板との間の距離は一般に、約５０ｍｍと約５００ｍｍの間、例えば約８５ｍｍである。大きい光学システムはフィールドサイズが大きいため、所定のフィールドにまたがって使う列は少なくなるが、各光学システムのコストは高くなる。したがって、フィールドサイズは多くの場合、経済的な問題である。図１及び２Ａ〜２Ｃに示すシステムのフィールドサイズは約２ｍｍ×約１３．３ｍｍであり、開口数（ＮＡ）は０．８８７５であり、このような光学システムに対し高くなっている。主ミラー２１０の非常に小さい部分を使うために、高いＮＡが可能となり、結果的な設計最適化プロセスが改善される。工程において、照射ビーム２１１は主ミラー２１０の中心に位置する開口部２２０を通過し、基板上に±１の回析次数を投射するが、ゼロの回析次数は投射しない。ゼロの回析次数の除去により、基板上に画像化されるＷＧＰパターンのワイヤの周波数が倍増する。マークル−ダイソン露光システム１０２は、急勾配のプロファイル及びロバストな変調を有する空間像を提供することができる。
【００２１】
［００３１］デュアルトーン現像（ＤＴＤ）は、特徴間ピッチを二等分する、又は特徴の周波数を倍増するために、２つの別々のリソグラフィ工程を用いない、又はエッチングされた側壁スペーサを用いない二重パターン形成プロセスである。その代わりに、ＤＴＤは、単一のフォトレジスト層を用いた単一現像シーケンスにおけるポジ型トーン及びネガ型トーンの現像を使用する。一般に、ＤＴＤは、ポジ型トーンを現像するためにポジ型トーン水溶デベロッパ液を使用することと、次に、ネガ型トーンを現像するために溶媒を使用することとを含む。従来、ＤＴＤは、１つの光子により、酸で触媒された脱保護反応の何百から何千もの脱保護を誘発することが可能になるように、露光後焼成（ＰＥＢ）プロセス中に化学的増幅型レジスト（ＣＡＲ）を用いる。しかしながら、ＣＡＲは一般に、ディスプレイのリソグラフィ製造プロセスでは使用されない。
【００２２】
［００３２］マークル−ダイソン露光システム１０２は、急勾配のプロファイル及びロバストな変調を有する空間像を提供することができるため、１００ｎｍ以下のピッチを有するＷＧＰを作製するために、ＤＴＤと組み合わせたプロセスにおいて使用することができる。
【００２３】
［００３３］図４は、本書に記載の実施形態に係る、ＷＧＰを製造するための方法４００を要約したフロー図である。図５Ａ〜５Ｅは、方法４００の様々な工程において、上にアルミニウムコーティング５５２を有するディスプレイ基板５５０の概略側断面図である。説明をわかりやすくするために、図５Ａ〜５Ｅを図４と合わせて説明する。
【００２４】
［００３４］方法４００は、工程４１０において、図５Ａに示すように、上にアルミニウムコーティング５５２を有するディスプレイ基板５５０の上にデュアルトーンフォトレジスト材料５５４の層を堆積させることによって開始される。一実施形態では、デュアルトーンフォトレジスト材料５５４の層は、アルミニウムコーティング５５２上に、アルミニウムコーティング５５２と接触するように堆積される。一実施形態では、フォトレジスト材料５５４は、ＰＥＢプロセスを必要としないノボラック／ＤＮＱタイプのフォトレジストである。ノボラックは一般に、ホルムアルデヒドとフェノールのモル比が１未満であるフェノールホルムアルデヒド樹脂である。一実施形態では、ノボラック／ＤＮＱタイプのフォトレジストは、フェノールホルムアルデヒド樹脂と、ジアゾナフトキノン（ＤＮＱ）との混合物を含む。別の実施形態では、フォトレジスト材料５５４は、架橋剤を使用して混合させたポジ型ノボラック／ＤＮＱタイプのフォトレジストと、ネガ型ポリビニルアセタールポリマー水溶性光活性化合物（ＰＡＣ）の両方の混合物を含む。更に別の実施形態では、フォトレジスト材料５５４は、ネガ型フォトレジストデベロッパによって現像されうるＰＡＣ添加物を有するネガ型フォトレジスト材料を混合したポジ型フォトレジスト材料を含む。また更なる実施形態では、フォトレジスト材料５５４は、脱保護ＣＡＲタイプの材料を用いないすべての材料（複数可）又はそれらの混合物、又は十分な量子効率を有するすべての材料（複数可）又はそれらの混合物である。
【００２５】
［００３５］一実施形態では、方法４００は更に、ディスプレイ基板５５０の表面全体の限界寸法（ＣＤ）を制御するために、基板の上に底部反射防止コーティング（ＢＡＲＣ）層を堆積させることを含む。
【００２６】
［００３６］工程４２０において、マークル−ダイソン露光システム１０２を使用してポジ型トーン及びネガ型トーンを現像するために、デュアルトーン現像を行うことによって、フォトレジスト材料５５４の層にパターンが形成される。より具体的には、デュアルトーン現像は、フォトレジスト材料５５４の層の上にマスク５５６を堆積させ、上述したように、マークル−ダイソン露光システム１０２を通してフォトレジスト材料５５４を照射ビームに暴露することによって、開始される。マークル−ダイソン露光システム１０２からの照射ビームがマスク５５６を通過すると、高い露光強度を有する高強度プロファイル部５５５ａと、中間の露光強度を有する中間強度プロファイル部５５５ｂと、低い露光強度を有する低い強度プロファイル部５５５ｃとを有する露光プロファイル５５５が形成される。
【００２７】
［００３７］マークル−ダイソンシステムを介した露光後に第１のポジ型トーン現像プロセスが実施されると、図５Ｂに示すように、アルミニウムコーティング５５２を有する基板５５０上にフォトレジスト材料５５４の予備パターン５５７が形成される。第１のポジ型トーンの現像は一般に、高い露光強度を有する高強度プロファイル部に対応するフォトレジスト材料５５４の部分を現像し、除去する。これらの部分は一般に、第１の現像液を使用して除去される。次に、第２のネガ型トーンの現像が実施され、図５Ｃに示すように、フォトレジスト材料５５４の第２のパターン５５９が形成される。第２のネガ型トーンの現像は一般に、低い露光強度を有する低強度プロファイル部に対応するフォトレジスト材料５５４の部分を現像して除去し、中間の露光強度を有する中間強度プロファイル部に対応する部分を残す。これらの部分は一般に、有機溶媒等の第２の現像液を使用して除去される。
【００２８】
［００３８］工程４３０において、図５Ｄに示すようにアルミニウムコーティング５５２を有するディスプレイ基板５５０にフォトレジストパターンが転写される。残りのフォトレジスト材料５５４（第２のパターン５５９として示す）はその後、図５Ｅに示すように、精細な単一ピッチと増加した周波数を有するアルミニウムワイヤの精細なグリッド（又はＷＧＰ）５６２が残るように除去される。一実施形態では、アルミニウムワイヤの精細なグリッド５６２は、２００ｎｍ以下の、例えば１００ｎｍ以下のピッチを有する。一実施形態では、アルミニウムワイヤの精細なグリッド５６２は、１００ｎｍのピッチを有する。ピッチが１００ｎｍである場合、フォトレジストパターンは一般に、５０ｎｍのラインと５０ｎｍの空間を交互に含む。別の実施形態では、アルミニウムワイヤの精細なグリッド５６２は、５０ｎｍのピッチを有する。ピッチが５０ｎｍである場合、フォトレジストパターンは一般に、２５ｎｍのワイヤと２５ｎｍの空間を交互に含む。更に別の実施形態では、アルミニウムワイヤの精細なグリッド５６２は、８０ｎｍのピッチを有する。ピッチが８０ｎｍである場合、フォトレジストパターンは一般に、４０ｎｍのワイヤと４０ｎｍの空間を交互に含む。一実施形態では、アルミニウムワイヤの精細なグリッド５６２は、各々が同じピッチを有する長方形単位の反復パターンを含む。上記実施形態では、アルミニウムワイヤの精細なグリッド５６２は一般に、他の任意のパターン、又は異なるピッチを有する任意のグリッド単位を含まない。
【００２９】
［００３９］図６は、本書に記載の実施形態に係るシステム１００において有用なマークル−ダイソンシステム６０２である。マークル−ダイソンシステム６０２は、主ミラー６１０と、正レンズ６１４と、レチクル６１６とを含む。一実施形態では、主ミラー６１０は、わずかに球体の形とは異なるミラーである。一実施形態では、正レンズ６１４は、ガラスレンズである。レチクル６１６は一般に、約１０ｍｍと約２０ｍｍの間、例えば１４ｍｍ等の任意の好適な高さを有し、約１ｍｍと約６．３５ｍｍの間、例えば２．２８６ｍｍ等の任意の好適な厚さを有する。レーザ照射ビーム６１１は正レンズ６１４を通過して、レチクル６１６上に法線入射平行ビームを生じさせる。本開示の実施形態はまた、電場全体に均一な照明を提供する。レーザ照射ビーム２１１は、ガウス分布形状である。電場全体に均一な露光量を提供するために、ガウス分布形状のレーザ照明２１１を使用して、その箇所における照射ビームの強度によってラインの長さが変化する格子を照明する。
【００３０】
［００４０］図７は、格子の長さに沿ったレーザ照射ビーム２１１のガウス分布プロファイルを示すグラフである。曲線の部分７７０は、隣接するビームとオーバーラップしていないレーザ照射ビーム２１１の部分を表す。端部７８０ａ及び７８０ｂは、隣接するビームとオーバーラップしている曲線の部分を表す。端部７８０ａ及び７８０ｂの露光量は、１００％から０％までの直線的なテーパ形状となっており、オーバーラップ露光により、オーバーラップエリアの露光量が均一になる。端部７８０ａ及び７８０ｂがテーパ形状であることにより、オーバーラップしている露光量はシームレスに見える。これは、わずかなオーバーラップエラーでは急な露光差が生じることがないためである。
【００３１】
［００４１］図８は、格子ラインに沿ったレーザ照射ビーム２１１のプロファイルを示すグラフである。より具体的には、図８は、そのプロファイルにおいて最も長い格子ラインのレーザ照射ビーム２１１のプロファイルを示す図である。
【００３２】
［００４２］図９は、中心ラインからの距離とともに、格子ラインの高さ（又は長さ）の変化を示すグラフである。露光量を制御するために、レーザ照射ビーム２１１は中心において最も強く、このため、中心に最も近い格子ラインは短い、又は高さが低く、例えば約０．０３ｍｍである。電場のエッジの方へ格子に沿って移動すると、格子ラインの長さは次第に長くなる場合がある、又は高さが増す場合があり、例えば約０．１ｍｍ長い。図７〜８に示すように、レーザ照射ビーム２１１の積分強度とは逆に格子ラインの長さを変化させることで、電場全体に同じ露光量がもたらされる。露光量は、基板上のある箇所が露光される時間に対する積分強度である。露光時間は、格子ラインの長さ、又は高さに比例する。
【００３３】
［００４３］図７〜９に示すように、電場全体の格子ラインの長さを変えることによって、基板の上の露光量を制御することができる。より具体的には、レーザ照射ビーム２１１が全く一様でないガウス分布形状を有するという事実にも関わらず、電場全体の格子ラインの長さを変えることによって、格子の一端から他端まで一様な露光量がもたらされる。
【００３４】
［００４４］マークル−ダイソン露光システム及びＤＴＤを組み合わせた、本書に開示の方法及びシステムの利点には、約１００ｎｍ以下等の精細な単一ピッチを有するＷＧＰの作製が含まれる。マークル−ダイソン露光システムを使用すれば、マスクによってピッチが制御され、ピッチの変動が低減する又は除去される。ＤＴＤを使用すれば、ピッチの周波数が倍増し、マークル−ダイソン露光システムの単一の変化しないピッチが単一工程において複製される又は倍増する。このため、マークル−ダイソン露光システム及びＤＴＤプロセスを使用することで、ピッチの変動が低減した又は除去された精細な単一ピッチを有するＷＧＰが作製される。更に、マークル−ダイソンにより、非常に高いコントラストを有する改善された正弦波画像変調を有するロバスト空間像プロファイルが作製される。本開示の方法及びシステムにより、ムラが改善されたディスプレイデバイス、又は人間の眼に視覚的に識別可能な障害物が低減した、又はそのような障害物のないシステムが作製される。
【００３５】
［００４５］上記は本開示の実施形態を対象としているが、本開示の他の実施形態及び更なる実施形態を、それらの基本範囲を逸脱せずに考案することが可能であり、それらの範囲は、以下の特許請求の範囲によって決定される。
【図１】
2020520480.tif 000003
【図２Ａ】
2020520480.tif 000004
【図２Ｂ】
2020520480.tif 000005
【図２Ｃ】
2020520480.tif 000006
【図３】
2020520480.tif 000007
【図４】
2020520480.tif 000008
【図５Ａ】
2020520480.tif 000009
【図５Ｂ】
2020520480.tif 000010
【図５Ｃ】
2020520480.tif 000011
【図５Ｄ】
2020520480.tif 000012
【図５Ｅ】
2020520480.tif 000013
【図６】
2020520480.tif 000014
【図７】
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【図８】
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【図９】
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【手続補正書】
【提出日】令和2年1月23日(2020.1.23)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ワイヤグリッド偏光板の製造方法であって、
アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上にフォトレジスト層を堆積させることと、
フォトレジストパターンを形成するために、マークル−ダイソンシステムを使用してデュアルトーン現像を行うことによって前記フォトレジスト層にパターンを形成することと、
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板に前記フォトレジストパターンを転写することと
を含む方法。
【請求項２】
前記フォトレジストパターンが、露光強度の高い部分と、露光強度の中間の部分と、露光強度の低い部分とを含み、前記デュアルトーン現像を行うことは更に、
第１の現像液を使用して、前記露光強度の高い部分を除去することと、
第２の現像液を使用して、前記露光強度の低い部分を除去することと
を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板に前記フォトレジストパターンを転写することが、前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板をエッチングすることを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板に前記フォトレジストパターンを転写した後に、残りの全てのフォトレジスト層を除去すること
を更に含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記フォトレジスト層が、フェノールホルムアルデヒド樹脂と、ジアゾナフトキノンとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記フォトレジスト層が、ポジ型フェノールホルムアルデヒド樹脂と、ジアゾナフトキノンフォトレジストと、ネガ型ポリビニルアセタールポリマー水溶性光活性化合物との混合物を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
前記フォトレジスト層が、ネガ型フォトレジストデベロッパによって現像することができる光活性化合物の添加物を有するネガ型フォトレジスト材料を混合したポジ型フォトレジスト材料を含む、請求項１に記載の方法。
【請求項８】
前記フォトレジストパターンは、単一のピッチを有するラインのグリッドで構成される、請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記単一のピッチは、約２００ナノメートル以下である、請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
ワイヤグリッド偏光板の製造方法であって、
アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上に底部反射防止コーティング層を堆積させることと、
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上にフォトレジスト層を堆積させることと、
フォトレジストパターンを形成するために、マークル−ダイソンシステムを使用してデュアルトーン現像を行うことによって前記フォトレジスト層にパターンを形成することと、
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板に前記フォトレジストパターンを転写することと、
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板から残りのすべてのフォトレジストを除去することと
を含む方法。
【請求項１１】
前記フォトレジストパターンが、露光強度の高い部分と、露光強度の中間の部分と、露光強度の低い部分とを含み、前記デュアルトーン現像を行うことは更に、
第１の現像液を使用して、前記露光強度の高い部分を除去することと、
第２の現像液を使用して、前記露光強度の低い部分を除去することと
を含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項１２】
前記フォトレジストパターンは、約２００ナノメートル以下の単一のピッチを有するラインのグリッドで構成される、請求項１０に記載の方法。
【請求項１３】
ワイヤグリッド偏光板の製造方法であって、
アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板の上にフォトレジスト層を堆積させることと、
フォトレジストパターンを形成するために、マークル−ダイソンシステムを使用してデュアルトーン現像を行うことによって前記フォトレジスト層にパターンを形成することであって、前記フォトレジストパターンが、露光強度の高い部分と、露光強度の中間の部分と、露光強度の低い部分とを含み、前記デュアルトーン現像を行うことが更に、
第１の現像液を使用して、前記露光強度の高い部分を除去することと、
第２の現像液を使用して、前記露光強度の低い部分を除去することと
を含む、前記フォトレジスト層にパターンを形成することと、
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板に前記フォトレジストパターンをエッチングすることと、
前記アルミニウムでコーティングされたディスプレイ基板から残りのすべてのフォトレジストを除去することと
を含む方法。
【請求項１４】
前記マークル−ダイソンシステムが、主ミラーと、前記主ミラーに連結された正レンズと、前記正レンズに連結されたレチクルとを備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
エッチングされた前記フォトレジストパターンが、約１００ナノメートル以下の単一の変化しないピッチを有する薄いアルミニウムワイヤのグリッドを含む、請求項１３に記載の方法
【国際調査報告】
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