[发明专利]大型相移掩膜及大型相移掩膜的制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种光掩膜，尤其涉及一种在液晶显示设备、电致发光(EL，ElectroLuminescence)显示设备等有源矩阵(active matrix)式显示设备的制造中使用的大型光掩膜及大型光掩膜的制造方法。

背景技术

在平板显示器(简记为FPD(Flat Panel Display))的制造中使用的光掩膜的规格的变化是以在使用有液晶显示设备(LCD(简记为Liquid Crystal Display))的薄型电视中观察到的大画面化及高精细化为代表。关于大画面化，在液晶的薄型电视的量产开始的1990年左右用于制造中的称为第1代的玻璃基板的尺寸为300mm×400mm，在2002年左右开始用于制造中的第5代玻璃基板的尺寸为1100mm×1300mm，2006年左右开始用于制造中的第8代玻璃基板的尺寸达到2140mm×2460mm。

液晶显示设备的高精细化最初是在个人计算机用显示器中高像素化有所发展。视频图形阵列(VGA，Video Graphics Array)显示器为640×480像素，扩展图形阵列(XGA，Extended Graphics Array)显示器为1024×768像素，在超级扩展图形阵列(sXGA，Super Extended Graphics Array)显示器中为1280×1024像素，极速扩展图形阵列(UXGA，Ultra Extended Graphics Array)显示器为1600×1200像素。伴随该等高像素化，像素间距亦自0.33mm发展为0.24mm、0.20mm而不断微细化。进而，在智能型手机(smart phone)等中，在4.5型中为1280×720像素，像素间距达到0.077mm(329ppi)。又，高画质电视(HDTV，High Definition Television)为1920×1080像素，亦存在进一步内插像素而使像素数为HDTV的4倍的3840×2160像素(称为4K液晶面板)的显示器。

以下对制造如上所述的液晶显示设备的曝光装置、在曝光装置中使用的光掩膜进行说明。作为具有代表性的液晶显示设备的彩色薄膜晶体管(TFT，Thin Film Transistor)液晶显示设备的单元是将液晶封入至分别制造的彩色滤光片与TFT阵列基板之间而组成。进而，在液晶显示单元中，装入将影像信号转换为TFT的驱动信号并加以供给的周边驱动电路及背光源，而制成液晶显示模块。

在TFT阵列基板制造步骤的各步骤中使用的图案是利用倍率为1比1的等倍的大型掩膜在等倍的投影型曝光装置(亦称为投影曝光装置)中曝光而形成。目前，利用该大型掩膜的等倍的投影曝光方式成为生产性良好且高精度地对TFT阵列基板进行图案形成的标准的制造方法。再者，在彩色滤光片的图案形成中，在成本方面有利的接近式曝光方式为标准的制造方法。接近式曝光是将掩膜与曝光对象以数十μm～100μm左右的间隙接近配置，且自掩膜的后方照射平行光的曝光方式。

TFT阵列基板用的大型掩膜最初以350mm×350mm的尺寸开始，随着在TFT阵列基板的制造中使用的等倍的投影型曝光装置的大型化而不断大尺寸化。在用于TFT阵列基板的制造的等倍的投影型曝光装置中，有为了将掩膜的图案投影曝光至工件而使用反射镜系统的镜面投影曝光方式、及使用透镜系统的透镜投影曝光方式的2种。根据各曝光装置的规格，使用的大型掩膜的尺寸不同，对于第5代玻璃基板，在镜面投影曝光方式中使用520mm×610mm的尺寸的大型掩膜，在透镜投影曝光方式中使用800mm×920mm的尺寸的大型掩膜。进而，对于第8代玻璃基板，在镜面投影曝光方式中使用850mm×1400mm的尺寸的大型掩膜，在透镜投影曝光方式中使用1220mmx1400mm的尺寸的大型掩膜。本案中是将一边为350mm以上的光掩膜设为大型掩膜。

通常的半导体用的掩膜(6英寸光掩膜)的对角线的长度为约215mm，与此相对，上述大型掩膜的对角线的长度在第1代掩膜中为495mm，在第5代的镜面投影曝光方式中为约801mm，在第8代的透镜投影曝光方式用大型掩膜中大型化至1856mm。