JPH1020509A - 液晶表示素子の製造方法および液晶表示装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】レジスト膜の現像と残留レジストの剥離、およ
び金属薄膜や半導体薄膜あるいは絶縁耐薄膜の加工を完
全ドライプロセスで行う。 【解決手段】液晶表示素子を構成するための金属膜、誘
電体絶縁膜、半導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜の一部
がパターン状に形成された多層膜200 を成膜したガラス
基板上100 にウレタン結合および／またはウレア結合を
もつ高分子材料から構成したレジスト膜300 を塗布し、
所定の開口パターンを有する露光マスク400 を介してエ
キシマレーザー光を照射し、照射部分のレジスト膜をア
ブレーション現象により除去して露出したレジスト膜パ
ターンを形成し、レジスト膜パターンで露出された部分
にエッチッグ処理を施して除去した後、エキシマレーザ
ー光で残留レジスト膜をアブレーション現象により除去
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ガラス基板上に液
晶表示素子を構成する各種の薄膜を成膜し、これにレジ
スト膜を用いたリソグラフィーで所定の薄膜パターンを
形成する液晶表示素子の製造方法および液晶表示装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】テレビ受像機やパソコン等のモニターに
用いる画像表示装置として液晶表示素子が多用されてい
る。この種の液晶表示装置としては、マトリクス配列し
た２組の電極間に液晶層を挟持して電極の交差点で１画
素を構成する単純マトリクス型と、各画素毎に薄膜トラ
ンジスタ（ＴＦＴ）等のスイッチング素子を配置したア
クティブ型とに大別される。

【０００３】特に、アクティブ型の液晶表示装置（ＴＦ
Ｔ−ＬＣＤ）は、動作速度とコントラストが大きく高解
像度であることから液晶表示装置の主流となっている。

【０００４】薄膜トランジスタ型液晶表示装置は、選択
素子である薄膜トランジスタを形成した一方のガラス基
板と、カラーフィルタを形成した他方のガラス基板の間
に液晶層を挟持して貼り合わせ、その周辺に駆動ＩＣを
実装すると共に、下面に照明光源であるバックライトを
設置して構成される。

【０００５】上記一方の基板上への半導体等の薄膜パタ
ーンの形成は、スパッタリング、ＣＶＤ、その他で薄膜
を形成し、この上にレジストを塗布し、露光、現像、エ
ッチング、レジスト剥離といった一連のフォトリソグラ
フィープロセスが用いられている。

【０００６】また、他方の基板へのカラーフィルタも同
様に、カラーフィルタ膜を一連のフォトリソグラフィー
プロセスで形成している。

【０００７】従来、この種のカラーフィルタは、ガラス
板等の透明基板に先ずブラックマトリクスを形成した
後、赤、緑、青の各フィルタを順に形成する。これらの
形成方法は、それぞれの材料に感光性を持たせ、これら
薄層を成膜し、所定のパターンの開口を有する露光マク
スを介して紫外線を照射して、現像処理を施すという所
謂ホトリソグラフィーの現像工程を採用するのが一般的
である。

【０００８】この種のフォトリソグラフィープロセスで
使用されるレジスト材料乃至感光性カラーフィルタ材料
は、露光によって現像液に対する溶解性が生じるポジテ
ィブ型、これとは逆に溶解性がなくなるネガティブ型の
区分はあるが、被加工薄膜を覆って塗布したレジスト膜
又はカラーフィルタの各膜はいずれもウエットプロセス
である液体現像によってパターン形成が行われる。

【０００９】ＴＦＴ薄膜加工では、更に現像で形成され
たレジスト膜をマスクとしてウエットあるいはドライエ
ッチングプロセスにより所要の薄膜パターンを得る。

【００１０】そして、エッチングプロセスの終了後、残
留しているレジスト膜は剥離液あるいはドライエッチン
グで除去される。

【００１１】なお、この種の液晶表示装置に関する従来
技術を開示したものとしては、例えば特開昭６３−３０
９９２１号公報や、「冗長構成を採用した12.5型アクテ
ィブ・マトリクス方式カラー液晶ディスプレイ」（1986
年12月15日マグロウヒル社発行 日経エレクトロニクス
1986年12月15日 第 193〜210 頁）を挙げることがで
きる。

【００１２】

【発明が解決しようとする課題】上記従来のレジスト膜
又はカラーフィルタ膜のパターニングは、露光−現像と
いう２つのプロセスによって形成される。現像プロセス
では、現像液と現像装置が必要になるが、液晶表示装置
の基板サイズの大型化、生産量の大幅な増加は現像液の
使用量、現像装置の大型化、クリーンスペースの拡大に
伴う空調設備の大規模化を招いている。

【００１３】これと共に、現像液の廃液処理のコスト、
環境への影響といった問題も発生する。同じことがレジ
ストの剥離プロセスについても発生する。

【００１４】これに対し、最近、紫外線パルスレーザで
あるエキシマレーザを用い、上記金属膜、誘電体絶縁
膜、半導体膜の薄膜のパターニング用のレジスト、およ
びブラックマトリクスや各フィルタ材料をウエット現像
処理なしに加工する方法が提案されている。

【００１５】この加工方法はエキシマレーザー光のアブ
レーション現象を利用するものであり、従来からマイク
ロマシニングの分野で主として用いられていた。

【００１６】一方、薄膜トランジスタ型液晶表示装置レ
ベルの精度をもつ薄膜のパターン加工にエキシマレーザ
ーのアブレーション現象を適用しようとすると、装置構
成、精度、加工面積、加工時間等、種々の点において多
くの問題を生じる。

【００１７】すなわち、回路基板に孔開け等を行う加工
では、その加工パターンは高々３０μｍφ程度の円形
で、各々の中心間位置精度は±２μｍ程度が要求される
が、円形の形状精度は±５〜１０μｍ程度は許容され
る。また、回路基板の絶縁層の厚みは２０〜５０μｍで
あり、従来のエキシマレーザーのアブレーションを利用
する加工はＬＳＩレベルの精度の加工とは異なる加工領
域の範疇に属する技術である。

【００１８】さらに、上記従来のエキシマレーザーのア
ブレーション現象を利用する加工は、加工対象である回
路基板の全体構成に対する加工箇所の面積あるいは体積
の比率は非常に小さいため、露光光量の利用率を如何に
向上させるかが重要な事項であり、加工対象の形状や厚
さに応じて独特な照明光学系が採用され、かつ結像は通
常、縮小タイプが多い。

【００１９】一方、ＴＦＴ−ＬＣＤのパネル（ガラス基
板）は大面積に亘って微細な繰り返しパターンを形成す
る必要があるため、上記したようなエキシマレーザーの
アブレーション現象を利用する加工法をそのまま適用す
ることはできない。

【００２０】また、ＶＬＳＩの場合のように、露光機の
露光光源として単にエキシマレーザーを用いようとした
場合、使用するエキシマレーザーの光エネルギー密度が
低いため、高圧水銀灯を用いた従来の露光機の光学系の
大幅な変更は必要ない。しかし、アブレーション現象を
利用しようとすると、ＬＳＩ等のレジスト露光に比べて
格段に高いエネルギー密度が必要なため、結像系として
既存の露光機の基本的思想を利用することはできるが、
光学部品のダメージ対策を考慮した光学系が必要とな
る。

【００２１】すなわち、ＴＦＴ−ＬＣＤレベルの精度を
必要とするアブレーション加工技術は、加工精度、エネ
ルギー密度の観点から、従来の露光機に採用されている
光学系をそのまま応用することが不可能であるという問
題がある。

【００２２】また、エキシマレーザー光のアブレーショ
ン現象を利用した加工は、原理的にマイクロマシニング
加工より更に精度の高い薄膜加工、例えば、ＴＦＴ液晶
表示素子のＴＦＴ基板、カラーフィルタ基板等の高精細
パターン形成レベルの加工が十分に可能である。

【００２３】上記の高精細パターンの加工を実現するた
めの要素技術としてはいくつか挙げられるが、その１つ
にエキシマレーザー光に爆される露光マスクの耐加工性
の向上がある。

【００２４】例えば、ＴＦＴ液晶表示素子のＴＦＴ基板
の製造への適用を考えた場合、露光マスクのパターン精
度は少なくとも２μｍ以下が必要である。

【００２５】また、レジストのアブレーションを考えた
時は少なくとも１００ｍＪ／ｃｍ²以上の入射エネルギ
ー密度が必要である。これは結像光学系にもよるが、マ
スクへの入射エネルギーは最低でも２００ｍＪ／ｃｍ²
必要であることを意味し、加工精度を維持するためには
このような高い入力エネルギーに対して露光マスクに耐
加工性を具備する必要がある。

【００２６】最近、エキシマレーザーの出力は益々増加
しており、スループット向上を考えた場合に、露光マス
クへの入射エネルギーを５００ｍＪ／ｃｍ² 程度までは
考慮しておく必要がある。エキシマレーザー光の出力面
積は、通常の露光機用のランプに較べて小さい。これを
基板の全幅をカバーする様なスリット状照明光にする
と、結像レンズの口径が大きくなり、実用的でなくなる
という問題がある。

【００２７】しかしながら、このエキシマレーザーはい
わゆる不可視光であることから、予め露光マスクに位置
合わせマークを形成しておき、この位置合わせマークの
加工基板上の投影像を目安として加工基板に対するフォ
トマスクの位置合わせを行うという従来の手法を適用さ
せることができないという問題があった。

【００２８】そこで、エキシマレーザによるフォトマス
クのパターンの投影を行う光学系とは別個に、可視光に
よるフォトマスク（露光マスク）の位置合わせマークの
投影を行う光学系を設けるのが一般的であった。

【００２９】しかし、このような構成は別個の光学系を
設けることによる複雑化を免れることはできない。

【００３０】このような問題点は、露光マスクを介して
エキシマレーザを選択照射することによって加工を行う
レーザ加工装置においても同様であった。

【００３１】上記の対策としては、誘電体膜と金属膜を
重ね合わせた露光マスクとすれば良いが、金属膜は強い
紫外レーザー光によってダメージを受け易く、上記誘電
体膜と金属膜をどのように重ねるかという構造上の問題
が生起する。

【００３２】また、紫外光反射用の誘電体膜を形成した
場合、この誘電体膜が可視光に対して透明な場合が多い
ために、露光マスクと被加工基板とのアライメントに通
常の光学系を用いることが困難であるという問題があ
る。

【００３３】さらに、アブレーションで発生する加工生
成物であるデブリスは加工後に被加工物を洗浄するか、
または加工材料に応じて、ヘリウム等の不活性雰囲気中
で加工するか、あるいは酸素雰囲気中で加工することに
よって低減している。

【００３４】しかし、前記従来の技術においては、アブ
レーションによって発生するデブリスを完全に除くこと
は困難である。特に、被加工物に再付着したデブリスを
除去することは難しい。

【００３５】さらに、デブリスの形態は材料の種類や入
射エネルギーの強度によって、気体状のものから数μｍ
程度の大きさの粒子に至るまでの広範囲の形態で分布し
ており、加工後の洗浄も発生したデブリスの形態によっ
て種々の方法を考えねばならない。

【００３６】また、ヘリウム雰囲気中での加工では、ア
ブレーションのプルーム（爆発雲）の噴出速度が空気中
での速度よりもより速いためにデブリスが遠くに分散さ
れ、見掛け上デブリスが減少したように見える。これ
は、酸素雰囲気中では、発生したデブリスが酸化され気
体状になる結果と考えられる。

【００３７】上記したヘリウム、あるいは酸素の雰囲気
での加工が効果を持つのは比較的限られた材料の加工に
おいてのみであり、あらゆる材料の加工において有効で
あるわけでは無い。

【００３８】さらにまた、考慮すべき本質的な点は、高
速の加工を行うためにエキシマレーザーの発振周波数を
大きくして行くと、先行するエキシマレーザーパルスに
よって生じたプルームがまだエキシマレーザーの光路中
に存在している状態で後続のエキシマレーザーによるア
ブレーションが実行されることになるために、当該後続
するアブレーションのためのエキシマレーザーにエネル
ギー損失を招くという問題がある。

【００３９】このような理由から、アブレーションによ
り発生したプルームを高速で除去することが、単にデブ
リスを除くという以上に重要な課題となっている。

【００４０】上記従来技術の諸問題を解消するため、本
発明の第１の目的は、レジスト膜の現像と残留レジスト
の剥離、および金属薄膜や半導体薄膜あるいは絶縁耐薄
膜の加工を新しい原理を用いた完全ドライプロセスで行
うことにより、製造コストの低減と環境問題の解決を図
った液晶表示素子の製造方法を提供することにある。本
発明の第２の目的は、レジスト膜の現像と残留レジスト
の剥離を新しい原理を用いた完全ドライプロセスで行う
ことにより製造した液晶表示装置を提供することにあ
る。

【００４１】本発明の第３の目的は、高精度でかつエキ
シマレーザー光による光学系のダメージを回避した液晶
表示素子の製造方法を提供することにある。

【００４２】本発明の第４の目的は、小面積の露光マス
クを用いて大サイズの液晶表示素子基板を製造するレジ
ストパターンの形成方法とその装置を提供することにあ
る。本発明の第５の目的は、エキシマレーザー光に対す
る耐加工性を増大させた高精度の誘電体多層膜からなる
エキシマレーザー加工用の露光マスクを備えた液晶表示
素子の製造装置を提供することにある。

【００４３】本発明の第６の目的は、簡単な構成で露光
マスクとガラス基板とを高精度で位置合わせする位置合
わせ装置を備えた液晶表示素子の製造装置を提供するこ
とにある。

【００４４】本発明の第７の目的は、エキシマレーザー
光によるアブレーション加工で発生するデブリスの除去
装置を備えた液晶表示素子の製造装置を提供することに
ある。

【００４５】なお、以下の説明では、エキシマレーザー
を用いたアブレーション加工装置を現像機、または露光
機とも称する。

【００４６】

【課題を解決するための手段】

〔第１の目的を達成するための構成〕上記第１の目的を
達成するために、液晶表示素子を構成するための金属
膜、誘電体絶縁膜、半導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜
の一部がパターン状に形成された多層膜を成膜したガラ
ス基板上にウレタン結合および／またはウレア結合を持
つ高分子材料から構成したレジスト膜を塗布し、所定の
開口パターンを有するマスクを介してエキシマレーザー
光を照射して照射部分のレジスト膜をアブレーション現
象により除去することで前記マスクの開口パターンに対
応して前記薄膜を露出したレジスト膜パターンを形成
し、前記レジスト膜パターンで露出された前記薄膜にエ
ッチング処理を施して除去した後、エキシマレーザー光
を照射して残留レジスト膜をアブレーション現象により
除去することを特徴とする。

【００４７】また、前記レジスト膜を構成する高分子材
料をポリイソシアネートとポリオールおよび／またはポ
リアミンとの重合反応によって生成した高分子化合物で
あることを特徴とする。

【００４８】なお、前記高分子化合物を、構造中に「−
Ａｒ−ＮＨＣＯＯ−」（Ａｒは置換基を持つ／または持
たない芳香族炭化水素基を示す）の部分構造を持つ材料
とする。

【００４９】また、前記高分子化合物を、構造中に「−
Ａｒ−ＮＨＣＯＮＨ−」（Ａｒは置換基を持つ／または
持たない芳香族炭化水素基を示す）の部分構造を持つ材
料とする。

【００５０】さらに、前記ポリイソシアネートを、トル
エンジイソシアネート、メチレンビスフェニルイソシア
ネート、ナフタレンジイソシナネートのうちの少なくと
も１種類としたことを特徴とする。

【００５１】さらに、前記レジスト膜の吸光係数を、波
長２４８ｎｍのエキシマレーザー光に対して５×１０⁴
ｃｍ^-1以上の材料を用いることを特徴とする。

【００５２】さらに、前記高分子化合物を、加熱または
乾燥の何れかにより環状または網目状の架橋構造を形成
する熱硬化型としたことを特徴とする。

【００５３】さらに、前記レジスト膜を、波長２４８ｎ
ｍ、エネルギー密度１００ｍＪ／ｃｍ² のエキシマレー
ザーのパルス光に対して、０．０４μｍ／ｓｈｏｔ以上
のアブレーション速度をもつ材料としたことを特徴とす
る。

【００５４】〔第２の目的を達成するための構成〕上記
第２の目的を達成するために、金属膜、誘電体絶縁膜、
半導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜の１または複数から
なる多層膜をウレタン結合および／またはウレア結合を
もつ高分子材料から構成したレジスト膜を用いたエキシ
マレーザー光のアブレーション現象により加工して得た
一方のガラス基板と、ブラックマトリクスおよび複数の
カラーフィルタを形成した他方のガラス基板の間に液晶
層を挟持して液晶被装置を構成したことを特徴とする。

【００５５】また、上記第２の目的を達成するために、
前記ガラス基板のブラックマトリクスおよび／または複
数のカラーフィルタが、ブラックマトリクス膜および／
または複数のカラーフィルタ膜を所定の開口パターンを
有するマスクを介してエキシマレーザーで照射して当該
照射部分のブラックマトリクス膜および／または複数の
カラーフィルタ膜をアブレーション現象により加工して
なることを特徴とする。

【００５６】［第１の目的を達成するための構成の作
用〕エキシマレーザー光のアブレーション現象（ホト・
デコンポジション・アブレーション：Photo Deconposit
ion Ablation）による高分子材料の加工は、短パルスの
紫外光レーザーによって高分子の結合が非熱的に切断さ
れる現象（解裂）を利用するもので、高精度の薄膜加工
を行うことができるという特徴をもつ。

【００５７】このアブレーション現象を利用すること
で、エキシマレーザー光を用いた露光機による露光プロ
セスのみによってレジスト膜のパターン形成が可能とな
り、従来の現像プロセスを完全に省略することができ
る。

【００５８】さらに、パターン加工後に残留するレジス
トもエキシマレーザー光の単純な照射にみにより除去す
ることができ、従来技術で不可欠の大面積のレジスト剥
離装置と剥離液は不要となる。

【００５９】上記アブレーション現象を利用した加工に
適応するレジスト材には、当然として従来のレジスト材
とは異なる性質を必要とする。すまわち、エキシマレー
ザー光を効率よく吸収し、吸収したエネルギーによって
原子間の結合が効率よく解裂されることが重要である。

【００６０】エキシマレーザーの主要な発振周波数の波
長は現在のところ４種類あるが、２４８ｎｍまたは３０
８ｎｍが実用的で、特に結合の解裂には波長２４８ｎｍ
のエキシマレーザー光が有利である。

【００６１】波長２４８ｎｍのエキシマレーザー光で種
々の高分子材料の解裂を検討した結果、高いレートでア
ブレーション加工を行うためには、レジスト膜の吸収計
数が５×１０⁴ ｃｍ^-1以上を必要であることが分かっ
た。

【００６２】このような強い吸収を示すためには、レジ
スト材中に芳香族環（Ａｒ：アロマテック）を有する置
換基が存在する必要がある。置換基の結合様式の差によ
る吸収強度の差異は、芳香族環との直接的結合様式によ
って殆ど一義的に決まる。この点に関しては、例えば
「Absorption Spectra in the Ultraviolet and visibl
e region」（Edited by L.Lang ,Akademimi Kiado ,Bud
apest 1966) の各データを比較すれば明らかである。

【００６３】芳香族環に吸収されたエネルギーが効率よ
く解裂に変換される結合は、これまでの検討結果から、
イミド結合とウレタン結合である。ただし、ポリイミド
を典型例とするイミド結合材料では、一般的に結合した
芳香族の多い構造となっているため、アブレーション現
象によって生じる残渣（デブリス）が多い。

【００６４】したがって、デブリスの少ない実用的なア
ブレーション用レジスト材として、ポリイソシアネート
を出発原料とし、重合反応によって生成された高分子化
合物が最適であり、更に具体的には、ポリイソシアネー
トとポリオールまたはポリアミンとの重合反応によって
生成したウレタン結合またはウレア結合の何れか一方ま
たは両者をもつ高分子化合物が好ましい。

【００６５】特に、ウレタン結合を持ち、構造中に「−
Ａｒ−ＮＨＣＯＯ−」（Ａｒは置換基を持つ／または持
たない芳香族炭化水素基を示す）の部分構造を持つ高分
子化合物、またはウレア結合を持ち、構造中に「−Ａｒ
−ＮＨＣＯＮＨ−」（Ａｒは置換基を持つ／または持た
ない芳香族炭化水素基を示す）の部分構造を持つ高分子
化合物が好ましく、ポリイソシアネートが、トルエンジ
イソシアネート、メチレンビスフェニルイソシアネー
ト、ナフタレンジイソシアネートのうちの少なくとも１
種類をもつ高分子化合物がエキシマレーザー光のアブレ
ーション加工用として最適のレジスト材料である。

【００６６】このような材料を用いることにより、波長
２４８ｎｍ、またはその近傍のエキシマレーザー光に対
する吸光効率を向上できる。

【００６７】なお、上記構造中に「−Ａｒ−ＮＨＣＯＯ
−」（Ａｒは置換基を持つ／または持たない芳香族炭化
水素基を示す）の部分構造を持つ高分子化合物、または
ウレア結合を持ち、構造中に「−Ａｒ−ＮＨＣＯＮＨ
−」（Ａｒは置換基を持つ／または持たない芳香族炭化
水素基を示す）の部分構造を持つ高分子化合物として
は、上記の材料の他、メラミン樹脂、等を挙げることが
できる。

【００６８】上記のエキシマレーザー光のアブレーショ
ン加工用レジスト材において、ウレタン結合またはウレ
ア結合の少なくとも１つをもつ高分子化合物が加熱また
は乾燥の何れかの手段によって環状ないし網目状の架橋
構造を形成する熱硬化型であることが非熱的なアブレー
ションおよび高精度の加工端面を実現するために必要で
ある。これらは、当然ながらレジスト材としてガラス基
板上に形成された金属膜、誘電体絶縁膜、導電膜等の薄
膜ないしそれらの一部がパターニングされた多層膜上に
スピン回転塗布、ロールコーティング、ロッドコーティ
ング等の塗布手段によって３μｍ以下の均一な塗膜を形
成できることが必要であり、このためには分子量、溶
剤、界面活性剤、フィラー等の混合量を調整して、必要
な塗布特性を満足させることが重要である。

【００６９】さらに、レジスト材として、加熱重合後、
下地となった各薄膜のウエットエッチングまたはドライ
エッチングにおけるエッチング雰囲気に対して十分な耐
性を持つことが重要である。

【００７０】図１および図２は上記した特徴をもつエキ
シマレーザー光のアブレーション加工用レジスト材を用
いた本発明による液晶表示素子の製造方法を説明する工
程図である。

【００７１】まず、図１の（ａ）に示したように、金属
膜、誘電体絶縁膜、半導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜
の一部がパターン状に形成された多層膜２００を形成し
たガラス基板１００上に、スピン回転塗布、ロールコー
ティング、ロッドコーティング等の塗布手段によってレ
ジスト膜３００を３μｍ以下の均一な塗膜を形成する
（ｂ）。

【００７２】レジスト膜３００を塗布したガラス基板１
００に対し、誘電体多層膜を不透過膜とする所要の開口
パターンを有する露光マスク４００を介して例えば波長
２４８ｎｍのエキシマレーザー光を照射する（ｃ）。

【００７３】このとき、エキシマレーザー光はエキシマ
レーザーからのレーザー光を結像レンズでレジスト膜３
００に結像される。この照射エネルギー密度は、５０ｍ
Ｊ／ｃｍ² 以上、３００ｍＪ／ｃｍ² 以下である。

【００７４】その結果、（ｄ）に示したように、露光マ
スク４００の開口パターンに対応した部分のレジストが
除去されたレジストパターンがエキシマレーザー光のア
ブレーション現象で加工され、金属膜、誘電体絶縁膜、
半導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜の一部がパターン状
に形成された多層膜２００が所要のパターンで露出す
る。

【００７５】次いで、図２の（ｅ）に示したように、
（ｄ）のガラス基板にウエットエッチングないしはドラ
イエッチングを施して金属膜、誘電体絶縁膜、半導体膜
の薄膜、ないしは前記薄膜の一部がパターン状に形成さ
れた多層膜２００の露出部分を除去して所要のパターン
が形成される。

【００７６】その後、１５０ｍＪ／ｃｍ² 以下のエネル
ギー密度をもつ波長２４８ｎｍまたは波長３０８ｎｍの
エキシマレーザー光をパターン形成面の全面を照射する
全面アブレーション加工で残留したレジスト膜を除去し
（ｆ）、所要のパターンにパターニングされた金属膜、
誘電体絶縁膜、半導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜の一
部がパターン状に形成された多層膜２００を形成したガ
ラス基板１００が得られる（ｇ）。

【００７７】このように、エッチングプロセスを除い
て、リソグラフーの装置としては露光と剥離の２台のエ
キシマレーザー光照射装置を必要とするだけで、特にレ
ジストの剥離装置にはマスクを用いないため、極めて簡
単な構成で、かつ安価なエキシマレーザー光照射装置で
よく、製造装置の大幅なコスト削減が可能である。

【００７８】［第２の目的を達成するための構成の作
用〕例えば、ＴＦＴ−ＬＣＤの場合の一方のガラス基板
であるＴＦＴ基板（スイッチング素子側基板）に薄膜ト
ランジスタを形成するための金属膜、誘電体絶縁膜、半
導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜の１または複数からな
る多層膜の加工を、ウレタン結合および／またはウレア
結合をもつ高分子材料から構成したレジスト膜を用いた
エキシマレーザーのアブレーション現象により加工す
る。

【００７９】このガラス基板と、ブラックマトリクスお
よび複数のカラーフィルターを形成した他方のガラス基
板の間に液晶層を挟持させることで低コスト、かつ環境
に影響を与えることのない高品質の液晶表示装置が得ら
れる。

【００８０】また、上記他方のガラス基板のブラックマ
トリクスおよび／または複数のカラーフィルターが、ブ
ラックマスク膜および／または複数のカラーフィルタ膜
を、ウレタン結合および／またはウレア結合をもつ高分
子材料から構成したレジスト膜を用いたエキシマレーザ
ーのアブレーション現象により加工したものを用いるこ
とにより、さらに低コスト、かつ環境に影響を与えるこ
とのない高品質の液晶表示装置が得られる。

【００８１】〔第３の目的を達成するための構成〕上記
第３の目的を達成するために、本発明は図３に示し下記
に記載した構成としたことを特徴とする。

【００８２】図３は本発明による液晶表示素子の製造に
用いるエキシマレーザー光のアブレーション現象を利用
した露光機の構成例を説明する模式図であって、１はエ
キシマレーザー、３，５はレンズ、４は分割レンズ、６
はコンデンサレンズ、７は露光マスク、８は結像レン
ズ、９は入射瞳、１０は被加工物であるレジスト塗布ガ
ラス基板、１１はＸ−Ｙテーブル（１１ａはＸ−Ｙマス
クテーブル、１１ｂはＸ−Ｙ基板テーブル）である。

【００８３】同図において（１）エキシマレーザー１と
して紫外光パルスレーザーを用い、このエキシマレーザ
ー１からの出力光ビーム（エキシマレーザー光）を所定
の開孔パターンを有する露光マスク７と結像レンズ８を
介して結像面に置かれた加工物（レジスト塗布ガラス基
板、以下単に被加工物とも言う）１０に照射して露光マ
スク７の開孔パターンに対応したパターンアブレーショ
ン現象で加工形成（現像）する。

【００８４】上記エキシマレーザー１の出力光ビームを
小面積の多数の光ビームに分割して各光ビームをそれぞ
れ集光し、各集光点を照明光源として露光マスク７の面
を均一に照射し、かつ、結像レンズ８の入射瞳９に照明
光源の像を形成して、露光マスク７の開孔パターンを結
像レンズ８の結像面に置かれた被加工物１０の限定領域
に対して一対一に結像すると共に、限定領域を被加工物
１０の全域に走査させることにより、被加工物１０の全
域にアブレーション現象による露光マスク７の開孔パタ
ーンに対応したパターンを現像形成する。

【００８５】また、（２）エキシマレーザー１の出力光
ビームを所定の開孔パターンを有する露光マスク７と結
像レンズ８を介してその結像面に置かれた被加工物１０
に照射し、被加工物１０にアブレーション現象による露
光マスク７の開孔パターンに対応したパターンを現像形
成するエキシマレーザー光のアブレーション現象を用い
た液晶表示素子の製造装置であって、エキシマレーザー
１の出力光ビームを小面積の光ビームに分割してそれぞ
れを集光するレンズアレー４と、このレンズアレー４の
集光点を照明光源として露光マスク７の面を均一に照射
する照明光学系６と、照明光学系６で照明された露光マ
スク７の像を被加工物１０の限定領域に一対一で結像す
る入射瞳９を有する結像レンズ８と、上記限定領域を被
加工物１０の全域に走査させるために露光マスク７およ
び被加工物１０を露光マスク７の平面と平行な面の２方
向に移動させるＸ−Ｙテーブル１１ａ，１１ｂとを備
え、限定領域を被加工物１０の全域に走査させることに
より、被加工物１０の全域にアブレーション現象による
露光マスク７の開孔パターンに対応したパターンを現像
形成するアブレーション現像を施す構成としたことを特
徴とする。

【００８６】なお、上記Ｘ−Ｙテーブル１１ａ，１１ｂ
は、一方のテーブル１１ａを露光マスク移動用に、他方
のテーブル１１ｂを被加工物移動用として、両者を相対
的に一方向（例えば、Ｘ方向）と前記一方向と直交する
他方向（例えば、Ｙ方向）に移動させる構成としてもよ
い。

【００８７】さらに、（３）上記（２）における照明光
学系が、エキシマレーザー１の出力光ビームをレンズア
レー４で小面積の光ビームに分割する以前に光軸に沿っ
た平行ビームとするためのレンズ３を備え、レンズアレ
ー４がそれぞれ偶数個のレンズからなる二組の分割レン
ズからなり、二組の各レンズは平行に入射した前記紫外
光パルスレーザーの出力光ビームを分割して集光する第
一のレンズと第二のレンズの各アレーを構成し、第一の
レンズが作る焦点は第二のレンズとの中間に位置し、焦
点から発散する光束が第二のレンズの対応するレンズ面
積内に完全に収まるごとく配置してなり、第一および第
二のレンズの後段で露光マスク７の面の近傍に第二のレ
ンズから出射した各光束を同一の面積に集光させる第三
のレンズ５を設置し、露光マスク７の面の近傍に第三の
レンズによる集光面を露光マスク７の面に完全に一致さ
せると同時に結像レンズ８の入射瞳９上に分割レンズに
よる焦点アレーの像を結像させる第四のレンズ６を設け
たことを特徴とする。

【００８８】さらに、（４）上記（３）における照明光
学系が、紫外光パルスレーザー１の出力光ビームの断面
をＸ−Ｙ座標平面としたとき、Ｘ軸とＹ軸に平行な各々
独立の光学系により構成し、各光学系は上記Ｘ軸、Ｙ軸
で形成される座標軸を円筒の軸とする円筒形レンズによ
って構成したことを特徴とする。

【００８９】さらに、（５）上記（４）におけるＸ軸、
Ｙ軸の各光学系を構成する第四のレンズ６を非球面の単
一レンズとしたことを特徴とする。

【００９０】さらに、（６）上記（２）における結像レ
ンズ８が、レンズ内で光束が最も絞られる箇所が中空と
なるように構成したテレセントリック対称形レンズとし
たことを特徴とする。

【００９１】さらに、（７）上記（２）における露光マ
スク７が、エキシマレーザー１の出力光ビームの波長に
対する反射膜となる誘電体多層膜をパターン形成してな
り、像面に設置した被加工物１０と結像レンズ８の光軸
上の一点に対して点対称となるように被加工物１０と露
光マスク７の両者を移動させることを特徴とする。

【００９２】さらに、（８）上記（７）における露光マ
スク７への照明領域を長方形とし、その長辺の長さを上
記（６）における対称レンズの所定の解像度および像歪
を満たす範囲とし、その短辺方向に露光マスク７および
被加工物１０を連続的に移動させて被加工物１０および
露光マスク７の端部に達した時点で照明面積の長手方向
に露光マスク７および被加工物１０を移動させ、続いて
前記短辺方向に連続的に移動させる走査を繰り返して被
加工物１０の全域をアブレーション加工することを特徴
とする。

【００９３】さらに、（９）上記（８）における露光マ
スク７上への長方形の照明領域の長辺の端部でのエネル
ギー密度分布の立上りを短辺の端部より５０μｍ以下と
なるように前記露光マスク７の上部にナイフエッジによ
る長方形開孔パターンまたは誘電体多層膜の長方形開孔
パターンにより調整された照明領域を持ち、かつ長方形
開孔パターンの短辺が当該開孔パターン間の中間に位置
することを特徴とする。

【００９４】さらに、（１０）上記（２）におけるエキ
シマレーザー１の出力光ビームを水平方向とすると共
に、露光マスク７および被加工物１０を保持するＸ−Ｙ
テーブル１１ａ，１１ｂを水平方向として照明光を一回
の４５度反射のみで露光マスク７の面に入射させると共
に露光マスク７および被加工物１０の中間に上記（６）
の結像レンズ８を配置したことを特徴とする。

【００９５】さらに、（１１）上記（１０）において上
記（２）および（３）の照明光学系の第四のレンズを４
５度反射ミラーの後段でかつ露光マスク７の直前に配置
したことを特徴とする。

【００９６】さらに、（１２）上記（１０）において、
紫外光パルスレーザー１からなる光源部とこの光源を除
いた構成部分からなるアブレーション現像部のそれぞれ
を、分離壁で独立させた清浄度が異なる部屋に設置する
と共に、紫外光パルスレーザーからなる光源部から出射
したレーザー光ビーム（エキシマレーザー光）を上記分
離壁に設けた透過窓板を通して前記アブレーション現像
部に導入する構成としたことを特徴とする。

【００９７】さらに、（１３）上記（１２）におけるエ
キシマレーザー１からなる光源部と光源を除いた構成部
分からなるアブレーション現像部の各部を防振床に設置
したことを特徴とする。

【００９８】さらに、（１４）上記（１２）におけるエ
キシマレーザー１からなる光源部から出射したレーザー
光ビームのアブレーション現像部を構成する光学系に対
するずれを透過窓板の傾きに変換することにより補正す
ることを特徴とする。

【００９９】このように、上記各構成とした方法および
装置は、特に、ＴＦＴ等のカラー液晶表示パネルを構成
するカラーフィルタ基板の光吸収膜（ＢＭ、所謂ブラッ
クマトリクス）や３色のカラーフィルタを形成する際の
カラーフィルタ薄膜のパターンニング及びＴＦＴ基板を
構成する各種の薄膜のレジストおよびレジストパターン
によるパターニングに好適である。

【０１００】〔第３の目的を達成するための構成の作
用〕この構成は、エキシマレーザー光のアブレーション
現象を利用して、特に、ＴＦＴ等のカラー液晶表示パネ
ルを構成するＴＦＴ構成膜やカラーフィルタ基板の光吸
収膜（ＭＢ、所謂ブラックマトリクス）や３色のカラー
フィルタを形成する際のレジスト薄膜のパターンニング
及びＴＦＴ各層のレジストのパターニング等の高精細度
パターン加工を行うものである。

【０１０１】前記したように、アブレーション現象は、
高いエネルギー密度を持つ紫外エキシマレーザー光（エ
キシマレーザー光）を物質に照射したときに、光の当た
った部分の物質が光分解（解裂）して飛散する現象を言
う。

【０１０２】したがって、開口パターンを形成した露光
マスクを介してエキシマレーザー光を物質に結像するよ
うに照射すると、物質には露光マスクの開口パターン通
りのパターンが形成されることになる。

【０１０３】可視光波長以上の波長を持つレーザー光を
照射したときの物質の分解は、主として熱過程によって
起こるが、エキシマレーザー光の場合は、特に多くの有
機物に対しては化学結合を直接切断する（解裂する）非
熱過程により分解する。

【０１０４】アブレーション現象を利用したレジスト膜
の現像（アブレーション現像）は、このような非熱的光
分解を利用してレジスト等にパターンを形成するもので
あり、従来のホトリソグラフィーでの露光、現像の二つ
の工程を露光工程のみで完了する加工方法である。

【０１０５】上記の説明から明らかなように、アブレー
ション現像を行う装置は本質的に露光機であり、露光マ
スクのパターンを所要の精度でレジスト膜上に結像する
という光学系の原理はアブレーション現像機の場合も変
わらない。

【０１０６】露光機の光学系の基本的な条件は、結像面
の光強度分布が均一であることと、結像パターンの要求
精度を満たすことである。この条件に対して、露光機の
光学系は照明光学系と結像レンズ系の二つの部分に分け
られ、前者は主として均一照明を、後者は結像性能を決
定する。

【０１０７】〔第４の目的を達成するための構成〕本発
明の第４の目的である小面積の露光マスクを用いて大サ
イズの液晶表示素子基板（ガラス基板）を製造するレジ
ストパターンの形成方法とその装置は下記の構成とした
ことにより達成される。

【０１０８】（１）波長２４８ｎｍまたは３０８ｎｍの
エキシマレーザーを光源とし、誘電体多層膜よりなる所
定の開口パターンを有する露光マスクをスリット状に照
明する照明光学系と、当該露光マスクを保持しＸおよび
Ｙ方向に移動できるＸ−Ｙテーブル（Ｘ−Ｙマスクテー
ブル）と、露光マスクの開口パターンを液晶表示素子を
構成する基板上に１：１に投影する屈折型対称結像光学
レンズと、上記ガラス基板を保持しＸ−Ｙマスクステー
ジとは独立にＸおよびＹ方向に移動できるＸ−Ｙテーブ
ル（Ｘ−Ｙ基板テーブル）とを主要構成要素とする露光
機を用い、Ｘ−ＹマスクステージとＸ−Ｙ基板ステージ
を同一方向または反対方向に一次元に動かし、エキシマ
レーザー光のアブレーション作用によって、露光マスク
の開口パターンをガラス基板上に被覆したレジスト層に
１：１に形成する。

【０１０９】（２）上記（１）における液晶表示素子用
誘電体露光マスクとして、画素部各層のパターンは整数
分の一に分割し、画素以外のパターンも適宜に分割し、
それぞれの一単位をスキャン方向に平行に不透過部分で
囲んだものを以てマスクパターンを構成し、各マスクパ
ターンに対応してＸ−ＹマスクテーブルおよびＸ−Ｙ基
板テーブルをスキャンのスタート位置に設定し、次いで
対応する露光マスク領域をスキャンし、次に露光マスク
を元の位置に戻すと共に、基板は次の繰り返し位置に移
動させて同様なスキャン（ステップ−スキャン）を行
い、以下同様の過程を繰り返すことにより液晶表示素子
の全パターンを形成する。

【０１１０】（３）液晶表示素子を構成する絶縁基板上
に所要の薄膜パターンを形成するためのレジストパター
ン形成方法は、液晶表示素子の薄膜パターン形成領域の
面積より小面積で所定の開口パターンを有する露光マス
クを当該薄膜パターン形成領域に平行な面内で相対移動
させると共に、露光マスクに対して相対移動方向と直交
する方向にスリット状としたエキシマレーザー光を照射
することによるアブレーション現象により、基板上に塗
布したレジストを露光マスクの開口パターンに従ってパ
ターニングすることを特徴とする。

【０１１１】（４）また、露光マスクが、絶縁基板の画
素領域のレジストパターンを整数分の１の単位領域に分
割した開口パターンと、画素領域以外のレジストパター
ンを適宜の単位領域に分割した開口パターンと、それぞ
れの単位領域を前記スキャン方向に平行な不透過部分で
囲む領域とから構成され、各開口パターンに対応してＸ
−ＹマスクテーブルおよびＸ−Ｙ基板テーブルをエキシ
マレーザー光のスリット状の照明光の当該スリットの長
さ方向と直交する方向にステップ移動させるステップ−
スキャンさせることにより前記基板上のレジスト全面を
パターニングすることを特徴とする。

【０１１２】（５）そして、ガラス基板上に液晶表示素
子を構成する複数の薄膜を成膜し、これをパターニング
するためのレジストパターンを形成するレジストパター
ン形成装置は、波長２４８ｎｍまたは３０８ｎｍのエキ
シマレーザー光を照射する光源と、所定の開口パターン
を有する誘電体多層膜よりなる露光マスクと、露光マス
クをエキシマレーザー光でスリット状に照明する照明光
学系と、露光マスクをを保持してエキシマレーザー光の
光軸と垂直な平面内のＸ方向およびＸ方向と直交するＹ
方向に移動可能としたＸ−Ｙマスクテーブルと、露光マ
スクの開口パターンを絶縁基板上に１：１に投影する屈
折型対称結像光学レンズと、絶縁基板を保持してＸ−Ｙ
マスクテーブルと独立してＸ−Ｙマスクステージと平行
な平面内のＸ方向およびＸ方向と直交するＹ方向に移動
可能としたＸ−Ｙ基板テーブルとを少なくとも具備し、
Ｘ−ＹマスクテーブルとＸ−Ｙ基板テーブルを同一方向
または反対方向に一次元にスキャンさせることにより、
露光マスクの開口パターンを通したエキシマレーザー光
のアブレーション作用によって、ガラス基板上に塗布し
たレジスト層に露光マスクの開口パターンを１：１でパ
ターニングすることを特徴とする。

【０１１３】〔第４の目的を達成するための構成の作
用〕上記の構成により、ステップ−スキャン露光手段と
エキシマレーザー光のアブレーション現象を利用するこ
とによって、大サイズのガラス基板におけるレジストの
パターン露光と現像とが一体化され、高速かつ低コスト
のレジストパターニング処理が実現される。

【０１１４】〔第５の目的を達成するための構成〕本発
明の第５の目的であるを液晶表示素子の製造装置に備え
るエキシマレーザー光に対する耐加工性を増大させた高
精度の誘電体多層膜からなるエキシマレーザー加工用の
露光マスクは、紫外光に対して透明なガラス基板の光の
入射面と反対の面上に下記の（１）〜（５）を要件とし
た誘電体多層膜等を形成することによって達成される。

【０１１５】（１）ガラス基板上にその光路長が使用波
長の１／４となる第１層、この上に同じく光路長が１／
４波長となる第２層を重ねる。第１層の屈折率は第２層
の屈折率よりも高くとり、以下この構成を繰り返した誘
電体多層膜上に基板ガラスの屈折率よりも高い屈折率を
持つ１／４波長の光路長を持つ第３の誘電体層を形成し
た多層構造をとるものとする。

【０１１６】誘電体パターン形成に際しては、レジスト
パターンを形成した後、イオンミリングに依って当該パ
ターンを形成するか、または最上層に金属膜を成膜し、
この金属膜のみをエッチングして所望の金属膜パターン
を形成し、これを露光マスクとしてドライエッチングに
より誘電体層のパターニングを行う。

【０１１７】（２）上記構造での使用波長に対する誘電
体層を透過するエネルギー密度が基板上の被加工膜のア
ブレーション閾値以下となる様に誘電体層を構成する。

【０１１８】（３）上記（１）における誘電体のパター
ニング用マスク金属膜を露光マスクの構成材としてその
まま残す構造とする。この時、エキシマレーザー光に対
する誘電体層の透過エネルギー密度を当該金属膜のダメ
ージ閾値以下となる様な膜厚で構成する。

【０１１９】（４）上記構成に於ける金属膜として、特
にＣｒを用いる。

【０１２０】（５）上記の誘電体層を構成する低屈折率
材料としてＬｉＦ，ＭｇＦ₂ ，ＳｉＯ₂ ，ＹＦ₃ ，Ｌａ
Ｆ₃ ，ＴｈＦ₄ を用い、高屈折率材料としてＡｌ
₂ Ｏ₃ ，ＭｇＯ，ＴｈＯ₂ ，Ｓｃ₂ Ｏ₃ ，Ｙ₂ Ｏ₃ ，Ｈ
ｆＯ₂ の内いずれかの組合せを用いる。

【０１２１】すなわち、さらに詳細な構成を説明する
と、露光マスクは、紫外光に対して透明なガラス基板
と、このガラス基板上に紫外光の波長を選択的に反射す
る誘電体多層膜パターンを形成した誘電体マスクを構成
してなる。

【０１２２】また、露光マスクは、紫外光に対して透明
なガラス基板と、前記ガラス基板の紫外光入射側とは反
対側の面上に、光路長が使用紫外光の１／４波長の膜厚
を持つ第１の誘電体層と、前記第１の誘電体層の上に同
じく光路長が１／４波長でかつ前記第１の誘電体層の屈
折率より小である第２の誘電体層を重ねてなる二層膜の
組合せを繰り返し成膜した誘電体多層膜と、前記誘電体
多層膜の最上層に前記ガラス基板の屈折率より大きな屈
折率を持つと共にその光路長が使用紫外線の１／４波長
となる第３の誘電体層を有することを特徴とする。

【０１２３】さらに、液晶表示素子の製造装置は、紫外
光としてエキシマレーザー光の２４８ｎｍ，３０８ｎ
ｍ，３５１ｎｍの波長を用いると共に、上記各波長での
ガラス基板に形成された誘電体層の透過エネルギー密度
を被加工膜のアブレーション閾値以下に設定したことを
特徴とする。

【０１２４】さらに、上記第３の誘電体層の上に金属膜
を成膜すると共に、前記エキシマレーザー光の各波長の
前記誘電体層の透過エネルギー密度を前記金属膜のダメ
ージ閾値以下に設定したことを特徴とする。

【０１２５】そして、上記金属膜の材料がＣｒであるこ
とを特徴とする。

【０１２６】さらに、上記誘電体層を構成する第１の誘
電体材料がＡｌ₂ Ｏ₃ ，ＭｇＯ，ＴｈＯ₂ ，Ｓｃ
₂ Ｏ₃ ，Ｙ₂ Ｏ₃ ，ＨｆＯ₂ の内の何れかまたは２以上
の組合せであり、上記第２の誘電体材料がＬｉＦ，Ｍｇ
Ｆ₂ ，ＳｉＯ₂ ，ＹＦ₃ ，ＬａＦ₃，ＴｈＦ₄ の内の何
れかまたは２以上の組合せであることを特徴とする。

【０１２７】そして、露光マスクの形成方法は、紫外光
に対して透明なガラス基板上に、光路長が使用紫外光の
１／４波長の膜厚を持つ第１の誘電体層を形成し、第１
の誘電体層の上に同じく光路長が１／４波長でかつ第１
の誘電体層の屈折率より小である第２の誘電体層を形成
してなる誘電体多層膜を形成後、誘電体多層膜の最上層
にガラス基板の屈折率より大きな屈折率を持つと共にそ
の光路長が使用紫外線の１／４波長となる第３の誘電体
層を形成する誘電体多層膜形成工程と、誘電体多層膜の
上に金属膜を形成する金属膜形成工程と、金属膜をホト
リソグラフィーにより露光マスクとしての開口パターン
を形成する金属膜パターニング工程と、金属膜の開口パ
ターンをマスクとしてエッチングにより誘電体多層膜に
露光マスクとしての開口パターンを形成する誘電体多層
膜パターニング工程とを含むことを特徴とする。

【０１２８】〔第５の目的を達成するための構成の作
用〕誘電体多層膜の選択反射等の機能はフィルター，ミ
ラー，反射防止膜等に応用されており、その原理につい
ては例えば、Ｍ．Ｂｏｒｎ＆Ｅ．Ｗｏｌｆ，”Ｐｒｉｍ
ｃｉｐｌｅｓ ｏｆ Ｏｐｔｉｃｓ”４ｔｈ Ｅｄｉｔ
ｉｏｎ １９７０ｐｐ５１〜７０に詳細に記述されてい
る。

【０１２９】上記文献によれば、反射ミラーは高屈折率
の１／４波長膜と低屈折率の１／４波長膜を交互に重ね
合わすことにより、屈折率及び層数によって所与の反射
率を得ることが出来る。

【０１３０】本発明では、エキシマレーザー光で露光マ
スクを照射し、被加工膜基板上に露光マスクの開口パタ
ーン像を結像する場合への適用を第１義としており、入
射光はマスク面に垂直である場合が殆どであることか
ら、以下では垂直入射のみとして議論を進める。この場
合、上記文献の第６９頁に記載の式９６に示す通り、Ｎ
個の２層構造から成る多層膜の反射率Ｒ（２Ｎ）は次の
（１）式で与えられる。 Ｒ（２Ｎ）＝｛〔1-( ｎ_e / ｎ₁ ）×( ｎ₂/ｎ₃ ）^2N〕／〔1+ｎ_e / ｎ₁ ） ×（ｎ₂/ｎ₃ ）^2N〕｝² ・・・（１） ここで、ｎ₁ はマスクを構成する入射媒体の屈折率、ｎ
_e は出射媒体の屈折率、ｎ_2,ｎ₃ は各々多層誘電体層を
構成する高屈折率側誘電体の屈折率および低屈折率側誘
電体の屈折率である。

【０１３１】上記（１）式から明らかなように、誘電体
の層数が多い程、またｎ₂ ／ｎ₃ の比が大きい程反射率
は大きくなる。

【０１３２】一方、精細度の高いパターンを作る為には
誘電体層の層数をできるだけ少なくする必要がある。そ
のためには、ｎ₂ ／ｎ₃ の大きな組み合わせを選ぶこと
になるが、使用可能な誘電体材料の屈折率の値は１．３
〜２．３の範囲にほぼ限られており、任意の組み合わせ
が得られる訳ではない。

【０１３３】更に、アブレーションにマクスを適用する
場合、エキシマレーザー光に対する耐性を考慮する必要
があるが、いくつかの文献、例えば、F.Rainer et al,
Applied Optics Vol. 24, No.4（1985）p496〜p500に示
されているように、耐性の高い材料は屈折率が小さいと
いう傾向がある。

【０１３４】上記文献に依れば、耐性の強い低屈折率材
料としてＬｉＦ，ＭｇＦ₂ ，ＳｉＯ₂ ，ＹＦ₃ ，ＬａＦ
₃ ，ＴｈＦ₄ が、また高屈折率材料としてＡｌ₂ Ｏ₃ ，
ＭｇＯ，ＴｈＯ₂ ，Ｓｃ₂ Ｏ₃ ，Ｙ₂ Ｏ₃ ，ＨｆＯ₂ 等
が挙げられるが、高屈折率材料はこれらに関して例外な
く低屈折率材料に比べて耐性は低い。

【０１３５】従って、材料の組み合わせは更に限定され
るので、少しでも反射率を改善する多層膜の構成を検討
する必要がある。

【０１３６】図４は誘電体多層膜マスクの基本的構成の
１例を説明する断面模式図、図５は誘電体多層膜マスク
の基本的構成の他例を説明する断面模式図であって、７
１は石英ガラス基板、７２は高屈折率誘電体層、７３は
低屈折率誘電体層である。

【０１３７】図４における入射媒体は石英ガラスで出射
媒体は空気であり、入射媒体の屈折率ｎ₁ は１．０、出
射媒体の屈折率ｎ_e は１．５であって、屈折率比ｎ_e ／
ｎ₁は１．０／１５＝０．６６である。

【０１３８】また、図５における入射媒体は空気で出射
媒体は石英ガラスであり、入射媒体の屈折率ｎ₂ は１、
出射媒体の屈折率ｎ_e は１．５であって、屈折率比ｎ_e
／ｎ₂ は１．５／１．０＝１．５である。

【０１３９】上記図４と図５に示した誘電体多層膜マス
クを比較して、何れの構成のマスクが有利であるかは、
上記した屈折率比ｎ_e ／ｎ₁ の値の差であることは式
（１）から明らかである。

【０１４０】図６は前記図４に対応した屈折率比ｎ_e ／
ｎ₁ と反射率との関係を層数をパラメータとした説明図
である。

【０１４１】また、図７は前記図５に対応した屈折率比
ｎ_e ／ｎ₁ と反射率との関係を層数をパラメータとした
説明図である。層数は各々下から上に向かって１層から
１０層まで変化している。

【０１４２】ここで、マスクを構成する基板は石英ガラ
スで、波長２４８ｎｍに於ける屈折率は１．５である。

【０１４３】光が空気側から入射する図７の場合、屈折
率比ｎ_e ／ｎ₁ は１．５であり、他方基板側から入射す
る図６の場合は１／１．５となり、層数が増加するに従
いその差は実際上無視出来ることが図より明らかであ
る。但し、ｎ₂ ／ｎ₃ の値があまり大きくなく１０層以
下の場合はこの差は顕著である。

【０１４４】図８は本発明によるエキシマレーザー加工
用マスク（露光マスク）の基本構造を説明する模式断面
図であって、前記図４に示した多層誘電体層の最上層に
屈折率ｎがマスクを構成する入射媒体の屈折率ｎ₁ より
大きいｎ＞ｎ₁ なる１／４波長膜（追加の高屈折率層
４）を一層加えると前記（１）式は下記（２）式のよう
に変更され、上記の問題は解消される。

【０１４５】 Ｒ（２Ｎ＋１）＝｛〔1-( ｎ₁ ｎ_e / ｎ²)・( ｎ₂/ｎ₃ )^2N 〕 ／〔1+( ｎ₁ ｎ_e / ｎ²)・( ｎ₂/ｎ₃ )^2N 〕｝² ・・・・（２） この追加の高屈折率層７４は、透過光の最終段階にある
ために必ずしもレーザー耐性が強くなくても良いので、
屈折率の高い材料を選ぶことが出来る。

【０１４６】図９は図８の金属膜７５の層を除き追加の
高屈折率層としてＡｌ₂ Ｏ₃ を用いた場合の多層誘電体
層の屈折率比ｎ₂ ／ｎ₃ と反射率の関係の特性説明図で
ある。

【０１４７】同図から、高屈折率層を追加することによ
って特性は図６はもとより図７よりも改善されているこ
とが分かる。

【０１４８】誘電体層マスクを実際に用いる場合、通常
の可視光に対してはほぼ透明であるため、従来のアライ
メント光学系等を用いることが困難である。その対策と
して、金属膜を重ねればよいが、金属膜のエキシマレー
ザー耐性は低く、種類により差はあるがＡｌを除いて５
０ｍＪ／ｃｍ² 以下のものが殆どであり、マスクを長寿
命化するためには１０ｍＪ／ｃｍ² 以下の照射で用いる
ことが望ましい。

【０１４９】従って、金属膜を誘電体層に重ねて用いる
ためには、図８に示した配置のみ可能である。実際に誘
電体層に金属膜を重ね合わせと、マスクとしての使い易
さだけでなく、マスクの製造上で有利な点が多い。

【０１５０】多層誘電体多層マスクの製造法としては、
イオンミリング，ドライエッチング等が一般的に用いら
れるが、考慮すべき点はミリングまたはエッチングの前
にレジストパターンを検査，修正することである。

【０１５１】特に、多層誘電体層自体を修正することは
困難であるため、レジストパターンの完全な検査，修正
が必要とされる。

【０１５２】現在、この面で確立されているのはＣｒマ
スクの技術であり、これを多層誘電体層マスクに適用す
ることができる。即ち、基板上に一様に成膜された多層
誘電体層上に金属膜を成膜し、その無欠陥を確認後、通
常のフォトリソグラフィー工程によりパターンを形成す
る。

【０１５３】このパターンに欠陥の検査，修正を施し
て、完全な金属膜パターンを得た後、これをレジストパ
ターンとして上記エッチングにより誘電体層のパターン
を形成すればよい。

【０１５４】誘電体層の透過エネルギー密度を金属膜の
ダメージ閾値より低く設定し、金属膜パターンを残すこ
とにより通常の露光またはエッチングマスクと同じ扱い
をすることが出来る。

【０１５５】また、金属膜を重ねたマスクは低エネルギ
ー密度のアブレーションに好適であることは言うまでも
ない。

【０１５６】〔第６の目的を達成するための構成〕本発
明の第６の目的である簡単な構成で露光マスクとガラス
基板とを高精度で一合わせする位置合わせ装置を備えた
液晶表示素子の製造装置の構成は下記のとおりである。

【０１５７】（１）液晶表示素子を構成するガラス基板
等の被加工物に塗布したレジスト膜の形成面に露光マス
クを介してエキシマレーザー光の照射で所定のパターニ
ングを行う液晶被装置において、上記露光マスクの一部
に位置合わせマークを形成し、被加工物と位置的に対応
させて互換できかつ露光マスクの位置合わせマークの投
影部にて螢光を発する基板を備え、この基板の螢光箇所
に基づいて露光マスクと被加工物との位置合わせを行う
ように構成したことを特徴とする。

【０１５８】（２）被加工物のレジスト膜の形成面にフ
ォトマスクを介してエキシマレーザー光とした露光装置
において、上記露光マスクには位置合わせマークを形成
し、上記露光マスクの位置合わせマークの投影部にて螢
光を発するとともに前記加工基板を保持するホルダと、
このホルダの螢光個所に基づいてホルダに対する被加工
基板の位置合わせを行う手段とを備えたことを特徴とす
る。

【０１５９】〔第６の目的を達成するための構成の作
用〕上記（１）の構成における被加工物と互換できる基
板はエキシマレーザー光によって露光マスクの位置合わ
せマークを投影させ、その投影個所において螢光を発す
る。

【０１６０】この蛍光に基づき、被加工物と位置的に対
応して配置される上記基板に投影されて目視できる位置
合わせマークは可視可能となり、従来の可視光の投影と
全く同等の位置合わせ効果を得ることができる。

【０１６１】したがって、被加工物に対する露光マスク
の位置合わせが簡単な構成で達成できる。

【０１６２】また、上記（２）の構成によれば、被加工
物を保持するホルダに露光マスクの位置合わせマークが
投影されその投影個所において螢光を発する。

【０１６３】そして、この位置合わせマークが投影され
るホルダに保持された被加工物を当該投影光による蛍光
の発光箇所に基づいて該ホルダと露光マスクとの位置合
わせが可能となる。

【０１６４】〔第７の目的を達成するための構成〕 （１）エキシマレーザー光によるアブレーション加工で
発生するデブリスはエキシマレーザーの照射部位（加工
部位）に層流を形成し、または（２）ノズルを配置して
気体を吹き付けて除去したり、あるいは（３）当該照射
部位に管状のノズルを単数または複数配置し、若しくは
エキシマレーザー光の照射領域（加工領域）を囲む環状
の吸引ノズルを爆発雲（ブルーム）の速度が吸引の流速
より遅くなる被加工物上の位置に設定して用いることに
よって吸引除去する。

【０１６５】上記（３）の吸引によるデブリス除去装置
は、エキシマレーザー光を透過する石英材等よりなる入
射窓と、この入射窓に対向して被加工物の加工領域に近
接した開口を有する底板と、排気系に接続する排気口
と、前記入射窓と前記底板の間の空間と前記排気口の間
に形成したノズル構造を備える。

【０１６６】上記（３）のデブリス除去装置は、エキシ
マレーザー光を照射するアブレーション加工部に臨んだ
位置に真空吸引装置を具備し、前記アブレーションで生
じたデブリスを吸引して除去することを特徴とする。

【０１６７】また、上記真空吸引装置に少なくとも１つ
の管状ノズルを備え、この管状ノズルをアブレーション
によるプルームの速度が真空吸引の流速より遅くなる被
加工物上の位置に設置する。

【０１６８】さらに、上記真空吸引装置にアブレーショ
ン加工部を囲む環状の吸引ノズルを備え、アブレーショ
ンによるプルームの速度が真空吸引の流速より遅くなる
被加工物上の位置に設置する。

【０１６９】そして、上記真空吸引装置にエキシマレー
ザー光を透過する石英材よりなる入射窓と、被加工物の
アブレーション加工部の領域より略２ｍｍ以上広くかつ
入射窓と対向する出射口を有する底板と、排気系に接続
する排気口と、入射窓と前記底板との間の空間と前記排
気口の間でエキシマレーザー光の光路から外れた部分で
の流速が２５ｍ／ｓ以上となるノズル状構造を備え、底
板を被加工物から略１ｍｍ以下の間隔をもって設置す
る。

【０１７０】〔第７の目的を達成するための構成の作
用〕前記したように、エキシマレーザー光の照射による
アブレーションは、高いエネルギー密度を持つ紫外エキ
シマレーザー光が物質に照射されると、当該レーザー光
の当たった部分の物質が光分解して飛散する現象と定義
される。なお、このときの光分解（解裂）は爆発状態で
あり、デブリスは爆発雲（ブルーム）となって飛散す
る。

【０１７１】従って、このアブレーション現象を利用
し、例えば、あるパターンをマスクにして、これをエキ
シマレーザー光で照明し、被加工物の表面に結像すれ
ば、上記のマスクパターンの通りの形状が表面加工物の
表面に形成されることになる。

【０１７２】可視光以上の波長のレーザー光では、レー
ザー光の照射による物質の分解は、主として熱過程（熱
分解）によって起こるが、エキシマレーザー光を用いた
場合は、特に多くの有機物に対しては化学結合を直接切
断する非熱過程により分解するため、現状では主として
マイクロマシニング等の超精密加工の分野で利用されて
いる。

【０１７３】実際には、このエキシマレーザー光のアブ
レーション現象を利用した加工技術は、上記マイクロマ
シニングの分野のみならず、ＴＦＴ等の製造における薄
膜成形プロセスにも適用することが可能であり、アブレ
ーションに適合したレエジスト材を選ぶことにより、従
来のフォトリソグラフィー技術を用いた露光と現像のプ
ロセスを同時に行うことができるアブレーション現像、
同じくアブレーション剥離等への応用も考えられてい
る。

【０１７４】アブレーション現象は２０〜３０ｎｓのパ
ルス幅のエキシマレーザー光が高エネルギー密度で物質
を光分解するので、上記したように、一種の爆発現象と
理解される。

【０１７５】図１０はエキシマレーザー光のパルスにデ
ィレイ同期した色素レーザー（パルス幅約５ｎｓ）によ
るアブレーション現象のシャドウグラフを模式的に示す
アブレーション現象の説明図であって、１５ａ〜１５ｆ
はエキシマレーザー光の照射により生じたデブリスの振
る舞いの概念形状、１６，１６’はショックウエーブ、
１７は被加工物を示す。

【０１７６】同図はノボラック系の樹脂に波長２４８ｎ
ｍ、エネルギー密度１００ｍＪ／ｃｍ² のエキシマレー
ザー光を照射した場合である。

【０１７７】まず、被加工物１７の表面に上記のエキシ
マレーザー光を照射すると、（ａ）に示すように被加工
物１７のエキシマレーザー光の照射領域からデブリスが
放出された初期状態の浮き上がり１５ａが生じる。

【０１７８】放出された気体または軽い微粒子からなる
デブリスによってショックウエーブ１６が形成される。

【０１７９】ショックウエーブ１６のフロントの速度
は、０．２〜０．４μｓ以下のディレイ時間では１．５
ｋｍ／ｓ程度の超音速であるが、これが（ｂ）の１μｓ
後になると通常の音速のレベルのショックウエーブ１
６’となる。

【０１８０】このショックウエーブのウエーブフロント
の内側は高い圧力で、これによりデブリス１５ｂの主体
である比較的重い粒子が抑え込められているが、（ｃ）
の１０μｓ位の経過時点では内部の圧力が急激に減少す
るためにデブリス１５ｃは上昇を始め、（ｄ）の２０μ
ｓ位後から所謂プルームと呼ばれる茸雲状の噴煙１５ｄ
が観察される。

【０１８１】このプルーム１５ｄは、時間の経過に従っ
て（ｅ）の１５ｅ、（ｆ）の１５ｆのように形成され
る。

【０１８２】このプルームの空気中での上昇速度、およ
び高さは前記の条件で、１００μｓのディレイタイムに
おいて、各々２０ｍ／ｓ、および約３ｍｍである。入射
エネルギー密度が３００ｍＪ／ｃｍ² の場合、アブレー
ションのレートは約３倍となるが、プルームの高さ、上
昇速度は高々１．５倍程度である。

【０１８３】以上のアブレーション現象の挙動は被加工
材料によって少しずつ異なり、明確な茸雲状の噴煙が観
察されないといった様な変化はあり、特に定量的な値は
当然材料によって変わってくるが、上記は３００ｍＪ／
ｃｍ² 以下の一つの目安である。

【０１８４】すなわち、エキシマレーザー光を照射する
アブレーション加工部に臨んだ位置に前記アブレーショ
ンで生じたデブリスを吸引して除去する真空吸引装置を
具備することにより、被加工物の表面に当該デブリスが
付着したり、後続のレーザーパルスのエネルギーを減殺
させることがない。

【０１８５】また、少なくとも１つの管状ノズルを備え
て、アブレーションによるプルームの速度が真空吸引の
流速より遅くなる被加工物上の位置に上記の真空吸引装
置を設置したことにより、デブリスを効率よく除去する
ことができる。

【０１８６】さらに、アブレーション加工部を囲む環状
の吸引ノズルを備えることにより、アブレーションによ
るプルームの速度が真空吸引の流速より遅くなる被加工
物上の位置に上記の真空吸引装置を設置したことによ
り、デブリスがさらに効率よく除去される。

【０１８７】そして、上記の真空吸引装置をエキシマレ
ーザー光を透過する石英材よりなる入射窓と、被加工物
のアブレーション加工部の領域より略２ｍｍ以上広くか
つ入射窓と対向する出射口を有する底板と、排気系に接
続する排気口とから構成し、入射窓と底板との間の空間
と排気口の間でエキシマレーザー光の光路から外れた部
分での流速が２５ｍ／ｓ以上となるノズル状構造を備
え、底板を被加工物から略１ｍｍ以下の間隔をもって設
置したことにより、デブリスがさらに効率よく除去でき
る。

【０１８８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に示した実施例を参照して詳細に説明する。図１１は本
発明を適用するアクティブ・マトリクス方式のカラー液
晶表示装置の一画素近傍の構成を説明する平面図であ
る。

【０１８９】同図に示したように、各画素は隣接する２
本の走査信号線（ゲート信号線または水平信号線）ＧＬ
（ゲートライン）と、隣接する２本の映像信号線（ドレ
イン信号線または垂直信号線）ＤＬ（データライン）と
の交差領域内（４本の信号線で囲まれた領域内）に配置
されている。

【０１９０】各画素は薄膜トランジスタＴＦＴ（ＴＦＴ
１，ＴＦＴ２）、透明な画素電極ＩＴＯ１および保持容
量素子Ｃadd （付加容量）を含む。走査信号線ＧＬは図
では左右方向に延在し、上下方向に複数本配置されてい
る。また、映像信号線ＤＬは上下方向に延在し、左右方
向に複数本配置されている。

【０１９１】なお、ＳＤ１はソース電極、ＳＤ２はドレ
イン電極、ＢＭはブラックマトリクス、ＦＩＬはカラー
フィルタである。

【０１９２】また、図１２は図１１の３−３線に沿って
切断した要部断面図であって、液晶層ＬＣを基準にして
下部透明ガラス基板ＳＵＢ１側には薄膜トランジスタＴ
ＦＴおよび透明画素電極ＩＴＯ１が形成され、上部透明
ガラス基板ＳＵＢ２側にはカラーフィルタＦＩＬ、遮光
膜すなわちブラックマトリクスＢＭが形成されている。
この上部透明ガラス基板を一般にカラーフィルタ基板と
称する。

【０１９３】透明ガラス基板ＳＵＢ１、ＳＵＢ２の両面
にはディップ処理等によって形成された酸化シリコン膜
ＳＩＯが設けられている。

【０１９４】上部透明ガラス基板ＳＵＢ２の内側（液晶
層ＬＣ側）の表面には、ブラックマトリクスＢＭ、カラ
ーフィルタＦＩＬ、保護膜ＰＳＶ２、共通透明画素電極
ＩＴＯ２（ＣＯＭ）および上部配向膜ＯＲＩ２が順次積
層して設けられている。

【０１９５】従来の液晶表示素子用カラーフィルタの製
造法は、Ｃｒ等の金属膜でブラックマトリクスＢＭを形
成する部分を除いて、現像機能を持つ材料を露光，現像
により、また、現像機能を持たない材料を用いる場合は
リフトオフ等の手段によりパターン形成を行っている。

【０１９６】これに対し、本発明では、液晶表示素子を
構成する下部透明ガラス基板ＳＵＢ１およびカラーフィ
ルタＦＩＬや遮光膜すなわちブラックマトリクスＢＭが
形成される上部透明ガラス基板ＳＵＢ２の各薄膜のパタ
ーニングは、エキシマレーザー光のアブレーション現象
を利用した加工で形成することで、高精度の液晶表示装
置を製造することができる。

【０１９７】図１３、図１４および図１５は下部透明ガ
ラス基板にＴＦＴを構成する薄膜多層構造のパターニン
グによる形成工程の説明図である。なお、各図中、第１
フォト、第２フォト、・・・は被加工薄膜を覆ってレジ
スト膜を塗布し、これを露光マスクを介してエキシマレ
ーザー光を照射する本発明による露光／現像一体プロセ
スを示す。また、各図の左側は図１２のＴＦＴ部分、右
側は端子引出し部分、中央はプロセスの説明である。

【０１９８】工程Ａ（図１３） まず、７０５９ガラス（商品名）からなる下部透明ガラ
ス基板ＳＵＢ１の両面に酸化シリコン膜ＳＩＯをディッ
プ処理により形成した後、５００°Ｃ、６０分間のベー
キングを行う。下部透明ガラス基板ＳＵＢ１の上に膜厚
が１１００Åのクロムからなる第１導電膜ｇ１をスパッ
タリングにより成膜し、この上にレジストを塗布してエ
キシマレーザー光を用いた第１フォト工程を実行してレ
ジストパターンを形成する。

【０１９９】次に、エッチング液として硝酸第２セリウ
ムアンモニウム溶液で第１導電膜ｇ１を選択的にウエッ
トエッチングする。これによって、ゲート端子ＧＴＭ、
ドレイン端子ＤＴＭ、ゲート端子ＧＴＭを接続する陽極
酸化バスラインＳＨｇ、ドレイン端子ＤＴＭを短絡する
バスラインＳＨｄ、陽極酸化バスラインＳＨｇに接続さ
れた陽極酸化パッド（図示せず）を形成する。

【０２００】工程Ｂ（図１３） 膜厚が２８００ÅのＡｌ−Ｐｄ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓ
ｉ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃｕ等からなる第２導電膜ｇ２
をスパッタリングにより形成する。レジストを塗布し、
エキシマレーザー光を用いた第２フォト工程を実行して
レジストパターンを形成する。

【０２０１】次に、リン酸と硝酸と氷酢酸で第２導電膜
ｇ２を選択てきにエッチングする。工程Ｃ （図１３） そして、陽極酸化用マスクＡＯの第３フォト工程を実行
し、レジストパターンを形成する。次に、３％酒石酸を
アンモニアによりＰＨ６．２５±０．０５に調整した溶
液をエチレングリコール液で１：９に希釈した液からな
る陽極酸化液中に基板ＳＵＢ１を浸漬し、化成電流密度
が０．５ｍＡ／ｃｍ² になるように調整する（定電流化
成）。

【０２０２】次に、所定の膜厚のＡｌ₂ Ｏ₃ が得られる
のに必要な化成電圧１２５Ｖに達するまでの陽極酸化を
行う。その後、この状態で数１０分保持するのが望まし
い（定電圧化成）。これは、均一なＡｌ₂ Ｏ₃ 膜を得る
上で大事なことである。これによって、第２導電膜ｇ２
が陽極酸化され、走査信号線ＧＬ、ゲート電極ＧＴ、お
よび電極ＰＬ１上に膜厚が１８００Åの陽極酸化膜ＡＯ
Ｆが形成される。

【０２０３】工程Ｄ（図１４） プラズマＣＶＤ装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が２０００Åの窒化Ｓｉ膜を形
成し、プラズマＣＶＤ装置にシランガス、水素ガスを導
入して、膜厚が２０００Åのｉ型非晶質Ｓｉ膜を成膜し
た後、プラズマＣＶＤ装置に水素ガス、ホスフィンガス
を導入して、膜厚が３００ÅのＮ（＋）型非晶質Ｓｉ膜
を形成する。

【０２０４】工程Ｅ（図１４） レジストを塗布し、エキシマレーザー光を用いた第４フ
ォト工程を実行し、レジストパターンを形成する。次
に、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆ 、ＣＣｌ₄ を使
用してＮ（＋）型非晶質Ｓｉ膜を選択的にエッチングす
ることにより、ｉ型半導体層ＡＳの島を形成する。

【０２０５】工程Ｆ（図１４） レジストを塗布し、エキシマレーザー光を用いた第５フ
ォト工程を実行し、レジストパターンを形成する。次
に、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆ を使用して、窒
化Ｓｉ膜を選択的にエッチングする。

【０２０６】工程Ｇ（図１５） 膜厚が１４００ÅのＩＴＯ膜からなる第１導電膜ｄ１を
スパッタリングし、レジストを塗布してエキシマレーザ
ー光を用いた第６フォト工程を実行し、レジストパター
ンを形成する。次に、塩酸と硝酸の混合液をエッチング
液として第１導電膜ｄ１を選択的にエッチングすること
により、ゲート端子ＧＴＭ、ドレイ端子ＤＴＭの最上層
および透明画素電極ＩＴＯ１を形成する。

【０２０７】工程Ｈ（図１５） 膜厚が６００ÅのＣｒからなる第２導電膜ｄ２をスパッ
タリングで形成し、さらに、膜厚が４０００ÅのＡｌ−
Ｐｄ、Ａｌ−Ｓｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｔｉ、Ａｌ−Ｓｉ−Ｃ
ｕ等からなる第３導電膜ｇ３をスパッタリングにより形
成する。レジストを塗布し、エキシマレーザー光を用い
た第７フォト工程を実行してレジストパターンを形成す
る。

【０２０８】第３導電膜ｇ３を工程Ｂと同様の液を用い
てエッチングし、また、第２導電膜ｄ２を工程Ａと同様
の液を用いてエッチングして、映像信号線ＤＬ、ソース
電極ＳＤ１、ドレイン電極ＳＤ２を形成する。次に、ド
ライエッチング装置にＣＣｌ₄ 、ＳＦ₆ を導入してＮ
（＋）型非晶質Ｓｉ膜をエッチングすることにより、ソ
ースとドレイン間のＮ（＋）型半導体層ｄ０を選択的に
除去する。

【０２０９】工程Ｉ（図１５） プラズマＣＶＤ装置にアンモニアガス、シランガス、窒
素ガスを導入して、膜厚が１μｍの窒化Ｓｉ膜を形成す
る。レジストを塗布し、エキシマレーザー光を用いた第
８フォト工程を実行し、レジストパターンを形成する。
次に、ドライエッチングガスとしてＳＦ₆ を使用した写
真蝕刻技術で窒化Ｓｉ膜を選択的にエッチングすること
により、保護膜ＰＳＶ１を形成する。

【０２１０】上記の如く、金属膜のエッチングにはウエ
ットエッチングを、半導体膜や絶縁膜のエッチングには
ドライエッチングを採用している。

【０２１１】なお、各フォト工程後のレジスト膜の剥離
は、エネルギーを絞ったエキシマレーザー光を全面照射
することで行われ、従来のような剥離材を用いたウエッ
ト処理は行わない。

【０２１２】カラーフィルタ側の基板ＰＳＶ２の薄膜加
工も同様に、ブラックマスク材料、カラーフィルタ材料
の塗布と露光マスクを用いたエキシマレーザー光による
フォト工程で行われる。

【０２１３】このように、本発明によれば、レジストの
現像、剥離に液体を用いないため、工程の簡素化と環境
への影響を無くすことができると共に、液晶表示素子の
各基板を低コストで製造できる。

【０２１４】次に、エキシマレーザー光を用いた露光／
現像装置の実施例を説明する。

【０２１５】図１６は本発明による液晶表示素子の製造
方法に使用する露光機の光学系の概略を説明する模式図
であって、１はエキシマレーザー、２は照明光学系、
２’は反射ミラー、１１ａはＸ−Ｙマスクテーブル、８
は結像レンズ系、１１ｂはＸ−Ｙ基板テーブル、７は露
光マスク（但し、多層膜面は下側）、１０は基板であ
る。

【０２１６】露光光源であるエキシマレーザー１は、波
長３０８ｎｍ、出力８００ｍＪのレーザー光を繰り返し
周波数３５０Ｈｚで発振する。照明光学系２は与えられ
た形状内で均一な強度分布を持つ様にビームプロファイ
ルを整形するホモジナイザー光学系で、ミラー２’を介
してＸ−Ｙマスクテーブル１１ａ上に設置された露光マ
スク７を照明する。

【０２１７】露光マスク７は誘電体多層膜マスクであ
り、エキシマレーザー光はこの露光マスク７を例えば４
ｍｍ×９０ｍｍのスリット状に照明する。

【０２１８】結像レンズ系８は１：１のテレセントリッ
ク対称レンズからなり、口径１２０ｍｍφ、ＮＡ＝０．
１であり、露光マスク７の開口パターン像をＸ−Ｙ基板
テーブル６上に設置した基板１０に投射する。結像レン
ズ系８の構成によって、露光マスク７の開口パターンと
基板１０上の像は鏡像の関係にある。

【０２１９】Ｘ−Ｙ基板テーブル１１ｂは最大９００ｍ
ｍ×７００ｍｍサイズの基板を搭載できる。また、Ｘ−
Ｙマスクテーブル１１ａは最大６５０ｍｍ×６５０ｍｍ
サイズ（６５０□）の露光のマスクを搭載することがで
きる。

【０２２０】本実施例では、８００ｍｍ×４５０ｍｍサ
イズのガラス基板にピクセル（画素）ピッチ０．１２ｍ
ｍ、１０２４×（１９２０×３）の画素の表示部をもつ
ＴＦＴ層を構成した。表示部の面積は３６８．６４ｍｍ
×６９１．２ｍｍ、すなわち対角７８．７ｃｍ（３１イ
ンチ）である。

【０２２１】この露光／現像装置を具体化したものが前
記図３に示した。

【０２２２】エキシマレーザーの出力光の面積は小さい
ので、露光マスクへの照射光はスリット状に形成し、露
光マスクとガラス基板とを相対的に移動させて全表示面
積を完成させる。実際の表示面の大部分は画素の繰り返
し部分であり、分割の単位をこの繰り返し部分をこの単
位で分割する。

【０２２３】図１７は本発明の液晶表示素子の製造方法
におけるステップ−スキャン用露光マスクのための基板
パターンの分割原理の説明図であって、１０はガラス基
板、１０ａは画素部、１０ｂと１０ｃは端子部、〜
は分割領域を示す。

【０２２４】ここで、基板側の各分割領域、、
は、同一の繰り返しパターンからなり、画素部１０ａと
上下の端子部１０ｃ、１０ｃ’から構成される。また、
分割領域は、左側の端子部近傍のパターン１０ｂ、分
割領域は、右側の端子部近傍のパターン１０ｂ’から
構成される。

【０２２５】図１８は本発明による液晶表示素子の製造
方法において使用される露光マスクの構成例を模式的に
説明する平面図であって、露光マスクの多層膜面側から
みた図である。

【０２２６】同図において、７は露光マスクで、本実施
例では３種類の開口パターンが形成されている。すなわ
ち、第１の開口パターン部分は画素部１０ａに対応する
開口パターン７ａと上下の端子部１０ｃ、１０ｃ’に対
応する開口パターン７ｃ、７ｃ’とが合成された部分
で、露光時には、基板の分割領域、、に対応し
て、Ｙ軸方向にシフトさせ、同一パターンを３回繰り返
して露光する。

【０２２７】第２の開口パターン部分は、端子部近傍の
パターン１０ｂに対応する開口パターン７ｂ部分、第３
の開口パターン部分は、端子部近傍のパターン１０ｂ’
に対応する開口パターン７ｂ’部分が石英基板上に形成
されている。

【０２２８】１２ａは前記第１の開口パターン部分を照
射している状態のエキシマレーザー光、１２ｂは前記第
２の開口パターン部分を照射している状態のエキシマレ
ーザー光、１２ｃは前記第３の開口パターン部分を照射
している状態のエキシマレーザー光で、分かり易くする
ために露光領域毎に示したが、これらのエキシマレーザ
ー光は固定された一本である。また、各開口パターンの
境界部分には、遮光部分ＳＨ部としての７ｄ、７ｄ’、
７ｅ、７ｅ’部分を形成する。

【０２２９】露光マスクの遮光パターン部（ＳＨ部）
は、石英基板上に酸化膜ＨｆＯ₂ およびＳｉＯ₂ の１／
４波長（λ／４）膜による多層膜を形成したもので、３
０８ｎｍの垂直反射率が７０％以上に設定している。エ
キシマレーザー光が通過する露光マスクの開口パターン
部は、ドライエッチによりこの多層膜を除いた部分であ
る。

【０２３０】本例では、露光ステップ時間の短縮と繰り
返しパターン部分のつなぎ精度を考慮し、Ｘ方向のスキ
ャンの繰り返しは行わず、したがって、基板上のＸ方向
の表示部分の幅とほぼ等しい大型の露光マスク７を使用
した。

【０２３１】しかし、更に大型の表示面積となった場合
は、この露光マスク７に形成した端子部の開口パターン
７ｂ，７ｂ’は図１７の基板の分割領域およびのＸ
方向サイズの整数分の１に、また画素部の開口パターン
７ａは分割領域〜に対してＸ方向およびＹ方向に整
数分の１の大きさとし、開口パターン７ａ、７ｂ、７
ｂ’、７ｃ、７ｃ’の５種類のパターン部を形成し、境
界部分を遮光ＳＨ部分で形成し、Ｘ方向およびＹ方向に
シフトさせて大型基板のレジストパターンを形成するこ
とも可能である。

【０２３２】露光マスク７を照射するエキシマレーザー
光１２ａ，１２ｂ，１２ｃは露光マスクと基板の相対移
動方向（矢印Ｘ）に直交する方向に長いスリット状で固
定されており、このエキシマレーザー光に対して露光マ
スクと基板を相対移動させることで基板の全面をスキャ
ンしてそのレジストをパターニングする。

【０２３３】この際、露光マスク７のパターンは、結像
レンズによってガラス基板１０上にＹ軸に対する鏡像と
して写像される。更に、露光に際しては、露光マスク７
のパターンが形成された多層膜面をガラス基板１０のパ
ターン形成面とが対面するように配置する。

【０２３４】このため、図１７の分割領域のレジスト
パターン形成時は、露光マスク７をＹ軸に対して裏返し
た後、露光マスクの左上のスタート部Ｂが、静止してい
る結像レンズを原点とするＹ軸に対して、対応するガラ
ス基板１０の左上に鏡像が形成される位置に初期設定す
る。

【０２３５】静止している結像レンズに対して露光マス
ク７とガラス基板１０をＸ方向に同一速さｖで各々反対
方向にスキャンする。ここで、速さｖは、 ｖ＝ｄｆ／ｎ ｎ：レジストがアブレーション
されるショット数 ｆ：レーザーの繰り返し周波数（ショット／秒） ｄ：スリットの幅（Ｘ方向、短い幅）（ｃｍ） ｖ：スキャンスピード（ｃｍ／秒） である。

【０２３６】すなわち、左上のスタート部Ｂで示すスキ
ャン開始位置は、パターンを外れた個所から開始し、Ｘ
方向のスキャンの繰り返しは行わず、１回のスキャンで
分割領域のレジストパターン形成を終了する位置Ｃま
で行う。

【０２３７】スキャンスピード（ｖ）とアブレーション
レートとの間には一定の関係があり、レジスト膜厚、材
質を考慮して、最適なスピードでスキャンする必要があ
る。これにより、基板の全ての領域のレジストが所定の
パターンに露光され、露光マスクのパターンがエキシマ
レーザー光のアブレーションによって現像されて除去さ
れる。

【０２３８】なお、上記ではエキシマレーザー光はレジ
ストの除去のみとして説明したが、レジストの除去と同
時にその下層の薄膜もアブレーションすることで当該薄
膜に所定のパターニングを施すことができる。

【０２３９】次に、本発明による液晶表示素子の製造方
法の実施例を説明する。

【０２４０】〔実施例１〕縦２７０ｍｍ×横２００ｍ
ｍ、厚さ１．１ｍｍのガラス基板を用いてＴＦＴ方式液
晶表示素子を製造した。ＴＦＴのパターンは、６４０×
４８０画素の所謂ＶＧＡであり、画素ピッチは０．３３
ｍｍである。

【０２４１】Ｒ，Ｇ，Ｂの３色は縦ストライプで、した
がって水平方向のドットピッチは０．１１である。画面
の全体配置は図１７に示したとおりで、２１１．２ｍｍ
×１５８．４のｍｍの画面領域と周辺の端子領域とから
なり、全体のパターン領域、すなわちステップ−スキャ
ンの面積は約２２５ｍｍ×１８５ｍｍである。

【０２４２】画素領域を３等分し、ゲート端子側と液晶
封入側を各々１領域とする５分割としたものに対応した
露光マスクは、図１８に示したように、３種類の開口パ
ターンからなる。画素領域７ａの水平幅は７０．４ｍｍ
で、６４０ドットを含む。

【０２４３】波長２４８ｎｍのエキシマレーザーを光源
とし、露光マスクへの照明光は５ｍｍ×７５ｍｍのスリ
ット状とした。結像レンズはテレセントリック対称レン
ズで、Ｎ．Ａ．（開口数）は０．２である。

【０２４４】ガラス基板面上のエネルギー密度は１００
ｍＪ／ｃｍ² である。スキャン距離は１８５ｍｍで水平
方向へステップ状に５回の移動を行う。

【０２４５】レジスト膜の材料としては、ポリエチレン
グリコールとトリレンジイソシアネート（ＴＤＩ）を主
成分とするポリウレタン樹脂を用いた。この場合のアブ
レーションレートはエネルギー密度１００ｍＪ／ｃｍ²
に対して０．０５μｍ／ｓｈｏｔであった。このレジス
ト膜に対して上記したエキシマレーザー光の露光を行
い、ＴＦＴ基板、カラーフィルタ基板の作成と液晶層の
封入、および駆動ＩＣの実装とバックライトの組込みを
行って液晶表示装置を完成した。

【０２４６】このようにして完成した液晶表示装置によ
り、高品質の画像表示を得ることができた。

【０２４７】〔実施例２〕実施例１で用いたトリレンジ
イソシアネートをメチレンビスフェニルイソシアネート
（ＭＤＩ）に置き換えたポリウレタン樹脂からなるレジ
スト膜を用いた。この場合、１００ｍＪ／ｃｍ² のエネ
ルギー密度で０．０４μｍ／ｓｈｏｔのアブレーション
レートで加工し、ＴＦＴ基板、カラーフィルタ基板の作
成と液晶層の封入、および駆動ＩＣの実装とバックライ
トの組込みを行って液晶表示装置を完成した。

【０２４８】このようにして完成した液晶表示装置によ
り、同様の高品質の画像表示を得ることができた。

【０２４９】〔実施例３〕実施例２で用いたメチレンビ
スフェニルイソシアネートをナフタレンジイソシアネー
ト（ＮＤＩ）に置き換えたポリウレタン樹脂からなる材
料をレジスト膜として用いた。この場合、１００ｍＪ／
ｃｍ² のエネルギー密度で０．０４５μｍ／ｓｈｏｔの
アブレーションレートで加工し、ＴＦＴ基板、カラーフ
ィルタ基板の作成と液晶層の封入、および駆動ＩＣの実
装とバックライトの組込みを行って液晶表示装置を完成
した。

【０２５０】このようにして完成した液晶表示装置も上
記実施例と同様に、高品質の画像表示を得ることができ
た。

【０２５１】〔実施例４〕実施例１のポリエチレングリ
コールをポリエステルポリオールに置き換えたポリウレ
タン樹脂からなる材料をレジスト膜として用いた。この
場合、１００ｍＪ／ｃｍ² のエネルギー密度で０．０５
μｍ／ｓｈｏｔのアブレーションレートで加工し、ＴＦ
Ｔ基板、カラーフィルタ基板の作成と液晶層の封入、お
よび駆動ＩＣの実装とバックライトの組込みを行って液
晶表示装置を完成した。

【０２５２】このようにして完成した液晶表示装置も上
記実施例と同様に、高品質の画像表示を得ることができ
た。

【０２５３】〔実施例５〕ジエチレングリコールビス
（３−アミノプロピルエーテル）とトリレンジイソシア
ネートを主成分とするポリウレア樹脂をレジスト材とし
て用いた。この場合、１００ｍＪ／ｃｍ² のエネルギー
密度で０．０４μｍ／ｓｈｏｔのアブレーションレート
で加工し、ＴＦＴ基板、カラーフィルタ基板の作成と液
晶層の封入、および駆動ＩＣの実装とバックライトの組
込みを行って液晶表示装置を完成した。

【０２５４】このようにして完成した液晶表示装置も上
記実施例と同様に、高品質の画像表示を得ることができ
た。

【０２５５】〔実施例６〕実施例５のトリレンジイソシ
アネートの代わりに、メチレンビスフェニルイソシアネ
ートを用いて同様の結果を得た。

【０２５６】次に、前記図３で説明した本発明の液晶表
示素子の製造方法に用いる露光装置（アブレーション現
像機）について詳細に説明する。

【０２５７】図１９は本発明の液晶表示素子の製造方法
に用いるアブレーション現像機におけるレンズアレーに
よるエキシマレーザー光の分割を説明する原理図であっ
て、一対のレンズアレー４ａ，４ｂに平行化されたエキ
シマレーザーの光ビーム３ａを入射させ、その光ビーム
面積の分割を行うと共に、集光部をレンズアレー４ａ，
４ｂの間の空間に位置させることによって、光学部品
（レンズアレー４ａ，４ｂ）のダメージを防ぐようにし
ている。

【０２５８】図２０は本発明の液晶表示素子の製造方法
に用いるアブレーション現像機の照明光学系の説明図で
あって、レンズアレー４ａ，４ｂによる図２で説明した
光源の分割に続いて、レンズ５ａとレンズ６ａによって
レンズアレー４ｂから入射するエキシマレーザー光の各
光束は露光マスク７ａの面に均一な照明を行うと共に、
結像レンズの入射瞳９ａ上に結像される。

【０２５９】一般に、エキシマレーザーの光ビームのエ
ネルギー空間分布、すなわち光ビームのビームプロファ
イルはガウス分布に近い分布を示す。

【０２６０】図２１は本発明の液晶表示素子の製造方法
に用いるアブレーション現像機の露光マスクの照明光の
均一化の説明図であって、同図（ａ）に示すように分布
の中心すなわちエキシマレーザーの光ビームの光軸に対
して対称かつ分割部がほぼ直線になるように分割する
と、集光レンズによってレクチル面では同図（ｂ）に示
すように対称に重なり合って一様な分布を実現できる。
すなわち、中心軸に対して対称なビームプロファイルの
場合、前記図１９のレンズアレーの数は偶数でかつ光軸
はその中心を通る構成とすることが有利である。

【０２６１】また、一般に、エキシマレーザー光のビー
ムプロファイルは正方形でなく、かつレクチルへの照射
面積も正方形とは限らないので、前記図１９に示した分
割用のレンズは単純な球面レンズではない。すなわち、
レクチル上の照明形状、結像レンズの入射瞳の位置およ
びレーザー光源と露光マスクの距離によって、図２０に
示した照明系レンズ４〜６の形状が決定される。

【０２６２】特に、レクチル面の照明光の形状が長方形
の場合、照明光学系を各々独立な直交する光学系に分割
することができる。この場合、個々のレンズとして円筒
形もレンズを用いることによりコストが低減されると共
に、調整が簡単になる。

【０２６３】ただし、図２０に示したレンズ６ａは露光
マスク面上に必然的に近くなるので、上記したように直
交光学系で分離された二つのレンズを一つに纏めた方が
便利な場合もある。

【０２６４】さらに、２４８ｎｍ以下の波長を用いる
と、紫外光と雰囲気物質の相互作用によって生じた物質
がレンズ面に付着して透過率を落とす場合がある。これ
を避けるためには、照明光学系を窒素雰囲気の容器に収
納することが有効である。

【０２６５】この様に、レンズの点数をできるだけ少な
くした方が良い。この点はコストパフォーマンスから決
定されるべきである。

【０２６６】エキシマレーザー光の集光が光学部品に当
たらない様にすると、結像レンズの構造にも制限が出て
くる。一対一（１：１）のエキシマレーザー光用結像レ
ンズとして従来から検討されている方式は、オフナー
（Ｏｆｆｎｅｒ）、ウエイン−ダイソン（Ｗｙｎｎｅ−
Ｄｙｓｏｎ）、テレセントリック対称型レンズ等がある
が、前二者は反射、屈折系の組合せで構造が複雑である
が、収差のコントロールが容易である。

【０２６７】一方、対称型レンズは構造が簡単で、かつ
集光面は空間中にあるため構成レンズのダメージがな
い。ただし、対称型レンズの場合、大口径化しようとす
るとコスト高となり、大面積のパターン形成を行うため
の方法が問題になる。

【０２６８】本発明では、大面積のパターン形成の方法
として、一対一の露光マスクと対称レンズおよび長方形
照明を用いて、露光マスクとカラーフィルタ基板等の加
工物を相対的に移動させて走査する方式としたものであ
る。

【０２６９】図２２は本発明の液晶表示素子の製造方法
に用いるアブレーション現像機の走査方式を説明する模
式図であって、照明領域１０ａが固定された露光マスク
と加工物（ガラス基板）の上を移動すると考え、走査は
移動方向を交互に変えるか、また同一方向に移動させる
かの何れでもよい。ただし、前者の方が加工時間が短く
なる。

【０２７０】このような走査方式での本質的な問題は、
照明光の重なりの領域である。この重なりが僅かにずれ
ても、照明領域の長さが長いと目視でも明らかに視認で
きることは言うまでもない。この重なり領域におけるず
れは走査における機械的な変動と光学系による像歪の二
つの要因が考えられる。

【０２７１】前者については、高精度のＸ−Ｙテーブル
によって対策することが可能であるが、後者については
収差のないレンズを作ることが困難であることから、他
の対策を施す必要がある。

【０２７２】図２３は本発明の液晶表示素子の製造方法
に用いるアブレーション現像機の走査における照明領域
の位置設定例の説明図であって、露光マスク７の直上に
ナイフエッジ１２を置いて、その端部が繰り返しパター
ン７ｂの丁度中間に位置するように設定したものであ
る。

【０２７３】これによって、入射光７ａの端部は繰り返
しパターン７ｂで重なるため、重なりにずれがあっても
処理したパターンに影響を与えない。

【０２７４】なお、上記ナイフエッジに代えて帯状パタ
ーンを持つ露光マスクを用いてもよい。

【０２７５】端部のぼけは、幾何光学では物体位置のず
れと結像レンズの焦点深度等に依存する。ただし、結像
レンズをテレセントリックにしておくと、像の大きさは
変わらず、ただ端部がぼけるだけである。このぼけ量
は、第一近似で、ｂＮＡδ_a ／（ｆａ）で与えられる。
ここで、ａは物体点距離、ｂは像点距離、ｆは焦点距
離、ＮＡはレンズのＮ．Ａ．、δ_a はナイフエッジ等の
露光マスク面からのずれ量である。

【０２７６】１：１のレンズでは、ｂ／ａ＝１であるか
ら、上式はＮＡδ_a ／ｆとなり、一例としてＮＡ＝０．
１、δ_a ＝１０ｍｍ、ｆ＝２００ｍｍとすると、ぼけ量
は５μｍとなる。

【０２７７】ナイフエッジ等の設定における機械的な精
度はμｍオーダーで可能であるから、ＴＦＴレベルのパ
ターン精度と繰り返しパターン形状の場合、ナイフエッ
ジ等をパターン感光体に設定することは十分に可能であ
る。

【０２７８】上記の方法によって、照明領域のパターン
領域での重ね合わせが無いとしても、結像レンズの周辺
での収差が大幅に異なると、線状のパターンが目視で認
識される。したがって、少なくともレンズ口径での一方
向の特に周辺部の収差が同一の形状を示すことが重要で
ある。

【０２７９】図２４は本発明の液晶表示素子の製造方法
に用いるアブレーション現像機のエキシマレーザー光源
部と現像光学系を分離壁で独立させた清浄度が異なる部
屋に設置したアブレーション現像装置の全体構成の説明
図であって、エキシマレーザー（紫外光パルスレーザ
ー）からなる光源部２０から出射したレーザー光ビーム
を分離壁２１に設けた透過窓板２４を通してアブレーシ
ョン現像部２２に導入する所謂スルーザウオール構成と
したアブレーション現像機である。

【０２８０】同図に示したように、光源部２０と露光光
学系を含む現像部２２を分離し、光源部２０から出射し
たレーザー光ビームを透過窓板２４を通してアブレーシ
ョン現像部２２に導入する。

【０２８１】このとき、レーザー光のエネルギーの減少
を防ぐため、図示したようにミラーによる反射は一回の
みとした方が望ましい。

【０２８２】また、振動を防止するために、光源部２０
と現像部２２を防振台２３上に設置している。

【０２８３】また、上記の防振台２３に加えて、あるい
は防振台に代えて、透過窓板２４をレーザー光ビームと
照明光学系２２ａや結像光学系２２ｂを含む現像光学系
の相対的な振動に対応して傾けることにより、振動に起
因するレーザー光ビームのずれを補正するように構成す
ることができる。

【０２８４】図２５は本発明の液晶表示素子の製造方法
に用いるアブレーション現像機のレーザー光ビームが通
過する透過窓板を傾斜させることによって光軸を平行移
動させるずれ補正方法の説明図であって、透過窓板２４
の厚みをＤ、屈折率をｎ、透過窓板の傾きをθとしたと
き、レーザー光ビームのずれ量ｄはＤθ（１−１／ｎ）
となる。

【０２８５】レーザー光源からの相対的な光ビームのず
れのうち、照明領域の長手方向のずれが本質的であるの
で、実用上これのみを対策すればよい。すなわち、この
方向のずれ成分のみを掲出し、サーボ機構により透過窓
板２４の傾きを変えることで上記したずれを補正でき
る。

【０２８６】以上の説明および前記本発明の各構成によ
って、紫外光パルスレーザーのアブレーション現象を利
用した大面積かつ高精細度のパターン加工が可能とな
る。

【０２８７】以下、本発明の液晶表示素子の製造方法に
用いるアブレーション現像機の実施例についてさらに具
体的に説明する。

【０２８８】〔実施例７〕図２６は本発明の第７実施例
を説明するためのアブレーション現像機の露光光学系の
構成の模式図であって、図３と同一部分には同一符号を
付してある。

【０２８９】本実施例では、光源としてＫｒＦ（波長２
４８ｎｍ）を用い、繰り返し周波数２５０Ｈｚ、出力エ
ネルギー密度６００ｍＪ／ｃｍ² のエキシマレーザーを
用いる。

【０２９０】露光光学系は同図に示したようなレンズ系
の配置とし、その照明レンズ系はスリット状の照明光と
するために、Ｘ方向とＹ方向のそれぞれ独立した系とし
た。照明光学系は前記図２０に示したとおりであり、４
Ｘ、４Ｙは各々Ｘ方向のレンズ４、Ｙ方向のレンズ４を
表す。以下、４Ｘ’、４Ｙ’、５Ｙ、５Ｙ、６Ｘ、６Ｙ
についても同様である。

【０２９１】また、図２７は本実施例における光源の分
割に用いる円筒形レンズのＸ方向とＹ方向の配置例を説
明する模式図である。

【０２９２】同図において、（ａ）はＸ軸方向の円筒レ
ンズ、（ｂ）はＹ方向の円筒レンズの各配置方向を示
し、（ａ）と（ｂ）は直交して配置される。これらのレ
ンズ４Ｘと４Ｙの接着は光学コンタクトによる。エネル
ギーの損失を少なくするために、レンズは全て９９％以
上の透過率を保証する様、ＡＲコーティングを施してあ
る。

【０２９３】この照明光学系によって、露光マスク面で
の最大照明面積は８０ｍｍ×２ｍｍである。この面積内
のエネルギー密度の分布は±５％以下である。照明光の
スリットの長さはブレードによって調節するが、端部の
エネルギー分布の立上りは２０μｍである。

【０２９４】露光マスクはＳｉＯ₂ とＨｆＯ₂ の１／４
λ膜をＲＩＥ（リアクティブ イオン エッチング）に
よりパターン形成したものを用いる。この露光マスクの
基板の大きさは３００ｍｍ×２２５ｍｍで、厚さは５ｍ
ｍである。

【０２９５】図２８は本実施例における露光マスクの開
孔パターンの一例としての液晶表示装置のカラーフィル
タ側ガラス基板に形成するブラックマトリクス（ＢＭ）
パターンの一例とスリット照明とするためのブレードの
配置関係の説明図である。

【０２９６】ＢＭパターン現像のための露光マスク７に
形成した開孔パターンの開孔部７ｃのピッチは０．３３
ｍｍ×０．１１ｍｍで、照明領域の長辺を５２．８ｍｍ
にとり、ブレード１２の端部１２ａが開孔パターン７ｃ
の長手方向の最小幅内に収まるように当該ブレード位置
を調整する。上記の最小幅は７２μｍあり、ブレード位
置の調整は容易である。

【０２９７】なお、ＢＭ形成材料としてはポリイミド系
高分子を主体とする母体にカーボンブラックを分散した
ものを用いる。この材料のアブレーションレートは、３
００ｍＪ／ｃｍ² のエキシマレーザー光入力に対して
０．１μｍ／ｓｈｏｔである。また、塗布膜厚は１．２
μｍでサイト当たり（単位現像領域当たり）１５ｓｈｏ
ｔのエキシマレーザー光を加えた場合、アブレーション
の実質時間は１９秒、横方向のサイト移動、露光マスク
のアライメント等に要する時間を加えて約３０秒で１
０．４インチのディスプレイ用カラーフィルタ基板のＢ
Ｍを加工することができる。

【０２９８】〔実施例８〕図２９は本発明の第８実施例
を説明するためのカラーフィルタのアブレーション現像
によるパターニングの模式図である。

【０２９９】本実施例は、前記実施例と同一の装置構成
を用い、前記図２３に示した露光マスクを用いて縦スト
ライプ状のカラーフィルタＲ，Ｇ，Ｂの各カラーフィル
タをアブレーション現像を行うものである。

【０３００】同図において、１３は液晶パネルのカラー
フィルタ基板、１４ａは第１色のカラーフィルタ、１４
ｂは第２色のカラーフィルタ用レジスト層である。

【０３０１】このカラーフィルタの形成の際、ブレード
１２で設定する照明領域スリットの長さを７０．４ｍｍ
とし、ブレード１２の端部が露光マスク７の遮光部７ａ
にかかるように位置づけてエキシマレーザーからの入射
光７ａを照射して第１色のカラーフィルタ１４ａをアブ
レーション現像する。

【０３０２】その後、第２色のカラーフィルタ用レジス
ト層１４ｂを塗布し、露光マスク７をフィルタピッチ分
移動させてアブレーション現像を行う。以下、同様にし
て第３色のカラーフィルタを現像して液晶パネル用カラ
ーフィルタを形成する。なお、ここでは、ＢＭは省略し
てある。

【０３０３】これにより、乾式方式で液晶パネルのカラ
ーフィルタ基板に３色のカラーフィルタを形成できる。

【０３０４】〔実施例９〕本実施例は、前記実施例７の
アブレーション現像機を用い、またウレタン系またはウ
レア系のアブレーション用レジスト材を用いてＴＦＴ基
板の各層に対するレジストパターンを形成し、エッチン
グと上記レジストのエキシマレーザー光によるアブレー
ション現像による剥離によって各層のパターンを形成す
る。

【０３０５】これにより、液晶パネルのＴＦＴ基板に所
要のＴＦＴ層を形成できる。

【０３０６】次に、本発明による露光マスクを用いたス
テップ−スキャンによるアブレーション現像の実施例を
説明する。

【０３０７】前記図１８の説明したように、露光マスク
のサイズは大幅に減少するが、ステップ−スキャンでの
分割部の繋ぎ目部分が表示性能に影響を及ぼす可能性が
あるが、本発明ではこれは本質的なものではなく、Ｘ−
Ｙテーブルの機械精度の問題である。特に、液晶表示素
子の製造の場合、遮光部により僅かなずれは補正され
る。したがって、遮光部を精度よく作ることが重要であ
る。

【０３０８】図３０は本発明による液晶表示素子の製造
方法に使用するアブレーション露光機の露光マスクの好
ましい分割線の説明図、また図３１は避けるべき分割線
の説明図であって、８０は遮光部（ＳＨ）、８１は開口
パターン、８２，８３は分割線を示す。

【０３０９】露光マスクの分割線は図３０の（ａ）
（ｂ）に示したように隣接する開口パターン８１間の遮
光部８０上を通る位置とすれば、図３１の（ａ）（ｂ）
に示したような開口パターン８１上を通る位置とするよ
り露光時のずれが目立ち難い。

【０３１０】なお、このような分割方法はエキシマレー
ザーのアブレーション現象を用いたリソグラフィにのみ
適用されるだけでなく、高圧水銀灯を光源とする通常の
フォトリソグラフィにも用いることもできる。

【０３１１】この場合、結像レンズとしては１：１屈折
型の対称レンズだけではなく、小型のミラープロジェク
ションタイプも用いることができるので、露光装置のコ
ストを大幅に下げることができる。特に、Ｘ−Ｙマスク
テーブルはガラス基板のサイズに関わらず一定にしてお
けるので装置コストをさらに下げることができる。

【０３１２】ステップ−スキャン露光による機械的な時
間のロスは照射強度、各テーブルのスピードを上げるこ
とによりカバーできる。

【０３１３】また、本発明ではステップ操作の方に機械
的な時間がかかるので、多数個取りよりも枚葉式が有利
であり、露光マスクおよびＸ−Ｙ基板テーブルのサイズ
に少し余裕を持たせておき、ある中心サイズとこの前後
の基板サイズを取り扱える様な専用機にしておくと良
い。ただし、変更する部分はテーブルだけで、光学系は
共通である。

【０３１４】以下、レジストパターンの形成方法につ
き、図面を参照してさらに詳細に説明する。

【０３１５】〔実施例１０〕図３２は本発明による液晶
表示素子の製造方法におけるレジストパターン形成方法
の実施例を説明する基板の分割例を説明する模式図であ
って、１０は液晶表示素子を構成するガラス基板、１０
Ａは画素部、１０Ｂは左右端子部、１０Ｃは上下端子部
である。

【０３１６】同図のガラス基板は縦（Ｘ方向）４５０ｍ
ｍ、横（Ｙ方向）８００ｍｍの基板サイズに、縦３６
８．６４ｍｍ、横６９１．２ｍｍの画素部１０Ａを有し
ている。

【０３１７】本実施例では、ステップ−スキャン方式の
露光を行うために、ガラス基板１０の画素部を縦方向に
８等分した分割画素部〜のそれぞれを共通とした１
単位とし、図中の丸で囲んだ１と１０（端子部）を各々
１単位とする。各単位の横幅はエキシマレーザー光のス
リットでカバーできるサイズである。

【０３１８】図３３は本実施例に使用する露光マスクの
具体例を説明する平面図であって、全体のサイズは縦方
向（Ｘ方向）が４２０ｍｍ、横方向（Ｙ方向）が２８０
ｍｍである。

【０３１９】この露光マスク７の縦方向（Ｘ方向）開口
パターンのサイズは図３２の縦方向（Ｘ方向）サイズと
同一で、画素部開口パターン７ａの縦方向サイズが３６
８．６４ｍｍであり、横（Ｙ方向）は画素部を８等分し
た８６．４ｍｍである。

【０３２０】また、左右端子部開口パターン７ｂの横方
向サイズは１０ｍｍ、縦方向サイズは３６８．６４＋
（１０×２）＝３８８．６４ｍｍ、上下端子部開口パタ
ーン７ｃの縦方向サイズは１０ｍｍ、横方向サイズは画
素部７ａと同一の８６．４ｍｍである。

【０３２１】そして、画素部開口パターンと左右端子部
開口パターン７ｂの間と左右端子部開口パターン７ｄの
外側にはエキシマレーザー光によるダメージを回避する
ための遮光部７ｄ，７ｄ’，７ｅ，７ｅ’が形成されて
いる。

【０３２２】図中１２ａはスリット状のエキシマレーザ
ー光の照射状態を示し、その両端部はクローム膜７ｄ，
７ｄ’上にかかるように配置される。図示したエキシマ
レーザー光は画素部開口パターン７ａを照射している状
態を示しているが、端子部開口パターン７ｂの照射時も
同様にエキシマレーザー光の端部が遮光ＳＨ部７ｄと７
ｅにかかるように配置される。

【０３２３】なお、端子部開口パターン７ｂの外側に配
置した遮光部７ｅを広く取っているのは、露光マスク７
をＸ−Ｙマスクテーブルに載置した場合に当該露光マス
クから外れるエキシマレーザー光がＸ−Ｙマスクテーブ
ルをアブレーションして塵挨が発生するのを防止するた
めである。

【０３２４】図３４は露光マスクを介したガラス基板上
のレジストのエキシマレーザー光の照射状態の説明図
で、（ａ）は要部斜視図、（ｂ）は露光マスクの要部断
面図であって、露光マスク７の画素部を露光している状
態を示す。

【０３２５】同図において、１ａはエキシマレーザー
光、７１は石英ガラス基板、７’は誘電体多層膜、７ａ
は画素部パターン、７ｂは端子部パターン、７０は開口
パターン、８は結像レンズ、１２はレジスト膜、１２ａ
はレジストパターンである。

【０３２６】スリット状のエキシマレーザー光１ａは、
露光マスク７とガラス基板上のレジスト膜１２が矢印ｖ
方向に相対移動するのに伴って露光マスク７の開口パタ
ーン７０の像を結像レンズ８を介してレジスト膜１２に
照射し、そのアブレーション現象によりレジストパター
ン１２ａが形成される。

【０３２７】このとき、レジスト膜のアブレーションと
同時に下層の薄膜もアブレーションで除去することも可
能である。

【０３２８】なお、レジストパターンを形成して、所要
のエッチング処理を施した後、不要となった残留レジス
ト膜をエキシマレーザー光の全面照射で除去することも
できる。

【０３２９】このように、本実施例の露光マスクは従来
の１：１マスクの１／３の面積で良く、露光マスクの製
作コストが大幅に低減される。

【０３３０】ここで用いるアブレーション用レジストは
１００ｍＪ／ｃｍ² のエネルギー密度で１０回照射（１
０ｓｈｏｔ／ｓｉｔｅ）でアブレーションが完了する。
スキャン領域は４００ｍｍで、上記の様に１０回のスキ
ャンで基板全面のパターニングが完成する。従って、ス
キャン時間は２８．６秒、１０回のステッピング時間が
１０秒、搬送、脱着、基板と露光マスクのアラインメン
トに要する時間を加えて約４５秒のタクトタイムで３１
インチ対角のＴＦＴ基板が完成した。

【０３３１】．次に、本発明における露光マスクの製造
方法の実施例を説明する。

【０３３２】露光マスクは、光屈折率層と低屈折率層の
対からなる誘電体層を３層（即ち、高屈折率と低屈折率
の成膜材料の総層数は６層）とし、追加の高屈折率層と
してＨｆＯ₂ を用い、金属膜の層として厚み１００ｎｍ
のＣｒとした。

【０３３３】このときの誘電体層の透過率は約１０％で
あり、４００ｍＪ／ｃｍ² のマスク面への入射エネルギ
ー密度に対して、Ｃｒ（クロシウム）は充分な耐性を示
した。

【０３３４】〔実施例１１〕図３５は本発明による液晶
表示素子の製造に使用するエキシマレーザー露光機の露
光マスクの材料である高屈折率層材料と低屈折率層材料
の組み合わせと１０％以下の透過率の最小層数の説明図
である。

【０３３５】本実施例では、前記図８に示した構成にお
いて、図３５に示す高屈折率材料と低屈折率材料の組み
合わせと、層数（対）及び高屈折率材料のいずれかの追
加層によって、誘電体層部分の透過率が１０％以下のマ
スクを得ることができた。

【０３３６】この場合、金属膜の層を除去したマスクに
よっても、エネルギー密度が４００ｍＪ／ｃｍ² のエキ
シマレーザー光の入力に対して、閾値が５０ｍＪ／ｃｍ
² のレジスト膜の高精度のアブレーションパターンを得
ることが出来た。

【０３３７】図３６は本発明による液晶表示素子の製造
に使用するエキシマレーザー露光機の露光マスクの製造
方法の一例を説明する概略工程図である。

【０３３８】同図において、まず、（ａ）紫外光に対し
て透明な石英ガラス基板９０上に光路長が使用紫外光の
１／４波長の膜厚を持つ第１の誘電体層を形成し、前記
第１の誘電体層の上に同じく光路長が１／４波長でかつ
前記第１の誘電体層の屈折率より小である第２の誘電体
層を形成してなる誘電体多層膜を成膜後、前記誘電体多
層膜の最上層に前記ガラス基板の屈折率より大きな屈折
率を持つと共にその光路長が使用紫外線の１／４波長と
なる第３の誘電体層を形成して誘電体多層膜９１を成膜
し、前記誘電体多層膜９１の上に金属膜９２を成膜す
る。

【０３３９】（ｂ）金属膜９２上に感光性レジスト９３
を塗布し、露光マスク９４を介して紫外線９５を照射
し、現像する。

【０３４０】（ｃ）現像により残留したレジスト９３を
マスクとしてエッチング媒体９６を適用しホトリソグラ
フィー工程により金属膜９２をパターニングする。

【０３４１】（ｄ）金属膜９２のパターニング後、残留
レジストを除去してパターニングした金属膜９２の層を
得る。

【０３４２】（ｅ）パターニングした金属膜９２の開口
パターンをマスクとしてエッチング媒体９７を適用して
誘電体多層膜９１をエッチングする。

【０３４３】（ｆ）上記エッチングにより誘電体多層膜
９１をパターニングし開口パターンを形成することによ
り、石英ガラス基板９０上に多層誘電体膜９１とこの上
に重畳した金属膜９２からなるエキシマレーザー加工用
の露光マスクを得る。

【０３４４】なお、本発明による露光マスクすなわちエ
キシマレーザー加工用マスクは、上記の方法に限るもの
ではなく、例えば、金属膜上に感光性レジストの開口パ
ターンを形成し、この開口パターンをマスクとしてエキ
シマレーザーを照射して金属膜とその下層の多層誘電体
層をアブレーションで除去することによって露光マスク
を得ることも可能である。

【０３４５】この種の露光機では、露光マスクと被加工
物であるガラス基板との位置合わせを精密に行うことが
要求される。

【０３４６】以下、被加工物であるガラス基板に対する
露光マスクの位置合わせ機構の実施例を説明する。

【０３４７】〔実施例１２〕図３７は露光マスクと被加
工物であるガラス基板との位置合わせ機構の実施例を説
明する模式図であって、１ａはエキシマレーザー光、７
は露光マスク、７Ａは位置合わせマーク、８は結像光学
系（結像レンズ）、３０は蛍光板、３０Ａは蛍光発光部
分、３１はビデオカメラ、３２は演算装置、３３は露光
マスク調整機構、３４は焦点・倍率調整機構、３５は背
面照明ランプである。

【０３４８】同図において、エキシマレーザ光１ａが照
射される光路上に、露光マスク７、結像光学系８、蛍光
板３０、およびビデオカメラ３１が配置されている。

【０３４９】エキシマレーザー光１ａは、その波長がた
とえば２４８ｎｍで、エネルギー密度が１０〜２０ｍＪ
／ｃｍ² に調整されたものとなっている。

【０３５０】露光マスク２は、前記したものと同様に、
例えば３３０ｍｍ×２５０ｍｍサイズ、厚さ５ｍｍの石
英基板面にＨｆＯ₂ およびＳｉＯ₂ をそれぞれ１／４波
長の膜厚で交互に各９層重ねた積層体に開口パターンを
加工したものとなっている。この露光マスク７からの反
射率は９８％以上で、透過エネルギーとのＳ／Ｎは４０
以上である。

【０３５１】そして、この露光マスク７には位置合わせ
マーク７Ａが形成されている。この位置合わせマーク７
Ａは、例えば、線幅が２０ミクロン以下（好ましくは、
５ミクロン）の十字パターンに形成される。なお、位置
合わせマーク７Ａは、十字パターンに限定されることは
なく、桝形等他のパターンであってもよいことは言うま
でもない。

【０３５２】図３８は蛍光板の構成を説明する部分断面
図である。この蛍光板３０はエキシマレーザー光の照射
で蛍光を発生する基板であり、同図に示すように、例え
ば、２７０ｍｍ×２００ｍｍサイズで、厚さ１．１ｍｍ
の石英ガラス３０ａ上に螢光塗料膜３０ｂが約５００ｎ
ｍの膜厚で形成したものを使用している。

【０３５３】エキシマレーザー光１ａの照射によって露
光マスク７の位置合わせマーク７Ａは、１：１の結像光
学系８を介して蛍光板３０上に結像され、結像個所の螢
光塗料膜３０ｂが螢光を発する。

【０３５４】なお、この場合における蛍光板３０の材料
としてエキシマレーザー光１Ａに対する吸収係数の高い
材料を用いた場合には上記した螢光塗料膜を必ずしも必
要とせずに同様の効果が得られる。

【０３５５】ビデオカメラ３１は定められた基準位置に
固定されており、露光マスク７の位置合わせマーク７Ａ
の投影像（蛍光像）３０Ａを蛍光板３０の裏面から撮像
する。

【０３５６】ビデオカメラ３１の撮像データ（画像デー
タ）は演算装置３２に入力する。演算装置３２は投影像
３０Ａの位置を基準位置との対比で演算して投影像のず
れ量を検出する。検出された位置ずれデータは露光マス
ク調整機構３３に与えられ、露光マスク調整機構３３は
露光マスク７の位置を上記位置ずれが０となるように、
すなわち正規の位置になるように位置調整する。

【０３５７】なお、上記位置ずれ量の演算は、例えば、
演算装置３２に位置合わせマークの投影像３０Ａの位置
座標に係る情報を格納するメモリを設け、この位置座標
データとビデオカメラの撮像データの差分演算を行うこ
とで実行される。

【０３５８】なお、この構成例では、投影像３０Ａの焦
点状態、サイズの差のデータをも演算装置３２で演算
し、その結果を焦点・倍率調整機構３４に与えて結像レ
ンズ８の焦点調整および倍率調整を行うように構成され
ている。この焦点、倍率の調整が必要となる理由は、エ
キシマレーザー光によるレジスト膜のアブレーション時
の使用波長と光学系の焦点位置および倍率等の調整が重
要になってくるからである。

【０３５９】一方、前記蛍光板３０と同サイズおよび同
形の製造過程における液晶表示素子用ガラス基板（図示
せず）が用意されており、このガラス基板を蛍光板３０
と互換されて全く同位置にセットされるようになってい
る。

【０３６０】液晶表示素子用のガラス基板は、例えば、
その一方の表面の全域に金属蒸着膜が形成され、さらに
その上を覆った全域にレジスト膜が形成されたものとな
っている。

【０３６１】液晶表示素子用のガラス基板が前記蛍光板
３０と互換された段階では、そのガラス基板は露光マス
ク７に対して正しい位置に位置合わせがなされ、その
後、露光マスク７を用いてパターン露光される。

【０３６２】これにより、液晶表示素子用のガラス基板
上のレジスト膜は、所謂従来の湿式（ウエット）現像処
理を行うことなくパターニングがなされ、その下層に配
置されている金属蒸着膜の選択エッチング用のマスクと
して用いられる。

【０３６３】なお、同図では液晶表示素子用のガラス基
板（あるいは蛍光板３０）をその背面から光を照射させ
る背面照明ランプ３５が配置されている。液晶表示素子
用のガラス基板の製造において２層目に形成された材料
に対して加工を行う場合、その材料に位置合わせマーク
が形成されており、その位置合わせマークの検出手段と
して背面照明ランプ３５から投影像３０Ａの螢光と同一
波長の光を照射することによって、該位置合わせマーク
をビデオカメラ３１によって検出できるようになってい
る。

【０３６４】このような構成によれば、製造工程時に液
晶表示素子用のガラス基板と互換できる蛍光板３０がエ
キシマレーザー光１ａによって露光マスク７の位置合わ
せマーク７Ａを投影させた場合に、その投影個所におい
て螢光を発生させ、液晶表示素子用のガラス基板と位置
的に対応して配置される蛍光板３０に投影されて目視で
きるアライメントマークは可視光によって得られる投影
と全く同等の機能を果たすことができる。

【０３６５】この実施例によれば、液晶表示素子用のガ
ラス基板に対する露光マスク７の位置合わせを簡単な構
成で達成することができる。

【０３６６】〔実施例１３〕図３９は露光マスクと被加
工物であるガラス基板との位置合わせ機構の他の実施例
を説明する模式図であって、７Ｂ，７Ｃは露光マスク７
に形成した位置合わせマーク、８ａ，８ｂはマーク専用
結像レンズ、１０Ｂ，１０Ｃは液晶表示素子用のガラス
基板１０に形成した位置合わせマーク、３０Ｂ，３０Ｃ
は蛍光板、３１Ｂ，３１Ｃは蛍光板３０Ｂ，３０Ｃ形成
される位置合わせマーク７Ｂ，７Ｃの投影による蛍光を
撮像するビデオカメラ、３１Ｄ，３１Ｅはガラス基板１
０の位置合わせマーク１０Ｂ，１０Ｃを撮像するビデオ
カメラ、３６はガラス基板１０の位置調整機構、４０
ａ，４０ｂはプリズム、４０ｃ，４０ｄはミラー、４１
はガラス基板ホルダである。

【０３６７】この実施例においては、エキシマレーザー
光１ａは、複数のプリズム（同図では２個）４０ａ，４
０ｂと、各プリズムに対応して配置されたミラー４０
ｃ，４０ｄを介して分離されて露光マスク７上に形成さ
れた位置合わせマーク７Ｂ，７Ｃを照射する。

【０３６８】各位置合わせマーク７Ｂ，７Ｃは、それぞ
れマーク専用結像レンズ８ａ，８ｂを介して製造過程に
ある液晶表示素子用のガラス基板１０を保持するガラス
基板ホルダ４１に設けた螢光発生板３０Ｂ，３０Ｃに結
像され、螢光を発生させる。螢光発生板３０Ｂ，３０Ｃ
は、前記実施例で説明した図３８と同様の構成を有し、
表面に螢光塗料膜が約５００ｎｍの膜厚で形成されてい
る。

【０３６９】この螢光発生板３０Ｂ，３０Ｃによる発光
像は、それらの背面に設置されたマーク検出用ビデオカ
メラ３１Ｂ，３１Ｃによって検出される。

【０３７０】一方、ガラス基板ホルダ４１に保持された
ガラス基板１０の一部には位置合わせマーク１０Ｂ，１
０Ｃが付されており、この位置合わせマーク１０Ｂ，１
０Ｃはガラス基板１０の背面に配置されたビデオカメラ
３１Ｄ，３１Ｅによって検出される。

【０３７１】そして、各ビデオカメラ３１Ｄ，３１Ｅに
よってそれぞれ検出された位置合わせマーク１０Ｂ，１
０Ｃの位置関係（離間距離）から、ガラス基板ホルダ４
１に対するガラス基板１０の位置が正確なものか否かを
判断すると共に、正確でない場合にはそのずれ量を演算
し、その演算値に基づいてガラス基板１０のガラス基板
ホルダ４１に対する位置調整を位置調整機構３６によっ
て行うように構成されている。

【０３７２】なお、このような位置調整がなされた後に
は、エキシマレーザー光１ａによって露光マスク７、結
像レンズ８を介して液晶表示素子用のガラス基板に形成
されたレジスト膜のパターニングを行う。

【０３７３】上記構成においても前記実施例と同様に結
像レンズの焦点の調整および倍率の調整を行う構成を備
える。

【０３７４】なお、上記した露光マスクとガラス基板と
の位置合わせ装置は、レジスト膜のパターニングに限る
ものではなく、このパターニング後に下層のＴＦＴ構成
薄膜のアブレーション加工機にも同様に適用できる。

【０３７５】次に、エキシマレーザー光のアブレーショ
ン現象を利用したレジスト膜および各種薄膜の加工にお
けるデブリスの除去装置の実施例について説明する。

【０３７６】エキシマレーザー光のアブレーション現象
を利用したレジスト膜のパターニングやＴＦＴを構成す
る各種薄膜の加工においては、当該アブレーションに伴
ってデブリスが発生する。

【０３７７】従来、このエキシマレーザー光を用いたア
ブレーション加工をマイクロマシニングの分野に適用し
たものでは、アブレーションで発生する加工生成物であ
るデブリスは加工後に被加工物を洗浄するか、または加
工材料に応じて、ヘリウム等の不活性雰囲気中で加工す
るか、あるいは酸素雰囲気中で加工することによって低
減している。

【０３７８】しかし、このような従来の除去技術では、
アブレーションによって発生するデブリスを完全に除く
ことは困難である。特に、被加工物に再付着したデブリ
スを除去することは難しい。

【０３７９】さらに、デブリスの形態は材料の種類や入
射エネルギーの強度によって、気体状のものから数μｍ
程度の大きさの粒子に至るまでの広範囲の形態で分布し
ており、加工後の洗浄も発生したデブリスの形態によっ
て種々の方法を考えねばならない。

【０３８０】また、ヘリウム雰囲気中での加工では、ア
ブレーションのプルーム（爆発雲）の噴出速度が空気中
での速度よりもより速いためにデブリスが遠くに分散さ
れ、見掛け上デブリスが減少したように見える。これ
は、酸素雰囲気中では、発生したデブリスが酸化され気
体状になる結果と考えられる。

【０３８１】上記したヘリウム、あるいは酸素の雰囲気
での加工が効果を持つのは比較的限られた材料の加工に
おいてのみであり、あらゆる材料の加工において有効で
あるわけでは無い。

【０３８２】さらに、考慮すべき本質的な点は、高速の
加工を行うためにエキシマレーザーの発振周波数を大き
くして行くと、先行するエキシマレーザーパルスによっ
て生じたプルームがまだエキシマレーザーの光路中に存
在している状態で後続のエキシマレーザーによるアブレ
ーションが実行されることになるために、当該後続する
アブレーションのためのエキシマレーザーにエネルギー
損失を招くという問題がある。

【０３８３】このような理由から、アブレーションによ
り発生したプルームを高速で除去することが、単にデブ
リスを除くという以上に重要な課題となっている。

【０３８４】以下、本発明によるアブレーションデブリ
ス除去装置の実施例につき、詳細に説明する。

【０３８５】〔実施例１４〕図４０は本発明による液晶
表示素子の製造におけるアブレーションデブリス除去装
置の１実施例の構成を説明する模式図であって、５０は
吸引ノズル、５１は図示しない真空ポンプに連通する排
気部、５２は吸引バッファ空間、１０は被加工物である
ガラス基板である。

【０３８６】この実施例は一本の吸引ノズル５０を有す
る構成であり、これを被加工物１０の加工領域に近接
し、かつプルームの上昇速度が十分小さくなる位置に設
置して矢印に示したようにデブリスＡの吸引を行う。

【０３８７】吸引ノズルの開口形状は円筒状、楕円状、
矩形状、あるいはスリット状等、被加工物の材料、エキ
シマレーザー光加工装置の構成、使用エネルギー等に応
じて適宜のものとする。

【０３８８】本実施例により、被加工物の表面に当該デ
ブリスが付着したり、後続のレーザーパルスのエネルギ
ーを減殺させることがないエキシマレーザー加工装置を
提供できる。

【０３８９】なお、この構成としたものを加工領域の周
りに複数個設置することによって吸引の効率を向上させ
ることができる。

【０３９０】〔実施例１５〕図４１は本発明による液晶
表示素子の製造におけるアブレーションデブリス除去装
置の他の実施例の構成を説明する模式図であって、図４
０と同一符号は同一機能部分に対応する。

【０３９１】本実施例は、吸引ノズル５０を被加工物の
加工領域を周回して包囲するごとく開口したスリット状
とした環状としたものである。それぞれの吸引バッファ
空間３ａは連通させておくのが望ましく、排気部２は一
箇所としてもよい。

【０３９２】本実施例により、デブリスの除去効果が向
上し、被加工物の表面に当該デブリスが付着したり、後
続のレーザーパルスのエネルギーを減殺させることがな
いエキシマレーザー加工装置を提供できる。

【０３９３】〔実施例１６〕図４２は本発明による液晶
表示素子の製造におけるアブレーションデブリス除去装
置のさらに他の実施例の構成を説明する模式図であっ
て、５３ａ，５３ｂは吸引容器を構成する側壁、５４は
エキシマレーザー光の入射窓、５５は吸引容器を構成す
る底板、５５ａはレーザー光照射用の開口、図４０と同
一符号は同一機能部分に対応する。

【０３９４】同図はデブリスの吸引をさらに効率良く、
かつ完全にプルームを除去するためには吸引領域を略々
密閉するごとく囲む吸引容器構造としたものである。

【０３９５】すなわち、本実施例では、エキシマレーザ
ー光の入射窓５４とガラス基板１０にレーザー光を照射
するための開口をもつ底板５５および側壁５３ａ，５３
ｂで吸引容器を構成している。吸引バッファ空間５２は
連通されており、排気部５１は一箇所としてもよい。

【０３９６】底板５５の開口５５ａはできるだけ小さく
することが望ましいが、アブレーション時のショックウ
エーブフロントの動きを妨げない様にする必要があるた
め、ガラス基板１０の加工領域の各縁から約２ｍｍ程度
広い開口とするのが好適である。側壁５３ａ，５３ｂも
レーザー光の照射を妨げないような形状とする。

【０３９７】また、入射窓５４はエキシマレーザー光を
透過させる材料、例えば石英板で形成し、その設置高さ
もショックウエーブフロントの到達距離よりも高くとっ
ておくことが肝要である。

【０３９８】さらに、底板５５はアブレーション加工を
施すすべきガラス基板１０にできるだけ密に接近させ、
かつその全体面積を大きくとることにより、吸引の効率
をさらに向上できる。

【０３９９】これは、吸引容器内の圧力が低くなり、シ
ョックウエーブフロントの速度が上がるためと考えられ
る。ただし、吸引においてはエキシマレーザー光の光路
の気体の擾乱で屈折率の局所的な変動を起さない様な流
速、流線を考慮する必要がある。

【０４００】〔実施例１７〕図４３は本発明による液晶
表示素子の製造におけるアブレーションデブリス除去装
置のさらにまた他の実施例の構成を説明する模式図であ
って、アブレーション加工装置に取り付けるためのより
具体的な構造を示し、吸引バッファ空間５２は連通して
排気部５１に連絡し、５６は吸引容器である。なお、図
４２と同一符号は同一機能部分に対応する。

【０４０１】同図において、吸引容器５６の高さは６５
ｍｍ程度とし、この吸引容器の底板５５を被加工物の表
面上に１ｍｍの間隙で設置する。

【０４０２】エキシマレーザー光は入射窓５４から入射
し、底板５５の開口５５ａからガラス基板に照射され
る。

【０４０３】アブレーションで生じたデブリスＡは、矢
印に示したように吸引ノズル５０を通して吸引バッファ
空間５２から排気部５１に到り、図示しない真空ポンプ
で排気される。

【０４０４】この構成のアブレーションデブリス除去装
置を用いたアブレーション加工装置でノボラック系樹脂
のアブレーション加工をおこなった結果、２ｋＨｚのレ
ーザー発振周波数に対し、吸引容器のない時と比較して
約１．５倍のアブレーションレートを得ることができ
た。さらに、レーザー照射部の縁の微小部分を除いてデ
ブリスを完全に除去することができた。

【０４０５】このように構成したことにより、アブレー
ション加工装置の加工部に容易に設置することができ、
発生したデブリスを除去して高品質の加工を行うことが
可能となる。

【０４０６】図４４は図４３に示したアブレーションデ
ブリス除去装置をアブレーション加工機に装着して液晶
表示素子を構成するカラーフィルタ基板の加工に適用し
た構成例の説明図であって、１はエキシマレーザー、１
ａはエキシマレーザー光、１ａ’は照射レーザー光、７
は露光マスク（誘電体マスク）、１０’は被加工物であ
るカラーフィルタ基板、１１はカラーフィルタ基板１
０’のＸ−Ｙテーブル、６０はカラーフィルタ層、６０
ａはカラーフィルタ層に形成された不要な凸部、６１は
均一化照明光学系、６２は結像光学系（レンズ）、６３
はデブリス除去装置である。

【０４０７】同図において、エキシマレーザー１は波長
２４８ｎｍのレーザー光１ａを発振し、インテグレータ
ーを含む均一化照明光学系６１により、カラーフィルタ
基板１０’のカラーフィルタ層６０の表面にある凸部６
０ａの除去領域をカバーする開口を形成した露光マスク
７上に２×５０ｍｍ² のスリット状のマスクパターンの
照明を行う。

【０４０８】このマスクパターンを１：１の結像レンズ
６２でカラーフィルタ層６０の表面に結像する。結像レ
ンズ６２のワーキングディスタンスは７０ｍｍで、この
間に図４に断面を示すような高さが６５ｍｍの吸引容器
に組み込んだアブレーションデブリス除去装置１３１ｍ
ｍの間隙で設置した。

【０４０９】デブリスの吸引は３００リットル／秒の排
気能力を持つドライ真空ポンプ又は真空吸引装置を用い
る。エキシマレーザー光の入射エネルギー密度３００ｍ
Ｊ／ｃｍ² である。

【０４１０】このように構成したアブレーション加工装
置により、カラーフィルタ基板のカラーフィルタ層に形
成された不要な凸部７ａは除去されて平坦化されると共
に、加工により生じたデブリスがカラーフィルタ層に残
留することがなく、高品質のカラーフィルタ基板を得る
ことができた。

【０４１１】図４５は本発明により製造したＴＦＴ型液
晶表示装置の構造例を説明する展開斜視図である。

【０４１２】同図において、ＭＤＬは液晶表示装置、Ｓ
ＨＤは上フレームである金属製のシールドケース、ＷＤ
は液晶表示装置の有効画面を画定する表示窓、ＰＮＬは
液晶表示素子、ＳＣＰは拡散板、ＰＣＢ１はドレイン側
回路基板、ＰＣＢ２はゲート側回路基板、ＰＣＢ３はイ
ンターフェース回路基板、ＰＲＳはプリズムシート、Ｓ
ＰＳは拡散シート、ＧＬＢは導光体、ＲＦＳは反射シー
ト、ＢＬはバックライト、ＬＰはバックライトＢＬのラ
ンプを構成する冷陰極蛍光灯、ＬＳは反射シート、ＧＣ
はゴムブッシュ、ＬＰＣはランプケーブル、ＭＣＡは導
光体ＧＬＢを設置する開口ＭＯを有する下側ケース、Ｊ
Ｎ１，２，３は回路基板間を接続するジョイナ、ＴＣＰ
１，２はテープキャリアパッケージ、ＩＮＳ１，２，３
は絶縁シート、ＧＣはゴムクッション、ＢＡＴは両面粘
着テープ、ＩＬＳは遮光スペーサである。

【０４１３】上記の各構成材は、金属製のシールドケー
スＳＨＤと下側ケースＭＣＡの間に積層されて挟持固定
されて液晶表示装置ＭＤＬを構成する。

【０４１４】液晶表示素子ＰＮＬには拡散板ＳＣＰが積
層され、その周辺に各種の回路基板を取り付けて画像表
示のための駆動がなされる。

【０４１５】また、液晶表示素子ＰＮＬの裏面には導光
体ＧＬＢに各種の光学シートを積層してなるバックライ
トＢＬが設置され、液晶表示素子ＰＮＬに形成された画
像を照明して表示窓ＷＤに表示する。

【０４１６】上記本発明を用いて組み立てたＴＦＴ型液
晶表示装置は、プロセス工程が大幅に短縮され、かつ高
精度の薄膜パターンが形成可能であり、高画質の表示性
能を備えた各種の表示デバイスに適用できる。

【０４１７】なお、本発明によるエキシマレーザー光の
アブレーション現象を利用した加工方法は、液晶表示素
子のレジスト膜やＴＦＴ基板あるいはカラーフィルタ基
板を構成する各種の薄膜のパターニングに限らず、同様
のパターニングを伴う各種薄膜のパターニングに適用で
きる。

【０４１８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
高アブレーションレート、かつ低デブリスの高分子材料
でレジスト膜を形成し、エキシマレーザー光のアブレー
ション現象を利用したリソグラフィーにより、レジスト
膜の現像および残留レジスト膜の除去、金属薄膜や半導
体薄膜あるいは絶縁薄膜のパターニングをウエットプロ
セスによること無く実現できることから、当該現像剤や
剥離剤、その他の処理剤の廃液で環境への影響を無くす
ことができる。さらに薄膜パターン形成プロセス自体が
簡素化されると共に、そのプロセス時間を大幅に短縮す
ることができ、液晶被素子の製造コストが低減される。

【０４１９】また、高エネルギーのエキシマレーザー光
に対する光学系のダメージが防止され、大面積のガラス
基板に高精度で各種の薄膜のパターニングを施すことが
可能となり、その量産効果が大である。

【０４２０】さらに、本発明による露光マスクは、高エ
ネルギーのエキシマレーザー光に対して耐久性が大き
く、かつステップ−スキャン方式における大面積のガラ
ス基板に対するパターンの境界のずれが回避され、高精
度のパターニング処理が可能である。

【０４２１】そして、露光マスクと被処理物であるガラ
ス基板の位置合わせを、簡単な構成で高精度に実現でき
ると共に、アブレーションで発生したデブリスをリアル
タイムで除去できるため、高速加工と加工環境のクリー
ン化が実現され、製造した液晶表示装置の高品質化を実
現できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】エキシマレーザー光のアブレーション加工用レ
ジスト材を用いた本発明による液晶表示素子の製造方法
を説明する工程図である。

【図２】エキシマレーザー光のアブレーション加工用レ
ジスト材を用いた本発明による液晶表示素子の製造方法
を説明する工程図である。

【図３】本発明による液晶表示素子の製造に用いるエキ
シマレーザーのアブレーション現象を利用した露光機の
構成例を説明する模式図である。

【図４】誘電体多層膜マスクの基本的構成の１例を説明
する断面模式図である。

【図５】誘電体多層膜マスクの基本的構成の他例を説明
する断面模式図である。

【図６】図４に対応した屈折率比ｎ_e ／ｎ₁ と反射率と
の関係を層数をパラメータとした説明図である。

【図７】図５に対応した屈折率比ｎ_e ／ｎ₁ と反射率と
の関係を層数をパラメータとした説明図である。

【図８】本発明による誘電体多層膜マスクで構成したエ
キシマレーザー加工用マスク（露光マスク）の基本構造
を説明する模式断面図である。

【図９】図８の金属膜の層を除き追加の高屈折率層とし
てＡｌ₂ Ｏ₃ を用いた場合の多層誘電体層の屈折率比ｎ
₂ ／ｎ₃ と反射率の関係の特性説明図である。

【図１０】エキシマレーザー光のパルスにディレイ同期
した色素レーザー（パルス幅約５ｎｓ）によるアブレー
ション現象のシャドウグラフを模式的に示すアブレーシ
ョン現象の説明図である。

【図１１】本発明を適用するアクティブ・マトリクス方
式のカラー液晶表示装置の一画素近傍の構成を説明する
平面図である。

【図１２】図１１の３−３線に沿って切断した要部断面
図である。

【図１３】下部透明ガラス基板にＴＦＴを構成する薄膜
多層構造のパターニングによる形成工程の説明図であ
る。

【図１４】下部透明ガラス基板にＴＦＴを構成する薄膜
多層構造のパターニングによる形成工程の説明図であ
る。

【図１５】下部透明ガラス基板にＴＦＴを構成する薄膜
多層構造のパターニングによる形成工程の説明図であ
る。

【図１６】本発明による液晶表示素子の製造方法に使用
される露光／現像装置の光学系の概略を説明する模式図
である。

【図１７】本発明の液晶表示素子の製造方法におけるス
テップ−スキャン用露光マスクのための基板パターンの
分割原理の説明図である。

【図１８】本発明による液晶表示素子の製造方法におい
て使用される露光マスクの構成例を模式的に説明する平
面図である。

【図１９】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機におけるレンズアレーによるエキシ
マレーザー光の分割を説明する原理図である。

【図２０】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機の照明光学系の説明図である。

【図２１】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機の露光マスクの照明光の均一化の説
明図である。

【図２２】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機の走査方式を説明する模式図であ
る。

【図２３】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機の走査における照明領域の位置設定
例の説明図である。

【図２４】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機のエキシマレーザー光源部と現像光
学系を分離壁で独立させた清浄度が異なる部屋に設置し
たアブレーション現像装置の全体構成の説明図である。

【図２５】本発明の液晶表示素子の製造方法に用いるア
ブレーション現像機のレーザー光ビームが通過する透過
窓板を傾斜させることによって光軸を平行移動させるず
れ補正方法の説明図である。

【図２６】本発明の第７実施例を説明するためのアブレ
ーション現像機の露光光学系の構成の模式図である。

【図２７】本発明の第７実施例における光源の分割に用
いる円筒形レンズのＸ方向とＹ方向の配置例を説明する
模式図である。

【図２８】本発明の第７実施例における露光マスクの開
孔パターンの一例としての液晶表示装置のカラーフィル
タ側ガラス基板に形成するブラックマトリクス（ＢＭ）
パターンの一例とスリット照明とするためのブレードの
配置関係の説明図である。

【図２９】本発明の第８実施例を説明するためのカラー
フィルタのアブレーション現像によるパターニングの模
式図である。

【図３０】本発明による液晶表示素子の製造方法に使用
するアブレーション露光機の露光マスクの好ましい分割
線の説明図である。

【図３１】避けるべき分割線の説明図である。

【図３２】本発明による液晶表示素子の製造方法におけ
るレジストパターン形成方法の実施例を説明する基板の
分割例を説明する模式図である。

【図３３】本実施例に使用する露光マスクの具体例を説
明する平面図である。

【図３４】露光マスクを介した基板上のレジストのエキ
シマレーザー光の照射状態の説明図である。

【図３５】本発明による液晶表示素子の製造に使用する
エキシマレーザー露光機の露光マスクの材料である高屈
折率層材料と低屈折率層材料の組み合わせと１０％以下
の透過率の最小層数の説明図である。

【図３６】本発明による液晶表示素子の製造に使用する
エキシマレーザー露光機の露光マスクの製造方法の一例
を説明する概略工程図である。

【図３７】露光マスクと被加工物であるガラス基板との
位置合わせ機構の実施例を説明する模式図である。

【図３８】蛍光板の構成を説明する部分断面図である。

【図３９】露光マスクと被加工物であるガラス基板との
位置合わせ機構の他の実施例を説明する模式図である。

【図４０】本発明による液晶表示素子の製造におけるア
ブレーションデブリス除去装置の１実施例の構成を説明
する模式図である。

【図４１】本発明による液晶表示素子の製造におけるア
ブレーションデブリス除去装置の他の実施例の構成を説
明する模式図である。

【図４２】本発明による液晶表示素子の製造におけるア
ブレーションデブリス除去装置のさらに他の実施例の構
成を説明する模式図である。

【図４３】本発明による液晶表示素子の製造におけるア
ブレーションデブリス除去装置のさらにまた他の実施例
の構成を説明する模式図である。

【図４４】図４３に示したアブレーションデブリス除去
装置をアブレーション加工機に装着して液晶表示素子を
構成するカラーフィルタ基板の加工に適用した構成例の
説明図である。

【図４５】本発明により製造したＴＦＴ型液晶表示装置
の構造例を説明する展開斜視図である。

【符号の説明】

１ エキシマレーザー ３，５ レンズ ４ 分割レンズ ６ コンデンサレンズ ７ 露光マスク ８ 結像レンズ ９ 入射瞳 １０ 被加工物であるレジスト塗布ガラス基板 １１ Ｘ−Ｙテーブル（１１ａはＸ−Ｙマスクテーブ
ル、１１ｂはＸ−Ｙ基板テーブル）。

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/039 ５０１ Ｇ０３Ｆ 7/039 ５０１ (72)発明者 林 伸明 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内 (72)発明者 富田 好文 千葉県茂原市早野3300番地 株式会社日立 製作所電子デバイス事業部内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】液晶表示素子を構成するための金属膜、誘
   電体絶縁膜、半導体膜の薄膜、ないしは前記薄膜の一部
   がパターン状に形成された多層膜を成膜したガラス基板
   上にウレタン結合および／またはウレア結合をもつ高分
   子材料から構成したレジスト膜を塗布し、 所定の開口パターンを有するマスクを介してエキシマレ
   ーザーを照射して照射部分のレジスト膜をアブレーショ
   ン現象により除去することで前記マスクの開口パターン
   に対応して前記薄膜を露出したレジスト膜パターンを形
   成し、 前記レジスト膜パターンで露出された前記薄膜にエッチ
   ング処理を施して除去した後、エキシマレーザーを照射
   して残留レジスト膜をアブレーション現象により除去す
   ることを特徴とする液晶表示素子の製造方法。
2. 【請求項２】請求項１において、前記レジスト膜の吸光
   係数が、波長２４８ｎｍまたは３０８ｎｍのエキシマレ
   ーザー光に対して５×１０⁴ ｃｍ^-1以上であることを特
   徴とする液晶表示素子の製造方法。
3. 【請求項３】請求項１において、前記高分子化合物が、
   加熱または乾燥の何れかにより環状または網目状の架橋
   構造を形成する熱硬化型であることを特徴とする液晶表
   示素子の製造方法。
4. 【請求項４】請求項１において、前記レジスト膜が、波
   長２４８ｎｍ、エネルギー密度１００ｍＪ／ｃｍ² のエ
   キシマレーザーのパルス光に対して、０．０４μｍ／ｓ
   ｈｏｔ以上のアブレーション速度をもつことを特徴とす
   る液晶表示素子の製造方法。
5. 【請求項５】請求項１において、前記レジスト膜を構成
   する高分子材料が、ポリイソシアネートとポリオールお
   よび／またはポリアミンとの重合反応によって生成した
   高分子化合物であることを特徴とする液晶表示素子の製
   造方法。
6. 【請求項６】請求項５において、前記ポリイソシアネー
   トがトルエンジイソシアネート、メチレンビスフェニル
   イソシアネート、ナフタレンジイソシナネートのうちの
   少なくとも１種類であることを特徴とする液晶表示素子
   の製造方法。
7. 【請求項７】金属膜、誘電体絶縁膜、半導体膜の薄膜、
   ないしは前記薄膜の１または複数からなる多層膜をウレ
   タン結合および／またはウレア結合をもつ高分子材料か
   ら構成したレジスト膜を用いたエキシマレーザーのアブ
   レーション現象により加工して得た一方のガラス基板
   と、 ブラックマトリクスおよび複数のカラーフィルターを形
   成した他方のガラス基板の間に液晶層を挟持してなる液
   晶表示装置。
8. 【請求項８】請求項７において、前記ガラス基板のブラ
   ックマトリクスおよび／または複数のカラーフィルタ
   が、ブラックマトリクス膜および／または複数のカラー
   フィルタ膜を所定の開口パターンを有するマスクを介し
   てエキシマレーザーで照射して当該照射部分のブラック
   マトリクス膜および／または複数のカラーフィルタ膜を
   アブレーション現象により加工してなることを特徴とす
   る液晶表示装置。