(57)【要約】【課題】  マイクロレンズを有するフォトマスクを用いることにより被露光体の解像度を向上させることで被露光体に微細パターンを形成することができ、且つ、マイクロレンズの形成が自己整合的であり、位置合わせの工程が不要であるため製造が容易で、製造コストの低いフォトマスクを提供する。【解決手段】  遮光部と複数の各開口とからなる転写パターンがマスク基板の一面上に形成され、前記転写パターンの像を被露光体上に結像させるマイクロレンズが、前記各開口に対応する前記マスク基板の前記一面に夫々密着して設けられていることを特徴とするフォトマスクである。【選択図】  図４
2014174257.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
遮光部と複数の各開口とからなる転写パターンがマスク基板の一面上に形成され、前記転写パターンの像を被露光体上に結像させるマイクロレンズが、前記各開口に対応する前記マスク基板の前記一面に夫々密着して設けられていることを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
前記マイクロレンズが、前記各開口の近傍の前記遮光部に密着して設けられてい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】
前記マイクロレンズが、光硬化性樹脂からなることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のフォトマスク。
【請求項４】
前記光硬化性樹脂がアクリル系樹脂を主成分とし、ラジカル光重合開始剤と架橋剤とを含む光硬化性樹脂であることを特徴とする請求項３に記載のフォトマスク。
【請求項５】
遮光部と複数の各開口とからなる転写パターンがマスク基板の一面上に形成され、前記転写パターンの像を被露光体上に結像させるマイクロレンズが、前記各開口に対応する前記マスク基板の前記一面に夫々密着して設けられたフォトマスクの製造方法であって、
前記マスク基板の前記一面上に形成した遮光膜をパターニングすることにより、前記転写パターンを形成する工程と、
前記マスク基板の前記転写パターン上に、光硬化性樹脂膜を形成する工程と、
前記光硬化性樹脂膜に対して露光及び現像処理を行い、前記各開口に対応する前記マスク基板の前記一面に夫々密着した各光硬化性樹脂膜を残存させ、残存した前記各光硬化性樹脂膜によって前記マイクロレンズを形成する工程と、
を備えることを特徴とするフォトマスクの製造方法。
【請求項６】
前記各開口に夫々密着して残存した前記各光硬化性樹脂膜が、前記各開口の近傍の前記遮光部に密着していることを特徴とする請求項５に記載のフォトマスクの製造方法。
【請求項７】
前記光硬化性樹脂がネガ型の感光特性を有し、前記マイクロレンズを形成する工程において、前記マスク基板における前記転写パターンが設けられていない他面側から前記各開口を通じて光を入射させ、前記各開口に夫々対応する光硬化性樹脂領域を露光することを特徴とする請求項５又は請求項６に記載のフォトマスクの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、転写パターンを被露光体に転写するために用いるフォトマスクに関し、特に、転写パターンの像を被露光体にマイクロレンズにより結像するフォトマスクに関する。
【背景技術】
【０００２】
ＬＣＤの分野において、薄膜トランジスタ液晶表示装置（ＴＦＴ−ＬＣＤ）は、ＣＲＴ（陰極線管）に比較して、薄型にし易く消費電力が低いという利点から、現在商品化が進んでいる。近年、特にＴＦＴチャネル部のパターンの微細化に伴い、フォトマスクを用いた露光方法において、フォトマスクの転写パターンに従った所望の微細パターンを被露光体に形成することが必要とされてきている。例えばＬＣＤ用のプロジェクション型露光装置においては、大型基板に対して露光するため、露光光源としては、例えばｉ線（波長３６５ｎｍ）やｇ線（波長４３６ｎｍ）を含む３５０〜４５０ｎｍの波長領域の光源が用いられ、開口数ＮＡが０．０８〜０．１５程度の光学系が用いられる。また、カラーフィルタなど、比較的要求パターンの寸法が大きい場合には、生産性に優れるプロキシミティ露光装置も用いられる。
【０００３】
従来のフォトマスクを搭載した露光装置を使用した露光方法は、フォトマスクを垂直に透過する光源光を、フォトマスクにより選択、形成されたパターンを被露光体上にそのまま転写するものであり、また光源光が発散光であるため、光源光におけるコリメーション半角（視角）の存在により、フォトマスクの開口の像がぼやけて解像度が低下し、被露光体上に所望の微細パターンを形成することができないという問題があった。そして、パターンの微細化に伴って、フォトマスクにおける転写パターンについても微細化が要求されている。それ故、フォトマスクの開口を光源光が透過する際に開口のエッジ部で回折が生じ、回折光の影響が無視できない程度に大きくなり、解像度の低下を招く要因となる。
【０００４】
特許文献１は、前記の問題に対処した、従来のフォトマスクを示す。図２は同文献のフォトマスク及び該フォトマスクを備える露光装置の概略構成を示す。なお、図２は特許文献１の図１を転記したものであるので、図２に示す符号は、本願明細書の符号とは整合していない。図２において、符号２は光源、符号４はフォトマスク、符号６は被露光体、符号９は透明基板、符号１０は遮光膜、符号１１は開口、符号１２はマイクロレンズ、符号１３は別の透明基板、符号Ｌ１は光源光を示す。同文献のフォトマスクは、透明基板の一面に設けた遮光膜に形成された所定形状の複数の開口と、上記透明基板の各開口にそれぞれ対応して設けられ、前記開口の像を近接対向して配置された被露光体上に結像させる複数のマイクロレンズとを備え、近接露光における露光パターンの解像度を向上して微細パターンの露光を可能にしていた。
【０００５】
しかし、特許文献１に記載の前記のフォトマスクは、透明基板の一面に設けられた開口（マスクパターン）と、上記透明基板の他面に設けられたマイクロレンズ（投影レンズ）とが前記透明基板の厚みに等しい間隔で離れて位置するため、フォトマスクの前記開口を通過する光のうち一部の光が、対応する前記マイクロレンズ内に取り込まれない場合があった。これは、フォトマスクに照射する光源からの光にコリメーション半角（視覚）が存在するため、開口を通過した光が前記コリメーション半角に相当する角度で広がってマイクロレンズに入射することによる。そのため、前記フォトマスクの開口と前記マイクロレンズとの間隔が広がるに従って、マイクロレンズに取り込まれる光量が減少し、被露光体に照射する光量が減少して光の利用効率が低下するおそれがあった。特に、大面積の例えばカラーフィルタ基板の露光に使用するフォトマスクの場合には、透明基板の厚みが十数ｍｍと厚く、前記の問題がより顕著に発生した。
【０００６】
特許文献２は、前記した問題点に対処し、被露光体に照射する光の利用効率を向上させたフォトマスクを示す。図３は同文献のフォトマスクの概略構成を示す。なお、図３は特許文献２の図１を転記したものであるので、図３に示す符号は、本願明細書の符号とは整合していない。図３において、符号１はフォトマスク、符号２はマスク基板、符号３はマイクロレンズアレイ、符号４はマスク基板用の透明基板、符号５はマスクパターン、符号９はマイクロレンズ用の透明基板、符号１０は投影レンズ、符号１１はフィールドレンズ、符号１２は遮光膜、符号１６はＮ型アライメントマーク、符号１７ａ〜１７ｃは細線パターンを示す。同文献のフォトマスクは、透明基板の一面に所定形状の複数のマスクパターンを形成したマスク基板と、別の透明基板の一面に対向配置された被露光体上に前記複数のマスクパターンの像を縮小投影する複数の投影レンズを形成し、他面に入射光を前記投影レンズに集光する複数のフィールドレンズを前記投影レンズの光軸と光軸を合致させて形成したマイクロレンズアレイとを備え、前記マスクパターンと前記フィールドレンズとを所定の隙間を有して近接対向させた状態で前記マスク基板と前記マイクロレンズアレイとを接合したものである。
【０００７】
特許文献２のフォトマスクは、図３に示すように、マスク基板のマスクパターンに対して所定の隙間を有して近接対向して配置されたマイクロレンズアレイのフィールドレンズにより、マスクパターンを通過した光を投影レンズに集光する。このフォトマスクによれば、マスクパターンを通過した光の略全量をマスクパターンに近接対向して配置されたフィールドレンズにより、投影レンズに集光することができるので、投影レンズを介して被露光体に照射する光の利用効率を向上することができる。また、このフォトマスクは、マスクパターンとフィールドレンズとを約５０μｍ〜３００μｍの距離まで接近させているので、前記した光源光のコリメーション半角の影響が低減され、近接露光における露光パターンの解像度を向上して微細パターンの露光が可能となる。
【０００８】
前記の特許文献２のフォトマスクは、フォトマスクのマスク基板とは別体の透明基板によって形成されたマイクロレンズアレイを、フォトマスクのマスク基板に貼り合わせることで作製される。以下、特許文献２のフォトマスクの製造方法の詳細について説明する。
【０００９】
初めに、マイクロレンズアレイの製造方法について、図３を参照して説明する。先ず、透明基板９の上面９ｂにてレンズ形成領域１３外をマスクした状態でレンズ形成領域１３をエッチングして例えば約５０μｍ〜３００μｍの深さまで掘り下げる。さらに、レンズの形成領域１３に所定の曲率を有する凸状の複数のフィールドレンズ１１を形成する。次に、透明基板９の上面９ｂの全面にクロム等の遮光膜１２を形成した後、前記フィールドレンズ１１に対応した部分をエッチングして除去する。続いて、透明基板９の下面９ａのレンズ形成領域１３に、前記フィールドレンズ１１に対応させて凸状の複数の投影レンズ１０を形成する。そして、透明基板９の下面９ａの全面にクロム等の遮光膜１２を形成した後、前記投影レンズ１０に対応した部分を除去する。
【００１０】
次に、前記のようにして作製したマイクロレンズアレイをフォトマスクに接着する工程について、説明する。先ず、マイクロレンズアレイ３の上面９ｂにてフィールドレンズ１１のレンズ形成領域１３外の部分に接着剤を塗布する。次いで、マスク基板２のマスクパターン５を形成した下面４ａとマイクロレンズアレイ３の接着剤を塗布した上面９ｂとを対面させて、マスク基板２とマイクロレンズアレイ３とを対向配置する。続いて、顕微鏡によりマスク側アライメントマーク８とレンズ側アライメントマーク１４とを同時に観察しながら、該２つのアライメントマークが合致するようにマスク基板２とマイクロレンズアレイ３とを相対的に平行移動し、また各基板４、９の面の中心を軸に回転して位置合わせをする。そして、マスク基板２及びマイクロレンズアレイ３を各基板４、９の面の側方から加圧した状態で前記接着剤を硬化させて両者を接合させ、フォトマスクが完成する。このとき、マスクパターン５とフィールドレンズ１１とは約５０μｍ〜３００μｍ程度の距離まで接近することになる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００９−２７７９００号公報
【特許文献２】特開２０１１−１３４７６８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
図１に、従来のフォトマスクを用いた場合に得られる被露光体のパターンの形状を示す。図１の「フォトレジストプロファイル」として示すように、従来のフォトマスクを用いた場合には、（ａ）ポジ型光硬化性樹脂を用いたＣ／Ｈパターンの形成、及び（ｂ）ネガ型光硬化性樹脂を用いたフォトスペーサーの形成のいずれの場合でも、被露光体のパターンのエッジの部分がなまった形状となってしまう。この理由は、図１に「光強度分布」として示すように、基本的に、マスク開口よりも大きく光が回折し、拡散してしまうことに起因すると考えられる。
【００１３】
一方、前記した特許文献２のフォトマスクは、光の利用効率を向上させるために、マイクロレンズアレイ３を有している。しかしながら、特許文献２のフォトマスクは、マイクロレンズアレイ３にフィールドレンズ１１及び投影レンズ１０の両者が精度良く配置されるように、複数のフィールドレンズ１１及び投影レンズ１０を夫々形成する工程と、各フィールレンズ１１及び各投影レンズ１０がマスク基板２におけるマスクパターン５の複数の各開口に対して夫々精度良く一致するように、マイクロレンズアレイ３とマスク基板２とを精度良く位置合わせして、両者を接着する工程とを実行する必要がある。従って、同文献のフォトマスクには、製造の難度が極めて高く、且つ製造に長時間を要するため、製造コストが高いという問題があった。
【００１４】
本発明は、前記した問題点に対処するために、被露光体の解像度を向上させることで被露光体に微細パターンを形成することができ、製造が容易で、製造コストの低いフォトマスク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】
上記課題を解決するため、本発明は以下の構成を有する。本発明は、下記の構成１〜４であることを特徴とするフォトマスクである。また、本発明は、下記の構成５〜７であることを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
【００１６】
（構成１）
本発明の構成１は、遮光部と複数の各開口とからなる転写パターンがマスク基板の一面上に形成され、前記転写パターンの像を被露光体上に結像させるマイクロレンズが、前記各開口に対応する前記マスク基板の前記一面に夫々密着して設けられていることを特徴とするフォトマスクである。
【００１７】
（構成２）
本発明の構成２は、前記マイクロレンズが、前記各開口の近傍の前記遮光部に密着して設けられていることを特徴とする構成１に記載のフォトマスクである。
【００１８】
（構成３）
本発明の構成３は、前記マイクロレンズが、光硬化性樹脂からなることを特徴とする構成１又は構成２に記載のフォトマスクである。
【００１９】
（構成４）
本発明の構成４は、前記光硬化性樹脂がアクリル系樹脂を主成分とし、ラジカル光重合開始剤と架橋剤とを含む光硬化性樹脂であることを特徴とする構成３に記載のフォトマスクである。
【００２０】
（構成５）
本発明の構成５は、遮光部と複数の各開口とからなる転写パターンがマスク基板の一面上に形成され、前記転写パターンの像を被露光体上に結像させるマイクロレンズが、前記各開口に対応する前記マスク基板の前記一面に夫々密着して設けられたフォトマスクの製造方法であって、前記マスク基板の前記一面上に形成した遮光膜をパターニングすることにより、前記転写パターンを形成する工程と、前記マスク基板の前記転写パターン上に、光硬化性樹脂膜を形成する工程と、前記光硬化性樹脂膜に対して露光及び現像処理を行い、前記各開口に対応する前記マスク基板の前記一面に夫々密着した各光硬化性樹脂膜を残存させ、残存した前記各光硬化性樹脂膜によって前記マイクロレンズを形成する工程と、を備えることを特徴とするフォトマスクの製造方法である。
【００２１】
（構成６）
本発明の構成６は、前記各開口に夫々密着して残存した前記各光硬化性樹脂膜が、前記各開口の近傍の前記遮光部に密着していることを特徴とする構成５に記載のフォトマスクの製造方法である。
【００２２】
（構成７）
本発明の構成７は、前記光硬化性樹脂がネガ型の感光特性を有し、前記マイクロレンズを形成する工程において、前記マスク基板における前記転写パターンが設けられていない他面側から前記各開口を通じて光を入射させ、前記各開口に夫々対応する光硬化性樹脂領域を露光することを特徴とする構成５又は構成６に記載のフォトマスクの製造方法である。
【発明の効果】
【００２３】
構成１の発明によれば、被露光体の解像度を向上させることで被露光体に微細パターンを形成することができ、製造が容易で、製造コストの低いフォトマスクを得ることができる。具体的には、マイクロレンズを有するフォトマスクを用いることにより被露光体の解像度を向上させることで被露光体に微細パターンを形成することができ、且つ、マイクロレンズの形成が自己整合的であり、位置合わせの工程が不要であるため製造が容易で、製造コストの低いフォトマスクを得ることができる。さらに具体的には、マイクロレンズが、フォトマスクの転写パターンの各開口に対応するマスク基板の一面とその近傍の遮光部とに夫々密着して設けられているので、図６に示すように、開口外に拡散する光源光が被露光体方向に集光され、フォトマスクの開口を透過した透過光の光強度分布の立ち上がりをシャープにすることができる。また、各開口とマイクロレンズとの距離が実質的に零となることから、パターンとマイクロレンズとの間の位置合わせの問題も存在せず、マスク生産上の特段の処理や作業も必要ない。従って、本発明のフォトマスクを被露光体の露光に用いることにより、解像度が向上し、転写パターンに従った微細パターンを低コストで形成することができる。
【００２４】
構成２の発明によれば、マイクロレンズが各開口及びその近傍の遮光部に密着して設けられているので、図６に示すように、各開口のエッジ部において回折が発生しても、各開口直下外の領域に拡散する回折光をマイクロレンズによって被露光体方向に集光させることができるため、光源光の利用効率が高くなり、解像度を向上させることができる。
【００２５】
構成３の発明によれば、マイクロレンズが光硬化性樹脂によって構成されているので、マイクロレンズを確実且つ容易に設けることができる。
【００２６】
構成４の発明によれば、前記光硬化性樹脂が、アクリル系樹脂を主成分とし、ラジカル光重合開始剤と架橋剤とを含む光硬化性樹脂であるので、マイクロレンズをより一層確実且つ容易に設けることができる。
【００２７】
構成５の発明によれば、マスク基板の一面上に形成された転写パターン上に光硬化性樹脂膜が形成され、該光硬化性樹脂膜に対して露光及び現像を行い、前記転写パターンの各開口に対応するマスク基板の一面に夫々密着するように各光硬化性樹脂膜を残存させ、残存させた前記各光硬化性樹脂膜によってマイクロレンズを形成しているので、マイクロレンズを容易に形成することができ、製造コストを低減することができる。
【００２８】
構成６の発明によれば、前記転写パターンの各開口に対応するマスク基板の一面に夫々密着した前記各光硬化性樹脂膜が、前記遮光部にも密着しているので、より一層容易にマイクロレンズを形成することができ、製造コストをより一層低減することができる。
【００２９】
構成７の発明によれば、前記マスク基板における転写パターンが設けられていない他面側から、前記転写パターンの各開口を通じて光を入射させ、前記各開口に夫々対応する光硬化性樹脂領域に対して露光を行っているので、残存させた光硬化性樹脂膜によってより一層容易にマイクロレンズを形成することができ、製造コストをより一層低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】従来のフォトマスクを用いた場合に得られる被露光体のパターンの形状を示す模式図である。
【図２】特許文献１の図１であって、従来のフォトマスク及び該フォトマスクを備える露光装置の概略構成を示す正面図である。
【図３】特許文献２の図１であって、従来のフォトマスクの概略構成を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ−Ｘ線断面矢視図である。
【図４】（Ａ）本発明のフォトマスクの一例の概略構成を示す断面模式図及び（Ｂ）そのフォトマスクを透過する光源光の強度を模式的に示す図であって、（Ａ）は、Ｈｏｌｅ開口部にドーム状（略半球面形状）の透明樹脂構造（マイクロレンズ）を形成した様子を示す図である。
【図５】（Ａ）従来のフォトマスクの概略構成を示す断面模式図及び（Ｂ）そのフォトマスクを透過する光源光の強度を模式的に示す図である。
【図６】本発明のフォトマスクにおいて、転写パターンの開口を透過した透過光の光強度分布を示す説明図である。
【図７】本発明のフォトマスクの製造方法の一例を示す断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図４は、本発明のフォトマスク１０１の概略構成を示す。本発明のフォトマスク１０１は、マスク基板１０２の一面上に形成した遮光膜をパターニングすることにより、マトリックス配列された略矩形状の複数の各開口１０５ａと、実質的に光源光１２０を透過しない遮光部１０５ｂとにより構成される転写パターン１０５を備え、各開口１０５ａの像を被露光体上に結像させる各マイクロレンズ１０３が、該転写パターン１０５の各開口１０５ａに対応するマスク基板１０２の一面に夫々密着して設けられている。マイクロレンズ１０３は、近接対向して配置された被露光体側に向けて湾曲した球面を有する。
【００３２】
マイクロレンズ１０３は、各開口１０５ａに対応するマスク基板１０２の一面及びその近傍の遮光部１０５ｂに密着していることにより、マイクロレンズ１０３の曲率半径が大きくなり、各開口１０５ａのエッジ部で発生した回折光１２２がマイクロレンズ１０３によって捕捉されるため、光の利用効率が向上する。図４に示すように、転写パターン１０５の開口１０５ａを透過した透過光の光強度分布の立ち上がりをシャープにすることができる。
【００３３】
各マイクロレンズ１０３は、転写パターン１０５の各開口１０５ａに入射した光源光１２０を捕捉することができるように、開口面（開口１０５ａの部分のマスク基板１０２の表面）を全てマイクロレンズが覆っていることが好ましい。本発明のフォトマスク１０１において、各開口１０５ａの幅は１．５μｍ〜１０μｍであることが好ましい。また、本発明のフォトマスク１０１と垂直な方向から観察したマイクロレンズ１０３の半径は、矩形開口１０５ａの対角線長に対して５０〜８０％であることが好ましい。また、マイクロレンズ１０３の最厚部の厚みが１．０〜１０μｍであることが好ましい。
【００３４】
なお、光源光１２０のコリメーション半角の影響に比べ、回折光１２２の影響が小さいと考えられる場合には、マイクロレンズ１０３を、各開口１０５ａに対応するマスク基板１０２の一面のみに夫々密着させ、各開口１０５ａの近傍の遮光部１０５ｂには密着しないように設けても良い。
【００３５】
前記のマイクロレンズ１０３は、光源光１２０に対して透明な光硬化性樹脂によって構成される。光硬化性樹脂として、アクリル系樹脂を主成分とし、ラジカル光重合開始剤と架橋剤とを含む光硬化性樹脂を用いることができる。特に、ネガ型の光硬化性樹脂を用いることにより、後述するように、マイクロレンズ１０３を前記転写パターン１０５の各開口１０５ａに夫々対応させて容易に形成することができる。
【００３６】
本発明のフォトマスク１０１を構成する、マスク基板１０２及び遮光膜について詳細に説明する。マスク基板１０２としては、主表面のサイズが３３０ｍｍ×４５０ｍｍ〜１６２０ｍｍ×１７８０ｍｍの大型の透明基板を用いることができる。透明基板は、例えば合成石英、ソーダライムガラス、無アルカリガラス等の、光源光１２０に対して透明な基板を用いることができる。露光に用いる光源光１２０としては、波長３６５ｎｍ（ｉ線）〜波長４３６ｎｍ（ｇ線）の範囲に亘りブロードなスペクトルを持つ連続光を用いることができる。遮光膜は、例えば金属シリサイドに対してエッチング選択性を有するクロム（Ｃｒ）系の材料により、基板上に形成される。遮光膜としては、例えば、ＣｒＮ膜、ＣｒＣ膜、ＣｒＣＯ膜、ＣｒＯ膜、ＣｒＯＮ膜、又はこれらの積層膜を用いることができる。遮光膜はマスク基板１０２上に成膜することで得られるが、成膜方法は、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ（化学的気相成長）法など、膜種に適した方法を適宜選択すれば良い。遮光部１０５ｂの透過率は、遮光膜の膜材質と膜厚との選定によって設定される。
【００３７】
前記の本発明のフォトマスク１０１を使用した場合は、遮光部１０５ｂでは光源光１２０が実質的に透過せず、各開口１０５ａでは各開口１０５ａに夫々対応して設けられたマイクロレンズ１０３によって、開口１０５ａを透過した透過光が図４（Ｂ）に示す光強度分布を示し、各開口１０５ａの像が被露光体に結像される。本発明のフォトマスク１０１は、マイクロレンズ１０３と各開口１０５ａとの距離が実質的に零であるため、前述した光源光１２０のコリメーション半角の影響が実質的に無くなり、図６に示すように、２本の破線に挟まれる開口１０５ａ直下の領域１３２の外方に向けて発散する光源光１２０が、各開口１０５ａに夫々対応するマイクロレンズ１０３によって開口１０５ａ直下の領域１３２に集光される。さらに、フォトマスク１０１の各開口１０５ａを透過する透過光は、図６に示すように、開口１０５ａのエッジ部において回折光１２２を生じるものの、開口１０５ａ直下外の領域１３４に発散する回折光１２２が、遮光部１０５ｂ上に密着するマイクロレンズ１０３によって開口１０５ａ直下の領域１３２に集光される。従って、本発明のフォトマスク１０１を使用することにより、従来は利用されなかった光が有効に利用され、各開口１０５ａの透過光の光強度分布の立ち上がりがシャープになるので、被露光体の解像度が向上し、転写パターン１０５に従った所望の微細パターンを形成することができる。
【００３８】
そして、図４（Ａ）に示すような本発明のフォトマスク１０１を使用すれば、図５（Ａ）に示すようなマイクロレンズ１０３が各開口１０５ａに設けられていない従来のフォトマスク１１１を使用した場合に比べ、従来のフォトマスク１１１では利用されなかった光を有効利用することができる。そのため、図４（Ｂ）に示す本発明のフォトマスク１０１の開口１０５ａの透過光の光強度分布と、図５（Ｂ）に示す従来のフォトマスク１１１の開口１０５ａの透過光の光強度分布とに対照的に示されるように、本発明のフォトマスク１０１の場合には、光源光１２０の輝度を増加させなくても、被露光体に照射される光量を増加させることができる。
【００３９】
本発明のフォトマスク１０１は、被露光体（例えばＴＦＴ−ＬＣＤ、カラーフィルタ基板）との間に微小間隙を介して対向配置され、近接露光を行うことができる。従って、本発明のフォトマスク１０１は、近接露光方式の露光装置に適用することができる。また、本発明のフォトマスク１０１は、近接露光方式のものに限らず、プロジェクション方式等の露光装置にも適用することができる。
【００４０】
各開口１０５ａの形状は、前記した矩形状に限られず、円形状、ライン状、格子状、多角形状等、必要に応じて種々の形状を採用することができる。また、マイクロレンズ１０３の曲面形状は、球面形状に限らず、楕円面形状、放物面形状を採用することもできる。さらに、マイクロレンズ１０３は各開口１０５ａの全てに対応するように配設されることが望ましいが、高解像度が必要とされる領域と高解像度が不要な領域とを夫々有する被露光体を露光するために使用されるフォトマスク１０１の場合には、高解像度が必要とされる領域に対応する各開口１０５ａのみにマイクロレンズ１０３を配設しても良い。即ち、高解像度が要求される領域に対して、該領域に対応する各開口１０５ａ及びその近傍の遮光部１０５ｂのみにマイクロレンズ１０３を配設し、マイクロレンズ１０３によって収束されることで立ち上がりがシャープに成形された透過光を照射する一方で、高解像度が要求されない領域に対して、該領域に対応する各開口１０５ａ及びその近傍の遮光部１０５ｂにはマイクロレンズ１０３を配設せず、各開口１０５ａを透過した光がそのまま照射されるようにすることもできる。また、遮光部１０５ｂは、光源光１２０を実質的に透過させない遮光膜によって構成することが好ましいが、光源光１２０を一部透過させる半透光膜によって構成することもできる。
【００４１】
本発明のフォトマスク１０１の製造方法の一例について、図７を用いて以下に説明する。図７（Ａ）は、マスク基板１０２上に転写パターン１０５を形成する工程を示す。マスク基板１０２の一面側にＣｒ化合物からなる遮光膜を成膜により形成する。遮光膜は、公知の手段を採用することによって成膜され、例えばスパッタリング法を採用するとによって成膜される。マスク基板１０２上に形成された遮光膜に対して、フォトリソグラフィ法によりパターニングを施すことにより、マトリックス配列で配列された複数の矩形状の開口１０５ａと、実質的に光源光１２０を透過しない遮光部１０５ｂとで構成される転写パターン１０５を形成する。このようにして、マスク基板１０２の一面上に遮光部１０５ｂと複数の開口１０５ａとからなる転写パターン１０５が形成される。各開口１０５ａは、一辺が１．５μｍ〜１０μｍに設定されることができる。
【００４２】
次いで、図７（Ｂ）は、転写パターン１０５上にネガ型の光硬化性樹脂膜１０７を形成し、該光硬化性樹脂膜１０７を露光する工程を示す。転写パターン１０５上にネガ型の光硬化性樹脂膜１０７をスピンコート及びスリットコートなどにより、膜厚が１．０μｍ〜５．０μｍの範囲で均一となるように塗布する。光硬化性樹脂膜１０７の一部は、後述する現像処理、ポストベーク処理後に、マイクロレンズ１０３を構成する。転写パターン１０５上に光硬化性樹脂膜１０７が形成されたマスク基板１０２に対して、マスク基板１０２における転写パターン１０５が形成されていない他面側から、各開口１０５ａを通じて光源光１２０を照射する。フォトマスク１０１の製造に使用する光源光１２０は、波長が３００〜４５０ｎｍの連続光であり、当該連続光の照射領域は、マスク基板１０２上にマトリックス配列された複数の各開口１０５ａの全てを一括照射可能な領域である。
【００４３】
マスク基板１０２の他面側からマスク基板１０２に入射した光源光１２０は、マスク基板１０２及び転写パターン１０５の各開口１０５ａを順次に透過し、各開口１０５ａに夫々対応する光硬化性樹脂領域に選択的に照射される。このように、マスク基板１０２の一面に形成された転写パターン１０５上の光硬化性樹脂膜１０７に対し、マスク基板１０２における転写パターン１０５が形成されていない他面から、転写パターン１０５の各開口１０５ａを利用して光源光１２０を照射することにより、各開口１０５ａに夫々対応するパターンを有する別体のマスクを準備することなく、各開口１０５ａに夫々対応する光硬化性樹脂領域を選択的に露光することができる。なお、各開口１０５ａを透過した光源光１２０は、前記したコリメーション半角の影響により、各開口１０５ａのみならず、各開口１０５ａの近傍に位置する遮光部１０５ｂにも広がって照射される。即ち、光硬化性樹脂膜１０７は、各開口１０５ａに対応してマスク基板１０２の一面に密着する領域と、各開口１０５ａの近傍の遮光膜に密着した領域とが露光される。
【００４４】
続いて、図７（Ｃ）は、露光後の光硬化性樹脂膜１０７を現像処理する工程を示す。露光後の光硬化性樹脂膜１０７を有するマスク基板１０２をＫＯＨやＴＭＡＨなどのアルカリ性水溶液である現像液に浸漬させる。光硬化性樹脂膜１０７はネガ型の光硬化性樹脂であるため、露光領域が硬化することで残存し、露光されていない領域が現像液に溶解して除去される。即ち、現像処理後には、前記した、各開口１０５ａに対応する領域及び各開口１０５ａの近傍の遮光部１０５ｂに密着した領域における光硬化性樹脂膜（残存した光硬化性樹脂膜１０８）のみが残存する。
【００４５】
最後に、図７（Ｄ）は、現像処理後の残存した光硬化性樹脂膜１０８をポストベーク処理して、光硬化性樹脂に残存する溶媒を除去することにより、残存した光硬化性樹脂膜１０８をマスク基板１０２上に定着させる。このポストベーク処理の際に、フォトマスク１０１の各開口１０５ａとその近傍の遮光部１０５ｂ上に夫々残存した光硬化性樹脂膜１０８が、略半球面形状を有するように溶融して収縮し、マイクロレンズ１０３として構成される。なお、マイクロレンズ１０３の曲面は、樹脂の分子量、分子量分布、光開始材種、光開始剤添加量、架橋剤種、架橋剤量、添加剤量などの光硬化性樹脂の材料組成、光硬化性樹脂の膜厚、プレベイク温度、光硬化性樹脂に対する露光量、現像液種、現像液濃度、現像時間、現像温度、ポストベーク温度、ポストベーク時間などの諸条件を適宜調整することによって、所望の光学特性（形状、曲率、寸法、焦点距離、透過率）を持つように設定される。
【符号の説明】
【００４６】
１０１  フォトマスク
１０２  マスク基板
１０３  マイクロレンズ
１０５  転写パターン
１０５ａ  開口
１０５ｂ  遮光部
１０７  光硬化性樹脂膜
１０８  残存した光硬化性樹脂膜
１１１  従来のフォトマスク
１２０  光源光
１２２  回折光
１２４  光軸
１３２  開口直下の領域
１３４  開口直下外の領域
【図１】
2014174257.tif 000003
【図２】
2014174257.tif 000004
【図３】
2014174257.tif 000005
【図４】
2014174257.tif 000006
【図５】
2014174257.tif 000007
【図６】
2014174257.tif 000008
【図７】
2014174257.tif 000009