(57)【要約】【課題】コリメーション半角の調整が容易に出来るプロキシミティ露光機を提供する。【解決手段】マスクと基板を微小間隔まで接近させた状態で露光を行なうプロキシミティ露光機であり、露光ランプ１０と、フライアイレンズ１１と、コリメーションミラー１２と、遮光機構１３と、を備えている。露光ランプ１０から発した照射光をフライアイレンズ１１とコリメーションミラー１２を経てほぼ平行光としてマスク２１を介して基板２０を露光するものであり、フライアイレンズ１１の外周部を遮光機構１３で覆うことにより所望するよりコリメーション半角の大きな光を遮光する露光機である。【選択図】図７
2014235319.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
マスクと基板を微小間隔まで接近させた状態で露光を行なうプロキシミティ露光機であって、
露光ランプから発した照射光をフライアイレンズとコリメーションミラーを経てほぼ平行光としてマスクを介して基板を露光するもので、
フライアイレンズの外周部を遮光物で覆うことによりコリメーション半角の大きな光を所望により遮光する機構を有することを特徴とするプロキシミティ露光機。
【請求項２】
前記コリメーション半角の大きな光を遮光する機構は、その遮光部分の大きさを調整可能であることを特徴とする請求項１に記載のプロキシミティ露光機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、特にマスクとガラス基板を微小間隔まで接近させた状態で露光を行なういわゆるプロキシミティ露光機で、詳細にはカラーフィルタを製造する工程でガラス基板にレジストを塗布し、パターンニングされたフォトマスクを用いて露光する場合に使用されるプロキシミティ露光機に関する。
【背景技術】
【０００２】
図１に基板の例としてカラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板の一例を断面で示す。カラーフィルタ１は、透明なガラス基板（以下、基板）２上にブラックマトリックス（以下、ＢＭ）３、レッドＲの着色画素（以下、Ｒ画素）４−１、グリーンＧの着色画素（以下、Ｇ画素）４−２、ブルーＢの着色画素（以下、Ｂ画素）４−３、透明電極５、及びフォトスペーサー（Ｐｈｏｔｏ  Ｓｐａｃｅｒ）（以下、ＰＳ）６、バーテイカルアライメント（Ｖｅｒｔｉｃａｌ  Ａｌｉｇｎｍｅｎｔ）（以下、ＶＡ）７が順次形成されたものである。
【０００３】
上記構造のカラーフィルタの製造方法は、フォトリソグラフィー法、印刷法、インクジェット法を用いることが知られているが、図２は一般的に用いられているフォトリソグラフィー法による製造工程を示すフロー図である。カラーフィルタは、先ず、前処理として基板を洗浄処理する工程（Ｃ１）、基板上にＢＭを形成処理する工程（Ｃ２）、基板を洗浄処理する工程（Ｃ３）、着色フォトレジストを塗布および予備乾燥処理する工程（Ｃ４）、着色フォトレジストを乾燥、硬化処理するプリベーク工程（Ｃ５）、着色フォトレジストを露光処理する工程（Ｃ６）、現像処理する工程（Ｃ７）、着色フォトレジストを硬化処理する工程（Ｃ８）、透明電極を成膜処理する工程（Ｃ９）、ＰＳ、ＶＡを形成処理する工程（Ｃ１０）がこの順に行われ製造される。
【０００４】
例えば、Ｒ画素、Ｇ画素、Ｂ画素の順に画素が形成される場合には、基板を洗浄処理する工程（Ｃ３）から、着色フォトレジストを硬化処理する工程間（Ｃ８）ではレッドＲ、グリーンＧ、ブルーＢの順に着色フォトレジストを変更して３回繰り返されてＲ画素、Ｇ画素、Ｂ画素が形成される。
【０００５】
上記ＢＭ形成工程（Ｃ２）における露光工程、着色フォトレジストを露光処理する工程（Ｃ６）、ＰＳ、ＶＡを形成処理する工程（Ｃ１０）では、基板上にレジストを焼き付けてパターンを形成する。
【０００６】
図３はこの場合の露光に用いられる方法の一例でプロキシミティ方式の露光機を示す図で、表面にレジストを塗布した基板に対してフォトマスク（以下、マスク）を介して紫外線を照射する事で、任意のパターンをレジスト表面に感光させるものである。プロキシミティ方式の露光機は、高圧水銀灯等を用いた露光ランプから発した照射光（紫外線）をフライアイレンズ（複眼レンズ）光路の断面内での光量の差が低減された後、コリメーションミラーを経ることで光はほぼ平行光となり、ステージに載置した基板にマスクを介して露光するものである。マスクは露光ギャップ分だけ基板から浮いた状態で露光される。
【０００７】
この露光方法は投影露光方法に比べると、複雑なレンズ系や高精度なステージを必要としないので低コスト化しやすく、またコンタクト露光方法と比べると、マスクと基板が直接接触しないので感光剤の剥がれによる不良が発生しにくいという長所を持っている。
【０００８】
しかしながら図４に示すようにフライアイレンズを用いた場合には、各フライアイレン
ズを通る光はコリメーション半角をもって露光面に照射する。図４の場合のレンズＬ１によるコリメーション半角ΘはΘ＝ｔａｎ−１（ｒ／ｆ）で表される。
【０００９】
図５に示すようにマスクを介して基板上にレジストを焼き付けてパターンを形成する場合に、このコリメーション半角Θによってマスクと基板面との距離（露光ギャップ）によるボケ量が大きくなり、例えば露光ギャップのばらつきによって露光されるパターンの線幅のばらつきも大きくなる。図５の場合のボケ量（ΔＸ）はΔＸ＝２ｈｔａｎΘで表される。
【００１０】
また、上記コリメーション半角Θが大きくなるにつれてボケ量は大きくなるが、コリメーション半角Θは図６に示すようにフライアイレンズの外側になるにつれて大きくなる。即ちレンズＬ１によるコリメーション半角（Θ１）よりもレンズＬ２によるコリメーション半角（Θ２）が大きく、ボケ量が大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１１】
【特許文献１】特開２００５−２６５９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
上記問題に対してコスト上昇を招かず、コリメーション半角の制御方法が望まれている。しかしながら従来技術では、コリメーション半角の調整が容易にできず、解像性が必要とされるようなパターンを形成できないという問題があった。また、マスクと基板との距離（露光ギャップ）の依存性を小さくしたい場合にコリメーション角を絞れない（小さくできない）ために、微細なパターンの形成が難しいといった問題があった。
【００１３】
そこで本発明は上記問題に鑑みて、コリメーション半角の調整が容易に出来るプロキシミティ露光機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】
【００１４】
そこで本発明の請求項１に記載の発明は、
マスクと基板を微小間隔まで接近させた状態で露光を行なうプロキシミティ露光機であって、
露光ランプから発した照射光をフライアイレンズとコリメーションミラーを経てほぼ平行光としてマスクを介して基板を露光するもので、
フライアイレンズの外周部を遮光物で覆うことによりコリメーション半角の大きな光を所望により遮光する機構を有することを特徴とするプロキシミティ露光機である。
【００１５】
本発明の請求項２に記載の発明は、
前記コリメーション半角の大きな光を遮光する機構は、その遮光部分の大きさを調整可能であることを特徴とする請求項１に記載のプロキシミティ露光機である。
【発明の効果】
【００１６】
本発明による効果を以下に列挙する。
（１）本発明のプロキシミティ露光機によれば、外側のフライアイレンズを遮光することにより、コリメーション半角が大きな光を遮る事が出来、ボケ量を小さくし高精細なパターンを形成させる事ができる。また、露光表面への距離のバラツキによるボケへの影響を小さくし高精度なパターンを形成させる事ができる。
（２）また、フライアイレンズのコリメーション半角の大きな光を遮光する機構を設ける事により高精細，高精度なパターンを必要とする場合は遮光部以外の開口部分を狭くし、
逆に高精細，高精度なパターンを必要としない場合は開口部分を広げ必要な露光量を保持することによって露光時間が長くなることを防ぐことが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】カラー液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ基板の一例を断面で示す図。
【図２】フォトリソグラフィー法によるＣＦ基板製造工程を示すフロー図。
【図３】従来のプロキシミティ方式の露光機を示す図。
【図４】フライアイレンズを用いた場合には、各フライアイレンズを通る光はコリメーション半角をもって露光面に照射することを示す図。
【図５】コリメーション半角Θによって露光ギャップによるボケ量が大きくなることを示す図。
【図６】コリメーション半角Θはフライアイレンズの外側になるにつれて大きくなることを示す図。
【図７】本発明のプロキシミティ露光機の概略構成の一例を示す図。
【図８】遮光機構を説明するための図。（ａ）は従来のフライアイレンズを示す図。（ｂ）は本発明に係る遮光機構が備えられたフライアイレンズを示す図。
【図９】本発明のプロキシミティ露光機でコリメーション半角Θを変化させた場合のＩＴＯエッチングのホール径の露光ギャップ依存性の結果を示す図。（ａ）はコリメーション半角（Ｃ角度）２°の場合。（ｂ）は１．４°の場合。（ｃ）は１．０°の場合。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、図面を参照して本発明のプロキシミティ露光機を実施するための形態を説明する。
【００１９】
図７は本発明のプロキシミティ露光機の概略構成の一例を示す図である。図７に示されるプロキシミティ露光機は、マスクと基板を微小間隔まで接近させた状態で露光を行なうプロキシミティ露光機であり、露光ランプ１０と、フライアイレンズ１１と、コリメーションミラー１２と、遮光機構１３と、を備えている。
【００２０】
プロキシミティ露光機は、露光ランプ１０から発した照射光をフライアイレンズ１１とコリメーションミラー１２を経てほぼ平行光としてマスク２１を介して基板２０を露光するものであり、フライアイレンズ１１の外周部を遮光機構１３で覆うことにより所望するコリメーション半角の大きな光を遮光する露光機である。
【００２１】
露光ランプ１０は、例えば超高圧水銀ランプのような光源であって、直射光をフライアイレンズ１１を通して凹面鏡であるコリメーションミラー１２によって反射される照射光を、コリメーション半角Θで、マスク（例えばフォトマスク）２１に照射して基板２０を露光する。この場合、マスク２１は基板２０と露光ギャップ分だけ浮かされて露光される。
【００２２】
本発明のプロキシミティ露光機では、コリメーション半角の大きな光を所望により遮光するための遮光機構１３を有している。図８は遮光機構１３を説明するための図で、図８（ａ）は従来のフライアイレンズを示し、図８（ｂ）は本発明に係る遮光機構１３が備えられたフライアイレンズを示す。
【００２３】
図８（ｂ）に示されるフライアイレンズは図８（ａ）に示されるものフライアイレンズと同一なレンズを使用することが出来るが、その全面には遮光機構１３が備えられている
。遮光機構１３は遮光板１３ａ、１３ｂ、１３ｃ、１３ｄのそれぞれの板を矢印１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄで示す４方向に移動することが出来る。移動には遮光機構１３に備えられた例えばエアシリンダーを用いて行われる。このようにコリメーション半角の大きな光を遮光する機構は、その遮光部分の大きさを所望により調整することが可能な構造となっている。
【００２４】
このようにコリメーション半角の大きな光を遮光する場合は、露光強度が低下するため、露光時間が長くかかってしまう。このため本発明のプロキシミティ露光機では、高精細パターンや垂直なテーパー形状が必要な場合には、フライアイレンズを大きく遮光してコリメーション半角を小さくし、一方、露光量を大きくして生産性を優先させる場合や順テーパーな形状を優先する時にはフライアイレンズ１１の遮光部を小さく調整し、上記のように矢印１４ａ、１４ｂ、１４ｃ、１４ｄで示す４方向に移動して行われる。
【実施例】
【００２５】
図９はフライアイレンズ１１を遮光して最も外側のフライアイレンズのコリメーション半角（Ｃ半角）を２°（（ａ）図）、１．４°（（ｂ）図）、１．０°（（ｃ）図）とし、その条件でホール幅が８．０μｍ、７．０μｍ、６．０μｍの寸法を有するマスクでＩＴＯ基板（ＩＴＯ膜が形成された基板）を露光した場合の露光Ｇａｐ（ギャップ）とＩＴＯエッチングのホール径の寸法を示した図である。各図で紙面上からマスクのホール幅がそれぞれ８．０μｍ、７．０μｍ、６．０μｍの場合のＩＴＯエッチングのホール径の寸法をグラフで示している。
【００２６】
図９では図（ａ）→（ｂ）→（ｃ）の順でＩＴＯエッチングのホール径は露光ギャップの依存性が小さくなり（ホール径の変化が少ない）なり、フライアイレンズ１１を遮光してコリメーション半角（Ｃ半角）を小さくした効果が認められる。
【００２７】
本発明のプロキシミティ露光機はこのような構成であるから、プロキシミティ露光を行う場合に広く適用することが出来る。
【００２８】
以上のように、本発明のプロキシミティ露光機によれば、遮光機構によって、コリメーション半角が大きな光を遮る事が出来るため、ボケ量を小さくし高精細なパターンを形成させる事ができる。
【００２９】
また、遮光機構の遮光板を移動可能とする事により高精細，高精度なパターンを必要とする場合は遮光部以外の開口部分を狭くし、逆に高精細，高精度なパターンを必要としない場合は開口部分を広げ必要な露光量を保持することによって露光時間が長くなることを防ぐことが出来る。
【符号の説明】
【００３０】
１・・・カラーフィルタ
２・・・透明なガラス基板
３・・・ブラックマトリックス（ＢＭ）
４−１・・・Ｒ画素
４−２・・・Ｇ画素
４−３・・・Ｂ画素
５・・・透明電極
６・・・ＰＳ
７・・・ＶＡ
１０・・・露光ランプ
１１・・・フライアイレンズ
１２・・・コリメーションミラー
１３・・・遮光機構
２１・・・マスク
【図２】
2014235319.tif 000003
【図１】
2014235319.tif 000004
【図３】
2014235319.tif 000005
【図４】
2014235319.tif 000006
【図５】
2014235319.tif 000007
【図６】
2014235319.tif 000008
【図７】
2014235319.tif 000009
【図８】
2014235319.tif 000010
【図９】
2014235319.tif 000011