(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶光スイッチ素子を露光マスクとして用いる感光性基板のパターン露光装置において、
液晶として強誘電性液晶または反強誘電性液晶が用いられ、これらの液晶の複屈折の大きさΔｎと液晶層の厚さｄとの積Δｎ・ｄが２１０〜２２０ｎｍの範囲にあること
を特徴とする露光装置。
【請求項２】
液晶光スイッチ素子が単純マトリクスパネル構造を有すること
を特徴とする請求項１記載の露光装置。
【請求項３】
液晶光スイッチ素子が単純マトリクスパネル構造を有し、該液晶光スイッチの開口率が６０％以上であること
を特徴とする請求項２記載の露光装置。
【請求項４】
液晶光スイッチ素子が単純マトリクスパネル構造を有し、強誘電性液晶または反強誘電性液晶を駆動することによって所望の透過光パターンを形成すること
を特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１記載の露光装置。
【請求項５】
単純マトリクスパネルを構成する電極パターンが１００μｍ以下のピッチを有することを特徴とする請求項２乃至請求項４の何れか１記載の露光装置。
【請求項６】
単純マトリクスパネルを構成する並行に延在する電極と電極との間にブラックマトリクスを有すること
を特徴とする請求項２乃至請求項５の何れか１記載の露光装置。
【請求項７】
単純マトリクスパネルを構成する並行に延在する電極と電極との間のブラックマトリクスが金属クローム層または黒色樹脂層あるいは金属クローム層と黒色樹脂層の積層体であること
を特徴とする請求項６記載の露光装置。
【請求項８】
単純マトリクスパネル構造を構成する一方の基板に形成された並行に延在する電極が長手方向に複数段に分割されていること
を特徴とする請求項２乃至請求項７の何れか１記載の露光装置。
【請求項９】
液晶光スイッチ素子に用いる偏光フィルムが４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長の光に対して１枚で５５％以上の透過率を有すること
を特徴とする請求項１乃至請求項８の何れか１記載の露光装置。
【請求項１０】
偏光フィルムが液晶パネルから隔離して設置されていること
を特徴とする請求項１乃至請求項９の何れか１記載の露光装置。
【請求項１１】
偏光フィルムが液晶光スイッチ素子から離隔して設置され該偏光フィルムを外部に引き出す機構を有すること
を特徴とする請求項１０記載の露光装置。
【請求項１２】
液晶光スイッチ素子によって形成した透過光パターンを２分の１以下に縮小投影する機構を有すること
を特徴とする請求項１乃至請求項１１の何れか１記載の露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、半導体装置や印刷配線基板等をフォトエッチング工程によって製造する場合に用いる露光装置、特に投影露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
感光性被膜が形成された基板の上に所望パターンの露光を行い、感光性被膜を現像することによって基板のエッチングマスクを形成するフォトエッチング工程は、半導体装置、印刷配線基板を始めとして、ホログラム、さらにはリトグラフ等の美術作品にまで広く利用されていることは周知のとおりである。
このようにフォトエッチング工程の応用分野が拡大する中で近年、特に印刷配線基板の製造工程において、少量、多品種、短納期に対応するための技術を開発することが強く求められている。
【０００３】
従来の最も一般的な印刷配線基板の製造方法は、配線図から回路パターンを有する遮光部と透光部を有するフィルム原版を作製し、このフィルム原版を露光マスクとして銅張積層板の銅箔の上に形成した感光剤を露光、現像し、パターニングされた感光剤をエッチングマスクにして露出している銅箔をエッチング除去して、残った銅箔によって回路や配線を形成するものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
この従来の印刷配線基板の製造方法は、同一の印刷配線基板を多量に製造する場合には極めて効率的であるが、配線パターンの異なる印刷配線基板を少量製造する場合には、配線パターンが異なる毎にフィルム原版を作製し、かつ、露光時にそれぞれのフィルム原版を露光装置に装着し直さなければならず、この際、印刷配線基板の製造ラインが中断され、また、露光装置への装着に際しては、フィルム原版の位置合わせ作業等が必要になる。
【０００５】
さらに、フィルム原版の種類が多くなるにつれて、それらの保管場所を確保する必要が生じ、保管の仕方によっては、露光装置への装着時、目的とは異なる原版を装着してしまうミス等が発生する危険がある。
したがって、少量、多品種の印刷配線基板の効率的な製造においては、フィルム原版の露光装置への装着を従来に比べ大幅に効率化し、製造ラインを中断する時間を極力短縮することが重要な課題になる。
【０００６】
フィルム原版の露光装置への装着を効率的に行い、印刷配線基板の製造効率を高めるための究極的な方法は、異なる回路パターンを露光する都度、フィルム原版を露光装置に装着しなくても済む方法をとることであり、既に種々の方法が提案されている。
それらの提案を概観すると下記のとおりである。
【０００７】
（１）特開昭５９−２２９５４７号公報
光を透過、遮断する複数の光バルブを二次元平面状に配置して構成した透過型ドットマトリックス式液晶表示素子等の二次元光スイッチを露光用マスクとして用い、この二次元光スイッチを光源と被露光体との間に配設し、この二次元光スイッチの中から任意の位置の光バルブを選択的に駆動し、このバルブの光の透過、遮断を制御する二次元光スイッチ駆動装置を備えた露光装置。
【０００８】
（２）特開昭６０−２０８８３２号公報
分子の長軸方向と短軸方向で光吸収に異方性をもつアゾメチン系染料等の二色性染料を、電場により分子配列が変化する液晶に溶解させ、この液晶を透明導電層により形成した走査電極と表示電極の間に設置し、線順次走査により所定の領域の液晶の光吸収率を変化させるフォトマスク。
【０００９】
（３）特開昭６０−３３５３０号公報
帯状透明電極を設けた２枚の透明基板を、電極が直交するようにある一定の間隔をおいて平行に配置し、基板間に液晶等の可逆的光透過材料を挟んで透明電極に電界を加える露光用マスクを用いる露光装置。
【００１０】
（４）特開昭６０−５４４３４号公報
ホトマスクとしての、薄膜トランジスタを備えたアクティブマトリクス等の透過型マトリクスディスプレイパネルと、この透過型マトリクスディスプレイパネルを駆動するための駆動回路と、駆動回路にパターン情報を送り込むパターン処理回路とを備えた露光装置。
【００１１】
（５）特開昭６１−２１２８４３号公報
設計データにもとづくパターン信号を発生させるパターン信号発生部と、このパターン信号発生部のパターン信号に基づいて駆動され、透明あるいは不透明のパターンを生じる液晶セルと、この液晶セルに光を照射する露光照明系とを少なくとも備え、この液晶セルを対向して配置される被処理部材に対し、この液晶セルを駆動させてパターン露光を行えるようにした露光装置。
【００１２】
（６）特開昭６１−１５１５４０号公報
一方向に並列配置した複数の第１の透明電極と、この第１の透明電極と実質的に垂直な方向に並列配置した複数の第２の透明電極と、この第１と第２の透明電極間に介在し、この両電極の交点に対応して格子状に区切って配置したものであって、この両電極間に電流または電圧を印加することにより透明率を変化する物質と、この両電極へ印加する電流または電圧を制御することによって所定の物質の透過率を変化させる手段を有するウェハアライメント用マスク。
【００１３】
これらの提案は、いずれも、液晶光スイッチ素子等の光スイッチ素子を露光光源と銅張積層板等の上に塗布した感光性被膜の間に挿入し、光スイッチ素子の各電極に選択的に画像信号を印加することによって、光透過性あるいは光非透過性の配線パターンを形成することができる露光マスクを実現することを意図し、いずれも、フィルム原版の作製、管理、露光装置への装着あるいは交換作業を省略することを指向しているものということができる。
【００１４】
しかしながら、これらの提案には、そのままでは実用化することができない幾つかの問題が残されている。
例えば、上記（４）特開昭６０−５４４３４号公報による提案には、光スイッチ素子として薄膜トランジスタによって液晶セルを駆動するアクティブマトリクスを用いることを予定しているが、少なくとも２つの問題を有している。その１つは、薄膜トランジスタによって駆動するアクティブマトリクスを用いると、薄膜トランジスタ部分、バスライン部分、補助容量部分等で光が遮断されてしまい、印刷配線基板の製造等を前提とした高密度光スイッチ素子では光が透過する部分の面積と透過面積の比率である開口率が高々２０％程度と極めて低く、充分な露光光強度がとれなくなってしまう。仮に、開口率を７０％まで上げたとすると、画素密度が２本／ｍｍ程度と極めて粗い画素となってしまい印刷配線基板の露光には適しなくなってしまう。
【００１５】
２つめの問題は、光の複屈折効果を利用した液晶表示素子を用いる場合には必ず偏光フィルムが必要になるが、上記（４）特開昭６０−５４４３４号公報をはじめとするいずれの提案にも、偏光フィルムの透過率、および透過率の波長依存性に関する問題が残されている。
【００１６】
光の複屈折効果を利用した液晶表示素子は基本的には、光の偏波面を制御する光スイッチ素子であるため、２枚の偏光フィルムで液晶部分をサンドイッチする必要がある。このため、偏光フィルムの透過率、偏光率は、露光時の露光時間、Ｓ／Ｎ比を支配する極めて重要な要因である。
【００１７】
一般に液晶表示素子として現用されている偏光フィルムは可視光による表示素子を目的としているため、特に紫外光を透過する材料によって形成されてはおらず、長期間にわたり、広範囲の紫外光の照射を受ける可能性がある環境下で使用される場合に、液晶、偏光フィルムを紫外光による劣化から守るために紫外光遮断フィルタを内蔵している場合もある。
したがって、このような現用の偏光フィルタを近紫外光を光源とする通常の露光装置に用いると、透過する露光光量が極端に不足し、感光性被膜を露光することが不可能になる。
【００１８】
仮に、非現実的に強力な露光光を用い、また、非現実的に長時間の露光を行うとしても、近紫外光および紫外に近い短波長可視光については、現用されている偏光フィルムの偏光率はほとんどゼロで、露光に必要なＳ／Ｎ比を得ることはできない。
【００１９】
さらに、現用されている表示用の液晶表示素子では、一般に短波長可視光領域では透過率が著しく低下するか、あるいは液晶自体の偏光特性が低下して充分なＳ／Ｎ比がとれないため、液晶表示素子を実際に印刷配線基板等の露光プロセスに適用することは、近紫外光および紫外に近い短波長可視光領域で充分な透過率、および偏光率を有する偏光フィルムを実現しない限り不可能である。
【００２０】
さらに、開口率が高く取れる従来のＳＴＮ（スーパーツイステッドネマティック）型液晶表示素子ではいわゆる多重駆動（時分割駆動）を行うが、電圧−透過率曲線の立ち上がり特性から、高々走査線本数５００ラインの駆動しかできず、５００ラインの駆動を行った場合の液晶の応答時間は５００〜７００ｍｓと遅く、複数の工程を順次加える場合の全所要時間であるタクトタイムを短縮するための露光処理としては不適当である。
【００２１】
したがって、本発明は、電極に選択的に印加する電気信号によって所望の露光パターンを形成することができる液晶光スイッチ素子からなるフォトマスクを備えた露光装置を実用化することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる露光装置においては、液晶光スイッチ素子を露光マスクとして用いる感光性基板のパターン露光装置において、該液晶光スイッチ素子部分全体の波長４３６ｎｍの光に対する透過率が２０％以上である構成を採用した。
【００２３】
この場合、液晶光スイッチ素子を単純マトリクスパネル構造にし、また、開口率を６０％以上にし、また、電極パターンを１００μｍ以下のピッチで形成し、また、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長の光に対して１枚で５５％以上の透過率を有する偏光フィルムを用いることによって、全体の透過率を前述の２０％程度に大きくし、透過光パターンを精細化することができる。
【００２４】
また、この場合、単純マトリクスパネルを構成する並行に延在する電極と電極との間に、金属クローム層または黒色樹脂層あるいは金属クローム層と黒色樹脂層の積層体からなるブラックマトリクスを形成して、焦点をずらして連続した鮮明な透過光パターンを形成することができる。
【００２５】
また、この場合、単純マトリクスパネル構造を構成する一方の基板に形成された並行に延在する電極を長手方向に複数段に分割して並行して駆動することによって描画速度を高速化することができる。
【００２６】
また、この場合、偏光フィルムを、液晶パネルから隔離して設置することによって液晶の昇温を低減することができ、また、偏光フィルムを外部に引き出す機構を設けることによって劣化した偏光フィルムを容易に引き出して交換することができる。
【００２７】
また、この場合、液晶光スイッチ素子によって形成した透過光パターンを２分の１以下に縮小投影する機構を備えることによって、感光性基板上に投影する透過光パターンを精細化することができる。
【００２８】
また、この場合、液晶として強誘電性液晶または反強誘電性液晶を用い、液晶の複屈折の大きさΔｎと液晶層の厚さｄの積Δｎ・ｄを２１０〜２２０ｎｍの範囲にすることによって、液晶光スイッチ素子を透過する光量を大きくすることができる。
【００２９】
【作用】
本発明の発明者らは、液晶表示素子（液晶光スイッチ素子）を現実に印刷配線基板等の露光プロセスに適用するための条件を検討した。その結果、以下の要因をクリアする必要があることがわかった。
【００３０】
（１）高速タクトタイムでの露光を可能にするために、液晶表示素子（液晶光スイッチ素子）の開口率を８０％以上にすることが可能であること
（２）他の工程と組み合わせる場合に、高速タクトタイムでの露光を可能にするために、紫外光および短波長可視光領域で、少なくとも２０％以上の透過率を確保することが可能であること
（３）要求される印刷配線基板のパターンの精細度から、露光マスクとして用いる液晶光スイッチ素子の画素密度として、ピッチ間隔が１００μｍ程度の高精細度を保つことが可能であること
（４）要求される印刷配線基板のパターンの寸法、精細度から、露光マスクとして用いる液晶光スイッチ素子の画素数として、少なくとも１０００×１０００画素の表示容量を実現することが可能であること
（５）露光光として用いる近紫外光および短波長可視光領域で充分な偏光特性を有する偏光フィルムが得られること
（６）高速タクトタイムでの露光を可能にするために、１０００×１０００画素以上でも、液晶表示素子が充分速い応答特性を有すること
【００３１】
上記の要因がクリアできない限り、上述した理由により実際に液晶表示素子（液晶光スイッチ素子）を露光マスクとして利用して配線パターンを露光、現像して印刷配線基板を製造することが不可能となる。
そこで、発明者らは、上記の６つの要因をクリアする方法について更に検討した結果、８０％以上の高い開口率は単純マトリクス構造のパネルを用いることによって達成することができ、また、単純マトリクス構造でピッチ間隔が１００μｍ程度で、１０００×１０００画素以上の表示容量を有する場合に、充分速い応答速度で液晶光スイッチ素子を駆動するためには、現在利用可能な技術では強誘電性液晶または反強誘電性液晶を用いることが有効であることがわかった。
【００３２】
また、近紫外光および短波長可視光領域で少なくとも２０％以上の透過率を得ること、および充分な偏光特性を有するためには、液晶の光学設計ならびに偏光フィルタの改良によって可能であることがわかった。
すなわち、強誘電性液晶、反強誘電性液晶ならびに偏光フィルタを、以下説明する特定の条件下で用いることによって、初めて液晶光スイッチ素子による印刷配線基板の露光、現像による製造が可能になることがわかった。
【００３３】
本発明者らは、近紫外光および短波長可視光領域での透過率を高めるための液晶側での光学設計を、以下の考え方に基づいて検討した。
液晶表示素子（液晶光スイッチ素子）の入射光強度と出射光強度について下記の関係が知られている。
Ｉ∝Ｉ0 ｓｉｎ2 （π・Δｎ・ｄ／λ）
ここでＩは出射光強度、Ｉ0 は入射光強度、Δｎは液晶の複屈折、ｄは液晶層の厚さ、λは波長を示している。
この式から、出射光強度Ｉは、（Δｎ・ｄ＝λ／２）のとき、最も大きくなることがわかる。
【００３４】
ここで、表示用の液晶表示素子では、波長λとして可視光の中心波長５６０ｎｍを基準に光学設計されるため、光路差（リターデーション）（Δｎ・ｄ）は、２８０ｎｍのときにＩを最大にすることができる。すなわち、（Δｎ・ｄ＝０．２８）のとき、最大透過率を得ることができる。
近紫外光および短波長可視光領域では、λの値が小さくなり、現在利用できる最も強力な光源はｇ線の４３６ｎｍであるため、λ＝４３６ｎｍでＩを最大にするΔｎ・ｄの条件を求めるとΔｎ・ｄ＝２１８ｎｍとなる。
【００３５】
強誘電性液晶、反強誘電性液晶では安定な分子配向を保つために、一般に液晶層の厚さｄを２μｍ以下に抑える必要があるため、ｄを２μｍとすると、Δｎ・ｄ＝２１８ｎｍの場合の液晶の複屈折Δｎは０．１０９となる。ここで、ｄを２μｍより小さな１．６μｍとすると、Δｎは０．１３６となる。
【００３６】
したがって、可視光表示用のΔｎが０．１４程度の液晶を用いてλ＝４３６ｎｍでの透過率を最大にするためには、液晶層の厚さを可視光表示用の液晶表示素子よりも薄い１．６μｍにすれば良いことが分かる。
【００３７】
図１は、Δｎ・ｄ＝２８０ｎｍの場合の液晶光スイッチ素子の透過光量と透過光の波長の関係説明図である。
この図の横軸は透過光の波長、縦軸は透過光量を示し、曲線ａは液晶光スイッチ素子がオン時の透過光量、曲線ｂはオフ時の透過光量を示している。
【００３８】
図２は、Δｎ・ｄ＝２１５ｎｍの場合の液晶光スイッチ素子の透過光量と透過光の波長の関係説明図である。
この図の横軸は透過光の波長、縦軸は透過光量を示し、曲線ａは液晶光スイッチ素子がオン時の透過光量、曲線ｂはオフ時の透過光量を示している。
【００３９】
実際にΔｎ・ｄを変化させて透過率の波長依存性を検討した結果、この図１および図２に示されるように、波長４３６ｎｍにおいて、Δｎ・ｄが２８０ｎｍから２１５ｎｍに変化すると透過率の差が大幅に変化することがわかる。
【００４０】
一方、偏光フィルムの偏光率に関しては、以下の検討を行った。
現用されている表示用の偏光フィルムは、可視光の中心波長に対しては、９９．５％の偏光効率、および４２％程度（平行ニコルス状態で２枚の偏光フィルムを重ねた場合）の透過率を示す。
しかし、λ＝４３６ｎｍでは偏光効率は８０％程度が見込まれるものの、透過率は、３％以下になってしまう。
【００４１】
この透過率低下の原因を調べた結果、前述したように、現用されている表示用の偏光フィルムには紫外光の透過に対する考慮が払われておらず、場合によっては紫外光遮断用のフィルタが内蔵されていることがわかった。
そこで、現用されている表示用の偏光フィルムから紫外光遮断用フィルタを除去して測定したところ、種類による差異はあるものの、一般に、偏光効率８０％、透過率３９％が得られることがわかった。
【００４２】
以上の検討から、Δｎ＝０．１４の液晶材料を用い、厚さを１．６μｍとして、開口率が８５％の単純マトリクスパネルに封入し、これを紫外光遮断フィルタを除去した偏光フィルムでサンドイッチすると、前記６つの要因を満足することが可能になることがわかった。
【００４３】
【実施例】
以下、本発明の実施例を説明する。
（第１実施例）
前述した本発明の原理による液晶光スイッチ素子を露光マスクとして用いた露光装置によって、任意の配線パターンを有する印刷配線基板を製造することができるが、配線パターンの描画を高速化することが要求される場合がある。
【００４４】
図３は、第１実施例の露光装置に用いる液晶光スイッチ素子の構成説明図である。
この図において、１は第１の透明基板、２は第２の透明基板、３1 ，３2 ，３3 ，３4 ，・・・，３n はＸ方向透明電極、４11，４12，４13，４14，・・・，４1n，４21，４22，４23, ４24，・・・，４2nはＹ方向透明電極である。
【００４５】
この実施例の露光装置に用いる液晶光スイッチ素子においては、１００μｍピッチの間隔で１０００ライン形成されたＸ方向透明電極３1 ，３2 ，３3 ，３4 ，・・・，３n を有し、面積が２４０×２４０ｍｍ2 、厚さが０．７ｍｍの第１の透明基板１と、上下２段に中央部で分割されて１００μｍピッチの間隔で１０００ライン形成されたＹ方向透明電極４11，４12，４13，４14，・・・，４1n，４21，４22，４23, ４24，・・・，４2nが形成された第１の透明基板１と同様の面積と厚さを有する第２の透明基板２を用意する。
【００４６】
この第１の透明基板１と第２の透明基板２を洗浄した後、そのＸ方向透明電極３1 ，３2 ，３3 ，３4 ，・・・，３n 側、および、Ｙ方向透明電極４11，４12，４13，４14，・・・，４1n，４21，４22，４23, ４24，・・・，４2n側にポリイミドからなる配向膜を６００Åの厚さで成膜し、ラビングした後、この第１の透明基板１と第２の透明基板２の表面に直径１．６μｍのシリカボールスペーサを散布し、このシリカボールスペーサによって所定の間隔を保って第１の透明基板１と第２の透明基板２を積層して、周辺を液晶注入口を残してシールし、この液晶注入口を通してナフタレン系強誘電性液晶を主成分とする強誘電性液晶組成物を注入する。
【００４７】
この実施例においては、透明電極の一方が、Ｙ方向透明電極４11，４12，４13，４14，・・・，４1nとＹ方向透明電極４21，４22，４23, ４24・・・，４2nに２分割されており、Ｘ方向透明電極３1 ，３2 ，３3 ，３4 ，・・・，３n に印加する走査信号に対して、Ｙ方向透明電極４11，４12，４13，４14，・・・，４1nとＹ方向透明電極４21，４22，４23, ４24・・・，４2nに同時にデータ信号を印加するため、描画に要する時間を１／２に短縮することができる。
液晶光スイッチ素子の解像度は、前述の開口率を考慮すると〜２０本／ｍｍ程度であるから、高解像度のパターニングを行う場合には、縮小投影露光を行うことが有効である。
【００４８】
このような光学条件における強誘電性液晶には、駆動方法にもよるが、１ラインあたり６０〜１２０μｓ程度で書込むことができるから、この例のように１０００ラインの場合は、６０〜１２０ｍｓで書込みを完了することができる。
【００４９】
図４は、第１実施例で用いる露光装置の構成説明図である。
この図において、１１はハウジング、１２は光源、１３は第１の偏光板、１４は強誘電性液晶光スイッチ素子、１５は第２の偏光板、１６はレンズ系、１７はＸＹステージ、１８は印刷配線基板である。
【００５０】
この実施例で用いる露光装置の一例においては、ハウジング１１の頂部に波長４３６ｎｍの光を放出する光源１２が設けられ、その下の光軸上に、第１の偏光板１３、露光マスクとして用いる強誘電性液晶光スイッチ素子１４、第２の偏光板１５が間隔を保って配置され、強誘電性液晶光スイッチ素子１４を透過する光源１２から放出される露光光をレンズ系１６によって、ＸＹステージ１７上に載置された印刷配線基板１８の感光性被膜の上に強誘電性液晶光スイッチ素子１４を透過するパターンを投影するようになっている。
【００５１】
この場合、露光マスクとして用いる強誘電性液晶光スイッチ素子１４を４−パルス法を用いて駆動し、ＣＡＤデータとして格納しておいた画像データによって液晶光スイッチ素子にマスクパターンを描画する。
【００５２】
図５は、Δｎ・ｄ＝２１０ｎｍの場合の液晶光スイッチ素子の透過光量と透過光の波長の関係説明図である。
この図の横軸は透過光の波長、縦軸は透過光量を示し、曲線ａは液晶光スイッチ素子がオン時の透過光量、曲線ｂはオフ時の透過光量を示している。
【００５３】
この図によって、この実施例で用いた光源から放出される露光光の波長４３６ｎｍに対して５０％を越える高い透過率を実現していることがわかる。
なお、この実施例においては、強誘電性液晶光スイッチ素子１４を透過する光源１２から放出される露光光を、４３６ｎｍに最高感度を有する感光性被膜を塗布した銅張積層板上にレンズ系１６によって１／５縮に縮小投影し、露光、現像した結果、１５秒の露光で１０：１の高いＳ／Ｎ比を得ることができた。
【００５４】
この実施例のように、偏光フィルムを設けた第１の偏光板１３と第２の偏光板１５を、露光マスクとして用いる強誘電性液晶光スイッチ素子１４から隔離して設置されているため、露光を繰り返す場合、露光光を吸収して第１の偏光板１３と第２の偏光板１５が昇温しても強誘電性液晶光スイッチ素子１４の昇温を招くことなく、強誘電性液晶光スイッチ素子１４の電気−光学応答特性の劣化を防いで露光時に必要なＳ／Ｎ比を確保することができる。
また、図示されてはないが、第１の偏光板１３または第２の偏光板１５あるいはその双方を外部に引き出す機構を設けておくと、第１の偏光板１３または第２の偏光板１５が劣化したときに、容易に引き出して交換することができる。
【００５５】
また、この実施例では、液晶光スイッチ素子によって形成したパターンを５分の１に縮小投影したが、２分の１以下に縮小投影することによって、感光性被膜を塗布した銅張積層板上に、実用化することが要望されている微細な露光パターンをほぼ鮮明に形成することができる。
【００５６】
また、強誘電性液晶または反強誘電性液晶を用いた液晶光スイッチ素子において、液晶の複屈折の大きさΔｎと液晶層の厚さｄの積Δｎ・ｄが２１０〜２２０ｎｍの範囲に収まるようにすると、液晶光スイッチ素子の透過率をほぼ最大にすることができる。
【００５７】
また、この実施例では、強誘電性液晶を用いた液晶光スイッチ素子について説明したが、ＨＯＢＡＣＰＣ等の反強誘電性液晶を用いてもほぼ同様の効果を奏することがわかった。
【００５８】
また、液晶光スイッチ素子に用いる偏光フィルムとして、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長の光に対して１枚で５５％以上の透過率を有するものを用いると、通常用いられている液晶自体の透過率との関係で、液晶光スイッチ素子全体として２０％以上の透過率を実現することができる。
【００５９】
なお、この実施例の露光装置において用いる液晶光スイッチ素子においては、露光光の波長近傍の狭い波長範囲の光透過特性を有するフィルタを用いることによって、充分な露光光を得るとともに、液晶の劣化を防ぐことができる。
【００６０】
（第２実施例）
図６は、第２実施例の露光装置に用いる液晶光スイッチ素子の構成説明図である。
この図において、２１は第１の透明基板、２２は第２の透明基板、２３1 ，２３2 ，２３3 ，２３4 ，・・・，２３n はＸ方向透明電極、２４11，２４12，２４13，２４14，・・・，２４1n，２４21，２４22，２４23, ２４24，・・・，２４2nはＹ方向透明電極、２５11，２５12，２５21，２５22はＸ方向透明電極駆動回路、２６1 ，２６2 はＹ方向透明電極駆動回路である。
【００６１】
この実施例の露光装置に用いる液晶光スイッチ素子においては、１００μｍピッチの間隔で１０００ライン形成されたＸ方向透明電極２３1 ，２３2 ，２３3 ，２３4 ，・・・，２３n を有し、面積が２４０×２４０ｍｍ2 、厚さが０．７ｍｍの第１の透明基板２１と、上下２段に中央部で分割されて１００μｍピッチの間隔で１０００ライン形成されたＹ方向透明電極２４11，２４12，２４13，２４14，・・・，２４1n，２４21，２４22，２４23, ２４24，・・・，２４2nが形成された第１の透明基板２１と同様の面積と厚さを有する第２の透明基板２２を用意する。
【００６２】
この第１の透明基板２１と第２の透明基板２２を洗浄した後、そのＸ方向透明電極２３1 ，２３2 ，２３3 ，２３4 ，・・・，２３n 側、および、Ｙ方向透明電極２４11，２４12，２４13，２４14，・・・，２４1n，２４21，２４22，２４23, ２４24，・・・，２４2n側にポリイミドからなる配向膜を６００Åの厚みで成膜し、ラビングした後、この第１の透明基板２１と第２の透明基板２２の表面に直径１．６μｍのシリカボールスペーサを散布し、このシリカボールスペーサによって所定の間隔を保って第１の透明基板２１と第２の透明基板２２を積層して、周辺を液晶注入口を残してシールし、この液晶注入口を通してナフタレン系強誘電性液晶を主成分とする強誘電性液晶組成物を注入する。
【００６３】
この実施例の液晶光スイッチ素子においては、Ｘ方向透明電極２３1 ，２３2 ，２３3 ，２３4 ，・・・，２３n の両端にＸ方向透明電極駆動回路２５11，２５21，２５12，２５22を接続し、上下２段に中央部で分割されたＹ方向透明電極２４11，２４12，２４13，２４14，・・・，２４1nにはＹ方向透明電極駆動回路２６1 が接続され、Ｙ方向透明電極２４21，２４22，２４23, ２４24・・・，２４2nにはＹ方向透明電極駆動回路２６2 が接続されていて、電極は第１の透明基板２１、第２の透明基板２２の４方向から取り出されている。
【００６４】
この実施例の液晶光スイッチ素子のＹ方向透明電極２４11，２４12，２４13，２４14，・・・，２４1n，２４21，２４22，２４23, ２４24，・・・，２４2nの効果は、第１実施例と同様に、Ｙ方向透明電極２４11，２４12，２４13，２４14，・・・，２４1n，２４21，２４22，２４23, ２４24，・・・，２４2nが上下に２分割されて、各別に同時にデータ信号を印加するため、描画に要する時間を１／２に短縮することができることである。
【００６５】
また、Ｘ方向透明電極２３1 ，２３2 ，２３3 ，２３4 ，・・・，２３n については、それぞれの両端にＸ方向透明電極駆動回路２５11，２５21とＸ方向透明電極駆動回路２５12，２５22を接続しているため、各々のＸ方向透明電極２３1 ，２３2 ，２３3 ，２３4 ，・・・，２３n の電気抵抗Ｒと静電容量Ｃの積で決定される駆動信号の遅延を低減して、高速での描画を実現することができる効果を有する。
【００６６】
第１実施例と第２実施例のように、単純マトリクス液晶光スイッチ素子を用いると、画素を形成する格子と格子の間に透過光パターンに寄与しない部分が生じるが、これは、故意に焦点をずらして露光することによって、印刷回路基板を連続した線として露光することができる。
【００６７】
この場合、液晶光スイッチ素子の、並行に延在する格子と格子の間の透過光パターンに寄与しない部分にブラックマトリクスを構成しておくと、故意に焦点をずらすときに、より鮮明に連続した線にすることができる。
このブラックマトリクスとしては、完全な遮光性を有するクロム等の金属層を用いることができ、または、光の反射が少ない黒色樹脂層を用いることができ、あるいは、クロム等の金属層の上に黒色樹脂層を積層して、完全な遮光性を得、かつ、光の反射を防ぐことができる。
ブラックマトリクスが露光光を反射すると、露光装置内で散乱されて、露光マスクに再入射して露光パターンの鮮明度を損なうことになる。
【００６８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の露光装置によると、少量、多品種、短納期に対応して生産効率高く印刷配線基板を製造することが可能になり、従来の露光マスクにおいて高速タクトタイムの実現を阻んでいたパターン元版の管理、露光マスクの露光装置への装着、取替等の作業を廃し、ＣＡＤからのオンライン処理によるパターン形成による露光マスクを実用化することができ、その結果、半導体装置、印刷回路基板等の製造コストの低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】Δｎ・ｄ＝２８０ｎｍの場合の液晶光スイッチ素子の透過光量と透過光の波長の関係説明図である。
【図２】Δｎ・ｄ＝２１５ｎｍの場合の液晶光スイッチ素子の透過光量と透過光の波長の関係説明図である。
【図３】第１実施例の露光装置に用いる液晶光スイッチ素子の構成説明図である。
【図４】第１実施例で用いる露光装置の構成説明図である。
【図５】Δｎ・ｄ＝２１０ｎｍの場合の液晶光スイッチ素子の透過光量と透過光の波長の関係説明図である。
【図６】第２実施例の露光装置に用いる液晶光スイッチ素子の構成説明図である。
【符号の説明】
１  第１の透明基板
２  第２の透明基板
３1 ，３2 ，３3 ，３4 ，・・・，３n   Ｘ方向透明電極
４11，４12，４13，４14，・・・，４1n，４21，４22，４23, ４24，・・・，４2n  Ｙ方向透明電極
１１  ハウジング
１２  光源
１３  第１の偏光板
１４  強誘電性液晶光スイッチ素子
１５  第２の偏光板
１６  レンズ系
１７  ＸＹステージ
１８  印刷配線基板
２１  第１の透明基板
２２  第２の透明基板
２３1 ，２３2 ，２３3 ，２３4 ，・・・，２３n   Ｘ方向透明電極
２４11，２４12，２４13，２４14，・・・，２４1n，２４21，２４22，２４23, ２４24，・・・，２４2n  Ｙ方向透明電極
２５11，２５12，２５21，２５22  Ｘ方向透明電極駆動回路
２６1 ，２６2   Ｙ方向透明電極駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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