(57)【要約】【課題】感光体を立体的に露光可能で、露光可能な面の制約が少ないフォトマスクを提供する、このフォトマスクを用いた感光体の露光方法を提供する。【解決手段】フォトマスクについては、露光ビームＢの透過領域５ａ及び非透過領域５ｂを有するマスク本体２と、当該マスク本体２の片面に設けられた反射構造体３を備える構造とする。露光方法については、反射構造体３にて反射された露光ビームＢを基板２１の表面と角度をなす面に導くという構成にする。【選択図】図１
2008026384.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
露光ビームの透過領域及び非透過領域を有するマスク本体と、当該マスク本体の片面に設けられ、前記透過領域を透過した前記露光ビームの光路上に反射面が配置された反射構造体とからなることを特徴とするフォトマスク。
【請求項２】
前記マスク本体が、ガラス基板の片面にパターニングされた遮光膜を有し、当該遮光膜により前記露光ビームの非透過領域を形成してなるものであり、
前記反射構造体が、単結晶シリコンを異方性エッチングしてなるものであって、前記反射構造体が前記透過領域内の露出された前記ガラス基板に接合さ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】
前記ガラスがアルカリガラスであり、前記接合が陽極接合であることを特徴とする請求項２に記載のフォトマスク。
【請求項４】
前記遮光膜がシリコンと共晶接合可能な金属層を表層に有し、前記反射構造体が前記金属層と共晶接合されていることを特徴とする請求項２に記載のフォトマスク。
【請求項５】
前記マスク本体の表面に凹状の段差部を形成し、当該段差部の底面に前記反射構造体を配置することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のフォトマスク。
【請求項６】
露光ビームの透過領域及び非透過領域を有するマスク本体と、当該マスク本体の片面に設けられ、前記透過領域を透過した前記露光ビームの光路上に反射面が配置された反射構造体とからなるフォトマスクを用意する工程と、
所要の面にフォトレジスト層が形成された基板を用意する工程と、
前記マスク本体の裏面と前記基板の表面とを対向に配置する工程と、
前記マスク本体の表面側から前記露光ビームを照射し、前記透過領域を透過した露光ビーム及び前記透過領域を透過した後に前記反射構造体にて反射された露光ビームにより前記フォトレジスト層を露光する工程と、
を含むことを特徴とするフォトマスクを用いた感光体の露光方法。
【請求項７】
前記基板として、表面に凹状の段差部が形成され、少なくとも当該段差部の壁面にフォトレジスト層が形成された基板を用意し、前記反射構造体を前記基板の段差部内に挿入して前記マスク本体の裏面を前記基板の表面と対向に配置した後、前記マスク本体の表面側から前記露光ビームを照射し、前記反射構造体にて反射された露光ビームにより前記段差部の壁面に形成されたフォトレジスト層を露光することを特徴とする請求項５に記載のフォトマスクを用いた感光体の露光方法。
【請求項８】
前記基板として、少なくとも側面にフォトレジスト層が形成された基板を用意し、前記反射構造体を前記基板の側方に配置して前記マスク本体の裏面を前記基板の表面と対向に配置した後、前記マスク本体の表面側から前記露光ビームを照射し、前記反射構造体にて反射された露光ビームにより前記基板の側面に形成されたフォトレジスト層を露光することを特徴とする請求項５に記載のフォトマスクを用いた感光体の露光方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、フォトマスク及びこれを用いた感光体の露光方法に係り、特に、感光体を立体的に露光可能なフォトマスクの構成と、これを用いて前記感光体を立体的に露光する方法とに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、例えば絶縁基板の外面に微細な配線パターンを形成する技術として、フォトリソグラフィ技術を応用したものが知られている。また、このフォトリソグラフィ技術としては、被加工物である基板の表面側にフォトマスクを配置し、フォトマスクの表面側から基板の表面に露光ビームを垂直に照射することにより、基板の側面部分に形成されたフォトレジスト層を所望のパターンで露光する技術が知られており、当該露光方法に適用されるフォトマスクとしては、露光ビームの透過領域に回折構造部を備えたものが提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特表２００６−５００６３２号公報  この特許文献１に記載のフォトマスクを用いると、フォトマスクの表面側から露光ビームを垂直に照射したとき、フォトマスクの透過領域を透過した露光ビームのうち、回折構造部に入射した露光ビームが回折構造部によって回折され、±１次光や±２次光などの副ビームを生じるので、基板の側面部分に形成されたフォトレジスト層をフォトマスクに形成された透過領域の形状や大きさによって特定される所望のパターンで露光することができ、基板を立体的に露光することができる。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、特許文献１に記載の技術は、回折光を利用するので、露光ビームを任意の向きに向けることが難しく、露光ビームを照射しようとする面の大きさや傾斜角度によっては露光できない部位を生じやすいという問題がある。また、０次光、即ち回折構造部を透過して基板の表面に垂直に照射される露光ビームの影響を無視することができないので、基板の表面部分に不要な露光パターンが照射されやすいという問題もある。
【０００４】
本発明は、かかる従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的は、感光体を立体的に露光可能で、露光可能な面の制約が少ないフォトマスクを提供すること、及びこのフォトマスクを用いた感光体の露光方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明は、上記の課題を解決するため、フォトマスクに関して第１に、露光ビームの透過領域及び非透過領域を有するマスク本体と、当該マスク本体の片面に設けられ、前記透過領域を透過した前記露光ビームの光路上に反射面が配置された反射構造体とからなるという構成にした。
【０００６】
このように、マスク本体の片面に反射構造体を備えると、マスク本体を透過した露光ビームを反射構造体にて反射させ、その光路を反射構造体の形状に応じた方向に変更できるので、例えば被加工物である基板の側面部分や基板の表面に形成された凹状の段差部の壁面などについても所望のパターンで露光することができる。また、反射構造体の形状を変更することにより露光ビームの光路を適宜変更できるので、露光面の大きさや傾斜角度による制約が少なく、各種形状の基板の露光に適用できる。
【０００７】
また、本発明は、フォトマスクに関して第２に、前記第１の構成のフォトマスクにおいて、前記マスク本体が、ガラス基板の片面にパターニングされた遮光膜を有し、当該遮光膜により前記露光ビームの非透過領域を形成してなるものであり、前記反射構造体が、単結晶シリコンを異方性エッチングしてなるものであって、前記反射構造体が前記透過領域内の露出された前記ガラス基板に接合されているという構成にした。
【０００８】
単結晶シリコンを特定の格子面、例えば（１１１）面が露出するように異方性エッチングしたものは光の反射率が高く、反射構造体として利用できる。また、エッチングによる加工そのものも非常に容易である。
【０００９】
また、本発明は、フォトマスクに関して第３に、前記第２の構成のフォトマスクにおいて、前記ガラスがアルカリガラスであり、前記接合が陽極接合であるという構成にした。
【００１０】
マスク本体を構成するガラスとしてアルカリガラスを用いると、単結晶シリコンからなる反射構造体の陽極接合が可能になるので、マスク本体に対する反射構造体の接合を容易かつ確実に行うことができる。
【００１１】
また、本発明は、フォトマスクに関して第４に、前記第２の構成のフォトマスクにおいて、前記遮光膜がシリコンと共晶接合可能な金属層を表層に有し、前記反射構造体が前記金属層と共晶接合されているという構成にした。
【００１２】
このように、遮光膜の表層にシリコンと共晶接合可能な金属層を形成して単結晶シリコンからなる反射構造体を金属層に共晶接合すると、アルカリガラス以外のガラスでも強固に接合できるので、ガラス材料の選択の幅が非常に広くなる。
【００１３】
また、本発明は、フォトマスクに関して第４に、前記第１乃至第３の構成のフォトマスクにおいて、前記マスク本体の表面に凹状の段差部を形成し、当該段差部の底面に前記反射構造体を配置するという構成にした。
【００１４】
このように、マスク本体の表面に形成された凹状の段差部の底面に反射構造体を配置すると、マスク本体に形成される露光ビームの透過領域と反射構造体の反射面とを露光ビームの光路方向に接近させることができるので、反射構造体の形状を変更することなく反射光の光路をマスク本体の裏面と接近する方向に変更でき、基板の側面部分や基板の表面に形成された凹状の段差部の壁面などを露光する場合に、基板側面の上方部分や段差部壁面の上方部分に露光ビームを導くことができて、露光できない部位を減らすことができる。
【００１５】
一方、本発明は、フォトマスクを用いた感光体の露光方法に関しては、露光ビームの透過領域及び非透過領域を有するマスク本体と、当該マスク本体の片面に設けられ、前記透過領域を透過した前記露光ビームの光路上に反射面が配置された反射構造体とからなるフォトマスクを用意する工程と、所要の面にフォトレジスト層が形成された基板を用意する工程と、前記マスク本体の裏面と前記基板の表面とを対向に配置する工程と、前記マスク本体の表面側から前記露光ビームを照射し、前記透過領域を透過した露光ビーム及び前記透過領域を透過した後に前記反射構造体にて反射された露光ビームにより前記フォトレジスト層を露光する工程とを含むという構成にした。
【００１６】
かかる構成によると、反射構造体を備えたフォトマスクを用いるので、マスク本体の裏面と基板の表面とを対向に配置した状態で、例えば基板の側面部分など、基板の表面に対して角度をもつ面の露光が可能となり、基板に対する立体的な露光を１回の作業で行うことができる。
【００１７】
また、本発明は、感光体の露光方法に関して第２に、前記第１の感光体の露光方法において、前記基板として、表面に凹状の段差部が形成され、少なくとも当該段差部の壁面にフォトレジスト層が形成された基板を用意し、前記反射構造体を前記基板の段差部内に挿入して前記マスク本体の裏面を前記基板の表面と対向に配置した後、前記マスク本体の表面側から前記露光ビームを照射し、前記反射構造体にて反射された露光ビームにより前記段差部の壁面に形成されたフォトレジスト層を露光するという構成にした。これにより、基板の表面に形成された凹状の段差部の壁面に対する露光を行うことができる。
【００１８】
また、本発明は、感光体の露光方法に関して第３に、前記第１の感光体の露光方法において、前記基板として、少なくとも側面にフォトレジスト層が形成された基板を用意し、前記反射構造体を前記基板の側方に配置して前記マスク本体の裏面を前記基板の表面と対向に配置した後、前記マスク本体の表面側から前記露光ビームを照射し、前記反射構造体にて反射された露光ビームにより前記基板の側面に形成されたフォトレジスト層を露光するという構成にした。これにより、基板の側面部分に対する露光を行うことができる。
【発明の効果】
【００１９】
本発明のフォトマスクは、マスク本体の片面に反射構造体を備えたので、被加工物である基板を立体的に露光することができると共に、露光面の大きさや傾斜角度による露光可能な面の制約を少なくすることができる。
【００２０】
本発明の感光体の露光方法は、反射構造体を備えたフォトマスクを用いるので、マスク本体の裏面と基板の表面とを対向に配置した状態で、基板に対する立体的な露光を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明に係るフォトマスクの実施形態を、図１乃至図４を用いて説明する。図１は第１実施形態に係るフォトマスクの要部断面図、図２は第１実施形態に係るフォトマスクの製造工程図、図３は第２実施形態に係るフォトマスクの要部断面図、図４は第３実施形態に係るフォトマスクの要部断面図である。
【００２２】
第１実施形態に係るフォトマスク１Ａは、図１に示すように、平行平板状に形成されたマスク本体２と、当該マスク本体２の裏面（露光ビームの出射面）に設けられた反射構造体３とからなる。
【００２３】
マスク本体２は、アルカリガラス基板４の片面にクロムなどの遮光膜５を形成し、当該遮光膜５に露光ビームの透過領域５ａ及び非透過領域５ｂを形成してなる。透過領域５ａ及び非透過領域５ｂは、例えばフォトリソグラフィ技術を応用することにより、所望のパターンに形成される。
【００２４】
反射構造体３としては、例えば単結晶シリコンを異方性エッチングして反射性に優れた結晶格子の（１１１）面を形成したもの、金属を所望の形状に加工したもの、所望の形状に成型されたプラスチックの表面に金属反射膜を形成したものなどを用いることができる。金属を加工したものやプラスチックの表面に金属反射膜を形成したものを用いる場合には、反射面の形状や角度を任意に調整できるので、露光面の形状や傾斜角度によらず所望の露光が可能となる。
【００２５】
以下、反射構造体３として単結晶シリコンを異方性エッチングしたものを用いる場合を例にとって、第１実施形態に係るフォトマスク１Ａの製造方法を説明する。
【００２６】
まず、図２（ａ）に示す単結晶シリコン基板１１を用意する。次に、当該単結晶シリコン基板１１を熱酸化してその片面に酸化膜１４を形成した後、図２（ｂ）に示すように当該酸化膜１４をパターニングする。次に、図２（ｃ）に示すように、単結晶シリコン基板１１にボロンを気相拡散により拡散させ、ボロンが高濃度に拡散された層、即ち、ボロン拡散層１５を形成した後、図２（ｄ）に示すように、酸化膜１４を剥離する。次に、ボロン拡散層１５をエッチングマスクとして単結晶シリコン基板１１の異方性エッチングを行い、図２（ｅ）に示すように（１１１）面が形成された反射構造体３を形成する。次に、図２（ｆ）に示すように、反射構造体３をマスク本体２に接合する。接合方法としては、プラズマ放電による基板表面の活性化を利用した低温接合技術や、陽極接合技術を適用することができる。最後に、図２（ｇ）に示すように、単結晶シリコン基板１１のベース部分を異方性エッチングによって除去し、製品であるフォトマスク１Ａを得る。この場合、単結晶シリコン基板１１のベース部分を研磨により薄くしておくと、アルカリエッチングのコーナーアンダーカット現象によるパターン崩れを抑制することができる。
【００２７】
第２実施形態に係るフォトマスク１Ｂは、図３に示すように、マスク本体２の裏面に凹状の段差部６を形成し、当該段差部６の底面に反射構造体３を配置したことを特徴とする。凹状の段差部６を有することを除いて、各部の構成は第１実施形態に係るフォトマスク１Ａと同じである。
【００２８】
第３実施形態に係るフォトマスク１Ｃは、図４に示すように、遮光部を形成する金属層の少なくとも表層部分に金などのシリコンと共晶結合可能な金属を用いたことを特徴とする。反射構造体については、第１及び第２実施形態に係るフォトマスク１Ａ，１Ｂと同じである。本例のフォトマスク１Ｃについては、プラズマ活性化接合又は共晶結合によりマスク本体２の金属層に単結晶シリコンからなる反射構造体３を接合することができる。
【００２９】
次に、第１実施形態に係るフォトマスク１Ａを用いて表面に凹状の段差部が形成された基板の露光方法について説明する。
【００３０】
図５に示すように、被加工物である基板２１の表面には、凹状の段差部２２が形成されており、段差部２２の内面を含む基板２１の表面には、フォトレジスト層２３が例えばスプレーコーティングなどによって均一な厚さに形成されている。露光に際しては、図５に示すように、段差部２２内に反射構造体３を挿入し、フォトマスク１Ａの裏面を基板表面のフォトレジスト層２３に密着させる。この状態で、フォトマスク１Ａの表面側から平行光である露光ビームＢをフォトマスク１Ａに対して垂直に入射する。これにより、フォトマスク１Ａを透過し、反射構造体３にて反射されない光で基板２１の表面部分及び段差部２２の底面部分が露光される。また、フォトマスク１Ａを透過し、かつ反射構造体３にて反射された光で段差部２２の壁面部分が露光される。よって、基板２１の立体的な露光が可能になる。
【００３１】
なお、第１実施形態に係るフォトマスク１Ａを用いれば、基板２１の表面に形成された段差部２２の壁面のみならず、図６に示すように、基板２１の側面の外方に反射構造体３を位置付けることにより、基板２１の側面に対する露光も行うことができる。
【００３２】
また、第２実施形態に係るフォトマスク１Ｂを用いると、反射構造体３として単結晶シリコンを異方性エッチングしたものを用いた場合にも、図７に示すように、反射光を基板側面の上方部分や段差部壁面の上方部分に導くことができるので、第１実施形態に係るフォトマスク１Ａを用いた場合には難しい該部の露光を精密に行うことができる。
【００３３】
第３実施形態に係るフォトマスク１Ｃを用いた場合にも、第１実施形態に係るフォトマスク１Ａを用いた場合と同様の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】第１実施形態に係るフォトマスクの要部断面図である。
【図２】第１実施形態に係るフォトマスクの製造工程図である。
【図３】第２実施形態に係るフォトマスクの要部断面図である。
【図４】第３実施形態に係るフォトマスクの要部断面図である。
【図５】第１実施形態に係るフォトマスクを用いた基板の露光方法を示す図である。
【図６】第１実施形態に係るフォトマスクを用いた基板の他の露光方法を示す図である。
【図７】第２実施形態に係るフォトマスクを用いた基板の露光方法を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１Ａ，１Ｂ，１Ｃ    フォトマスク
２    マスク本体
３    反射構造体
４    アルカリガラス基板
５    遮光膜
５ａ    露光ビームの透過領域
５ｂ    露光ビームの非透過領域
６    反射構造体設定用の段差部
２１    基板（被加工物）
２２    基板表面の段差部
２３    フォトレジスト層（感光体）
【図１】
2008026384.tif 000003
【図２】
2008026384.tif 000004
【図３】
2008026384.tif 000005
【図４】
2008026384.tif 000006
【図５】
2008026384.tif 000007
【図６】
2008026384.tif 000008
【図７】
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