(57)【要約】【課題】液晶表示素子をマスクとして用いたプロキシミティ方式の露光装置において、光源からの入射光に含まれる発散光の影響をなくして高解像度のパターンを転写可能とする。【解決手段】液晶表示素子８と被露光基板１３との間に、液晶表示素子８の各画素の開口部１８によって形成される像と等倍の像を被露光基板１３の表面に結像させるマイクロレンズアレイ１１を設ける。液晶表示素子８への入射光は、液晶表示素子８の開口部１８を透過した後、マイクロレンズアレイ１１を透過することによって収束され、液晶表示素子８の開口部１８によって形成される像と等倍の像を被露光基板１３の表面に結像する。【選択図】　　　　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
液晶表示素子をマスクとして用いるプロキシミティ方式の露光装置において、
前記液晶表示素子と基板との間に、前記液晶表示素子の画素開口部によって形成される像と等倍の像を前記基板表面に結像させるマイクロレンズアレイを設けたことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、液晶表示素子をマスクとして用いるプロキシミティ方式の露光装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば集積回路製造におけるフォトリソグラフィ工程では、基板上にフォトレジストを塗布し、これにマスクを用いて露光し、続いて現像処理およびエッチング処理を施すことにより微細パターンを形成する。露光方式には、マスクと基板とを直接密着させたコンタクト方式や、マスクと基板とを数μｍ〜数十μｍ程度離して露光するプロキシミティ方式などがある。
【０００３】
ところで、この露光に用いるマスクとして、特開平７−３７７７３号公報に記載のように液晶表示素子を利用したものがある。このように液晶表示素子を用いた露光装置では、液晶表示素子に様々な露光パターンの電気的制御信号を印加することにより、露光用マスクを用いることなくマスクとしての機能を得ることができる。
【０００４】
このような液晶表示素子をマスクとして用いたプロキシミティ方式の露光装置の要部断面図を図５に示す。図５において、液晶表示素子８とステージ１２上に載置された被露光基板１３との間は０．１〜０．３ｍｍ程度離してある。光源（図示せず）からの入射光は、液晶表示素子８の各画素の開口部１８を透過することにより、被露光基板１３上に結像する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図５に示すような液晶表示素子８をマスクとして用いたプロキシミティ方式の露光装置の場合、液晶表示素子８の出射側のＴＦＴ基板１４と偏光板１７の厚さによって、開口部１８と被露光基板１３との間に１．５〜１．７ｍｍ程度の大きなギャップを生じる。
【０００６】
プロキシミティ方式の露光を行う場合、入射光はおおよそ平行光であるが、実際には発散光を含んでいる。そのため、被露光基板１３には、開口部１８を透過した光が開口部１８と被露光基板１３との間のギャップに応じて拡大されて結像する。すなわち、被露光基板１３には開口部１８の開口幅が拡大された像が結像されるため、解像度が低下することになる。
【０００７】
そこで、本発明は、液晶表示素子をマスクとして用いたプロキシミティ方式の露光装置において、光源からの入射光に含まれる発散光の影響をなくして高解像度のパターンを結像可能とすることを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明の露光装置は、液晶表示素子をマスクとして用いるプロキシミティ方式の露光装置において、液晶表示素子と基板との間に、液晶表示素子の画素開口部によって形成される像と等倍の像を基板表面に結像させるマイクロレンズアレイを設けたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の露光装置によれば、液晶表示素子への入射光は、液晶表示素子の画素開口部を透過した後、マイクロレンズアレイを透過することによって収束され、液晶表示素子の画素開口部によって形成される像と等倍の像を基板表面に結像する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の実施の形態における露光装置の概略図、図２は図１の露光装置の要部断面図である。
【００１１】
図１において、超高圧水銀ランプ等の光源１からの光は、防熱フィルタ２、第１のコンデンサレンズ３、フィルタ４、ミラー５、第２のコンデンサレンズ６、露光領域決め用マスク７を経て、フォトマスクとしての液晶表示素子８に入射される。液晶表示素子８はインターフェイスユニット９を介して、ＣＰＵ１０から発生される所定の信号により、所定のパターンを表示するように駆動される。
【００１２】
液晶表示素子８に入射された光は、液晶表示素子８により形成された表示パターンに応じてマスクされ、マイクロレンズアレイ１１を介して、ＸＹステージで構成されたステージ１２上にセットされている被露光体であるシリコンウェハやプリント基板等の被露光基板１３の上面に露光される。これにより、液晶表示装置８により形成された表示パターンが、被露光基板１３表面に結像される。
【００１３】
図２に示すように、液晶表示素子８は、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）基板１２と対向基板１５との間に液晶層１６を設け、さらにＴＦＴ基板１４の出射側に偏光板１７を設けたものである。液晶表示素子８に入射された光は、液晶層１６に形成された開口部１８を透過することによって、この開口部１８に対応する像を形成する。
【００１４】
本実施形態における液晶表示素子８の画素ピッチは縦横１０μｍであり、各画素の開口部１８は縦横２μｍである。ここで、液晶表示素子８の各画素の開口部１８の出射側にはＴＦＴ基板１４および偏光板１７の厚さと、この偏光板１７とマイクロレンズアレイ１１との間に隙間が存在する場合にはその厚さとに相当する分のギャップが存在する。そのため、開口部１８によって形成された像は、このギャップに応じて拡大されマイクロレンズアレイ１１に投影される。
【００１５】
本実施形態におけるマイクロレンズアレイ１１は、この拡大されて投影された像を、開口部１８によって形成された元の像と等倍の像として被露光基板１３の上面に結像させるものである。このように、本実施形態における露光装置では、液晶表示素子８と被露光基板１３との間に、液晶表示装置８の開口部１８によって形成される像を被露光基板１３上に等倍結像させるマイクロレンズアレイ１１を挿入することにより、上記のギャップがあるにも関わらず、高解像度のパターンを被露光基板１３上に結像させることができる。
【００１６】
なお、本実施形態における露光装置では、液晶表示素子８を用いて連続的なパターンを形成するため、ステージ１２を縦横方向に開口部１２のサイズを単位として移動させながら複数回露光する。例えば、上記画素ピッチと開口部１２のサイズの例では縦横それぞれで１０μｍ／２μｍ＝５回、合計５×５＝２５回の異なるパターン露光と、縦横それぞれに２μｍずつのステージ移動を繰り返して、一つの連続的な露光パターンを形成することとなる。
【００１７】
次に、マイクロレンズアレイ１１の詳細について説明する。
マイクロレンズアレイ１１としては、図３に示すセルフォックレンズ（商品名）１９や図４に示すリレーレンズ２０等を用いることができる。
【００１８】
図３に示すセルフォックレンズ１９は、光線をレンズ媒質内で放物線状に屈折させるレンズであり、このレンズの両側で自己収束する結像作用を有している。セルフォックレンズ１９は、例えばソーダガラスにイオンを注入し、レンズの中心が高屈折率となるように形成することができる。このようなセルフォックレンズ１９は、屈折率分布型レンズと称される。
【００１９】
図４に示すリレーレンズ２０は、複数のレンズを光の進行方向に積層したものである。このように複数のレンズを積層することによって、液晶表示装置８の開口部１８によって形成される像を被露光基板１３上に等倍結像させるようにする。
いずれにしても、マイクロレンズアレイ１１は、開口部１８と被露光基板１３との間にギャップが存在するために拡大される像を、開口部１８によって形成された元の像と等倍の像として被露光基板１３の上面に結像させるものであればよい。
【００２０】
【発明の効果】
本発明では、液晶表示素子と基板との間に、液晶表示素子の画素開口部によって形成される像と等倍の像を基板表面に結像させるマイクロレンズアレイを設けたことにより、液晶表示素子の画素開口部によって形成される像と等倍の像を基板表面に結像させることができる。これにより、液晶表示素子の基板厚さと偏光板の厚さによって液晶表示素子の開口部と基板との間に大きなギャップがあっても、光源からの入射光に含まれる発散光を収束して高解像度のパターンを結像することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態における露光装置の概略図である。
【図２】図１の露光装置の要部断面図である。
【図３】マイクロレンズアレイとしてセルフォックレンズを用いた例を示す図である。
【図４】マイクロレンズアレイとしてリレーレンズを用いた例を示す図である。
【図５】液晶表示素子をマスクとして用いた従来のプロキシミティ方式の露光装置の要部断面図である。
【符号の説明】
１　光源
２　防熱フィルタ
３　コンデンサレンズ
４　フィルタ
５　ミラー
６　コンデンサレンズ
７　露光領域決め用マスク
８　液晶表示素子
９　インターフェイス
１０　ＣＰＵ
１１　マイクロレンズアレイ
１２　ステージ
１３　被露光基板
１４　ＴＦＴ基板
１５　対向基板
１６　液晶層
１７　偏光板
１８　開口部
１９　セルフォックレンズ
２０　リレーレンズ
【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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