(57)【要約】【課題】  良好な形状のパターンを形成することができるパターン形成方法を提供する。【解決手段】  基板上に感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、前記感光性樹脂層に対し、画像データに基づいて光を変調しながら相対走査して露光し２次元画像の形成を行うパターン露光工程と、露光された前記感光性樹脂層を現像する現像工程と、を少なくとも経て、カラーフィルター部材のパターンを形成するパターン形成方法であって、前記感光性樹脂層のγが１〜１５であり、前記パターン露光に用いられる露光装置の消光比が１０％以下であることを特徴とするパターン形成方法。【選択図】  なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、前記感光性樹脂層に対し、画像データに基づいて光を変調しながら相対走査して露光し２次元画像の形成を行うパターン露光工程と、露光された前記感光性樹脂層を現像する現像工程と、を少なくとも経て、カラーフィルター部材のパターンを形成するパターン形成方法であって、
前記感光性樹脂層のγが１〜１５であり、
前記パターン露光に用いられる露光装置の消光比が１０％以下であることを特徴とするパターン形成方法。
【請求項２】
前記パターン露光が、光照射手段と、前記光照射手段からの光を受光し出射する描素部を複数有する光変調手段と、前記描素部における出射面のひずみによる収差を補正可能な非球面を有するマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、を備えるレーザー露光装置によって行われることを特徴とする請求項１に記載のパターン形成方法。
【請求項３】
前記感光性樹脂組成物が、樹脂と、モノマー又はオリゴマーと、光重合開始剤又は光重合開始剤系と、重合禁止剤と、を含むことを特徴とする請求項１又は２に記載のパターン形成方法。
【請求項４】
前記重合禁止剤が、フェノール性水酸基を有する化合物及びフェノチアジンから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする請求項３に記載のパターン形成方法。
【請求項５】
前記モノマー及びオリゴマーの含有量に対する前記重合禁止剤の含有量が０．００５〜０．５質量％の範囲にあることを特徴とする請求項３又は４に記載のパターン形成方法。
【請求項６】
請求項１〜５のいずれか１項に記載のパターン形成方法を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルタ。
【請求項７】
請求項６に記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする液晶表示装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、小型モバイル機器、大型ディスプレイ等の液晶表示装置、該液晶表示装置に用いられるカラーフィルタ、及び該カラーフィルタの製造に用いられるパターン形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
液晶表示装置は、非常にコンパクトであると共に、従来主流であったＣＲＴディスプレイと同等以上の性能を有することから、近年ではＣＲＴディスプレイから置き換わりつつある。
液晶表示装置で表示されるカラー画像は、複数色よりなるカラーフィルタ等からなる基板を通過した光がそのままカラーフィルタを構成する各色に着色され、着色された複数の色の光が画像様に合成されることで形成される。そして現在、カラーフィルタを構成する赤色（Ｒ）、緑色（Ｇ）、青色（Ｂ）の３色の画素でカラー画像が形成されることが一般的である。
【０００３】
これらの画素は、基板上に樹脂層を形成し、露光して現像することを色の数だけ繰り返すなどの方法によって製造することができる。前記露光方法としては、露光マスクを用い水銀ランプ等で露光する方法の他、近年では高額である前記露光マスクを用いない、マスクレス露光が行われている。該マスクレス露光としては、例えば、半導体レーザー等のレーザーを用い、また光を変調しながら相対走査する方法としてポリゴンミラーを用いた方法（例えば、特許文献１参照。）、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いた方法（例えば、特許文献２参照。）等がある。
しかし、これらのマスクレス露光では、形成されるパターンの形状を一定にすることが難しく、更なる改善が求められていた。
【特許文献１】特開２００２−５２３９０５号公報
【特許文献２】特開２００４−５６０８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、上記従来における欠点に鑑みてなされたものであり、即ち本発明の目的は、良好な形状のパターンを形成することができるパターン形成方法、良好な形状のパターンを有するカラーフィルタ、及び該カラーフィルタを用いた液晶表示装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
前記従来における課題は、以下の本発明によって達成される。即ち、本発明のパターン形成方法は、
＜１＞  基板上に感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を形成する感光性樹脂層形成工程と、前記感光性樹脂層に対し、画像データに基づいて光を変調しながら相対走査して露光し２次元画像の形成を行うパターン露光工程と、露光された前記感光性樹脂層を現像する現像工程と、を少なくとも経て、カラーフィルター部材のパターンを形成するパターン形成方法であって、前記感光性樹脂層のγが１〜１５であり、前記パターン露光に用いられる露光装置の消光比が１０％以下であることを特徴とするパターン形成方法である。
＜２＞  前記パターン露光が、光照射手段と、前記光照射手段からの光を受光し出射する描素部を複数有する光変調手段と、前記描素部における出射面のひずみによる収差を補正可能な非球面を有するマイクロレンズが配列されたマイクロレンズアレイと、を備えるレーザー露光装置によって行われることを特徴とする前記＜１＞に記載のパターン形成方法である。
＜３＞  前記感光性樹脂組成物が、樹脂と、モノマー又はオリゴマーと、光重合開始剤又は光重合開始剤系と、重合禁止剤と、を含むことを特徴とする前記＜１＞又は＜２＞に記載のパターン形成方法である。
＜４＞  前記重合禁止剤が、フェノール性水酸基を有する化合物及びフェノチアジンから選ばれる少なくとも１つであることを特徴とする前記＜３＞に記載のパターン形成方法である。
＜５＞  前記モノマー及びオリゴマーの含有量に対する前記重合禁止剤の含有量が０．００５〜０．５質量％の範囲にあることを特徴とする前記＜３＞又は＜４＞に記載のパターン形成方法である。
【０００６】
＜６＞  前記＜１＞〜＜５＞のいずれか１項に記載のパターン形成方法を用いて製造されたことを特徴とするカラーフィルタである。
【０００７】
＜７＞  前記＜６＞に記載のカラーフィルタを備えることを特徴とする液晶表示装置である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、良好な形状のパターンを形成することができるパターン形成方法、良好な形状のパターンを有するカラーフィルタ、及び該カラーフィルタを用いた液晶表示装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明のパターン形成方法は、基板上に感光性樹脂組成物からなる感光性樹脂層を形成する感光層形成工程と、基板表面に位置する前記感光性樹脂層を露光し２次元画像の形成を行うパターン露光工程と、露光された前記感光性樹脂層を現像する現像工程と、を少なくとも有するパターン形成方法であって、前記露光を、画像データに基づいて光を変調しながら相対走査して露光する露光方法によって行うことを特徴とする。また、前記感光性樹脂層のγが１〜１５の範囲であり、更に、前記露光方法に用いられる露光装置の消光比が１０％以下であることを特徴とする。
γの値が前記範囲である感光性樹脂層を、消光比が前記範囲である露光装置によって露光することにより、形状が良好なパターンを形成することができる。
以下、まず本発明の重要な要件である前記γの値、及び前記消光比について述べ、その後本発明の構成について詳細に説明する。
【００１０】
＜感光性樹脂層のγ＞
感光性樹脂層のγの値は、以下によって定義される。
一定膜厚の感光性樹脂層をパターン露光する際の露光エネルギーをＥとし、露光後現像処理したときの膜厚の残存率をＹとした場合、ｌｏｇＥとＹとは図１に示すグラフの関係となる。このグラフにおいて、膜厚の残存率Ｙが５０％となる点（以下、この点での残存率をＹ50と、露光エネルギーをＥ50という。）におけるＥ50±ΔＥの直線の傾き（Ｙ50+Δ−Ｙ50-Δ）／（ｌｏｇＥ50+Δ−ｌｏｇＥ50-Δ）の値をγとした。
【００１１】
尚、前記感光性樹脂層のγの値を測定する際における現像処理は、以下の方法によって行った。
まず、前記感光性樹脂層上に熱可塑性樹脂や中間層（酸素遮断膜を含む）等を有する場合には、トリエタノールアミン系現像液（トリエタノールアミン３０質量％含有、ポリプロピレングリコール、グリセロールモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ステアリルエーテルを合計で０．１質量％含有、商品名：Ｔ−ＰＤ２（富士写真フイルム(株)製）を純水で１２倍（Ｔ−ＰＤ２を１質量部と純水を１１質量部の割合で混合）に希釈した液）を用い、３０℃５０秒、フラットノズル圧力０．０４ＭＰａでシャワー現像し、基板表面にエアを吹きかけて液切りをして、当該熱可塑性樹脂層や中間層等を除去する。
基板表面に感光性樹脂層が位置する状態とし、該基板表面に純水をシャワーにより１０秒間吹き付け、純水シャワー洗浄し、エアを吹きかけて基板上の液だまりを減らす。引き続き炭酸Ｎａ系現像液（０．３８モル／リットルの炭酸水素ナトリウム、０．４７モル／リットルの炭酸ナトリウム、５質量％のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アニオン界面活性剤、消泡剤、安定剤含有、商品名：Ｔ−ＣＤ１（富士写真フイルム(株)製）を純水で５倍に希釈した液）を用い、２９℃３０秒、コーン型ノズル圧力０．１５ＭＰａでシャワー現像し、引き続き洗浄剤（燐酸塩・珪酸塩・ノニオン界面活性剤・消泡剤・安定剤含有、商品名：Ｔ−ＳＤ１、富士写真フイルム(株)製）を純水で１０倍に希釈して用い、３３℃２０秒、コーン型ノズル圧力０．０２ＭＰａでシャワーで吹きかけ、更にナイロン毛を有す回転ブラシにより形成された画像を擦って残渣除去することで、行った。
【００１２】
本発明において、前記γは１〜１５であることを必須の要件とし、更に２〜１３であることが好ましく、３〜１０であることが特に好ましい。γが１より低い場合には、一定形状のパターン形成を行うことができず、一方１５より高い場合には、感光性樹脂層が低感度化し長時間の露光が必要となり生産性が劣る。
【００１３】
尚、感光性樹脂層のγを前記範囲に制御する方法としては、重合禁止剤を用いる方法が挙げられる。重合禁止剤については後に詳述する。
【００１４】
＜消光比＞
マスクレス露光に用いる露光装置の消光比とは、露光装置の（off時のパワー／on時のパワー×１００％）で表される値であり、つまり迷光・不要光を表す値である。
尚、前記露光装置が、例えば本発明の好ましい態様である、光照射手段からの光を受光し出射する描素部を複数有する光変調手段を有する態様である場合において、前記on時及びoff時のパワーの測定は以下の方法によって行われる。
３行×３列からなる９画素の光変調手段を選択し、まずon時のパワーは、前記画素を全てonにした場合の中心画素部（２行，２列目の画素）のパワーを測定する。次いでoff時パワーは、中心画素部だけをoffにした場合の中心画素部のパワーを測定する。前記パワー測定は、パワーメーター（横河電機（株）社製、商品名：光パワーメーターＴＢ−１００）を用いて行い、また中心画素のみのパワーを測定できる様に、パワー測定部（受光面）に開口を設ける。
【００１５】
本発明において、前記消光比は１０％以下であることを必須とし、更に５％以下であることが好ましく、１％以下であることが特に好ましい。消光比が１０％を超えると、良好な形状のパターンを得ることができない。また、消光比の下限値は特に限定されず、一般に実施が可能である範囲としては０．５％以上である。
【００１６】
尚、特に前記光変調手段を有する態様の場合において、消光比の値を前記範囲とする制御方法としては、光変調手段と露光面（即ち感光性樹脂層）との間にアレイ状の開口を持つアパーチャアレイを配置する方法が挙げられる。該アパーチャアレイについては後に詳述する。
【００１７】
＜パターン形成方法＞
本発明におけるパターンは、感光性樹脂組成物（以下、単に「樹脂組成物」ということがある。）を用いて形成されるものであり、基板上に樹脂層を形成する工程と、パターン露光を行う工程と、現像する工程と、を有することを特徴とする。
【００１８】
−感光性樹脂層形成工程−
上記の形成方法において、基板上に樹脂層を形成する方法としては、（ａ）樹脂組成物を公知の塗布装置等によって塗布する方法、及び（ｂ）樹脂転写材料を用い、ラミネーターによって貼り付ける方法などが挙げられる。尚、ここでは塗布方法及びラミネート方法についてのみ説明し、樹脂組成物及び樹脂転写材料については後に詳述する。
【００１９】
（ａ）塗布装置による塗布
本発明のパターン形成方法における、樹脂組成物の塗布には、公知の塗布方法、例えばスピンコート法、カーテンコート法、スリットコート法、ディップコート法、エアーナイフコート法、ローラーコート法、ワイヤーバーコート法、グラビアコート法、あるいは、米国特許第２６８１２９４号明細書に記載のホッパーを使用するエクストルージョンコート法等により塗布することができる。中でも特に、液が吐出する部分にスリット状の穴を有するスリット状ノズル（スリットコータ）によって塗布する、スリットコート法が好適に用いることができる。尚、前記スリット状ノズルの好ましい具体例としては、特開２００４−８９８５１号公報、特開２００４−１７０４３号公報、特開２００３−１７００９８号公報、特開２００３−１６４７８７号公報、特開２００３−１０７６７号公報、特開２００２−７９１６３号公報、特開２００１−３１０１４７号公報等に記載のスリット状ノズル及びスリットコータが挙げられる。
樹脂層を塗布により形成する場合、その膜厚としては、１．０〜３．０μｍが好ましく、１．０〜２．５μｍがより好ましく、１．０〜２．０μｍが特に好ましい。
【００２０】
尚、本発明のパターン形成方法においては、樹脂組成物の塗布によって樹脂層を形成する場合においては、後述のパターン露光工程における露光感度をアップする目的で、該樹脂層上に更に酸素遮断膜を設けることができる。該酸素遮断膜としては、後述の＜樹脂転写材料＞の（中間層）の項において説明するものと同様のものが挙げられる。尚、特に限定されるわけではないが、酸素遮断膜の膜厚としては、０．５〜３．０μｍが好ましい。
【００２１】
（ｂ）ラミネーターによる貼り付け
後述の樹脂転写材料を用い、フイルム状に形成した樹脂層を基板上に加熱及び／又は加圧した、ローラー又は平板を用い、圧着又は加熱圧着することによって貼り付けることができる。具体的には、特開平７−１１０５７５号公報、特開平１１−７７９４２号公報、特開２０００−３３４８３６号公報、特開２００２−１４８７９４号公報に記載のラミネーター及びラミネート方法が挙げられるが、低異物の観点で、特開平７−１１０５７５号公報に記載の方法を用いるのが好ましい。
【００２２】
−パターン露光工程−
本発明におけるパターン露光は、画像データに基づいて光を変調しながら相対走査して露光することで２次元画像の形成を行う露光方法によって行う。
前記露光方法においては、従来用いられていたマスク露光（露光光を透過させない、または、弱めて透過させる材質で画像を形成した「マスク」と呼ばれる物体を露光光の光路に配置し、感光性樹脂層を、該画像に対応したパターン状に露光する露光方式）のようなマスクを使用せずに感光性樹脂層をパターン状に露光する露光方式である。
以下、前記露光方法を「本発明におけるマスクレス露光」とよぶ。
【００２３】
（光源の説明）
本発明におけるマスクレス露光では、光源として超高圧水銀灯や、レーザーが用いられる。超高圧水銀灯とは、石英ガラスチューブなどに水銀を封入した放電灯であり水銀の蒸気圧を高く設定して発光効率を高めたものである（点灯時の水銀の蒸気圧はおよそ５MPaになるものもあるW．Elenbaas：Light  Sources、Philips  Technical  Library  １４８−１５０）。輝線スペクトルのうち、ｉ線（３６５ｎｍ）、ｈ線（４０５ｎｍ）、ｇ線（４３６ｎｍ）が好ましく用いられ、中でも３６５ｎｍが主として用いられる。
【００２４】
レーザーは、英語のLight  Amplification  by  Stimulated  Emission  of  Radiation（誘導放出による光の増幅）の頭字語であり、反転分布を持った物質中で起きる誘導放出の現象を利用し、光波の増幅、発振によって干渉性と指向性が一層強い単色光を作り出す発振器及び増幅器である。励起媒質としては結晶、ガラス、液体、色素、気体などがあり、これらの媒質から固体レーザー（ＹＡＧレーザー）、液体レーザー、気体レーザー（アルゴンレーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、炭酸ガスレーザー、エキシマレーザー）、半導体レーザーなどの公知のレーザーを用いることができる。
【００２５】
半導体レーザーは、搬送子の注入、電子ビームによる励起、衝突によるイオン化、光励起などによって電子と正孔とが接合部に流出する時、ｐｎ接合で可干渉光を誘導放出するような発光ダイオードを用いるレーザーである。この放出される可干渉光の波長は、半導体化合物によって決まる。
レーザーの波長は、特に限定されないが、中でも解像度とレーザー装置のコスト、入手のしやすさの観点から、半導体レーザーでは、３００〜５００ｎｍの波長域から選択するのが好ましく、３４０〜４５０ｎｍがより好ましく、特に４０５ｎｍが好ましい。
また固体レーザーでは、ＹＡＧ−ＳＨＧ固体レーザーの５３２ｎｍが挙げられる。更に、半導体励起固体レーザーでは５３２・３５５・２６６ｎｍが挙げられ、従来のレジスト用光重合開始剤が感度を有すという点では３５５ｎｍが好ましく選ばれる。
気体レーザーでは、ＫｒＦレーザーの２４９ｎｍ、ＡｒＦレーザーの１９３ｎｍが用いられる。
これらの光源の中で、表示装置の製造工程で、感光性材料を露光する場合を考えると、露光波長が、４１０ｎｍとなる光源を選択することが、表示領域の透過率を高くする観点で好ましい。
【００２６】
次いで、本発明における、光を変調しながら相対走査する方法について説明する。
そのひとつの代表的な方法は、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス、例えば、１９８７年、米国テキサス・インスツルメンツのラリー・ホーンベック博士他が開発した光半導体）のような、微小なミラーが二次元に並んだ空間変調素子を用いる方法である。
この場合、光源からの光は、適切な光学系によってＤＭＤ上に照射され、ＤＭＤに二次元に並んだ各ミラーからの反射光が、マイクロレンズがアレイ状に配されてなるマイクロレンズアレイを有する別の光学系などを経て、感光層上に、二次元に並んだ光点の像を形成する。尚、本発明においては、消光比を前記所望の範囲に制御する目的から、前記マイクロレンズアレイの集光位置近傍にアパーチャアレイを配置してなる態様が好ましい。
このままでは光点と光点の間は露光されないが、前記二次元に並んだ光点の像を、二次元の並び方向に対して、やや傾いた方向に移動させると、最初の列の光点と光点の間を、後方の列の光点が露光する、という形で、感光性樹脂層の全面を露光することができる。ＤＭＤの各ミラーの角度を制御し、前記光点をＯＮ−ＯＦＦする事で、画像パターンを形成することができる。このようなＤＭＤを有す露光ヘッドを並べて用いることで色々な幅の基板に対応することができる。
前記ＤＭＤでは、前記光点の輝度は、ＯＮかＯＦＦの２階調しかないが、ミラー階調型空間変調素子を用いると、２５６階調の露光を行うことができる。
【００２７】
一方、本発明における、光を変調しながら相対走査する方法の別の代表的な方法は、ポリゴンミラーを用いる方法である。ポリゴンミラー（polygon  mirror）とは周囲に一連の平面反射面を持った回転部材の事であり、感光層上に光源からの光を反射して照射するが、反射光の光点は、該平面鏡の回転によって走査される。この走査方向に対して直角に基板を移動させることで、基板上の感光層の全面を露光することができる。光源からの光の強度を適切な方法でＯＮ−ＯＦＦ、または中間調に制御することで、画像パターンを形成することができる。また、光源からの光を複数本とすることで、走査時間を短縮することができる。
【００２８】
本発明における光を変調しながら相対走査する方法としては、例えば、以下の方法も適用することができる。
特開平５−１５０１７５号公報に記載のポリゴンミラーを用いて描画する例、特表２００４−５２３１０１号公報（ＷＯ２００２／０３９７９３）に記載の下部レイヤの画像の一部を視覚的に取得し、ポリゴンミラーを用いた装置で上部レイヤの位置を下部レイヤ位置に揃えて露光する例、特開２００４−５６０８０号公報に記載のＤＭＤを有する装置で露光する例、特表２００２−５２３９０５号公報に記載のポリゴンミラーを備えた露光装置、特開２００１−２５５６６１号公報に記載のポリゴンミラーを備えた露光装置、特開２００３−５０４６９号公報に記載のＤＭＤ、ＬＤ、多重露光の組み合わせの例、特開２００３−１５６８５３号公報に記載の基板の部位により露光量を変える露光方法の例、特開２００５−４３５７６号公報に記載の位置ずれ調整を行う露光方法の例等である。
【００２９】
（相対走査露光）
以下、相対走査露光について詳細に説明する。
本発明に係る露光方法としては超高圧水銀灯を用いる方法とレーザーを用いる方法があるが、好ましいのは後者である。
本発明で用いられるレーザーとしてはアルゴンレーザー、Ｈｅ−Ｎｅレーザー、半導体レーザー、炭酸ガスレーザー、ＹＡＧレーザーなどの公知のレーザーを用いることができる。
レーザーの波長は、特に限定されないが、中でも、感光層（例えば、カラーフィルタなど）の解像度とレーザー装置のコスト、入手のしやすさの観点から、３００〜５００ｎｍの波長域から選択するのが好ましいが、３４０〜４５０ｎｍがより好ましく、特に４０５ｎｍは好ましい。
レーザーのビーム径は、特に限定されないが、中でも、感光層（例えば、カラーフィルタなど）の解像度の観点から、ガウシアンビームの１／ｅ2値で５〜３０μｍが好ましく、７〜２０μｍがより好ましい。
レーザービームのエネルギー量としては、特に限定されないが、中でも、露光時間と解像度の観点から、１〜１００ｍＪ／ｃｍ2が好ましく、５〜２０ｍＪ／ｃｍ2がより好ましい。
本発明ではレーザー光を画像データに応じて空間光変調することが必要である。この目的のため空間光変調素子であるデジタル・マイクロ・デバイス（ＤＭＤ）を用いることが好ましい。
【００３０】
前記露光装置としては、例えば、下記の装置を用いて露光することができる。
【００３１】
［画像露光装置の構成］
この画像露光装置は、図２に示すように、シート状の感光材料１５０を表面に吸着して保持する平板状の移動ステージ１５２を備えている。４本の脚部１５４に支持された厚い板状の設置台１５６の上面には、ステージ移動方向に沿って延びた２本のガイド１５８が設置されている。ステージ１５２は、その長手方向がステージ移動方向を向くように配置されると共に、ガイド１５８によって往復移動可能に支持されている。なお、この画像露光装置には、副走査手段としてのステージ１５２をガイド１５８に沿って駆動する後述のステージ駆動装置３０４（図１６参照）が設けられている。
【００３２】
設置台１５６の中央部には、ステージ１５２の移動経路を跨ぐようにコ字状のゲート１６０が設けられている。コ字状のゲート１６０の端部の各々は、設置台１５６の両側面に固定されている。このゲート１６０を挟んで一方の側にはスキャナ１６２が設けられ、他方の側には感光材料１５０の先端および後端を検知する複数（例えば２個）のセンサ１６４が設けられている。スキャナ１６２およびセンサ１６４はゲート１６０に各々取り付けられて、ステージ１５２の移動経路の上方に固定配置されている。なお、スキャナ１６２およびセンサ１６４は、これらを制御する図示しないコントローラに接続されている。
【００３３】
スキャナ１６２は、図３および図４（Ｂ）に示すように、ｍ行ｎ列（例えば３行５列）の略マトリックス状に配列された複数（例えば１４個）の露光ヘッド１６６を備えている。この例では、感光材料１５０の幅との関係で、３行目には４個の露光ヘッド１６６を配置してある。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドを示す場合は、露光ヘッド１６６mnと表記する。
【００３４】
露光ヘッド１６６による露光エリア１６８は、副走査方向を短辺とする矩形状である。従って、ステージ１５２の移動に伴い、感光材料１５０には露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。なお、ｍ行目のｎ列目に配列された個々の露光ヘッドによる露光エリアを示す場合は、露光エリア１６８mnと表記する。
【００３５】
また、図４（Ａ）および（Ｂ）に示すように、帯状の露光済み領域１７０が副走査方向と直交する方向に隙間無く並ぶように、ライン状に配列された各行の露光ヘッドの各々は、配列方向に所定間隔（露光エリアの長辺の自然数倍、本例では２倍）ずらして配置されている。このため、１行目の露光エリア１６８11と露光エリア１６８12との間の露光できない部分は、２行目の露光エリア１６８21と３行目の露光エリア１６８31とにより露光することができる。
【００３６】
露光ヘッド１６６11〜１６６mnの各々は、図５および図６に示すように、入射された光ビームを画像データに応じて各画素毎に変調する空間光変調素子として、米国テキサス・インスツルメンツ社製のデジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）５０を備えている。このＤＭＤ５０は、データ処理部とミラー駆動制御部とを備えた後述のコントローラ３０２（図１６参照）に接続されている。このコントローラ３０２のデータ処理部では、入力された画像データに基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の制御すべき領域内の各マイクロミラーを駆動制御する制御信号を生成する。なお、制御すべき領域については後述する。また、ミラー駆動制御部では、画像データ処理部で生成した制御信号に基づいて、各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０の各マイクロミラーの反射面の角度を制御する。なお、反射面の角度の制御については後述する。
【００３７】
ＤＭＤ５０の光入射側には、光ファイバの出射端部（発光点）が露光エリア１６８の長辺方向と対応する方向に沿って一列に配列されたレーザ出射部を備えたファイバアレイ光源６６、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光を補正してＤＭＤ上に集光させるレンズ系６７、このレンズ系６７を透過したレーザ光をＤＭＤ５０に向けて反射するミラー６９がこの順に配置されている。なお図５では、レンズ系６７を概略的に示してある。
【００３８】
上記レンズ系６７は、図６に詳しく示すように、ファイバアレイ光源６６から出射した照明光としてのレーザ光Ｂを集光する集光レンズ７１、この集光レンズ７１を通過した光の光路に挿入されたロッド状オプティカルインテグレータ（以下、ロッドインテグレータという）７２、およびこのロッドインテグレータ７２の前方つまりミラー６９側に配置された結像レンズ７４から構成されている。集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２および結像レンズ７４は、ファイバアレイ光源６６から出射したレーザ光を、平行光に近くかつビーム断面内強度が均一化された光束としてＤＭＤ５０に入射させる。このロッドインテグレータ７２の形状や作用については、後に詳しく説明する。
【００３９】
上記レンズ系６７から出射したレーザ光Ｂはミラー６９で反射し、ＴＩＲ（全反射）プリズム７０を介してＤＭＤ５０に照射される。なお図５では、このＴＩＲプリズム７０は省略してある。
【００４０】
またＤＭＤ５０の光反射側には、ＤＭＤ５０で反射されたレーザ光Ｂを、感光材料１５０上に結像する結像光学系５１が配置されている。この結像光学系５１は図５では概略的に示してあるが、図６に詳細を示すように、レンズ系５２，５４からなる第１結像光学系と、レンズ系５７，５８からなる第２結像光学系と、これらの結像光学系の間に挿入されたマイクロレンズアレイ５５と、アパーチャアレイ５９とから構成されている。
【００４１】
マイクロレンズアレイ５５は、ＤＭＤ５０の各画素に対応する多数のマイクロレンズ５５ａが２次元状に配列されてなるものである。本例では、後述するようにＤＭＤ５０の１０２４個×７６８列のマイクロミラーのうち１０２４個×２５６列だけが駆動されるので、それに対応させてマイクロレンズ５５ａは１０２４個×２５６列配置されている。またマイクロレンズ５５ａの配置ピッチは縦方向、横方向とも４１μｍである。このマイクロレンズ５５ａは、一例として焦点距離が０．１９ｍｍ、ＮＡ（開口数）が０．１１で、光学ガラスＢＫ７から形成されている。なおマイクロレンズ５５ａの形状については、後に詳しく説明する。
そして、各マイクロレンズ５５ａの位置におけるレーザ光Ｂのビーム径は、４１μｍである。
【００４２】
また上記アパーチャアレイ５９は、マイクロレンズアレイ５５の各マイクロレンズ５５ａに対応する多数のアパーチャ（開口）５９ａが形成されてなるものである。本実施形態において、アパーチャ５９ａの径は１０μｍである。
【００４３】
上記第１結像光学系は、ＤＭＤ５０による像を３倍に拡大してマイクロレンズアレイ５５上に結像する。そして第２結像光学系は、マイクロレンズアレイ５５を経た像を１．６倍に拡大して感光材料１５０上に結像、投影する。したがって全体では、ＤＭＤ５０による像が４．８倍に拡大して感光材料１５０上に結像、投影されることになる。
【００４４】
なお本例では、第２結像光学系と感光材料１５０との間にプリズムペア７３が配設され、このプリズムペア７３を図６中で上下方向に移動させることにより、感光材料１５０上における像のピントを調節可能となっている。なお同図中において、感光材料１５０は矢印Ｆ方向に副走査送りされる。
【００４５】
ＤＭＤ５０は図７に示すように、ＳＲＡＭセル（メモリセル）６０上に、各々画素（ピクセル）を構成する多数（例えば１０２４個×７６８個）の微小ミラー（マイクロミラー）６２が格子状に配列されてなるミラーデバイスである。各ピクセルにおいて、最上部には支柱に支えられたマイクロミラー６２が設けられており、マイクロミラー６２の表面にはアルミニウム等の反射率の高い材料が蒸着されている。なお、マイクロミラー６２の反射率は９０％以上であり、その配列ピッチは縦方向、横方向とも一例として１３．７μｍである。また、マイクロミラー６２の直下には、ヒンジおよびヨークを含む支柱を介して通常の半導体メモリの製造ラインで製造されるシリコンゲートのＣＭＯＳのＳＲＡＭセル６０が配置されており、全体はモノリシックに構成されている。
【００４６】
ＤＭＤ５０のＳＲＡＭセル６０にデジタル信号が書き込まれると、支柱に支えられたマイクロミラー６２が、対角線を中心としてＤＭＤ５０が配置された基板側に対して±α度（例えば±１２度）の範囲で傾けられる。図８（Ａ）は、マイクロミラー６２がオン状態である＋α度に傾いた状態を示し、図８（Ｂ）は、マイクロミラー６２がオフ状態である−α度に傾いた状態を示す。したがって、画像信号に応じて、ＤＭＤ５０の各ピクセルにおけるマイクロミラー６２の傾きを、図７に示すように制御することによって、ＤＭＤ５０に入射したレーザ光Ｂはそれぞれのマイクロミラー６２の傾き方向へ反射される。
【００４７】
なお図７には、ＤＭＤ５０の一部を拡大し、マイクロミラー６２が＋α度又は−α度に制御されている状態の一例を示す。それぞれのマイクロミラー６２のオンオフ制御は、ＤＭＤ５０に接続された前記コントローラ３０２によって行われる。また、オフ状態のマイクロミラー６２で反射したレーザ光Ｂが進行する方向には、光吸収体（図示せず）が配置されている。
【００４８】
また、ＤＭＤ５０は、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、０．１°〜５°）を成すように僅かに傾斜させて配置するのが好ましい。図９（Ａ）はＤＭＤ５０を傾斜させない場合の各マイクロミラーによる反射光像（露光ビーム）５３の走査軌跡を示し、図９（Ｂ）はＤＭＤ５０を傾斜させた場合の露光ビーム５３の走査軌跡を示している。
【００４９】
ＤＭＤ５０には、長手方向にマイクロミラーが多数個（例えば１０２４個）配列されたマイクロミラー列が、短手方向に多数組（例えば７５６組）配列されているが、図９（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０を傾斜させることにより、各マイクロミラーによる露光ビーム５３の走査軌跡（走査線）のピッチＰ２が、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ１より狭くなり、解像度を大幅に向上させることができる。一方、ＤＭＤ５０の傾斜角は微小であるので、ＤＭＤ５０を傾斜させた場合の走査幅Ｗ２と、ＤＭＤ５０を傾斜させない場合の走査幅Ｗ１とは略同一である。
【００５０】
また、異なるマイクロミラー列により同じ走査線上が重ねて露光（多重露光）されることになる。このように、多重露光されることで、アライメントマークに対する露光位置の微少量をコントロールすることができ、高精細な露光を実現することができる。また、主走査方向に配列された複数の露光ヘッドの間のつなぎ目を微少量の露光位置制御により段差無くつなぐことができる。
【００５１】
なお、ＤＭＤ５０を傾斜させる代わりに、各マイクロミラー列を副走査方向と直交する方向に所定間隔ずらして千鳥状に配置しても、同様の効果を得ることができる。
【００５２】
ファイバアレイ光源６６は図１０Ａに示すように、複数（例えば１４個）のレーザモジュール６４を備えており、各レーザモジュール６４には、マルチモード光ファイバ３０の一端が結合されている。マルチモード光ファイバ３０の他端には、コア径がマルチモード光ファイバ３０と同一で且つクラッド径がマルチモード光ファイバ３０より小さい光ファイバ３１が結合されている。図１０Ｂに詳しく示すように、マルチモード光ファイバ３１の光ファイバ３０と反対側の端部は副走査方向と直交する主走査方向に沿って７個並べられ、それが２列に配列されてレーザ出射部６８が構成されている。
【００５３】
マルチモード光ファイバ３１の端部で構成されるレーザ出射部６８は、図１０Ｂに示すように、表面が平坦な２枚の支持板６５に挟み込まれて固定されている。また、マルチモード光ファイバ３１の光出射端面には、その保護のために、ガラス等の透明な保護板が配置されるのが望ましい。マルチモード光ファイバ３１の光出射端面は、光密度が高いため集塵し易く劣化し易いが、上述のような保護板を配置することにより、端面への塵埃の付着を防止し、また劣化を遅らせることができる。
【００５４】
本例では図１１に示すように、クラッド径が大きいマルチモード光ファイバ３０のレーザ光出射側の先端部分に、長さ１〜３０ｃｍ程度のクラッド径が小さい光ファイバ３１が同軸的に結合されている。それらの光ファイバ３０，３１は、それぞれのコア軸が一致する状態で光ファイバ３１の入射端面を光ファイバ３０の出射端面に融着することにより結合されている。上述した通り、光ファイバ３１のコア３１ａの径は、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの径と同じ大きさである。
【００５５】
マルチモード光ファイバ３０および光ファイバ３１としては、ステップインデックス型光ファイバ、グレーデッドインデックス型光ファイバ、および複合型光ファイバの何れも適用可能である。例えば、三菱電線工業株式会社製のステップインデックス型光ファイバを用いることができる。本例において、マルチモード光ファイバ３０および光ファイバ３１はステップインデックス型光ファイバであり、マルチモード光ファイバ３０は、クラッド径＝１２５μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２、入射端面コートの透過率＝９９．５％以上であり、光ファイバ３１は、クラッド径＝６０μｍ、コア径＝５０μｍ、ＮＡ＝０．２である。
【００５６】
ただし、光ファイバ３１のクラッド径は６０μｍには限定されない。従来のファイバ光源に使用されている多くの光ファイバのクラッド径は１２５μｍであるが、クラッド径が小さくなるほど焦点深度がより深くなるので、マルチモード光ファイバのクラッド径は８０μｍ以下が好ましく、６０μｍ以下がより好ましい。一方、シングルモード光ファイバの場合、コア径は少なくとも３〜４μｍ必要であることから、光ファイバ３１のクラッド径は１０μｍ以上が好ましい。また、光ファイバ３０のコア径と光ファイバ３１のコア径を一致させることが、結合効率の点から好ましい。
【００５７】
レーザモジュール６４は、図１２に示す合波レーザ光源（ファイバ光源）によって構成されている。この合波レーザ光源は、ヒートブロック１０上に配列固定された複数（例えば７個）のチップ状の横マルチモード又はシングルモードのＧａＮ系半導体レーザＬＤ１，ＬＤ２，ＬＤ３，ＬＤ４，ＬＤ５，ＬＤ６，およびＬＤ７と、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各々に対応して設けられたコリメータレンズ１１，１２，１３，１４，１５，１６および１７と、１つの集光レンズ２０と、１本のマルチモード光ファイバ３０とから構成されている。なお、半導体レーザの個数は７個に限定されるものではなく、その他の個数が採用されてもよい。また、上述のような７個のコリメータレンズ１１〜１７に代えて、それらのレンズが一体化されてなるコリメータレンズアレイを用いることもできる。
【００５８】
ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、発振波長が総て共通（例えば、４０５ｎｍ）であり、最大出力も総て共通（例えばマルチモードレーザでは１００ｍＷ、シングルモードレーザでは５０ｍＷ程度）である。なお、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、３５０ｎｍ〜４５０ｎｍの波長範囲において、上記４０５ｎｍ以外の波長で発振するレーザを用いてもよい。
【００５９】
上記の合波レーザ光源は、図１３および図１４に示すように、他の光学要素と共に、上方が開口した箱状のパッケージ４０内に収納されている。パッケージ４０は、その開口を閉じるように作成されたパッケージ蓋４１を備えており、脱気処理後に封止ガスを導入し、パッケージ４０の開口をパッケージ蓋４１で閉じることにより、それらによって形成される閉空間（封止空間）内に上記合波レーザ光源が気密封止されている。
【００６０】
パッケージ４０の底面にはベース板４２が固定されており、このベース板４２の上面には、前記ヒートブロック１０と、集光レンズ２０を保持する集光レンズホルダー４５と、マルチモード光ファイバ３０の入射端部を保持するファイバホルダー４６とが取り付けられている。マルチモード光ファイバ３０の出射端部は、パッケージ４０の壁面に形成された開口からパッケージ外に引き出されている。
【００６１】
また、ヒートブロック１０の側面にはコリメータレンズホルダー４４が取り付けられており、そこにコリメータレンズ１１〜１７が保持されている。パッケージ４０の横壁面には開口が形成され、この開口を通してＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７に駆動電流を供給する配線４７がパッケージ外に引き出されている。
【００６２】
なお、図１４においては、図の煩雑化を避けるために、複数のＧａＮ系半導体レーザのうちＧａＮ系半導体レーザＬＤ７にのみ番号を付し、複数のコリメータレンズのうちコリメータレンズ１７にのみ番号を付している。
【００６３】
図１５は、上記コリメータレンズ１１〜１７の取り付け部分の正面形状を示すものである。
コリメータレンズ１１〜１７の各々は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取った形状に形成されている。この細長形状のコリメータレンズは、例えば、樹脂又は光学ガラスをモールド成形することによって形成することができる。コリメータレンズ１１〜１７は、長さ方向がＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の発光点の配列方向（図１５の左右方向）と直交するように、上記発光点の配列方向に密接配置されている。
【００６４】
一方ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７としては、発光幅が２μｍの活性層を備え、活性層と平行な方向、直角な方向の拡がり角が各々例えば１０°、３０°の状態で各々レーザ光Ｂ１〜Ｂ７を発するレーザが用いられている。これらＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７は、活性層と平行な方向に発光点が１列に並ぶように配設されている。
【００６５】
したがって、各発光点から発せられたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、上述のように細長形状の各コリメータレンズ１１〜１７に対して、拡がり角度が大きい方向が長さ方向と一致し、拡がり角度が小さい方向が幅方向（長さ方向と直交する方向）と一致する状態で入射することになる。つまり、各コリメータレンズ１１〜１７の幅が１．１ｍｍ、長さが４．６ｍｍであり、それらに入射するレーザ光Ｂ１〜Ｂ７の水平方向、垂直方向のビーム径は各々０．９ｍｍ、２．６ｍｍである。また、コリメータレンズ１１〜１７の各々は、焦点距離ｆ1＝３ｍｍ、ＮＡ＝０．６、レンズ配置ピッチ＝１．２５ｍｍである。
【００６６】
集光レンズ２０は、非球面を備えた円形レンズの光軸を含む領域を平行な平面で細長く切り取って、コリメータレンズ１１〜１７の配列方向、つまり水平方向に長く、それと直角な方向に短い形状に形成されている。この集光レンズ２０は、焦点距離ｆ2＝２３ｍｍ、ＮＡ＝０．２である。この集光レンズ２０も、例えば樹脂又は光学ガラスをモールド成形することにより形成される。
【００６７】
次に図１６を参照して、本例の画像露光装置における電気的な構成について説明する。
ここに示されるように全体制御部３００には変調回路３０１が接続され、該変調回路３０１にはＤＭＤ５０を制御するコントローラ３０２が接続されている。また全体制御部３００には、レーザモジュール６４を駆動するＬＤ駆動回路３０３が接続されている。さらにこの全体制御部３００には、前記ステージ１５２を駆動するステージ駆動装置３０４が接続されている。
【００６８】
［画像露光装置の動作］
次に、上記画像露光装置の動作について説明する。スキャナ１６２の各露光ヘッド１６６において、ファイバアレイ光源６６の合波レーザ光源を構成するＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７（図１２参照）の各々から発散光状態で出射したレーザ光Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４，Ｂ５，Ｂ６，およびＢ７の各々は、対応するコリメータレンズ１１〜１７によって平行光化される。平行光化されたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７は、集光レンズ２０によって集光され、マルチモード光ファイバ３０のコア３０ａの入射端面上で収束する。
【００６９】
本例では、コリメータレンズ１１〜１７および集光レンズ２０によって集光光学系が構成され、その集光光学系とマルチモード光ファイバ３０とによって合波光学系が構成されている。
すなわち、集光レンズ２０によって上述のように集光されたレーザ光Ｂ１〜Ｂ７が、このマルチモード光ファイバ３０のコア３０ａに入射して光ファイバ内を伝搬し、１本のレーザ光Ｂに合波されてマルチモード光ファイバ３０の出射端部に結合された光ファイバ３１から出射する。
【００７０】
各レーザモジュールにおいて、レーザ光Ｂ１〜Ｂ７のマルチモード光ファイバ３０への結合効率が０．９で、ＧａＮ系半導体レーザＬＤ１〜ＬＤ７の各出力が５０ｍＷの場合には、アレイ状に配列された光ファイバ３１の各々について、出力３１５ｍＷ（＝５０ｍＷ×０．９×７）の合波レーザ光Ｂを得ることができる。したがって、１４本のマルチモード光ファイバ３１全体では、４．４Ｗ（＝０．３１５Ｗ×１４）の出力のレーザ光Ｂが得られる。
【００７１】
画像露光に際しては、図１６に示す変調回路３０１から露光パターンに応じた画像データがＤＭＤ５０のコントローラ３０２に入力され、そのフレームメモリに一旦記憶される。この画像データは、画像を構成する各画素の濃度を２値（ドットの記録の有無）で表したデータである。
【００７２】
感光材料１５０を表面に吸着したステージ１５２は、図１６に示すステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。ステージ１５２がゲート１６０下を通過する際に、ゲート１６０に取り付けられたセンサ１６４により感光材料１５０の先端が検出されると、フレームメモリに記憶された画像データが複数ライン分ずつ順次読み出され、データ処理部で読み出された画像データに基づいて各露光ヘッド１６６毎に制御信号が生成される。そして、ミラー駆動制御部により、生成された制御信号に基づいて各露光ヘッド１６６毎にＤＭＤ５０のマイクロミラーの各々がオンオフ制御される。なお本例の場合、１画素部となる上記マイクロミラーのサイズは１４μｍ×１４μｍである。
【００７３】
ファイバアレイ光源６６からＤＭＤ５０にレーザ光Ｂが照射されると、ＤＭＤ５０のマイクロミラーがオン状態のときに反射されたレーザ光は、レンズ系５４、５８により感光材料１５０上に結像される。このようにして、ファイバアレイ光源６６から出射されたレーザ光が画素毎にオンオフされて、感光材料１５０がＤＭＤ５０の使用画素数と略同数の画素単位（露光エリア１６８）で露光される。また、感光材料１５０がステージ１５２と共に一定速度で移動されることにより、感光材料１５０がスキャナ１６２によりステージ移動方向と反対の方向に副走査され、各露光ヘッド１６６毎に帯状の露光済み領域１７０が形成される。
【００７４】
なお本例では、図１７（Ａ）および（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０には、主走査方向にマイクロミラーが１０２４個配列されたマイクロミラー列が副走査方向に７６８組配列されているが、本例では、コントローラ３０２により一部のマイクロミラー列（例えば、１０２４個×２５６列）だけが駆動するように制御がなされる。
【００７５】
この場合、図１７（Ａ）に示すようにＤＭＤ５０の中央部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよく、図１７（Ｂ）に示すように、ＤＭＤ５０の端部に配置されたマイクロミラー列を使用してもよい。また、一部のマイクロミラーに欠陥が発生した場合は、欠陥が発生していないマイクロミラー列を使用するなど、状況に応じて使用するマイクロミラー列を適宜変更してもよい。
【００７６】
ＤＭＤ５０のデータ処理速度には限界があり、使用する画素数に比例して１ライン当りの変調速度が決定されるので、一部のマイクロミラー列だけを使用することで１ライン当りの変調速度が速くなる。一方、連続的に露光ヘッドを露光面に対して相対移動させる露光方式の場合には、副走査方向の画素を全部使用する必要はない。
【００７７】
スキャナ１６２による感光材料１５０の副走査が終了し、センサ１６４で感光材料１５０の後端が検出されると、ステージ１５２は、ステージ駆動装置３０４により、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の最上流側にある原点に復帰し、再度、ガイド１５８に沿ってゲート１６０の上流側から下流側に一定速度で移動される。
【００７８】
次に、図６に示したファイバアレイ光源６６、集光レンズ７１、ロッドインテグレータ７２、結像レンズ７４、ミラー６９およびＴＩＲプリズム７０から構成されてＤＭＤ５０に照明光としてのレーザ光Ｂを照射する照明光学系について説明する。ロッドインテグレータ７２は例えば四角柱状に形成された透光性ロッドであり、その内部をレーザ光Ｂが全反射しながら進行するうちに、該レーザ光Ｂのビーム断面内強度分布が均一化される。なお、ロッドインテグレータ７２の入射端面、出射端面には反射防止膜がコートされて、透過率が高められている。以上のようにして、照明光であるレーザ光Ｂのビーム断面内強度分布を高度に均一化できれば、照明光強度の不均一を無くして、高精細な画像を感光材料１５０に露光可能となる。
【００７９】
ここで図１８に、ＤＭＤ５０を構成するマイクロミラー６２の反射面の平面度を測定した結果を示す。同図においては、反射面の同じ高さ位置を等高線で結んで示してあり、等高線のピッチは５ｎｍである。なお同図に示すｘ方向およびｙ方向は、マイクロミラー６２の２つの対角線方向であり、マイクロミラー６２はｙ方向に延びる回転軸を中心として前述のように回転する。また図１９の（Ａ）および（Ｂ）にはそれぞれ、上記ｘ方向、ｙ方向に沿ったマイクロミラー６２の反射面の高さ位置変位を示す。
【００８０】
上記図１８および図１９に示される通り、マイクロミラー６２の反射面には歪みが存在し、そして特にミラー中央部に注目してみると、１つの対角線方向（ｙ方向）の歪みが、別の対角線方向（ｘ方向）の歪みよりも大きくなっている。そのため、マイクロレンズアレイ５５のマイクロレンズ５５ａで集光されたレーザ光Ｂの集光位置における形状が歪むという問題が発生し得る。
【００８１】
本実施形態の画像露光装置においては上述の問題を防止するために、マイクロレンズアレイ５５のマイクロレンズ５５ａが、従来とは異なる特殊な形状とされている。以下、その点について詳しく説明する。
【００８２】
図２０の（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ、マイクロレンズアレイ５５全体の正面形状および側面形状を詳しく示すものである。これらの図にはマイクロレンズアレイ５５の各部の寸法も記入してあり、それらの単位はｍｍである。本実施形態では、先に図１７を参照して説明したようにＤＭＤ５０の１０２４個×２５６列のマイクロミラー６２が駆動されるものであり、それに対応させてマイクロレンズアレイ５５は、横方向に１０２４個並んだマイクロレンズ５５ａの列を縦方向に２５６列並設して構成されている。なお同図（Ａ）では、マイクロレンズアレイ５５の並び順を横方向についてはｊで、縦方向についてはｋで示している。
【００８３】
また図２１の（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ、上記マイクロレンズアレイ５５における１つのマイクロレンズ５５ａの正面形状および側面形状を示すものである。なお同図（Ａ）には、マイクロレンズ５５ａの等高線を併せて示してある。各マイクロレンズ５５ａの光出射側の端面は、上述したマイクロミラー６２の反射面の歪みによる収差を補正する非球面形状とされている。より具体的に、本実施形態においてマイクロレンズ５５ａはトーリックレンズとされており、上記ｘ方向に光学的に対応する方向の曲率半径Ｒx＝−０．１２５ｍｍ、上記ｙ方向に対応する方向の曲率半径Ｒy＝−０．１ｍｍである。
【００８４】
したがって、上記ｘ方向およびｙ方向に平行な断面内におけるレーザ光Ｂの集光状態は、概略、それぞれ図２２の（Ａ）および（Ｂ）に示す通りとなる。つまり、ｘ方向に平行な断面内とｙ方向に平行な断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ５５ａの曲率半径がより小であって、焦点距離がより短くなっている。
【００８５】
マイクロレンズ５５ａを上記形状とした場合の、該マイクロレンズ５５ａの集光位置（焦点位置）近傍におけるビーム径を計算機によってシミュレーションした結果を図２３ａ、ｂ、ｃ、およびｄに示す。また比較のために、マイクロレンズ５５ａが曲率半径Ｒx＝Ｒy＝−０．１ｍｍの球面形状である場合について、同様のシミュレーションを行った結果を図２４ａ、ｂ、ｃおよびｄに示す。なお各図におけるｚの値は、マイクロレンズ５５ａのピント方向の評価位置を、該マイクロレンズ５５ａのビーム出射面からの距離で示している。
【００８６】
また、上記シミュレーションに用いたマイクロレンズ５５ａの面形状は、
【数１】
2007101742.tif 000002
【００８７】
である。なお上式において、Ｃx：ｘ方向の曲率（＝１／Ｒx）、Ｃy：ｙ方向の曲率（＝１／Ｒy）、Ｘ：ｘ方向に関するレンズ光軸Ｏからの距離、Ｙ：ｙ方向に関するレンズ光軸Ｏからの距離、である。
【００８８】
図２３ａ〜ｄと図２４ａ〜ｄとを比較すると明らかなように、本実施形態においてはマイクロレンズ５５ａを、ｙ方向に平行な断面内の焦点距離がｘ方向に平行な断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズとしたことにより、その集光位置近傍におけるビーム形状の歪みが抑制される。そうであれば、歪みの無い、より高精細な画像を感光材料１５０に露光可能となる。また、図２３ａ〜ｄに示す本実施形態の方が、ビーム径の小さい領域がより広い、すなわち焦点深度がより大であることが分かる。
【００８９】
なお、マイクロミラー６２のｘ方向およびｙ方向に関する中央部の歪の大小関係が、上記と逆になっている場合は、ｘ方向に平行な断面内の焦点距離がｙ方向に平行な断面内の焦点距離よりも小さいトーリックレンズからマイクロレンズを構成すれば、同様に、歪みの無い、より高精細な画像を感光材料１５０に露光可能となる。
【００９０】
また、マイクロレンズアレイ５５の集光位置近傍に配置されたアパーチャアレイ５９は、その各アパーチャ５９ａに、それと対応するマイクロレンズ５５ａを経た光のみが入射するように配置されたものである。すなわち、このアパーチャアレイ５９が設けられていることにより、各アパーチャ５９ａに、それと対応しない隣接のマイクロレンズ５５ａからの光が入射することが防止され、消光比が高められる。なおこのアパーチャアレイ５９は、マイクロレンズアレイ５５の焦点位置に配置しておくことが好ましい。そのようにすれば、各アパーチャ５９ａと対応しない隣接のマイクロレンズ５５ａからの光が入射してしまうことが、より確実に防止される。
【００９１】
本来、上記目的で設置されるアパーチャアレイ５９のアパーチャ５９ａの径をある程度小さくすれば、マイクロレンズ５５ａの集光位置におけるビーム形状の歪みを抑制する効果も得られる。しかしそのようにした場合は、アパーチャアレイ５９で遮断される光量がより多くなり、光利用効率が低下することになる。それに対してマイクロレンズ５５ａを非球面形状とする場合は、光を遮断することがないので、光利用効率も高く保たれる。
【００９２】
なお本実施形態においては、マイクロミラー６２の２つの対角線方向に光学的に対応するｘ方向およびｙ方向の曲率が異なるトーリックレンズであるマイクロレンズ５５ａが適用されているが、マイクロミラー６２の歪みに応じて、図２７（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ等高線付き正面形状、側面形状を示すように、矩形のマイクロミラー６２の２つの辺方向に光学的に対応するｘｘ方向およびｙｙ方向の曲率が互いに異なるトーリックレンズからなるマイクロレンズ５５’が適用されてもよい。
【００９３】
また本実施形態において、マイクロレンズ５５ａは２次の非球面形状とされているが、より高次（４次、６次・・・）の非球面形状を採用することにより、ビーム形状をさらに良化することができる。さらには、マイクロミラー６２の反射面の歪みに応じて、前述したｘ方向およびｙ方向の曲率が互いに一致しているようなレンズ形状を採用することも可能である。以下、そのようなレンズ形状の例について詳しく説明する。
【００９４】
図２８の（Ａ）、（Ｂ）にそれぞれ等高線付き正面形状、側面形状を示すマイクロレンズ５５”は、ｘ方向およびｙ方向の曲率が互いに等しく、またその曲率は、球面レンズの曲率Ｃｙをレンズ中心からの距離ｈに応じて補正したものとなっている。すなわち、このマイクロレンズ５５”のレンズ形状の基となる球面レンズ形状は、例えば下式（数２）でレンズ高さ（レンズ曲面の光軸方向位置）ｚを規定したものを採用する。
【００９５】
【数２】
2007101742.tif 000003
【００９６】
なお上記曲率Ｃｙ＝（１／０．１ｍｍ）である場合の、レンズ高さｚと距離ｈとの関係をグラフにして図２９に示す。
【００９７】
そして、上記球面レンズ形状の曲率Ｃｙをレンズ中心からの距離ｈに応じて下式（数３）のように補正して、マイクロレンズ５５”のレンズ形状とする。
【００９８】
【数３】
2007101742.tif 000004
【００９９】
この（数３）においても、ｚの意味するところは（数２）と同じであり、ここでは４次係数ａおよび６次係数ｂを用いて曲率Ｃｙを補正している。なお、上記曲率Ｃｙ＝（１／０．１ｍｍ）、４次係数ａ＝１．２×１０3、６次係数ａ＝５．５×１０7である場合の、レンズ高さｚと距離ｈとの関係をグラフにして図３０に示す。
【０１００】
また、以上説明した実施形態では、マイクロレンズ５５ａの光出射側の端面が非球面（トーリック面）とされているが、２つの光通過端面の一方を球面とし、他方をシリンドリカル面としたマイクロレンズからマイクロレンズアレイを構成して、上記実施形態と同様の効果を得ることもできる。
【０１０１】
さらに、以上説明した実施形態においては、マイクロレンズアレイ５５のマイクロレンズ５５ａが、マイクロミラー６２の反射面の歪みによる収差を補正する非球面形状とされているが、このような非球面形状を採用する代わりに、マイクロレンズアレイを構成する各マイクロレンズに、マイクロミラー６２の反射面の歪みによる収差を補正する屈折率分布を持たせても、同様の効果を得ることができる。
【０１０２】
そのようなマイクロレンズ１５５ａの一例を図２５に示す。同図の（Ａ）および（Ｂ）はそれぞれ、このマイクロレンズ１５５ａの正面形状および側面形状を示すものであり、図示の通りこのマイクロレンズ１５５ａの外形形状は平行平板状である。なお、同図におけるｘ、ｙ方向は、既述した通りである。
【０１０３】
また図２６の（Ａ）および（Ｂ）は、このマイクロレンズ１５５ａによる上記ｘ方向およびｙ方向に平行な断面内におけるレーザ光Ｂの集光状態を概略的に示している。このマイクロレンズ１５５ａは、光軸Ｏから外方に向かって次第に増大する屈折率分布を有するものであり、同図においてマイクロレンズ１５５ａ内に示す破線は、その屈折率が光軸Ｏから所定の等ピッチで変化した位置を示している。図示の通り、ｘ方向に平行な断面内とｙ方向に平行な断面内とを比較すると、後者の断面内の方がマイクロレンズ１５５ａの屈折率変化の割合がより大であって、焦点距離がより短くなっている。このような屈折率分布型レンズから構成されるマイクロレンズアレイを用いても、前記マイクロレンズアレイ５５を用いる場合と同様の効果を得ることが可能である。
【０１０４】
なお、先に図２１および図２２に示したマイクロレンズ５５ａのように面形状を非球面としたマイクロレンズにおいて、併せて上述のような屈折率分布を与え、面形状と屈折率分布の双方によって、マイクロミラー６２の反射面の歪みによる収差を補正するようにしてもよい。
【０１０５】
次に、本発明におけるさらに別の実施形態による画像露光装置について説明する。本実施形態の画像露光装置は、先に図２〜１６を参照して説明した画像露光装置と比べると、図６に示したマイクロレンズアレイ５５に代えて図３１に示すマイクロレンズアレイ２５５が用いられている点のみが異なり、その他の点は基本的に同様に形成されたものである。以下、このマイクロレンズアレイ２５５について詳しく説明する。
【０１０６】
先に図１８および図１９を参照して説明した通り、ＤＭＤ５０のマイクロミラー６２の反射面には歪みが存在するが、その歪み変化量はマイクロミラー６２の中心から周辺部に行くにつれて次第に大きくなる傾向を有している。そしてマイクロミラー６２の１つの対角線方向（ｙ方向）の周辺部歪み変化量は、別の対角線方向（ｘ方向）の周辺部歪み変化量と比べて大きく、上記の傾向もより顕著となっている。
【０１０７】
本実施形態の画像露光装置は上述の問題に対処するために、図３１に示すマイクロレンズアレイ２５５が適用されたものである。このマイクロレンズアレイ２５５は、アレイ状に配設されたマイクロレンズ２５５ａが円形のレンズ開口を有するものとされている。そこで、上述のように歪みが大きいマイクロミラー６２の反射面の周辺部、特に四隅部で反射したレーザ光Ｂはマイクロレンズ２５５ａによって集光されなくなり、集光されたレーザ光Ｂの集光位置における形状が歪んでしまうことを防止できる。そうであれば、歪みの無い、より高精細な画像を感光材料１５０に露光可能となる。
【０１０８】
また本実施形態においては、同図に示される通り、マイクロレンズアレイ２５５のマイクロレンズ２５５ａを保持している透明部材２５５ｂ（これは通常、マイクロレンズ２５５ａと一体的に形成される）の裏面、つまりマイクロレンズ２５５ａが形成されている面と反対側の面に、互いに離れた複数のマイクロレンズ２５５ａのレンズ開口の外側領域を埋める状態にして、遮光性のマスク２５５ｃが形成されている。このようなマスク２５５ｃが設けられていることにより、マイクロミラー６２の反射面の周辺部、特に四隅部で反射したレーザ光Ｂはそこで吸収、遮断されるので、集光されたレーザ光Ｂの形状が歪んでしまうという問題がより確実に防止される。
【０１０９】
本発明において、マイクロレンズの開口形状は上に説明した円形に限られるものではなく、例えば図３２に示すように楕円形の開口を有するマイクロレンズ４５５ａを複数並設してなるマイクロレンズアレイ４５５や、図３３に示すように多角形（ここでは四角形）の開口を有するマイクロレンズ５５５ａを複数並設してなるマイクロレンズアレイ５５５等を適用することもできる。なお上記マイクロレンズ４５５ａおよび５５５ａは、通常の軸対称球面レンズの一部を円形あるいは多角形に切り取った形のものであり、通常の軸対称球面レンズと同様の集光機能を有する。
【０１１０】
さらに、本発明においては、図３４の（Ａ）、（Ｂ）および（Ｃ）に示すようなマイクロレンズアレイを適用することも可能である。同図（Ａ）に示すマイクロレンズアレイ６５５は、透明部材６５５ｂのレーザ光Ｂが出射する側の面に、上記マイクロレンズ５５ａ、４５５ａおよび５５５ａと同様の複数のマイクロレンズ６５５ａが互いに密接するように並設され、レーザ光Ｂが入射する側の面に上記マスク２５５ｃと同様のマスク６５５ｃが形成されてなるものである。なお、図３１のマスク２５５ｃはレンズ開口の外側部分に形成されているのに対し、このマスク６５５ｃはレンズ開口内に設けられている。また同図（Ｂ）に示すマイクロレンズアレイ７５５は、透明部材７５５ｂのレーザ光Ｂが出射する側の面に、互いに離して複数のマイクロレンズ７５５ａが並設され、それらのマイクロレンズ７５５ａどうしの間にマスク７５５ｃが形成されてなるものである。また同図（Ｃ）に示すマイクロレンズアレイ８５５は、透明部材８５５ｂのレーザ光Ｂが出射する側の面に、互いに接する状態にして複数のマイクロレンズ８５５ａが並設され、各マイクロレンズ８５５ａの周辺部にマスク８５５ｃが形成されてなるものである。
【０１１１】
なお、上記マスク６５５ｃ、７５５ｃおよび８５５ｃは全て、前述のマスク２５５ｃと同様に円形の開口を有するものであり、それによりマイクロレンズの開口が円形に規定されるようになっている。
【０１１２】
以上説明したマイクロレンズ２５５ａ、４５５ａ、５５５ａ、６５５ａ、７５５ａおよび８５５ａのように、マスクを設ける等によって、ＤＭＤ５０のマイクロミラー６２の周辺部からの光を入射させないレンズ開口形状とする構成は、既述のマイクロレンズ５５ａ（図２１参照）のようにマイクロミラー６２の面の歪みによる収差を補正する非球面形状のレンズや、マイクロレンズ１５５ａ（図２５参照）のように上記収差を補正する屈折率分布を有するレンズに併せて採用することも可能である。そのようにすれば、マイクロミラー６２の反射面の歪みによる露光画像の歪みを防止する効果が相乗的に高められる。
【０１１３】
特に、図３４（Ｃ）に示すようにマイクロレンズ８５５ａのレンズ面にマスク８５５ｃが形成される構成において、マイクロレンズ８５５ａが上述のような非球面形状や屈折率分布を有するものとされ、その上で、第１結像光学系（例えば図６に示したレンズ系５２，５４）の結像位置がマイクロレンズ８５５ａのレンズ面に設定されている場合は、特に光利用効率が高くなり、より高強度の光で感光材料１５０を露光することができる。すなわちその場合は第１の結像光学系により、マイクロミラー６２の反射面の歪みによる迷光が該光学系の結像位置で１点に集束するように光が屈折するが、この位置にマスク８５５ｃが形成されていれば、迷光以外の光が遮光されることがなくなり、光利用効率が向上する。
【０１１４】
また上述した実施形態では、空間光変調素子に光を照射する光源としてレーザ光源を用いているが、本発明においてはそれに限らず、例えば水銀灯等のランプ光源を用いることも可能である。
【０１１５】
また上記の実施形態では、ＤＭＤ５０を構成するマイクロミラー６２による消光比の低下を防止しているが、ＤＭＤ以外の空間光変調素子を用いる露光装置においても、その空間光変調素子の画素が複数併設してなる場合は、本発明を適用してその消光比の低下を防止可能である。
【０１１６】
−現像工程−
用いる現像液としては、特に制約はなく、特開平５−７２７２４号公報に記載のものなど、公知の現像液を使用することができる。尚、現像液は樹脂層が溶解型の現像挙動をするものが好ましく、例えば、ｐＫａ＝７〜１３の化合物を０．０５〜５ｍｏｌ／Ｌの濃度で含むものが好ましいが、更に水と混和性を有する有機溶剤を少量添加してもよい。
水と混和性を有する有機溶剤としては、メタノール、エタノール、２−プロパノール、１−プロパノール、ブタノール、ジアセトンアルコール、エチレングリコールモノメチルエーテル、エチレングリコールモノエチルエーテル、エチレングリコールモノ−ｎ−ブチルエーテル、ベンジルアルコール、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、ε−カプロラクトン、γ−ブチロラクトン、ジメチルホルムアミド、ジメチルアセトアミド、ヘキサメチルホスホルアミド、乳酸エチル、乳酸メチル、ε−カプロラクタム、Ｎ−メチルピロリドン等を挙げることができる。該有機溶剤の濃度は０．１質量％〜３０質量％が好ましい。
また、上記現像液には、更に公知の界面活性剤を添加することができる。界面活性剤の濃度は０．０１質量％〜１０質量％が好ましい。
【０１１７】
現像の方式としては、パドル現像、シャワー現像、シャワー＆スピン現像、ディプ現像等、公知の方法を用いることができる。
ここで、上記シャワー現像について説明すると、露光後の樹脂層に現像液をシャワーにより吹き付けることにより、未硬化部分を除去することができる。尚、現像の前に樹脂層の溶解性が低いアルカリ性の液をシャワーなどにより吹き付け、熱可塑性樹脂層、中間層などを除去しておくことが好ましい。また、現像の後に、洗浄剤などをシャワーにより吹き付け、ブラシなどで擦りながら、現像残渣を除去することが好ましい。
洗浄液としては公知のものを使用できるが、（燐酸塩・珪酸塩・ノニオン界面活性剤・消泡剤・安定剤含有、商品名「Ｔ−ＳＤ１（富士写真フイルム製）」、或いは、炭酸ナトリウム・フェノキシオキシエチレン系界面活性剤含有、商品名「Ｔ−ＳＤ２（富士写真フイルム製）」）が好ましい。
現像液の液温度は２０℃〜４０℃が好ましく、また、現像液のｐＨは８〜１３が好ましい。
【０１１８】
また、現像工程の好ましい態様についてより詳細に説明すると、現像槽として、ローラーコンベアなどが設置され基板を水平に移動するものが好ましく用いられる。前記ローラーコンベアの傷を防止する意味で、感光性樹脂は基板の上面に形成されるのが好ましい。基板サイズが１メートルを超える場合は、基板を水平に搬送すると、基板中央付近に現像液が滞留し、基板中央と周辺部分での現像の差が問題となる。これを回避するため、基板は斜めに傾斜させるのが望ましい。傾斜角度は、５°から３０°が好ましい。
また、現像前に純水を噴霧し、感光性樹脂層を湿らせておくと均一な現像結果となり好ましい。また、現像後は、基板にエアを軽く吹きつけ、余分な液を略除去した上で、水洗を実施すると、より均一な現像結果となる。更に、水洗の前に超純水を超高圧洗浄ノズルにて３から１０ＭＰａ程度の圧力で噴射して残渣除去を行うと、残渣の無い高品質の像が得られる。基板に水滴が付着したまま後工程へ搬送すると、後工程における各装置を汚したり、基板にシミが残ったりすることがあり好ましくなく、そのためエアーナイフ等によって水切りを行い余分な水や水滴を除去するのが好ましい。
【０１１９】
現像工程を経た後には、ポスト露光や熱処理等の工程を経ることによって樹脂層を硬化させ、パターンを得ることができる。
−ポスト露光工程−
現像と熱処理の間に、ポスト露光を実施すると、画像の断面形状のコントロール、画像の硬度のコントロール、画像の表面凹凸のコントロール、画像の膜減りのコントロールなどの観点で好ましい。ポスト露光に用いる光源としては、特開２００５−３８６１号公報の段落番号００７４に記載の超高圧水銀ランプ、高圧水銀ランプ、メタルハライドランプ等が挙げられる。ポスト露光は、超高圧水銀灯やメタルハライド等の光源からの光を露光マスクなどを介さず直接基板に照射する事が、設備の簡素化と省電力の観点で好ましい。必要に応じて、両面から実施することもでき、その場合の露光量も、上面：１００から２０００ｍＪ／平方センチメートル、下面：１００から２０００ｍＪ／平方センチメートルの範囲で、上記コントロール目的に応じ適宜調整することができる。
【０１２０】
−熱処理工程−
熱処理工程を経ることにより、前記感光性樹脂層に含まれるモノマーや架橋剤を反応させて、パターンの硬度を確保することができる。熱処理の温度は、１５０℃から２５０℃の範囲が好ましい。１５０℃未満では硬度が不十分となることがあり、２５０℃を超える場合には樹脂が着色し色純度が悪化する懸念がある。熱処理の時間は、１０分から１５０分が好ましい。１０分未満では、硬度が不足しがちであり、１５０分を超えると、樹脂が着色し色純度の悪化が懸念される。また熱処理の条件は、感光性樹脂層の組成によって適宜選択することが好ましい。
更に、全てのパターンを形成後、最終の熱処理を行って硬度を安定化させることが好ましい。その場合、高めの温度（例えば２４０℃）で実施すると硬度の点で好ましい。
【０１２１】
＜感光性樹脂組成物＞
次いで、本発明のパターン形成方法に用いられる樹脂組成物について説明する。
該樹脂組成物としては、（１）樹脂と、（２）モノマー又はオリゴマーと、（３）光重合開始剤又は光重合開始剤系と、（４）重合禁止剤と、を含む感光性の樹脂組成物が好ましい。さらに、カラーフィルタを形成する場合にはこれに（５）着色剤を含む感光性樹脂組成物が好ましい。
以下、これら（１）〜（５）の成分について順次述べる。
【０１２２】
（１）樹脂
本発明における樹脂（以下、単に「バインダー」ということがある。）としては、側鎖にカルボン酸基やカルボン酸塩基などの極性基を有するアルカリ可溶なポリマーが好ましい。その例としては、特開昭５９−４４６１５号公報、特公昭５４−３４３２７号公報、特公昭５８−１２５７７号公報、特公昭５４−２５９５７号公報、特開昭５９−５３８３６号公報及び特開昭５９−７１０４８号公報に記載されているようなメタクリル酸共重合体、アクリル酸共重合体、イタコン酸共重合体、クロトン酸共重合体、マレイン酸共重合体、部分エステル化マレイン酸共重合体等を挙げることができる。また側鎖にカルボン酸基を有するセルロース誘導体も挙げることができ、またこの他にも、水酸基を有するポリマーに環状酸無水物を付加したものも好ましく使用することができる。また、特に好ましい例として、米国特許第４１３９３９１号明細書に記載のベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸との共重合体や、ベンジル（メタ）アクリレートと（メタ）アクリル酸と他のモノマーとの多元共重合体を挙げることができる。これらの極性基を有するバインダーポリマーは、単独で用いてもよく、或いは通常の膜形成性のポリマーと併用する組成物の状態で使用してもよく、樹脂組成物の全固形分に対する含有量は２０〜５０質量％が一般的であり、２５〜４５質量％が好ましい。
【０１２３】
（２）モノマー又はオリゴマー
本発明におけるモノマー又はオリゴマーとしては、エチレン性不飽和二重結合を２個以上有し、光の照射によって付加重合するモノマー又はオリゴマーであることが好ましい。そのようなモノマー及びオリゴマーとしては、分子中に少なくとも１個の付加重合可能なエチレン性不飽和基を有し、沸点が常圧で１００℃以上の化合物を挙げることができる。その例としては、ポリエチレングリコールモノ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールモノ（メタ）アクリレート及びフェノキシエチル（メタ）アクリレートなどの単官能アクリレートや単官能メタクリレート；ポリエチレングリコールジ（メタ）アクリレート、ポリプロピレングリコールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールエタントリアクリレート、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパンジアクリレート、ネオペンチルグリコールジ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールトリ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレート、ヘキサンジオールジ（メタ）アクリレート、トリメチロールプロパントリ（アクリロイルオキシプロピル）エーテル、トリ（アクリロイルオキシエチル）イソシアヌレート、トリ（アクリロイルオキシエチル）シアヌレート、グリセリントリ（メタ）アクリレート；トリメチロールプロパンやグリセリン等の多官能アルコールにエチレンオキシド又はプロピレンオキシドを付加した後（メタ）アクリレート化したもの等の多官能アクリレートや多官能メタクリレートを挙げることができる。
【０１２４】
更に特公昭４８−４１７０８号公報、特公昭５０−６０３４号公報及び特開昭５１−３７１９３号公報に記載されているウレタンアクリレート類；特開昭４８−６４１８３号公報、特公昭４９−４３１９１号公報及び特公昭５２−３０４９０号公報に記載されているポリエステルアクリレート類；エポキシ樹脂と（メタ）アクリル酸の反応生成物であるエポキシアクリレート類等の多官能アクリレー卜やメタクリレートを挙げることができる。
これらの中で、トリメチロールプロパントリ（メタ）アクリレート、ペンタエリスリトールテトラ（メタ）アクリレート、ジペンタエリスリトールヘキサ（メタ）アクリレート、ジぺンタエリスリトールペンタ（メタ）アクリレートが好ましい。
また、この他、特開平１１−１３３６００号公報に記載の「重合性化合物Ｂ」も好適なものとして挙げることができる。
これらのモノマー又はオリゴマーは、単独でも、二種類以上を混合して用いてもよく、樹脂組成物の全固形分に対する含有量は５〜５０質量％が一般的であり、１０〜４０質量％が好ましい。
【０１２５】
（３）光重合開始剤又は光重合開始剤系
樹脂組成物を硬化させる方法としては、本発明では光重合開始剤又は光重合開始系が用いられる。ここで用いる光重合開始剤は、可視光線、紫外線、遠紫外線、電子線、Ｘ線等の放射線の照射（露光ともいう）により、後述の多官能性モノマーの重合を開始する活性種を発生し得る化合物であり、公知の光重合開始剤若しくは光重合開始剤系の中から適宜選択することができる。
例えば、トリハロメチル基含有化合物、アクリジン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物、ベンゾイン系化合物、ベンゾフェノン系化合物、α−ジケトン系化合物、多核キノン系化合物、キサントン系化合物、ジアゾ系化合物、等を挙げることができる。
【０１２６】
具体的には、特開２００１−１１７２３０公報に記載の、トリハロメチル基が置換したトリハロメチルオキサゾール誘導体又はｓ−トリアジン誘導体、米国特許第４２３９８５０号明細書に記載のトリハロメチル−ｓ−トリアジン化合物、米国特許第４２１２９７６号明細書に記載のトリハロメチルオキサジアゾール化合物などのトリハロメチル基含有化合物；
９−フェニルアクリジン、９−ピリジルアクリジン、９−ピラジニルアクリジン、１，２−ビス（９−アクリジニル）エタン、１，３−ビス（９−アクリジニル）プロパン、１，４−ビス（９−アクリジニル）ブタン、１，５−ビス（９−アクリジニル）ペンタン、１，６−ビス（９−アクリジニル）ヘキサン、１，７−ビス（９−アクリジニル）ヘプタン、１，８−ビス（９−アクリジニル）オクタン、１，９−ビス（９−アクリジニル）ノナン、１，１０−ビス（９−アクリジニル）デカン、１，１１−ビス（９−アクリジニル）ウンデカン、１，１２−ビス（９−アクリジニル）ドデカン等のビス（９−アクリジニル）アルカン、などのアクリジン系化合物；
６−（ｐ−メトキシフェニル）−２，４−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、６−〔ｐ−（Ｎ，Ｎ−ビス（エトキシカルボニルメチル）アミノ）フェニル〕−２，４−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジンなどのトリアジン系化合物；
その他、９，１０−ジメチルベンズフェナジン、ミヒラーズケトン、ベンゾフェノン／ミヒラーズケトン、ヘキサアリールビイミダゾール／メルカプトベンズイミダゾール、ベンジルジメチルケタール、チオキサントン／アミン、２，２’−ビス（２，４−ジクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾールなどが挙げられる。
【０１２７】
上記のうち、トリハロメチル基含有化合物、アクリジン系化合物、アセトフェノン系化合物、ビイミダゾール系化合物、トリアジン系化合物から選択される少なくとも一種が好ましく、特に、トリハロメチル基含有化合物及びアクリジン系化合物から選択される少なくとも一種を含有することが好ましい。トリハロメチル基含有化合物、アクリジン系化合物は、汎用性でかつ安価である点でも有用である。
【０１２８】
特に好ましいのは、トリハロメチル基含有化合物としては、２−トリクロロメチル−５−（ｐ−スチリルスチリル）−１，３，４−オキサジアゾールであり、アクリジン系化合物としては、９−フェニルアクリジンであり、更に、６−〔ｐ−（Ｎ，Ｎ−ビス（エトキシカルボニルメチル）アミノ）フェニル〕−２，４−ビス（トリクロロメチル）−ｓ−トリアジン、２−（ｐ−ブトキシスチリル）−５−トリクロロメチル−１，３，４−オキサジアゾールなどのトリハロメチル基含有化合物、及びミヒラーズケトン、２，２’−ビス（２，４−ジクロロフェニル）−４，４’，５，５’−テトラフェニル−１，２’−ビイミダゾールである。
【０１２９】
前記光重合開始剤は、単独で用いてもよいし、２種以上を併用してもよい。前記光重合開始剤の樹脂組成物における総量としては、樹脂組成物の全固形分（質量）の０．１〜２０質量％が好ましく、０．５〜１０質量％が特に好ましい。前記総量が、０．１質量％未満であると、組成物の光硬化の効率が低く露光に長時間を要することがあり、２０質量％を超えると、現像する際に、形成された画像パターンが欠落したり、パターン表面に荒れが生じやすくなることがある。
【０１３０】
前記光重合開始剤は、水素供与体を併用して構成されてもよい。該水素供与体としては、感度をより良化することができる点で、以下で定義するメルカプタン系化合物、アミン系化合物等が好ましい。ここでの「水素供与体」とは、露光により前記光重合開始剤から発生したラジカルに対して、水素原子を供与することができる化合物をいう。
【０１３１】
前記メルカプタン系化合物は、ベンゼン環或いは複素環を母核とし、該母核に直接結合したメルカプト基を１個以上、好ましくは１〜３個、更に好ましくは１〜２個有する化合物（以下、「メルカプタン系水素供与体」という）である。また、前記アミン系化合物は、ベンゼン環或いは複素環を母核とし、該母核に直接結合したアミノ基を１個以上、好ましくは１〜３個、更に好ましくは１〜２個有する化合物（以下、「アミン系水素供与体」という）である。尚、これらの水素供与体は、メルカプト基とアミノ基とを同時に有していてもよい。
【０１３２】
上記のメルカプタン系水素供与体の具体例としては、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾール、２−メルカプトベンゾイミダゾール、２，５−ジメルカプト−１，３，４−チアジアゾール、２−メルカプト−２，５−ジメチルアミノピリジン、等が挙げられる。これらのうち、２−メルカプトベンゾチアゾール、２−メルカプトベンゾオキサゾールが好ましく、特に２−メルカプトベンゾチアゾールが好ましい。
【０１３３】
上記のアミン系水素供与体の具体例としては、４、４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４、４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、４−ジエチルアミノアセトフェノン、４−ジメチルアミノプロピオフェノン、エチル−４−ジメチルアミノベンゾエート、４−ジメチルアミノ安息香酸、４−ジメチルアミノベンゾニトリル等が挙げられる。これらのうち、４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンが好ましく、特に４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンが好ましい。
【０１３４】
前記水素供与体は、単独で又は２種以上を混合して使用することができ、形成された画像が現像時に永久支持体上から脱落し難く、かつ強度及び感度も向上させ得る点で、１  種以上のメルカプタン系水素供与体と１種以上のアミン系水素供与体とを組合せて使用することが好ましい。
【０１３５】
前記メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体との組合せの具体例としては、２−メルカプトベンゾチアゾール／４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾチアゾール／４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾオキサゾール／４，４’−ビス（ジメチルアミノ）ベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾオキサゾール／４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン等が挙げられる。より好ましい組合せは、２−メルカプトベンゾチアゾール／４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノン、２−メルカプトベンゾオキサゾール／４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンであり、特に好ましい組合せは、２−メルカプトベンゾチアゾール／４，４’−ビス（ジエチルアミノ）ベンゾフェノンである。
【０１３６】
前記メルカプタン系水素供与体とアミン系水素供与体とを組合せた場合の、メルカプタン系水素供与体（Ｍ）とアミン系水素供与体（Ａ）との質量比（Ｍ：Ａ）は、通常１：１〜１：４が好ましく、１：１〜１：３がより好ましい。前記水素供与体の樹脂組成物における総量としては、樹脂組成物の全固形分（質量）の０．１〜２０質量％が好ましく、０．５〜１０質量％が特に好ましい。
【０１３７】
（４）重合禁止剤
本発明における感光性樹脂層のγの値は、用いる重合禁止剤の種類やその量によって制御することができる。尚、重合禁止剤とは、前記露光により前記光重合開始剤から発生した重合開始ラジカル成分に対して水素供与（又は、水素授与）、エネルギー供与（又は、エネルギー授与）、電子供与（又は、電子授与）などを実施し、重合開始ラジカルを失活させ、重合開始を禁止する役割をはたす物質である。
【０１３８】
前記重合禁止剤としては、孤立電子対を有する化合物（例えば、酸素、窒素、硫黄、金属等を有する化合物）、パイ電子を有する化合物（例えば、芳香族化合物）などが挙げられ、γの値制御の観点から、具体的には、フェノール性水酸基を有する化合物、フェノチアジン、イミノ基を有する化合物、ニトロ基を有する化合物、ニトロソ基を有する化合物、芳香環を有する化合物、複素環を有する化合物、金属原子を有する化合物（有機化合物との錯体を含む）などが好ましい。これらの中でも、フェノール性水酸基を有する化合物、フェノチアジンが特に好ましい。
【０１３９】
前記フェノール性水酸基を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、フェノール性水酸基を少なくとも２個有する化合物が好ましい。該フェノール性水酸基を少なくとも２個有する化合物において、少なくとも２個のフェノール性水酸基は、同一の芳香環に置換されていてもよく、同一分子内における異なる芳香環に置換されているもよい。
【０１４０】
前記フェノール性水酸基を少なくとも２個有する化合物は、例えば、下記構造式（１）で表される化合物がより好ましい。
【０１４１】
【化１】
2007101742.tif 000005
【０１４２】
前記構造式（１）中、Ｚは置換基を、ｍは２以上の整数を、ｎは０以上の整数を表す。該ｍ及びｎは、ｍ＋ｎ＝６となるように選ばれる整数が好ましい。また、ｎが２以上の整数である場合、前記Ｚは互いに同一であっても異なっていてもよい。
尚、前記ｍが２未満となると、解像度が悪化することがある。
【０１４３】
前記Ｚで表される置換基としては、例えば、カルボキシル基、スルホ基、シアノ基、ハロゲン原子（例えば、フッ素原子、塩素原子、臭素原子）、ヒドロキシ基、炭素数３０以下のアルコキシカルボニル基（例えば、メトキシカルボニル基、エトキシカルボニル基、ベンジルオキシカルボニル基）、炭素数３０以下のアリールオキシカルボニル基（例えば、フェノキシカルボニル基）、炭素数３０以下のアルキルスルホニルアミノカルボニル基（例えば、メチルスルホニルアミノカルボニル基、オクチルスルホニルアミノカルボニル基）、アリールスルホニルアミノカルボニル基（例えば、トルエンスルホニルアミノカルボニル基）、炭素数３０以下のアシルアミノスルホニル基（例えば、ベンゾイルアミノスルホニル基、アセチルアミノスルホニル基、ピバロイルアミノスルホニル基）、炭素数３０以下のアルコキシ基（例えば、メトキシ基、エトキシ基、ベンジルオキシ基、フェノキシエトキシ基、フェネチルオキシ基等）、炭素数３０以下のアリールチオ基、アルキルチオ基（例えば、フェニルチオ基、メチルチオ基、エチルチオ基、ドデシルチオ基等）、炭素数３０以下のアリールオキシ基（例えば、フェノキシ基、ｐ−トリルオキシ基、１−ナフトキシ基、２−ナフトキシ基等）、ニトロ基、炭素数３０以下のアルキル基、アルコキシカルボニルオキシ基（例えば、メトキシカルボニルオキシ基、ステアリルオキシカルボニルオキシ基、フェノキシエトキシカルボニルオキシ基）、アリールオキシカルボニルオキシ基（例えば、フェノキシカルボニルオキシ基、クロロフェノキシカルボニルオキシ基）、炭素数３０以下のアシルオキシ基（例えば、アセチルオキシ基、プロピオニルオキシ基等）、炭素数３０以下のアシル基（例えば、アセチル基、プロピオニル基、ベンゾイル基等）、カルバモイル基（例えば、カルバモイル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルカルバモイル基、モルホリノカルボニル基、ピペリジノカルボニル基等）、スルファモイル基（例えば、スルファモイル基、Ｎ，Ｎ−ジメチルスルファモイル基、モルホリノスルホニル基、ピペリジノスルホニル基等）、炭素数３０以下のアルキルスルホニル基（例えば、メチルスルホニル基、トルフルオロメチルスルホニル基、エチルスルホニル基、ブチルスルホニル基、ドデシルスルホニル基）、アリールスルホニル基（例えば、ベンゼンスルホニル基、トルエンスルホニル基、ナフタレンスルホニル基、ピリジンスルホニル基、キノリンスルホニル基）、炭素数３０以下のアリール基（例えばフェニル基、ジクロロフェニル基、トルイル基、メトキシフェニル基、ジエチルアミノフェニル基、アセチルアミノフェニル基、メトキシカルボニルフェニル基、ヒドロキシフェニル基、ｔ−オクチルフェニル基、ナフチル基等）、置換アミノ基（例えば、アミノ基、アルキルアミノ基、ジアルキルアミノ基、アリールアミノ基、ジアリールアミノ基、アシルアミノ基等）、置換ホスホノ基（例えば、ホスホノ基、ジエチルホスホノ基、ジフェニルホスホノ基）、複素環式基（例えば、ピリジル基、キノリル基、フリル基、チエニル基、テトラヒドロフルフリル基、ピラゾリル基、イソオキサゾリル基、イソチアゾリル基、イミダゾリル基、オキサゾリル基、チアゾリル基、ピリダジル基、ピリミジル基、ピラジル基、トリアゾリル基、テトラゾリル基、ベンゾオキサゾリル基、ベンゾイミダゾリル基、イソキノリル基、チアジアゾリル基、モルホリノ基、ピペリジノ基、ピペラジノ基、インドリル基、イソインドリル基、チオモルホリノ基）、ウレイド基（例えば、メチルウレイド基、ジメチルウレイド基、フェニルウレイド基等）、スルファモイルアミノ基（例えば、ジプロピルスルファモイルアミノ基等）、アルコキシカルボニルアミノ基（例えば、エトキシカルボニルアミノ基等）、アリールオキシカルボニルアミノ基（例えば、フェニルオキシカルボニルアミノ基）、アルキルスルフィニル基（例えば、メチルスルフィニル基等）、アリールスルフィニル基（例えば、フェニルスルフィニル基等）、シリル基（例えば、トリメトキシシリル基、トリエトキシシリル基等）、シリルオキシ基（例えば、トリメチルシリルオキシ基等）等が挙げられる。
【０１４４】
前記構造式（１）で表される化合物としては、例えば、アルキルカテコール（例えば、カテコール、レゾルシノール、１，４−ヒドロキノン、２−メチルカテコール、３−メチルカテコール、４−メチルカテコール、２−エチルカテコール、３−エチルカテコール、４−エチルカテコール、２−プロピルカテコール、３−プロピルカテコール、４−プロピルカテコール、２−ｎ−ブチルカテコール、３−ｎ−ブチルカテコール、４−ｎ−ブチルカテコール、２−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、３−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、４−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール、３，５−ｄｉ−ｔｅｒｔ−ブチルカテコール等）、アルキルレゾルシノール（例えば、２−メチルレゾルシノール、４−メチルレゾルシノール、２−エチルレゾルシノール、４−エチルレゾルシノール、２−プロピルレゾルシノール、４−プロピルレゾルシノール、２−ｎ−ブチルレゾルシノール、４−ｎ−ブチルレゾルシノール、２−ｔｅｒｔ−ブチルレゾルシノール、４−ｔｅｒｔ−ブチルレゾルシノール等）、アルキルヒドロキノン（例えば、メチルヒドロキノン、エチルヒドロキノン、プロピルヒドロキノン、ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノン、２，５−ｄｉ−ｔｅｒｔ−ブチルヒドロキノン等）、ピロガロール、フロログルシンなどが挙げられる。
【０１４５】
また、前記フェノール性水酸基を有する化合物は、例えば、前記フェノール性水酸基を少なくとも１個有する芳香環が互いに２価の連結基で連結された化合物も好ましい。
前記２価の連結基としては、例えば、１〜３０個の炭素原子、酸素原子、窒素原子、硫黄原子、ＳＯ、ＳＯ2等を有する基が挙げられる。前記硫黄原子、酸素原子、ＳＯ、及びＳＯ2は、直接結合していてもよい。
前記炭素原子及び酸素原子は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、上述した前記構造式（１）においてＺで表される置換基が挙げられる。
また、前記芳香環は、置換基を有していてもよく、該置換基としては、例えば、上述した前記構造式（１）においてＺで表される置換基が挙げられる。
【０１４６】
前記フェノール性水酸基を有する化合物の具体例としては、ビスフェノールＡ、ビスフェノールＳ、ビスフェノールＭ、感熱紙に顕色剤として用いられる公知のビスフェノール化合物、特開２００３−３０５９４５号公報に記載のビスフェノール化合物、酸化防止剤として用いられるヒンダードフェノール化合物などが挙げられる。また、４−メトキシフェノール、４−メトキシ−２−ヒドロキシベンゾフェノン、β−ナフトール、２，６−ジ−ｔ−ブチル−４−クレゾール、サリチル酸メチル、ジエチルアミノフェノール等の置換基を有するモノフェノール化合物なども挙げられる。
前記フェノール性水酸基を有する化合物の市販品としては、本州化学社製のビスフェノール化合物が挙げられる。
【０１４７】
前記イミノ基を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、分子量が５０以上のものが好ましく、分子量が７０以上のものがより好ましい。
前記イミノ基を有する化合物は、イミノ基で置換された環状構造を有することが好ましい。該環状構造としては、芳香環及び複素環の少なくともいずれかが縮合しているものが好ましく、芳香環が縮合しているものがより好ましい。また、前記環状構造では、酸素原子、窒素原子、硫黄原子を有していてもよい。
【０１４８】
前記イミノ基を有する化合物の具体例としては、フェノチアジン、フェノキサジン、ジヒドロフェナジン、ヒドロキノリン、又は、これらの化合物を上述した前記構造式（１）においてＺで表される置換基で置換した化合物が挙げられる。
【０１４９】
前記イミノ基で置換された環状構造を有する化合物としては、ヒンダードアミンを一部に有するヒンダードアミン誘導体が好ましい。
前記ヒンダードアミンとしては、例えば、特開２００３−２４６１３８号公報に記載のヒンダードアミンが挙げられる。
【０１５０】
前記ニトロ基を有する化合物又は前記ニトロソ基を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、分子量が５０以上のものが好ましく、分子量が７０以上のものがより好ましい。
前記ニトロ基を有する化合物又は前記ニトロソ基を有する化合物の具体例としては、ニトロベンゼン、ニトロソ化合物とアルミニウムとのキレート化合物等が挙げられる。
【０１５１】
前記芳香環を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、前記芳香環が孤立電子対を有する置換基（例えば、酸素原子、窒素原子、硫黄原子等を有する置換基）で置換されているものが好ましい。
前記芳香環を有する化合物の具体例としては、例えば、上述のフェノール性水酸基を有する化合物、上述のイミノ基を有する化合物、アニリン骨格を一部に有する化合物（例えば、メチレンブルー、クリスタルバイオレット等）が挙げられる。
【０１５２】
前記複素環を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができるが、例えば、該複素環が、窒素、酸素、硫黄等の孤立電子対を有する原子を有するものが好ましい。
前記複素環を有する化合物の具体例としては、ピリジン、キノリンなどが挙げられる。
【０１５３】
前記金属原子を有する化合物としては、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができる。
前記金属原子としては、前記重合開始剤から発生したラジカルと親和性を有する金属原子である限り、特に制限はなく、目的に応じて適宜選択することができ、例えば、銅、アルミニウム、チタンなどが挙げられる。
【０１５４】
前記重合禁止剤の中でも、高アスペクト比のパターンが得られる点から、フェノール性水酸基を少なくとも２個有する化合物、イミノ基で置換された芳香環を有する化合物、イミノ基で置換された複素環を有する化合物が特に好ましい。具体的には、アルキルカテコール、フェノチアジン、フェノキサジン、ヒンダードアミン、ジヒドロキシナフタレン又はこれらの誘導体が好ましい。
【０１５５】
前記重合禁止剤は、一般に市販の重合性化合物中に微量に含まれているが、本発明においては、解像度を向上させる観点から、市販の前記重合性化合物中に含まれる重合禁止剤とは別に上述の重合禁止剤を含ませるものである。よって、前記重合禁止剤は、安定性付与のために市販の前記重合性化合物中に含まれる４−メトキシフェノール等のモノフェノール系化合物を除いた化合物が好ましい。
【０１５６】
なお、前記重合禁止剤は、パターン形成材料の製造工程において、感光性組成物溶液に予め添加してもよい。
【０１５７】
前記重合禁止剤の含有量としては、γの値を前記所望の範囲内に制御するという観点から、前記感光性樹脂層中のモノマー及びオリゴマー量に対して０．００５〜０．５質量％が好ましく、０．０１〜０．４質量％がより好ましく、０．０２〜０．２質量％が特に好ましい。
なお、前記重合禁止剤の含有量は、安定性付与のために市販の前記重合性化合物中に含まれる４−メトキシフェノール等のモノフェノール系化合物を除いた含有量を表す。
【０１５８】
（５）着色剤
本発明における着色剤としては、Ｒ（レッド）の樹脂組成物においてはＣ．Ｉ．ピグメント・レッド（Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｒ．）２５４が、Ｇ（グリーン）の樹脂組成物においてはＣ．Ｉ．ピグメント・グリーン（Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｇ．）３６が、Ｂ（ブルー）の樹脂組成物においてはＣ．Ｉ．ピグメント・ブルー（Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｂ．）１５：６が好適なものとして挙げられる。
【０１５９】
また上記顔料の他には、下記に記載の公知の染料、顔料等を挙げることができる。尚、該公知の着色剤のうち顔料を用いる場合には、樹脂組成物中に均一に分散されていることが望ましく、そのため粒径が０．１μｍ以下、特には０．０８μｍ以下であることが好ましい。
上記公知の染料ないし顔料としては、例えば、特開２００５−１７７１６号公報の段落番号［００３８］から［００４０］に記載の色材、特開２００５−３６１４４７号公報の段落番号［００６８］から［００７２］に記載の顔料、及び特開２００５−１７５２１号公報の段落番号［００８０］から［００８８］に記載の着色剤などが好適に挙げられる。
【０１６０】
また、本発明において、併用するのが好ましい上記記載の顔料の組合せとしては、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２５４では、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド１７７、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド２２４、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１３９又はＣ．Ｉ．ピグメント・バイオレット２３との組合せが挙げられ、Ｃ．Ｉ．ピグメント・グリーン３６では、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１５０、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１３９、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８５、Ｃ．Ｉ．ピグメント・イエロー１３８又はＣ．Ｉ．ピグメント・イエロー１８０との組合せが挙げられ、Ｃ．Ｉ．ピグメント・ブルー１５：６では、Ｃ．Ｉ．ピグメント・バイオレット２３又はＣ．Ｉ．ピグメント・ブルー６０との組合せが挙げられる。
【０１６１】
ただし、このように併用する場合には、顔料中のＣ．Ｉ．ピグメント・レッド．２５４、Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｇ．３６、Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｂ．１５：６の含有量は、Ｃ．Ｉ．ピグメント・レッド．２５４は、８０質量％以上が好ましく、特に９０質量％以上が好ましい。Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｇ．３６は、５０質量％以上が好ましく、特に６０質量％以上が好ましい。Ｃ．Ｉ．Ｐ．Ｂ．１５：６は、８０質量％以上が好ましく、特に９０質量％以上が好ましい。
【０１６２】
上記顔料はまず分散液とすることが望ましい。この分散液は、前記顔料と顔料分散剤とを予め混合して得られる組成物を、後述する有機溶媒（又はビヒクル）に添加して分散させることによって調製することができる。前記ビビクルとは、塗料が液体状態にあるときに顔料を分散させている媒質の部分をいい、液状であって前記顔料と結合して塗膜を固める部分（バインダー）と、これを溶解希釈する成分（有機溶媒）とを含む。前記顔料を分散させる際に使用する分散機としては、特に制限はなく、例えば、朝倉邦造著、「顔料の事典」、第一版、朝倉書店、２０００年、４３８頁に記載されているニーダー、ロールミル、アトライダー、スーパーミル、ディゾルバ、ホモミキサー、サンドミル等の公知の分散機が挙げられる。さらに該文献３１０頁記載の機械的摩砕により、摩擦力を利用し微粉砕してもよい。
【０１６３】
本発明で用いる着色剤（顔料）は、数平均粒径０．００１〜０．１μｍのものが好ましく、更に０．０１〜０．０８μｍのものが好ましい。顔料数平均粒径が０．００１μｍ未満であると、粒子表面エネルギーが大きくなり凝集し易くなり、顔料分散が難しくなるとともに、分散状態を安定に保つことも難しくなり好ましくない。また、数平均粒径が０．１μｍを超えると、顔料による偏光の解消が生じ、コントラストが低下し、好ましくない。なお、本明細書でいう「粒径」とは、電子顕微鏡写真画像を同面積の円としたときの直径を言い、「数平均粒径」とは多数の粒子について該粒径を求め、この１００個平均値を言う。
【０１６４】
尚、粒径を小さくするには顔料分散物の分散時間を調整することで達成できる。分散には、上記記載の公知の分散機を用いることができ、分散時間としては、好ましくは１０〜３０時間であり、更に好ましくは１８〜３０時間、最も好ましくは２４〜３０時間である。分散時間が１０時間未満であると、顔料粒径が大きく顔料による偏光の解消が生じコントラストが低下することがある。一方、分散時間が３０時間を超えると、分散液の粘度が上昇し、塗布が困難になることがある。
【０１６５】
（その他の添加剤）
−溶媒−
本発明に係る樹脂組成物においては、上記成分の他に、更に有機溶媒を用いてもよい。有機溶媒の例としては、メチルエチルケトン、プロピレングリコールモノメチルエーテル、プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート、シクロヘキサノン、シクロヘキサノール、メチルイソブチルケトン、乳酸エチル、乳酸メチル、カプロラクタム等を挙げることができる。
【０１６６】
−界面活性剤−
従来カラーフィルターを形成する場合には、高い色純度を実現するために各画素の色が濃くなり、画素の膜厚のムラが、そのまま色ムラとして認識されるという問題があった。そのため、画素の膜厚に直接影響する、樹脂層の形成（塗布）時の、膜厚変動の良化が求められていた。
本発明においては、均一な膜厚に制御でき、塗布ムラ（膜厚変動による色ムラ）を効果的に防止するという観点から、該樹脂組成物中に適切な界面活性剤を含有させることが好ましい。上記界面活性剤としては、特開２００３−３３７４２４号公報、特開平１１−１３３６００号公報に開示されている界面活性剤が、好適なものとして挙げられる。
【０１６７】
−熱重合防止剤−
本発明の樹脂組成物は、熱重合防止剤を含むことが好ましい。該熱重合防止剤の例としては、ハイドロキノン、ハイドロキノンモノメチルエーテル、ｐ−メトキシフェノール、ジ−ｔ−ブチル−ｐ−クレゾール、ピロガロール、ｔ−ブチルカテコール、ベンゾキノン、４，４’−チオビス（３−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２，２’−メチレンビス（４−メチル−６−ｔ−ブチルフェノール）、２−メルカプトベンズイミダゾール、フェノチアジン等が挙げられる。
【０１６８】
−紫外線吸収剤−
本発明の樹脂組成物には、必要に応じて紫外線吸収剤を含有することができる。紫外線吸収剤としては、特開平５−７２７２４号公報記載の化合物のほか、サリシレート系、ベンゾフェノン系、ベンゾトリアゾール系、シアノアクリレート系、ニッケルキレート系、ヒンダードアミン系などが挙げられる。
具体的には、フェニルサリシレート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、２，４−ジ−ｔ−ブチルフェニル−３’，５’−ジ−ｔ−４’−ヒドロキシベンゾエート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、２，４−ジヒドロキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、２−ヒドロキシ−４−ｎ−オクトキシベンゾフェノン、２−（２’−ヒドロキシ−５’−メチルフェニル）ベンゾトリアゾール、２−（２’−ヒドロキシ−３’−ｔ−ブチル−５’−メチルフェニル）−５−クロロベンゾトリアゾール、エチル−２−シアノ−３，３−ジフェニルアクリレート、２，２’−ヒドロキシ−４−メトキシベンゾフェノン、ニッケルジブチルジチオカーバメート、ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピリジン）−セバケート、４−ｔ−ブチルフェニルサリシレート、サルチル酸フェニル、４−ヒドロキシ−２，２，６，６−テトラメチルピペリジン縮合物、コハク酸−ビス（２，２，６，６−テトラメチル−４−ピペリデニル）−エステル、２−［２−ヒドロキシ−３，５−ビス（α，α−ジメチルベンジル）フェニル］−２Ｈ−ベンゾトリアゾール、７−｛［４−クロロ−６−（ジエチルアミノ）−５−トリアジン−２−イル］アミノ｝−３−フェニルクマリン等が挙げられる。
【０１６９】
また、本発明における樹脂組成物においては、上記添加剤の他に、特開平１１−１３３６００号公報に記載の「接着助剤」や、その他の添加剤等を含有させることができる。
【０１７０】
＜樹脂転写材料＞
次いで、本発明のパターン形成方法に用いられる樹脂転写材料について説明する。
樹脂転写材料としては、特開平５−７２７２４号公報に記載されている樹脂転写材料、すなわち一体型となったフイルムを用いて形成することが好ましい。該一体型フイルムの構成の例としては、仮支持体／熱可塑性樹脂層／中間層／樹脂層／保護フイルムを、この順に積層した構成が挙げられる。
尚、この樹脂転写材料における樹脂層は、前記樹脂組成物によって設けられる。
【０１７１】
−仮支持体−
上記樹脂転写材料の仮支持体としては、可撓性を有し、加圧若しくは加圧及び加熱下においても著しい変形、収縮若しくは伸びを生じないことが必要である。そのような支持体の例としては、ポリエチレンテレフタレートフィルム、トリ酢酸セルロースフィルム、ポリスチレンフィルム、ポリカーボネートフィルム等を挙げることができ、中でも２軸延伸ポリエチレンテレフタレートフィルムが特に好ましい。
仮支持体の厚さに特に制限はないが、５〜２００μｍの範囲が一般的で、特に１０〜１５０μｍの範囲のものが取扱い易さ、汎用性などの点から有利であり好ましい。また、仮支持体は、透明でもよいし、染料化ケイ素、アルミナゾル、クロム塩、ジルコニウム塩などを含有していても良い。
【０１７２】
−熱可塑性樹脂層−
熱可塑性樹脂層に用いる成分としては、特開平５−７２７２４号公報に記載されている有機高分子物質が好ましく、ヴイカーＶｉｃａｔ法（具体的にはアメリカ材料試験法エーエステーエムデーＡＳＴＭＤ１２３５によるポリマー軟化点測定法）による軟化点が約８０℃以下の有機高分子物質より選ばれることが特に好ましい。具体的には、ポリエチレン、ポリプロピレンなどのポリオレフィン、エチレンと酢酸ビニル或いはそのケン化物の様なエチレン共重合体、エチレンとアクリル酸エステル或いはそのケン化物、ポリ塩化ビニル、塩化ビニルと酢酸ビニル及びそのケン化物の様な塩化ビニル共重合体、ポリ塩化ビニリデン、塩化ビニリデン共重合体、ポリスチレン、スチレンと（メタ）アクリル酸エステル或いはそのケン化物の様なスチレン共重合体、ポリビニルトルエン、ビニルトルエンと（メタ）アクリル酸エステル或いはそのケン化物の様なビニルトルエン共重合体、ポリ（メタ）アクリル酸エステル、（メタ）アクリル酸ブチルと酢酸ビニル等の（メタ）アクリル酸エステル共重合体、酢酸ビニル共重合体ナイロン、共重合ナイロン、Ｎ−アルコキシメチル化ナイロン、Ｎ−ジメチルアミノ化ナイロンの様なポリアミド樹脂等の有機高分子が挙げられる。
【０１７３】
−中間層−
上記樹脂転写材料においては、複数の塗布層の塗布時、及び塗布後の保存時における成分の混合を防止する目的から、中間層を設けることが好ましい。該中間層としては、特開平５−７２７２４号公報に「分離層」として記載されている、酸素遮断機能のある酸素遮断膜を用いることが好ましく、この場合、露光時感度がアップし、露光機の時間負荷が減り、生産性が向上する。
該酸素遮断膜としては、低い酸素透過性を示し、水又はアルカリ水溶液に分散又は溶解するものが好ましく、公知のものの中から適宜選択することができる。これらの内、特に好ましいのは、ポリビニルアルコールとポリビニルピロリドンとの組み合わせである。
【０１７４】
−保護フイルム−
樹脂層の上には、貯蔵の際の汚染や損傷から保護するために薄い保護フイルムを設けることが好ましい。保護フイルムは仮支持体と同じか又は類似の材料からなってもよいが、樹脂層から容易に分離されねばならない。保護フイルム材料としては例えばシリコーン紙、ポリオレフィン若しくはポリテトラフルオロエチレンシートが適当である。
【０１７５】
−樹脂転写材料の作製方法−
本発明における樹脂転写材料は、仮支持体上に熱可塑性樹脂層の添加剤を溶解した塗布液（熱可塑性樹脂層用塗布液）を塗布し、乾燥することにより熱可塑性樹脂層を設け、その後熱可塑性樹脂層上に熱可塑性樹脂層を溶解しない溶剤からなる中間層材料の溶液を塗布、乾燥し、その後樹脂組成物の樹脂層を、中間層を溶解しない溶剤で塗布、乾燥して設けることにより作製することができる。
また、前記の仮支持体上に熱可塑性樹脂層及び中間層を設けたシート、及び保護フイルム上に樹脂層を設けたシートを用意し、中間層と樹脂層が接するように相互に貼り合わせることによっても、更には、前記の仮支持体上に熱可塑性樹脂層を設けたシート、及び保護フイルム上に樹脂層及び中間層を設けたシートを用意し、熱可塑性樹脂層と中間層が接するように相互に貼り合わせることによっても、作製することができる。
尚、樹脂転写材料において、樹脂組成物の樹脂層の膜厚としては、１．０〜５．０μｍが好ましく、１．０〜４．０μｍがより好ましく、１．０〜３．０μｍが特に好ましい。
また、特に限定されるわけではないが、その他の各層の好ましい膜厚としては、熱可塑性樹脂層は２〜３０μｍ、中間層は０．５〜３．０μｍ、保護フイルムは４〜４０μｍが、好ましい。
【０１７６】
尚、上記樹脂転写材料の作製方法における塗布は、前記＜パターン形成方法＞における（樹脂層形成工程）の項で列挙したような公知の塗布装置等によって行うことができるが、本発明においては、特にスリット状ノズルを用いた塗布装置（スリットコータ）によって行うことが好ましい。
【０１７７】
＜基板＞
本発明のパターン形成方法で用いる基板としては、例えば、透明基板が用いられ、表面に酸化ケイ素皮膜を有するソーダガラス板、低膨張ガラス、ノンアルカリガラス、石英ガラス板等の公知のガラス板、或いは、プラスチックフィルム等を挙げることができる。
また、上記基板は、予めカップリング処理を施しておくことにより、樹脂組成物、又は樹脂転写材料との密着を良好にすることができる。該カップリング処理としては、特開２０００−３９０３３号公報記載の方法が好適に用いられる。尚、特に限定されるわけではないが、基板の膜厚としては、７００〜１２００μｍが一般的に好ましい。
【０１７８】
＜カラーフィルター及び液晶表示装置＞
前記の方法によって基板上に形成されたパターンはカラーフィルター部材に用いられるパターンである。該パターンを有するカラーフィルターは、特に液晶表示素子（液晶表示装置）に好適に用いられ、該液晶表示素子としては特に限定するものではないが、ＥＣＢ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄ  Ｂｉｒｅｆｒｉｎｇｅｎｃｅ）、ＴＮ（Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＩＰＳ（Ｉｎ−Ｐｌａｎｅ  Ｓｗｉｔｃｈｉｎｇ）、ＦＬＣ（Ｆｅｒｒｏｅｌｅｃｔｒｉｃ  Ｌｉｑｕｉｄ  Ｃｒｙｓｔａｌ）、ＯＣＢ（Ｏｐｔｉｃａｌｌｙ  Ｃｏｍｐｅｎｓａｔｏｒｙ  Ｂｅｎｄ）、ＳＴＮ（Ｓｕｐｐｅｒ  Ｔｗｉｓｔｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＶＡ（Ｖｅｒｔｉｃａｌｌｙ  Ａｌｉｇｎｅｄ）、ＨＡＮ（Ｈｙｂｒｉｄ  Ａｌｉｇｎｅｄ  Ｎｅｍａｔｉｃ）、ＧＨ（Ｇｕｅｓｔ  Ｈｏｓｔ）のような様々な表示モードが採用でき、ノートパソコン用ディスプレイやテレビモニター等の大画面の液晶表示装置等にも好適に用いることができる。
【実施例】
【０１７９】
以下、本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその主旨を越えない限り、以下の実施例に限定されるものではない。なお、特に断りのない限り、「部」及び「％」は質量基準である。
【０１８０】
本実施例では、転写法を中心に詳細に述べるが、本発明においてはスリットコーターなどを用いた塗布法により実施してもよい。
【０１８１】
（実施例１）
−カラーフィルタ基板の作製−
〈感光性樹脂転写材料の作製〉
厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体（ＰＥＴ仮支持体）の上に、スリット状ノズルを用いて、下記処方Ｈ１からなる熱可塑性樹脂層用塗布液を塗布、乾燥させて熱可塑性樹脂層を形成した。次に、この熱可塑性樹脂層上に下記処方Ｐ１からなる中間層用塗布液を塗布、乾燥させて中間層（酸素遮断膜）を積層した。この中間層上に更に、下記表１に記載の組成よりなる感光性樹脂層用塗布液（処方１）を塗布、乾燥させて感光性樹脂層を積層した。このようにして、ＰＥＴ仮支持体の上に、乾燥膜厚が１５μｍの熱可塑性樹脂層と乾燥膜厚が１．６μｍの中間層と乾燥膜厚が３．０μｍの感光性樹脂層を設け、感光性樹脂層上には保護フィルム（厚さ１２μｍポリプロピレンフィルム）を圧着した。
【０１８２】
【表１】
2007101742.tif 000006
【０１８３】
ここで、前記表１に記載の感光性樹脂層用塗布液の調製について説明する。
感光性樹脂層用塗布液は、前記表１に記載の量の顔料１、をはかり取り、温度２４℃（±２℃）で混合して１５０ｒ．ｐ．ｍ．で１０分間攪拌し、次いで、前記表１に記載の量のメチルエチルケトン、メタノール、バインダー１、ＤＰＨＡ液、開始剤１、重合禁止剤（用いた重合禁止剤は表２に記載）、界面活性剤１、着色染料１をはかり取り、温度２５℃（±２℃）でこの順に添加して、温度４０℃（±２℃）、１５０ｒ．ｐ．ｍ．で３０分間攪拌することによって得た。
【０１８４】
前記表１に記載の組成物中の各組成の詳細は以下の通りである。なお、界面活性剤１については既述の通りである。
＊顔料１の組成
・シリカゾルの３０％メチルイソブチルケトン分散物
（商品名：ＭＩＢＫ−ＳＴ、日産化学工業（株）製）
【０１８５】
＊バインダー１の組成
・メタクリル酸／アリルメタクリレート共重合体
（＝２０／８０［モル比］、分子量３６，０００）
【０１８６】
＊ＤＰＨＡ液の組成
・ジペンタエリスリトールヘキサアクリレート（重合禁止剤ＭＥＨＱを５００ｐｐｍ含有、商品名：ＫＡＹＡＲＡＤ  ＤＰＨＡ、日本化薬（株）製）…７６部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート…２４部
【０１８７】
また、開始剤１としては、２，４−ビス（トリクロロメチル）−６−［４−（Ｎ，Ｎ−ジエトキシカルボニルメチルアミノ）−３−ブロモフェニル］−ｓ−トリアジン（和光純薬(株)製）を用い、着色染料１としては、ビクトリアピュアブルーＢＯＨ−Ｍ（保土ヶ谷化学（株）製）を用いた。
【０１８８】
〔熱可塑性樹脂層用塗布液の処方Ｈ１〕
・メタノール                                            …１１．１部
・プロピレングリコールモノメチルエーテルアセテート      …  ６．４部
・メチルエチルケトン                                    …５２．４部
・メチルメタクリレート／２−エチルヘキシルアクリレート／ベンジルメタクリレート／メタクリル酸共重合体                                    …  ５．８３部
〔共重合比（モル比）＝５５／１１．７／４．５／２８．８、重量平均分子量＝１０万、Ｔｇ≒７０℃〕
・スチレン／アクリル酸共重合体                          …１３．６部
〔共重合比（モル比）＝６３／３７、重量平均分子量＝１万、Ｔｇ≒１００℃〕
・２，２−ビス［４−（メタクリロキシポリエトキシ）フェニル］プロパン（新中村化学工業（株）製）                                          …  ９．１部
・界面活性剤１                                          …  ０．５４部
【０１８９】
＊界面活性剤１：
メガファックＦ−７８０−Ｆ（大日本インキ化学工業（株）製）
〔組成〕
・Ｃ6Ｆ13ＣＨ2ＣＨ2ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ2（４０部）と
Ｈ（ＯＣＨ（ＣＨ3）ＣＨ2）7ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ2（５５部）と
Ｈ（ＯＣＨ2ＣＨ2）7ＯＣＯＣＨ＝ＣＨ2（５部）と
の共重合体（重量平均分子量３万）…３０部
・メチルエチルケトン                                …７０部
【０１９０】
〔中間層用塗布液の処方Ｐ１〕
・ポリビニルアルコール                                    …  ２．１部
（ＰＶＡ−２０５（鹸化率＝８８％）、（株）クラレ製）
・ポリビニルピロリドン                                    …  ０．９５部
（ＰＶＰ、Ｋ−３０；アイエスピー・ジャパン株式会社製）
・メタノール                                              …４４部
・蒸留水                                                  …５３部
【０１９１】
上記のようにして、仮支持体と熱可塑性樹脂層と中間層（酸素遮断膜）と感光性樹脂層とが積層されて積層体に構成された感光性樹脂転写材料を作製した。
【０１９２】
〈カラーフィルタ基板の作製〉
６８０×８８０ｍｍサイズの無アルカリガラス基板を、シャワーにより２５℃に調整したガラス洗浄剤液を２０秒間吹き付けながらナイロン毛を有する回転ブラシで洗浄し、純水シャワー洗浄した後、シャワーによりシランカップリング液（Ｎ−β−（アミノエチル）−γ−アミノプロピルトリメトキシシラン０．３％水溶液；商品名：ＫＢＭ６０３、信越化学工業（株）製）を２０秒間吹き付け、純水シャワー洗浄した。洗浄後、このガラス基板を基板予備加熱装置で１００℃で２分間加熱した。
【０１９３】
次に、前記感光性樹脂転写材料の保護フィルムを剥離後、露出した感光性樹脂層が上記の１００℃で２分間加熱したガラス基板の表面と接するように重ね合わせ、ラミネータＬａｍｉｃII型〔（株）日立インダストリイズ製〕を用いて、ゴムローラ温度１３０℃、線圧１００Ｎ／ｃｍ、搬送速度２．２ｍ／分の条件にてラミネートした。次いで、ＰＥＴ仮支持体を剥離してガラス基板上に転写した。
【０１９４】
転写後、レーザーによるパターン露光を行った。具体的には、基材上の前記感光性樹脂層に対し、大気雰囲気下で、下記のパターン形成装置を用い、前記感光性樹脂層と露光ヘッドとを相対移動させながら、波長４０５ｎｍ、８０ｍＪ／ｃｍ2の露光量で露光し、パターンを形成した。
【０１９５】
−パターン形成装置−
前記光照射手段として図１０〜１４に示す合波レーザー光源と、前記光変調手段として図１７に示す主走査方向にマイクロミラーが１０２４個配列されたマイクロミラー列が、副走査方向に６００組配列された前記光変調手段の内、７６８個×２５６列のみを駆動するように制御されたＤＭＤ５０と、図３５に示したマイクロレンズをアレイ状に配列したマイクロレンズアレイ４７２及び該マイクロレンズアレイを通した光を前記感光層に結像する光学系４８０、４８２とを有するパターン形成装置を用いた。
【０１９６】
また、マイクロレンズアレイ５５の集光位置近傍に配置されるアパーチャアレイ５９は、その各アパーチャ５９ａに、それと対応するマイクロレンズ５５ａを経た光のみが入射するように配置されている。
【０１９７】
こうしてパターン露光された感光性樹脂層に対し、下記方法によって現像処理を施した。
まず、トリエタノールアミン系現像液（トリエタノールアミン３０質量％含有、ポリプロピレングリコール、グリセロールモノステアレート、ポリオキシエチレンソルビタンモノステアレート、ステアリルエーテルを合計で０．１％含有、商品名：Ｔ−ＰＤ２（富士写真フイルム(株)製）を純水で１２倍（Ｔ−ＰＤ２を１質量部と純水を１１質量部の割合で混合）に希釈した液）を３０℃５０秒、フラットノズル圧力０．０４ＭＰａでシャワー現像し熱可塑性樹脂層と中間層を除去した。引き続き、この基板上面にエアを吹きかけて液切りした後、純水をシャワーにより１０秒間吹き付け、純水シャワー洗浄し、エアを吹きかけて基板上の液だまりを減らした。
【０１９８】
引き続き炭酸Ｎａ系現像液（０．３８モル／リットルの炭酸水素ナトリウム、０．４７モル／リットルの炭酸ナトリウム、５％のジブチルナフタレンスルホン酸ナトリウム、アニオン界面活性剤、消泡剤、安定剤含有、商品名：Ｔ−ＣＤ１（富士写真フイルム(株)製）を純水で５倍に希釈した液）を用い、２９℃３０秒、コーン型ノズル圧力０．１５ＭＰａでシャワー現像し感光性樹脂層を現像しパターニング画像を得た。
【０１９９】
引き続き洗浄剤（燐酸塩・珪酸塩・ノニオン界面活性剤・消泡剤・安定剤含有、商品名：Ｔ−ＳＤ１、富士写真フイルム(株)製）を純水で１０倍に希釈して用い、３３℃２０秒、コーン型ノズル圧力０．０２ＭＰａでシャワーで吹きかけ、更にナイロン毛を有す回転ブラシにより形成された画像を擦って残渣除去を行い、ブラック（Ｋ）の画像を得た。
その後、該基板に対して両面から超高圧水銀灯で５００ｍＪ／ｃｍ2の露光量でポスト露光後、２２０℃、１５分間熱処理した。
【０２００】
（実施例２〜４及び比較例１〜２）
実施例１において、感光性樹脂層用塗布液の処方をそれぞれ処方２〜６に変更し、且つ用いる重合禁止剤、形成する感光性樹脂層の膜厚、レーザーによる露光量、及び用いたレーザーの消光比をそれぞれ表２に記載のものに変更した以外同様の方法を用いて、実施例２〜４及び比較例１〜２のパターンを形成した。
レーザーによる露光の際、アパーチャアレイ５９が設けられていることにより、各アパーチャ５９ａに、それと対応しない隣接のマイクロレンズ５５ａからの光が入射することが防止され、消光比が高められるが、該消光比の調整は、マイクロレンズアレイ５５の焦点位置に配置しておくことをベスト状態として、この焦点位置をずらすことにより、各アパーチャ５９ａと対応しない隣接のマイクロレンズ５５ａからの光の入射を加減することによって行い、また、該消光比の測定は前述の方法にて行った。
【０２０１】
−γの測定−
前記実施例及び比較例の各感光性樹脂層に対し、前述の方法により露光エネルギーＥと現像後の膜厚の残存率Ｙとの関係を示すグラフ（図１に示すグラフ）を作成し、Ｅ50±ΔＥの直線の傾き（Ｙ50+Δ−Ｙ50-Δ）／（ｌｏｇＥ50+Δ−ｌｏｇＥ50-Δ）の値を求めた。
【０２０２】
（評価）
［パターン形状］
前記より得られたパターンの形状を、以下の方法によって評価した。
レーザー顕微鏡ＶＫ−９５００（キーエンス製）にて形状観察を行うと共に、パターンの基板と接している面（底部）の一辺の長さおよび基板とは接していない反対面（上部）の長さを測定し、設定したパターン寸法との変化率を求めた。上部あるいは底部のいずれかの寸度変化の大きい方をその形状変化の値とした。
○：形状の変化がほとんどない（１０％未満）
△：１０％以上２０％未満の形状変化（許容範囲）
×：２０％以上の形状変化（許容範囲外）
結果を表２に示す。
【０２０３】
【表２】
2007101742.tif 000007
【０２０４】
・ピロガロール：関東化学(株)製
・フェノチアジン：東京化成工業(株)製
・カテコール：関東化学(株)製
・２，３−ヒドロキシナフタレン：和光純薬工業（株）製
・Ｐ−トリルヒドラジン塩酸塩：和光純薬工業（株）製
・３−メルカプトプロピオン酸−２−エチルヘキシル：和光純薬工業（株）製
【０２０５】
表２に記載のように、比較例１及び２で得られたパターンは一部が溶解してしまうなど、所望の形状を得ることができなかった。これに対し、実施例１〜４では良好な形状のパターンを得ることができた。
【図面の簡単な説明】
【０２０６】
【図１】露光エネルギーＥのｌｏｇ値と感光性樹脂層の現像後の残存率Ｙとの関係を示すグラフ
【図２】本発明に用いる画像露光装置の外観を示す斜視図
【図３】図２の画像露光装置のスキャナの構成を示す斜視図
【図４】（Ａ）は感光材料に形成される露光済み領域を示す平面図、（Ｂ）は各露光ヘッドによる露光エリアの配列を示す図
【図５】図２の画像露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図
【図６】上記露光ヘッドの断面図
【図７】デジタルマイクロミラーデバイス（ＤＭＤ）の構成を示す部分拡大図
【図８】（Ａ）および（Ｂ）はＤＭＤの動作を説明するための説明図
【図９】（Ａ）および（Ｂ）は、ＤＭＤを傾斜配置しない場合と傾斜配置する場合とで、露光ビームの配置および走査線を比較して示す平面図
【図１０】（Ａ）はファイバアレイ光源の構成を示す斜視図、（Ｂ）はファイバアレイ光源のレーザ出射部における発光点の配列を示す正面図
【図１１】マルチモード光ファイバの構成を示す図
【図１２】合波レーザ光源の構成を示す平面図
【図１３】レーザモジュールの構成を示す平面図
【図１４】図１３に示すレーザモジュールの構成を示す側面図
【図１５】図１３に示すレーザモジュールの構成を示す部分正面図
【図１６】上記画像露光装置の電気的構成を示すブロック図
【図１７】（Ａ）および（Ｂ）は、ＤＭＤの使用領域の例を示す図
【図１８】ＤＭＤを構成するマイクロミラーの反射面の歪みを等高線で示す図
【図１９】上記マイクロミラーの反射面の歪みを、該ミラーの２つの対角線方向について示すグラフ
【図２０】上記画像露光装置に用いられたマイクロレンズアレイの正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）
【図２１】上記マイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）
【図２２】上記マイクロレンズによる集光状態を１つの断面内（Ａ）と別の断面内（Ｂ）について示す概略図
【図２３ａ】本発明の画像露光装置において、マイクロレンズの集光位置近傍におけるビーム径をシミュレーションした結果を示す図
【図２３ｂ】図２３ａと同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図
【図２３ｃ】図２３ａと同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図
【図２３ｄ】図２３ａと同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図
【図２４ａ】従来の画像露光装置において、マイクロレンズの集光位置近傍におけるビーム径をシミュレーションした結果を示す図
【図２４ｂ】図２４ａと同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図
【図２４ｃ】図２４ａと同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図
【図２４ｄ】図２４ａと同様のシミュレーション結果を、別の位置について示す図
【図２５】本発明の別の画像露光装置に用いられるマイクロレンズアレイを構成するマイクロレンズの正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）
【図２６】図２５のマイクロレンズによる集光状態を１つの断面内（Ａ）と別の断面内（Ｂ）について示す概略図
【図２７】マイクロレンズのさらに別の例を示す正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）
【図２８】マイクロレンズのさらに別の例を示す正面図（Ａ）と側面図（Ｂ）
【図２９】球面レンズ形状例を示すグラフ
【図３０】本発明に用いられるマイクロレンズの別のレンズ面形状例を示すグラフ
【図３１】マイクロレンズアレイの別の例を示す斜視図
【図３２】マイクロレンズアレイのさらに別の例を示す平面図
【図３３】マイクロレンズアレイのさらに別の例を示す平面図
【図３４】マイクロレンズアレイのさらに別の例を示す平面図
【図３５】図３５（Ａ）は、結合光学系の異なる他の露光ヘッドの構成を示す光軸に沿った断面図の一例であり、図３５（Ｂ）は、マイクロレンズアレイ等を使用しない場合に被露光面に投影される光像を示す平面図の一例であり、図３５（Ｃ）は、マイクロレンズアレイ等を使用した場合に被露光面に投影される光像を示す平面図の一例である。
【符号の説明】
【０２０７】
ＬＤ１〜ＬＤ７    ＧａＮ系半導体レーザ
３０、３１    マルチモード光ファイバ
５０    デジタル・マイクロミラー・デバイス（ＤＭＤ）
５１    拡大結像光学系
５３、５４    第１結像光学系のレンズ
５５、２５５、４５５、５５５、６５５、７５５、８５５    マイクロレンズアレイ
５５ａ、５５’、５５”、１５５ａ、２５５ａ、４５５ａ、５５５ａ、６５５ａ、５ａ、８５５ａ    マイクロレンズ
５７、５８    第２結像光学系のレンズ
５９    アパーチャアレイ
６６    レーザモジュール
６６    ファイバアレイ光源
６８    レーザ出射部
７２    ロッドインテグレータ
１５０    感光材料
１５２    ステージ
１６２    スキャナ
１６６    露光ヘッド
１６８    露光エリア
１７０    露光済み領域
【図１】
2007101742.tif 000008
【図２】
2007101742.tif 000009
【図３】
2007101742.tif 000010
【図４】
2007101742.tif 000011
【図５】
2007101742.tif 000012
【図６】
2007101742.tif 000013
【図７】
2007101742.tif 000014
【図８】
2007101742.tif 000015
【図９】
2007101742.tif 000016
【図１０】
2007101742.tif 000017
【図１１】
2007101742.tif 000018
【図１２】
2007101742.tif 000019
【図１３】
2007101742.tif 000020
【図１４】
2007101742.tif 000021
【図１５】
2007101742.tif 000022
【図１６】
2007101742.tif 000023
【図１７】
2007101742.tif 000024
【図１８】
2007101742.tif 000025
【図１９】
2007101742.tif 000026
【図２０】
2007101742.tif 000027
【図２１】
2007101742.tif 000028
【図２２】
2007101742.tif 000029
【図２５】
2007101742.tif 000030
【図２６】
2007101742.tif 000031
【図２７】
2007101742.tif 000032
【図２８】
2007101742.tif 000033
【図２９】
2007101742.tif 000034
【図３０】
2007101742.tif 000035
【図３１】
2007101742.tif 000036
【図３２】
2007101742.tif 000037
【図３３】
2007101742.tif 000038
【図３４】
2007101742.tif 000039
【図３５】
2007101742.tif 000040
【図２３ａ】
2007101742.tif 000041
【図２３ｂ】
2007101742.tif 000042
【図２３ｃ】
2007101742.tif 000043
【図２３ｄ】
2007101742.tif 000044
【図２４ａ】
2007101742.tif 000045
【図２４ｂ】
2007101742.tif 000046
【図２４ｃ】
2007101742.tif 000047
【図２４ｄ】
2007101742.tif 000048