(57)【要約】      （修正有）【課題】ゴーストの発生を防止することができるマイクロレンズアレイの製造方法を提供する。【解決手段】マイクロレンズアレイの製造方法であって、カバーガラスの上面に光の透過率が４〜６％となるように金属膜を積層する金属膜積層工程と、金属膜の上面にレジスト膜を積層するレジスト膜積層工程と、石英板に形成されたマイクロレンズ側から光を照射し、マイクロレンズによって集光された光の４〜６％を金属膜を透過してレジスト膜に照射することによりレジスト膜を露光するレジスト膜露光工程と、レジスト膜露光工程によって露光されたレジスト膜を現像するレジスト膜現像工程と、レジスト膜現像工程が実施され複数の穴が形成されたレジスト膜側から金属膜をエッチングする金属膜エッチング工程と、シャドウマスクを形成する金属膜の上面に形成されているレジスト膜を剥離して除去するレジスト膜剥離工程とを含む。【選択図】図１５
2007322503.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
石英板に複数のマイクロレンズがマトリックス状に形成され該マイクロレンズがカバーガラスによって封止されたマイクロ  レンズ  アレイにシャドウマスクを形成するマイクロ  レンズ  アレイの製造方法であって、
該カバーガラスの上面に光の透過率が４〜６％となるように金属膜を積層する金属膜積層工程と、
該金属膜の上面にレジスト膜を積層するレジスト膜積層工程と、
該石英板に形成された該マイクロレンズ側から光を照射し、該マイクロレンズによって集光された光の４〜６％を該金属膜を透過して該レジスト膜に照射することにより該レジスト膜における該マイクロレンズと対応した領域を露光するレジスト膜露光工程と、
該レジスト膜露光工程によって露光された該レジスト膜を現像し、該レジスト膜における露光された領域に複数の穴を形成するレジスト膜現像工程と、
該レジスト膜現像工程が実施され複数の穴が形成された該レジスト膜側から該金属膜をエッチングし、該金属膜における該レジスト膜に形成された複数の穴と対応する領域に複数の穴を形成することによりシャドウマスクを形成する金属膜エッチング工程と、
該シャドウマスクを構成する該金属膜の上面に形成されている該レジスト膜を剥離して除去するレジスト膜剥離工程と、を含む、
ことを特徴とするマイクロ  レンズ  アレイの製造方法。
【請求項２】
該金属膜積層工程は、該カバーガラスの上面に厚さが７５〜８５Åのクロム膜を積層する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、半導体基板の表面に塗布されたフォトレジスト膜を露光するための露光装置に装備されるマイクロ  レンズ  アレイの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
半導体デバイス製造工程においては、半導体基板の表面にフォトレジストを被覆し、このフォトレジスト膜に露光装置によって所定形状のパターンを露光してＩＣ、ＬＳＩ等の回路を形成している。露光装置は、光源と、予め所定のパターンが形成されたマスクと、ウエーハの表面にパターンを集光させる集光レンズとから構成されており、適宜マスクを交換することにより所定の回路を形成する。
【０００３】
しかるに、上述した露光方法においては、所定のパターンが形成されたマスクの製作に多大な費用と時間を要する。また、上述した露光方法においては、半導体デバイス毎に所定のパターンが形成されたマスク製作する必要があるため、少量多品種の要求に対応することが困難であるという問題がある。
【０００４】
上述した露光方法の問題を解消するための露光装置が下記特許文献１に開示されている。この露光装置は、被加工物を保持する保持面を備えたチャックテーブルと、該チャックテーブルに保持された被加工物を露光する露光手段とから構成されている。そして、露光手段は、光源と、該光源からの光を所定のパターンで反射する複数のマイクロミラーがマトリックス状に配設されたデジタル  ミラー  デバイス(DMD)と、該DMDと対応して複数のマイクロレンズがマトリックス状に配設されそれぞれ集光スポットを形成するマイクロ  レンズ  アレイ(MLA)と、DMDを制御する制御手段とを具備している。
【特許文献１】特表２００２−５２０８４０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した露光装置を構成するデジタル  ミラー  デバイス(DMD)は例えば１４μm×１４μmのマイクロミラーが１０２４×７６８個マトリックス状に配設されており、マイク  ロ  レンズ  アレイ(MLA)は１４μm×１４μmのマイクロミラーに対応するマイクロレンズが１０２４×７６８個マトリックス状に配設されていて、φ３μmの集光スポットを１１μm間隔で最大１０２４×７６８個マトリックス状に露光できる。しかるに、隣接する集光スポットとの間に１１μmの間隔があるため、光の回析によって集光スポット以外にゴーストと呼ばれるスポットが形成される場合があり、このゴーストが形成されると高精度に露光を行うことができないという問題がある。
【０００６】
本発明は上記事実に鑑みてなされたもので、その主たる技術課題は、ゴーストの発生を防止することができるマイクロ  レンズ  アレイの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記主たる技術課題を解決するために、本発明によれば、石英板に複数のマイクロレンズがマトリックス状に形成され該マイクロレンズがカバーガラスによって封止されたマイクロ  レンズ  アレイにシャドウマスクを形成するマイクロ  レンズ  アレイの製造方法であって、
該カバーガラスの上面に光の透過率が４〜６％となるように金属膜を積層する金属膜積層工程と、
該金属膜の上面にレジスト膜を積層するレジスト膜積層工程と、
該石英板に形成された該マイクロレンズ側から光を照射し、該マイクロレンズによって集光された光の４〜６％を該金属膜を透過して該レジスト膜に照射することにより該レジスト膜における該マイクロレンズと対応した領域を露光するレジスト膜露光工程と、
該レジスト膜露光工程によって露光された該レジスト膜を現像し、該レジスト膜における露光された領域に複数の穴を形成するレジスト膜現像工程と、
該レジスト膜現像工程が実施され複数の穴が形成された該レジスト膜側から該金属膜をエッチングし、該金属膜における該レジスト膜に形成された複数の穴と対応する領域に複数の穴を形成することによりシャドウマスクを形成する金属膜エッチング工程と、
該シャドウマスクを構成する該金属膜の上面に形成されている該レジスト膜を剥離して除去するレジスト膜剥離工程と、を含む、
ことを特徴とするマイクロ  レンズ  アレイの製造方法が提供される。
【０００８】
上記金属膜積層工程は、該カバーガラスの上面に厚さが７５〜８５Åのクロム膜を積層する。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によるマイクロ  レンズ  アレイの製造方法においては、シャドウマスクを構成する金属膜に形成される複数の穴は、石英板に形成されたマイクロレンズを利用して露光されたレジスト膜に形成される複数の穴と対応して形成されるので、マイクロレンズと対応した領域に正確に形成される。従って、デジタル  ミラー  デバイスのマイクロミラーによって反射した光は、シャドウマスクに形成された穴を通してマイクロレンズの所定領域に正確に入射する。このため、マイクロレンズに入射した光は、所定位置に集光されゴーストが形成されることがない。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明によるマイクロ  レンズ  アレイの製造方法の好適な実施形態について、添付図面を参照して詳細に説明する。
【００１１】
図１には本発明によるマイクロ  レンズ  アレイの製造方法によって製造されたよるマイクロ  レンズ  アレイが装備された露光装置の概略構成図が示されている。図示の実施形態における露光装置は、被加工物を保持するチャックテーブル２と、該チャックテーブルの上方に配設された露光手段３とを具備している。
【００１２】
チャックテーブル２は、被加工物Wを保持し矢印Xで示す露光送り方向に移動可能に構成されているとともに、図１において上下方向に移動し高さ位置を調整できるように構成されている。
【００１３】
露光手段３は、光源４と、該光源４からの光を所定のパターンで反射する複数のマイクロミラーがマトリックス状に配設されたデジタル  ミラー  デバイス(DMD)５と、該DMD５と対応して複数のマイクロレンズがマトリックス状に配設されそれぞれ集光スポットを形成するマイクロ  レンズ  アレイ(MLA)６と、DMD５を制御する制御手段７とを具備している。
【００１４】
上記DMD５は、図示の実施形態においては図２に示すように１４μm×１４μmのマイクロミラー５１が１０２４×７６８個マトリックス状に配設されている。マイクロミラー５１は、それぞれ図３に示すように光源４からの光を実線で示すようにMLA６に向けて偏向する第１の位置と、光源４からの光を２点鎖線で示すようにMLA６から離隔した方向に偏向する第２の位置に切換可能に構成されている。このマイクロミラー５１は、制御手段７によって制御され上記第１の位置または第２の位置に位置付けられる。制御手段７は、露光パターンを格納したメモリーを備え、該メモリーに格納された露光パターンに基づいて上記DMD５の複数のマイクロミラー５１を制御する。
【００１５】
上記MLA６は、DMD５の複数のマイクロミラー５１と対応して複数のマイクロレンズがマトリックス状に配設され、DMD５のマイクロミラー５１によって反射した光を集光し、それぞれ図４に示すように集光スポットSを形成する。この集光スポットSは、図示の実施形態においてはφ３μmに設定されている。なお、隣接する集光スポットSとの間隔には図示の実施形態においては１１μmに設定されている。このように構成されたMLA６は、集光スポットSでチャックテーブル２に保持された被加工物Wを露光する。
【００１６】
上記MLA６の構成について、図５を参照して説明する。
図５に示すMLA６は、上面に複数の半円形状の凹部６１１がマトリックス状に形成された石英板６１と、該凹部６１１に樹脂が充填されて形成されたマイクロレンズ６２と、該マイクロレンズ６２を封止するガラス板からなるカバーガラス６３と、該カバーガラス６３の上面に形成されたシャドウマスク６４とからなっている。なお、シャドウマスク６４には、各マイクロレンズ６２と対応する位置に穴６４１が形成されている。
【００１７】
以下、上記MLA６の製造方法について、図６乃至図１８を参照して説明する。
先ず、図６に示すように石英板６１の上面にクロム(Cr)を蒸着して金属膜１１を形成し、この金属膜１１の上面にレジスト膜１２を積層し、更に、レジスト膜１２の上面に上記マイクロレンズ６２を形成する位置と対応する位置に複数の穴１３１がマトリックス状に形成されたマスク１３を装着する。そして、マスク１３から光を照射してレジスト膜１２を密着露光する（レジスト膜露光工程）。
【００１８】
上述した露光工程を実施したならば、マスク１３を外し、レジスト膜１２を現像する。この結果、図７に示すようにレジスト膜１２には露光された領域に複数の穴１２１が形成される（レジスト膜現像工程）。
【００１９】
次に、レジスト膜１２に複数の穴１２１が形成された状態で、クロム(Cr)からなる金属膜１１のエッチングを実施する（金属膜エッチング工程）。この金属膜エッチング工程は、硝酸セリウムアンモニウム等のエッチング剤を用いて実施する。この結果、図８に示すように金属膜１１には、レジスト膜１２に設けられた複数の穴１２１と対応する穴１１１が形成される。
【００２０】
上述した金属膜エッチング工程を実施したならば、レジスト膜１２を剥離するレジスト膜剥離工程を実施する。この結果、図９に示すようにクロム(Cr)からなる金属膜１１が露出した状態となる。
【００２１】
レジスト膜剥離工程を実施して金属膜１１が露出されたならば、石英板６１のエッチングを実施する（石英板エッチング工程）。この石英板エッチング工程は、弗酸等のエッチング剤を用いる実施する。この結果、図１０の(a)に示すように石英板６１は金属膜１１に設けられた複数の穴１２１と対応する領域がエッチング基点となって上面側からエッチングされ、複数の半円形状の凹部６１１が形成される。なお、エッチングが進むと、金属膜１１は石英板６１との接合部が小さくなるため、図１０の(b)に示すように石英板６１から剥離され、半円形状の凹部６１１が形成された石英板６１の上面が露出される。
【００２２】
次に、図１１に示すように石英板６１の上面に形成された複数の半円形状の凹部６１１に、石英より屈折率が高い液状樹脂を充填して複数のマイクロレンズ６２を形成する(レンズ形成工程)。
【００２３】
上記レンズ形成工程を実施したならば、図１２に示すように複数のマイクロレンズ６２の上面にカバーガラス６３を接合して石英板６１との間にマイクロレンズ６２を封止する（レンズ封止工程）。この結果、石英板６１に複数のマイクロレンズ６２がマトリックス状に形成され該マイクロレンズ６２がカバーガラス６３によって封止されたマイクロ  レンズ  アレイ６０が形成される。
【００２４】
上述したように構成されたマイクロ  レンズ  アレイ６０に上記デジタル  ミラー  デバイス(DMD)５のマイクロミラー５１から光が照射されると、光が各マイクロレンズ６２の略全面に照射されるため、上記集光スポットSの周囲にゴーストが発生する場合がある。そこで、本発明におけるマイクロ  レンズ  アレイ(MLA)６は、図５に示すようにカバーガラス６３の上面に各マイクロレンズ６２と対応する位置に穴６２１が設けられたシャドウマスク６４を形成する。
【００２５】
以下、上記シャドウマスク６４の形成方法について、図１３乃至図１８を参照して説明する。
先ず、図１３に示すようにマイクロ  レンズ  アレイ６０を構成するカバーガラス６３の上面に光の透過率が４〜６％となるように金属膜６４０を積層する金属膜積層工程を実施する。この金属膜積層工程は、図示の実施形態においてはクロム(Cr)を蒸着してクロム膜を形成する。このクロム膜は、その厚さを７５〜８５Å(オングストロム)に調整することが重要である。
【００２６】
上記金属膜積層工程を実施したならば、図１４に示すように金属膜６４０の上面にレジスト膜１４を積層する（レジスト膜積層工程）。このレジスト膜積層工程は、例えばレジストをスピンコーティングによって厚さ１μm程度のレジスト膜１４を形成する。
【００２７】
次に、図１５に示すようにマイクロ  レンズ  アレイ６０を構成する石英板６１に形成されたマイクロレンズ６２側から光を照射するレジスト膜露光工程を実施する。この結果、マイクロレンズ６２によって集光された光の４〜６％が金属膜６４０を透過してレジスト膜１４が露光される。このように、レジスト膜露光工程は、マイクロ  レンズ  アレイ６０を構成する石英板６１に形成されたマイクロレンズ６２を利用してレジスト膜１４を露光するので、マイクロレンズ６２と対応した領域に正確に露光することができる。
【００２８】
上記露光工程を実施したならば、レジスト膜１４を現像する（レジスト膜現像工程）。この結果、図１６に示すようにレジスト膜１４には露光された領域に複数の穴１４１が形成される。
【００２９】
次に、クロム(Cr)からなる金属膜６４０のエッチングを実施する（金属膜エッチング工程）。この金属膜エッチング工程は、硝酸セリウムアンモニウム等のエッチング剤を用いてレジスト膜１４側から実施する。この結果、図１７に示すように金属膜６４０には、レジスト膜１４に設けられた複数の穴１４１と対応する複数の穴６４１が形成される。
【００３０】
上記金属膜エッチング工程を実施したならば、金属膜６４０の上面に形成されているレジスト膜１４を剥離して除去する（レジスト膜剥離工程）ことによって、図１８に示すように複数のマイクロレンズ６２と対応する領域に複数の穴６４１が形成されたシャドウマスク６４が表出し、マイクロ  レンズ  アレイ６が形成される。
【００３１】
以上のようにして製作されるマイクロ  レンズ  アレイ６のシャドウマスク６４を構成する金属膜６４０に形成される複数の穴６４１は、石英板６１に形成されたマイクロレンズ６２を利用して露光されたレジスト膜１４に形成される複数の穴１４１と対応して形成されるので、マイクロレンズ６２と対応した領域に正確に形成される。従って、デジタル  ミラー  デバイス５のマイクロミラー５１によって反射した光は、シャドウマスク６４に形成された穴６４１を通してマイクロレンズ６２の所定領域に正確に入射する。このため、マイクロレンズ６２に入射した光は、所定位置に集光されゴーストが形成されることがない。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明によるマイクロ  レンズ  アレイの製造方法によって製造されたよるマイクロ  レンズ  アレイが装備された露光装置の概略構成図。
【図２】図１に示す露光装置に装備される露光手段を構成するデジタル  ミラー  デバイス(DMD)の説明図。
【図３】図２に示すデジタル  ミラー  デバイス(DMD)を構成するマイクロミラーの作動説明図。
【図４】図１に示す露光装置に装備される露光手段を構成するマイクロ  レンズ  アレイ(MLA)によって形成される集光スポットを示す説明図。
【図５】図１に示す露光装置に装備される露光手段を構成するマイクロ  レンズ  アレイ(MLA)の要部を拡大して示す断面図。
【図６】図５に示すマイクロ  レンズ  アレイ(MLA)の製造方法におけるレジスト膜露光工程の説明図。
【図７】図５に示すマイクロ  レンズ  アレイ(MLA)の製造方法におけるレジスト膜剥離工程の説明図。
【図８】図５に示すマイクロ  レンズ  アレイ(MLA)の製造方法における金属膜エッチング工程の説明図。
【図９】図５に示すマイクロ  レンズ  アレイ(MLA)の製造方法におけるレジスト膜剥離工程の説明図。
【図１０】図５に示すマイクロ  レンズ  アレイ(MLA)の製造方法における石英板エッチング工程の説明図。
【図１１】図５に示すマイクロ  レンズ  アレイ(MLA)の製造方法におけるレンズ形成工程の説明図。
【図１２】図５に示すマイクロ  レンズ  アレイ(MLA)の製造方法におけるレンズ封止工程の説明図。
【図１３】本発明によるマイクロ  レンズ  アレイの製造方法における金属膜積層工程の説明図。
【図１４】本発明によるマイクロ  レンズ  アレイの製造方法におけるレジスト膜積層工程の説明図。
【図１５】本発明によるマイクロ  レンズ  アレイの製造方法におけるレジスト膜露光工程の説明図。
【図１６】本発明によるマイクロ  レンズ  アレイの製造方法におけるレジスト膜現像工程の説明図。
【図１７】本発明によるマイクロ  レンズ  アレイの製造方法における金属膜エッチング工程の説明図。
【図１８】本発明によるマイクロ  レンズ  アレイの製造方法におけるレジスト膜剥離工程の説明図。
【符号の説明】
【００３３】
２：チャックテーブル
３：露光手段
４：光源
５：デジタル  ミラー  デバイス(DMD)
５１：マイクロミラー
６：マイクロ  レンズ  アレイ(MLA)
６１：石英板
６２：マイクロレンズ
６３：カバーガラス
６４：シャドウマスク
１１：金属膜
１２：レジスト膜
１３：マスク
１４：レジスト膜
６４０：金属膜
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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