(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
被露光体を小面積のフォトマスクを用いた複数回露光により露光するための露光装置であって、
紫外線照射用の光源、紫外線照射により可視光域の少なくとも一部において光吸収特性に変化を生じるポジ型の感光性レジストが塗布された被露光体を載置するためのステージ、前記光源と前記ステージとの間に配設されたフォトマスク、前記フォトマスクに対して所定位置に配設された複数の検出装置、前記ステージと前記フォトマスクとを相対的に移動するための搬送機構とを備え、前記フォトマスクは所望の開口パターンと位置マーク形成用の複数の孔部と該孔部に対して前記ステージと前記フォトマスクとの相対的移動方向における前記開口パターンの形成ピッチの整数倍のピッチで前記相対的移動方向に平行となる位置に形成された位置マーク検出用の複数の窓部を有し、前記検出装置は前記感光性レジストにおける紫外線照射による光吸収特性の変化が生じる波長帯の少なくとも一部に感度領域をもち前記フォトマスクの前記窓部を介して前記被露光体を検査可能な位置に配設されたことを特徴とする露光装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は露光装置および感光性レジストに係り、特に小面積のフォトマスクを用いた複数回露光により大面積の被露光体を露光するための露光装置と、露光箇所が可視光域で明瞭に識別できる感光性レジストに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）においては、近年のカラー化の要請に対応するために、アクティブマトリックス方式および単純マトリックス方式のいずれの方式においてもカラーフィルタが用いられている。薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を用いたアクティブマトリックス方式の液晶ディスプレイでは、カラーフィルタは赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の３原色が用いられ、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの画素に対応する電極をＯＮ、ＯＦＦさせることで液晶がシャッタとして作動し、Ｒ，Ｇ，Ｂのそれぞれの画素を光が透過してカラー表示が行われる。そして、色混合は２色以上の画素に対応する液晶シャッタを開いて混色し別の色に見せる加色混合の原理により網膜上で視覚的に行われる。
【０００３】
上記のカラーフィルタは、透明基板上に各着色層と保護層と透明電極層が形成されており、発色効果や表示コントラストの向上、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）における光リーク電流の抑制等のために、着色層のＲ，Ｇ，Ｂの各画素の境界部分に遮光性を有するパターン（ブラックマトリックス）が形成されている。このブラックマトリックスの形成は、例えば、蒸着等により形成したクロム等の金属薄膜上に感光性レジストを塗布し、所望のフォトマスクを介してプロキシミティ露光装置により露光し現像することによりレジストパターンを形成し、露出した金属薄膜をエッチングしてレリーフを形成することにより行うことができる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
カラーフィルタの製造の高効率化を目的とした多面付による製造や、液晶ディスプレイ（ＬＣＤ）の大型化の要請から、透明基板の大面積化が進み、これに伴って上記の感光性レジストの露光に使用するフォトマスクの大面積化が要求されている。しかし、寸法安定性等の材料面および露光装置の大型化が製造コストの増大に直結すること等から、フォトマスクの大面積化には限度があった。
【０００５】
このため、プロキシミティ露光装置を使用し小面積のフォトマスクを用いて複数回の露光を行うことにより、大面積透明基板上の感光性レジストを露光することが行われている。例えば、４面付の大きさのフォトマスクを用いて８面付用の大面積透明基板上の感光性レジストを露光する場合、まず、感光性レジストの所定領域に対して４面付のフォトマスクを介して１回目の露光を行い、次に、透明基板を移動して感光性レジストの残りの領域に４面付のフォトマスクを介して２回目の露光を行うことにより、８面付の露光が行われる。また、ブラックマトリックの一部分のパターンをもつ小面積のフォトマスクを用いて上記と同様に複数回の露光（つなぎ露光）を行うことにより、大面積ブラックマトリックスのパターンの形成を行うことができる。
【０００６】
このような複数回の露光による多面付のブラックマトリックスパターンの形成、および、大面積ブラックマトリックスパターンの形成では、フォトマスクと被露光体である基板との位置合わせ精度が高いことが要求される。これは、多面付で形成されたカラーフィルタあるいは大面積のカラーフィルタと、薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）を所定のパターンで配列形成したアレイ基板とを貼り合わせる製造工程において、カラーフィルタ全域でのブラックマトリックスや着色層のトータルピッチと、アレイ基板全域でのＴＦＴ素子のトータルピッチとが一致することが必要だからである。しかし、従来のプロキシミティ露光装置を用いた複数回露光では、各露光におけるフォトマスクと基板との相対位置は露光装置の基板搬送精度により決まるので、ブラックマトリックスや着色層のトータルピッチは露光装置の基板搬送精度の影響を受けることになり、アレイ基板でのＴＦＴ素子のトータルピッチとの不一致が発生し易く、貼り合わせ工程を煩雑にしたり歩留の低下を生じるという問題があった。
【０００７】
本発明は、上記のような事情に鑑みてなされたものであり、小面積のフォトマスクを用いた複数回露光により大面積の被露光体を高い精度で露光するための露光装置と、上記の露光装置に可視光域に感度領域をもつ検出装置を使用することを可能ならしめる感光性レジストを提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
このような目的を達成するために、本発明の露光装置は、被露光体を小面積のフォトマスクを用いた複数回露光により露光するための露光装置であって、紫外線照射用の光源、紫外線照射により可視光域の少なくとも一部において光吸収特性に変化を生じるポジ型の感光性レジストが塗布された被露光体を載置するためのステージ、前記光源と前記ステージとの間に配設されたフォトマスク、前記フォトマスクに対して所定位置に配設された複数の検出装置、前記ステージと前記フォトマスクとを相対的に移動するための搬送機構とを備え、前記フォトマスクは所望の開口パターンと位置マーク形成用の複数の孔部と該孔部に対して前記ステージと前記フォトマスクとの相対的移動方向における前記開口パターンの形成ピッチの整数倍のピッチで前記相対的移動方向に平行となる位置に形成された位置マーク検出用の複数の窓部を有し、前記検出装置は前記感光性レジストにおける紫外線照射による光吸収特性の変化が生じる波長帯の少なくとも一部に感度領域をもち前記フォトマスクの前記窓部を介して前記被露光体を検査可能な位置に配設されたような構成とした。
【００１２】
このような本発明では、光源から照射された紫外線によりフォトマスクを介して被露光体に１回目の露光が行われると、被露光体の感光性レジストのパターン露光に加えて位置マークが露光され、この位置マークでは可視光域から近赤外光域の少なくとも一部において光吸収特性に変化が生じており、搬送機構によりステージとフォトマスクとを相対的に移動して、フォトマスクの窓部を介し検出装置によって被露光体上の位置マークが検出される位置とすることにより、次の露光位置に極めて高い精度で位置合わせがなされる。また、感光性レジストが可視光域での光吸収特性に変化を生じる呈色成分を含有することにより、上記検出装置として可視光域に感度領域をもつカメラの使用が可能となる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
露光装置
図１は本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図であり、図２は図１に示される露光装置のフォトマスク、被露光体および検出装置の位置関係を示す斜視図である。図１および図２において、露光装置１は紫外線照射用の光源２、ステージ３、光源２とステージ３との間に配設されたフォトマスク４、フォトマスク４に対して所定位置に配設された検出装置５、ステージ３とフォトマスク４とを相対的に移動するための搬送機構６とを備えている。
【００１４】
露光装置１を構成する紫外線照射用の光源２は特に制限はなく、従来から紫外線露光用に使用されていた公知の光源から被露光体に応じて適宜選択することができる。
【００１５】
露光装置１を構成するステージ３は、被露光体１１を載置するものであり、図示例では搬送装置６によりフォトマスク４の下方を矢印方向に往復移動可能とされている。このステージ３による被露光体１１の保持は、被露光体１１の裏面を吸引することによる保持、フック等を用いた機械的な保持等いずれであってもよい。
【００１６】
露光装置１を構成するフォトマスク４は、開口パターン４ａ、位置マーク形成用の孔部４ｂ、位置マーク検出用の窓部４ｃを有している。
開口パターン４ａは、図示例では４面付であり、各開口パターン４ａには所定のパターンで開口部が形成されている。そして、各開口パターン４ａは、ステージ３の移動方向（矢印方向）と平行な方向にピッチＰ1 、これに直交する方向にピッチＰ2 で形成されている。
【００１７】
位置マーク形成用の孔部４ｂおよび位置マーク検出用の窓部４ｃは、開口パターン４ａ形成領域の周囲の枠部分に形成されており、図示例では、ステージ３の移動方向と平行な枠部分に形成されている。位置マーク形成用の孔部４ｂの開口形状は十字形状であり、位置マーク検出用の窓部４ｃの開口形状は方形状であるが、開口形状はこれらに限定されるものではない。そして、位置マーク形成用の孔部４ｂと位置マーク検出用の窓部４ｃの形成ピッチＰは、上記の開口パターン４ａのステージ３移動方向における形成ピッチＰ1 と同じに設定されている。
【００１８】
露光装置１を構成する検出装置５は、被露光体１１の後述する感光性レジスト層１３における紫外線照射による光吸収特性の変化に対応した感度領域を備えるカメラである。例えば、紫外線照射により感光性レジスト層１３の光吸収特性の変化が可視光域において生じる場合、可視光域に感度領域を備えるＣＣＤカメラや撮像管にＩＲカットフィルタを組み合わせた検出系に、コールドライトを照明として使用することができる。可視領域に感度のあるカメラの例としては、ＣＣＤでは、東京電子工業（株）製ＣＳ３３３０や、松下通信工業（株）製ＷＶ−ＭＦ５５２等を挙げることができ、撮像管では、浜松ホトニクス（株）製Ｃ２７４１−０１等を挙げることができる。また、紫外線照射により感光性レジスト層１３の光吸収特性の変化が近赤外光域において生じる場合、近赤外光域に感度領域を備えるＣＣＤカメラや撮像管にＵＶカットフィルタを組み合わせた検出系に、近赤外線ランプを光源として使用することができる。近赤外領域に感度があるカメラの例としては、ＣＣＤでは、東京電子工業（株）製ＣＳ３７１０等を挙げることができ、撮像管では、浜松ホトニクス（株）製Ｃ２７４１−０３等を挙げることができる。尚、可視光域から赤外光域において感度領域を有するカメラと、上記光吸収特性の変化波長域の光を透過する所望のフィルターとを組み合わせて検出装置５としてもよい。このような検出装置５は、フォトマスク４の窓部４ｃを介して被露光体１１上を検査できるような位置に配設されており、図示例では窓部４ｃの上方に検出装置５が配設されている。そして、検出装置５は、後述するようにフォトマスク４の窓部４ｃを介して被露光体１１上の位置マークを検出すると、検出信号を制御装置（図示せず）に送るようになっている。
【００１９】
露光装置１を構成する搬送装置６は、例えば、ステージ３を矢印方向にスライド自在に取り付けるためのガイドフレーム、このガイドフレームに平行に配設されたボールねじ、このボールねじを駆動するためのモータ等により構成することができる。この搬送装置６は上述の制御装置に接続されており、制御装置からの作動開始信号および作動停止信号により作動が制御されるようになっている。
ステージ３に保持されている被露光体１１は、図示例では基板１２と、この基板１２上に形成された感光性レジスト層１３とからなっている。感光性レジスト層１３は、後述するように紫外線照射により可視光域から近赤外光域の少なくとも一部において光吸収特性に変化を生じるポジ型の感光性レジストで形成されている。
【００２０】
次に、本発明の露光装置１の動作について説明する。
まず、フォトマスク４に対して被露光体１１が図１および図２に示されるような状態となるようにステージ３の位置を調整し、光源２から紫外線を照射してフォトマスク４を介しステージ３上の被露光体１１を露光する。この露光により、図３に示されるように被露光体１１の感光性レジスト層１３には、フォトマスクの開口パターン４ａを介して露光された露光パターン１４ａ（斜線部分）と、フォトマスク４の位置マーク形成用の孔部４ｂを介して露光された位置マーク１４ｂ（斜線部分）とが形成される。これらの露光パターン１４ａと位置マーク１４ｂでは光吸収特性に変化が生じており、感光性レジストの未露光部とは異なる光吸収特性を有している。また、露光パターン１４ａの形成ピッチはフォトマスク４の開口パターン４ａの形成ピッチと等しいものとなり、ステージ３の移動方向と平行な方向にピッチＰ1 、これに直交する方向にピッチＰ2 で形成されている。
【００２１】
次に、搬送装置６を作動させてステージ３を図２に示される位置から図面右方向に移動させる。このステージ３の移動に伴って、被露光体１１上の位置マーク１４ｂはフォトマスク４の位置マーク形成用の孔部４ｂの下方位置から位置マーク検出用の窓部４ｃの下方へと移動する。そして、図４に示されるように位置マーク１４ｂがフォトマスク４の位置マーク検出用の窓部４ｃの下方位置に達すると、検出装置５は窓部４ｃを介して位置マーク１４ｂを検出して検出信号を制御装置（図示せず）に送り、制御装置から作動停止信号が搬送装置６に送られてステージ３の移動が停止する。これにより、被露光体１１はフォトマスク４の位置マーク形成用の孔部４ｂと位置マーク検出用の窓部４ｃの形成ピッチＰに相当する距離を移動したことになる。したがって、フォトマスク４は被露光体１１に対して開口パターン４ａのステージ３移動方向における形成ピッチＰ1 に相当する距離を移動したことになり、４面付の開口パターン４ａのうち図面左側の２つの開口パターン４ａは未露光の感光性レジスト層１３上に位置し、残りの２つの開口パターン４ａは既に露光された感光性レジスト層１３の露光パターン１４ａ上に位置する。
【００２２】
次いで、図５（Ａ）に示されるように上記の感光性レジスト層１３の露光パターン１４ａ上に位置する２つの開口パターン４ａを覆うように遮光板７をフォトマスク４上に配置した後、光源２から紫外線を照射してフォトマスク４を介しステージ３上の被露光体１１に対して２回目の露光を行う。この露光により、図５（Ｂ）に示されるように被露光体１１の感光性レジスト層１３には、フォトマスクの開口パターン４ａを介して露光された露光パターン１４´ａ（斜線部分）が形成される。そして、被露光体１１の露光パターン１４ａと露光パターン１４´ａのステージ３の移動方向と平行な方向（矢印方向）の形成ピッチはフォトマスク４の開口パターン４ａの形成ピッチＰ1 と等しいものとなり、また、ステージ３の移動方向に直交する方向の露光パターン１４´ａの形成ピッチは、開口パターン４ａの形成ピッチＰ2 と等しいものとなっている。これにより、被露光体１１上に一定のピッチで６面付の露光が完了する。
【００２３】
尚、上述の本発明の露光装置の実施形態では、４面付のフォトマスクを用いて２回の露光により被露光体に６面付の露光を可能とするものであるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、図６に示されるように、フォトマスク２４の位置マーク形成用の孔部２４ｂと位置マーク検出用の窓部２４ｃの形成ピッチＰを、開口パターン２４ａのステージ移動方向（矢印方向）における形成ピッチＰ1 の２倍に設定することにより、２回の露光で被露光体に８面付の露光、３回の露光で被露光体に１２面付の露光が可能となる。また、図７に示されるように、所望のパターンで開口部が形成されている１つの開口パターン３４ａを備えるフォトマスク３４において、位置マーク形成用の孔部３４ｂと位置マーク検出用の窓部３４ｃの形成ピッチＰを開口パターン３４ａのステージ移動方向（矢印方向）における長さＬと同じに設定することにより、小面積のフォトマスク３４を用いた複数回露光により大面積パターン露光（つなぎ露光）を高い精度を行うことができる。
【００２４】
感光性レジスト
次に、上述のような本発明の露光装置において露光を行うことができる被露光体を構成する感光性レジストについて説明する。
被露光体を構成する感光性レジストは、上述のように紫外線照射により可視光域から近赤外光域の少なくとも一部において光吸収特性に変化を生じるポジ型の感光性レジストである。ここで、光吸収特性の変化とは、光吸収率の増大あるいは低下、または、光吸収波長の変化等を意味する。
【００２５】
このような感光性レジストとして、まず、可視光域において光吸収特性に変化を生じる本発明の感光性レジストを挙げることができる。
本発明の感光性レジストは、少なくともポジ型の感光性樹脂成分と、紫外線照射により可視光域での光吸収特性に変化を生じる呈色成分と、を含有するものである。
【００２６】
ポジ型の感光性樹脂成分としては、従来公知のポジ型感光性レジストを使用することができ、例えば、ナフトキノンアジド系ポジ型レジストとして、東京応化工業（株）製ＯＦＰＲシリーズ、クラリアントジャパン（株）製ＡＺシリーズ、富士フィルムオーリン（株）製ＨＰＲ、ＭＰＲの各シリーズ等が挙げられる。
【００２７】
上記のポジ型の感光性樹脂成分の組成は、（Ａ）可溶性樹脂、（Ｂ）光酸発生剤、（Ｃ）有機溶剤からなる。
（Ａ）可溶性樹脂としては、（Ａ１）アルカリ可溶性樹脂、（Ａ２）酸の存在下でアルカリ可溶性に変性する樹脂が挙げられる。
【００２８】
上記の（Ａ１）アルカリ可溶性樹脂としては、ノボラック樹脂、アクリル樹脂、スチレン−アクリル酸共重合体、ヒドロキシスチレン共重合体、ポリビニルフェノール、ポリα−メチルビニルフェノール等が挙げられるが、特にフェノールノボラック樹脂が好ましい。
【００２９】
また、上記の（Ａ２）酸の存在下でアルカリ可溶性に変性する樹脂としては、下記に示すような、水酸基を保護基で保護したポリビニルフェノールや、スチレン−マレイミド共重合体等の樹脂を挙げることができる。
【００３０】
［水酸基を保護基で保護したポリビニルフェノール］
【化１】
0004343301.tif 000002
（式中、Ｒ1 はｔ−ブトキシカルボニル基、イソプロポキシカルボニル基、テトラヒドロピラニル基、トリメチルシリル基またはｔ−ブトキシカルボニルメチル基を示す。）
［スチレン−マレイミド共重合体］
【化２】
0004343301.tif 000003
（式中、Ｒ2 は水素原子またはｏ−テトラヒドロピラニル基、Ｒ3 はｔ−ブトキシカルボニル基、フェノール−ｏ−ｔ−ブトキシカルボニル基またはメチレンオキシアセチル基を示す。）
【００３１】
上記の（Ｂ）光酸発生剤としては、（Ｂ１）キノンジアジド基含有化合物、（Ｂ２）その他、に大きく分類される。
上記の（Ｂ１）キノンジアジド基含有化合物としては、オルトベンゾキノンジアジド、オルトナフトキノンジアジド、オルトアントラキノンジアジド等のキノンジアジド類のスルホン酸と、フェノール性水酸基またはアミノ基を有する化合物とを、一部または完全にエステル化、あるいは、一部または完全にアミド化したもの等が挙げられる。
【００３２】
フェノール性水酸基またはアミノ基を含有する化合物としては、ポリヒドロキシベンゾフェノン、没食子酸アルキルフェノール樹脂、ジメチルフェノール、ヒドロキノン、ポリヒドロキシジフェニルアルカン、ポリヒドロキシジフェニルアルケン、ビスフェノールＡ、トリス（ヒドロキシフェニル）メタンおよびそのメチル置換体、ナフトール、ピロカテコール、ピロガロール、アニリン、ｐ−アミノジフェニルアミン等が挙げられる。
【００３３】
特に好ましいキノンジアジド基含有化合物としては、ポリヒドロキシベンゾフェノンとナフトキノン−１，２−ジアジト−５−スルホン酸との完全エステル化物や部分エステル化物であり、特に、平均エステル化度が７０モル％以上のものが好ましい。これらのキノンジアジド基含有化合物は、単独でも、または、２種以上含有してもよい。上記のキノンジアジド基含有化合物は、上述の可溶性樹脂１００重量部に対して、１０〜４０重量部、好ましくは１５〜３０重量部の範囲で用いられる。
【００３４】
上記の（Ｂ２）その他の光酸発生剤としては、上述の（Ａ２）酸の存在下でアルカリ可溶性に変性する樹脂から保護基を脱離させてアルカリ現像液に対して可溶とするための触媒であり、露光により酸を発生し得るものであれば特に限定されず、下記の▲１▼オニウム塩、▲２▼ハロゲン含有化合物、▲３▼スルホン化合物、▲４▼ニロトベンジル化合物、▲５▼スルホン酸化合物等が用いられる。
【００３５】
▲１▼オニウム塩
【化３】
0004343301.tif 000004
（式中、Ｒ4 〜Ｒ6 は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子、アミノ基、ニトロ基、シアノ基、置換もしくは非置換のアルキル基またはアルコキシル基、ＸはＳｂＦ6 、ＡｓＦ6 、ＰＦ6 、ＢＦ4 、ＣＦ3 ＣＯ2 、ＣｌＯ4 、ＣＦ3 ＳＯ3 、
【化４】
0004343301.tif 000005
（ただし、Ｒ7 は水素原子、アミノ基、アニリノ基、置換もしくは非置換のアルキル基またはアルコキシル基、Ｒ8 ，Ｒ9 は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ置換もしくは非置換のアルコキシル基、Ｒ10は水素原子、アミノ基、アニリノ基、置換もしくは非置換のアルキル基またはアルコキシル基を示す。）
を示す。）
【００３６】
【化５】
0004343301.tif 000006
【００３７】
【化６】
0004343301.tif 000007
【００３８】
【化７】
0004343301.tif 000008
（式中、ＹはＳｂＦ6 、ＡｓＦ6 、ＰＦ6 またはＢＦ4 を示す。）
【００３９】
【化８】
0004343301.tif 000009
（式中、Ｒ11は
【化９】
0004343301.tif 000010
であり、ＹはＢＦ4 またはＣＦ3 ＳＯ3 を示す。）
【００４０】
▲２▼ハロゲン含有化合物
ハロゲン含有化合物としては、ハロアルキル基含有炭化水素系化合物、ハロアルキル基含有ヘテロ環状化合物等を挙げることができ、好ましくは下記の化合物を挙げることができる。
【化１０】
0004343301.tif 000011
（式中、Ｒ4 ，Ｒ5 ，Ｘは上記と同様。）
【００４１】
【化１１】
0004343301.tif 000012
（式中、Ｒ12は水素原子またはメチル基、Ｒ13はＣn Ｈ2n+1（ｎ＝８，１０，１１，１２，１４，１５，１６または１８）、ＹはＳｂＦ6 またはＰＦ6 を示す。）
【００４２】
【化１２】
0004343301.tif 000013
（式中、Ｒ4 〜Ｒ6 ，Ｘは上記と同様。）
【００４３】
【化１３】
0004343301.tif 000014
（式中、Ｒ14はトリクロロメチル基、フェニル基、メトキシフェニル基、ナフチル基またはメトキシナフチル基を示す。）
【００４４】
【化１４】
0004343301.tif 000015
（式中、Ｒ15〜Ｒ17は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子、ハロゲン原子、メチル基、メトキシ基または水酸基を示す。）
【００４５】
▲３▼スルホン化合物
スルホン化合物としては、β−ケトスルホン、β−スルホニルスルホン等を挙げることができ、好ましくは下記の化合物を挙げることができる。
【化１５】
0004343301.tif 000016
（式中、Ｒ18〜Ｒ21は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ置換もしくは非置換のアルキル基またはハロゲン原子、Ｙは−ＣＯ−、または−ＳＯ2 −を示し、ｕは０〜３の整数である。）
【００４６】
▲４▼ニトロベンジル化合物
ニトロベンジル化合物としては、ニトロベンジルスルホネート化合物、ジニトロベンジルスルホネート化合物等を挙げることができ、好ましくは下記の化合物を挙げることができる。
【化１６】
0004343301.tif 000017
（式中、Ｒ22は置換または非置換のアルキル基、Ｒ23は水素原子またはメチル基、Ｒ24は
【化１７】
0004343301.tif 000018
（ただし、Ｒ25は水素原子またはメチル基、Ｒ26，Ｒ27は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ置換または非置換のアルコキシル基）、ｖは１〜３の整数を示す。）
【００４７】
▲５▼スルホン酸化合物
スルホン酸化合物としては、アルキルスルホン酸エステル、ハロアルキルスルホン酸エステル、アリールスルホン酸エステル、イミノスルホナート等を挙げることができ、好ましくは下記の化合物を挙げることができる。
【化１８】
0004343301.tif 000019
（式中、Ｒ28，Ｒ29は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基、Ｒ30，Ｒ31は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ水素原子、置換もしくは非置換のアルキル基またはアリール基を示す。）
【００４８】
【化１９】
0004343301.tif 000020
（式中、Ｒ32は水素原子または置換もしくは非置換のアルキル基、Ｒ33，Ｒ34は互いに同一であっても異なっていてもよく、それぞれ置換もしくは非置換のアルキル基またはアリール基を示し、Ｒ33とＲ34は互いに結合して環構造を形成していてもよい。）
【００４９】
【化２０】
0004343301.tif 000021
（式中、Ｚはフッ素原子または塩素原子を示す。）
【００５０】
上記の（Ｃ）有機溶剤としては、アセトン、メチルエチルケトン、シクロヘキサノン、メチルイソアミルケトン等のケトン類、エチレングリコール、エチレングリコールモノアセテート、ジエチレングリコール、ジエチレングリコールモノアセテート、プロピレングリコール、ジプロピレングリコール、ジプロピレングリコールモノアセテート、あるいは、これらのモノメチルエーテル、モノエチルエーテル、モノプロピルエーテル等の多価アルコール類、およびその誘導体、ジオキサンのような環式エーテル類、乳酸エチル、酢酸メチル、酢酸エチル、酢酸ブチル、ピルビン酸メチル、３エトキシプロピオン酸エチル等のエステル類を挙げることができる。これらの有機溶剤は単独でも、２種以上混合して使用してもよい。
【００５１】
さらに、ポジ型の感光性樹脂成分には、必要に応じて、相溶性のある添加物、例えば、塗布性を改善するための付加的樹脂、可塑剤、増感剤、コントラスト向上剤等の添加剤を配合することができる。
【００５２】
本発明の感光性レジストに含有させる呈色成分としては、光酸発生剤と発色剤との組み合わせ、フォトクロミック物質等を挙げることができる。
光酸発生剤としては、上述の光酸発生剤を挙げることができる。
【００５３】
発色剤としては、上記のような光酸発生剤が発生した酸の作用により発色するものであり、例えば、マラカイトグリーンラクトン、クリスタルバイオレットラクトン、フルオラン類、トリフェニルメタンフタリド類、スピロピラン類、フェノチアジン類、ジビニルフタライド類等が挙げられ、具体的には、山田化学（株）製ＣＶＬ、ＢＬＭＢ、ＬＣＶ、Ｓ−２０５、Ｂｌａｃｋ３０５、ＥＴＡＣ、Ｂｌａｃｋ５００、Ｂｌａｃｋ１００、ＮＩＲ−Ｂｌａｃｋ７８等を挙げることができる。
【００５４】
このような発色剤と光酸発生剤は、下記式１で表されるＲを５〜４０の範囲、好ましくは１０〜２０の範囲内とするような条件で含有される。Ｒが５未満であると、感光性レジストにおける光吸収特性の変化が不十分となり、本発明の露光装置での複数回露光に支障を来すことがある。また、Ｒが４０を超えると、感光性レジストの感度低下、現像コントラストの低下を来し好ましくない。
【００５５】
【数３】
0004343301.tif 000022
（式１中、Ａは添加する発色剤のモル量、Ｂは添加する光酸発生剤のモル量、ｂは添加する光酸発生剤１モルから発生する酸のモル量、Ｃは感光性樹脂成分中の光酸発生剤のモル量、ｃは感光性樹脂成分中の光酸発生剤１モルから発生する酸のモル量、ｌは発色剤の成分数、ｍは添加する光酸発生剤の成分数、ｎは感光性樹脂成分中の光酸発生剤の成分数である。）
【００５６】
また、フォトクロミック物質としては、ジアリールエテン、フルギド、スピロナフトキサジン等を挙げることができる。
【００５７】
このような呈色成分の含有量は、感光性樹脂成分１００重量部に対して１０〜３０重量部の範囲であることが好ましい。呈色成分の含有量が１０重量部未満であると、感光性レジストにおける光吸収特性の変化が不十分となり、本発明の露光装置での複数回露光に支障を来すことがある。また、呈色成分の含有量が３０重量部を超えると、感光性レジストの感度低下、現像コントラストの低下を来し好ましくない。
【００５８】
上述のような本発明の感光性レジストを使用することにより、本発明の露光装置の検出装置として特殊な感度をもつカメラを使用することなく可視光域に感度領域をもつ一般のカメラの使用が可能となり、また、パターン露光や位置マーク露光の状態を目視等で容易に把握することが可能となる。
【００５９】
一方、紫外線照射により近赤外光域において光吸収特性に変化を生じるポジ型の感光性レジストは、少なくともポジ型の感光性樹脂成分と、紫外線照射により近赤外光域で光吸収特性に変化を生じる呈色成分と、を含有するものである。
ポジ型の感光性樹脂成分としては、上記のような従来公知のポジ型感光性樹脂成分から適宜選択して使用することができる。
【００６０】
また、呈色成分としては、光酸発生剤と発色剤の組み合わせからなり、光酸発生剤は上述のようなものが同様に用いられる。発色剤としては、フルオラン類、フェノチアジン類、ジビニルフタライド類の中から近赤外域にλｍａｘをもつものを選択して使用することができる。具体的には、例えば、山田化学（株）製ＮＩＲ−Ｂｌａｃｋ７８は、呈色後のλｍａｘ＝８９０ｎｍとなる。
【００６１】
このような呈色成分についても、発色剤と光酸発生剤は、上記の式１で表されるＲを５〜４０の範囲、好ましくは１０〜２０の範囲内とするような条件で含有される。
【００６２】
【実施例】
次に、実施例を示して本発明を更に詳細に説明する。
下記の仕様で図１および図２に示されるような本発明の露光装置を作製した。
【００６３】
（露光装置の仕様）
・光源        ：ウシオ電機（株）製ＵＳＨ−５０００ＢＹ
・ステージ    ：５５０ｍｍ×６５０ｍｍ、吸引保持方式
・フォトマスク：８０μｍ×２８５μｍの開口部が１００μｍピッチで設けられた１８０μｍ×２４０ｍｍの開口パターンが４面付で形成され、各開口パターンの形成ピッチはＰ1 ＝２１０ｍｍ、Ｐ2 ＝２７０ｍｍとした。また、１０００μｍ×１０００μｍの十字形状の位置マーク形成用の孔部と、１５００μｍ×１５００μｍの方形状の位置マーク検出用の窓部を、ピッチＰ＝２１０ｍｍで形成した。
・検出装置    ：ＣＣＤカメラ（東京電子工業（株）製ＣＳ３４５０）
・搬送装置    ：リニアモーター付エアスライド＋電動リニアアクチュエータ型ＸＹθテーブル
【００６４】
一方、下記の組成の本発明の感光性レジストを調製し、コーニング（株）製７０５９ガラス基板上にスピンコーティング法により塗布し、その後、１２０℃、３分間の条件で乾燥して厚み０．２μｍの感光性レジスト層を形成し、被露光体を得た。
【００６５】
（感光性レジストの組成）
・２，３，４，４´−テトラヒドロキシベンゾフェノンと
ナフトキノン−１，２−ジアジド−５−スルホニルクロ
リド３モルのエステル化反応生成物              …      ２重量部
・クリスタルバイオレットラクトン（ＣＶＬ）      …  ０．５重量部
・クレゾールノボラック樹脂                      …      ８重量部
・ピルビン酸メチル：ジエチレンクリコールモノアセテート
＝１：２混合物                                …    ５０重量部
【００６６】
次に、被露光体をステージに載置し、ステージをフォトマスクに対して図１および図２に示されるような位置とし、光源から紫外線を照射して被露光体を露光した。この露光により、被露光体の感光性レジスト層には、フォトマスクの開口パターンを介して露光された４面の露光パターンと、フォトマスクの位置マーク形成用の孔部を介して露光された位置マークとが目視により確認された。
【００６７】
次に、搬送装置を作動させてステージを移動させ、位置マークがフォトマスクの位置マーク検出用の窓部の下方位置に達したことを検出装置が検出すると同時にステージの移動を停止した。次いで、被露光体上の既に露光が完了している領域にある開口パターンを覆うように遮光板をフォトマスク上に配置した後、光源から紫外線を照射して被露光体に対して２回目の露光を行った。この露光により、被露光体上には、フォトマスクの開口パターンを介して露光された２面の露光パターンが更に形成され、合計６面付の露光パターンが形成された。各露光パターンのステージの移動方向と平行な方向の形成ピッチは、フォトマスクの開口パターンの形成ピッチＰ1 に対して１．０μｍ以下の誤差であった。
【００６８】
【発明の効果】
以上詳述したように、本発明によれば光源から照射された紫外線によりフォトマスクを介して被露光体に露光が行われると、被露光体の感光性レジストに対してパターン露光と同時に位置マークが露光され、この位置マークでは可視光域から赤外光域の少なくとも一部において光吸収特性に変化が生じるので、搬送機構によりステージとフォトマスクとを相対的に移動してフォトマスクの窓部を介し検出装置が被露光体上の位置マークを検出する位置とすることにより、極めて高い精度で次の露光位置の位置合わせを行うことができ、これにより、小面積のフォトマスクを用いた複数回露光により多面付露光や大面積パターン露光（つなぎ露光）を高い精度を行うことが可能となり、さらに、紫外線照射によって可視光域での光吸収特性に変化を生じる呈色成分を含有する感光性レジストを使用することにより、上記検出装置として特殊な感度をもつカメラを使用することなく可視光域に感度領域をもつ一般のカメラの使用が可能となり、また、パターン露光や位置マーク露光の状態を目視等で容易に把握することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の露光装置の一実施形態を示す概略構成図である。
【図２】図１に示される露光装置のフォトマスクと被露光体と検出装置の位置関係を示す斜視図である。
【図３】図１に示される露光装置の１回目の露光後の被露光体の状態を示す図である。
【図４】図１に示される露光装置の２回目の露光における位置合わせの状態を示す斜視図である。
【図５】図１に示される露光装置の２回目の露光状態を示す斜視図であり、（Ａ）はフォトマスクと被露光体との位置関係を示す図であり、（Ｂ）は露光後の被露光体の状態を示す図である。
【図６】本発明の露光装置のフォトマスクの他の例を示す斜視図である。
【図７】本発明の露光装置のフォトマスクの他の例を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…露光装置
２…光源
３…ステージ
４，２４，３４…フォトマスク
４ａ，２４ａ，３４ａ…開口パターン
４ｂ，２４ｂ，３４ｂ…位置マーク形成用の孔部
４ｃ，２４ｃ，３４ｃ…位置マーク検出用の窓部
５…検出装置
６…搬送装置
１１…被露光体
１２…基板
１３…感光性レジスト
１４ａ，１４´ａ…開口パターンの露光箇所
１４ｂ…位置マーク
【図１】
0004343301.tif 000023
【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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