JP2005210112A - 露光方法および装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 低コストでフォトレジストに対する中間調露光を実現できる露光方法を得る。
【解決手段】 空間光変調素子により変調した光53をフォトレジストに照射して、該フォトレジストを所定パターンに露光する露光方法において、例えば副走査に伴ってフォトレジストの同一部分に光53を照射する回数が変わるように空間光変調素子の動作を制御して、フォトレジストに露光量が少なくとも２段階に異なる露光域を形成する。
【選択図】 図８

Description

本発明は露光方法および装置に関し、特に詳細には、空間光変調素子により変調した光をフォトレジスト等の感光性材料に照射して、該感光性材料を所定パターンに露光する露光方法および装置に関するものである。

従来、例えばＬＣＤ（液晶表示装置）用ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）の製造等において、フォトリソグラフィー（以下、フォトリソという）工程が広く適用されている。このＴＦＴ製造等におけるフォトリソ工程は、基本的に、金属や半導体の成膜工程を経たガラス基板上にフォトレジスト薄層を塗布し、所定のパターンが形成されたマスクを通した露光光で該フォトレジストを露光し、次いでフォトレジストを現像処理して所定のレジストパターンを形成する、というものである。

このようなフォトリソ工程に対しては、例えばＬＣＤのコストダウンの要求に応えるために、工程数の削減が求められている。そうするための露光方法の一つとして、例えば特許文献１に記載がある、中間調露光を適用するものが知られている。この露光方法は、露光光の強度をマスク面内で複数段階に変えることができる露光マスクを使用するもので、１回の露光でフォトレジストに露光量が相異なる露光域を形成することができ、したがってその後の現像処理を経ると、パターンに応じて厚みが何段階かに制御されたレジストを残すことが可能となる。

また特許文献２にはフォトリソ工程を利用して、ＴＦＴパネル上に構造部材を加工する方法において、上記と同様に中間調露光を適用して、厚みが互いに異なる複数の構造部材を形成する方法が開示されている。

また非特許文献１には、基材としてのＬＣＤ−ＴＦＴパネル上に、他の透過部よりも厚みを大とした反射部材を設けた構造において、その反射部材の表面に光の散乱効果を高める微細凹凸を形成したものが示されている。従来このような構造は、一旦フォトリソ工程によって反射部材を形成した後、その表面に微細凹凸を加工することによって形成されている。

また特許文献３には、フォトマスクを用いずに、変調された光ビームによるエッチング技術を応用して、回路基板上に積層方向に光配線回路を複数段形成する方法が開示されている。この方法においては、上記光ビームによる露光量を変えることにより、複数段の光配線回路を形成するようにしている。
特開２０００−２０６５７１号公報 特開２００２−３５０８９７号公報 特開２００４−０６２１５７号公報 「シャープ技報」第８５号 ２００３年４月 ｐ３４〜３５

上述の特許文献１に記載された中間調露光を適用する露光方法は、１回の露光で、通常のマスクを使用する露光複数回分のプロセスを実現できるので、フォトリソ工程の削減に寄与するものとなっている。

しかしこの露光方法は、中間調露光を実現するために、間隔が非常に狭いスリット状の開口パターンを有する特殊なマスクを必要とするものであり、その種のマスクには、中間調露光をしない通常のマスクにおけるパターン精度が±０．５μｍ程度であるのに対し、その半分以下の精度が求められる。そのような高精細マスクは非常に高価であり、よってそれを用いる露光方法は、実施に当たって当然高いコストを要するものとなる。

上述のような問題は、同様に中間調露光を適用して厚みが互いに異なる複数の構造部材を形成するようにした、特許文献２に記載の方法においても同様に認められるものである。

他方、非特許文献１に示されるように、基材上にフォトリソ工程によってある部材を形成した後、その表面に微細凹凸を加工する方法においては、構造が複雑化するので、それが製品コストを高める要因になるという問題が認められる。

本発明は上記の事情に鑑みてなされたものであり、低コストでフォトレジスト等の感光性材料に対する中間調露光を実現できる露光方法、およびその方法を実施する露光装置を提供することを目的とする。

本発明による露光方法は、
空間光変調素子により変調した光を感光性材料に照射して、該感光性材料を所定パターンに露光する露光方法において、
感光性材料への照射光量を露光部分に応じて少なくとも２段階に変化させるように前記空間光変調素子の動作を制御して、該感光性材料に露光量が少なくとも２段階に異なる露光域を形成可能としたことを特徴とするものである。

なお上記本発明の露光方法においては、空間光変調素子として、２次元的に並設された複数の画素を有する２次元空間光変調素子を用いることが望ましい。

さらには、空間光変調素子として、２次元的に並設された複数の画素を有して、各画素毎に露光光をオン・オフ変調する２次元空間光変調素子を用いるとともに、
この２次元空間光変調素子と感光性材料を一方向に相対移動させる副走査を行い、
副走査方向に連なる複数の前記画素の中で、感光性材料の同一部分に重ねて露光光を照射する画素の数を制御して、該同一部分への照射光量を変化させることが望ましい。

なおそのようにする場合、空間光変調素子の各画素からの露光光は、互いに位置が揃う状態に重ねられてもよいし、あるいは、互いに少しずれた状態にして、一部だけが重ねられるようにしてもよい。

また本発明の露光方法において、上記のような副走査を行う場合は、空間光変調素子の連続した一部領域のみを露光光の変調に用いることが望ましい。

また、上述のように露光光を照射する画素の数を制御する場合は、副走査方向に連なる複数の前記画素を経た光のドットを感光材料に照射し、このドットの間引き処理によって前記照射光量を変化させることが望ましい。また空間光変調素子により変調した光を光学系を通して感光性材料に照射する場合、上記間引き処理としては、上記光学系の光学特性を反映させた所定のパターンで間引きを行うものであることが望ましい。

さらに、上記の間引き処理を行う場合、画像エッジ部分を構成するドットは、間引き処理の対象から除外することが望ましい。

また本発明の露光方法においては、
前記空間光変調素子として、２次元的に並設された複数の画素を有して、各画素毎に露光光をオン・オフ変調する２次元空間光変調素子を用いるとともに、
この２次元空間光変調素子の各画素をオンにしている時間を制御することにより、感光性材料への照射光量を変化させるようにしてもよい。

このようにする場合は、前述したように空間光変調素子とフォトレジストを一方向に相対移動させる副走査を行ってもよいし、あるいはそのような副走査は行なわなくても構わない。そしてこの場合も、空間光変調素子の連続した一部領域のみを露光光の変調に用いることが望ましい。

また、上記空間光変調素子としては、ＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いることが望ましい。このＤＭＤは、制御信号に応じて反射面の角度を変化させる多数のマイクロミラーが、シリコン等の半導体基板上に２次元状に配列されてなるミラーデバイスである。このＤＭＤを用いれば、上記マイクロミラーの１つ毎に、露光光がフォトレジストに向かう状態と向かわない状態とを作り出すことができるので、フォトレジストを所定パターンに露光することが可能となる。

また、本発明による露光方法において露光対象とする感光性材料は、基材またはその上に形成された構造部材材料を加工するために、該基材または構造部材材料上に形成されたフォトレジストであることが望ましい。

そのようなフォトレジストとしては、前記基材上に形成された比較的高感度の層と、さらにその上に形成された比較的低感度の層とからなる２層構造のものが好適に用いられ得る。

そして、上述のようなフォトレジストを露光対象とする場合、比較的高感度の層および比較的低感度の層を残すための露光量に対する、比較的高感度の層のみを残すための露光量の比は0.01〜0.5とすることが望ましい。

また、上述のようなフォトレジストを露光対象とする場合は、露光量が互いに異なる部分のフォトレジストの除去を段階的に行うことにより、２つ以上の構造部材を形成することも可能となる。

また、上記の基材がＬＣＤ−ＴＦＴパネルである場合、構造部材材料はＴＦＴ回路を形成するためのものであってもよい。

また、基材が導電膜である場合、感光性材料としては、基材上に形成された比較的高感度の層と、さらにその上に形成された比較的低感度の層とからなる２層構造のものが好適に用いられ得る。

そして、そのような比較的高感度の層および比較的低感度の層を残すための露光量に対する、比較的高感度の層のみを残すための露光量の比は0.01〜0.5とすることが望ましい。

また本発明の露光方法において露光対象とする感光性材料は、厚みが２段階以上に異なる部分を有して基材上に残される１種の構造部材材料であってもよい。

より具体的に、上記基材として好適なものとしてはＬＣＤ−ＴＦＴパネルが挙げられ、構造部材材料としては、表面に凹凸を有して該パネル上に形成される反射部材の材料が挙げられる。

また本発明の露光方法において露光対象とする感光性材料は、基材上に残される２種以上の構造部材材料であってもよい。

そのような構造部材材料は、少なくとも前記基材上に形成された比較的高感度の層と、さらにその上に形成された比較的低感度の層の２層を有するものであることが望ましい。そしてそのような構造部材材料を露光対象とする場合、比較的高感度の層および比較的低感度の層を残すための露光量に対する、比較的高感度の層のみを残すための露光量の比は、0.01〜0.5とすることが望ましい。

また、より具体的に上記基材としてはＬＣＤ−ＣＦ（カラー・フィルター）パネルが挙げられ、その場合の構造部材材料としては、少なくともリブ材の材料と柱材の材料を挙げることができる。

また、上記基材がＬＣＤ−ＣＦ（カラー・フィルター）パネルである場合の構造部材材料としては、その他に、少なくとも透過用ＲＧＢ部材の材料と反射用ＲＧＢ部材の材料も挙げることができる。

一方、本発明による露光装置は、
空間光変調素子により変調した光を感光性材料に照射して、該感光性材料を所定パターンに露光する露光装置において、
感光性材料への照射光量を露光部分に応じて少なくとも２段階に変化させるように前記空間光変調素子の動作を制御する露光量制御手段を備えて、該感光性材料に露光量が少なくとも２段階に異なる露光域を形成可能としたことを特徴とするものである。

なお上記本発明の露光装置は、より具体的には、前記空間光変調素子として、２次元的に並設された複数の画素を有する２次元空間光変調素子が適用されたものであることが望ましい。

また本発明の露光装置は、さらに具体的には、
空間光変調素子として、２次元的に並設された複数の画素を有して、各画素毎に露光光をオン・オフ変調するものが用いられるとともに、
この空間光変調素子とフォトレジストを一方向に相対移動させる副走査手段を備え、
副走査方向に連なる複数の前記画素の中で、フォトレジストの同一部分に重ねて露光光を照射する画素の数を制御する手段により、前記露光量制御手段が構成されていることが望ましい。

そして上記露光光を照射する画素の数を制御する手段は、副走査方向に連なる複数の前記画素を経た光のドットを前記感光性材料に照射し、このドットの間引き処理によって前記照射光量を変化させるものであることが望ましい。

さらに、本発明の露光装置が、空間光変調素子により変調した光を感光性材料に照射するための光学系をさらに備えている場合、上記画素の数を制御する手段は、間引き処理を、その光学系の光学特性を反映させた所定のパターンで間引きを行うように構成されていることが望ましい。

また上記画素の数を制御する手段は、画像エッジ部分を構成するドットは、間引き処理の対象から除外するように構成されていることが望ましい。

本発明の露光装置において、上記のような副走査を行う構成が採用される場合は、空間光変調素子の連続した一部領域のみを露光光の変調に用いることが望ましい。

さらに、本発明の露光装置においては、
前記空間光変調素子として、２次元的に並設された複数の画素を有して、各画素毎に露光光をオン・オフ変調するものが用いられるとともに、
この空間光変調素子の各画素をオンにしている時間を制御する手段により、前記露光量制御手段が構成されていることが望ましい。

このような構成を採用する場合は、前述したように空間光変調素子とフォトレジストを一方向に相対移動させる副走査を行ってもよいし、あるいはそのような副走査は行なわなくても構わない。そしてこの場合も、空間光変調素子の連続した一部領域のみを露光光の変調に用いることが望ましい。

また、上記本発明の露光装置においては、空間光変調素子としてＤＭＤを好適に用いることができる。

本発明の露光方法においては、フォトレジストや構造部材材料等の感光性材料への照射光量を露光部分に応じて少なくとも２段階に変化させるように空間光変調素子の動作を制御して、該感光性材料に露光量が少なくとも２段階に異なる露光域を形成するようにしているので、前述したような高精細マスク、さらには露光マスクそのものが不要となる。したがって本発明の露光方法によれば、感光性材料に対する中間調露光を低コストで実現可能となる。

このように、感光性材料に露光量が相異なる露光域を形成することができれば、その後の現像処理を経て、パターンに応じて厚みが何段階かに制御されたレジストや、構造部材を残すことが可能となる。

また本発明の露光方法において、空間光変調素子の連続した一部領域のみを露光光の変調に用いる場合は、特に次のような効果を得ることもできる。レジスト厚みの段数を増やして、フォトリソ工程をより一層削減しようとする場合、エッチング等の後工程の性能安定を実現するには、レジスト厚みの段差をより明確にする必要がある。この要求を実現するには、パターンの区切り位置をより細かい分解能で画素を重ねながら露光することが必要となる。

しかしながら、上述のように細かい分解能で露光する場合、各画素のレジストの必要露光パワーから決まる露光速度よりも、空間光変調素子の変調時間で決まる副走査速度の方が遅くなってしまい、露光パワーが足りているのに副走査速度を上げることができないという不具合が発生し得る。そこで、上記のように空間光変調素子の使用領域を一部に限定すれば、制御データ転送はその一部領域に対して行うだけで済むことになり、よって、空間光変調素子の変調速度を高め、必要な露光パワーとのバランスを取って、最適な露光システムを構築可能となる。

以上の効果は、空間光変調素子として、２次元的に並設された複数の画素を有して、各画素毎に露光光をオン・オフ変調するものを用いるとともに、この空間光変調素子の各画素をオンにしている時間を制御することにより、感光性材料への照射光量を変化させる場合においても、副走査を行うのであれば当然同様に得られることとなる。

また本発明による露光装置は、感光性材料への照射光量を露光部分に応じて少なくとも２段階に変化させるように空間光変調素子の動作を制御する露光量制御手段を備えているので、上記低コストの中間調露光方法を実施可能となる。

以下、図面を参照して、本発明の一実施形態による露光装置について説明する。

［露光装置の構成］
この露光装置は、図１に示すように、表面に薄層状のフォトレジスト150ａが塗布されたガラス基板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１５参照）が設けられている。

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、他方の側にはガラス基板150の先端、後端および基板上のパターンを検知する複数（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。

スキャナ162は、図２および図３（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、ガラス基板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166_mnと表記する。

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、ガラス基板150上のフォトレジスト150ａ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168_mnと表記する。

また、図３（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。

露光ヘッド166₁₁〜166_mnの各々は、図４および図５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１５参照）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。

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４では、レンズ系67を概略的に示してある。

上記レンズ系67は、図５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。ロッドインテグレータ72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。

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４では、このＴＩＲプリズム70は省略してある。

またＤＭＤ50の光反射側には、ＤＭＤ50で反射されたレーザ光Ｂを、フォトレジスト150ａ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４では概略的に示してあるが、図５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、マスク板59とから構成されている。

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ＢＦ７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、３．４μｍである。

また上記マスク板59は、透明な板状部材の上に、マイクロレンズアレイ55の１つのマイクロレンズ55ａ毎に開口を有する遮光性マスク59ａが形成されてなるものであり、マイクロレンズ55ａの焦点位置近傍に配置されている。このマスク板59により、ＤＭＤ50のオフ光の回り込み光や、マイクロミラー62間からの迷光をカットすることができる。

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倍に拡大してガラス基板150上のフォトレジスト150ａに結像、投影する。したがって全体では、ＤＭＤ50による像が４．８倍に拡大してフォトレジスト150ａに結像、投影されることになる。

なお本例では、第２結像光学系とガラス基板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５中で上下方向に移動させることにより、ガラス基板150上のフォトレジスト150ａ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、ガラス基板150は矢印Ｆ方向に副走査送りされる。

ＤＭＤ50は図６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矩形のマイクロミラー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。

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７（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７（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６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。

なお図６には、ＤＭＤ50の一部を拡大し、マイクロミラー62が＋α度または−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。

また、ＤＭＤ50は、その短辺が副走査方向と所定角度θ（例えば、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く、本実施形態でもそのようにされている。図８（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（露光ビームスポット）53の走査軌跡を示し、図８（Ｂ）はＤＭＤ50を傾斜させた場合の露光ビームスポット53の走査軌跡を示している。

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８（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スポット53の走査軌跡（走査線）のピッチＰ₁が、ＤＭＤ50を傾斜させない場合の走査線のピッチＰ₂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。

また、それぞれのマイクロミラー62は、副走査方向に隣接する露光ビームスポットが互いに主走査方向に微小量（例えば０．１〜０．５μｍ程度）ずれるように配置されている。露光ビームスポットの径は５〜２０μｍ程度で、スポット配置間隔よりも大きいため、ＤＭＤ50の２画素以上を部分的にオーバーラップさせた状態で、フォトレジスト150が露光（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、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。

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。

ファイバアレイ光源66は図９ａ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９ｂ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。

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９ｂ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。

本例では図１０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。

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、グレーテ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。

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以下がより好ましく、４０μｍ以下がさらに好ましい。一方、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。

レーザモジュール64は、図１１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また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。

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。

上記の合波レーザ光源は、図１２および図１３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。

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。

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。

なお、図１３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。

図１４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、樹脂また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１４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。

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。

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。

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、例えば樹脂また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。

次に図１５を参照して、本例の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。

［露光装置の動作］
次に、上記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１１参照）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。

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。

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。

露光に際しては、図１５に示す変調回路301から、露光するレジスト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例えば３値（高濃度ドット記録、低濃度ドット記録、ドット記録無し）で表したデータである。

ガラス基板150を表面に吸着したステージ152は、図１５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によりガラス基板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。

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によりガラス基板150上のフォトレジスト150ａに照射される。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、フォトレジスト150ａが露光される。また、ガラス基板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、フォトレジスト150ａ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。

なお本例では、図１６（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。

この場合、図１６（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１６（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。

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。したがって、副走査方向の解像度を上げたり、副走査速度を上げる場合には、必要な変調速度に応じて使用する画素数（マイクロミラー数）を決定し、副走査方向の画素数を必要な数に設定し、露光システムを決定する。

スキャナ162によるフォトレジスト150ａの副走査が終了し、センサ164でガラス基板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。

次に、図５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、高精細な画像をフォトレジスト150ａに露光可能となる。

次に、フォトレジスト150ａを中間調露光する点について、図８を参照して説明する。先に説明した通り本実施形態では、ＤＭＤ50を傾斜配置したことにより、副走査方向に隣接する露光ビームスポットが互いに主走査方向に微小量（例えば０．１〜０．５μｍ程度）ずれて配置される。露光ビームスポットの径は５〜２０μｍ程度で、スポット配置間隔よりも大きいため、ＤＭＤ50の２画素以上を部分的にオーバーラップさせた状態で、フォトレジスト150が露光（多重露光）されることになる。つまり同図（Ｂ）で説明すれば、そこに斜線を付して示す１つの露光ビームスポット53ａで露光されたフォトレジスト150ａの部分が、副走査に伴って順次、別の露光ビームスポット53ｂ、53ｃ、53ｄの照射を受け得る位置に来たとき、この別の露光ビームスポットが実際に照射されるようにＤＭＤ50の各マイクロミラー62の動作を制御すれば、多重露光がなされる。同図（Ｃ）には、このように多重露光されたときの露光ビームスポット53の重なりの様子を示す。ここに示す通り複数の露光ビームスポット53は、主走査方向に僅かずつずれた状態で重なるようになる。

そして本実施形態では、副走査方向に一列に並ぶ例えば１０個のマイクロミラー62をオンにして１０回の多重露光を行う状態と、上記１０個のうち半分の５個のマイクロミラー62をオンにして５回の多重露光を行う状態と、上記１０個のマイクロミラー62を全てオフにして露光無しとする状態とが切り替えられる。この切り替えは、図１５に示したコントローラ302により、そこに入力された前記３値の画像データに基づいてなされる。すなわち、この３値の画像データがそれぞれ高濃度ドット記録、低濃度ドット記録、ドット記録無しを示すとき、それに対応して上記１０回の多重露光、５回の多重露光、露光無しの状態が設定される。

以上の操作により本実施形態においては、１回の露光で、フォトレジスト150ａに露光量が２段階に異なる露光域を形成することができる。したがってその後の現像処理を経ると、露光パターンに応じて厚みが２段階に制御されたフォトレジスト150ａを残すことが可能となる。

以上説明した通り本方法においては、ＤＭＤ50の動作を制御して中間調露光を行うようにしているので、従来技術で使用されている前述の高精細マスクや、さらには露光マスクそのものが不要となる。したがってこの方法によれば、フォトレジスト150ａに対する中間調露光を低コストで実現可能となる。

なお、上記の実施形態では、フォトレジスト150ａに対する露光量を２段階に制御しているが、多重露光の回数を上記と同様にして３通り以上に設定することにより、露光量を３段階以上に制御することも勿論可能である。

また上記の実施形態では、副走査に伴う多重露光の回数を変更して露光量を変化させるようにしているが、このような副走査は行わずに、２次元空間光変調素子を用いてフォトレジストを面露光する装置においても、２次元空間光変調素子の各画素毎に露光量を段階的に変化させて、中間調露光を行うことが可能である。

次に図１７を参照して、上記とは別の手法によって露光量を制御するようにした、本発明の別の実施形態について説明する。なおこの図１７において、これまで説明した図中の要素と同等の要素には同番号を付し、それらについての説明は特に必要のない限り省略する（以下、同様）。

上に説明した実施形態においては、ほぼ副走査方向に１列に延びるマイクロミラー62から出射したレーザ光Ｂのスポット（露光ビームスポット）53の重なり数を、所望される露光量に応じて変化させるようにしているが、本実施形態では、ほぼ副走査方向に延びるマイクロミラー列の５つから各々１本ずつ出射したレーザ光Ｂのスポット53を一箇所で重ね合わせるようにしている。すなわち本例では、同図（Ａ）に示すＤＭＤ50の副走査方向に対する傾斜状態と、同図（Ｂ）に示す露光ビームスポット53の重なり状態から分かる通り、フォトレジスト150ａ上のほぼ同位置に最大で５個の露光ビームスポット53を重ねることが可能となっており、その重ねるスポット数を制御することにより、露光量を所望量に制御することができる。

次に図１８を参照して、さらに異なる手法によって露光量を制御するようにした、本発明の別の実施形態について説明する。本実施形態においては、同図（Ａ）に示すＤＭＤ50の副走査方向に対する傾斜状態と、同図（Ｂ）に示す露光ビームスポット53の重なり状態から分かる通り、ほぼ副走査方向に延びるマイクロミラー列の２つから出射したレーザ光Ｂのスポット53を領域53Ｐに集中させて、この領域単位で露光量を変えるようにしている。

本例では、１つのマイクロミラー列から出射した最大５本（合計で１０本）のレーザ光Ｂを領域53Ｐに集中させるようにしており、したがって露光量は、露光量０（ゼロ）の場合を含めると１１通りに変化させることが可能となっている。同図（Ｃ）は上記領域53Ｐを示すとともに、露光ビームスポット53の重なり数の例を（１）、（２）および（３）として３例示すものである。なお、露光ビームスポット53の主走査方向（図中左右方向）並びピッチは例えば０．２５μｍ、領域53Ｐの一辺の長さは例えば２．５μｍ程度とされる。

以上説明のようにして露光ビームスポット53の重なり数を変化させる場合も、その重なり数の制御は、例えば図１５に示したコントローラ302により、そこに入力された画像データに基づいて行うことができる。

次に図１９および２０を参照して、さらに異なる手法によって露光量を制御するようにした、本発明の別の実施形態について説明する。本実施形態においては、図１９の（Ａ）に示すようにＤＭＤ50が、第一ブロック50Ａ、第二ブロック50Ｂおよび第三ブロック50Ｃの３つのブロックに分けられ、画像データに応じてそれらのうちのどのブロックを露光に使用するかが決定される。そして同図（Ａ）に示すＤＭＤ50の副走査方向に対する傾斜状態と、同図（Ｂ）に示す露光ビームスポット53の位置から分かる通り、ある所望の主走査位置を露光するに際して、第一ブロック50Ａ、第二ブロック50Ｂおよび第三ブロック50Ｃのどれを使うかに応じて、使用するマイクロミラー列が１列ずつずらされることにより、どのブロック50Ａ、50Ｂ、50Ｃを使用するにしても、露光ビームスポット53はその所望の主走査位置に照射されるようになっている。

また図２０に示す通り、ＤＭＤ50のマイクロミラー62をオン状態にしている時間は、第一ブロック50Ａ、第二ブロック50Ｂおよび第三ブロック50Ｃ毎に互いに異なるものとされている。本例では、第一ブロック50Ａのマイクロミラー62をオン状態にしている時間を１００％とすると、第二ブロック50Ｂのそれは６６％、第三ブロック50Ｃのそれは３３％に設定されている。

したがって、フォトレジスト150ａ上の露光ビームスポット53の形状は、第一ブロック50Ａ、第二ブロック50Ｂ、第三ブロック50Ｃを露光に使用する場合でそれぞれ図１９（Ｃ）の（１）、（２）、（３）に示すように互いに少し異なったものとなるが（その形状は、副走査速度とマイクロミラー62をオン状態にする時間との相対関係で定まる）、各場合の露光量の比はおおよそ３：２：１となる。こうすることにより本実施形態では、露光量を、露光量０（ゼロ）の場合を含めると４通りに変化させることが可能となっている。

なお、以上説明のようにＤＭＤ50のマイクロミラー62をオンにしている時間を制御する手法と、先に説明したように重ね露光部分の画素数を制御する手法を併用して、露光量を変化させるようにしてもよい。そのようにすれば、設定できる露光量の段数をより多くすることが可能になる。

また、露光ビームスポットのパワーを変化させることが可能な空間光変調素子（例えば回折を利用した空間光変調素子）を使用しても、同様に露光量を変化させることが可能であり、そして、それと前述の重なり数、オン時間を組み合わせて、さらに露光量の段数を多くすることも可能である。

次に、本発明の露光方法の別の実施形態について、図２１および２２を参照して説明する。本実施形態の露光方法は最終的にプリント配線基板422Ｐを作製するためのものであり、該基板422Ｐ上に塗布されたフォトレジストを露光し、適当なプリント配線パターンを形成する。図２１は、この露光方法を含むプリント配線パターン形成工程を順を追って示すものであり、また図２２は、この方法を実施するための装置の概略構成を示している。

完成状態のプリント配線基板422Ｐには、図２１（Ｅ）に示すように銅箔406で形成されたプリント配線パターンが設けられ、そして適宜箇所に直径３ｍｍ程度のスルーホール402が設けられている。このスルーホール402は、その周縁部並びに内壁に銅箔406が形成されたもので、例えば、電子部品の電気的かつ構造的に接続する部分として利用され、あるいは、プリント配線基板422Ｐの表裏面に設けられたプリント配線パターン同士の導通に適用される。

プリント配線基板422Ｐは、同図（Ａ）に示す原基板422Ａから形成される。この原基板422Ａは、支持体407の表面（あるいは表裏面）に蒸着等によって銅箔406の層が形成され、その上に比較的高感度のネガ型第二フォトレジスト408、比較的低感度のネガ型第一フォトレジスト410がこの順に塗布されてなるものである。なお同図（Ａ）では、保護層等は省略してある。

この原基板422Ａを画像露光装置に装填し、同図（Ｂ）に示すように、ネガ型第一フォトレジスト410およびネガ型第二フォトレジスト408をプリントパターンデータに基づいて露光する。このとき、配線パターン画像領域とスルーホール部画像領域とで、露光量が変えられる。具体的に、前者においては露光量を小とし、後者においては露光量を大とする。なお、このような露光量の制御については後述する。

このような露光を行うと、同図（Ｃ）に示すように、露光量を小とした配線パターン画像領域では高感度の第二フォトレジスト408のみが硬化し、それに対して露光量を大としたスルーホール部画像領域では第二フォトレジスト408とともに低感度の第一フォトレジスト410も硬化する。

次いで現像処理を施すと、同図（Ｄ）に示すように、硬化した第一フォトレジスト410および第二フォトレジスト408のみが残り、その他の非硬化部分が除去される。

その後エッチング処理を施すと、露出している銅箔406と、硬化している第一フォトレジスト410および第二フォトレジスト408が溶出し、同図（Ｅ）に示す状態に完成したプリント配線基板422Ｐが得られる。なおスルーホール部画像領域では、第二フォトレジスト408とともに低感度の第一フォトレジスト410も硬化させて、厚いフォトレジストによってスルーホール402を閉じておくことにより、銅箔406がエッチング完了するまでに該スルーホール402を通ってエッチング液が基板裏側に漏れ出てしまうことを防止できる。

次に図２２を参照して、上述のように露光量を制御するための構成について説明する。本例において、プリントパターンデータはデータ入力部412に入力されて、画像データ生成部414と、パターン領域／スルーホール部領域判別部416とに送出される。画像データ生成部414は、プリント配線基板422Ｐの表面を画像領域として、入力されたプリントパターンデータに基づいて画像データを生成し、それをドットパターンデータ作成部418へ送出する。ドットパターンデータ作成部418は、画像データをドットパターンデータに変換し、そのドットパターンデータを間引き処理部420へ送出する。

一方、パターン領域／スルーホール領域判別部416は、入力されたプリントパターンデータに基づいて、パターン領域とスルーホール部領域とを判別し、パターン領域の画像を形成するドットパターンを間引くための間引き指示データを間引き処理部420へ送出する。

この間引き処理部420には、前記ドットパターンデータ作成部418で作成されたドットパターンデータが入力されており、その中から、パターン領域の画像に対して、間引き指示データに基づいて間引き処理が実行される。この間引き処理は、先に図１７や図１８を参照して説明したようにして、露光量を変える処理である。すなわち、例えば図１８に示した例では、重ね合わせ露光する１つの領域に、最大１２個の露光ビームスポット53を照射可能となっているが、その１２個から何個間引くかを間引き処理部420が決定する。勿論、この間引き数が多くなるほど露光量は低下する。

以上の間引き処理により、パターン領域とスルーホール部領域とが受ける露光量の比は、パターン領域露光量ＥＰ／スルーホール部領域露光量ＥＳ＝１／８（０．１２５）となる。なおこのＥＰ／ＥＳの値は、０．０１〜０．５の範囲にあることが望ましい。つまり、ＥＰ／ＥＳの値が０．０１未満であると、１００倍以上の照射光量比を実現しなければならず、現実的ではない。一方、ＥＰ／ＥＳの値が０．５を超えると、２倍以下の照射光量比となり、互いにフォトレジスト厚さが明確に異なる領域を形成することが不可能となる。

上述の間引き処理が施されたドットパターンデータは、露光制御部422へ送出される。この露光制御部422は、処理開始タイミング（例えば図１に示す移動ステージ152の移動開始時期）に基づいて光源ユニット430の光源ドライバ424へ点灯信号を送出し、光源ドライバ424はその点灯信号に基づいてレーザモジュール64を点灯させる。

一方露光制御部422は、露光開始のタイミングに、ドットパターンデータに基づいて複数のヘッドアッセンブリ428ＡのＤＭＤドライバ428を制御して、ＤＭＤ50にオン／オフ信号を送出させる。ＤＭＤ50は、このオン／オフ信号に基づいて駆動される。

なお間引き処理部420は、パターン領域のドットパターンデータを１／８に間引く場合、パターン画像のエッジ部分に相当するドットパターンを間引き対象から外すようにしている。以下、それによる効果を説明する。

例えば、図２３（Ａ）に示す十字画像がパターン領域の画像として、図７のドットパターンデータ作成部418で作成された場合、ｘ方向の連続するオン状態を指示するドットパターンをランダムに間引くと、同図（Ｂ）に示されるように、平均的にオン状態を指示するドットパターンが散乱する。なお、このドットパターンは、実際には隣接するドットパターンが重なり合って露光され、複数のドットパターンによって１画素を表現するようになっているが、図２３では、１個のドットパターンを１個の正方形で示している。本実施形態では、ドットパターンの寸法が約０．３μｍであり、解像度は、最小線幅として２０μｍの線が描ける程度となっている。

上記図２３（Ｂ）の間引き処理であっても、パターン領域の露光量を少なくする目的は達成でき、スルーホール部領域との間の露光量比ＥＰ／ＥＳを目的の範囲内とすることができる。しかし、上記図２３（Ｂ）に示す間引き処理では、パターン領域におけるエッジ部分がオン状態であったり、オフ状態であるため、微細的には直線とはならず、結果として解像度の低下を招く場合がある。

そこで、図２２に示す間引き処理部420では、前記エッジ部分のドットパターンを間引き対象から外し、それ以外のドットパターンで間引き処理を実行して、結果的に図２３（Ｃ）に示すような画像を描くようにしている。

次に図２４を参照して、本発明の露光方法の別の実施形態について説明する。本実施形態の方法は、基材上に残される１種の構造部材材料を、厚みが２段階に異なった状態で残すようにしたものである。より具体的に、この図２４に示すのは、前述した非特許文献１にも記載されている高透過型ＬＣＤ−ＴＦＴパネルであり、基材としての２枚のガラス基板500、501の間に絶縁膜502、透過部を構成する透明電極503、構造部材としての反射部を構成するアクリル樹脂層504、液晶層505、ＩＴＯ電極506、カラーフィルター507が形成されてなるものである。なお508はソースバスライン、509はブラックマトリクスである。また反射部を構成するアクリル樹脂層504の表面には、図中上方から入射する光を反射させる反射膜として機能するアルミニウム電極510が形成されている。この構造においては、ブラックマトリクス509で囲われた領域が１画素となり、この１画素内に透過部と反射部とが存在している。

そしてアルミニウム電極510が形成されるアクリル樹脂層504の表面には、光の散乱効果を高めるための微細凹凸が形成されている。このような構造を形成する場合、従来は、図２５（Ａ）に示すような工程が適用されていた。すなわち、まずアクリル樹脂層504となる感光性アクリル樹脂が塗布され、次に透過部と反射部とを形成するための露光が行われる。つまり、例えば感光性アクリル樹脂がポジ型のものである場合は、所定のフォトマスクを用いて、透過部とする部分を露光し、反射部とする部分は露光しないように露光を行う。

その後現像・リンスを行うことにより、露光しなかった感光性アクリル樹脂の部分が残り、露光した感光性アクリル樹脂の部分が溶出する。次いで、残ったアクリル樹脂層504の表面に凹凸加工を施して上記微細凹凸を形成し、その後洗浄し、アルミニウム電極510とするアルミニウム（Ａｌ）を成膜し、それにＰＥＰ（フォトリソ）工程を適用して所定の電極形状とすると、上記構造が完成する。

それに対して、本発明による露光方法を適用すると、図２５（Ｂ）に示す工程によって上記構造を形成することができる。つまりこの場合は、透過部と反射部とを形成するための露光において、透過部とする部分は露光量を大にして感光性アクリル樹脂を露光する一方、反射部とする領域の感光性アクリル樹脂には、所定パターンに従って露光量を小とした露光を行う。そうすることにより、次の現像・リンスを行うと、露光量を大とした部分では感光性アクリル樹脂が完全に溶出して透過部が形成される。また、露光量を小として露光がなされた部分では、ある程度の深さだけ感光性アクリル樹脂が溶出して所定パターンの凹部が形成されるので、反射部として残るアクリル樹脂層504の表面に凹凸が形成されることになる。

つまり本発明の露光方法を適用することにより、従来方法においてなされていた図２５（Ａ）の凹凸処理および洗浄の工程を省くことが可能になる。

なお上記の実施形態では、アクリル樹脂層504に対して露光量が２段階に異なる露光処理をすることにより、該アクリル樹脂層504を厚さが２段階に異なる状態で残すようにしているが、アクリル樹脂層504に対して露光量が３段階以上に異なる露光処理をすることにより、該アクリル樹脂層504を厚さが３段階以上に異なる状態で残すことも勿論可能である。

次に、本発明の露光方法のさらに別の実施形態について説明する。本実施形態の方法は、基材上に２種以上の構造部材を形成するものである。より具体的に本実施形態の方法は、基材としてのＬＣＤ−ＣＦパネル上に、構造部材としてのリブ材と柱材とを形成する。

まず図２６を参照して、液晶層618内に設けられた柱材であるスペーサ622、およびリブ材である液晶配向制御用突起624について説明する。これらは、転写シートを光透過性基板610Ｂに形成されたカラーフィルタ膜614上の導電性膜（不図示）と接するように貼り合わせてラミネートすることにより、導電性膜側から順次、光感度の高い第１のネガ型感光性透明樹脂層（第１透明層）と、これに対し相対的に光感度の低い第２のネガ型感光性透明樹脂層（第２透明層）とを設けた後、光透過性基板610Ｂ側から、配向制御用突起部位となる領域には低エネルギー量にて、スペーサ部位となる領域には高エネルギー量にてレーザ露光し、その後現像することによって同時に形成される。

すなわち、配向制御用突起624は第１透明層のみが残った凸部で構成され、スペーサ622は第１および第２透明層が残った柱部で構成される。図示のように、第１透明層と第２透明層とが残されてなるスペーサ622は、第１透明層のみが残されてなる液晶配向制御用突起624と比べて、厚みが第２透明層の厚み分だけ厚くなっている。ネガ型感光性透明樹脂層の各々の厚みを適宜所望に応じて選択することで、好適な厚み、つまり高さを持つ配向制御用突起624あるいはスペーサ622を形成することができる。

以下、具体的な工程について説明する。

〔転写シートの作製〕
厚さ０．２μｍのゼラチン層が下塗りされた、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）のゼラチン層の表面に、下記の処方Ｈ１よりなる塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥層厚２０μｍの熱可塑性樹脂層を塗設し、さらにこの熱可塑性樹脂層上に下記処方Ｂ１よりなる塗布液を塗布、乾燥させて乾繰層厚１．６μｍの中間層を塗設した。なお処方中の「部」は、質量基準である。

〔熱可塑性樹脂層の処方Ｈ１〕
・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 …１５部
（共重合比［モル比］＝５５／４．５／１１．７／２８．８、重量平均分子量９００００）
・ポリプロピレングリコールジアクリレート（平均分子量＝８２２）
… ６．５部
・テトラエチレングリコールジメタクリレート … １．５部
・ｐ−トルエンスルホンアミド … ０．５部
・ベンゾフェノン … １．０部
・メチルエチルケトン …３０部
〔中間層の処方Ｂ１〕
・ポリビニルアルコール … １３０部
（ＰＶＡ−２０５（鹸化率＝８０％）、株式会社クラレ製）
・ポリビニルピロリドン … ６０部
（Ｋ−９０、ＧＡＦコーポレーション社製）
・フッ素系界面活性剤 … １０部
（サーフロンＳ−１３１、旭硝子株式会社製）
・蒸留水 …３３５０部
以上のようにして熱可塑性樹脂層および中間層が設けられた仮支持体の中間層上に、下記表１に示す処方よりなる透明層（Ａ１層）用のネガ型感光性透明樹脂溶液をさらに塗布、乾燥させ、層厚１．２μｍのネガ型感光性透明樹脂層Ａ１を塗設した。その後、ネガ型感光性透明樹脂層Ａ１上にさらにポリプロピレン（厚さ１２μｍ）のカバーフィルムを圧着し、熱可塑性樹脂層／中間層／ネガ型感光性透明樹脂層Ａ１が積層されてなる感光性転写シートＳＡ１を作製した。

次に、上記とは別に厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体を用意し、そのＰＥＴ面に上記と同様に前記処方Ｈ１よりなる塗布液を塗布、乾燥させて乾燥層厚２０μｍの熱可塑性樹脂層を塗設し、さらに同様にこの熱可塑性樹脂層上に前記処方Ｂ１よりなる塗布液を塗布、乾燥させて乾繰層厚１．６μｍの中間層を塗設した。こうして熱可塑性樹脂層および中間層が設けられた仮支持体の中間層上に、下記表２に示す処方よりなる透明層（Ｐ１層）用のネガ型感光性透明樹脂溶液をさらに塗布、乾燥させ、層厚４．０μｍのネガ型感光性透明樹脂層Ｐ１を塗設した。その後、ネガ型感光性透明樹脂層Ｐ１上にさらにポリプロピレン（厚さ１２μｍ）のカバーフィルムを圧着し、熱可塑性樹脂層／中間層／ネガ型感光性透明樹脂層Ｐ１が積層されてなる感光性転写シートＳＰ１を作製した。

なお、上記感光性転写シートＳＡ１のネガ型感光性透明樹脂層Ａ１の光感度ｈ¹と、感光性転写シートＳＰ１のネガ型感光性透明樹脂層Ｐ１の光感度ｈ²との光感度比ｈ¹／ｈ²は１０となるように調整してある。

〔スペーサおよび液晶配向制御用突起の作製〕
これらの感光性転写シートＳＡ１およびＳＰ１を用いて、予めガラス基板（０．７ｍｍ厚）上に形成しておいたカラーフィルタ上に、前述と同様の露光装置による下記方法でスペーサと液晶配向制御用突起を形成した。

まず、予め形成されたカラーフィルタ上にＩＴＯ膜を２０Ω／□となるようにスパッタリングにより形成した。感光性転写シートＳＡ１のカバーフィルムを剥離し、露出したネガ型感光性透明樹脂層Ａ１の表面をＩＴＯ膜にラミネーター（ＶＰ−ＩＩ、大成ラミネータ株式会社製）を用いて加圧（０．８ｋｇ／ｃｍ²）、加熱（１３０℃）しながら貼り合わせ、続いて中間層とネガ型感光性透明樹脂層Ａ１との界面で剥離し、ガラス基板上に透明のネガ型感光性透明樹脂層Ａ１のみを転写した。

引き続き感光性転写シートＳＰ１のカバーフィルムを剥離し、ネガ型感光性透明樹脂層Ａ１の表面に、露出したネガ型感光性透明樹脂層Ｐ１が接するように上記と同様にして貼り合わせた後、仮支持体と熱可塑性樹脂層との界面で剥離し、ガラス基板上にネガ型感光性透明樹脂層Ａ１／ネガ型感光性透明樹脂層Ｐ１／中間層／熱可塑性樹脂層となるように転写した。

次に、例えば既述のように構成された露光装置により、波長４０５ｎｍのレーザ光で４ｍＪ／ｃｍ²、４０ｍＪ／ｃｍ²のエネルギー量にて露光を行った。この際、前述の第一透明層となるネガ型感光性透明樹脂層Ａ１のみを残して配向制御用突起624を形成しようとする部分は４ｍＪ／ｃｍ²のエネルギー量で、前述の第二透明層となるネガ型感光性透明樹脂層Ｐ１および上記ネガ型感光性透明樹脂層Ａ１を残してスペーサ622を形成しようとする部分は４０ｍＪ／ｃｍ²のエネルギー量で露光する。このように露光量を変化させるには、例えば前述の露光量制御処理（間引き処理等）を適用すればよい。

その後、現像液ＰＤ２（富士写真フイルム株式会社製）を用いてネガ型感光性透明樹脂層Ｐ１を現像し、熱可塑性樹脂層及び中間層を除去した。この際、ネガ型感光性透明樹脂層Ａ１は実質的に現像されていなかった。次いで、現像液ＣＤ１（富士写真フイルム株式会社製）を用いてネガ型感光性透明樹脂層Ａ１の不要部を現像除去し、さらにＳＤ１（富士写真フイルム株式会社製）を用いて仕上げ処理（ブラシ処理）を行なうことにより、ガラス基板上にネガ型感光性透明樹脂層Ａ１のみの透明パターンからなる液晶配向制御用突起部と、ネガ型感光性透明樹脂層Ａ１およびＰ１が積層されてなる透明パターンであるスペーサ部とを形成した。

なお、上記ネガ型感光性透明樹脂層Ａ１は３３０〜３９０ｎｍの波長領域に実質的な感度を有するように構成されており、ネガ型感光性透明樹脂層Ｐ１は、３３０〜４１５ｎｍの波長領域に実質的な感度を有するように構成されている。

次いで、２４０℃で５０分間ベーキングし、ＩＴＯ膜上に高さ３．７μｍのスペーサ622と、高さ１．０μｍの液晶配向制御用突起624とを形成した。以上の通り本実施形態の方法によれば、高さ（厚み）が互いに異なる高精細のスペーサ622および液晶配向制御用突起624を簡易かつ同時に形成することが可能である。

次に、上記スペーサ622および液晶配向制御用突起624を形成する別の方法について説明する。

上述の実施形態において、〔転写シートの作製〕で用いたＰＥＴ仮支持体を、下塗りが施されていない厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体に代え、この仮支持体の表面に熱可塑性樹脂層及び中間層を予め塗設せず、直接、前記表１に示す処方よりなる透明層（Ａ１層）用のネガ型感光性樹脂溶液を塗布し、乾燥させて層厚１．２μｍのネガ型感光性透明樹脂層Ａ１を塗設するようにしたこと以外、上記の実施形態と同様にしても、スペーサ622および液晶配向制御用突起624を形成することができた。

また上記実施形態において、露光装置のファイバアレイ光源66を４０５ｎｍのレーザ光と３６５ｎｍのレーザ光の出射が可能なように構成すると共に、上記実施形態において２値のエネルギー量でレーザ露光する工程に代え、ネガ型感光性透明樹脂層Ｐ１を波長４０５ｎｍのレーザ光で４ｍＪ／ｃｍ²のエネルギー量にて露光すると同時に、ネガ型感光性透明樹脂層Ａ１を波長３６５ｎｍのレーザ光で４０ｍＪ／ｃｍ²のエネルギー量にて露光するようにしたこと以外、上記の実施形態と同様にしても、高精細なスペーサ622および液晶配向制御用突起624を形成することができた。

次に、本発明の露光方法のさらに別の実施形態について説明する。本実施形態の方法は、基材上に２種以上の構造部材を形成するものである。より具体的に本実施形態の方法は、基材としてのＬＣＤ−ＣＦパネル上に、構造部材としての透過用ＲＧＢ部材と反射用ＲＧＢ部材とを形成する。

まず図２７を参照して、上記透過用ＲＧＢ部材および反射用ＲＧＢ部材からなるカラーフィルタについて説明する。このカラーフィルタは、転写シートを光透過性基板610Ａと接するように貼り合わせてラミネートすることにより、光透過性基板610Ａ上に順次、光感度の高い第１のネガ型感光性着色樹脂層（第１着色層）と、これに対し相対的に光感度の低い第２のネガ型感光性着色樹脂層（第２着色層）とを設けた後、光透過性基板610Ａの着色層が設けられた側から、反射型液晶表示部位となる領域には低エネルギー量にて、透過型液晶表示部位となる領域には高エネルギー量にてレーザ露光し、その後現像することによって得られるものである。

すなわち、反射型液晶表示部位となる領域は第１着色層のみが残って画素部614Ｂで構成され、透過型液晶表示部位となる領域は第１および第２着色層が残って画素部614Ａで構成されており、画素部614Ａとこれを挟む二つの画素部614Ｂとで着色画素（Ｒ，ＧまたはＢ）614が形成されている。第１着色層と第２着色層とが残ってなる画素部614Ａは、第１着色層のみが残ってなる画素部614Ｂに比して厚みが第２着色層の厚み分だけ厚くなっており、画素部614Ａは透過型に、画素部614Ｂは反射型に好適な膜厚で形成される。

なおこのような構造において、バックライト620から発せられた光は図中ａで示すように透過型画素部614Ａを観察側に透過し、観察側からｂで示すように入射した光は反射板（反射電極）612で反射し、ｃで示すように反射型画素部614Ｂを経て観察側に戻る。

以下、具体的な工程について説明する。

〔転写シートの作製〕
厚さ０．２μｍのゼラチン層が下塗りされた、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）のゼラチン層の表面に、前述と同様の処方Ｈ１よりなる塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥層厚２０μｍの熱可塑性樹脂層を塗設した。

次に、塗設した熱可塑性樹脂層上に、これも前述と同様の処方Ｂ１よりなる塗布液を塗布、乾燥させ、乾燥層厚１．６μｍの中間層を塗設した。

上記のようにして、予め熱可塑性樹脂層および中間層を設けたＰＥＴ仮支持体を３枚用意し、それぞれの中間層上に、下記表３に示す処方よりなる赤色層（Ｒ１層）用、緑色層（Ｇ１層）用、または青色層（Ｂ１層）用のネガ型感光性樹脂溶液をさらに塗布、乾燥させて、層厚１．２μｍのネガ型感光性樹脂層Ｒ１，Ｂ１，Ｇ１を塗設し、塗設された各色のネガ型感光性樹脂層（Ｒ１，Ｂ１またはＧ１）上にさらに、ポリプロピレン（厚さ１２μｍ）のカバーフィルムを圧着し、熱可塑性樹脂層／中間層／ネガ型感光性樹脂層（Ｒ１、Ｂ１またはＧ１）が積層されてなる３種の感光性転写シートＲ１，Ｂ１，Ｇ１を作製した。

次に、上記とは別に厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体を用意し、そのＰＥＴ面に前記処方Ｈ１よりなる塗布液を塗布、乾燥させて乾燥層厚２０μｍの熱可塑性樹脂層を塗設し、さらにこの熱可塑性樹脂層上に前記処方Ｂ１よりなる塗布液を塗布、乾燥させて乾繰層厚１．６μｍの中間層を塗設した。このように、熱可塑性樹脂層及び中間層が設けられた仮支持体を３枚用意し、それぞれの中間層上に、下記表４に示す処方よりなる赤色層（Ｒ２層）用、緑色層（Ｇ２層）用、または青色層（Ｂ２層）用のネガ型感光性樹脂溶液をさらに塗布、乾燥させ、層厚１．２μｍのネガ型感光性樹脂層を塗設した。その後、各色のネガ型感光性樹脂層上にさらにポリプロピレン（厚さ１２μｍ）のカバーフィルムを圧着し、熱可塑性樹脂層／中間層／ネガ型感光性樹脂層（Ｒ２、Ｂ２またはＧ２）が積層されてなる３種の感光性転写シートＲ２，Ｂ２，Ｇ２を作製した。

上記において、感光性転写シートＲ１，Ｂ１，Ｇ１の各ネガ型感光性樹脂層の光感度ｈ¹と感光性転写シートＲ２，Ｂ２，Ｇ２の各ネガ型感光性樹脂層の光感度ｈ²との、各色間における光感度比ｈ¹／ｈ²は１０となるように調整してある。

〔カラーフィルタの作製〕
上記より得た６種の感光性転写シートを用いて、次のようにしてカラーフィルタを作製した。

まず、感光性転写シートＲ１のカバーフィルムを剥離し、露出したネガ型感光性樹脂層Ｒ１の表面を透明なガラス基板（厚さ１．１ｍｍ）にラミネーター（ＶＰ−ＩＩ、大成ラミネータ株式会社製）を用いて加圧（０．８ｋｇ／ｃｍ²）、加熱（１３０℃）しながら貼り合わせ、続いて中間層とネガ型感光性樹脂層Ｒ１との界面で剥離し、ガラス基板上に赤色のネガ型感光性樹脂層Ｒ１のみを転写した。引き続いて、感光性転写シートＲ２のカバーフィルムを剥離し、ネガ型感光性樹脂層Ｒ１の表面に露出したネガ型感光性樹脂層Ｒ２が接するように上記と同様にして貼り合わせた後、仮支持体と熱可塑性樹脂層との界面で剥離し、ガラス基板上にネガ型感光性樹脂層Ｒ１／ネガ型感光性樹脂層Ｒ２／中間層／熱可塑性樹脂層となるように転写した。

次に、例えば既述のように構成された露光装置により、波長４０５ｎｍのレーザ光で４ｍＪ／ｃｍ²、４０ｍＪ／ｃｍ²のエネルギー量にて露光を行った。この際、ネガ型感光性樹脂層Ｒ１のみを残して反射型画素部614Ｂを形成しようとする部分は４ｍＪ／ｃｍ²のエネルギー量で、ネガ型感光性樹脂層Ｒ１およびネガ型感光性樹脂層Ｒ２を残して透過型画素部614Ａを形成しようとする部分は４０ｍＪ／ｃｍ²のエネルギー量で露光する。このように露光量を変化させるには、例えば前述の露光量制御処理（間引き処理等）を適用すればよい。

その後、現像液ＰＤ２（富士写真フイルム株式会社製）を用いてネガ型感光性樹脂層Ｒ２を現像し、熱可塑性樹脂層及び中間層を除去した。この際、ネガ型感光性透明樹脂層Ｒ１は実質的に現像されていなかった。次いで、現像液ＣＤ１（富士写真フイルム株式会社製）を用いてネガ型感光性透明樹脂層Ｒ１の不要部を現像除去し、さらにＳＤ１（富士写真フイルム株式会社製）を用いて仕上げ処理（ブラシ処理）を行なうことにより、ガラス基板610Ａ上にネガ型感光性樹脂層Ｒ１のみの赤色パターン（反射表示部）と、ネガ型感光性樹脂層Ｒ１及びＲ２が積層された赤色パターン（透過表示部）とを形成した。

引き続き、赤色パターンが形成されたガラス基板上に、感光性転写シートＧ１、Ｇ２を上記と同様に順次貼り合わせ、剥離、露光、現像を繰り返し行なって、ネガ型感光性樹脂層Ｇ１のみの緑色パターン（反射表示部）と、ネガ型感光性樹脂層Ｇ１及びＧ２が積層された緑色パターン（透過表示部）とを形成した。また、感光性転写シートＢ１、Ｂ２を用いて上記同様の操作を繰り返し、赤色パターン及び緑色パターンが形成された透明ガラス基板上に、ネガ型感光性樹脂層Ｂ１のみの青色パターン（反射表示部）と、ネガ型感光性樹脂層Ｂ１及びＢ２が積層された青色パターン（透過表示部）とを形成し、ＲＧＢよりなる反射・透過両用のカラーフィルタを得た。

以上のようにして、表示上一画素をなす領域内に、各色ごとに部分的に厚みを異にして反射表示部と透過表示部とが設けられてなる色画素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）で構成されたカラーフィルタを簡便にかつ高い解像度で形成することができた。

次に、上記反射・透過両用のカラーフィルタを形成する別の方法について説明する。

上述の実施形態において、〔転写シートの作製〕で用いたＰＥＴ仮支持体を、下塗りが施されていない厚さ７５μｍのポリエチレンテレフタレートフィルム仮支持体に代え、この仮支持体の表面に熱可塑性樹脂層及び中間層を予め塗設せず直接、前記表３に示す処方よりなる赤色層（Ｒ１層）用、緑色層（Ｇ１層）用、または青色層（Ｂ１層）用のネガ型感光性樹脂溶液を塗布し、乾燥させて層厚１．２μｍのネガ型感光性樹脂層Ｒ１，Ｂ１，Ｇ１を塗設するようにしたこと以外、上記実施形態と同様にして、カラーフィルタを作製した。この方法においても、色画素（Ｒ，Ｇ，Ｂ）で構成されたカラーフィルタを簡便にかつ高い解像度で形成することができた。

次に図２８〜３４を参照して、本発明の露光方法のさらに別の実施形態について説明する。本実施形態の方法は、フォトレジストによって基材上に１つの構造部材を形成した後そのフォトレジストを段階的に除去し、それを用いて別の構造部材を形成する処理を行うことにより、２つ以上の構造部材を基材上に形成するようにしたものである。ここでは、構造部材によってＴＦＴ回路が形成される。

図２８〜３４は、このようにして高開口率アクティブマトリクス基板を製造する処理を順を追って示すものである。なおここでは、ゲート電極とソース電極とが交差するＧ−Ｓ交差部、ＴＦＴ素子部、画素部および端子部を並べた模式的な断面構成で図示することとする。

まず図２８の（Ａ）は、ガラス基板701上にゲート電極膜702を成膜した状態を示している。このゲート電極膜702は、スパッタリング法などを適用して、クロム、アルミニウム、タンタルなどの金属膜として形成する。同図（Ｂ）は、ゲート電極膜702上にフォトレジストを均一に塗布した後、１枚目のフォトマスクを用いて、レジストパターン703を形成した状態を示す。次に同図（Ｃ）は、レジストパターン703を用いたエッチングにより、ゲート電極膜702をパターニングした状態を示す。

次いで図２９（Ｄ）に示すように、レジストパターン703を除去した後、ゲート絶縁膜704、第１半導体層705および第２半導体層706の３層を連続積層成膜し、さらにソース・ドレイン電極膜707をプラズマＣＶＤ法やスパッタリング法などで連続して積層成膜する。上記ゲート絶縁膜704は、たとえば窒化シリコン（ＳｉＮ_x）膜などで形成する。第１半導体層705は、アモルファスシリコン（ａ−Ｓｉ）膜で形成する。第２半導体層706は、ｎ型不純物を高濃度にドープしたシリコン（ｎ⁺−Ｓｉ）膜で形成する。ソース・ドレイン電極膜707は、クロム、アルミニウム、タンタルなどの金属で形成する。

次に同図（Ｅ）に示すように、ガラス基板701の表面側の全面にフォトレジストを塗布した後、所定の領域毎に露光量を変えた露光を行い、１回のレジスト塗布、露光、現像で複数段階の厚さを有するレジストパターン708を形成する。なおレジストパターン708は、画素部および端子部には形成しない。またＴＦＴ素子部のチャネル部705ａに相当する部分は薄肉部708ａとして形成し、その他の部分は厚く形成する。すなわち、その他の部分は所定の厚みである第１の厚み以上に形成し、薄肉部708ａは第１の厚みより薄い第２の厚みとして形成する。なおこの場合も、所定の領域毎に露光量を変える露光は、前述した露光量制御処理（間引き処理等）を適用して行うことができる。

次に同図（Ｆ）に示すように、レジストパターン708に覆われていない部分の第１半導体層706および第２半導体層706の２層と、ソース・ドレイン電極膜707とを全てエッチングにより除去する。

次に図３０（Ｇ）に示すように、上記（Ｆ）において残存しているレジストパターン708の全体の厚みをアッシングにより減少させることで、薄肉部708ａに対応するチャネル部750ａの位置でソース・ドレイン電極膜707の表面を露出させる。

同図（Ｈ）は、残存するレジストパターン708を利用して、ソース・ドレイン電極分離およびチャネルエッチングを行った状態を示す。チャネル部7O5ａでは、第１半導体層705の厚みが調整され、第２半導体層706およびソース・ドレイン電極膜707は除去される。同図３０（Ｉ）は、レジストパターン708を除去した状態を示す。

図３１（Ｊ）は、基板の全面にパッシベーション膜709を形成した状態を示す。パッシベーション膜709は、窒化シリコン（ＳｉＮｘ）などによる保護膜であり、ＣＶＤ法やスパッタリング法などによって形成する。

同図（Ｋ）は、パッシベーション膜709の上に電気絶縁性合成樹脂材料、たとえばアクリル系樹脂を塗布した後、表面を平坦化し、表面が平坦化した電気絶縁膜であるアクリル系樹脂膜710を形成した状態を示す。次に同図（Ｌ）は、アクリル系樹脂膜710を、８０〜１００℃の温度でプリベークした後、その上にフッ素系樹脂を塗布することにより撥水性樹脂層711を形成し、さらにその上にフォトレジストを塗布することによりフォトレジスト層712を形成した状態を示す。

次に図３２（Ｍ）は、３枚目のフォトマスクとしてスリットマスクなどを用いて露光量を調整し、フォトレジスト層712を所定の領域毎に露光量を変えて露光し、１回の露光、現像で多段階のパターン形状にパターニングした状態を示す。この露光によりフォトレジスト層712は、画素電極形成領域の予め定めるコンタクトホール領域712ｂで未硬化となり、コンタクトホール領域712ｂを除く画素電極形成領域である凹所712ａで部分的に硬化し、これら以外の領域で硬化するように露光／現像される。なおこの場合も、所定の領域毎に露光量を変える露光は、前述した間引き処理などを適用して行うことができる。

次に同図（Ｎ）は、フォトレジスト層712の第１のレジストパターンをマスクとしてアクリル系樹脂膜710およびパッシベーション膜709をエッチングし、アクリル系樹脂膜710の表面からドレイン電極部分までの貫通孔であるコンタクトホール710ｂを形成した状態を示す。このとき、端子部ではパッシベーション膜709およびゲート絶縁膜704などが除去され、ゲート電極および図示しないソース電極までの貫通孔であるコンタクトホール710ｃが形成され、ゲート電極膜702および図示しないソース電極膜が露出する。この際、撥水性樹脂層711の膜厚は薄いので、リフトオフと同様のプロセスによって、コンタクトホール710ｂおよび710ｃの部分の撥水性樹脂層711が除去される。同図（Ｏ）は、フォトレジスト層712の全体的な厚みをアッシングにより減少させ、第２のレジストパターンを形成した状態を示す。

次に図３３（Ｐ）は、フォトレジスト層712の第２のレジストパターンをマスクとして撥水性樹脂層711をエッチングし、画素電極形成領域のアクリル系樹脂膜710にコンタクトホールに連なる凹所領域710ａを形成した状態を示す。同図（Ｑ）は、上記（Ｐ）において残存している不要なフォトレジスト層712を除去した状態を示す。

同図（Ｒ）は、塗布型透明導電材をスピンコートなどにより塗布して塗布型透明導電膜713を形成した状態を示す。この塗布型透明導電膜713は、アクリル系樹脂膜710の凹所領域710ａの表面と、コンタクトホール710ｂおよび710ｃの内表面を覆う。撥水性樹脂層711はその撥水性によって塗布型透明導電材を弾くので、塗布型透明導電膜713は撥水性樹脂層711が残存している部分には形成されない。

その後、２００〜２５０℃で焼成することにより画素電極713ａを形成する。なお、画素電極713ａを形成する塗布型透明導電膜713は、酸化インジウム錫（ＩＴＯ）などによって形成することができる。本実施形態では、ＩＴＯなどの塗布型透明導電材を塗布して画素電極を形成するので、プラズマＣＶＤ法やスパッタリング法などの真空成膜法を用いなくても画素電極を形成することができ、製造コストの低減を図ることができる。

次に図３４（Ｓ）は、画素電極713ａを形成した後、残存する撥水性樹脂層711をアッシングなどにより除去した状態を示す。これによって、高開口率アクティブマトリクス基板714が形成される。

本発明の一実施形態である露光装置の外観を示す斜視図 図１の露光装置のスキャナの構成を示す斜視図 （Ａ）はフォトレジスト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１の露光装置の露光ヘッドの概略構成を示す斜視図 上記露光ヘッドの断面図 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 （Ａ）および（Ｂ）はＤＭＤの動作を説明するための説明図 （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概略図であり、（Ｃ）は露光ビームスポットの重なりを示す説明図 ファイバアレイ光源の構成を示す斜視図 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 マルチモード光ファイバの構成を示す図 合波レーザ光源の構成を示す平面図 レーザモジュールの構成を示す平面図 図１２に示すレーザモジュールの構成を示す側面図 図１２に示すレーザモジュールの構成を示す部分正面図 上記露光装置の電気的構成を示すブロック図 （Ａ）および（Ｂ）は、ＤＭＤの使用領域の例を示す図 露光量を変化させる手法の一例を示す説明図 露光量を変化させる手法の別の例を示す説明図 露光量を変化させる手法のさらに別の例を示す説明図 露光量を変化させるためのＤＭＤのオン時間制御を示す説明図 本発明の一実施形態による露光方法の工程を示す概略図 図２１の露光方法を実施する装置の概略構成を示すブロック図 間引き露光による露光状態を説明する図 本発明の露光方法が適用されるＬＣＤ−ＴＦＴパネルの例を示す概略側断面図 本発明の露光方法と従来の露光方法における工程を比較して示す流れ図 本発明の露光方法が適用されるＬＣＤ−ＣＦパネルの一部を示す概略側断面図 本発明の露光方法が適用されるＬＣＤ−ＣＦパネルの別の部分を示す概略側断面図 本発明の露光方法を適用したアクティブマトリクス基板作製工程を示す概略図 上記アクティブマトリクス基板作製工程を示す概略図 上記アクティブマトリクス基板作製工程を示す概略図 上記アクティブマトリクス基板作製工程を示す概略図 上記アクティブマトリクス基板作製工程を示す概略図 上記アクティブマトリクス基板作製工程を示す概略図 上記アクティブマトリクス基板作製工程を示す概略図

符号の説明

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
52、54 第１結像光学系のレンズ
53 露光ビームスポット
55 マイクロレンズアレイ
57、58 第２結像光学系のレンズ
59 マスク板
59ａ マスク
66 レーザモジュール
66 ファイバアレイ光源
72 ロッドインテグレータ
150 ガラス基板
150ａ フォトレジスト
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
300 全体制御部
301 変調回路
302 コントローラ
304 ステージ駆動装置
408 ネガ型第二フォトレジスト
410 ネガ型第一フォトレジスト
504 アクリル樹脂層
622 スペーサ
624 液晶配向制御用突起
614Ａ 透過型画素部
614Ｂ 反射型画素部
708 レジストパターン
712 フォトレジスト層

Claims (32)

1. 空間光変調素子により変調した光を感光性材料に照射して、該感光性材料を所定パターンに露光する露光方法において、
   感光性材料への照射光量を露光部分に応じて少なくとも２段階に変化させるように前記空間光変調素子の動作を制御して、該感光性材料に露光量が少なくとも２段階に異なる露光域を形成可能とした露光方法。
2. 前記空間光変調素子として、２次元的に並設された複数の画素を有する２次元空間光変調素子を用いることを特徴とする請求項１記載の露光方法。
3. 前記空間光変調素子として、２次元的に並設された複数の画素を有して、各画素毎に露光光をオン・オフ変調する２次元空間光変調素子を用いるとともに、
   この２次元空間光変調素子と感光性材料を一方向に相対移動させる副走査を行い、
   副走査方向に連なる複数の前記画素の中で、感光性材料の同一部分に重ねて露光光を照射する画素の数を制御して、該同一部分への照射光量を変化させることを特徴とする請求項２記載の露光方法。
4. 前記副走査方向に連なる複数の前記画素を経た光のドットを前記感光性材料に照射し、
   このドットの間引き処理によって前記照射光量を変化させることを特徴とする請求項３記載の露光方法。
5. 前記空間光変調素子により変調した光を光学系を通して前記感光性材料に照射し、
   この光学系の光学特性を反映させた所定のパターンで前記間引き処理を行うことを特徴とする請求項４記載の露光方法。
6. 画像エッジ部分を構成するドットは、前記間引き処理の対象から除外することを特徴とする請求項４または５記載の露光方法。
7. 前記空間光変調素子として、２次元的に並設された複数の画素を有して、各画素毎に露光光をオン・オフ変調する２次元空間光変調素子を用いるとともに、
   この２次元空間光変調素子の各画素をオンにしている時間を制御することにより、感光性材料への照射光量を変化させることを特徴とする請求項２記載の露光方法。
8. 前記２次元空間光変調素子の連続した一部領域のみを前記露光光の変調に用いることを特徴とする請求項３から７いずれか１項記載の露光方法。
9. 前記空間光変調素子としてＤＭＤ（デジタル・マイクロミラー・デバイス）を用いることを特徴とする請求項１から８いずれか１項記載の露光方法。
10. 前記感光性材料が、基材またはその上に形成された構造部材材料を加工するために、該基材または構造部材材料上に形成されたフォトレジストであることを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の露光方法。
11. 前記フォトレジストが、前記基材上に形成された比較的高感度の層と、さらにその上に形成された比較的低感度の層とからなる２層構造のものであることを特徴とする請求項１０記載の露光方法。
12. 前記比較的高感度の層および比較的低感度の層を残すための露光量に対する、前記比較的高感度の層のみを残すための露光量の比を0.01〜0.5とすることを特徴とする請求項１１記載の露光方法。
13. 露光量が互いに異なる部分の前記フォトレジストの除去を段階的に行うことにより、２つ以上の構造部材を形成することを特徴とする請求項１０から１２いずれか１項記載の露光方法。
14. 前記基材がＬＣＤ−ＴＦＴパネルであり、前記構造部材材料がＴＦＴ回路を形成するためのものであることを特徴とする請求項１０記載の露光方法。
15. 前記基材が導電膜であり、前記感光性材料が、前記基材上に形成された比較的高感度の層と、さらにその上に形成された比較的低感度の層とからなる２層構造のものであることを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の露光方法。
16. 前記比較的高感度の層および比較的低感度の層を残すための露光量に対する、前記比較的高感度の層のみを残すための露光量の比を0.01〜0.5とすることを特徴とする請求項１５記載の露光方法。
17. 前記感光性材料が、厚みが２段階以上に異なる部分を有して基材上に残される１種の構造部材材料であることを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の露光方法。
18. 前記基材がＬＣＤ−ＴＦＴパネルであり、前記構造部材材料が、表面に凹凸を有して該パネル上に形成される反射部材の材料であることを特徴とする請求項１７記載の露光方法。
19. 前記感光性材料が、基材上に残される２種以上の構造部材材料であることを特徴とする請求項１から９いずれか１項記載の露光方法。
20. 前記構造部材材料が、少なくとも前記基材上に形成された比較的高感度の層と、さらにその上に形成された比較的低感度の層の２層を有するものであることを特徴とする請求項１９記載の露光方法。
21. 前記比較的高感度の層および比較的低感度の層を残すための露光量に対する、前記比較的高感度の層のみを残すための露光量の比を0.01〜0.5とすることを特徴とする請求項２０記載の露光方法。
22. 前記基材がＬＣＤ−ＣＦパネルであり、前記構造部材材料が、少なくともリブ材の材料と柱材の材料であることを特徴とする請求項１９から２１いずれか１項記載の露光方法。
23. 前記基材がＬＣＤ−ＣＦパネルであり、前記構造部材材料が、少なくとも透過用ＲＧＢ部材の材料と反射用ＲＧＢ部材の材料であることを特徴とする請求項１９から２１いずれか１項記載の露光方法。
24. 空間光変調素子により変調した光を感光性材料に照射して、該感光性材料を所定パターンに露光する露光装置において、
    感光性材料への照射光量を露光部分に応じて少なくとも２段階に変化させるように前記空間光変調素子の動作を制御する露光量制御手段を備えて、該感光性材料に露光量が少なくとも２段階に異なる露光域を形成可能とした露光装置。
25. 前記空間光変調素子が、２次元的に並設された複数の画素を有する２次元空間光変調素子であることを特徴とする請求項２４記載の露光装置。
26. 前記空間光変調素子として、２次元的に並設された複数の画素を有して、各画素毎に露光光をオン・オフ変調するものが用いられるとともに、
    この空間光変調素子と感光性材料を一方向に相対移動させる副走査手段を備え、
    副走査方向に連なる複数の前記画素の中で、感光性材料の同一部分に露光光を照射する画素の数を制御する手段により、前記露光量制御手段が構成されていることを特徴とする請求項２５記載の露光装置。
27. 前記露光光を照射する画素の数を制御する手段が、副走査方向に連なる複数の前記画素を経た光のドットを前記感光性材料に照射し、このドットの間引き処理によって前記照射光量を変化させるものであることを特徴とする請求項２６記載の露光装置。
28. 前記空間光変調素子により変調した光を前記感光性材料に照射するための光学系をさらに備え、
    前記露光光を照射する画素の数を制御する手段が、前記間引き処理を、前記光学系の光学特性を反映させた所定のパターンで間引きを行うように構成されたことを特徴とする請求項２７記載の露光装置。
29. 前記露光光を照射する画素の数を制御する手段が、画像エッジ部分を構成するドットは、前記間引き処理の対象から除外するように構成されたことを特徴とする請求項２７または２８記載の露光装置。
30. 前記空間光変調素子として、２次元的に並設された複数の画素を有して、各画素毎に露光光をオン・オフ変調するものが用いられるとともに、
    この空間光変調素子の各画素をオンにしている時間を制御する手段により、前記露光量制御手段が構成されていることを特徴とする請求項２５記載の露光装置。
31. 前記空間光変調素子の連続した一部領域のみが前記露光光の変調に用いられることを特徴とする請求項２６から３０いずれか１項記載の露光装置。
32. 前記空間光変調素子がＤＭＤであることを特徴とする請求項２４から３１いずれか１項記載の露光装置。

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