JP5036351B2

JP5036351B2 - パターン露光方法及び装置

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Publication number: JP5036351B2
Application number: JP2007056144A
Authority: JP
Inventors: 治彦宮本; 栄二鈴木; 敏味埜
Original assignee: Fujifilm Corp
Current assignee: Fujifilm Corp
Priority date: 2007-03-06
Filing date: 2007-03-06
Publication date: 2012-09-26
Anticipated expiration: 2027-03-06
Also published as: JP2008216799A

Description

本発明は、パターン露光方法及び装置、及びフォトマスクに関し、更に詳しくは、支持体の表裏面に形成された感光層に同時に露光を行なうパターン露光方法及び装置、及びフォトマスクに関する。

薄型で大画面の画像表示装置として、前側ガラス板と後側ガラス板との間での放電によって発光するプラズマディスプレイパネル（以下、ＰＤＰと略称する）が普及している。このＰＤＰの前面ガラス板では、斜め方向からの光の映り込みを防止してコントラストを向上させるルーバー機能が求められている。

ルーバーフイルムは、透明フイルムと、この透明フイルムの表裏面に設けられる複数の平行な直線状のルーバーラインからなり、この表裏面のルーバーラインは、表裏面に直交する方向から見たときに重なり合うように、すなわち表裏面で同位置に形成されている。表裏面のルーバーラインの位置がずれていると、ルーバーフイルムの透過性が低下してＰＤＰの画質が悪化するため、ずれが小さくなるように表裏面のルーバーラインを形成する必要がある。

支持体の表裏面にパターンを形成する方法として、黒色インキを印刷により形成する方法が提案されている(例えば、特許文献１参照）。この方法は片面のパターンを描画する際にアライメントマークを作成し、これを位置合せに使用して、裏面の同じ位置にパターンを作成する。また、ハロゲン化銀材料を利用した方法としては、支持体の両面に乳剤を塗布した感光材料において、両面からフォトマスクを介して露光する方法がある(例えば、特許文献２参照）。更に、印刷と写真法を組みあわせた方法がある。すなわち片側のパターンを印刷によるインキで形成した後、裏面に直接反転型ハロゲン化銀感光材料を塗布する。その後インキ画像側から露光、現像処理することにより支持体の反対側に、インキ画像と同位置に画像を形成する。
特開２００１−２３７５８８号公報特開平０５−２４９６２１号公報

しかし、従来のパターン形成方法では、支持体の表裏面のそれぞれに印刷、または印刷及び露光を行なう必要があるため、工数が多くかかりコストが高くなるという問題がある。また、表裏面のパターンを正確に位置合せすることが難しいという問題もある。

本発明は、上記課題を解決するために、支持体の表裏面に対し、簡単、ローコストに位置ズレの少ないパターンを露光することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明のパターン露光方法は、光透過性を有する支持体の表裏面に、第１波長帯の光に分光感度を有する第１感光層と、第２波長帯の光に分光感度を有する第２感光層がそれぞれ設けられた感光材料に、第１波長帯の光を透過させ、かつ第２波長帯の光を遮断する透過特性を有し、第２感光層に露光される第１パターンが形成された第１フィルタ層と、第２波長帯の光を透過させ、かつ第１波長帯の光を遮断する透過特性を有し、第１感光層に露光される第２パターンが形成された第２フィルタ層とを有するフォトマスクを介して、一方の面側から第１波長帯の光と第２波長帯の光を照射し、第１感光層及び第２感光層に第１パターン及び第２パターンを同時に露光するものである。これによれば、第１感光層及び第２感光層に同時に精度よく露光を行うことができる。

また、第１波長帯の第１レーザ光と、第２波長帯の第２レーザ光をフォトマスク上で走査してもよい。あるいは、第１波長帯の第１レーザ光と、第２波長帯の第２レーザ光を合波して合波レーザ光を生成し、この合波レーザ光をフォトマスク上で走査してもよい。これによれば、第１感光層及び第２感光層に対し、エッジまで鮮明に露光することができる。

また、第２フィルタ層から第１感光層までの距離をＤ、フォトマスクに対する第１レーザ光または合波レーザ光の入射角度をθとしたときに、第２パターンは、第１感光層に形成される潜像の形成予定位置に対し、第１レーザ光または合波レーザ光の走査方向に沿う方向でＤ／ｔａｎθだけずれた位置に形成するようにしたので、第１感光層に対する露光ずれを解消することができる。

また、第１感光層と第２感光層の距離をＴ、フォトマスクに対する第２レーザ光または合波レーザ光の入射角度をθとしたときに第１パターンは、第２パターンに対し、第２レーザ光または合波レーザ光の走査方向に沿う方向でＴ／ｔａｎθだけずれた位置に形成するようにしたので、第１感光層と第２感光層の間の露光ずれを解消することができる。これにより、レーザ走査による露光を用いても、支持体の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合う位置に露光することができる。

また、第１パターン及び第２パターンを第１レーザ光及び第２レーザ光、または合波レーザ光の走査方向に沿って配置される直線としたので、第１感光層及び第２感光層に形成される潜像は、支持体の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合うように形成することができる。

また、支持体が帯状に形成されてなる帯状感光材料を連続搬送し、帯状ワークの搬送速度に同期された露光周期及び露光時間でフォトマスクに光を照射させて、第１パターン及び第２パターンを搬送方向に周期的なパターンとして第１感光層及び第２感光層に露光させるようにしたので、効率よく露光を行うことができる。

また、第１の感光層と前２の感光層に、支持体の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合う複数の平行な直線状パターンを露光することで、ルーバー材料を作成することができる。

また、第１の感光層に格子状のパターンを露光し、第２の感光層に格子状のパターンの縦線または横線のいずれか一方に対し、支持体の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合う複数の平行な直線状パターンを露光して、ルーバー機能と電磁波シールド機能とを有するシート材料を作成することもできる。

また、本発明のパターン露光装置は、光透過性を有する支持体の表裏面に、第１波長帯の光に分光感度を有する第１感光層と、第２波長帯の光に分光感度を有する第２感光層がそれぞれ設けられた感光材料に対面して配置され、第１波長帯の光を透過させかつ第２波長帯の光を遮断する透過特性を有し第２感光層に露光される第１パターンが形成された第１フィルタ層と、第２波長帯の光を透過させかつ第１波長帯の光を遮断する透過特性を有し第１感光層に露光される第２パターンが形成された第２フィルタ層とを有するフォトマスクと、このフォトマスクを介して、第１波長帯の光と第２波長帯の光とを第１感光層と第２感光層とに照射する照明手段から構成したものである。これによれば、第１感光層及び第２感光層に同時に精度よく露光を行うことができる。

また、照明手段として、第１波長帯の第１レーザ光を出力する第１レーザ出力器と、第２波長帯の第２レーザ光を出力する第２レーザ出力器と、第レーザ光及び第２レーザ光をフォトマスク上で走査する走査機構から構成したものである。あるいは、第１レーザ光と第２レーザ光とを合波して合波レーザ光を生成し、この合波レーザ光を走査機構に入射するようにしたものである。これによれば、第１感光層及び第２感光層に対し、エッジまで鮮明に露光することができる。

また、第１パターン及び第２パターンを第１レーザ光及び第２レーザ、または光合波レーザ光の走査方向に沿って配置される直線としたので、第１感光層及び第２感光層に形成される潜像は、感光材料の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合うように形成することができる。

さらに、第１レーザ出力器及び第２レーザ出力器として、赤色〜近赤外及び青〜紫色のレーザ光を出力する半導体レーザ出力器を用いたものである。

また、支持体が帯状に形成されてなる帯状感光材料を連続搬送する搬送手段と、照明手段を制御して、帯状ワークの搬送速度に同期された露光周期及び露光時間でフォトマスクに光を照射させ、第１パターン及び第２パターンを搬送方向に周期的なパターンとして第１感光層及び第２感光層に露光させる制御手段とを設けたものである。これによれば、効率よくパターン露光を行うことができる。

本発明によれば、支持体の一方の面側から光を照射することにより、支持体の表裏面の第１感光層及び第２感光層に同時に露光を行うことができる。また、第１感光層と第２感光層の露光位置を高精度に合わせることができる。更に、複数回の露光、アライメント等を行う必要がないので、工数を削減してローコスト化を図ることができる。

図１及び図２に示すように、プラズマディスプレイパネル（ＰＤＰ）に前面に接合されてコントラスト向上に用いられるルーバーフイルム２は、帯状の透明フイルム３と、この透明フイルム３の第１面（表面）３ａと、第１面３ａの反対側の面である第２面（裏面）３ｂに透明フイルム３の長手方向に沿って形成される複数の平行な直線状のルーバーライン４，５から構成されている。このルーバーフイルム２は、ロール状に巻かれた状態でＰＤＰメーカに供給され、ＰＤＰのサイズに合せて切断される。

ルーバーライン４，５は、第１面３ａ及び第２面３ｂに堆積された銀によって構成され、第１面３ａ及び第２面３ｂに直交する方向から見たときに、重なり合う位置に形成されている。ルーバーライン４，５は、例えば、数μｍ〜数十μｍ程度の線を数百μｍ程度のピッチで平行に配列したもので、ルーバーフイルム２は、ＰＤＰの画質に影響を与えない透過性を備えている。

ルーバーライン４，５は、第１面３ａ及び第２面３ｂ上にハロゲン化銀塩感材によって形成された２つの感光層に直線状のパターンを同時に露光し、この２つの感光層を現像して、第１面３ａ及び第２面３ｂ上に露光パターンに合致する銀を残すことにより形成されている。

図３に示すように、ルーバーライン４，５のパターン露光に使用されるパターン露光装置１０は、前記透明フイルム３の第１面３ａ及び第２面３ｂ上にハロゲン化銀塩感材による感光層が形成された帯状ワーク１１を供給するワーク供給部１２と、第１面３ａ及び第２面３ｂの感光層にルーバーライン４，５のパターンを露光する露光部１３と、露光済みの帯状ワーク１１を巻き取るワーク巻取り部１４と、複数本の帯状ワーク１１を連続して処理する際に、先に処理を終えた帯状ワーク１１の後端と、後続の帯状ワーク１１の先端とが接合されるワーク接合部１５と、これらを統括的に制御する制御部１６とを備えている。

図４に示すように、帯状ワーク１１は、透明フイルム３と、この透明フイルム３の第１面３ａ及び第２面３ｂに形成される第１感光層１９及び第２感光層２０からなる。透明フイルム３は、例えば、厚さ１００μｍの透明なＰＥＴフイルムであり、１００〜１０００ｍの長さのものがロール状に巻かれてワーク供給部１２にセットされる。

帯状ワーク１１は、第１感光層１９が上方を向くようにワーク供給部１２にセットされ、引き出された先端部が複数のローラに掛けられて、ワーク巻取り部１４の巻取り用リール２４に係止される。そして、搬送手段である巻取り用リール２４と、露光ローラ２８及び複数の駆動ローラがモータ群２５によって巻取り方向に回転されることにより、帯状ワーク１１は、ワーク供給部１２からワーク巻取り部１４に向かうワーク搬送方向Ｆに沿って搬送される。

第１感光層１９には、第１波長帯の光に対する分光感度、例えば、６５０ｎｍの波長帯に中心感度を持ったハロゲン化銀塩感材が用いられている。また、第２感光層２０には、第２波長帯の光に対する分光感度、例えば３５０ｎｍの波長帯に中心感度を持ったハロゲン化銀塩感材が用いられている。感材分光感度特性については上記の設計に限ったものでなく、第１感光層１９と第２感光層２０との間の分光感度にある程度の差があればよい。また、ハロゲン化銀塩感材の露光量／濃度特性としてγの大きな感材を使用している。露光量に応じて濃度変化が緩やかに変化するのではなく、ある露光量以上になると一気に濃度が変化する、いわゆる硬調な感材である。

露光部１３は、例えば、露光ローラ２８と、この露光ローラ２８の上部にプロキシミティギャップを設けて配置されるフォトマスク２９と、フォトマスク２９に光を照射する照明手段である照明部３０と、フォトマスク２９と照明部３０との間に配置され、フォトマスク２９に対する照明範囲を規制するスリット３１ａが形成された遮光板３１から構成されている。

図５及び図６に示すように、フォトマスク２９は、帯状ワーク１１の幅方向の全域を覆う長さを有し、透明なソーダガラス等で形成されたマスク基板３４と、このマスク基板３４の帯状ワーク１１に対する面に形成される第１フィルタ層３５、第２フィルタ層３６から構成されている。なお、図５では、フォトマスク２９を表示するため、遮光板３１の記載を省略している。

第１フィルタ層３５は、第１感光層１９の分光感度に対応する第１波長帯の光を透過し、第２感光層２０の分光感度に対応する第２波長帯の光を遮断する透過特性を有している。図７に示すように、第１フィルタ層３５には、例えば、６００ｎｍ以上の赤色の波長帯以上の光を透過させるハイパスフィルタが用いられる。また、第２フィルタ層３６は、第２波長帯の光を透過し、第１波長帯の光を遮断する透過特性を有している。この第２フィルタ層３６には、例えば、４５０ｎｍ以下の青色の波長帯以下の光を透過させるローパスフィルタが用いられる。

第１フィルタ層３５は、例えば、マスク基板３４にスパッタ、または蒸着によって成膜され、フォトリソ及びエッチングにより、第２感光層２０に露光される第１パターン３９が形成される。また、第２フィルタ層３６は、第１フィルタ層３５の上にスパッタまたは蒸着によって成膜され、フォトリソ及びエッチングにより第１感光層１９に露光される第２パターン４０が形成される。なお、フィルタの製作方法はこの方法に限られず、エッチングが困難な材料に対しては、マスクをした上で成膜する方法を用いることができる。

第１パターン３９及び第２パターン４０は、各ルーバーライン４，５に相当する直線が、平行に複数本が配列されている。第１パターン３９及び第２パターン４０の線幅は、プロキシミティ露光によって生ずる線幅太りを見込んで、出来上がり寸法より細めの線幅としておくのが好ましい。また、パターンの角度やピッチ、線幅は限定されるものではないが、帯状ワーク１１の送り方向に周期的なパターンであることが必須である。

照明部３０は、例えば、第１レーザ光Ｓ１を出力する第１レーザ出力器４４と、第２レーザ光Ｓ２を出力する第２レーザ出力器４５と、第１レーザ光Ｓ１と第２レーザ光Ｓ２とを合波して合波レーザ光Ｓｇを生成するプリズム４６と、合波レーザ光Ｓｇをコリメートして平行光にするコリメートレンズ４７と、合波レーザ光Ｓｇを反射する反射ミラー４８と、走査機構であるポリゴンミラー４９と、このポリゴンミラー４９を回転させるモータ５０から構成されている。

第１レーザ出力器４４は、例えば、シングルモード半導体レーザ出力器、第２レーザ出力器４５は、例えば、３５５nmパルスレーザであり、第１感光層１９及び第２感光層２０の分光感度に合せて、６５０ｎｍの赤色の第１レーザ光Ｓ１と、３５５ｎｍの青色の第２レーザ光Ｓ２を出力する。プリズム４６は、第１レーザ光Ｓ１を透過し、第２レーザ光Ｓ２の光軸を９０°屈曲させて第１レーザ光Ｓ１に合波し、合波レーザ光Ｓｇを生成する。コリメートレンズ４７は、例えば、入力された合波レーザ光Ｓｇを直径数ｍｍの射影形状を有する平行光に変換する。ポリゴンミラー４９は、略円板形状の外周面に平板な反射面４９ａが複数設けられたもので、反射面４９ａに入射された合波レーザ光Ｓｇをフォトマスク２９に向けて反射し、その際にモータ５０によって矢印Ｅ方向に回転されることにより、合波レーザ光Ｓｇを矢印Ｇ方向に沿ってフォトマスク２９の幅方向上で走査させる。

図５に示すように、第１パターン３９及び第２パターン４０は、走査方向Ｇに直交する搬送方向Ｆに沿って設けられているため、合波レーザ光Ｓｇは第１パターン３９及び第２パターン４０対して斜め方向から入射し、第１感光層１９と第２感光層２０に対する露光位置がずれてしまう。

上記の露光ずれを防止するには、合波レーザ光Ｓｇの入射角度による露光位置のずれ分を見越して第１パターン３９及び第２パターン４０を形成すればよい。図８に示すように、第２フィルタ層３６から第１感光層１９までの距離をＤ、合波レーザ光Ｓｇの入射角度をθとしたときに、第２パターン４０は、第１感光層１９上に形成される潜像の予定形成位置Ｙに対して、合波レーザ光Ｓｇの走査方向に沿う方向でＤ／ｔａｎθだけずれた位置に形成する。同様に、第１感光層１９と第２感光層２０の距離をＴとしたときに、第１パターン３９は、第２パターン４０に対して、前記合波レーザ光Ｓｇの走査方向に沿う方向でＴ／ｔａｎθだけずれた位置に形成する。これにより、第１感光層１９に対する第２パターン４０の露光位置を補正し、かつ第２パターン４０と重なるように第２感光層２０に第１パターン３９を露光することができる。

次に、上記実施形態の作用について説明する。図９に示すように、パターン露光装置１０に帯状ワーク１１がセットされて動作が開始されると（Ｓ１）、モータ５０によりポリゴンミラー４９の回転が開始される（Ｓ２）。ポリゴンミラー４９の回転速度が、予め設定されている設定回転速度に達すると（Ｓ３）、モータ群２５が動作して帯状ワーク１１の搬送が開始される（Ｓ４）。帯状ワーク１１の搬送速度が、予め設定されている設定速度に達すると（Ｓ５）、第１レーザ出力器４４及び第２レーザ出力器４５がオンされる（Ｓ６）。

第１レーザ出力器４４及び第２レーザ出力器４５から照射された第１レーザ光Ｓ１及び第２レーザ光Ｓ２は、プリズム４６で合波される。合波レーザ光Ｓｇは、コリメータレンズ４７により平行光に変換され、ポリゴンミラー４９によってフォトマスク２９上を矢印Ｇ方向に走査される。

第１レーザ出力器４４及び第２レーザ出力器４５のオン／オフのタイミング、及びポリゴンミラー４９の回転速度が制御部１６によって制御され、帯状ワーク１１の搬送速度に同期した露光周期及び露光時間で合波レーザ光Ｓｇが走査されることにより、第１感光層１９及び第２感光層２０には、搬送方向に周期的なパターンとして、第２パターン４０及び第１パターン３９が露光される。

パターン露光装置１０内に設けられている光学センサによって、帯状ワーク１１の後端を表すマークが検出されると、そのエンド信号が制御部１６に入力され（Ｓ７）、帯状ワーク１１の搬送が停止される（Ｓ８）。そして、新たな帯状ワーク１１のロールがセットされ、その先端がワーク接合部１５によって古い帯状ワーク１１の後端に接合される（Ｓ９）。

露光が終了した帯状ワーク１１は、ハロゲン化銀塩感材が現像されて透明フイルム３の第１面３ａ及び第２面３ｂに銀でルーバーライン４，５が形成される。このように、指向性の強いレーザ光を用いて露光することにより、鮮明なエッジを有するルーバーライン４，５を形成することができる。

また、第２パターン４０を潜像の予定形成位置Ｙに対してＤ／ｔａｎθだけずらして形成し、第１パターン３９を第２パターン４０に対してＴ／ｔａｎθだけずらして形成したので、第１感光層１９に対する第２パターン４０の露光位置を補正し、かつ第２パターン４０と重なるように第２感光層２０に第１パターン３９を露光することができる。

上記実施形態では、第１パターン３９及び第２パターン４０の形成方向と、合波レーザ光Ｓｇの走査方向とが異なるため露光位置にずれが生じるが、第１パターン３９及び第２パターン４０が、合波レーザ光Ｓｇの走査方向に沿って直線状のパターンである場合には、露光位置にずれは生じないので、第１パターン３９と第２パターン４０の位置をずらして設ける必要はない。

上記実施形態のフォトマスク２９では、第１フィルタ層３５と第２フィルタ層３６を積層して形成したが、例えば図１０に示す露光部６０のように、フォトマスク２９の下面に対し、帯状ワーク１１の幅方向に沿って形成された第１フィルタ層６１及び第２フィルタ層６２をワーク搬送方向Ｆに沿って並べて配置してもよい。

上記フォトマスク２９の第１フィルタ層６１及び第２フィルタ層６２を用いて露光を行なう場合、例えば、第１レーザ出力器４４と第２レーザ出力器４５をワーク搬送方向で並列に配置し、第レーザ光Ｓ１及び第２レーザ光Ｓ２を並行にコリメータレンズ４７、反射ミラー４８、ポリゴンミラー４９に入射させ、このポリゴンミラー４９の回転により、第１フィルタ層６１及び第２フィルタ層６２に並列に照射させる。

露光部６０のように、並列に第１レーザ光Ｓ１及び第２レーザ光Ｓ２を走査する場合にも入射角度による露光位置のずれが発生するので、同様に露光位置のずれ分を見越して第１フィルタ層６１及び第２フィルタ層６２のパターンを形成すればよい。

図１１（Ａ）に示すように、第２フィルタ層６２から第１感光層１９までの距離をＤ、第１レーザ光Ｓ１の入射角度をθとしたときに、第２パターン６５は、第１感光層１９上に形成される潜像の予定形成位置Ｙに対して、第１レーザ光Ｓ１の走査方向に沿う方向でＤ／ｔａｎθだけずれた位置に形成する。また、同図（Ｂ）に示すように、第１感光層１９と第２感光層２０の距離をＴとしたときに、第１フィルタ層６１の第１パターン６６は、第２パターン６５に対して、第２レーザ光Ｓ２の走査方向に沿う方向でＴ／ｔａｎθだけずれた位置に形成する。これにより、第１感光層１９に対する第２パターン６５の露光位置を補正し、かつ第２パターン６５と重なるように第２感光層２０に第１パターン６６を露光することができる。

また、上記各実施形態では、透明フイルム３の第１面３ａと第２面３ｂのパターンが重なり合うように形成したが、図１２に示すように、第１パターン７０と第２パターン７１を全く違う形状にして露光を行なうこともできる。この場合にも合波レーザ光Ｓｇの入射角度による露光位置のずれ分を見越して、第１パターン７０及び第２パターン７１を形成すればよい。

また、第１感光層３５と第２感光層３６に異なるパターンを露光する場合には、図１３に示す露光部８０のように、照明部３０に平行光源８１を用いてもよい。この平行光源８１としては、例えば、プロキシミティ露光機に使用されている紫外域の水銀ランプやメタルハライドランプ等を凹面鏡とコリメートレンズを用いて平行光化したものを用い、第１波長帯及び第２波長帯の光、すなわち６００ｎｍ以上、及び４５０ｎｍ以下の波長帯の光が含まれるようにする。

また、平行光源８１は、所定発光強度になるまで時間がかかり、オフしてもすぐに暗くならないので、ワーク搬送速度に同期した露光周期及び露光時間でプロキシミティ露光を行なうことができない。そこで、平行光源８０と遮光板３１との間にシャッタ機構８４を配置するのが好ましい。このシャッタ機構８４としては、メカニカルシャッターや液晶シャッタ等を用いることができる。シャッタ機構８４は、制御部１６に制御されて帯状ワーク１１の搬送速度に同期された露光周期及び露光時間で開閉し、平行光源８１の光はフォトマスク２９に対して垂直に照射されるので、フォトマスク２９のパターンに対し、露光位置にずれは生じない。

上記各実施形態では、ルーバーフイルムのルーバーラインの露光を例に説明したが、ＰＤＰの電磁波シールドフイルムのパターン露光等、様々な製品のパターン露光に用いることができる。図１４に示すように、例えば、電磁波シールド及びルーバー機能を有する複合フイルムへの応用も可能である。この複合フイルム９０は、一方の面９０ａに所定のバイアス角を持った斜め線を組み合わせた格子状のパターンからなる電磁波シールドパターン９１を有し、他方の面９０ｂには、電磁波シールドパターン９１の一方の斜め線９１ａと重なる位置に設けられる複数の直線パターン９２が設けられる。電磁波シールドパターン９１は、メッキ等の追加工で導電性が付与されて電磁波シールド機能を得る。また、直線パターン９２は、斜め線８１ａとともにルーバー機能を発揮する。この場合、ルーバーラインがバイアス角を持った斜め線となるが、機能的に問題はない。

また、帯状ワークを連続搬送してプロキシミティ露光を行なうパターン露光装置を例に説明したが、本発明は、停止状態のワークにコンタクト露光、またはプロキシミティ露光を行なうパターン露光装置にも適用することができる。

上記実施形態において、合波光源の第１のレーザ波長及び第２のレーザ波長、マスクの透過波長帯、感光層１，２の感光波長の取り方はすべて逆の場合でも成り立つことはいうまでもない。

また、本発明は、フォトリソグラフィにも適用することができる。例えば、基板上に分光感度の異なるフォトレジストを積層し、各フォトレジストに対応する波長帯の光で異なる形状のパターンを露光すれば、図１５に示すように、１回の露光で基板１００上に２層〜多層の形状の異なるレジスト構造１０１，１０２を精度よく形成することができる。また、図１６の基板１０５に示すように、１層のレジスト構造に比べてアスペクト比の高いレジスト構造１０６，１０７を形成することができる。

本発明によって形成されるルーバーフイルムの平面図である。ルーバーフイルムの断面図である。パターン露光装置の構成示す概略図である。帯状ワークの構成を示す断面図である。合波レーザ光を用いる露光部の構成を示す斜視図である。フォトマスクの構成を示す断面図である。第１フィルタ層と第２フィルタ層の波長に対する透過率を示すグラフである。合波レーザ光による露光状態を示す断面図である。合波レーザ光による露光手順を示すフローチャートである。並列レーザ光を用いる露光部の構成を示す斜視図である。並列レーザ光による露光状態を示す断面図である。形状の異なる第１パターンと第２パターンを露光する状態を示す断面図である。平行光源を使用する露光部の構成を示す斜視図である。第１感光層と第２感光層に異なるパターンを露光する状態を示す断面図である。本発明により形成されるレジスト構造を示す断面図である。本発明により形成される高アスペクト比のレジスト構造を示す断面図である。

符号の説明

２ルーバーフイルム
３透明フイルム
４，５ルーバーライン
１０パターン露光装置
１１帯状ワーク
１３，６０，８０露光部
１６制御部
１９第１感光層
２０第２感光層
２８露光ローラ
２９フォトマスク
３０照明部
３５，６１第１フィルタ層
３６，６２第２フィルタ層
３９，６６，７０第１パターン
４０，６５，７１第２パターン
４４第１レーザ出力器
４５第２レーザ出力器
４６プリズム
４９ポリゴンミラー
８１平行光源
９０複合フイルム
９１電磁波シールドパターン
９２直線パターン

Claims

光透過性を有する支持体の表裏面に、第１波長帯の光に分光感度を有する第１感光層と、第２波長帯の光に分光感度を有する第２感光層がそれぞれ設けられた感光材料に、
前記第１波長帯の光を透過させ、かつ前記第２波長帯の光を遮断する透過特性を有し、前記第２感光層に露光される第１パターンが形成された第１フィルタ層と、前記第２波長帯の光を透過させ、かつ前記第１波長帯の光を遮断する透過特性を有し、前記第１感光層に露光される第２パターンが形成された第２フィルタ層とを有するフォトマスクを対面させ、
前記フォトマスクを介して一方の面側から、前記第１波長帯の第１レーザ光と前記第２波長帯の第２レーザ光とを走査し、あるいは前記第１レーザ光と前記第２レーザ光を合波した合波レーザ光を走査して、前記第１感光層及び前記第２感光層に前記第１パターン及び前記第２パターンを同時に露光するパターン露光方法であり、
前記第２フィルタ層から前記第１感光層までの距離をＤ、前記フォトマスクに対する前記第１レーザ光または前記合波レーザ光の入射角度をθとしたときに、前記第２パターンは、前記第１感光層に形成される潜像の形成予定位置に対し、前記第１レーザ光または前記合波レーザ光の走査方向に沿う方向でＤ／ｔａｎθだけずれた位置に形成されることを特徴とするパターン露光方法。
前記第１感光層と第２感光層の距離をＴ、前記フォトマスクに対する前記第２レーザ光または合波レーザ光の入射角度をθとしたときに前記第１パターンは、前記第２パターンに対し、前記第２レーザ光または前記合波レーザ光の走査方向に沿う方向でＴ／ｔａｎθだけずれた位置に形成されることを特徴とする請求項１記載のパターン露光方法。
前記第１感光層及び前記第２感光層に形成される潜像は、前記支持体の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合うことを特徴とする請求項２記載のパターン露光方法。
前記第１パターン及び第２パターンは、前記第１レーザ光及び第２レーザ光、または前記合波レーザ光の走査方向に沿って配置される直線であり、前記第１感光層及び前記第２感光層に形成される潜像は、前記支持体の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合うことを特徴とする請求項１記載のパターン露光方法。
前記支持体が帯状に形成されてなる帯状感光材料を連続搬送し、
前記帯状ワークの搬送速度に同期された露光周期及び露光時間で前記フォトマスクに光を照射させて、前記第１パターン及び前記第２パターンを搬送方向に周期的なパターンとして前記第１感光層及び第２感光層に露光させることを特徴とする請求項１〜４いずれか記載のパターン露光方法。
前記第１の感光層と前記第２の感光層に、前記支持体の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合う複数の平行な直線状パターンを露光して、ルーバー材料の作成に用いることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のパターン露光方法。
前記第１の感光層に格子状のパターンを露光し、前記第２の感光層に、前記格子状のパターンの縦線または横線のいずれか一方に対し、前記支持体の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合う複数の平行な直線状パターンを露光して、ルーバー機能と電磁波シールド機能とを有するシート材料の作成に用いることを特徴とする請求項１〜５いずれか記載のパターン露光方法。
光透過性を有する支持体の表裏面に、第１波長帯の光に分光感度を有する第１感光層と、第２波長帯の光に分光感度を有する第２感光層がそれぞれ設けられた感光材料に対面して配置され、前記第１波長帯の光を透過させかつ前記第２波長帯の光を遮断する透過特性を有し前記第２感光層に露光される第１パターンが形成された第１フィルタ層と、前記第２波長帯の光を透過させかつ前記第１波長帯の光を遮断する透過特性を有し前記第１感光層に露光される第２パターンが形成された第２フィルタ層とを有するフォトマスクと、
前記第１波長帯の第１レーザ光を出力する第１レーザ出力器と、前記第２波長帯の第２レーザ光を出力する第２レーザ出力器とを有し、前記第１レーザ光及び第２レーザ光、あるいは前記第１レーザ光と前記第２レーザ光とを合波した合波レーザ光を走査機構によって前記フォトマスク上で走査する照明手段とを備えており、
前記第２フィルタ層から前記第１感光層までの距離をＤ、前記フォトマスクに対する前記第１レーザ光または前記合波レーザ光の入射角度をθとしたときに、前記第２パターンは、前記第１感光層に形成される潜像の形成予定位置に対し、前記第１レーザ光または前記合波レーザ光の走査方向に沿う方向でＤ／ｔａｎθだけずれた位置に形成されることを特徴とするパターン露光装置。
前記第１感光層と第２感光層の距離をＴ、前記フォトマスクに対する前記第２レーザ光または前記合波レーザ光の入射角度をθとしたときに前記第１パターンは、前記第２パターンに対し、前記第２レーザ光または前記合波レーザ光の走査方向に沿う方向でＴ／ｔａｎθだけずれた位置に形成されることを特徴とする請求項８記載のパターン露光装置。
前記第１感光層及び前記第２感光層に形成される潜像は、前記感光材料の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合うことを特徴とする請求項９記載のパターン露光装置。
前記第１パターン及び第２パターンは、前記第１レーザ光及び第２レーザ光、または前記合波レーザ光の走査方向に沿って配置される直線であり、前記第１感光層及び前記第２感光層に形成される潜像は、前記感光材料の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合うことを特徴とする請求項８記載のパターン露光装置。
前記第１レーザ出力器及び第２レーザ出力器は、赤色〜近赤外及び青〜紫色のレーザ光を出力するレーザ出力器であることを特徴とする請求項８〜１１いずれか記載のパターン露光装置。
前記支持体が帯状に形成されてなる帯状感光材料を連続搬送する搬送手段と、
前記照明手段を制御して、前記帯状ワークの搬送速度に同期された露光周期及び露光時間で前記フォトマスクに光を照射させ、前記第１パターン及び前記第２パターンを搬送方向に周期的なパターンとして前記第１感光層及び第２感光層に露光させる制御手段とを備えることを特徴とする請求項８〜１２いずれか記載のパターン露光装置。
前記第１の感光層と前記第２の感光層に、前記支持体の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合う複数の平行な直線状パターンを露光して、ルーバー材料の作成に用いることを特徴とする請求項８〜１３いずれか記載のパターン露光装置。
前記第１の感光層に格子状のパターンを露光し、前記第２の感光層に、前記格子状のパターンの縦線または横線のいずれか一方に対し、前記支持体の表裏面に直交する方向から見たときに重なり合う複数の平行な直線状パターンを露光して、ルーバー機能と電磁波シールド機能とを有するシート材料の作成に用いることを特徴とする請求項８〜１３いずれか記載のパターン露光装置。