JP5495135B2 - 凸状パターン形成方法、露光装置及びフォトマスク - Google Patents

凸状パターン形成方法、露光装置及びフォトマスク Download PDF

Info

Publication number
JP5495135B2
JP5495135B2 JP2010542919A JP2010542919A JP5495135B2 JP 5495135 B2 JP5495135 B2 JP 5495135B2 JP 2010542919 A JP2010542919 A JP 2010542919A JP 2010542919 A JP2010542919 A JP 2010542919A JP 5495135 B2 JP5495135 B2 JP 5495135B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
light
shielding
convex pattern
pattern forming
substrate
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2010542919A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2010070988A1 (ja
Inventor
康一 梶山
通伸 水村
和重 橋本
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
V Technology Co Ltd
Original Assignee
V Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by V Technology Co Ltd filed Critical V Technology Co Ltd
Priority to JP2010542919A priority Critical patent/JP5495135B2/ja
Publication of JPWO2010070988A1 publication Critical patent/JPWO2010070988A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP5495135B2 publication Critical patent/JP5495135B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01L—SEMICONDUCTOR DEVICES NOT COVERED BY CLASS H10
    • H01L21/00—Processes or apparatus adapted for the manufacture or treatment of semiconductor or solid state devices or of parts thereof
    • H01L21/02—Manufacture or treatment of semiconductor devices or of parts thereof
    • H01L21/027—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34
    • H01L21/0271—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers
    • H01L21/0273—Making masks on semiconductor bodies for further photolithographic processing not provided for in group H01L21/18 or H01L21/34 comprising organic layers characterised by the treatment of photoresist layers
    • H01L21/0274—Photolithographic processes
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1335—Structural association of cells with optical devices, e.g. polarisers or reflectors
    • G02F1/133509—Filters, e.g. light shielding masks
    • G02F1/133514—Colour filters
    • G02F1/133516—Methods for their manufacture, e.g. printing, electro-deposition or photolithography
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13394—Gaskets; Spacers; Sealing of cells spacers regularly patterned on the cell subtrate, e.g. walls, pillars
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02F—OPTICAL DEVICES OR ARRANGEMENTS FOR THE CONTROL OF LIGHT BY MODIFICATION OF THE OPTICAL PROPERTIES OF THE MEDIA OF THE ELEMENTS INVOLVED THEREIN; NON-LINEAR OPTICS; FREQUENCY-CHANGING OF LIGHT; OPTICAL LOGIC ELEMENTS; OPTICAL ANALOGUE/DIGITAL CONVERTERS
    • G02F1/00—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics
    • G02F1/01—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour 
    • G02F1/13—Devices or arrangements for the control of the intensity, colour, phase, polarisation or direction of light arriving from an independent light source, e.g. switching, gating or modulating; Non-linear optics for the control of the intensity, phase, polarisation or colour  based on liquid crystals, e.g. single liquid crystal display cells
    • G02F1/133—Constructional arrangements; Operation of liquid crystal cells; Circuit arrangements
    • G02F1/1333—Constructional arrangements; Manufacturing methods
    • G02F1/1339—Gaskets; Spacers; Sealing of cells
    • G02F1/13396—Spacers having different sizes
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F1/00—Originals for photomechanical production of textured or patterned surfaces, e.g., masks, photo-masks, reticles; Mask blanks or pellicles therefor; Containers specially adapted therefor; Preparation thereof
    • G03F1/62—Pellicles, e.g. pellicle assemblies, e.g. having membrane on support frame; Preparation thereof
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/20—Exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/2022—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure
    • G03F7/203—Multi-step exposure, e.g. hybrid; backside exposure; blanket exposure, e.g. for image reversal; edge exposure, e.g. for edge bead removal; corrective exposure comprising an imagewise exposure to electromagnetic radiation or corpuscular radiation
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/26—Processing photosensitive materials; Apparatus therefor
    • G—PHYSICS
    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/70—Microphotolithographic exposure; Apparatus therefor
    • G03F7/70216—Mask projection systems
    • G03F7/70283—Mask effects on the imaging process

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Crystallography & Structural Chemistry (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Condensed Matter Physics & Semiconductors (AREA)
  • Computer Hardware Design (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)
  • Liquid Crystal (AREA)

Description

本発明は、ポジ型の感光材を塗布した基板を搬送しながら、基板に照射される露光光の照射タイミングを制御して感光材を露光し、基板上に高さの異なる複数種の凸状パターンを形成する凸状パターン形成方法に関し、詳しくは、突起の頂部を略半球面状に形成可能とした凸状パターン形成方法、露光装置及びフォトマスクに係るものである。
従来のこの種の凸状パターン形成方法は、例えば液晶表示装置のカラーフィルタ基板の柱状スペーサの形成に使用されており、ＲＧＢのカラーフィルタ上に感光性の透明アクリル樹脂等を塗布し、これを露光及び現像して柱状スペーサを形成するようになっている。この場合、高さの異なる柱状スペーサは、ＲＧＢのカラーフィルタの膜厚を変えて形成している（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−８４２８９号公報
しかし、このような従来の凸状パターン形成方法においては、ＲＧＢのカラーフィルタの膜厚を変えて各カラーフィルタ上に形成される柱状スペーサの高さを異ならせるようにするものであったので、ＲＧＢのカラーフィルタの膜厚管理が煩雑となるという問題がある。
また、上記柱状スペーサを露光形成する場合、一般には、柱状スペーサの横断面形状と略等しい形状のマスクパターンを備えたフォトマスクを使用して感光材を露光しているため、柱状スペーサの上端面は通常平坦面となる。したがって、カラーフィルタ基板上に形成された高さの高い複数の柱状スペーサの上端面が面一になっていない場合には、カラーフィルタ基板にＴＦＴ基板を突き合わせて液晶表示用基板を形成する際に、高さの最も高い柱状スペーサによってセルギャップが規制されて所定のセルギャップが得られないことがある。この場合、カラーフィルタ基板をＴＦＴ基板側に押し付ける押圧力を強くすればよいが、例えば２ｍ以上の大面積の基板が使用されるときには、上記押圧力は極めて大きいものとなり、液晶表示用基板の形成装置に大きな負担を掛けるおそれがある。
そこで、本発明は、このような問題点に対処し、高さの異なる複数種の凸状パターンの頂部を略半球面状に形成可能とした凸状パターン形成方法、露光装置及びフォトマスクを提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、本発明による凸状パターン形成方法は、ポジ型の感光材を塗布した基板にフォトマスクを介して露光光を照射して前記感光材を露光し、前記基板上に高さの異なる複数種の凸状パターンを形成する凸状パターン形成方法であって、前記基板を一定速度で一方向に搬送しながら、少なくとも、前記基板上の前記複数種の凸状パターン形成部に対応して前記フォトマスクに形成された複数の第１の遮光パターンのうち、前記基板の搬送方向に並んだ複数の前記第１の遮光パターンにより前記凸状パターン形成部上の第１の遮光部を順次遮光して、該第１の遮光部の外側領域を所定回数だけ多重露光する段階と、前記複数種の凸状パターン形成部のうち、所定の凸状パターン形成部の中央部に対応して前記フォトマスクに形成された第２の遮光パターンにより前記所定の凸状パターン形成部上の所定面積の第２の遮光部を遮光して、該第２の遮光部の外側領域を所定深さだけ露光すると共に、前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部に対応して前記フォトマスクに形成された開口パターンを介して露光光を照射し、前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部を所定深さだけ露光する段階と、前記所定の凸状パターン形成部の中央部にて、前記フォトマスクに形成された第３の遮光パターンにより前記第２の遮光部よりも面積の広い第３の遮光部を遮光して、該第３の遮光部の外側領域を露光すると共に、前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部の中央部にて、前記フォトマスクに形成された第４の遮光パターンにより遮光された所定面積の第４の遮光部の外側領域を露光する段階と、前記基板の感光材を現像処理する段階と、を実行するものである。
このような構成により、基板を一定速度でフォトマスクの下側を搬送しながら、少なくとも、基板上の高さの異なる複数種の凸状パターン形成部に対応してフォトマスクに形成された複数の第１の遮光パターンのうち、前記基板の搬送方向に並んだ複数の上記第１の遮光パターンにより上記凸状パターン形成部上の第１の遮光部を順次遮光して、該第１の遮光部の外側領域を所定回数だけ多重露光し、上記複数種の凸状パターン形成部のうち、所定の凸状パターン形成部の中央部に対応してフォトマスクに形成された第２の遮光パターンにより遮光された上記所定の凸状パターン形成部上の所定面積の第２の遮光部を遮光して、該第２の遮光部の外側領域を所定深さだけ露光すると共に、上記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部に対応して上記フォトマスクに形成された開口パターンを介して露光光を照射し、上記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部を所定深さだけ露光し、さらに、上記所定の凸状パターン形成部の中央部にて、上記フォトマスクに形成された第３の遮光パターンにより上記第２の遮光部よりも面積の広い第３の遮光部を遮光して、該第３の遮光部の外側領域を露光すると共に、上記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部の中央部にて、上記フォトマスクに形成された第４の遮光パターンにより遮光された所定面積の第４の遮光部の外側領域を露光し、その後、基板の感光材を現像処理して基板上に高さの異なる複数種の凸状パターンを形成する。
また、本発明による露光装置は、ポジ型の感光材を塗布した基板を搬送しながら、制御手段によりフォトマスクを介して前記基板に照射される露光光の照射タイミングを制御して前記感光材を露光し、前記基板上に高さの異なる複数種の凸状パターンを露光する露光装置であって、前記制御手段は、前記基板が前記フォトマスクの下側を通過するとき、少なくとも、前記基板上の複数種の凸状パターン形成部に対応して前記フォトマスクに形成された複数の第１の遮光パターンのうち、前記基板の搬送方向に並んだ複数の前記第１の遮光パターンにより前記凸状パターン形成部上の第１の遮光部を順次遮光して、該第１の遮光部の外側領域を所定回数だけ多重露光させ、前記複数種の凸状パターン形成部のうち、所定の凸状パターン形成部の中央部に対応して前記フォトマスクに形成された第２の遮光パターンにより前記所定の凸状パターン形成部上の所定面積の第２の遮光部を遮光して、該第２の遮光部の外側領域を所定深さだけ露光すると共に、前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部に対応して前記フォトマスクに形成された開口パターンを介して前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部を所定深さだけ露光させ、前記所定の凸状パターン形成部の中央部にて、前記フォトマスクに形成された第３の遮光パターンにより前記第２の遮光部よりも面積の広い第３の遮光部を遮光して、該第３の遮光部の外側領域を露光すると共に、前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部の中央部にて、前記フォトマスクに形成された第４の遮光パターンにより遮光された所定面積の第４の遮光部の外側領域を露光させる、ように前記露光光の照射タイミングを制御するものである。
このような構成により、制御手段で基板がフォトマスクの下側を通過するとき、少なくとも、基板上の高さの異なる複数種の凸状パターン形成部に対応してフォトマスクに形成された複数の第１の遮光パターンのうち、上記基板の搬送方向に並んだ複数の上記第１の遮光パターンにより上記凸状パターン形成部上の第１の遮光部を順次遮光して、該第１の遮光部の外側領域を所定回数だけ多重露光させ、上記複数種の凸状パターン形成部のうち、所定の凸状パターン形成部の中央部に対応してフォトマスクに形成された第２の遮光パターンにより上記所定の凸状パターン形成部上の所定面積の第２の遮光部を遮光して、該第２の遮光部の外側領域を所定深さだけ露光すると共に、上記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部に対応して上記フォトマスクに形成された開口パターンを介して上記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部を所定深さだけ露光させ、上記所定の凸状パターン形成部の中央部にて、上記フォトマスクに形成された第３の遮光パターンにより上記第２の遮光部よりも面積の広い第３の遮光部を遮光して、該第３の遮光部の外側領域を露光すると共に、上記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部の中央部にて、上記フォトマスクに形成された第４の遮光パターンにより遮光された所定面積の第４の遮光部の外側領域を露光させるように露光光の照射タイミングを制御し、基板上に高さの異なる複数種の凸状パターンを露光する。
さらに、本発明によるフォトマスクは、ポジ型の感光材を塗布した基板を搬送しながら、前記基板に照射される露光光の照射タイミングを制御して前記感光材を露光し、前記基板上に高さの異なる複数種の凸状パターンを形成する露光装置に使用するフォトマスクであって、少なくとも、前記基板上の複数種の凸状パターン形成部に対応した間隔で前記凸状パターンの横断面積に等しい面積の第１の遮光パターンを有する第１のマスクパターン群と、前記複数種の凸状パターン形成部に対応した間隔で形成され、前記複数種の凸状パターン形成部のうち、所定の凸状パターン形成部の中央部に対応して所定面積の第２の遮光パターン、及び前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部に対応する開口パターンを有する第２のマスクパターン群と、前記複数種の凸状パターン形成部に対応した間隔で形成され、前記複数種の凸状パターン形成部のうち、前記所定の凸状パターン形成部の中央部に対応し前記第２の遮光パターンよりも面積の広い第３の遮光パターン、及び前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部に対応する所定面積の第４の遮光パターンを有する第３のマスクパターン群と、を前記基板の搬送方向に所定の間隔で透明基板に形成したものである。
このような構成により、ポジ型の感光材を塗布した基板を搬送しながら、第１のマスクパターン群の第１の遮光パターンで基板上の高さの異なる複数種の凸状パターン形成部を遮光してその外側領域を露光し、上記複数種の凸状パターン形成部のうち、所定の凸状パターン形成部の中央部に対応して形成された第２のマスクパターン群の所定面積の第２の遮光パターンで上記複数種の凸状パターン形成部のうち所定の凸状パターン形成部を遮光してその外側領域を所定深さだけ露光し、第２のマスクパターン群の開口パターンで上記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部を所定深さだけ露光し、上記複数種の凸状パターン形成部のうち、上記所定の凸状パターン形成部の中央部に対応して形成された第３のマスクパターン群の上記第２の遮光パターンよりも面積の広い第３の遮光パターンで上記所定の凸状パターン形成部の中央部を遮光してその外側領域を露光すると共に、上記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部の中央部に対応して形成された第３のマスクパターン群の第４の遮光パターンで上記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部の中央部を遮光してその外側領域を露光する。
また、前記第１のマスクパターン群を前記透明基板の一面に形成し、前記第２及び第３のマスクパターン群を前記透明基板の他面に形成すると共に、前記透明基板の一面側にて前記第１のマスクパターン群を形成した面よりも前記透明基板の他面側に所定距離だけ後退した位置に、前記第２のマスクパターン群の前記第２の遮光パターン、前記第３のマスクパターン群の前記第３の遮光パターン及び前記開口パターンに夫々対応してマイクロレンズを形成したものである。これにより、透明基板の一面に第１のマスクパターン群を形成し、透明基板の他面に第２及び第３のマスクパターン群を形成し、透明基板の一面側にて第１のマスクパターン群を形成した面よりも透明基板の他面側に所定距離だけ後退した位置に、第２のマスクパターン群の第２の遮光パターン、上記第３のマスクパターン群の第３の遮光パターン及び開口パターンに夫々対応してマイクロレンズを形成し、基板上に高さの異なる複数種の凸状パターンの形成を可能にする。
さらに、一面に前記第１のマスクパターン群を形成した透明基板と、一面に前記第２及び第３のマスクパターン群を形成し、他面に前記マイクロレンズを形成した別の透明基板とを、それらの他面同士を突き合わせて接合したものである。これにより、一面に第１のマスクパターン群を形成した透明基板と、一面に第２及び第３のマスクパターン群を形成し、他面にマイクロレンズを形成した別の透明基板とを、それらの他面同士を突き合わせて接合し、マイクロレンズを透明基板の一面側にて第１のマスクパターン群を形成した面よりも透明基板の他面側に所定距離だけ後退させる。
さらにまた、一面に前記第１のマスクパターン群を形成した透明基板と、該透明基板よりも厚みが薄く、一面に前記第２及び第３のマスクパターン群を形成し、他面に前記マイクロレンズを形成した別の透明基板とを、それらの端面同士を突き合わせて接合したものである。これにより、一面に第１のマスクパターン群を形成した透明基板と、該透明基板よりも厚みが薄く、一面に第２及び第３のマスクパターン群を形成し、他面にマイクロレンズを形成した別の透明基板とを、それらの端面同士を突き合わせて接合し、マイクロレンズを透明基板の一面側にて第１のマスクパターン群を形成した面よりも透明基板の他面側に所定距離だけ後退させる。
そして、前記マイクロレンズの周りを遮光膜で遮光したものである。これにより、遮光膜でマイクロレンズの周りを遮光する。
請求項１，２，３に係る発明によれば、凸状パターンの頂部を略半球面状に形成することができる。したがって、例えば、液晶表示用基板のセルギャップを規制する柱状スペーサの形成に使用した場合、柱状スペーサの頂部が略半球面状であるため柱状スペーサとその上に配置される基板との接触は点接触となり、高さの異なる複数の柱状スペーサのうち高さの高い複数の柱状スペーサの高さがばらついているときにも、高さの最も高い柱状スペーサの略半球面状の頂部が従来よりも小さな押圧力で容易につぶれ、大面積の液晶表示用基板の全面に亘って均一なセルギャップを形成することができる。これにより、液晶表示用基板の形成装置の負担を軽減することができる。
また、請求項４に係る発明によれば、マイクロレンズにより基板に照射される露光光の照射エネルギーを高めることができる。したがって、基板の搬送速度を速くすることができ、露光工程のタクトを短縮することができる。
さらに、請求項５又は６に係る発明によれば、透明基板の一面側にて第１のマスクパターン群を形成した面よりも透明基板の他面側に所定距離だけ後退した位置にマイクロレンズを容易に形成することができる。したがって、フォトマスクと感光材を塗布した基板との距離を変えることなく、第１のマスクパターン群のマスクパターンを近接露光し、第２のマスクパターン群のマスクパターンをマイクロレンズにより縮小露光することができる。
そして、請求項７に係る発明によれば、感光材がマイクロレンズの周りから漏れる露光光により露光されるのを防止することができる。したがって、凸状パターンの形成精度を向上することができる。
本発明による露光装置の実施形態を示す概要図である。 上記露光装置に使用するカラーフィルタ基板の一構成例を示す平面図である。 上記カラーフィルタ基板の搬送方向に平行な断面で示す要部拡大断面図である。 本発明の露光装置に使用するフォトマスクの一構成例を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は右側面図、（ｃ）は底面図である。 図４のＯ−Ｏ線断面図であり、（ａ）は第１のマスクパターン群の要部拡大断面図、（ｂ）は第２のマスクパターン群の要部拡大断面図、（ｃ）は第３のマスクパターン群の要部拡大断面図、（ｄ）は第４のマスクパターン群の要部拡大断面図である。 上記フォトマスクの要部拡大平面図であり、（ａ）は第１のマスクパターン群を示し、（ｂ）は第２のマスクパターン群を示す、（ｃ）は第３のマスクパターン群を示し、（ｄ）は第４のマスクパターン群を示す。 上記露光装置の制御手段を示すブロック図である。 本発明の柱状スペーサ形成方法を示すフローチャートである。 上記第１のマスクパターン群による柱状スペーサ形成部の外側領域に対する多重露光を示す説明図である。 上記第２〜第４のマスクパターンによる柱状スペーサ形成部に対する階段状の多重露光を示す説明図である。 本発明の柱状スペーサ形成方法により形成される高さの異なる柱状スペーサを示す要部拡大断面図である。
以下、本発明の実施形態を添付図面に基づいて詳細に説明する。図１は本発明による露光装置の実施形態の概略構成を示す概要図である。この露光装置は、ポジ型の感光材を塗布した基板を搬送しながら、基板に照射される露光光の照射タイミングを制御して感光材を露光し、基板上に高さの異なる複数種の凸状パターンを形成するもので、搬送手段１と、マスクステージ２と、フォトマスク３と、露光光学系４と、撮像手段５と、照明手段６と、制御手段７とを備えて構成されている。以下、ポジ型の感光材を塗布した基板がカラーフィルタ基板８である場合について説明する。
上記カラーフィルタ基板８は、図２に示すように透明なガラス基板上に、複数のピクセル９をマトリクス状に有するブラックマトリクス１０と、図３に示すように各ピクセル９に対応して交互に形成されたＲＧＢのカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂと、ブラックマトリクス１０及びカラーフィルタ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂの上面を覆って設けられた平坦化膜１２とを備えたもので、上面を覆ってポジ型の感光材１３が塗布されている。そして、ブラックマトリクス１０上の所定位置、例えば、各ピクセル９の四つの隅角部に対応した位置（図２参照）に高さの異なる２種類の凸状パターンとしての柱状スペーサが形成されるようになっている。なお、上記ピクセル９の矢印Ａで示す搬送方向に沿った配列ピッチをｗで示す。また、図３において、符号１４は、透明なガラス基板である。
上記搬送手段１は、ステージ１５の上面にカラーフィルタ基板８を載置して所定速度で一方向（矢印Ａ方向）に搬送するものであり、例えばモータとギア等を組み合わせて構成した移動機構によりステージ１５を移動するようになっている。また、搬送手段１には、ステージ１５の移動速度を検出するための速度センサーやステージ１５の移動距離を計測するための位置センサー（図示省略）が設けられている。
上記搬送手段１の上方には、マスクステージ２が設けられている。このマスクステージ２は、搬送手段１に載置されて搬送されるカラーフィルタ基板８に近接対向して後述のフォトマスク３を保持するものであり、フォトマスク３のマスクパターンの形成領域及び覗き窓３３を含む領域（図４参照）に対応して中央部を開口し、フォトマスク３の周縁部を位置決めして保持できるようになっている。そして、ステージ１５の面に平行な面内にてカラーフィルタ基板８の矢印Ａで示す搬送方向に略直交する方向に後述の撮像手段５と一体的に移動可能に形成されている。また、必要に応じてマスクステージ２の中心を軸として所定の角度範囲内で回動可能に形成されてもよい。
上記マスクステージ２には、フォトマスク３が着脱可能に保持されている。このフォトマスク３は、図４に示すように、透明基板としての例えば石英基板の一面にカラーフィルタ基板８上の高さの異なる２種類の柱状スペーサ形成部に対応した間隔で柱状スペーサの横断面積に略等しい面積の第１の遮光パターン２０（図５（ａ）及び図６（ａ）参照）を有する第１のマスクパターン群１６と、２種類の柱状スペーサ形成部に対応した間隔で形成され２種類の柱状スペーサ形成部のうち高さの高い柱状スペーサ形成部に対応する所定面積の第２の遮光パターン２２及び高さの低い柱状スペーサ形成部に対応する開口パターン２３（図５（ｂ）及び図６（ｂ）参照）を有する第２のマスクパターン群１７と、２種類の柱状スペーサ形成部に対応した間隔で形成され２種類の柱状スペーサ形成部のうち高さの高い柱状スペーサ形成部に対応し第２の遮光パターン２２よりも面積の広い第３の遮光パターン２４及び高さの低い柱状スペーサ形成部に対応する所定面積の第４の遮光パターン２５（図５（ｃ）及び図６（ｃ）参照）を有する第３のマスクパターン群１８と、２種類の柱状スペーサ形成部に対応した間隔で形成され２種類の柱状スペーサ形成部のうち高さの高い柱状スペーサ形成部に対応し第３の遮光パターン２４よりも面積の広い第５の遮光パターン２６及び高さの低い柱状スペーサ形成部に対応し第４の遮光パターン２５よりも面積の広い第６の遮光パターン２７（図５（ｄ）及び図６（ｄ）参照）を有する第４のマスクパターン群１９と、を所定の配列ピッチで形成したものである。
具体的には、第１のマスクパターン群１６は、カラーフィルタ基板８の搬送方向（矢印Ａ方向）と略直交する方向に複数の第１の遮光パターン２０を並べた３組の遮光パターン列２１ａ，２１ｂ，２１ｃを配列ピッチＷ（例えば、Ｗ＝２ｗ）で並列に有し、第２のマスクパターン群１７は、矢印Ａ方向と略直交する方向に複数の第２の遮光パターン２２及び開口パターン２３を並べた１組の遮光パターン列２１ｄを有し、第３のマスクパターン群１８は、矢印Ａ方向と略直交する方向に複数の第３及び第４の遮光パターン２４，２５を並べた１組の遮光パターン列２１ｅを有し、第４のマスクパターン群１９は、矢印Ａ方向と略直交する方向に複数の第５及び第６の遮光パターン２６，２７を並べた１組の遮光パターン列２１ｆを有している。第２のマスクパターン群１７は、第１のマスクパターン群１６のいずれかの遮光パターン列２１ａ〜２１ｃ（図４においては、遮光パターン列２１ａ）から距離ｎＷ（ｎは正の整数）だけ離れて設けられている。また、第２〜第４のマスクパターン群１７〜１９は、互いに距離ｍＷ（ｍはｎよりも小さい正の整数）だけ離れて設けられている。なお、図４において、第２〜第６の遮光パターン２４〜２７は、図面が煩雑となるため、白抜きで示されている。
本実施形態において、フォトマスク３は、第１のマスクパターン群１６を石英基板の一面に形成し、第２〜第４のマスクパターン群１７〜１９を石英基板の他面に形成すると共に、石英基板の一面側にて第１のマスクパターン群１６を形成した面よりも石英基板の他面側に向かって距離Ｄ（図４（ｂ）参照）だけ後退した位置に、第２〜第４のマスクパターン群１２７〜１９の第２〜第６の遮光パターン２２〜２７及び開口パターン２３に夫々対応してマイクロレンズ２８を形成したものである。
このようなフォトマスク３は、図４（ｂ）に示すように、一面２９ａに設けられたクロム（Ｃｒ）の遮光膜３２に第１のマスクパターン群１６を形成した第１の石英基板２９と、一面３０ａに設けられたクロム（Ｃｒ）の遮光膜３２に第２〜第４のマスクパターン群１７〜１９を形成し、他面３０ｂにマイクロレンズ２８を形成した第２の石英基板３０とを、それらの他面２９ｂ，３０ｂ同士を突き合わせて透明な接着剤で接合することにより形成することができる。
又は、フォトマスク３は、一面に第１のマスクパターン群１６を形成した石英基板と、該石英基板よりも厚みが薄く、一面に第２〜第４のマスクパターン群１７〜１９を形成し、他面にマイクロレンズ２８を形成した別の石英基板とを、それらの端面同士を突き合わせて接合することにより形成してもよい。
また、これらの場合、図４（ｃ）及び図５に示すようにマイクロレンズ２８の周りをクロム（Ｃｒ）の遮光膜３２で遮光するとよい。
さらに、フォトマスク３は、第１のマスクパターン群１６の側方に該第１のマスクパターン群１６を構成する３組の遮光パターン列２１ａ〜２１ｃのうち矢印Ａで示す搬送方向手前側の１組の遮光パターン列２１ａ（以下、「１組目の遮光パターン列」という）から距離Ｌだけ離れて該１組目の遮光パターン列２１ａの長手中心軸に平行な長手中心軸を有する矩形状の開口部を形成している。この開口部は、後述の撮像手段５によりカラーフィルタ基板８表面の観察を可能にする覗き窓３３となるものである。そして、この覗き窓３３内には、その長手中心軸上に図示省略のＮ字状のスリット（以下、「Ｎ形スリット」という）が形成されている。このＮ形スリットは、カラーフィルタ基板８のピクセル９の縁部にて搬送方向（矢印Ａ方向）に略直交する縁部の検出、及びフォトマスク３とカラーフィルタ基板８とのアライメントに使用するものであり、左右二本の平行なスリットを覗き窓３３の長手中心軸に対して直交させると共に、中心を覗き窓３３の長手中心軸に合致させている。なお、Ｎ形スリットとは別にアライメントマークを設けてもよい。
そして、フォトマスク３は、図１に示すように、第１のマスクパターン群１６及びマイクロレンズ２８形成面を搬送手段１側とすると共に、覗き窓３３をカラーフィルタ基板８の搬送方向（矢印Ａ方向）手前側としてマスクステージ２上に位置決めして固定される。
上記マスクステージ２の上方には、露光光学系４が形成されている。この露光光学系４は、フォトマスク３に対して均一な光源光Ｌ１を照射するものであり、光源３４と、ロッドレンズ３５と、コンデンサレンズ３６とを備えて構成されている。
上記光源３４は、例えば波長が３５５ｎｍの紫外線を放射するもので、後述の制御手段７によって発光が制御される例えばフラッシュランプ、紫外線発光レーザ光源等である。また、上記ロッドレンズ３５は、光源３４から放射される光源光Ｌ１の放射方向前方に設けられ、光源光Ｌ１の光軸に直交する断面内の輝度分布を均一にするためのものである。なお、光源光Ｌ１の輝度分布を均一化する手段としては、ロッドレンズ３５に限られず、ライトパイプやその他の公知の手段を使用してもよい。そして、上記コンデンサレンズ３６は、その前焦点をロッドレンズ３５の出力端面３５ａに一致させて設けられており、ロッドレンズ３５から射出した光源光Ｌ１を平行光にしてフォトマスク３に照射させるものである。
上記露光光学系４のカラーフィルタ基板８の矢印Ａで示す搬送方向手前側には、撮像手段５が設けられている。この撮像手段５は、フォトマスク３による露光位置の搬送方向手前側の位置にて、カラーフィルタ基板８上に形成された位置決め基準となるピクセル９の基準位置及びフォトマスク３の覗き窓３３内に形成された図示省略のＮ形スリットを撮像するもので、複数の受光素子をステージ１５の上面に平行な面内にてカラーフィルタ基板８の搬送方向（矢印Ａ方向）に略直交する方向に一直線状に並べたラインカメラであり、その長手中心軸をフォトマスク３の覗き窓３３の長手中心軸と略合致させて配置されている。また、撮像手段５は、カラーフィルタ基板８上のピクセル９とフォトマスク３のＮ形スリットとを同時に撮像可能にその光路上に光学光路長補正手段を備えている。なお、図１において、符号３７は、撮像手段５の光路を折り曲げる全反射ミラーである。
上記搬送手段１のステージ１５の下側には、撮像手段５による撮像領域に対応して照明手段６が設けられている。この照明手段６は、カラーフィルタ基板８に紫外線をカットした可視光から成る照明光を下面側から照射して、カラーフィルタ基板８の表面に形成されたピクセル９を撮像手段５により観察可能にさせるものであり、例えばハロゲンランプ等である。なお、照明手段６は、ステージ１５の上方に設けて落射照明としてもよい。
上記搬送手段１、撮像手段５、光源３４、マスクステージ２、及び照明手段６に接続して制御手段７が設けられている。この制御手段７は、カラーフィルタ基板８がフォトマスク３の下側を通過するとき、基板上の２種類の柱状スペーサ形成部４６に対応してフォトマスク３の第１の遮光パターン２０により遮光された第１の遮光部４７（図９参照）の外側領域を所定回数だけ多重露光し、高さの異なる２種類の柱状スペーサ形成部４６のうち高さの高い柱状スペーサ形成部４６ａの略中央部に対応してフォトマスク３の第２の遮光パターン２２により遮光された所定面積の第２の遮光部４８（図１０（ａ）参照）の外側領域及び高さの低い柱状スペーサ形成部４６を所定深さだけ露光し、高さの異なる２種類の柱状スペーサ形成部４６のうち高さの高い柱状スペーサ形成部４６ａの略中央部に対応してフォトマスク３の第３の遮光パターン２４により遮光され、第２の遮光部４８よりも面積の広い第３の遮光部４９の外側領域及び高さの低い柱状スペーサ形成部４６ｂの略中央部に対応してフォトマスク３の第４の遮光パターン２５で遮光された所定面積の第４の遮光部５０（図１０（ｂ）参照）の外側領域を露光し、高さの異なる２種類の柱状スペーサ形成部４６のうち高さの高い柱状スペーサ形成部４６ａの略中央部に対応してフォトマスク３の第５の遮光パターン２６により遮光され、第３の遮光部４９よりも面積の広い第５の遮光部５１の外側領域及び高さの低い柱状スペーサ形成部４６ｂの略中央部に対応してフォトマスク３の第６の遮光パターン２７で遮光され、第４の遮光部５０よりも面積の広い第６の遮光部５２（図１０（ｃ）参照）の外側領域を露光するように露光光Ｌ２の照射タイミングを制御するものであり、図７に示すように、画像処理部３８と、演算部３９と、メモリ４０と、搬送手段駆動コントローラ４１と、光源駆動コントローラ４２と、マスクステージ駆動コントローラ４３と、照明手段駆動コントローラ４４と、制御部４５とを備えている。
ここで、画像処理部３８は、撮像手段５で取得されたカラーフィルタ基板８の表面及びフォトマスク３のＮ形スリットの撮像画像を画像処理して、カラーフィルタ基板８上のピクセル９に予め設定された基準位置とフォトマスク３のＮ形スリットに予め設定された基準位置とを検出するものである。
また、演算部３９は、画像処理部３８で検出されたカラーフィルタ基板８上の基準位置とフォトマスク３の基準位置との間の距離を算出し、その結果を後述のメモリ４０に保存された目標値と比較し、その差分を補正値としてマスクステージ駆動コントローラ４３に出力すると共に、Ｎ形スリットを使用して検出されたカラーフィルタ基板８のピクセル９の縁部にて搬送方向（矢印Ａ方向）に略直交する縁部の検出回数とメモリ４０に保存された目標回数とを比較し、両回数が一致する度に光源駆動コントローラ４２に光源３４を点灯させる点灯指令を出力するようになっている。
さらに、メモリ４０は、演算部３９における演算結果を一時的に保存すると共に、ステージ１５の移動速度Ｖ、カラーフィルタ基板８上の基準位置とフォトマスク３の基準位置との間の距離の目標値、及びその他初期設定値を記憶するものである。
さらにまた、搬送手段駆動コントローラ４１は、搬送手段１のステージ１５を矢印Ａで示す方向に一定速度で移動させるものであり、搬送手段１の速度センサーの出力信号を入力してメモリ４０に保存されたステージ１５の移動速度Ｖと比較し、両者が一致するように搬送手段１を制御するようになっている。
そして、光源駆動コントローラ４２は、光源３４を間欠的に発光させるものであり、演算部３９から入力する点灯指令に従って光源３４に駆動信号を送信するようになっている。
また、マスクステージ駆動コントローラ４３は、マスクステージ２を撮像手段５と一体的に矢印Ａで示す搬送方向と略直交する方向に移動させるものであり、演算部３９から入力した補正値に基づいてマスクステージ２の移動を制御するようになっている。
さらに、照明手段駆動コントローラ４４は、照明手段６を点灯及び消灯させるものであり、露光開始スイッチが投入されると照明手段６を点灯させ、カラーフィルタ基板８に対する全ての露光が終了すると消灯させるように制御するようになっている。そして、制御部４５は、上記各構成要素が適切に駆動するように各構成要素間を仲立ちし、制御するものである。
次に、このように構成された露光装置の動作、及び該露光装置を使用して行う柱状スペーサ形成方法について、図８のフローチャートを参照して説明する。
先ず、ステップＳ１においては、例えばキーボード等から成る図示省略の操作手段を操作してステージ１５の移動速度Ｖ、露光開始から露光終了までのステージ１５の移動距離、光源３４のパワー及び発光時間、フォトマスク３の第１のマスクパターン群１６の１組目の遮光パターン列２１ａと覗き窓３３との間の距離Ｌ、カラーフィルタ基板８のピクセル９の縁部にて搬送方向（矢印Ａ方向）に略直交する縁部の検出回数の目標値、カラーフィルタ基板８の基準位置とフォトマスク３の基準位置との間の距離の目標値等を入力してメモリ４０に保存し、初期設定を行う。
次に、ステップＳ２においては、表面にポジ型の感光材１３を塗布したカラーフィルタ基板８をその塗布面を上にしてステージ１５上の所定位置に位置決めして載置する。そして、図示省略の露光開始スイッチが投入されると、制御手段７の搬送手段駆動コントローラ４１が起動して、ステージ１５を速度Ｖで矢印Ａ方向に移動させ、カラーフィルタ基板８の搬送を開始する。この際、搬送手段駆動コントローラ４１は、搬送手段１の速度センサーの出力信号を入力し、メモリ４０に保存された速度Ｖと比較してステージ１５の移動速度がＶとなるように搬送手段１を制御する。同時に、照明手段駆動コントローラ４４が起動して照明手段６を点灯させ、撮像手段５によるカラーフィルタ基板８面の撮像が開始される。
ステップＳ３においては、カラーフィルタ基板８とフォトマスク３とのアライメントを実行する。具体的には、ステージ１５の移動に伴ってカラーフィルタ基板８が搬送され、カラーフィルタ基板８に形成されたピクセル９のうち搬送方向（矢印Ａ方向）先頭側に位置するピクセル９が撮像手段５の撮像領域に達すると、撮像手段５は、フォトマスク３の覗き窓３３を通して上記ピクセル９と、フォトマスク３の覗き窓３３内のＮ形スリットとを同時に撮像する。そして、その撮像画像の電気信号を制御手段７の画像処理部３８に出力する。
画像処理部３８においては、撮像手段５から入力した撮像画像の電気信号を画像処理し、カラーフィルタ基板８の基準位置、例えばピクセル９の搬送方向に平行な左側縁部の位置、及びフォトマスク３のＮ形スリットの基準位置、例えば搬送方向に平行な二本のスリットのうち左側スリットの中心位置を検出して、それらの位置データを演算部３９に出力する。
演算部３９においては、画像処理部３８から入力したピクセル９の基準位置の位置データとフォトマスク３のＮ形スリットの基準位置の位置データとに基づいて両者間の距離を演算し、メモリ４０から読み出した両者間の距離の目標値と比較し、その差分を補正値としてマスクステージ駆動コントローラ４３に出力する。
マスクステージ駆動コントローラ４３は、演算部３９から入力した補正値分だけ、マスクステージ２をステージ１５の面に平行な面内にて矢印Ａ方向（搬送方向）と略直交する方向に移動してカラーフィルタ基板８とフォトマスク３とのアライメントを行う。なお、このアライメントは、カラーフィルタ基板８のピクセル９がフォトマスク３の覗き窓３３と第１のマスクパターン群１６の１組目の遮光パターン列２１ａとの間を移動中に実行される。また、露光動作中も常時実行される。
ステップＳ４においては、カラーフィルタ基板８に形成されたピクセル９のうち搬送方向（矢印Ａ方向）先頭側に位置するピクセル９の四つの隅角部に対応する最初の１組の柱状スペーサ形成部４６ａ，４６ｂ（図２参照）がフォトマスク３の第１のマスクパターン群１６の１組目の遮光パターン列２１ａに合致するまでカラーフィルタ基板８が搬送されたか否かを判定する。この場合、カラーフィルタ基板８の移動距離の計測は、次のようにして行なわれる。即ち、先ず、覗き窓３３内のＮ形スリットをとおして撮像手段５によりカラーフィルタ基板８のピクセル９の画像を撮像し、これを画像処理部３８で処理してピクセル９の搬送方向（矢印Ａ方向）に略直交する縁部を検出する。続いて、演算部３９において、Ｎ形スリットの左右の平行なスリット間にあるピクセル９の上記縁部にて、Ｎ形スリットの傾斜スリットの中心線により左右二つに分断された縁部の長さを夫々演算する。そして、カラーフィルタ基板８が搬送されて、上記左右二つに分断された縁部の長さが等しくなると、このときのカラーフィルタ基板８の位置を基準にして搬送手段１に備える位置センサーによりカラーフィルタ基板８の移動距離を計測する。このようにして計測されたカラーフィルタ基板８の移動距離は、演算部３９でメモリ４０から読み出した上記１組目の遮光パターン列２１ａと覗き窓３３との間の距離Ｌと基板搬送方向のピクセル９の幅とに基づいて算出された移動距離の目標値と比較される。これにより、ステップＳ４において、両者が合致して“ＹＥＳ”判定となるとステップＳ５に進む。
ステップＳ５においては、演算部３９は、光源３４を点灯させる点灯指令を光源駆動コントローラ４２に出力する。光源駆動コントローラ４２は、上記点灯指令に従って駆動信号を光源３４に出力する。これにより、光源３４は、上記初期設定値に従って所定のパワーで所定時間だけ点灯する。
光源３４から放射された紫外線の光源光Ｌ１は、ロッドレンズ３５により輝度分布が均一にされた後、コンデンサレンズ３６により平行光にされてフォトマスク３に照射する。そして、フォトマスク３を通過した露光光Ｌ２によってカラーフィルタ基板８の感光材１３が露光される。このとき、図９（ａ）に示すように、カラーフィルタ基板８の搬送方向先頭側の１組の柱状スペーサ形成部４６ａ，４６ｂに対応し、第１のマスクパターン群１６の１組目の遮光パターン列２１ａを構成する第１の遮光パターン２０により遮光された第１の遮光部４７の外側領域が１回目の露光をされて感光材１３が所定深さだけ感光される。以下、搬送方向先頭側の１組の柱状スペーサ形成部４６の露光に注目して説明する。
ステップＳ６においては、ステップＳ４と同様にしてＮ形スリットをとおしてピクセル９の搬送方向（矢印Ａ方向）に直交する縁部を検出し、カラーフィルタ基板８が搬送されて複数のピクセル９の上記縁部がＮ形スリットの中心線（又は覗き窓３３の長手中心軸線）と合致する回数を演算部３９でカウントする。そして、この回数をメモリ４０から読み出した目標回数（本実施形態では“２”）と比較し、両者が合致したか否かを判定する。ここで、両者が合致して“ＹＥＳ”判定となるとステップＳ７に進む。
ステップＳ７においては、演算部３９から光源３４を点灯させる点灯指令が光源駆動コントローラ４２に出力される。さらに、光源駆動コントローラ４２からは、上記点灯指令に従って駆動信号が光源３４に出力され、光源３４が初期設定値に従って所定のパワーで所定時間だけ点灯されてカラーフィルタ基板８の感光材１３が露光される。このとき、図９（ｂ）に示すように、搬送方向先頭側の１組の柱状スペーサ形成部４６ａ，４６ｂに対応し、第１のマスクパターン群１６の２組目の遮光パターン列２１ｂを構成する第１の遮光パターン２０により遮光された第１の遮光部４７の外側領域が２回目の重ね露光をされて感光材１３がさらに深く感光される。
ステップＳ８においては、搬送手段１に備える位置センサーにより計測されたカラーフィルタ基板８の移動距離と、メモリ４０から読み出した露光終了位置までのカラーフィルタ基板８の移動距離とを演算部３９で比較し、両者が合致したか否かを判定する。ここで、両者が合致せず“ＮＯ”判定となるとステップＳ６に戻る。そして、ステップＳ８において“ＹＥＳ”判定となるまでステップＳ６〜Ｓ８が繰り返し実行され、カラーフィルタ基板８のピクセル９の縁部の検出回数が目標回数と合致する度に光源３４が所定時間だけ点灯されて露光が実行される。
これにより、図９（ｃ）に示すように、搬送方向先頭側の１組の柱状スペーサ形成部４６ａ，４６ｂに対応し、第１のマスクパターン群１６の３組目の遮光パターン列２１ｃを構成する第１の遮光パターン２０により遮光された第１の遮光部４７の外側領域が３回目の重ね露光をされて感光材１３が全厚みに亘って感光される。
続いて、カラーフィルタ基板８が搬送されて搬送方向先頭側の１組の柱状スペーサ形成部４６ａ，４６ｂがフォトマスク３の第２のマスクパターン群１７の下側に達すると、図１０（ａ）に示すように１組の柱状スペーサ形成部４６ａ，４６ｂのうち高さの高い柱状スペーサ形成部４６ａの略中央部にて、フォトマスク３の第２のマスクパターン群１７の第２の遮光パターン２２により遮光された第２の遮光部４８の外側領域、及び高さの低い柱状スペーサ形成部４６ｂにてフォトマスク３の第２のマスクパターン群１７の開口パターン２３に対応した領域が所定深さだけ露光される。
カラーフィルタ基板８がさらに移動されて搬送方向先頭側の１組の柱状スペーサ形成部４６ａ，４６ｂがフォトマスク３の第３のマスクパターン群１８の下側に達すると、図１０（ｂ）に示すように１組の柱状スペーサ形成部４６ａ，４６ｂのうち高さの高い柱状スペーサ形成部４６ａの略中央部にて、フォトマスク３の第３のマスクパターン群１８の第３の遮光パターン２４により遮光され上記第２の遮光部４８よりも面積の広い第３の遮光部４９の外側領域、及び高さの低い柱状スペーサ形成部４６ｂの略中央部にて第３のマスクパターン群１８の第４の遮光パターン２５により遮光された所定面積の第４の遮光部５０の外側領域が露光される。
そして、カラーフィルタ基板８が移動されて搬送方向先頭側の１組の柱状スペーサ形成部４６ａ，４６ｂがフォトマスク３の第４のマスクパターン群１９の下側に達すると、図１０（ｃ）に示すように、１組の柱状スペーサ形成部４６ａ，４６ｂのうち高さの高い柱状スペーサ形成部４６ａの略中央部にて、フォトマスク３の第４のマスクパターン群１９の第５の遮光パターン２６により遮光され上記第３の遮光部４９よりも面積の広い第５の遮光部５１の外側領域、及び高さの低い柱状スペーサ形成部４６ｂの略中央部にて第４のマスクパターン群１９の第６の遮光パターン２７により遮光され上記第４の遮光部５０よりも面積の広い第６の遮光部５２の外側領域が露光される。
また、搬送方向先頭側の１組の柱状スペーサ形成部４６に続く複数組の柱状スペーサ形成部４６は、同様に、上記ステップＳ６〜Ｓ８の実行中に順次露光される。このように、カラーフィルタ基板８のピクセル９の縁部の検出回数が目標回数と合致する度に露光が繰り返され、カラーフィルタ基板８が露光終了位置に達してステップＳ８が“ＹＥＳ”判定となるとステップＳ９に進む。
ステップＳ９においては、カラーフィルタ基板８の感光材１３を所定の現像液によって現像する。これにより、露光光Ｌ２によって露光された感光材１３が現像液に溶出し、柱状スペーサ形成部４６に対応した未露光部の感光材１３が残り、図１１に示すように、頂部が略半球面状の高さの異なる２種類の柱状スペーサ５３ａ，５３ｂが形成されることになる。
なお、上記実施形態においては、第１のマスクパターン群１６により、柱状スペーサ形成部４６の周辺領域を３回多重露光し、第２〜第４のマスクパターン群１７〜１９により、柱状スペーサ形成部４６を階段状に３回多重露光する場合について説明したが、本発明はこれに限られず、柱状スペーサ形成部４６の階段状の多重露光回数は、マイクロレンズ２８により集光される露光光の照射エネルギーと第１のマスクパターン群１６を通して照射される露光光の照射エネルギーとの兼ね合いから適宜決められる。
また、上記実施形態においては、柱状スペーサ形成部４６の階段状の多重露光をマイクロレンズ２８を通して行う場合について説明したが、本発明はこれに限られず、マイクロレンズ２８はなくてもよい。この場合、第１〜第４のマスクパターン群１６〜１９は共にフォトマスク３の同一面に設けられ、カラーフィルタ基板８に対し近接対向して配置される。
さらに、上記実施形態においては、高さの異なる２種類の凸状パターンの形成について説明したが、本発明はこれに限られず、高さの異なる３種類以上の凸状パターンの形成に適用してもよい。この場合、少なくとも、基板上の複数種の凸状パターン形成部に対応してフォトマスクにより遮光された第１の遮光部の外側領域を所定回数だけ多重露光した後、上記複数種の凸状パターン形成部のうち、所定の凸状パターン形成部（高さの最も高い凸状パターン形成部）の略中央部に対応してフォトマスクにより遮光された所定面積の第２の遮光部の外側領域、及び上記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部を所定深さだけ露光するようにするとよい。
そして、以上の説明においては、基板がカラーフィルタ基板８である場合について述べたが、本発明はこれに限られず、高さの異なる複数種の凸状パターンを形成しようとする基板であれば、如何なるものであってもよい。
１…搬送手段
３…フォトマスク
７…制御手段
８…カラーフィルタ基板
１３…感光材
１６…第１のマスクパターン群
１７…第２のマスクパターン群
１８…第３のマスクパターン群
１９…第４のマスクパターン群
２０…第１の遮光パターン
２２…第２の遮光パターン
２３…開口パターン
２４…第３の遮光パターン
２５…第４の遮光パターン
２６…第５の遮光パターン
２７…第６の遮光パターン
２８…マイクロレンズ
２９…第１の石英基板（透明基板）
３０…第２の石英基板（別の透明基板）
３２…遮光膜
４６…柱状スペーサ形成部（凸状パターン形成部）
４６ａ…高さの高い柱状スペーサ形成部
４６ｂ…高さの低い柱状スペーサ形成部
４７…第１の遮光部
４８…第２の遮光部
４９…第３の遮光部
５０…第４の遮光部
５１…第５の遮光部
５２…第６の遮光部
５３ａ，５３ｂ…柱状スペーサ（凸状パターン）
Ｌ１…光源光
Ｌ２…露光光

Claims (7)

  1. ポジ型の感光材を塗布した基板にフォトマスクを介して露光光を照射して前記感光材を露光し、前記基板上に高さの異なる複数種の凸状パターンを形成する凸状パターン形成方法であって、
    前記基板を一定速度で一方向に搬送しながら、
    少なくとも、
    前記基板上の前記複数種の凸状パターン形成部に対応して前記フォトマスクに形成された複数の第１の遮光パターンのうち、前記基板の搬送方向に並んだ複数の前記第１の遮光パターンにより前記凸状パターン形成部上の第１の遮光部を順次遮光して、該第１の遮光部の外側領域を所定回数だけ多重露光する段階と、
    前記複数種の凸状パターン形成部のうち、所定の凸状パターン形成部の中央部に対応して前記フォトマスクに形成された第２の遮光パターンにより前記所定の凸状パターン形成部上の所定面積の第２の遮光部を遮光して、該第２の遮光部の外側領域を所定深さだけ露光すると共に、前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部に対応して前記フォトマスクに形成された開口パターンを介して露光光を照射し、前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部を所定深さだけ露光する段階と、
    前記所定の凸状パターン形成部の中央部にて、前記フォトマスクに形成された第３の遮光パターンにより前記第２の遮光部よりも面積の広い第３の遮光部を遮光して、該第３の遮光部の外側領域を露光すると共に、前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部の中央部にて、前記フォトマスクに形成された第４の遮光パターンにより遮光された所定面積の第４の遮光部の外側領域を露光する段階と、
    前記基板の感光材を現像処理する段階と、
    を実行することを特徴とする凸状パターン形成方法。
  2. ポジ型の感光材を塗布した基板を一定速度で一方向に搬送しながら、制御手段によりフォトマスクを介して前記基板に照射される露光光の照射タイミングを制御して前記感光材を露光し、前記基板上に高さの異なる複数種の凸状パターンを露光する露光装置であって、
    前記制御手段は、前記基板が前記フォトマスクの下側を通過するとき、
    少なくとも、
    前記基板上の複数種の凸状パターン形成部に対応して前記フォトマスクに形成された複数の第１の遮光パターンのうち、前記基板の搬送方向に並んだ複数の前記第１の遮光パターンにより前記凸状パターン形成部上の第１の遮光部を順次遮光して、該第１の遮光部の外側領域を所定回数だけ多重露光させ、
    前記複数種の凸状パターン形成部のうち、所定の凸状パターン形成部の中央部に対応して前記フォトマスクに形成された第２の遮光パターンにより前記所定の凸状パターン形成部上の所定面積の第２の遮光部を遮光して、該第２の遮光部の外側領域を所定深さだけ露光すると共に、前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部に対応して前記フォトマスクに形成された開口パターンを介して前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部を所定深さだけ露光させ、
    前記所定の凸状パターン形成部の中央部にて、前記フォトマスクに形成された第３の遮光パターンにより前記第２の遮光部よりも面積の広い第３の遮光部を遮光して、該第３の遮光部の外側領域を露光すると共に、前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部の中央部にて、前記フォトマスクに形成された第４の遮光パターンにより遮光された所定面積の第４の遮光部の外側領域を露光させる、
    ように前記露光光の照射タイミングを制御することを特徴とする露光装置。
  3. ポジ型の感光材を塗布した基板を一定速度で一方向に搬送しながら、前記基板に照射される露光光の照射タイミングを制御して前記感光材を露光し、前記基板上に高さの異なる複数種の凸状パターンを形成する露光装置に使用するフォトマスクであって、
    少なくとも、
    前記基板上の複数種の凸状パターン形成部に対応した間隔で前記凸状パターンの横断面積に等しい面積の第１の遮光パターンを有する第１のマスクパターン群と、
    前記複数種の凸状パターン形成部に対応した間隔で形成され、前記複数種の凸状パターン形成部のうち、所定の凸状パターン形成部の中央部に対応して所定面積の第２の遮光パターン、及び前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部に対応する開口パターンを有する第２のマスクパターン群と、
    前記複数種の凸状パターン形成部に対応した間隔で形成され、前記複数種の凸状パターン形成部のうち、前記所定の凸状パターン形成部の中央部に対応し前記第２の遮光パターンよりも面積の広い第３の遮光パターン、及び前記所定の凸状パターン形成部以外の凸状パターン形成部に対応する所定面積の第４の遮光パターンを有する第３のマスクパターン群と、
    を前記基板の搬送方向に所定の間隔で透明基板に形成したことを特徴とするフォトマスク。
  4. 前記第１のマスクパターン群を前記透明基板の一面に形成し、前記第２及び第３のマスクパターン群を前記透明基板の他面に形成すると共に、前記透明基板の一面側にて前記第１のマスクパターン群を形成した面よりも前記透明基板の他面側に所定距離だけ後退した位置に、前記第２のマスクパターン群の前記第２の遮光パターン、前記第３のマスクパターン群の前記第３の遮光パターン及び前記開口パターンに夫々対応してマイクロレンズを形成したことを特徴とする請求項３記載のフォトマスク。
  5. 一面に前記第１のマスクパターン群を形成した透明基板と、一面に前記第２及び第３のマスクパターン群を形成し、他面に前記マイクロレンズを形成した別の透明基板とを、それらの他面同士を突き合わせて接合したことを特徴とする請求項４記載のフォトマスク。
  6. 一面に前記第１のマスクパターン群を形成した透明基板と、該透明基板よりも厚みが薄く、一面に前記第２及び第３のマスクパターン群を形成し、他面に前記マイクロレンズを形成した別の透明基板とを、それらの端面同士を突き合わせて接合したことを特徴とする請求項４記載のフォトマスク。
  7. 前記マイクロレンズの周りを遮光膜で遮光したことを特徴とする請求項４〜６のいずれか１項に記載のフォトマスク。
JP2010542919A 2008-12-16 2009-11-05 凸状パターン形成方法、露光装置及びフォトマスク Expired - Fee Related JP5495135B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2010542919A JP5495135B2 (ja) 2008-12-16 2009-11-05 凸状パターン形成方法、露光装置及びフォトマスク

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008319722 2008-12-16
JP2008319722 2008-12-16
PCT/JP2009/068906 WO2010070988A1 (ja) 2008-12-16 2009-11-05 凸状パターン形成方法、露光装置及びフォトマスク
JP2010542919A JP5495135B2 (ja) 2008-12-16 2009-11-05 凸状パターン形成方法、露光装置及びフォトマスク

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2010070988A1 JPWO2010070988A1 (ja) 2012-05-24
JP5495135B2 true JP5495135B2 (ja) 2014-05-21

Family

ID=42268664

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2010542919A Expired - Fee Related JP5495135B2 (ja) 2008-12-16 2009-11-05 凸状パターン形成方法、露光装置及びフォトマスク

Country Status (6)

Country Link
US (1) US8293434B2 (ja)
JP (1) JP5495135B2 (ja)
KR (1) KR101650114B1 (ja)
CN (1) CN102246100B (ja)
TW (1) TWI470368B (ja)
WO (1) WO2010070988A1 (ja)

Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5376379B2 (ja) * 2010-08-30 2013-12-25 株式会社ブイ・テクノロジー マイクロレンズアレイを使用した露光装置及び光学部材
KR101941323B1 (ko) * 2011-08-10 2019-01-22 브이 테크놀로지 씨오. 엘티디 노광 장치용 얼라인먼트 장치 및 얼라인먼트 마크
WO2013080777A1 (ja) * 2011-11-30 2013-06-06 シャープ株式会社 液晶表示装置
CN106873304A (zh) * 2017-03-20 2017-06-20 京东方科技集团股份有限公司 形成图案的方法以及光掩模
US10739675B2 (en) * 2018-05-31 2020-08-11 Canon Kabushiki Kaisha Systems and methods for detection of and compensation for malfunctioning droplet dispensing nozzles

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56168654A (en) * 1980-05-30 1981-12-24 Fujitsu Ltd Photomask
JPH06148861A (ja) * 1992-11-13 1994-05-27 Sharp Corp フォトマスク及びその製造方法
JPH088164A (ja) * 1994-06-21 1996-01-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体写真製版装置
JP2001201750A (ja) * 2000-01-14 2001-07-27 Fujitsu Ltd 液晶表示装置及びその製造方法
JP2003075808A (ja) * 2001-01-09 2003-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置及びその製造方法
JP2004110019A (ja) * 2002-08-30 2004-04-08 Toray Ind Inc ポジ型感光性ペースト、それを用いたパターンの形成方法およびプラズマディスプレイの製造方法
JP2004240136A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Dainippon Printing Co Ltd 高低パターン層形成体の製造方法
JP2008180896A (ja) * 2007-01-24 2008-08-07 Toppan Printing Co Ltd 露光方法、露光装置及びカラーフィルタの製造方法

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6226120B1 (en) * 1994-11-30 2001-05-01 Board Of Supervisors Of Louisiana State University And Agricultural And Mechanical College Three-dimensional microstructures, and methods for making three-dimensional microstructures
US5753417A (en) * 1996-06-10 1998-05-19 Sharp Microelectronics Technology, Inc. Multiple exposure masking system for forming multi-level resist profiles
TW554221B (en) 2001-01-09 2003-09-21 Matsushita Electric Ind Co Ltd Liquid crystal display device and manufacturing method thereof
JP4771038B2 (ja) 2001-09-13 2011-09-14 ゲットナー・ファンデーション・エルエルシー 液晶表示装置
JP5382899B2 (ja) * 2005-10-25 2014-01-08 株式会社ブイ・テクノロジー 露光装置
TW200728929A (en) * 2006-01-27 2007-08-01 Nanya Technology Corp Exposure method of forming three dimensional lithographic pattern
WO2007116671A1 (ja) * 2006-03-30 2007-10-18 Kimoto Co., Ltd. 表面凹凸の作製方法
JP5224228B2 (ja) * 2006-09-15 2013-07-03 Ｎｌｔテクノロジー株式会社 薬液を用いた基板処理方法
TWI342411B (en) * 2007-06-11 2011-05-21 Ind Tech Res Inst Composite lens structure and method of forming the same

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS56168654A (en) * 1980-05-30 1981-12-24 Fujitsu Ltd Photomask
JPH06148861A (ja) * 1992-11-13 1994-05-27 Sharp Corp フォトマスク及びその製造方法
JPH088164A (ja) * 1994-06-21 1996-01-12 Mitsubishi Electric Corp 半導体写真製版装置
JP2001201750A (ja) * 2000-01-14 2001-07-27 Fujitsu Ltd 液晶表示装置及びその製造方法
JP2003075808A (ja) * 2001-01-09 2003-03-12 Matsushita Electric Ind Co Ltd 液晶表示装置及びその製造方法
JP2004110019A (ja) * 2002-08-30 2004-04-08 Toray Ind Inc ポジ型感光性ペースト、それを用いたパターンの形成方法およびプラズマディスプレイの製造方法
JP2004240136A (ja) * 2003-02-05 2004-08-26 Dainippon Printing Co Ltd 高低パターン層形成体の製造方法
JP2008180896A (ja) * 2007-01-24 2008-08-07 Toppan Printing Co Ltd 露光方法、露光装置及びカラーフィルタの製造方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN102246100A (zh) 2011-11-16
KR101650114B1 (ko) 2016-08-22
US8293434B2 (en) 2012-10-23
JPWO2010070988A1 (ja) 2012-05-24
CN102246100B (zh) 2014-08-06
WO2010070988A1 (ja) 2010-06-24
US20110244379A1 (en) 2011-10-06
TW201035691A (en) 2010-10-01
KR20110103422A (ko) 2011-09-20
TWI470368B (zh) 2015-01-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5382899B2 (ja) 露光装置
JP5382412B2 (ja) 露光装置及びフォトマスク
KR101727773B1 (ko) 노광 장치
JP5224341B2 (ja) 露光装置及びフォトマスク
JP2007102094A (ja) 露光装置
JP5495135B2 (ja) 凸状パターン形成方法、露光装置及びフォトマスク
JP5217367B2 (ja) フォトマスク及びそれを使用した凸状パターン形成方法
WO2012073810A1 (ja) 表示パネル用基板及び基板露光方法
TWI519900B (zh) 曝光裝置
JP5235061B2 (ja) 露光装置
KR101650116B1 (ko) 노광 장치 및 그것에 사용하는 포토마스크
KR101660918B1 (ko) 노광 장치 및 포토 마스크
JP2008216593A (ja) 露光方法及び露光装置
JP5515163B2 (ja) 露光用マスク及び露光装置
JP2012003038A (ja) フォトマスク及びそれを使用するレーザアニール装置並びに露光装置
JP4822977B2 (ja) ブラックマトリクスのパターン形成方法及び露光装置
KR20120109481A (ko) 포토마스크
JP5190609B2 (ja) 露光装置及びそれに使用するフォトマスク
WO2020213341A1 (ja) レンズユニット及びこのレンズユニットを備える光照射装置
TWI548947B (zh) 曝光裝置及光罩
TWI490657B (zh) 曝光裝置及其所使用的光罩
WO2012073811A1 (ja) 表示パネル用基板及び基板露光方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20120927

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20130709

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20130903

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20131029

A521 Written amendment

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20131216

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20140204

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20140220

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 5495135

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees