JPH0897119A

JPH0897119A - 露光装置

Info

Publication number: JPH0897119A
Application number: JP6229166A
Authority: JP
Inventors: Akihiro Mochizuki; 昭宏望月; Tetsuya Makino; 哲也牧野; Keiji Arai; 啓二新居; Katsumi Uchikawa; 克美内川; Toshiaki Narisawa; 俊明成澤; Koichi Niwa; 紘一丹羽
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1994-09-26
Filing date: 1994-09-26
Publication date: 1996-04-12
Anticipated expiration: 2019-07-07
Also published as: JP3541327B2

Abstract

(57)【要約】【目的】露光装置に関し、電極に選択的に印加する電
気信号によって所望の露光パターンを形成することがで
きる液晶光スイッチ素子からなるフォトマスクを備えた
露光装置を実用化する手段を提供する。【構成】液晶光スイッチ素子を露光マスクとして用い
る感光性基板のパターン露光装置において、タクトタイ
ムを短縮するために、波長が４３６ｎｍの露光光に対す
る透過率が２０％以上ある液晶光スイッチ素子を採用す
る。この場合、電極構造として単純マトリクス構造を採
用し、また、その開口率を６０％以上とし、１００μｍ
以下のピッチを有する電極パターンを採用し、並行に延
在する電極と電極の間に、金属層または黒色樹脂層ある
いは金属層と黒色樹脂層の積層体等からなるブラックマ
トリクスを形成し、液晶として強誘電性液晶または反強
誘電性液晶を用い、液晶の複屈折Δｎと液晶層の厚さｄ
の積Δｎ・ｄを２１０〜２２０ｎｍにして露光光の透過
率を最大にする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、半導体装置や印刷配線
基板等をフォトエッチング工程によって製造する場合に
用いる露光装置、特に投影露光装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】感光性被膜が形成された基板の上に所望
パターンの露光を行い、感光性被膜を現像することによ
って基板のエッチングマスクを形成するフォトエッチン
グ工程は、半導体装置、印刷配線基板を始めとして、ホ
ログラム、さらにはリトグラフ等の美術作品にまで広く
利用されていることは周知のとおりである。このように
フォトエッチング工程の応用分野が拡大する中で近年、
特に印刷配線基板の製造工程において、少量、多品種、
短納期に対応するための技術を開発することが強く求め
られている。

【０００３】従来の最も一般的な印刷配線基板の製造方
法は、配線図から回路パターンを有する遮光部と透光部
を有するフィルム原版を作製し、このフィルム原版を露
光マスクとして銅張積層板の銅箔の上に形成した感光剤
を露光、現像し、パターニングされた感光剤をエッチン
グマスクにして露出している銅箔をエッチング除去し
て、残った銅箔によって回路や配線を形成するものであ
る。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この従来の印刷配線基
板の製造方法は、同一の印刷配線基板を多量に製造する
場合には極めて効率的であるが、配線パターンの異なる
印刷配線基板を少量製造する場合には、配線パターンが
異なる毎にフィルム原版を作製し、かつ、露光時にそれ
ぞれのフィルム原版を露光装置に装着し直さなければな
らず、この際、印刷配線基板の製造ラインが中断され、
また、露光装置への装着に際しては、フィルム原版の位
置合わせ作業等が必要になる。

【０００５】さらに、フィルム原版の種類が多くなるに
つれて、それらの保管場所を確保する必要が生じ、保管
の仕方によっては、露光装置への装着時、目的とは異な
る原版を装着してしまうミス等が発生する危険がある。
したがって、少量、多品種の印刷配線基板の効率的な製
造においては、フィルム原版の露光装置への装着を従来
に比べ大幅に効率化し、製造ラインを中断する時間を極
力短縮することが重要な課題になる。

【０００６】フィルム原版の露光装置への装着を効率的
に行い、印刷配線基板の製造効率を高めるための究極的
な方法は、異なる回路パターンを露光する都度、フィル
ム原版を露光装置に装着しなくても済む方法をとること
であり、既に種々の方法が提案されている。それらの提
案を概観すると下記のとおりである。

【０００７】（１）特開昭５９−２２９５４７号公報光を透過、遮断する複数の光バルブを二次元平面状に配
置して構成した透過型ドットマトリックス式液晶表示素
子等の二次元光スイッチを露光用マスクとして用い、こ
の二次元光スイッチを光源と被露光体との間に配設し、
この二次元光スイッチの中から任意の位置の光バルブを
選択的に駆動し、このバルブの光の透過、遮断を制御す
る二次元光スイッチ駆動装置を備えた露光装置。

【０００８】（２）特開昭６０−２０８８３２号公報分子の長軸方向と短軸方向で光吸収に異方性をもつアゾ
メチン系染料等の二色性染料を、電場により分子配列が
変化する液晶に溶解させ、この液晶を透明導電層により
形成した走査電極と表示電極の間に設置し、線順次走査
により所定の領域の液晶の光吸収率を変化させるフォト
マスク。

【０００９】（３）特開昭６０−３３５３０号公報帯状透明電極を設けた２枚の透明基板を、電極が直交す
るようにある一定の間隔をおいて平行に配置し、基板間
に液晶等の可逆的光透過材料を挟んで透明電極に電界を
加える露光用マスクを用いる露光装置。

【００１０】（４）特開昭６０−５４４３４号公報ホトマスクとしての、薄膜トランジスタを備えたアクテ
ィブマトリクス等の透過型マトリクスディスプレイパネ
ルと、この透過型マトリクスディスプレイパネルを駆動
するための駆動回路と、駆動回路にパターン情報を送り
込むパターン処理回路とを備えた露光装置。

【００１１】（５）特開昭６１−２１２８４３号公報設計データにもとづくパターン信号を発生させるパター
ン信号発生部と、このパターン信号発生部のパターン信
号に基づいて駆動され、透明あるいは不透明のパターン
を生じる液晶セルと、この液晶セルに光を照射する露光
照明系とを少なくとも備え、この液晶セルを対向して配
置される被処理部材に対し、この液晶セルを駆動させて
パターン露光を行えるようにした露光装置。

【００１２】（６）特開昭６１−１５１５４０号公報一方向に並列配置した複数の第１の透明電極と、この第
１の透明電極と実質的に垂直な方向に並列配置した複数
の第２の透明電極と、この第１と第２の透明電極間に介
在し、この両電極の交点に対応して格子状に区切って配
置したものであって、この両電極間に電流または電圧を
印加することにより透明率を変化する物質と、この両電
極へ印加する電流または電圧を制御することによって所
定の物質の透過率を変化させる手段を有するウェハアラ
イメント用マスク。

【００１３】これらの提案は、いずれも、液晶光スイッ
チ素子等の光スイッチ素子を露光光源と銅張積層板等の
上に塗布した感光性被膜の間に挿入し、光スイッチ素子
の各電極に選択的に画像信号を印加することによって、
光透過性あるいは光非透過性の配線パターンを形成する
ことができる露光マスクを実現することを意図し、いず
れも、フィルム原版の作製、管理、露光装置への装着あ
るいは交換作業を省略することを指向しているものとい
うことができる。

【００１４】しかしながら、これらの提案には、そのま
までは実用化することができない幾つかの問題が残され
ている。例えば、上記（４）特開昭６０−５４４３４号
公報による提案には、光スイッチ素子として薄膜トラン
ジスタによって液晶セルを駆動するアクティブマトリク
スを用いることを予定しているが、少なくとも２つの問
題を有している。その１つは、薄膜トランジスタによっ
て駆動するアクティブマトリクスを用いると、薄膜トラ
ンジスタ部分、バスライン部分、補助容量部分等で光が
遮断されてしまい、印刷配線基板の製造等を前提とした
高密度光スイッチ素子では光が透過する部分の面積と透
過面積の比率である開口率が高々２０％程度と極めて低
く、充分な露光光強度がとれなくなってしまう。仮に、
開口率を７０％まで上げたとすると、画素密度が２本／
ｍｍ程度と極めて粗い画素となってしまい印刷配線基板
の露光には適しなくなってしまう。

【００１５】２つめの問題は、光の複屈折効果を利用し
た液晶表示素子を用いる場合には必ず偏光フィルムが必
要になるが、上記（４）特開昭６０−５４４３４号公報
をはじめとするいずれの提案にも、偏光フィルムの透過
率、および透過率の波長依存性に関する問題が残されて
いる。

【００１６】光の複屈折効果を利用した液晶表示素子は
基本的には、光の偏波面を制御する光スイッチ素子であ
るため、２枚の偏光フィルムで液晶部分をサンドイッチ
する必要がある。このため、偏光フィルムの透過率、偏
光率は、露光時の露光時間、Ｓ／Ｎ比を支配する極めて
重要な要因である。

【００１７】一般に液晶表示素子として現用されている
偏光フィルムは可視光による表示素子を目的としている
ため、特に紫外光を透過する材料によって形成されては
おらず、長期間にわたり、広範囲の紫外光の照射を受け
る可能性がある環境下で使用される場合に、液晶、偏光
フィルムを紫外光による劣化から守るために紫外光遮断
フィルタを内蔵している場合もある。したがって、この
ような現用の偏光フィルタを近紫外光を光源とする通常
の露光装置に用いると、透過する露光光量が極端に不足
し、感光性被膜を露光することが不可能になる。

【００１８】仮に、非現実的に強力な露光光を用い、ま
た、非現実的に長時間の露光を行うとしても、近紫外光
および紫外に近い短波長可視光については、現用されて
いる偏光フィルムの偏光率はほとんどゼロで、露光に必
要なＳ／Ｎ比を得ることはできない。

【００１９】さらに、現用されている表示用の液晶表示
素子では、一般に短波長可視光領域では透過率が著しく
低下するか、あるいは液晶自体の偏光特性が低下して充
分なＳ／Ｎ比がとれないため、液晶表示素子を実際に印
刷配線基板等の露光プロセスに適用することは、近紫外
光および紫外に近い短波長可視光領域で充分な透過率、
および偏光率を有する偏光フィルムを実現しない限り不
可能である。

【００２０】さらに、開口率が高く取れる従来のＳＴＮ
（スーパーツイステッドネマティック）型液晶表示素子
ではいわゆる多重駆動（時分割駆動）を行うが、電圧−
透過率曲線の立ち上がり特性から、高々走査線本数５０
０ラインの駆動しかできず、５００ラインの駆動を行っ
た場合の液晶の応答時間は５００〜７００ｍｓと遅く、
複数の工程を順次加える場合の全所要時間であるタクト
タイムを短縮するための露光処理としては不適当であ
る。

【００２１】したがって、本発明は、電極に選択的に印
加する電気信号によって所望の露光パターンを形成する
ことができる液晶光スイッチ素子からなるフォトマスク
を備えた露光装置を実用化することを目的とする。

【００２２】

【課題を解決するための手段】本発明にかかる露光装置
においては、液晶光スイッチ素子を露光マスクとして用
いる感光性基板のパターン露光装置において、該液晶光
スイッチ素子部分全体の波長４３６ｎｍの光に対する透
過率が２０％以上である構成を採用した。

【００２３】この場合、液晶光スイッチ素子を単純マト
リクスパネル構造にし、また、開口率を６０％以上に
し、また、電極パターンを１００μｍ以下のピッチで形
成し、また、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長の光
に対して１枚で５５％以上の透過率を有する偏光フィル
ムを用いることによって、全体の透過率を前述の２０％
程度に大きくし、透過光パターンを精細化することがで
きる。

【００２４】また、この場合、単純マトリクスパネルを
構成する並行に延在する電極と電極との間に、金属クロ
ーム層または黒色樹脂層あるいは金属クローム層と黒色
樹脂層の積層体からなるブラックマトリクスを形成し
て、焦点をずらして連続した鮮明な透過光パターンを形
成することができる。

【００２５】また、この場合、単純マトリクスパネル構
造を構成する一方の基板に形成された並行に延在する電
極を長手方向に複数段に分割して並行して駆動すること
によって描画速度を高速化することができる。

【００２６】また、この場合、偏光フィルムを、液晶パ
ネルから隔離して設置することによって液晶の昇温を低
減することができ、また、偏光フィルムを外部に引き出
す機構を設けることによって劣化した偏光フィルムを容
易に引き出して交換することができる。

【００２７】また、この場合、液晶光スイッチ素子によ
って形成した透過光パターンを２分の１以下に縮小投影
する機構を備えることによって、感光性基板上に投影す
る透過光パターンを精細化することができる。

【００２８】また、この場合、液晶として強誘電性液晶
または反強誘電性液晶を用い、液晶の複屈折の大きさΔ
ｎと液晶層の厚さｄの積Δｎ・ｄを２１０〜２２０ｎｍ
の範囲にすることによって、液晶光スイッチ素子を透過
する光量を大きくすることができる。

【００２９】

【作用】本発明の発明者らは、液晶表示素子（液晶光ス
イッチ素子）を現実に印刷配線基板等の露光プロセスに
適用するための条件を検討した。その結果、以下の要因
をクリアする必要があることがわかった。

【００３０】（１）高速タクトタイムでの露光を可能に
するために、液晶表示素子（液晶光スイッチ素子）の開
口率を８０％以上にすることが可能であること（２）他の工程と組み合わせる場合に、高速タクトタイ
ムでの露光を可能にするために、紫外光および短波長可
視光領域で、少なくとも２０％以上の透過率を確保する
ことが可能であること（３）要求される印刷配線基板のパターンの精細度か
ら、露光マスクとして用いる液晶光スイッチ素子の画素
密度として、ピッチ間隔が１００μｍ程度の高精細度を
保つことが可能であること（４）要求される印刷配線基板のパターンの寸法、精細
度から、露光マスクとして用いる液晶光スイッチ素子の
画素数として、少なくとも１０００×１０００画素の表
示容量を実現することが可能であること（５）露光光として用いる近紫外光および短波長可視光
領域で充分な偏光特性を有する偏光フィルムが得られる
こと（６）高速タクトタイムでの露光を可能にするために、
１０００×１０００画素以上でも、液晶表示素子が充分
速い応答特性を有すること

【００３１】上記の要因がクリアできない限り、上述し
た理由により実際に液晶表示素子（液晶光スイッチ素
子）を露光マスクとして利用して配線パターンを露光、
現像して印刷配線基板を製造することが不可能となる。
そこで、発明者らは、上記の６つの要因をクリアする方
法について更に検討した結果、８０％以上の高い開口率
は単純マトリクス構造のパネルを用いることによって達
成することができ、また、単純マトリクス構造でピッチ
間隔が１００μｍ程度で、１０００×１０００画素以上
の表示容量を有する場合に、充分速い応答速度で液晶光
スイッチ素子を駆動するためには、現在利用可能な技術
では強誘電性液晶または反強誘電性液晶を用いることが
有効であることがわかった。

【００３２】また、近紫外光および短波長可視光領域で
少なくとも２０％以上の透過率を得ること、および充分
な偏光特性を有するためには、液晶の光学設計ならびに
偏光フィルタの改良によって可能であることがわかっ
た。すなわち、強誘電性液晶、反強誘電性液晶ならびに
偏光フィルタを、以下説明する特定の条件下で用いるこ
とによって、初めて液晶光スイッチ素子による印刷配線
基板の露光、現像による製造が可能になることがわかっ
た。

【００３３】本発明者らは、近紫外光および短波長可視
光領域での透過率を高めるための液晶側での光学設計
を、以下の考え方に基づいて検討した。液晶表示素子
（液晶光スイッチ素子）の入射光強度と出射光強度につ
いて下記の関係が知られている。Ｉ∝Ｉ₀ｓｉｎ²（π・Δｎ・ｄ／λ）ここでＩは出射光強度、Ｉ₀は入射光強度、Δｎは液晶
の複屈折、ｄは液晶層の厚さ、λは波長を示している。
この式から、出射光強度Ｉは、（Δｎ・ｄ＝λ／２）の
とき、最も大きくなることがわかる。

【００３４】ここで、表示用の液晶表示素子では、波長
λとして可視光の中心波長５６０ｎｍを基準に光学設計
されるため、光路差（リターデーション）（Δｎ・ｄ）
は、２８０ｎｍのときにＩを最大にすることができる。
すなわち、（Δｎ・ｄ＝０．２８）のとき、最大透過率
を得ることができる。近紫外光および短波長可視光領域
では、λの値が小さくなり、現在利用できる最も強力な
光源はｇ線の４３６ｎｍであるため、λ＝４３６ｎｍで
Ｉを最大にするΔｎ・ｄの条件を求めるとΔｎ・ｄ＝２
１８ｎｍとなる。

【００３５】強誘電性液晶、反強誘電性液晶では安定な
分子配向を保つために、一般に液晶層の厚さｄを２μｍ
以下に抑える必要があるため、ｄを２μｍとすると、Δ
ｎ・ｄ＝２１８ｎｍの場合の液晶の複屈折Δｎは０．１
０９となる。ここで、ｄを２μｍより小さな１．６μｍ
とすると、Δｎは０．１３６となる。

【００３６】したがって、可視光表示用のΔｎが０．１
４程度の液晶を用いてλ＝４３６ｎｍでの透過率を最大
にするためには、液晶層の厚さを可視光表示用の液晶表
示素子よりも薄い１．６μｍにすれば良いことが分か
る。

【００３７】図１は、Δｎ・ｄ＝２８０ｎｍの場合の液
晶光スイッチ素子の透過光量と透過光の波長の関係説明
図である。この図の横軸は透過光の波長、縦軸は透過光
量を示し、曲線ａは液晶光スイッチ素子がオン時の透過
光量、曲線ｂはオフ時の透過光量を示している。

【００３８】図２は、Δｎ・ｄ＝２１５ｎｍの場合の液
晶光スイッチ素子の透過光量と透過光の波長の関係説明
図である。この図の横軸は透過光の波長、縦軸は透過光
量を示し、曲線ａは液晶光スイッチ素子がオン時の透過
光量、曲線ｂはオフ時の透過光量を示している。

【００３９】実際にΔｎ・ｄを変化させて透過率の波長
依存性を検討した結果、この図１および図２に示される
ように、波長４３６ｎｍにおいて、Δｎ・ｄが２８０ｎ
ｍから２１５ｎｍに変化すると透過率の差が大幅に変化
することがわかる。

【００４０】一方、偏光フィルムの偏光率に関しては、
以下の検討を行った。現用されている表示用の偏光フィ
ルムは、可視光の中心波長に対しては、９９．５％の偏
光効率、および４２％程度（平行ニコルス状態で２枚の
偏光フィルムを重ねた場合）の透過率を示す。しかし、
λ＝４３６ｎｍでは偏光効率は８０％程度が見込まれる
ものの、透過率は、３％以下になってしまう。

【００４１】この透過率低下の原因を調べた結果、前述
したように、現用されている表示用の偏光フィルムには
紫外光の透過に対する考慮が払われておらず、場合によ
っては紫外光遮断用のフィルタが内蔵されていることが
わかった。そこで、現用されている表示用の偏光フィル
ムから紫外光遮断用フィルタを除去して測定したとこ
ろ、種類による差異はあるものの、一般に、偏光効率８
０％、透過率３９％が得られることがわかった。

【００４２】以上の検討から、Δｎ＝０．１４の液晶材
料を用い、厚さを１．６μｍとして、開口率が８５％の
単純マトリクスパネルに封入し、これを紫外光遮断フィ
ルタを除去した偏光フィルムでサンドイッチすると、前
記６つの要因を満足することが可能になることがわかっ
た。

【００４３】

【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。（第１実施例）前述した本発明の原理による液晶光スイ
ッチ素子を露光マスクとして用いた露光装置によって、
任意の配線パターンを有する印刷配線基板を製造するこ
とができるが、配線パターンの描画を高速化することが
要求される場合がある。

【００４４】図３は、第１実施例の露光装置に用いる液
晶光スイッチ素子の構成説明図である。この図におい
て、１は第１の透明基板、２は第２の透明基板、３₁，
３₂，３ ₃，３₄，・・・，３_nはＸ方向透明電極、４
₁₁，４₁₂，４₁₃，４₁₄，・・・，４_1n，４₂₁，４₂₂，４
₂₃, ４₂₄，・・・，４_2nはＹ方向透明電極である。

【００４５】この実施例の露光装置に用いる液晶光スイ
ッチ素子においては、１００μｍピッチの間隔で１００
０ライン形成されたＸ方向透明電極３₁，３₂，３₃，
３₄，・・・，３_nを有し、面積が２４０×２４０ｍｍ
²、厚さが０．７ｍｍの第１の透明基板１と、上下２段
に中央部で分割されて１００μｍピッチの間隔で１００
０ライン形成されたＹ方向透明電極４₁₁，４₁₂，４₁₃，
４₁₄，・・・，４_1n，４₂₁，４₂₂，４₂₃, ４₂₄，・・
・，４_2nが形成された第１の透明基板１と同様の面積と
厚さを有する第２の透明基板２を用意する。

【００４６】この第１の透明基板１と第２の透明基板２
を洗浄した後、そのＸ方向透明電極３₁，３₂，３₃，
３₄，・・・，３_n側、および、Ｙ方向透明電極４₁₁，
４₁₂，４₁₃，４₁₄，・・・，４_1n，４₂₁，４₂₂，４₂₃,
４₂₄，・・・，４_2n側にポリイミドからなる配向膜を６
００Åの厚さで成膜し、ラビングした後、この第１の透
明基板１と第２の透明基板２の表面に直径１．６μｍの
シリカボールスペーサを散布し、このシリカボールスペ
ーサによって所定の間隔を保って第１の透明基板１と第
２の透明基板２を積層して、周辺を液晶注入口を残して
シールし、この液晶注入口を通してナフタレン系強誘電
性液晶を主成分とする強誘電性液晶組成物を注入する。

【００４７】この実施例においては、透明電極の一方
が、Ｙ方向透明電極４₁₁，４₁₂，４₁₃，４₁₄，・・・，
４_1nとＹ方向透明電極４₂₁，４₂₂，４₂₃, ４₂₄・・・，
４_2nに２分割されており、Ｘ方向透明電極３₁，３₂，
３₃，３₄，・・・，３_nに印加する走査信号に対し
て、Ｙ方向透明電極４₁₁，４₁₂，４₁₃，４₁₄，・・・，
４ _1nとＹ方向透明電極４₂₁，４₂₂，４₂₃, ４₂₄・・・，
４_2nに同時にデータ信号を印加するため、描画に要する
時間を１／２に短縮することができる。液晶光スイッチ
素子の解像度は、前述の開口率を考慮すると〜２０本／
ｍｍ程度であるから、高解像度のパターニングを行う場
合には、縮小投影露光を行うことが有効である。

【００４８】このような光学条件における強誘電性液晶
には、駆動方法にもよるが、１ラインあたり６０〜１２
０μｓ程度で書込むことができるから、この例のように
１０００ラインの場合は、６０〜１２０ｍｓで書込みを
完了することができる。

【００４９】図４は、第１実施例で用いる露光装置の構
成説明図である。この図において、１１はハウジング、
１２は光源、１３は第１の偏光板、１４は強誘電性液晶
光スイッチ素子、１５は第２の偏光板、１６はレンズ
系、１７はＸＹステージ、１８は印刷配線基板である。

【００５０】この実施例で用いる露光装置の一例におい
ては、ハウジング１１の頂部に波長４３６ｎｍの光を放
出する光源１２が設けられ、その下の光軸上に、第１の
偏光板１３、露光マスクとして用いる強誘電性液晶光ス
イッチ素子１４、第２の偏光板１５が間隔を保って配置
され、強誘電性液晶光スイッチ素子１４を透過する光源
１２から放出される露光光をレンズ系１６によって、Ｘ
Ｙステージ１７上に載置された印刷配線基板１８の感光
性被膜の上に強誘電性液晶光スイッチ素子１４を透過す
るパターンを投影するようになっている。

【００５１】この場合、露光マスクとして用いる強誘電
性液晶光スイッチ素子１４を４−パルス法を用いて駆動
し、ＣＡＤデータとして格納しておいた画像データによ
って液晶光スイッチ素子にマスクパターンを描画する。

【００５２】図５は、Δｎ・ｄ＝２１０ｎｍの場合の液
晶光スイッチ素子の透過光量と透過光の波長の関係説明
図である。この図の横軸は透過光の波長、縦軸は透過光
量を示し、曲線ａは液晶光スイッチ素子がオン時の透過
光量、曲線ｂはオフ時の透過光量を示している。

【００５３】この図によって、この実施例で用いた光源
から放出される露光光の波長４３６ｎｍに対して５０％
を越える高い透過率を実現していることがわかる。な
お、この実施例においては、強誘電性液晶光スイッチ素
子１４を透過する光源１２から放出される露光光を、４
３６ｎｍに最高感度を有する感光性被膜を塗布した銅張
積層板上にレンズ系１６によって１／５縮に縮小投影
し、露光、現像した結果、１５秒の露光で１０：１の高
いＳ／Ｎ比を得ることができた。

【００５４】この実施例のように、偏光フィルムを設け
た第１の偏光板１３と第２の偏光板１５を、露光マスク
として用いる強誘電性液晶光スイッチ素子１４から隔離
して設置されているため、露光を繰り返す場合、露光光
を吸収して第１の偏光板１３と第２の偏光板１５が昇温
しても強誘電性液晶光スイッチ素子１４の昇温を招くこ
となく、強誘電性液晶光スイッチ素子１４の電気−光学
応答特性の劣化を防いで露光時に必要なＳ／Ｎ比を確保
することができる。また、図示されてはないが、第１の
偏光板１３または第２の偏光板１５あるいはその双方を
外部に引き出す機構を設けておくと、第１の偏光板１３
または第２の偏光板１５が劣化したときに、容易に引き
出して交換することができる。

【００５５】また、この実施例では、液晶光スイッチ素
子によって形成したパターンを５分の１に縮小投影した
が、２分の１以下に縮小投影することによって、感光性
被膜を塗布した銅張積層板上に、実用化することが要望
されている微細な露光パターンをほぼ鮮明に形成するこ
とができる。

【００５６】また、強誘電性液晶または反強誘電性液晶
を用いた液晶光スイッチ素子において、液晶の複屈折の
大きさΔｎと液晶層の厚さｄの積Δｎ・ｄが２１０〜２
２０ｎｍの範囲に収まるようにすると、液晶光スイッチ
素子の透過率をほぼ最大にすることができる。

【００５７】また、この実施例では、強誘電性液晶を用
いた液晶光スイッチ素子について説明したが、ＨＯＢＡ
ＣＰＣ等の反強誘電性液晶を用いてもほぼ同様の効果を
奏することがわかった。

【００５８】また、液晶光スイッチ素子に用いる偏光フ
ィルムとして、４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長の
光に対して１枚で５５％以上の透過率を有するものを用
いると、通常用いられている液晶自体の透過率との関係
で、液晶光スイッチ素子全体として２０％以上の透過率
を実現することができる。

【００５９】なお、この実施例の露光装置において用い
る液晶光スイッチ素子においては、露光光の波長近傍の
狭い波長範囲の光透過特性を有するフィルタを用いるこ
とによって、充分な露光光を得るとともに、液晶の劣化
を防ぐことができる。

【００６０】（第２実施例）図６は、第２実施例の露光
装置に用いる液晶光スイッチ素子の構成説明図である。
この図において、２１は第１の透明基板、２２は第２の
透明基板、２３₁，２３₂，２３₃，２３₄，・・・，
２３_nはＸ方向透明電極、２４₁₁，２４₁₂，２４₁₃，２
４₁₄，・・・，２４_1n，２４₂₁，２４₂₂，２４₂₃, ２４
₂₄，・・・，２４_2nはＹ方向透明電極、２５₁₁，２
５₁₂，２５₂₁，２５₂₂はＸ方向透明電極駆動回路、２６
₁，２６₂はＹ方向透明電極駆動回路である。

【００６１】この実施例の露光装置に用いる液晶光スイ
ッチ素子においては、１００μｍピッチの間隔で１００
０ライン形成されたＸ方向透明電極２３₁，２３₂，２
３₃，２３₄，・・・，２３_nを有し、面積が２４０×
２４０ｍｍ²、厚さが０．７ｍｍの第１の透明基板２１
と、上下２段に中央部で分割されて１００μｍピッチの
間隔で１０００ライン形成されたＹ方向透明電極２
４₁₁，２４₁₂，２４₁₃，２４₁₄，・・・，２４_1n，２４
₂₁，２４₂₂，２４₂₃, ２４₂₄，・・・，２４_2nが形成さ
れた第１の透明基板２１と同様の面積と厚さを有する第
２の透明基板２２を用意する。

【００６２】この第１の透明基板２１と第２の透明基板
２２を洗浄した後、そのＸ方向透明電極２３₁，２
３₂，２３₃，２３₄，・・・，２３_n側、および、Ｙ
方向透明電極２４₁₁，２４₁₂，２４₁₃，２４₁₄，・・
・，２４_1n，２４₂₁，２４₂₂，２４ ₂₃, ２４₂₄，・・
・，２４_2n側にポリイミドからなる配向膜を６００Åの
厚みで成膜し、ラビングした後、この第１の透明基板２
１と第２の透明基板２２の表面に直径１．６μｍのシリ
カボールスペーサを散布し、このシリカボールスペーサ
によって所定の間隔を保って第１の透明基板２１と第２
の透明基板２２を積層して、周辺を液晶注入口を残して
シールし、この液晶注入口を通してナフタレン系強誘電
性液晶を主成分とする強誘電性液晶組成物を注入する。

【００６３】この実施例の液晶光スイッチ素子において
は、Ｘ方向透明電極２３₁，２３₂，２３₃，２３₄，
・・・，２３_nの両端にＸ方向透明電極駆動回路２
５₁₁，２５₂₁，２５₁₂，２５₂₂を接続し、上下２段に中
央部で分割されたＹ方向透明電極２４₁₁，２４₁₂，２４
₁₃，２４₁₄，・・・，２４_1nにはＹ方向透明電極駆動回
路２６₁が接続され、Ｙ方向透明電極２４₂₁，２４₂₂，
２４₂₃, ２４₂₄・・・，２４_2nにはＹ方向透明電極駆動
回路２６₂が接続されていて、電極は第１の透明基板２
１、第２の透明基板２２の４方向から取り出されてい
る。

【００６４】この実施例の液晶光スイッチ素子のＹ方向
透明電極２４₁₁，２４₁₂，２４₁₃，２４₁₄，・・・，２
４_1n，２４₂₁，２４₂₂，２４₂₃, ２４₂₄，・・・，２４
_2nの効果は、第１実施例と同様に、Ｙ方向透明電極２４
₁₁，２４₁₂，２４₁₃，２４₁₄，・・・，２４_1n，２
４₂₁，２４₂₂，２４₂₃, ２４₂₄，・・・，２４_2nが上下
に２分割されて、各別に同時にデータ信号を印加するた
め、描画に要する時間を１／２に短縮することができる
ことである。

【００６５】また、Ｘ方向透明電極２３₁，２３₂，２
３₃，２３₄，・・・，２３_nについては、それぞれの
両端にＸ方向透明電極駆動回路２５₁₁，２５₂₁とＸ方向
透明電極駆動回路２５₁₂，２５₂₂を接続しているため、
各々のＸ方向透明電極２３₁，２３₂，２３₃，２
３₄，・・・，２３_nの電気抵抗Ｒと静電容量Ｃの積で
決定される駆動信号の遅延を低減して、高速での描画を
実現することができる効果を有する。

【００６６】第１実施例と第２実施例のように、単純マ
トリクス液晶光スイッチ素子を用いると、画素を形成す
る格子と格子の間に透過光パターンに寄与しない部分が
生じるが、これは、故意に焦点をずらして露光すること
によって、印刷回路基板を連続した線として露光するこ
とができる。

【００６７】この場合、液晶光スイッチ素子の、並行に
延在する格子と格子の間の透過光パターンに寄与しない
部分にブラックマトリクスを構成しておくと、故意に焦
点をずらすときに、より鮮明に連続した線にすることが
できる。このブラックマトリクスとしては、完全な遮光
性を有するクロム等の金属層を用いることができ、また
は、光の反射が少ない黒色樹脂層を用いることができ、
あるいは、クロム等の金属層の上に黒色樹脂層を積層し
て、完全な遮光性を得、かつ、光の反射を防ぐことがで
きる。ブラックマトリクスが露光光を反射すると、露光
装置内で散乱されて、露光マスクに再入射して露光パタ
ーンの鮮明度を損なうことになる。

【００６８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の露光装置
によると、少量、多品種、短納期に対応して生産効率高
く印刷配線基板を製造することが可能になり、従来の露
光マスクにおいて高速タクトタイムの実現を阻んでいた
パターン元版の管理、露光マスクの露光装置への装着、
取替等の作業を廃し、ＣＡＤからのオンライン処理によ
るパターン形成による露光マスクを実用化することがで
き、その結果、半導体装置、印刷回路基板等の製造コス
トの低減を図ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】Δｎ・ｄ＝２８０ｎｍの場合の液晶光スイッチ
素子の透過光量と透過光の波長の関係説明図である。

【図２】Δｎ・ｄ＝２１５ｎｍの場合の液晶光スイッチ
素子の透過光量と透過光の波長の関係説明図である。

【図３】第１実施例の露光装置に用いる液晶光スイッチ
素子の構成説明図である。

【図４】第１実施例で用いる露光装置の構成説明図であ
る。

【図５】Δｎ・ｄ＝２１０ｎｍの場合の液晶光スイッチ
素子の透過光量と透過光の波長の関係説明図である。

【図６】第２実施例の露光装置に用いる液晶光スイッチ
素子の構成説明図である。

【符号の説明】１第１の透明基板２第２の透明基板３₁，３₂，３₃，３₄，・・・，３_n Ｘ方向透明電
極４₁₁，４₁₂，４₁₃，４₁₄，・・・，４_1n，４₂₁，４₂₂，
４₂₃, ４₂₄，・・・，４_2n Ｙ方向透明電極１１ハウジング１２光源１３第１の偏光板１４強誘電性液晶光スイッチ素子１５第２の偏光板１６レンズ系１７ＸＹステージ１８印刷配線基板２１第１の透明基板２２第２の透明基板２３₁，２３₂，２３₃，２３₄，・・・，２３_n Ｘ
方向透明電極２４₁₁，２４₁₂，２４₁₃，２４₁₄，・・・，２４_1n，２
４₂₁，２４₂₂，２４₂₃, ２４₂₄，・・・，２４_2n Ｙ方
向透明電極２５₁₁，２５₁₂，２５₂₁，２５₂₂ Ｘ方向透明電極駆動
回路２６₁，２６₂ Ｙ方向透明電極駆動回路

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｇ０３Ｆ 7/20 ５２１ (72)発明者内川克美神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者成澤俊明神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内 (72)発明者丹羽紘一神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地富士通株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】液晶光スイッチ素子を露光マスクとして
用いる感光性基板のパターン露光装置において、該液晶
光スイッチ素子部分全体の波長４３６ｎｍの光に対する
透過率が２０％以上であることを特徴とする露光装置。
【請求項２】液晶光スイッチ素子が単純マトリクスパ
ネル構造を有することを特徴とする請求項１に記載され
た露光装置。
【請求項３】液晶光スイッチ素子が単純マトリクスパ
ネル構造を有し、該液晶光スイッチの開口率が６０％以
上であることを特徴とする請求項２に記載された露光装
置。
【請求項４】液晶光スイッチ素子が単純マトリクスパ
ネル構造を有し、強誘電性液晶または反強誘電性液晶を
駆動することによって所望の透過光パターンを形成する
ことを特徴とする請求項１から請求項３までのいずれか
１項に記載された露光装置。
【請求項５】単純マトリクスパネルを構成する電極パ
ターンが１００μｍ以下のピッチを有することを特徴と
する請求項２から請求項４までのいずれか１項に記載さ
れた露光装置。
【請求項６】単純マトリクスパネルを構成する並行に
延在する電極と電極との間にブラックマトリクスを有す
ることを特徴とする請求項２から請求項５までのいずれ
か１項に記載された露光装置。
【請求項７】単純マトリクスパネルを構成する並行に
延在する電極と電極との間のブラックマトリクスが金属
クローム層または黒色樹脂層あるいは金属クローム層と
黒色樹脂層の積層体であることを特徴とする請求項６に
記載された露光装置。
【請求項８】単純マトリクスパネル構造を構成する一
方の基板に形成された並行に延在する電極が長手方向に
複数段に分割されていることを特徴とする請求項２から
請求項７までのいずれか１項に記載された露光装置。
【請求項９】液晶光スイッチ素子に用いる偏光フィル
ムが４００ｎｍ以上５００ｎｍ以下の波長の光に対して
１枚で５５％以上の透過率を有することを特徴とする請
求項１から請求項８までのいずれか１項に記載された露
光装置。
【請求項１０】偏光フィルムが、液晶パネルから隔離
して設置されていることを特徴とする請求項１から請求
項９までのいずれか１項に記載された露光装置。
【請求項１１】偏光フィルムが、液晶光スイッチ素子
から隔離して設置され、該偏光フィルムを外部に引き出
す機構を有することを特徴とする請求項１０に記載され
た露光装置。
【請求項１２】液晶光スイッチ素子によって形成した
透過光パターンを２分の１以下に縮小投影する機構を有
することを特徴とする請求項１から請求項１１までのい
ずれか１項に記載された露光装置。
【請求項１３】液晶として強誘電性液晶または反強誘
電性液晶が用いられ、これらの液晶の複屈折の大きさΔ
ｎと液晶層の厚さｄの積Δｎ・ｄが２１０〜２２０ｎｍ
の範囲にあることを特徴とする請求項１から請求項１２
までのいずれか１項に記載された露光装置。