WO2012017808A1 - マイクロレンズ露光装置 - Google Patents

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水村　通伸
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株式会社ブイ・テクノロジー
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    • G02B3/0006—Arrays

Definitions

  • the present invention relates to an exposure apparatus using a microlens array.
  • an inspection mark is provided in the inspection hole, and the image of the substrate and the image of the inspection mark provided in the inspection hole are observed by the microscope, and both images are in focus.
  • the positions of the microlens array and the mask on the optical axis can be adjusted so that
  • the inspection light focused on the inspection hole provided in the mask is irradiated to the exposure substrate through the inspection microlens, and the image on the substrate of the inspection light observed by the microscope is focused.
  • the interval between the microlens array and the substrate is adjusted so that the amount of reflected light of the inspection light detected by the photosensor on the substrate is maximized, so that it is extremely easy and highly accurate.
  • the position of the microlens can be adjusted to the in-focus position.
  • the microscope 10 simultaneously observes the image of the pattern 21 on the resist film 2 of the substrate 1 and the image of the inspection mark 22 provided in the inspection hole 5b so that both images are in focus.
  • the positions on the optical axis of the microlens array 3 and the mask 4 are adjusted. Thereby, the precision of a focal point can be raised.
  • the microscope 10 and the mask 4 are mechanically fixed at a position where the inspection light from the microscope 10 is focused at the hole 5b. In the modification shown in FIG.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view showing this embodiment.
  • a photosensor 11 is provided instead of the microscope 10 of the first embodiment.
  • This photosensor 11 is also fixedly provided with respect to the microlens array 3 and the mask 4, and the photosensor 11 irradiates the microlens 3b with light whose focal position is aligned with the hole 5b.
  • the pattern 14 has a shape such as a circle or a striped pattern. Parallel light irradiated from the lower surface of the transparent substrate 12 passes through the pattern 14, and the image of the pattern 14 is connected to the position of the hole 5b by the microlens 3b. Image.
  • the detected light quantity is measured by a photosensor as in the embodiment shown in FIG. It can also be determined whether or not it matches the focal length 3a.
  • the parallel light is irradiated from the lower surface of the transparent substrate 12, the light transmitted through the pattern 14 is converged by the microlens 3b, and the light that has passed through the hole 5b is guided to the photosensor 11 (see FIG. 2).
  • Whether or not the gap G is at a predetermined focal position can be determined based on whether or not the amount of light can be obtained.
  • the gap G is a predetermined focal length and the laser light from the microlens 3a is at the focal point on the resist film 2, the light that is applied to the pattern 14 from the lower surface of the transparent substrate 12 and passes through the pattern 14 is
  • the microlens 3b focuses at the hole 5b, passes through the small hole 5b, and most of the light quantity is detected by the photosensor 11, but when the gap G is deviated from the focal position, the light transmitted through the pattern 14 Is not focused at the hole 5b by the microlens 3b, but spreads to the Cr film 5 around the hole 5b, and the amount of light passing through the small hole 5b decreases.
  • the mask 4 and the microlens array 5 are moved in the optical axis direction, and the detected light quantity is maximized, the gap G is equal to the focal length of the microlens 3a. Then, the laser beam converged by the microlens 3a becomes a focal point on the resist film 2.

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Abstract

　マイクロレンズアレイとマスクが所定間隔をおいて固定された露光装置において、マイクロレンズアレイと露光用基板との間のギャップを容易に高精度でマイクロレンズの合焦点位置に調整することができるマイクロレンズ露光装置を提供する。　露光用のレーザ光はマイクロレンズアレイ３のマイクロレンズ３ａによりレジスト膜２上に照射される。顕微鏡１０からの光は、マスク４のＣｒ膜５の孔５ｂを通過し、マイクロレンズ３ｂを透過してレジスト膜２上に照射される。このマイクロレンズ３ｂを透過した光がレジスト膜２上で合焦点か否かを顕微鏡１０で観察することにより、マイクロレンズ３ａによりレジスト膜２に収束される露光光の合焦点を判別できる。

Description

マイクロレンズ露光装置
　本発明は、マイクロレンズアレイを使用した露光装置に関する。
　従来、マイクロレンズアレイを使用した露光装置は、アモルファスシリコン膜にレーザ光を照射して、レーザ光の熱によりアモルファスシリコン膜を溶融・凝固させることによって、アモルファスシリコン膜をポリシリコン膜に改質するレーザアニーリング装置として使用されていると共に、マスク画像をレジスト膜に投影露光して、その後の現像処理によりレジストパターンを形成するフォトリソグラフィのための露光装置として使用されている（特許文献１）。
　図６は従来のマイクロレンズアレイを使用した投影露光型の露光装置を示す断面図である。基板１上にレジスト膜２が形成されており、この基板１がマイクロレンズ露光装置の下方に搬送されてくる。従来のマイクロレンズ露光装置においては、多数のマイクロレンズ３ａが２次元的に配置されて形成されたマイクロレンズアレイ３が設けられており、このマイクロレンズアレイ３の上方にマスク４が配置されている。マイクロレンズアレイ３は透明石英基板により形成されており、このマイクロレンズアレイ３の下面にマイクロレンズ３ａが加工されている。マスク４は、透明基板の下面にＣｒ膜５が接合されて構成されており、このＣｒ膜５には、各マイクロレンズ３ａに整合する位置にレーザ光が通過する孔５ａが形成されている。このマスク４における孔５ａ以外の部分は、Ｃｒ膜５により覆われていて、レーザ光の通過を阻止する遮光部分となっている。このマスク４とマイクロレンズアレイ３とは、固定部材６により一定の間隔になるように固定されている。マイクロレンズアレイ３及びマスク４は適宜の駆動装置により光軸方向に移動可能であり、基板１との間の距離を調整することができるようになっている。
　このように構成された従来のマイクロレンズ露光装置においては、露光用のレーザ光をマスク４上に照射すると、マスク４の孔５ａを通過したレーザ光が、マイクロレンズアレイ３の各マイクロレンズ３ａに入射し、各マイクロレンズ３ａにより基板１上のレジスト膜２に収束する。なお、この孔５ａには、投影すべきパターンが形成されており、レーザ光が孔５ａを透過してレジスト膜２に照射されたときに、前記パターンがレジスト膜２に投影される。
　このマイクロレンズ３ａを通過したレーザ光を基板１の表面上のレジスト膜２に収束させるためには、基板１とマイクロレンズアレイ３との間のギャップＧをマイクロレンズ３ａの焦点位置に一致させる必要があり、このギャップＧを管理する必要がある。従来の投影露光型露光装置においては、マスク４の表面と、基板１の表面との間の距離を測定して、それを所定値に設定することにより、ギャップＧを管理していた。しかしながら、マイクロレンズが形成された石英基板の厚さは、製造条件により異なるため、従来においては、基板１とマイクロレンズ３ａとの間のギャップＧの管理は行っていないのが実情であった。このため、従来の露光装置においては、マスク４の表面と基板１の表面との間の距離を所定値に設定した後、露光し、現像してみて、得られたパターンを顕微鏡により観察することにより、基板１上のレジスト膜２がマイクロレンズ３ａの合焦点位置にあるか否かを検査し、基板１がマイクロレンズ３ａの合焦点位置にない場合は、マスク４及びマイクロレンズアレイ３の位置を調整し、再度、露光、現像、顕微鏡観察を実施して合焦点位置を確認するというような試行錯誤により、フォーカス調整を行っていた。このため、従来の露光装置においては、ギャップＧの管理に大きな手間がかかっていた。
　そこで、特許文献１においては、精度良く焦点位置に合わせることを目的とした画像露光装置が提案されている。この画像露光装置においては、焦点位置検出用のマイクロレンズを画像露光用のマイクロレンズとは別に設け、光源からのレーザ光を焦点位置検出用のマイクロレンズにも透過させて、レジスト膜上の結像位置に結像させるものである。そして、この像をカメラによって撮像し、撮像画像のピントが合うようにマイクロレンズアレイの位置を光軸方向に調整する。
特開２００７－３８２９
　しかしながら、上述の従来技術においては、図６に示すように、マイクロレンズアレイ３の上方にマスク４がマイクロレンズアレイ３に対して所定の間隔で配置された露光装置において、マイクロレンズアレイ３と基板１との間の間隔を調整するものではない。即ち、図６に示す従来の露光装置においては、上記特許文献１のギャップＧの調整方法を適用することはできない。換言すれば、特許文献１の露光装置においては、マスク４が存在しないので、マイクロレンズアレイの表面の位置を直接検出できるため、このマイクロレンズアレイと基板表面との間のギャップを調整することに困難性はない。
　本発明はかかる問題点に鑑みてなされたものであって、マイクロレンズアレイとマスクが所定間隔をおいて固定された露光装置において、マイクロレンズアレイと露光用基板との間のギャップを容易に高精度でマイクロレンズの合焦点位置に調整することができるマイクロレンズ露光装置を提供することを目的とする。
　本発明に係る第１のマイクロレンズ露光装置は、マイクロレンズが１次元又は２次元に配置されたマイクロレンズアレイと、各マイクロレンズに対応する位置にレーザ光の透過孔が設けられたマスクと、前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクを所定の間隔で固定する固定部と、を有するマイクロレンズ露光装置において、前記マイクロレンズアレイに設けられ前記マイクロレンズと同一形状の検査用マイクロレンズと、前記マスクにおける前記検査用マイクロレンズに対応する位置に設けられた検査用孔と、前記マスクの上方に設けられ前記検査用孔に焦点位置を合わせた検査用光を前記検査用孔及び前記検査用マイクロレンズを介して露光対象の基板に照射する検査用光照射部と、前記基板における前記検査用光の画像を観察する顕微鏡とを有し、前記顕微鏡により観察した画像が合焦点になるように前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクの光軸上の位置を調整するものであることを特徴とする。
　この場合に、前記検査用孔に、検査用マークを設け、前記顕微鏡により、前記基板の画像と、前記検査用孔に設けた前記検査用マークの画像とを観察し、双方の画像が合焦点となるように、前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクの光軸上の位置を調整することもできる。
　本発明に係る第２のマイクロレンズ露光装置は、マイクロレンズが１次元又は２次元に配置されたマイクロレンズアレイと、各マイクロレンズに対応する位置にレーザ光の透過孔が設けられたマスクと、前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクを所定の間隔で固定する固定部と、を有するマイクロレンズ露光装置において、前記マイクロレンズアレイに設けられ前記マイクロレンズと同一形状の検査用マイクロレンズと、前記マスクにおける前記検査用マイクロレンズに対応する位置に設けられた検査用孔と、前記マスクの上方に設けられ前記検査用孔に焦点位置を合わせた検査用光を前記検査用孔及び前記検査用マイクロレンズを介して露光対象の基板に照射する検査用光照射部と、前記基板で反射した前記検査用光の光量を検出するフォトセンサとを有し、前記フォトセンサで検出した光量が最大になるように前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクの光軸上の位置を調整するものであることを特徴とする。
　本発明に係る第３のマイクロレンズ露光装置は、マイクロレンズが１次元又は２次元に配置されたマイクロレンズアレイと、各マイクロレンズに対応する位置にレーザ光の透過孔が設けられたマスクと、前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクを所定の間隔で固定する固定部と、を有するマイクロレンズ露光装置において、前記マイクロレンズアレイに設けられ前記マイクロレンズと同一形状の検査用マイクロレンズと、前記マスクにおける前記検査用マイクロレンズに対応する位置に設けられた検査用孔と、露光対象に設けたパターンに平行光の検査用光を照射して前記検査用マイクロレンズに前記パターンを透過した画像を入射させる検査用光照射部と、前記パターンを透過した画像を観察する顕微鏡とを有し、前記顕微鏡により観察した画像が合焦点になるように前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクの光軸上の位置を調整するものであることを特徴とする。
　この場合に、前記検査用孔に、検査用マークを設け、前記顕微鏡により、前記パターンを透過した画像と、前記検査用孔に設けた前記検査用マークを透過した画像とを観察し、双方の画像が合焦点となるように、前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクの光軸上の位置を調整することもできる。
　本発明に係る第４のマイクロレンズ露光装置は、マイクロレンズが１次元又は２次元に配置されたマイクロレンズアレイと、各マイクロレンズに対応する位置にレーザ光の透過孔が設けられたマスクと、前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクを所定の間隔で固定する固定部と、を有するマイクロレンズ露光装置において、前記マイクロレンズアレイに設けられ前記マイクロレンズと同一形状の検査用マイクロレンズと、前記マスクにおける前記検査用マイクロレンズに対応する位置に設けられた検査用孔と、露光対象に設けたパターンに平行光の検査用光を照射して前記検査用マイクロレンズに前記パターンを透過した画像を入射させる検査用光照射部と、前記パターンを透過した前記検査用光の光量を検出するフォトセンサとを有し、前記フォトセンサで検出した光量が最大になるように前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクの光軸上の位置を調整するものであることを特徴とする。
　本発明によれば、マスクに設けた検査用孔に合焦点した検査用光を検査用マイクロレンズを介して露光基板に照射し、顕微鏡により観察した検査用光の基板上の画像が合焦点するように、又はフォトセンサにより検出した前記検査用光の前記基板における反射光の光量が最大となるように、前記マイクロレンズアレイと前記基板との間隔を調整するので、極めて容易にかつ高精度で前記マイクロレンズの位置を合焦点位置に調節することができる。
本発明の第１実施形態のマイクロレンズ露光装置を示す断面図である。 本発明の第２実施形態のマイクロレンズ露光装置を示す断面図である。 本発明の第３実施形態のマイクロレンズ露光装置を示す断面図である。 （ａ）、（ｂ）は第１実施形態の変形例を示す図である。 （ａ）、（ｂ）は第３実施形態の変形例を示す図である。 従来のマイクロレンズ露光装置を示す断面図である。
　以下、本発明の実施の形態について、添付の図面を参照して具体的に説明する。図１は本発明の第１実施形態に係るマイクロレンズ露光装置を示す模式図である。図１において、図３と同一構成物には同一符号を付して、その詳細な説明は省略する。本実施形態においては、マイクロレンズアレイ３における端部のマイクロレンズ３ａからなる露光領域から外れる位置に、検査用のマイクロレンズ３ｂが設けられ、更に、マスク４のＣｒ膜５におけるマイクロレンズ３ｂに整合する位置に、孔５ａよりも小さい孔５ｂが設けられている。孔５ａには、投影すべきパターンが形成されており、レーザ光が孔５ａを透過してレジスト膜２に照射されたときに、前記パターンがレジスト膜２に投影される。そして、マスク４の上方に顕微鏡１０がマスク４及びマイクロレンズアレイ３に対して固定的に設けられている。この顕微鏡１０の焦点位置は、マスク４の孔５ｂの位置であり、マイクロレンズアレイ３のマイクロレンズ３ａを透過したレーザ光が基板１上のレジスト膜２で結像したときには、マイクロレンズ３ｂを透過した光も基板１上のレジスト膜２に結像する。従って、レジスト膜２にマーク（図示せず）を設けておくことにより、顕微鏡１０からこのマークを観察し、顕微鏡１０において、観察したマークの焦点が合っていれば、レジスト膜２の光軸上の位置は、顕微鏡１０における合焦点の位置にあることになる。なお、本実施形態においても、マイクロレンズアレイ３及びマスク４は適宜の駆動装置により光軸方向に移動可能であり、基板１との間の距離を調整することができるようになっているが、顕微鏡１０はマイクロレンズアレイ３及びマスク４に対して固定的に配置されているので、顕微鏡１０からの光の焦点位置は、マスク４のＣｒ膜５の孔５ｂの位置から変化しない。なお、顕微鏡１０は、落射型顕微鏡であり、光源からの光が対物レンズから平行光となって基板上（レジスト膜２上）に照射され、基板（レジスト膜）からの反射光がマイクロレンズ３ｂにより検査用孔５ｂにて焦点を結び、その後、対物レンズから出射光と同軸的に入射されて、この入射光を観察するようになっている。この対物レンズからの入射光はカメラ等により撮影することもできる。よって、本実施形態においては、落射顕微鏡が、検査用光の光源と画像観察用の顕微鏡とを兼ねる。
　このように構成された第１実施形態のマイクロレンズ露光装置においては、基板１上のレジスト膜２をマイクロレンズアレイ３のマイクロレンズ３ａにより露光するが、このとき、顕微鏡１０から平行光の落射照明光が検査用孔５ｂに向けて出射され、この落射照明光は、Ｃｒ膜５の孔５ｂで焦点を結び、この孔５ｂを通過してマイクロレンズアレイ３に向けて照射され、マイクロレンズ３ｂによりレジスト膜２に結像し、この反射光がマイクロレンズ３ｂにより孔５ｂの位置で結像し、この孔５ｂを通過して顕微鏡１０に入射する。このとき、顕微鏡１０に入射してきたレジスト膜２からの反射光が、レジスト膜２上で合焦点であった場合には、顕微鏡１０で観察した像も焦点が合ったものとなる。これにより、露光領域のマイクロレンズ３ａを透過したレーザ光も、レジスト膜２上で合焦点となる。
　よって、顕微鏡１０で観察したレジスト膜２の画像が合焦点画像でなかった場合は、適宜の駆動装置によりマイクロレンズアレイ３及びマスク４を顕微鏡１０と共に光軸方向に移動させ、顕微鏡１０により画像を観察して、その画像が合焦点となる光軸上の位置を探せばよい。これにより、露光装置のギャップＧを所定の合焦点位置に、容易にかつ高精度で調整することができる。
　なお、図４（ａ）、（ｂ）に示すように、検査用孔５ｂに、検査用マーク２２を設けることもできる。図４（ｂ）の断面図に示す露光装置においては、検査用孔５ｂ内に検査用マーク２２が形成されていると共に、基板１の表面上のレジスト膜２の上に基板パターン２１が設けられている。そして、落射照明光の平行光が孔５ｂを透過した後、マイクロレンズ３ｂにより収束されて基板パターン２１に焦点を結ぶ。この場合に、図４（ａ）に示すように、基板パターン２１はマイクロレンズ３ｂの視野領域２０の中心に設けられた例えば円形のパターンであり、検査用マーク２２は、マイクロレンズ３ｂの視野領域２０の外側に、視野領域２０の中心から４方向に放射状に延びる線分状に形成されている。
　そして、顕微鏡１０により、基板１のレジスト膜２上のパターン２１の画像と、検査用孔５ｂに設けた検査用マーク２２の画像とを同時に観察し、双方の画像が合焦点となるように、マイクロレンズアレイ３及びマスク４の光軸上の位置を調整する。これにより、合焦点の精度を高めることができる。図１に示す実施形態では、顕微鏡１０からの検査用光が孔５ｂで焦点を結ぶような位置に、顕微鏡１０とマスク４とが機械的に固定されているが、図４に示す変形例においては、顕微鏡１０とマスク４とは最終的には固定されるものの、先ず、検査用マーク２２の焦点を合わせることにより、顕微鏡１０とマスク４との位置関係を調整した後、両者を固定し、その後、基板上の基板パターン２１に焦点が合うように、マイクロレンズアレイ３及びマスク４と基板１との間隔を調整するようにすることができる。
　なお、上述のように、基板１上のレジスト膜２の面に形成するマーク（パターン２１）は、例えば、円形の点状マークであり、マスク４の検査用孔５ｂに形成するマーク（検査用マーク２２）は、放射状に延びる線分状のマークであるが、これらのパターン２１及び検査用マーク２２は上記形状に限らないことはもちろんである。但し、検査用孔５ｂに形成する検査用マーク２２はマイクロレンズ３ｂの視野領域２０から外れた位置に設ける必要がある。検査用マーク２２がマイクロレンズ３ｂの視野領域内に位置すると、顕微鏡１０からマイクロレンズ３ｂに向けて照射される平行光の落射照明光を遮光してしまい、基板１のレジスト膜２上に照射される照明光の光量が低下する。
　次に、本発明の第２実施形態について説明する。図２は、本実施形態を示す断面図である。本実施形態は、第１実施形態の顕微鏡１０の代わりに、フォトセンサ１１を設けたものである。このフォトセンサ１１もマイクロレンズアレイ３及びマスク４に対して固定的に設けられており、フォトセンサ１１からは、孔５ｂに焦点位置を合わせた光がマイクロレンズ３ｂに向けて照射される。
　次に、本実施形態の動作について説明する。フォトセンサ１１からの光は、孔５ｂで焦点を結んだ後、拡大してマイクロレンズ３ｂに入射し、更にマイクロレンズ３ｂにより収束して、基板１上のレジスト膜２上に照射される。このレジスト膜２で反射した光は、マイクロレンズ３ｂ及び孔５ｂを介してフォトセンサ１１によりその光量が検出される。このとき、この光が、レジスト膜２上で合焦点であった場合には、その反射光は、孔５ｂにおいて焦点を結んだ後、フォトセンサ１１に入射する。従って、その検出光量は多い。これに対し、レジスト膜２に入射した光が、レジスト膜２上で合焦点でなかった場合には、その反射光は孔５ｂで焦点を結ばず、拡散した状態であるので、その一部は孔５ｂの周囲のＣｒ膜５により遮光されて、フォトセンサ１１には入射しない。よって、この場合は、フォトセンサ１１の検出光量は低下する。よって、フォトセンサ１１にて反射光の光量を測定した場合に、その検出光量が最大となるときが、マイクロレンズアレイ３のマイクロレンズ３ａ、３ｂを透過した光が、レジスト膜２上で合焦点となる状態である。従って、フォトセンサ１１の検出光量が最大となるように、マイクロレンズアレイ３及びマスク４の光軸上の位置を調整すれば、マイクロレンズアレイ３と基板１との間のギャップＧを所定値に容易に且つ高精度で調整することができる。
　次に、本発明の第３実施形態について説明する。図３は、本実施形態を示す断面図である。本実施形態は、第１実施形態の落射型顕微鏡１０の代わりに、透過型顕微鏡１３を使用したものである。また、基板１２は透明基板であり、レジスト膜２における焦点を結ぶべき位置に、パターン１４が形成されている。そして、この透明基板１２の下面から平行光がパターン１４に向けて照射される。
　パターン１４は、円又は縞模様等の形状を有し、透明基板１２の下面から照射される平行光がこのパターン１４を通過し、マイクロレンズ３ｂにより、パターン１４の像が孔５ｂの位置に結像する。
　次に、このように構成されたマイクロレンズ露光装置の動作について説明する。透明基板１２の下面から平行光をパターン１４に向けて照射すると、このパターン１４を透過した光がマイクロレンズ３ｂにより収束されて、孔５ｂの位置に結像し、更に、透過型顕微鏡１３の対物レンズを介して透過型顕微鏡１３内に入射する。この透過型顕微鏡１３に入射したパターン１４の像を観察することにより、ギャップＧが所定の焦点位置にあるか否かが判別される。即ち、ギャップＧがマイクロレンズ３ｂの焦点距離である場合、パターン１４の像はマイクロレンズ３ｂにより孔５ｂの位置に合焦点する。そうすると、透過型顕微鏡１３の対物レンズに入射したパターン透過光は透過型顕微鏡１３の接眼レンズで合焦点と観察され、又はカメラのＣＣＤ（電荷結合素子）に結像する。しかし、ギャップＧが所定の焦点距離でないと、パターン１４を透過した光は、マイクロレンズ３ｂにより孔５ｂにて合焦点することはなく、透過型顕微鏡１３において焦点が合っていない画像として観察される。このようにして、透過型顕微鏡１３にて、レジスト膜２上のパターン１４を観察して、ギャップＧを調整することにより、このギャップＧをマイクロレンズ３ａの焦点位置がレジスト膜２上になるように調節することができる。
　図５（ａ）、（ｂ）は図４と同様に、透明基板１２上のレジスト膜２上に基板パターン２１を設けると共に、更に検査用孔５ｂ内に検査用マーク２３を設けたものであり、図３の第３実施形態の変形例である。但し、本変形例の場合は、マイクロレンズ３ｂの視野領域２０内に検査用孔５ｂ内の検査用マーク２３も設けている。基板パターン２１は、例えば、マイクロレンズ３ｂの視野領域２０の中心に配置された円形のパターンであり、検査用マーク２３は、例えば、基板パターン２１を中心に４方向に放射状に延びる線分状のパターンである。
　本変形例においては、透明基板１２の下面側から照射された平行光の透過照明光は、基板１２上のレジスト膜２上の基板パターン２１により遮光されてマイクロレンズ３ｂに入射し、パターン２１の像は、マイクロレンズ３ｂにより収束されて検査用孔５ｂにて合焦点となる。そして、このパターン２１の像は対物レンズを介して透過型顕微鏡１３に入射し、接写レンズにて観察され、又はカメラに撮影される。一方、マイクロレンズ３ｂの視野領域内にある検査用マーク２３も透過照明光が照射されて、検査用マーク２３の像も透過型顕微鏡１３に入射する。
　そして、本変形例においても、顕微鏡１０により、基板１のレジスト膜２上のパターン２１の画像と、検査用孔５ｂに設けた検査用マーク２２の画像とを同時に観察し、双方の画像が合焦点となるように、マイクロレンズアレイ３及びマスク４の光軸上の位置を調整する。これにより、合焦点の精度を高めることができる。なお、本変形例の場合は、基板１の裏面から照射される透過照明により、基板パターン２１及び検査用マスク２３の像が合焦点であるか否かを判断するので、検査用マスク２３は、マイクロレンズ３ｂの視野領域内に形成することができる。
　なお、図３に示す実施形態において、透過型顕微鏡１３による画像の合焦点の観察の代わりに、図２に示す実施形態と同様に、フォトセンサにより検出光量を測定して、ギャップＧがマイクロレンズ３ａの焦点距離に一致しているか否かの判定をすることもできる。透明基板１２の下面から平行光を照射し、パターン１４を透過した光を、マイクロレンズ３ｂにより収束させ、孔５ｂを通過した光をフォトセンサ１１（図２参照）に導き、フォトセンサ１１により最大光量が得られるか否かにより、ギャップＧが所定の焦点位置にあるか否かを判別することができる。ギャップＧが所定の焦点距離であって、マイクロレンズ３ａからのレーザ光がレジスト膜２上で合焦点にあれば、透明基板１２の下面からパターン１４に照射されてパターン１４を透過した光は、マイクロレンズ３ｂにより孔５ｂで焦点を結び、小さな孔５ｂを通過してその殆どの光量がフォトセンサ１１に検出されるが、ギャップＧが焦点位置からずれている場合は、パターン１４を透過した光は、マイクロレンズ３ｂにより孔５ｂにて合焦点とならず、孔５ｂの周囲のＣｒ膜５の部分まで拡がってしまい、小さな孔５ｂを通過する光の光量は低下する。従って、フォトセンサ１１にて光量を測定し、マスク４及びマイクロレンズアレイ５を光軸方向に移動させて、その検出光量が最大となった状態が、ギャップＧがマイクロレンズ３ａの焦点距離と一致し、マイクロレンズ３ａにより収束されたレーザ光がレジスト膜２上で合焦点となる。
　上記各実施形態は、レジスト膜に所定のパターンを露光する露光装置についてのものであるが、本発明は、アモルファスシリコン膜をレーザ光により露光してアニールすることにより低温ポリシリコン膜を形成するようなアニール装置にも適用することができる。
　本発明は、マイクロレンズアレイを使用した露光装置において、マイクロレンズアレイと露光用基板との間のギャップを高精度でマイクロレンズの合焦点位置に調整するフォーカス調整の容易化に著しく貢献する。
１：基板
２：レジスト膜
３：マイクロレンズアレイ
３ａ，３ｂ：マイクロレンズ
４：マスク
５：Ｃｒ膜
５ａ、５ｂ：孔
６：固定部材
１０；顕微鏡（落射型）
１１：フォトセンサ
１２：透明基板
１３：透過型顕微鏡
１４：パターン
２１：パターン
２２，２３：検査用マーク

Claims (6)

  1. マイクロレンズが１次元又は２次元に配置されたマイクロレンズアレイと、各マイクロレンズに対応する位置にレーザ光の透過孔が設けられたマスクと、前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクを所定の間隔で固定する固定部と、を有するマイクロレンズ露光装置において、前記マイクロレンズアレイに設けられ前記マイクロレンズと同一形状の検査用マイクロレンズと、前記マスクにおける前記検査用マイクロレンズに対応する位置に設けられた検査用孔と、前記マスクの上方に設けられ前記検査用孔に焦点位置を合わせた検査用光を前記検査用孔及び前記検査用マイクロレンズを介して露光対象の基板に照射する検査用光照射部と、前記基板における前記検査用光の画像を観察する顕微鏡とを有し、前記顕微鏡により観察した画像が合焦点になるように前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクの光軸上の位置を調整するものであることを特徴とするマイクロレンズ露光装置。
  2. 前記検査用孔には、検査用マークが設けられており、前記顕微鏡により、前記基板の画像と、前記検査用孔に設けた前記検査用マークの画像とを観察し、双方の画像が合焦点となるように、前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクの光軸上の位置を調整するものであることを特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズ露光装置。
  3. マイクロレンズが１次元又は２次元に配置されたマイクロレンズアレイと、各マイクロレンズに対応する位置にレーザ光の透過孔が設けられたマスクと、前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクを所定の間隔で固定する固定部と、を有するマイクロレンズ露光装置において、前記マイクロレンズアレイに設けられ前記マイクロレンズと同一形状の検査用マイクロレンズと、前記マスクにおける前記検査用マイクロレンズに対応する位置に設けられた検査用孔と、前記マスクの上方に設けられ前記検査用孔に焦点位置を合わせた検査用光を前記検査用孔及び前記検査用マイクロレンズを介して露光対象の基板に照射する検査用光照射部と、前記基板で反射した前記検査用光の光量を検出するフォトセンサとを有し、前記フォトセンサで検出した光量が最大になるように前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクの光軸上の位置を調整するものであることを特徴とするマイクロレンズ露光装置。
  4. マイクロレンズが１次元又は２次元に配置されたマイクロレンズアレイと、各マイクロレンズに対応する位置にレーザ光の透過孔が設けられたマスクと、前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクを所定の間隔で固定する固定部と、を有するマイクロレンズ露光装置において、前記マイクロレンズアレイに設けられ前記マイクロレンズと同一形状の検査用マイクロレンズと、前記マスクにおける前記検査用マイクロレンズに対応する位置に設けられた検査用孔と、露光対象に設けたパターンに平行光の検査用光を照射して前記検査用マイクロレンズに前記パターンを透過した画像を入射させる検査用光照射部と、前記パターンを透過した画像を観察する顕微鏡とを有し、前記顕微鏡により観察した画像が合焦点になるように前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクの光軸上の位置を調整するものであることを特徴とするマイクロレンズ露光装置。
  5. 前記検査用孔には、検査用マークが設けられており、前記顕微鏡により、前記パターンを透過した画像と、前記検査用孔に設けた前記検査用マークを透過した画像とを観察し、双方の画像が合焦点となるように、前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクの光軸上の位置を調整するものであることを特徴とする請求項４に記載のマイクロレンズ露光装置。
  6. マイクロレンズが１次元又は２次元に配置されたマイクロレンズアレイと、各マイクロレンズに対応する位置にレーザ光の透過孔が設けられたマスクと、前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクを所定の間隔で固定する固定部と、を有するマイクロレンズ露光装置において、前記マイクロレンズアレイに設けられ前記マイクロレンズと同一形状の検査用マイクロレンズと、前記マスクにおける前記検査用マイクロレンズに対応する位置に設けられた検査用孔と、露光対象に設けたパターンに平行光の検査用光を照射して前記検査用マイクロレンズに前記パターンを透過した画像を入射させる検査用光照射部と、前記パターンを透過した前記検査用光の光量を検出するフォトセンサとを有し、前記フォトセンサで検出した光量が最大になるように前記マイクロレンズアレイ及び前記マスクの光軸上の位置を調整するものであることを特徴とするマイクロレンズ露光装置。
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