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液晶マトリックス投影露光装置

国内特許コード P05A008145
整理番号 TDU-029
掲載日 2006年1月27日
出願番号 特願2001-065738
公開番号 特開2002-231618
登録番号 特許第4761261号
出願日 平成13年2月2日(2001.2.2)
公開日 平成14年8月16日(2002.8.16)
登録日 平成23年6月17日(2011.6.17)
発明者
  • 堀内 敏行
  • 小林 宏史
出願人
  • 学校法人東京電機大学
発明の名称 液晶マトリックス投影露光装置
発明の概要 【課題】液晶マトリックス投影露光における、液晶セルの接続部やセル中の不透過部に起因する転写パタンの突起やくびれをなくし、偏光に起因するパタンのでき方の方位依存性をなくす。
【解決手段】液晶パネルで指定した明暗分布を、光ファイバーテーパコンジットまたは光ファイバープレートまたは微小レンズアレイを介して液晶セルの接続境界やセル中のTFT等の不透過部が目立たない光像に変換してから投影露光する。また、前記光像に変換する際、光ファイバーテーパコンジットや光ファイバープレートを構成する光ファイバー素線中や微小レンズアレイを構成する要素レンズを露光光線が通過するうちに偏光面をランダムに回転させ、射出した露光光線が方位性を持たないようにする。
従来技術、競合技術の概要


従来、半導体集積回路、光エレクトロニクス素子、マイクロマシン部品等の微細パタンを、半導体ウエハ、金属基板、ガラス基板等の各種基板上に形成するのに、投影露光装置および投影露光方法が多用されている。



この従来の投影露光装置および投影露光方法においては、合成石英、ガラス等の光透過基板上にクロム等の遮光体で原図となるパタンを形成したレチクルや薄い金属板やシリコンウエハ等に原図となるパタン形状の穴を開けたステンシルマスクを原図基板として用いる。



そして、前記原図基板に照明光を当て、投影レンズ、投影ミラー光学系、レンズとミラーとを適宜組み合わせた光学系等の投影光学系を用いて、該原図基板上のパタンを該パタンを転写形成したい被露光基板上に投影する。



該被露光基板、たとえば半導体ウエハ、金属基板、ガラス基板等の上には、予めレジスト等の感光性材料を塗布や吹き付け等により付加しておく。すると、前記原図基板に当てた照明光線により感光性材料を付した被露光基板が投影露光され、被露光基板上の感光性材料が該原図基板上の透過部の形状に対応したパタン形状に感光する。



したがって、露光後、現像を行うと、前記感光性材料がポジ形かネガ形かに応じて感光部または未感光部の感光性材料が除去され、前記原図基板上のパタンが該被露光基板上の感光性材料に転写される。



このように、従来の投影露光装置および投影露光方法は、原図基板上のパタンを被露光基板上の感光性材料に転写する装置および方法であるので、まずは所望のパタンに対応したパタンを有する原図基板が必要不可欠であった。



原図基板は、形成してある微細パタンに少しでも間違いや欠陥があると、転写したパタンを使用した製品の全てが不良品となってしまうことから、検査、確認が重要であり、非常に高価である。パタンは形状だけでなく線幅や穴の大きさ、さらにはそれらの位置等の各種精度も問題となるため、パタンが微細になるととくに高価となる。



一方、社会の消費傾向の多様化に伴い、製品は多品種少量生産化する傾向にある。たとえば、半導体集積回路製品では、特定用途向けICが伸びる一方、極めて大量に同じ製品を生産する例はメモリ等ごく一部に限られている。



とくに、まだ汎用品が多数出回るに至っていないマイクロマシンの部品等は、当初から半導体集積回路製品と比べると桁違いに少量しか生産しないのが通例である。



ところが、生産量の多少に拘らず、投影露光を行う限りは元になるパタンを有する原図基板を必要とするので、少量生産品では原図基板の価格が製品価格に大きく影響するようになる。



また、原図基板上のパタンの変更、修正は特別な場合を除いてほとんど不可能に近く、製品毎、パタンの変更毎に原図基板を作り直す必要があった。



このため、最近になって、製品毎、パタンの変更毎に従来の原図基板を作り直すのではなく、液晶パネルの各セルを透過光量を制御するマトリックススイッチとして利用して原図基板の代替となし、透過部、不透過部を所定の配置で指定して投影露光を行う装置の有用性が第45回応用物理学会学術講演会講演予稿集の742ページ、Japanese Journal of Applied Physics Vol. 38,pp. 324-329、第46回応用物理学会学術講演会講演予稿集の691ページ等に開示されている。



上記の液晶マトリックス投影露光装置および液晶マトリックス投影露光方法によれば、液晶パネルの各セルの透過、不透過を外部からキーボード操作等により容易に指定できる。したがって、従来のレチクルやステンシルマスク等固定不変のパタンを有する原図基板は不要であり、パタンの変更や修正が極めて容易にできる。



また、設計データを液晶パネルの各セルへの制御指令に、コンピュータによって自動的に変換することが容易にできるため、液晶パネルの各セルの透過、不透過の制御を自動的に行うことも可能である。



なおかつ、設計データと液晶パネルの各セルの明暗制御データとをコンピュータによって自動的に比較することが容易に可能なので、設計データを用いてパタンの検査ができ、パタンの間違いや欠陥を大幅に削減することができる。



さらに、透過、不透過が液晶パネルの各セルの透過、不透過により2値的に決定されるため、原図基板を製造する際にごみが付着したり、感光性材料のピンホールがあったりすることによって生じる製造時欠陥が入りにくいという利点もある。

産業上の利用分野


本発明は半導体集積回路、光エレクトロニクス素子、マイクロマシン部品等の微細パタンを形成するに当り、液晶パネル上に指定した任意のパタンを被露光基板上に転写する装置に関するものてある。

特許請求の範囲 【請求項1】
正方形のセルを持つ液晶パネルと、前記液晶パネルを照明光により照明する照明光学系と、前記液晶パネルに指定したパタン形状に対応して射出される前記照明光の液晶パネル透過光が入射するように前記液晶パネルに密着または近接させて配置し入射側の断面の径または対辺間距離が該液晶パネルのセル境界線の太さやTFTの大きさより大きい光ファイバー素線をハニカム状の六方最密の状態に密着配置した光ファイバーテーパコンジットと、前記光ファイバーテーパコンジットの射出面を被露光基板面に投影する投影光学系とを有し、前記液晶パネルに指定したパタン形状に対応し、且つ、接続境界やTFTの存在が目立たないように平滑化したパタン形状に前記被露光基板を投影露光することを特徴とする液晶マトリックス投影露光装置。

【請求項2】
液晶パネルと、前記液晶パネルを照明光により照明する照明光学系と、前記液晶パネルに指定したパタン形状に対応して射出される前記照明光の液晶パネル透過光が入射するように前記液晶パネルに密着または近接させて配置した光ファイバープレートと、前記光ファイバープレートの射出面を被露光基板面に投影する投影光学系とを有し、前記液晶パネルに指定したパタン形状に対応した形状に前記被露光基板を投影露光することを特徴とする液晶マトリックス投影露光装置。

【請求項3】
正方形のセルを持つ液晶パネルと、前記液晶パネルを照明光により照明する照明光学系と、前記液晶パネルの照明光射出面を投影する要素レンズの断面の径または対辺距離が該液晶パネルのセル境界線の太さやTFTの大きさより大にして該要素レンズがセルの大きさを解像してセル境界線の太さやTFTの大きさを十分に解像しない結像性能を有し該要素レンズがハニカム状の六方最密の状態に密着配置せられた微小レンズアレイと、前記微小レンズアレイによって投影された液晶パネル射出面の光像を被露光基板面に投影する投影光学系とを有し、前記液晶パネルに指定したパタン形状に対応し、且つ、接続境界やTFTの存在が目立たないように平滑化したパタン形状に前記被露光基板を投影露光することを特徴とする液晶マトリックス投影露光装置。
国際特許分類(IPC)
Fターム
画像

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出願権利状態 登録
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