WO2011077992A1 - フォトマスク - Google Patents

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WO2011077992A1
WO2011077992A1 PCT/JP2010/072401 JP2010072401W WO2011077992A1 WO 2011077992 A1 WO2011077992 A1 WO 2011077992A1 JP 2010072401 W JP2010072401 W JP 2010072401W WO 2011077992 A1 WO2011077992 A1 WO 2011077992A1
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exposed
photomask
mask
lens
substrate
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PCT/JP2010/072401
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水村　通伸
畑中　誠
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株式会社ブイ・テクノロジー
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Definitions

  • the present invention relates to a photomask for reducing and projecting a mask pattern image onto a to-be-exposed object to be exposed by a microlens, and more particularly to a photomask for improving the use efficiency of light irradiated to an object to be exposed. Is.
  • a conventional photomask of this type is provided with a plurality of openings having a predetermined shape formed in a light-shielding film provided on one surface of a transparent substrate, and provided on the other surface of the transparent substrate corresponding to the openings. And a plurality of microlenses that form an image on an object to be exposed in close proximity to each other, thereby improving the resolution of the exposure pattern in the proximity exposure and enabling exposure of fine patterns. (For example, refer to Patent Document 1).
  • an opening (mask pattern) provided on one surface of the transparent substrate and a microlens (projection lens) provided on the other surface of the transparent substrate are equal to the thickness of the substrate. Therefore, some of the light passing through the opening of the photomask may not be taken into the corresponding microlens. This is because the light (light collimation half angle) exists in the light source light irradiated to the photomask, and the light passing through the opening spreads at an angle corresponding to the collimation half angle and enters the microlens. Therefore, as the distance between the opening and the microlens increases, the amount of light taken into the microlens decreases, and the amount of light applied to the object to be exposed decreases, which may reduce the light utilization efficiency.
  • the thickness of the transparent substrate is as thick as several millimeters to several tens of millimeters, and the above problem becomes more prominent.
  • an object of the present invention is to provide a photomask that addresses such problems and attempts to improve the utilization efficiency of light irradiated to an object to be exposed.
  • a photomask according to the present invention includes a mask substrate on which a plurality of mask patterns having a predetermined shape are formed on one surface of a transparent substrate, and an object to be exposed that is oppositely disposed on one surface of another transparent substrate.
  • the mask substrate and the microlens array are joined in a state where the mask pattern and the field lens are closely opposed to each other with a predetermined gap.
  • the light that has passed through the mask pattern is condensed on the projection lens by the field lens of the microlens array that is disposed in close proximity to the mask pattern of the mask substrate with a predetermined gap.
  • the projection lens reduces and projects the image of the mask pattern onto the object to be exposed that is disposed oppositely.
  • a light-shielding film is formed on at least an outer region of the plurality of projection lenses of the microlens array. Thereby, the light irradiated outside the projection lens is blocked by the light shielding film formed in the outer region of at least the plurality of projection lenses of the microlens array.
  • an alignment mark for positioning with the object to be exposed is provided on the surface of the microlens array on which the plurality of projection lenses are formed with reference to the projection lens.
  • the alignment with the object to be exposed is performed by the alignment mark provided on the surface on which the plurality of projection lenses of the microlens array are formed with reference to the projection lens.
  • the object to be exposed is transported at a constant speed in one direction during exposure, and the alignment mark is a predetermined distance on the near side of the area where the plurality of projection lenses are formed in the transport direction of the object to be exposed. Only provided apart.
  • the object to be exposed is transported at a constant speed in one direction during exposure by the alignment mark provided by a predetermined distance on the front side of the area where the plurality of projection lenses are formed in the transport direction of the object to be exposed. Align with the body.
  • the alignment mark is a pair of fine line patterns parallel to the conveyance direction of the object to be exposed and a single line provided between the pair of fine line patterns and intersecting the conveyance direction of the object to be exposed at a predetermined angle. It consists of a fine line pattern.
  • an alignment comprising a pair of fine line patterns parallel to the conveyance direction of the object to be exposed and a single thin line pattern provided between the pair of fine line patterns and intersecting the conveyance direction of the object to be exposed at a predetermined angle.
  • the mark aligns with an object to be exposed that is conveyed at a constant speed in one direction.
  • the surface of the projection lens is provided with a stop having a circular opening whose diameter is smaller than the diameter of the field lens.
  • the diameter of the light beam emitted from the projection lens is limited by a diaphragm provided on the surface of the projection lens and having a circular opening whose diameter is smaller than the diameter of the field lens.
  • substantially the entire amount of light that has passed through the mask pattern can be condensed on the projection lens by the field lens disposed in close proximity to the mask pattern. Therefore, it is possible to improve the utilization efficiency of the light irradiated to the object to be exposed through the projection lens. Thereby, the power of the light source can be lowered and the burden on the light source can be reduced.
  • the alignment mark of the photomask can be brought close to the surface of the object to be exposed that is disposed in close proximity to the photomask, and the alignment formed in advance on the object to be exposed And the alignment mark of the photomask can be observed simultaneously. Therefore, alignment between the photomask and the object to be exposed can be easily performed. Even when the center of the mask pattern and the optical axis of the projection lens are misaligned, the projection image of the mask pattern is formed on the optical axis of the projection lens, so the alignment mark formed on the basis of the projection lens By using the alignment, the mask pattern image can be accurately positioned and exposed at a predetermined position of the object to be exposed.
  • exposure can be performed while correcting misalignment between the photomask and the object to be exposed moving in one direction, and the tact time of the exposure process can be shortened. .
  • the fifth aspect of the present invention it is possible to detect the positional deviation between the photomask and the object to be exposed and to control the exposure timing for the moving object to be exposed with a single alignment mark. Can do. Therefore, it is possible to expose the mask pattern image with high accuracy by positioning the object to be exposed.
  • the influence of the spherical aberration of a projection lens can be excluded, and the resolution of a projection lens can be improved more. Therefore, the resolution of the exposure pattern can be further improved.
  • FIG. 1 It is a figure which shows embodiment of the photomask by this invention, (a) is a top view, (b) is the XX sectional view taken on the line of (a). It is explanatory drawing which shows one form of the alignment mark for aligning the mask substrate and micro lens array of the said photomask, (a) shows a mask side alignment mark, (b) shows a lens side alignment mark. Show. It is sectional drawing which shows the structure of the said micro lens array, and is explanatory drawing which shows image formation of the mask pattern by paraxial ray tracing. It is a top view which shows the N type alignment mark of the said photomask. It is a schematic diagram which shows the exposure apparatus which uses the said photomask.
  • FIG. 1A and 1B are diagrams showing an embodiment of a photomask 1 according to the present invention, in which FIG. 1A is a plan view and FIG. 1B is a sectional view taken along line XX in FIG.
  • the photomask 1 projects a mask pattern image on a to-be-exposed object to be reduced by a microlens, and includes a mask substrate 2 and a microlens array 3.
  • the mask substrate 2 is formed by forming a plurality of mask patterns having a predetermined shape on one surface of a transparent substrate. As shown in FIG. 1B, chromium (Cr) or the like formed on the lower surface 4a of the transparent substrate 4 is used. A plurality of mask patterns 5 having a predetermined shape are formed on the opaque film 6 in a matrix, for example. Then, in FIG. 2 (a), for example, FIG. 2 (a) is used for alignment with the microlens array 3 described later at the four corners outside the mask pattern forming region 7 sandwiched between two thick broken lines. A cross-shaped mask side alignment mark 8 formed of an opaque film as shown in FIG. In FIG. 1A, the mask pattern 5 is simply shown as a square because the drawing becomes complicated.
  • a microlens array 3 is provided opposite to the mask substrate 2.
  • the microlens array 3 projects an image of the mask pattern 5 of the mask substrate 2 on an object to be exposed, which is disposed in close proximity to each other.
  • a plurality of projection lenses 10 for reducing and projecting the plurality of mask patterns 5 on the object to be exposed, which are opposed to each other, are formed on the lower surface 9a of the substrate 9 in a matrix, for example, corresponding to the mask pattern 5 of the mask substrate 2.
  • a field lens 11 for condensing incident light on the projection lens 10 is formed on the upper surface 9b in a state where the optical axis of the projection lens 10 is matched with the optical axis as shown in FIG. .
  • a light shielding film 12 made of an opaque film such as chromium (Cr) is formed on the outer area of the field lens 11 and the projection lens 10.
  • a diaphragm having a circular opening whose diameter is smaller than the diameter of the field lens 11 may be provided on the surface of the projection lens 10.
  • the diameter of the projection lens 10 is made smaller than the diameter of the field lens 11 so that substantially the same effect as that obtained when a stop is provided can be obtained. ing.
  • a mask corresponding to the mask-side alignment mark 8 of the mask substrate 2 is provided at the four corners outside the lens forming region 13 between the two thick broken lines shown in FIG.
  • a lens-side alignment mark 14 having a cross-shaped opening formed in an opaque film as shown in FIG. 2B is formed.
  • the light shielding film 12 on the lower surface 9 a side of the transparent substrate 9 is formed with a rectangular opening 15 corresponding to the lens side alignment mark 14, and transmits illumination light irradiated from the lower surface 9 a side of the transparent substrate 9.
  • the lens side alignment mark 14 can be illuminated.
  • N-type alignment mark 16 An alignment mark (hereinafter referred to as “N-type alignment mark 16”) is provided on the surface (lower surface 9a) on which the plurality of projection lenses 10 of the microlens array 3 are formed.
  • This N-type alignment mark 16 is used to align the mask pattern 5 of the mask substrate 2 with the exposure target position of the object to be exposed that is conveyed in one direction shown by the arrow A in FIG.
  • the direction of the object to be exposed indicated by the arrow A hereinafter referred to as “substrate transport direction”.
  • the projection lens 10 located on the most front side is provided with a predetermined distance away from the front side in the substrate transport direction (arrow A direction).
  • the opaque film 6 of the mask substrate 2 and the light shielding film 12 on the upper surface 9b of the microlens array 3 in the region corresponding to the N-type alignment mark 16 are removed so that the N-type alignment mark 16 can be observed from above the mask substrate 2. ing.
  • the N-type alignment mark 16 is formed on the same surface as the projection lens 10 forming surface of the microlens array 3, so that the surface of the object to be conveyed conveyed in close proximity to the photomask 1 is aligned with the N-type alignment.
  • the marks 16 are close to each other, and the reference pattern formed in advance on the object to be exposed and the N-type alignment mark 16 can be observed at the same time, and the alignment between the photomask 1 and the object to be exposed becomes easy.
  • the projection image of the mask pattern 5 is formed on the optical axis of the projection lens 10, so that it is formed with reference to the projection lens 10.
  • the mask pattern 5 can be accurately exposed at a predetermined position of the object to be exposed by the alignment using the N-type alignment mark 16.
  • the N-type alignment mark is arranged so that the center line parallel to the substrate transport direction (arrow A direction) of the thin line pattern 17c coincides with the center of any one of the plurality of projection lenses 10. 16 is formed.
  • the N-type alignment mark 16 has a distance between the central axis orthogonal to the substrate transport direction (arrow A direction) and the projection lens 10 located closest to the substrate transport direction of the microlens array 3. , The distance D is preset.
  • Such a microlens array 3 can be formed as follows. First, the lens forming region 13 is etched in a state where the outside of the lens forming region 13 is masked by the upper surface 9b of the transparent substrate 9, and is dug down to a depth of about 50 ⁇ m to 300 ⁇ m, for example. Further, a plurality of convex field lenses 11 having a predetermined curvature are formed in the lens forming region 13 using a known technique. Next, after a light shielding film 12 such as chromium (Cr) is formed on the entire upper surface 9b of the transparent substrate 9, a portion corresponding to the field lens 11 and a light shielding film 12 in a region corresponding to the N-type alignment mark 16 are formed. Etch away.
  • a light shielding film 12 such as chromium (Cr)
  • the lens-side alignment mark 14 may be formed by etching.
  • a plurality of convex projection lenses 10 are formed in the lens forming region 13 on the lower surface 9 a of the transparent substrate 9 by using a known technique corresponding to the field lens 11.
  • a light shielding film 12 such as chromium (Cr) is formed on the entire lower surface 9a of the transparent substrate 9, the portion corresponding to the projection lens 10 and the portion corresponding to the lens side alignment mark 14 are removed by etching.
  • the N-type alignment mark 16 may be formed simultaneously.
  • a plurality of N-type alignment marks 16 may be provided in a direction substantially orthogonal to the substrate transport direction, as well as a single photomask 1.
  • a plurality of imaging means 24 (see FIG. 5) described later may be provided corresponding to each N-type alignment mark 16.
  • alignment of the photomask 1 and the object to be exposed can be performed using any one of the plurality of N-type alignment marks 16.
  • the photomask 1 provided with such a plurality of N-type alignment marks 16 is particularly suitable for exposure of an object to be exposed having a large area.
  • an adhesive is applied to a portion outside the lens formation region 13 of the field lens 11 on the upper surface 9 b of the microlens array 3.
  • the mask substrate 2 and the microlens array 3 are arranged to face each other with the lower surface 4a on which the mask pattern 5 of the mask substrate 2 is formed and the upper surface 9b to which the adhesive of the microlens array 3 is applied facing each other.
  • the mask substrate 2 and the microlens array 3 are relatively translated so that the two alignment marks match.
  • the photomask 1 of the present invention as shown in FIG. 1 is completed.
  • the mask pattern 5 and the field lens 11 are close to a distance of about 50 ⁇ m to 300 ⁇ m.
  • FIG. 5 is a front view showing an exposure apparatus using the photomask 1 of the present invention.
  • This exposure apparatus exposes the object to be exposed 19 while conveying it at a constant speed in one direction indicated by an arrow A, and includes a conveying means 20, a light source 21, a coupling optical system 22, a mask stage 23, and imaging. Means 24 and control means 25 are provided.
  • the conveying means 20 places the exposed body 19 on the upper surface 20a and conveys it at a constant speed in the direction indicated by the arrow A.
  • the air is ejected and sucked from the upper surface 20a, and the air is ejected and sucked.
  • the object to be exposed 19 is conveyed in a state of being floated by a predetermined amount.
  • the transport unit 20 is provided with a speed sensor that detects the moving speed of the object to be exposed 19 and a position sensor (not shown) that detects the position of the object to be exposed 19.
  • a light source 21 is provided above the conveying means 20.
  • the light source 21 emits ultraviolet rays as light source light and is a laser light source. In the present embodiment, the light source 21 emits light intermittently under the control of the control means 25 described later.
  • a coupling optical system 22 is provided in front of the light source 21 in the light emission direction.
  • the coupling optical system 22 converts the light source light emitted from the light source 21 into parallel light and irradiates the mask pattern formation region 7 of the photomask 1 described later, and includes optical components such as a photo integrator and a condenser lens. It consists of Further, a mask for shaping the cross-sectional shape of the light source light in accordance with the outer shape of the mask pattern formation region 7 of the photomask 1 is also provided.
  • a mask stage 23 is provided opposite to the upper surface 20a of the transfer means 20.
  • the mask stage 23 positions and holds the photomask 1 of the present invention, and an opening 26 is formed at the center corresponding to the mask pattern formation region 7 and the N-type alignment mark 16 formation region of the photomask 1.
  • the peripheral edge of the photomask 1 is formed and held. And it is controlled by the control means 25 mentioned later, and is provided with the moving mechanism so that it may move in the direction orthogonal to a board
  • An imaging unit 24 is provided so as to be able to image the N-type alignment mark 16 of the photomask 1 held on the mask stage 23 above the transport unit 20.
  • the imaging unit 24 simultaneously images the N-type alignment mark 16 of the photomask 1 and a reference mark (for example, a pixel on the display substrate) formed in advance on the surface of the object to be exposed 19.
  • This is a line camera in which a plurality of light receiving elements are arranged in a straight line in a direction substantially orthogonal to the substrate transport direction (arrow A direction) in a plane parallel to the upper surface 20a.
  • Control means 25 is provided in electrical connection with the transport means 20, the light source 21, the mask stage 23, and the imaging means 24. This control means 25 moves the mask stage 23 and controls the light emission timing of the light source 21 so as to correct the misalignment between the photomask 1 and the exposed object 19 based on the image taken by the imaging means 24. As shown in FIG. 6, the image processing unit 27, the memory 28, the calculation unit 29, the transport unit drive controller 30, the mask stage drive controller 31, the light source drive controller 32, and the control unit 33 are provided. ing.
  • the image processing unit 27 processes a captured image of the surface of the object to be exposed 19 captured by the image capturing unit 24, and a reference formed in advance on the object to be exposed 19 by a luminance change that changes beyond a predetermined threshold. An edge portion substantially parallel to the substrate carrying direction of the pattern and an edge portion intersecting with the substrate carrying direction are detected. Further, the memory 28 detects the leading edge of the reference pattern formed in advance on the object 19 in the substrate conveyance direction, and the first exposure target position on the object 19 is the substrate conveyance of the photomask 1.
  • the calculation result in the calculation unit 29 described later is temporarily stored. Further, the calculation unit 29 calculates the movement distance of the object to be exposed 19 based on the output of the position sensor of the conveying means 20 and the position of the photomask 1 and the object to be exposed 19 based on the output of the image processing unit 27 The amount of deviation is calculated.
  • the transport unit drive controller 30 controls the transport unit 20 so that the object 19 is transported at a constant speed.
  • the mask stage drive controller 31 controls the movement of the mask stage 23 so as to correct the amount of positional deviation between the photomask 1 and the object 19 to be exposed based on the output of the calculation unit 29.
  • the light source drive controller 32 controls the turning on and off of the light source 21.
  • the control part 33 integrates and controls the whole so that each said element may drive appropriately.
  • the amount of positional deviation between the photomask 1 and the imaging center of the imaging means 24 is measured in advance. This can be done as follows. That is, first, the N-type alignment mark 16 of the photomask 1 held on the mask stage 23 is imaged by the imaging means 24, and the image data is subjected to image processing in the image processing unit 27, as shown in FIG. Next, the positions of three edge portions of the dark portions corresponding to the thin line patterns 17a to 17c of the N-type alignment mark 16 are detected from the luminance change in the direction substantially orthogonal to the substrate transport direction (arrow A direction). The center position of each dark part is calculated. Next, the calculation unit 29 calculates distances G 1 and G 2 between two adjacent dark parts.
  • G is calculated.
  • the deviation amount G is added to the target value TG 1 of the movement distance of the object to be exposed 16 stored in the memory 28 is the target value TG 1 is corrected, the corrected target value (TG 1 + G) Is stored in the memory 28.
  • the driving of the conveying means 20 is controlled by the conveying means drive controller 30 to move the exposed object 19 in the direction of arrow A at a constant speed. Start conveyance.
  • the imaging means 24 images the surface of the exposed object 19.
  • the captured image of the imaging means 24 is subjected to image processing in the image processing unit 27, and intersects the substrate transport direction of the reference pattern formed in advance on the exposure object 19 from the luminance change from dark to bright in the substrate transport direction.
  • the edge to be detected is detected. Based on the output of the position sensor of the conveying means 20, the position of the object to be exposed 19 at the edge detection time of the reference pattern is detected.
  • the calculation unit 29 starts calculating the movement distance of the object 19 to be exposed.
  • the calculation result is compared with the corrected target value (TG 1 + G) of the movement distance of the object 19 stored in the memory 28.
  • the first exposure target position on the object to be exposed 19 is positioned at the projection position of the image of the mask pattern 5 located closest to the photomask 1 in the substrate transport direction. Become.
  • the imaging unit 24 images the N-type alignment mark 16 of the photomask 1 and the reference pattern 34 of the object 19 to be exposed.
  • the captured image is subjected to image processing by the image processing unit 27, and a luminance change in a direction substantially orthogonal to the substrate transport direction (arrow A direction) is detected as shown in FIG. 34, and the positions of the edge portions substantially parallel to the substrate transport direction (arrow A direction) of the dark portion corresponding to the three thin line patterns 17a to 17c of the N-type alignment mark 16 are detected.
  • the calculation unit 29 calculates the center position of each dark part based on these position data.
  • the distance G 3 between the center position of the dark part corresponding to, for example, the left thin line pattern 17 a of the N-type alignment mark 16 and the center position of the dark part corresponding to between the two adjacent reference patterns 34. Is compared with the alignment target value TG 2 stored in the memory 28. Then, while controlling the mask stage drive controller 31 to move the mask stage 23 so that the target value TG 2 of the distance G 3 and alignment matches in a direction substantially perpendicular to the substrate conveying direction (arrow A direction). This alignment operation is always performed during the movement of the object to be exposed 19 until the exposure of the object to be exposed 19 is completed.
  • the exposure object 19 is equal to the corrected target value (TG 1 + G).
  • the light source drive controller 32 is activated with the lighting command output from the calculation unit 29 as a trigger, and the light source 21 is lit for a predetermined time.
  • the image of the mask pattern 5 on the front side of the photomask 1 in the substrate transport direction is reduced and projected onto the first exposure target position of the object 19 to form a similar exposure pattern to the mask pattern 5.
  • the calculation unit 29 calculates the movement distance of the object to be exposed 19 based on the output of the position sensor of the conveying means 20, and the object to be exposed 19 moves in the substrate conveying direction of the mask pattern 5 stored in the memory 28.
  • a lighting command is output to the light source drive controller 32 every time it moves by a distance equal to the arrangement pitch P of the light source.
  • the light source 21 is turned on for a predetermined time to perform exposure, and the image of the mask pattern 5 is captured.
  • the exposure target position on the exposure body 19 is sequentially exposed.
  • a plurality of mask patterns 5 in FIG.
  • the photomask 1 in which the mask pattern 5 is formed in a matrix at a predetermined pitch has been described.
  • the present invention is not limited to this, and the mask pattern 5 is arranged in a direction orthogonal to the substrate transport direction.
  • a plurality of mask pattern rows arranged in a row at a predetermined pitch are formed, and the mask pattern 5 of the subsequent mask pattern row is complemented with the mask pattern 5 between the adjacent mask pattern rows located on the head side in the substrate transport direction.
  • the photomask 1 may be arranged such that each subsequent mask pattern row is shifted by a predetermined dimension in a direction substantially perpendicular to the substrate transport direction. Thereby, an exposure pattern can be formed densely.
  • the plurality of mask pattern rows may be set as one set, and a plurality of sets may be arranged in the substrate transport direction.
  • the photomask 1 is a single mask substrate 2 and a single microlens array 3 is described.
  • the present invention is not limited to this, and FIG. As shown, a plurality of microlens arrays 3 may be arranged side by side in the major axis direction of the mask substrate 2 with respect to a single mask substrate 2. Thereby, the manufacturing cost of the microlens array 3 can be reduced, and the manufacturing cost of the photomask 1 can also be reduced.
  • the present invention is not limited to this, and the field lens 11 is formed on the upper surface 9b.
  • a lens 11 is formed, and another substrate is bonded to the end surface of the transparent substrate 9 on which the projection lens 10 is formed on the lower surface 9a to form a predetermined gap between the mask pattern 5 of the mask substrate 2 and the field lens 11. May be.
  • a spacer having a predetermined thickness is disposed outside the lens formation region 13 on the upper surface 9b of the transparent substrate 9, and the mask substrate 2 and the microlens array 3 are joined via the spacer, and the mask pattern 5 and the field are formed.
  • a predetermined gap may be formed between the lens 11 and the lens 11.
  • the photomask 1 exposes the object 19 being conveyed in one direction.
  • the present invention is not limited to this, and the photomask 1 is stationary. You may expose with respect to the to-be-exposed body 19. FIG.

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Abstract

　本発明は、透明基板４の下面４ａに所定形状の複数のマスクパターン５を形成したマスク基板２と、別の透明基板９の下面９ａに、対向配置された被露光体上に複数のマスクパターン５の像を縮小投影する複数の投影レンズ１０を形成し、上面９ｂに入射光を投影レンズ１０に集光する複数のフィールドレンズ１１を投影レンズ１０の光軸と光軸を合致させて形成したマイクロレンズアレイ３と、を備え、マスクパターン５とフィールドレンズ１１とを所定の隙間を有して近接対向させた状態でマスク基板２とマイクロレンズアレイ３とを接合したものである。これにより、被露光体に照射する光の利用効率を向上することができる。

Description

フォトマスク
　本発明は、マスクパターンの像を対向配置された被露光体上にマイクロレンズにより縮小投影するフォトマスクに関し、詳しくは、被露光体に照射する光の利用効率を向上しようとするフォトマスクに係るものである。
　従来のこの種のフォトマスクは、透明基板の一面に設けた遮光膜に形成された所定形状の複数の開口と、上記透明基板の他面に上記各開口にそれぞれ対応して設けられ、上記開口の像を近接対向して配置された被露光体上に結像させる複数のマイクロレンズと、を備え、近接露光における露光パターンの解像度を向上して微細なパターンの露光を可能にするようになっていた（例えば、特許文献１参照）。
特開２００９－２７７９００号公報
　しかし、このような従来のフォトマスクにおいては、透明基板の一面に設けられた開口（マスクパターン）と上記透明基板の他面に設けられたマイクロレンズ（投影レンズ）とが基板の厚みに等しい間隔で離れて位置するため、フォトマスクの上記開口を通過する光のうち一部の光が対応する上記マイクロレンズ内に取り込まれない場合があった。これは、フォトマスクに照射する光源光に視覚（コリメーション半角）が存在するため、開口を通過した光が上記コリメーション半角に相当する角度で広がってマイクロレンズに入射することによる。それ故、上記開口とマイクロレンズとの間隔が広がるに従って、マイクロレンズに取り込まれる光の量が減少し、被露光体に照射する光量が減少して光の利用効率が低下するおそれがあった。
　特に、大面積の例えばＴＦＴ表示用基板の露光に使用するフォトマスクの場合には、透明基板の厚みが数ｍｍ～十数ｍｍと厚く、上記問題がより顕著となっていた。
　そこで、本発明は、このような問題点に対処し、被露光体に照射する光の利用効率を向上しようとする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、本発明によるフォトマスクは、透明基板の一面に所定形状の複数のマスクパターンを形成したマスク基板と、別の透明基板の一面に、対向配置された被露光体上に前記複数のマスクパターンの像を縮小投影する複数の投影レンズを形成し、他面に入射光を前記投影レンズに集光する複数のフィールドレンズを前記投影レンズの光軸と光軸を合致させて形成したマイクロレンズアレイと、を備え、前記マスクパターンと前記フィールドレンズとを所定の隙間を有して近接対向させた状態で前記マスク基板と前記マイクロレンズアレイとを接合したものである。
　このような構成により、マスク基板のマスクパターンに対して所定の隙間を有して近接対向して配置されたマイクロレンズアレイのフィールドレンズにより、マスクパターンを通過した光を投影レンズに集光し、該投影レンズにより上記マスクパターンの像を対向配置された被露光体上に縮小投影する。
　また、前記マイクロレンズアレイの少なくとも前記複数の投影レンズの外側領域に遮光膜を形成したものである。これにより、マイクロレンズアレイの少なくとも複数の投影レンズの外側領域に形成した遮光膜で投影レンズ外に照射された光を遮断する。
　さらに、前記マイクロレンズアレイの前記複数の投影レンズを形成した面に該投影レンズを基準にして、前記被露光体との位置合わせをするためのアライメントマークを設けたものである。これにより、マイクロレンズアレイの複数の投影レンズを形成した面に該投影レンズを基準にして設けたアライメントマークにより、被露光体との位置合わせをする。
　また、前記被露光体は、露光中、一方向に一定速度で搬送され、前記アライメントマークは、前記被露光体の搬送方向に向かって前記複数の投影レンズを形成した領域の手前側に所定距離だけ離れて設けられている。これにより、被露光体の搬送方向に向かって複数の投影レンズを形成した領域の手前側に所定距離だけ離れて設けられアライメントマークにより、露光中、一方向に一定速度で搬送されている被露光体と位置合わせをする。
　さらに、前記アライメントマークは、前記被露光体の搬送方向に平行な一対の細線パターンと、該一対の細線パターン間に設けられ前記被露光体の搬送方向に対して所定角度で交差する一本の細線パターンとから成るものである。これにより、被露光体の搬送方向に平行な一対の細線パターンと、該一対の細線パターン間に設けられ被露光体の搬送方向に対して所定角度で交差する一本の細線パターンとから成るアライメントマークにより、一方向に一定速度で搬送されている被露光体と位置合わせをする。
　そして、前記投影レンズの面には、径が前記フィールドレンズの径よりも小さい円形の開口を有する絞りを設けたものである。これにより、投影レンズの面に設けられ、径がフィールドレンズの径よりも小さい円形の開口を有する絞りで投影レンズを射出する光束径を制限する。
　請求項１に係る発明によれば、マスクパターンを通過した光の略全量をマスクパターンに近接対向して配置されたフィールドレンズにより投影レンズに集光することができる。したがって、投影レンズを介して被露光体に照射する光の利用効率を向上することができる。これにより、光源のパワーを下げて、光源の負担を軽減することができる。
　また、請求項２に係る発明によれば、フォトマスクを通過する不要な漏れ光を遮断することができ、露光パターンの分解能をより向上することができる。
　さらに、請求項３に係る発明によれば、フォトマスクに近接対向して配置される被露光体の面にフォトマスクのアライメントマークを近接させることができ、被露光体上に予め形成されたアライメントの基準とフォトマスクのアライメントマークとを同時に観察することができる。したがって、フォトマスクと被露光体との位置合わせを容易に行なうことができる。また、マスクパターンの中心と投影レンズの光軸とがずれている場合にも、マスクパターンの投影像は投影レンズの光軸上に形成されるので、投影レンズを基準に形成された上記アライメントマークを使用してアライメントをすることにより、マスクパターンの像を被露光体の所定位置に精度よく位置付けて露光することができる。
　また、請求項４に係る発明によれば、フォトマスクと一方向に移動中の被露光体との間の位置ずれを補正しながら露光することができ、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に係る発明によれば、一つのアライメントマークでフォトマスクと被露光体との間の位置ずれ検出と、移動中の被露光体に対する露光タイミングの制御とを高精度に行なうことができる。したがって、マスクパターンの像を被露光体の所定位置により高精度に位置づけて露光することができる。
　そして、請求項６に係る発明によれば、投影レンズの球面収差の影響を排除することができ、投影レンズの解像度をより向上することができる。したがって、露光パターンの分解能をより一層向上することができる。
本発明によるフォトマスクの実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ－Ｘ線断面矢視図である。 上記フォトマスクのマスク基板とマイクロレンズアレイとの位置合わせをするためのアライメントマークの一形態を示す説明図であり、（ａ）はマスク側アライメントマークを示し、（ｂ）はレンズ側アライメントマークを示す。 上記マイクロレンズアレイの構成を示す断面図であり、近軸光線追跡によるマスクパターンの結像を示す説明図である。 上記フォトマスクのＮ型アライメントマークを示す平面図である。 上記フォトマスクを使用する露光装置を示す概要図である。 上記露光装置の制御手段の構成を示すブロック図である。 上記Ｎ型アライメントマークによりフォトマスクと撮像手段の撮像中心との位置ずれ補正について示す説明図である。 上記フォトマスクと被露光体との位置ずれ補正について示す説明図である。 本発明のフォトマスクの他の構成例を示す平面図である。
　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は本発明によるフォトマスク１の実施形態を示す図であり、（ａ）は平面図、（ｂ）は（ａ）のＸ－Ｘ線断面矢視図である。このフォトマスク１は、マスクパターンの像を対向配置された被露光体上にマイクロレンズにより縮小投影するもので、マスク基板２と、マイクロレンズアレイ３とを備えている。
　上記マスク基板２は、透明基板の一面に所定形状の複数のマスクパターンを形成したものであり、図１（ｂ）に示すように、透明基板４の下面４ａに形成されたクロム（Ｃｒ）等の不透明膜６に所定形状の複数のマスクパターン５を例えばマトリクス状に形成したものとなっている。そして、同図（ａ）において二本の太い破線に挟まれたマスクパターン形成領域７の外側の四隅部には、後述するマイクロレンズアレイ３と位置合わせをするための、例えば図２（ａ）に示すような不透明膜で形成した十字状のマスク側アライメントマーク８が形成されている。なお、図１（ａ）においては、図面が煩雑になるためマスクパターン５は四角形で簡略して示している。
　上記マスク基板２に対向してマイクロレンズアレイ３が設けられている。このマイクロレンズアレイ３は、上記マスク基板２のマスクパターン５の像を近接対向して配置された被露光体上に縮小投影するもので、図１（ｂ）に示すように、別の透明基板９の下面９ａに、対向配置された被露光体上に上記複数のマスクパターン５を縮小投影する複数の投影レンズ１０をマスク基板２のマスクパターン５に対応して例えばマトリクス状に形成し、同図に示すように、上面９ｂに投影レンズ１０の光軸と光軸を合致させた状態で、図３に示すように入射光を投影レンズ１０に集光するフィールドレンズ１１を形成したものである。そして、上記フィールドレンズ１１及び投影レンズ１０の外側領域には、クロム（Ｃｒ）等の不透明膜からなる遮光膜１２が形成されている。この場合、投影レンズ１０の面に径がフィールドレンズ１１の径よりも小さい円形の開口を有する絞りを設けるとよい。これにより、投影レンズ１０の球面収差の影響を排除して投影レンズの解像度を向上することができる。なお、本実施形態においては、図３に示すように、投影レンズ１０の径をフィールドレンズ１１の径よりも小さく形成して、絞りを設けた場合と実質的に同等の効果が得られるようにしている。
　また、透明基板９の上面９ｂにて図１に示す二本の太い破線に挟まれたレンズ形成領域１３の外側の四隅部には、上記マスク基板２のマスク側アライメントマーク８に対応してマスク基板２と位置合わせするための、例えば図２（ｂ）に示すような不透明膜に十字状の開口を形成したレンズ側アライメントマーク１４が形成されている。さらに、透明基板９の下面９ａ側の遮光膜１２には、レンズ側アライメントマーク１４に対応して四角形の開口１５が形成され、透明基板９の下面９ａ側から照射される照明光を透過させてレンズ側アライメントマーク１４を照明できるようになっている。
　また、上記マイクロレンズアレイ３の複数の投影レンズ１０を形成した面（下面９ａ）には、アライメントマーク（以下「Ｎ型アライメントマーク１６」という）が設けられている。このＮ型アライメントマーク１６は、露光中、常時、マスク基板２のマスクパターン５と図１に矢印Ａで示す一方向に搬送されている被露光体の露光目標位置との位置合わせをするためのもので、図１において二本の太い破線に挟まれたレンズ形成領域１３内の複数の投影レンズ１０のうち、矢印Ａで示す被露光体の搬送方向（以下「基板搬送方向」という）に向かって最も手前側に位置する投影レンズ１０を基準にして基板搬送方向（矢印Ａ方向）に向かって手前側に所定距離だけ離れて設けられている。なお、Ｎ型アライメントマーク１６がマスク基板２の上方から観察可能にＮ型アライメントマーク１６に対応した領域の上記マスク基板２の不透明膜６及びマイクロレンズアレイ３の上面９ｂの遮光膜１２は除去されている。このように、Ｎ型アライメントマーク１６をマイクロレンズアレイ３の投影レンズ１０の形成面と同じ面に形成したことにより、フォトマスク１に近接対向して搬送される被露光体の面とＮ型アライメントマーク１６が近接し、被露光体上に予め形成された基準パターンとＮ型アライメントマーク１６とを同時に観察することができ、フォトマスク１と被露光体との位置合わせが容易になる。また、マスクパターン５の中心と投影レンズ１０の光軸とがずれている場合にも、マスクパターン５の投影像は投影レンズ１０の光軸上に形成されるので、投影レンズ１０を基準に形成されたＮ型アライメントマーク１６を使用するアライメントにより、マスクパターン５を被露光体の所定位置に精度よく露光することができる。
　ここで、Ｎ型アライメントマーク１６は、具体的には、図４に示すように例えば基板搬送方向（矢印Ａ方向）に平行な一対の細線パターン１７ａ，１７ｂと、該一対の細線パターン１７ａ，１７ｂ間に設けられ基板搬送方向（矢印Ａ方向）に対して所定角度θ（例えば、θ＝４５°）で交差する一本の細線パターン１７ｃとから成る略Ｎ字状のマークであり、図１（ａ）に示すように細線パターン１７ｃの基板搬送方向（矢印Ａ方向）に平行な中心線と上記複数の投影レンズ１０のうちいずれかの投影レンズ１０の中心とが合致するようにＮ型アライメントマーク１６が形成されている。また、Ｎ型アライメントマーク１６は、その基板搬送方向（矢印Ａ方向）と直交する中心軸とマイクロレンズアレイ３の基板搬送方向に向かって最も手前側に位置する投影レンズ１０との間の距離は、距離Ｄに予め設定されている。
　このようなマイクロレンズアレイ３は、次のようにして形成することができる。
　先ず、透明基板９の上面９ｂにてレンズ形成領域１３外をマスクした状態でレンズ形成領域１３をエッチングして例えば約50μｍ～300μｍの深さだけ掘り下げる。さらに、公知の技術を利用してレンズ形成領域１３に所定の曲率を有する凸状の複数のフィールドレンズ１１を形成する。次に、透明基板９の上面９ｂの全面にクロム（Ｃｒ）等の遮光膜１２を形成した後、上記フィールドレンズ１１に対応した部分及び上記Ｎ型アライメントマーク１６に対応した領域の遮光膜１２をエッチングして除去する。同時に、レンズ側アライメントマーク１４をエッチングして形成してもよい。続いて、透明基板９の下面９ａのレンズ形成領域１３に、上記フィールドレンズ１１に対応させて公知の技術を利用して凸状の複数の投影レンズ１０を形成する。そして、透明基板９の下面９ａの全面にクロム（Ｃｒ）等の遮光膜１２を形成した後、上記投影レンズ１０に対応した部分及びレンズ側アライメントマーク１４に対応した部分をエッチングして除去する。その際、Ｎ型アライメントマーク１６を同時に形成してもよい。
　なお、Ｎ型アライメントマーク１６は、フォトマスク１に一つだけでなく、基板搬送方向と略直交する方向に複数個設けてもよい。この場合、各Ｎ型アライメントマーク１６に対応して後述の撮像手段２４（図５参照）を複数台設けるとよい。これにより、複数のＮ型アライメントマーク１６のうちいずれかのＮ型アライメントマーク１６を使用してフォトマスク１と被露光体との位置合わせを行なうことができる。このような複数のＮ型アライメントマーク１６を設けたフォトマスク１は、特に、大面積の被露光体の露光において好適である。
　次に、本発明のフォトマスク１の製造について説明する。
　先ず、マイクロレンズアレイ３の上面９ｂにてフィールドレンズ１１のレンズ形成領域１３外の部分に接着剤を塗布する。次いで、マスク基板２のマスクパターン５を形成した下面４ａとマイクロレンズアレイ３の接着剤を塗布した上面９ｂとを対面させて、マスク基板２とマイクロレンズアレイ３とを対向配置する。続いて、顕微鏡によりマスク側アライメントマーク８とレンズ側アライメントマーク１４とを同時に観察しながら、該二つのアライメントマークが合致するようにマスク基板２とマイクロレンズアレイ３とを相対的に平行移動し、また各基板４，９の面の中心を軸に回転して位置合わせをする。そして、マスク基板２及びマイクロレンズアレイ３を各基板４，９の面の側方から加圧した状態で上記接着剤を硬化させて両者を接合する。これにより、図１に示すような本発明のフォトマスク１が完成する。このとき、マスクパターン５とフィールドレンズ１１とは約50μｍ～300μｍ程度の距離まで接近することになる。
　図５は、本発明のフォトマスク１を使用する露光装置を示す正面図である。この露光装置は、被露光体１９を矢印Ａで示す一方向に一定速度で搬送しながら露光するもので、搬送手段２０と、光源２１と、カップリング光学系２２と、マスクステージ２３と、撮像手段２４と、制御手段２５とを備えて構成されている。
　上記搬送手段２０は、上面２０ａに被露光体１９を載置して矢印Ａで示す方向に一定速度で搬送するものであり、エアを上面２０ａから噴射すると共に吸引し、該エアの噴射と吸引とをバランスさせて被露光体１９を所定量だけ浮上させた状態で搬送するようになっている。また、搬送手段２０には、被露光体１９の移動速度を検出する速度センサー及び被露光体１９の位置を検出する位置センサー（図示省略）が備えられている。
　上記搬送手段２０の上方には、光源２１が設けられている。この光源２１は、光源光として紫外線を放射するものであり、レーザ光源である。なお、本実施形態においては、光源２１は、後述の制御手段２５によって制御されて間欠的に発光するようになっている。
　上記光源２１の光放射方向前方には、カップリング光学系２２が設けられている。このカップリング光学系２２は、光源２１から放射された光源光を平行光にして後述のフォトマスク１のマスクパターン形成領域７に照射させるものであり、フォトインテグレータやコンデンサレンズ等の光学部品を含んで構成されている。さらに、フォトマスク１のマスクパターン形成領域７の外形に合わせて光源光の横断面形状を整形するマスクも備えている。
　上記搬送手段２０の上面２０ａに対向してマスクステージ２３が設けられている。このマスクステージ２３は、本発明のフォトマスク１を位置決めして保持するものであり、フォトマスク１のマスクパターン形成領域７及びＮ型アライメントマーク１６の形成領域に対応して中央部に開口２６を形成し、フォトマスク１の周縁部を保持するようになっている。そして、後述の制御手段２５によって制御されて、搬送手段２０の上面２０ａに平行な面内にて基板搬送方向（矢印Ａ方向）と直交する方向に移動するように移動機構を備えて構成されている。
　上記搬送手段２０の上方にてマスクステージ２３に保持されたフォトマスク１のＮ型アライメントマーク１６を撮像可能に撮像手段２４が設けられている。この撮像手段２４は、フォトマスク１のＮ型アライメントマーク１６と被露光体１９の表面に予め形成された基準マーク（例えば表示用基板のピクセル）とを同時に撮像するものであり、搬送手段２０の上面２０ａに平行な面内にて基板搬送方向（矢印Ａ方向）と略直交する方向に複数の受光素子を一直線状に並べたラインカメラである。
　上記搬送手段２０と、光源２１と、マスクステージ２３と、撮像手段２４とに電気的に接続させて制御手段２５が設けられている。この制御手段２５は、撮像手段２４の撮像画像に基づいて、フォトマスク１と被露光体１９との位置ずれを補正するようにマスクステージ２３を移動すると共に光源２１の発光タイミングを制御するものであり、図６に示すように、画像処理部２７と、メモリ２８と、演算部２９と、搬送手段駆動コントローラ３０と、マスクステージ駆動コントローラ３１と、光源駆動コントローラ３２と、制御部３３とを備えている。
　ここで、画像処理部２７は、撮像手段２４で撮像された被露光体１９表面の撮像画像を処理して、所定の閾値を超えて変化する輝度変化により被露光体１９に予め形成された基準パターンの基板搬送方向に略平行な縁部及び基板搬送方向に交差する縁部を夫々検出するものである。また、メモリ２８は、被露光体１９に予め形成された基準パターンの基板搬送方向先頭側の縁部が検出されてから、被露光体１９上の最初の露光目標位置がフォトマスク１の基板搬送方向手前側に位置するマスクパターン５の像の投影位置に至るまでに被露光体１９が移動される距離の目標値ＴＧ１、フォトマスク１と被露光体１９とのアライメントの目標値ＴＧ２、フォトマスク１のマスクパターン５の基板搬送方向の配列ピッチＰ等を記憶すると共に、後述の演算部２９における演算結果を一時的に記憶するものである。さらに、演算部２９は、搬送手段２０の位置センサーの出力に基づいて被露光体１９の移動距離を演算すると共に、画像処理部２７の出力に基づいてフォトマスク１と被露光体１９との位置ずれ量等を演算するものである。そして、搬送手段駆動コントローラ３０は、被露光体１９が一定速度で搬送されるように搬送手段２０を制御するものである。また、マスクステージ駆動コントローラ３１は、演算部２９の出力に基づいてフォトマスク１と被露光体１９の位置ずれ量を補正するようにマスクステージ２３の移動を制御するものである。さらに、光源駆動コントローラ３２は、光源２１の点灯及び消灯の駆動を制御するものである。そして、制御部３３は、上記各要素が適切に駆動するように全体を統合して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について説明する。
　先ず、予め、フォトマスク１と撮像手段２４の撮像中心との間の位置ずれ量が計測される。これは、次のようにして行なうことができる。即ち、先ず、撮像手段２４によりマスクステージ２３に保持されたフォトマスク１のＮ型アライメントマーク１６を撮像し、その画像データを画像処理部２７において画像処理して、図７（ａ）に示すように基板搬送方向（矢印Ａ方向）と略直交する方向における輝度変化からＮ型アライメントマーク１６の細線パターン１７ａ～１７ｃに対応する三つの暗部の縁部の位置を検出し、演算部２９において上記三つの暗部の中心位置を夫々算出する。次に、隣接する二つの暗部間の距離Ｇ１，Ｇ２を演算部２９において演算する。さらに、この距離Ｇ１，Ｇ２の差分に基づいて撮像手段２４の撮像中心とフォトマスク１のＮ型アライメントマーク１６の基板搬送方向（矢印Ａ方向）と直交する方向の中心線とのずれ量Ｇを演算する。この場合、上記細線パターン１７ｃの基板搬送方向（矢印Ａ方向）に対する傾斜角度θがθ＝４５°のときには、上記ずれ量Ｇは、Ｇ＝（Ｇ１－Ｇ２）／２となる。そして、このずれ量Ｇは、メモリ２８に保存されている被露光体１６の移動距離の目標値ＴＧ１に加算されて目標値ＴＧ１が補正され、この補正された目標値（ＴＧ１＋Ｇ）がメモリ２８に保存される。
　次に、搬送手段２０の上面２０ａに被露光体１９を位置決めして載置した後、搬送手段駆動コントローラ３０により搬送手段２０の駆動を制御して被露光体１９を矢印Ａ方向に一定速度で搬送を開始する。
　被露光体１９が搬送されて基板搬送方向（矢印Ａ方向）先頭側の縁部が撮像手段２４の撮像位置に達すると、撮像手段２４により被露光体１９の表面が撮像される。このとき、撮像手段２４の撮像画像は、画像処理部２７において画像処理され、基板搬送方向における暗から明への輝度変化から、被露光体１９に予め形成された基準パターンの基板搬送方向に交差する縁部が検出される。そして、搬送手段２０の位置センサーの出力に基づいて基準パターンの上記縁部検出時刻における被露光体１９の位置が検出される。
　続いて、演算部２９において、被露光体１９の移動距離の演算が開始される。また、その演算結果は、メモリ２８に保存された被露光体１９の移動距離の上記補正された目標値（ＴＧ１＋Ｇ）と比較される。そして、両者が合致したときに、被露光体１９上の最初の露光目標位置がフォトマスク１の基板搬送方向に向かって最も手前側に位置するマスクパターン５の像の投影位置に位置付けられることになる。
　一方、図８（ａ）に示すように、撮像手段２４によりフォトマスク１のＮ型アライメントマーク１６と被露光体１９の基準パターン３４が撮像される。この撮像画像は、画像処理部２７で画像処理されて、同図（ｂ）に示すように基板搬送方向（矢印Ａ方向）と略直交する方向の輝度変化が検出され、隣接する二つの基準パターン３４間及びＮ型アライメントマーク１６の三本の細線パターン１７ａ～１７ｃに対応する暗部の基板搬送方向（矢印Ａ方向）に略平行な縁部の位置が検出される。そして、演算部２９において、これら位置データに基づいて各暗部の中心位置が算出される。さらに、演算部２９においては、Ｎ型アライメントマーク１６の例えば左側細線パターン１７ａに対応する暗部の中心位置と、隣接する二つの基準パターン３４間に対応する暗部の中心位置との間の距離Ｇ３を演算し、これをメモリ２８に保存されたアライメントの目標値ＴＧ２と比較する。そして、マスクステージ駆動コントローラ３１により制御しながら、上記距離Ｇ３とアライメントの目標値ＴＧ２とが合致するようにマスクステージ２３を基板搬送方向（矢印Ａ方向）と略直交する方向に移動する。なお、このアライメント動作は、被露光体１９に対する露光が全て終了するまで被露光体１９の移動中常時実行される。
　被露光体１９の基準パターン３４の基板搬送方向（矢印Ａ方向）先頭側の縁部が撮像手段２４により検出されてから、被露光体１９が上記補正された目標値（ＴＧ１＋Ｇ）に等しい距離だけ移動されると、演算部２９から出力される点灯指令をトリガーとして光源駆動コントローラ３２が起動し、光源２１を所定時間だけ点灯する。これにより、被露光体１９の最初の露光目標位置にフォトマスク１の基板搬送方向手前側のマスクパターン５の像が縮小投影されて、マスクパターン５に相似形の露光パターンが形成される。
　以後、演算部２９においては、搬送手段２０の位置センサーの出力に基づいて被露光体１９の移動距離を演算し、被露光体１９がメモリ２８に保存された上記マスクパターン５の基板搬送方向への配列ピッチＰに等しい距離だけ移動する毎に点灯指令を光源駆動コントローラ３２に出力する。これにより、被露光体１９が上記マスクパターン５の基板搬送方向への配列ピッチＰと等しい距離だけ移動する毎に光源２１が所定時間だけ点灯されて露光が実行され、マスクパターン５の像が被露光体１９上の露光目標位置に順次露光される。なお、本実施形態のフォトマスク１においては、被露光体１９上の同じ位置が基板搬送方向（矢印Ａ方向）に配列された複数のマスクパターン５（図１においては３つのマスクパターン５で示す）によって多重露光されるようになっている。したがって、光源２１のパワーを小さくすることができ、光源２１に対する負担を軽減することができる。
　なお、上記実施形態においては、マスクパターン５が所定ピッチでマトリクス状に並べて形成されたフォトマスク１について説明したが、本発明はこれに限られず、マスクパターン５を、基板搬送方向と直交する方向に所定ピッチで一列に並べて形成したマスクパターン列を複数列形成し、基板搬送方向先頭側に位置するマスクパターン列の隣接するマスクパターン５間を後続のマスクパターン列のマスクパターン５で補完するように後続の各マスクパターン列を夫々基板搬送方向と略直交する方向に所定寸法だけずらして配置したフォトマスク１であってもよい。これにより、露光パターンを稠密に形成することができる。この場合、上記複数列のマスクパターン列を１組として複数組を基板搬送方向に配置してもよい。
　また、上記実施形態においては、フォトマスク１は、一枚のマスク基板２に一枚のマイクロレンズアレイ３を組み付けたものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、図９に示すように、一枚のマスク基板２に対して該マスク基板２の長軸方向に複数のマイクロレンズアレイ３を並べて組み付けたものであってもよい。これにより、マイクロレンズアレイ３の製造コストを低減することができ、フォトマスク１の製造コストも低減することができる。
　さらに、上記実施形態においては、マイクロレンズアレイ３の透明基板９の上面９ｂを所定深さだけ掘り下げてフィールドレンズ１１を形成した場合について説明したが、本発明はこれに限られず、上面９ｂにフィールドレンズ１１を形成し、下面９ａに投影レンズ１０を形成した透明基板９の端面に別の基板を接合してマスク基板２のマスクパターン５と上記フィールドレンズ１１との間に所定の隙間を形成してもよい。または、上記透明基板９の上面９ｂにてレンズ形成領域１３の外側に所定厚みのスペーサを配置し、該スペーサを介してマスク基板２とマイクロレンズアレイ３とを接合し、上記マスクパターン５とフィールドレンズ１１との間に所定の隙間を形成してもよい。
　そして、上記実施形態においては、フォトマスク１が一方向に搬送中の被露光体１９に対して露光するものである場合について説明したが、本発明はこれに限られず、フォトマスク１は、静止状態の被露光体１９に対して露光するものであってもよい。
　１…フォトマスク
　２…マスク基板
　３…マイクロレンズアレイ
　４…マスク基板用の透明基板
　５…マスクパターン
　９…マイクロレンズ用の透明基板
　１０…投影レンズ
　１１…フィールドレンズ
　１２…遮光膜
　１６…Ｎ型アライメントマーク
　１７ａ～１７ｃ…細線パターン
　１９…被露光体
 

Claims (6)

  1. 　透明基板の一面に所定形状の複数のマスクパターンを形成したマスク基板と、
    　別の透明基板の一面に、対向配置された被露光体上に前記複数のマスクパターンの像を縮小投影する複数の投影レンズを形成し、他面に入射光を前記投影レンズに集光する複数のフィールドレンズを前記投影レンズの光軸と光軸を合致させて形成したマイクロレンズアレイと、を備え、
    　前記マスクパターンと前記フィールドレンズとを所定の隙間を有して近接対向させた状態で前記マスク基板と前記マイクロレンズアレイとを接合したことを特徴とするフォトマスク。
  2. 　前記マイクロレンズアレイの少なくとも前記複数の投影レンズの外側領域に遮光膜を形成したことを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。
  3. 　前記マイクロレンズアレイの前記複数の投影レンズを形成した面に該投影レンズを基準にして、前記被露光体との位置合わせをするためのアライメントマークを設けたことを特徴とする請求項１又は２記載のフォトマスク。
  4. 　前記被露光体は、露光中、一方向に一定速度で搬送され、
    　前記アライメントマークは、前記被露光体の搬送方向に向かって前記複数の投影レンズを形成した領域の手前側に所定距離だけ離れて設けられていることを特徴とする請求項３記載のフォトマスク。
  5. 　前記アライメントマークは、前記被露光体の搬送方向に平行な一対の細線パターンと、該一対の細線パターン間に設けられ前記被露光体の搬送方向に対して所定角度で交差する一本の細線パターンとから成ることを特徴とする請求項４記載のフォトマスク。
  6. 　前記投影レンズの面には、径が前記フィールドレンズの径よりも小さい円形の開口を有する絞りを設けたことを特徴とする請求項１記載のフォトマスク。
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