(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
透明な材料からなる透明基板を準備する工程と、前記透明基板に形成する微細パターンに対応する第１の開口部と第１の閉口部を有する第１のマスクと、前記第１の開口部と閉口部が逆のパターンとなる第２の開口部と第２の閉口部を有する第２のマスクとを準備する工程と、  
真空成膜装置内に前記透明基板の表面と前記第１のマスクを離間して、該透明基板と該マスクを載置する工程と、該真空成膜装置内で該透明基板および該マスクに対向する側から第１の成膜物質を真空成膜する第１の成膜工程と、  
該第１の成膜工程により該透明基板の第１のマスクの第１の閉口部の直下部に第１の成膜物質層の凹部を形成する工程と、第１のマスクを除去する工程と、  
該真空成膜装置内に前記透明基板の表面と前記第２のマスクを離間し、かつ前記第１の成膜物質層の凹部に前記第２の開口部が整合するように該透明基板と該マスク層を載置する工程と、該真空成膜装置内で該マスクおよび該透明基板に対向する側から第２の成膜物質を真空成膜する工程と、前記第１の成膜物質層の凹部を前記第２の成膜物質で埋め込む工程と、第２のマスクを除去する工程と、を有する凹型微細パターン形成方法。
【請求項２】
請求項１記載の凹型微細パターン形成方法において、  
前記第２のマスクの第２の開口部幅は、前記第１のマスクの閉口部幅よりも狭くした状態で、前記第１の成膜物質層の凹部に前記第２の開口部が整合するように第２のマスクを載置し、第２の成膜物質を成膜することを特徴とする凹型微細パターン形成方法。
【請求項３】
請求項１記載の凹型微細パターン形成方法において、  
前記第１の成膜物質層の凹部を前記第２の成膜物質で埋め込んだ後でかつ第２のマスク層を除去した後に、前記透明基板表面に前記第３の成膜物質を真空成膜装置内でさらに成膜する工程を備えたことを特徴とする凹型微細パターン形成方法。
【請求項４】
請求項１記載の凹型微細パターン形成方法において、前記第１の成膜物質層の凹部を前記第２の成膜物質で埋め込む工程の後に、前記第２の成膜物質をケミカルメカニカルポリッシングにより除去して前記透明基板表面を平坦化する平坦化工程を備えたことを特徴とする凹型微細パターン形成方法。
【請求項５】
請求1または２に記載の凹型微細パターン形成方法において、
前記基板が、各種光学ガラス、石英、各種単結晶であることを特徴とする凹型微細パターン形成方法。
【請求項６】
請求項１または２に記載の凹型微細パターン形成方法において、
前記第１の成膜物質は、光に対して透明な物質であることを特徴とする凹型微細パターン形成方法。
【請求項７】
請求項１または２に記載の凹型微細パターン形成方法において、  
前記第２の成膜物質は、光に対して透明な物質であることを特徴とする凹型微細パターン形成方法。
【請求項８】
請求項６記載の凹型微細パターン形成方法において、
前記第１の成膜物質は、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）であることを特徴とする凹型微細パターン形成方法。
【請求項９】
請求項７記載の凹型微細パターン形成方法において、
前記第２の成膜物質は、酸化シリコン（ＳｉＯ２）であることを特徴とする凹型微細パターン形成方法。
【請求項１０】
透明基板上に、第１の成膜層と、該第１の成膜層に設けられた凹部を有する凹型微細パターンと、該凹型微細パターンの凹部に埋め込まれた第２の成膜層と、第２の成膜層上に設けられた凹型微細パターンを有する微細パターン基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズを含む凹型微細パターンであって、特に基板表面に傾斜面を有する凹型パターンを形成し、その後その凹型パターン部に対して埋め込み（穴埋め）を実施して基板表面を平坦化（フラット化）する形状の凹型微細パターン形成基板を形成する凹型微細パターン形成方法の技術分野に属する。またその方法を用いて形成される凹型微細パターン基板およびマイクロレンズおよびマイクロレンズアレイの技術分野に属する。本発明において、凹型微細パターンとは、凹部を含む微細パターンをいう。
【背景技術】
【０００２】
プロジェクタ等の電気光学装置などでは、その装置に用いられる液晶パネル等の液晶デバイスの各画素において、実際に表示に寄与し得る光が透過したり反射したりする領域は、各種配線や電子素子等の存在によって本質的に限られている。そこで、従来は、例えば、液晶パネル等の液晶デバイスにおいて、各画素に対応する凸型マイクロレンズや凹型マイクロレンズを所定の位置に配列したマイクロレンズアレイを液晶層の対向基板に作り込んだり、マイクロレンズアレイ基板を対向基板に貼り付けたりして、液晶層に入射される光量を画素単位で集光するようにしている。電気光学装置においてマイクロレンズアレイを利用することにより、各画素の開口領域内に光束が導かれるようにした結果、明るい表示が可能となる。このようなマイクロレンズアレイを形成する技術は、微細化のための技術を用いることにより、レンズ形状精度や形成工程の効率化などが求められる。マイクロレンズやマイクロレンズアレイの利用分野は、電気光学装置の小型化や光利用効率の向上に対応する分野も含めて将来的にも広がるものである。
【０００３】
従来例の技術として、マイクロレンズ等の微細構造のマイクロレンズを1次元もしくは２次元にアレイ配列した微細パターンを有する構造物を形成するための形成方法は、種々提案されている。
【０００４】
特許文献１では、透明な基板上における、成膜工程と、光パターニング工程と、光照射工程と、加熱工程と、エッチング工程を有する技術が開示されている。例えば、成膜工程は、透明な基板上に熱変形性の感光性材料による均一な厚さの膜を形成する工程、光パターンニング工程は、マイクロレンズアレイにおける各レンズとその配列に応じたパターンに従い、熱変形性の感光材料による均一な厚さの膜を光パターニングする工程、光照射工程は、光パターニングされた上記膜の全面に光照射を行う工程で、膜内の線形分子を光エネルギーにより切断するために行われ、照射する光の種類（波長領域や強度）は、膜の材料や形態に応じ線形分子をどの程度まで切断するかにより決定される。加熱工程は、光照射された上記膜を熱変形温度に加熱し、感光性材料の熱変形性と表面張力により、滑らかな凸面形状を持った感光材料のアレイ配列を形成する工程である。エッチング工程は、アレイ配列を形成された面に対してドライエッチングを行い、上記凸面形状のアレイ配列を上記基板に彫り写すことにより、所望の屈折率面形状及びそのアレイ配列状態を基板に形成する工程を備えた技術である。
【０００５】
特許文献２では、透明な基板上に、熱変形性の感光性材料による均一な厚さの膜を形成する成膜工程と、形成されるマイクロレンズアレイにおける各レンズとその配列に応じたパターンに従って上記膜を光パターンニングする工程と、上記膜を熱変形温度に加熱し、感光性材料の熱変形性と表面張力により、滑らかな凸面形状を持った感光性材料のアレイ配列を形成する加熱工程と、ドライエッチングを行い、上記凸面形状のアレイ配列を上記基板に彫り写すことにより、所望の屈折率面形状及びそのアレイ配列状態を上記基板に形成するエッチング工程とを有する技術が開示されている。特許文献１では、光パターニングされた上記膜の全面に光照射を行い、膜内の線形分子を光エネルギーにより切断するために行われる光照射工程を加えているが、特許文献２では、この光パターニングされた感光性材料に対する上記光照射工程は、省略されている。光パターンニングにて特許文献１の光照射と同様の効果が得られることが考えられる。
【０００６】
特許文献３では、レーザＣＶＤ法を利用して、両凸もしくはメニスカスタイプのマイクロレンズやマイクロレンズアレイを作成する技術が開示されている。このレーザＣＶＤ法によるマイクロレンズ形成方法は、材料ガスの選択により屈折率のレンジを広くできる、レーザビームの絞り込みによって、レンズ径の縮小が可能である、マスクプロセスを介する必要がない等の特徴がある。具体的な方法として、ビームスプリッタにより分割されたレーザビームをＣＶＤセル内に配置した基板の表裏両面に導き、基板の表裏両面を同時に加工するものであり、基板表裏に両凸レンズが形成される技術が開示されている。また、レーザ光源を分割するビームスプリッタにより分割された一方のビームを基板の一面に向かわせ、他方のビームを基板の多面に向かわせる光学系とを備え、各ビームに対応して集光レンズを配置し、ＣＶＤセル内には位置調整可能な基板ホルダーに前記基板を支持するマイクロレンズ形成装置に係る技術が開示されている。基板ホルダーに固定された基板の右側の面を凹面加工し、同基板の左側の面に凸レンズを形成してメニスカスレンズを形成する技術やマイクロレンズアレイのピッチ相当量、基板ホルダーを移動させてレンズアレイを形成する技術が開示されている。この技術は、基板表裏面に直接レーザビームを導いて加工する技術であり、基板表面に対するマスク形成プロセスを介する必要性がない。
【０００７】
上記特許文献１〜３による微細パターンの形成方法で微細なパターンのマイクロレンズ等のパターンを形成し、その後、微細なパターンを形成した基板の表面を成膜物質による埋め込み層で被覆して表層として平坦化し、さらにこの表層に平坦化層を積層して平坦化することにより、基板表面全体が平坦化（フラット化）された形状の製品を形成することも可能となる。
【０００８】
特許文献１では、基板上に、熱変形性の感光性材料による均一な厚さの膜を形成する成膜工程と、光パターニング工程と、光照射工程と、加熱工程と、エッチング工程を有する技術が開示されている。特許文献１の技術は、微細パターンの形成工程がマスク層を介して行うことにより複雑かつ多くの工程を経るため、作製のための時間や工数が掛かるという問題がある。
【０００９】
特許文献２では、基板上に、熱変形性の感光性材料による均一な厚さの膜を形成する成膜工程と、光パターンニングする工程と、加熱工程と、エッチング工程とを有する技術が開示されている。特許文献１では、光パターニングされた上記膜の全面に光照射を行い、膜内の線形分子を光エネルギーにより切断するために行われる光照射工程を加えているが、特許文献２では、この光パターニングされた感光性材料に対する上記光照射工程は、省略されている。光パターンニングにて同様の効果が得られることが考えられる。特許文献２の技術は、微細パターンの形成工程がマスク層を介して行うことにより複雑で多くの工程を経るため、作製のための時間や工数が掛かるという問題がある。
【００１０】
特許文献３では、レーザＣＶＤ法を利用して、両凸もしくはメニスカスタイプのマイクロレンズやマイクロレンズアレイを作成する技術が開示されている。このＣＶＤ法によるマイクロレンズ形成方法は、材料ガスの選択により屈折率のレンジを広くできる、レーザビームの絞り込みによって、レンズ径の縮小が可能である、マスクプロセスを介する必要がない等の特徴がある。特許文献３の技術は、基板表裏面に直接レーザビームを導いて加工する技術であり基板表面に対するマスク形成プロセスを介する必要性がない。
【００１１】
特許文献３の技術において、レーザＣＶＤ法による微細パターンの形成工程は、マスク層を介して行うことなく、直接基板表面に微細パターンを形成することができるが、レーザビームによる描画的手法を用いる作製のため、微細パターンを有する基板を大量に作製するには不向きな場合があるという問題があった。
【００１２】
このように、特許文献１〜２の技術は、マスク層を介してマイクロレンズを製作する内容であり、特許文献１〜２の技術は、透明な材料の基板上に、感光性材料によるマスク層を形成し、このマスク層に光照射により微細なパターンを露光・パターンニングを行って形成し、微細なパターンを感光性材料層を加熱することにより、所望のマイクロレンズやマイクロレンズアレイを形成するためのマスク層を形成し、このマスク層のレンズ形状を透明な材料の基板上に彫り写すという工程を経て、マイクロレンズやマイクロレンズアレイを形成する技術であるので、作成工程が複雑でかつ長いという問題があった。特許文献３の技術は、マスク層を介することなく、直接、透明な材料の基板上にマイクロレンズを作製する技術である。  特許文献３の技術において、レーザＣＶＤ法による微細パターンの形成工程は、マスク層を介して行うことなく、直接基板表面に微細パターンを形成することができるが、レーザビームによる描画的手法を用いる作製のため、微細パターンを有する基板を大量に作製するには不向きな場合があるという問題があった。
【００１３】
特許文献１〜３に係る従来技術は、マイクロレンズの形成方法に適用された技術であるが、微細パターン形成の際に長い工程や多くの加工工数を必要としたり、生産効率に劣るという問題がある。本発明者は、基板上にマスク層を介して、マイクロレンズ等を形成するための凹部を含む凹型微細パターンを形成する技術と、その後、基板上を成膜物質の何らかの層で埋め込み（穴埋め）成膜を実施するとともに、基板表面に表層を設け、さらにこの表層を平坦化するという工程を経て、上記凹型微細パターン内に成膜物質が埋め込まれた構造の基板を作製する技術を検討した。そして、マイクロレンズに適用可能な凹型構造を含有する凹型微細パターンを有する基板の構造および形成方法に係る本発明に至った。
【００１４】
本発明者は、当初、図４のフローに示すように図４（ａ）〜図４（ｆ）の工程で凹型微細パターンを形成する方法を検討した。図では、構成部材の断面部分を簡略的に表現した。図４（ａ）に示すように、例えば光学ガラスや石英等の透明な材料により構成される基板１１表面にフォトレジストのような感光材料からなるマスク層を全面に積層し、所望の形状のマスクパターンをフォトリソグラフィあるいはインプリントで形成し、次に特許文献４に記載されているような斜め露光法により、マスク層の上面側と下面側で寸法が異なる逆台形状のマスク層１２としての微細パターンを形成する。特許文献４の図３において形成されるマスク層は台形状のマスク形状となっているが、露光時の遮光マスク部材の配置により、逆台形状の微細パターン形成用マスク層を形成することができる。次に、図４（ｂ）に示すように、真空成膜装置により、第１の成膜材料を基板１１の表面に成膜し、第１の材料による第１の成膜層１４を形成する。このとき、第１の成膜層１４には、逆台形状のマスク層１２により、凹型微細パターンが形成される。成膜材料がマスク層１２の形状に沿って基板１１表面に成膜されることにより、厚さ分布が異なる凹部が形成される。次に図４（ｃ）に示すように、マスク層１２を感光材料リムーバー等を用いて基板１１表面から除去することにより、第１の成膜層１４に、凹型微細パターン１３が形成される。図４（ｄ）に示すように、凹型微細パターン１３の開口部分を開口させた第２のマスク層１５をフォトレジストのような感光材料を用いて形成する。さらに第２の成膜材料を基板１１の表面に第２のマスク層１５の開口部を介して、同開口部を埋め込むように成膜することにより、第２の成膜材料による第２の成膜層１６を形成する。この第２のマスク層１５の開口部を介して第２の成膜層を形成する技術は、特許文献５の図２に示すように感光体材料で構成されたマスク層１５の開口部内に成膜することが可能な技術である。図４（ｅ）に示すように、第２のマスク層１５を感光材料リムーバー等を用いて基板１１表面から除去することにより、図４（ｂ）で形成された凹型微細パターンの凹部に第２の成膜材料が埋め込まれた凹型微細パターン１３が形成される。次に図４（ｆ）に示すように、第２あるいは第３の成膜材料を基板１１表面に成膜する。この基板１１の表面を平坦化する成膜工程を加えることにより、凹型微細パターン１３を形成した基板１１が形成される。
【００１５】
凹型微細パターン１３は、基板１１を透明材料より構成される透明基板とすることにより、微細パターン形成した裏面側から基板に入射される光ビームに対して、凹型マイクロレンズとして作用することが可能であり、各凹部を所望のピッチで凹型レンズとして配置することにより、マイクロレンズアレイとして用いることが可能となる。使用される光ビームの波長の種類により可視光線以外の、例えば赤外線に対して透明な材料（例えばＳｉ）を用いた基板であってもよい。
【００１６】
上述の本発明に係る検討段階の技術では、所定の凹部等の形状を創生したい基板上の成膜部材に対し、所望の形状のマスクパターンをフォトリソグラフィあるいはインプリントで形成、マスク形状を利用し、真空成膜技術を用いる成膜工程、被加工基板を真空成膜装置から取り出して、マスク層を除去した後に、凹部の埋め込みのために再度真空成膜装置による成膜を行う工程が必要があり、同一チャンバー内で連続した成膜形成を行うことができず、工程数が多くなるため、製造に係るコストが高くなってしまうという問題があった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平０６−２５０００２号公報
【特許文献２】特開平０６−１９４５０２号公報
【特許文献３】特開平０３−１６２５７８号公報
【特許文献４】特開２０００−３０６０７号公報
【特許文献５】特開平０５−０４７７６１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
本発明は、係る事情の下になされたもので、同一真空成膜装置のチャンバー内における連続した一回の成膜プロセスで、簡便にこのようなパターン形成＋埋め込み（穴埋め）・平坦化を実施することが可能な、凹型微細パターンを有する基板を形成するプロセスを提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記目的を達成するために、本発明は、請求項１に記載のとおり、透明な材料からなる透明基板を準備する工程と、前記透明基板に形成する微細パターンに対応する第１の開口部と第１の閉口部を有する第１のマスクと、前記第１の開口部と閉口部が逆のパターンとなる第２の開口部と第２の閉口部を有する第２のマスクとを準備する工程と、真空成膜装置内に前記透明基板の表面と前記第１のマスクを離間して該透明基板と該マスクを載置する工程と、
該真空成膜装置内で該透明基板および該マスクに対向する側から第１の成膜物質を真空成膜する第１の成膜工程と、該第１の成膜工程により該透明基板の第１のマスクの第１の閉口部の直下部に第１の成膜物質層の凹部を形成する工程と、第１のマスクを除去する工程と、
該真空成膜装置内に前記透明基板の表面と前記第２のマスクを離間し、かつ前記第１の成膜物質層の凹部に前記第２の開口部が整合するように該透明基板と該マスクを載置する工程と、該真空成膜装置内で該マスクおよび該透明基板に対向する側から第２の成膜物質を真空成膜する工程と、前記第１の成膜物質層の凹部を前記第２の成膜物質で埋め込む工程と、第２のマスクを除去する工程と、を有する凹型微細パターン形成方法である。
【００２０】
本発明は、真空蒸着装置、真空スパッタリング装置、指向性ＣＶＤ装置等の真空成膜装置を用いた装置チャンバー内での成膜時に、基板の被成膜面上に、被成膜面と離間させて任意のマスクを設置することで、マスクのパターン開口部を経由してマスク下部において、成膜物質が基板表面側に沿って回り込むことを利用して被加工基板表面に形成した成膜層に傾斜面を有する凹部状の凹型微細パターンを形成する技術を基本とするものである。この成膜物質のマスクによる回り込み現象を生じさせるためには、基板表面側にかつ基板表面の法線に平行な方向に成膜材料が成膜されるような構成の真空成膜装置を用いることが必要である。また、成膜材料を複数種類成膜するため、真空成膜装置における成膜材料を供給するターゲットを変更可能な構成とすることが必要である。
【００２１】
本発明の形成方法は、図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、凹型微細パターンを形成したい部分に第１のマスクを被加工基板と離間配置した状態で成膜する。そうすると第１のマスク直下から、第１のマスクの開口部にかけて成膜材料の膜厚が異なる凹部が発生する。この膜厚が異なる凹部の膜厚分布を利用して凹型微細パターンを形成する。第１のマスクを除去し、続いて凹型微細パターンの埋め込み（穴埋め）を実施する。この埋め込みのためには、埋め込みに使用する成膜材料の種類に応じて、真空成膜装置の成膜材料ターゲットを変更し、同時に成膜条件の変更調整を行う。このターゲットの変更および成膜条件の変更調整は、被加工基板を取り外すことなく、真空成膜装置の外部から、行うことが可能である。この埋め込みには、開口部と閉口部のパターンが凹型微細パターン形成時の第１のマスクとは逆のパターンの第２のマスクを被加工基板表面と離間配置し、かつ前記第１の成膜物質層の凹部に前記第２の開口部が整合するように該透明基板と該マスク層を載置し、第２の成膜物質を成膜することで実施する。その後、この埋め込みに使用したマスクを除去して、埋め込みを実施した基板表面全体に任意の厚さの成膜を実施することにより、パターン形成＋埋め込み（穴埋め）・平坦化が実現される。
【００２２】
第１マスクと第２のマスクの除去は、真空成膜装置内に設けたマスク移動位置決め装置を用いることにより、真空成膜装置内で、一連のプロセス中に、第１のマスクおよび第２のマスクを被加工基板上から移動することが可能である。被加工基板上の凹型微細パターンと第２のマスクの開口部との位置合わせには、公知の光学式パターン位置合わせ装置を用いることが可能である。
【００２３】
第１のマスクと第２のマスクは、例えば公知の異方性ドライエッチング技術により、本実施例の５００μｍのマスク板厚に対して、開口部が５μｍ〜７μｍのマスクを加工することが可能である。またマスク材質は、被加工基板の材質と同レベルの熱膨張係数を有する材質とすることが有効である。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、一回の成膜プロセスで簡便にパターン形成＋埋め込み（穴埋め）・平坦化を実現することができる。上記のパターン形成フローにおいて、第１のマスクと第２のマスクの交換をチャンバー内で実施することにより、基本的にすべて「真空成膜」という連続した一つのプロセスとすることが可能であり、複数のプロセスを実施する必要がない。具体的には、複数の設備が必要なく、また所謂「工程の流動」というプロセスが発生しないため、形成工程に関わる工数を低減することが可能となり、人件費抑制等の効果も生じる。従来の技術では、本来であれば非常に長いプロセスを流動する必要があり、長い時間と多くの工数を必要として高コストになってしまう凹型微細パターン基板を、低コストで簡便に作成することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】図１（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、本発明に係る凹型微細パターン形成方法の各プロセスのフローを示す図である。
【図２】本発明に係る第１の成膜物質の第１のマスクに対する被加工基板表面への回り込みを示す図である。
【図３】本発明にかかる第２の成膜物質の第２のマスクに対する被加工基板の凹部への回り込みおよび凹部の埋め込みを示す図である。
【図４】図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）は、本発明に係る検討段階の技術に係る凹型微細パターン形成方法の各プロセスを示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
図１に本発明の１実施例の形成方法のフローを示す。図１の基板１は、本発明の検討段階の技術と同様の光学ガラスや石英等の透明な材料より構成される被加工基板である。また使用される光ビームの波長の種類により可視光線以外の、例えば赤外線に対して透明な材料（例えばＳｉ）を用いた基板であってもよい。図１（ａ）において、基板１上に、第１のマスク２として、パターン閉口部幅７μｍ、厚さ５００μｍのマスクを準備し、基板１表面と第１のマスク２下面とのギャップを１００μｍとして離間配置し、第１の成膜材料である酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）層を１μｍ成膜する。次に図１（ｂ）に示すように、基板１上に酸化タンタル層４の凹型微細パターン３を形成する。続いて図１（ｃ）に示すように、この酸化タンタル層４の凹型微細パターン３の直上に、パターン開口部５μｍ、厚さ５００μｍの第２のマスクを基板１の表面層４と第２のマスク５下面とのギャップを１００μｍとして離間配置し、かつ第１の成膜材料の酸化タンタル層４の凹部３に、前記第２の開口部と凹部である凹型微細パターン３のそれぞれの中心が整合するように基板１と第２のマスク層５を載置することにより、第２の成膜材料である酸化シリコン（ＳｉＯ２）層６を１μｍ成膜した。次に図１（ｄ）に示すように、凹部である凹型微細パターン３に酸化シリコン（ＳｉＯ２）を埋め込んだ微細パターンを形成した。その後、図１（ｅ）に示すように、第２のマスクを除去し、基板１の表面が平坦化された凹型微細パターン基板１を形成した。
【００２７】
基板１の表面の平坦化を、真空成膜装置から取り出して、所謂ケミカルメカニカルポリッシング（ＣＭＰ）を行うことにより、基板１表面を鏡面的な平面とすることができる。ＣＭＰ工程は、光学ガラス等の基板表面を平滑に鏡面加工する技術で、一般的には研磨布と研磨剤および化学的エッチング作用を有する研磨液を用いて、ＣＭＰ加工装置にて行われるものである。次に図１（ｆ）に示すように、酸化シリコン(ＳｉＯ２）層７を３μｍ成膜した。以上の工程により、図１（ｆ）に示すような凹部微細パターン３の上部に、他の成膜物質による埋め込み（穴埋め）層を形成し、基板１の表面を平坦化するプロセスを、真空成膜装置のチャンバー内で連続した一つのプロセスにより実施することができる。要求される光学性能に応じて適宜実施する。
【００２８】
本発明は、真空成膜において、成膜物質の成膜進行方法に対向する位置に載置されたマスク部材に対する成膜物質の回り込みを利用した技術である。真空成膜における一般的な圧力（１Ｐａ以下）では、成膜物質の原子の平均自由工程長が３．７ｃｍ以上となるため、所謂微細パターン（数μｍ〜数１０μｍレベル）に対してのスケールとは、オーダーが異なるので、成膜物質は概略直線で進行するものと考えてよいことから、この回り込み現象については、以下のロジックでおおよそではあるが、その試算が可能となる。
【００２９】
図２において、第１のマスク２の厚さをａ、第１のマスク２の閉口部幅寸法をｂ、被加工基板１とマスク２とのギャップをｃとしたときに、第１の成膜層の回り込み範囲ｘは、概略ｘ＝（ｂ×ｃ）／ａと試算することができる。また、第１のマスク２の開口部が十分に大きい場合には、図２におけるθがおおよそ４５°程度となり、回り込み範囲ｘは、第１の成膜層４の膜厚をｔとすると、ｘ＝ｔとなることが、本発明者による実験で判明している。以上の実験の内容から、以下に示す条件で成膜を実施した。基板１上に、（１）パターン閉口部幅７μｍ、厚さ５００μｍのマスク２を基板１とのギャップ１００μｍで離間配置し、酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）層４を１μｍ成膜することにより、基板１上に酸化タンタル層（Ｔａ２Ｏ５）４内に凹型微細パターン３を形成した。（２）続いて、マスク２を除去し、図３に示すように、この酸化タンタル（Ｔａ２Ｏ５）層４の凹型微細パターン３の直上に、マスク開口部（符号ｄで示す）５μｍ、厚さ５００μｍの第２のマスク５を、基板１とのギャップ１００μｍで離間配置し、酸化シリコン（ＳｉＯ２）層６を１μｍ成膜した。その後、マスク５を除去し、酸化シリコン（ＳｉＯ２）層７（図１（ｆ）に示す）を３μｍ成膜した。この工程により、図１（ｆ）に示すような凹型微細パターン３を他の成膜物質により埋め込み（穴埋め）平坦化し、凹型微細パターンを有する基板の形成工程を、同一真空成膜装置のチャンバー内で、連続した一つのプロセスにより実施することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
以上説明したように、本発明の微細パターン形成方法によれば、簡易な構成により、微細パターンが形成された基板を提供することが可能になり液晶プロジェクタなどの電気光学機器に適用可能なマイクロレンズおよびマイクロレンズアレイに応用することが可能になる。
【符号の説明】
【００３１】
１、１１    基板
１２    第１のマスク層、
２    第１のマスク
３、１３    凹型微細パターン
４、１４    第１の成膜層
１５    第２のマスク層
５    第２のマスク
６、１６    第２の成膜層
７、１７    第３の成膜層
【図１】
0005865145.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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