(57)【要約】【課題】  レジストの感度が変化しても、目的とする形状からの誤差を小さくすることができるマイクロレンズの製造方法を提供する。【解決手段】  まず、石英やガラスで形成された基板（光学基材）１の上にレジスト２を塗布する（ａ）。そして、使用するレジストの感度特性等の特性が平均値である場合に、目的とするレジスト２の形状が得られるように設計された主形状決定グレースケールマスク３を用いてレジスト２を感光させ、レジスト２を現像する（ｃ）。そして、レジスト２の形状を実測し、目標形状との誤差を計測する。次に、計測された誤差に応じた形状修正用グレースケールマスク４を選定し、これを用いて、レジスト２を再び感光させ、得られるレジスト２の形状を、調整するようにする（ｄ）。このようにして、目的形状に近いレジスト２の形状を得ることができる。【選択図】  図１
2006258930.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを光学基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことによりマイクロレンズを製造する方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
【請求項２】
２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを光学基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことにより目的とする形状のレジストを形成し、その後前記レジストと前記光学基材をエッチングすることにより、前記グレースケールマスクに対応する前記レジストのパターンを前記光学基材に転写してマイクロレンズを製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
【請求項３】
２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを光学基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことにより目的とする形状のレジストからなるマイクロレンズ用の型を形成し、当該型を使用してマイクロレンズを製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
【請求項４】
２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことにより目的とする形状のレジストを形成し、その後前記レジストと前記基材をエッチングすることにより、前記グレースケールマスクに対応する前記レジストのパターンを前記基材に転写してマイクロレンズ用の型を形成し、当該型を使用してマイクロレンズを製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
【請求項５】
２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことにより目的とする形状のレジストからなるマイクロレンズ用の母型を形成し、当該型母材から型を形成し、当該型を使用してマイクロレンズを製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
【請求項６】
２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことにより目的とする形状のレジストを形成し、その後前記レジストと前記基材をエッチングすることにより、前記グレースケールマスクに対応する前記レジストのパターンを前記基材に転写してマイクロレンズ用の型母材を形成し、当該型母材から型を形成し、当該型を使用してマイクロレンズを製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
【請求項７】
請求項１から請求項６のうちいずれか１項に記載のマイクロレンズの製造方法であって、各グレースケールマスクのうち、少なくとも１枚は、使用される前記レジストの平均的な感度特性に基づいて、目的とするレジスト形状が得られるように設計されたグレースケールマスクであり、少なくとも１枚は、前記レジストの感度特性の変化量に伴うレジスト形状の変化を、通常可能な露光量変化で補償可能なように設計されたものであることを特徴とするマイクロレンズの製造方法。
【請求項８】
２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことによりマイクロレンズの型（型母材を含む）を製造する方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの型の製造方法。
【請求項９】
２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことにより目的とする形状のレジストを形成し、その後前記レジストと前記基材をエッチングすることにより、前記グレースケールマスクに対応する前記レジストのパターンを前記基材に転写してマイクロレンズの型（型母材を含む）を製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの型の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マイクロレンズ（本明細書、特許請求の範囲においてマイクロレンズには、マイクロレンズアレイを含むものとする）の製造方法、及びマイクロレンズ用の型の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロレンズは、ディジタルカメラ、光通信、ＭＥＭＳ分野を中心に実用化され、益々使用範囲が拡大している。従来、このようなマイクロレンズの製造方法として、特開平９−００８２６６号公報（特許文献１）に開示されているような、光リソグラフィを使用した方法が知られている。
【０００３】
これらの方法においては、通常のフォトマスクをもちい、マスクにレンズに対応するパターンを形成し、光学基材表面に形成されたレジストを感光させて現像することにより、レジストの立体矩形パターンを製作する。そして、このレジストの立体矩形パターンを熱フローによりレンズ（曲面）形状に変形させることによりマイクロレンズを形成するものである。さらに、必要に応じ、このレンズ形状となったレジストを光学基材と共にエッチングすることにより、レンズ形状のレジストのパターンを光学基材に転写し、光学基材からなるマイクロレンズを形成している。
【０００４】
しかしながら、この方法では、熱変形させる際に、一般にプラスチック成型で「引け」と呼ばれている現象が生じ、レンズ中心部の曲率が大きくなり、周縁部の曲率と異なってしまうという問題があり、形状精度の良いマイクロレンズを形成することができない。
【０００５】
近年、これとは全く別の原理に基づくマイクロレンズの製造方法が開発され、特表平８−５０４５１５号公報（特許文献２）に開示されている。これは、グレースケールマスク（アナログ的とみなせる光透過率の変化を有するマスク）を使用して光学基材の表面に形成されたレジストを感光させ、レジストを現像することによって、グレースケールに応じた形状の、立体的なレジストパターンを形成し、それをマイクロレンズとするか、あるいは前述のように、さらにレンズ形状となったレジストを光学基材と共にエッチングすることにより、レンズ形状のレジストのパターンを光学基材に転写し、光学基材からなるマイクロレンズを形成するものである。
【０００６】
グレースケールマスクには、大別すると、以下の三つの種類がある。
(1) マスク素材に直接濃淡をつけて透過率分布を形成したグレースケールマスク
(2) マスク基材の上に光吸収膜をつけ、その膜厚を制御することにより透過率分布を形成したグレースケールマスク
(3) 通常のクロム膜のついたマスク基板上に開口を設け、この開口の寸法あるいは分布密度を制御することにより透過率分布を形成したグレースケールマスク。
【０００７】
上記（１）〜（３）のグレースケールマスクのなかで、比較的製作が容易な（３）のグレースケールマスクを用いてマイクロレンズを製作することが近年盛んになっている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、前記特許文献１に記載されるような方法においては、マイクロレンズの形状はレジストのリフローによって決定されるので、非球面レンズ、非軸対称マイクロレンズを形成することができず、かつ、高精度のマイクロレンズを形成するのが困難であるという問題点がある。
【０００９】
特許文献２に記載される方法は、グレースケールのパターンを変化させることにより、種々の形状を有するマイクロレンズを、ある程度正確に形成することはできるが、前記（３）の方法を使用して、より高精度にマイクロレンズを形成する場合には、以下のような問題点がある。
【００１０】
すなわち、グレースケールマスクに設ける開口の大きさは、使用する露光機の解像限界以下の大きさにする必要がある。露光機の解像限界以上の大きさでは、露光転写されるパターンがぼけず、開口の形状がそのままレジストに形成されてしまうからである。
【００１１】
マイクロレンズの精度を考えると、使用する露光機はステッパーとなる。光源に水銀ランプから放射されるｇ線のスペクトルの光を使用した投影露光機であるｇ線ステッパーを使用してマイクロレンズを製作する場合、その解像度は0.8μｍ程度であるので、縮小率が１／５倍のｇ線ステッパーでは、使用するグレースケールマスクの開口の大きさは４μｍ以下となる。
【００１２】
前記（３）の方法に使用されるマスクは２種類に大別できる。一つは、開口の大きさで透過率を制御するマスク（グレースケールマスクＡと呼ぶことにする）、もう一つは、開口の大きさを一定にして開口の数（分布密度）で透過率を制御するマスク（グレースケールマスクＢと呼ぶことにする）である。
【００１３】
どちらのマスクも開口面積制御によって透過率制御を行っているので、開口の大きさの制御が重要になる。ここでは、グレースケールマスクＡの開口の大きさの制御を例に述べる。
グレースケールマスクＡを用いて、特許文献２に記載の方法でマイクロレンズを製作する場合、レンズ形状の誤差が問題となる。sag量とは、マイクロレンズ部の高さのことであるが、高精度のマイクロレンズにおいては、レンズ表面部の凹凸誤差（ＰＶ値：微視的に見たときの凸部の先端と凹部の底部との高さの差）がsag量の１％以下であることが必要とされる。従って、sag量が１０μｍ以下のマイクロレンズでは、レンズ形状誤差を100nm以下とする必要がある。
【００１４】
すなわち、グレースケールマスクＡを用いて立体形状を形成するとき、その形状精度がＰＶ値でsag量の１％以下となるようにするためには、レンズ形状に対応する各点の透過率誤差を１％以下にすることが望ましく、最低透過率に応じて許容誤差が小さくなり、もし、最低透過率が２０％となると、その許容誤差は6.3ｎｍ以下になる。マスク製作工程から考えてこのような高精度グレースケールマスクＡを製作することは、非常に困難になる。
【００１５】
そして、sag量１０μｍのマイクロレンズを製作したとき、このような高精度グレースケールマスクＡを用いても、最大で100nm程度の階段状立体形状になってしまう。さらに滑らかな立体形状を得たいときは、開口径の大きさの制御精度はさらに厳しくなり、現実的には形状精度がＰＶ値でsag量の１％の、曲面形状を有するマイクロレンズの製作は非常に困難になる。
【００１６】
前述の（１）、（２）の方法を用いた場合も同様な問題が生じ、いずれにしてもマスクの透過率の要求精度が非常に厳しいものとなり、滑らかな形状を有し、かつ形状精度の高いマイクロレンズを形成することが困難であるという問題点があった。
【００１７】
これに対し、本発明者の同僚は、２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを光学基材上に設けたレジストに転写し、前記レジストを現像することによりマイクロレンズを製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記各グレースケールマスクを用いて露光する露光時間のうち、少なくとも一つのグレースケールマスクにおいて、それを用いて露光する露光時間が、他のグレースケールマスクを用いて露光する露光時間と異なっていることを特徴とするマイクロレンズの製造方法に関する発明を行い、この発明は特願２００３−８２２０７号、特願２００４−８６８１３号として特許出願されている（「先願発明」という）。
【００１８】
この発明の１実施形態として、マイクロレンズの基本的な形状を決定するためのグレースケールマスクと、形状の微調整を行うためのグレースケールマスクを使用し、前者を使用した露光時間を長く、後者を使用した露光時間を短くすることにより、正確な形状を有するマイクロレンズの製造が可能である。
【００１９】
グレースケールマスクを設計する際、レジストの感度特性、製造するマイクロレンズのsag量（マイクロレンズの高さと同じ）及び許容される形状誤差によりグレースケールマスクのパターンと露光時間が決定される。しかし、レジストの感度特性が変化すると、そのグレースケールマスクをあらかじめ決定された条件で使用した場合には、所望の形状が得られない。しかしながら、レジストは経時変化により、塗布後の経過時間ごとに感度が僅かながら変化してしまう。
【００２０】
従って、先願発明の方法を使用したとしても、レジストを塗布してから露光するまでの経過時間が変動すると、目的とする形状のマイクロレンズが得られないことになる。
【００２１】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、複数枚のグレースケールマスクを使用してレジストを感光させ、それを現像してマイクロレンズとしたり、マイクロレンズの原型としたりするマイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ用の型の製造方法であって、レジストを塗布してから露光するまでの時間の変動等によりレジストの感度が変化しても、目的とする形状からの誤差を小さくすることができるマイクロレンズの製造方法、及びマイクロレンズ用の型の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００２２】
前記課題を達成するための第１の手段は、２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを光学基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことによりマイクロレンズを製造する方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法である。
【００２３】
本手段においては、１枚のグレースケールマスクで露光を行った後にレジストを現像し、現像されたレジストの形状を測定して、目標形状との誤差を測定し、その誤差を補正するようなグレースケールマスクと露光量のうち少なくとも１つを選択して、形状補正用の露光を行う工程を有しているので、レジストの感度の変化等があって、目的とするレジスト形状が得られない場合であっても、補正露光により、この誤差を調整して、目的形状に近いマイクロレンズを製造することができる。
【００２４】
前記課題を解決するための第２の手段は、２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを光学基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことにより目的とする形状のレジストを形成し、その後前記レジストと前記光学基材をエッチングすることにより、前記グレースケールマスクに対応する前記レジストのパターンを前記光学基材に転写してマイクロレンズを製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法である。
【００２５】
本手段は、レジストにレンズ特性を持たせるものではなく、レジストと光学基材を同時にエッチングすることによりレジスト形状を光学基材に転写して光学基材からなるマイクロレンズを得るものであるが、基となるレジスト形状の形成方法は前記第１の手段と同じであるので、前記第１の手段と同様の作用効果が得られる。
【００２６】
前記課題を解決するための第３の手段は、２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを光学基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことにより目的とする形状のレジストからなるマイクロレンズ用の型を形成し、当該型を使用してマイクロレンズを製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法である。
【００２７】
本手段は、レジストにレンズ特性を持たせるものではなく、レジストを型として、マイクロレンズを得るものであるが、基となるレジスト形状の形成方法は前記第１の手段と同じであるので、前記第１の手段と同様の作用効果が得られる。
【００２８】
前記課題を解決するための第４の手段は、２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことにより目的とする形状のレジストを形成し、その後前記レジストと前記基材をエッチングすることにより、前記グレースケールマスクに対応する前記レジストのパターンを前記基材に転写してマイクロレンズ用の型を形成し、当該型を使用してマイクロレンズを製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法である。
【００２９】
本手段においては、前記第２の手段の光学基材の代わりに基材を用いて、レジストに形成された形状を、レジストと基材とを同時にエッチングすることにより、基材にレジストの形状を転写し、その基材を型として使用してマイクロレンズを製造するものであるが、基となるレジスト形状の形成方法は前記第１の手段と同じであるので、前記第１の手段と同様の作用効果が得られる。
【００３０】
前記課題を解決するための第５の手段は、２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことにより目的とする形状のレジストからなるマイクロレンズ用の母型を形成し、当該型母材から型を形成し、当該型を使用してマイクロレンズを製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法である。
【００３１】
本手段は、レジストにレンズ特性を持たせるものではなく、レジストを母型として型を製造し、その型を使用してマイクロレンズを得るものであるが、基となるレジスト形状の形成方法は前記第１の手段と同じであるので、前記第１の手段と同様の作用効果が得られる。
【００３２】
前記課題を解決するための第６の手段は、２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことにより目的とする形状のレジストを形成し、その後前記レジストと前記基材をエッチングすることにより、前記グレースケールマスクに対応する前記レジストのパターンを前記基材に転写してマイクロレンズ用の型母材を形成し、当該型母材から型を形成し、当該型を使用してマイクロレンズを製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズの製造方法である。
【００３３】
本手段においては、前記第２の手段の光学基材の代わりに基材を用いて、レジストに形成された形状を、レジストと基材とを同時にエッチングすることにより、基材にレジストの形状を転写し、その基材を母型として使用して型を製造し、その型を使用してマイクロレンズを製造するものであるが、基となるレジスト形状の形成方法は前記第１の手段と同じであるので、前記第１の手段と同様の作用効果が得られる。
【００３４】
前記課題を解決するための第７の手段は、前記第１の手段から第６の手段のいずれかのマイクロレンズの製造方法であって、各グレースケールマスクのうち、少なくとも１枚は、使用される前記レジストの平均的な感度特性に基づいて、目的とするレジスト形状が得られるように設計されたグレースケールマスクであり、少なくとも１枚は、前記レジストの感度特性の変化量に伴うレジスト形状の変化を、通常可能な露光量変化で補償可能なように設計されたものであることを特徴とするものである。
【００３５】
本手段においては、少なくとも１枚のグレースケールマスクを使用して露光を行った場合に、使用するレジストの感度特性等、平均的な特性に合わせて、目的とするレジスト形状が得られるように、前記少なくとも１枚のグレースケールマスク（主形状決定マスク）を設計する。そして、他の少なくとも１枚のグレースケールマスクは、使用するレジストにおいて考えられる感度特性の変化量に応じて、通常可能な露光量変化量を与えた場合に、形状の補正が可能なようなマスク（形状修正用マスク）とする。これにより、使用するレジストとレンズ形状が決定されれば、通常は、１枚の主形状決定マスクと１枚の形状修正マスクを使用して、形状補正用マスクを使用する場合の露光量を変化させることにより、レジスト形状の補正を行うことができ、それでも修正が不足している場合に、初めて別のグレースケールマスクを使用して再補正を行うようにすることができる。
【００３６】
前記課題を解決するための第８の手段は、２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことによりマイクロレンズの型（型母材を含む）を製造する方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズ用の型の製造方法である。
【００３７】
前記課題を解決するための第９の手段は、２枚以上のグレースケールマスクを用いて、順次各グレースケールマスクのパターンを基材上に設けたレジストに転写して前記レジストを現像する工程を繰り返すことにより目的とする形状のレジストを形成し、その後前記レジストと前記基材をエッチングすることにより、前記グレースケールマスクに対応する前記レジストのパターンを前記基材に転写してマイクロレンズの型（型母材を含む）を製造する工程を有するマイクロレンズの製造方法であって、前記現像の終了後、前記レジストの形状を測定し、目的とする形状との誤差を求め、求められた誤差に応じて、次の露光に使用するグレースケールマスク及び露光量のうち少なくとも一つを選択して使用する工程を有することを特徴とするマイクロレンズ用の型の製造方法である。
【００３８】
これら第８の手段、又は第９の手段は、マイクロレンズ用の型の製造方法であるが、基となるレジスト形状の形成方法は前記第１の手段と同じであるので、前記第１の手段と同様の作用効果が得られる。
【発明の効果】
【００３９】
本発明によれば、複数枚のグレースケールマスクを使用してレジストを感光させ、それを現像してマイクロレンズとしたり、マイクロレンズの原型としたりするマイクロレンズの製造方法、マイクロレンズ用の型の製造方法であって、レジストを塗布してから露光するまでの時間の変動等によりレジストの感度が変化しても、目的とする形状からの誤差を小さくすることができるマイクロレンズの製造方法、及びマイクロレンズ用の型の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４０】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態の１例であるマイクロレンズ、マイクロレンズ用型、型母材の製造方法の概要を説明するための図である。
【００４１】
まず、石英やガラスで形成された基板（光学基材）１の上にレジスト２を塗布する（ａ）。そして、使用するレジストの感度特性等の特性が平均値（通常設計値が使用される）である場合に、目的とするレジスト２の形状が得られるように設計された主形状決定グレースケールマスク３を用いてレジスト２を感光させ、レジスト２の感度特性等の特性が平均値であったときに、レジスト２を現像した場合に、所定のレジスト２の形状が得られるようにする（ｂ）。この露光は比較的長時間行い、これによりレジスト２の形状が大まかに決定されるようになる。そして、レジスト２を現像する（ｃ）。そして、レジスト２の形状を実測し、目標形状との誤差を計測する。
【００４２】
次に、計測された誤差に応じた形状修正用グレースケールマスク４を選定し、これを用いて、レジスト２を再び感光させ、得られるレジスト２の形状を、調整するようにする（ｄ）。このときの露光時間も、レジスト２の形状誤差を修正するだけの露光時間とする。そして、再びレジスト２を現像し（ｅ）、レジスト２の形状の目標形状との誤差を計測する。計測された誤差が許容範囲に入っていれば、この状態で、レジスト２をマイクロレンズとして使用するか、マイクロレンズ用の型、又は母型として使用することもできる。
【００４３】
計測された誤差が許容範囲に入っていない場合は、（ｄ）と（ｅ）の工程を必要回数繰り返す。
【００４４】
（ｅ）の状態で目標形状のレジスト２が得られた場合、さらに、このレジスト２と基板１とを同時にドライエッチングしてレジスト２を除去し、レジスト２のパターンを基板１に転写して、表面にマイクロレンズアレイの形状を有する基板１を得るようにすることができる（ｆ）。このとき、基板１とレジスト２のエッチングレートの違いにより、レジスト２のパターン形状と基板１の表面のパターン形状は等しくならないが、基板１の表面に目的とするパターン形状が得られるように、レジスト２のパターン形状を決定しておく。以上の工程により、基板１の表面にレンズ形状が形成されたマイクロレンズアレイが完成する。基板１をマイクロレンズとして使用せず、マイクロレンズ用の型、又は母型として使用してもよい。型、又は母型として使用する場合には、基板１は光学部材で製造する必要はない。
【００４５】
なお、以上の説明において、主形状決定グレースケールマスク３は１枚として説明してきたが、レジスト２の主形状を形成するために、２枚以上の主形状決定グレースケールマスクを組み合わせて使用しても差し支えない。この場合には、使用する主形状決定グレースケールマスクを使用しての露光が全て完了してから、第１回目のレジスト２の現像を行う。
【００４６】
以上のようにして得られた（ｅ）の形状を有するもの、又は（ｆ）の形状を有するものを、マイクロレンズとして使用せず、マイクロレンズ用の型、又は母型材として使用する工程の例を図２に示す。図２に示す例においては、図１（ｆ）に示された、表面にマイクロレンズ形状が形成された基板１を型又は母型材として使用している。
【００４７】
図２において、このような型５の上に、ディスペンサ等により紫外線硬化型樹脂６を載置し、石英基板等からなる定盤７により上から圧力をかけて成型する。そして、定盤７を介して紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂６を硬化させる（ａ）。その上で、型５と定盤７から紫外線硬化型樹脂６を剥離すると、マイクロレンズ８が完成する（ｂ）。このようにして、一つの型５から、多数の樹脂製マイクロレンズを製造することができる。
【００４８】
型５を母型材として使用する場合には、硬化した紫外線硬化型樹脂６が型となる。石英等からなる定盤１１の上に、ディスペンサ等により紫外線硬化型樹脂１０を載置し、硬化した紫外線硬化型樹脂６からなる型９により上から圧力をかけて成型する。そして、定盤１１を介して紫外線を照射し、紫外線硬化型樹脂１０を硬化させる（ｃ）。その上で、型９と定盤１１から紫外線硬化型樹脂１０を剥離すると、マイクロレンズ１２が完成する（ｄ）。
【実施例】
【００４９】
レンズ径４００μｍ（有効径３６０μｍ）、レンズＳＡＧ量１６μｍの球面のレジスト製マイクロレンズを製作した。使用したレジストは粘度８３０ｃｐｓのポジ型レジストで、スピン回転数７００ｒｐｍで塗布し、レジスト膜厚２０μｍを得た。これを８５℃、２時間のプリベーク後、ｇ線ステッパーで露光し、有機現像液で現像し、レジスト製マイクロレンズを製作した。
【００５０】
まず、主形状決定グレースケールマスクを用いて露光時間7800msecで露光現像し、得られたマイクロレンズの形状測定をし、形状誤差を求めた。この形状誤差より、使用する形状修正用グレースケールマスクと露光時間を算出し、露光時間300msecで追加露光現像を行った。
【００５１】
図３に、主形状決定グレースケールマスクのみを用いて製作したマイクロレンズの形状誤差を細線で、形状修正用グレースケールマスクを用いて追加露光現像して得られたマイクロレンズの形状誤差を太線で示す。
【００５２】
図３より、１枚の主形状決定グレースケールマスクで製作したマイクロレンズの形状誤差より、形状修正用グレースケールマスクと露光条件を事前に決定し、形状修正用グレースケールマスクを用いて露光現像することにより、マイクロレンズの形状修正ができることがわかる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明の実施の形態の１例であるマイクロレンズ、マイクロレンズ用型、型母材の製造方法の概要を説明するための図である。
【図２】図１の（ｅ）の形状を有するもの、又は（ｆ）の形状を有するものを、マイクロレンズとして使用せず、マイクロレンズ用の型、又は母型材として使用する工程の例を示す図である。
【図３】本発明の実施例と比較例におけるマイクロレンズアレイの形状誤差を示す図である。
【符号の説明】
【００５４】
１…基板、２…レジスト、３…主形状決定グレースケールマスク、４…形状修正用グレースケールマスク、５…型、６…紫外線硬化型樹脂、７…定盤、８…マイクロレンズ、９…型、１０…紫外線硬化型樹脂、１１…定盤、１２…マイクロレンズ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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