(57)【要約】【課題】  実現できる最大透過率と最小透過率の差（又は比）を従来のグレースケールマスクより大きくすることが可能なグレースケールマスクを提供する。【解決手段】  （ａ）に示すような円形パターンを正方形配列した従来のグレースケールマスクにおいては、例えばピッチＰが2.5μｍで、ギャップＧが0.3μｍである場合と2.0μｍである場合の開口率の差は、57.7％に留まるのに対し、（ｂ）に示すように、円形パターンを六方配列するようにすると、ピッチＰが2.5μｍで、ギャップＧが0.3μｍである場合と2.0μｍである場合の開口率の差は66.6％に拡大できる。【選択図】  図１
2006267312.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
有効領域の全面又はその一部に、矩形パターンを矩形配列して形成されたグレースケールマスク。
【請求項２】
有効領域の全面又はその一部に、円形パターンを六方配列して形成されたグレースケールマスク。
【請求項３】
有効領域の全面又はその一部に、正六角形パターンを六方配列して形成されたグレースケールマスク。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、リソグラフィ工程を使用してマイクロレンズを製造する目的等のために用いられるグレースケールマスクに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
マイクロレンズ（本明細書においてはマイクロレンズアレイを含む）は、フォトリソグラフィ技術を使って製作されている。これらの方法としては、特開平９−００８２６６号公報（特許文献１）に記載されているような方法もあるが、精密なマイクロレンズを製造する方法としては、特表平８−５０４５１５号公報（特許文献２）に開示されているような方法が一般的に用いられている。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、レンズ形状となったレジストを、さらに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。
【０００３】
このように、露光部分に応じて透過率が実質的にアナログ的に変化するとみなせるようなグレースケールマスクは、例えば、「電気学会論文誌、Ｅ，センサ・マイクロマシン準部門誌、128巻No.10，P410-415,（微小クロムパターンを用いたグレイスケールリソグラフィの研究）」（非特許文献３）に記載されているように、所定ピッチで円形のパターンを配列し、目的とする透過率に応じて、円形パターンの大きさを変えることによって形成されている。このようは、パターンとしては、従来は、専ら円形パターンが用いられており、パターンの配列も正方形配列が用いられている。
【０００４】
【特許文献１】特開平９−００８２６６号公報
【特許文献２】特表平８−５０４５１５号公報
【非特許文献１】電気学会論文誌、Ｅ，センサ・マイクロマシン準部門誌、128巻No.10，P410-415,（微小クロムパターンを用いたグレイスケールリソグラフィの研究）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、グレースケールマスクを製造する際に使用されるステッパやアライナの解像度の影響、レジストのγ特性の影響等により、形成できる円形パターンの最小径が限定されると共に、隣り合うパターンとの間隔も限定され、その結果形成できる円形パターンの最大径も限定される。よって、従来の円形パターンとパターンの矩形配列を使用する限り、実現できる最大透過率と最小透過率の差（又は比）に限界があった。
【０００６】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、実現できる最大透過率と最小透過率の差（又は比）を従来のグレースケールマスクより大きくすることが可能なグレースケールマスク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】
【０００７】
前記課題を解決するための第１の手段は、有効領域の全面又はその一部に、矩形パターンを矩形配列して形成されたことを特徴とするグレースケールマスクである。
【０００８】
前記課題を解決するための第２の手段は、有効領域の全面又はその一部に、円形パターンを六方配列して形成されたことを特徴とするグレースケールマスクである。
【０００９】
前記課題を解決するための第３の手段は、有効領域の全面又はその一部に、正六角形パターンを六方配列して形成されたことを特徴とするグレースケールマスクである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、実現できる最大透過率と最小透過率の差（又は比）を従来のグレースケールマスクより大きくすることが可能なグレースケールマスク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】
【００１１】
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、グレースケールマスクに形成されるパターンが円形である場合の、従来例と本発明の実施の形態の１例を比較して示す図である。なお、本実施の形態を含め、以下の実施の形態においては、パターンの部分が孔となり、光を透過するものとして説明する。
【００１２】
図１（ａ）は、従来のパターンの配置方法を示すもので、ピッチＰ、パターン間のギャップＧで、円形パターンを正方配列したものである。図１（ｂ）は、本発明の実施の形態の１例であるパターンの配列方法を示すもので、ピッチＰ、パターン間のギャップＧで、グレースケールに応じて半径が異なる円形パターンを六方配列したものである。
【００１３】
図１（ａ）におけるパターン密度（開口率）は、
【００１４】
【数１】
2006267312.tif 000003
【００１５】
と表される。これに対し、図１（ｂ）におけるパターン密度（開口率）は、
【００１６】
【数２】
2006267312.tif 000004
【００１７】
と表される。
【００１８】
図２（ａ）は、本発明の実施の形態の他の例であるパターンの配列方法を示すもので、ピッチＰ、パターン間のギャップＧで、グレースケールに応じて一辺の長さが異なる正方形パターンを正方形配列したものである。この場合、グレースケールマスクを製造するステッパの分解能の影響のために、各正方形のパターンの角が円形となる。この円形の半径をＲとする。
【００１９】
このようなパターンにおけるパターン密度（開口率）は、
【００２０】
【数３】
2006267312.tif 000005
【００２１】
となる。
【００２２】
図２（ｂ）は、本発明の実施の形態の１例であるパターンの配列方法を示すもので、ピッチＰ、パターン間のギャップＧで、グレースケールに応じて一辺の長さが異なる正六角形パターンを六方配列したものである。この場合も、グレースケールマスクを製造するステッパの分解能の影響のために、各正六角形のパターンの角が円形となる。この円形の半径をＲとする。
【００２３】
このようなパターンにおけるパターン密度（開口率）は、
【００２４】
【数４】
2006267312.tif 000006
【００２５】
となる。
【００２６】
一般的なＧ線ステッパを使用してグレースケールマスクを製造する場合、その分解能の影響で、ギャップＧの最小値は0.4μｍ程度となる。又、角の丸まりの半径Ｒの最小値は0.3μｍ程度となる。従って、円形パターンの場合、パターンの最小半径も0.3μｍ程度となる。ギャップＧの最大値を2.0μｍとしたとき、従来技術におけるパターン、及び本発明の実施例における各パターンについての、パターン密度（開口率）を（１）〜（４）式に基づいて計算した結果を表１に示す。
【００２７】
【表１】
2006267312.tif 000007
【００２８】
表１を見ると分かるように、図１（ａ）に示す従来技術のパターンにおいては、開口率幅（開口率の最大値と最小値の差）が57.7％であるのに対し、本発明の実施の形態においては、図１（ｂ）に示す円形パターンで、66.6％、図２（ａ）に示す正方形パターンで73.4％、図２（ｂ）に示す正六角形パターンで73.4％と、開口率幅を大きくとることができる。開口率幅が大きければ、グレースケールマスクの階調数を多くすることができ、よりなめらかな濃淡変化が実現できる。又、このようなグレースケールマスクを使用して製造された形状もなめらかで、設計形状により近い形状となる。
【００２９】
以上の実施の形態においては、パターン部分を光が透過することとしたが、パターン部分で光が遮光される方式のグレースケールマスクでも、同様のことが言えることは言うまでもない。
【００３０】
なお、実際のグレースケールマスクにおいては、その有効部分（実際にレジストの露光に使用する部分）の全部を、同一のパターンで形成してもよいし、図１（ｂ）、図２（ａ）、図２（ｂ）に示すようなパターンを有効部分に混在させてもよい。さらに、有効部分の一部を、図１（ａ）に示すような従来のパターンで形成してもよい。
【００３１】
なお、グレースケールが急峻に変化する領域には、その他の部分に比べてより開口率幅が大きくとれるパターン及び配列を採用してもよい。又、各パターンのピッチは、必ずしも有効部分の全部について同じである必要はなく、各部において、ピッチを適宜変更するようにしてもよい。
【００３２】
このような、本発明のグレースケールマスクは、通常の球面マイクロレンズ、非球面マイクロレンズレンズの他、シリンドリカルレンズ、フレネルレンズ、回折格子等、フォトリソグラフィを使用して製造される全てのレンズに、適宜適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】グレースケールマスクに形成されるパターンが円形である場合の、従来例と本発明の実施の形態の１例を比較して示す図である。
【図２】本発明の実施の形態の他の例であるパターンの配列方法を示す図である。
【図１】
2006267312.tif 000008
【図２】
2006267312.tif 000009