(57)【要約】      （修正有）【課題】所望の形状や大きさの凹部を容易かつ確実に形成できるエッチング方法を用いて製造されたマイクロレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタを提供する。【解決手段】基板５上にマスク６を形成してエッチングを施すエッチング方法であって、マスクは少なくとも、第１の膜６１と第１の膜の内部応力を相殺または緩和する内部応力を有する第２の膜６２とで構成されており、第１の膜と第２の膜とは互いに隣接していることを特徴とし、第１の膜の内部応力は引張応力で、第２の膜の内部応力は圧縮応力である。第１の膜と第２の膜の平均厚さの比を調整することで、マスク全体としての内部応力を制御する。第１の膜の内部応力は−１７００〜−７００ｍＰａ、第２の膜の内部応力は、５００〜１５００ｍＰａで、マスク全体としての内部応力は、−４００〜４００ｍＰａである。マスクの平均厚さは、５〜５００ｎｍである。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上にマスクを形成してエッチングを施すエッチング方法であって、
前記マスクは、少なくとも、第１の膜と、前記第１の膜の内部応力を相殺または緩和する内部応力を有する第２の膜とで構成されており、
前記第１の膜と前記第２の膜とは互いに隣接していることを特徴とするエッチング方法。
【請求項２】
前記第１の膜と前記第２の膜の平均厚さの比を調整することで、前記マスク全体としての内部応力を制御する請求項１に記載のエッチング方法。
【請求項３】
前記第１の膜の内部応力は、−１７００〜−７００ｍＰａである請求項１または２に記載のエッチング方法。
【請求項４】
前記第２の膜の内部応力は、５００〜１５００ｍＰａである請求項１ないし３のいずれかに記載のエッチング方法。
【請求項５】
前記マスク全体としての内部応力は、−４００〜４００ｍＰａである請求項１ないし４のいずれかに記載のエッチング方法。
【請求項６】
前記マスクの平均厚さは、５〜５００ｎｍである請求項１ないし５のいずれかに記載のエッチング方法。
【請求項７】
前記第１の膜の内部応力は引張応力で、前記第２の膜の内部応力は圧縮応力である請求項１ないし６のいずれかに記載のエッチング方法。
【請求項８】
前記第１の膜の平均厚さをＸ［ｎｍ］、前記第２の膜の平均厚さをＹ［ｎｍ］としたとき、０．０１≦Ｘ／Ｙ≦０．８の関係を満足する請求項１ないし７のいずれかに記載のエッチング方法。
【請求項９】
前記第１の膜は、主としてＣｒＯで構成されたものである請求項７または８に記載のエッチング方法。
【請求項１０】
前記第２の膜は、主としてＣｒで構成されたものである請求項７ないし９のいずれかに記載のエッチング方法。
【請求項１１】
前記第１の膜は、前記第２の膜よりも前記基板側に設けられている請求項７ないし１０のいずれかに記載のエッチング方法。
【請求項１２】
前記エッチングは、ウェットエッチングである請求項１ないし１１のいずれかに記載のエッチング方法。
【請求項１３】
前記ウェットエッチングを施す際に用いるエッチング液は、主として一水素二フッ化アンモニウムで構成されたものである請求項１２に記載のエッチング方法。
【請求項１４】
直径が１０〜５００μｍの凹部を形成する請求項１ないし１３のいずれかに記載のエッチング方法。
【請求項１５】
前記凹部は、マイクロレンズ形成用凹部である請求項１４に記載のエッチング方法。
【請求項１６】
請求項１ないし１５のいずれかに記載のエッチング方法を用いて製造されたことを特徴とするマイクロレンズ基板。
【請求項１７】
請求項１６に記載のマイクロレンズ基板を備えたことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項１８】
光の出射側にフレネルレンズが形成されたフレネルレンズ部と、
前記フレネルレンズ部の光の出射側に配置された請求項１６に記載のマイクロレンズ基板とを備えたことを特徴とする透過型スクリーン。
【請求項１９】
請求項１７または１８に記載の透過型スクリーンを備えたことを特徴とするリア型プロジェクタ。
【請求項２０】
投射光学ユニットと、導光ミラーとを備えた請求項１９に記載のリア型プロジェクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エッチング方法、マイクロレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、スクリーン上に、画像を投影する投射型表示装置が知られている。
このような投射型表示装置では、その画像形成に主として液晶パネル（液晶光シャッター）が用いられている。
この液晶パネルは、例えば、各画素を制御する薄膜トランジスタ（ＴＦＴ）と画素電極とを有する液晶駆動基板（ＴＦＴ基板）と、ブラックマトリックスや共通電極等を有する液晶パネル用対向基板とが、液晶層を介して接合された構成となっている。
【０００３】
このような構成の液晶パネル（ＴＦＴ液晶パネル）では、液晶パネル用対向基板の画素となる部分以外のところにブラックマトリックスが形成されているため、液晶パネルを透過する光の領域は制限される。このため、光の透過率が下がる。
かかる光の透過率を高めるべく、液晶パネル用対向基板には、各画素に対応する位置に多数の微小なマイクロレンズが設けられたものが知られている。これにより、液晶パネル用対向基板を透過する光は、ブラックマトリックスに形成された開口に集光され、光の透過率が高まる。
【０００４】
このようなマイクロレンズを形成するために、基板に凹部を形成する方法として、例えば、マスクを用いた方法が知られている（例えば、特許文献１参照）。従来、このようなマスクの材料は、基板に対する密着性等に着目して選択されていた。
しかし、かかる技術では、基板上の、マイクロレンズを形成するための凹部（マイクロレンズ形成用凹部）の形状や大きさを制御するのが困難であった。また、そのため、例えば、これを用いて得られる投射型表示装置が表示する画像の解像度を高くするのが困難であった。
【０００５】
【特許文献１】特開２０００−２８１３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明の目的は、所望の形状や大きさの凹部を容易かつ確実に形成できるエッチング方法、そのような方法を用いて製造されたマイクロレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
このような目的は、下記の本発明により達成される。
本発明のエッチング方法は、基板上にマスクを形成してエッチングを施すエッチング方法であって、
前記マスクは、少なくとも、第１の膜と、前記第１の膜の内部応力を相殺または緩和する内部応力を有する第２の膜とで構成されており、
前記第１の膜と前記第２の膜とは互いに隣接していることを特徴とする。
これにより、マスク全体としての内部応力を制御し、所望の形状や大きさの初期孔を精度よく形成することができ、結果として、凹部の形状や大きさを容易かつ確実に制御することができる。また、このような構成のマスクを用いることで、マスクと基板との密着性も向上させることができることを見出した。また、マスク全体の内部応力を調整することにより、サイドエッチングの速度を制御することができ、その結果、球面レンズや非球面レンズに対応した凹部を容易に形成することができる。
【０００８】
本発明のエッチング方法では、前記第１の膜と前記第２の膜の平均厚さの比を調整することで、前記マスク全体としての内部応力を制御することが好ましい。
これにより、所望の大きさの初期孔をより高い精度で形成することができ、結果として、凹部の形状をより確実に制御することができる。
本発明のエッチング方法では、前記第１の膜の内部応力は、−１７００〜−７００ｍＰａであることが好ましい。
これにより、マスク全体としての内部応力をより確実に制御することができ、所望の形状や大きさの初期孔をより高い精度で形成することができる。
【０００９】
本発明のエッチング方法では、前記第２の膜の内部応力は、５００〜１５００ｍＰａであることが好ましい。
これにより、第１の膜の内部応力をより容易に相殺または緩和することができ、所望の大きさの初期孔をより高い精度で形成することができる。
本発明のエッチング方法では、前記マスク全体としての内部応力は、−４００〜４００ｍＰａであることが好ましい。
これにより、所望の大きさの初期孔をより高い精度で形成することができ、結果として、凹部の形状をより確実に制御することができる。また、このようなマスクを用いることで、マスクと基板との密着性も向上させることができる。
【００１０】
本発明のエッチング方法では、前記マスクの平均厚さは、５〜５００ｎｍであることが好ましい。
これにより、エッチングに対する耐性を保持しつつ、初期孔の形成が容易になり、初期孔の大きさをより容易に制御することができる。
本発明のエッチング方法では、前記第１の膜の内部応力は引張応力で、前記第２の膜の内部応力は圧縮応力であることが好ましい。
これにより、所望の大きさの初期孔をより高い精度で形成することができ、結果として、凹部の形状をより確実に制御することができる。
【００１１】
本発明のエッチング方法では、前記第１の膜の平均厚さをＸ［ｎｍ］、前記第２の膜の平均厚さをＹ［ｎｍ］としたとき、０．０１≦Ｘ／Ｙ≦０．８の関係を満足することが好ましい。
このような関係を満足することにより、より確実にマスク全体としての内部応力を制御することができ、所望の大きさの初期孔をより高い精度で形成することができる。
【００１２】
本発明のエッチング方法では、前記第１の膜は、主としてＣｒＯで構成されたものであることが好ましい。
これにより、例えば、第２の膜が主としてＣｒで構成されたものである場合には、第２の膜との密着性が向上する。また、基板（特にガラスで構成されたもの）との密着性も向上する。
【００１３】
本発明のエッチング方法では、前記第２の膜は、主としてＣｒで構成されたものであることが好ましい。
これにより、第１の膜の内部応力をより容易に相殺または緩和することができる。また、初期孔を容易に形成することができるとともに、エッチングを施す際に、エッチングに対する耐性に特に優れたものとなる。
【００１４】
本発明のエッチング方法では、前記第１の膜は、前記第２の膜よりも前記基板側に設けられていることが好ましい。
これにより、所望の大きさの初期孔をより高い精度で形成することができ、結果として、凹部の形状をより確実に制御することができる。
本発明のエッチング方法では、前記エッチングは、ウェットエッチングであることが好ましい。
ウェットエッチングによれば、ドライエッチングに比べて簡単な装置で処理を行うことができ、さらに、一度に多くの基板に対して処理を行うことができる。
【００１５】
本発明のエッチング方法では、前記ウェットエッチングを施す際に用いるエッチング液は、主として一水素二フッ化アンモニウムで構成されたものであることが好ましい。
４ｗｔ％以下の一水素二フッ化アンモニウム溶液は毒劇物ではないため、作業中の人体や環境への影響を防止することができる。
本発明のエッチング方法では、直径が１０〜５００μｍの凹部を形成することが好ましい。
凹部の直径がこのような範囲のものであると、本発明のエッチング方法をより好適に適用することができる。
【００１６】
本発明のエッチング方法では、前記凹部は、マイクロレンズ形成用凹部であることが好ましい。
凹部がマイクレンズ形成用凹部である場合、本発明のエッチング方法をより好適に適用することができる。
本発明のマイクロレンズ基板は、本発明のエッチング方法を用いて製造されたことを特徴とする。
これにより、信頼性に優れたマイクロレンズ基板を提供することができる。
【００１７】
本発明の透過型スクリーンは、本発明のマイクロレンズ基板を備えたことを特徴とする。
これにより、信頼性に優れた透過型スクリーンを提供することができる。
本発明の透過型スクリーンは、光の出射側にフレネルレンズが形成されたフレネルレンズ部と、
前記フレネルレンズ部の光の出射側に配置された本発明のマイクロレンズ基板とを備えたことを特徴とする。
これにより、信頼性に優れた透過型スクリーンを提供することができる。
【００１８】
本発明のリア型プロジェクタは、本発明の透過型スクリーンを備えたことを特徴とする。
これにより、信頼性に優れたリア型プロジェクタを提供することができる。
本発明のリア型プロジェクタでは、投射光学ユニットと、導光ミラーとを備えたことが好ましい。
これにより、信頼性に優れたリア型プロジェクタ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】
【００１９】
以下、本発明のエッチング方法、マイクロレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタについて、添付図面に示す好適実施形態に基づいて詳細に説明する。
まず、本発明のエッチング方法について説明する。
本発明のエッチング方法では、基板上にマスクを形成してエッチングを施すエッチング方法であって、マスクは、少なくとも、第１の膜と、該第１の膜の内部応力を相殺または緩和する内部応力を有する第２の膜とで構成されており、第１の膜と第２の膜とは互いに隣接していることを特徴としている。
【００２０】
以下の説明では、本発明のエッチング方法をマイクロレンズ形成用凹部を有する凹部付き基板の製造に適用した場合について説明する。
図１は、本発明のエッチング方法をマイクロレンズ形成用凹部の形成に適用した場合の製造工程を示す模式的な縦断面図、図２は、本発明のエッチング方法を用いて得られる凹部付き基板の縦断面図、図３は、凹部付き基板を用いて形成したマイクロレンズ基板の縦断面図である。
【００２１】
まず、凹部付き基板２の製造に際し、基板５を用意する。
この基板５は、厚さが均一で、たわみや傷のないものが好適に用いられる。また、基板５は、洗浄等により、その表面が清浄化されているものが好ましい。
基板５の構成材料は、特に限定されず、例えば、無アルカリガラス、ソーダガラス、結晶性ガラス、石英ガラス、鉛ガラス、カリウムガラス、ホウ珪酸ガラス等が挙げられる。例えば、凹部付き基板２を用いてマイクロレンズ基板を製造する場合、基板５の構成材料としては、無アルカリガラス、ソーダガラス、結晶性ガラス（例えば、ネオセラム等）が好ましい。無アルカリガラス、ソーダガラス、結晶性ガラスは、加工が容易であるとともに、得られる凹部付き基板２を好適な光学的特性を有するものとすることができる。また、無アルカリガラス、ソーダガラス、結晶性ガラスは、比較的安価であり、製造コストの面からも有利である。
基板５の厚さは、基板５を構成する材料、屈折率等の種々の条件により異なるが、通常、０．３〜２０ｍｍ程度であるのが好ましく、２〜８ｍｍ程度であるのがより好ましい。厚さをこの範囲内とすると、例えば、必要な光学特性を備えたコンパクトなマイクロレンズ用凹部付き基板２を得ることができる。
【００２２】
＜１＞図１（ａ）に示すように、用意した基板５の表面に、マスク６を形成する（マスク形成工程）。また、これとともに、基板５の裏面（マスク６を形成する面と反対側の面）に裏面保護膜６９を形成する。もちろん、マスク６および裏面保護膜６９は同時に形成することもできる。
マスク６は、第１の膜６１と、第１の膜６１の内部応力を相殺または緩和する内部応力を有する第２の膜６２とで構成されており、第１の膜６１と第２の膜６２とは互いに隣接している。
また、第１の膜６１は、第２の膜６２よりも基板５側に設けられている。
【００２３】
ところで、従来より、基板の表面にマスクを設け、該マスクに形成した初期孔を用いて基板に対してエッチングを施し、基板にマイクロレンズ形成用の凹部を形成する方法が知られている。しかし、従来の方法では、形成する凹部の形状や大きさを十分に制御するのが困難であった。本発明者らは、基板に形成する凹部の形状や大きさを十分に制御することができないのは、凹部形成用にマスクに開ける貫通孔（初期孔）の形状や大きさを十分に制御できないためによるものであると考えた。
【００２４】
そこで、本発明者らは、鋭意検討した結果、少なくとも、第１の膜と、第１の膜の内部応力を相殺または緩和する内部応力を有する第２の膜とで構成され、かつ、第１の膜と第２の膜とが隣接したマスクを用いることで、マスク全体としての内部応力を制御し、所望の形状や大きさの初期孔を精度よく形成することができ、結果として、凹部の形状や大きさを容易かつ確実に制御することができることを見出した。また、このような構成のマスクを用いることで、マスクと基板との密着性も向上させることができることを見出した。また、マスク全体の内部応力を調整することにより、サイドエッチングの速度を制御することができ、その結果、球面レンズや非球面レンズに対応した凹部を容易に形成することができることを見出した。
【００２５】
本実施形態では、第１の膜６１の内部応力を圧縮応力、第２の膜６２の内部応力を引張応力として説明する。なお、圧縮応力と引張応力とは、互いに相殺または緩和する方向に働くものである。
第１の膜６１の内部応力（圧縮応力）は、−１７００〜−７００ｍＰａであるのが好ましく、−１５００〜−９００ｍＰａであるのがより好ましい。これにより、より確実にマスク６全体としての内部応力を制御することができ、所望の形状や大きさの初期孔をより高い精度で形成することができる。
【００２６】
第２の膜６２の内部応力（引張応力）は、５００〜１５００ｍＰａであるのが好ましく、７００〜１３００ｍＰａであるのがより好ましい。これにより、第１の膜６１の内部応力をより容易に相殺または緩和することができ、所望の大きさの初期孔をより高い精度で形成することができる。
マスク６全体としての内部応力は、−４００〜４００ｍＰａであるのが好ましく、−２５０〜２５０ｍＰａであるのがより好ましい。これにより、所望の大きさの初期孔をより高い精度で形成することができ、結果として、凹部の形状をより確実に制御することができる。また、このようなマスク６を用いることで、マスク６と基板５との密着性も向上させることができる。
なお、本明細書中での「内部応力」とは、平板状のガラス基板に、φ１０ｃｍの大きさの膜を形成した場合の、室温における当該膜の内部応力のことを指す。また、内部応力は、負の値のものが「圧縮応力」を指し、正の値のものが「引張応力」を指す。
【００２７】
第１の膜６１を形成する材料としては、特に限定されず、例えば、ＣｒＯ、ＴｉＯ、Ｔａ３Ｏ５、ＮｉＯ、ＴｉＷＯ等が挙げられる。中でも、第１の膜６１は、主としてＣｒＯで構成されたものであるのが好ましい。このように第１の膜６１が主としてＣｒＯで構成されたものであると、マスク６全体としての内部応力をより容易に制御することができる。また、初期孔を容易に形成することができるとともに、エッチングを施す際に、エッチングに対する耐性に優れたものとなる。また、第１の膜６１が主としてＣｒＯで構成されたものであると、例えば、第２の膜６２が主としてＣｒで構成されたものである場合には、第２の膜６２との密着性が向上する。また、基板５（特にガラスで構成されたもの）との密着性も向上する。
【００２８】
第２の膜６２を形成する材料としては、特に限定されず、例えば、Ｃｒ、Ｔｉ、Ｔａ、Ｎｉ、ＴｉＷ等が挙げられる。中でも、第２の膜６２は、主としてＣｒで構成されたものであるのが好ましい。このように第２の膜６２が主としてＣｒで構成されたものであると、第１の膜６１の内部応力をより容易に相殺または緩和することができる。また、初期孔を容易に形成することができるとともに、エッチングを施す際に、エッチングに対する耐性に特に優れたものとなる。
【００２９】
また、第１の膜６１と第２の膜６２の平均厚さの比を調整することにより、マスク６全体としての内部応力を制御するのが好ましい。これにより、所望の大きさの初期孔をより高い精度で形成することができ、結果として、凹部の形状をより確実に制御することができる。
また、第１の膜６１の平均厚さをＸ［ｎｍ］、第２の膜６２の平均厚さをＹ［ｎｍ］としたとき、０．０１≦Ｘ／Ｙ≦０．８の関係を満足するのが好ましく、０．１≦Ｘ／Ｙ≦０．５の関係を満足するのがより好ましい。このような関係を満足することにより、より確実にマスク６全体としての内部応力を制御することができ、所望の大きさの初期孔をより高い精度で形成することができる。これに対し、Ｘ／Ｙが前記下限値未満であると、第２の膜の応力が強く第２の膜の応力が残存し、深さ方向よりサイドエッチング量が多くなるか、滑らかな輪郭を得ることが出来ない。一方、Ｘ／Ｙが前記上限値を超えると、第１の膜の応力が強く第１の膜の応力が残存し、深さ方向よりサイドエッチング量が多くなるか、滑らかな輪郭を得ることが出来ない。
【００３０】
マスク６の平均厚さは、５〜５００ｎｍであるのが好ましく、５０〜１５０ｎｍであるのがより好ましい。マスク６の平均厚さがこのような範囲のものであると、エッチングに対する耐性を保持しつつ、初期孔の形成が容易になり、初期孔の大きさをより容易に制御することができる。
マスク６の形成方法としては、特に限定されず、例えば、蒸着法、スパッタリング法、ＣＶＤ法、イオンプレーティング法等の乾式めっき法や、電解めっき、無電解めっき等の湿式めっき等を用いることができる。また、第１の膜６１と第２の膜６２とで、方法が異なっていてもよいし、条件が異なっていてもよい。
【００３１】
なお、裏面保護膜６９は、次工程以降で基板５の裏面を保護するためのものである。この裏面保護膜６９により、基板５の裏面の侵食、劣化等が好適に防止される。この裏面保護膜６９は、マスクと同様の材料で構成されていなくてもよいし、マスク６と同様の材料で構成されていてもよい。後者の場合、裏面保護膜６９は、マスク６を形成するのと同時に設けることができる。また、後者の場合、裏面保護膜６９の内部応力が比較的小さいものとすることができるため、基板５に対する歪み等が抑制され、所望の大きさや形状の凹部３をよりいっそう高い精度で形成することができる。
【００３２】
また、マスク６は、第１の膜６１、第２の膜６２以外の第３の膜を有していてもよい。このような第３の膜は、例えば、第２の膜６２上や、第１の膜６１よりも基板側に設けることができる。前者のような構成の場合、第３の膜として、主としてＡｕで構成されたものを用いることができる。第３の膜が主としてＡｕで構成されたものである場合、第２の膜６２の表面を保護することができるとともに、マスク６全体のエッチングに対する耐性を向上させることができる。また、後者のような構成の場合、例えば、基板５と第１の膜６１との密着性が比較的低いときに、第３の膜を設けることによって、マスク６と基板５との密着性を高いものとすることができる。
なお、第３の膜を設ける場合、第３の膜は、比較的薄いのが好ましい。具体的には、２００ｎｍ以下であるのが好ましい。
【００３３】
＜２＞次に、図１（ｂ）に示すように、マスク６に、後述するエッチングの際のマスク開口となる、複数個の初期孔６３を形成する（初期孔形成工程）。
初期孔６３は、いかなる方法で形成されるものであってもよく、物理的方法やレーザ光の照射等により形成することができる。これにより、例えば、凹部付き基板を生産性良く製造することができる。特に、大面積の基板にも簡単に凹部を形成することができる。
【００３４】
初期孔６３を形成する物理的方法としては、例えば、ショットブラスト、サンドブラスト等のブラスト処理、エッチング、プレス、ドットプリンタ、タッピング、ラビング等の方法が挙げられる。ブラスト処理により初期孔６３を形成する場合、比較的大きい面積（凹部３を形成すべき領域の面積）の基板５でも、より短時間で効率良く、初期孔６３を形成することができる。
【００３５】
また、レーザ光の照射により初期孔６３を形成する場合、使用するレーザ光の種類は、特に限定されないが、ルビーレーザ、半導体レーザ、ＹＡＧレーザ、フェムト秒レーザ、ガラスレーザ、ＹＶＯ４レーザ、Ｎｅ−Ｈｅレーザ、Ａｒレーザ、ＣＯ２レーザ、エキシマレーザ等が挙げられる。また、各レーザのＳＨＧ、ＴＨＧ、ＦＨＧ等の波長を使っても良い。レーザ光の照射により初期孔６３を形成する場合、形成される初期孔６３の大きさや、隣接する初期孔６３同士の間隔等を容易かつ精確に制御することができる。
【００３６】
形成された初期孔６３は、マスク６の全面に亘って偏りなく形成されているのが好ましい。
このような初期孔６３の平均径は、φ０．５〜φ２０μｍであるのが好ましく、φ１〜φ１０μｍであるのがより好ましい。初期孔６３の平均径がこのような範囲のものであると、本発明のエッチング方法をより好適に適用することができる。
【００３７】
＜３＞次に、図２（ｃ）および（ｄ）に示すように、マスク６を用いて基板５にエッチングを施し、基板５上に多数の凹部３を形成する（エッチング工程）。
エッチングの方法は、特に限定されず、例えば、ウェットエッチング、ドライエッチング等が挙げられる。
以下の説明では、代表的にウェットエッチングを用いる場合について説明する。
初期孔６３が形成されたマスク６で被覆された基板５に対して、エッチング（ウェットエッチング）を施すことにより、図１（ｃ）および（ｄ）に示すように、基板５は、マスク６が存在しない部分、すなわち初期孔６３より食刻され、基板５上に多数の凹部３が形成される。上述したように、本実施形態では、マスク６に形成された初期孔６３が高い精度で形成されているため、形成される凹部３もより確実に所望の形状・大きさのものとすることができる。
【００３８】
エッチング液としては、特に限定されず、例えば、フッ酸を含むエッチング液（フッ酸系エッチング液）を用いることができる。フッ酸を含むエッチング液としては、特に、主として一水素二フッ化アンモニウムで構成されたものを用いるのが好ましい。４ｗｔ％以下の一水素二フッ化アンモニウム溶液は毒劇物ではないため、作業中の人体や環境への影響を防止することができる。
【００３９】
マスク６が形成された基板５に、前述したエッチング液を付与することにより、エッチングを施すことができる。
エッチング液を基板５に付与する方法としては、例えば、基板５をエッチング液に浸漬する方法、基板５にエッチング液を噴射する方法等が挙げられる。
ウェットエッチングを行う際のエッチング液の温度は、１０〜８０℃であるのが好ましく、２０〜３０℃であるのがより好ましい。この温度範囲内のものであると、好適に基板５を食刻することができる。
【００４０】
エッチング液を基板５に接触させる時間、すなわち、エッチング時間は、１〜１０時間程度が好ましく、２〜５時間程度がより好ましい。
ウェットエッチングによれば、ドライエッチングに比べて簡単な装置で処理を行うことができ、さらに、一度に多くの基板に対して処理を行うことができる。これにより生産性が向上し、安価にマイクロレンズ用凹部付き基板２を提供することができる。
なお、ウェットエッチングを施した後、純水等を用いて洗浄し、Ｎ２ガス等を用いて乾燥（純水等の除去）を行う。
【００４１】
＜４＞次に、図２（ｅ）に示すように、マスク６を除去する（マスク除去工程）。また、この際、マスク６の除去とともに、裏面保護膜６９も除去する。
マスク６の除去は、例えば、フッ酸＋硝酸水溶液、アルカリ水溶液等の剥離液への浸漬（ウェットエッチング）、ＣＦガス、塩素系ガス等によるドライエッチングなどにより行うことができる。
【００４２】
以上により、図２（ｅ）に示すように、基板５上に多数の長円形状の凹部３が形成された凹部付き基板２が得られる。
凹部付き基板２を平面視した際の凹部３の直径は、１０〜５００μｍであるのが好ましく、３０〜２００μｍであるのがより好ましい。凹部３の直径がこのような範囲のものであると、本発明のエッチング方法をより好適に適用することができる。
また、凹部３は、比較的緻密に形成されているのが好ましい。具体的には、凹部付き基板２を平面視したときに、凹部３が形成されている有効領域において、凹部３が占める面積の割合が９０％以上であるのが好ましく、９６％以上であるのがより好ましい。
【００４３】
このようにして得られた凹部付き基板２を用いて、マイクロレンズ基板を形成することができる。
例えば、得られた凹部付き基板２の凹部３に、所定の屈折率、特に基板５より高い屈折率の材料（例えば樹脂（接着剤）など）を充填することにより、図３に示すような凸レンズとしてのマイクロレンズ４を有するマイクロレンズ基板１を形成することができる。
【００４４】
なお、凹部付き基板２をそのままマイクロレンズ基板として用いてもよい。この場合、マイクロレンズが凹レンズとなる。また、凹部付き基板２がマイクロレンズ基板１に付いたまま用いてもよいし、凹部付き基板２をはずして用いてもよい。
以上のようにして得られるマイクロレンズ基板１は、例えば、透過型スクリーン、リア型プロジェクタ、投射型表示装置の液晶ライトバルブの構成部材等に用いることができる。
【００４５】
次に、上述したようなマイクロレンズ基板１を備えた透過型スクリーン１０について説明する。
図４は、図３に示すマイクロレンズ基板を備えた、本発明の透過型スクリーンを示す模式的な縦断面図である。
図４に示すように、透過型スクリーン１０は、フレネルレンズ部２と、前述したマイクロレンズ基板１とを備えている。フレネルレンズ部２は、光（画像光）の入射側に設置されており、フレネルレンズ部２を透過した光が、マイクロレンズ基板１に入射する構成になっている。
【００４６】
フレネルレンズ部２は、出射側表面に、ほぼ同心円状に形成されたプリズム形状のフレネルレンズ２１を有している。このフレネルレンズ部２は、投射レンズ（図示せず）からの画像光を屈折させ、マイクロレンズ基板１の主面の垂直方向に平行な平行光Ｌａにするものである。
以上のように構成された透過型スクリーン１０では、投射レンズからの映像光が、フレネルレンズ部２によって屈折し、平行光Ｌａとなる。そして、この平行光Ｌａは、マイクロレンズ基板１に入射し、各マイクロレンズ４によって集光された後、光は拡散し、観察者に平面画像として観測される。
【００４７】
次に、前記透過型スクリーンを用いたリア型プロジェクタについて説明する。
図５は、本発明のリア型プロジェクタの構成を模式的に示す図である。
同図に示すように、リア型プロジェクタ３００は、投写光学ユニット３１０と、導光ミラー３２０と、透過型スクリーン１０とが筐体３４０に配置された構成を有している。
そして、このリア型プロジェクタ３００は、その透過型スクリーン１０として、上述した透過型スクリーン１０を用いているので、表示品質の良い優れたリア型プロジェクタとなる。
【００４８】
以上、本発明のエッチング方法、マイクロレンズ基板、透過型スクリーンおよびリア型プロジェクタについて、図示の実施形態に基づいて説明したが、本発明は、これらに限定されるものではない。
例えば、本発明のエッチング方法では、必要に応じて、任意の目的の工程を追加することもできる。
【００４９】
また、前述した実施形態では、マスク６が第１の膜６１と第２の膜６２の２つの膜で構成されたものとして説明したが、これに限定されず、例えば、第１の膜６１、第２の膜６２以外に、膜（第３の膜）を１つ以上有していてもよい。
また、前述した実施形態では、第１の膜６１が第２の膜６２よりも基板５側に設けられた構成について説明したが、第２の膜６２が第１の膜６１よりも基板５側に設けられた構成であってもよい。特に、基板５側にＣｒで構成された膜（Ｃｒ膜）、その上にＣｒＯで構成された膜（ＣｒＯ膜）という構成であると、Ｃｒ膜が内面側にあることから、Ｃｒの酸化などを効果的に防止することができる。
【００５０】
また、前述した実施形態では、基板５に裏面保護膜６９を形成してエッチングを施すものとして説明したが、このような裏面保護膜６９は無くてもよい。
また、前述した実施形態では、本発明のエッチング方法をマイクロレンズ形成用凹部の形成に適用した場合について説明したが、これに限定されず、本発明のエッチング方法は、例えば、Ｃｒ−Ａｕ膜を使いフッ酸系エッチング液で水晶を形成する、音叉形水晶振動子のフォトエッチング形成等にも適用することができる。
【００５１】
また、前述した実施形態では、透過型スクリーンが、マイクロレンズ基板とフレネルレンズとを備えるものとして説明したが、本発明の透過型スクリーンは、必ずしも、フレネルレンズを備えたものでなくてもよい。例えば、本発明の透過型スクリーンは、実質的に、本発明のマイクロレンズ基板のみで構成されたものであってもよい。
また、前述した実施形態では、マイクロレンズ基板は、透過型スクリーン、リア型プロジェクタを構成する部材であるものとして説明したが、本発明のマイクロレンズ基板は、透過型スクリーン、リア型プロジェクタに適用されるものに限定されず、いかなる用途のものであってもよい。例えば、本発明のマイクロレンズ付き基板は、投射型表示装置の液晶ライトバルブの構成部材に適用されるものであってもよい。
【実施例】
【００５２】
（実施例１）
以下のようにして、凹部付き基板を製造した。
まず、基板として、１．２ｍ×０．７ｍ角、厚さ５ｍｍのソーダガラス基板を用意した。
このソーダガラス基板（以下、単に基板とも言う）を、３０℃に加熱した洗浄液（ＨＦ１０％水溶液（グリセリンを若干含む））に浸漬して洗浄を行い、その表面を清浄化した。
【００５３】
このようにして洗浄を行った基板の表面に、ＣｒＯで構成された第１の膜と、Ｃｒで構成された第２の膜と、Ａｕで構成された第３の膜とで構成されたマスクを形成した。
第１の膜の形成は、以下に説明するようなイオンプレーティングにより行った。
まず、イオンプレーティング装置の処理室内に基板を設置し、処理室内を予熱しながら、処理室内を３×１０−３Ｐａまで排気（減圧）した。
【００５４】
次に、クリーニング用アルゴンガスを処理室内に導入して、５分間のクリーニング処理を行った。クリーニング処理は、３５０Ｖの直流電圧を印加することにより行った。
その後、処理室内に酸素ガスを導入し、処理室内の圧力を５３Ｐａとし、４００Ｖの直流電圧を印加して３０分保持した。このような状態で、ターゲットとしてＣｒを用い、イオン化電圧：３０Ｖ、イオン化電流：１４０Ａに設定し、５分間保持することにより、ＣｒＯで構成される第１の膜を形成した。
【００５５】
次に、第１の膜が形成された基板に対して、引き続き、上記のイオンプレーティングを用いて、以下のようにしてＣｒで構成される第２の被膜を形成した。
まず、処理室内を予熱しながら、処理室内を３×１０−３Ｐａまで排気（減圧）した。
次に、処理室内にアルゴンガスを導入し、処理室内の圧力を５３Ｐａとし、４００Ｖの直流電圧を印加して３０分保持した。このような状態で、ターゲットとしてＣｒを用い、イオン化電圧：３０Ｖ、イオン化電流：１４０Ａに設定し、１５分間保持することにより、Ｃｒで構成される第２の膜を形成した。
【００５６】
次に、第１の膜と第２の膜が形成された基板に対して、引き続き、上記のイオンプレーティングを用いて、以下のようにしてＡｕで構成される第３の被膜を形成した。
まず、処理室内の圧力を５３Ｐａに保ちつつ、４００Ｖの直流電圧を印加して３０分保持した。このような状態で、ターゲットとしてＡｕを用い、イオン化電圧：３０Ｖ、イオン化電流：１４０Ａに設定し、２０分間保持することにより、Ａｕで構成される第３の膜を形成した。
【００５７】
以上のようにして、基板上にマスクが形成された。
なお、形成されたマスクの平均厚さは、６５ｎｍであった。
また、第１の膜と第２の膜との平均厚さの比（第１の膜／第２の膜）は、０．３であった。
また、マスク全体としての内部応力は、−１００ｍＰａであった。
なお、上記と同様の条件で、平板状のガラス基板上に、φ１０ｃｍの大きさの第１の膜に相当する膜と第２の膜に相当する膜をそれぞれ形成した。そうしたところ、第１の膜の内部応力は、−１２００ｍＰａ、第２の膜の内部応力は、１０００ｍＰａであった。
【００５８】
次に、マスクに対してレーザ加工を行い、マスクの中央部１１３ｃｍ×６５ｃｍの範囲に多数の初期孔を形成した。
なお、レーザ加工は、ＹＡＧレーザを用いて、エネルギー強度１ｍＷ、ビーム径３μｍ、照射時間６０×１０−９秒という条件で行った。
これにより、マスクの上記範囲全面に亘って、初期孔が形成された。初期孔の平均径は５μｍであった。このように形成された初期孔は、大きさや形状のバラツキが極めて小さかった。
【００５９】
次に、ソーダガラス基板にウェットエッチングを施し、ソーダガラス基板上に多数の凹部を形成した。形成された多数の凹部は、互いにほぼ同一の曲率半径（３５μｍ）を有するものであった。
なお、ウェットエッチングは、エッチング液として、４ｗｔ％の一水素二フッ化アンモニウムと、８ｗｔ％の過酸化水素とを含む水溶液を用い、浸漬時間は５時間とした。
【００６０】
次に、硝酸第二セリウムアンモニウムと過塩素酸との混合物を用いてエッチングすることにより、マスクおよび裏面保護膜を除去した。
その後、純水洗浄およびＮ２ガスを用いた乾燥（純水の除去）を行った。
これにより、ソーダガラス基板上に、複数の凹部が形成されたウエハー状の凹部付き基板を得た。
（実施例２）
第１の膜を構成する材料としてＣｒ、第２の膜を構成する材料としてＣｒＯを用いた以外、すなわち、前記実施例１における第２の膜が第１の膜よりも基板側になるようにしてマスクを形成した以外は、前記実施例１と同様にして凹部付き基板を製造した。
【００６１】
（比較例１）
マスクとして、Ｃｒで構成されたものを形成した以外は、前記実施例１と同様にして凹部付き基板を製造した。なお、Ｃｒで構成されたマスクは、以下のようにして形成した。
まず、イオンプレーティング装置の処理室内に、前記実施例１と同様にして洗浄した基板を設置し、処理室内を予熱しながら、処理室内を３×１０−３Ｐａまで排気（減圧）した。
【００６２】
次に、クリーニング用アルゴンガスを処理室内に導入して、５分間のクリーニング処理を行った。クリーニング処理は、３５０Ｖの直流電圧を印加することにより行った。
その後、処理室内にアルゴンガスを、ガス圧力を５３Ｐａで導入し、４００Ｖの直流電圧を印加して３０〜６０分保持した。このような状態で、ターゲットとしてＣｒを用い、イオン化電圧：３０Ｖ、イオン化電流：１４０Ａに設定し、４０分間保持することにより、Ｃｒで構成されるマスクを形成した。
このようにして形成したマスクの平均厚さは、７５ｎｍであった。また、マスクの内部応力は、１０００ｍＰａであった。
なお、前記実施例１と同条件で形成した初期孔は、形状・大きさのバラツキが大きいものであった。
【００６３】
（比較例２）
マスクとして、ＣｒＯで構成されたものを形成した以外は、前記実施例１と同様にして凹部付き基板を製造した。なお、ＣｒＯで構成されたマスクは、以下のようにして形成した。
まず、イオンプレーティング装置の処理室内に、前記実施例１と同様にして洗浄した基板を設置し、処理室内を予熱しながら、処理室内を３×１０−３Ｐａまで排気（減圧）した。
【００６４】
次に、クリーニング用アルゴンガスを処理室内に導入して、５分間のクリーニング処理を行った。クリーニング処理は、３５０Ｖの直流電圧を印加することにより行った。
その後、処理室内に酸素ガスを、ガス圧力を５３Ｐａで導入し、４００Ｖの直流電圧を印加して３０〜６０分保持した。このような状態で、ターゲットとしてＣｒを用い、イオン化電圧：３０Ｖ、イオン化電流：１４０Ａに設定し、４０分間保持することにより、ＣｒＯで構成されるマスクを形成した。
このようにして形成したマスクの平均厚さは、６０ｎｍであった。また、マスクの内部応力は、−１２００ｍＰａであった。
なお、前記実施例１と同条件で形成した初期孔は、形状・大きさのバラツキが大きいものであった。
【００６５】
（比較例３）
マスクの形成および該マスクへの初期孔の形成を以下のように行った以外は、前記実施例１と同様にして凹部付き基板を製造した。
まず、前記実施例１と同様にして洗浄した基板上に、レジスト材を塗布し、マスクを形成した。
次に、感光・現像により、マスクに初期孔を形成した。なお、形成した初期孔は、形状や大きさのバラツキが大きいものであった。
なお、マスクの平均厚さは、８００ｎｍであった。また、マスクの内部応力は、８００ｍＰａであった。
【００６６】
（比較例４）
マスクの形成および該マスクへの初期孔の形成を以下のように行った以外は、前記実施例１と同様にして凹部付き基板を製造した。
まず、前記実施例１と同様にして洗浄した基板を、６００℃、８０Ｐａに設定したＣＶＤ炉内に入れ、ＳｉＨ４を３００ｍＬ／分の速度で供給し、ＣＶＤ法にて、マスクおよび裏面保護膜として、多結晶シリコン膜を形成した。
【００６７】
次に、形成したマスク上に、フォトレジストによりマイクロレンズのパターンを有するレジストを形成し、次いで、マスクに対してＣＦガスによるドライエッチングを行い、次いで、前記レジストを除去して、マスクに初期孔を形成した。なお、形成した初期孔は、形状や大きさのバラツキが大きいものであった。
なお、マスクの平均厚さは、７５ｎｍであった。また、マスクの内部応力は、−７００ｍＰａであった。
【００６８】
［評価］
各実施例で得られた凹部付き基板の凹部の形状は、いずれも真円に近く、精度の高いものであった。また、各凹部間でのバラツキも小さかった。これに対し、各比較例の凹部付き基板では、形状の精度に劣り、また、各凹部間でのバラツキが大きかった。
また、各実施例で得られた凹部付き基板の凹部の大きさは高い精度で揃っていた。これに対し、各比較例の凹部付き基板では、いずれも、大きさのバラツキが大きかった。比較例３と比較例４とを比較すると、比較例４のマスクは、比較例３のマスクよりも基板に対する密着性が向上しているから、大きさのバラツキが比較的良くなっているものの、やはり、本発明のものと比べると、バラツキが大きいものであった。
【図面の簡単な説明】
【００６９】
【図１】本発明のエッチング方法をマイクロレンズ形成用凹部の形成に適用した場合の製造工程を示す模式的な縦断面図である。
【図２】本発明のエッチング方法を用いて得られる凹部付き基板の縦断面図である。
【図３】凹部付き基板を用いて製造したマイクロレンズ基板の縦断面図である。
【図４】図３に示すマイクロレンズ基板を備えた、本発明の透過型スクリーンを示す模式的な縦断面図である。
【図５】本発明のリア型プロジェクタの構成を模式的に示す図である。
【符号の説明】
【００７０】
１……マイクロレンズ基板  ２……凹部付き基板  ２１……フレネルレンズ  ３……凹部  ４……マイクロレンズ  ５……基板  ６……マスク  ６１……第１の膜  ６２……第２の膜  ６３……初期孔  ６９……裏面保護膜  １０……透過型スクリーン  ３００……リア型プロジェクタ  ３１０……投写光学ユニット  ３２０……導光ミラー  ３４０……筐体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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