(57)【要約】【課題】基板上に配置された酸化膜をエッチングすることによって形成されるレンズの形状のばらつきを低減できるレンズ形成方法を提供する。【解決手段】このレンズ形成方法は、基板上に酸化膜を形成する工程（ａ）と、酸化膜が形成された基板を、酸素を含むガス雰囲気中において熱処理する工程（ｂ）と、熱処理された酸化膜上にマスク層を形成する工程（ｃ）と、マスク層に開口を形成する工程（ｄ）と、開口を通して少なくとも酸化膜をエッチングすることにより、レンズを形成する工程（ｅ）とを備える。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に酸化膜を形成する工程（ａ）と、
前記酸化膜が形成された前記基板を、酸素を含むガス雰囲気中において熱処理する工程（ｂ）と、
熱処理された前記酸化膜上にマスク層を形成する工程（ｃ）と、
前記マスク層に開口を形成する工程（ｄ）と、
前記開口を通して少なくとも前記酸化膜をエッチングすることにより、レンズを形成する工程（ｅ）と、
を備えるレンズ形成方法。
【請求項２】
工程（ａ）が、減圧ＣＶＤ法によって前記基板上に前記酸化膜を形成することを含む、請求項１記載のレンズ形成方法。
【請求項３】
工程（ｂ）が、前記酸化膜が形成された前記基板を、７００℃〜１２００℃の範囲内の温度で熱処理することを含む、請求項１又は２記載のレンズ形成方法。
【請求項４】
工程（ｂ）が、前記酸化膜が形成された前記基板を、水蒸気を含むガス雰囲気中において熱処理することを含む、請求項１〜３のいずれか１項記載のレンズ形成方法。
【請求項５】
工程（ｅ）が、前記開口を通して前記酸化膜及び前記基板をエッチングすることにより、レンズを形成することを含む、請求項１〜４のいずれか１項記載のレンズ形成方法。
【請求項６】
工程（ａ）が、一度に複数の基板を炉内に載置して、バッチ処理によって前記複数の基板上に複数の酸化膜をそれぞれ形成することを含む、請求項１〜５のいずれか１項記載のレンズ形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レンズを形成するレンズ形成方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、マイクロレンズの製造工程においては、光透過性を有する石英等の基板上に酸化膜を形成し、さらに、フォトリソグラフィー法によって酸化膜上にマスクを設けて、酸化膜及び基板をエッチングすることが行われている。それにより、酸化膜及び基板に凹部が形成されて、レンズの形状を有するマイクロレンズが製造される。ここで、酸化膜は、そのエッチングレートによってレンズ形状を調節する役目を果たしている。
【０００３】
酸化膜は、例えば、基板を炉内に載置して、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition：化学蒸着）法によって酸化膜の材料を基板の表面に蒸着することによって形成される。しかしながら、炉内における基板の載置位置等によって、１つの基板上に形成される酸化膜内に膜質の差が生じ、エッチングレートのばらつきが生じて、その結果、複数の凹部の形状がばらついてしまうという問題がある。
【０００４】
さらに、一度に複数の基板を炉内に載置して、バッチ処理によって複数の基板上に複数の酸化膜をそれぞれ形成する場合には、複数の基板間において酸化膜に膜質の差が生じる。炉内の温度やガス流量を位置毎に設定すれば、酸化膜の成長速度をある程度均一にすることは可能であるが、酸化膜の膜質を均一化してエッチングレートのばらつきを低減することは困難である。酸化膜の膜質を均一化するためには、炉内において基板を載置する位置を限定する必要があるので、バッチ処理における生産能力が落ちてしまう。
【０００５】
関連する技術として、特許文献１の図９−１〜図９−５には、マイクロレンズ素子の製造方法が示されている。図９−１において、硝子基板からなるマイクロレンズアレイ基板２０２上に、硝子よりもエッチングレートが速い材料で構成されたＨＴＯ膜９０１が形成される。さらに、ＨＴＯ膜９０１上に、４つの開口部９０２ａを有するＣｒマスク９０２が形成される。
【０００６】
図９−２において、フッ酸溶液でウエットエッチングを行うと、開口部９０２ａを中心としてエッチングが進行する。このとき、ＨＴＯ膜９０１は、マイクロレンズアレイ基板２０２よりもエッチング進行速度が速い。エッチングがさらに進行すると、図９−３及び図９−４に示されているように、隣接する開口部９０２ａに対応するエッチング領域どうしが重複するようになる。その結果、図９−５の正面図におけるように、４つの非球面サブレンズＡＳＰ１、ＡＳＰ２、ＡＳＰ３、ＡＳＰ４が形成される。
【０００７】
このように、マイクロレンズアレイ基板２０２とエッチング進行速度が異なるＨＴＯ膜９０１をマイクロレンズアレイ基板２０２上に設けることにより、マイクロレンズアレイ基板２０２に所望の形状のレンズを形成することができる。しかしながら、特許文献１には、レンズの形状のばらつきを低減することに関しては、特に開示されていない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２００５−２２１５５３号公報（段落００５４、図９−１〜図９−５）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
本発明の幾つかの態様は、基板上に配置された酸化膜をエッチングすることによって形成されるレンズの形状のばらつきを低減できるレンズ形成方法を提供することに関連している。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の第１の態様に係るレンズ形成方法は、基板上に酸化膜を形成する工程（ａ）と、酸化膜が形成された基板を、酸素を含むガス雰囲気中において熱処理する工程（ｂ）と、熱処理された酸化膜上にマスク層を形成する工程（ｃ）と、マスク層に開口を形成する工程（ｄ）と、開口を通して少なくとも酸化膜をエッチングすることにより、レンズを形成する工程（ｅ）とを備える。
【００１１】
本発明の第１の態様によれば、酸化膜が形成された基板を、酸素を含むガス雰囲気中において熱処理することにより、酸化膜のエッチングレートのばらつきを低減することができる。そのために、酸化膜をエッチングすることによって形成されるレンズの形状のばらつきを低減することができる。
【００１２】
ここで、工程（ａ）が、減圧ＣＶＤ法によって基板上に酸化膜を形成することを含むようにしても良い。減圧ＣＶＤ法によれば、原料ガスの分子の平均自由行程が延びて、分子が拡散し易くなり、膜厚の均一性を高めることができる。
【００１３】
また、工程（ｂ）が、酸化膜が形成された基板を、７００℃〜１２００℃の範囲内の温度で熱処理することを含むようにしても良い。それにより、酸化膜のエッチングレートのばらつきを十分に低減することができる。
【００１４】
さらに、工程（ｂ）が、酸化膜が形成された基板を、水蒸気を含むガス雰囲気中において熱処理することを含むようにしても良い。水蒸気（Ｈ２Ｏ）は、酸素ガス（Ｏ２）の分子量よりも小さい分子量を有するので、酸化膜中に拡散し易く、酸化膜中において十分に酸化されていない物質の酸化を促進することができる。
【００１５】
加えて、工程（ｅ）が、開口を通して酸化膜及び基板をエッチングすることにより、レンズを形成することを含むようにしても良い。それにより、所望の形状を有するレンズを形成することができる。
【００１６】
以上において、工程（ａ）が、一度に複数の基板を炉内に載置して、バッチ処理によって複数の基板上に複数の酸化膜をそれぞれ形成することを含むようにしても良い。バッチ処理によって、炉内の上部〜下部に載置された複数の基板上に膜質が異なる酸化膜が形成されたとしても、酸化膜が形成された基板を、酸素を含むガス雰囲気中において熱処理することにより、酸化膜のエッチングレートのばらつきを低減して、複数の基板におけるレンズ形状のばらつきを低減し、バッチ処理における生産能力を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】レンズ形成方法を用いて製造されるマイクロレンズアレイを含む断面図。
【図２】本発明の一実施形態に係るレンズ形成方法を説明するための工程図。
【図３】減圧ＣＶＤ法による酸化膜形成時に使用される炉の内部を示す図。
【図４】第１の実施例において熱処理された酸化膜のエッチング量を示す図。
【図５】第２の実施例において形成されたレンズの直径を示す図。
【図６】第２の実施例において形成されたレンズの直径の差を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、同一の構成要素には同一の参照符号を付して、重複する説明を省略する。
＜液晶パネル＞
例えば、カラービデオプロジェクターの場合には、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）の３原色を画像信号に応じてそれぞれ変調する３つの液晶パネルが用いられる。ビデオプロジェクターには、高い光利用効率で高コントラストな画像を得ることが望まれている。しかしながら、ビデオプロジェクターに用いられる液晶パネルの各画素において、画像表示に寄与する光の透過又は反射が可能な開口領域は、各種の配線や素子等の存在によって制限されている。
【００１９】
各画素の開口率は、各画素の全領域の面積に対する開口領域の面積の比率で定義される。一般に、液晶パネルの開口率は、約７０％程度である。また、光源から液晶パネルに入射する照明光は、略平行光の状態で液晶層を透過し、又は、液晶層に反射される。従って、液晶パネルを略平行光で照明する場合には、光源からの全光量の内で各画素の開口率に応じた光量の光だけが利用され、利用されない光は光量損失となる。
【００２０】
そこで、複数の画素に対応する位置に複数のマイクロレンズが形成されたマイクロレンズアレイを、液晶パネルの対向基板に設けることが行われている。マイクロレンズの入射光は、液晶パネルの開口領域内に集光されるので、光源から射出される照明光は、効率良く液晶パネルの開口領域を透過できる。このように、液晶パネルにマイクロレンズアレイを設けることにより、照明光の利用効率を向上させることができる。
【００２１】
図１は、本発明の一実施形態に係るレンズ形成方法を用いて製造されるマイクロレンズアレイを含む液晶パネルの断面図である。各々の液晶パネルには、画像表示に寄与する光が透過できる開口領域ＡＰが、複数の画素に対応して２次元マトリクス状に配置されている。図１には、一例として、１つの液晶パネルにおける１つの画素部分が示されている。光源から射出される照明光は、光軸ＡＸに沿った略平行光として図中の左側から液晶パネル１０に入射し、液晶パネル１０において変調されて、図中の右側に射出される。図１には、光源から液晶パネル１０に入射する照明光の内の一部の照明光Ｌ１が示されている。
【００２２】
入射側防塵透明プレート１１の射出側（図中の右側）においては、マイクロレンズ１２が、光透過性を有する接着剤層１３を介して、光透過性を有する対向基板１４に接着されている。マイクロレンズ１２及び接着剤層１３は、マイクロレンズ素子を構成する。対向基板１４には、遮光性を有するブラックマトリックス１５と、ＩＴＯ（酸化インジウムスズ）膜等で構成された透明電極１６とが配置されている。ブラックマトリックス１５に形成された矩形の開口部が、１つの画素の開口領域ＡＰとなる。さらに、透明電極１６の射出側には、ラビング処理等の所定の配向処理が施された配向膜１７が配置されている。配向膜１７は、例えば、ポリイミド膜の透明な有機膜で構成される。
【００２３】
ここで、マイクロレンズ１２のレンズ形状１２ａは、１つの画素の開口領域ＡＰに対応して形成されている。液晶パネル１０の全体について見ると、マイクロレンズ１２が２次元マトリクス状に配列されてマイクロレンズアレイを構成し、マイクロレンズアレイにおける複数のレンズ形状１２ａが、複数の画素の開口領域ＡＰに対応して形成される。
【００２４】
一方、射出側防塵透明プレート２２の入射側（図中の左側）には、光透過性を有するＴＦＴ基板２１が配置されている。ＴＦＴ基板２１の入射側には、ＴＦＴ（薄膜トランジスター）及び透明電極が形成されたＴＦＴ形成層２０が配置されている。さらに、ＴＦＴ形成層２０の入射側には、配向膜１９が配置されている。配向膜１７のラビング方向と、配向膜１９のラビング方向とは略直交するように配置される。配向膜１７と配向膜１９との間には、画像表示のための液晶層１８が封入されている。
【００２５】
＜マイクロレンズ＞
次に、図１に示すマイクロレンズ１２の作用について説明する。
マイクロレンズ１２に入射する照明光Ｌ１は、マイクロレンズ１２と接着剤層１３との界面で屈折して、焦点位置ｆ１に集光する。即ち、マイクロレンズ１２及び接着剤層１３で構成されるマイクロレンズ素子は、光軸ＡＸ上に焦点位置ｆ１を有する凸レンズとして機能する。それにより、マイクロレンズ素子は、入射光の大部分が画素の開口領域ＡＰを通過するように入射光を集光するので、光源から射出される照明光は、効率良く画素の開口領域ＡＰを透過できる。
【００２６】
このように、液晶パネル１０にマイクロレンズ素子を設けると、照明光の利用効率を向上させることができる。なお、マイクロレンズ素子は、光軸ＡＸからの距離ｄが異なる入射光に対して、光軸ＡＸ上に複数の焦点位置を有するようにしても良い。その場合には、液晶層１８の近傍における光エネルギーの局所的な集中を低減して、配向膜１７及び１９の劣化を低減し、長寿命な液晶パネル１０を得ることができる。
【００２７】
＜レンズ形成方法＞
次に、本発明の一実施形態に係るレンズ形成方法について説明する。
図２は、本発明の一実施形態に係るレンズ形成方法を説明するための工程図である。図２には、図１に示すマイクロレンズ１２が２次元マトリクス状に配列されて構成されるマイクロレンズアレイの各製造工程における断面が示されている。
【００２８】
まず、第１の工程において、光透過性を有する基板３０が準備される。基板３０は、例えば、石英（ＳｉＯ２）等で構成される。図２（Ａ）に示す例においては、基板３０の第１の面（図中の下面）に、ポリシリコン等で保護膜４１が形成されており、基板３０の第２の面（図中の上面）の所定の位置に、ポリシリコン等でアライメントマーク４２が形成されている。なお、図中の矢印は、基板３０における照明光の透過方向を表している。
【００２９】
次に、第２の工程において、図２（Ｂ）に示すように、基板３０上に、例えば、減圧ＣＶＤ法によって、酸化膜５０が形成される。減圧ＣＶＤ法によれば、原料ガスの分子の平均自由行程が延びて、分子が拡散し易くなり、膜厚の均一性を高めることができる。酸化膜５０は、光透過性を有することが望ましい。例えば、酸化膜５０は、シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）等で構成される（０＜Ｘ＜２）。シリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）は、シリコン（Ｓｉ）と二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）との混合物、又は、それに一酸化ケイ素（ＳｉＯ）が混合したものである。
【００３０】
典型的には、酸化膜５０は、ＨＴＯ（high temperature oxide）膜であっても良い。ＨＴＯ膜は、減圧ＣＶＤ法によって７００℃程度以上の高温で形成されるシリコン酸化膜である。酸化膜５０は、そのエッチングレートによって、基板３０の第２の面に平行な方向におけるエッチングの進行速度を制御できるので、レンズの直径Ｄ（図２（Ｆ）参照）や曲率等のレンズ形状を調節する役目を果たしている。
【００３１】
ただし、炉内における基板３０の載置位置等によって、１つの基板３０上に形成される酸化膜５０内に膜質の差が生じ、エッチングレートのばらつきが生じて、その結果、複数の凹部の形状がばらついてしまうという問題がある。さらに、一度に複数の基板３０を炉内に載置して、バッチ処理によって複数の基板３０上に複数の酸化膜５０をそれぞれ形成する場合には、複数の基板間において酸化膜５０に膜質の差が生じる。
【００３２】
そこで、第３の工程において、酸化膜５０が形成された基板３０が、酸素を含むガス雰囲気中において熱処理される。それにより、酸化膜５０中において十分に酸化されていないシリコン等の物質を酸化して酸化膜５０の膜質を均一化することができる。その結果、酸化膜５０のエッチングレートのばらつきを低減することができる。
【００３３】
ここで、酸素を含むガスとは、酸素ガス（Ｏ２）でも良いし、水蒸気（Ｈ２Ｏ）でも良いし、水蒸気（Ｈ２Ｏ）と酸素ガス（Ｏ２）とを所定のモル比（分圧比又は体積比）で含むガスでも良い。水蒸気（Ｈ２Ｏ）は、酸素ガス（Ｏ２）の分子量よりも小さい分子量を有するので、酸化膜５０中に拡散し易く、酸化膜５０中において十分に酸化されていないシリコン等の物質の酸化を促進することができる。
【００３４】
例えば、水素ガス（Ｈ２）４リットルに対して酸素ガス（Ｏ２）６リットルの比でガスを炉内に供給して着火すると、水素ガス（Ｈ２）４リットルと酸素ガス（Ｏ２）２リットルとが反応して、水蒸気（Ｈ２Ｏ）４リットルが生成される。その場合に、残りの酸素ガス（Ｏ２）は４リットルであるので、全体のガスにおける水蒸気（Ｈ２Ｏ）の体積比率は５０％となる。本願においては、そのような場合を「５０％ｗｅｔ」という。シリコン（Ｓｉ）と水蒸気（Ｈ２Ｏ）との反応は、次の化学式で表される。
Ｓｉ＋２Ｈ２Ｏ→ＳｉＯ２＋２Ｈ２
【００３５】
上記の第３の工程においては、酸化膜５０が形成された基板３０を、７００℃〜１２００℃の範囲、さらに好ましくは、８００℃〜１１００℃の範囲内の温度で熱処理することが望ましい。それにより、酸化膜５０のエッチングレートのばらつきを十分に低減することができる。
【００３６】
基板３０の熱処理は、例えば、５０％ｗｅｔのガス雰囲気中において温度８２０℃で所定の時間だけ行われる。ここで、所定の時間とは、同じ熱処理をシリコン基板に対して行った場合に、７０Å（オングストローム）の熱酸化膜が成長する時間に相当する。さらに、５０％ｗｅｔのガス雰囲気中における熱処理の後に、窒素ガス（Ｎ２）雰囲気中において基板３０をアニールしても良い。その場合に、アニールは、例えば、温度９７０℃で４０分間行われる。
【００３７】
次に、第４の工程において、図２（Ｃ）に示すように、熱処理された酸化膜５０上に、例えば、ＣＶＤ法によって、ポリシリコン等で構成されるマスク層６０が形成される。さらに、第５の工程において、フォトリソグラフィー法によってマスク層６０上にレジストを設けて、マスク層６０等をドライエッチングすることにより、図２（Ｄ）に示すように、マスク層６０に開口６０ａが形成される。なお、図２（Ｄ）においては、保護膜４１とマスク層６０との間に残留した酸化膜が、酸化膜５１として示されている。
【００３８】
次に、第６の工程において、マスク層６０の開口６０ａを通して少なくとも酸化膜５０をエッチングすることにより、レンズが形成される。その際に、図２（Ｅ）に示すように、酸化膜５０及び基板３０をエッチングすることにより、レンズを形成するようにしても良い。それにより、所望の形状を有するレンズを形成することができる。第６の工程においては、例えば、フッ酸溶液を用いるウエットエッチング、又は、等方性のドライエッチングを行っても良い。等方性エッチングを行う場合には、形成されるレンズの形状を、球面の一部とすることができる。
【００３９】
その後、第７の工程において、保護膜４１、酸化膜５１、及び、マスク層６０が、基板３０から剥離されて、図２（Ｆ）に示すようなマイクロレンズアレイが得られる。マイクロレンズアレイに形成されるレンズの形状は、図１に示すマイクロレンズ１２のレンズ形状１２ａに相当する。
【００４０】
本実施形態によれば、酸化膜５０が形成された基板３０を、酸素を含むガス雰囲気中において熱処理することにより、酸化膜５０中において十分に酸化されていないシリコン等の物質を酸化して酸化膜５０の膜質を均一化することができる。その結果、酸化膜５０のエッチングレートのばらつきを低減して、酸化膜５０をエッチングすることによって形成されるレンズ形状のばらつきを低減することができる。従って、炉内における基板３０の載置位置等にかかわらず、レンズ形状のばらつきを低減して、マイクロレンズアレイを安定して生産することができる。
【００４１】
ここで、基板３０上に酸化膜５０を形成する第２の工程において、一度に複数の基板３０を炉内に載置して、バッチ処理によって複数の基板３０上に複数の酸化膜５０をそれぞれ形成するようにしても良い。
【００４２】
図３は、減圧ＣＶＤ法によって基板上に酸化膜を形成するために使用される炉の内部を示す概念図である。図３に示すように、炉１００内には、複数の基板３０が上下に並べられて載置される。また、加熱された炉１００内には、原料ガス及び酸素ガスが供給される。例えば、基板３０上にシリコン酸化膜を形成する場合には、原料ガスとして、シラン（ＳｉＨ４）が用いられる。シラン（ＳｉＨ４）を酸素雰囲気中において熱分解することにより、基板３０上にシリコン酸化膜（ＳｉＯＸ）が形成される。その際に、水素ガス（Ｈ２）が発生する。
【００４３】
原料ガス及び酸素ガスは、図３において炉１００の左下に設けられた吸気口から炉１００内に供給され、炉１００内において基板３０上に酸化膜を成長させながら上昇し、炉１００の側壁に沿って再び下降して、炉１００の右下に設けられた排気口から外部に排出される。また、原料ガスを熱分解することによって発生したガスも、炉１００内において上昇し、炉１００の側壁に沿って再び下降して、排気口から外部に排出される。従って、炉１００の上部に載置された基板３０の周囲における原料ガスの濃度は、炉１００の下部に載置された基板３０の周囲における原料ガスの濃度よりも低くなる。
【００４４】
そのような濃度勾配の影響を低減するために、炉１００の上部の温度を炉１００の下部の温度よりも高くして、酸化膜の成長速度をある程度均一にすることは可能であるが、酸化膜の膜質を均一化してエッチングレートのばらつきを低減することは困難である。即ち、原料ガスの濃度が高い雰囲気において比較的低温で成長した酸化膜は、原料成分の比率が多くて緻密になり、そのエッチングレートは低くなる。一方、原料ガスの濃度が低い雰囲気において比較的高温で成長した酸化膜は、十分に酸化されて、そのエッチングレートは高くなる。
【００４５】
図４は、本発明の第１の実施例に係るレンズ形成方法に従って熱処理された酸化膜のエッチング量を比較例と比較して示す図である。図４において、縦軸は、所定時間当りのエッチング量（Å）を表している。また、「中央」は、図３に示すように上下に並べられた複数の基板３０の内の中央に位置する１枚の基板を意味し、「上部」は、中央の基板から上方に数えて２０番目に位置する基板を意味し、「下部」は、中央の基板から下方に数えて２０番目に位置する基板を意味する。
【００４６】
比較例の酸化膜は、石英基板上に形成されたＨＴＯ膜を窒素ガス（Ｎ２）雰囲気中において温度９７０℃で４０分間アニールして得られたものである。なお、同じアニールをシリコン基板に対して行ったとしても、熱酸化膜は成長しない。図４に示すように、比較例において、上部の基板上に形成された酸化膜のエッチング量は約１４７８．８Åであり、中央の基板上に形成された酸化膜のエッチング量は約１４１７．９Åであり、下部の基板上に形成された酸化膜のエッチング量は約１２９６．０Åである。
【００４７】
本実施例の酸化膜は、石英基板上に形成されたＨＴＯ膜を５０％ｗｅｔのガス雰囲気中において温度８２０℃で７分間熱処理した後に、比較例と同様の条件でアニールして得られたものである。なお、同じ熱処理をシリコン基板に対して行った場合に、７０Å（オングストローム）の熱酸化膜が成長する。図４に示すように、本実施例において、上部の基板上に形成された酸化膜のエッチング量は約１５１３．７Åであり、中央の基板上に形成された酸化膜のエッチング量は約１５０６．４Åであり、下部の基板上に形成された酸化膜のエッチング量は約１４８１．８Åである。
【００４８】
このように、本実施例によれば、バッチ処理によって、炉内の上部〜下部に載置された複数の基板３０上に膜質が異なる酸化膜が形成されたとしても、酸化膜が形成された基板３０を、酸素を含むガス雰囲気中において熱処理することにより、酸化膜中において十分に酸化されていないシリコン等の物質を酸化して酸化膜の膜質を均一化することができる。その結果、酸化膜のエッチングレートのばらつきを低減することができる。また、熱処理（Ｗｅｔ酸化）の条件は、温度、又は、水蒸気（Ｈ２Ｏ）の比率を変えても、酸化膜中において十分に酸化されていないシリコン等の物質を酸化することができる条件ならば、同様の効果が得られる。
【００４９】
図５は、本発明の第２の実施例に係るレンズ形成方法に従って形成されたレンズの直径を比較例と比較して示す図である。図５において、縦軸は、レンズの直径（μｍ）を表している。また、「上部」は、図３に示す中央の基板から上方に数えて２０番目に位置する基板を意味し、「下部」は、中央の基板から下方に数えて２０番目に位置する基板を意味する。図６は、本発明の第２の実施例に係るレンズ形成方法に従って形成されたレンズの直径の差を比較例と比較して示す図である。
【００５０】
比較例のレンズは、石英基板上に形成されたＨＴＯ膜を窒素ガス（Ｎ２）雰囲気中において温度９７０℃で４０分間アニールし、図２（Ｃ）〜（Ｆ）に示す行程を経て得られたものである。図５に示すように、比較例において、上部の基板に形成されたレンズの直径は約１３．７５μｍであり、下部の基板に形成されたレンズの直径は約１１．８３μｍである。従って、図６に示すように、上部の基板に形成されたレンズの直径と下部の基板に形成されたレンズの直径との差は、約１．９２μｍである。
【００５１】
本実施例のレンズは、石英基板上に形成されたＨＴＯ膜を９５％ｗｅｔのガス雰囲気中において温度８５０℃で所定の時間だけ熱処理し、図２（Ｃ）〜（Ｆ）に示す行程を経て得られたものである。ここで、所定の時間とは、同じ熱処理をシリコン基板に対して行った場合に、４００Å（オングストローム）の熱酸化膜が成長する時間に相当する。図５に示すように、本実施例において、上部の基板に形成されたレンズの直径は約１２．５７μｍであり、下部の基板に形成されたレンズの直径は約１２．１４μｍである。従って、図６に示すように、上部の基板に形成されたレンズの直径と下部の基板に形成されたレンズの直径との差は、約０．４３μｍである。
【００５２】
このように、本実施例によれば、バッチ処理によって、炉内の上部〜下部に載置された複数の基板３０上に膜質が異なる酸化膜が形成されたとしても、酸化膜のエッチングレートのばらつきを低減して、複数の基板３０におけるレンズ形状のばらつきを低減し、バッチ処理における生産能力を向上させることができる。
【００５３】
上記の実施形態においては、ビデオプロジェクターに用いられるマイクロレンズアレイのレンズを形成するレンズ形成方法について説明したが、本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではない。例えば、本発明は、液晶パネルを備えるテレビ等の様々な電子機器に用いられるレンズの形成に適用することも可能である。このように、当該技術分野において通常の知識を有する者によって、本発明の技術的思想内で多くの変形が可能である。
【００５４】
なお、本願において、特定のＡ（以下「Ａ」という）の上（又は下）に特定のＢ（以下「Ｂ」という）を形成する（Ｂが形成される）というとき、Ａの上（又は下）に直接Ｂを形成する（Ｂが形成される）場合に限定されない。Ａの上（又は下）に本発明の作用効果を阻害しない範囲で、他のものを介してＢを形成する（Ｂが形成される）場合も含まれる。
【００５５】
また、上（又は下）との表現による構成は、必ずしも一方向に限定されるものではなく、例えばＡの上（又は下）にＢを形成する（Ｂが形成される）というとき、半導体装置が天地逆転して使用される際には、Ａの下（又は上）にＢを形成する（Ｂが形成される）という場合も含まれる。
【符号の説明】
【００５６】
１０…液晶パネル、１１…入射側防塵透明プレート、１２…マイクロレンズ、１２ａ…レンズ形状、１３…接着剤層、１４…対向基板、１５…ブラックマトリックス、１６…透明電極、１７、１９…配向膜、１８…液晶層、２０…ＴＦＴ形成層、２１…ＴＦＴ基板、２２…射出側防塵透明プレート、３０…基板、４１…保護膜、４２…アライメントマーク、５０、５１…酸化膜、６０…マスク層、６０ａ…開口、１００…炉。
【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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【図６】
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