(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
屈折率勾配レンズ形成位置に開口部をもち、少なくともその開口部周辺が電気伝導性であるマスクを介して前記マスクの開口部周辺に注入イオン種の電荷と同じ極性又は逆の極性の電位を供給しつつ、透明基板内に屈折率増大に寄与する注入イオン種をイオン打込みすることによって、前記透明基板に屈折率勾配レンズを形成することを特徴とする平板状レンズの製造方法。
【請求項２】
以下の工程（Ａ）から（Ｄ）を含む請求項１に記載の製造方法。
（Ａ）透明基板の一表面に金属膜を形成する金属膜形成工程、
（Ｂ）前記金属膜表面にレジストを塗布し、リソグラフィー技術により屈折率勾配レンズ形成位置に対応する部分に開口部をもつレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程、
（Ｃ）前記レジストパターンをマスクにして前記金属膜をエッチング技術によりエッチングし、屈折率勾配レンズ形成位置に開口部をもつ金属膜パターンを形成する金属膜パターン形成工程、
（Ｄ）注入するイオン種の電荷と同じ極性又は逆の極性の電位を前記金属膜パターンに供給しつつ、前記金属膜パターンをマスクとして、前記透明基板にイオン打込みを行なって屈折率勾配レンズを形成するイオン打込み工程。
【請求項３】
前記工程（Ａ）は、透明基板の一表面に絶縁層を形成した後、その絶縁層上に金属膜を形成する工程であり、
前記工程（Ｃ）は、前記レジストパターンをマスクにして前記金属膜及び前記絶縁層をエッチング技術によりエッチングし、屈折率勾配レンズ形成位置に開口部をもつ金属膜パターン及び絶縁層パターンを形成する工程である請求項２に記載の製造方法。
【請求項４】
以下の工程（Ａ）及び（Ｂ）を含む請求項１に記載の製造方法。
（Ａ）レンズ形成位置に開口部をもつ、予め準備した既製金属マスクを前記透明板基板上に配置する既製金属マスク配置工程、
（Ｂ）注入するイオン種の電荷と同じ極性又は逆の極性の電位を前記既製金属マスクに供給しつつ、前記既製金属マスクをマスクとして、前記透明基板にイオン打込みを行なうイオン打込み工程。
【請求項５】
前記イオン打込み工程において、イオン打ち込みの注入エネルギーと、前記マスクへの印加電圧を時間とともに変化させる請求項１から４のいずれかに記載の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、マイクロレンズアレイのように、透明基板内に屈折率勾配レンズを一体形成した平板状レンズ（以下、平板マイクロレンズという）の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図７は、平板マイクロレンズを示す断面図である。
平板マイクロレンズ１はガラスやプラスチック等の表面平坦な透明基板３の内部に屈折率勾配レンズ５を一体に埋め込み形成したものである。屈折率勾配レンズ５は一方の屈折面が基板３の表面３ａと一致し、その表面３ａの法線方向に光軸７をもつ。その屈折率分布は光軸７方向には表面３ａにおいて最大で、深部に向けて次第に減少し、かつ光軸７に直交する方向には中心において最大で、側縁に向けて次第に減少する形状になっている。
また、平面形状としては、図８に示すように円形のもの、図９に示すように帯状のものなどがある。
このような平板マイクロレンズ１の製造方法を図１０に示す（特公平６−４４０８２号公報参照。）。
【０００３】
図１０は、平板マイクロレンズ１を作る従来の方法を示す工程断面図である。（Ａ）基板３の表面３ａを金属薄膜等から成るイオン透過防止マスク９で覆うとともに、そのマスク９に、得ようとする屈折率勾配レンズの平面形状に相似の例えば円形の微小開口部９ａを設けておく。
（Ｂ）マスク９が形成された基板３の表面３ａ側を、基板３の屈折率増大に寄与する陽イオン、例えばタリウムイオンを含む溶融塩１１に浸漬する。これにより、溶融塩１１中の陽イオンがマスク９の開口部９ａを通して表面３ａから基板３内に拡散する。一定時間のイオン拡散処理の後、基板３内には、開口部９ａ近傍で最も濃度が高く、深部及び周辺に向けて次第に減少するイオン濃度分布が形成され、このイオン濃度分布によって前述した屈折率勾配部分すなわち屈折率勾配レンズ５が形成される。
【０００４】
通常のレンズは、均質なレンズ媒質と空気との境界で光線が屈折することにより、光路を変え結像させる。これに対し、屈折率分布を有するマイクロレンズ媒質中では、光線が屈折率の変化に伴って光路を変え、結像する。平板マイクロレンズ１を構成する屈折率勾配レンズ５は、基板３中に拡散した物質が作る屈折率分布によってレンズとして作用する。したがって、屈折率分布領域の寸法を一般的なレンズと同等に取り扱うことができる。
屈折率勾配レンズ５の形成においては、三次元的な屈折率分布をいかに制御するかが重要である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
図１０に示す従来技術では、開口部をもつマスクを形成した基板表面を、基板の屈折率増大に寄与する陽イオンを含む溶融塩に浸漬することによって溶融塩中の陽イオンをマスクの開口部を通して基板内に拡散させている。基板内への陽イオンの分布は自然な拡散に支配されるので、基板内でのイオン濃度分布の精密な制御が困難である。
また、従来技術では拡散イオンはマスク口径よりも拡がるため、レンズ口径が１０μｍ以下の微細な屈折率勾配レンズを形成することが困難であった。
【０００６】
そこで本発明は、屈折率勾配レンズの微細化及び高精度化、ならびに基板の薄板化を実現できる平板状レンズの製造方法を提供することを目的とするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明にかかる平板状レンズの製造方法では、屈折率勾配レンズ形成位置に開口部をもち、少なくともその開口部周辺が電気伝導性であるマスクを介してマスクの開口部周辺にイオン種の電荷と同じ極性又は逆の極性の電位を供給しつつ、透明基板内に屈折率増大に寄与するイオン種をイオン打込みすることによって、透明基板に屈折率勾配レンズを形成する。
【０００８】
透明基板へのイオン種の打込みの際に、マスクにイオン種の電荷と同じ極性の電位を供給することにより、透明基板に向かって加速されたイオンは、マスクに供給された電位により開口部の周辺からの距離に応じて中心側に反発されて透明基板部分に注入される。これにより、透明基板の一表面の法線方向に光軸をもち、その屈折率分布が光軸方向には表面において最大で、深部に向けて次第に減少し、かつ光軸に直交する方向には中心において最大で、側縁に向けて次第に減少する分布形状をもつ屈折率勾配レンズを備えた平板マイクロレンズを形成することができる。
また、透明基板へのイオン種の打込みの際に、マスクにイオン種の電荷とは逆の極性の電位を供給することにより、透明基板に向かって加速されたイオンは、マスクに供給された電位により開口部の周辺からの距離に応じて開口部の周辺側に引き寄せられて透明基板部分に注入される。これにより、透明基板の一表面の法線方向に光軸をもち、その屈折率分布が光軸方向には表面において最大で、深部に向けて次第に減少し、かつ光軸に直交する方向には中心において最小で、側縁に向けて次第に増加する分布形状をもつ屈折率勾配レンズを備えた平板マイクロレンズを形成することができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の製造方法にかかるイオン打込みの一例は以下の工程（Ａ）から（Ｄ）を含む。
（Ａ）透明基板の一表面に金属膜を形成する金属膜形成工程、
（Ｂ）金属膜表面にレジストを塗布し、リソグラフィー技術により屈折率勾配レンズ形成位置に対応する部分に開口部をもつレジストパターンを形成するレジストパターン形成工程、
（Ｃ）レジストパターンをマスクにして金属膜をエッチング技術によりエッチングし、屈折率勾配レンズ形成位置に開口部をもつ金属膜パターンを形成する金属膜パターン形成工程、
（Ｄ）注入するイオン種の電荷と同じ極性又は逆の極性の電位を金属膜パターンに供給しつつ、金属膜パターンをマスクとして、透明基板にイオン打込みを行なって屈折率勾配レンズを形成するイオン打込み工程。
この方法によれば、半導体プロセスで確立されているリソグラフィー技術とエッチング技術を利用して金属膜パターンを形成することができ、寸法精度がよく、微細化も容易である。
【００１０】
上記工程（Ａ）は、透明基板の一表面に絶縁層を形成した後、その絶縁層上に金属膜を形成する工程であり、上記工程（Ｃ）では、レジストパターンをマスクにして金属膜及び絶縁層をエッチング技術によりエッチングし、屈折率勾配レンズ形成位置に開口部をもつ金属膜パターン及び絶縁層パターンを形成する工程であることが好ましい。
この方法によれば、基板と金属マスクを間隔をもって形成することができ、その間隔を選択することにより、注入イオンの屈曲を制御しやすくなる。
【００１１】
本発明の製造方法にかかるイオン打込みの他の例は以下の工程（Ａ）及び（Ｂ）を含む。
（Ａ）レンズ形成位置に開口部をもつ、予め準備した既製金属マスクを透明板基板上に配置する既製金属マスク配置工程、
（Ｂ）注入するイオン種の電荷と同じ極性又は逆の極性の電位を既製金属マスクに供給しつつ、既製金属マスクをマスクとして、透明基板にイオン打込みを行なうイオン打込み工程。
この方法によれば、既製金属マスクをエッチング、打抜きなどの方法により別途製作することができ、マスクの板厚も自由に選択できる。板厚の選択や基板とマスクとの間隔により、注入イオンの屈曲を制御しやすくなる。
【００１２】
上記イオン打込み工程において、イオン打ち込みの注入エネルギーと、マスクへの印加電圧を時間とともに変化させることが好ましい。
この方法によれば、基板における注入イオンの濃度分布を高精度に制御することができる。
【００１３】
【実施例】
以下、本発明を図面に示した実施例に基づいて詳細に説明する。
本発明により製造される平板マイクロレンズは図７から図９と同じ構造である。透明基板３として透明ガラス基板（組成はモル％でＳｉＯ2：６０％，Ｂ2Ｏ3：４％，ＺｎＯ：１５％，Ｋ2Ｏ：８％，Ｎａ2Ｏ：１３％）を用い、屈折率勾配レンズ５を形成するイオン種として、屈折率を増加させる陽イオン、一例としてボロンイオンを用いた。
【００１４】
図１は第１の実施例を示す工程断面図である。図１を用いて平板マイクロレンズを製造する好適な方法について説明する。
（Ａ）イオン透過防止効果がある金属薄膜、例えばＴｉＮ等から成るマスク材料１３を透明ガラス基板３の一表面３ａ上にＰＶＤ法（物理的蒸着法）により形成する。マスク材料１３の膜厚は例えば２μｍである。
（Ｂ）周知のリソグラフィー技術により、マスク材料１３上にレジストを塗布し、屈折率勾配レンズ形成位置に対応する部分に開口部１５ｂ（半径１０μｍの円形）をもつレジストパターン１５ａを形成する。
【００１５】
（Ｃ）周知のエッチング技術により、レジストパターン１５ａをマスクにしてマスク材料１３にエッチングを施してイオン注入用開口部１３ｂを形成し、金属膜パターンからなるマスク１３ａを形成する。開口部１３ｂの平面形状は得ようとするレンズの平面形状と相似形、例えば図８に示すように円形レンズであれば開口部１３ｂを円形に、また図９に示すように帯状であれば帯状とし、得ようとする屈折率勾配レンズの配列パターンに応じて適宜間隔をおいて配置する。
【００１６】
（Ｄ）上記のように設定した開口部１３ｂをもつマスク１３ａにプラスの電位、例えば０.５ｋｅＶを供給しながら、注入エネルギーが１００〜１５０ｋｅＶ、注入量が１×１０18〜１×１０20／ｃｍ2程度の条件で基板３に対してボロンイオンを用いたイオン注入処理（矢印１７参照）を施す。このイオン注入処理はイオン注入機を用いた周知のイオン注入処理により行なうことができる。
マスク１３ａにプラスの電位を供給することにより、陽イオンであるボロンイオンがマスク１３ａの開口部１３ｂの輪郭部分からの電界により反発し、開口部１３ｂの中心側の基板３に注入される。これにより、基板３において開口部１３ｂの中心部分のボロンイオン濃度が高くなり、半球状のボロンイオン濃度分布からなる屈折率勾配レンズ５が得られる。
【００１７】
（Ｅ）マスク１３ａを除去した後、ダメージ回復のための熱処理を行なって平板マイクロレンズ１の製造を完了する。この熱処理は、基板３の材質によって処理温度及び処理時間が異なる。
この実施例によれば、マスク１３ａの膜厚、プラス電位供給の大きさ、注入エネルギーの大きさ及び注入量を制御することにより、基板３内のボロンイオンの濃度分布を任意に制御することができる。これにより、屈折率勾配レンズ５の微細化及び高精度化を実現できる。さらに、屈折率勾配レンズ５として非球面レンズ等の形成も可能である。
【００１８】
図２は第２の実施例を示す工程断面図である。図２を用いて平板マイクロレンズを製造する好適な方法について説明する。
（Ａ）透明ガラス基板３の一表面３ａ上に例えばシリコン酸化膜からなる絶縁層１９をＣＶＤ法（化学的蒸着法）により形成し、さらにその上に金属薄膜から成るマスク材料１３をＰＶＤ法により形成する。絶縁層１９の膜厚は１μｍであり、マスク材料１３の膜厚は２μｍである。絶縁層１９はシリコン酸化膜に限定されるものではなく、シリコン窒化膜など、他の絶縁層を用いることができる。また、絶縁層１９は単相膜に限定されるものではなく、多層膜であってもよい。（Ｂ）周知のリソグラフィー技術により、マスク材料１３上にレジストを塗布し、屈折率勾配レンズ形成位置に対応する部分に開口部１５ｂ（半径１０μｍの円形）をもつレジストパターン１５ａを形成する。
【００１９】
（Ｃ）周知のエッチング技術により、レジストパターン１５ａをマスクにしてマスク材料１３及び絶縁層１９にエッチングを施してイオン注入用開口部１３ｂ，１９ｂを形成し、マスク１３ａ及び絶縁層パターン１９ａを形成する。開口部１３ｂ，１９ｂの平面形状は得ようとするレンズの平面形状と相似形、例えば図８に示すように円形レンズであれば開口部１３ｂ，１９ｂを円形に、また図９に示すように帯状であれば帯状とし、得ようとする屈折率勾配レンズの配列パターンに応じて適宜間隔をおいて配置する。
【００２０】
（Ｄ）マスク１３ａにプラスの電位、例えば０.５ｋｅＶを供給しながら、注入エネルギーが１００〜１５０ｋｅＶ、注入量が１×１０18〜１×１０20／ｃｍ2程度の条件で基板３に対してボロンイオンを用いたイオン注入処理（矢印１７参照）を施す。このイオン注入処理はイオン注入機を用いた周知のイオン注入処理と同じであってよい。
マスク１３ａにプラスの電位を供給することにより、陽イオンであるボロンイオンがマスク１３ａの開口部１３ｂの輪郭部分からの電界により反発し、開口部１３ｂ及び開口部１９ｂを介して開口部１３ｂ，１９ｂの中心側の基板３に注入される。これにより、基板３において開口部１３ｂ，１９ｂの中心部分のボロンイオン濃度が高くなり、半球状のボロンイオン濃度分布からなる屈折率勾配レンズ５が得られる。
【００２１】
（Ｅ）マスク１３ａを除去した後、ダメージ回復のための熱処理を行なって平板マイクロレンズ１の製造を完了する。この熱処理は、基板３の材質によって処理温度及び処理時間が異なる。
第２の実施例によれば、マスク１３ａの膜厚、絶縁層パターン１９ａの膜厚、プラス電位供給の大きさ、注入エネルギーの大きさ及び注入量を制御することにより、基板３内のボロンイオンの濃度分布を任意に制御することができる。絶縁層パターン１９ａの膜厚を選択することにより、屈折率勾配レンズ５の精度をより向上させることができる。
【００２２】
図３は第３の実施例を示す工程断面図である。図３を用いて平板マイクロレンズを製造する好適な方法について説明する。
（Ａ）屈折率勾配レンズ形成位置に開口部２１ｂをもつ、予め準備した既製金属マスク２１ａを基板３の一表面３ａ上に配置する。既製金属マスク２１ａの膜厚は例えば１００μｍである。ここでは既製金属マスク２１ａを表面３ａとは間隔ｄ、例えば１００μｍの間隔をもって配置しているが、表面３ａに密着して配置してもよい。
【００２３】
（Ｂ）図１の工程（Ｄ）と同様に、既製金属マスク２１ａにプラスの電位、例えば０.５ｋｅＶを供給しながら、注入エネルギーが１００〜１５０ｋｅＶ、注入量が１×１０18〜１×１０20／ｃｍ2程度の条件で基板３に対してボロンイオンを用いたイオン注入処理（矢印１７参照）を施す。既製金属マスク２１ａにプラスの電位を供給することにより、陽イオンであるボロンイオンが既製金属マスク２１ａの開口部２１ｂの輪郭部分からの電界により反発し、開口部２１ｂの中心側の基板３に注入される。これにより、基板３において開口部２１ｂの中心部分のボロンイオン濃度が高くなり、半球状のボロンイオン濃度分布からなる屈折率勾配レンズ５が得られる。
【００２４】
（Ｃ）既製金属マスク２１ａを除去した後、ダメージ回復のための熱処理を行なって平板マイクロレンズ１の製造を完了する。この熱処理は、基板３の材質によって処理温度及び処理時間が異なる。
第３の実施例においては、既製金属マスク２１ａの膜厚や、間隔ｄ、プラス電位供給の大きさ、注入エネルギーの大きさ及び注入量、既製金属マスク２１ａの開口部２１ｂの断面形状を制御することにより、基板３内のボロンイオンの濃度分布を任意に制御することができるので、屈折率勾配レンズ５の微細化及び高精度化を実現できる。
【００２５】
これらの実施例では、イオン打込み工程において、イオン打ち込みの注入エネルギー及びマスクへの印加電圧を所定の電圧に保ちつつイオン打込みを行なっているが、イオン打ち込みの注入エネルギー及びマスクへの印加電圧を時間とともに変化させるようにしてもよい。
【００２６】
図１及び図２の工程（Ａ）でのＰＶＤ法、工程（Ｂ）での写真製版技術、工程（Ｃ）でのエッチング技術、図２の工程（Ａ）でのＣＶＤ法、図１及び図２の工程（Ｄ）ならびに図３の工程（Ｂ）でのイオン打込み技術は、半導体微細加工プロセスと同様の製造プロセスを有しており、それらの技術を適用することができるので、量産化が容易である。
【００２７】
図４は第４の実施例を示す工程断面図である。図４を用いて平板マイクロレンズを製造する好適な方法について説明する。
工程（Ａ）から（Ｃ）は図１の工程（Ａ）から（Ｃ）と同じであるので、説明は省略する。
【００２８】
（Ｄ）マスク１３ａにマイナスの電位、例えば−０.５ｋｅＶを供給しながら、注入エネルギーが１００〜１５０ｋｅＶ、注入量が１×１０18〜１×１０20／ｃｍ2程度の条件で基板３に対してボロンイオンを用いたイオン注入処理（矢印２３参照）を施す。このイオン注入処理はイオン注入機を用いた周知のイオン注入処理により行なうことができる。
マスク１３ａにマイナスの電位を供給することにより、陽イオンであるボロンイオンがマスク１３ａの開口部１３ｂの輪郭部分からの電界により引き寄せられ、開口部１３ｂの周辺側の基板３に注入される。これにより、基板３において開口部１３ｂの周辺部分のボロンイオン濃度が高くなり、中心部分のボロンイオン濃度が低くなり、ボロンイオン濃度分布からなる凹レンズ状の屈折率勾配レンズ２５が得られる。
【００２９】
（Ｅ）マスク１３ａを除去した後、ダメージ回復のための熱処理を行なって平板マイクロレンズ２７の製造を完了する。この熱処理は、基板３の材質によって処理温度及び処理時間が異なる。
第４の実施例によれば、マスク１３ａの膜厚、プラス電位供給の大きさ、注入エネルギーの大きさ及び注入量を制御することにより、基板３内のボロンイオンの濃度分布を任意に制御することができる。これにより、屈折率勾配レンズ２５の微細化及び高精度化を実現できる。
【００３０】
図５は第５の実施例を示す工程断面図である。図５を用いて平板マイクロレンズを製造する好適な方法について説明する。
工程（Ａ）から（Ｃ）は図２の工程（Ａ）から（Ｃ）と同じであるので、説明は省略する。
【００３１】
（Ｄ）マスク１３ａにマイナスの電位、例えば−０.５ｋｅＶを供給しながら、注入エネルギーが１００〜１５０ｋｅＶ、注入量が１×１０18〜１×１０20／ｃｍ2程度の条件で基板３に対してボロンイオンを用いたイオン注入処理（矢印２３参照）を施す。このイオン注入処理はイオン注入機を用いた周知のイオン注入処理と同じであってよい。
マスク１３ａにマイナスの電位を供給することにより、陽イオンであるボロンイオンがマスク１３ａの開口部１３ｂの輪郭部分からの電界により引き寄せられ、開口部１３ｂの周辺側の基板３に注入される。これにより、基板３において開口部１３ｂの周辺部分のボロンイオン濃度が高くなり、中心部分のボロンイオン濃度が低くなり、ボロンイオン濃度分布からなる凹レンズ状の屈折率勾配レンズ２５が得られる。
【００３２】
（Ｅ）マスク１３ａを除去した後、ダメージ回復のための熱処理を行なって平板マイクロレンズ２７の製造を完了する。この熱処理は、基板３の材質によって処理温度及び処理時間が異なる。
第５の実施例によれば、マスク１３ａの膜厚、絶縁層パターン１９ａの膜厚、プラス電位供給の大きさ、注入エネルギーの大きさ及び注入量を制御することにより、基板３内のボロンイオンの濃度分布を任意に制御することができる。絶縁層パターン１９ａの膜厚を選択することにより、屈折率勾配レンズ２５の精度をより向上させることができる。
【００３３】
図６は第６の実施例を示す工程断面図である。図６を用いて平板マイクロレンズを製造する好適な方法について説明する。
（Ａ）図３の工程（Ａ）と同様に、屈折率勾配レンズ形成位置に開口部２１ｂをもつ、予め準備した既製金属マスク２１ａを基板３の一表面３ａ上に配置する。既製金属マスク２１ａの膜厚は例えば１００μｍである。ここでは既製金属マスク２１ａを表面３ａとは間隔ｄ、例えば１００μｍの間隔をもって配置しているが、表面３ａに密着して配置してもよい。
【００３４】
（Ｂ）既製金属マスク２１ａにマイナスの電位、例えば−０.５ｋｅＶを供給しながら、注入エネルギーが１００〜１５０ｋｅＶ、注入量が１×１０18〜１×１０20／ｃｍ2程度の条件で基板３に対してボロンイオンを用いたイオン注入処理（矢印２３参照）を施す。
既製金属マスク２１ａにマイナスの電位を供給することにより、陽イオンであるボロンイオンが既製金属マスク２１ａの開口部２１ｂの輪郭部分からの電界により引き寄せられ、開口部２１ｂの周辺側の基板３に注入される。これにより、基板３において開口部２１ｂの周辺部分のボロンイオン濃度が高くなり、中心部分のボロンイオン濃度が低くなり、ボロンイオン濃度分布からなる凹レンズ状の屈折率勾配レンズ２５が得られる。
【００３５】
（Ｃ）既製金属マスク２１ａを除去した後、ダメージ回復のための熱処理を行なって平板マイクロレンズ２７の製造を完了する。この熱処理は、基板３の材質によって処理温度及び処理時間が異なる。
第６の実施例においては、既製金属マスク２１ａの膜厚や、間隔ｄ、プラス電位供給の大きさ、注入エネルギーの大きさ及び注入量、既製金属マスク２１ａの開口部２１ｂの断面形状を制御することにより、基板３内のボロンイオンの濃度分布を任意に制御することができるので、屈折率勾配レンズ２５の微細化及び高精度化を実現できる。
【００３６】
これらの実施例では、イオン打込み工程において、イオン打ち込みの注入エネルギー及びマスクへの印加電圧を所定の電圧に保ちつつイオン打込みを行なっているが、イオン打ち込みの注入エネルギー及びマスクへの印加電圧を時間とともに変化させるようにしてもよい。
【００３７】
図１、図２、図４及び図５の工程（Ａ）でのＰＶＤ法、工程（Ｂ）での写真製版技術、工程（Ｃ）でのエッチング技術、図２及び図５の工程（Ａ）でのＣＶＤ法、図１、図２、図４及び図５の工程（Ｄ）ならびに図３及び図６の工程（Ｂ）でのイオン打込み技術は、半導体微細加工プロセスと同様の製造プロセスを有しており、それらの技術を適用することができるので、量産化が容易である。
【００３８】
以上、基板３としてガラスを用いた場合を例に挙げて説明したが、本発明はプラスチック等の基板に屈折率勾配レンズを形成する場合にも適用できる。
図１、図２、図４及び図５の工程（Ｄ）ならびに図３及び図６の工程（Ｂ）におけるイオン注入処理の注入条件、すなわちマスク１３ａ，２１ａに印加する電圧、注入イオンの注入エネルギー及びドーズ量は、注入するイオン種、基板の材質、ならびに形成する屈折率勾配レンズ単体の大きさ及び焦点距離によって異なる。
【００３９】
これらの実施例では、注入イオン種としてボロンイオンを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、屈折率増大に寄与するイオン種、例えばリンやヒ素など、他のイオン種も用いることができる。
【００４０】
また、これらの実施例では、マスク全体が電気伝導性材料からなるマスクを用いているが、本発明はこれに限定されるものではなく、屈折率勾配レンズ形成位置に開口部をもち、少なくともその開口部周辺に電位供給可能な電気伝導性材料を備えたマスクであればよい。
【００４１】
【発明の効果】
本発明にかかる平板状レンズの製造方法によれば、屈折率勾配レンズ形成位置に開口部をもち、少なくともその開口部周辺が電気伝導性であるマスクを介してマスクに注入イオンの電荷と同じ極性又は逆の極性の電位を供給しつつ、透明基板内に屈折率増大に寄与するイオン種をイオン打込みすることによって、透明基板に屈折率勾配レンズを形成するようにしたので、従来不可能であった、平板マイクロレンズにおける屈折率勾配レンズの微細化及び高精度化が可能となる。特に、イオン打込みの精密な制御が可能であるため、設計仕様に対する自由度が高く、屈折率勾配レンズ形状の精密な形成が可能となる。また、半導体微細加工と同様の製造プロセスを有しているので、平板状レンズの量産化が容易である。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施例を示す工程断面図である。
【図２】第２の実施例を示す工程断面図である。
【図３】第３の実施例を示す工程断面図である。
【図４】第４の実施例を示す工程断面図である。
【図５】第５の実施例を示す工程断面図である。
【図６】第６の実施例を示す工程断面図である。
【図７】平板マイクロレンズを示す断面図である。
【図８】平面形状が円形の屈折率勾配レンズを示す平面図である。
【図９】平面形状が帯状の屈折率勾配レンズを示す平面図である。
【図１０】平板マイクロレンズを作る従来の方法を示す工程断面図である。
【符号の説明】
１，２７    平板状レンズ（平板マイクロレンズ）
３    透明基板
３ａ  透明基板の一表面
５，２５    屈折率勾配レンズ
７    光軸
１３    マスク材料
１３ａ  マスク
１３ｂ，１５ｂ，１７ｂ，１９ｂ  開口部
１５ａ  レジストパターン
１７，２３    イオン注入を示す矢印
１９    絶縁層
１９ａ  絶縁層パターン
２１ａ  既製金属マスク
【図１】
0004107800.tif 000002
【図２】
0004107800.tif 000003
【図３】
0004107800.tif 000004
【図４】
0004107800.tif 000005
【図５】
0004107800.tif 000006
【図６】
0004107800.tif 000007
【図７】
0004107800.tif 000008
【図８】
0004107800.tif 000009
【図９】
0004107800.tif 000010
【図１０】
0004107800.tif 000011