灰度掩模、微透镜及其制造方法、空间光调制装置及投影机制造方法及图纸

本发明专利技术提供的灰度掩模等，用于以高精度形成微透镜等的具有三维微细结构的光学元件，特别是具备高纵横比的形状的光学元件。为了以预定的图形对抗蚀剂层进行曝光而确定了光透射率的分布的灰度掩模（２０），具备：第１区域（９１），其使得采用相应于第１抗蚀剂形状所曝光了的抗蚀剂层、形成比第１抗蚀剂形状的纵横比高的纵横比的第２抗蚀剂形状地，确定了光透射率的分布；和第２区域（９２），其对用于对抗蚀剂层进行曝光的光进行遮光。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术，涉及灰度掩模，微透镜的制造方法，微透镜，空间光调制装置及投影机；尤其，涉及用于制造具有三维微细结构的微透镜等的光学元件的灰度掩模的技术。
技术介绍
从前，在具有三维微细结构的光学元件的制造中，例如，采用光刻技术。光刻，是在基板上涂敷为光反应性的感光材料的抗蚀剂层，并通过进行曝光、显影而在抗蚀剂层形成图形的技术。作为在抗蚀剂层形成预期的图形的技术，例如，可用通过灰度掩模对抗蚀剂进行曝光的技术。灰度掩模，具备对应于预期的抗蚀剂形状分别设定了光透射率的多个单位单元。单位单元的光透射率，例如，能够相应于开口部占单位单元的面积的面积开口率而进行设定。作为采用相应于开口部的面积设定了光透射率的灰度掩模的技术，例如，在专利文献1中已提出。专利文献1特表平8-504515号公报形成于抗蚀剂层的抗蚀剂形状的深度分布，对应于灰度掩模的光透射率的分布。因为在灰度掩模上能设定的光透射率的幅度有限，所以存在难以形成深度对横宽之比的纵横比高的抗蚀剂形状的情况。并且，为了形成高效地导光的微透镜，需要以高的精度形成抗蚀剂形状之中的相当于微透镜的外缘附近的部分。相对于此，关于在二维方向上抗蚀剂深度大地进行变化的部分，正确地控制抗蚀剂深度非常地困难。因此，即使是认为会对微透镜的性能产生大的影响的部分，高精度的形成也变得困难。尤其，因为纵横比越高的形状，越需要确保抗蚀剂深度的幅度够大，所以招致精度的低下。如以上地，若根据现有的技术，则因存在难以以高的精度形成微透镜等具有三维微细结构的光学元件的情况，而是问题。
技术实现思路
本专利技术，鉴于上述的问题而作出，目的在于提供用于以高的精度形成微透镜等的具有三维微细结构的光学元件，尤其是具备高的纵横比的形状的光学元件的灰度掩模，微透镜的制造方法，微透镜，空间光调制装置及投影机。为了解决上述的问题，达到目的，依照本专利技术，能提供灰度掩模，其为了以预定的图形对抗蚀剂层进行曝光而确定了光透射率的分布，其特征在于使得采用相应于第1抗蚀剂形状所曝光了的抗蚀剂层，形成比第1抗蚀剂形状的纵横比高的纵横比的第2抗蚀剂形状地，确定光透射率的分布。所谓纵横比，为抗蚀剂形状的深度对横宽之比。在相应于第1抗蚀剂形状的曝光中，能够采用现有所用的灰度掩模。通过采用基于第1抗蚀剂形状而形成第2抗蚀剂形状的本专利技术的灰度掩模，可以争取抗蚀剂深度。通过争取抗蚀剂深度，与仅采用一个灰度掩模的情况相比较，可以形成纵横比高的形状。并且，通过以相应于第1形状的曝光，和用于由第1形状形成第2形状的曝光来确定抗蚀剂深度，可以提高对抗蚀剂深度进行控制的精度。例如，在抗蚀剂形状之中的相当于微透镜的外周附近的部分中，可以使二维方向上的抗蚀剂深度的分布正确并且稳定。由此，可得到可以以高的精度形成微透镜等的具有三维微细结构的光学元件，尤其是具备高的纵横比的形状的光学元件的灰度掩模。并且，作为本专利技术的理想方式，优选，具备相应于第2抗蚀剂形状而使光透射率变化了的第1区域，和对用于对抗蚀剂层进行曝光的光进行遮光的第2区域。在相应于第1形状所曝光了的抗蚀剂层之中，仅透射了灰度掩模的第1区域的光进行了入射的部分被曝光。由此，能够在预期的部分形成具备深的抗蚀剂深度的第2抗蚀剂形状。并且，作为本专利技术的理想方式，优选，具有具备开口部及遮光部的多个单位单元，并通过开口部占单位单元的面积的比率的开口面积率确定光透射率；具备相应于第2抗蚀剂形状使单位单元的开口面积率变化了的第1区域，和具有为面积开口率及抗蚀剂深度变成大致比例关系的范围以外的范围的面积开口率的单位单元的第2区域。由此，能够在预期的部分形成具备深的抗蚀剂深度的第2抗蚀剂形状。并且，能够防止在透射了第1区域的光进行入射的区域，和透射了第2区域的光进行入射的区域之间形成微沟，进而能够以高的精度形成第2抗蚀剂形状。并且，作为本专利技术的理想方式，优选具备用于形成第2抗蚀剂形状的掩模区域；第1区域，形成于掩模区域之中的、以内切于掩模区域的圆所包围的部分。由此，可得到用于形成与周边部相比较而中心部高的形状的光学元件的灰度掩模。并且，作为本专利技术的理想方式，优选具备用于分别形成第2抗蚀剂形状的多个掩模区域；第1区域，形成于一个掩模区域之中的、通过外接于相邻于一个掩模区域的其他的掩模区域的圆的圆弧所包围的部分。由此，可得到用于形成与周边部相比较而中心部高的形状的光学元件的灰度掩模。并且，作为本专利技术的理想方式，优选具备用于形成第2抗蚀剂形状的掩模区域；第1区域，在内切于掩模区域的圆内的一部分所形成。由此，可得到用于形成与周边部相比较而中心部高的形状的光学元件的灰度掩模。进而，依照本专利技术，能够提供微透镜的制造方法，其特征在于，包括第1曝光工序，其采用相应于第1抗蚀剂形状而确定了光透射率的分布的第1灰度掩模对抗蚀剂层进行曝光；第2曝光工序，其采用第2灰度掩模对抗蚀剂层进行曝光，该第2灰度掩模，使得采用相应于第1抗蚀剂形状所曝光了的抗蚀剂层，形成比第1抗蚀剂形状的纵横比高的纵横比的第2抗蚀剂形状地确定了光透射率的分布；和透镜形状形成工序，其通过向其他的构件复制第2抗蚀剂形状而形成透镜形状。通过采用第1灰度掩模及第2灰度掩模，与仅采用一个灰度掩模的情况相比较可以形成纵横比高的形状。并且，通过采用第1灰度掩模及第2灰度掩模，关于抗蚀剂形状之中的相当于微透镜的外周附近的部分，可以以正确的深度分布稳定地形成。由此，能够以高的精度形成微透镜，尤其是具备高的纵横比的形状的微透镜。并且，依照本专利技术，能够提供微透镜，其特征在于采用上述的灰度掩模所制造。通过采用了上述的灰度掩模的曝光，可以以高的精度形成抗蚀剂形状。由此，可得到以高的精度所形成、可以正确地控制光的行进方向的微透镜。并且，依照本专利技术，能够提供微透镜，其特征在于通过上述的微透镜的制造方法所制造。由此，可得到以高的精度所形成、可以正确地控制光的行进方向的微透镜。并且，依照本专利技术，能够提供空间光调制装置，其特征在于具备上述的微透镜。由于具备上述的微透镜，可以通过正确的形状的微透镜而有效地利用光。由此，可得到能够有效地利用光，用于以高效得到明亮、高对比度的图像的空间光调制装置。并且，依照本专利技术，能够提供投影机，其特征在于具备上述的空间光调制装置。通过采用上述的空间光调制装置，可得到可以以高效显示明亮、高对比度的图像的投影机。附图说明图1是表示使用灰度掩模的缩小投影曝光装置的构成的图。图2是对本专利技术的实施例1的灰度掩模的构成进行说明的图。图3是关于微透镜的形状进行说明的图。图4是关于微透镜的形状进行说明的图。图5是关于微透镜的形状进行说明的图。图6是表示γ特性的例的图。图7是关于第1灰度掩模进行说明的图。图8是关于第2灰度掩模进行说明的图。图9是关于第1抗蚀剂形状及第2抗蚀剂形状进行说明的图。图10是对制造微透镜的顺序进行说明的图。图11是对制造微透镜的顺序进行说明的图。图12是关于实施例1的变形例1的灰度掩模进行说明的图。图13是关于到达抗蚀剂层的光的光量进行说明的图。图14是关于形成于抗蚀剂层的抗蚀剂形状进行说明的图。图15是关于形成于第2区域的单位单元的面积开口率进行说明的图。图16是关于到达抗蚀剂层的光的光量进行说明的图。图17是关于形成于抗蚀剂层的第2抗蚀剂形状进行说明的图。图本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种灰度掩模，其为了以预定的图形对抗蚀剂层进行曝光而确定了光透射率的分布，其特征在于：使得采用相应于第１抗蚀剂形状所曝光的前述抗蚀剂层、形成比前述第１抗蚀剂形状的纵横比高的纵横比的第２抗蚀剂形状地，确定前述光透射率的分布。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：水迫和久，上岛俊司，
申请(专利权)人：精工爱普生株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]