JP6145990B2 - マイクロレンズアレイ基板の製造方法 - Google Patents
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Description
本発明は、マイクロレンズアレイ基板の製造方法に関する。
液晶装置等の電気光学装置では、その画像表示領域内に、データ線、走査線、容量線等
の各種配線や、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）と称する）等
の各種電子素子が作り込まれている。そのため、電気光学装置に平行光を入射した場合、
そのままでは、全光量のうち各画素の開口率に応じた光量しか利用することができない。
の各種配線や、薄膜トランジスタ（以下、ＴＦＴ（Thin Film Transistor）と称する）等
の各種電子素子が作り込まれている。そのため、電気光学装置に平行光を入射した場合、
そのままでは、全光量のうち各画素の開口率に応じた光量しか利用することができない。
そこで従来は、各画素に対応するマイクロレンズを含んでなるマイクロレンズアレイを
対向基板に作り込んだり、マイクロレンズアレイ基板を対向基板に貼り付けたりしている
。これによって、そのままでは各画素の開口領域以外の非開口領域に向かって進行する光
を、画素単位で集光して各画素の開口領域内に導かれるようにしている。その結果、電気
光学装置において明るい表示が可能となる。
対向基板に作り込んだり、マイクロレンズアレイ基板を対向基板に貼り付けたりしている
。これによって、そのままでは各画素の開口領域以外の非開口領域に向かって進行する光
を、画素単位で集光して各画素の開口領域内に導かれるようにしている。その結果、電気
光学装置において明るい表示が可能となる。
この種のマイクロレンズは、基本的な要請として、レンズ効率を向上させることが重要
である。そこで、非球面形状のマイクロレンズを製造するための方法が提案されている。
例えば、特許文献１では、基板上に、基板と比べてエッチングレートが高い第１膜を形
成する工程と、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する箇所に穴が設けられたマスク
を第１膜上に形成する工程と、マスクを介してウエットエッチングすることで、マイクロ
レンズの曲面を規定する非球面の凹部を形成する工程と、を含むマイクロレンズの製造方
法が開示されている。
である。そこで、非球面形状のマイクロレンズを製造するための方法が提案されている。
例えば、特許文献１では、基板上に、基板と比べてエッチングレートが高い第１膜を形
成する工程と、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する箇所に穴が設けられたマスク
を第１膜上に形成する工程と、マスクを介してウエットエッチングすることで、マイクロ
レンズの曲面を規定する非球面の凹部を形成する工程と、を含むマイクロレンズの製造方
法が開示されている。
特許文献１には、基板上に第１膜を形成した後、第１膜に対して所定温度によるアニー
ル処理を施して、第１膜を焼き固めることにより、エッチングレートの制御を行うことが
記載されている。しかし、この方法を用いると、アニール処理によって基板に反りが生じ
、その後の成膜工程等において不具合が生じることがあることが、本願発明者によって明
らかになった。基板の反りが大きいと、素子基板と対向基板との貼り合わせ工程で位置合
わせが難しくなり、素子基板と対向基板との貼り合わせが困難となる。また、基板の反り
が大きいと、基板の搬送時に真空吸着ができずエラーが生じたり、基板表面の平坦化工程
として研磨を行う際に局所的に力が加わり、膜が剥がれてしまったりする可能性がある。
ル処理を施して、第１膜を焼き固めることにより、エッチングレートの制御を行うことが
記載されている。しかし、この方法を用いると、アニール処理によって基板に反りが生じ
、その後の成膜工程等において不具合が生じることがあることが、本願発明者によって明
らかになった。基板の反りが大きいと、素子基板と対向基板との貼り合わせ工程で位置合
わせが難しくなり、素子基板と対向基板との貼り合わせが困難となる。また、基板の反り
が大きいと、基板の搬送時に真空吸着ができずエラーが生じたり、基板表面の平坦化工程
として研磨を行う際に局所的に力が加わり、膜が剥がれてしまったりする可能性がある。
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものであって、基板の反りを抑制する
ことが可能なマイクロレンズアレイの製造方法を提供することを目的とする。
ことが可能なマイクロレンズアレイの製造方法を提供することを目的とする。
上記の目的を達成するために、本発明は以下の手段を採用した。
（１）即ち、本発明の一態様におけるマイクロレンズアレイの製造方法は、基板上に酸
化膜を形成する工程と、前記酸化膜が形成された基板に対してアニール処理を行う工程と
、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する箇所に開口部を有するマスクを前記酸化膜
上に形成する工程と、前記マスクを介して前記酸化膜と前記基板とをウエットエッチング
することにより、前記酸化膜が形成された前記基板に、側縁にテーパーを有する非球面の
凹部を形成する工程と、前記凹部に前記基板よりも屈折率が大きい材料を堆積させること
により、マイクロレンズを形成する工程と、前記マイクロレンズ上に光路長調整層を形成
する工程と、を含み、前記光路長調整層を形成する工程は、前記基板の法線方向と直交す
る方向に圧縮応力を受ける第１の膜と、前記基板の法線方向と直交する方向に引張応力を
受ける第２の膜と、を積層する工程を含み、前記光路長調整層を形成する工程では、前記
アニール処理によって前記基板に生じる反りを相殺する方向に前記基板を反らせるような
応力を発現する膜を、前記第１の膜と前記第２の膜の中から選択して、最初に前記マイク
ロレンズ上に形成する。
（１）即ち、本発明の一態様におけるマイクロレンズアレイの製造方法は、基板上に酸
化膜を形成する工程と、前記酸化膜が形成された基板に対してアニール処理を行う工程と
、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する箇所に開口部を有するマスクを前記酸化膜
上に形成する工程と、前記マスクを介して前記酸化膜と前記基板とをウエットエッチング
することにより、前記酸化膜が形成された前記基板に、側縁にテーパーを有する非球面の
凹部を形成する工程と、前記凹部に前記基板よりも屈折率が大きい材料を堆積させること
により、マイクロレンズを形成する工程と、前記マイクロレンズ上に光路長調整層を形成
する工程と、を含み、前記光路長調整層を形成する工程は、前記基板の法線方向と直交す
る方向に圧縮応力を受ける第１の膜と、前記基板の法線方向と直交する方向に引張応力を
受ける第２の膜と、を積層する工程を含み、前記光路長調整層を形成する工程では、前記
アニール処理によって前記基板に生じる反りを相殺する方向に前記基板を反らせるような
応力を発現する膜を、前記第１の膜と前記第２の膜の中から選択して、最初に前記マイク
ロレンズ上に形成する。
この方法によれば、光路長調整層を形成する工程の最初に、アニール処理によって基板
に生じる反りを相殺する方向に基板を反らせるような応力を発現する膜をマイクロレンズ
上に形成するので、光路長調整層を形成する最初の段階で、アニール処理によって基板に
生じる応力を大きく緩和させることができる。
仮に最初に、アニール処理によって基板に生じる反りを相殺する方向とは反対の方向に
基板を反らせるような応力を発現する膜をマイクロレンズ上に形成した場合、この膜は、
アニール処理によって基板に生じる反りを増大させる方向に基板を反らせる方向に作用す
る。そのため、光路長調整層を形成する最初の段階で、基板が大きく反ってしまい、基板
の反りを相殺する補正が困難となる。これに対し、本発明の一態様に係る方法では、最初
にアニール処理によって基板に生じる反りを相殺する方向に基板を反らせるような応力を
発現する膜をマイクロレンズ上に形成するため、上述の問題が生じることはない。
また、第１の膜と第２の膜とを交互に積層するので、第１の膜及び第２の膜の厚みや材
料等の形成条件を調整することにより、基板に生じる応力を緩和させる度合いを調整しつ
つ基板の反りを相殺する補正ができる。
従って、基板の反りを抑制することができる。
に生じる反りを相殺する方向に基板を反らせるような応力を発現する膜をマイクロレンズ
上に形成するので、光路長調整層を形成する最初の段階で、アニール処理によって基板に
生じる応力を大きく緩和させることができる。
仮に最初に、アニール処理によって基板に生じる反りを相殺する方向とは反対の方向に
基板を反らせるような応力を発現する膜をマイクロレンズ上に形成した場合、この膜は、
アニール処理によって基板に生じる反りを増大させる方向に基板を反らせる方向に作用す
る。そのため、光路長調整層を形成する最初の段階で、基板が大きく反ってしまい、基板
の反りを相殺する補正が困難となる。これに対し、本発明の一態様に係る方法では、最初
にアニール処理によって基板に生じる反りを相殺する方向に基板を反らせるような応力を
発現する膜をマイクロレンズ上に形成するため、上述の問題が生じることはない。
また、第１の膜と第２の膜とを交互に積層するので、第１の膜及び第２の膜の厚みや材
料等の形成条件を調整することにより、基板に生じる応力を緩和させる度合いを調整しつ
つ基板の反りを相殺する補正ができる。
従って、基板の反りを抑制することができる。
（２）上記（１）に記載のマイクロレンズアレイの製造方法では、前記基板が石英基板
であり、かつ、前記酸化膜が酸化シリコン膜であり、前記光路長調整層を形成する工程で
は、最初に前記マイクロレンズ上に形成する膜として前記第１の膜を選択してもよい。
であり、かつ、前記酸化膜が酸化シリコン膜であり、前記光路長調整層を形成する工程で
は、最初に前記マイクロレンズ上に形成する膜として前記第１の膜を選択してもよい。
（３）上記（２）に記載のマイクロレンズアレイの製造方法では、前記アニール処理は
、８００℃以上１１００℃以下で行ってもよい。
、８００℃以上１１００℃以下で行ってもよい。
（４）上記（１）から（３）までのいずれか一項に記載のマイクロレンズアレイの製造
方法では、前記光路長調整層を形成する工程では、前記光路長調整層を形成する工程以降
に行う後工程によって前記基板に生じる反りを相殺する方向に前記基板を反らせてもよい
。
方法では、前記光路長調整層を形成する工程では、前記光路長調整層を形成する工程以降
に行う後工程によって前記基板に生じる反りを相殺する方向に前記基板を反らせてもよい
。
この方法によれば、光路長調整層を形成する工程において、後工程で基板に生じる応力
を緩和させる方向に、基板を予め反らせておくことができる。そのため、最終的に製造さ
れるマイクロレンズアレイ基板に反りが生じることを抑制することができる。
を緩和させる方向に、基板を予め反らせておくことができる。そのため、最終的に製造さ
れるマイクロレンズアレイ基板に反りが生じることを抑制することができる。
（５）上記（４）に記載のマイクロレンズアレイの製造方法では、前記後工程が、前記
光路長調整層上に遮光膜を形成する工程であり、前記光路長調整層を形成する工程では、
前記遮光膜を形成する工程によって前記基板に生じる反りを相殺する方向に前記基板を反
らせてもよい。
光路長調整層上に遮光膜を形成する工程であり、前記光路長調整層を形成する工程では、
前記遮光膜を形成する工程によって前記基板に生じる反りを相殺する方向に前記基板を反
らせてもよい。
この方法によれば、光路長調整層を形成する工程において、遮光膜を形成する工程と基
板に生じる方向を緩和させる方向に、基板を予め反らせておくことができる。
板に生じる方向を緩和させる方向に、基板を予め反らせておくことができる。
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳しく説明する。なお、以下の図面において
は、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
は、各部材を認識可能な大きさとするために、各部材の縮尺を適宜変更している。
（マイクロレンズアレイ基板）
先ず、本発明のマイクロレンズアレイ基板の製造方法によって製造可能なマイクロレン
ズアレイ基板について、図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１を示す断面図である。
図２は、マイクロレンズアレイ基板１の部分拡大断面図（マイクロレンズ１４の拡大断
面図）である。
先ず、本発明のマイクロレンズアレイ基板の製造方法によって製造可能なマイクロレン
ズアレイ基板について、図１及び図２を参照して説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１を示す断面図である。
図２は、マイクロレンズアレイ基板１の部分拡大断面図（マイクロレンズ１４の拡大断
面図）である。
図１に示すように、本実施形態のマイクロレンズアレイ基板１は、複数のマイクロレン
ズ１４に対応する複数の凹部１０ｂを形成した基板１０に、レンズ材料を堆積させること
により複数のマイクロレンズ１４を形成し、これら複数のマイクロレンズ１４からなるレ
ンズ層１３を形成するとともに、レンズ層１３上に光路長調整層１５を形成し、さらに、
光路長調整層１５上に、遮光膜１９、平坦化膜２０及び透明導電膜２１をこの順に形成し
たものである。
尚、以下の説明においては、凹部１０ｂが形成される前の基板を「基板本体」と称し、
凹部１０ｂが形成された後の基板を単に「基板」と称する。
ズ１４に対応する複数の凹部１０ｂを形成した基板１０に、レンズ材料を堆積させること
により複数のマイクロレンズ１４を形成し、これら複数のマイクロレンズ１４からなるレ
ンズ層１３を形成するとともに、レンズ層１３上に光路長調整層１５を形成し、さらに、
光路長調整層１５上に、遮光膜１９、平坦化膜２０及び透明導電膜２１をこの順に形成し
たものである。
尚、以下の説明においては、凹部１０ｂが形成される前の基板を「基板本体」と称し、
凹部１０ｂが形成された後の基板を単に「基板」と称する。
基板１０には、複数の凹部１０ｂがマトリクス状に形成されている。基板本体としては
、例えば石英基板等からなる透明板部材が用いられる。
、例えば石英基板等からなる透明板部材が用いられる。
マイクロレンズ１４は、基板１０よりも屈折率が大きく、かつ、高透過率（高透光性）
の材料によって形成されている。
の材料によって形成されている。
各マイクロレンズ１４の曲面は、互いに屈折率が異なる基板１０とレンズ層１３とによ
り概ね規定されている。各マイクロレンズ１４は、下側に凸状に突出した凸レンズとして
構築されている。
り概ね規定されている。各マイクロレンズ１４は、下側に凸状に突出した凸レンズとして
構築されている。
本実施形態では、後述する製造方法により製造されるため、膜１２（酸化膜）が、各マ
イクロレンズ１４の縁付近及びマイクロレンズ１４が形成されていない領域における基板
１０の上面に残されている。膜１２は、例えば透明な酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）からな
る。
イクロレンズ１４の縁付近及びマイクロレンズ１４が形成されていない領域における基板
１０の上面に残されている。膜１２は、例えば透明な酸化シリコン膜（ＳｉＯ２）からな
る。
光路長調整層１５は、例えばＳｉＯ２などの高透過率（高透光性）の材料によって形成
されている。光路長調整層１５の屈折率は、例えば基板１０と同程度となっている。
光路長調整層１５は、レンズ層１３上に、第１の膜１６、第２の膜１７及び第３の膜１
８をこの順に形成したものである。尚、第１の膜１６、第２の膜１７及び第３の膜１８の
詳細については後述する。
されている。光路長調整層１５の屈折率は、例えば基板１０と同程度となっている。
光路長調整層１５は、レンズ層１３上に、第１の膜１６、第２の膜１７及び第３の膜１
８をこの順に形成したものである。尚、第１の膜１６、第２の膜１７及び第３の膜１８の
詳細については後述する。
マイクロレンズアレイ基板１は、その使用時には、各マイクロレンズ１４が、例えば液
晶装置等の電気光学装置の各画素に対応するように配置される。従って、各マイクロレン
ズ１４の中央付近に入射する光は、各マイクロレンズ１４の屈折作用及び光路長調整層１
５の調整作用により、電気光学装置における各画素の中央に向けて集光される。
晶装置等の電気光学装置の各画素に対応するように配置される。従って、各マイクロレン
ズ１４の中央付近に入射する光は、各マイクロレンズ１４の屈折作用及び光路長調整層１
５の調整作用により、電気光学装置における各画素の中央に向けて集光される。
遮光膜１９は、マイクロレンズアレイ基板１が取り付けられる電気光学装置における非
開口領域を規定する。具体的には、遮光膜１９は、格子状の非開口領域を単独で規定する
ように、格子状の平面パターンを有する。尚、遮光膜１９は、格子状の非開口領域を、他
の遮光膜と協働で規定するように、ストライプ状の平面パターンを有していてもよい。
開口領域を規定する。具体的には、遮光膜１９は、格子状の非開口領域を単独で規定する
ように、格子状の平面パターンを有する。尚、遮光膜１９は、格子状の非開口領域を、他
の遮光膜と協働で規定するように、ストライプ状の平面パターンを有していてもよい。
これにより、より確実に各画素の非開口領域を規定でき、各画素間における光抜け等を
抑制できる。更に、電気光学装置の非開口領域に作り込まれる、光が入射すると光電効果
による光リーク電流が発生して特性が変化してしまうＴＦＴ等の電子素子に、光が入射す
るのを抑制できる。
抑制できる。更に、電気光学装置の非開口領域に作り込まれる、光が入射すると光電効果
による光リーク電流が発生して特性が変化してしまうＴＦＴ等の電子素子に、光が入射す
るのを抑制できる。
尚、図１においては、光路長調整層１５上の遮光膜１９を覆って平坦化膜２０が形成さ
れており、平坦化膜２０上に透明導電膜２１が形成されている。更に、透明導電膜２１上
に配向膜が形成されていてもよい。加えて、マイクロレンズアレイ基板１に対して、遮光
膜１９により区切られた各画素の開口領域に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）又はＢ（青）のカラー
フィルターを作り込んでもよい。
れており、平坦化膜２０上に透明導電膜２１が形成されている。更に、透明導電膜２１上
に配向膜が形成されていてもよい。加えて、マイクロレンズアレイ基板１に対して、遮光
膜１９により区切られた各画素の開口領域に、Ｒ（赤）、Ｇ（緑）又はＢ（青）のカラー
フィルターを作り込んでもよい。
図２に示すように、マイクロレンズ１４の縁部は、基板１０とエッチングレートが異な
る膜１２から形成されている。各マイクロレンズ１４の縁部では、その曲面が基板１０の
面に対して相対的に急峻に切り立っている。
る膜１２から形成されている。各マイクロレンズ１４の縁部では、その曲面が基板１０の
面に対して相対的に急峻に切り立っている。
マイクロレンズ１４のレンズ曲面は、側縁にテーパーを有する非球面となっている。具
体的には、マイクロレンズ１４の基板１０におけるレンズ曲面は、球面と比べて底が浅い
非球面、即ち断面が半楕円状となっている。マイクロレンズ１４の膜１２におけるレンズ
曲面は、底が浅い非球面と比べて急峻に切り立った面、即ち断面が直線状となっている。
従って、各マイクロレンズ１４では、球面レンズの場合と比較して、中央付近における曲
率半径が大きくなっている。
そして、非球面の度合いに応じてレンズ効率が向上されている。例えば、開口部の径と
レンズ深さが同じ球面レンズと比較して、本実施形態のように中央付近だけ曲面にしてい
るレンズによれば、曲面を大きく（曲率半径を小さく）することが可能であるため、焦点
距離を小さくできる。
更に、球面収差が小さくなり、球面レンズの場合と比較して、焦点が一定になる。
体的には、マイクロレンズ１４の基板１０におけるレンズ曲面は、球面と比べて底が浅い
非球面、即ち断面が半楕円状となっている。マイクロレンズ１４の膜１２におけるレンズ
曲面は、底が浅い非球面と比べて急峻に切り立った面、即ち断面が直線状となっている。
従って、各マイクロレンズ１４では、球面レンズの場合と比較して、中央付近における曲
率半径が大きくなっている。
そして、非球面の度合いに応じてレンズ効率が向上されている。例えば、開口部の径と
レンズ深さが同じ球面レンズと比較して、本実施形態のように中央付近だけ曲面にしてい
るレンズによれば、曲面を大きく（曲率半径を小さく）することが可能であるため、焦点
距離を小さくできる。
更に、球面収差が小さくなり、球面レンズの場合と比較して、焦点が一定になる。
図２において、符号Ｌｔ１は、マイクロレンズ１４の基板１０におけるレンズ曲面の最
も傾斜した部分、即ちマイクロレンズ１４の基板１０におけるレンズ曲面の上縁における
接線である。符号Ｌｔ２は、マイクロレンズ１４の膜１２におけるレンズ曲面の最も傾斜
した部分、即ちマイクロレンズ１４の膜１２におけるレンズ曲面の上縁における接線であ
る。角度θは、接線Ｌｔ１と接線Ｌｔ２とのなす角度である。
も傾斜した部分、即ちマイクロレンズ１４の基板１０におけるレンズ曲面の上縁における
接線である。符号Ｌｔ２は、マイクロレンズ１４の膜１２におけるレンズ曲面の最も傾斜
した部分、即ちマイクロレンズ１４の膜１２におけるレンズ曲面の上縁における接線であ
る。角度θは、接線Ｌｔ１と接線Ｌｔ２とのなす角度である。
本実施形態において、マイクロレンズ１４のレンズ曲面は、角度θが例えば３０°〜５
０°となるように規定されている。尚、角度θは、光源と投射側のレンズ設計により、レ
ンズ曲面が緩やかになる角度から急峻になる角度までコントロール可能である。
０°となるように規定されている。尚、角度θは、光源と投射側のレンズ設計により、レ
ンズ曲面が緩やかになる角度から急峻になる角度までコントロール可能である。
また、角度θを、電気光学装置の仕様に応じて適宜設定することによって、各マイクロ
レンズ１４の中央付近のみならず縁付近を通して集光される光が、対応する画素の開口領
域を通過するようにできる。
レンズ１４の中央付近のみならず縁付近を通して集光される光が、対応する画素の開口領
域を通過するようにできる。
このような構成により、図２において基板の下側から入射される投射光等の入射光を、
マイクロレンズ１４による集光作用によって効率的に表示に寄与する光として利用できる
。よって、明るく鮮明な画像表示が可能となる。
マイクロレンズ１４による集光作用によって効率的に表示に寄与する光として利用できる
。よって、明るく鮮明な画像表示が可能となる。
（マイクロレンズアレイ基板の製造方法）
次に、本発明の一実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１の製造方法について、図
３〜図９を参照して説明する。
次に、本発明の一実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１の製造方法について、図
３〜図９を参照して説明する。
図３（ａ）〜図８（ｃ）は、マイクロレンズアレイ基板１の製造工程及び基板の反りの
説明図である。
図９は、基板１０に対するマスクＭの配置関係を示す平面図である。
尚、図３（ａ）〜図８（ｃ）において、左段にはマイクロレンズアレイ基板１の製造工
程における断面工程図を図示し、右段には基板の反りの様子を図示している。
また、以下の説明においては、便宜上、基板１０の反りだけでなく基板本体１０ａの反
りについても「基板の反り」と称する。
基板の中心から基板が最も反っている部分（基板の端縁）までの基板の法線方向（基板
に反りが生じていないときの基板の厚み方向）における距離を、「反り量」と称する。こ
こで、反り量は、基板の中心から基板の左端縁までの基板の法線方向における距離と、基
板の中心から基板の右端縁までの基板の法線方向における距離と、を足し合わせて２で割
った値、即ち左右の反り量の平均値とする。
尚、基板の反りとしては基板が凹状（下に凸）に反る場合と基板が凸状（上に凸）に反
る場合とがあるが、反り量は絶対値で示している。
説明図である。
図９は、基板１０に対するマスクＭの配置関係を示す平面図である。
尚、図３（ａ）〜図８（ｃ）において、左段にはマイクロレンズアレイ基板１の製造工
程における断面工程図を図示し、右段には基板の反りの様子を図示している。
また、以下の説明においては、便宜上、基板１０の反りだけでなく基板本体１０ａの反
りについても「基板の反り」と称する。
基板の中心から基板が最も反っている部分（基板の端縁）までの基板の法線方向（基板
に反りが生じていないときの基板の厚み方向）における距離を、「反り量」と称する。こ
こで、反り量は、基板の中心から基板の左端縁までの基板の法線方向における距離と、基
板の中心から基板の右端縁までの基板の法線方向における距離と、を足し合わせて２で割
った値、即ち左右の反り量の平均値とする。
尚、基板の反りとしては基板が凹状（下に凸）に反る場合と基板が凸状（上に凸）に反
る場合とがあるが、反り量は絶対値で示している。
先ず、図３（ａ）の左段に示すように、基板本体１０ａ上に、例えば化学気相成長（以
下、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）と称する）、スパッタリング等により、アモ
ルファスシリコン（α-Ｓｉ）からなる膜１１ａを形成する。基板本体１０ａとしては、
石英等からなる円板状の透明板部材を用いる。基板本体１０ａのサイズは、例えば直径２
００ｍｍ程度、厚み１．２ｍｍ程度とする。
この工程では、図３（ａ）の右段に示すように、基板に反りは生じない。
下、ＣＶＤ（Chemical Vapor Deposition）と称する）、スパッタリング等により、アモ
ルファスシリコン（α-Ｓｉ）からなる膜１１ａを形成する。基板本体１０ａとしては、
石英等からなる円板状の透明板部材を用いる。基板本体１０ａのサイズは、例えば直径２
００ｍｍ程度、厚み１．２ｍｍ程度とする。
この工程では、図３（ａ）の右段に示すように、基板に反りは生じない。
次に、図３（ｂ）の左段に示すように、膜１１ａに対するフォトリソグラフィ及びエッ
チングを用いたパターニングにより、形成すべきマーク１１に対応する箇所以外の領域の
膜１１ａを剥離する。これにより、後述するマスクＭａに対し、形成すべきマイクロレン
ズの中心に対応する箇所に開口部Ｍｈを開けるためのアライメントマークとして機能する
マーク１１を形成する。
この工程では、図３（ｂ）の右段に示すように、基板に反りは生じない。
チングを用いたパターニングにより、形成すべきマーク１１に対応する箇所以外の領域の
膜１１ａを剥離する。これにより、後述するマスクＭａに対し、形成すべきマイクロレン
ズの中心に対応する箇所に開口部Ｍｈを開けるためのアライメントマークとして機能する
マーク１１を形成する。
この工程では、図３（ｂ）の右段に示すように、基板に反りは生じない。
次に、図３（ｃ）の左段に示すように、基板本体１０ａ上の膜１１ａを覆うように、例
えばフッ酸系等の所定種類のエッチャントに対するエッチングレートが基板本体１０ａよ
りも高い膜（酸化膜）１２ａを形成する。このような膜１２ａは、例えばＣＶＤ、スパッ
タリング等により、透明な酸化シリコン膜から形成する。膜１２ａの厚みは、例えば、４
００Å以上６００Å以下とする。本実施形態では、膜１２ａの厚みは５００Å程度とする
。
えばフッ酸系等の所定種類のエッチャントに対するエッチングレートが基板本体１０ａよ
りも高い膜（酸化膜）１２ａを形成する。このような膜１２ａは、例えばＣＶＤ、スパッ
タリング等により、透明な酸化シリコン膜から形成する。膜１２ａの厚みは、例えば、４
００Å以上６００Å以下とする。本実施形態では、膜１２ａの厚みは５００Å程度とする
。
その後、膜１２ａが形成された基板本体１０ａに対して、例えば窒素ガス（Ｎ２ガス）
雰囲気下で、８００℃以上１１００℃以下でアニール処理を行う。これにより、膜１２ａ
のエッチングレートを決める。
この工程では、図３（ｃ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反る。このと
きの反り量は２０μｍ程度である。このように基板が反る理由は、アニール処理によって
基板本体１０ａが熱変形したためと考えられる。或いは、基板本体１０ａは両端支持の状
態で配置されることから、基板本体１０ａが自重によりたわんだためと考えられる。
雰囲気下で、８００℃以上１１００℃以下でアニール処理を行う。これにより、膜１２ａ
のエッチングレートを決める。
この工程では、図３（ｃ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反る。このと
きの反り量は２０μｍ程度である。このように基板が反る理由は、アニール処理によって
基板本体１０ａが熱変形したためと考えられる。或いは、基板本体１０ａは両端支持の状
態で配置されることから、基板本体１０ａが自重によりたわんだためと考えられる。
次に、図４（ａ）の左段に示すように、膜１２ａの上に、例えばＣＶＤ、スパッタリン
グ等により、ポリシリコン膜からなるマスクＭａを形成する。
この工程では、図４（ａ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
ある。つまり、このときの反り量は２０μｍ程度である。
グ等により、ポリシリコン膜からなるマスクＭａを形成する。
この工程では、図４（ａ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
ある。つまり、このときの反り量は２０μｍ程度である。
次に、図４（ｂ）の左段に示すように、マスクＭａに対するフォトリソグラフィ及びエ
ッチングを用いたパターニングにより、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する箇所
に開口部Ｍｈを開ける。この際、開口部Ｍｈの位置は、マーク１１の位置に基いて決定す
る。これにより、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する箇所に開口部Ｍｈを有する
マスクＭを形成する。尚、図４（ｂ）の左段に示す図は、図９のＡ−Ａ線に沿った断面図
に相当する。
ッチングを用いたパターニングにより、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する箇所
に開口部Ｍｈを開ける。この際、開口部Ｍｈの位置は、マーク１１の位置に基いて決定す
る。これにより、形成すべきマイクロレンズの中心に対応する箇所に開口部Ｍｈを有する
マスクＭを形成する。尚、図４（ｂ）の左段に示す図は、図９のＡ−Ａ線に沿った断面図
に相当する。
図９に示すように、開口部Ｍｈの径Ｒ１は、凹部１０ｂの径Ｒ２（形成すべきマイクロ
レンズ１４の径）よりも小さくする。図９において、符号Ｗ１は平面視矩形状の１画素の
第１の幅、符号Ｗ２は第１の幅に対して直交する第２の幅、符号Ｗ３は画素の対角方向の
第３の幅である。例えば、第１の幅Ｗ１及び第２の幅Ｗ２は、それぞれ４μｍ〜３０μｍ
となっている。例えば、開口部Ｍｈの径Ｒ１のサイズは、１μｍよりも長くかつ第３の幅
Ｗ３の８０％程度の長さよりも短くする。凹部１０ｂの径Ｒ２のサイズは、開口部Ｍｈの
径Ｒ１よりも長くかつ第３の幅Ｗ３の９５％程度の長さよりも短くする。
レンズ１４の径）よりも小さくする。図９において、符号Ｗ１は平面視矩形状の１画素の
第１の幅、符号Ｗ２は第１の幅に対して直交する第２の幅、符号Ｗ３は画素の対角方向の
第３の幅である。例えば、第１の幅Ｗ１及び第２の幅Ｗ２は、それぞれ４μｍ〜３０μｍ
となっている。例えば、開口部Ｍｈの径Ｒ１のサイズは、１μｍよりも長くかつ第３の幅
Ｗ３の８０％程度の長さよりも短くする。凹部１０ｂの径Ｒ２のサイズは、開口部Ｍｈの
径Ｒ１よりも長くかつ第３の幅Ｗ３の９５％程度の長さよりも短くする。
この工程では、図４（ｂ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
ある。つまり、このときの反り量は２０μｍ程度である。
ある。つまり、このときの反り量は２０μｍ程度である。
次に、図４（ｃ）の左段に示すように、マスクＭを介して、膜１２ａと基板本体１０ａ
とを、フッ酸系のエッチャントによりウエットエッチングする。すると、膜１２ａのエッ
チャントに対するエッチングレートは、基板本体１０ａよりも高いので、膜１２ａはより
早くエッチングされる。
とを、フッ酸系のエッチャントによりウエットエッチングする。すると、膜１２ａのエッ
チャントに対するエッチングレートは、基板本体１０ａよりも高いので、膜１２ａはより
早くエッチングされる。
即ち、エッチングにより膜１２ａに開口部１２ｈが形成されるまでの間は、マスクＭの
開口部Ｍｈの周囲における膜１２ａに対して球面の凹部が掘られるが、膜１２ａに開口部
１２ｈが形成された後には、膜１２ａがより早くエッチングされる。このため、エッチン
グは、開口部Ｍｈの深さ方向よりも周囲に早く広がる。即ち、サイドエッチが相対的に大
きく入る。これにより、膜１２ａが形成された基板本体１０ａには、側縁にテーパーを有
する非球面の凹部１０ｂが掘られる。具体的には、基板本体１０ａには、球面と比べて底
が浅い凹部１０ｂが掘られる。
開口部Ｍｈの周囲における膜１２ａに対して球面の凹部が掘られるが、膜１２ａに開口部
１２ｈが形成された後には、膜１２ａがより早くエッチングされる。このため、エッチン
グは、開口部Ｍｈの深さ方向よりも周囲に早く広がる。即ち、サイドエッチが相対的に大
きく入る。これにより、膜１２ａが形成された基板本体１０ａには、側縁にテーパーを有
する非球面の凹部１０ｂが掘られる。具体的には、基板本体１０ａには、球面と比べて底
が浅い凹部１０ｂが掘られる。
その後、時間管理等により、マイクロレンズ１４に対応する大きさの凹部１０ｂが掘ら
れた段階で、エッチングを終了する。即ち、マイクロレンズ毎に、底が浅い凹部１０ｂが
掘られた基板１０が完成する。
この工程では、図４（ｃ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
あるが、ウエットエッチングにより基板の反りの度合いが若干変化している。このときの
反り量は２５μｍ程度である。
れた段階で、エッチングを終了する。即ち、マイクロレンズ毎に、底が浅い凹部１０ｂが
掘られた基板１０が完成する。
この工程では、図４（ｃ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
あるが、ウエットエッチングにより基板の反りの度合いが若干変化している。このときの
反り量は２５μｍ程度である。
本実施形態では、例えば材質、密度、孔隙率等の膜１２ａの種類、例えばＣＶＤ、スパ
ッタリング等の膜１２ａの形成方法、例えば４００℃以下或いは４００℃以上１０００℃
以下等の膜１２ａの形成温度、及び膜１２ａの形成後における熱処理或いはアニール処理
における処理温度のうち、少なくとも一つに係る条件設定により、エッチングレートの制
御を行う。
ッタリング等の膜１２ａの形成方法、例えば４００℃以下或いは４００℃以上１０００℃
以下等の膜１２ａの形成温度、及び膜１２ａの形成後における熱処理或いはアニール処理
における処理温度のうち、少なくとも一つに係る条件設定により、エッチングレートの制
御を行う。
例えば、ＣＶＤとスパッタリングとでは、スパッタリングの方が、膜１２ａがより緻密
となり、そのエッチングレートを低くできる。また、膜１２ａの形成後の熱処理について
は、処理温度を高くすると膜１２ａがより緻密となり、そのエッチングレートを低くでき
、逆に処理温度を低くするとそのエッチングレートを高くできる。そして、このようなエ
ッチングレートの制御によって、最終的に得られる凹部１０ｂが規定する非球面における
曲率或いは曲率分布を比較的容易に調整できる。
となり、そのエッチングレートを低くできる。また、膜１２ａの形成後の熱処理について
は、処理温度を高くすると膜１２ａがより緻密となり、そのエッチングレートを低くでき
、逆に処理温度を低くするとそのエッチングレートを高くできる。そして、このようなエ
ッチングレートの制御によって、最終的に得られる凹部１０ｂが規定する非球面における
曲率或いは曲率分布を比較的容易に調整できる。
尚、膜１２ａの厚みによっても、最終的に得られる凹部１０ｂが規定する非球面におけ
る曲率或いは曲率分布を比較的容易に調整できる。
る曲率或いは曲率分布を比較的容易に調整できる。
このようなエッチングレート制御用の各種条件設定や膜１２ａの厚み設定は、実験的、
経験的、理論的等により、或いはシミュレーションによって、実際に用いられるマイクロ
レンズ１４のサイズ及びマイクロレンズ１４として要求される性能や装置仕様等に応じて
、個別具体的に設定すればよい。
経験的、理論的等により、或いはシミュレーションによって、実際に用いられるマイクロ
レンズ１４のサイズ及びマイクロレンズ１４として要求される性能や装置仕様等に応じて
、個別具体的に設定すればよい。
次に、図５（ａ）の左段に示すように、マスクＭをエッチング処理によって除去する。
尚、凹部１０ｂを形成する工程（図４（ｃ）の左段に示す工程）におけるエッチングによ
って、マスクＭが完全に除去されるように、マスクＭの厚みを設定することができれば、
本工程（図５（ａ）の左段に示す工程）は省略可能である。
この工程では、図５（ａ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
ある。つまり、このときの反り量は２５μｍ程度である。
尚、凹部１０ｂを形成する工程（図４（ｃ）の左段に示す工程）におけるエッチングによ
って、マスクＭが完全に除去されるように、マスクＭの厚みを設定することができれば、
本工程（図５（ａ）の左段に示す工程）は省略可能である。
この工程では、図５（ａ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
ある。つまり、このときの反り量は２５μｍ程度である。
次に、図５（ｂ）の左段に示すように、例えばプラズマＣＶＤ（以下、ＰＥＣＶＤ（Pl
asma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）と称する）により、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ、Ｎ
Ｈ３等の原料ガスを用いることより、凹部１０ｂに、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）を堆積
させる。これによりＳｉＯＮからなるマイクロレンズ１４を含むレンズ層１３ａを形成す
る。
asma-Enhanced Chemical Vapor Deposition）と称する）により、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ、Ｎ
Ｈ３等の原料ガスを用いることより、凹部１０ｂに、酸窒化シリコン（ＳｉＯＮ）を堆積
させる。これによりＳｉＯＮからなるマイクロレンズ１４を含むレンズ層１３ａを形成す
る。
ここで、原料ガスに用いるＮ２ＯとＮＨ３との比を変更すれば、マイクロレンズ１４の
屈折率を調整することができる。これにより、画素サイズ、ＴＦＴの形状、投射レンズの
Ｆ値に適合した焦点位置を実現できる。
屈折率を調整することができる。これにより、画素サイズ、ＴＦＴの形状、投射レンズの
Ｆ値に適合した焦点位置を実現できる。
例えば、Ｎ２ＯとＮＨ３との流量比（Ｎ２Ｏの流量：ＮＨ３の流量）は１：１とする。
尚、流量比はこれに限らず、Ｎ２Ｏだけを流してもよいし、ＮＨ３だけを流してもよく、
適宜設定可能である。また、流量比を変化させても基板の反りへの影響はほとんど無い。
尚、流量比はこれに限らず、Ｎ２Ｏだけを流してもよいし、ＮＨ３だけを流してもよく、
適宜設定可能である。また、流量比を変化させても基板の反りへの影響はほとんど無い。
レンズ層１３ａの厚み（膜１２の上面からレンズ層１３ａの上面までの距離）は、５μ
ｍ〜２０μｍとすることが好ましい。本実施形態では、レンズ層１３ａの厚みは、８μｍ
程度とする。尚、基板１０をセットするセットプレートの温度は１５０℃〜３７０℃に設
定する。本工程で積層するレンズ層１３ａの厚みは、レンズ層１３ａの上面（レンズ層１
３ａの上面のうち最も低い部分）が基板１０の上面よりも上方に位置するように、凹部１
０ｂの深さにより制御する。
ｍ〜２０μｍとすることが好ましい。本実施形態では、レンズ層１３ａの厚みは、８μｍ
程度とする。尚、基板１０をセットするセットプレートの温度は１５０℃〜３７０℃に設
定する。本工程で積層するレンズ層１３ａの厚みは、レンズ層１３ａの上面（レンズ層１
３ａの上面のうち最も低い部分）が基板１０の上面よりも上方に位置するように、凹部１
０ｂの深さにより制御する。
この工程では、図５（ｂ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
あるが、レンズ層１３ａの形成により基板の反りの度合いが若干変化する。このときの反
り量は１５μｍ程度である。即ち、レンズ層１３ａは、基板１０の法線方向と直交する方
向に圧縮応力を受ける膜として機能する。尚、基板１０の法線方向と直交する方向に圧縮
応力を受ける膜については後述する。
あるが、レンズ層１３ａの形成により基板の反りの度合いが若干変化する。このときの反
り量は１５μｍ程度である。即ち、レンズ層１３ａは、基板１０の法線方向と直交する方
向に圧縮応力を受ける膜として機能する。尚、基板１０の法線方向と直交する方向に圧縮
応力を受ける膜については後述する。
図５（ｂ）の左段に示したように、凹部１０ｂを有する基板１０上にＰＥＣＶＤを用い
てレンズ層１３ａを形成すると、半球が半ピッチずれたような形で成膜される。
てレンズ層１３ａを形成すると、半球が半ピッチずれたような形で成膜される。
そのため、次に、図５（ｃ）の左段に示すように、例えば化学機械研磨法（以下、ＣＭ
Ｐ法（Chemical Mechanical Polishing）と称する）により、レンズ層１３ａの上部を平
坦化する。これにより、上面が平坦化されたレンズ層１３を形成する。レンズ層１３の厚
み（膜１２の上面からレンズ層１３の上面までの距離）は、例えば３μｍ程度とする。
この工程では、図５（ｃ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
ある。つまり、このときの反り量は１５μｍ程度である。
Ｐ法（Chemical Mechanical Polishing）と称する）により、レンズ層１３ａの上部を平
坦化する。これにより、上面が平坦化されたレンズ層１３を形成する。レンズ層１３の厚
み（膜１２の上面からレンズ層１３の上面までの距離）は、例えば３μｍ程度とする。
この工程では、図５（ｃ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
ある。つまり、このときの反り量は１５μｍ程度である。
尚、ＣＭＰ法によりレンズ層１３ａの上部を平坦化する前に、レンズ層１３ａの外周部
をドライエッチングで除去しておくことが好ましい。これにより、ＣＭＰ法によりレンズ
層１３ａの上部を平坦化する際に、マイクロレンズ部（マイクロレンズ１４が形成される
凹部１０ｂが形成されている部分）と平坦部（凹部１０ｂが形成されていない部分）とで
段差が生じることを抑制できる。
をドライエッチングで除去しておくことが好ましい。これにより、ＣＭＰ法によりレンズ
層１３ａの上部を平坦化する際に、マイクロレンズ部（マイクロレンズ１４が形成される
凹部１０ｂが形成されている部分）と平坦部（凹部１０ｂが形成されていない部分）とで
段差が生じることを抑制できる。
次に、レンズ層１３上に、光路長調整層１５を形成する。光路長調整層１５を形成する
工程は、基板１０の法線方向と直交する方向に圧縮応力を受ける第１の膜１６と、基板１
０の法線方向と直交する方向に引張応力を受ける第２の膜１７と、を交互に積層する工程
を含む。光路長調整層１５を形成する工程では、アニール処理によって基板１０に生じる
反りを相殺する方向に基板を反らせるように、最初に第１の膜１６をレンズ層１３上に形
成する。
工程は、基板１０の法線方向と直交する方向に圧縮応力を受ける第１の膜１６と、基板１
０の法線方向と直交する方向に引張応力を受ける第２の膜１７と、を交互に積層する工程
を含む。光路長調整層１５を形成する工程では、アニール処理によって基板１０に生じる
反りを相殺する方向に基板を反らせるように、最初に第１の膜１６をレンズ層１３上に形
成する。
ここで、「基板１０の法線方向と直交する方向に圧縮応力を受ける」とは、基板１０が
もとの平坦な状態に戻ろうとする力（基板１０の復元力）により、第１の膜１６に対して
基板１０の法線方向と直交する方向に収縮する力が作用することを意味する。言い換える
と、第１の膜１６には基板１０を押し広げる力が作用することを意味する。
「基板１０の法線方向と直交する方向に引張応力を受ける」とは、基板１０の復元力に
より、第２の膜１７に対して基板１０の法線方向と直交する方向に伸長する力が作用する
ことを意味する。言い換えると、第２の膜１７には基板１０を引き戻す力が作用すること
を意味する。
もとの平坦な状態に戻ろうとする力（基板１０の復元力）により、第１の膜１６に対して
基板１０の法線方向と直交する方向に収縮する力が作用することを意味する。言い換える
と、第１の膜１６には基板１０を押し広げる力が作用することを意味する。
「基板１０の法線方向と直交する方向に引張応力を受ける」とは、基板１０の復元力に
より、第２の膜１７に対して基板１０の法線方向と直交する方向に伸長する力が作用する
ことを意味する。言い換えると、第２の膜１７には基板１０を引き戻す力が作用すること
を意味する。
本実施形態では、光路長調整層１５を形成する工程として、以下の工程を採用する。
先ず、図６（ａ）の左段に示すように、例えばＰＥＣＶＤにより、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ等
の原料ガスを用いることにより、所定のプラズマ条件で、レンズ層１３上にＳｉＯ２から
なる第１の膜１６を形成する。
先ず、図６（ａ）の左段に示すように、例えばＰＥＣＶＤにより、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ等
の原料ガスを用いることにより、所定のプラズマ条件で、レンズ層１３上にＳｉＯ２から
なる第１の膜１６を形成する。
第１の膜１６を形成する際には、高周波プラズマ源と低周波プラズマ源とを用いる。こ
れにより、基板の反りが変化するからである。具体的には、低周波プラズマ源を用いると
、第１の膜１６が緻密になり、第１の膜１６が、基板１０の法線方向と直交する方向に圧
縮応力を受ける。
れにより、基板の反りが変化するからである。具体的には、低周波プラズマ源を用いると
、第１の膜１６が緻密になり、第１の膜１６が、基板１０の法線方向と直交する方向に圧
縮応力を受ける。
プラズマ条件としては、例えば、高周波プラズマ源の周波数と低周波プラズマ源の周波
数との比（高周波プラズマ源の周波数：低周波プラズマ源の周波数）を２：１とする。
数との比（高周波プラズマ源の周波数：低周波プラズマ源の周波数）を２：１とする。
本実施形態では、高周波プラズマ源の周波数を１３．５６ＭＨｚとし、低周波プラズマ
源の周波数を３００ｋＨｚとする。尚、高周波プラズマ源の周波数及び低周波プラズマ源
の周波数は、これに限らず、適宜設定可能である。高周波プラズマ源の周波数と低周波プ
ラズマ源の周波数との比を変化させることにより、基板の反りを変化させることができる
。
源の周波数を３００ｋＨｚとする。尚、高周波プラズマ源の周波数及び低周波プラズマ源
の周波数は、これに限らず、適宜設定可能である。高周波プラズマ源の周波数と低周波プ
ラズマ源の周波数との比を変化させることにより、基板の反りを変化させることができる
。
本実施形態では、第１の膜１６の厚みは、４μｍ程度とする。尚、第１の膜１６の厚み
は、これに限らず、適宜設定可能である。第１の膜１６の厚みを変化させることにより、
基板の反りを変化させることができる。
は、これに限らず、適宜設定可能である。第１の膜１６の厚みを変化させることにより、
基板の反りを変化させることができる。
この工程では、図６（ａ）の右段に示すように、第１の膜１６の作用により、基板が凸
状（上に凸）に反る。即ち、アニール処理によって基板に生じる反りの向きと、第１の膜
１６の作用による基板の反りの向きとは互いに逆である。このときの反り量は２０μｍ程
度である。
状（上に凸）に反る。即ち、アニール処理によって基板に生じる反りの向きと、第１の膜
１６の作用による基板の反りの向きとは互いに逆である。このときの反り量は２０μｍ程
度である。
次に、図６（ｂ）の左段に示すように、例えばＰＥＣＶＤにより、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ等
の原料ガスを用いることにより、所定のプラズマ条件で、第１の膜１６上にＳｉＯ２から
なる第２の膜１７を形成する。
の原料ガスを用いることにより、所定のプラズマ条件で、第１の膜１６上にＳｉＯ２から
なる第２の膜１７を形成する。
第２の膜１７を形成する際には、高周波プラズマ源を用いる。これにより、基板の反り
が変化するからである。具体的には、高周波プラズマ源を用いると、第２の膜１７が、基
板１０の法線方向と直交する方向に引張応力を受ける。
が変化するからである。具体的には、高周波プラズマ源を用いると、第２の膜１７が、基
板１０の法線方向と直交する方向に引張応力を受ける。
プラズマ条件としては、例えば、第１の膜１６を形成する際の高周波プラズマ源の周波
数と第２の膜１７を形成する際の高周波プラズマ源の周波数との比（第１の膜１６を形成
する際の高周波プラズマ源の周波数：第２の膜１７を形成する際の高周波プラズマ源の周
波数）を２：３とする。
数と第２の膜１７を形成する際の高周波プラズマ源の周波数との比（第１の膜１６を形成
する際の高周波プラズマ源の周波数：第２の膜１７を形成する際の高周波プラズマ源の周
波数）を２：３とする。
本実施形態では、第２の膜１７の厚みは、３μｍ程度とする。尚、第２の膜１７の厚み
は、これに限らず、適宜設定可能である。第２の膜１７の厚みを変化させることにより、
基板の反りを変化させることができる。
は、これに限らず、適宜設定可能である。第２の膜１７の厚みを変化させることにより、
基板の反りを変化させることができる。
この工程では、図６（ｂ）の右段に示すように、第２の膜１７の作用により、基板が凹
状（下に凸）に反る。即ち、第１の膜１６の作用による基板の反りの向きと、第２の膜１
７の作用による基板の反りの向きとは互いに逆である。このときの反り量は５μｍ程度で
ある。
状（下に凸）に反る。即ち、第１の膜１６の作用による基板の反りの向きと、第２の膜１
７の作用による基板の反りの向きとは互いに逆である。このときの反り量は５μｍ程度で
ある。
次に、図６（ｃ）の左段に示すように、例えばＰＥＣＶＤにより、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ等
の原料ガスを用いることにより、所定のプラズマ条件で、第２の膜１７上にＳｉＯ２から
なる第３の膜１８を形成する。これにより、光路長調整層１５が完成する。
の原料ガスを用いることにより、所定のプラズマ条件で、第２の膜１７上にＳｉＯ２から
なる第３の膜１８を形成する。これにより、光路長調整層１５が完成する。
第３の膜１８を形成する際には、第１の膜１６の形成工程と同様、高周波プラズマ源と
低周波プラズマ源とを用いる。これにより、第３の膜１８が、基板１０の法線方向と直交
する方向に圧縮応力を受ける。
低周波プラズマ源とを用いる。これにより、第３の膜１８が、基板１０の法線方向と直交
する方向に圧縮応力を受ける。
プラズマ条件としては、例えば、高周波プラズマ源の周波数と低周波プラズマ源の周波
数との比（高周波プラズマ源の周波数：低周波プラズマ源の周波数）を２：１とする。
数との比（高周波プラズマ源の周波数：低周波プラズマ源の周波数）を２：１とする。
尚、高周波プラズマ源の周波数及び低周波プラズマ源の周波数は、これに限らず、適宜
設定可能である。高周波プラズマ源の周波数と低周波プラズマ源の周波数との比を変化さ
せることにより、基板の反りを変化させることができる。
設定可能である。高周波プラズマ源の周波数と低周波プラズマ源の周波数との比を変化さ
せることにより、基板の反りを変化させることができる。
本実施形態では、第３の膜１８の厚みは、４μｍ程度とする。尚、第３の膜１８の厚み
は、これに限らず、適宜設定可能である。第３の膜１８の厚みを変化させることにより、
基板の反りを変化させることができる。
は、これに限らず、適宜設定可能である。第３の膜１８の厚みを変化させることにより、
基板の反りを変化させることができる。
この工程では、図６（ｃ）の右段に示すように、第３の膜１８の作用により、基板がも
との平らな状態に戻る。即ち、基板の反りが解消される。
との平らな状態に戻る。即ち、基板の反りが解消される。
尚、本実施形態では、光路長調整層１５を形成する工程において、第１の膜１６、第２
の膜１７及び第３の膜１８の３層を積層したが、これに限らない。
例えば、第１の膜１６及び第２の膜１７の２層を積層した構成としてもよい。また、基
板１０の法線方向と直交する方向に圧縮応力を受ける膜（第１の膜に相当）と、基板１０
の法線方向と直交する方向に引張応力を受ける膜（第２の膜に相当）と、を交互に４層以
上積層した構成としてもよい。
ただし、生産効率を向上させる観点からは積層数（成膜回数）は少なくしたほうがよい
。
の膜１７及び第３の膜１８の３層を積層したが、これに限らない。
例えば、第１の膜１６及び第２の膜１７の２層を積層した構成としてもよい。また、基
板１０の法線方向と直交する方向に圧縮応力を受ける膜（第１の膜に相当）と、基板１０
の法線方向と直交する方向に引張応力を受ける膜（第２の膜に相当）と、を交互に４層以
上積層した構成としてもよい。
ただし、生産効率を向上させる観点からは積層数（成膜回数）は少なくしたほうがよい
。
また、本実施形態では、基板１０が石英基板であり、かつ、酸化膜１２が酸化シリコン
膜である構成を挙げており、光路長調整層１５を形成する工程では、最初にレンズ層１３
上に形成する膜として第１の膜１６を選択しているが、これに限らない。光路長調整層１
５を形成する工程では、アニール処理によって基板に生じる反りを相殺する方向に基板を
反らせるような応力を発現する膜を、第１の膜１６と第２の膜１７の中から選択して、最
初にレンズ層１３上に形成してもよい。
すなわち、基板１０の法線方向と直交する方向に圧縮応力を受ける膜と基板１０の法線
方向と直交する方向に引張応力を受ける膜のうち、アニール処理によって基板に生じる反
りを相殺する方向に基板を反らせるような応力を発現する一方の膜を、光路長調整層１５
の最下層として形成し、その一方の膜の上に他方の膜を形成する。さらに、他方の膜の上
に、一方の膜と他方の膜を交互に形成してもよい。
膜である構成を挙げており、光路長調整層１５を形成する工程では、最初にレンズ層１３
上に形成する膜として第１の膜１６を選択しているが、これに限らない。光路長調整層１
５を形成する工程では、アニール処理によって基板に生じる反りを相殺する方向に基板を
反らせるような応力を発現する膜を、第１の膜１６と第２の膜１７の中から選択して、最
初にレンズ層１３上に形成してもよい。
すなわち、基板１０の法線方向と直交する方向に圧縮応力を受ける膜と基板１０の法線
方向と直交する方向に引張応力を受ける膜のうち、アニール処理によって基板に生じる反
りを相殺する方向に基板を反らせるような応力を発現する一方の膜を、光路長調整層１５
の最下層として形成し、その一方の膜の上に他方の膜を形成する。さらに、他方の膜の上
に、一方の膜と他方の膜を交互に形成してもよい。
ここで、光路長調整層１５を厚く形成すると、表面が荒れて白濁することがある。その
ため、次に、例えばＣＭＰ法により、光路長調整層１５（第３の膜１８）の上部を平坦化
する。これにより、上面が平坦化された光路長調整層１５を形成する。尚、光路長調整層
１５の研磨量は、例えば１μｍ以下とする。
ため、次に、例えばＣＭＰ法により、光路長調整層１５（第３の膜１８）の上部を平坦化
する。これにより、上面が平坦化された光路長調整層１５を形成する。尚、光路長調整層
１５の研磨量は、例えば１μｍ以下とする。
次に、図７（ａ）の左段に示すように、光路長調整層１５（第３の膜１８）の上に、例
えばスパッタリング等により、アルミニウム（Ａｌ）からなる膜１９ａを形成する。膜１
９ａの厚みは、例えば１５００Å程度とする。
この工程では、図７（ｂ）の右段に示すように、基板に反りは生じない。
えばスパッタリング等により、アルミニウム（Ａｌ）からなる膜１９ａを形成する。膜１
９ａの厚みは、例えば１５００Å程度とする。
この工程では、図７（ｂ）の右段に示すように、基板に反りは生じない。
次に、図７（ｂ）の左段に示すように、膜１９ａに対するフォトリソグラフィ及びエッ
チングを用いたパターニングにより、マーク１１に対応する箇所の領域（マーク１１と平
面視重なる領域）の膜１９ａを剥離し、開口部１９ｈ１を開ける。これにより、マーク１
１を覗くための窓としての開口部１９ｈ１を有する膜１９ｂを形成する。
その後、パターニングの際に用いたレジストマスク（図示略）を、塩素等のエッチャン
トを用いたエッチングにより、雰囲気温度２５０℃程度で剥離する。
チングを用いたパターニングにより、マーク１１に対応する箇所の領域（マーク１１と平
面視重なる領域）の膜１９ａを剥離し、開口部１９ｈ１を開ける。これにより、マーク１
１を覗くための窓としての開口部１９ｈ１を有する膜１９ｂを形成する。
その後、パターニングの際に用いたレジストマスク（図示略）を、塩素等のエッチャン
トを用いたエッチングにより、雰囲気温度２５０℃程度で剥離する。
この工程では、図７（ｂ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反る。このと
きの反り量は８０μｍ程度である。このように基板が反る理由は、レジストマスクを剥離
する際の雰囲気温度の影響で膜１９ａが収縮したためと考えられる。
きの反り量は８０μｍ程度である。このように基板が反る理由は、レジストマスクを剥離
する際の雰囲気温度の影響で膜１９ａが収縮したためと考えられる。
次に、図７（ｃ）の左段に示すように、膜１９ｂに対するフォトリソグラフィ及びエッ
チングを用いたパターニングにより、各画素の開口領域に対応する領域（開口領域と平面
視重なる領域）の膜１９ｂを剥離し、開口部１９ｈ２を開ける。これにより、開口部１９
ｈ１及び開口部１９ｈ２を有する遮光膜１９を形成する。
尚、遮光膜１９の両端部の膜１９ｃは、素子基板と対向基板とを貼り合わせる際に位置
決めをするためのアライメントマークとして機能する。
チングを用いたパターニングにより、各画素の開口領域に対応する領域（開口領域と平面
視重なる領域）の膜１９ｂを剥離し、開口部１９ｈ２を開ける。これにより、開口部１９
ｈ１及び開口部１９ｈ２を有する遮光膜１９を形成する。
尚、遮光膜１９の両端部の膜１９ｃは、素子基板と対向基板とを貼り合わせる際に位置
決めをするためのアライメントマークとして機能する。
次に、図８（ａ）の左段に示すように、光路長調整層１５（第３の膜１８）上の遮光膜
１９を覆うように、例えばＰＥＣＶＤにより、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ等の原料ガスを用いるこ
とにより、所定のプラズマ条件で、ＳｉＯ２からなる膜２０ａを形成する。
１９を覆うように、例えばＰＥＣＶＤにより、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ等の原料ガスを用いるこ
とにより、所定のプラズマ条件で、ＳｉＯ２からなる膜２０ａを形成する。
膜２０ａを形成する際には、第１の膜１６の形成工程と同様、高周波プラズマ源と低周
波プラズマ源とを用いる。
波プラズマ源とを用いる。
プラズマ条件としては、例えば、高周波プラズマ源の周波数と低周波プラズマ源の周波
数との比（高周波プラズマ源の周波数：低周波プラズマ源の周波数）を２：１とする。
数との比（高周波プラズマ源の周波数：低周波プラズマ源の周波数）を２：１とする。
尚、高周波プラズマ源の周波数及び低周波プラズマ源の周波数は、これに限らず、適宜
設定可能である。高周波プラズマ源の周波数と低周波プラズマ源の周波数との比を変化さ
せることにより、基板の反りを変化させることができる。
設定可能である。高周波プラズマ源の周波数と低周波プラズマ源の周波数との比を変化さ
せることにより、基板の反りを変化させることができる。
本実施形態では、膜２０ａの厚み（遮光膜１９の上面から膜２０ａの上面までの距離）
は、２μｍ程度とする。尚、膜２０ａの厚みは、これに限らず、適宜設定可能である。膜
２０ａの厚みを変化させることにより、基板の反りを変化させることができる。
は、２μｍ程度とする。尚、膜２０ａの厚みは、これに限らず、適宜設定可能である。膜
２０ａの厚みを変化させることにより、基板の反りを変化させることができる。
この工程では、図８（ａ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
あるが、膜２０ａの形成により基板の反りの度合いが若干変化する。このときの反り量は
７０μｍ程度である。即ち、膜２０ａは、基板１０の法線方向と直交する方向に圧縮応力
を受ける膜として機能する。
あるが、膜２０ａの形成により基板の反りの度合いが若干変化する。このときの反り量は
７０μｍ程度である。即ち、膜２０ａは、基板１０の法線方向と直交する方向に圧縮応力
を受ける膜として機能する。
図８（ａ）の左段に示したように、光路長調整層１５（第３の膜１８）上の遮光膜１９
を覆うように、ＰＥＣＶＤを用いて膜２０ａを形成すると、膜２０ａが、遮光膜１９の膜
が形成された部分と膜が形成されていない部分（開口部１９ｈ１，１９ｈ２）に倣った形
で成膜される。
を覆うように、ＰＥＣＶＤを用いて膜２０ａを形成すると、膜２０ａが、遮光膜１９の膜
が形成された部分と膜が形成されていない部分（開口部１９ｈ１，１９ｈ２）に倣った形
で成膜される。
そのため、次に、図８（ｂ）の左段に示すように、例えばＣＭＰ法により、膜２０ａの
上部を平坦化する。これにより、上面が平坦化された平坦化膜２０を形成する。平坦化膜
２０の厚み（遮光膜１９の上面から平坦化膜２０の上面までの距離）は、例えば１μｍ程
度とする。
この工程では、図８（ｂ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
ある。つまり、このときの反り量は７０μｍ程度である。
上部を平坦化する。これにより、上面が平坦化された平坦化膜２０を形成する。平坦化膜
２０の厚み（遮光膜１９の上面から平坦化膜２０の上面までの距離）は、例えば１μｍ程
度とする。
この工程では、図８（ｂ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
ある。つまり、このときの反り量は７０μｍ程度である。
次に、図８（ｃ）の左段に示すように、平坦化膜２０上に、例えばスパッタリング等に
より、酸化インジウム錫（以下、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）と称する）からなる透明導
電膜２１を形成する。透明導電膜２１の厚みは、例えば１４６０Å程度とする。
この工程では、図８（ｃ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
ある。つまり、このときの反り量は７０μｍ程度である。
より、酸化インジウム錫（以下、ＩＴＯ（Indium Tin Oxide）と称する）からなる透明導
電膜２１を形成する。透明導電膜２１の厚みは、例えば１４６０Å程度とする。
この工程では、図８（ｃ）の右段に示すように、基板が凹状（下に凸）に反ったままで
ある。つまり、このときの反り量は７０μｍ程度である。
以上の工程により、本発明の一実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１が完成する
。
。
本実施形態に係るマイクロレンズアレイ基板１の製造方法によれば、光路長調整層１５
を形成する工程の最初に基板１０の法線方向と直交する方向に圧縮応力を受ける第１の膜
１６をレンズ層１３上に形成するので、光路長調整層１５を形成する最初の段階で、アニ
ール処理によって基板に生じる応力を大きく緩和させることができる。
仮に、最初に基板１０の法線方向と直交する方向に引張応力を受ける第２の膜１７をレ
ンズ層１３上に形成した場合、第２の膜１７は、アニール処理によって基板に生じる反り
を増大させる方向に基板を反らせる方向に作用する。そのため、光路長調整層１５を形成
する最初の段階で、基板が大きく反ってしまい、基板の反りを相殺する補正が困難となる
。これに対し、本実施形態に係る方法では、最初に第１の膜１６をレンズ層１３上に形成
するため、上述の問題が生じることはない。
また、第１の膜１６と第２の膜１７とを交互に積層するので、第１の膜１６及び第２の
膜１７の厚みや材料等の形成条件を調整することにより、基板に生じる応力を緩和させる
度合いを調整しつつ基板の反りを相殺する補正ができる。
従って、基板の反りを抑制することができる。
を形成する工程の最初に基板１０の法線方向と直交する方向に圧縮応力を受ける第１の膜
１６をレンズ層１３上に形成するので、光路長調整層１５を形成する最初の段階で、アニ
ール処理によって基板に生じる応力を大きく緩和させることができる。
仮に、最初に基板１０の法線方向と直交する方向に引張応力を受ける第２の膜１７をレ
ンズ層１３上に形成した場合、第２の膜１７は、アニール処理によって基板に生じる反り
を増大させる方向に基板を反らせる方向に作用する。そのため、光路長調整層１５を形成
する最初の段階で、基板が大きく反ってしまい、基板の反りを相殺する補正が困難となる
。これに対し、本実施形態に係る方法では、最初に第１の膜１６をレンズ層１３上に形成
するため、上述の問題が生じることはない。
また、第１の膜１６と第２の膜１７とを交互に積層するので、第１の膜１６及び第２の
膜１７の厚みや材料等の形成条件を調整することにより、基板に生じる応力を緩和させる
度合いを調整しつつ基板の反りを相殺する補正ができる。
従って、基板の反りを抑制することができる。
本実施形態では、図８（ｃ）の右段に示したように、マイクロレンズアレイ基板１は、
基板が凹状（下に凸）に反ったままである。この理由は、対向基板を貼り合わせる対象で
ある素子基板の反りに適合するようにするためである。
尚、基板の反り量が１００μｍ以下であれば、素子基板と対向基板との貼り合わせ工程
で影響がない、即ち素子基板と対向基板とを貼り合わせる際の位置合わせが難しくなるこ
とはないとされている。本実施形態では、基板の反り量が７０μｍ程度であり、上述の１
００μｍよりも小さいため、素子基板と対向基板とを貼り合わせる際の位置合わせを容易
に行うことができる。
基板が凹状（下に凸）に反ったままである。この理由は、対向基板を貼り合わせる対象で
ある素子基板の反りに適合するようにするためである。
尚、基板の反り量が１００μｍ以下であれば、素子基板と対向基板との貼り合わせ工程
で影響がない、即ち素子基板と対向基板とを貼り合わせる際の位置合わせが難しくなるこ
とはないとされている。本実施形態では、基板の反り量が７０μｍ程度であり、上述の１
００μｍよりも小さいため、素子基板と対向基板とを貼り合わせる際の位置合わせを容易
に行うことができる。
尚、本実施形態では、マイクロレンズアレイ基板１として、複数のマイクロレンズ１４
に対応する複数の凹部１０ｂを形成した基板１０に、レンズ材料を堆積させることにより
複数のマイクロレンズ１４を形成し、これら複数のマイクロレンズ１４からなるレンズ層
１３を形成するとともに、レンズ層１３上に光路長調整層１５を形成し、さらに、光路長
調整層１５上に、遮光膜１９、平坦化膜２０及び透明導電膜２１をこの順に形成したもの
を挙げて説明したが、これに限らない。
マイクロレンズアレイ基板としては、例えば、遮光膜１９、平坦化膜２０及び透明導電
膜２１を含まない構成であってもよい。
に対応する複数の凹部１０ｂを形成した基板１０に、レンズ材料を堆積させることにより
複数のマイクロレンズ１４を形成し、これら複数のマイクロレンズ１４からなるレンズ層
１３を形成するとともに、レンズ層１３上に光路長調整層１５を形成し、さらに、光路長
調整層１５上に、遮光膜１９、平坦化膜２０及び透明導電膜２１をこの順に形成したもの
を挙げて説明したが、これに限らない。
マイクロレンズアレイ基板としては、例えば、遮光膜１９、平坦化膜２０及び透明導電
膜２１を含まない構成であってもよい。
（変形例）
次に、本発明の変形例に係るマイクロレンズアレイ基板２の製造方法について、図１０
を参照して説明する。
図１０（ａ）〜（ｃ）は、マイクロレンズアレイ基板の製造工程及び基板の反りの説明
図である。
尚、図１０（ａ）〜（ｃ）において、左段にはマイクロレンズアレイ基板の製造工程に
おける断面工程図を図示し、右段には基板の反りの様子を図示している。また、図１０（
ａ）〜（ｃ）において、上記実施形態と同様の工程については図示を省略し、その説明を
省略する。
次に、本発明の変形例に係るマイクロレンズアレイ基板２の製造方法について、図１０
を参照して説明する。
図１０（ａ）〜（ｃ）は、マイクロレンズアレイ基板の製造工程及び基板の反りの説明
図である。
尚、図１０（ａ）〜（ｃ）において、左段にはマイクロレンズアレイ基板の製造工程に
おける断面工程図を図示し、右段には基板の反りの様子を図示している。また、図１０（
ａ）〜（ｃ）において、上記実施形態と同様の工程については図示を省略し、その説明を
省略する。
本変形例に係る光路長調整層２５を形成する工程では、光路長調整層２５を形成する工
程以降に行う後工程によって基板に生じる反りを相殺する方向に基板を反らせる。
程以降に行う後工程によって基板に生じる反りを相殺する方向に基板を反らせる。
本変形例では、光路長調整層２５を形成する工程として、以下の工程を採用する。
先ず、図１０（ａ）の左段に示すように、例えばＰＥＣＶＤにより、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ
等の原料ガスを用いることにより、所定のプラズマ条件で、レンズ層１３上にＳｉＯ２か
らなる第１の膜２６、第２の膜２７及び第３の膜２８をこの順に積層する。これにより、
レンズ層１３上に光路長調整層２５を形成する。
先ず、図１０（ａ）の左段に示すように、例えばＰＥＣＶＤにより、ＳｉＨ４、Ｎ２Ｏ
等の原料ガスを用いることにより、所定のプラズマ条件で、レンズ層１３上にＳｉＯ２か
らなる第１の膜２６、第２の膜２７及び第３の膜２８をこの順に積層する。これにより、
レンズ層１３上に光路長調整層２５を形成する。
本変形例では、第１の膜２６、第２の膜２７及び第３の膜２８の形成工程において、プ
ラズマ源の周波数や厚みを適宜変化させることにより、図１０（ａ）の右段に示すように
、基板を凸状（上に凸）に反らせる。即ち、光路長調整層２５の作用による基板の反りの
向きを、後工程によって基板に生じる反りの向きに対して逆にする。
ラズマ源の周波数や厚みを適宜変化させることにより、図１０（ａ）の右段に示すように
、基板を凸状（上に凸）に反らせる。即ち、光路長調整層２５の作用による基板の反りの
向きを、後工程によって基板に生じる反りの向きに対して逆にする。
次に、図１０（ｂ）の左段に示すように、膜１９ａに対するフォトリソグラフィ及びエ
ッチングを用いたパターニングにより、マーク１１に対応する箇所の領域（マーク１１と
平面視重なる領域）の膜１９ａを剥離し、開口部１９ｈ１を開ける。これにより、マーク
１１を覗くための窓としての開口部１９ｈ１を有する膜１９ｂを形成する。
その後、パターニングの際に用いたレジストマスク（図示略）を、塩素等のエッチャン
トを用いたエッチングにより、雰囲気温度２５０℃程度で剥離する。
ッチングを用いたパターニングにより、マーク１１に対応する箇所の領域（マーク１１と
平面視重なる領域）の膜１９ａを剥離し、開口部１９ｈ１を開ける。これにより、マーク
１１を覗くための窓としての開口部１９ｈ１を有する膜１９ｂを形成する。
その後、パターニングの際に用いたレジストマスク（図示略）を、塩素等のエッチャン
トを用いたエッチングにより、雰囲気温度２５０℃程度で剥離する。
この工程では、図１０（ｂ）の右段に示すように、レジストマスクを剥離する際の雰囲
気温度の影響により、基板がもとの平らな状態に戻る。即ち、基板の反りが解消される。
気温度の影響により、基板がもとの平らな状態に戻る。即ち、基板の反りが解消される。
その後、図１０（ｃ）の左段に示すように、遮光膜１９を形成する工程、平坦化膜２０
を形成する工程及び透明導電膜２１を形成する工程を経ることにより、本変形例に係るマ
イクロレンズアレイ基板２が完成する。
を形成する工程及び透明導電膜２１を形成する工程を経ることにより、本変形例に係るマ
イクロレンズアレイ基板２が完成する。
本変形例に係るマイクロレンズアレイ基板２の製造方法によれば、光路長調整層２５を
形成する工程において、後工程（膜１９ｂを形成する工程）で基板に生じる応力を緩和さ
せる方向に、基板を予め反らせておくことができる。そのため、最終的に製造されるマイ
クロレンズアレイ基板２に反りが生じることを抑制することができる。
形成する工程において、後工程（膜１９ｂを形成する工程）で基板に生じる応力を緩和さ
せる方向に、基板を予め反らせておくことができる。そのため、最終的に製造されるマイ
クロレンズアレイ基板２に反りが生じることを抑制することができる。
尚、本変形例では、後工程が遮光膜１９となる膜１９ｂを形成する工程であるとし、光
路長調整層２５を形成する工程では、膜１９ｂを形成する工程によって基板に生じる反り
を相殺する方向に基板を反らせる例を挙げて説明したが、これに限らない。光路長調整層
２５を形成する工程以降の後工程において他にも基板に反りを生じさせる工程があれば、
光路長調整層２５を形成する段階で、この後工程によって基板に生じる反りを相殺する方
向に基板を予め反らせてもよい。
路長調整層２５を形成する工程では、膜１９ｂを形成する工程によって基板に生じる反り
を相殺する方向に基板を反らせる例を挙げて説明したが、これに限らない。光路長調整層
２５を形成する工程以降の後工程において他にも基板に反りを生じさせる工程があれば、
光路長調整層２５を形成する段階で、この後工程によって基板に生じる反りを相殺する方
向に基板を予め反らせてもよい。
［電子機器］
上述したマイクロレンズアレイ基板は、例えば図１１に示すようなプロジェクター１０
０の光変調装置を構成する対向基板として用いられる。
上述したマイクロレンズアレイ基板は、例えば図１１に示すようなプロジェクター１０
０の光変調装置を構成する対向基板として用いられる。
図１１は、プロジェクターの概略構成図である。
プロジェクター１００は、図１１に示すように、光源１０１と、ダイクロイックミラー
１０２、１０３と、赤色光用光変調装置１０４、緑色光用光変調装置１０５及び青色光用
光変調装置１０６と、導光光学系１０７と、反射ミラー１１０〜１１２と、クロスダイク
ロイックプリズム１１３と、投射レンズ１１４とを備えている。プロジェクター１００か
ら出射したカラー画像光は、スクリーン１１５上に投影される。
プロジェクター１００は、図１１に示すように、光源１０１と、ダイクロイックミラー
１０２、１０３と、赤色光用光変調装置１０４、緑色光用光変調装置１０５及び青色光用
光変調装置１０６と、導光光学系１０７と、反射ミラー１１０〜１１２と、クロスダイク
ロイックプリズム１１３と、投射レンズ１１４とを備えている。プロジェクター１００か
ら出射したカラー画像光は、スクリーン１１５上に投影される。
光源１０１は、メタルハライドなどのランプ１０１ａと、ランプ１０１ａの光を反射す
るリフレクター１０１ｂとを備えている。
るリフレクター１０１ｂとを備えている。
ダイクロイックミラー１０２は、光源１０１からの白色光に含まれる赤色光を透過させ
ると共に、緑色光と青色光とを反射する構成となっている。ダイクロイックミラー１０３
は、ダイクロイックミラー１０２で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させ
ると共に緑色光を反射する構成となっている。
ると共に、緑色光と青色光とを反射する構成となっている。ダイクロイックミラー１０３
は、ダイクロイックミラー１０２で反射された緑色光及び青色光のうち青色光を透過させ
ると共に緑色光を反射する構成となっている。
赤色光用光変調装置１０４、緑色光用光変調装置１０５及び青色光用光変調装置１０６
は、上述したマイクロレンズアレイ基板を対向基板として備えている。
赤色光用光変調装置１０４は、ダイクロイックミラー１０２を透過した赤色光が入射さ
れ、入射した赤色光を所定の画像信号に基づいて変調する構成となっている。
緑色光用光変調装置１０５は、ダイクロイックミラー１０３で反射された緑色光が入射
され、入射した緑色光を所定の画像信号に基づいて変調する構成となっている。
青色光用光変調装置１０６は、ダイクロイックミラー１０３を透過した青色光が入射さ
れ、入射した青色光を所定の画像信号に基づいて変調する構成となっている。
は、上述したマイクロレンズアレイ基板を対向基板として備えている。
赤色光用光変調装置１０４は、ダイクロイックミラー１０２を透過した赤色光が入射さ
れ、入射した赤色光を所定の画像信号に基づいて変調する構成となっている。
緑色光用光変調装置１０５は、ダイクロイックミラー１０３で反射された緑色光が入射
され、入射した緑色光を所定の画像信号に基づいて変調する構成となっている。
青色光用光変調装置１０６は、ダイクロイックミラー１０３を透過した青色光が入射さ
れ、入射した青色光を所定の画像信号に基づいて変調する構成となっている。
導光光学系１０７は、入射レンズ１０７ａとリレーレンズ１０７ｂと出射レンズ１０７
ｃとによって構成されており、青色光の光路が長いことによる光損失を抑制するために設
けられている。
ｃとによって構成されており、青色光の光路が長いことによる光損失を抑制するために設
けられている。
反射ミラー１１０は、ダイクロイックミラー１０２を透過した赤色光を赤色光用光変調
装置１０４に向けて反射する構成となっている。
反射ミラー１１１は、ダイクロイックミラー１０３及び入射レンズ１０７ａを透過した
青色光をリレーレンズ１０７ｂに向けて反射する構成となっている。
反射ミラー１１２は、リレーレンズ１０７ｂを出射した青色光を出射レンズ１０７ｃに
向けて反射する構成となっている。
装置１０４に向けて反射する構成となっている。
反射ミラー１１１は、ダイクロイックミラー１０３及び入射レンズ１０７ａを透過した
青色光をリレーレンズ１０７ｂに向けて反射する構成となっている。
反射ミラー１１２は、リレーレンズ１０７ｂを出射した青色光を出射レンズ１０７ｃに
向けて反射する構成となっている。
クロスダイクロイックプリズム１１３は、４つの直角プリズムを貼り合わせることによ
って構成されており、その界面には赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘
電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これら誘電体多層膜により３つの色の光が合成
されて、カラー画像を表す光が形成される。
投射レンズ１１４は、クロスダイクロイックプリズム１１３によって合成されたカラー
画像を拡大してスクリーン１１５上に投影する構成となっている。
って構成されており、その界面には赤色光を反射する誘電体多層膜と青色光を反射する誘
電体多層膜とがＸ字状に形成されている。これら誘電体多層膜により３つの色の光が合成
されて、カラー画像を表す光が形成される。
投射レンズ１１４は、クロスダイクロイックプリズム１１３によって合成されたカラー
画像を拡大してスクリーン１１５上に投影する構成となっている。
以上、図面を参照しながら本発明に係る好適な実施形態について説明したが、本発明は
上記の実施形態に限定されないことは言うまでもない。上記の実施形態において示した各
構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲にお
いて設計要求等に基づき種々変更可能である。
その他、マイクロレンズアレイ基板の各構成要素の形状、数、配置、材料、形成方法等
に関する具体的な記載は、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である
。
上記の実施形態に限定されないことは言うまでもない。上記の実施形態において示した各
構成部材の諸形状や組み合わせ等は一例であって、本発明の主旨から逸脱しない範囲にお
いて設計要求等に基づき種々変更可能である。
その他、マイクロレンズアレイ基板の各構成要素の形状、数、配置、材料、形成方法等
に関する具体的な記載は、上記の実施形態に限定されることなく、適宜変更が可能である
。
１，２…マイクロレンズアレイ基板、１０…基板、１０ｂ…凹部、１２，１２ａ…膜（酸
化膜）、１４…マイクロレンズ、１５，２５…光路長調整層、１６，２６…第１の膜、１
７，２７…第２の膜、１９…遮光膜、Ｍ…マスク、Ｍｈ…開口部
化膜）、１４…マイクロレンズ、１５，２５…光路長調整層、１６，２６…第１の膜、１
７，２７…第２の膜、１９…遮光膜、Ｍ…マスク、Ｍｈ…開口部
Claims (5)
- 基板上にアラインメントマークとして機能するマークを形成する工程と、
前記マークが形成された前記基板上に酸化膜を形成する工程と、
前記酸化膜が形成された前記基板に対してアニール処理を行う工程と、
形成すべきマイクロレンズに対応する箇所に開口部を有するマスクを前記酸化膜上に形成する工程と、
前記マスクを介して前記酸化膜と前記基板とをウエットエッチングすることにより、前記酸化膜が形成された前記基板に凹部を形成する工程と、
前記凹部に前記基板と屈折率が異なる材料を堆積させることにより、マイクロレンズを形成する工程と、
前記基板の法線方向と直交する方向に圧縮応力を受ける第１の膜、又は前記基板の法線方向と直交する方向に引張応力を受ける第２の膜を形成し前記基板に生じる反りを解消する工程と、
前記マークに対応する箇所の領域にフォトリソグラフィとエッチングで開口部を開けた遮光膜を形成する工程と、
を有するマイクロレンズアレイ基板の製造方法。 - 前記反りを相殺する工程では、前記アニール処理によって前記基板に生じる反りを相殺する方向に前記基板を反らせるような応力を発現する膜を、前記第１の膜と前記第２の膜の中から選択して、最初に前記マイクロレンズ上に形成する
請求項１に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法。 - 前記反りを相殺する工程では、最初に前記マイクロレンズ上に形成する膜が前記第１の膜である
請求項１または２に記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法。 - 前記基板が石英基板であり、かつ、前記酸化膜が酸化シリコン膜である
請求項１乃至３のいずれかに記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法。 - 前記アニール処理は、８００℃以上１１００℃以下で行う
請求項１乃至４のいずれかに記載のマイクロレンズアレイ基板の製造方法。
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- 2015-12-07 US US14/961,844 patent/US20160084997A1/en not_active Abandoned
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