JP2002103337A

JP2002103337A - マイクロ構造体アレイ用金型、マイクロ構造体アレイ、及びその作製方法

Info

Publication number: JP2002103337A
Application number: JP2000305580A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Tejima; 隆行手島
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-10-05
Filing date: 2000-10-05
Publication date: 2002-04-09
Anticipated expiration: 2020-10-05
Also published as: JP3513478B2

Abstract

(57)【要約】【課題】制御性が高く、マイクロ構造体アレイの面内分
布を小さくでき、マイクロ構造体の曲率半径を小さくで
きる、高精度な位置合わせ用の形成容易なアライメント
マーカーを具備したマイクロ構造体アレイの作製方法を
実現する。【解決手段】導電性部２を有する基板１上に第1のマス
ク層３を形成し、第1のマスク層３に所望の間隔で複数
のマイクロ構造体用開口部４を形成し、導電性部２を陰
極として開口部４及び第1のマスク層３上に第１のメッ
キ層５ないし電着層を形成し、第１のメッキ層５ないし
電着層の所望のマイクロ構造体アレイ領域上及び該アレ
イ領域外の近接する２個以上の第１のメッキ層５ないし
電着層領域上に第２のマスク層６を形成し、第２のマス
ク層６のない領域の第１のメッキ層５ないし電着層を除
去し、第２のマスク層６を除去する。第２のマスク層６
で覆われた近接する２個以上の第１のメッキ層６ないし
電着層がアライメントマーカー形成用のものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、光エレクトロニク
ス分野等で使用されるマイクロレンズアレイなどのマイ
クロ構造体アレイを作製するための金型（本明細書で
は、特に区別する場合を除いて、金型と言う場合は金型
及び金型マスターを含めた意味で使用する）、マイクロ
レンズアレイなどのマイクロ構造体アレイ、及びその作
製方法等に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】マイクロレンズアレイは、直径数μｍか
ら数１００μｍの微小な略半球状のレンズを複数配置し
たものであり、液晶表示装置、受光装置、光通信システ
ムにおけるファイバー間接続等の様々な用途に使用され
るようになってきた。

【０００３】一方、発光素子間隔を狭くできアレイ化が
容易な面発光レーザー等の開発が進み、レンズアレイの
間隔を狭くでき開口数（ＮＡ）の大きなマイクロレンズ
への要求が高まっている。

【０００４】受光素子においても同様に、半導体プロセ
ス技術の発達に伴い、素子間隔が狭まり、ＣＣＤ等に見
られるように、ますます受光素子の小型化がなされてい
る。この結果、ここでも、レンズ間隔の狭い、開口数の
大きなマイクロレンズアレイが必要となっている。この
様なマイクロレンズでは、レンズ面に入射する光の利用
効率が高い高集光率のマイクロレンズが望まれている。

【０００５】さらに、今後期待される光情報処理分野で
ある光並列処理・演算、光インターコネクション等にお
いても、同様の要望がある。

【０００６】また、エレクトロルミネッセンス（ＥＬ）
等の自発光型のディスプレイ装置の研究開発もさかんに
行われ、高精細且つ高輝度のディスプレイの提案がなさ
れている。この様なディスプレイにおいては、小型且つ
開口数の大きなマイクロレンズアレイに加えて、低コス
トで大面積のマイクロレンズアレイの要求がある。

【０００７】また更に、液晶プロジェクタ等に搭載する
マイクロレンズアレイにあっては、マイクロレンズと画
素部との間のずれによる集光率の低下を解消し、より明
るい画像を得るために、駆動基板との高精度な位置合わ
せを実現するアライメントマーカーを具備する必要があ
る。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】以上の様な状況におい
て、従来、イオン交換法（M. Oikawa, et al., Jpn. J.
Appl. Phys. 20(１) L51-54, 1981）を用いて多成分ガ
ラスからなる基板上の複数の箇所を高屈折率化して、複
数のレンズを形成する様にしたマイクロレンズアレイの
製造方法が知られている。しかしながら、この方法で
は、レンズ同士の間隔に比べてレンズの開口径を大きく
とれず、開口数の大きなレンズの設計が困難であった。
また、大面積のマイクロレンズアレイを作製するにはイ
オン拡散装置等の大規模な製造装置が必要とされ、製造
が容易でないという問題もあった。また、金型を用いた
モールディングに比べてガラス毎にイオン交換工程を施
す必要があり、製造装置の作製条件管理を十分に行わな
いと、レンズの品質、例えば焦点距離のばらつきがロッ
ト間で大きくなるという問題があった。また、この方法
は、金型を用いた方法に比べて、割高になる。

【０００９】さらに、イオン交換法では、ガラス基板中
に被イオン交換用のアルカリイオンが必須となり、基板
材料がアルカリガラスに限定されアルカリイオンフリー
を前提とする半導体をベースとする素子との適合性が悪
い。さらに、ガラス基板そのものの熱膨張係数が受光装
置や発光装置の基板の熱膨張係数と大きく異なる為に、
素子の集積密度が増加するに伴い、熱膨張係数の不整合
によるミスアライメントが発生する。また、元来、ガラ
ス表面のイオン交換法は、表面に圧縮歪みを残すことが
知られており、どうしてもガラス表面の残留応力と反り
変形のトレードオフの課題が生じ、マイクロレンズアレ
イが大判化するに従い受光装置や発光装置の基板との接
着・接合が困難となってくる。

【００１０】他の方法としては、レジストリフロー法
（D. Daly, et al., Proc. MicrolensArrays Teddingto
n., p23-34, 1991）がある。この方法では、基板上に形
成した樹脂をフォトリソグラフィプロセスを利用して円
筒状にパターニングし、加熱しリフローさせてマイクロ
レンズアレイを作製する。この方法により、様々な形状
のレンズを低コストで作製することが可能である。ま
た、イオン交換法に比べて熱膨張係数や反り等の問題が
ない。しかしながら、この方法は、マイクロレンズの形
状が樹脂の厚み、基板と樹脂との濡れ性状態、及び加熱
温度に強く依存しており、単一基板面内の作製再現性は
高いが、ロット毎のばらつきが発生しやすい。

【００１１】他の方法としては、マイクロレンズアレイ
の原版を作製し、原版にレンズ材料を塗布し、塗布した
レンズ材料を剥離して作製する方法である。原版となる
金型の作製に当たっては、電子ビームを用いて描画する
方法（特開平１−２６１６０１号公報）、金属板の一部
をエッチングし形成する方法（特開平５−３０３００９
号公報）がある。これらの方法は、モールディングにて
マイクロレンズを複製することができ、ロット毎のばら
つきが発生しにくく、また低コストにて作製することが
可能である。また、イオン交換法に比べて熱膨張係数差
に伴うアライメント誤差の発生や反り等の問題を回避で
きる。しかしながら、電子ビームを用いる方法では、電
子ビーム描画装置が高価であり多額の設備投資が必要と
なること、描画面積が制限されているために、１０ｃｍ
角以上の大面積の原版を作製するのが困難であること等
の問題がある。

【００１２】更に他の方法としては、母材上に１次元又
は2次元配列された開口部パターンを有するマスク層を
形成し、開口部からエッチングを行なう方法（特開平０
８−１３６７０４号公報）がある。しかしながら、この
方法では、レジストの開口部からエッチングするため、
掘り込み部の底辺は平らになって光を該開口部の径以下
に集光させることが困難である。また、エッチングする
方法では、主として化学反応を利用した等方性エッチン
グを用いるため、母材の組成や結晶構造が僅かでも変化
すると所望の形状にエッチングできなくなるという問題
がある。

【００１３】上記問題点を解決する方法としては、電気
メッキにより半球状構造体アレイを作製し、これを原版
としてマイクロレンズ用金型を作製し、さらにこの金型
よりマイクロレンズアレイを作製する方法が考案されて
いる（特公昭６４−１０１６９号公報）。この方法によ
ると、大判化が容易で、作製プロセスが容易で、制御性
が高く、且つ安価なマイクロレンズ用金型が作製でき
る。さらに、電気メッキを用いて行なう方法で、曲率半
径の小さなマイクロレンズを作製することが可能にな
る。

【００１４】アライメントマーカーを形成する方法とし
ては、レジストパターン形成時にレンズ用のパターンと
アライメントマーカー用のパターンを同一プロセスにて
形成する方法（特開平０９−１８９９０１号公報）が提
案されている。

【００１５】しかし、この方法に特公昭６４−１０１６
９号公報の方法を適用し、レジストパターン形成時にレ
ンズ用のパターンとアライメントマーカー用のパターン
を同一プロセスにて形成後、電気メッキを行なうと、ア
ライメントマーカー用のパターン形状により電流密度に
分布が発生し、アレイパターンの周辺部で電界が集中し
てメッキ成長が促進され、半球の大きさに面内分布が生
ずる。さらに、アライメントマーカー用パターン周囲に
電流密度分布が生じてしまい、所望のマイクロレンズア
レイ領域に成長するメッキ層の大きさに分布が生じてし
まう。

【００１６】本発明は、上記従来技術の有する問題点に
鑑みなされたものであり、その目的は、（１）作製プロ
セスが容易、かつ制御性が高く、（２）マイクロ構造体
アレイの面内分布を小さくでき、（３）マイクロ構造体
の曲率半径を小さくでき、（４）十字形アライメントマ
ーカーにも対応可能な、（５）高精度な位置合わせを実
現するための形成容易なアライメントマーカーを具備で
きる、マイクロレンズアレイなどのマイクロ構造体アレ
イ用の金型、マイクロレンズアレイなどのマイクロ構造
体アレイ、及びその作製方法等を提供することにある。

【００１７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明のマイクロレンズアレイ用金型等のマイクロ構造体ア
レイの作製方法は、導電性部を有する基板を用い、
（１）前記導電性部上に絶縁性の第1のマスク層を形成
する工程、（２）第1のマスク層に所望のマイクロ構造
体アレイ配列に対応した間隔で複数のマイクロ構造体用
開口部を形成する工程、（３）前記導電性部を陰極とし
て電気メッキないし電着により前記開口部を通じて前記
開口部及び前記第1のマスク層上に第１のメッキ層ない
し電着層を形成する工程、（４）前記基板及び第１のメ
ッキ層ないし電着層の所望のマイクロ構造体アレイ領域
上及び該マイクロ構造体アレイ領域外の適当な位置の近
接する２個以上の第１のメッキ層ないし電着層領域上に
第２のマスク層を形成する工程、（５）前記第２のマス
ク層の形成されていない領域の第１のメッキ層ないし電
着層をエッチングによって除去する工程、（６）第２の
マスク層を除去する工程、を有するマイクロ構造体アレ
イの作製方法であって、工程（４）における前記所望の
マイクロ構造体アレイ領域外の適当な位置の第２のマス
ク層で覆われた近接する２個以上の第１のメッキ層ない
し電着層がアライメントマーカー形成用のものであるこ
とを特徴とする。

【００１８】この作製方法では、アライメントマーカー
用構造も、所望のマイクロ構造体アレイを形成する為の
開口部と同じ開口部を用いて同一のプロセスで形成する
ので、アライメントマーカー用構造を容易に作製でき
る。また、所望のマイクロ構造体アレイ配列に対応した
間隔で複数のマイクロ構造体用開口部を形成するのみな
ので（すなわち、特別に、アライメントマーカー用開口
部を形成する必要がない）、メッキ層ないし電着層を形
成する時の電流密度分布が抑制されてサイズの面内分布
の比較的に小さいマイクロ構造体アレイを容易に作製で
きる。更に、第２のマスク層を選択的に形成すること
で、面内分布の小さい所望のマイクロ構造体アレイ領域
と所望の形状のアライメントマーカー用構造を選定でき
るので、さらに面内分布の小さいマイクロ構造体アレイ
を容易に作製できると共にアライメントマーカーのパタ
ーンを用途に応じて柔軟に設定できる。

【００１９】上記の基本構成に基づいて、以下の如き、
より具体的な態様が可能である。更に、前記工程（３）
の後に、（７）前記第１のマスク層を除去する工程が行
われうる。可能であれば、前記工程（３）の段階で得ら
れる構造上に第２のマスク層を選択的に形成してもよい
が（第１のマスク層が、導電性部に対する密着性が良い
ＰＳＧなどの場合は可能である。この場合、複数の第１
のメッキ層ないし電着層は分離していてもよいし、連続
的になるまで形成されてもよい）、第１のマスク層を除
去して得られる構造上に第２のマスク層を選択的に形成
してもよい。

【００２０】更に、前記工程（６）の後に、（８）前記
第１のメッキ層ないし電着層から導電性部または第１の
マスク層にわたり第２のメッキ層ないし電着層を形成す
る工程が行われうる。これにより、マイクロ構造体アレ
イの面内分布をより小さくでき、さらに第１のメッキ層
ないし電着層が導電性部または第１のマスク層に強固に
固定されて構造がより強固になる。

【００２１】前記工程（２）において、典型的には、前
記開口部が円形であったり、前記開口部が左右、上下に
等間隔で配列されたりする。円形、スリット状などのマ
イクロ構造体用開口部で、ほぼ半球状、半円筒状などの
マイクロ構造体アレイ（半球状マイクロレンズアレイや
レンチキュラーレンズ用の金型などにできる）を形成で
きる。これは、用途に応じて決めればよい。

【００２２】前記工程（５）において、第１のメッキ層
は電解エッチングなどによって除去されうる。また、前
記工程（８）において、第２のメッキ層は無電解メッキ
などによって形成されうる。

【００２３】また、前記アライメントマーカー用のもの
が、前記マイクロ構造体アレイ領域外の適当な位置に形
成された第１のメッキ層ないし電着層、または第1のメ
ッキ層ないし電着層と第2のメッキ層ないし電着層から
なるほぼ半球状構造体の十字形等の集合体であったりす
る。

【００２４】上記マイクロ構造体アレイは、典型的に
は、マイクロ構造体アレイ用金型ないしマイクロレンズ
アレイ用金型として作製される。

【００２５】更に、上記目的を達成する本発明のマイク
ロレンズアレイ用金型等のマイクロ構造体アレイは、マ
イクロ構造体アレイのマイクロ構造体群外にアライメン
トマーカー用構造が形成され、該アライメントマーカー
用構造がほぼ半球状のメッキ層ないし電着層からなるマ
イクロ構造体の集合体であることを特徴とする。これ
は、上記マイクロ構造体アレイの作製方法により容易に
作製されうる。

【００２６】典型的には、このマイクロ構造体アレイの
各マイクロ構造体も、前記ほぼ半球状のメッキ層ないし
電着層からなるマイクロ構造体である。また、前記マイ
クロ構造体は、第１のメッキ層ないし電着層、または第
1のメッキ層ないし電着層および該第1のメッキ層ないし
電着層上に形成された第2のメッキ層ないし電着層から
なる。

【００２７】この構造においては、前記マイクロ構造体
アレイのマイクロ構造体（例えば、導電性基板又は電極
層を有する基板上に形成され、マイクロレンズアレイの
レンズ群に対応する円柱状の軸を有する半球状の第１の
メッキ層、および第1のメッキ層ならびに該電極層上に
形成された第2のメッキ層からなるマイクロ構造体）と
前記アライメントマーカー用構造（例えば、マイクロレ
ンズアレイのレンズ群外の第1のメッキ層、および第1の
メッキ層ならびに該電極層上に形成された第2のメッキ
層からなるアライメントマーカー用構造）の高さを容易
にほぼ等しくでき、また該高さの分布を容易に５％以内
にできる。

【００２８】前記集合体よりなるアライメントマーカー
用構造は、マイクロ構造体の一列のラインを含んだり、
マイクロ構造体の一列のライン同士が交差したものであ
ったり、マイクロ構造体の二列のラインを含んだり、マ
イクロ構造体の二列のライン同士が交差したものであっ
たりする。この様に、第２のマスク層のパターンを適当
に設定することで、アライメントマーカー用構造は柔軟
に設定できる。

【００２９】勿論、上記マイクロ構造体アレイは、典型
的には、マイクロ構造体アレイ用金型ないしマイクロレ
ンズアレイ用金型である。

【００３０】更に、上記目的を達成する本発明の撮像装
置または表示装置は、本発明のマイクロレンズアレイと
して構成されたマイクロ構造体アレイ、或いは本発明の
マイクロレンズアレイ用金型で作製されたマイクロレン
ズアレイを、前記アライメントマーカーを用いて各マイ
クロレンズを各受光部或いは各画素部にアライメントし
た状態で搭載したことを特徴とする。

【００３１】以上が本発明の基本的及びより具体的な構
成要素であり、その詳細及び作用について典型的な例に
沿って以下に更に説明する。

【００３２】まず、半球状等のマイクロ構造体の形成原
理について述べる。導電性基板又は電極層を有する基板
（導電性部を有する基板）上に形成された絶縁層の微小
ないし微細な開口部に電気メッキないし電着（以下の説
明ではメッキで説明を行う）を行うと、まず開口部内に
メッキ層が析出し、さらに電気メッキを行うと開口部及
びマスク層上に第１のメッキ層が成長し始める。電気メ
ッキの陽極に比べて開口部の寸法（径ないし幅）が十分
に小さいと、第１のメッキ層は径ないし幅の中心に対し
て等方的に成長し、半球状等の第１のメッキ層が開口部
及びマスク層上に形成される。開口部形状を円形にする
ことにより、第１のメッキ層はマスク層上に径の中心に
対して等方的に成長できる。エッチングにより原版を形
成する方法に比べて、所望の形状が得られた時点で陽極
と陰極との間に流れる電流を停止すればメッキの析出を
停止できるために、水洗までの時間でエッチングされて
しまうような不測の形状誤差を回避でき、作製の制御性
が良い。

【００３３】次に、典型的にはマイクロレンズアレイで
あるマイクロ構造体アレイ用の金型の作製方法の典型例
を示す。ここで、マイクロレンズないしマイクロレンズ
アレイと言う場合はマイクロ構造体を代表して指すもの
とする。当然、ここで述べることは他のマイクロ構造体
アレイ用金型の作製方法にも適用できる。まず、導電性
基板又は電極層を有する基板上に第１のマスク層を形成
する。メッキ用基板材料としては、金属、半導体、絶縁
体の何れの材料でも良く、平坦性の良好な金属板、ガラ
ス基板、シリコンウエハ等を使用することが可能であ
る。メッキ用基板として金属材料を使用するのであれ
ば、電極層を形成する必要はない。また、半導体を用い
る場合、電気メッキが可能な程度の電導性を有するので
あれば、必ずしも電極層を形成する必要はない。電極層
としては、メッキ液にさらされる為に、使用するメッキ
液に腐蝕されない材料より選択される。但し、後の工程
で、この電極層の上に形成された第１のメッキ層の一部
をエッチングし除去するので第１のメッキ層と合金層を
形成しない材料が好ましい。また、電極層は前記メッキ
液中でもエッチングされない材料が好ましい。第１のマ
スク層は絶縁性を有する材料であれば良く、無機絶縁
体、有機絶縁体のいずれも使用することができる。電極
層及び第１のマスク層の形成方法としては、真空蒸着
法、スピンコート法、ディップ法、化学堆積法（ＣＶ
Ｄ）等の薄膜形成方法が用いられる。

【００３４】次に、第１のマスク層に、マイクロレンズ
アレイのピッチに対応したピッチで複数のマイクロレン
ズ用開口部を所定のマイクロレンズアレイ群領域（すな
わち、使用領域）よりも広い領域に形成する。開口部形
状は円形などが望ましい。開口部形成に当たっては、微
小ないし微細な開口を形成することが可能な半導体フォ
トリソグラフィプロセスとエッチングにより開口部を形
成する。第１のマスク層として、フォトレジストを用い
るとエッチングの工程を省略できる（すなわち、露光と
現像で済む）。

【００３５】この時、アライメントマーカーに対応する
位置にもアライメントマーカー用構造を形成する為の開
口部も同一プロセスにて形成される。これによって、高
精度な位置合わせを実現するためのアライメントマーカ
ーを形成することが可能になる。後に第２のマスク層で
覆われる開口部の配列により十字形等のマーカーに対応
するアライメントマーカーも形成することができる。

【００３６】電気メッキは次の方法で行なう。メッキ用
基板をワークとして、金属イオンを含むメッキ液に漬
け、メッキ用基板と陽極板との間に外部電源を繋げて電
流を流し、開口部に第１のメッキ層を形成する。開口部
にメッキが形成され、さらにメッキを続けることで第1
のマスク層上にも第１のメッキ層が広がり、半球状等の
構造体が形成される。作製するマイクロレンズアレイ用
金型で形成されるレンズの径としては数μｍから数１０
０μｍの範囲であり、この為、開口部の大きさは所望の
マイクロレンズの径よりも小さくする必要がある。メッ
キ成長が等方的となる為には開口部の寸法は半球状等の
構造体の直径ないし幅に比して小さいのが良く、小さい
程、半球状等の構造体の断面形状は真円に近づいて曲率
半径が小さく出来る。

【００３７】マイクロ構造体はメッキ浴中の金属イオン
が電気化学反応により析出することにより形成される。
電気メッキでは、メッキ時間、メッキ温度を制御して第
１のメッキ層の厚さを容易に制御することが可能であ
る。主なメッキの金属としては、単金属では、Ｎｉ、Ａ
ｕ、Ｐｔ、Ｃｒ、Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ等があり、合金で
は、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｃｏ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｚｎ−Ｎｉ
等がある。他の電気メッキ可能な材料も用いることは可
能であるが、前記電極層と合金層を形成しない材料が好
ましい。上記のことは電着についても同様である。電着
液には、電着性有機化合物（アニオン型電着のアクリル
系樹脂、カチオン型電着のエポキシ系樹脂等）の電着液
がある。

【００３８】ここで形成される第1のメッキ層はアレイ
周辺部が中心部分よりも大きく成長する。それは、電流
分布が均一でなく電極の端の部分で電流が集中するから
である。そこで、マイクロレンズ用開口部群領域を所望
のマイクロレンズアレイ領域（すなわち、使用領域）よ
り広く形成しておくことによって、中心部のものより過
度に大きく成長する第１のメッキ層の領域は所望のマイ
クロレンズアレイ領域の外に来ることになる。

【００３９】続いて、以下に示すような方法で、中心部
よりも過度に大きく成長したアレイ周辺部の第1のメッ
キ層を選択的なエッチングによって取り除くことによっ
て、ほぼ均一な高さの第1のメッキ層のアレイを得るこ
とができる。

【００４０】その典型的な方法では、まず第1のマスク
層を除去する。次に、ほぼ均一な大きさに成長した第1
のメッキ層を含む所望のマイクロレンズアレイ領域およ
び該マイクロレンズアレイ領域外の適当な位置の近接す
る２個以上の第１のメッキ層領域上に第2のマスク層を
形成する。ここで、第１のメッキ層が十字に配列するよ
うに第２のマスク層を形成すれば、十字形マーカーに対
応可能なマーカー用構造を形成することが可能となる。

【００４１】第2のマスク層は無機材料、有機材料のい
ずれも使用できるが、後工程のエッチング溶液に対して
耐性のあるものを用いる。第2のマスク層の形成方法と
しては、真空蒸着法、スピンコート法、ディップ法等の
薄膜形成方法を用いる。選択された領域のみに第2のマ
スク層を形成するに当たっては、半導体フォトリソグラ
フィープロセスとエッチングを用いる。ここで、第2の
マスク層としてフォトレジストを用いると、エッチング
の工程を省略できる。

【００４２】第２のマスク層を形成する前に第１のマス
ク層を除去しなくても良いが、除去した方が第２のマス
ク層の基板への密着性は向上する。特に、第1のマスク
層、第２のマスク層の両者ともフォトレジストの場合
は、その密着性向上の効果は大きい。

【００４３】次に、第２のマスク層から露出した第１の
メッキ層をエッチング除去する。エッチングの方法とし
てはドライエッチング、ウエットエッチングを用いる。
エッチングガス、エッチング液は第２のマスク層、電極
層、基板をエッチングせず、選択的に第２のマスク層か
ら露出した第１のメッキ層をエッチングするものを用い
る。

【００４４】またここで、第１のメッキ層を形成した場
合と逆に陰極と陽極を繋ぎ、外部電源から電流を流すこ
とによる電解エッチングを用いても良い（これは電着層
の場合は使えない）。これによって、第２のマスク層か
ら露出した第１のメッキ層が選択的に電解エッチングで
除去される。ここで、電極層が前記メッキ液で電解され
ず且つ第1のメッキ層と合金層を形成しない材料であれ
ば、電解エッチング後、電極層の平らな面が得られる。
同様に第1のメッキ層も電極層と合金層を形成しない材
料であれば電極層の平らな面が得られる。ここで除去さ
れた第１のメッキ層の金属はメッキ液中或いは対極の金
属板に回収でき、高価な金属材料であっても無駄なく使
用できる。

【００４５】残された第２のマスク層に覆われたマイク
ロレンズアレイ領域の第1のメッキ層は、ほぼ均一な大
きさであり、径ないし幅の面内分布が小さい半球状等の
構造体アレイとなる。また、アライメントマーカーとし
ての第１のメッキ層も、第２のマスク層で覆われていた
ので残すことができる。

【００４６】また、所望のマイクロレンズアレイのピッ
チに対応した間隔の複数のマイクロレンズ用開口部は、
アライメントマーカー開口部を含んで同一プロセスにて
容易に形成されるため、マイクロレンズアレイ領域とア
ライメントマーカーとの相対的な位置ずれは起こらな
い。

【００４７】さらにこの方法では、基板内に複数の第2
のマスク層を設けることにより、一枚の基板から、複数
個或いは複数種のアライメントマーカーを有し且つ第1
のメッキ層のサイズの面内分布が小さいマイクロレンズ
アレイ用金型を得ることも可能となる。これは、第1の
メッキ層を形成後、アレイパターンの周辺部を除いた第
１のメッキ層のサイズの面内分布の小さい領域とアライ
メントマーカーとしての第１のメッキ層の領域とに、選
択的に第２のマスク層を形成することができるからであ
る。

【００４８】次に、第2のマスク層を除去し、第1のメッ
キ層から電極層にかけて第2のメッキ層ないし電着層を
形成する（ここでもメッキ層で代表する）。第２のメッ
キ層の形成方法としては電気メッキ、無電解メッキの何
れでも良いが、無電解メッキを用いることにより光沢度
の高いマイクロレンズアレイ用金型が得られる。さら
に、これは等方的なメッキ成長なため、マイクロレンズ
アレイ領域の各メッキ層の対角方向と水平方向での曲率
半径は等しくすることができ、マイクロレンズアレイ領
域のメッキ層の高さとアライメントマーカー用構造のメ
ッキ層の高さをほぼ等しく形成できる。

【００４９】これによって、第1のメッキ層は電極層上
に強固に固定され、その後の工程において第1のメッキ
層が脱落することが防止できてマイクロレンズアレイ用
金型の耐久性が良くなる。

【００５０】これらによって得られたマイクロレンズア
レイ領域のメッキ層の高さとアライメントマーカーのメ
ッキ層の高さはほぼ等しくなる。よって、これから得ら
れるマイクロレンズアレイのレンズ頂点の高さとアライ
メントマーカーの頂点の高さはほぼ等しくなる。その結
果、駆動基板などとの貼り合わせの際、マイクロレンズ
アレイのレンズ頂点とアライメントマーカーの頂点はほ
ぼ等しい平面内にあって両方共にアライナー側のレンズ
系の焦点深度内に来るため、高精度な位置合わせを実現
できる。

【００５１】マイクロレンズアレイ用金型は、上記マイ
クロレンズアレイ用金型マスター（原版）に金型材料を
形成した後、金型を剥離することで得られる（各部の材
料によっては、上記の構造をそのままマイクロレンズア
レイなどのマイクロ構造体アレイとして用いることもで
きる）。マイクロレンズアレイ用金型は、電気メッキに
て形成した原版から直接形成できるために、高価な設備
を必要とせず、低コストで作製できる。剥離の方法とし
ては、機械的に原版と基板を剥離すれば良い。しかしな
がら、大判化すると剥離時に変形する場合がある為、基
板、マスク層、第１のメッキ層等を順次裏面よりエッチ
ング除去する方法を取っても良い。

【００５２】基板及び第２のメッキ層上に犠牲層を設け
た後に金型を形成する場合には、犠牲層を除去すること
により金型と基板を剥離することが可能である。この場
合、犠牲層をエッチングするエッチャントにより金型が
腐蝕されないような犠牲層の材料を選ぶ。犠牲層をエッ
チングするエッチャントによりメッキ層及び基板も腐蝕
されない場合、メッキ層を形成した基板を原版として、
複数回使用することが可能である。原版が複数回の使用
により傷、汚れ等により使用できなくなった場合には、
同様の方法により金型マスターを作製すればよい。

【００５３】マイクロレンズ用金型の材料としては、メ
ッキ層を形成した基板上に形成でき且つ剥離できるもの
であれば、樹脂、金属、絶縁体等の何れの材料も用いる
ことができる。簡略な金型の形成方法としては、樹脂や
金属、ガラスの溶融または溶解した溶液をメッキ層が形
成された基板上に塗布して、これが硬化した後に、上述
した剥離の方法により剥離し形成する。この場合、金型
材料としては、基板やメッキ層が合金化しない材料を選
択する。他の方法としては、基板を陰極としてメッキ層
及び電極層上に金型を電気メッキして形成する。犠牲層
を用いるのであれば、犠牲層上に金型用電極層を形成し
該金型用電極層を陰極として電気メッキを行う。

【００５４】さらに、上記マイクロレンズアレイ用金型
上にマイクロレンズとなる材料を形成した後、これを剥
離することにより、マイクロレンズアレイを形成するこ
とができる。これにより、低コストで且つ容易に、同一
の形状のマイクロレンズを作製することが可能となる。
マイクロレンズの材料としては、マイクロレンズ用金型
との剥離性が容易な材料が用いられる。マイクロレンズ
材料として樹脂を用いる場合は、光透過性の熱硬化樹
脂、紫外線硬化樹脂、電子線硬化樹脂等をマイクロレン
ズアレイ用金型上に塗布した後、紫外光照射、電子線照
射等により硬化させる。硬化時には、気泡が形成されな
いようにする。樹脂を塗布する場合には、脱気を行うと
良い。

【００５５】硬化後に、樹脂は金型から剥離されマイク
ロレンズアレイが形成される。マイクロレンズアレイと
なる樹脂としては、マイクロレンズを用いる受光または
発光装置が利用する光の波長領域で光透過可能な材料を
用いる。上記方法でマイクロレンズを作製する場合に
は、アルカリガラスが必須とはならず、イオン交換法と
比べて、マイクロレンズ、支持基板の材料の制限を少な
くできる。樹脂の代わりに溶融したガラスを使用すれ
ば、ガラスのマイクロレンズアレイを作製できる。

【００５６】勿論、本発明の金型は、適用可能であれ
ば、マイクロレンズアレイに限らず、どのような構造を
作製するのにも使用し得る。

【００５７】

【発明の実施の態様】以下に、図面を参照しつつ発明の
実施の態様ないし実施例を詳細に説明する。

【００５８】（第1実施例）第１実施例は、本発明によ
るマイクロレンズアレイ用金型、マイクロレンズアレ
イ、その作製方法の第１の実施の態様に係わる。

【００５９】図1から図７の作製工程図を用いて説明す
る。酸化ガスを用いて熱酸化し、両面に１μｍ厚の二酸
化シリコン膜が形成された４インチφのシリコンウエハ
を、図１に示す基板１として用いる。このウエハ１に、
薄膜形成法の１つである真空スパッタ法によりＴｉとＰ
ｔを夫々５０Å、５００Å連続して成膜し、電極層２を
形成する。その上にポジ型フォトレジスト（Ａｚ１５０
０：クライアント社製）を塗布し、第１のマスク層３を
形成する。

【００６０】次に、第１のマスク層３上にフォトレジス
トを成膜し、フォトリソグラフィーにより該フォトレジ
ストを露光、現像し、これをマスクとしてエッチングし
て電極層２を部分的に露出させ、同一形状の複数の開口
部４を形成する。開口部４は円形をしており、シリコン
ウエハ面内の９５ｍｍφの領域内にアレイ状に左右、上
下に等間隔で設けられる。その直径は５μｍであり、隣
接する開口部４との間隔は１８μmである（図１
（ａ）、図２参照）。

【００６１】この基板１をワークとして用い、電極層２
を陰極として、硫酸ニッケルと塩化ニッケルとほう酸及
び光沢剤からなるＮｉメッキ浴を用いて、無攪拌にて浴
温5０℃、陰極電流密度４０Ａ／ｄｍ²でＮｉメッキを行
なう。Ｎｉからなる第１のメッキ層5はまず開口部４か
ら析出、成長し、第１のマスク層３上にも第１のメッキ
層5が広がり、アレイ中心部の半径が約１０μmの半球状
構造体となるまで第１のメッキ層5を成長させた（図1
（ｂ）が断面図、図３が上面図）。アレイ中心部におい
て第１のメッキ層5の半径が約１０μmのとき、アレイ周
辺部においては半径が最大約１５μmの第１のメッキ層5
が形成された。

【００６２】次に、アセトンとＮ,Ｎ-ジメチルホルムア
ミドで第1のマスク層３を除去する。そして、ポジ型フ
ォトレジスト（ＡｚＰ４６２０：クライアント社製）を
塗布、露光、現像し、アレイ周辺部を除いた１０６４×
８０８個の領域とアライメントマーカーに対応する位置
に成長した第１のメッキ層５上に選択的に第２のマスク
層６を設ける。これによってアレイ周辺部の第１のメッ
キ層5は露出された（図１（ｃ）が断面図、図４が上面
図）。またここで、アライメントマーカーに対応する位
置の第２のマスク層６は、図４に示すように２８個の第
１のメッキ層５が２列で十字に並ぶように形成した。

【００６３】この基板１をワークとして用い、それを陽
極として、硫酸ニッケルと塩化ニッケルとほう酸及び光
沢剤からなるＮｉメッキ浴を用いて、浴温６０℃、陽極
電流密度８Ａ／ｄｍ²で、露出した第１のメッキ層5の電
解エッチングを行なう（図１（ｄ）が断面図、図5が上
面図）。ここで、電極層２としてＰｔを用いていたこと
により、電極層２は腐蝕されない。そして、電解エッチ
ングは第2のマスク層６に覆われていない領域に存在す
るＮｉからなる第１のメッキ層5が消費された時点で停
止した。

【００６４】次に、アセトンとＮ,Ｎ-ジメチルホルムア
ミドで第２のマスク層６を除去することにより、１０６
４×８０８個の第１のメッキ層5のアレイと十字に並ん
だ第１のメッキ層5から成るアライメントマーカー8を形
成することができる（図１（ｅ）が断面図、図6が上面
図）。このとき、第１のメッキ層5の半径の面内分布は
５％以内であった。

【００６５】次に、次亜リン酸塩の還元剤を含む無電解
Ｎｉメッキ液（アルニックCT、パックス社製）を用い
て、浴温９０℃でＮｉ無電解メッキを行ない第２のメッ
キ層７を形成する（図１（ｆ）が断面図、図7が上面
図）。これによって、第１のメッキ層5は電極層２上に
強固に固定され、第2のメッキ層７の形成に無電解メッ
キを用いたので光沢度の高いマイクロレンズアレイ用金
型が得られた。また、各メッキ層７の対角方向と水平方
向での曲率半径（ここでは、第２のメッキ層７が連続的
に形成されて各半球状構造体は間に平面部がなく繋がっ
ている）はほぼ等しく平均曲率半径は２０μｍであり、
曲率半径の分布は±１μｍ以下に収まって均一な形状を
有する金型を形成できた。さらに、マイクロレンズ群の
領域のメッキ層７とアライメントマーカー8の領域のメ
ッキ層７の高さの面内分布は５％以内であった。

【００６６】以上、本実施例により、各レンズの大きさ
の面内分布を容易に小さくでき、さらに図１６に示すよ
うな駆動基板側アライメントマーカー１０に対しても高
精度な位置合わせを実現する形成容易な十字型アライメ
ントマーカー８を具備したマイクロレンズアレイ用金型
の製造方法を実現できた。

【００６７】次に、以上の製法で作製された構造を金型
マスターとして用いてマイクロレンズアレイ用金型を作
る工程を説明する。

【００６８】まず、第２のメッキ層７上に電鋳用離型剤
を塗布する。この基板を陰極として、スルファミン酸ニ
ッケルと臭化ニッケルとほう酸及び光沢剤からなるＮｉ
メッキ浴を用いて、浴温５０℃、陰極電流密度５Ａ／ｄ
ｍ^２でＮｉ電気メッキを行なって金型を形成する。その
後、基板から金型を離型しマイクロレンズアレイ用金型
を形成する。

【００６９】この金型を用いてマイクロレンズアレイを
作製する。このマイクロレンズアレイ用金型に紫外線硬
化樹脂を塗布後、支持基板となるガラス基板をその上に
載せる。紫外線照射により該樹脂を硬化させた後に剥離
することにより、凸型マイクロレンズアレイを作製し
た。この凸型マイクロレンズアレイは、高精度な位置合
わせを実現し且つ容易に形成される十字型アライメント
マーカーを具備しており、さらにレンズ直径の面内分布
は５％以内であった。

【００７０】続いて、ＴＦＴ（薄膜トランジスタ）液晶
基板に形成されたマーカーに上記凸型マイクロレンズア
レイのマーカーを合わせてこれらを貼り付けることによ
り、各画素に対応した位置に正確に各マイクロレンズを
配置することができた。これらを駆動回路に繋ぎ液晶プ
ロジェクターとして駆動させたところ、入射光は各マイ
クロレンズによって集光され明るい表示画像を得ること
ができた。

【００７１】（第２実施例）第２実施例を図8乃至図１
１を用いて説明する。本実施例でも、第1実施例と同様
に、酸化ガスを用いて熱酸化し、両面に１μｍ厚の二酸
化シリコン膜が形成された４インチφのシリコンウエハ
を基板１として用いる。このウエハに薄膜形成法の１つ
である真空スパッタ法によりＴｉとＰｔを夫々５０Å、
５００Å連続して成膜し電極層２を形成する。その上に
ポジ型フォトレジスト（Ａｚ１５００：クライアント社
製）を塗布して第１のマスク層３を形成する。次に、フ
ォトリソグラフィーによりフォトレジストを露光、現像
して電極層２を露出させ、第1実施例と同様に開口部４
を形成する。開口部４は円形をしており、シリコンウエ
ハ面内の９５ｍｍφの領域内に一様なパターンでアレイ
状に設けた。その直径は５μｍであり、隣接する開口部
４との間隔は１８μmである。

【００７２】続いて、この基板１をワークとして用い
て、第1実施例と同様にＮｉメッキを行った。ここで
も、アレイ中心部の半径が約１０μmの半球状構造体と
なるまで第１のメッキ層5を成長させた。アレイ中心部
において第１のメッキ層５の半径が約１０μmの時、ア
レイ周辺部においては半径が最大約１５μmの第１のメ
ッキ層５が形成された。

【００７３】次に、第1実施例と同様に第1のマスク層３
を除去し、アレイ周辺部を除いた１０６４×８０８個の
領域とアライメントマーカーに対応する位置に成長した
第１のメッキ層５上に選択的に第２のマスク層６を設け
る。これによって、アレイ周辺部の第１のメッキ層5は
露出される（図８）。第２実施例では、第２のマスク層
６は、図8に示すように２1個の第１のメッキ層５が1列
で十字に並ぶように形成した。

【００７４】更に、第1実施例と同様に、基板１をワー
クとして用い、それを陽極として、硫酸ニッケルと塩化
ニッケルとほう酸及び光沢剤からなるＮｉメッキ浴を用
いて、浴温６０℃、陽極電流密度８Ａ／ｄｍ²で、露出
した第１のメッキ層5の電解エッチングを行なう（図
9）。電解エッチングは第2のマスク層６に覆われていな
い領域に存在するＮｉからなる第１のメッキ層5が消費
された時点で停止した。

【００７５】次に、第1実施例と同様に、第２のマスク
層６を除去することにより、１０６４×８０８個の第１
のメッキ層5のアレイと第１のメッキ層５の1列の十字か
ら成るアライメントマーカー8を形成することができた
（図１０）。このとき、第１のメッキ層5の半径の面内
分布は５％以内であった。

【００７６】更に、第1実施例と同様に、第２のメッキ
層７を形成する（図１１）。これによって、第１のメッ
キ層5が電極層２上に強固に固定された光沢度の高いマ
イクロレンズアレイ用金型が得られた。第1実施例と同
様に、各メッキ層の対角方向と水平方向での曲率半径は
ほぼ等しく平均曲率半径は２０μｍであり、曲率半径の
分布は±１μｍ以下に収まり、均一な形状を有する金型
を形成できた。さらに、マイクロレンズ群領域のメッキ
層とアライメントマーカー領域のメッキ層の高さの面内
分布は５％以内であった。

【００７７】以上、本実施例により、各レンズの大きさ
の面内分布を容易に小さくでき、さらに図１7に示す様
な駆動基板側アライメントマーカー１０に対し高精度な
位置合わせを実現する十字型アライメントマーカーを具
備したマイクロレンズアレイ用金型の製造方法を実現す
ることができた。

【００７８】上記基板をマイクロレンズアレイ用金型マ
スターとして用いて、第1実施例と同様に、マイクロレ
ンズアレイ用金型、更には凸型マイクロレンズアレイを
作製できることは勿論である。この凸型マイクロレンズ
アレイは高精度な位置合わせを実現する十字型アライメ
ントマーカーを具備しており、さらにレンズ直径の面内
分布は５％以内であった。

【００７９】（第３実施例）第３実施例を図１２乃至図
１５を用いて説明する。本実施例でも、第1実施例と同
様に、ガスを用いて熱酸化し、両面に１μｍ厚の二酸化
シリコン膜が形成された４インチφのシリコンウエハを
基板１として用いる。このウエハに薄膜形成法の１つで
ある真空スパッタ法によりＴｉとＰｔを夫々５０Å、５
００Å連続して成膜し、電極層２を形成する。その上に
ポジ型フォトレジスト（Ａｚ１５００：クライアント社
製）を塗布して第１のマスク層３を形成する。次に、フ
ォトリソグラフィーによりフォトレジストを露光、現像
して電極層２を露出させ、開口部４を形成する。

【００８０】ここでも、開口部４は円形をしており、シ
リコンウエハ面内の９５ｍｍφの領域内にアレイ状に設
けた。その直径は５μｍであり、隣接する開口部４との
間隔は１８μmである。

【００８１】続いて、この基板１をワークとして用い
て、第1実施例と同様にＮｉメッキを行った。ここで
も、アレイ中心部の半径が約１０μmの半球状構造体と
なるまで第１のメッキ層5を成長させた。アレイ中心部
において第１のメッキ層５の半径が約１０μmの時、ア
レイ周辺部においては半径が最大約１５μmの第１のメ
ッキ層５が形成された。

【００８２】次に、第1実施例と同様に第1のマスク層３
を除去し、アレイ周辺部を除いた１０６４×８０８個の
領域とアライメントマーカーに対応する位置に成長した
第１のメッキ層５上に選択的に第２のマスク層６を設け
る。これによって、アレイ周辺部の第１のメッキ層5は
露出される（図１２）。第２実施例では、第２のマスク
層６は、図１２に示すように２０個の第１のメッキ層５
が対角方向に２列で十字に並ぶように形成した。そのた
め、対角方向に１列で十字に並ぶ第１のメッキ層５の部
分の第２のマスク層６は抜かれている。

【００８３】更に、第1実施例と同様に、基板１をワー
クとして用い、それを陽極として、硫酸ニッケルと塩化
ニッケルとほう酸及び光沢剤からなるＮｉメッキ浴を用
いて、浴温６０℃、陽極電流密度８Ａ／ｄｍ²で、露出
した第１のメッキ層5の電解エッチングを行なう（図１
３）。電解エッチングは第2のマスク層６に覆われてい
ない領域に存在するＮｉからなる第１のメッキ層5が消
費された時点で停止した。

【００８４】次に、第1実施例と同様に、第２のマスク
層６を除去することにより、１０６４×８０８個の第１
のメッキ層5のアレイと第１のメッキ層５の２列の対角
方向十字から成るアライメントマーカー8を形成するこ
とができた（図１４）。このとき、第１のメッキ層5の
半径の面内分布は５％以内であった。

【００８５】更に、第1実施例と同様に、第２のメッキ
層７を形成する（図１５）。これによって、第１のメッ
キ層5が電極層２上に強固に固定された光沢度の高いマ
イクロレンズアレイ用金型が得られた。第1実施例と同
様に、各メッキ層の対角方向と水平方向での曲率半径は
ほぼ等しく平均曲率半径は２０μｍであり、曲率半径の
分布は±１μｍ以下に収まり、均一な形状を有する金型
を形成できた。さらに、マイクロレンズ群領域のメッキ
層とアライメントマーカー領域のメッキ層の高さの面内
分布は５％以内であった。

【００８６】以上、本実施例により、各レンズの大きさ
の面内分布を容易に小さくでき、さらに図１８に示す様
な画素９に対して傾いた駆動基板側アライメントマーカ
ー１０に対し高精度な位置合わせを実現する十字型アラ
イメントマーカーを具備したマイクロレンズアレイ用金
型の製造方法を実現することができた。

【００８７】上記基板をマイクロレンズアレイ用金型マ
スターとして用いて、第1実施例と同様に、マイクロレ
ンズアレイ用金型、更には凸型マイクロレンズアレイを
作製できることは勿論である。この凸型マイクロレンズ
アレイは高精度な位置合わせを実現する傾斜した十字型
アライメントマーカーを具備しており、さらにレンズ直
径の面内分布は５％以内であった。

【００８８】（第４実施例）第４実施例を図１９を用い
て説明する。本実施例では、ガスを用いて熱酸化し、両
面に１μｍ厚の二酸化シリコン膜が形成された５インチ
φのシリコンウエハを基板１として用いる。このウエハ
に薄膜形成法の１つである真空スパッタ法によりＴｉと
Ｐｔを夫々５０Å、５００Å連続して成膜し、電極層２
を形成する。その上にポジ型フォトレジスト（Ａｚ１５
００：クライアント社製）を塗布して第１のマスク層３
を形成する。次に、フォトリソグラフィーによりフォト
レジストを露光、現像して電極層２を露出させ、開口部
４を形成する。

【００８９】ここでも、開口部４は円形をしており、シ
リコンウエハ面内の１２０ｍｍφの領域内にアレイ状に
設けた。その直径は５μｍであり、隣接する開口部４と
の間隔は１８μmである。

【００９０】続いて、この基板１をワークとして用い
て、第1実施例と同様にＮｉメッキを行った。ここで
も、アレイ中心部の半径が約１０μmの半球状構造体と
なるまで第１のメッキ層5を成長させた。アレイ中心部
において第１のメッキ層５の半径が約１０μmの時、ア
レイ周辺部においては半径が最大約１５μmの第１のメ
ッキ層５の半球状構造体が形成された。

【００９１】次に、第1実施例と同様に第1のマスク層３
を除去し、アレイ周辺部を除いた８個所の１０６４×８
０８個の領域と各領域用のアライメントマーカーに対応
する位置（これらは第１実施例から第３実施例のうちの
任意のものである）に成長した第１のメッキ層５上に選
択的に第２のマスク層６を設ける。ここで、アライメン
トマーカー用に設けた開口部４による電流密度分布の影
響は殆どなく、８箇所の１０６４×８０８個の領域の第
２のマスク層６に覆われた領域の第１のメッキ層５の直
径の面内分布は５％以内であった。

【００９２】更に、第1実施例と同様に、基板１をワー
クとして用い、それを陽極として、硫酸ニッケルと塩化
ニッケルとほう酸及び光沢剤からなるＮｉメッキ浴を用
いて、浴温６０℃、陽極電流密度８Ａ／ｄｍ²で、露出
した第１のメッキ層5の電解エッチングを行なう。電解
エッチングは第2のマスク層６に覆われていない領域に
存在するＮｉからなる第１のメッキ層5が消費された時
点で停止した。

【００９３】次に、第1実施例と同様に、第２のマスク
層６を除去することにより、８個所に１０６４×８０８
個の第１のメッキ層5のアレイとアライメントマーカー8
を形成することができた（図１９）。図１９では、１０
６４×８０８個の第１のメッキ層5の各アレイの左右両
側にアライメントマーカー8（点で示す）が形成されて
いる。このとき、それぞれの領域の第１のメッキ層5の
半径の面内分布は５％以内であった。また、それぞれの
アライメントマーカー８は第１実施例から第３実施例の
それぞれのマーカーおよびその組み合わせであるため、
それぞれ異なるアライメントマーカーを有している。

【００９４】更に、第1実施例と同様に、第２のメッキ
層７を形成する。これによって、第１のメッキ層5が電
極層２上に強固に固定された光沢度の高いマイクロレン
ズアレイ用金型が得られた。第1実施例と同様に、各メ
ッキ層の対角方向と水平方向での曲率半径はほぼ等しく
平均曲率半径は２０μｍであり、曲率半径の分布は±１
μｍ以下に収まり、均一な形状を有する金型を形成でき
た。さらに、８個所のマイクロレンズ群領域のメッキ層
とアライメントマーカー領域のメッキ層の高さの面内分
布は５％以内であった。

【００９５】以上、本実施例により、一枚の基板から、
各レンズの大きさの面内分布が小さくさらに高精度な位
置合わせを実現するアライメントマーカーを具備した８
種類のマイクロレンズアレイ用金型を製造する方法を提
供することができた。

【００９６】上記基板をマイクロレンズアレイ用金型マ
スターとして用いて、第1実施例と同様に、マイクロレ
ンズアレイ用金型、更には凸型マイクロレンズアレイを
作製できることは勿論である。すなわち、上記基板から
金型を離型してマイクロレンズアレイ用金型を形成して
から、このマイクロレンズアレイ用金型に紫外線硬化樹
脂を塗布後、支持基板となるガラス基板をその上に載せ
る。紫外線照射により硬化させた後に、該樹脂を剥離し
て切り取ることにより、一枚の金型から８種類のアライ
メントマーカーを具備した凸型マイクロレンズアレイを
作製する。これらのマイロレンズアレイは高精度な位置
合わせを実現するアライメントマーカーを具備してお
り、さらにレンズ直径の面内分布は５％以内であった。

【００９７】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明により、
作製プロセスが容易であり、制御性が高く、曲率半径が
小さくかつアレイにおける面内分布の小さいマイクロ構
造体アレイも実現でき、更に高精度な位置合わせを実現
し、十字形のアライメントマーカーにも対応できるアラ
イメントマーカーを具備したマイクロ構造体アレイを作
製可能にしたマイクロ構造体アレイ用金型を実現するこ
とができた。さらに、曲率半径が小さくかつアレイにお
ける面内分布が小さく、高精度な位置合わせを実現し、
十字形のアライメントマーカーにも対応できるアライメ
ントマーカーを具備したマイクロレンズアレイなどのマ
イクロ構造体アレイ、及びその作製方法を実現すること
ができた。

【００９８】さらに、一枚の基板面内に、レンズなどの
マイクロ構造体の大きさのばらつきの抑制されたマイク
ロレンズアレイなどのマイクロ構造体アレイ用の金型を
複数種形成することができた。これらのマイクロレンズ
アレイ用金型から得られたマイクロレンズアレイの頂点
の高さとアライメントマーカーの頂点の高さはほぼ等し
い平面内にあって両方共にアライナー側のレンズ系の焦
点深度内に来るため、高精度な位置合わせを実現でき
る。これによって、ＴＦＴ基板などとの重ね合わせ精度
が向上し画素部などとマイクロレンズとの整合が向上
し、画素開口率およびマイクロレンズの集光率を向上さ
せる効果が奏される。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるマイクロレンズアレ
イ用金型の製造工程を示す断面図である。

【図２】図１の工程（ａ）の上面図である。

【図３】図１の工程（ｂ）の上面図である。

【図４】図１の工程（ｃ）の上面図である。	

【図５】図１の工程（ｄ）の上面図である。

【図６】図１の工程（ｅ）の上面図である。

【図７】図１の工程（ｆ）の上面図である。

【図８】本発明の第2実施例によるマイクロレンズアレ
イ用金型の製造工程の一部を示す上面図である。

【図９】本発明の第2実施例によるマイクロレンズアレ
イ用金型の製造工程の一部を示す上面図である。

【図１０】本発明の第2実施例によるマイクロレンズア
レイ用金型の製造工程の一部を示す上面図である。

【図１１】本発明の第2実施例によるマイクロレンズア
レイ用金型の製造工程の一部を示す上面図である。

【図1２】本発明の第3実施例によるマイクロレンズアレ
イ用金型の製造工程の一部を示す上面図である。

【図1３】本発明の第3実施例によるマイクロレンズアレ
イ用金型の製造工程の一部を示す上面図である。

【図1４】本発明の第3実施例によるマイクロレンズアレ
イ用金型の製造工程の一部を示す上面図である。

【図1５】本発明の第3実施例によるマイクロレンズアレ
イ用金型の製造工程の一部を示す上面図である。

【図1６】第１実施例の場合に適した駆動基板側のアラ
イメントマーカーを示す上面図である。

【図1７】第２実施例の場合に適した駆動基板側のアラ
イメントマーカーを示す上面図である。

【図1８】第３実施例の場合に適した駆動基板側のアラ
イメントマーカーを示す上面図である。

【図1９】本発明の第4実施例によるマイクロレンズアレ
イ用金型の概略を示す上面図である。

【符号の説明】

１基板２電極層３第１のマスク層４開口部５第１のメッキ層６第2のマスク層７第２のメッキ層８アライメントマーカー９画素１０駆動基板側アライメントマーカー

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性部を有する基板を用い、（１）前記導電性部上に絶縁性の第1のマスク層を形成
する工程、（２）第1のマスク層に所望のマイクロ構造体アレイ配
列に対応した間隔で複数のマイクロ構造体用開口部を形
成する工程、（３）前記導電性部を陰極として電気メッキないし電着
により前記開口部を通じて前記開口部及び前記第1のマ
スク層上に第１のメッキ層ないし電着層を形成する工
程、（４）前記基板及び第１のメッキ層ないし電着層の所望
のマイクロ構造体アレイ領域上及び該マイクロ構造体ア
レイ領域外の適当な位置の近接する２個以上の第１のメ
ッキ層ないし電着層領域上に第２のマスク層を形成する
工程、（５）前記第２のマスク層の形成されていない領域の第
１のメッキ層ないし電着層をエッチングによって除去す
る工程、（６）第２のマスク層を除去する工程、を有するマイク
ロ構造体アレイの作製方法であって、工程（４）におけ
る前記所望のマイクロ構造体アレイ領域外の適当な位置
の近接する２個以上の第２のマスク層で覆われた第１の
メッキ層ないし電着層がアライメントマーカー形成用の
ものであることを特徴とするマイクロ構造体アレイの作
製方法。
【請求項２】更に、前記工程（３）の後に、（７）前記
第１のマスク層を除去する工程を有することを特徴とす
る請求項１に記載のマイクロ構造体アレイの作製方法。
【請求項３】更に、前記工程（６）の後に、（８）前記
第１のメッキ層ないし電着層から導電性部または第１の
マスク層にわたり第２のメッキ層ないし電着層を形成す
る工程を有することを特徴とする請求項１または２に記
載のマイクロ構造体アレイの作製方法。
【請求項４】前記工程（２）において、前記開口部が円
形であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに
記載のマイクロ構造体アレイの作製方法。
【請求項５】前記工程（２）において、前記開口部が左
右、上下に等間隔で配列されることを特徴とする請求項
１乃至４のいずれかに記載のマイクロ構造体アレイの作
製方法。
【請求項６】前記工程（５）において、前記第１のメッ
キ層を電解エッチングによって除去することを特徴とす
る請求項１乃至５のいずれかに記載のマイクロ構造体ア
レイの作製方法。
【請求項７】前記工程（８）において、前記第２のメッ
キ層を無電解メッキによって形成することを特徴とする
請求項３乃至６のいずれかに記載のマイクロ構造体アレ
イの作製方法。
【請求項８】前記アライメントマーカー用のものが、前
記マイクロ構造体アレイ領域外の適当な位置に形成され
た第１のメッキ層ないし電着層、または第1のメッキ層
ないし電着層と第2のメッキ層ないし電着層からなるほ
ぼ半球状構造体の集合体であることを特徴とする請求項
１乃至７のいずれかに記載のマイクロ構造体アレイの作
製方法。
【請求項９】マイクロ構造体アレイはマイクロ構造体ア
レイ用金型であることを特徴とする請求項１乃至８のい
ずれかに記載のマイクロ構造体アレイの作製方法。
【請求項１０】マイクロ構造体アレイ用金型はマイクロ
レンズアレイ用金型であることを特徴とする請求項９に
記載のマイクロ構造体アレイの作製方法。
【請求項１１】マイクロ構造体アレイのマイクロ構造体
群外にアライメントマーカー用構造が形成され、該アラ
イメントマーカー用構造がほぼ半球状のメッキ層ないし
電着層からなるマイクロ構造体の集合体であることを特
徴とするマイクロ構造体アレイ。
【請求項１２】前記マイクロ構造体アレイの各マイクロ
構造体も、前記ほぼ半球状のメッキ層ないし電着層から
なるマイクロ構造体であることを特徴とする請求項１１
に記載のマイクロ構造体アレイ。
【請求項１３】前記マイクロ構造体は、第１のメッキ層
ないし電着層、または第1のメッキ層ないし電着層およ
び該第1のメッキ層ないし電着層上に形成された第2のメ
ッキ層ないし電着層からなることを特徴とする請求項１
１に記載のマイクロ構造体アレイ。
【請求項１４】前記マイクロ構造体群とアライメントマ
ーカー用構造のマイクロ構造体の高さがほぼ等しいこと
を特徴とする請求項１１、１２または１３に記載のマイ
クロ構造体アレイ。
【請求項１５】前記集合体よりなるアライメントマーカ
ー用構造がマイクロ構造体の一列のラインを含むことを
特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載のマイ
クロ構造体アレイ。
【請求項１６】前記集合体よりなるアライメントマーカ
ー用構造がマイクロ構造体の一列のライン同士が交差し
たものであることを特徴とする請求項１５に記載のマイ
クロ構造体アレイ。
【請求項１７】前記集合体よりなるアライメントマーカ
ー用構造がマイクロ構造体の二列のラインを含むことを
特徴とする請求項１１乃至１４のいずれかに記載のマイ
クロ構造体アレイ。
【請求項１８】前記集合体よりなるアライメントマーカ
ー用構造がマイクロ構造体の二列のライン同士が交差し
たものであることを特徴とする請求項１７に記載のマイ
クロ構造体アレイ。
【請求項１９】マイクロ構造体アレイ用金型であること
を特徴とする請求項１１乃至１８のいずれかに記載のマ
イクロ構造体アレイ。
【請求項２０】マイクロレンズアレイ用金型であること
を特徴とする請求項１９に記載のマイクロ構造体アレ
イ。
【請求項２１】請求項１１乃至１８の何れかに記載のマ
イクロレンズアレイとして構成されたマイクロ構造体ア
レイ、或いは請求項２０に記載のマイクロレンズアレイ
用金型で作製されたマイクロレンズアレイを、前記アラ
イメントマーカーを用いて各マイクロレンズを各受光部
にアライメントした状態で搭載したことを特徴とする撮
像装置。
【請求項２２】請求項１１乃至１８の何れかに記載のマ
イクロレンズアレイとして構成されたマイクロ構造体ア
レイ、或いは請求項２０に記載のマイクロレンズアレイ
用金型で作製されたマイクロレンズアレイを、前記アラ
イメントマーカーを用いて各マイクロレンズを各画素部
にアライメントした状態で搭載したことを特徴とする表
示装置。