JP2002531871A - 単一の高屈折率基板の両端に２つのアナモルフィック面を有するマイクロレンズ構造およびその製造方法 - Google Patents

単一の高屈折率基板の両端に２つのアナモルフィック面を有するマイクロレンズ構造およびその製造方法

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JP2002531871A
JP2002531871A JP2000585704A JP2000585704A JP2002531871A JP 2002531871 A JP2002531871 A JP 2002531871A JP 2000585704 A JP2000585704 A JP 2000585704A JP 2000585704 A JP2000585704 A JP 2000585704A JP 2002531871 A JP2002531871 A JP 2002531871A
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ジェレミア・ディ・ブラウン
ダニエル・エム・ブラウン
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エムイーエムエス・オプティカル・インコーポレイテッド
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Abstract

(57)【要約】 入射光を円形化し平行化する構造および方法は、両端に第１面と第２面を有する基板と、第１面に配置された第１アナモルフィック面と、第２面に配置された第２アナモルフィック面とからなる。第１面と第２面は、第１アナモルフィック面が入射光を円形化するのに必要な距離によって規定される距離だけ離れている。入射光を円形化し平行化するのに使用される単一のマイクロレンズ構造は、基板の両端面の調整部分を識別し、識別された基板の両端面の調整部分の各々にマイクロレンズを形成することによって製造される。基板の両端面に形成されるマイクロレンズはＧａＰのような高屈折率材料で形成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】 （技術分野） 本発明は、マイクロレンズ構造およびその製造方法に関する。さらに詳しくは
、本発明は、フォトリソグラフィ（photolithography）、グレイースケールマス
ク（gray scale masks）およびリアクティブイオンエッチング（reactive io
n etching）を使用して高屈折率材に形成するマイクロレンズ構造であって、一
般に単一の基板の両端に２つのアナモルフィック面を有するマイクロレンズ構造
およびその製造方法に関する。
【０００２】 （背景技術） 図１Ａと１Ｂは、それぞれ、理想のレーザビームと、レーザダイオードからの
レーザビーム出力とを示す。図１Ａ−１Ｂに示すように、理想のレーザビームは
、ガウスの強度プロフィール（gaussian intensity profile ）を有する高度に
平行化された円形のビームである。これと対照的に、図１Ｃ−１Ｄに示すように
、レーザダイオードは、収差(aberration)を有する平行化されていない楕円形の
ビームを生成する。このように、レーザダイオードによって生成されるレーザビ
ームは、異なる量だけ直交面内で発散する。したがって、理想のレーザビームの
特性により密接に近似する特性を有するレーザビームを生成するためには、レー
ザダイオードの出力を円形にし（例えば、楕円から円形に変更し）、平行化する
必要がある。しかしながら、レーザダイオード出力を平行化し円形にする従来の
システムは、少なくとも３タイプの問題がある。
【０００３】 第１に、従来のシステムは、多数の分離した要素を必要とする。特に、従来の
システムは、レーザビームの円形化と平行化を達成するために、回転対称要素と
組み合わせたプリズムや円筒要素のような２以上の分離した単純でアナモルフィ
ック（anamorphic）な要素の組み合わせを使用する。例えば、図２に示すように
、従来のレーザアセンブリは、レーザダイオード２１と、それに続く３つの部分
からなるコリメートレンズ２２と、円筒レンズ２３と、複数のアナモルフィック
プリズム２４を含む。したがって、従来のシステムはいくつかの異なるアナモル
フィック要素を必要とするので、製造するのに高価であり、調整が困難である。
【０００４】 第２に、簡単な回折システムは、レーザダイオードによって生成されるレーザ
ビームのように広く発散したレーザビームを平行化するのに必要な高い光学力（
optical power）を与えることはできない。例えば、回折光学部品は、非対称（
アナモルフィック）なビーム形状を達成することができるが、レーザダイオード
を補正することの有用性は製造上の制約により制限される。特に、レーザダイオ
ードによって生成されるレーザビームの特性である広い分散角を平行化するため
には、約３ミクロン以下の回折ゾーン幅が要求される。グレイスケールマスク技
術を含む従来の製造技術を使用して、この小さなゾーン幅を備えた回折光学部品
を製造することはほとんど不可能である。
【０００５】 第３に、レーザダイオード出力を平行化するのに適したアナモルフィック面プ
ロフィールを有する単純な屈折光学部品は、信頼性をもって製造することが困難
である。すなわち、屈折光学部品はレーザビーム出力の平行化に必要な光学パワ
ー（optical power）を達成するが、一般的なアナモルフィック面、すなわち、
直交面に異なる曲率を備えた屈折光学部品を製造することは困難である。アナモ
ルフィック屈折要素を製造する従来の方法の一つは、光ファイバを溶融し引き伸
ばすことである。しかしながら、このように光ファイバを溶融し引き伸ばすこと
で、設計および製造プロセスが多数の組み合わされたプロセスパラメータ（例え
ば、温度と温度分布、ファイバー径、ガラスタイプ、応力と歪み等）に対して経
験的で感覚的になる。他の問題は、得られるマイクロレンズは典型的にはレーザ
ダイオードとの調整が非常に困難になるほど小さいことである。
【０００６】 大径の屈折要素は、前述した溶融・引き伸ばしプロセスに固有の調整問題を回
避するために使用することができる。溶融・引き伸ばしよりも、従来の研削およ
び研磨技術を使用して、これらの要素の表面を形成することができる。しかしな
がら、研削および研磨の従来の方法が屈折要素の表面に対する所望の表面形状を
実行するのに使用されるとき、これらの表面の形状は回転対称または単純な円筒
形の表面プロフィールに制限される。したがって、レーザダイオード出力を平行
化するのに有用であるサドル形状のような任意のアナモルフィック面形状は、従
来の研削や研磨技術で達成することは困難である。
【０００７】 最新のダイヤモンド旋盤は、左右対称のアナモルフィック面を達成することが
できるが、一般には光学要素ではなく樹脂成形機を製造するのに使用される。さ
らに、ダイヤモンド旋盤は、細かい周期的な溝構造を生成するが、この溝構造は
可視スペクトルで散乱を防止するために研磨前工程で除く必要がある。
【０００８】 さらに、レーザダイオード出力を平行化し円形化する従来のシステムは、少な
くとも３つの面で問題がある。第１に、従来のシステムは、多数の分離した要素
を必要とする。第２に、制限および回折ゾーン幅により、従来の回折光学部品は
、レーザダイオード出力を平行化するのに特によく適しているわけではない。第
３に、レーザダイオード出力を平行化するのに適したアナモルフィック面プロフ
ィールを有する光学部品は信頼性を持って製造することが困難である。
【０００９】 （発明の概要） 本発明は、前述した従来技術の制限および欠点により経験される１または複数
の問題を実質的に回避するマイクロレンズ構造およびその製造方法に向けられて
いる。
【００１０】 したがって、本発明の目的は、製造コストを低減し、レーザダイオードによっ
て出力されるようなレーザダイオードビームを平行化し円形化するのに使用され
る光学部品に関連した調整問題を排除することである。
【００１１】 本発明の他の目的は、高屈折率材を備えたマイクロレンズ構造の対向するアナ
モルフィック面の少なくとも一つを製造することである。
【００１２】 本発明のさらに他の目的は、従来の製造の困難性を排除するために、リアクテ
ィブイオンエッチングまたはイオンミリングと組み合わせたフォトリソグラフプ
ロセスを使用して、マイクロレンズ構造のアナモルフィック面を製造することで
ある。
【００１３】 本発明の他のさらなる目的、特徴および利点は、以下に説明するが、部分的に
は詳細な説明で明らかになり、本発明の実施で学ぶことができる。
【００１４】 これらのまたは他の目的を達成するために、具体化されここに説明された本発
明の実施形態によると、本発明は、入射光を円形化し平行化する単一のマイクロ
レンズ構造を有し、該マイクロレンズ構造は第１と第２の反対側の面を有する基
板を有し、第１アナモルフィックマイクロレンズは一方の面に配置され、第２ア
ナモルフィックマイクロレンズは他方の面に配置されている。第１マイクロレン
ズは光を円形化し、一方第２マイクロレンズは光を平行化する。第１および第２
面は、第１マイクロレンズが入射光を平行化するのに要求される距離によって規
定される距離だけ離されている。これにより、第１マイクロレンズを通過する光
は第２マイクロレンズで平行化される。第１と第２のマイクロレンズは、ＧａＰ
、ＴｉＯ2、ＳｒＴｉＯ3、Ｓｉ、Ｇｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ
、ＹＳＺ、ＡｌＡｓ、ＢａＴｉＯ3、ＡｌＮ、ＢＮ、ＣｕＧａＳ2、ＢｉＳｉＯ20 、Ｂｉ12ＧｅＯ20、ＡｇＣｌ、ＡｇＢｒ、ＡｇＩ、ＡｇＧａＳｅ2、ＡｇＧａＳ2 、Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＴａＯ3、ＫｎｂＯ3、ＫＲＳ−５（Ｔｌｒ）、ＫＲＳ−６（Ｔ
ｌＣｌ）およびＴｌＢｒのような高屈折率材から製造することが好ましい。入射
光はレーザビームであることが好ましい。単一のマイクロレンズ構造は、円形化
され平行化された光を生成するのに使用される装置の中の要素であってもよい。
このような装置は、単一のマイクロレンズ構造の対向する面に形成されたアナモ
ルフィックマイクロレンズの両方を通過した後に円形化し平行化されるレーザビ
ームを生成するレーザダイオードを含む。
【００１５】 さらに、本発明は、単一のマイクロレンズ構造を通過する入射光を円形化し平
行化する方法を含む。この方法は、単一のマイクロレンズ構造の第１面を通過す
る光を円形化すること、第１面を通過した後にマイクロレンズ構造の第２面を通
過する光を平行化することを含む。さらに、本発明は、単一のマイクロレンズ構
造を製造する方法を含む。この方法は、基板の互いに反対側の面の調整された部
分を識別すること、互いに反対側の基板面の調整された部分の識別された各々に
マイクロレンズを形成することを含む。互いに反対側の基板面の調整された部分
の調整された部分を識別化するために、第１像を第１基板面の第１部分に焦点を
合わせ、第２基板面上に配置されたマイクロ光学装置より放射される光から形成
される第２像に基づいて、第１部分が反対側の基板面の第２部分と合致している
か否かを決定する。互いに反対側の基板面の識別された調整部分の各々にマイク
ロレンズを形成するために、少なくとも１つのグレイスケールマスクを使用して
リアクティブイオンエッチングを行ってもよい。
【００１６】 以下の一般的な説明と詳細な説明は例示的でかつ説明的であり、これらの説明
はクレームされた本発明のさらなる説明を与えることを意図していることが理解
されるべきである。したがって、詳細な説明と特定の実施例は、本発明の好まし
い実施例を示すものであるが、一例を与えるものにすぎないことを理解されるべ
きである。本発明の精神と範囲内で種々の変更や修正が行えることは、この詳細
な説明から当業者に明らかである。実際には、本発明の他の目的、特徴および特
性、方法、作用および構造の関連要素の機能、部品の組み合わせ、および製造の
経済性は、添付図面と以下の好ましい実施形態の詳細な説明から明らかになる。
【００１７】 （発明を実施するための最良の形態） 以下、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明し、本発明を明らか
にする。添付図面は例示的であり、本発明の範囲を限定するものではない。
【００１８】 添付図面に示す本発明の好ましい実施形態を説明する。同一の参照符号で指定
された同様の要素および方法の冗長な説明は簡潔のため省略する。図３は、本発
明の好ましい実施形態による例示的なマイクロレンズ構造を示す。マイクロレン
ズ構造はそれぞれ両端に形成された２つのアナモルフィック面３１と３２を有す
る単一の基板３０を含む。
【００１９】 第１アナモルフィック面３１は、入射レーザビームを円形化するために、２つ
の直交する方向に異なる光学パワー（optical power）を有する。第１アナモル
フィック面３１の形状は、円形化される入射レーザビームの強度分布と位相（ま
たは発散）の両方に依存する。例えば、レーザダイオードによるレーザビーム出
力の断面を通る強度分布は形状がほぼ楕円である。したがって、第１アナモルフ
ィック面３１はレーザダイオード出力を円形化するためにサドル形状に設計され
る。第１アナモルフィック面３１は、図３Ｂに示すように、一の方向に負のレン
ズパワー（lens power）を有し、他の方向に正のレンズパワーを有する。これ
により、ビームを第２面で円形にするように、発散が変化する。
【００２０】 第２アナモルフィック面３２は、マイクロレンズ構造３０に形成されたコリメ
ートレンズである。これにより、第２アナモルフィック面３２は、不均一な発散
を除去し、入射レーザビームの相を平坦にして、これによりレーザビームを平行
化するのに使用される。第１アナモルフィック面３１と同様に、第２アナモルフ
ィック面３２の形状は平行化されるレーザビームに依存する。しかしながら、入
射レーザビームの強度分布を円形化するように形成された第１アナモルフィック
面３１と異なり、第２アナモルフィック面３２は入射レーザビームの相を平坦に
するように形成される。例えば、第２面に入射するレーザビームはその点では円
形であるが、この点を越えると直角方向に異なる発散をすることにより楕円形状
に戻る。この点を越えてビームが進行する際に円形強度分布を維持するために、
直角方向の発散（または位相）を等しくする必要がある。レーザダイオード出力
を平行化する（位相を平坦にする）ために、第２アナモルフィック面３２は図３
Ｃに示すように設計される。
【００２１】 前述したように、図３Ｂと３Ｃは、レーザダイオードから入射するレーザビー
ムを円形化し平行化するように設計したときのマイクロレンズ構造の第１と第２
のアナモルフィック面３１と３２の例を示す。マイクロレンズ構造が円形化し平
行化しようとするレーザビームの特性に基づいて、入射レーザビームを円形化し
平行化するのに、図３Ｂと３Ｃに示す形状以外の表面形状を採用してもよいこと
は、当業者に容易に理解されるであろう。
【００２２】 第１と第２のアナモルフィック面３１と３２を分離する距離ｄを規定する基板
３０の長さは、第１アナモルフィック面３１が入射レーザビームを円形化するの
に要求される距離に依存する。したがって、入射レーザビームは面３２にて面３
１によって円形化される。
【００２３】 第１と第２のアナモルフィック面３１と３２が形成される基板３０は、ＧａＰ
、ＴｉＯ2、ＳｒＴｉＯ3、Ｓｉ、Ｇｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ
、ＹＳＺ、ＡｌＡｓ、ＢａＴｉＯ3、ＡｌＮ、ＢＮ、ＣｕＧａＳ2、ＢｉＳｉＯ20 、Ｂｉ12ＧｅＯ20、ＡｇＣｌ、ＡｇＢｒ、ＡｇＩ、ＡｇＧａＳｅ2、ＡｇＧａＳ2 、Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＴａＯ3、ＫｎｂＯ3、ＫＲＳ−５（Ｔｌｒ）、ＫＲＳ−６（Ｔ
ｌＣｌ）およびＴｌＢｒ等のような高屈折率材で形成されるのが好ましい。代案
として、高屈折材料で基板の両端を単に被覆して図示された構造を達成し、安価
なマイクロレンズ構造とすることもできる。以下に詳細に説明するように、この
ような高屈折材料の使用は製造可能性を向上する一方、レーザビームの円形化と
平行化を可能にする。
【００２４】 図３Ａ−３Ｃについて説明したマイクロレンズ構造を使用すると、レーザダイ
オードから第１アナモルフィック面３１に入射したレーザビームは図４に示すス
テップによって変換される。ステップ４１では、レーザダイオードＬＤによって
生成されたレーザビームＬＢはマイクロレンズ構造３０に入射する。ステップ４
２では、第１アナモルフィック面３１は入射レーザビームの楕円形状を第２アナ
モルフィック面３２で円形状に変更する。その後、不均一な発散により円形状が
楕円形状に戻るのを防止するために、第２アナモルフィック面３２は入射する円
形化されたレーザビームを平行化する。このプロセスを通して、本発明のマイク
ロレンズ構造は、レーザダイオード出力から円形化され平行化される出力レーザ
ビームを生成するのに使用される。しかしながら、当業者は、レーザダイオード
以外の非円形強度分布を有するレーザ源から入射するレーザビームの円形化と平
行化を実行するのに、同一の原理を適用することができる。
【００２５】 本発明のマイクロレンズ構造を製造するときには、必要とするアナモルフィッ
ク面形状を達成するのに、一般にグレイスケールマスクとディープリアクティブ
イオンエッチング（ＲＩＥ）が適用される。さらに詳しくは、図５は本発明のマ
イクロレンズ構造を製造する例示的なステップのフローチャートを示す。
【００２６】 ステップ５１では、入射レーザビームを円形化し平行化するのに必要とされる
レンズ面形状は、予想される入射レーザビームの分布に基づいて、公知の方法を
使用して、決定される。例えば、従来のレーザダイオードによって生成されるレ
ーザビームのように、予想される入射レーザビームが楕円分布を有している場合
、図３Ｂと３Ｃに示すレンズ形状は、ステップ５１で入射レーザビームを円形化
し平行化するのに必要と思われる。その後、ステップ５２で、単一の基板の両端
面の調整された部分が識別され、ステップ５１で決定されたレンズ面は、ステッ
プ５３で反対側の基板面の識別された部分に形成される。
【００２７】 単一の基板の反対側の面の調整された部分を識別するために、種々の方法が実
行される。以下、この識別を実行する第１の方法は図６Ａ−６Ｂを参照して説明
し、第２の方法は図７−１０を参照して説明する。
【００２８】 図６Ａ−６Ｂは、基板の両端側で装置を調整するのに第１マスク調整器（可視
または赤外線）を使用する方法を示し、図６Ａは基板の先端（下端）面に焦点を
合わされたマスク調整器（mask aligner）を示し、図６Ｂは基板の基端（上端
）面での焦点を示す。可視赤外光のみを透過する基板（例えば、シリコンまたは
ゲルマニウム基板）の両側で装置の調整を可能にするために、第１マスク調整器
は赤外光源とカメラを備えていてもよい。赤外光源とカメラは、ユーザが基板を
通して「見る」ことを可能にし、マイクロスコープを基板面に垂直に平行移動さ
せることにより、基板の両側に配置された調整マスクに交互に焦点を合わせる。
しかしながら、マイクロスコープを基板の先端面に焦点を合わせるために、マイ
クロスコープの対物レンズの動作距離（working distance）は基板とマスクプ
レートを組み合わせた厚さより大きくなければならない。
【００２９】 さらに詳しくは、マスク調整器のマイクロスコープの対物レンズ６１はマスク
６２と基板６３の上方に配置されている。マスクパターン６５は、マスク６２の
下面に、基板６３の上面にコーティングされたフォトレジストと接触して配置さ
れている。調整マスク６４は基板の下面に予めエッチングされている。
【００３０】 マスク調整器は、マスク６２の調整マスク６５を基板６３の下面に配置された
調整マスク６４に対して調整するように設計され、これによりマスクパターンは
基板６３の上面のフォトレジストに転写（transfer）することができる。調整を
達成するために、マスク調整器のマイクロスコープの対物レンズ６１は、マイク
ロスコープの対物レンズ６１を基板６３の面に垂直に平行移動させることによっ
て、上部および下部の調整マスク６４と６５に交互に焦点が合わせられる。
【００３１】 マイクロスコープの対物レンズが平行移動される距離は、基板６３の厚さＷ１
を基板６３の屈折率ｎ（例えば、ｎ＝１．５）で除した値に等しい。例えば、マ
イクロスコープは、マイクロスコープのアイピースの中の十字線またはクロスヘ
アーを用いて、まず下部調整マスク６４に中心が合わせられる。次に、マイクロ
スコープは垂直に平行移動されて基板の上面またはフォトレジスト面に焦点が合
わせられ、ここでマスクは横方向に移動され、調整マスクがマイクロスコープの
視野内の中心に置かれる。フォトレジストが露光され現像された後、基板がエッ
チングされ、パターンがフォトレジストから基板の表面に転写される。
【００３２】 調整された部分を反対側の基板面に識別するための第２のシステムを、図７Ａ
−１０に従って説明する。これらの調整部分を識別するのに使用される方法を説
明する前に、この第２のシステムで使用されるマスク調整器、基板およびマスク
を説明する。
【００３３】マスク調整器 図７Ａ−７Ｂは、本発明の第１実施形態による例示的なマスク調整器を示す。
図７Ａ−７Ｂのマスク調整器は、プロジェクションアイピース２３０とマイクロ
スコープ本体２４０を有する。図７Ａ−７Ｂに示すプロジェクションアイピース
２３０は、オートコリメーション望遠鏡で典型的に使用されるものと類似してい
る。
【００３４】 プロジェクションアイピース２３０は、ソース十字線２３２を照明する可視ま
たは赤外光源２３１を有する。ソース十字線２３２の像は、ビームスプリッター
２３３とリレーレンズ２４１によって、マイクロスコープ本体２４０に投影され
る。検出装置２３４は、十字線２３５に焦点が合わされた可視または赤外カメラ
のいずれかである。しかしながら、検出装置２３５は、人間が視覚的に操作する
従来のマイクロスコープのアイピースであってもよい。
【００３５】 プロジェクションアイピース２３０には、十字線２３２と２３５は互いに一致
され、これによりそれらの位置はビームスプリッター２３３の反射面に対してお
互いの鏡像となる。換言すれば、オブザーバが右側（すなわち２４１位置）から
アイピースを見るなら、お互いの上部に重ねられた２つの十字線２３２と２３５
が観察される。したがって、画像面は、同時に十字線２３２と２３５の両方の共
役画像面（conjugate image plane）である。
【００３６】 マイクロスコープ本体２４０は、画像面２５０上に（マスク２２０と基板２１
０の間に位置する）マスクパターンの像を形成するように調整されたマイクロス
コープの対物レンズ２４２を含むレンズ配置を有する。投影アイピース２３０と
ともに、マイクロスコープ本体２４０は、ソース十字線２３２からの光を合焦（
focus）し、マスク２２０と基板２１０の界面に配置された基板２１０のフォト
レジストコート面にソース十字線２３２の像を形成する。システムの４つの共役
画像−対物面（conjugate image−object plane）は、十字線２３２と２３５
、画像面２５０、およびマスク２２０と基板２１０の間の界面を有する。
【００３７】 一般に、マイクロスコープの対物レンズ２４２の画像面２５０はマイクロスコ
ープ本体２４０の内側に配置されている。適正な操作のためには、十字線２３２
と２３５は画像面２５０と一致しなければならないが、ビームスプリッター２３
３は画像面２５０で十字線が物理的に位置するのを防止してもよい。この場合、
リレーレンズ２４１は、マイクロスコープの対物レンズ２４２の画像面２５０に
十字線を適正な拡大率で再形成するために、（図示するような）マイクロスコー
プ本体２４０への付属物として含めるのが好ましい。基板２１０から戻る光は、
リレーレンズ２４１によって十字線２３５に再形成される前に、画像面２５０に
画像を形成する。十字線２３５に形成される画像と実際の十字線２３５との間の
変位は、マスク２２０と基板２１０の間の調整を決定するのに使用される。
【００３８】 リレーレンズ２４１は、代案として、投影アイピース２３０（不図示）に含め
てもよい。また、リレーレンズ２４１は、ビームスプリッター２３３が立方体の
ビームスプリッターである場合に、ビームスプリッター２３３を通過する光を合
焦することによって発生する収差を除くのに役立てることができる。
【００３９】 好ましい実施形態では、レンズ２４１と２４２の間の距離は、リレーレンズ２
４１の特定の光学パワーとともに、マスク調整器の特定の光学的および機械的形
態と、カメラ２３４の要求される拡大率とによって規定される。したがって、特
定の光学的処方は、レンズ設計または実験によって決定してもよい。画像面２５
０は、マイクロスコープまたはマスク調整器の従来のアイピースの中の十字線ま
たはクロスヘアーの対応する位置に配置されてもよい。さらに、基板２１０とマ
スク２２０は、従来のマスク調整器に慣習的に使用されているような確立された
従来の手段を使用して、マイクロスコープレンズに対して正確に配置されてもよ
い。
【００４０】 このように、好ましい実施形態では、本発明は、マスク調整器から既存の投影
アイピースを図７Ａまたは図１０の投影アイピースと置きかえるだけでよいこと
を要求している。前述の投影アイピースのユニークなデザインを採用することに
より、また基板に特定の光学装置を含めることにより、既存の市販されているマ
スク調整器を修正して本発明を実施することができる。
【００４１】基板 基板は図７Ｂと７Ｃに参照符号２１０で示されている。基板２１０は、基板に
十字線画像を投影するのに使用される光に対して透明である材料で製造されてい
る。基板がシリコンやゲルマニウムのように赤外光に対して透過可能であるが可
視光に対しては透過しないものであれば、赤外光源とカメラが投影アイピースに
使用される。これと対照的に、融解シリカやガリウム燐化物、亜鉛セレン化物の
ように可視光を伝達する基板に対しては、可視光源やカメラ（またはマイクロス
コープのアイピース）が投影アイピースに使用される。可視光や赤外光に対して
光学的に透明である限り、他の種々の材料を基板に使用することができる。
【００４２】 基板２１０は、第１基板面２１１と該第１基板面と反対側の第２基板面２１２
を有している。第１基板面２１１はフォトレジスト２３０でコーティングされ、
該フォトレジスト２３０はマスク２２０と接触している。マスクパターンはフォ
トレジスト２３０に接触するマスク２２０の面にある。マスク２２０のマスクパ
ターンと第１基板面２１１との間のフォトレジスト層２３０は、基板に転写され
るアプリケーションや装置に依存して、１ミクロン以下から数ミクロンまで厚さ
が変化する。少なくとも１つの調整マスクや少なくとも１つの反射マイクロ光学
装置２１３（以下、マイクロミラーという。）は、第２基板面２１２上に形成さ
れる。一般に、回転と平行移動の調整誤差の両方を除去するために、１以上の調
整マスクと１つのマイクロミラーが使用される。調整マスクは第２基板面２１２
上のどこにでも配置してもよいが、後に第２基板面２１２上にマイクロ装置を製
造するのに調整マスクを使用するために、調整マスクの位置はマイクロミラー２
１３の位置に対して正確に既知でなければならない。代案として、マイクロ装置
とマイクロミラー２１３が同一マスクを使用して同時に製造されるなら、調整マ
スク２１３は必要でない。
【００４３】 マイクロミラー２１３は、第１基板面２１１上に基準位置を確立するのに使用
され、該基準位置は第２基板面２１２上の基準位置に対して正確に配置される。
最も単純な実施形態では、各マイクロミラー２１３は、図７Ｃに示すように、基
板２１０の厚さに等しい曲率と基板２１０の面に垂直な光学軸２１４とを有する
凹ミラーである。この実施例では、光学軸２１４に存在する点Ｐは、同時に共役
対物画像点（conjugate object image point）である。また、表面２１１は
同時に共役対物画像面（conjugate object image plane）である。したがっ
て、この実施形態では、表面２１１上のＰの左側に焦点を合わせられた光点は、
表面２１１上のＰの右側に画像が形成される。他の実施形態は、反射回折光学要
素、回折格子、または複合ホログラフ光学要素で形成されたマイクロミラー２１
３を有する。しかしながら、これらの実施形態では、マイクロミラー２１３は、
第１基板面２１１上の光学軸２１４の近傍に焦点を合わされた画像から光を収集
し、該光を焦点に集めて、第１基板面２１１に第２の像を形成する。このように
、マイクロミラー２１３は、第１基板面２１１上に形成された第１画像の横方向
位置に対して感度が高い。これにより、マイクロミラー２１３の光学軸に中心を
置かれた（centered）第１画像は、マイクロミラー２１３から反射された第２画
像と一致する。第１画像がマイクロミラー２１３の光学軸に中心を置かれていな
いときには、検出可能な横変位は第１画像とその反射第２画像との間に観察され
る。
【００４４】 第２基板面２１２上にマイクロミラーと調整マスクを形成する多くの異なる方
法があるが、それらのほとんど全てはフォトリソグラフィのいくつかの形態を使
用する。マイクロミラー２１３は基板２１０の面にエッチングされてもよいし、
第２基板面２１２上に薄膜に形成されたり、コーティングされてもよい。マイク
ロ光学装置を製造するいくつかの方法は、マリアとステファン・クフナーの「マ
イクロ光学とリソグラフィ」、ＶＵＢ大学出版、ブラッセル、ベルギー、１９９
７年に記載されている。
【００４５】マスク マスクは図７Ｂと７Ｃに参照符号２２０で示されている。マスク２２０は、マ
イクロ光学デバイスの１工程製造を達成することができるグレイスケールマスク
が好ましい。しかしながら、クロームマスクのような従来の他のマスクを使用し
てもよい。マスク２２０はフォトレジストがコーティングされた基板２１０と接
触するように設置されている。フォトレジスト２３０と接触するマスク２２０の
側は、フォトレジスト２３０に転写されるマスクパターンを有している。マスク
パターンは、マイクロミラー２１３の光学軸に芯出し（center）される調整マス
クを有する。マスク調整器は、マイクロメータ調整のように、基板２１０に対し
て横方向にマスク２２０を正確に平行移動させる装置を有している。この調整マ
スクに加え、マイクロミラー２１３の光学軸を芯出しするために、マスク２２０
は、その後の製造工程のための追加の調整マスクを含む他のマイクロデバイスの
ためのパターンを含めてもよい。
【００４６】基板とマスクを調整する方法 図８Ａ−８Ｃのフローチャートは、前述したマスク、基板、および投影アイピ
ースを有するマスク調整器を使用して基板とマスクを調整する例示的な方法にお
けるステップを示す。図８Ａのステップ８１では、マスク調整器マイクロスコー
プのクロスヘアーまたは十字線は、基板先端面に配置されたマイクロミラーデバ
イスの一つの光学軸と一致される。このステップでは、マイクロスコープが基板
上のターゲットマイクロミラーデバイスの光学軸と一致することを指示すること
により、画像面２５０における十字線の２つの画像が一致するまで、マイクロス
コープと基板の相対的位置が変更される。マイクロスコープがマイクロミラーデ
バイスの光学軸と一致すると、マスク上の調整マスクは、ステップ８２のマイク
ロスコープ十字線と一致し、これによりマスクが基板と一致する。
【００４７】 さらに詳しくは、図８Ｂは、図８Ａのステップ８１１によりマイクロスコープ
を基板マイクロミラーの光学軸と一致させるための例示的な方法におけるステッ
プを示す。また、図８Ｂは、図８Ａのステップ８２によりマスクを基板と一致さ
せるための例示的な方法におけるステップを示す。マスク調整器上のマスクホル
ダと基板チャックは、一般に１ｍｍ以下の交差内でマスクを基板と概略一致させ
ることができる。したがって、マイクロミラーの光学軸は、マスク上の対応する
調整マスクの近傍（＜１ｍｍ）にあり、マイクロスコープの低パワー倍率で容易
に見ることができる。基板が十分に薄い場合、ユーザはマイクロミラーのぼけた
アウトラインを見ることができ、マイクロスコープをマイクロミラーデバイスの
光学軸上に一致させるのを補助するのに使用することができる。この方法により
実行されるラフな調整は、一般にマイクロミラーからの反射光を検出するのに十
分である。
【００４８】 図８Ｂのステップ８１１では、マスク調整器のマイクロスコープは基板のマイ
クロミラーと概略一致させられる。ステップ８１２では、マスク調整器から投影
される十字線像は、画像面２５０上でマイクロミラーから反射する十字線像と比
較される。像が一致すれば、マイクロスコープは基板マイクロミラーの光学軸と
一致したと判断され、マスクを基板と一致させるためのステップ８２に進む。こ
れと対照的に、像が一致しなければ、マイクロスコープと基板の相対位置はステ
ップ８１３で変更され、像の比較を更新するためのステップ８１２に戻される。
マイクロミラーデバイスは一般にマイクロスコープまたは基板チャックの相対位
置を変更するのに使用される。
【００４９】 図８Ｃのステップ８２１では、マスクは基板と概略一致される。次に、マスク
上の調整マークの反射は、ステップ８２２の基板のマイクロミラーにおける調整
マークの反射を比較される。調整マークがステップ８２２で一致していると決定
されると、マスクと基板はステップ８２３で一致したと判断される。しかしなが
ら、調整マークがステップ８２２で一致していると決定されなければ、マスクと
マイクロスコープ／基板との相対位置はステップ８２４で変更され、ステップ８
２２に戻って調整マークの比較を更新する。
【００５０】 図８Ａ−８Ｃに対する説明は、マスクと基板の間の平行移動と回転の誤差を除
去するために、基板上で広く離れた少なくとも２つのマイクロミラーについても
繰り返すことができる。
【００５１】 図９Ａ−９Ｂは、マイクロスコープの対物レンズ２４２がマイクロミラー２１
３の光学軸と一致しないときの画像面２５０における２つの像の横方向変位（ｄ
）を示す。変位の大きさは、調整誤差に対物レンズの倍率を乗じた値の２倍に等
しい。これにより、４０倍のマイクロスコープ対物レンズを使用すると、５ミク
ロンの調整誤差は２つの十字線像の間で４００ミクロンの変位となる。
【００５２】 図１０は、マイクロスコープに対して傾斜した基板とマスクの一例を示し、こ
こで傾斜の程度は明確にするために誇張されている。図１０において、マイクロ
スコープの対物レンズ２４２は、マイクロミラーの共役対物画像面（conjugate
object and image planes）で（マスク２２０と基板２１０の間に位置する
。）、マイクロミラー２１３の光学軸２１４に焦点を合わされている。図示する
ように、傾斜の結果、像面２５０での２つの像の間で変位が生じないし、調整ミ
スも検出されない。この例から、当業者は、上下調整（top−to−bottom align
ment）を実行するシステムの可能性は基板面に対するマイクロスコープの垂直性
に影響されないことが分かるであろう。むしろ、マイクロスコープの対物レンズ
がマイクロミラーの対物レンズがマイクロミラーの共役対物画像面でマイクロミ
ラーの光学軸上に焦点を合わせられる限り、本発明によってうまく調整すること
ができる。
【００５３】 さらに、製造可能性を向上する一つの方法は、成形（shaping）前に、基板表
面に直交する面に沿う単一平面上の凹部（valley）間の変化である各基板の表面
サグ（surface sag）を最小化することである。特に、表面サグは、次の関係式
で規定される。
【数１】 ここで、Ｄはレンズ径、ｎは屈折率、ＦはＦナンバーとして知られるレンズの
パラメータである。しかしながら、望まれない結果を経験しないと表面サグを低
減することは困難である。
【００５４】 例えば、望まれない結果は、表面サグを低減するためにレンズの径Ｄを変更す
ることから生じる。特に、径Ｄを減少することにより表面サグの望ましい減少が
生じる一方、小径レンズはレーザ源に近接して配置しなければならないので調整
交差が減少する。このように、レンズ径の減少はアセンブリをさらに困難にし、
コストを増加させる。
【００５５】 望まれない結果は、さらに、レンズのＦナンバーを変更して表面サグを減少す
ることから生じる。特に、Ｆナンバーを増加することにより表面サグの望ましい
減少が生じる一方、レンズ面の能力における減少をもたらし、入射光の矯正また
は平行を達成する。したがって、レーザダイオードのように広く発散するレーザ
ビーム出力を発生するレーザ源に対しては、Ｆナンバーの減少は望ましくない。
【００５６】 したがって、そのような望ましくない結果を経験することなく表面サグを最小
化するために、本発明の基板は高屈折率材料（ＧａＰ、ＴｉＯ2、ＳｒＴｉＯ3、
Ｓｉ、Ｇｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＹＳＺ、ＡｌＡｓ、Ｂａ
ＴｉＯ3、ＡｌＮ、ＢＮ、ＣｕＧａＳ2、ＢｉＳｉＯ20、Ｂｉ12ＧｅＯ20、ＡｇＣ
ｌ、ＡｇＢｒ、ＡｇＩ、ＡｇＧａＳｅ2、ＡｇＧａＳ2、Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＴａＯ3
、ＫｎｂＯ3、ＫＲＳ−５（Ｔｌｒ）、ＫＲＳ−６（ＴｌＣｌ）およびＴｌＢｒ
）で製造される。ガリウム燐化物（ＧａＰ）は、赤外光に対して約３．３の屈折
率を有するので、マイクロレンズを形成するのに特に有用である。そのリアクテ
ィブイオンエッチングは公知である。式１に示すように、屈折率ｎは表面サグに
逆比例する。このように、高屈折率材料の使用は、レンズ径ＤまたはＦナンバー
に影響を与えることなく、表面サグを減少する。
【００５７】 従来、高屈折率材料は、主として高価であるため、特にマイクロレンズ（径ま
たは大きさが約５ｍｍ）を製造するときには極端に高いために、レンズの製造に
使用されなかった。しかしながら、マイクロレンズの製造には、高屈折率材料の
コストは、マイクロレンズ要素が微小サイズ（例えば、径が１ミリメータ以下）
であり、単一のマイクロレンズを使用すると材料が減少し、多数の要素の調整に
関するコストが排除できる等の種々の要因により、極端なものではない。
【００５８】 高屈折率材料で製造することに関連する高コストは、レンズが形成される基板
の両端面を製造するためにのみこれらの高屈折率材料を使用することにより、さ
らに最小化される。
【００５９】 本発明の好ましい実施形態であると現在考えられているものを説明したが、 本発明の真の範囲から逸脱することなく、種々の変更や修正をしたり、各要素に
均等物を代用することは、当業者に理解されるであろう。さらに、本発明の中枢
範囲から逸脱することなく、多くの修正を行って、本発明の教えに特定の事情や
材料を採用してもよい。したがって、本発明は本発明を実施するために予想され
るベストモードとして開示された特定の実施形態に限定されるものではないが、
本発明は請求の範囲に含まれる全ての実施形態を含むものであることがが意図さ
れている。
【００６０】 以上の説明や図面は、多様な発明概念を含むものとみなされ、そのいくつかは
一部または全体的に請求の範囲の外にあるものもある。出願人は本願の出願時点
を選択して、本願の請求の範囲にしたがって保護の範囲を限定したという事実は
、本願に含まれる他の発明概念の放棄としてとられるべきでなく、本願の請求の
範囲と異なる請求の範囲によって規定することができ、その請求の範囲は、出願
継続中は例えば継続出願または分割出願のために採用することができるものであ
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】 図１Ａと１Ｂは理想のレーザビーム出力を示し、１Ａは平行化さ
れたビームの特性を示し、１Ｂは円形ビームプロファイルの特性を示す。図１Ｃ
−１Ｄはレーザダイオードからのレーザビーム出力を示し、１Ｃはレーザダイオ
ードによって導入される非点収差の効果を示し、１Ｄはレーザダイオードのエミ
ッタから約５ｍｍの距離にあるスポット図を示す。
【図２】 回転対称要素と組み合わせた２以上のアナモルフィック要素を含
む従来のレーザアセンブリを示す。
【図３】 ３Ａは本発明の好ましい実施形態によるマイクロレンズ構造の一
例を示し、３Ｂは３Ａに示すマイクロレンズ構造の第１アナモルフィック面の曲
率の一例を示し、３Ｃは３Ａに示すマイクロレンズ構造の第２アナモルフィック
面の曲率の一例を示す。
【図４】 図３Ａに示すマイクロレンズ構造の第１アナモルフィック面に入
射するレーザビームを変換するための本発明によって実行される例示的方法を説
明するフローチャートである。
【図５】 図３Ａ−３Ｃに示すマイクロレンズ構造を製造するために本発明
により実行される例示的方法のフローチャートを示す。
【図６】 図６Ａと６Ｂは基板の反対側の面上の調整する部分を識別するた
めの第１システムを示す。
【図７】 図７Ａ−７Ｃは基板の反対側の面上の調整する部分を識別するた
めの第２システムを示す。
【図８】 図８Ａ−８Ｃは基板の反対側の面上の調整する部分を識別するた
めに図７Ａ−７Ｃに示すシステムによって実行される方法を示す。
【図９】 図９Ａ−９Ｂは基板の反対側のパターンが誤調整された時に図７
Ａ-７Ｃに示すシステムの十字線の２つの像間の横変位を示す。
【図１０】 図７Ａ-７Ｃに示すマスク調整システムに対する基板表面の傾
斜の非論理的効果を示す。
【符号の説明】
３０ 基板 ３１ 第１アナモルフィック面 ３２ 第２アナモルフィック面

Claims (37)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 単一の要素の両端面に配置された２つのアナモルフィックマ
    イクロレンズ構造を有する単一のマイクロレンズ構造を製造する方法において、 基板の両端面で調整部分を識別し、 前記基板の両端面の識別された調整部分の各々にマイクロレンズを形成する単
    一のマイクロレンズの製造方法。
  2. 【請求項２】 前記マイクロレンズは、それぞれ少なくとも１つのグレイス
    ケールマスクを使用して付与されたパターンに基づいて形成される請求項１に記
    載の単一のマイクロレンズ構造の製造方法。
  3. 【請求項３】 前記マイクロレンズは、それぞれ少なくとも１つのグレイス
    ケールマスクを使用して付与されたパターンに基づいて、基板面の調整部分をリ
    アクティブイオンエッチングすることによって形成される請求項２に記載の単一
    のマイクロレンズ構造の製造方法。
  4. 【請求項４】 前記マイクロレンズは高屈折率材料で形成する請求項１に記
    載の単一のマイクロレンズ構造の製造方法。
  5. 【請求項５】 前記高屈折率材料は、ＧａＰ、ＴｉＯ2、ＳｒＴｉＯ3、Ｓｉ
    、Ｇｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＹＳＺ、ＡｌＡｓ、ＢａＴｉ
    Ｏ3、ＡｌＮ、ＢＮ、ＣｕＧａＳ2、ＢｉＳｉＯ20、Ｂｉ12ＧｅＯ20、ＡｇＣｌ、
    ＡｇＢｒ、ＡｇＩ、ＡｇＧａＳｅ2、ＡｇＧａＳ2、Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＴａＯ3、Ｋ
    ｎｂＯ3、ＫＲＳ−５（Ｔｌｒ）、ＫＲＳ−６（ＴｌＣｌ）およびＴｌＢｒのい
    ずれかである請求項４に記載の単一のマイクロレンズ構造の製造方法。
  6. 【請求項６】 前記高屈折率材料は、ＧａＰである請求項４に記載の単一の
    マイクロレンズ構造の製造方法。
  7. 【請求項７】 前記基板の両端面の調整部分の識別は、 第１基板面の第１位置に第１像の焦点を合わせ、 第１像からの光を収集するために第２基板面に配置されるマイクロ光学デバイ
    スからの光により形成される第２像に基づいて、第１位置が反対側の第２基板面
    の第２位置と位置したか否かを決定する請求項１に記載の単一のマイクロレンズ
    構造の製造方法。
  8. 【請求項８】 入射光を円形化し平行化する単一のマイクロレンズ構造にお
    いて、 第１面と該第１面と反対側の第２面を有する基板と、 該基板の第１面に配置された第１アナモルフィックマイクロレンズと、 前記基板の第２面に配置された第２アナモルフィックマイクロレンズとからな
    るマイクロレンズ構造。
  9. 【請求項９】 前記第１アナモルフィックマイクロレンズは光の強度分布を
    円形化し、入射光によってまず包囲され、 前記第２アナモルフィックマイクロレンズは光の位相を平行化し矯正する請求
    項８に記載のマイクロレンズ構造。
  10. 【請求項１０】 前記基板の第１面と第２面の間の距離は、前記第１アナモ
    ルフィックマイクロレンズが入射光を円形化するのに必要な距離によって規定さ
    れている請求項９に記載のマイクロレンズ構造。
  11. 【請求項１１】 前記第１アナモルフィックマイクロレンズを通過する光は
    前記第２アナモルフィックマイクロレンズで円形化される請求項１０に記載のマ
    イクロレンズ構造。
  12. 【請求項１２】 前記第１および第２アナモルフィックマイクロレンズは高
    屈折材料から製造されている請求項８に記載のマイクロレンズ構造。
  13. 【請求項１３】 前記第１および第２アナモルフィックマイクロレンズを製
    造するのに使用される高屈折率材料は、ＧａＰ、ＴｉＯ2、ＳｒＴｉＯ3、Ｓｉ、
    Ｇｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＹＳＺ、ＡｌＡｓ、ＢａＴｉＯ 3 、ＡｌＮ、ＢＮ、ＣｕＧａＳ2、ＢｉＳｉＯ20、Ｂｉ12ＧｅＯ20、ＡｇＣｌ、Ａ
    ｇＢｒ、ＡｇＩ、ＡｇＧａＳｅ2、ＡｇＧａＳ2、Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＴａＯ3、Ｋｎ
    ｂＯ3、ＫＲＳ−５（Ｔｌｒ）、ＫＲＳ−６（ＴｌＣｌ）およびＴｌＢｒのいず
    れかである請求項１２に記載のマイクロレンズ構造。
  14. 【請求項１４】 前記高屈折率材料は、ＧａＰである請求項１２に記載の単
    一のマイクロレンズ構造。
  15. 【請求項１５】 前記光はレーザビームである請求項８に記載のマイクロレ
    ンズ構造。
  16. 【請求項１６】 円形化され平行化された光を発生する装置において、 レーザビームを発生するレーザダイオードと、 両端面に形成された２つのアナモルフィックマイクロレンズを有する単一のマ
    イクロレンズ構造とからなり、 レーザダイオードによって発生される光が２つのアナモルフィックマイクロレ
    ンズの両方を通過した後に円形化され平行化されるようにした装置。
  17. 【請求項１７】 前記第１アナモルフィックマイクロレンズは光を円形化し
    、入射光によってまず包囲され、 前記第２アナモルフィックマイクロレンズは光を平行化する請求項１６に記載
    の装置。
  18. 【請求項１８】 前記基板の第１面と第２面の間の距離は、前記第１アナモ
    ルフィックマイクロレンズが入射光を円形化するのに必要な距離によって規定さ
    れている請求項１７に記載の装置。
  19. 【請求項１９】 前記第１アナモルフィックマイクロレンズを通過する光は
    前記第２アナモルフィックマイクロレンズで円形化される請求項１８に記載の装
    置。
  20. 【請求項２０】 前記第１および第２アナモルフィックマイクロレンズは高
    屈折材料から製造されている請求項１６に記載の装置。
  21. 【請求項２１】 前記第１および第２アナモルフィックマイクロレンズを製
    造するのに使用される高屈折率材料は、ＧａＰ、ＴｉＯ2、ＳｒＴｉＯ3、Ｓｉ、
    Ｇｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＹＳＺ、ＡｌＡｓ、ＢａＴｉＯ 3 、ＡｌＮ、ＢＮ、ＣｕＧａＳ2、ＢｉＳｉＯ20、Ｂｉ12ＧｅＯ20、ＡｇＣｌ、Ａ
    ｇＢｒ、ＡｇＩ、ＡｇＧａＳｅ2、ＡｇＧａＳ2、Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＴａＯ3、Ｋｎ
    ｂＯ3、ＫＲＳ−５（Ｔｌｒ）、ＫＲＳ−６（ＴｌＣｌ）およびＴｌＢｒのいず
    れかである請求項２０に記載の装置。
  22. 【請求項２２】 前記高屈折率材料は、ＧａＰである請求項２０に記載の装
    置。
  23. 【請求項２３】 前記光はレーザビームである請求項１６に記載の装置。
  24. 【請求項２４】 単一のマイクロレンズ構造を通過する入射光を円形化し平
    行化する方法において、 単一のマイクロレンズ構造の第１面を通過する光を円形化し、 単一のマイクロレンズ構造の第２面を通過する光を平行化し、 ここで、第１面と第２面は、第１面によって円形化された光が第２面を通過す
    るように配置する、単一のマイクロレンズ構造を通過する入射光を円形化し平行
    化する方法。
  25. 【請求項２５】 前記マイクロレンズ構造の第１面と第２面は、互いに反対
    側のアナモルフィックマイクロレンズである請求項２４に記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記マイクロレンズ構造の第１面と第２面の間を進行する
    光の距離は、前記第１面が光を円形化するのに必要な距離によって規定されてい
    る請求項２４に記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記円形化は、前記マイクロレンズ構造の第１面を通過す
    る光を前記マイクロレンズ構造の第２面で円形化することを含む請求項２６に記
    載の方法。
  28. 【請求項２８】 単一の要素の両端面に配置された２つのアナモルフィック
    マイクロレンズ構造を有する単一のマイクロレンズ構造において、 前記マイクロレンズ構造は、 基板の両端面で調整部分を識別し、 前記基板の両端面の識別された調整部分の各々にマイクロレンズを形成するこ
    とによって製造されたものである単一のマイクロレンズ構造。
  29. 【請求項２９】 前記単一のマイクロレンズ構造を製造するのに使用される
    方法は、 少なくとも１つのグレイスケールマスクを使用して付与されたパターンに基づ
    いてマイクロレンズのそれぞれを形成することを含む請求項２８に記載の構造。
  30. 【請求項３０】 前記単一のマイクロレンズ構造を製造するのに使用される
    方法は、少なくとも１つのグレイスケールマスクを使用して付与されたパターン
    に基づいて、基板面の調整部分をリアクティブイオンエッチングすることによっ
    て、それぞれのマイクロレンズを形成することを含む請求項２９に記載の構造。
  31. 【請求項３１】 前記単一のマイクロレンズ構造を製造するのに使用される
    方法は、高屈折率材料のマイクロレンズを形成することを含む請求項２８に記載
    の構造。
  32. 【請求項３２】 前記高屈折率材料は、ＧａＰ、ＴｉＯ2、ＳｒＴｉＯ3、Ｓ
    ｉ、Ｇｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＹＳＺ、ＡｌＡｓ、ＢａＴ
    ｉＯ3、ＡｌＮ、ＢＮ、ＣｕＧａＳ2、ＢｉＳｉＯ20、Ｂｉ12ＧｅＯ20、ＡｇＣｌ
    、ＡｇＢｒ、ＡｇＩ、ＡｇＧａＳｅ2、ＡｇＧａＳ2、Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＴａＯ3、
    ＫｎｂＯ3、ＫＲＳ−５（Ｔｌｒ）、ＫＲＳ−６（ＴｌＣｌ）およびＴｌＢｒの
    いずれかから形成されえいる請求項３１に記載の構造。
  33. 【請求項３３】 前記高屈折率材料は、ＧａＰで形成されている請求項３１
    に記載の構造。
  34. 【請求項３４】 前記基板の両端面で調整部分を識別する工程は、 第１基板面の第１位置に第１像の焦点を合わせ、 第１像からの光を収集するために第２基板面に配置されるマイクロ光学デバイ
    スからの光により形成される第２像に基づいて、第１位置が反対側の第２基板面
    の第２位置と位置したか否かを決定する工程を含む請求項２８に記載の構造。
  35. 【請求項３５】 高屈折率を有する基板にマイクロレンズ構造を形成する方
    法において、 グレイスケールマスクを使用してフォトレジスト中にレンズ面プロフィールを
    形成し、 フォトレジスト中に形成されたレンズ面プロフィールに基づいて高屈折率ウェ
    ハーをリアクティブイオンエッチングするマイクロレンズ構造を形成する方法。
  36. 【請求項３６】 前記高屈折率材料は、ＧａＰである請求項３５に記載のマ
    イクロレンズ構造を製造する方法。
  37. 【請求項３７】 前記高屈折率材料は、ＧａＰ、ＴｉＯ2、ＳｒＴｉＯ3、Ｓ
    ｉ、Ｇｅ、ＺｎＳｅ、ＺｎＳ、ＩｎＳｂ、ＩｎＡｓ、ＹＳＺ、ＡｌＡｓ、ＢａＴ
    ｉＯ3、ＡｌＮ、ＢＮ、ＣｕＧａＳ2、ＢｉＳｉＯ20、Ｂｉ12ＧｅＯ20、ＡｇＣｌ
    、ＡｇＢｒ、ＡｇＩ、ＡｇＧａＳｅ2、ＡｇＧａＳ2、Ａｌ2Ｏ3、ＬｉＴａＯ3、
    ＫｎｂＯ3、ＫＲＳ−５（Ｔｌｒ）、ＫＲＳ−６（ＴｌＣｌ）およびＴｌＢｒの
    いずれかである請求項３５に記載のマイクロレンズ構造を製造する方法。
JP2000585704A 1998-11-23 1999-11-19 単一の高屈折率基板の両端に２つのアナモルフィック面を有するマイクロレンズ構造およびその製造方法 Pending JP2002531871A (ja)

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