JP2007079371A - Gray scale mask, optical element, spatial light modulator and projector - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、グレイスケールマスク、光学素子、空間光変調装置及びプロジェクタ、特に、マイクロレンズ素子等の三次元微細構造を有する光学素子を製造するためのグレイスケールマスクの技術に関する。 The present invention relates to a gray scale mask, an optical element, a spatial light modulator, and a projector, and more particularly to a gray scale mask technique for manufacturing an optical element having a three-dimensional microstructure such as a microlens element.
従来、三次元微細構造を有する光学素子の製造において、フォトリソグラフィ技術が用いられている。フォトリソグラフィは、光反応性の感光材料であるレジスト層を基板に塗布し、露光、現像することでレジスト層にパターンを形成する技術である。レジスト層にパターンを形成した後エッチング等を施すことで、レジスト層のパターンを基板に形成することができる。レジスト層に所望のパターンを形成する方法として、例えば、グレイスケールマスクを介してレジストを露光する技術が用いられている。グレイスケールマスクは、所望のレジスト形状に対応させてそれぞれ光透過率が設定された複数の単位セルを備えている。単位セルごとに光透過率を変化させると、グレイスケールマスクの光透過率は二次元方向において段階的に変化するように分布することとなるため、平滑な面を得たい場合でもレジスト層に段形状が形成される場合がある。光学素子は、光の屈折等の機能を果たすために正確な形状であることが要求されることから、設計には無い段形状の形成を回避することが望まれる。そこで、例えば、露光時にフォーカス量を徐々に変化させることで平滑な面を形成する技術(例えば、特許文献1参照。)や、レジストの加熱処理により段形状の平滑化を図る技術(例えば、特許文献2参照。)が提案されている。 Conventionally, a photolithography technique is used in the manufacture of an optical element having a three-dimensional microstructure. Photolithography is a technique in which a resist layer, which is a photoreactive photosensitive material, is applied to a substrate, exposed to light, and developed to form a pattern on the resist layer. The pattern of the resist layer can be formed on the substrate by performing etching after forming the pattern on the resist layer. As a method for forming a desired pattern on the resist layer, for example, a technique of exposing the resist through a gray scale mask is used. The gray scale mask includes a plurality of unit cells each having a light transmittance corresponding to a desired resist shape. When the light transmittance is changed for each unit cell, the light transmittance of the gray scale mask is distributed so as to change stepwise in the two-dimensional direction. A shape may be formed. Since the optical element is required to have an accurate shape in order to perform functions such as light refraction, it is desired to avoid the formation of a step shape that is not in the design. Therefore, for example, a technique for forming a smooth surface by gradually changing the focus amount during exposure (for example, see Patent Document 1), or a technique for smoothing a step shape by heat treatment of a resist (for example, a patent). Reference 2) has been proposed.
特許文献1に提案されている技術では、平滑な面を形成するために、露光時間内にデフォーカス量を変化させる工程が新たに必要となる。また、レジスト面に対して焦点が大きくずれた側から焦点が合う側へデフォーカス量を変化させることで、最終的に焦点が合ったときに段形状が形成されることとなる。このために平滑な面を得にくいとも考えられる。特許文献2に提案されている技術では、段形状の平滑化が可能であっても、レジスト形状の高さや形状自体にまで加熱の影響が及ぶことで正確な形状を得られない場合があり得る。このように、従来の技術では、光透過率が段階的に変化するように分布することによる段形状の形成を回避することが困難であるから、正確なレジスト形状を得ることが難しいという問題を生じる。本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、光透過率が段階的に変化するように分布することによる段形状の形成を回避でき、レジスト形状を正確に形成することが可能なグレイスケールマスク、そのグレイスケールマスクを用いて製造された光学素子、空間光変調装置、及びプロジェクタを提供することを目的とする。
In the technique proposed in
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明によれば、所望のレジスト形状に対応させてそれぞれ光透過率が設定された複数の単位セルを備え、単位セルは、光を透過させる開口部と、光を遮断させる遮光部とを有し、単位セルに占める開口部の面積の割合である面積開口率によって光透過率が決定され、レジスト形状を形成させるレジスト層のうち一の単位セルからの直接光が入射する領域へ、一の単位セルの周辺の単位セルからの回折光を入射させてレジスト形状を形成させるような範囲の面積開口率を有することを特徴とするグレイスケールマスクを提供することができる。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, according to the present invention, a plurality of unit cells each having a light transmittance corresponding to a desired resist shape are provided, and each unit cell transmits light. The light transmittance is determined by the area aperture ratio, which is a ratio of the area of the opening occupying the unit cell, and one of the resist layers for forming the resist shape. A gray scale characterized by having an area aperture ratio in such a range that diffracted light from unit cells around one unit cell is incident on a region where direct light from the unit cell is incident to form a resist shape A mask can be provided.
本発明のグレイスケールマスクは、開口部からの直接光のみならず、回折光を用いてレジスト形状を形成する。面積開口率と回折光の強度との間には相関関係があることから、回折光の強度が大きくなるようなグレイスケールマスクの面積開口率の範囲を決定することができる。一の単位セルからの直接光が入射する領域へ周辺からの回折光を入射させることで、グレイスケールマスクが二次元方向において段階的に変化する光透過率分布を持つ場合であっても、レジスト層上における光量の変化を連続的なものに近づけることができる。レジスト層上における光量の変化を連続的なものとすることで、レジスト層に平滑な面を形成することが可能となる。本発明のグレイスケールマスクを介した露光以外に工程を増加させる必要が無く、また回折光は直接光に対して副次的に生じるものであることから、レジスト形状の高さや形状にまで及ぼす影響も少ないものと考えられる。これにより、光透過率が段階的に変化するように分布することによる段形状の形成を回避でき、レジスト形状を正確に形成することが可能なグレイスケールマスクを得られる。 The gray scale mask of the present invention forms a resist shape using not only direct light from the opening but also diffracted light. Since there is a correlation between the area aperture ratio and the intensity of the diffracted light, the range of the area aperture ratio of the gray scale mask that increases the intensity of the diffracted light can be determined. Even if the grayscale mask has a light transmittance distribution that changes stepwise in the two-dimensional direction by making the diffracted light from the periphery enter the region where direct light from one unit cell is incident, the resist The change in the amount of light on the layer can be made to be continuous. By making the change in the amount of light on the resist layer continuous, a smooth surface can be formed on the resist layer. Since there is no need to increase the number of processes other than the exposure through the gray scale mask of the present invention, and since diffracted light is generated as a secondary to direct light, it affects the height and shape of the resist shape. It is thought that there are few things. As a result, it is possible to avoid the formation of a step shape due to the light transmittance being distributed so as to change stepwise, and to obtain a gray scale mask capable of accurately forming a resist shape.
また、本発明の好ましい態様によれば、面積開口率が100パーセントであるときの直接光の強度I0を1とすると、単位セルは、0.05<I0<0.5に対応する範囲の面積開口率を有することが望ましい。これにより、一の単位セルからの直接光が入射する領域へ周囲からの回折光を入射させ、レジスト形状を形成させることができる。 Further, according to a preferred aspect of the present invention, when the direct light intensity I0 when the area aperture ratio is 100% is 1, the unit cell has an area in a range corresponding to 0.05 <I0 <0.5. It is desirable to have an aperture ratio. Thereby, the diffracted light from the surroundings can be incident on the region where the direct light from one unit cell is incident, and a resist shape can be formed.
また、本発明の好ましい態様によれば、単位セルは、0.1<I0<0.5に対応する範囲の面積開口率を有することが望ましい。これにより、回折光を効率的に生じさせることができる。 According to a preferred aspect of the present invention, it is desirable that the unit cell has an area aperture ratio in a range corresponding to 0.1 <I0 <0.5. Thereby, diffracted light can be generated efficiently.
また、本発明の好ましい態様としては、単位セルは、0.25<I0<0.5に対応する範囲の面積開口率を有することが望ましい。これにより、回折光をさらに効率的に生じさせることができる。 As a preferred embodiment of the present invention, the unit cell desirably has an area aperture ratio in a range corresponding to 0.25 <I0 <0.5. Thereby, diffracted light can be generated more efficiently.
また、本発明の好ましい態様としては、単位セルは、アレイ状に配置されることが望ましい。それぞれ光透過率が設定された単位セルをアレイ状に配置することで、三次元微細構造を有するレジスト形状を形成することができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, the unit cells are desirably arranged in an array. By arranging unit cells each having a light transmittance set in an array, a resist shape having a three-dimensional microstructure can be formed.
また、本発明の好ましい態様としては、単位セルは、矩形領域内において、矩形領域の対角線方向について略同一のピッチで配置されることが望ましい。これにより、曲面を有するレジスト形状を正確に形成することができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the unit cells are arranged at substantially the same pitch in the diagonal direction of the rectangular area in the rectangular area. Thereby, a resist shape having a curved surface can be formed accurately.
また、本発明の好ましい態様としては、単位セルは、略同心円状に配置されることが望ましい。これにより、曲面を有するレジスト形状を正確に形成することができる。 Moreover, as a preferable aspect of the present invention, it is desirable that the unit cells are arranged substantially concentrically. Thereby, a resist shape having a curved surface can be formed accurately.
また、本発明の好ましい態様としては、単位セルは、複数の微小セルにより構成され、微小セルは、レジスト層を露光する解像限界以下の幅を有することが望ましい。解像限界以上の幅の微小セルを用いる場合、グレイスケールマスクの光透過分布に応じた段形状が形成され易くなる。解像限界以下の幅を持つ微小セルを用いることにより、平滑な面を備えるレジスト形状を形成することが可能となる。微小セルの幅は、露光に用いる光の入射角度、及び光の波長に対応して、解像限界以下の幅を持つように設定することが可能である。 As a preferred embodiment of the present invention, the unit cell is preferably composed of a plurality of minute cells, and the minute cells preferably have a width equal to or smaller than the resolution limit for exposing the resist layer. When a minute cell having a width equal to or larger than the resolution limit is used, a step shape corresponding to the light transmission distribution of the gray scale mask is easily formed. By using microcells having a width less than the resolution limit, a resist shape having a smooth surface can be formed. The width of the minute cell can be set so as to have a width equal to or smaller than the resolution limit corresponding to the incident angle of light used for exposure and the wavelength of light.
さらに、本発明によれば、上記のグレイスケールマスクを用いてレジスト層にレジスト形状を形成し、レジスト形状を基板に転写させて作成されることを特徴とする光学素子を提供することができる。上記のグレイスケールマスクを用いることにより、段形状の形成を回避でき、レジスト形状を正確に形成することが可能である。かかるレジスト形状を基板に転写させることにより、光の透過率が高く熱的特性に優れた光学素子を得られる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide an optical element that is formed by forming a resist shape on a resist layer using the gray scale mask and transferring the resist shape to a substrate. By using the gray scale mask, it is possible to avoid formation of a step shape and to form a resist shape accurately. By transferring the resist shape onto the substrate, an optical element having high light transmittance and excellent thermal characteristics can be obtained.
さらに、本発明によれば、上記の光学素子を有することを特徴とする空間光変調装置を提供することができる。上記の光学素子を有することで、正確な形状の光学素子により光を効率的に利用することが可能である。これにより、光を効率的に利用でき、高効率で明るく、高コントラストな画像を得ることが可能な空間光変調装置を得られる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a spatial light modulation device including the above-described optical element. By having the above optical element, it is possible to efficiently use light by the optical element having an accurate shape. As a result, a spatial light modulation device that can efficiently use light and can obtain a high-efficiency, bright and high-contrast image can be obtained.
さらに、本発明によれば、上記の空間光変調装置を有することを特徴とするプロジェクタを提供することができる。上記の空間光変調装置を用いることにより、光を効率的に利用でき、明るい画像を得ることが可能である。これにより、高効率で明るく、高コントラストな画像のプロジェクタを得られる。 Furthermore, according to the present invention, it is possible to provide a projector including the spatial light modulation device described above. By using the above spatial light modulator, light can be used efficiently and a bright image can be obtained. As a result, it is possible to obtain a projector with a high-efficiency, bright and high-contrast image.
以下に図面を参照して、本発明の実施例を詳細に説明する。 Embodiments of the present invention will be described below in detail with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例1に係るグレイスケールマスク20について説明するものであって、グレイスケールマスク20を使用する縮小投影露光装置10の構成を示すものである。縮小投影露光装置10は、所望のレジスト形状に対応させた光透過率分布を有するグレイスケールマスク20からの光を縮小させ、材料基板17の露光を行うものである。グレイスケールマスク20は、縮小投影露光装置10の光学系の光軸AX上であって、光源11と投写レンズ13との間に配置されている。光源11からの光は、グレイスケールマスク20を透過した後、縮小倍率の投写レンズ13に入射する。投写レンズ13からの光は、ステージ15上に載置された材料基板17上に入射する。縮小投影露光装置10は、例えば、435nmの波長を有する光であるg線を用いるg線ステッパである。
FIG. 1 illustrates a
図2は、グレイスケールマスク20の構成を説明するものである。ここでは、単独のマイクロレンズを形成するためのグレイスケールマスク20について説明を行う。複数のマイクロレンズをアレイ状に配列させたマイクロレンズアレイを形成する場合、図2に示すグレイスケールマスク20をアレイ状に配列させたものを用いることができる。グレイスケールマスク20は、一辺の長さdが70μmの正方形形状を有する。例えば、縮小投影露光装置10により5分の1の縮小露光を行う場合、一辺の長さdが70μmのグレイスケールマスク20により、一辺が14μmのマイクロレンズを形成することができる。
FIG. 2 illustrates the configuration of the
グレイスケールマスク20は、一辺の長さが2.5μmの正方形形状を有する複数の単位セル21をアレイ状に配置して構成されている。複数の単位セル21は、所望のレジスト形状に対応させてそれぞれ光透過率が設定されている。それぞれ光透過率が設定された単位セル21をアレイ状に配置することで、三次元微細構造を有するレジスト形状を形成することができる。1つのグレイスケールマスク20は、784(=28×28)個の単位セル21を有している。
The
また、単位セル21は、グレイスケールマスク20が有する正方形形状の対角線DL方向について、略同一のピッチで配置されている。対角線DL方向について略同一のピッチで単位セル21を配置することにより、対角線DL方向について略同一のピッチで光透過率を設定することが可能となる。対角線DL方向について略同一のピッチで光透過率を設定することで、曲面を有するレジスト形状を正確に形成することができる。
The
図3−1は、単位セル21の構成を説明するものである。単位セル21は、中央に配置された開口部23と、開口部23の周囲に配置された遮光部22とを有する。本実施例において、開口部23は単位セル21の中央に配置することとしているが、単位セル21の中央以外の位置に配置することとしても良い。開口部23は、光源11からの光を透過させる。遮光部22は、光源11からの光を遮断させる。単位セル21の光透過率は、面積開口率によって決定されている。面積開口率は、単位セル21に占める開口部23の面積の割合であるとする。単位セル21は、複数の微小セルにより構成されている。開口部23は、光を透過させる微小セルにより構成されている。遮光部22は、光を遮断させる微小セルによって構成されている。面積開口率は、単位セル21の全微小セルに対する、開口部23を構成する微小セルの個数により決定することができる。
FIG. 3A illustrates the configuration of the
微小セルは、レジスト層を露光する解像限界以下の幅を有することが望ましい。解像限界以上の微小セルを備えるグレイスケールマスク20を用いると、グレイスケールマスク20の光透過分布に応じて段形状が形成され易くなる。解像限界以下の幅を持つ微小セルを用いることにより、平滑な面を備えるレジスト形状を形成することが可能となる。微小セルの幅は、露光に用いる光の入射角度、及び光の波長に対応して、解像限界以下の幅を持つように設定することが可能である。
It is desirable that the minute cell has a width equal to or smaller than a resolution limit for exposing the resist layer. When the
図1に示すように、縮小投影露光装置10は、光軸AXに略平行な光によりレジスト層の露光を行う。例えば、縮小投影露光装置10としてg線(435nm)ステッパを用いる場合、微小セルの幅を0.5μm以下と設定することができる。縮小投影露光装置10としてi線(365nm)ステッパを用いる場合、微小セルの幅を0.3μm以下と設定することができる。縮小投影露光装置10としてg線ステッパを用いる場合、例えば、図3−2に示すように、微小セル24の一辺の長さt’を0.25μmとすることで、平滑な面を備えるレジスト形状を形成することができる。
As shown in FIG. 1, the reduction
図3−1に戻って、単位セル21の一辺の長さt、開口部23の一辺の長さpを用いると、単位セル21における面積開口率ORは、式(1)により求めることができる。
OR=p2/t2×100(%) (1)
Returning to FIG. 3A, when the length t of one side of the
OR = p 2 / t 2 × 100 (%) (1)
また、単位セル21の幅に対する遮光部22の幅の割合BWは、式(2)により求めることができる。
BW=(t−p)/t (2)
Further, the ratio BW of the width of the
BW = (tp) / t (2)
図4は、開口部23からの直接光(ゼロ次光)の強度I0、一次回折光の強度I1、及び二次回折光の強度I2と、遮光部22幅の割合BWとの関係を表すものである。開口部23の通過により生じる回折光の強度Iは、回折光次数をmとすると、式(3)により求めることができる。
I=[{sin(BW×mπ)}/mπ]2 (3)
FIG. 4 shows the relationship between the intensity I0 of direct light (zero-order light) from the
I = [{sin (BW × mπ)} / mπ] 2 (3)
一次回折光の強度I1及び二次回折光の強度I2は、それぞれ式(3)により求めることができる。1次回折光の強度が最大となるBW=0.5のとき、各次数についての回折光の合計強度も最大となる。直接光の強度I0は、開口部23へ入射する光の強度から各次数の回折光の強度を差し引くことにより求めることができる。グレイスケールマスク20は、面積開口率ORが100%であるときの直接光の強度I0を1とする場合に、各単位セル21の面積開口率ORが0.36<I0<0.5に対応する範囲となるように構成されている。直接光の強度I0が0.36<I0<0.5であるとき、回折光の強度が比較的大きくなる。なお、面積開口率ORが100%であるとは、開口部23にて回折光が生じず、開口部23へ入射した光の全てがそのまま直接光として透過する場合である。
The intensity I1 of the first-order diffracted light and the intensity I2 of the second-order diffracted light can be obtained from the equation (3), respectively. When BW = 0.5 where the intensity of the first-order diffracted light is maximized, the total intensity of the diffracted light for each order is also maximized. The direct light intensity I 0 can be obtained by subtracting the intensity of the diffracted light of each order from the intensity of the light incident on the
ここで、I0=0.36に対応する面積開口率ORを求める。図4に示すグラフより、I0=0.36であるとき、BW=0.4である。単位セル21の一辺の長さtが2.5μmであるとすると、開口部23の一辺の長さpは、式(2)を用いて求めることができる。
p=t−t×BW=2.5−2.5×0.4=1.5(μm)
面積開口率ORは、式(1)を用いて求めることができる。
OR=p2/t2×100=(1.5)2/(2.5)2×100=36(%)
Here, the area aperture ratio OR corresponding to I0 = 0.36 is obtained. From the graph shown in FIG. 4, when I0 = 0.36, BW = 0.4. Assuming that the length t of one side of the
p = t−t × BW = 2.5−2.5 × 0.4 = 1.5 (μm)
The area aperture ratio OR can be obtained using the equation (1).
OR = p 2 / t 2 × 100 = (1.5) 2 /(2.5) 2 × 100 = 36 (%)
次に、I0=0.5に対応する面積開口率ORを求める。図4に示すグラフより、I0=0.5であるとき、BW=0.29である。開口部23の一辺の長さpは、式(2)を用いて求めることができる。
p=t−t×BW=2.5−2.5×0.29=1.775(μm)
面積開口率ORは、式(1)を用いて求めることができる。
OR=p2/t2×100=(1.775)2/(2.5)2×100=50.41(%)
よって、本実施例のグレイスケールマスク20は、各単位セル21の面積開口率ORが36%<OR<50.41%となるように構成することができる。
Next, an area aperture ratio OR corresponding to I0 = 0.5 is obtained. From the graph shown in FIG. 4, when I0 = 0.5, BW = 0.29. The length p of one side of the
p = t−t × BW = 2.5−2.5 × 0.29 = 1.775 (μm)
The area aperture ratio OR can be obtained using the equation (1).
OR = p 2 / t 2 × 100 = (1.775) 2 /(2.5) 2 × 100 = 50.41 (%)
Therefore, the
図5は、γ特性の例を表すものである。γ特性は、面積開口率ORと、露光によってレジスト層に形成されるレジスト形状の深さとの関係を示すものである。ここでレジスト形状の深さとは、レジスト層の光源11側の表面から最も遠い位置、言い換えるとマイクロレンズの頂点に相当する位置をゼロとして、光源11側の表面に近くなるに従い値が大きくなるものとしている。レジスト形状の深さは、レーザ顕微鏡や原子間力顕微鏡(Atomic Force Microscope)や干渉型光学測定器、走査電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope)を用いて測定することができる。γ特性は、各値に面積開口率ORを設定する場合のレジスト形状の深さをプロットすることにより得られる。ここでは、レジスト材料として、クラリアントジャパン社製のポジ型レジストAZP4903を使用する場合の例を説明する。ポジ型レジストは、露光された部分が現像により取り除かれる。レジスト形状の深さは、面積開口率ORが大きいほど浅く、面積開口率ORが小さいほど深くなる。
FIG. 5 shows an example of the γ characteristic. The γ characteristic indicates the relationship between the area aperture ratio OR and the depth of the resist shape formed in the resist layer by exposure. Here, the depth of the resist shape is a value that increases as it approaches the surface on the
グレイスケールマスク20は、グレイスケールマスク20の一つの角から中心位置までの対角線DL(図2参照)上において14個の単位セル21を並列させている。これに対応して、グレイスケールマスク20は、各単位セル21の面積開口率ORについて1%刻みの階調を採用することで、36%から50%までの14%について14段階の階調を取ることが可能である。グレイスケールマスク20は、γ特性と、所望のレジスト形状の高さとの関係から、各単位セル21における開口面積率ORを決定することができる。なお、100個の微小セル24(図3−2参照。)により単位セル21を構成する場合、微小セル24ごとに開口又は遮光を選択することで、1%刻みで単位セル21の面積開口率ORを設定することができる。
The
面積開口率ORの変化に対応させて正確な高さのレジスト形状を形成するためには、面積開口率ORの変化に応じてγ特性が直線状の変化を示す範囲において階調を取ることが望ましい。また、レジストとして、γ特性が直線状の変化を示すような材料を選定することが望ましい。このように、γ特性が直線状の変化を示す範囲において階調を取ることにより、高い精度のマイクロレンズを形成することが可能となる。 In order to form a resist shape having an accurate height corresponding to the change in the area aperture ratio OR, it is possible to take gradations in a range where the γ characteristic shows a linear change in accordance with the change in the area aperture ratio OR. desirable. Further, it is desirable to select a resist material that exhibits a linear change in γ characteristics. In this way, it is possible to form a highly accurate microlens by taking gradations in a range where the γ characteristic shows a linear change.
図6は、開口部23にて回折光を生じさせることによる効果について説明するものである。一の単位セル21からの直接光(0)は、開口部23への入射時と同じ方向へ進行し、材料基板17上のレジスト層60へ入射する。開口部23を透過することで生じる回折光、例えば一次回折光(+1、−1)、二次回折光(+2、−2)は、直接光から分岐され、直接光とは異なる方向へ進行する。また、レジスト層60のうち一の単位セル21からの直接光が入射する領域ARへは、かかる一の単位セル21の周囲の単位セル21からの回折光Lが入射することとなる。
FIG. 6 explains the effect of generating diffracted light at the
本発明のグレイスケールマスク20は、回折光の強度が比較的大きくなるように面積開口率ORの範囲を決定することを特徴とする。回折光の強度が比較的大きくなるように面積開口率ORの範囲を決定することにより、一の単位セル21の周辺の単位セル21からの回折光を入射させてレジスト形状を形成させることが可能となる。一の単位セル21からの直接光が入射する領域へ周辺からの回折光を入射させることで、グレイスケールマスク20が二次元方向において段階的に変化する光透過率分布を持つ場合であっても、レジスト層60上における光量の変化を連続的なものに近づけることができる。
The
レジスト層60上における光量の変化を連続的なものとすることで、レジスト層60に平滑な面を形成することが可能となる。本発明ではグレイスケールマスク20を介した露光以外に工程を増加させることも無く、また回折光は直接光に対して副次的に生じるものであることから、レジスト形状の高さや形状にまで及ぼす影響も少ないものと考えられる。これにより、光透過率が段階的に変化するように分布することによる段形状の形成を回避でき、レジスト形状を正確に形成することができるという効果を奏する。
By making the change in the amount of light on the resist
グレイスケールマスク20の作成は、まず、平行平板である透明基板上に遮光膜を形成することにより行う。透明基板としては、例えば石英基板を用いることができる。本実施例のグレイスケールマスク20は、遮光性部材であるクロムを用いて遮光膜を形成する。そして、遮光膜を形成した透明基板を露光することで、開口部23を形成する。単位セル21のうち開口部23が形成された部分以外の部分が、遮光部22となる。グレイスケールマスク20を作成する縮小投影露光装置は、例えば、365nmの波長を有する光であるi線を用いるi線ステッパである。
The
図7は、本実施例のグレイスケールマスク20を用いて、光学素子であるマイクロレンズを製造する手順を示す。まず、レジスト層形成工程である工程aにおいて、基板81上にレジスト層82を形成する。レジスト層82は、基板81上にレジスト材料を塗布し、さらにプリベイクすることで形成される。次に、工程bにおいて、図1に示した縮小投影露光装置10であるg線ステッパを用いて、グレイスケールマスク20を介したレジスト層82の露光を行う。レジスト層82は、グレイスケールマスク20を透過し略5分の1に縮小された光によって露光される。
FIG. 7 shows a procedure for manufacturing a microlens as an optical element using the
さらに、露光後のレジスト層82を現像液により現像することで、曲面を有するレジスト形状83がレジスト層82に形成される。現像後のレジスト層82は、ポストベイクによりさらに硬化させる。このようにして、グレイスケールマスク20の光透過率分布に対応した所望のレジスト形状83がレジスト層82に形成される。
Further, the resist
次に、工程cに示すレジスト形状転写工程において、レジスト層82のレジスト形状83を基板81へ転写する。レジスト形状83を基板81へ転写することで、基板81に、レジスト形状83と略同一のマイクロレンズ形状84が形成される。レジスト形状83の基板81への転写は、エッチングにより行うことができる。エッチングは、ドライエッチング、若しくはドライエッチングとウェットエッチングとの組合せによって行う。
Next, in the resist shape transfer step shown in step c, the resist
最後に、工程dにおいて、基板81及びカバー硝子86間のマイクロレンズ形状84部分に透明樹脂材料を充填させることで、マイクロレンズ85が形成される。複数のマイクロレンズ85を有するマイクロレンズアレイは、型転写工程により形成することとしても良い。まず、工程bで得られたレジスト形状83に無電解Ni鍍金を施して金型を製造する。これにより、レジスト形状83は、金型に転写される。次に、金型の形状を他の部材へ型転写することで、レプリカを作成する。これにより、簡便に大量のレプリカを製造できる。
Finally, in step d, the
図8は、本実施例のグレイスケールマスク20を用いて形成されたレジスト形状83と、設計されたレジスト形状との比較を示すものである。図8に示すグラフは、縦軸にレジスト形状の深さ、横軸にレジスト形状の中心位置を基準とする場合のレジスト上の位置を取って示している。実線で示す曲線Cは、本実施例のグレイスケールマスク20を用いて形成されたレジスト形状83の深さの分布を示している。一点鎖線で示す曲線Eは、設計されたレジスト形状の深さの分布を示している。グラフから、本実施例のグレイスケールマスク20を用いることによって、段形状が少なく平滑な面を有し、所望の形状に近いレジスト形状83が得られることがわかる。上記のグレイスケールマスク20を用いてレジスト形状83を正確に形成することにより、光の透過率が高く熱的特性に優れた光学素子を得られる。
FIG. 8 shows a comparison between the resist
なお、グレイスケールマスク20は、各単位セル21の面積開口率ORが0.36<I0<0.5に対応する範囲となるように構成される場合に限られない。図9に示すように、グレイスケールマスク20は、各単位セル21が0.05<I0<0.5に対応する範囲の面積開口率ORを有する構成であれば良い。これにより、一の単位セル21からの直接光が入射する領域へ周囲からの回折光を入射させ、レジスト形状83を形成させることができる。
The
グレイスケールマスク20は、好ましくは、各単位セル21が0.1<I0<0.5に対応する範囲の面積開口率ORを有する構成であることが望ましい。これにより、回折光を効率的に生じさせることができる。グレイスケールマスク20は、さらに好ましくは、各単位セル21が0.25<I0<0.5に対応する範囲の面積開口率ORを有する構成であることが望ましい。これにより、回折光をさらに効率的に生じさせることができる。
The
図10は、本実施例の比較例に係るグレイスケールマスクの構成を説明するものである。本比較例のグレイスケールマスクは、各単位セルの面積開口率ORが0.49<I0<0.63に対応する範囲である。本比較例の場合、図9を用いて説明する範囲で面積開口率ORを設定する場合と比較して、開口部23で生じる回折光の光量が少なく、かつ直接光の光量が大きくなる。I0=0.49の場合、BW=0.3である。I0=0.63の場合、BW=0.206である。0.49<I0<0.63に対応する面積開口率ORは、上述の場合と同様に計算すると、49%<OR<63%となる。
FIG. 10 illustrates the configuration of a gray scale mask according to a comparative example of this embodiment. In the gray scale mask of this comparative example, the area aperture ratio OR of each unit cell is in a range corresponding to 0.49 <I0 <0.63. In the case of this comparative example, the amount of diffracted light generated in the
面積開口率ORが49%<OR<63%であるグレイスケールマスクを用いる場合に形成されるレジスト形状と、設計されたレジスト形状との比較を図11に表す。本比較例の場合、回折光へ振り分けられる光量が少なく直接光が多くなることにより、グレイスケールマスクの光透過率分布どおりにレジスト層へ光が入射し、レジスト層に段形状が形成され易くなる。よって、平滑な曲面を有するマイクロレンズを形成するためには、図9を用いて説明する面積開口率ORの範囲を有するグレイスケールマスクにより回折光を多く生じさせることが有効である。なお、本実施例のグレイスケールマスク20は、画像信号に応じて光を変調するための空間光変調素子に用いられるマイクロレンズのほか、マイクロプリズムや、通信デバイス、医療デバイス等の他の光学素子の製造に用いることができる。
FIG. 11 shows a comparison between a resist shape formed when using a gray scale mask with an area aperture ratio 49% <OR <63% and a designed resist shape. In the case of this comparative example, the amount of light distributed to the diffracted light is small and the direct light is increased, so that light is incident on the resist layer according to the light transmittance distribution of the gray scale mask, and a step shape is easily formed on the resist layer. . Therefore, in order to form a microlens having a smooth curved surface, it is effective to generate a large amount of diffracted light by a gray scale mask having an area aperture ratio OR described with reference to FIG. The
グレイスケールマスク20は、図3に示す正方形形状の単位セル21を配列させる構成とする場合に限られない。例えば、図12に示す長方形形状の単位セル25を配列させる構成としても良い。単位セル25は、縦ty、横tx(但し、ty<tx。)の長方形形状を有する。単位セル25は、中央に配置された開口部27と、開口部27の周囲に配置された遮光部26とを有する。開口部27は、縦py、横px(但し、py<px。)の長方形形状を有する。グレイスケールマスク20は、図2に示す場合と同様の正方形形状とするほか、単位セル25の形状に相似するような長方形形状としても良い。
The
単位セル25における面積開口率ORは、式(4)により求めることができる。
OR=(py×px)/(ty×tx)×100(%) (4)
縦方向について、単位セル25の幅に対する遮光部26の幅の割合BWyは、式(5)により求めることができる。横方向について、単位セル25の幅に対する遮光部26の幅の割合BWxは、式(6)により求めることができる。
BWy=(ty−py)/ty (5)
BWx=(tx−px)/tx (6)
The area aperture ratio OR in the
OR = (py × px) / (ty × tx) × 100 (%) (4)
With respect to the vertical direction, the ratio BWy of the width of the light-shielding
BWy = (ty-py) / ty (5)
BWx = (tx−px) / tx (6)
上述の場合と同様に、各単位セル25の面積開口率ORが0.36<I0<0.5に対応する範囲となるようにグレイスケールマスク20が構成されているとする。I0=0.36であるとき、BWx=BWy=0.4である。単位セル25の縦の長さtyが2μm、横の長さtxが2.5μmであるとすると、開口部27の縦の長さpyは式(5)、横の長さpxは式(6)を用いて求めることができる。
py=ty−ty×BWy=2−2×0.4=1.2(μm)
px=tx−tx×BWx=2.5−2.5×0.4=1.5(μm)
面積開口率ORは、式(4)を用いて求めることができる。
OR=(py×px)/(ty×tx)×100=(1.2×1.5)/(2×2.5)×100=36(%)
As in the case described above, it is assumed that the
py = ty-ty × BWy = 2-2 × 0.4 = 1.2 (μm)
px = tx−tx × BWx = 2.5−2.5 × 0.4 = 1.5 (μm)
The area aperture ratio OR can be obtained using Expression (4).
OR = (py × px) / (ty × tx) × 100 = (1.2 × 1.5) / (2 × 2.5) × 100 = 36 (%)
I0=0.5であるとき、BWx=BWy=0.29である。開口部27の縦の長さpyは式(5)、横の長さpxは式(6)を用いて求めることができる。
py=ty−ty×BWy=2−2×0.29=1.42(μm)
px=tx−tx×BWx=2.5−2.5×0.29=1.775(μm)
面積開口率ORは、式(4)を用いて求めることができる。
OR=(py×px)/(ty×tx)×100=(1.42×1.77)/(2×2.5)×100=50(%)
When I0 = 0.5, BWx = BWy = 0.29. The vertical length py of the
py = ty-ty × BWy = 2-2 × 0.29 = 1.42 (μm)
px = tx−tx × BWx = 2.5−2.5 × 0.29 = 1.775 (μm)
The area aperture ratio OR can be obtained using Expression (4).
OR = (py × px) / (ty × tx) × 100 = (1.42 × 1.77) / (2 × 2.5) × 100 = 50 (%)
よって、長方形形状を有する単位セル25を備えるグレイスケールマスク20を用いる場合も、各単位セル25の面積開口率ORが36%<OR<50%と、正方形形状の単位セル21を用いる場合と同様の構成とすることができる。なお、単位セルは矩形形状である場合に限られず、他の多角形形状としても良い。例えば、グレイスケールマスクは、六角形形状の単位セルをハニカム状に配列させる構成としても良い。
Therefore, when the
また、グレイスケールマスクは、単位セルを略同心円状に配置することとしても良い。図13に示すグレイスケールマスク30は、正方形形状の中央部を中心として略同心円状に単位セル21を配置させて構成されている。略同心円状に単位セル21を配置することにより、略同心円状に光透過率を設定することが可能となる。略同心円状に光透過率を設定することで、曲面を有するレジスト形状を正確に形成することができる。
Further, in the gray scale mask, unit cells may be arranged substantially concentrically. The
図14は、本実施例の変形例に係るグレイスケールマスクの構成について説明するものである。本変形例では、0.36<I0<0.5に対応する面積開口率ORを有する上記の場合より、面積開口率ORの範囲を広く確保することが可能なグレイスケールマスクについての説明を行う。本変形例のグレイスケールマスクは、各単位セルの面積開口率ORが0.25<I0<0.45に対応する範囲である。I0=0.25の場合、BW=0.5である。I0=0.45の場合、BW=0.336である。0.25<I0<0.45に対応する面積開口率ORは、上述の場合と同様に計算すると、25%<OR<45%となる。 FIG. 14 illustrates a configuration of a gray scale mask according to a modification of the present embodiment. In the present modification, a gray scale mask capable of ensuring a wider area aperture ratio OR than the above case having an area aperture ratio OR corresponding to 0.36 <I0 <0.5 will be described. . In the gray scale mask of this modification, the area aperture ratio OR of each unit cell is in a range corresponding to 0.25 <I0 <0.45. When I0 = 0.25, BW = 0.5. When I0 = 0.45, BW = 0.336. When the area aperture ratio OR corresponding to 0.25 <I0 <0.45 is calculated in the same manner as described above, 25% <OR <45%.
上記のグレイスケールマスク20は、36%から50%まで14%の開口面積率OR範囲を用いて階調を取ることとしているのに対して、本変形例のグレイスケールマスクは、25%から45%までの20%の範囲において階調を取ることが可能となる。開口面積率ORの広い範囲により階調を取ることで、面積開口率ORに対応させるレジスト形状の深さを大きくとることが可能となる。例えば、14%のレンジで階調を取る場合には図8に示すようにレジスト形状の最大深さを4μmとするのに対して、20%のレンジで階調を取る場合には、図15に示すように、レジスト形状の最大深さを6μmにまで広げることができる。このように、面積開口率ORの幅を大きく確保することで、マイクロレンズの高さ幅を大きくとることが可能となる。なお、本変形例の場合も、段形状が少なく平滑な面を有し、所望の形状に近いレジスト形状を得ることができる。
The
図16は、本発明の実施例2に係るプロジェクタ100の概略構成を示す。プロジェクタ100は、上記実施例1のグレイスケールマスクを用いて製造されたマイクロレンズを備えることを特徴とする。プロジェクタ100は、観察者側に設けられたスクリーン116に光を供給し、スクリーン116で反射する光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるフロント投写型のプロジェクタである。
FIG. 16 shows a schematic configuration of the
光源部101は、赤色光(以下、「R光」という。)、緑色光(以下、「G光」という。)、及び青色光(以下、「B光」という。)を含む光を供給する超高圧水銀ランプである。インテグレータ104は、光源部101からの光の照度分布を均一化する。照度分布を均一化された光は、偏光変換素子105にて特定の振動方向を有する偏光光、例えばs偏光光に変換される。s偏光光に変換された光は、色分離光学系を構成するR光透過ダイクロイックミラー106Rに入射する。光源部101としては、超高圧水銀ランプを用いる構成に限られない。例えば、発光ダイオード素子(LED)等の固体発光素子を用いても良い。
The
R光透過ダイクロイックミラー106Rは、R光を透過し、G光、B光を反射する。R光透過ダイクロイックミラー106Rを透過したR光は、反射ミラー107に入射する。反射ミラー107は、R光の光路を90度折り曲げる。光路を折り曲げられたR光は、空間光変調装置110Rに入射する。空間光変調装置110Rは、R光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。なお、ダイクロイックミラーを透過しても、光の偏光方向は変化しないため、空間光変調装置110Rに入射するR光は、s偏光光のままの状態である。
The R light transmitting
空間光変調装置110Rは、λ/2位相差板123R、硝子板124R、第1偏光板121R、液晶パネル120R、及び第2偏光板122Rを有する。λ/2位相差板123R及び第1偏光板121Rは、偏光方向を変換させない透光性の硝子板124Rに接する状態で配置される。これにより、第1偏光板121R及びλ/2位相差板123Rが、発熱により歪んでしまうという問題を回避できる。なお、図16において、第2偏光板122Rは独立して設けられているが、液晶パネル120Rの出射面や、クロスダイクロイックプリズム112の入射面に接する状態で配置しても良い。
The spatial
空間光変調装置110Rに入射したs偏光光は、λ/2位相差板123Rによりp偏光光に変換される。p偏光光に変換されたR光は、硝子板124R及び第1偏光板121Rをそのまま透過し、液晶パネル120Rに入射する。液晶パネル120Rに入射したp偏光光は、画像信号に応じた変調によりs偏光光に変換される。液晶パネル120Rの変調により、s偏光光に変換されたR光が、第2偏光板122Rから出射される。このようにして、空間光変調装置110Rで変調されたR光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム112に入射する。
The s-polarized light incident on the spatial
R光透過ダイクロイックミラー106Rで反射されたG光及びB光は、光路を90度折り曲げられる。光路を折り曲げられたG光とB光とは、B光透過ダイクロイックミラー106Gに入射する。B光透過ダイクロイックミラー106Gは、G光を反射し、B光を透過する。B光透過ダイクロイックミラー106Gで反射されたG光は、空間光変調装置110Gに入射する。空間光変調装置110Gは、G光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。空間光変調装置110Gは、液晶パネル120G、第1偏光板121G及び第2偏光板122Gを有する。
The G light and B light reflected by the R light transmitting
空間光変調装置110Gに入射するG光は、s偏光光に変換されている。空間光変調装置110Gに入射したs偏光光は、第1偏光板121Gをそのまま透過し、液晶パネル120Gに入射する。液晶パネル120Gに入射したs偏光光は、画像信号に応じた変調によりp偏光光に変換される。液晶パネル120Gの変調により、p偏光光に変換されたG光が、第2偏光板122Gから出射される。このようにして、空間光変調装置110Gで変調されたG光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム112に入射する。
The G light incident on the spatial
B光透過ダイクロイックミラー106Gを透過したB光は、2枚のリレーレンズ108と、2枚の反射ミラー107とを経由して、空間光変調装置110Bに入射する。空間光変調装置110Bは、B光を画像信号に応じて変調する透過型の液晶表示装置である。なお、B光にリレーレンズ108を経由させるのは、B光の光路の長さがR光及びG光の光路の長さよりも長いためである。リレーレンズ108を用いることにより、B光透過ダイクロイックミラー106Gを透過したB光を、そのまま空間光変調装置110Bに導くことができる。空間光変調装置110Bは、λ/2位相差板123B、硝子板124B、第1偏光板121B、液晶パネル120B、及び第2偏光板122Bを有する。空間光変調装置110Bの構成は、上述した空間光変調装置110Rの構成と同様なので、詳細な説明は省略する。
The B light transmitted through the B light transmitting
空間光変調装置110Bに入射するB光は、s偏光光に変換されている。空間光変調装置110Bに入射したs偏光光は、λ/2位相差板123Bによりp偏光光に変換される。p偏光光に変換されたB光は、硝子板124B及び第1偏光板121Bをそのまま透過し、液晶パネル120Bに入射する。液晶パネル120Bに入射したp偏光光は、画像信号に応じた変調によりs偏光光に変換される。液晶パネル120Bの変調により、s偏光光に変換されたB光が、第2偏光板122Bから出射される。空間光変調装置110Bで変調されたB光は、色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム112に入射する。このように、色分離光学系を構成するR光透過ダイクロイックミラー106RとB光透過ダイクロイックミラー106Gとは、光源部101から供給される光を、R光と、G光と、B光とに分離する。
The B light incident on the spatial
色合成光学系であるクロスダイクロイックプリズム112は、2つのダイクロイック膜112a、112bをX字型に直交して配置して構成されている。ダイクロイック膜112aは、B光を反射し、G光を透過する。ダイクロイック膜112bは、R光を反射し、G光を透過する。このように、クロスダイクロイックプリズム112は、各色光用空間光変調装置110R、110G、110Bでそれぞれ変調されたR光、G光及びB光を合成する。投写光学系114は、クロスダイクロイックプリズム112で合成された光をスクリーン116に投写する。これにより、スクリーン116上にフルカラー画像を表示することができる。
The cross
なお、上述のように、空間光変調装置110R及び空間光変調装置110Bからクロスダイクロイックプリズム112に入射される光は、s偏光光となるように設定される。また、空間光変調装置110Gからクロスダイクロイックプリズム112に入射される光は、p偏光光となるように設定される。このようにクロスダイクロイックプリズム112に入射される光の偏光方向を異ならせることで、クロスダイクロイックプリズム112において各色光用空間光変調装置から出射される光を有効に合成できる。ダイクロイック膜112a、112bは、通常、s偏光光の反射特性に優れる。このため、ダイクロイック膜112a、112bで反射されるR光及びB光をs偏光光とし、ダイクロイック膜112a、112bを透過するG光をp偏光光としている。
As described above, the light incident on the cross
図17は、液晶パネル120Rの要部断面構成を示す。図16で説明したプロジェクタ100は、3つの液晶パネル120R、120G、120Bを備えている。これら3つの液晶パネル120R、120G、120Bは変調する光の波長領域が異なるだけであり、基本的構成は同一である。このため、液晶パネル120Rを代表例として以後の説明を行う。光源部101からのR光は、図17に示す上側から液晶パネル120Rへ入射し、スクリーン116の方向である下方向へ出射する。防塵硝子である入射側防塵硝子200の入射側には、接着層201を介してカバー硝子202が固着されている。カバー硝子202の出射側には、ブラックマトリックス部203a及び対向電極204が形成されている。
FIG. 17 shows a cross-sectional configuration of a main part of the
出射側防塵硝子208の入射側には、接着層207、液晶を配向させるための配向膜206c、及び、TFT(薄膜トランジスタ)や透明電極206aを有するTFT基板206が形成されている。入射側防塵硝子200及び出射側防塵硝子208は、対向電極204とTFT基板206とを対向させるようにして貼り合わされている。対向電極204とTFT基板206との間には、液晶層205が封入されている。液晶層205は、入射光であるR光を画像信号に応じて変調する変調部である。液晶層205の入射側には、ブラックマトリックス部203aが形成されている。
On the incident side of the emission-side dust-
開口部203bは、入射光を、変調部である液晶層205へ入射させる。開口部203bを透過するR光は、対向電極204、液晶層205、TFT基板206を透過する。R光は、液晶層205における画像信号に応じた変調により、偏光状態が変換される。開口部203bは、投写される画像の画素を形成する。
The
入射側防塵硝子200には、マイクロレンズアレイ210が形成されている。マイクロレンズアレイ210は、XY平面である基準面200b上にアレイ状に配列されたマイクロレンズ211を有する。光学素子であるマイクロレンズ211は、入射光であるR光を開口部203bの方向へ屈折させる。マイクロレンズ211は、光を屈折させる曲面211aを入射側に向けて設けられている。液晶パネル120Rは、マイクロレンズ211を配置する基準面200bと、光軸であるZ軸とが略直交するように配置されている。
A
なお、図16で示した構成では、第1偏光板121R、第2偏光板122Rを、液晶パネル120Rに対して別体に設けている。これに代えて、入射側防塵硝子200と対向電極204との間、出射側防塵硝子208とTFT基板206との間などにも偏光板を設けることとしても良い。さらに、マイクロレンズアレイ210は、第1偏光板121Rに形成してもよい。
In the configuration shown in FIG. 16, the first
マイクロレンズ211は、上記実施例1のグレイスケールマスクを用いて形成することができる。上記実施例1のグレイスケールマスクを用いることで、マイクロレンズ211は、段形状が少なく平滑な曲面211aを有し、正確な形状とすることが可能である。曲面211aの段形状を少なくすることにより、曲面211aにおける不要な反射を少なくし、光の効率的な利用が可能となる。また、光の効率的な利用が可能となることで、プロジェクタ100は明るい画像を表示することができる。さらに、正確な形状のマイクロレンズ211を用いることで、光線角度を正確に制御し、高コントラストな画像を表示することができる。これにより、高効率で明るく、高コントラストな画像を得ることができる。正確な形状のマイクロレンズ211により開口部203bにおける光の集中を防ぐことで、液晶や配向膜等の劣化、ひいては空間光変調装置の劣化を低減することもできる。
The
本実施例のプロジェクタ100は、光源部101として超高圧水銀ランプを用いる構成に限られない。例えば、発光ダイオード素子(LED)等の固体発光素子を用いても良い。また、プロジェクタ100は、3つの透過型液晶表示装置を設けた、いわゆる3板式のプロジェクタに限らず、例えば、1つの透過型液晶表示装置を設けたプロジェクタや、反射型液晶表示装置を用いたプロジェクタとしても良い。さらに、フロント投写型のプロジェクタ100に限らず、スクリーンの一方の面にレーザ光を供給し、スクリーンの他方の面から出射される光を観察することで画像を鑑賞する、いわゆるリアプロジェクタとしても良い。
The
以上のように、本発明に係るグレイスケールマスクは、微小な光学素子を製造する場合に適している。 As described above, the gray scale mask according to the present invention is suitable for manufacturing a minute optical element.
10 縮小投影露光装置、11 光源、13 投写レンズ、15 ステージ、17 材料基板、20 グレイスケールマスク、AX 光軸、21 単位セル、DL 対角線、22 遮光部、23 開口部、24 微小セル、60 レジスト層、AR 領域、81 基板、82 レジスト層、83 レジスト形状、84 マイクロレンズ形状、85 マイクロレンズ、86 カバー硝子、25 単位セル、26 遮光部、27 開口部、30 グレイスケールマスク、100 プロジェクタ、101 光源部、104 インテグレータ、105 偏光変換素子、106R R光透過ダイクロイックミラー、106G B光透過ダイクロイックミラー、107 反射ミラー、108 リレーレンズ、110R、110G、110B 空間光変調装置、112 クロスダイクロイックプリズム、112a、112b ダイクロイック膜、114 投写光学系、116 スクリーン、120R、120G、120B 液晶パネル、121R、121G、121B 第1偏光板、122R、122G、122B 第2偏光板、123R、123B λ/2位相差板、124R、124B 硝子板、200 入射側防塵硝子、200b 基準面、201 接着層、202 カバー硝子、203a ブラックマトリックス部、203b 開口部、204 対向電極、205 液晶層、206 TFT基板、206a 透明電極、206c 配向膜、207 接着層、208 出射側防塵硝子、210 マイクロレンズアレイ、211 マイクロレンズ、211a 曲面 DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Reduction projection exposure apparatus, 11 Light source, 13 Projection lens, 15 Stage, 17 Material substrate, 20 Gray scale mask, AX Optical axis, 21 Unit cell, DL diagonal line, 22 Light-shielding part, 23 Opening part, 24 Minute cell, 60 Resist Layer, AR region, 81 substrate, 82 resist layer, 83 resist shape, 84 microlens shape, 85 microlens, 86 cover glass, 25 unit cell, 26 light shielding part, 27 opening part, 30 gray scale mask, 100 projector, 101 Light source unit, 104 integrator, 105 polarization conversion element, 106R R light transmission dichroic mirror, 106GB light transmission dichroic mirror, 107 reflection mirror, 108 relay lens, 110R, 110G, 110B spatial light modulator, 112 cross die Loic prism, 112a, 112b Dichroic film, 114 projection optical system, 116 screen, 120R, 120G, 120B liquid crystal panel, 121R, 121G, 121B first polarizing plate, 122R, 122G, 122B second polarizing plate, 123R, 123B λ / 2 phase difference plate, 124R, 124B glass plate, 200 incident side dustproof glass, 200b reference surface, 201 adhesive layer, 202 cover glass, 203a black matrix portion, 203b opening, 204 counter electrode, 205 liquid crystal layer, 206 TFT substrate, 206a Transparent electrode, 206c Alignment film, 207 Adhesive layer, 208 Output side dust-proof glass, 210 Microlens array, 211 Microlens, 211a Curved surface
Claims (11)
前記単位セルは、光を透過させる開口部と、光を遮断させる遮光部とを有し、前記単位セルに占める前記開口部の面積の割合である面積開口率によって前記光透過率が決定され、
前記レジスト形状を形成させるレジスト層のうち一の単位セルからの直接光が入射する領域へ、前記一の単位セルの周辺の単位セルからの回折光を入射させて前記レジスト形状を形成させるような範囲の前記面積開口率を有することを特徴とするグレイスケールマスク。 Provided with a plurality of unit cells each having a light transmittance corresponding to a desired resist shape,
The unit cell has an opening that transmits light and a light blocking unit that blocks light, and the light transmittance is determined by an area opening ratio that is a ratio of an area of the opening in the unit cell,
The resist shape is formed by causing the diffracted light from unit cells around the one unit cell to enter the region where the direct light from one unit cell is incident in the resist layer for forming the resist shape. A gray scale mask having the area aperture ratio in a range.
前記微小セルは、前記レジスト層を露光する解像限界以下の幅を有することを特徴とする請求項1〜7のいずれか一項に記載のグレイスケールマスク。 The unit cell is composed of a plurality of minute cells,
The gray scale mask according to claim 1, wherein the minute cell has a width that is equal to or smaller than a resolution limit for exposing the resist layer.
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005269720A JP2007079371A (en) | 2005-09-16 | 2005-09-16 | Gray scale mask, optical element, spatial light modulator and projector |
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009008933A (en) * | 2007-06-28 | 2009-01-15 | Oki Electric Ind Co Ltd | Method for forming resist pattern and photomask |
CN110456429A (en) * | 2018-05-03 | 2019-11-15 | 采钰科技股份有限公司 | Form the method and light mask of micro lens arrays |
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2005
- 2005-09-16 JP JP2005269720A patent/JP2007079371A/en not_active Withdrawn
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