微透镜阵列基板的制造方法

微透镜阵列基板的制造方法
【专利摘要】本发明涉及微透镜阵列基板的制造方法。若为了对湿蚀刻的蚀刻速率进行调整而在掩模形成之前形成氧化膜而进行退火处理，则微透镜基板会翘曲，所以将显现抵消该翘曲的应力的膜形成于微透镜上。该膜作为光路长度调整层而起作用。
【专利说明】微透镜阵列基板的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及微透镜阵列基板的制造方法。
【背景技术】
[0002]在液晶装置等的电光装置中，在其图像显示区域内，形成有数据线、扫描线、电容线等的各种布线和/或薄膜晶体管(以下，称为TFT (Thin Film Transistor))等的各种电子元件。因此，在平行光入射于电光装置的情况下，在原样不变的情况下只能利用全部光量之中的相应于各像素的开口率的光量。
[0003]因此现有技术中，在对置基板形成包括对应于各像素的微透镜而形成的微透镜阵列，或将微透镜阵列基板贴附于对置基板。由此，在原样不变的情况下将朝向各像素的开口区域以外的非开口区域行进的光以像素为单位聚光而导至各像素的开口区域内。其结果是，在电光装置中可以进行明亮的显示。
[0004]这种微透镜作为基本性的要求，重要的是使透镜效率提高。因此，提出用于制造非球面形状的微透镜的方法。
[0005]例如，在专利文献I中，公开了包括以下工序的微透镜的制造方法:在基板上，形成蚀刻速率比基板高的第I膜的工序；将在对应于应当形成的微透镜的中心的部位设置有孔的掩模形成于第I膜上的工序；和通过介由掩模进行湿蚀刻，形成对微透镜的曲面进行规定的非球面的凹部的工序。
[0006]专利文献1:日本特开2004— 70283号公报
[0007]在专利文献1，记载为:在基板上形成第I膜之后，对于第I膜实施通过预定温度进行的退火处理，烧固第I膜，由此进行蚀刻速率的控制。可是，通过本申请发明人查明:若采用该方法，则由于退火处理会在基板产生翘曲，在此后的成膜工序等中有时会产生不良状况。若基板的翘曲大，则在元件基板和对置基板的贴合工序中难以位置对合，难以进行元件基板和对置基板的贴合。并且，若基板的翘曲大，则在基板的输送时会无法进行真空吸附而产生错误，或在作为基板表面的平坦化工序而进行研磨时可能会局部性地施力，导致膜剥离。

【发明内容】

[0008]本发明为了解决所述的问题而作出，目的在于提供可以对基板的翘曲进行抑制的微透镜阵列的制造方法。
[0009]为了达到所述的目的，本发明采用以下的方式。
[0010](I) S卩，本发明的一个方式中的微透镜阵列的制造方法包括:在基板上形成氧化膜的工序、对于形成有所述氧化膜的基板进行退火处理的工序、将在对应于应当形成的微透镜的中心的部位具有开口部的掩模形成于所述氧化膜上的工序、通过介由所述掩模对所述氧化膜和所述基板进行湿蚀刻而在形成有所述氧化膜的所述基板形成在侧缘具有锥度的非球面的凹部的工序、通过在所述凹部使折射率比所述基板大的材料堆积而形成微透镜的工序和在所述微透镜上形成光路长度调整层的工序；形成所述光路长度调整层的工序包括:使在与所述基板的法线方向正交的方向承受压缩应力的第I膜和在与所述基板的法线方向正交的方向承受拉伸应力的第2膜进行层叠的工序；在形成所述光路长度调整层的工序中，从所述第I膜和所述第2膜之中选择在抵消由于所述退火处理而产生于所述基板的翘曲的方向显现使所述基板翘曲的应力的膜，将其最先形成于所述微透镜上。
[0011]根据该方法，因为在形成光路长度调整层的工序的最先，将在抵消由于退火处理而产生于基板的翘曲的方向显现使基板翘曲的应力的膜形成于微透镜上，所以能够在形成光路长度调整层的最先的阶段，使由于退火处理而产生于基板的应力大大缓解。
[0012]假设在最先，将在与抵消由于退火处理而产生于基板的翘曲的方向相反方向显现使基板翘曲的应力的膜形成于微透镜上的情况下，该膜按在使由于退火处理而产生于基板的翘曲增大的方向使基板翘曲的方向起作用。因此，在形成光路长度调整层的最先的阶段，基板会严重翘曲，难以进行抵消基板的翘曲的校正。相对于此，在本发明的一个方式涉及的方法中，因为最先将在抵消由于退火处理而产生于基板的翘曲的方向显现使基板翘曲的应力的膜形成于微透镜上，所以不会产生所述的问题。
[0013]并且，因为第I膜和第2膜交替地进行层叠，所以通过对第I膜及第2膜的厚度和/或材料等的形成条件进行调整，能够一边对使产生于基板的应力缓解的程度进行调整一边进行抵消基板的翘曲的校正。
[0014]从而，能够对基板的翘曲进行抑制。
[0015](2)在记载于所述(I)的微透镜阵列的制造方法中，也可以为:所述基板为石英基板，且所述氧化膜为氧化硅膜；在形成所述光路长度调整层的工序中，作为最先形成于所述微透镜上的膜选择所述第I膜。
[0016](3)在记载于所述(2)的微透镜阵列的制造方法中，也可以为:所述退火处理在800°C以上且1100°C以下进行。
[0017](4)在记载于所述(I)?(3)的任一项的微透镜阵列的制造方法中，也可以为:在形成所述光路长度调整层的工序中，在抵消由于在形成所述光路长度调整层的工序以后进行的后续工序而产生于所述基板的翘曲的方向使所述基板翘曲。
[0018]根据该方法，能在形成光路长度调整层的工序中，在使由于后续工序而产生于基板的应力缓解的方向使基板预先翘曲。因此，能够对在最终制造的微透镜阵列基板产生翘曲的情况进行抑制。
[0019](5)在记载于所述(4)的微透镜阵列的制造方法中，也可以为:所述后续工序为在所述光路长度调整层上形成遮光膜的工序；在形成所述光路长度调整层的工序中，在抵消由于形成所述遮光膜的工序而产生于所述基板的翘曲的方向使所述基板翘曲。
[0020]根据该方法，能够在形成光路长度调整层的工序中，在使由于形成遮光膜的工序而产生于基板的应力缓解的方向，使基板预先翘曲。
【专利附图】

【附图说明】
[0021]图1是表示本发明的一个实施方式涉及的微透镜阵列基板的剖面图。
[0022]图2是微透镜阵列基板的局部放大剖面图。
[0023]图3 (a)?(C)是微透镜阵列基板的制造工序及基板的翘曲的说明图。[0024]图4 (a)~(C)是微透镜阵列基板的制造工序及基板的翘曲的说明图。
[0025]图5 (a)~(C)是微透镜阵列基板的制造工序及基板的翘曲的说明图。
[0026]图6 (a)~(C)是微透镜阵列基板的制造工序及基板的翘曲的说明图。
[0027]图7 (a)~(C)是微透镜阵列基板的制造工序及基板的翘曲的说明图。
[0028]图8 (a)~(C)是微透镜阵列基板的制造工序及基板的翘曲的说明图。
[0029]图9是表不掩|旲相对于基板的配置关系的俯视图。
[0030]图10 Ca)~(C)是本发明的变形例涉及的微透镜阵列基板的制造工序及基板的翘曲的说明图。
[0031]图11是表示投影机的简要构成图。
[0032]附图标记说明
[0033]1、2…微透镜阵列基板，10…基板，10b...凹部，12、12a…膜(氧化膜)，14…微透镜，
15、25…光路长度调整层，16、26…第I膜，17、27…第2膜，19…遮光膜，M…掩模，Mh…开口部
【具体实施方式】
[0034]以下，参照附图对本发明的实施方式详细地进行说明。还有，在以下的附图中，为了使各构件成为可以识别的大小，适当改变各构件的比例尺。
[0035]微透镜阵列基板
`[0036]首先，关于通过本发明的微透镜阵列基板的制造方法可以制造的微透镜阵列基板，参照图1及图2进行说明。
[0037]图1是表示本发明的一个实施方式涉及的微透镜阵列基板I的剖面图。
[0038]图2是微透镜阵列基板I的局部放大剖面图(微透镜14的放大剖面图)。
[0039]如示于图1地，本实施方式的微透镜阵列基板I为，在形成有对应于多个微透镜14的多个凹部IOb的基板10，通过使透镜材料堆积而形成多个微透镜14，来形成包括这些多个微透镜14的透镜层13，并在透镜层13上形成光路长度调整层15，进而，在光路长度调整层15上，将遮光膜19、平坦化膜20及透明导电膜21按该顺序形成。
[0040]还有，在以下的说明中，将形成凹部IOb之前的基板称为“基板主体”，将形成有凹部IOb之后的基板简单地称为“基板”。
[0041]在基板10，多个凹部IOb形成为矩阵状。作为基板主体，例如可用包括石英基板等的透明板构件。
[0042]微透镜14包含折射率比基板10大且高透射率(高透光性)的材料来形成。
[0043]各微透镜14的曲面通过折射率彼此互不相同的基板10和透镜层13大体地规定。各微透镜14构筑为在下侧突出为凸状的凸透镜。
[0044]在本实施方式中，因为通过后述的制造方法制造，所以膜12 (氧化膜)残留于各微透镜14的边缘附近及未形成微透镜14的区域中的基板10的顶面。膜12例如包括透明的氧化硅膜(SiO2)。
[0045]光路长度调整层15例如包含SiO2等的高透射率(高透光性)的材料来形成。光路长度调整层15的折射率例如与基板10为相同程度。
[0046]光路长度调整层15为，在透镜层13上将第I膜16、第2膜17及第3膜18按该顺序形成。还有，关于第I膜16、第2膜17及第3膜18的详情后述。
[0047]微透镜阵列基板I配置为，在其使用时，各微透镜14对应于例如液晶装置等的电光装置的各像素。从而，入射于各微透镜14的中央附近的光通过各微透镜14的折射作用及光路长度调整层15的调整作用，朝向电光装置中的各像素的中央聚光。
[0048]遮光膜19对安装微透镜阵列基板I的电光装置中的非开口区域进行规定。具体地，遮光膜19具有栅格状的平面图形，使得单独对栅格状的非开口区域进行规定。还有，遮光膜19也可以具有条带状的平面图形，使得与其他的遮光膜协同地对栅格状的非开口区域进行规定。
[0049]由此，能够更可靠地规定各像素的非开口区域，能够抑制各像素间的光泄漏等。而且，能够抑制光入射于形成于电光装置的非开口区域中的、若光入射则会产生因光电效应引起的光泄漏电流而特性变化的TFT等的电子元件。
[0050]还有，在图1中，覆盖光路长度调整层15上的遮光膜19而形成平坦化膜20，在平坦化膜20上形成透镜导电膜21。而且，也可以在透明导电膜21上形成取向膜。另外，也可以对于微透镜阵列基板1，在通过遮光膜19划分的各像素的开口区域，形成R (红)、G (绿)或B (蓝)的滤色器。
[0051]如示于图2地，微透镜14的边缘部由蚀刻速率与基板10不同的膜12形成。在各微透镜14的边缘部，其曲面相对于基板10的面相对陡峭地峭立。
[0052]微透镜14的透镜曲面为在侧缘具有锥度的非球面。具体地，微透镜14在基板10中的透镜曲面为与球面相比底部较浅的非球面，即剖面为半椭圆状。微透镜14在膜12中的透镜曲面为与底部较浅的非球面相比陡峭地峭立的面，即剖面为直线状。从而，在各微透镜14中，与球面透镜的情况相比较，中央附近的曲率半径变大。
[0053]而且，可相应于非球面的程度而提高透镜效率。例如，与开口部的直径和透镜深度相同的球面透镜相比较，根据如本实施方式地仅中央附近成为曲面的透镜，因为可以增大曲面(减小曲率半径)，所以能够减小焦距。
[0054]而且，球面像差变小，与球面透镜的情况相比较，焦点变得一定。
[0055]在图2中，附图标记Ltl为微透镜14在基板10中的透镜曲面的最倾斜的部分即微透镜14在基板10中的透镜曲面的上缘的切线。附图标记Lt2为微透镜14在膜12中的透镜曲面的最倾斜的部分即微透镜14在膜12中的透镜曲面的上缘的切线。角度Θ为切线Ltl和切线Lt2形成的角度。
[0056]在本实施方式中，微透镜14的透镜曲面被规定为，角度Θ例如为30°?50°。还有，角度Θ通过光源和投影侧的透镜设计，可以控制为，从透镜曲面变得平缓的角度直到变得陡峭的角度为止。
[0057]并且，通过相应于电光装置的规格适当设定角度Θ，不仅通过各微透镜14的中央附近而且通过边缘附近聚光的光能够通过相对应的像素的开口区域。
[0058]通过如此的构成，能够将在图2中从基板的下侧入射的投影光等的入射光，作为通过由微透镜14产生的聚光作用而有效地参与显示的光而利用。因而，可以进行明亮清晰的图像显示。
[0059]微透镜阵列基板的制造方法
[0060]接下来，关于本发明的一个实施方式涉及的微透镜阵列基板I的制造方法，参照图3?图9进行说明。
[0061]图3 Ca)?图8 (c)是微透镜阵列基板I的制造工序及基板的翘曲的说明图。
[0062]图9是表不掩模M相对于基板10的配置关系的俯视图。
[0063]还有，在图3 (a)?图8 (c)中，在左段图示微透镜阵列基板I的制造工序中的剖面工序图，并在右段图示基板的翘曲的状况。
[0064]并且，在以下的说明中，为了方便，不仅关于基板10的翘曲而且关于基板主体IOa的翘曲也称为“基板的翘曲”。
[0065]将从基板的中心直到基板翘曲最严重的部分(基板的端缘)为止的基板的法线方向(在基板不产生翘曲时的基板的厚度方向)上的距离称为“翘曲量”。在此，翘曲量为:将从基板的中心直到基板的左端缘为止的基板的法线方向上的距离和从基板的中心直到基板的右端缘为止的基板的法线方向上的距离加起来且以2相除的值，即左右的翘曲量的平均值。
[0066]还有，虽然作为基板的翘曲存在基板凹状(向下凸)地翘曲的情况和基板凸状(向上凸)地翘曲的情况，但是翘曲量以绝对值表示。
[0067]首先，如示于图3(a)的左段地，在基板主体IOa上，例如通过化学气相生长(以下，称为CVD (Chemical Vapor Deposition,化学气相淀积))、派射等,形成包含非晶娃(α —Si)的膜11a。作为基板主体10a，采用包含石英等的圆板状的透明板构件。基板主体IOa的尺寸为，例如直径为200mm程度，厚度为1.2mm程度。
[0068]在该工序中，如示于图3 (a)的右段地，在基板不产生翘曲。
[0069]接下来，如示于图3 (b)的左段地，通过采用对于膜Ila的光刻及蚀刻的图形化，使对应于应当形成的标记11的部位以外的区域的膜Ila剥离。由此，形成对于后述的掩模Ma作为对准标记而起作用的标记11，该标记11用于在对应于应当形成的微透镜的中心的部位开设开口部Mh。
[0070]在该工序中，如示于图3 (b)的右段地，在基板不产生翘曲。
[0071]接下来，如示于图3 (C)的左段地，覆盖基板主体IOa上的膜Ila地，形成例如对于氢氟酸类等的预定种类的蚀刻剂的蚀刻速率比基板主体IOa高的膜(氧化膜)12a。如此的膜12a例如通过CVD、溅射等，由透明的氧化硅膜形成。膜12a的厚度例如为400Α以上且,600人以下。在本实施方式中，膜12a的厚度为500人程度。
[0072]此后，对于形成有膜12a的基板主体10a，例如在氮气(N2气体)气氛下，在800°C以上且1100°C以下进行退火处理。由此，确定膜12a的蚀刻速率。
[0073]在该工序中，如示于图3 (C)的右段地，基板凹状(向下凸)地翘曲。此时的翘曲量为20 μ m程度。基板如此地翘曲的原因可认为是因为基板主体IOa因退火处理而热变形。或者可认为，因为基板主体IOa在两端支持的状态下配置,所以基板主体IOa因自重而挠曲。
[0074]接下来，如示于图4 (a)的左段地，在膜12a之上，例如通过CVD、溅射等，形成包括多晶硅膜的掩模Ma。
[0075]在该工序中，如示于图4 (a)的右段地，基板保持凹状(向下凸)地翘曲的状态不变。也就是说，此时的翘曲量为20μπι程度。
[0076]接下来，如示于图4 (b)的左段地，通过采用对于掩模Ma的光刻及蚀刻的图形化，在对应于应当形成的微透镜的中心的部位开设开口部Mh。此时，开口部Mh的位置基于标记11的位置而确定。由此，形成在对应于应当形成的微透镜的中心的部位具有开口部Mh的掩模M。还有，示于图4 (b)的左段的图相当于沿着图9的A— A线的剖面图。
[0077]如示于图9地，开口部Mh的直径Rl比凹部IOb的直径R2 (应当形成的微透镜14的直径)要小。在图9中，附图标记Wl为俯视矩形状的I个像素的第I宽度，附图标记W2为相对于第I宽度正交的第2宽度，附图标记W3为像素的对角方向的第3宽度。例如，第I宽度Wl及第2宽度W2分别为4 μ m?30 μ m。例如，开口部Mh的直径Rl的尺寸Klym长且比第3宽度W3的80%程度的长度要短。凹部IOb的直径R2的尺寸比开口部Mh的直径Rl长且比第3宽度W3的95%程度的长度要短。
[0078]在该工序中，如示于图4 (b)的右段地，基板保持凹状(向下凸)地翘曲的状态不变。也就是说，此时的翘曲量为20 μ m程度。
[0079]接下来，如示于图4 (C)的左段地，介由掩模M，对膜12a和基板主体IOa通过氢氟酸类的蚀刻剂进行湿蚀刻。于是，因为膜12a相对于蚀刻剂的蚀刻速率比基板主体IOa高，所以膜12a更快地被蚀刻。
[0080]S卩，直到通过蚀刻在膜12a形成开口部12h为止的期间，相对于掩模M的开口部Mh的周围的膜12a挖掘球面的凹部，在膜12a形成开口部12h之后，膜12a更快地被蚀刻。因此，蚀刻向周围比向开口部Mh的深度方向快地扩展。即，侧向蚀刻相对大地进入。由此，在形成有膜12a的基板主体10a，挖掘在侧缘具有锥度的非球面的凹部10b。具体而言，在基板主体10a，挖掘与球面相比底部较浅的凹部10b。
[0081]此后，通过时间管理等，在挖掘出对应于微透镜14的大小的凹部IOb的阶段，结束蚀刻。即，形成按每个微透镜挖掘出底部较浅的凹部IOb的基板10。
[0082]在该工序中，如示于图4 (C)的右段地，虽然基板保持凹状(向下凸)地翘曲的状态不变，但是基板的翘曲的程度由于湿蚀刻稍微变化。此时的翘曲量为25μπι程度。
[0083]在本实施方式中，通过与例如材质、密度、孔隙率等的膜12a的种类、例如CVD、溅射等的膜12a的形成方法、例如400°C以下或者400°C以上且1000°C以下等的膜12a的形成温度及膜12a的形成后的热处理或者退火处理中的处理温度之中的至少之一相关的条件设定，进行蚀刻速率的控制。
[0084]例如，在CVD和溅射中，溅射一方使得膜12a更加致密，能够降低其蚀刻速率。并且，关于膜12a的形成后的热处理，若提高处理温度则膜12a更加致密，能够降低其蚀刻速率，反之若降低处理温度则能够提高其蚀刻速率。而且，通过如此的蚀刻速率的控制，能够比较容易地调整最终得到的凹部IOb规定的非球面中的曲率或者曲率分布。
[0085]还有，通过膜12a的厚度，也能够比较容易地调整最终得到的凹部IOb规定的非球面的曲率或者曲率分布。
[0086]如此的蚀刻速率控制用的各种条件设定和/或膜12a的厚度设定通过实验、经验、理论等，或者通过模拟，相应于实际采用的微透镜14的尺寸及作为微透镜14所要求的性能和/或装置规格等，分别具体地设定即可。
[0087]接下来，如示于图5 (a)的左段地，通过蚀刻处理去除掩模M。还有，如果能够使得通过形成凹部IOb的工序(示于图4 (c)的左段的工序)中的蚀刻将掩模M完全地去除地对掩模M的厚度进行设定，则本工序(示于图5 Ca)的左段的工序)可以省略。[0088]在该工序中，如示于图5 (a)的右段地，基板保持凹状(向下凸)地翘曲的状态不变。也就是说，此时的翘曲量为25μπι程度。
[0089]接下来，如示于图5 (b)的左段地，例如通过等离子CVD (以下，称为PECVD(Plasma一Enhanced Chemical Vapor Deposition,等离子增强化学气相淀积))，通过米用SiH4、N20、NH3等的原料气体，在凹部10b，使氮氧化硅(SiON)堆积。由此，形成包括包含SiON的微透镜14的透镜层13a。
[0090]在此，如果变更用于原料气体的N2O和NH3之比，则能够调整微透镜14的折射率。由此，能够实现适合于像素尺寸、TFT的形状、投影透镜的F值的焦点位置。
[0091]例如，N2O和NH3的流量比(N2O的流量=NH3的流量)为1:1。还有，流量比并不限于此，既可以仅使N2O流动，也可以仅使NH3流动，可以适当设定。并且，即使使流量比变化也几乎对基板的翘曲没有影响。
[0092]优选:透镜层13a的厚度(从膜12的顶面直到透镜层13a的顶面为止的距离)为5μπι?20μπι。在本实施方式中，透镜层13a的厚度为8 μ m程度。还有，设置基板10的设置板的温度设定为150°C?370°C。在本工序中层叠的透镜层13a的厚度通过凹部IOb的深度控制为，使得透镜层13a的顶面(透镜层13a的顶面之中的最低的部分)与基板10的顶面相比位于上方。
[0093]在该工序中，如示于图5 (b)的右段地，虽然基板保持凹状(向下凸)地翘曲的状态不变，但是由于透镜层13a的形成使得基板的翘曲的程度稍微变化。此时的翘曲量为15μπι程度。即，透镜层13a作为在与基板10的法线方向正交的方向承受压缩应力的膜而起作用。还有，关于在与基板10的法线方向正交的方向承受压缩应力的膜后述。
[0094]如示于图5 (b)的左段地，若在具有凹部IOb的基板10上采用PECVD形成透镜层13a，则以半球按半间距偏离的形状成膜。
[0095]因此，接下来，如示于图5 (C)的左段地，例如通过化学机械研磨法(以下，称为CMP法(Chemical Mechanical Polishing)),使透镜层13a的上部平坦化。由此,形成顶面平坦化的透镜层13。透镜层13的厚度(从膜12的顶面直到透镜层13的顶面为止的距离)例如为3 μ m程度。
[0096]在该工序中，如示于图5 (C)的右段地，基板保持凹状(向下凸)地翘曲的状态不变。也就是说，此时的翘曲量为15μπι程度。
[0097]还有，优选:在通过CMP法使透镜层13a的上部平坦化之前，预先以干蚀刻去除透镜层13a的外周部。由此，在通过CMP法使透镜层13a的上部平坦化时，能够抑制在微透镜部(形成有要形成微透镜14的凹部IOb的部分)和平坦部(未形成凹部IOb的部分)产生台阶差。
[0098]接下来，在透镜层13上，形成光路长度调整层15。形成光路长度调整层15的工序包括:使在与基板10的法线方向正交的方向承受压缩应力的第I膜16和在与基板10的法线方向正交的方向承受拉伸应力的第2膜17交替地层叠的工序。在形成光路长度调整层15的工序中，在抵消由于退火处理产生于基板10的翘曲的方向使基板翘曲地，最先将第I膜16形成于透镜层13上。
[0099]在此，所谓“在与基板10的法线方向正交的方向承受压缩应力”是指，由于要使基板10返回到原来的平坦的状态的力(基板10的复原力)，相对于第I膜16，在与基板10的法线方向正交的方向收缩的力起作用。若换言之，则指的是，在第I膜16，扩展基板10的力起作用。
[0100]所谓“在与基板10的法线方向正交的方向承受拉伸应力”是指，由于基板10的复原力，相对于第2膜17，在与基板10的法线方向正交的方向伸展的力起作用。若换言之，则指的是，在第2膜17，回拉基板10的力起作用。
[0101]在本实施方式中，作为形成光路长度调整层15的工序，采用以下的工序。
[0102]首先，如示于图6 Ca)的左段地，例如通过PECVD，通过采用SiH4、N2O等的原料气体，在预定的等离子条件下，在透镜层13上形成包含SiO2的第I膜16。
[0103]在形成第I膜16时，采用高频等离子源和低频等离子源。这是因为，由此，基板的翘曲变化。具体地，若采用低频等离子源，则第I膜16变得致密，第I膜16在与基板10的法线方向正交的方向承受压缩应力。
[0104]作为等离子条件，例如使高频等离子源的频率和低频等离子源的频率之比(高频等离子源的频率:低频等离子源的频率)为2:1。
[0105]在本实施方式中，使高频等离子源的频率为13.56MHz，并使低频等离子源的频率为300KHZ。还有，高频等离子源的频率和低频等离子源的频率并不限于此，可以适当设定。通过使高频等离子源的频率和低频等离子源的频率之比变化，能够使基板的翘曲变化。
[0106]在本实施方式中，第I膜16的厚度为4μπι程度。还有，第I膜16的厚度并不限于此，可以适当设定。通过使第I膜16的厚度变化，能够使基板的翘曲变化。
[0107]在该工序中，如示于图6 (a)的右段地，通过第I膜16的作用，基板凸状(向上凸)地翘曲。即，由于退火处理产生于基板的翘曲的朝向和通过第I膜16的作用引起的基板的翘曲的朝向彼此相反。此时的翘曲量为20μπι程度。
[0108]接下来，如示于图6 (b)的左段地，例如通过PECVD，通过采用SiH4、N2O等的原料气体，在预定的等离子条件下，在第I膜16上形成包含SiO2的第2膜17。
[0109]在形成第2膜17时，采用高频等离子源。这是因为，由此，基板的翘曲变化。具体地，若采用高频等离子源，则第2膜17在与基板10的法线方向正交的方向承受拉伸应力。
[0110]作为等离子条件，例如使形成第I膜16时的高频等离子源的频率和形成第2膜17时的高频等离子源的频率之比(形成第I膜16时的高频等离子源的频率:形成第2膜17时的高频等离子源的频率)为2:3。
[0111]在本实施方式中，第2膜17的厚度为3μπι程度。还有，第2膜17的厚度并不限于此，可以适当设定。通过使第2膜17的厚度变化，能够使基板的翘曲变化。
[0112]在该工序中，如示于图6 (b)的右段地，通过第2膜17的作用，基板凹状(向下凸)地翘曲。即，通过第I膜16的作用引起的基板的翘曲的朝向和通过第2膜17的作用引起的基板的翘曲的朝向彼此相反。此时的翘曲量为5μπι程度。
[0113]接下来，如示于图6 (C)的左段地，例如通过PECVD，通过采用SiH4、N2O等的原料气体，在预定的等离子条件下，在第2膜17上形成包含SiO2的第3膜18。由此，形成光路长度调整层15。
[0114]在形成第3膜18时，与第I膜16的形成工序同样，采用高频等离子源和低频等离子源。由此，第3膜18在与基板10的法线方向正交的方向承受压缩应力。
[0115]作为等离子条件，例如使高频等离子源的频率和低频等离子源的频率之比(高频等离子源的频率:低频等离子源的频率)为2:1。
[0116]还有，高频等离子源的频率及低频等离子源的频率并不限于此，可以适当设定。通过使高频等离子源的频率和低频等离子源的频率之比变化，能够使基板的翘曲变化。
[0117]在本实施方式中，第3膜18的厚度为4μπι程度。还有，第3膜18的厚度并不限于此，可以适当设定。通过使第3膜18的厚度变化，能够使基板的翘曲变化。
[0118]在该工序中，如示于图6 (C)的右段地，通过第3膜18的作用，基板返回到原来的平坦状态。即，消除基板的翘曲。
[0119]还有，虽然在本实施方式中，在形成光路长度调整层15的工序中，将第I膜16、第2膜17及第3膜18这3层进行了层叠，但是并不限于此。
[0120]例如，也可以构成为，将第I膜16及第2膜17这2层进行层叠。并且，也可以构成为，将在与基板10的法线方向正交的方向承受压缩应力的膜(相当于第I膜)和在与基板10的法线方向正交的方向承受拉伸应力的膜(相当于第2膜)交替地层叠4层以上。
[0121]但是，从使生产效率提高的观点来看，层叠数(成膜次数)较少较好。
[0122]并且，虽然在本实施方式中，举基板10为石英基板且氧化膜12为氧化硅膜的构成，在形成光路长度调整层15的工序中，作为最先形成于透镜层13上的膜选择第I膜16，但是并不限于此。也可以在形成光路长度调整层15的工序中，从第I膜16和第2膜17之中选择在抵消由于退火处理产生于基板的翘曲的方向显现使基板翘曲的应力的膜，将其最先形成于透镜层13上。
[0123]S卩，将在与基板10的法线方向正交的方向承受压缩应力的膜和在与基板10的法线方向正交的方向承受拉伸应力的膜之中的、在抵消由于退火处理产生于基板的翘曲的方向显现使基板翘曲的应力的一方的膜，形成为光路长度调整层15的最下层，并在该一方的膜之上形成另一方的膜。而且，也可以在另一方的膜之上，交替地形成一方的膜和另一方的膜。
[0124]在此，若使光路长度调整层15形成得厚，则有时表面变得粗糙而乳化。因此，接下来，例如通过CMP法，使光路长度调整层15 (第3膜18)的上部平坦。由此，形成顶面平坦的光路长度调整层15。还有，光路长度调整层15的研磨量例如为I μ m以下。
[0125]接下来，如示于图7 (a)的左段地，在光路长度调整层15 (第3膜18)之上，例如通过溅射等，形成包含铝(Al)的膜19a。膜19a的厚度例如为1500A程度。
[0126]在该工序中，如示于图7 (b)的右段地，在基板不产生翘曲。
[0127]接下来，如示于图7 (b)的左段地，通过采用对于膜19a的光刻及蚀刻的图形化，使对应于标记11的部位的区域(俯视与标记11重叠的区域)的膜19a剥离，而开设开口部19hl。由此，形成具有作为用于检视标记11的窗的开口部19hl的膜19b。
[0128]然后，通过采用氯等的蚀刻剂的蚀刻，使图形化时采用的抗蚀剂掩模(图示省略)在气氛温度为250°C程度下剥离。
[0129]在该工序中，如示于图7 (b)的右段地，基板凹状(向下凸)地翘曲。此时的翘曲量为80 μ m程度。基板如此地翘曲的原因可认为是因为，在剥离抗蚀剂掩模时的气氛温度的影响下膜19a收缩。
[0130]接下来，如示于图7 (c)的左段地，通过采用对于膜19b的光刻及蚀刻的图形化，使对应于各像素的开口区域的区域(俯视与开口区域重叠的区域)的膜1%剥离，开设开口部19h2。由此，形成具有开口部19hl及开口部19h2的遮光膜19。
[0131]还有，遮光膜19的两端部的膜19c作为用于在使元件基板和对置基板贴合时进行定位的对准标记而起作用。
[0132]接下来，如示于图8 (a)的左段地，覆盖光路长度调整层15 (第3膜18)上的遮光膜19地，例如通过PECVD，通过采用SiH4、N2O等的原料气体，在预定的等离子条件下，形成包含SiO2的膜20a。
[0133]在形成膜20a时，与第I膜16的形成工序同样，采用高频等离子源和低频等离子源。
[0134]作为等离子条件，例如使高频等离子源的频率和低频等离子源的频率之比(高频等离子源的频率:低频等离子源的频率)为2:1。
[0135]还有，高频等离子源的频率及低频等离子源的频率并不限于此，可以适当设定。通过使高频等离子源的频率和低频等离子源的频率之比变化，能够使基板的翘曲变化。
[0136]在本实施方式中，膜20a的厚度(从遮光膜19的顶面直到膜20a的顶面为止的距离)为2μπι程度。还有，膜20a的厚度并不限于此，可以适当设定。通过使膜20a的厚度变化，能够使基板的翘曲变化。
[0137]在该工序中，如示于图8 (a)的右段地，虽然基板保持凹状(向下凸)地翘曲的状态不变，但是由于膜20a的形成使得基板的翘曲的程度稍微变化。此时的翘曲量为70μπι程度。S卩，膜20a作为在与基板10的法线方向正交的方向承受压缩应力的膜而起作用。
[0138]如示于图8 Ca)的左段地，若采用PECVD，以覆盖光路长度调整层15 (第3膜18)上的遮光膜19的方式形成膜20a，则膜20a以仿照遮光膜19的形成有膜的部分和未形成膜的部分(开口部19hl、19h2)的形状成膜。
[0139]因此，接下来，如示于图8(b)的左段地，例如通过CMP法，使膜20a的上部平坦化。由此，形成顶面平坦化的平坦化膜20。平坦化膜20的厚度(从遮光膜19的顶面直到平坦化膜20的顶面为止的距离)例如为I μ m程度。
[0140]在该工序中，如示于图8 (b)的右段地，基板保持凹状(向下凸)地翘曲的状态不变。也就是说，此时的翘曲量为70μπι程度。
[0141]接下来，如示于图8 (c)的左段地，在平坦化膜20上，例如通过溅射等，形成包含氧化铟锡(以下，称为ITO (Indium Tin Oxide))的透明导电膜21。透明导电膜21的厚度例如为1460A程度。
[0142]在该工序中，如示于图8 (C)的右段地，基板保持凹状(向下凸)地翘曲的状态不变。也就是说，此时的翘曲量为70μπι程度。
[0143]通过以上的工序，形成本发明的一个实施方式涉及的微透镜阵列基板I。
[0144]根据本实施方式涉及的微透镜阵列基板I的制造方法，因为在形成光路长度调整层15的工序的最先将在与基板10的法线方向正交的方向承受压缩应力的第I膜16形成于透镜层13上，所以能够在形成光路长度调整层15的最先的阶段，大大缓解由于退火处理产生于基板的应力。
[0145]假设，在最先将在与基板10的法线方向正交的方向承受拉伸应力的第2膜17形成于透镜层13上的情况下，第2膜17按在使由于退火处理产生于基板的翘曲增大的方向使基板翘曲的方向作用。因此，在形成光路长度调整层15的最先的阶段，基板会严重翘曲，难以进行抵消基板的翘曲的校正。相对于此，在本实施方式涉及的方法中，因为最先将第I膜16形成于透镜层13上，所以不会产生所述的问题。
[0146]并且，因为使第I膜16和第2膜17交替地进行层叠，所以通过对第I膜16及第2膜17的厚度和/或材料等的形成条件进行调整，能够既对使产生于基板的应力缓解的程度进行调整又进行抵消基板的翘曲的校正。
[0147]从而，能够对基板的翘曲进行抑制。
[0148]在本实施方式中，如示于图8 (C)的右段地，微透镜阵列基板I保持基板凹状(向下凸)地翘曲的状态不变。其原因是因为，适合于作为使对置基板贴合的对象的元件基板的翘曲。
[0149]还有，如果基板的翘曲量为100 μ m以下，则在元件基板和对置基板的贴合工序中不存在影响，即，使元件基板和对置基板贴合时的位置对合并不难。在本实施方式中，因为基板的翘曲量为70 μ m程度，比所述的100 μ m小，所以能够容易地进行使元件基板和对置基板贴合时的位置对合。
[0150]还有，虽然在本实施方式中，作为微透镜阵列基板1，举如下例进行了说明:在形成有对应于多个微透镜14的多个凹部IOb的基板10，通过使透镜材料堆积而形成多个微透镜14，形成包括这些多个微透镜14的透镜层13，并在透镜层13上形成光路长度调整层15，进而，在光路长度调整层15上，将遮光膜19、平坦化膜20及透明导电膜21按该顺序形成，但是并不限于此。
[0151]作为微透镜阵列基板，例如也可以为并不包括遮光膜19、平坦化膜20及透明导电膜21的构成。
[0152]变形例
[0153]接下来，关于本发明的变形例涉及的微透镜阵列基板2的制造方法，参照图10进行说明。
[0154]图10 Ca)?(C)是微透镜阵列基板的制造工序及基板的翘曲的说明图。
[0155]还有，在图10 Ca)?(C)中，在左段图示微透镜阵列基板的制造工序的剖面工序图，并在右段图示基板的翘曲的状况。并且，在图10 (a)?(C)中，关于与所述实施方式同样的工序将图示进行省略，并将其说明进行省略。
[0156]在本变形例涉及的形成光路长度调整层25的工序中，在抵消由于在形成光路长度调整层25的工序以后进行的后续工序而广生于基板的翅曲的方向使基板翅曲。
[0157]在本变形例中，作为形成光路长度调整层25的工序，采用以下的工序。
[0158]首先，如示于图10 (a)的左段地，例如通过PECVD，通过采用SiH4、N20等的原料气体，在预定的等离子条件下，在透镜层13上将包含SiO2的第I膜26、第2膜27及第3膜28按该顺序层叠。由此，在透镜层13上形成光路长度调整层25。
[0159]在本变形例中，在第I膜26、第2膜27及第3膜28的形成工序中，通过使等离子源的频率和/或厚度适当变化，如示于图10 Ca)的右段地，使基板凸状(向上凸)地翘曲。即，使通过光路长度调整层25的作用引起的基板的翘曲的朝向相对于由于后续工序产生于基板的翅曲的朝向相反。
[0160]接下来，如示于图10 (b)的左段地，通过采用对于膜19a的光刻及蚀刻的图形化，使对应于标记11的部位的区域(俯视与标记11重叠的区域)的膜19a剥离，开设开口部19hl。由此，形成具有作为用于检视标记11的窗的开口部19hl的膜19b。
[0161]然后，通过采用氯等的蚀刻剂的蚀刻，使图形化时采用的抗蚀剂掩模(图示省略)在气氛温度为250°C的程度下剥离。
[0162]在该工序中，如示于图10 (b)的右段地，由于剥离抗蚀剂掩模时的气氛温度的影响，基板返回到原来的平坦状态。即，基板的翘曲消除。
[0163]此后，如示于图10 (c)的左段地，通过经由形成遮光膜19的工序、形成平坦化膜20的工序及形成透明导电膜21的工序，形成本变形例涉及的微透镜阵列基板2。
[0164]根据本变形例涉及的微透镜阵列基板2的制造方法，能够在形成光路长度调整层25的工序中，在使因后续工序(形成膜19b的工序)产生于基板的应力缓解的方向，预先使基板翘曲。因此，能够对在最终制造的微透镜阵列基板2产生翘曲的情况进行抑制。
[0165]还有，虽然在本变形例中，举如下例进行了说明:后续工序为形成成为遮光膜19的膜19b的工序，在形成光路长度调整层25的工序中，在抵消因形成膜19b的工序产生于基板的翘曲的方向使基板翘曲，但是并不限于此。只要是在形成光路长度调整层25的工序以后的后续工序中也存在其他使基板产生翘曲的工序，也可以在形成光路长度调整层25的阶段中，在抵消因该后续工序产生于基板的翘曲的方向使基板预先翘曲。
[0166]电子设备
[0167]所述的微透镜阵列基板例如可用作构成如示于图11的投影机100的光调制装置的对置基板。
[0168]图11是投影机的简要构成图。
[0169]投影机100如示于图11地，具备光源101、分色镜102、103、红色光用光调制装置104、绿色光用光调制装置105及蓝色光用光调制装置106、导光光学系统107、反射镜110?112、十字分色棱镜113和投影透镜114。从投影机100出射的彩色图像光投影到屏幕115上。
[0170]光源101具备金属卤化物等的灯IOla和对灯IOla的光进行反射的反射器101b。
[0171]分色镜102构成为，使包括于来自光源101的白色光的红色光透射，并对绿色光和蓝色光进行反射。分色镜103构成为，使以分色镜102反射的绿色光及蓝色光之中的蓝色光透射并对绿色光进行反射。
[0172]红色光用光调制装置104、绿色光用光调制装置105及蓝色光用光调制装置106具备所述的微透镜阵列基板作为对置基板。
[0173]红色光用光调制装置104构成为，透射了分色镜102的红色光入射，对入射的红色光基于预定的图像信号进行调制。
[0174]绿色光用光调制装置105构成为，入射以分色镜103反射的绿色光，对入射的绿色光基于预定的图像信号进行调制。
[0175]蓝色光用光调制装置106构成为，透射了分色镜103的蓝色光入射，对入射的蓝色光基于预定的图像信号进行调制。
[0176]导光光学系统107包括入射透镜107a和中继透镜107b和出射透镜107c，用于对由于蓝色光的光路较长弓I起的光损失进行抑制而设置。
[0177]反射镜110构成为，对透射了分色镜102的红色光朝向红色光用光调制装置104进行反射。[0178]反射镜111构成为，对透射了分色镜103及入射透镜107a的蓝色光朝向中继透镜107b进行反射。
[0179]反射镜112构成为，对从中继透镜107b出射的蓝色光朝向出射透镜107c进行反射。
[0180]十字分色棱镜113通过使4个直角棱镜贴合而构成，在其界面X状地形成对红色光进行反射的电介质多层膜和对蓝色光进行反射的电介质多层膜。通过这些电介质多层膜合成3种色光，形成表示彩色图像的光。
[0181]投影透镜114构成为，对通过十字分色棱镜113合成的彩色图像进行放大并投影到屏幕115上。
[0182]以上，虽然一边参照附图一边关于本发明涉及的优选的实施方式进行了说明，但是本发明当然并非限定于所述的实施方式。在所述的实施方式中表示的各构成构件的各种形状和/或组合等为一例，在不脱离本发明的主旨的范围基于设计要求等可以进行各种变更。
[0183]另外，关于微透镜阵列基板的各构成要素的形状、数量、配置、材料、形成方法等的具体的记载并非限定于所述的实施方式，可以适当改变。
【权利要求】
1.一种微透镜阵列基板的制造方法，其特征在于， 包括: 在基板上形成氧化膜的工序， 对于形成有所述氧化膜的基板进行退火处理的工序， 将在对应于应当形成的微透镜的中心的部位具有开口部的掩模形成于所述氧化膜上的工序， 通过介由所述掩模对所述氧化膜和所述基板进行湿蚀刻，在形成有所述氧化膜的所述基板，形成在侧缘具有锥度的非球面的凹部的工序， 通过在所述凹部使折射率比所述基板大的材料堆积，来形成微透镜的工序，和 在所述微透镜上形成光路长度调整层的工序； 形成所述光路长度调整层的工序包括:使在与所述基板的法线方向正交的方向承受压缩应力的第I膜和在与所述基板的法线方向正交的方向承受拉伸应力的第2膜层叠的工序; 在形成所述光路长度调整层的工序中，从所述第I膜和所述第2膜之中选择下述膜，将其最先形成于所述微透镜上，该膜在抵消由于所述退火处理而产生于所述基板的翘曲的方向显现使所述基板翘曲的应力。
2.根据权利要求1所述的微透镜阵列基板的制造方法，其特征在于: 所述基板为石英基板，且所述氧化膜为氧化硅膜； 在形成所述光路长度调整层的工序中，选择所述第I膜作为最先形成于所述微透镜上的膜。
3.根据权利要求2所述的微透镜阵列基板的制造方法，其特征在于: 所述退火处理在800°C以上且1100°C以下进行。
4.根据权利要求1?3中的任一项所述的微透镜阵列基板的制造方法，其特征在于: 在形成所述光路长度调整层的工序中，在抵消因在形成所述光路长度调整层的工序以后进行的后续工序而产生于所述基板的翘曲的方向，使所述基板翘曲。
5.根据权利要求4所述的微透镜阵列基板的制造方法，其特征在于: 所述后续工序为在所述光路长度调整层上形成遮光膜的工序； 在形成所述光路长度调整层的工序中，在抵消因形成所述遮光膜的工序而产生于所述基板的翘曲的方向，使所述基板翘曲。
【文档编号】G02B3/00GK103792597SQ201310524303
【公开日】2014年5月14日 申请日期:2013年10月29日 优先权日:2012年10月29日
【发明者】赤坂康一郎 申请人:精工爱普生株式会社