JPH09146259A - グラデーションマスクとその製造方法およびグラデーションマスクを用いた特殊表面形状の創成方法 - Google Patents

グラデーションマスクとその製造方法およびグラデーションマスクを用いた特殊表面形状の創成方法

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JPH09146259A
JPH09146259A JP8809296A JP8809296A JPH09146259A JP H09146259 A JPH09146259 A JP H09146259A JP 8809296 A JP8809296 A JP 8809296A JP 8809296 A JP8809296 A JP 8809296A JP H09146259 A JPH09146259 A JP H09146259A
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resist
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gradation mask
metal
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JP8809296A
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Kazuhiro Umeki
和博 梅木
Masanori Satou
昌仙 佐藤
Masaaki Sato
正明 佐藤
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Ricoh Optical Industries Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【課題】所望の露光強度分布を容易且つ確実に実現でき
るグラデーションマスクを実現する。 【解決手段】透明基板１上に、金属および／または金属
化合物の均一厚層２を、その透過率が１０％以下となる
ように形成し、形成された金属および／または金属化合
物の均一厚層２上に、所望形状のパターンを持つエッチ
ング用のマスクをパターニングし、層２をドライまたは
ウエットエッチングする。マスク４のパターン形状を順
次換えて、パターニングとエッチングを所望の回数繰返
し、層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)が、所望の透過率分布に対応し
て、３段階以上段階的に変化した金属および／または金
属酸化膜の層２を形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明はグラデーションマ
スクとその製造方法およびグラデーションマスクを用い
た特殊表面形状の創成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学素子の屈折面や反射面に、非球面に
代表される特種な面形状が使用されるようになってきて
おり、また近来は液晶表示や液晶プロジェクタ等に関連
して、マイクロレンズ等にも特殊な面形状が求められて
いる。
【０００３】屈折面や反射面を型成形や研磨によらずに
創成する方法として、光学材料の表面にフォトレジスト
の層を形成し、この層を「露光用マスク」を介して露光
することによりフォトレジストの露光状態を２次元的に
変化させ、フォトレジストの現像によりフォトレジスト
の表面形状として凸面形状もしくは凹面形状を得、しか
る後にフォトレジストと光学材料とに対して異方性のエ
ッチングを行ない、フォトレジストの表面形状を光学材
料に彫り移して転写することにより、光学材料の表面に
所望の屈折面や反射面の形状を得ることが知られている
(例えば、特開平５−１７３００３号公報)。この公報に
開示されている「露光マスク」は円形や楕円形のパター
ンを持ったマスクや、黒または白抜きの円形パターンを
焦点をずらして写真撮影し、中央から周辺に行くに従い
黒化濃度が変化するネガフィルムである。
【０００４】上記円形や楕円形のパターンは、これをデ
フォーカス状態でフォトレジストに投影して露光するこ
とにより、また上記ネガフィルムはフォトレジストの層
に密着して露光を行なうことにより、露光強度をパター
ンの中心部分から周辺部へ向かって変化させることがで
き、露光強度の分布を利用して、フォトレジストに凸面
形状もしくは凹面形状を形成できる。また投影レンズや
撮影レンズのデフォーカスの程度に応じて露光部におけ
る露光強度分布を変えることもできる。しかし、得られ
る露光強度分布は一定のパターンをデフォーカスしたも
のに限られるため実現できる露光強度分布にはさほどの
自由度がない。
【０００５】発明者等は先に、所望の２次元的な透過率
分布を持った露光用マスクを得る方法として、所望の透
過率分布に応じてドットパターンの形状及びドット濃度
の分布を演算算出し、出力を段階的もしくは連続的に変
化させ得る光源装置からの光束によりドットパターンの
光書き込みを行う出力可変装置の出力を上記ドットパタ
ーンの形状及びドット濃度の分布に応じて変化させつつ
感光媒体に書き込む方式を提案した。露光された感光媒
体を現像すれば、ドットパターンの形状とドット濃度の
分布によって所望の２次元的な透過率分布を有する露光
用マスクを得ることができる。この方法は、所望の透過
率を持つ高精度の露光用マスクを製作できるが、高精度
の演算を行なうコンピュータや光書込み装置等が必要で
ある。
【０００６】また、透過率の変化する露光用マスクとし
てカラーフィルタを製作する際に、カラーフィルタのカ
ラーマトリックスに対応してＣｒ膜の透過率が０，１
０，１００％に変化する露光用フィルタが知られている
(特開平５−１１１０６号公報)。しかし透過率の低いク
ロム(Ｃｒ)膜の透過率を０％，１０％，１００％に制御
することは難しい。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】この発明は上述した事
情に鑑み、所望の露光強度分布を容易且つ確実に実現で
きるグラデーションマスクの実現を課題とする。
【０００８】この発明はまた、グラデーションマスクの
容易且つ確実な製造方法の実現を課題とする。
【０００９】この発明の他の課題は、上記グラデーショ
ンマスクを用いて、所望の特殊表面形状の創成を可能成
らしめることである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】この発明における「グラ
デーションマスク」は、透過率（この明細書において、
光の透過率を言う）の２次元的な分布を有し、この２次
元的な分布において透過率が段階的もしくは連続的に変
化するものを言う。
【００１１】請求項１記載のグラデーションマスクは、
透明基板上に金属および／または金属化合物の層が、平
面座標：Ｘ，Ｙで表される所望の２次元領域において層
厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)が所望の透過率分布に対応して、３段階
以上段階的に変化するように形成されていることを特徴
とする。この場合の３段階以上おける段階の一つとし
て、層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)＝０の場合を含めることが出来
る。
【００１２】請求項２記載のグラデーションマスクは、
透明基板上に金属および／または金属化合膜の層が、平
面座標：Ｘ，Ｙで表される所望の２次元領域において層
厚：ξ(Ｘ，Ｙ)が所望の透過率分布に対応して、連続的
に変化するように形成されていることを特徴とする。
【００１３】請求項１，２における層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)，
ξ(Ｘ，Ｙ)は「２次元領域の座標：Ｘ，Ｙによりその層
厚が定まる」という意味であり、層厚がＸ，Ｙを２変数
とする２変数関数であることを必ずしも意味しない。即
ち、実際には、層厚の変化は「ＸまたはＹの１方向に於
ける変化」である場合も含まれる。
【００１４】請求項１または２記載のグラデーションマ
スクにおいて「金属化合物」はクロム化合物もしくは金
属酸化物であることができる(請求項３)。
【００１５】請求項１または２記載のグラデーションマ
スクにおいて「金属の層」は、チタン(Ｔｉ)、タンタル
(Ｔａ)、珪素(Ｓｉ)、クロム(Ｃｒ)、アルミニウム(Ａ
ｌ)、タングステン(Ｗ)、錫(Ｓｎ)、インジウム(Ｉｎ)
の何れかによる金属層であることが出来る(請求項４)。
【００１６】上記請求項３記載のグラデーションマスク
において「金属酸化物の層」は、酸化チタン(ＴｉＯ
(2-X))、酸化タンタル(Ｔａ2Ｏ(5-X))、酸化珪素(Ｓｉ
Ｏ(2-X))、酸化クロム(Ｃｒ2Ｏ(3-X))、酸化アルミニウ
ム(Ａｌ2Ｏ(3-X))、酸化タングステン(Ｗ2Ｏ(3-X))、酸
化錫(ＳｎＯ(2-X))、酸化インジクム(Ｉｎ2Ｏ(3-X))の
何れか、もしくはこれらの２以上による複合材料による
金属酸化物層であることができる(請求項５）。
【００１７】請求項１または２記載のグラデーションマ
スクにおいて「金属および金属化合物の層」は、上記請
求項４記載の金属層と請求項５記載の金属酸化物層とを
複数層重ねて構成されることができる(請求項６)。ま
た、請求項１または２記載のグラデーションマスクにお
いて「金属および／または金属化合物の層」は、クロム
層(Ｃｒ)、クロム酸化層(ＣｒＯX)、クロム窒化層(Ｃｒ
ＮX)、クロム酸化窒化層(ＣｒＯXＮY)、クロム酸化窒化
炭化層(ＣｒＯXＮYＣZ)の何れか、もしくはこれらを複
数層重ねて構成することが出来る(請求項７)。
【００１８】請求項１〜７の任意の１に記載のグラデー
ションマスクは、その「少なくとも片面に反射防止膜を
形成」することができる(請求項８)。
【００１９】金属および／または金属化合物の層を、複
数の層により複合的に形成する場合には、グラデーショ
ンマスクに於ける透過率の分布を上記「層」の厚さのみ
ならず、層の組成によっても制御することができる。請
求項１および２記載のグラデーションマスクにおいて
「層厚が、所望の透過率分布に対応して段階的(連続的)
に変化する」とは、透過率の分布に応じて、層厚のみな
らず層の組成が変化するような場合も含む。
【００２０】請求項９記載のグラデーションマスクの製
造方法は、成膜工程と、パターニング工程と、エッチン
グ工程とを有する。「成膜工程」は、透明基板上に、金
属および／または金属化合物の均一厚層を、その透過率
が１０％以下となるように形成する工程である。この成
膜工程により透明基板上に形成される層は、至る所均一
で１０％以下の透過率を持つ。「パターニング工程」
は、成膜工程で形成された金属および／または金属化合
物の均一厚層上に、所望形状のパターンを持つマスクを
パターニングする工程であり、フォトリソグラフィの技
術を利用できる。「エッチング工程」は、パターニング
により形成された所望形状のパターンをマスクとして、
上記層をドライまたはウエットエッチングする工程であ
る。このエッチングは異方性のエッチングである。
【００２１】パターニング工程におけるマスクのパター
ンの形状を順次換えて、パターニング工程とエッチング
工程とが所望の回数繰返され、層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)が所望
の透過率分布に対応して、３段階以上段階的に変化した
金属および／または金属酸化膜の層が形成される。請求
項９記載の製造方法を、以下、便宜上「エッチングによ
る製法」とよぶ。
【００２２】請求項１０記載のグラデーションマスクの
製造方法は、パターニング工程と、成膜工程とを有す
る。「パターニング工程」は、透明基板上に、所望形状
のネガパターンのマスクをパターニングする工程であ
り、フォトリソグラフィの技術を利用できる。「ネガパ
ターン」は、所望形状をポジパターンとしたときに、そ
のネガ像に相当するパターンであり、パターニングされ
たマスクに覆われない部分が所望形状となる。
【００２３】「成膜工程」は、パターニングにより形成
された所望形状のネガパターンをマスクとして成膜を行
ない、上記所望形状を有する「金属および／または金属
化合物の層」を所望の均一な厚さに形成する工程であ
る。
【００２４】パターニング工程におけるマスクのネガパ
ターンの形状を順次換えて、パターニング工程と成膜工
程とが所望の回数繰返され、層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)が所望の
透過率分布に対応して、３段階以上段階的に変化した上
記金属および／または金属酸化膜の層が形成される。請
求項１０記載の製造方法を、以下、便宜上「積層による
製法」とよぶ。
【００２５】請求項９記載のグラデーションマスクの製
造方法において、金属および／または金属化合物の層の
層厚を連続的に変化する層厚：ξ(Ｘ，Ｙ)にする透過率
連続化処理を有することが出来る(請求項１１)。
【００２６】請求項１１記載のグラデーションマスクの
製造方法において「透過率連続化処理」は、各パターニ
ング工程において所望形状のパターンをデフォーカス状
態で（マスクとなるべき感光性材料層に）露光すること
により実行できるし(請求項１２)、各パターニング工程
において形成されたマスクを熱処理してマスク端縁部を
曲面化し、このパターニング工程に続くエッチング工程
をドライエッチングにより行なうことにより実現するこ
ともできる(請求項１３)。
【００２７】透過率連続化処理は「各エッチング工程を
等方的な条件で行なう」ことにより実行することも出来
(請求項１４)、請求項８記載の方法で形成された「段階
的に変化する層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を持つ層」上にレジスト
を薄く塗布して段差部を埋めた後、選択比：１でエッチ
ングすることによっても実行でき(請求項１５)、さらに
は請求項８記載の方法で形成された、段階的に変化する
層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を持つ層上に「金属および／または金
属化合物により薄く成膜したのちドライまたはウエット
エッチングする」ことによっても実行できる(請求項１
６)。
【００２８】請求項１０記載のグラデーションマスクの
製造方法においても「金属および／または金属化合物の
層の層厚を連続的に変化する層厚：ξ(Ｘ，Ｙ)にする透
過率連続化処理」を有することが出来(請求項１７)、各
パターニング工程において、所望形状のネガパターン
を、（マスクとなるべき感光性材料層に）デフォーカス
状態で露光することにより実行できるし(請求項１８)、
請求項１０記載の方法で形成された段階的に変化する層
厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を持つ層上にレジストを薄く塗布して段
差部を埋めた後、選択比：１でエッチングすることによ
り実行することもでき(請求項１９)、請求項１０記載の
方法で形成された段階的に変化する層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を
持つ層上に、金属および／または金属化合物により薄く
成膜したのちドライまたはウエットエッチングすること
により透過率連続化処理を実行することもできる(請求
項２０)。
【００２９】請求項１６，２０記載の発明においては、
段階的に変化する層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を持つ層上に金属お
よび／または金属化合物により薄く成膜することにより
新たに成膜された分だけ層の透過率が低下するので、こ
れを補正するようにドライまたはウエットエッチングを
行なうのである。
【００３０】この発明の「特殊形状の創成方法」は「所
望の特殊面形状を創成する方法」である(請求項２１〜
２４)。
【００３１】請求項２１記載の方法は以下のように実行
される。先ず、所望の特殊表面形状を形成すべき基板の
表面に所定の厚さにフォトレジストを塗布してレジスト
層を形成する。次いで、特殊表面形状に対応して透過率
が段階的に変化する「請求項１記載のグラデーションマ
スク」を用い、デフォーカス状態でレジスト層を露光
し、特殊表面に応じてレジストの厚さを変化せしめる。
続いてレジストと基板に対し異方性のエッチングを行な
って、上記レジストの表面形状を基板表面に彫り移して
転写する。
【００３２】請求項２２記載の方法は以下のように実行
される。先ず、所望の特殊表面形状を形成すべき基板の
表面に所定の厚さにフォトレジストを塗布してレジスト
層を形成する。次いで、特殊表面形状に対応して透過率
が段階的に変化する「請求項１記載のグラデーションマ
スク」を用いてレジスト層を露光し、特殊表面に応じて
レジストの厚さを段階的に変化せしめたのち、レジスト
を「上記厚さの段階的変化を解消出来る程度」に熱変形
させ、熱変形したレジストと基板に対し異方性のエッチ
ングを行なって、レジストの表面形状を基板表面に彫り
移して転写する。
【００３３】請求項２３記載の方法は以下のように実行
される。先ず、所望の特殊表面形状を形成すべき基板の
表面に所定の厚さにフォトレジストを塗布してレジスト
層を形成する。次いで、特殊表面形状に対応して透過率
が段階的に変化する「請求項１記載のグラデーションマ
スク」を用いてレジスト層を露光し、特殊表面に応じて
レジストの厚さを段階的に変化せしめたのち、レジスト
上にさらにレジストを薄く塗布して「段階的変化におけ
る段差を埋め」てレジストの厚さを連続的に変化させ、
表面の段差を解消されたレジストと基板に対し異方性の
エッチングを行なって、レジストの表面形状を基板表面
に彫り移して転写する。
【００３４】請求項２４記載の方法は以下のように実行
される。先ず、所望の特殊表面形状を形成すべき基板の
表面に所定の厚さにフォトレジストを塗布してレジスト
層を形成する。次いで、特殊表面形状に対応して透過率
が連続的に変化する「請求項２記載のグラデーションマ
スク」を用いてレジスト層を露光し、上記特殊表面に応
じてレジストの厚さを連続的に変化せしめ、上記レジス
トと基板に対し異方性のエッチングを行なって、レジス
トの表面形状を基板表面に彫り移して転写する。
【００３５】請求項２１〜２４記載の方法では何れも、
形成される面は連続的に変化する曲面形状であるが、請
求項２０の方法において、レジスト層の露光をグラデー
ションマスクをレジスト層に密着させて行なうか、ある
いはレジスト層上にフォーカス状態で露光を行なえば
「段階的な変化を持つ表面形状」を得ることができる。
【００３６】
【発明の実施の形態】以下、発明の実施の形態を図面を
参照して説明する。
【００３７】図１は、請求項９記載のグラデーションマ
スクの製造方法の実施の１形態を説明するための図であ
る。この方法により請求項１記載のグラデーションマス
クが製造される。このグラデーションマスクは、光学素
子の凸曲面の創成に用いられる。
【００３８】図１（ａ）において、合成石英基板１は
「透明基板」である。合成石英基板１は熱膨張率が小さ
く「歪や泡」が少ない。合成石英基板１の上に「金属お
よび／または金属化合物」の層として、Ｃｒ化合物膜２
が均一厚層に成膜形成される。層厚は透過率が１０％以
下となるように設定される。Ｃｒ化合物膜２は、具体的
にはクロム金属膜(Ｃｒ)，クロム酸化膜(ＣｒＯx)，ク
ロム窒化膜(ＣｒＮx)，クロム酸化窒化膜(ＣｒＯ
xＮy)，クロム酸化窒化炭化膜(ＣｒＯxＮyＣz)等であ
り、層を構成する膜種によって「１０％以下になる層
厚」が異なる。
【００３９】Ｃｒ化合物膜２の上に、フォトリソグラフ
ィ技術により、レジスト３を所定の厚さに塗布する。レ
ジスト３は「ポジのフォトレジスト」である。レジスト
３の厚さは、クロム化合物膜２のエッチング速度やレジ
ストとの選択比によって決まるが「略１μｍ以上」あれ
ば十分である。
【００４０】レジスト３の層に対しマスク４を用いた露
光を紫外線Ｕ．Ｖにより行なう（図１(ｂ)）。マスク４
は、透明な平行平板の片面に、Ｃｒ膜により「第１の所
望形状」のパターン４１が形成されている。第１の所望
形状のパターン４１は、最終的に形成されるべきＣｒ化
合物の「層」の段階的な層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を、「第１段
の高さ(０でない一番低い段差部の高さ)」でスライスし
てＺ方向から見た形状（以下「第１段の形状パターン」
という）を持つ。マスク４には位置合わせ用のトンボパ
ターンｔｂも形成されている。
【００４１】マスク４による露光後、露光されたレジス
ト部分を現像・リンスにより除去すれば第１の所望形状
のパターン４１に従ってパターニングされたレジスト３
のマスクが得られる。上述の、レジスト３の塗布から現
像・リンスまでが「パターニング工程」である。
【００４２】パターニング工程で形成された、レジスト
による「第１段の形状パターン」をマスクとし、ウエッ
トエッチング液を用いてＣｒ化合物膜２をウエットエッ
チングする（エッチング工程）と、図１(ｃ)に示す如く
合成石英基板１上に第１段の形状パターン（とトンボパ
ターンｔｂ）に従って、Ｃｒ化合物膜２とレジスト３が
残る。第１段の形状パターンに従う部分（図中の「光学
素子領域」）は、製造目的とする光学素子の曲面を形成
するのに使用される部分である。
【００４３】次に、第１段の形状パターンに従うＣｒ化
合物膜２とトンボパターン部の上からさらにポジのフォ
トレジストをレジスト３’として塗布し、マスク４’を
用いて露光を行なう（図１(ｄ)）。マスク４’には「第
２の所望形状」のパターン４２とトンボパターン部に位
置合わせされる位置合わせパターンｐｔが形成されてい
る。第２の所望形状のパターン４２は、上記段階的な層
厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を「第２段の高さ（第１段より１段高い
段差部の高さ）」でスライスしてＺ方向から見た形状で
ある「第２段の形状パターン」を持つ。
【００４４】露光後、露光されたレジスト３’を現像・
リンスにより除去すると、図１(ｅ)に示すように、Ｃｒ
化合物膜２の一部（第２段の形状パターンを持つレジス
ト３’の外側の部分）が剥き出しになる。この状態で、
レジスト３’をマスクとして、クロム化合物膜を「所定
の膜厚」だけドライまたはウエットエッチングし（エッ
チング工程）、レジスト３’を除去すると、図１(ｆ)に
示すように、Ｃｒ化合物膜２に「段差」が形成される。
【００４５】このあと上記パターニング工程におけるマ
スクのパターンの形状を順次、第３，第４，．．の所望
形状に交換し、パターニング工程とエッチング工程を所
望の回数繰返す。第ｉ番目の所望形状のパターンは、層
厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を「第ｉ段（ｉ＝１，２，３，．．）の
高さ」でスライスしてＺ方向から見た形状（第ｉ段の形
状パターン）を持ち、第ｉ＋１番目の所望形状のパター
ンの持つ第ｉ＋１段の形状パターンは第ｉ段の形状パタ
ーンよりも一回り小さい。
【００４６】このようにして、図１(ｇ)に示すように、
層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)が３段階以上段階的に変化したＣｒ化
合物膜の層が得られる。勿論、合成石英基板１自体の透
過率に等しい透過率を必要とする部分はクロム化合物膜
がなくなるまでエッチングする。
【００４７】図１（ｇ)に示すＣｒ化合物膜２は、その
厚さが段階的に変化している。Ｃｒ化合物膜２の厚さが
一番厚い部分は、図１(ａ)に示された「当初に均一形成
されたときの層厚」を有し、従ってこの部分の透過率は
１０％以下である。層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)が段階的に薄くな
るに連れて、透過率は段階的に高くなる。層厚：Ｚ
(Ｘ，Ｙ)が第１段の高さを有する部分は、第１段の形状
パターンの周辺部に該当し、透過率の小さい裾野部分を
構成する。Ｃｒ化合物膜が完全にエッチングにより除去
された部分では合成石英基板１自体の透過率となる。
【００４８】上記Ｃｒ化合物膜２は、これに代えて、酸
化チタン(ＴｉＯ(2-X))、酸化タンタル(Ｔａ
2Ｏ(5-X))、酸化珪素(ＳｉＯ(2-X))、酸化クロム(Ｃｒ2
Ｏ(3-X))、酸化アルミニウム(Ａｌ2Ｏ(3-X))、酸化タン
グステン(Ｗ2Ｏ(3-X))、酸化錫(ＳｎＯ(2-X))、酸化イ
ンジクム(Ｉｎ2Ｏ(3-X))の何れか、もしくはこれらの２
以上による複合材料による「金属酸化物層」を用いるこ
とができる。
【００４９】この場合のグラデーションマスクの製造方
法の実施の１形態を、図１に倣って図２に示す。符号
２’が金属酸化物あるいは複合材料の層としての金属酸
化物膜（金属酸化膜あるいは複合膜）を示す。混同の虞
れがないものに就いては、図１におけると同一の符号を
付してある。
【００５０】上記Ｃｒ化合物膜２や金属酸化物膜２’に
代え、チタン(Ｔｉ)、タンタル(Ｔａ)、珪素(Ｓｉ)、ク
ロム(Ｃｒ)、アルミニウム(Ａｌ)、タングステン(Ｗ)、
錫(Ｓｎ)、インジウム(Ｉｎ)の何れかによる金属層を用
いることもできるし、これら金属層と金属酸化物層とを
複数層重ねて構成することもできる。
【００５１】なお、図１の実施の形態においてＣｒ化合
物膜２を、クロム金属膜(Ｃｒ)，クロム酸化膜(Ｃｒ
Ｏx)，クロム窒化膜(ＣｒＮx)，クロム酸化窒化膜(Ｃｒ
ＯxＮy)，クロム酸化窒化炭化膜(ＣｒＯxＮyＣz)等によ
り複合膜として多層的に形成する場合、透明基板上に直
接形成される第１層は、透明基板に対して密着性の良い
ものを選択するべきことは言うまでもなく、透明基板と
して合成石英を用いる場合にはＣｒ金属膜を第１層にす
るのが良い。
【００５２】図１(ｇ)に示すＣｒ化合物膜２や、図２
(ｇ)に示す金属酸化物膜２’の層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)は「段
階的に変化」するが、これをＺ方向（図１，２の上方）
から見ると、恰も「山を等高線で表示した」ように見え
る。前述の第１，第２，．．第ｉ段の形状パターンは
「高度の低いものから順次に数えた各等高線による閉じ
た形状」に相当する。尤も、等高線の場合には一般に隣
接する等高線間の高さは一定であるが、上記第ｉ段の形
状パターンに相当するＺ(Ｘ，Ｙ)の高さと、第ｉ＋１段
の形状パターンに相当するＺ(Ｘ，Ｙ)の高さとの差が一
定である必要はない。
【００５３】２次元的な領域で連続２次元関数：Ｔ
(Ｘ，Ｙ)に従って変化する透過率分布を、段差を持った
グラデーションマスクで近似的に実現するには以下のよ
うにすればよい。
【００５４】即ち、上記Ｔ(Ｘ，Ｙ)に対応する連続的な
２次元関数：ξ(Ｘ，Ｙ)を定める。そして２次元関数：
ξ(Ｘ，Ｙ)を「等高線的に必要な精度で近似」する階段
状の関数：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を設定し、このＺ(Ｘ，Ｙ)を層厚
として実現するように、前述の方法でグラデーションマ
スクを作製すればよい。勿論、階段的に変化する関数：
Ｚ(Ｘ，Ｙ)における段差が小さくなって、段階数が大き
くなるほどＺ(Ｘ，Ｙ)は上記連続的な２次元関数：ξ
(Ｘ，Ｙ)を良く近似することができることは言うまでも
ない。
【００５５】このように、段階的な層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を
持つグラデーションマスクは、層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)もしく
はそれが近似するべきξ(Ｘ，Ｙ)の形状が３次元的には
如何に複雑であろうとも、これを等高線的に分解して得
られる個々の「所望形状のパターン（第ｉ段の形状パタ
ーン）」は、多角形状や円形状、楕円形状等の極めてあ
りふれた「単純形状」であり、そのパターニングは容易
である。
【００５６】上に説明した実施の形態では、第１段の形
状パターンが一番大きく、パターニング工程が繰り返さ
れるに連れ、第２，第３，．．第ｉ段の形状パターン
と、所望形状のパターンが一回りずつ小さくなってい
く。
【００５７】層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)が単純な山形形状の場
合、上記とは逆に一番高い段差部（第ｎ段とする）に対
応する第ｎ段の形状パターンを第１回目のパターニング
工程で用い、パターニング工程のたびに、マスクによる
露光パターンを第ｎ−１段，第ｎ−２段の形状パターン
という具合に、形状パターンを一回りずつ大きくしてい
ってもよい。即ち、最初に透過率を低くしたい部分を露
光するマスクのパターン（上記第ｎ段の形状パターン）
を用い、この部分にレジストを残してエッチング工程を
行ない、次いで、第ｎ−１段，第ｎ−２段の形状パター
ンを順次用いてパターニングを行ない、パターニングで
残すレジストの面積を次第に広げてエッチング工程を行
なっても図１，２（ｇ）と同様の層厚分布を形成でき
る。
【００５８】また、パターニング工程で用いる一連の所
望形状のパターンとしてドーナツ型を用いれば「凹面を
近似する層厚の段階的変化」を実現できるし、ドーナツ
型のパターンの中に円形上のパターンを組み合わせて用
いれば、中央から周辺に向かう途上で、透過率の極大や
極小を持つ層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を得ることもできる。
【００５９】上記の如くして、図１（ｇ）や図２（ｇ）
に示すような、金属および／または金属化合物の層厚を
段階的に変化させたグラデーションマスク５を製作する
ことができる。
【００６０】次に、請求項１０記載の「グラデーション
マスクの製造方法（積層による製造方法）」の実施の形
態を説明する。図示しないが、透明基板の上に、所望形
状のネガパターンのマスクをパターニング工程によりパ
ターニングする。次いで、パターニングにより形成され
たネガパターンをマスクとして成膜を行ない、上記所望
形状を有する金属および／または金属化合物の層を所望
の均一な厚さに形成する（成膜工程）。
【００６１】例えば、図１(ｂ)のマスク４における所望
形状のパターン４１のネガのパターンをパターニングし
（この目的のためには、レジスト３としてネガのフォト
レジストを用い、図１（ｂ）のマスク４を用いて露光す
ればよい）、このネガのパターンの上から成膜を行なえ
ば、上記パターン４１と同じ「第１段の形状パターンを
持った層」が形成されるので、その層厚を所望の層厚に
することにより、層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)の第１段部分を形成
することができる。
【００６２】その後、マスクととして用いたレジストを
リフトオフし、層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)の第２段の形状パター
ンのネガパターンをパターニングしたのち成膜を行なっ
て第２段目を積層する。この工程を必要なだけ繰り返す
と、図１（ｇ）や図２（ｇ）に示す、層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)
が所望の透過率分布のパターンに対応して３段階以上、
段階的に変化した金属および／または金属酸化膜の層を
積層により形成でき、所望のグラデーションマスクを得
ることができる。
【００６３】この積層によるグラデーションマスク製造
の場合にも、最初のパターニングから順次に「膜の形成
される領域を広げる」ことによっても、所望のグラデー
ションマスクを得ることができる。即ち、まず透過率を
最も低くしたい部分のみレジストが残らないように露光
するマスクを用い、上記部分以外をレジストで覆うよう
にパターニングした後に成膜し、次いで、透過率を１段
高めた部分に相当する「形状のパターン」を用いてレジ
ストで覆う部分の面積を狭くして、その後に成膜する方
法を順次繰り返しても、目的の形状は製作できる。
【００６４】成膜する層としてはＴｉＯ(2-x)，Ｔａ2Ｏ
(5-x)，ＳｉＯ(2-x)，Ｃｒ2Ｏ(3-x)，Ａｌ2Ｏ(3-x)，Ｗ
2Ｏ(3-x)，ＳｎＯ(2-x)，Ｉｎ2Ｏ(3-x)等の金属酸化膜
或いはその組み合わせの複合材料膜、または上記金属酸
化膜とＴｉ，Ｔａ，Ｓｉ，Ｃｒ，Ａｌ，Ｗ，Ｓｎ，Ｉｎ
等の金属膜の組み合わせの複合膜、もしくは前述のクロ
ム金属膜(Ｃｒ)，クロム酸化膜(ＣｒＯx)，クロム窒化
膜(ＣｒＮx)，クロム酸化窒化膜(ＣｒＯxＮy)，クロム
酸化窒化炭化膜(ＣｒＯxＮyＣz)等を利用できる。
【００６５】前述の如く、上記何れの実施の形態の場合
も「パターニング工程とエッチング工程」または「パタ
ーニング工程と成膜工程」の繰り返し回数が多くなるほ
ど、「連続した層厚の分布形状に近い」ものが得られ
る。極大や極小を有する非球面形状のように形状精度の
厳しいものでは、変曲点付近の繰返し数がその部分で多
くなり、全体の繰返し数が多くなることもある。しかし
実際には、クロム化合物膜等の透過率や感光性材料の感
度（γ特性：光の照射・露光量に対する感度を示す）、
目的形状（Ｚ(Ｘ，Ｙ)）の形状精度等によって繰返し回
数は決定される。
【００６６】図３は上記の如く形成されたグラデーショ
ンマスクを用いて「特殊形状を持った光学素子」を製造す
る実施の形態を説明するための図である。
【００６７】図１(ｇ)に示すグラデーションマスク５を
「露光用マスク」として使用する。図３(ａ)に示すよう
に、光学素子材料による基板６上に所望の感光性材料
（この場合はポジレジスト材料）７を所望の厚さに塗布
し、グラデーションマスク５を露光用マスクとして露光
すると、クロム化合物膜２の層厚に応じた透過率に従っ
て露光光量の分布が生じる。上記のようにポジレジスト
材料を用いた場合、露光後の現像・リンスにより「光の
露光量に応じて光の当たった部分（十分な光量だけ露光
されたレジスト）」は現像液で除去されるので、グラデ
ーションマスク５におけるＣｒ化合物膜２の層厚：Ｚ
(Ｘ，Ｙ)の形状が表面形状として転写されたレジスト
７’が得られる（図３(ｂ)）。
【００６８】次に、レジスト７’と基板６とに対してド
ライエッチングを行うと、グラデーションマスク５にお
ける上記層厚：Ｚ(Ｘ,Ｙ)の階段状形状が表面形状とし
て転写された光学素子８が得られる（図３(ｃ−１)）。
【００６９】グラデーションマスクの製造工程中もしく
は特殊形状の創成工程中に、後述の「段差解消処理」を
含めることにより、図３(ｃ−２)に示すように「段差の
ない連続的な滑らかな表面形状」をもった光学素子８’
を得ることができる。
【００７０】グラデーションマスク５は、特殊形状の創
成においてグラデーションマスク５の透過率分布に従う
レジスト７’の厚さの分布を再現性良く形成できるの
で、特殊形状を持つ光学素子等の量産性を向上させるこ
とができる。しかもパターニング工程で用いる複数の
「所望形状のパターン（第ｉ段の形状パターン）」を目
的の形状：Ｚ(Ｘ，Ｙ)，ξ(Ｘ，Ｙ)に応じて適宜に選択
でき、その数を増やすことによって形状精度も向上する
ので自由曲面や異種形状の創成を容易に実現することが
できる。
【００７１】以下、前記「段差解消処理」の実施の形態
を説明する。段差解消処理は、グラデーションマスクの
製造工程中において行なわれるときは「透過率連続化処
理」であり、この処理は、金属および／または金属化合
物の層の「段階的に変化する層厚」を連続的に変化する
層厚：ξ（Ｘ，Ｙ）にする処理である。
【００７２】先ず、上記「透過率連続化処理」に就いて
説明する。第１の方法は、図１(ｂ)，図２(ｂ)の状態に
おいて、マスク４でレジスト３をパターニングする際、
マスク４のアライメント位置を調整して僅かに焦点位置
をずらしてデフォーカス状態で露光する方法である（請
求項１２）。デフォーカス状態で所望形状のパターン４
１を露光すると、該パターン４１により遮光される領域
の周辺部がぼやけ、この部分でレジストが斜面状になる
ためエッチング工程の際に、この斜面形状が金属および
／または金属化合物の層に転写され、段差が解消され
る。
【００７３】各パターニング工程において露光をデフォ
ーカス状態で行なえば、全体として連続的に変化する層
厚：ξ(Ｘ，Ｙ)を持った金属および／または金属化合物
の層を得ることができる。
【００７４】あるいはまた、露光をフォーカス状態で行
ない、現像液の濃度および／または温度の調整によって
も段差解消を実現できる。即ち、現像液の濃度が低いほ
ど、また液温度が低くなるほど、現像時間が長くなって
段差部がテーパー状に現像されるので段差を解消でき
る。
【００７５】デフォーカス状態でのパターニングは、請
求項１０記載のグラデーションマスク製造方法において
も利用できる。
【００７６】あるいはまた、請求項９記載の方法におい
て、各パターニング工程において形成されたマスクを熱
処理してマスク端縁部を曲面化し、このパターニング工
程に続くエッチング工程をドライエッチングにより行な
うことによっても、上記曲面化された形状が金属および
／または金属化合物の層に転写されるので段差を解消で
きる（請求項１３）。
【００７７】さらには請求項９記載の方法において、各
エッチング工程を等方的な条件で行なってもよい。等方
的な条件でエッチングを行なうと、エッチングによる侵
刻は特定の方向ではなくあらゆる方向に進行するので、
エッチングされる層の段差の角部が滑らかにエッチング
され、段差が解消される（請求項１４）。
【００７８】請求項９，１０記載の方法で形成された、
段階的に変化する層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を持つ層（図１
（ｇ），図２(ｇ)）上に、レジストを薄く塗布して段差
部を埋めた後に「選択比：１でエッチング」することに
よっても段差を解消できる（請求項１５，１９）。
【００７９】また、図４(ｃ−１)に示す如く、請求項
９，１０記載の方法で形成された段階的に変化する層
厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を持つ層上に、図４(ｃ−２）の如く金
属および／または金属化合物により蒸着膜を薄く成膜
し、この状態でドライまたはウエットエッチングするこ
とによっても、図４(ｃ−３)に示す如く、金属および／
または金属化合物の層厚を連続的な変化にすることがで
きる（請求項１６，２０）。
【００８０】即ち具体的には、基板温度が高く、蒸着圧
力の高い条件でスパッタリングすれば、表面エネルギー
の高いクロム化合物等の層２の段差部分にクロム化合物
等の蒸着物質が集中的に堆積し、段差を埋めるように成
膜される。その後、上記成膜により透過率が低下した分
だけ、均一にドライ又はウエットのソフトエッチングを
行うと段差は解消される。必要とあれば、段差が完全に
解消されるまで上記成膜とソフトエッチングを繰り返し
て行えばよい。
【００８１】「段差解消処理」は、請求項１記載のグラ
デーションマスクを用いて特殊形状を創成する工程中に
て行なうこともできる。即ち、所望の特殊表面形状を形
成すべき基板の表面に、所定の厚さにフォトレジストを
塗布してレジスト層を形成し、特殊表面形状に対応して
透過率が段階的に変化する請求項１記載のグラデーショ
ンマスクを用いてレジスト層を露光し、透過率の段階的
変化に応じてレジストの厚さを段階的に変化せしめたの
ち、レジストを「厚さの段階的変化を解消出来る程度」
に熱変形させ、熱変形したレジストと基板に対し異方性
のエッチングを行なって、レジストの表面形状を基板表
面に彫り移して転写することにより、段差のない形状を
基板の表面形状として得ることができる（請求項２
１）。
【００８２】また、図４(ａ−１)に示すように、所望の
特殊表面形状を形成すべき基板６の表面に所定の厚さに
フォトレジストを塗布してレジスト７の層を形成し、特
殊表面形状に対応して透過率が段階的に変化する請求項
１記載のグラデーションマスク５を用い、レジスト７の
層とマスク５との間のアライメント量を調整し、デフォ
ーカス状態でレジスト７の層を露光し、特殊表面形状に
応じて「厚さが連続的に変化」したレジスト７’を得
（図４(ａ−２)）、レジスト７’と基板６に対し異方性
のエッチングを行なって、レジスト７’の表面形状を基
板６の表面に彫り移して転写することによっても段差の
ない形状を基板の表面形状として得ることができる（請
求項２２）。
【００８３】さらにまた図４(ｂ−１)に示すように「露
光用マスク」における金属および／または金属化合物の
層の階段状の形状を基板６上のレジスト７’に転写した
後にレジスト７’上に薄くレジスト材料（図示されず）
を塗布して段差間を埋め（図４(ｂ−２)）、レジスト表
面の段差を解消したのちエッチングによりレジストの表
面形状を基板６に彫り移して転写すれば、段差の無い表
面形状を基板６に創成できる。
【００８４】上記の何れかの段差解消処理を実行すれ
ば、図３(ｃ−２)に示したような滑らかな表面形状を持
った光学素子８’を製作できる。
【００８５】請求項２記載のグラデーションマスクは、
当初からその金属および／または金属化合物の層が段差
のない連続的な層厚：ξ（Ｘ，Ｙ）を有しているので、
上記段差解消処理を必要とすることなく無段差の表面形
状を基板上に創成できる。
【００８６】
【実施例】以下、具体的な実施例を９例説明する。実施
例１〜９のうち、実施例１，３，６，８は光学素子とし
てマイクロレンズアレイのレンズ面アレイの形成を目的
とする。即ち、各実施例は上記レンズ面アレイを特殊形
状として創成する特殊形状創成方法の実施例で、上記特
殊形状の創成に用いるグラデーションマスクおよびその
製造方法の実施例となっている。図１０は、上記各実施
例を通じて作製を目的としている「光学素子（マイクロ
レンズアレイ）」を示しており、マイクロレンズの配列
状態（３×４）の平面図と、光学素子のＡ−Ａ’線断
面、Ｂ−Ｂ’線断面、Ｃ−Ｃ’線断面とを合わせて示し
ている。このようなマイクロレンズアレイは「ホログラ
フィック３Ｄプリンター用」の並列露光光学系に用いる
ことが可能である。
【００８７】実施例２，４，５，７，９は、ピラミッド
状の表面形状をアレイ状に持った光学素子の上記表面形
状の形成を目的とする。
【００８８】図１２の（１２−０）は上記ピラミッド状
の表面形状のプロフィルを示している。ピラミッド形状
は０．１ｍｍ×０．１ｍｍの底面形状を有し、光学素子
においては、このようなピラミッド形状が互いに接して
３×４に配列している。即ちピラミッド形状の配列形状
は、図１０におけるマイクロレンズの配列と同じであ
る。
【００８９】実施例１ 高純度合成石英基板にスパッタリング法によってクロム
膜を成膜し、膜厚と透過率の関係を調べた。紫外線
（Ｕ．Ｖ）照射用水銀灯のｉ線波長（３６５ｎｍ）につ
いてのクロム膜の膜厚と透過率との関係を図５に示す。
【００９０】また、東京応化（株）製のポジレジストＯ
ＦＰＲ−８００を用いた時、種々の厚さのクロム膜を介
して露光・現像したときの「クロム膜の膜厚とレジスト
除去量」の関係（照射光量：２５００ｍＪ／ｃｍ2）を
図６に示し、「露光量とレジスト除去量」の関係（この
場合、曲線の傾きが光に対するレジストの感度：γ値を
意味する）を図７に示した。
【００９１】以下、グラデーションマスクの製造を説明
する。グラデーションマスクの透明基板としての合成石
英基板を洗浄したのち、これをプレーナ型マグネトロン
スパッタ装置（ＡＮＥＬＶＡ社製，ＳＰＰ機）にセット
し、Ｂ．Ｊ．（ベルジャー）内にＡｒガス：３０ｓｃｃ
ｍを導入し、Ｂ．Ｊ．内圧力：１２ｍＴｏｒｒ、実効電
力：８５ＷでＲＦ逆スパッタリングを１０分間行った。
【００９２】次いで、ターゲット材料：金属クロムと
し、Ａｒガス：３０ｓｃｃｍを導入し、Ｂ．Ｊ．内圧
力：６．５ｍＴｏｒｒ、出力電流：１．１Ａで「ＤＣス
パッタリング」を２４分間行った。このＤＣスパッタリ
ングで成膜されたクロム膜の膜厚は２０００Åであり、
図５から明らかなように透過率は０％である。
【００９３】上記クロム膜に対し、多数の「所望形状の
パターン（第ｉ段の形状パターン；ｉ＝１，
２，．．）」を順次パターニングするときのパターン相
互の位置合わせを行うため「位置合わせ用のトンボパタ
ーン」を形成する必要がある。
【００９４】この目的のため，上記クロム膜を形成した
合成石英基板に、東京応化（株）製ポジレジストＯＦＰ
Ｒ−８００を塗布してプリベークし「トンボパターン形
状と有効光学素子範囲（マイクロレンズが３行４列のア
レイに配列形成される領域に重ねられるべき領域）を遮
光したパターニング用のマスク」を用意して、露光・現
像・リンスし、トンボパターンの部分と有効光学素子範
囲とを覆うレジスト膜が得られた。
【００９５】このレジスト膜をウエットエッチング法で
エッチングする。エッチング溶液として、硝酸第２セリ
ウム・アンモニウム：１５ｇ、過塩素酸溶液：５ｃｃ、
蒸留水：１００ｃｃを組成とするものを用い、５０秒エ
ッチングし、「トンボパターン形状と有効光学素子範囲
とにクロム膜が残存した」合成石英基板を得た。
【００９６】上記方法で製作したトンボパターンを有す
るクロム膜付き合成石英基板に東京応化（株）製ポジレ
ジストＯＦＰＲ−８００を塗布してプリベークする。次
いで図５〜７に示した「クロム膜厚と透過率、レジスト
除去量、露光量の関係」と「目的とする光学素子の形状
精度」とに基づき予め幾何学的に求めた「第１段の形状
パターン」と上記トンボと逆パターンの「位置合わせパ
ターン」とを有しているマスクを位置合わせして露光
し、現像・リンスを行う。すると、クロム膜上に上記第
１段の形状パターンと合同形状のレジストの「マスク」
が残る。
【００９７】次に、このマスクをエッチング用マスクと
して上記クロム膜を所望の厚さだけドライエッチング又
はウエットエッチングでエッチングする。
【００９８】「ウエットエッチング法」でエッチング工
程を行なう場合は、基本的にはエッチング溶液；硝酸第
２セリウム・アンモニウム：１５ｇ，過塩素酸溶液：５
ｃｃ，蒸留水：３００ｃｃの溶液を用い、時間を管理し
てエッチング量を制御しながらエッチングするが、数十
Å単位の制御を必要とする場合にはエッチング溶液をさ
らに薄めても良い。
【００９９】「ドライエッチング法」でエッチング工程
を行なう場合はＥＣＲエッチング、ＲＩＥエッチング、
又はＴＣＰエッチング法等で行うのが良く、特に、基板
間の面内バラツキの少ないＥＣＲエッチング法が良好で
ある。
【０１００】説明中の実施例１では、Ｂ．Ｊ．内圧力：
３×１０~4ＴｏｒｒでＣＣl4ガス：１０ｓｃｃｍを導入
し、出力電流：４５０ＷでＥＣＲエッチングによりエッ
チング工程を行った。エッチング速度は２５Å／分であ
った。従って、例えば１５０Åエッチングするには６分
間エッチングすればよい。
【０１０１】クロム膜のエッチング量は、エッチング速
度を予め測定してエッチング時間により制御した。他の
ドライエッチング法やウエットエッチング法でエッチン
グ工程を行なうときも同様である。エッチングは予め幾
何学的に求めた量(１段差分)だけ行なうが、エッチング
速度は、ドライエッチング法では５〜８０Å／分と遅
く、ウエットエッチング法では１０００〜２０００Å／
分と速いので、高精度に膜厚を制御する場合にはエッチ
ング速度の遅いドライエッチング法が適している。
【０１０２】上記のパターニング工程とエッチング工程
とを目的の回数だけ繰り返し行う。この際、予め幾何学
的に求めた「第ｉ段の形状パターン」による遮光部分
（エッチングされないようにレジストでクロム膜を覆う
部分）の面積は、上記の繰り返し回数が進む毎に小さく
（面積が少なく）なっていく。
【０１０３】グラデーションマスクを用いて創成すべき
特殊形状は、上記マイクロレンズの屈折面形状であり、
目的とするマイクロレンズアレイは図１０に示すように
「０．１ｍｍ四方に１個の割で凸の屈折面を持つマイク
ロレンズが３×４個配列した」ものである。従ってグラ
デーションマスクには３×４個の「金属および／または
金属化合物」の層（それぞれ、層厚が段階的に変化して
いる）が、マイクロレンズの配列に応じて形成されてい
なければならない。
【０１０４】上記マイクロレンズの表面形状に応じて、
層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)の分布（ここでのＺ(Ｘ，Ｙ)の分布は
マイクロレンズの１つに対応し、従って、グラデーショ
ンマスクには、このような層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)の分布が３
×４に配列形成されることになる）の形状（Ｚ軸の回り
に回転対称で、中心から周辺へ向かって層厚が段階的に
小さくなている）を決定し、その各「段」に対応する形
状パターン（大きさが同じ円形のパターン（もしくはこ
れを正方形状に切り取ったパターン）の３×４配列。各
段毎に円形パターンの大きさが異なる）を１５パターン
用意した。即ち、マスクの遮光パターンとして、第１〜
第１５段の形状パターンがある訳である。これら第１段
〜第１５段の形状パターン（３×４配列における１つ）
を図１１の（１１−１）〜（１１−１５）に順次示す。
破線を施した部分が遮光部で、上記の如く円形パターン
もしくは円形パターンを正方形状に切り取ったパターン
（（１１−１）参照）であり、段数が上がるに連れて形
状パターンが小さくなっている。パターニング工程で用
いる形状パターンは、図１１の各段の形状パターンを３
×４に配列したパターンである。
【０１０５】これら形状パターンを用いる「パターニン
グ工程」と「エッチング工程」を、形状パターンを取り
替えつつ１５回繰返した。各パターニング工程において
マスクと基板との位置合わせを前記トンボパターンによ
り行なったことは言うまでもない。
【０１０６】得られたグラデーションマスクは正方形状
の「マスク単位」の３×４の配列であり、各マスク単位
において、水銀灯のｉ線波長（３６５ｎｍ）に対する透
過率が、軸対称に１６段階（最大透過率はクロム膜を除
去された部分で９２％、最小透過率は当初形成されたク
ロム膜の厚さを保持する部分で０％）にわたって変化し
ている。
【０１０７】このようにして得られた「グラデーション
マスク」を用い、図１０に示すようなマイクロレンズア
レイを作製した。マイクロレンズアレイ材料の基板とし
て「合成石英基板」を用意し、その上にレジスト材料：
東京応化（株）製ポジレジストＯＦＰＲ−８００を２０
μｍ塗布してプリベークした。次に上記のグラデーショ
ンマスクを密着させ、照明光量：２５００ｍｊ/ｃｍ2で
露光し、現像・リンスした。
【０１０８】次に、１５０℃で２０分間「ポストベー
ク」を行ったところ、グラデーションマスクにおける透
過率の段差に従うレジストの段差が熱変化で解消し、最
大レジスト高さ：２０μｍの凸面形状がレジストの表面
形状として得られた。この凸面形状は、作製するマイク
ロレンズアレイにおける各マイクロレンズの屈折面形状
と同一形状である。
【０１０９】次に、「上記表面形状を形成されたレジス
ト」を有する合成石英基板を、ＥＣＲエッチング装置を
用い、Ｂ．Ｊ．内圧力：５．５×１０~4ＴｏｒｒでＣＦ
4ガス：２５ｓｃｃｍを導入し、出力電流：４５０Ｗで
２００分でエッチングし、レジストの表面形状を合成石
英基板に転写した。
【０１１０】その結果、レジストの表面形状を「目的の
マイクロレンズ面形状」として合成石英基板上に創成す
ることができた。
【０１１１】この実施例１で製作したグラデーションマ
スクを用い、上記光学素子の作製を繰り返して行った
が、通常の露光用マスクと全く同様、繰り返し使用が可
能で、しかも高精度に制御された形状を多数個、安価に
製作することができ、量産性に優れていることがわかっ
た。
【０１１２】実施例２ グラデーションマスク用の透明基板としての合成石英基
板を洗浄した後、プレーナ型マグネトロンスパッタ装置
にセットし、Ａｒガス：３０ｓｃｃｍを導入し、Ｂ．
Ｊ．内圧力：１２ｍＴｏｒｒ、実効電力：８５ＷでＲＦ
逆スパッタリングを１０分間行った。
【０１１３】次いで、ターゲット材料：金属クロムとし
て、酸素ガス：２０ｓｃｃｍとＡｒガス：１０ｓｃｃｍ
を導入し、Ｂ．Ｊ．内圧力：６．５ｍＴｏｒｒ、出力電
流：１．１ＡでＤＣスパッタリングを２１分間行った。
その結果、成膜されたクロム化合物の層（クロム酸化
膜）の層厚は２５００Åで、クロム化合物中の酸素の量
はクロムの原子数：１に対し酸素の原子数：１．１で透
過率は５％であった。クロム化合物が成膜されていない
部分の透過率（合成石英基板自体の透過率）は９２％で
ある。
【０１１４】位置合わせ用トンボパターンは実施例１と
同様に作製した。パターニング工程用の、所望形状のパ
ターン（第ｉ段の形状パターン）は「９種類」である。
図１２の（１２−１）〜（１２−９）にこれら９種類の
形状パターンにおけるピラミッド形状１個分（配列単位
分）を示す。
【０１１５】図１２の（１２−ｉ）で示す第ｉ段の形状
パターン（ｉ＝１〜９）の配列単位分は、０．１ｍｍ四
方の正方形形状の領域に形成された「同一形状のピラミ
ッド形状」の３×４配列における１つのピラミッド形状
を、９段階の等高線により表現したときの各等高線の描
く正方形パターンであり、斜線部が遮光性である。上記
９種類の形状パターンは互いに大きさが異なり、各パタ
ーンの中心を共通にして重ねると上記ピラミッド形状の
等高線的な表示になる。
【０１１６】パターニング用のパターンは、図１２の
（１２−１）〜（１２−９）の個々に付き、これらを３
×４に配列したパターンである。これらパターニング用
のパターンを順次取り替えて各パターニング工程を行な
ったのである。遮光パターンが９種類あることに応じ、
パターニング工程とエッチング工程とは交互に９回繰り
返された。
【０１１７】エッチング工程は、Ｂ．Ｊ．内圧力：３×
１０~4Ｔｏｒｒで、ＣＣl4ガス：１０ｓｃｃｍを導入
し、出力電流：４５０ＷでＥＣＲエッチングにより行っ
た。エッチング速度は１５Å／分であった。例えば１５
０Åエッチングする場合には１０分間エッチングすれば
よい。
【０１１８】このようにして得られたグラデーションマ
スクでは水銀灯のｉ線波長（３６５ｎｍ）に対する透過
率が１０段階に変化する。
【０１１９】このグラデーションマスクを用いてピラミ
ッド面アレイの創成を行った。ピラミッドアレイを持つ
光学素子となるべき合成石英基板（透明基板）上に、レ
ジスト材料：東京応化（株）製ポジレジストＯＦＰＲ−
８００を１８μｍ塗布してプリベークする。次に上記グ
ラデーションマスクを、基板から僅かに離してアライメ
ントすることにより、デフォーカス状態で、照明光量：
２０００ｍｊ/ｃｍ2で露光し、現像・リンスする。
【０１２０】このとき形成されたレジストの表面形状
は、グラデーションマスクにおける透過率の段差がデフ
ォーカスの影響で解消されたため、最大レジスト高さ：
１４．４μｍで、形成すべきピラミッド面アレイの面形
状と同一であった。なお上記最大レジスト高さ：１４．
１μｍが、当初のレジスト膜の膜厚：１８μｍより小さ
くなっているのは、グラデーションマスクの酸化クロム
膜の透過率：０％を実現できなかったために、最小透過
率部分でも僅かにレジストが感光して膜減りしたためで
ある。
【０１２１】上記面形状を形成されたレジストを有する
合成石英基板をＥＣＲエッチング装置にセットし、Ｂ．
Ｊ．内圧力：５．５×１０~4Ｔｏｒｒで、ＣＦ4ガス：
２５ｓｃｃｍを導入し、出力電流：４５０Ｗで１６０分
間エッチングしてレジスト表面形状を合成石英基板に転
写した。このようにして、上記レジスト表面の形状を合
成石英基板に転写して、図１２に示すごときピラミッド
形状の３×４アレイ配列を製作することができた。
【０１２２】実施例３ グラデーションマスク用の透明基板としての合成石英基
板を洗浄した後、プレーナ型マグネトロンスパッタ装置
にセットし、Ａｒガス：３０ｓｃｃｍを導入し、Ｂ．
Ｊ．内圧力：１２ｍＴｏｒｒ、実効電力：８５ＷでＲＦ
逆スパッタリングを１０分間行った。
【０１２３】次いで、ターゲット材料：金属クロムと
し、窒素ガス：１０ｓｃｃｍと炭酸ガス：２０ｓｃｃｍ
とを導入し、Ｂ．Ｊ．内圧力：６．５ｍＴｏｒｒ、出力
電流：１．１ＡでＤＣスパッタリングを２６分間行っ
た。
【０１２４】この時の成膜されたクロム化合物の層（ク
ロム酸化窒化炭化膜）の層厚は３０００Åで、クロム化
合物膜中の窒素、酸素、炭素の量は、クロムの原子数を
１として、窒素：酸素：炭素＝０．１：２．１：０．３
であった。
【０１２５】位置合わせ用トンボパターンは実施例１と
同様にして形成した。パターニング工程では、実施例１
で用いた１５種類の所望形状のパターン（第１〜第１５
段の形状パターン）を用いたが、これら形状パターンの
使用順序は実施例１の場合と逆であり、第１５段の形状
パターン（図１１の（１１−１５））を最初に用い、以
下第１４段、第１３段，．．と続き、最後に第１段の形
状パターン（図１１の（１１−１））を遮光パターンと
して使用した。
【０１２６】エッチング工程はＥＣＲエッチング法で、
Ｂ．Ｊ．内圧力：３×１０~4Ｔｏｒｒで、ＣＣl4ガス：
１０ｓｃｃｍを導入し、出力電流：４５０Ｗで行った。
エッチング速度は１２Å／分である。例えば１５０Åエ
ッチングする場合は１２．５分間ＥＣＲエッチング装置
でエッチングすればよい。
【０１２７】このようにして得られた段差付きのグラデ
ーションマスクでは、水銀灯のｉ線波長（３６５ｎｍ）
の透過率が１６段階にわたって変化している。
【０１２８】次に、この段差付きのグラデーションマス
クの段差を解消するため、ターゲット材料：金属クロム
として窒素ガス：１０ｓｃｃｍと炭酸ガス：２０ｓｃｃ
ｍを導入し、Ｂ．Ｊ．内圧力：１０ｍＴｏｒｒ、出力電
流：１．１ＡでＤＣスパッタリングを４分間行った。そ
の結果上記「段差」は解消し、合成石英基板面上にも僅
かにクロム化合物膜が成膜した。これを除去するため、
ＥＣＲエッチング装置により上記と同じ条件で６．５分
間エッチングした。これにより「合成石英基板の透明で
あるべき部分を僅かに覆うクロム化合物膜」は完全にエ
ッチングされ、透過率が９２〜５％の範囲で連続的に変
化する無段差グラデーションマスクが得られた。
【０１２９】次に、上記「無段差グラデーションマス
ク」を用いて図１０のマイクロレンズアレイのマイクロ
レンズ面の創成を行った。マイクロレンズアレイとなる
べき合成石英基板上に、レジスト材料：東京応化（株）
製ポジレジストＯＦＰＲ−８００を２０μｍ塗布してプ
リベークする。次に上記段差なしグラデーションマスク
を密着させて、照明光量２５００ｍｊ／ｃｍ2で露光
し、現像・リンスした。この時、合成石英基板上のレジ
ストの表面形状として創成された形状は、レジスト高さ
２０μｍの「マイクロレンズ面と同一形状」のアレイで
あった。
【０１３０】上記合成石英基板をＥＣＲエッチング装置
にセットし、Ｂ．Ｊ．内圧力：５．５×１０~4Ｔｏｒｒ
でＣＦ4ガス：２５ｓｃｃｍ導入し、出力電流：４５０
Ｗで２００分間エッチングして、レジスト表面形状を合
成石英基板に転写した。このようにして、図１０に示す
マイクロレンズアレイを実現できた。
【０１３１】実施例４ グラデーションマスク用の透明基板である合成石英基板
を洗浄した後、プレーナ型マグネトロンスパッタ装置に
セットし、Ａｒガス：３０ｓｃｃｍを導入し、Ｂ．Ｊ．
内圧力：１２ｍＴｏｒｒ、実効電力：８５ＷでＲＦ逆ス
パッタリングを１０分間行った。
【０１３２】次いで、ターゲット材料：金属クロムと
し、酸素ガス：０〜１０ｓｃｃｍとＡｒガス：２０〜３
０ｓｃｃｍとを導入し、Ｂ．Ｊ．内圧力：６．５ｍＴｏ
ｒｒ、出力電流：１．１ＡでＤＣスパッタリングを２５
分間行った。
【０１３３】この成膜途上、膜厚が厚くなるに従い次第
に酸素導入量を増加させ、膜厚１２５０Åで最も酸素導
入量が多くなり、さらに膜厚が増えるに従い酸素導入量
が次第に少なくなるようにＭＦＣ（マスフローコントロ
ーラ）をプログラム制御し、膜中の酸素導入量が「膜厚
中央部で最も多くなる」ようにした。この場合の膜構成
は「基板側からの露光用紫外線の反射率が少なく、レジ
スト側からの戻り光の反射率が低い」と言う特徴を有し
ている。したがって、パターンの形状転写性に優れてい
る。
【０１３４】成膜されたクロム化合物膜（クロム酸化
膜）の膜厚は２５００Åで、クロム化合物膜中の酸素の
量は、クロムの原子数：１に対し酸素の原子数：０〜
１．１の間で分布していた。
【０１３５】位置合わせ用トンボパターンは実施例１と
同様にして作製した。パターニング工程は、実施例２で
用いた「９種の形状パターン（図１２）」を順次用いて
行ない、パターニング工程とエッチング工程とを交互に
９回繰り返した。
【０１３６】エッチング工程はＥＣＲエッチング法によ
り、Ｂ．Ｊ．内圧力：３×１０~4ＴｏｒｒでＣＣl4ガ
ス：１０ｓｃｃｍを導入し、出力電流：４５０Ｗで行っ
た。エッチング速度は１８Å／分であった。例えば１５
０Åエッチングする場合には、８．３分間ＥＣＲエッチ
ング装置でエッチングすればよい。
【０１３７】このようにして得られた段差付きのグラデ
ーションマスクでは、水銀灯のｉ線波長（３６５ｎｍ）
の透過率が１０段階にわたって変化している。
【０１３８】次に、段差付きのグラデーションマスクの
段差を解消するため、ターゲット材料：金属クロムとし
て酸素ガス：２０ｓｃｃｍ，Ａｒガス：１０ｓｃｃｍを
導入し、Ｂ．Ｊ．内圧力：６．５ｍＴｏｒｒ、出力電
流：１．１ＡでＤＣスパッタリングを４分間行った。そ
の結果「段差」は解消し、合成石英基板面上にも酸化ク
ロム膜が僅かに成膜した。この余分の膜を除去するため
に、ＥＣＲエッチング装置により上記と同じ条件で６．
５分間エッチングした。
【０１３９】次に酸化クロム膜とは反対側の基板面に反
射防止膜を成膜した。これによって透過率が９５〜５％
の範囲で連続的に変化する「無段差グラデーションマス
ク」が得られた。
【０１４０】上記無段差グラデーションマスクを用いて
ピラミッド面アレイの面形状の創成を行った。ピラミッ
ド面アレイとなるべき合成石英基板上にレジスト材料：
東京応化（株）製ポジレジストＯＦＰＲ−８００を２０
μｍ塗布してプリベークし、無段差グラデーションマス
クを密着させ、照明光量２５００ｍｊ／ｃｍ2で露光
し、現像・リンスした。これにより合成石英基板上にレ
ジスト表面形状として創成された形状は、レジスト高
さ：１６．０μｍで目的とするピラミッド面アレイの面
形状と同一であった。
【０１４１】この合成石英基板をＥＣＲエッチング装置
にセットし、Ｂ．Ｊ．内圧力：５．５×１０~4Ｔｏｒｒ
でＣＦ4ガス：２５ｓｃｃｍを導入し、出力電流：４５
０Ｗの条件でエッチングを行い、レジスト表面形状を合
成石英基板に転写した。エッチング時間は１８０分であ
る。
【０１４２】このようにして、図１２に示すピラミッド
のアレイ配列を合成石英基板上に形成できた。
【０１４３】実施例５ グラデーションマスク用の透明基板である合成石英基板
上に、レジスト材料：ＯＦＰＲ−８００を２μｍ塗布し
てプリベークした後、別に用意したトンボパターン製作
用のマスクを用いて露光し、現像・リンスして「トンボ
パターン部だけレジストの無いレジストパターン」を形
成した。
【０１４４】次に、下記条件でクロム膜を成膜した。
【０１４５】上記合成石英基板をプレーナ型マグネトロ
ンスパッタ装置にセットし、Ａｒガス：３０ｓｃｃｍを
導入し、Ｂ．Ｊ．内圧力：１２ｍＴｏｒｒ、実効電力：
８５Ｗの条件で、ＲＦ逆スパッタリングを１０分間行っ
た。このスパッタリングで表面に残っているレジストを
除去して、以下のスパッタリングにおけるクロム膜と基
板との密着性を向上させた。
【０１４６】次ぎに、ターゲット材料：金属クロムと
し、Ａｒガス：３０ｓｃｃｍを導入し、Ｂ．Ｊ．内圧
力：６．５ｍＴｏｒｒ、出力電流：１．１ＡでＤＣスパ
ッタリングを１０分間行った。形成されたクロム膜の膜
厚は約８００Åである。次にレジストの剥離液に基板を
浸積して、リフトオフで「レジストとレジスト上のクロ
ム膜と」を剥離した。その結果、クロム膜によるトンボ
パターン部のみが透明基板に残る。
【０１４７】以下の工程において、位置合わせ用トンボ
パターンとマスクパターンとの位置合わせは他の実施例
と同様に行った。
【０１４８】パターニング工程にはネガレジストを用
い、実施例２で用いた９種類の形状パターンを、図１１
の１１−１を始めに用い、以下、順次に用いてパターニ
ングを行ない、各形状パターンの「ネガパターン」の形
状を有するネガレジストのマスクを形成し、この状態で
成膜工程を上記スパッタリングと同様の条件で行ない、
所望の膜厚だけクロム膜を成膜する。成膜後は、リフト
オフによりネガレジストのマスクをその上のクロム層ご
と剥離する。
【０１４９】各パターニング工程毎に遮光用の形状パタ
ーンを取り替えて、パターニング工程と成膜工程とを９
回交互に繰り返した。このようにして得られた「段差付
きのグラデーションマスク」では、水銀灯のｉ線波長
（３６５ｎｍ）の透過率が０〜１００％の間で１０段階
にわたって変化する。
【０１５０】次に、上記段差付きのグラデーションマス
クの段差を解消するため、ターゲット材料：金属クロム
としてＡｒガス：３０ｓｃｃｍを導入し、Ｂ．Ｊ．内圧
力：１０ｍＴｏｒｒ、出力電流：１．１ＡでＤＣスパッ
タリングを４分間行った。この結果上記「段差」は解消
し、合成石英基板面上にもクロム膜が僅かに成膜した。
この余分なクロム膜を除去するため、ＥＣＲエッチング
装置により上記と同じ条件で６．５分間エッチングし
た。これにより相対透過率：１００％（合成石英基板自
体の透過率）の部分では酸化クロム膜が完全にエッチン
グされ、相対透過率が０〜１００％範囲で連続的に変化
する「無段差グラデーションマスク」が得られた。
【０１５１】次に、上記無段差グラデーションマスクを
用いて、ピラミッド面アレイの面形状創成を行った。ピ
ラミッド面アレイを形成されるべき合成石英基板上に、
レジスト材料：東京応化（株）製ポジレジストＯＦＰＲ
−８００を２０μｍ塗布してプリベークする。次に、上
記無段差グラデーションマスクを密着させ照明光量２５
００ｍｊ／ｃｍ2で露光し、現像・リンスする。
【０１５２】この時、合成石英基板上のレジストに創成
された形状は製作目的のピラミッド面アレイの表面形状
であった。
【０１５３】上記合成石英基板をＥＣＲエッチング装置
にセットし、Ｂ．Ｊ．内圧力：５．５×１０~4Ｔｏｒｒ
でＣＦ4ガス：２５ｓｃｃｍを導入し、出力電流：４５
０Ｗでエッチングし、レジスト表面形状を合成石英基板
表面に転写した。エッチング時間は２１０分である。
【０１５４】このようにして所望のピラミッド面形状を
もつピラミッド面アレイを合成石英基板に製作すること
ができた。
【０１５５】実施例６ 高純度の合成石英基板上に、真空蒸着法によって酸化チ
タン(ＴｉＯ)膜を成膜し、その膜厚と透過率の関係を調
べた。紫外線(Ｕ．Ｖ)照射用水銀灯のｇ線波長(４３６
ｎｍ）についての、酸化チタン(ＴｉＯ2-x)の「膜厚と
透過率の関係」を図８に示した。比較のため、クロム
（Ｃｒ）膜及び酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5-x）膜の場合を
同図中に示した。酸化チタン膜は、クロム膜に比して透
過率の変化範囲が広く、更に膜厚の変化に対する透過率
の変化の割合が小さいため、透過率の制御が容易であ
る。
【０１５６】レジストとて東京応化（株）製ポジレジス
トＯＦＰＲ−８００を用い、酸化チタン膜を介して露光
・現像したときの「酸化チタン膜厚とレジスト除去量」
の関係（露光量：２５００ｍＪ／ｃｍ2）を図９に示
す。露光量とレジスト除去量の関係は、前述の図７と同
じである。
【０１５７】実施例６では、グラデーションマスク用の
透明基板である合成石英基板上にクロム膜で位置合わせ
用トンボパターンを形成してから、所望の金属酸化膜
（或いは金属酸化膜と金属膜の複合膜）を基板上に成膜
する方法を用いた。
【０１５８】グラデーションマスク用の透明基板である
合成石英基板を洗浄した後、プレ−ナ型マグネトロンス
パッタ装置にセットし、Ａｒガス：３０ｓｃｃｍを導入
し、Ｂ．Ｊ．内圧力：１２ｍＴｏｒｒ、実効電力：８５
ＷでＲＦ逆スパッタリングを１０分間行った。
【０１５９】次いで、タ−ゲット材料：金属クロムとし
てＡｒガス：３０ｓｃｃｍを導入し、Ｂ．Ｊ．内圧力：
６．５ｍＴｏｒｒ、出力電流：１．１ＡでＤＣスパッタ
リングを２４分間行った。形成されたクロム膜の膜厚は
２０００Åで、透過率は０％である。
【０１６０】位置合わせ用トンボパターンは実施例１に
おけると同様にして作製した。真空機器工業（株）製の
真空蒸着（ＢＭＣ−８００）機を用い、無酸素銅製のル
ツボに酸化チタンのタブレットを入れ、蒸着中に突沸し
ないように十分にガス出しし、酸化チタンを熔融させ、
その後これを冷却する。
【０１６１】次ぎに、トンボパターン部をマスキングし
た上記合成石英基板上に、タ−ゲット材料：酸化チタン
として、Ｂ．Ｊ．内圧力：１．０×１０~5Ｔｏｒｒで３
２分間蒸着を行った。形成された「酸化チタン」の層の
層厚は２２００Å、透過率は８．５％である。酸化チタ
ン膜を蒸着しないときの、合成石英基板自体の透過率は
９２．０％である。
【０１６２】この上に、別に用意したクロム入りの銅製
のルツボから、真空蒸着法によってクロムを５００Å蒸
着した。その結果、透過率は０％になった。上記の如く
「酸化チタンとクロムを積層蒸着」された合成石英基板
を取り出し、金属酸化膜と反対面に反射防止膜を成膜し
た。
【０１６３】クロム膜によるトンボパターン部を除き、
成膜された酸化チタン膜上に東京応化（株）製ポジレジ
ストＯＦＰＲ−８００を塗布してプリベ−クし、形状パ
ターン（上記トンボパターンと逆パターンの位置合わせ
パターンを有している）を位置合わせして露光し、現像
・リンスを行う（パターニング工程）。
【０１６４】各パターニング工程においては実施例１で
用いた１５種類の遮光用の「形状パターン（図１１参
照）」を用いた。
【０１６５】パターニング工程で形成されたレジストの
パターンをエッチング用のマスクとして、ドライエッチ
ング法で金属酸化膜を所望の厚さ（段差分）だけエッチ
ングする。
【０１６６】エッチング工程をドライエッチング法で行
なう場合は、ＥＣＲエッチング、ＲＩＥエッチング、又
はＴＣＰエッチング法等で行うのが良く、基板間の面内
バラツキの少ないＥＣＲエッチング法が好適である。
【０１６７】実施例６ではエッチング工程を「ＥＣＲエ
ッチング法」で行ない、Ｂ．Ｊ．内圧力：３×１０~4Ｔ
ｏｒｒとし、酸化チタンの層のエッチングはＣＣｌ4ガ
ス：７ｓｃｃｍを導入し、出力電流：４５０Ｗで行っ
た。エッチング速度は２２．５Å／分であった。クロム
膜部のエッチングはＣＣｌ4ガス：１０ｓｃｃｍを導入
し、同じ条件で行なった。エッチング速度は２５Å／分
であった。従って、例えば１５０Åエッチングする場合
には、酸化チタン膜に就いては６分、クロム膜に就いて
は６．７分間エッチングすればよい。
【０１６８】金属酸化物の層（酸化チタン膜）と金属膜
（クロム膜）のエッチング量は、エッチング速度を予め
測定し、エッチング時間で制御した。エッチング量は、
予め幾何学的に求めた量だけエッチングするが、エッチ
ング速度はドライエッチング法では１０〜３０Å／分と
遅く、高精度に膜厚を制御するにはエッチング速度の遅
い方が良い。
【０１６９】上記のようにして得られた段差付きのグラ
デーションマスクでは、水銀灯のｇ線波長（４３６ｎ
ｍ）の透過率が（透過率９２％，０％を含めると）１６
段階にわたって変化する。
【０１７０】次ぎに上記段差付きのグラデーションマス
クを用いて、図１０に示すマイクロレンズアレイのレン
ズ面形状の創成を行った。マイクロレンズアレイとなる
べき合成石英基板上に、レジスト材料：東京応化（株）
製ポジレジストＯＦＰＲ−８００を１５μｍ塗布してプ
リベークする。次ぎに上記段差付きのグラデーションマ
スクを基板に密着させ、照明光量２５００ｍＪ/ｃｍ2で
露光し、現像・リンスする。その結果、グラデーション
マスクの透過率の段階的変化に応じて、合成石英基板上
のレジストの層厚が段階的に変化した。さらに１５０℃
で２０分間ポストベークを行ったところレジスト表面形
状の上記「段差」が熱変形で解消し、レジスト高さ：１
６．２μｍの「層厚が連続的に変化する形状」となっ
た。
【０１７１】上記合成石英基板をＥＣＲエッチング装置
にセットし、Ｂ．Ｊ．内圧力：５．５×１０~4Ｔｏｒｒ
でＣＦ4ガス：２５ｓｃｃｍを導入し、出力電流：４５
０Ｗでエッチングを行ない、レジスト表面の滑らかな無
段差形状を合成石英基板表面に彫り移して転写した。エ
ッチング時間は１７０分である。
【０１７２】このようにして、図１０に示すマイクロレ
ンズアレイのレンズ面形状を合成石英基板に創成するこ
とができた。実施例６で製作したグラデーションマスク
を繰返し用いて、上記マイクロレンズアレイの製作を繰
返し行ったが、通常の露光用マスクと全く同様に繰り返
し使用が可能で、しかも高精度に制御されたレンズ面形
状を多数個安価に製作することができ、量産性に優れて
いることがわかった。
【０１７３】実施例７ グラデーションマスク用の透明基板である合成石英基板
に、金属酸化物の層として酸化チタンの層を形成した。
即ち、ターゲット材料として酸化チタン（ＴｉＯ2）を
用い、Ｂ．Ｊ．内圧力を１．０×１０~5Ｔｏｒｒとし
て、３３分間蒸着した。成膜された酸化チタンの層の層
厚は２３００Åで、透過率は８．５％である。酸化チタ
ン膜を蒸着しない時の合成石英基板の透過率は９２．０
％である。
【０１７４】実施例６では、金属酸化膜上にクロム膜を
蒸着したが、実施例７ではクロム膜の蒸着は行なわなか
った。この時の酸化チタンの「膜厚と透過率の関係」は
図６に示した通りである。成膜後に上記合成石英基板の
金属酸化膜と逆側の面に、反射防止膜を蒸着した。な
お、位置合わせ用のトンボパターンは実施例１における
と同様にして形成した。
【０１７５】パターニング工程は、実施例２で用いた９
種の形状パターン（第１〜第９段の形状パターン：図１
２（１２−１〜１２−９）参照）を遮光用のパターンと
して行なった。
【０１７６】エッチング工程は、Ｂ．Ｊ．内圧力：３×
１０~4Ｔｏｒｒで、ＣＣｌ4ガス：７ｓｃｃｍを導入
し、出力電流：４５０ＷでＥＣＲエッチング法で行なっ
た。エッチング速度は２２．５Å／分である。例えば１
５０Åエッチングする場合には約６．７分間エッチング
すればよい。
【０１７７】パターニング工程とエッチング工程とを交
互に、上記９種の形状パターンを順次用いて、９回ずつ
交互に繰り返して得られた段差付きのグラデーションマ
スクでは水銀灯のｇ線波長（４３６ｎｍ）の透過率が１
０段階にわたって変化する。
【０１７８】段差付きのグラデーションマスクの段差を
解消するため、真空蒸着機で、ターゲット材料：酸化チ
タンとして、Ｂ．Ｊ．内圧力：５．０×１０~5Ｔｏｒｒ
で５分間蒸着した。その結果上記「段差」は解消し、合
成石英基板面上にも僅かに酸化チタン膜が成膜した。こ
の余分な酸化チタン膜を除去するため、ＥＣＲエッチン
グ装置により上記と同じ条件で６．５分間エッチングを
行なった。これにより合成石英基板上の余分な酸化チタ
ン膜は完全に除去されて「無段差グラデーションマス
ク」が得られた。この実施例７では、酸化チタン膜の単
層構成で十分な厚さがなかったので透過率：０％の部分
は得られなかった。
【０１７９】次ぎに、上記無段差グラデーションマスク
を用いて形状創成を行った。合成石英基板上にレジスト
材料：東京応化（株）製ポジレジストＯＦＰＲ−８００
を１０μｍ塗布してプリベークする。次いで、上記無段
差グラデーションマスクを基板に密着させ、照明光量２
５００ｍＪ／ｃｍ2で露光し、現像・リンスする。この
とき合成石英基板上のレジストに表面形状として形成さ
れた形状は、図１２の（１２−０）に示すピラミッド形
状の３×４配列の面形状であったが、透過率０％の部分
が得られなかったため、実施例６の場合に比較してレジ
ストの膜厚が減少しレジスト高さ：７μｍであった。
【０１８０】上記合成石英基板をＥＣＲエッチング装置
にセットし、Ｂ．Ｊ．内圧力：５．５×１０~4Ｔｏｒｒ
でＣＦ4ガス：２５ｓｃｃｍ導入し、出力電流：４５０
Ｗで７５分間エッチングし、レジストの表面形状を合成
石英基板の表面に彫り移して転写した。
【０１８１】このようにして、所望のピラミッド面アレ
イの面形状を合成基板に形成することができた。
【０１８２】実施例８ グラデーションマスク用の透明基板である合成石英基板
に、実施例６と同様の蒸着装置を用いて金属酸化物の層
を形成した。トンボパターンは実施例１と同様にして形
成した。
【０１８３】ターゲット材料としては五酸化タンタル
（Ｔａ2Ｏ5）を用い、Ｂ．Ｊ．内圧力：１．０×１０~5
Ｔｏｒｒで２８分間蒸着した。形成された五酸化タンタ
ルの層の膜厚は３８００Åで透過率：０％であった。五
酸化タンタルの層を蒸着しない時の合成石英基板の透過
率は９２．０％である。五酸化タンタルの膜厚と透過率
の関係は図８に示されている。五酸化タンタルの層の形
成後、この層と逆側の合成石英基板面に反射防止膜を蒸
着形成した。
【０１８４】パターニング工程は、実施例１において用
いたのと同じ「１５種類の形状パターン」を遮光用パタ
ーンとして用いた。
【０１８５】エッチング工程はＥＣＲエッチング法によ
り、Ｂ．Ｊ．内圧力：３×１０~4ＴｏｒｒでＣＦ4ガ
ス：５ｓｃｃｍを導入し、出力電流：４５０Ｗで行っ
た。エッチング速度は３９．６Å／分であった。従っ
て、例えば１５０Åエッチングする場合には約３．８分
間エッチングすればよい。
【０１８６】上記１５種の形状パターンを順次用い、パ
ターニング工程とエッチング工程を交互に１５回繰り返
して得られた「段差付きのグラデーションマスク」では
水銀灯のｇ線波長（４３６ｎｍ）の透過率が１６段階に
わたって変化する。
【０１８７】次ぎに、段差付きのグラデーションマスク
の段差を解消するために、真空蒸着機で、ターゲット材
料：酸化タンタル、Ｂ．Ｊ．内圧力：１．０×１０~5Ｔ
ｏｒｒで３分間蒸着した。その結果「段差」は解消し、
合成石英基板面上にも僅かに酸化タンタル膜が成膜し
た。この余分な酸化タンタル膜を除去するため、ＥＣＲ
エッチング装置により、上記と同じ条件で１０分間エッ
チングして、無段差グラデーションマスクが得られた。
【０１８８】この無段差グラデーションマスクを用い
て、図１０のマイクロレンズアレイのレンズ面形状の創
成を行った。マイクロレンズアレイとなるべき合成石英
基板上に、レジスト材料：東京応化（株）製ポジレジス
トＯＦＰＲ−８００を１３μｍ塗布して、プリベークす
る。次ぎに、上記無段差グラデーションマスクを基板に
密着させ、照明光量２５００ｍＪ／ｃｍ2 で露光し、現
像・リンスする。合成石英基板上のレジストに創成され
た形状はレジスト高さ：１４．０μｍで、目的のマイク
ロレンズ面形状と同一形状であった。
【０１８９】上記合成石英基板をＥＣＲエッチング装置
にセットし、Ｂ．Ｊ．内圧力：５．５×１０~4Ｔｏｒｒ
でＣＦ4ガス：２５ｓｃｃｍを導入し、出力電流：４５
０Ｗでエッチングを行い、レジストの表面形状を合成石
英基板表面に彫り移して転写した。エッチング時間は１
５０分である。このようにして、所望の特殊形状として
のマイクロレンズ面アレイの面形状を合成石英基板の表
面に創成することができた。
【０１９０】実施例９ グラデーションマスク用の透明基板である合成石英基板
を、実施例６と同様の蒸着装置にセットし、ターゲット
材料として五酸化タンタル（Ｔａ2Ｏ5）を用い、酸素ガ
スを導入して蒸着を行なった。Ｂ．Ｊ．内圧力は１．０
×１０~5Ｔｏｒｒで、蒸着時間は３４分間である。
【０１９１】成膜途上、膜厚が厚くなるに従い次第に酸
素導入量を増加させ、膜厚１９００Åで最も酸素導入量
が多くなり、さらに膜厚が増えるに従い酸素導入量が少
なくなるよう、ＭＦＣ（マスフローコントローラ）をプ
ログラム制御し、膜中の酸素導入量が中央部で最も多く
なるように制御した。この膜構成では、膜厚の最も厚い
部分で透過率が低く、パターンの形状転写性に優れてい
る。トンボパターンは実施例１と同様にして形成した。
【０１９２】形成された五酸化タンタルの層の層厚は３
８００Åで、透過率は０％であった。五酸化タンタルの
層を蒸着しない時の合成石英基板自体の透過率は９２．
０％である。五酸化タンタルの層の、膜厚と透過率の関
係は図８に示されている。五酸化タンタルの層の蒸着後
に、基板を取り出して五酸化タンタルの層とは逆の側の
合成石英基板表面に反射防止膜を蒸着形成した。
【０１９３】パターニング工程では、実施例２において
用いた９種類の形状パターンを用いた。エッチング工程
はＥＣＲエッチング法により、Ｂ．Ｊ．内圧力：３×１
０~4ＴｏｒｒでＣＦ4ガス：５ｓｃｃｍを導入し、出力
電流：４５０Ｗで行った。エッチング速度は平均で２
９．３Å／分である。例えば１５０Åエッチングする場
合には約５．１分間エッチングすればよい。
【０１９４】上記９種の形状パターンを遮光パターンと
して順次用い、パターニング工程とエッチング工程を９
回ずつ、交互に繰り返して得られたグラデーションマス
クでは、五酸化タンタルの層の段階的な厚さに応じて水
銀灯のｇ線波長（４３６ｎｍ）の透過率が１０段階にわ
たって変化する。
【０１９５】上記段差付きのグラデーションマスクを用
いて、特殊形状（ピラミッド面アレイ）の創成を行っ
た。合成石英基板上に、レジスト材料：東京応化（株）
製ポジレジストＯＦＰＲ−８００を１３μｍ塗布してプ
リベークする。次ぎに、上記段差付きのグラデーション
マスクを基板からわずかに離して位置合わせし、デフォ
ーカス状態において照明光量２５００ｍＪ／ｃｍ2 で露
光し、現像・リンスする。このようにしてレジスト表面
に創成された形状は、レジスト高さ：１４．０μｍで上
記グラデーションマスクの段差が解消した目的の形状
（形成すべきピラミッド面アレイの面形状）と同一であ
った。
【０１９６】上記合成石英基板をＥＣＲエッチング装置
にセットし、Ｂ．Ｊ．内圧力：５．５×１０~4Ｔｏｒｒ
でＣＦ4ガス：２５ｓｃｃｍを導入し、出力電流：４５
０Ｗで１５０分間エッチングし、レジストの表面形状を
合成石英基板の表面に彫り打つして転写した。
【０１９７】このようにして、目的のピラミッド面アレ
イの面形状を合成石英基板の表面に創成することができ
た。
【０１９８】以上、マイクロレンズアレイおよびピラミ
ッド面アレイとその製造に用いるグラデーションマスク
との実施例に就き説明したが、この発明のグラデーショ
ンマスクの製造方法によれば、透過率が０，１０，１０
０％に変化する、カラーフィルタ製作用の階調マスクの
製造も容易であり、この発明のグラデーションマスク
は、その実施の１形態として上記カラーフィルタ製作用
の階調性フィルタを含んでいる。
【０１９９】
【発明の効果】以上に説明したように、この発明によれ
ば、所望の段階的もしくは連続的な透過率分布を持つグ
ラデーションマスクを得ることができる。グラデーショ
ンマスクの透過率分布は、透過率の単調な減少あるいは
単調な増加のみならず、極大や極小を持つ分布、即ち、
例えば透過率が増加した後、一旦減少し、その後再び増
加するような分布や、透過率の変化が変曲点を持つよう
な分布も勿論可能である。
【０２００】この発明のグラデーションマスクは、この
発明の製造方法により用意且つ確実に製造できる。
【０２０１】この発明の特殊形状の創成方法によれば、
上記グラデーションマスクを用いることによりレジスト
の表面に所望の特殊形状を形成することができ、これを
基板にエッチングにより彫り写してして転写することに
より、所望の特殊形状を創成できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１記載のグラデーションマスクの製造
の、実施の１形態を模式的に示す説明図である。
【図２】請求項１記載のグラデーションマスクの製造
の、実施の別形態を模式的に示す説明図である。
【図３】図１，２の実施の形態で製作されたグラデーシ
ョンマスクを露光用マスクに用いた、微小光学素子（特
種形状）の製造の実施の１形態を模式的に示す説明図で
ある。
【図４】段差解消処理を３例説明するための図である。
【図５】合成石英基板上に成膜されたクロム膜の膜厚と
透過率の関係を示す図である。
【図６】ポジレジストの層をクロム膜を介して露光し、
現像・リンスしたときのクロム膜の膜厚とレジスト除去
量との関係を示す図である。
【図７】ポジレジストの層を露光し、現像・リンスする
ときの露光量とレジスト除去量との関係を示す図であ
る。
【図８】クロム膜、酸化チタン膜、酸化タンタル膜の膜
厚と透過率の関係を示す図である。
【図９】ポジジレジストの層を、酸化タンタルの膜を介
して露光したときの、酸化チタン膜厚とレジスト除去量
の関係を示す図である。
【図１０】実施例で創成しようとする特殊形状をマイク
ロレンズ面として有するマイクロレンズアレイの形状を
示す図である。
【図１１】図１０に示すマイクロレンズアレイのレンズ
面創成に用いられるグラデーションマスクの製造に使用
されるパターニング用の１５種の形状パターンを１つの
マイクロレンズに対して示す図である。
【図１２】実施例２等において作製されるピラミッド面
アレイにおける、一つのピラミッドのプロフィル形状
（１２−０）と、その作製に用いるグラデーションマス
クの製造に使用されるパターニング用の９種類の形状パ
ターンを１つのピラミッド面に対して示す図である。
【符号の説明】
１：合成石英基板 ２：クロム膜 ３：レジスト ４，４’：所望形状のパターンを遮光用の形状パターン
として有するマスク ５：グラデーションマスク ６：光学素子材料 ７，７’：レジスト ８，８’：光学素子
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｆ 7/26 ５１１ Ｈ０１Ｌ 21/30 ５０２Ｐ

Claims (24)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】透明基板上に金属および／または金属化合
    物の層が、平面座標：Ｘ，Ｙで表される所望の２次元領
    域において層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)が、所望の透過率分布に対
    応して３段階以上段階的に変化するように形成されてい
    ることを特徴とするグラデーションマスク。
  2. 【請求項２】透明基板上に金属および／または金属化合
    膜の層が、平面座標：Ｘ，Ｙで表される所望の２次元領
    域において層厚：ξ(Ｘ，Ｙ)が、所望の透過率分布に対
    応して連続的に変化するように形成されていることを特
    徴とするグラデーションマスク。
  3. 【請求項３】請求項１または２記載のグラデーションマ
    スクにおいて、 金属化合物がクロム化合物もしくは金属酸化物であるこ
    とを特徴とするグラデーションマスク。
  4. 【請求項４】請求項１または２記載のグラデーションマ
    スクにおいて、 金属の層が、チタン、タンタル、珪素、クロム、アルミ
    ニウム、タングステン、錫、インジウムの何れかによる
    金属層であることを特徴とするグラデーションマスク。
  5. 【請求項５】請求項３記載のグラデーションマスクにお
    いて 金属酸化物の層が、酸化チタン、酸化タンタル、酸化珪
    素、酸化クロム、酸化アルミニウム、酸化タングステ
    ン、酸化錫、酸化インジクムの何れか、もしくはこれら
    の２以上による複合材料による金属酸化物層であること
    を特徴とするグラデーションマスク。
  6. 【請求項６】請求項１または２記載のグラデーションマ
    スクにおいて、 金属および金属化合物の層が、請求項４記載の金属層
    と、請求項５記載の金属酸化物層とを複数層重ねて構成
    されることを特徴とするグラデーションマスク。
  7. 【請求項７】請求項１または２記載のグラデーションマ
    スクにおいて、 金属および／または金属化合物の層が、クロム層、クロ
    ム酸化層、クロム窒化層、クロム酸化窒化層、クロム酸
    化窒化炭化層の何れか、もしくはこれらを複数層重ねて
    構成されることを特徴とするグラデーションマスク。
  8. 【請求項８】請求項１または２または３または４または
    ５または６または７記載のグラデーションマスクの少な
    くとも片面に反射防止膜を形成してなるグラデーション
    マスク。
  9. 【請求項９】透明基板上に、金属および／または金属化
    合物の均一厚層を、その透過率が１０％以下となるよう
    に形成する成膜工程と、 形成された金属および／または金属化合物の均一厚層上
    に、所望形状のパターンを持つマスクをパターニングす
    るパターニング工程と、 上記パターニングにより形成された所望形状のパターン
    をマスクとして、上記層をドライまたはウエットエッチ
    ングするエッチング工程とを有し、 上記パターニング工程におけるマスクのパターン形状を
    順次換えて、上記パターニング工程とエッチング工程を
    所望の回数繰返し、 層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)が、所望の透過率分布に対応して、３
    段階以上段階的に変化した上記金属および／または金属
    酸化膜の層を形成することを特徴とするグラデーション
    マスクの製造方法。
  10. 【請求項１０】透明基板上に、所望形状のネガパターン
    のマスクをパターニングするパターニング工程と、 上記パターニングにより形成された所望形状のネガパタ
    ーンをマスクとして、成膜を行ない、上記所望形状を有
    する金属および／または金属化合物の層を所望の均一な
    厚さに形成する成膜工程とを有し、 上記パターニング工程におけるマスクのネガパターンの
    形状を順次換えて、上記パターニング工程と成膜工程と
    を所望の回数繰返し、 層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)が、所望の透過率分布に対応して、３
    段階以上段階的に変化した上記金属および／または金属
    酸化膜の層の形成することを特徴とするグラデーション
    マスクの製造方法。
  11. 【請求項１１】請求項９記載のグラデーションマスクの
    製造方法において、 金属および／または金属化合物の層の層厚を、連続的に
    変化する層厚：ξ(Ｘ，Ｙ)にする透過率連続化処理を有
    することを特徴とするグラデーションマスクの製造方
    法。
  12. 【請求項１２】請求項１１記載のグラデーションマスク
    の製造方法において、 透過率連続化処理は、各パターニング工程において所望
    形状のパターンをデフォーカス状態で露光することであ
    ることを特徴とするグラデーションマスクの製造方法。
  13. 【請求項１３】請求項１１記載のグラデーションマスク
    の製造方法において、 透過率連続化処理は、各パターニング工程において形成
    されたマスクを熱処理してマスク端縁部を曲面化し、こ
    のパターニング工程に続くエッチング工程をドライエッ
    チングにより行なうことであることを特徴とするグラデ
    ーションマスクの製造方法。
  14. 【請求項１４】請求項１１記載のグラデーションマスク
    の製造方法において、 透過率連続化処理は、各エッチング工程を等方的な条件
    で行なうことであることを特徴とするグラデーションマ
    スクの製造方法。
  15. 【請求項１５】請求項１１記載のグラデーションマスク
    の製造方法において、 透過率連続化処理は、請求項９記載の方法で形成され
    た、段階的に変化する層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を持つ層上にレ
    ジストを薄く塗布して段差部を埋めた後、選択比：１で
    エッチングすることであることを特徴とするグラデーシ
    ョンマスクの製造方法。
  16. 【請求項１６】請求項１１記載のグラデーションマスク
    の製造方法において、 透過率連続化処理は、請求項９記載の方法で形成され
    た、段階的に変化する層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を持つ層上に、
    金属および／または金属化合物により薄く成膜したの
    ち、ドライまたはウエットエッチングすることであるこ
    とを特徴とするグラデーションマスクの製造方法。
  17. 【請求項１７】請求項１０記載のグラデーションマスク
    の製造方法において、 金属および／または金属化合物の層の層厚を、連続的に
    変化する層厚：ξ(Ｘ，Ｙ)にする透過率連続化処理を有
    することを特徴とするグラデーションマスクの製造方
    法。
  18. 【請求項１８】請求項１７記載のグラデーションマスク
    の製造方法において、 透過率連続化処理は、各パターニング工程において所望
    形状のネガパターンをデフォーカス状態で露光すること
    であることを特徴とするグラデーションマスクの製造方
    法。
  19. 【請求項１９】請求項１７記載のグラデーションマスク
    の製造方法において、 透過率連続化処理は、請求項１０記載の方法で形成され
    た、段階的に変化する層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を持つ層上にレ
    ジストを薄く塗布して段差部を埋めた後、選択比：１で
    エッチングすることであることを特徴とするグラデーシ
    ョンマスクの製造方法。
  20. 【請求項２０】請求項１７記載のグラデーションマスク
    の製造方法において、 透過率連続化処理は、請求項１０記載の方法で形成され
    た、段階的に変化する層厚：Ｚ(Ｘ，Ｙ)を持つ層上に金
    属および／または金属化合物により薄く成膜したのち、
    ドライまたはウエットエッチングすることであることを
    特徴とするグラデーションマスクの製造方法。
  21. 【請求項２１】所望の特殊表面形状を創成する方法であ
    って、 所望の特殊表面形状を形成すべき基板の表面に所定の厚
    さにフォトレジストを塗布してレジスト層を形成し、 上記特殊表面形状に対応して透過率が段階的に変化する
    請求項１記載のグラデーションマスクを用い、デフォー
    カス状態で上記レジスト層を露光し、上記特殊表面に応
    じてレジストの厚さを変化せしめ、 上記レジストと基板に対し異方性のエッチングを行なっ
    て、上記レジストの表面形状を基板表面に彫り移して転
    写することを特徴とする特殊形状の創成方法。
  22. 【請求項２２】所望の特殊表面形状を創成する方法であ
    って、 所望の特殊表面形状を形成すべき基板の表面に所定の厚
    さにフォトレジストを塗布してレジスト層を形成し、 上記特殊表面形状に対応して透過率が段階的に変化する
    請求項１記載のグラデーションマスクを用いて上記レジ
    スト層を露光し、上記特殊表面に応じてレジストの厚さ
    を段階的に変化せしめたのち、 上記レジストを上記厚さの段階的変化を解消出来る程度
    に熱変形させ、 上記熱変形したレジストと基板に対し異方性のエッチン
    グを行なって、上記レジストの表面形状を基板表面に彫
    り移して転写することを特徴とする特殊形状の創成方
    法。
  23. 【請求項２３】所望の特殊表面形状を創成する方法であ
    って、 所望の特殊表面形状を形成すべき基板の表面に所定の厚
    さにフォトレジストを塗布してレジスト層を形成し、 上記特殊表面形状に対応して透過率が段階的に変化する
    請求項１記載のグラデーションマスクを用いて上記レジ
    スト層を露光し、上記特殊表面に応じてレジストの厚さ
    を段階的に変化せしめたのち、 上記レジスト上にさらにレジストを薄く塗布して段階的
    変化における段差を埋めてレジストの厚さを連続的に変
    化させ、 表面の段差を解消されたレジストと基板に対し異方性の
    エッチングを行なって、上記レジストの表面形状を基板
    表面に彫り移して転写することを特徴とする特殊形状の
    創成方法。
  24. 【請求項２４】所望の特殊表面形状を創成する方法であ
    って、 所望の特殊表面形状を形成すべき基板の表面に所定の厚
    さにフォトレジストを塗布してレジスト層を形成し、 上記特殊表面形状に対応して透過率が連続的に変化する
    請求項２記載のグラデーションマスクを用いて上記レジ
    スト層を露光し、上記特殊表面に応じてレジストの厚さ
    を連続的に変化せしめ、 上記レジストと基板に対し異方性のエッチングを行なっ
    て、上記レジストの表面形状を基板表面に彫り移して転
    写することを特徴とする特殊形状の創成方法。
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