JPS60103310A - マイクロフレネルレンズの製造方法 - Google Patents

マイクロフレネルレンズの製造方法

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JPS60103310A
JPS60103310A JP58210765A JP21076583A JPS60103310A JP S60103310 A JPS60103310 A JP S60103310A JP 58210765 A JP58210765 A JP 58210765A JP 21076583 A JP21076583 A JP 21076583A JP S60103310 A JPS60103310 A JP S60103310A
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fresnel lens
electron beam
micro fresnel
resist
substrate
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末光　尚志
Shinichi Suzuki
進一 鈴木
Takashi Niriki
二里木　孝
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Pioneer Corp
Pioneer Electronic Corp
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    • G03—PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03F—PHOTOMECHANICAL PRODUCTION OF TEXTURED OR PATTERNED SURFACES, e.g. FOR PRINTING, FOR PROCESSING OF SEMICONDUCTOR DEVICES; MATERIALS THEREFOR; ORIGINALS THEREFOR; APPARATUS SPECIALLY ADAPTED THEREFOR
    • G03F7/00—Photomechanical, e.g. photolithographic, production of textured or patterned surfaces, e.g. printing surfaces; Materials therefor, e.g. comprising photoresists; Apparatus specially adapted therefor
    • G03F7/0005—Production of optical devices or components in so far as characterised by the lithographic processes or materials used therefor
    • G03F7/001—Phase modulating patterns, e.g. refractive index patterns
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/18—Diffraction gratings
    • G02B5/1876—Diffractive Fresnel lenses; Zone plates; Kinoforms
    • G—PHYSICS
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    • G02B5/1885—Arranged as a periodic array

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  • Automatic Focus Adjustment (AREA)
  • Diffracting Gratings Or Hologram Optical Elements (AREA)
  • Exposure And Positioning Against Photoresist Photosensitive Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、マイクロフレネルレンズ（フレネルゾーンプ
レートとも言う）を、電子ビームレーザ光、紫外線等を
露光、現像して製造するマイクロフレネルレンズの製造
方法に関するものである。
光の回折現象を利用して果束等を行うマイクロフレネル
レンズは、第１図乃至第３図に示すように、断面矩形波
状の凹凸１、又は鋸歯状の凹凸２を同心円の輪帯パター
ンとしたもので、鋸歯状の凹凸２のマイクロフレネルレ
ンズは矩形波状の凹凸１のものよりも、集束光の効率が
高いものである。
このようなマイクロフレネルレンズは従来は次のように
して製造されていた。
第４図に示すように、ガラス、アクリル等の表面を平坦
に研磨された透明板３上に、レジストを塗布してレジス
ト１賛４を形成し、基板へとする。
この基板Ａのレジスト層４上に集束した電子ビームａを
円偏向走査し、レンストＩｆ　４に露光を与える。
マイクロフレネルレンズの鋸歯状の凹凸２は、理想的に
は、第５図（Ａ）に示すような形状が望ましいが、この
鋸歯状は電子ビーム５の同一個所に対する重複露光によ
って行わなければならない。
そのため、第５図（Ｂ）に示すように鋸歯状の頂点ａで
は１回、次の位置すでは２回、Ｃでは３回、ｄでは４回
というように増加させ、それぞれの位置での電子ビーム
露光量（ドーズ量）を変化させて、レジスト層４の現像
後に残る膜厚６が各位置で異なるようにする。
実際には、電子ビームスポット内における強弱や、露光
幅の違い等によって、現像後の鋸歯状は第５図（Ｃ）に
示すような形状となり、階段的１頃向が減少し、理想的
な鋸歯状に近づいている。
しかしながら、従来のこのような製造方法では、感光光
線が電子ビームの場合、円偏向走査をさせるために、偏
向角が大きく取れず、露光エリアが広くとも１〜２ミリ
であり、狭いものである。
従って、直径の大きいレンズのパターンの作成はできな
い欠点がある。
又、一枚の基板上に多数のパターンを作成する場合には
、一つのパターンを円偏向走査によって露光した後、基
板を移動させて次のパターンを露光しなければならない
ため、基板の移動はステップ移動で、連続的に行われな
いので、全体を露光する時間が長くかかってしまう。
史には、電子顕微鏡を改造して電子ビーム走査器として
使っている現状では、円偏向走査させる装置は一般的で
ない欠点がある。
本発明は、直線走査でマイクロフレネルレンズのパター
ン面を形成し、円偏向走査である従来の前述のような欠
点を除去することを目的とするものである。
以下、本発明をラスター走査方式電子ビームの露光で実
施した例を第６図乃至第９図について説明する。
第６図、第７図はその模式図で、１１はＸ方向に中１２
でレジスト層４上を走査する電子ビームである。
そして、レジスト層４を有する基板ＡはＹ方向に移動す
るようになっていて、電子ビーム１１は同一線上を５回
重複して走査し、その走査区間中にＯＮ、ＯＦＦする。
第８図はこの電子ビームの露光方法による鋸歯状の断面
の作成方法を示していて、同図（Ａ）は理想的な鋸歯状
断面を持つ輪帯の一部を示している。
そして同図（Ｂ）は電子ビームで露光するエリアの模式
図で、輪帯の外側境界１３を共通終端として内１則境界
１４から順次外側へ第１眉１５、第２層１６、第３層１
７、第４層１８、第５層１９にかけてエリアの始まる位
置をずらした形に形成する。
この実施例では５層であるが、理想的な鋸歯状の傾斜線
２０を得るために、なだらかな傾きが実現できる層数と
する。
同図（Ｃ）は、電子ビーム露光量によるレジスト残膜厚
の階段を示しており、これを現像することによって同図
（Ｄ）のような、なだらかな斜面を持った鋸歯状断面と
なる。
第９図は、それぞれの輪帯半径に応じた異なる輪帯幅を
持つ一連の輪帯の断面を示している。
このような一連の輪帯を形成するための電子ビーム１１
は一方向、即ち第６図のＸ方向に直線偏向しており、偏
向幅１２の範囲でパターンデータに従って電子ビーム１
１をＯＮ　、　ＯＦ　Ｆ　Ｌながら走査している。
一方、基板Ａは同図Ｙ方向の連続移動と、Ｙ方向の移動
完了後にＸ方向のステップ移動を行い、レジスト層４上
にパターンを露光して行く。
第７図に示すように電子ビームは従来のように輪帯パタ
ーンの円周に沿って１つずつ露光するのではなく、上述
のように、輪帯全体を直線偏向する位置で一部分ずつ露
光してゆく。
即ぢ、前記理想の傾斜線２０に沿った露光エリア（パタ
ーンデータ）　１５〜１９の５層をＣＡＤシステムで作
成し、電子ビーム露光では、第９図のような幅の異なる
輪帯の第１層１５の露光エリアから露光し、第１層１５
の終了後順次第２屓１６から第５層１９へと一層ずつ重
ねあわせて露光して行く。
この時、−Ｎ当たりの露光量は、５層重ねたときにレジ
スト残膜層が０となるような値に設定する。
従って現像後には、電子ビームの露光量に従い同図（Ｃ
）のようなレジスト残膜厚階段ができることになるが、
電子ビーム１１の部分的な強弱等のために、同図（Ｄ）
のような、なだらかな斜面を持った鋸歯状の断面の輪帯
が得られることになる。
以上の実施例では、電子ビームの露光をラスクー走今方
式を使用したが、ＩＣ，ＬｓＪのフォトマスクの製作用
やシリコンウェハへの直接露光用として用いられている
他の方式で、全く同様な方法をとることができる。
即ち、電子ビームの円形スポット露光を用いたヘククー
走査方式、電子ビームの面積露光を行うビーム形状を方
形とした可変成形ビーム方式、或いは可変成形ビームを
ラスター走査する可変成形ビームラスター走査方式を使
用することができ、何れの場合でも円偏向走査をせず、
電子ビームで露光するエリアを複数の層で露光するもの
である。
又、前記実施例では、電子ビームの当った部分が現像処
理で溶解してなくなるポジ形としたが、電子ビームの当
った部分が現像処理で残るネガ形で実施しても良く、こ
の場合にはレジストパターンの（頃斜方向は、ポジ形と
逆となるので、パターンデータは実施例とは逆方向に作
成しなければならない。
本発明は以上のように、円偏向走査を用いないので、通
常のＩＣ，ＬＳＩのフォトマスクの製作用や、シリコン
ウェハに対する直接露光用として用いられている電子ビ
ーム露光装置が、直線走査であるために使用することが
でき、多重露光で鋸歯状断面の輪帯で収束効率の高いマ
イクロフレネルレンズを作ることができるものである。
そして、広い露光面積が得られるから、レンズの大口径
化が可能で、又一つの基板上に多数の同一、或いは異っ
たレンズパターンを作ることができる。
更に、多Ｍｎ光用の複数層のパターンデータはＣＡＤシ
ステムで作成できるので、フォトマスクと同じ手順を用
いることができる等の特徴を有するものである。
【図面の簡単な説明】
第１図乃至第３図はマイクロフレネルレンズを示し、第
１図は平面図、第２図は矩形波、第３図ば鋸歯状の断面
のものの断面図、第４図はその露光方法を、第５図はそ
の鋸歯状断面の模式図で、第６図乃至第９図は本発明の
実施例を示し、第６図は電子ビーム走査の模式図、第７
図はその一部の拡大図、第８図はその鋸歯状断面の模式
図、第９図は一連の輪帯の模式図である。 Ａ・・・基板、３・・・透明板、４・・・レジスト層、
１１・・・電子ビーム、１２・・・走査中。 特許出願人　パイオニア株式会社 第１　図 第３０ 第５図 （Ａ）　− （Ｂ） （Ｃ）

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. マイクロフレネルレンズを形成すべくレジストを塗布さ
    れた基板と、電子ビーム等の前記基板のレジストを感光
    させる感光線の発生源の何れか一方を他方に対して一定
    方向に移動させ、この一定の移動方向と直交する方向に
    前記感光線を直線的に走査させ、且つ該走査中に感光線
    の露光、遮断、重複を行って一定幅内でのマイクロフレ
    ネルレンズ面の凹凸に該当する残像を形成し、この操作
    を前記基板と感光線の発生源との相対移動の方向と直交
    方向に移動して反復を行い、レジストの現像によって所
    要のマイクロフレネルレンズの凹凸を得ることを特徴と
    するマイクロフレネルレンズの製造方法。
JP58210765A 1983-11-11 1983-11-11 マイクロフレネルレンズの製造方法 Granted JPS60103310A (ja)

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