專利名稱：：微型光學(xué)元件及其制造方法和光掩模的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
：本發(fā)明涉及微型光學(xué)元件，特別涉及制作于^41等基板的^:鏡及其制造方法，以及適用于該制造方法的光^t模。
背景技術(shù)：
：隨著近年來通信的寬帶化的發(fā)展，通信數(shù)據(jù)量明顯增加。與此對(duì)應(yīng)，使用光作為介質(zhì)的光通信急速普及。另外，作為用于收發(fā)光信號(hào)的光組件，光收發(fā)器、微型BOSA(Bi-directionalOpticalSub-Assembly)、紅外線傳感器這樣的雙向光通信組件的需求逐步增大。對(duì)這樣的光組件的進(jìn)一步小型化和低價(jià)格化的要求也越來越高。為了使光組件進(jìn)一步小型化，采用硅微透鏡的情況越來越多，該硅微透鏡能夠使用在半導(dǎo)體器件的制造工序中所采用的硅微細(xì)加工技術(shù)來制造。作為這樣的硅微透鏡及其制造方法，已知有如下所述的透鏡制造方法，即，使用抗蝕劑圖形形成用掩模來控制爆光裝置的光強(qiáng)度，對(duì)透鏡形成用基板上的抗蝕劑進(jìn)行瀑光，使用該抗蝕劑圖形，通過蝕刻來轉(zhuǎn)印抗蝕劑圖形的形狀(參照專利文獻(xiàn)1)。對(duì)于上述抗蝕劑圖形形成用掩模，在其掩?；迳暇哂凶鳛檎诠鈪^(qū)域的多個(gè)掩模圖形，該多個(gè)掩模圖形隔著成為透光區(qū)域的空隙設(shè)置成同心圓狀或同心多邊形狀；從同心圓或同心多邊形的中心點(diǎn)，沿放射線方向，隨著向外側(cè)的延伸，相鄰的2個(gè)圖形之間的空隙寬度至少階梯性地增大，掩模圖形的沿著放射線方向的節(jié)距比光學(xué)系統(tǒng)的分辨極限的長度小，該光學(xué)系統(tǒng)是使用掩模的啄光裝置的光學(xué)系統(tǒng)。另外，已知有這樣的光組件具備在對(duì)硅微透鏡實(shí)施光組件化時(shí)，安裝在支撐基板上的具有硅微透鏡的光學(xué)部件，該光學(xué)部件的側(cè)面中的一部分與支撐基板接觸，其他部分不與支撐基板接觸，在非接觸部分的一部分與支撐基板之間填充有粘接材料(參照專利文獻(xiàn)2)。[專利文獻(xiàn)1日本特許第3117886號(hào)公報(bào)[專利文獻(xiàn)2日本特開2004-85873號(hào)'>才艮但是，在以上說明的微透鏡的制造方法中，所使用的光掩模的最小節(jié)距、最小尺寸以及最小尺寸刻度，受到分辨率和尺寸控制性的制約。因此，最小節(jié)距、最小尺寸以及最小尺寸刻度存在可應(yīng)用的下限值。另外，在形成微透鏡后，在通過光刻工序和蝕刻工序?qū)ξ⑼哥R外的基板進(jìn)一步進(jìn)行成形的情況下，涂敷在微透鏡正上方的抗蝕劑圖形的膜厚比其他區(qū)域薄。因此，通過該蝕刻工序，可能會(huì)削去微透鏡的上表面，損壞所形成的微透鏡的光學(xué)特性。另外，由于微透鏡是微型構(gòu)造，所以為了進(jìn)行安裝，優(yōu)選采用帶有支撐透鏡主體的框的透鏡構(gòu)造。為了形成帶框的凸透鏡，需要能夠在第l次蝕刻工序中把作為透鏡材料的基板轉(zhuǎn)印成凸透鏡的抗蝕劑圖形。并且，需要用于通過光刻工序和蝕刻工序形成這樣的抗蝕劑圖形的單一光掩模。
發(fā)明內(nèi)容因此，本發(fā)明的發(fā)明人開發(fā)出了如下的技術(shù)，即，形成用于蝕刻形成這樣的凸透鏡的光掩模，使用該光掩模，只在第l次蝕刻工序中形成凸透鏡，然后使用另外的光掩模進(jìn)行第2次蝕刻，形成凸透鏡的框。本發(fā)明就是鑒于上述觀點(diǎn)而提出的。因此，根據(jù)本發(fā)明的微透鏡的制造方法，包括下述的工序。即，準(zhǔn)備具有設(shè)定了透鏡形成區(qū)域的第1面、和與該第1面相對(duì)的第2面的基板。在基板的透鏡形成區(qū)域上，進(jìn)行包括使用光掩模的啄光處理的圖形化，形成第l抗蝕劑圖形，其中，該光掩模是用于形成膜厚不一樣的抗蝕劑圖形的啄光用光掩模，具有透明的掩?；搴途o密相接且矩陣狀配置于掩?；宓亩鄠€(gè)正方形掩模單元，掩模單元的一邊的長度設(shè)定得短于光學(xué)系統(tǒng)的分辨極限的長度，該光學(xué)系統(tǒng)是使用光掩模的曝光裝置的光學(xué)系統(tǒng)，掩模單元具有透光區(qū)域、和由設(shè)置在掩?；迳系恼诠饽ば纬傻恼诠鈪^(qū)域中的任意一方或雙方，掩模單元的透射光的光強(qiáng)度是可隨每個(gè)掩模單元改變的歸一化光強(qiáng)度。使用第l抗蝕劑圖形作為蝕刻掩模，進(jìn)行將第l抗蝕劑圖形的形狀轉(zhuǎn)印到基板上的圖形化，在透鏡形成區(qū)域，形成收納在凹部內(nèi)的最大高度比凹部的側(cè)壁高度低的透鏡主體。在露出面的整個(gè)面上形成第2抗蝕劑層，對(duì)該第2抗蝕劑層進(jìn)行圖形化，形成覆蓋透鏡形成區(qū)域的第2抗蝕劑圖形。使用第2抗蝕劑圖形作為掩模，除去透鏡形成區(qū)域外的基板的一部分區(qū)域而形成外形。使用第l抗蝕劑圖形作為蝕刻掩模，進(jìn)行將第l抗蝕劑圖形的形狀轉(zhuǎn)印到基板上的圖形化，在透鏡形成區(qū)域，形成收納在凹部內(nèi)的最大高度比凹部的側(cè)壁高度低的透鏡主體。在露出面的整個(gè)面上形成第2抗蝕劑層，對(duì)第2抗蝕劑層進(jìn)行圖形化，形成覆蓋透鏡形成區(qū)域的第2抗蝕劑圖形。使用第2抗蝕劑圖形作為掩模，除去透鏡形成區(qū)域外的基板的一部分區(qū)域而形成外形。另外，理想的是，形成該第l抗蝕劑圖形的工序是包括使用光掩模的啄光處理的工序，對(duì)于該光掩模的多個(gè)掩模單元的透射光的歸一化光強(qiáng)度，使具有第1半徑的第1圓的中心處的掩模單元的光強(qiáng)度為第1光強(qiáng)度(其中，0<第1光強(qiáng)度<1)，使第1圓與和該第1圓同心的具有第2半徑(其中，第1半徑<第2半徑)的第2圓之間的圓環(huán)區(qū)域中的所有掩模單元的光強(qiáng)度為第2光強(qiáng)度，使比第2圓靠外側(cè)的區(qū)域中的所有掩模單元的光強(qiáng)度為第3光強(qiáng)度(其中，第1光強(qiáng)度、第2光強(qiáng)度和第3光強(qiáng)度的關(guān)系是05笫3光強(qiáng)度<第1光強(qiáng)度、且0^第2光強(qiáng)度<第1光強(qiáng)度)，并且把在從第1圓的中心到第2圓為止的第1半徑上依次排列的掩模單元的光強(qiáng)度，分別設(shè)定為第1光強(qiáng)度到第2光強(qiáng)度之間的彼此離散的值，并且是，隨著向第2圓的接近，前后掩模單元之間的光強(qiáng)度的變化量增大的值。此時(shí)，形成第l抗蝕劑圖形的工序可以是形成包含作為露出面的平坦的掩模平坦部、掩模凹部和掩模凸部的圖形的工序；其中，掩模凹部從該掩模平坦部凹狀地凹陷，具有作為平坦面的具有中心軸的掩模底部；掩模凸部從該掩模底部突出出來，由隨著向中心軸的接近，膜厚連續(xù)變厚的曲面形成。并且，形成第l抗蝕劑圖形的工序可以是形成包含作為露出面的平坦的掩模平坦部、掩模凹部、掩模臺(tái)階部和掩模凸部的圖形的工序；其中，掩模凹部從該掩模平坦部凹狀地凹陷，具有作為平坦面的具有中心軸的掩模底部；掩模臺(tái)階部設(shè)置在該掩模凹部內(nèi)，且設(shè)置在比掩模底部高的位置，并具有包圍掩模底部的外側(cè)的掩模臺(tái)階部上表面；該掩模凸部從該掩模底部突出出來，由隨著向中心軸的接近，膜厚連續(xù)變厚的曲面形成；形成第2抗蝕劑圖形的工序可以是形成覆蓋比掩模臺(tái)階部上表面靠內(nèi)的內(nèi)側(cè)的圖形的工序，除去基板的一部分區(qū)域的工序可以是^^用第2抗蝕劑圖形作為掩模來除去掩模臺(tái)階部上表面外的一部分區(qū)域的工序。另外，在上述的制造方法中，形成第2抗蝕劑圖形的工序是進(jìn)行包括使用光掩模的啄光處理的圖形化的工序，在該光掩模的多個(gè)掩模單元中，設(shè)定了透光區(qū)域和遮光區(qū)域雙方的各個(gè)掩模單元，被在配置成格子狀的多個(gè)掩模單元的列方向畫出的假想平分線平分，在假想平分線的一側(cè)設(shè)定透光區(qū)域，在另一側(cè)設(shè)定遮光區(qū)域，關(guān)于各個(gè)掩模單元，透光區(qū)域設(shè)定在假想平分線的同一側(cè)。另外，優(yōu)選以在透鏡的形成工序中基板與第l抗蝕劑圖形的蝕刻選擇比為2.0作為前提來進(jìn)行第l抗蝕劑圖形的形成工序。另外，根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造的微透鏡具有下述的結(jié)構(gòu)。即，微透鏡具有具有凹部的容器狀的框體部；和透鏡主體，其高度的最高點(diǎn)位于比框體部的高度低的位置，并且設(shè)置成與上述框體部一體地收容在凹部內(nèi)。根據(jù)這樣的結(jié)構(gòu)，可從非常廣的范圍聚光。另外，此時(shí)，從框體部的內(nèi)側(cè)壁端緣到透鏡主體的周端的距離、框體部的高度、框體部的寬度之比，最好在l:1:l至l:2:2的范圍內(nèi)。根據(jù)本發(fā)明的其他微透鏡的結(jié)構(gòu)例，具有具有凹部的容器狀的框體部；和透鏡主體，其高度的最高點(diǎn)位于比框體部的高度高的位置，并且與框體部一體地設(shè)置于凹部。在上述的微透鏡的結(jié)構(gòu)例中，最好采用框體部和透鏡主體是以硅作為材料的硅微透鏡。另外，根據(jù)適用于本發(fā)明的透鏡制造方法的光掩模的結(jié)構(gòu)例，其是用于形成膜厚不一樣的抗蝕劑圖形的膝光用光掩模，具有透明的掩?；濉⒑途o密相接地排列于該掩?；宓亩鄠€(gè)正方形掩模單元，掩模單元的一邊的長度設(shè)定得比光學(xué)系統(tǒng)的分辨極限的長度短，該光學(xué)系統(tǒng)是使用光掩模的曝光裝置的光學(xué)系統(tǒng)；掩模單元具有透光區(qū)域、和由設(shè)在掩?；迳系恼诠饽ば纬傻恼诠鈪^(qū)域中的任意一方或雙方，掩模單元的透射光的光強(qiáng)度是歸一化光強(qiáng)度，對(duì)于多個(gè)掩模單元的透射光的光強(qiáng)度，使具有第l半徑Rl的第1圓的中心C處的掩模單元的光強(qiáng)度為第l光強(qiáng)度L(其中，0〈1^1),使第1圓與和該第1圓同心的具有第2半徑R2(其中，RKR2)的第2圓之間的圓環(huán)區(qū)域中的所有掩模單元的光強(qiáng)度為第2光強(qiáng)度12，使比第2圓靠外側(cè)的區(qū)域中的所有掩模單元的光強(qiáng)度為第3光強(qiáng)度13(其中，I"12和l3的關(guān)系是0Sl3〈Ip且0Sl2〈lJ。在該光掩模中，在從第1圓的中心C到第2圓為止的第l半徑上依次排列的掩模單元的光強(qiáng)度，分別設(shè)定為第1光強(qiáng)度^到第2光強(qiáng)度12之間的彼此離散的值，并且是隨著向第2圓的接近，前后掩模單元之間的光強(qiáng)度的變化量增大的值。在該光掩模中，Ip12和l3的關(guān)系可以是0^3〈1^12〈1。另外，I"12和l3的關(guān)系可以是(XIfl3〈12〈1。并且，Ip12和l3的關(guān)系可以是(^13〈1^12〈1。根據(jù)本發(fā)明的微透鏡的制造方法，通過使用新型結(jié)構(gòu)的光掩模，可通過l次蝕刻工序形成微透鏡的透鏡主體，而且，在形成微透鏡后，能夠在不損害微透鏡的光學(xué)特性的情況下，把所形成的微透鏡的外側(cè)(框體部)的形狀形成為任意的形狀。圖1(A)是從上表面?zhèn)扔^察本例的微透鏡的俯視圖，(B)是表示沿著(A)中的I-I，所示的點(diǎn)劃線切斷的切斷端面的示意圖。圖2(A)、(B)和(C)是切斷了在微透鏡的制造過程中的構(gòu)造體的切斷端面的概略圖。圖3(A)和(B)是接著圖2(C)的圖。圖4(A)和(B)是接著圖3(B)的圖。圖5(A)是從上表面?zhèn)扔^察本例的微透鏡的俯視圖，(B)是表示沿著(A)中的I-I，所示的點(diǎn)劃線切斷的切斷端面的示意圖。圖6(A)、(B)和(C)是表示切斷了微透鏡的制造過程中的構(gòu)造體的切口的切斷端面的概略圖。圖7(A)和(B)是接著圖6(C)的圖。圖8(A)和(B)是接著圖7(B)的圖。圖9(A)、(B)和(C)是用于說明光掩模的示意圖。圖10是表示透光區(qū)域的寬度與殘留的抗蝕劑圖形的膜厚的關(guān)系的曲線圖。圖11(A)是從上表面?zhèn)扔^察作為曝光對(duì)象的抗蝕劑層的俯視圖，(B)是表示啄光區(qū)域中的光強(qiáng)度的曲線圖，(C)是所形成的抗蝕劑圖形的示意圖。圖中10-透鏡；12-框體部；12a-底部；12b-周壁部；12c-底面；13-凹部；14、21B-透鏡平坦底部；16、21C-透鏡主體；20—基板(SOI基板)；20a-第1面；20b-第2面；20X-透鏡形成區(qū)域；21-第l硅層；21A-平坦部；21D-臺(tái)階部；21Da-臺(tái)階部表面；22-BOX層；23-第2硅層；24-第1抗蝕劑圖形；24X—第1抗蝕劑層；24A-掩模面；24B-掩模底面；24BX-掩模底面形成區(qū)域；24C-掩模凸部；24CX-掩模凸部形成區(qū)域；24D-掩模臺(tái)階部；24Da-掩模臺(tái)階部上表面；25-凹部；26-第2抗蝕劑圖形；26X-第2抗蝕劑層；110-光掩模；112-掩?；鶞?zhǔn)點(diǎn)；120-掩?；?；130-遮光膜；140-掩模單元；142、152-遮光區(qū)域；144、154-透光區(qū)域；146-假想格子狀線；148-假想平分線；160-基底層；170-抗蝕劑層；172-抗蝕劑基準(zhǔn)點(diǎn)。具體實(shí)施方式下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，在附圖中，僅以能夠理解本發(fā)明的程度概略表示各個(gè)構(gòu)成部分的形狀、大小以及配置關(guān)系，這些并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的特別的限定。另外，在以下的說明中，有時(shí)使用特定的材料、條件以及數(shù)值條件等，但這些只是優(yōu)選例之一，因此，本發(fā)明不受它們的任何限定。另外，本發(fā)明的微型光學(xué)元件的制造方法中的各個(gè)制造工序，除了光掩模之外，原則上可使用以往公知的材料和制造裝置來實(shí)施。因此，有時(shí)省略對(duì)各個(gè)制造工序中的材料、條件等的詳細(xì)說明。(第1實(shí)施方式)1.微透鏡參照?qǐng)D1，對(duì)本發(fā)明的微透鏡(以下也簡稱透鏡)的結(jié)構(gòu)例進(jìn)行說明。圖1(A)是從上表面?zhèn)扔^察本例的微透鏡的俯視圖，圖1(B)是表示沿著圖1(A)中的I-I，所示的通過透鏡中心的點(diǎn)劃線切斷的切斷端面的示意圖。圖1(A)和(B)所示的結(jié)構(gòu)例中，透鏡10具有容器狀的框體部12、和透鏡主體16。該框體部12具有盤子狀的容器狀形態(tài)，從上表面或底面?zhèn)扔^察到的外側(cè)輪廓是以中心軸C為中心的具有直徑W3的正圓形，從側(cè)面?zhèn)扔^察到的輪廓是長方形。該框體部12具有均勻厚度的圓盤狀底部12a、和從該底部12a的周緣相對(duì)于底部12a直立并一體形成的周壁部12b。把該底部12a的直徑設(shè)為w2。該周壁部12b的厚度和高度是均勻的，把從周壁部12b的底面起的高度設(shè)為h3，以及把周壁部12b的厚度i殳為w5。因此，透鏡10的外徑w3相當(dāng)于底部12a的直徑w2與周壁部12b的厚度的2倍、即2xw5之和。面向由底部12a和周壁部12b的底面構(gòu)成的框體部12的外側(cè)的底面，即下表面12c是平坦面。與框體部12的下表面相對(duì)的上表面也形成為平坦面，由框體部12的上表面形成由底部12a和周壁部12b包圍形成的凹部13的底。根據(jù)該透鏡10的結(jié)構(gòu)例，在框體部12的底部12a的上表面形成有高度為hl的凸部16a,該凸部16a的從上側(cè)觀察到的平面形狀是以中心軸C為中心的直徑為wl的圓形，由該凸部16a和該凸部16a正下方的底部12a的區(qū)域部分16b構(gòu)成透鏡主體16。因此，該透鏡主體16具有把凸部16a的表面作為第1面，把區(qū)域部分16b的平坦的下表面作為第2面的平凸透鏡的形態(tài)。例如，可以^^吏凸部16a的凸面為球面的一部分。通過在底部12a的上表面形成凸部16a，使得留在凸部16a周圍的上表面區(qū)域的平面形狀成為圓環(huán)狀，其外徑為w2、內(nèi)徑為wl、寬度為w4。這樣，透鏡10形成有由框體部12的周壁部12b和底部12a的一部分以及凸部16a包圍的凹部13。透鏡主體16，從其上表面觀察到的形狀如圖1(A)所示，為具有直徑w3的圓形，并且該圓形與框體部12和凹部13共有中心軸C。另外，如圖1(B)所示，如果對(duì)通過中心軸C的剖面內(nèi)進(jìn)行觀察，則透鏡主體16的凸部16a的厚度連續(xù)變化，即表面為圓弧狀。換言之，在該結(jié)構(gòu)例中，凸部16a具有球面的一部分從底部12a的平坦的上表面14突出出來的形態(tài)。在本例中，凸部16a的厚度，即以平坦的上表面14為基準(zhǔn)的高度hi最大時(shí)的位置與中心軸C一致。該高度hl比以框體部12的平坦的底部14為基準(zhǔn)的高度h2低。在本發(fā)明的微透鏡10中，考慮到框體部12的強(qiáng)度和還要形成反射防止膜等，希望把從框體部12的周壁部12b的內(nèi)側(cè)壁端緣到凸部16a的周端的距離、即寬度w4、框體部12的高度h2、框體部的寬度之比，也就是w4:h2:w5i殳在1:1:l到l:2:2的范圍內(nèi)。關(guān)于本發(fā)明的微透鏡IO的設(shè)想尺寸，例如可以是，透鏡直徑、即寬度wl為250jim左右，透鏡主體16的高度hl為7.1jmi左右，并且此時(shí)的曲率半徑為1100nm左右。另外，框體部12的高度h2為lOfim左右，框體部12的寬度為8jim左右。并且，寬度w4為10pm左右。這樣，由于透鏡主體16的高度hl比框體部12的高度h2低，即透鏡主體16的凸部16a被收納在凹部13內(nèi)，所以，即4吏在加工或4吏用透鏡10時(shí)，也可有效地防止透鏡主體16受到損傷。2.微透鏡的制造方法下面，參照附圖，對(duì)本發(fā)明的微透鏡的制造方法進(jìn)行說明。這里，舉例說明使用硅基板的硅微透鏡的制造方法。圖2(A)、(B)和(C)是表示切斷了在微透鏡的制造過程中得到的構(gòu)造體的切口的示意圖。圖3(A)和(B)是接著圖2(C)的圖。圖4(A)和(B)是接著圖3(B)的圖。首先，如圖2(A)所示，準(zhǔn)備平行平板狀基板20?；?0具有第1面20a、和與該第1面(也簡稱為表面)20a相對(duì)的第2面(也簡稱為背面)20b。在該第1面20a上預(yù)先i殳有透鏡形成區(qū)域20X。作為該基板20，優(yōu)選使用從上到下按順序?qū)盈B了第1硅層21、BOX層22和第2硅層23的SOI(SiliconOnInsulator)基板。具體是，可以使用例如直徑6英寸(約15.24cm)、透鏡加工部分、即最上部的第1硅層21的厚度為100nm左右的SOI基板。適用于本發(fā)明的基板20不限于珪基板，也可以使用例如玻璃基板、鍺基板、InP基板等各種類型的基板。如圖2(B)所示，在基板20的第1面20a上，在本例中涂敷正型抗蝕劑材料，形成第1抗蝕劑層24X。作為適用的抗蝕劑材料的例子，可列舉出林式會(huì)社JSR制的Ix410(以下簡稱為抗蝕劑材料A)。該第1抗蝕劑層24X的形成，可以采用以往公知的使用旋涂器的旋轉(zhuǎn)涂敷方法來進(jìn)行。該第1抗蝕劑層24X的膜厚，可以在例如3.5jim到4jim左右的范圍內(nèi)。然后，對(duì)形成了第1抗蝕劑層24X的基板20進(jìn)行預(yù)烘干處理。該預(yù)烘干處理最好在與所選擇的抗蝕劑材料對(duì)應(yīng)的條件下進(jìn)行。在使用抗蝕劑材料A的情況下，理想的是進(jìn)行例如氣氛溫度為90。C的60秒的預(yù)烘干處理。然后，進(jìn)行光刻工序的啄光處理。在曝光處理中使用特殊的光掩模。即，在該啄光處理之后的蝕刻工序中，需要用于在第1硅層21上殘留形成透鏡10的特殊形態(tài)的抗蝕劑圖形。為了形成該特殊形態(tài)的抗蝕劑圖形，需要與其對(duì)應(yīng)的新型光掩模。關(guān)于所使用的該新型光掩模的具體結(jié)構(gòu)，將在后面說明。該曝光處理可以使用以往公知的i線步進(jìn)機(jī)進(jìn)行。作為適用的i線步進(jìn)機(jī)的例子，可列舉出林式會(huì)社尼康制的NSR-2205illD(商品名)(以下簡稱i線步進(jìn)機(jī)A)。在使用i線步進(jìn)機(jī)A進(jìn)行曝光處理的情況下，理想的是例如進(jìn)行280毫秒的曝光處理。然后，進(jìn)行膝光后烘干處理。在上述方式中，理想的是進(jìn)行例如氣氛溫度110'C、IOO秒的膝光后烘干處理。通過采用該光掩模，即使特別是多級(jí)臺(tái)階，或由這些多級(jí)臺(tái)階近似的曲面這樣的復(fù)雜形狀，也能夠形成精度非常高的抗蝕劑圖形形狀。然后，使用顯影液進(jìn)行顯影處理。該顯影液可以使用適合于所選擇的抗蝕劑材料的任意顯影液。在以上說明的使用了抗蝕劑材料A的情況下，可以使用例如作為堿性顯影液的東京應(yīng)化工業(yè)林式會(huì)社制的NMD-3(商品名)，進(jìn)行卯秒鐘的顯影處理。然后，在適合所選擇的材料的任意條件下進(jìn)行顯影后烘干處理。在使用了抗蝕劑材料A的情況下，理想的是通過進(jìn)行例如氣氛溫度120°C、100秒的顯影后烘干處理，獲得圖2(C)所示的第1抗蝕劑圖形24。第l抗蝕劑圖形24形成為具有從作為露出面的平坦的掩模面24A凹狀地凹陷的掩模凹部25的圖形。形成該掩模凹部25的第l抗蝕劑圖形24的凹凸形狀，與利用圖1(A)和(B)說明的透鏡IO的表面的凹凸形狀對(duì)應(yīng)。掩模凹部25在第l抗蝕劑圖形24的厚度內(nèi)，具有作為平坦面的凹部的底面24B。如同球面的一部分突出出來那樣的球缺狀的掩模凸部24C從該凹部的底面24B突出出來，沿抗蝕劑膜厚隨著向中心軸C的接近而連續(xù)地增厚的方向變化。凹部的底面24B包圍掩模凸部24C的外周圍，具有從上側(cè)觀察時(shí)呈圓環(huán)狀的形狀。從上側(cè)觀察到的掩模凸部24C的平面形狀為以中心軸C為中心點(diǎn)的圓形。掩模凸部24C的通過中心軸C的部分成為高度的最高點(diǎn)，即厚度的最厚的部分。關(guān)于掩模凸部24C的直徑、高度、曲率半徑，可考慮例如最終要形成的透鏡形狀，透鏡形成時(shí)的蝕刻選擇比等條件，選擇任意合適的值。這樣，通過使用后述的光掩模，對(duì)抗蝕劑層實(shí)施光刻工序，將形成具有部位不同而距抗蝕劑層表面的深度不同的圖形面的抗蝕劑圖形24。把該第1抗蝕劑圖形24作為蝕刻掩模使用，按照常規(guī)的方法，對(duì)第1硅層21進(jìn)行圖形化。如圖3(A)所示，在圖形化工序中，第l抗蝕劑圖形24在自身被削除的同時(shí)，把其形狀轉(zhuǎn)印到第1硅層21上。邊通過從與基板面垂直的方向進(jìn)行的各向異性蝕刻來蝕刻除去第1抗蝕劑圖形24，邊進(jìn)行該圖形化工序。隨著蝕刻的進(jìn)展，第l抗蝕劑圖形24的輪廓形狀平行移動(dòng)，第1抗蝕劑圖形24的一部分消失而依次露出的第l硅層21露出的區(qū)域依次被削除，而被圖形化。即，隨著蝕刻的進(jìn)展，首先，第1抗蝕劑圖形24的凹部的底面24B消失，在所露出的第l硅層21的區(qū)域上開始蝕刻。然后，掩模凸部24C從其周邊逐漸被蝕刻到頂點(diǎn)而消失，由此，按照露出順序，進(jìn)行對(duì)依次露出的第1硅層21的區(qū)域的蝕刻。這樣，蝕刻區(qū)域從掩模凸部24C的端緣側(cè)朝向中心軸C上的最高點(diǎn)徐徐擴(kuò)展。該蝕刻在掩模凸部24C被蝕刻完的同時(shí)，即、在掩模凸部24C的形狀被轉(zhuǎn)印到第1硅層21，而完成了從平坦的底面21B突出出來的透鏡主體21C的時(shí)刻停止。由此，殘留了位于掩模平坦部24A正下方的第l硅層21的一部分(以下，把第l硅層21的該一部分區(qū)域稱為殘留部)。通過該蝕刻工序，在第1硅層21上圖形化形成的圖形的表面輪廓形狀與第1抗蝕劑圖形24的圖形表面輪廓形狀相對(duì)應(yīng)。通過該蝕刻工序，透鏡主體21C的最大厚度，即、以平坦底面21B為基準(zhǔn)的最大高度hl，比從平坦底面21B到殘留部表面的高度h2低。因此，透鏡主體21C被完全收納在由平坦底面21B和殘留部所形成的凹部內(nèi)。由此，在以下的工序中，包圍透鏡主體21C(16)的殘留部所形成的凹部的側(cè)壁，可有效地保護(hù)該透鏡主體21C(16)。該圖形化工序可以使用例如具有RF(高頻)電源的以往公知的蝕刻裝置來進(jìn)行。此時(shí)，作為蝕刻劑，理想的是^^用SF6氣體和02氣的混合氣體。理想的是以第1硅層21與第l抗蝕劑圖形24的蝕刻選擇比為例如2.0作為前提來設(shè)定條件，以該條件進(jìn)行該掩模凸部24C的形成以及第l抗蝕劑圖形24的蝕刻。通過以上的工序，第1抗蝕劑圖形24的圖形形狀被轉(zhuǎn)印到第l硅層，而在透鏡形成區(qū)域20X內(nèi)完成作為微透鏡的具有光學(xué)功能的透鏡主體16(21C)。接下來，進(jìn)行用于切制成微透鏡的光刻工序和蝕刻工序，即圖形化工序。如圖3(B)所示，在露出面的整個(gè)面上涂敷正型抗蝕劑材料，理想的是例如以上說明的抗蝕材料A，形成第2抗蝕劑層26X?？梢酝ㄟ^使用以往公知的旋涂器旋轉(zhuǎn)涂敷所選擇的抗蝕劑材料的工序，來進(jìn)行該第2抗蝕劑層26X的形成。關(guān)于該第2抗蝕劑層26X的膜厚，可以取例如4jim左右。由于以平坦底部21B為基準(zhǔn)的最大高度hl比從平坦底部21B到殘留部表面的高度h2低，所以，特別是在透鏡主體21C的正上方，可以使該第2抗蝕劑層26X的膜厚比以往厚。接下來，與已說明的圖形化工序一樣，在適合所選擇的抗蝕劑材料的任意條件下，依次進(jìn)行預(yù)烘干處理、曝光處理、曝光后烘干處理、顯影處理、顯影后烘干處理。如圖4(A)所示，通過以上的工序，形成了覆蓋透鏡形成區(qū)域20X的第2抗蝕劑圖形26，該透鏡形成區(qū)域20X包括形成在抗蝕劑層上的凹部25。然后，使用該第2抗蝕劑圖形26作為掩模，按照通常的方法，蝕刻第1硅層21,形成圖形。即，除去透鏡形成區(qū)域20X以外的第l硅層21的一部分區(qū)域。該蝕刻在透鏡形成區(qū)域20X外一直進(jìn)行到露出BOX層22為止。該蝕刻理想的是采用例如ICP(InductivelyCoupledPlasma:感應(yīng)耦合等離子體)方式的ICPBosch法來進(jìn)行。例如，可以使用C4Fs進(jìn)行側(cè)壁保護(hù)工序，進(jìn)而使用SF6作為蝕刻劑來進(jìn)行蝕刻。地反復(fù)進(jìn)行側(cè)壁保護(hù)工序和蝕刻，可實(shí)現(xiàn)到達(dá)更深深度的圖形化。此時(shí)，第2抗蝕劑圖形26由于特別是在透鏡主體21的正上方，其膜厚形成得更厚，所以一直到透鏡形成區(qū)域20X外的蝕刻結(jié)束為止，都不會(huì)被削除完。因此，可有效地防止因該蝕刻工序而對(duì)所形成的透鏡主體21C造成損傷。在蝕刻結(jié)束后，除去第2抗蝕劑圖形26。并且把完成的微透鏡10從BOX層22上剝離下來。如圖4(B)所示，通過以上的工序，完成了具有以上說明的結(jié)構(gòu)的硅微透鏡。另外，作為抗蝕劑材料，雖然說明了使用正型抗蝕劑材料的例子，但也可以使用負(fù)型抗蝕劑材料。另外，說明了形成凸?fàn)钔哥R的示例，但也可以形成凹狀透鏡。在上述的第2抗蝕劑圖形26的形成工序中，如果使從第2抗蝕劑圖形26露出的范圍從凹部25的端緣擴(kuò)大到外側(cè)，即、只覆蓋凹部25的正上方，則可制造沒有框體部12的微透鏡。根據(jù)本發(fā)明的微透鏡的制造方法，可形成在比框體部的表面低的位置存在透鏡部的高度的最高點(diǎn)，即厚度成為最大的點(diǎn)的透鏡主體。因此，由于可確保形成在凹部正上方的外形形成用的抗蝕劑掩模的膜厚比以往厚，所以，可不損害其光學(xué)特性地制造微透鏡。即，可在不損害微透鏡的光學(xué)特性的情況下形成任意形狀的框體部。(第2實(shí)施方式)1.微透鏡本例的微透鏡10的特征是，框體部12的高度h2比透鏡主體16的高度hl低。圖5(A)是從上表面?zhèn)扔^察本例的微透鏡的俯視圖，圖5(B)是表示沿著(A)的I-I，所示的通過透鏡中心的點(diǎn)劃線切斷的切斷端面的示意圖。如圖5(A)和(B)所示，透鏡10具有容器狀的框體部12和透鏡主體16。本例的框體部12為盤狀容器的形態(tài)，從上表面和底面?zhèn)?，見察的外?cè)輪廓呈以中心軸C為中心的具有直徑w3的正圓形狀，從側(cè)面?zhèn)扔^察的輪廓是長方形?？蝮w部12具有均勻厚度的圓盤狀的底部12a、和從該底部12a的周緣相對(duì)于底部12a直立并一體形成的周壁部12b。該底部12a的直徑為w2。該周壁部12b的厚度和高度是均勻的，從周壁部12b的底面起的高度為h3，以及周壁部12b的厚度為w5。面向由底部12a和周壁部12b的下表面構(gòu)成的框體部12的外側(cè)的底面，即下表面12c是平坦面。與框體部12的下表面相對(duì)的上表面也形成為平坦面，由框體部12的上表面形成由底部12a和周壁部12b包圍形成的凹部13的底。根據(jù)該透鏡10的結(jié)構(gòu)例，在框體部12的底部12a的上表面形成有高度為hl的凸部16a，該凸部16a的從上側(cè)觀察到的平面形狀是以中心軸C為中心的直徑為wl的圓形，由該凸部16a和該凸部16a正下方的底部12a的區(qū)域部分16b構(gòu)成透鏡主體16。因此，該透鏡主體16具有把凸部16a的表面作為第1面，把區(qū)域部分16b的平坦的下表面作為第2面的平凸透鏡的形態(tài)。通過在底部12a的上表面形成凸部16a，使得殘留在凸部16a周圍的上表面區(qū)域的平面形狀成為圓環(huán)狀，其外徑為w2、內(nèi)徑為wl、寬度為w4。這樣，透鏡10形成有由框體部12的周壁部12b和底部12a的一部分以及凸部16a包圍的凹部13。對(duì)于透鏡主體16，從上面觀察到的形狀如圖5(A)所示，為具有直徑w3的圓形，該圓形與框體部12和凹部13共有中心軸C。另外，如圖5(B)所示，如果對(duì)通過中心軸C的剖面進(jìn)行，見察，則透鏡主體16的凸部16a的厚度連續(xù)變化，即表面成為圓弧狀。換言之，在該結(jié)構(gòu)例中，凸部16a具有球面的一部分從底部12a的平坦的上表面14突出出來的形態(tài)。在該例中，凸部16a的厚度，即以平坦的上表面14為基準(zhǔn)的高度hl成為最大時(shí)的位置與中心軸C一致。在本例中，高度hl比以框體部12的平坦底部14為基準(zhǔn)的高度h2高。即，透鏡主體16從框體部12突出出來。這樣，由于本例的透鏡主體16的高度hl比框體部12的高度h2高，所以透鏡10能夠從非常廣的角度聚光。2.微透鏡的制造方法下面，參照附圖對(duì)本發(fā)明的微透鏡的制造方法進(jìn)行說明。另外，由于除了第l抗蝕劑圖形的形狀、以及與其相關(guān)的形狀變化以外，各個(gè)工序的實(shí)施條件等與第1實(shí)施方式相同，所以，除了特別需要進(jìn)行說明的情況以外，有時(shí)省略其詳細(xì)的說明。圖6(A)、(B)和(C)是表示切斷了在微透鏡的制造過程中得到的構(gòu)造體的切口的概略圖。圖7(A)和(B)是接著圖6(C)的圖。圖8(A)和(B)是接著圖7(B)的圖。首先，如圖6(A)所示，準(zhǔn)備基板20?；?0具有第l面20a、和與該第1面20a相對(duì)的第2面20b。在該第1面20a上預(yù)先設(shè)定了透鏡形成區(qū)域20X。如圖6(B)所示，在基板20的第l面20a上，在本例中涂敷正型抗蝕劑材料，形成第1抗蝕劑層24X。對(duì)于該第1抗蝕劑層24X的形成，可以采用以往公知的使用旋涂器的旋轉(zhuǎn)涂敷方法來進(jìn)行。然后，對(duì)形成了第1抗蝕劑層24X的基板20進(jìn)行預(yù)烘干處理。該預(yù)烘干處理可以在與所選擇的抗蝕劑材料對(duì)應(yīng)的條件下進(jìn)行。然后，進(jìn)行膝光處理。該瀑光處理可以使用以往公知的i線步進(jìn)機(jī)進(jìn)行。然后，進(jìn)行啄光后烘干處理。關(guān)于在該曝光處理中使用的光掩模的具體結(jié)構(gòu)，將在后面說明。通過采用該光掩模，即使，特別是多級(jí)臺(tái)階，或由這些多級(jí)臺(tái)階近似的曲面這樣的復(fù)雜形狀，也能夠形成精度非常高的抗蝕劑圖形形狀。然后，使用顯影液進(jìn)行顯影處理。該顯影液可以使用適合于所選擇的抗蝕材料的任意顯影液。然后，在適合于所選擇的材料的任意條件下進(jìn)行顯影后烘干處理。通過進(jìn)行該顯影后烘干處理，如圖7(A)所示，獲得第1抗蝕劑圖形24。第1抗蝕劑圖形24形成為具有掩模凹部25的圖形，該掩模凹部25從作為露出面的平坦的掩模面24A凹狀地凹陷。掩模凹部25在第l抗蝕劑圖形24的厚度內(nèi)，具有作為平坦面的掩模底部24B。另外，本例的第l抗蝕劑圖形24在掩模凹部25內(nèi)、且在比掩模底部24B高的位置具有掩模臺(tái)階部24D。掩模臺(tái)階部24D具有作為與掩模底部24B平行的平坦面的掩模臺(tái)階部上表面24Da。掩模臺(tái)階部上表面24Da包圍掩模底部24B的外側(cè)，具有從上側(cè)觀察到的輪廓為圓形的圓環(huán)狀形狀。形成該掩模凹部25的第1抗蝕劑圖形24的凹凸形狀與利用圖1(A)和(B)說明的透鏡10的表面的凹凸形狀相對(duì)應(yīng)。掩模凹部25在第1抗蝕劑圖形24的厚度內(nèi)具有作為平坦面的凹部的底面24B。如球面的一部分突出出來那樣的球缺狀形態(tài)的掩模凸部24C從該凹部的底面24B突出出來，沿抗蝕劑的膜厚隨著向中心軸C的接近而連續(xù)地變厚的方向變化。凹部的底面24B包圍掩模凸部24C的外周圍，具有從上側(cè)觀察時(shí)呈圓環(huán)狀的形狀。從上側(cè)觀察到的掩模凸部24C的平面形狀，為以中心軸C為中心點(diǎn)的圓形。掩模凸部24C的通過中心軸C的部分成為高度的最高點(diǎn)，即厚度最厚的部分。關(guān)于掩模凸部24C的直徑、高度、曲率半徑，可考慮例如最終形成的透鏡形狀、透鏡形成時(shí)的蝕刻選擇比等條件，選擇任意合適的值。這樣，通過使用后述的光掩模，對(duì)抗蝕劑層進(jìn)行光刻工序，將形成具有部位不同而距抗蝕劑層表面的深度不同的圖形面的抗蝕劑圖形24。然后，把該第1抗蝕劑圖形24作為掩模使用，按照常規(guī)的方法，進(jìn)行第l硅層21的圖形化工序。如圖7(A)所示，在圖形化工序中，第l抗蝕劑圖形24在自身被削除的同時(shí)，把其形狀轉(zhuǎn)印到第1硅層21上。邊通過從與基板面垂直的方向進(jìn)行的各向異性蝕刻，蝕刻除去第1抗蝕劑圖形24，邊進(jìn)行該圖形化工序。隨著蝕刻的進(jìn)展，第l抗蝕劑圖形24的輪廓形狀平行移動(dòng)，第1抗蝕劑圖形24的一部分消失，依次露出的第1硅層21露出的區(qū)域被依次除掉，而進(jìn)行圖形化。該蝕刻在掩模凸部24C被蝕刻完的同時(shí)，即在掩模凸部24C的形狀被轉(zhuǎn)印到第1硅層21，完成了從平坦的底面21B突出出來的透鏡主體21C的時(shí)刻停止。由此，殘留了位于掩模平坦部24A正下方的第1硅層21的一部分(殘留部)。通過該蝕刻工序，在第1硅層21上圖形化形成的圖形的表面的輪廓形狀與第1抗蝕劑圖形24的圖形表面的輪廓形狀相對(duì)應(yīng)。另外，在包含凸部21C的透鏡形成區(qū)域20X內(nèi)，形成了位于殘留部與平坦底部21B之間的具有臺(tái)階部表面21Da的臺(tái)階部21D。此時(shí)，臺(tái)階部21D的高度h2，即從平坦底部21B到臺(tái)階部表面21Da的高度比凸部21C的高度hl低。通過該蝕刻工序，透鏡主體21C的最大厚度，即以平坦底面21B為基準(zhǔn)的最大高度hl，比從平坦底面21B到殘留部表面的高度h2，低。因此，透鏡主體21C被收納在由平坦底面21B和殘留部所形成的凹部內(nèi)。由此，在以下的工序中，也可利用包圍透鏡主體21C的殘留部所形成的凹部側(cè)壁，有效地保護(hù)該透鏡主體21C(16)。該圖形化工序可以使用例如具有RF(高頻)電源的以往公知的蝕刻裝置來進(jìn)行。通過以上的工序，第1抗蝕劑圖形24的圖形形狀被轉(zhuǎn)印到第l硅層21上，在透鏡形成區(qū)域20X內(nèi)，完成作為微透鏡的具備光學(xué)功能的透鏡主體16(21C)。然后進(jìn)行用于切制成微透鏡的光刻工序和蝕刻工序，即圖形化工序。如圖7(B)所示，通過在露出面的整個(gè)面上涂敷正型抗蝕劑材料，形成第2抗蝕劑層26X。關(guān)于該第2抗蝕劑層26X的形成，可以進(jìn)行使用以往公知的旋涂器旋轉(zhuǎn)涂敷所選擇的抗蝕劑材料的工序。關(guān)于該第2抗蝕劑層26X,由于以平坦底部21B為基準(zhǔn)的最大高度hl比從平坦底部21B到殘留部表面的高度h2，低，所以，特別是在透鏡主體21C的正上方，可以使膜厚比以往厚。接下來，與上述說明的圖形化工序同樣地，在適合所選擇的抗蝕劑材料的任意條件下，依次進(jìn)行預(yù)烘干處理、曝光處理、曝光后烘干處理、顯影處理、顯影后烘干處理。如圖8(A)所示，通過以上的工序，在本例中，形成了第2抗蝕劑圖形26，該第2抗蝕劑圖形26覆蓋到包含凹部25的透鏡形成區(qū)域20X中的臺(tái)階部表面21Da的正上方，即露出比臺(tái)階部表面21Da靠外側(cè)的區(qū)域。然后，使用該第2抗蝕劑圖形26作為掩模，按照通常的方法，蝕刻第l硅層21，進(jìn)行圖形化。即，除去透鏡形成區(qū)域20X以外的第1硅層21的一部分區(qū)域。該蝕刻與以上說明的第1實(shí)施方式一樣，在透鏡形成區(qū)域20X外一直進(jìn)行到露出BOX層22為止。此時(shí)，對(duì)于第2抗蝕劑圖形26而言，由于特別是在透鏡主體21C的正上方，其膜厚形成得更厚，所以一直到臺(tái)階部表面21Da外的蝕刻結(jié)束為止，都不會(huì)發(fā)生被削除完的情況。因此，可有效地防止該蝕刻工序?qū)λ纬傻耐哥R主體21C造成損傷。如圖8(B)所示，在蝕刻結(jié)束后，除去第2抗蝕劑圖形26。并且把完成的微透鏡10從BOX層22上剝離下來。通過以上的工序，完成了本例的珪微透鏡。根據(jù)本發(fā)明的微透鏡的制造方法，在透鏡部的形成工序中，可形成在比側(cè)壁(框體部)的表面低的位置存在透鏡部的高度的最高點(diǎn)、即透鏡部的厚度最大的點(diǎn)的透鏡主體。因此，由于可確保形成在凹部正上方的外形形成用的抗蝕劑掩模的膜厚比以往更厚，所以，通過預(yù)先將側(cè)壁形成得具有階梯狀臺(tái)階，即使在框體部的高度小于微透鏡的最大高度的情況下，也可以不損害其光學(xué)特性地制造微透鏡。(光掩模)下面，對(duì)適用于本發(fā)明的微透鏡的制造方法的優(yōu)選光掩模的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。參照?qǐng)D9(A)、(B)和(C)，對(duì)光掩模的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明，該光掩模用于形成在第1和第2實(shí)施方式的透鏡制造方法中所說明的第1抗蝕劑圖形。圖9(A)、(B)和(C)是用于說明光掩模的示意圖。圖9(A)是從上方觀察光掩模的一部分的示意俯視圖。圖9(B)是表示沿著圖9(A)的A-A線處的面切斷的剖面的圖。圖9(C)是用于說明沿著圖(A)的A-A線的方向(X方向)的位置與透射光的光強(qiáng)度的關(guān)系的圖。圖9(C)中，橫軸表示X方向的位置，縱軸表示透射光的光強(qiáng)度。光掩模110在石英玻璃等透明掩?；?20上具有多個(gè)相同大小的正方形狀的掩模單元140。掩模單元140設(shè)定于在掩模基板120的一個(gè)主表面上所形成的多個(gè)單位掩模單元區(qū)域中。這些單位掩模單元區(qū)域被設(shè)定為彼此緊密相接。例如，單位掩模單元區(qū)域可以是由多個(gè)假想格子狀線146,在掩?；?20的一個(gè)主表面上通過進(jìn)行等間隔劃分而設(shè)定的區(qū)域，該多個(gè)假想格子狀線146是在彼此正交的X方向(或行方向)和Y方向(或列方向)畫出的直線。因此，在此情況下，這些單位掩模單元區(qū)域被排列成正交矩陣(行列)。在掩模單元140中，設(shè)定透光區(qū)域144和遮光區(qū)域142的任意一方或雙方。在掩模基板120上的遮光區(qū)域142中，例如通過蒸鍍鉻等設(shè)有遮光膜130。該掩模單元140是控制透過光掩模110的光強(qiáng)度的基本單位。在相同面積的掩模單元140的情況下，基于透光區(qū)域144對(duì)掩模單元140的面積比，提供透過掩模單元140的光強(qiáng)度。即，掩模單元140中的透光區(qū)域144的面積越大，透過掩模單元140的光強(qiáng)度越大(圖9(C))。這里，在多個(gè)掩模單元中的在列方向連續(xù)排列的掩模單元具有遮光區(qū)域的情況下，這些遮光區(qū)域在列方向依次連接，連續(xù)設(shè)置。另外，在多個(gè)掩模單元中的在行方向連續(xù)排列的掩模單元具有透光區(qū)域和遮光區(qū)域的情況下，這些遮光區(qū)域在行方向依次不連續(xù)設(shè)置。另外，圖9(A)表示設(shè)定了透光區(qū)域144和遮光區(qū)域142雙方的掩模單元140被Y方向的假想平分線148平分，在假想平分線148的一側(cè)(圖中假想平分線的右側(cè))設(shè)定透光區(qū)域144，在另一側(cè)(圖中假想平分線的左側(cè))設(shè)定遮光區(qū)域142的例子。另外，就各個(gè)掩模單元而言，最好把透光區(qū)域144設(shè)定在假想平分線148的同一側(cè)。以下，i兌明其理由。在所形成的抗蝕劑圖形的形狀是膜厚連續(xù)變化的曲面狀的情況下(例如以上說明的第l抗蝕劑圖形24的情況下)，在抗蝕劑圖形的膜厚變化平緩的區(qū)域，有時(shí)連續(xù)設(shè)定同一光強(qiáng)度的掩模單元140。對(duì)于各個(gè)掩模單元140，如果采用相對(duì)于假想平分線148把透光區(qū)域144設(shè)定在同一側(cè)的結(jié)構(gòu)，則對(duì)于在Y方向連續(xù)設(shè)置的相同光強(qiáng)度的掩模單元140，遮光區(qū)域構(gòu)成為一個(gè)矩形。對(duì)應(yīng)于構(gòu)成掩模圖形的矩形的數(shù)量的增減，生成掩模圖形所需的數(shù)據(jù)量也進(jìn)行增減。因此，如果把各個(gè)掩模單元140的遮光膜130—并形成為一個(gè)矩形，則可削減生成掩模圖形所需的數(shù)據(jù)量。其結(jié)果，可縮短制造光掩模所需的時(shí)間，并可降低成本。在圖9(A)和(B)中，表示了對(duì)所有掩模單元140設(shè)定了透光區(qū)域144和遮光區(qū)域142的示例，但不限于此例。即，光掩模110也可以具有只設(shè)定了透光區(qū)域144、即無遮光區(qū)域的掩模單元，或在掩模單元140中只設(shè)定了遮光區(qū)域142、即沒有透光區(qū)域的掩模單元。掩模單元140的一邊的長度(以下也稱為掩模節(jié)距)P被設(shè)定為比光學(xué)系統(tǒng)的分辨極限的長度短，該光學(xué)系統(tǒng)是使用該光掩模IIO的曝光裝置的光學(xué)系統(tǒng)。因此，在使用光掩模110對(duì)抗蝕劑層進(jìn)行了曝光處理的情況下，不能獲得能夠分辨光掩模的掩模圖形的對(duì)比度。當(dāng)在使用該光掩模110對(duì)抗蝕劑層進(jìn)行了曝光后，進(jìn)行顯影時(shí)，例如涂敷在基板上的抗蝕劑層在不從該基板分離開的情況下，成為膜厚連續(xù)變化的抗蝕劑圖形。在作為曝光裝置使用了例如波長X為365nm、縮小投影倍率為5倍的所謂i線步進(jìn)機(jī)的情況下，曝光光學(xué)系統(tǒng)的分辨性能依賴于投影透鏡的數(shù)值孔徑NA和相干因子cr。表1表示光學(xué)對(duì)比度M對(duì)節(jié)距(Pitch)、數(shù)值孔徑NA和相干因子C7的依賴性。這里，透光區(qū)域(空隙)44的寬度D、與遮光區(qū)域(線)42的寬度W之比為1:1。節(jié)距相當(dāng)于把掩模節(jié)距P投影到抗蝕劑層的上表面上的長度。在縮小投影倍率是5倍的情況下，該節(jié)距為掩模節(jié)距P的1/5。光學(xué)對(duì)比度M用M=(Imax-Imin)/(Imax+Imin)來表示。透過光掩模的光的光強(qiáng)度以正弦波形式變化，其1個(gè)周期內(nèi)的光強(qiáng)度的最大值為Imax，最小值為Imin。[表1<table>tableseeoriginaldocumentpage28</column></row><table>一般來講，曝光光學(xué)系統(tǒng)的分辨率與X/NA成比例。因此，波長越短，或者數(shù)值孔徑NA越大，光學(xué)對(duì)比度M為O的節(jié)距，即，不能獲得可分辨光掩模的掩模圖形的對(duì)比度的節(jié)距就越小。例如，在數(shù)值孔徑NA為0.5、相干因子o為0.5的情況下，如果抗蝕劑圖形的節(jié)距小于等于480nm(掩模節(jié)距P為2.4fim)，則投影在晶片上的透射光的光強(qiáng)度的光學(xué)對(duì)比度M將成為0。但是，光學(xué)對(duì)比度M不限于O，即使產(chǎn)生了微小的光學(xué)對(duì)比度M,只要光學(xué)對(duì)比度M對(duì)抗蝕劑圖形的影響在可容許的范圍內(nèi)，則也可以。例如，在數(shù)值孔徑NA為0.5、相干因子o為0.5的情況下，如果使節(jié)距為500nm，則光學(xué)對(duì)比度M為0.03,但此時(shí)的光學(xué)對(duì)比度M對(duì)抗蝕劑圖形的影響是在可容許的范圍內(nèi)。如上所述，掩模節(jié)距P的上限由曝光光學(xué)系統(tǒng)依照光學(xué)對(duì)比度M成為0時(shí)的大小來決定。另一方面，掩模節(jié)距P越短，水平方向的分辨率越高。但是，縮小可制造成光掩模的透光區(qū)域44的寬度D、和遮光區(qū)域42的寬度W,在技術(shù)上是困難的。因此，如果將透光區(qū)域44的寬度D和遮光區(qū)域42的寬度W的最小值固定，而縮短掩模單元140的一邊的長度P,則光強(qiáng)度的可變幅度減小。例如，在抗蝕劑圖形水平下的節(jié)距為480nm時(shí)，可使用的掩模制造技術(shù)的抗蝕劑圖形水平下的最小尺寸為150nm。另外，在以下的說明中，除了特殊說明的情況以外，作為尺寸，使用被換算為抗蝕劑圖形下的尺寸的尺寸。關(guān)于光掩模下的尺寸，只要對(duì)抗蝕劑圖形水平下的尺寸乘以縮小投影倍率即可，這里是乘以5倍。此時(shí)，空隙寬度、即換算成抗蝕劑圖形水平下的尺寸的透光區(qū)域的寬度，可i更定為150nm至330nm。另一方面，在節(jié)距為400nm時(shí)，可使用的掩模制造技術(shù)下的最小尺寸為150nm。此時(shí)可i更定的空隙寬度在150nm至250nm的范圍內(nèi)。在以lnm的刻度控制空隙寬度時(shí)的光的灰度等級(jí)數(shù)，在節(jié)距為480nm時(shí)為181，在節(jié)距為400nm時(shí)為101。節(jié)距小時(shí)，光的灰度等級(jí)數(shù)、即光強(qiáng)度的分辨率低。另外，單元內(nèi)的開口面積比，在節(jié)距為480nm時(shí)在31。/。至69。/。的范圍內(nèi)，在節(jié)距為400nm時(shí)在38。/。至63%的范圍內(nèi)。即，節(jié)距小時(shí)，光強(qiáng)度的可變幅度變窄。如果使用高精度的掩模制造技術(shù)，即，如果縮小掩模制造技術(shù)下的最小尺寸，則在保持同等的灰度等級(jí)的情況下，可縮短抗蝕劑圖形的節(jié)距。例如，如果設(shè)節(jié)距為300nm，抗蝕劑圖形下的最小尺寸為70nm,則可設(shè)定的空隙寬度為70nm至230nm,作為在以lnm的刻度進(jìn)行控制時(shí)的灰度等級(jí)數(shù)，可獲得161。但是，縮小最小尺寸會(huì)導(dǎo)致掩模成本的增加。因此，抗蝕劑圖形的節(jié)距需要考慮對(duì)象圖形、曝光光學(xué)系統(tǒng)、掩模制造技術(shù)下的最小尺寸、掩模成本來選擇最佳條件。在作為對(duì)象的抗蝕劑圖形的大小為幾十jim至幾百nm這樣充分大的情況下，最好使抗蝕劑圖形的節(jié)距為400nm至500nm。根據(jù)上述的抗蝕劑圖形形成用的光掩模，可針對(duì)每個(gè)掩模單元設(shè)定所透過的光強(qiáng)度。因此，在形成例如在第2實(shí)施方式中說明的那樣的具有臺(tái)階部的任意圖形形狀、或在與中心的距離相等的部位的抗蝕劑膜厚不相等的任意形狀時(shí)，容易獲得所需的光掩模。如果舉例說明在本發(fā)明的以上說明的尺寸的微透鏡的制造方法中，在形成抗蝕劑圖形時(shí)適合使用的光掩模的尺寸，則節(jié)距為400nm，最小空隙寬度、即透光區(qū)域的寬度為120nm，且最大空隙寬度為280nm。圖10用曲線表示使用上述的抗蝕劑圖形A，并使用該光掩模進(jìn)行瀑光、顯影時(shí)的l個(gè)節(jié)距的透光區(qū)域的寬度、與殘留的抗蝕劑圖形的膜厚的關(guān)系。透光區(qū)域的寬度越大，殘留的抗蝕劑圖形的膜厚越小。這樣，根據(jù)透光區(qū)域的寬度與殘留的抗蝕劑圖形的膜厚的關(guān)系，可以對(duì)光掩模110的掩模單元140進(jìn)行最佳化配置，從而可獲得規(guī)定的抗蝕劑圖形形狀。即，在本發(fā)明的微透鏡的制造工序中適合使用的光掩模IIO的掩模單元140的透射光的光強(qiáng)度可設(shè)定為歸一化光強(qiáng)度。歸一化光學(xué)強(qiáng)度是指，在透過了多個(gè)掩模單元中的任意一個(gè)掩模單元的光的強(qiáng)度最大時(shí)，把該最大光強(qiáng)度設(shè)為1所確定的透過其他掩模單元的光的強(qiáng)度值。因此，歸一化光強(qiáng)度取1和0之間的任意值，包括1和0。各個(gè)掩模單元分別被分配由設(shè)計(jì)決定的歸一化光強(qiáng)度。下面，參照?qǐng)Dll，對(duì)掩模單元的透射光的光強(qiáng)度進(jìn)行說明。圖11(A)是從上表面?zhèn)扔^察作為膝光對(duì)象的抗蝕劑層的俯視圖，圖11(B)是表示曝光區(qū)域中的光強(qiáng)度的曲線圖，圖11(C)是所形成的抗蝕劑圖形的示意圖。如圖11(A)和(B)所示，在形成本發(fā)明的把凸?fàn)钔哥R主體收納在框體部中這樣的方式的微透鏡時(shí)，對(duì)于多個(gè)掩模單元140的透射光的光強(qiáng)度，使第1半徑R1的第1圓、即掩模凸部形成區(qū)域24CX的中心C處的掩模單元140的光強(qiáng)度為第l光強(qiáng)度^(其中，0《卜1)，使第l圓與掩模底面形成區(qū)域24BX的第2圓之間的圓環(huán)區(qū)域中的所有掩模單元的光強(qiáng)度為第2光強(qiáng)度12，該第2圓與該第1圓同心，具有第2半徑R2(其中，RKR2)。并且，使比第2圓靠外側(cè)的區(qū)域中的所有掩模單元的光強(qiáng)度為第3光強(qiáng)度13(其中，I"12和13的關(guān)系是，0Sl3〈L、且0:^l2〈IJ,并且，把在從第1圓的中心O到上述第2圓為止的第l半徑上依次排列的掩模單元的光強(qiáng)度，分別設(shè)定為第l光強(qiáng)度^到第2光強(qiáng)度l2之間的彼此離散的值，并且是隨著向第2圓的接近，前后掩模單元之間的光強(qiáng)度的變化量增大的值。通過這樣設(shè)定，可形成圖11(C)所示的具有以上已說明的形狀的抗蝕劑圖形。另夕卜，在這種情況下，可以把曝光條件設(shè)定為數(shù)值孔徑NA為0.5，相干因子CF為0.5，且縮小投影倍率為5倍。在這樣的條件下，能夠形成包含凸部的第l抗蝕劑圖形(24)，該凸部具有以16灰度等級(jí)的臺(tái)階近似的曲面。權(quán)利要求1.一種微透鏡，其特征在于，具有具有凹部的框體部；和透鏡主體，設(shè)置在上述凹部內(nèi)，與上述框體部一體構(gòu)成，并且其高度的最高點(diǎn)位于比上述框體部的高度低的位置。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的微透鏡，其特征在于，從上述框體部的內(nèi)側(cè)壁端緣到上述透鏡主體的周端的距離、框體部的高度、框體部的寬度之比，在l:1:l至l:2:2的范圍內(nèi)。3.—種微透鏡，其特征在于，具有具有凹部的容器狀的框體部；和透鏡主體，設(shè)置在上述凹部內(nèi)，與上述框體部一體構(gòu)成，并且其高度的最高點(diǎn)位于比上述框體部的高度高的位置。4.根據(jù)權(quán)利要求1至3中任意一項(xiàng)所述的微透鏡，其特征在于，上述框體部和上述透鏡主體以硅為材料。5.—種微透鏡的制造方法，其特征在于，包括準(zhǔn)備具有設(shè)定了透鏡形成區(qū)域的第1面、和與該第1面相對(duì)的第2面的基板的工序；在上述基板的上述透鏡形成區(qū)域，進(jìn)行包括使用光掩模的啄光處理的圖形化，形成第l抗蝕劑圖形的工序，其中，上述光掩模是用于形成膜厚不一樣的抗蝕劑圖形的曝光用光掩模，具有矩陣狀排列的多個(gè)正方形的掩模單元，上述掩模單元具有透光區(qū)域、和由設(shè)置在上述掩?；迳系恼诠饽ば纬傻恼诠鈪^(qū)域中的任意一方或雙方，上述掩模單元的透射光的光強(qiáng)度是可隨每個(gè)該掩模單元改變的歸一化光強(qiáng)度；使用上述第1抗蝕劑圖形作為蝕刻掩模，進(jìn)行將上述第1抗蝕劑圖形的形狀轉(zhuǎn)印到上述基板上的圖形化，在上述透鏡形成區(qū)域形成透鏡主體的工序，其中，該透鏡主體收納在凹部內(nèi)，其最大高度比上述凹部的側(cè)壁的高度低；在露出面的整個(gè)面上形成第2抗蝕劑層，并對(duì)該第2抗蝕劑層進(jìn)行圖形化，形成覆蓋上述透鏡形成區(qū)域的第2抗蝕劑圖形的工序；和使用上述第2抗蝕劑圖形作為掩模，除去上述透鏡形成區(qū)域外的上述基板的一部分區(qū)域而形成外形的工序。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的微透鏡的制造方法，其特征在于，形成上述第1抗蝕劑圖形的工序是進(jìn)行包括使用上述光掩模的曝光處理的圖形化的工序，把上述光掩模的上述掩模單元的一邊的長度設(shè)定得短于光學(xué)系統(tǒng)的分辨極限的長度，該光學(xué)系統(tǒng)是使用上述光掩模的曝光裝置的光學(xué)系統(tǒng)，關(guān)于多個(gè)上述掩模單元的透射光的歸一化光強(qiáng)度，使具有第1半徑的第1圓的中心處的掩模單元的光強(qiáng)度為第1光強(qiáng)度，使上述第1圓與和該第1圓同心的具有第2半徑的第2圓之間的圓環(huán)區(qū)域中的所有掩模單元的光強(qiáng)度為第2光強(qiáng)度，使比上述第2圓靠外側(cè)的區(qū)域中的所有掩模單元的光強(qiáng)度為第3光強(qiáng)度，并且把在從上述第1圓的中心到上述第2圓為止的上述第1半徑上依次排列的掩模單元的光強(qiáng)度，分別設(shè)定為上述第1光強(qiáng)度到上述第2光強(qiáng)度之間的彼此離散的值，并且是隨著向上述第2圓的接近，前后掩模單元之間的光強(qiáng)度的變化量增大的上述值，其中，0<第1光強(qiáng)度<1，第1半徑<第2半徑，第1光強(qiáng)度、第2光強(qiáng)度和第3光強(qiáng)度的關(guān)系是0S第3光強(qiáng)度<第1光強(qiáng)度、且0￡第2光強(qiáng)度<第1光強(qiáng)度。7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的微透鏡的制造方法，其特征在于，形成上述第l抗蝕劑圖形的工序是形成包含作為露出面的平坦的掩模平坦部、掩模凹部和掩模凸部的圖形的工序；其中，該掩模凹部從該掩模平坦部凹狀地凹陷，具有作為平坦面的具有中心軸的掩模底部；上述掩模凸部從該掩模底部突出出來，由隨著向上述中心軸的接近，膜厚連續(xù)變厚的曲面形成。8.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的微透鏡的制造方法，其特征在于，形成上述第l抗蝕劑圖形的工序是形成包含作為露出面的平坦的掩模平坦部、掩模凹部、掩模臺(tái)階部和掩模凸部的圖形的工序；其中，該掩模凹部從該掩模平坦部凹狀地凹陷，具有作為平坦面的具有中心軸的掩模底部，上述掩模臺(tái)階部設(shè)置在該掩模凹部內(nèi)，且設(shè)置在比上述掩模底部高的位置，并具有包圍上述掩模底部的外側(cè)的掩模臺(tái)階部上表面，上述掩模凸部從上述掩模底部突出出來，由隨著向上述中心軸的接近，膜厚連續(xù)變厚的曲面形成，形成上述第2抗蝕劑圖形的工序是形成覆蓋比上述掩模臺(tái)階部上表面靠內(nèi)的內(nèi)側(cè)的圖形的工序，除去上述基板的一部分區(qū)域的工序是使用上述第2抗蝕劑圖形作為掩模來除去上述掩模臺(tái)階部上表面外的一部分區(qū)域的工序。9.根據(jù)權(quán)利要求5至8中任意一項(xiàng)所述的微透鏡的制造方法，其特征在于，形成上述第l抗蝕劑圖形的工序是進(jìn)行包括使用光掩模的曝光處理的圖形化的工序，對(duì)于上述光掩模的多個(gè)上述掩模單元中的設(shè)定了上述透光區(qū)域和上述遮光區(qū)域雙方的各個(gè)上述掩模單元，用在排列成格子狀的多個(gè)上述掩模單元的列方向畫出的假想平分線平分，在上述假想平分線的一側(cè)設(shè)定上述透光區(qū)域，在另一側(cè)設(shè)定上述遮光區(qū)域，對(duì)于上述各個(gè)掩模單元，把上述透光區(qū)域設(shè)定在上述假想平分線的同一側(cè)。10.根據(jù)權(quán)利要求5至9中任意一項(xiàng)所述的微透鏡的制造方法，其特征在于，以在上述透鏡的形成工序中上述基板與第l抗蝕劑圖形的蝕刻選擇比為2.0作為前提，進(jìn)行形成上述第l抗蝕劑圖形的工序。11.一種光掩模，是用于形成膜厚不一樣的抗蝕劑圖形的曝光用光掩模，其特征在于，具有透明的掩?；?、和緊密相接地排列在該掩模基板上的多個(gè)正方形掩模單元，上述掩模單元的一邊的長度設(shè)定得比光學(xué)系統(tǒng)的分辨極限的長度短，該光學(xué)系統(tǒng)是使用上述光掩模的曝光裝置的光學(xué)系統(tǒng)，上述掩模單元具有透光區(qū)域、和由設(shè)置在上述掩模基板上的遮光膜形成的遮光區(qū)域中的任意一方或雙方，上述掩模單元的透射光的光強(qiáng)度是歸一化光強(qiáng)度，對(duì)于多個(gè)上述掩模單元的透射光的光強(qiáng)度，使具有第l半徑的第l圓的中心處的掩模單元的光強(qiáng)度為第1光強(qiáng)度，使上述第1圓與和該第1圓同心的具有第2半徑的第2圓之間的圓環(huán)區(qū)域中的所有掩模單元的光強(qiáng)度為第2光強(qiáng)度，使比上述第2圓靠外側(cè)的區(qū)域中的所有掩模單元的光強(qiáng)度為第3光強(qiáng)度，其中，0<第1光強(qiáng)度<1，第1半徑<第2半徑，第l光強(qiáng)度、第2光強(qiáng)度和第3光強(qiáng)度的關(guān)系是0S第3光強(qiáng)度<第l光強(qiáng)度、且0￡第2光強(qiáng)度<第1光強(qiáng)度。12.根據(jù)權(quán)利要求ll所述的光掩模，其特征在于，把在從上述第1圓的中心到上述第2圓為止的上述第l半徑上依次排列的掩模單元的光強(qiáng)度，分別設(shè)定為上述第1光強(qiáng)度到上述第2光強(qiáng)度之間的彼此離散的值，并且是隨著向上述第2圓的接近，前后掩模單元之間的光強(qiáng)度的變化量增大的上述值。13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光掩模，其特征在于，上述第1光強(qiáng)度、上述第2光強(qiáng)度和上述第3光強(qiáng)度的關(guān)系是0^上述第3光強(qiáng)度<上述第1光強(qiáng)度<上述第2光強(qiáng)度<1。14.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光掩模，其特征在于，上述第1光強(qiáng)度、上述第2光強(qiáng)度和上述第3光強(qiáng)度的關(guān)系是0<上述第1光強(qiáng)度<上述第3光強(qiáng)度<上述第2光強(qiáng)度<1。15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的光掩模，其特征在于，上述第1光強(qiáng)度、上述第2光強(qiáng)度和上述第3光強(qiáng)度的關(guān)系是(^上述第3光強(qiáng)度<上述第1光強(qiáng)度<上述第2光強(qiáng)度<1。全文摘要本發(fā)明提供一種微型光學(xué)元件及其制造方法和光掩模，在制造工序中可防止透鏡的損傷。微透鏡的制造方法包括把第1抗蝕劑圖形作為蝕刻掩模使用，進(jìn)行將第1抗蝕劑圖形的形狀轉(zhuǎn)印到基板(20)上的圖形化，在透鏡形成區(qū)域(20X)形成收納在凹部(13)內(nèi)的最大高度比凹部的側(cè)壁高度低的透鏡主體(16)的工序；和使用第2抗蝕劑圖形作為掩模，除去透鏡形成區(qū)域外的基板的一部分區(qū)域，而形成外形的工序。文檔編號(hào)B81C1/00GK101153919SQ200710138089公開日2008年4月2日申請(qǐng)日期2007年8月15日優(yōu)先權(quán)日2006年9月29日發(fā)明者前野仁典申請(qǐng)人:沖電氣工業(yè)株式會(huì)社