JP2000231011A - 光学素子およびその製造に用いるスタンパ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 スタンパを用いた２Ｐ成形法で微細パターン
を形成する際、離型時の成形バリの発生を抑えて、低コ
ストで量産できるホログラム素子、その製造用のスタン
パ、このスタンパの製造方法を提供する。 【解決手段】 透明基板の両面にプライマ層を介して設
けられた紫外線硬化型樹脂４の表面に微細パターンが２
Ｐ成形法で形成されるホログラム素子。上記微細パター
ンは、微細パターンの高さをｈ,溝底の幅をｗとすると
き、溝の側壁が、Tan^-1(２ｈ／ｗ)＜θ＜８０°を満た
す傾斜角θで透明基板表面に対して傾くとともに、凸部
の頂部形状が外に向かって凸な丸みをもち、溝の底面と
側面の交差部が丸みをもつ。スタンパは、上記微細パタ
ーンに対応する形状を有し、製造時に反応性イオンエッ
チングのレートを、通常の１／３程度に落として形成さ
れる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ＣＤ(コンパクト
ディスク)、ＣＤ―ＲＯＭ、ＭＤ(ミニディスク)、ＬＤ
(レーザディスク)等の光ディスク用ピックアップ部品に
使用される光学素子およびその製造に用いるスタンパに
関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、光ディスク用ピックアップ部品
として使用されるホログラム素子は、通常数ｍｍ角の大
きさであり、大量かつ安価に製造することを目的とし
て、大型の光透過性基板上に一括して複数個の素子を形
成した後、分断して作られている。ホログラム素子に
は、きわめて微細な回折格子が精密に形成されており、
この回折格子を形成する方法として、図２１に示す半導
体装置の製造方法を利用する方法、図２２および図２３
に示すフォトポリマー法(Photo Polymer;以下、２Ｐ法
と称す)と一般に呼ばれる成形方法によって製造する方
法など種々の製法が実施されている。

【０００３】半導体装置の製造方法を利用するホログラ
ム素子の製造方法は、図２１に示すとおりである。即
ち、まず(a),(b)の如く、ガラス基板５１の片面に感光
性材料５２をスピンコート法等によって塗布する。次
に、(ｃ)の如く、感光性材料５２に所定のパターンをフ
ォトリソグラフィによって形成した後、(d)の如く、Ｃ
Ｆ₄やＣＨＦ₃等のガス雰囲気中で、反応性イオンエッチ
ング法(以下、ＲＩＥと称す)によりガラス基板５１に微
細なパターン５１aを形成する。このとき感光性材料５
２も同時に加工されるが、ガラス基板５１の加工レート
と感光性材料５２の加工レートとの関係をあらかじめ把
握しておき、ガラス基板５１に所定の深さのパターン５
１aが形成された後も、感光性材料５２がガラス基板５
１上に残留するように感光性材料５２の塗布厚さを決定
する。ガラス基板上５１に残留した感光性材料５２は、
(e)の如く、溶剤で除去するか、酸素ガス雰囲気中で灰
化して除去する。こうしてガラス基板５１上に形成され
た複数個のホログラム素子は、(f)の如く、最終的に必
要とされる形状Ｈ₁に分割して、中間製品として完成す
る。

【０００４】しかし、図２１に示す製造方法は、反応性
イオンエッチングの工程に長時間を要し、製造効率が上
がらないうえ、両面に同時に回折格子を形成できないた
め、両面に効率良く回折格子を形成できる安価な製造方
法の１つとして、図２２および図２３に示す２Ｐ法を用
いた方法が提案されている。図２２に示す２Ｐ法による
ホログラム素子の製造方法は、(a)の如く、予め微細パ
ターン６１aを作製した原盤６１上に紫外線硬化型液状
樹脂６２を塗布し、この紫外線硬化型液状樹脂６２を介
して原盤６１上に光透過性基板６３を配置する。次に、
(b)の如く、紫外線硬化型樹脂６２を上記基板６３と原
盤６１とで形成される空間に必要であれば加圧しながら
充分に圧し広げる。さらに、紫外線を照射することによ
って樹脂を硬化させて、(ｃ)の如く、光透過性基板６３
と原盤６１を剥離する。紫外線硬化型液状樹脂６２に
は、硬化後の光透過性基板６３との接着性が原盤６１と
よりも優れるような材料を選択するか、光透過性基板６
３との接着性を前処理によって向上させておいて、光透
過性基板６３に、原盤６１の微細パターン６１aの転写
パターン６２aをもつ樹脂層６２を形成する。

【０００５】光透過性基板６３の両面に同時に転写パタ
ーンを形成するには、図２３に示すように、(a)の如
く、両面にプライマー層６４,６４'をもつ透明の基板６
３を、上下の原盤６１,６１'の間に紫外線硬化型樹脂６
２,６２'を介して挟み込んで加圧し、(b)の如く、紫外
線ＵＶを照射して樹脂を硬化させた後、原盤６１,６１'
を剥離し、(c)の如く、基板６３の両面の樹脂の転写パ
ターン６２a,６２'a上に反射防止膜６５,６５'を蒸着
し、最後に、(d)の如く、必要な形状Ｈに分割するもの
である。この製造方法は、基板６３およびこれを挟む原
盤６１,６１'を共に光透過性のものにすることによっ
て、基板６３の両面に互いに位置決めされた微細パター
ンを同時に形成できるので、１つのホログラム素子の片
面にトラッキングビーム生成機能を,もう片面に光分岐
・誤差信号生成機能をもたせて高集積化が可能なうえ、
製造効率を向上できるという利点がある。

【０００６】上記２Ｐ法によるホログラム素子の製造歩
留まりの向上および製造コストの低減には、良好な微細
パターン６１aをもつ原盤６１を作製することが必須要
件となる。そして、この原盤(以下、スタンパと称す)
は、図２４,図２５に示すような手順で作られる。な
お、両図中の(a),(b),(e),(g),(h)は、製造方法の互い
に同じ工程を表わしている。即ち、(a)の工程で、石英
基板６１を洗浄した後、(b)の工程で、石英基板６１の
表面にレジスト６６を塗布し、(c)の工程で、基板をプ
リベークしてレジスト膜中の溶剤を除去し、(d)の工程
で、微細パターンをもつマスクを基板にアラインメント
して密着させた後、露光する。次いで、(e)の工程で、
感光したレジスト部分を現像により除去してパターン６
７を作り、(f)の工程で、ポストベークし、(g)の工程
で、ドライエッチングの一種である反応性イオンエッチ
ング(以下、ＲＩＥと称す)によりパターン６７をマスク
として所定の深さに彫る。さらに、(h)の工程で、レジ
ストパターンを酸素ガスによる灰化またはリムーパーに
よって除去し、(i)の工程で、仕上げの洗浄を行なう。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記スタン
パ６１とフォトポリマー(２Ｐ)を用いたホログラム素子
の製造において、成形バリと言われる欠陥が生じること
が明らかになった。上記成形バリ６８は、図２６に示す
ように、(a)の如きスタンパ６１の矩形の溝に(b)の如く
注入された紫外線硬化型樹脂６２が硬化して離型する時
に、硬化した樹脂である成形品６２の微細パターンの一
部が、(c)の如く破損して欠陥となるもので、破損片６
８は、密着性の関係からスタンパ６１側には残らず、大
半が成形品６２側に付着する。

【０００８】上記成形バリの防止策については、従来、
種々の提案がなされている。実開昭６３−１７４３０２
号公報には、微細パターンの形状を離型方向に傾斜した
形状にすることで、抜け状態を良くした複製型グレーテ
ィングが記載されている。しかし、この従来例は、具体
的な製造方法が開示されておらず、原盤が本願のスタン
パに比して遥かに変形しやすいシート材であるうえ、離
型方向が一定になるように全微細パターンを形成するこ
とは現実には不可能である。

【０００９】また、特開平３-２３５３３１号公報,特開
平２-１９９４０１号公報には、離型方向が主に基板板
厚方向となるよう、対称形状をもつ微細パターンが開示
されている。前者は、レジストをその法線方向に対して
傾いた収束イオンビームによって露光して、傾斜断面形
状をもつレジストパターンを形成し、異方性エッチング
を行なってＶ字型グレーティングパターンを形成してい
る。後者は、感光体でパターン形成後、イオン流に対し
て経時的に入射角を変化させながら全体をエッチングし
てウエーブ状の回折格子を形成している。しかし、これ
らの微細パターンの形状は、成形品の破損や離脱は生じ
にくいが、鋭角を有するため、逆にガラス製の原盤が破
損する虞があるうえ、製造に長時間がかかり、安定して
量産することが困難である。

【００１０】また、特開平４-３０９９０１号公報は、
腐食方向性のある素材を用いてウエットエッチングする
ことでブレーズ形状のパターン形成を開示し、特開平４
-１８６８２９号公報は、異方性エッチングによるフレ
ーズ形状のパターン形成を開示し、特開平４-３２４４
０１号公報および特開平４−２６３２０３号公報は、イ
オンビームエッチングによるブレーズ形状のパターン形
成を開示し、特開平６−２０１９０７は、形成したホト
レジストパターンを壁として、エネルギ硬化型樹脂を傾
斜させた基板に塗布,硬化させてブレーズ形状のパター
ンを得る方法を開示している。しかし、これらの手法
は、パターンの形状が非対称なため、離型方向によって
は成形バリが生じるうえ、製造方法も量産性に劣り、ロ
ット毎の形状のバラツキや再現性に問題がある。

【００１１】さらに、特願平５-１９８０１６号公報
は、ポストベーク温度をレジスト膜の変形温度以上にす
るとともに、４〜１０SCCMの酸素ガス混入してエッチン
グを行うことで、側壁が基板表面に対して３０°以下の
傾斜角度をなす溝をもつ微細パターンを有する光メモリ
を開示している。しかし、上記パターンの溝の深さは、
本願の対象であるホログラム素子のパターンの溝深さ３
０００〜４０００Å(溝幅１.０〜０.７μｍ)に比して、
５００〜８００Åと遥かに浅く、レジスト膜の厚さも、
本願の８０００〜９０００Åに比して、２０００〜４０
００Åと薄いため、３０゜以下の緩勾配の側壁では、所
定の幾何学的形状のホログラムパターンが形成できず、
また、本願のようにレジスト膜が厚くなると、上記ポス
トベーク温度をレジスト膜の変形温度以上にする効果も
減じる。このように、２Ｐ法を用いた微細パターンの形
成における成形バリの従来の防止策は、いずれも本願の
対象であるホログラム素子への適用に問題がある。

【００１２】そこで、本発明の目的は、２Ｐ法によって
形成される微細パターンの溝の側壁の勾配や断面形状を
工夫することによって、スタンパの剥離時に発生する成
形バリを大幅に低減できるような光学素子、その製造に
用いるスタンパ、およびこのスタンパを低コストで量産
できる製造方法を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、透明基板の両面にプライマ層を
介して設けられた紫外線硬化型樹脂の表面に、スタンパ
を用いた転写によって微細パターンが形成された光学素
子において、上記微細パターンの溝の側壁が、上記透明
基板の表面に対して傾斜をなし、その傾斜角θが、上記
微細パターンの高さをｈ,上記微細パターンの溝底の幅
をｗとするとき、次の関係を満たすことを特徴とする。 Tan^-1(２ｈ／ｗ)＜θ＜８０°

【００１４】請求項１の光学素子は、スタンパを用いた
転写によって微細パターンを形成する際、成形バリの発
生率が低いことが実験で確かめられた。

【００１５】請求項２の光学素子は、上記微細パターン
の凸部の頂部形状が、外に向かって凸な丸みを有するこ
とを特徴とする。請求項２の光学素子は、スタンパを用
いた転写によって微細パターンを形成する際、成形バリ
の発生率が低いことが実験で確かめられた。

【００１６】請求項３の光学素子は、上記微細パターン
の溝の底面と側面との交差部が、丸みを有することを特
徴とする。請求項３の光学素子は、スタンパを用いた転
写によって微細パターンを形成する際、成形バリの発生
率が低いことが実験で確かめられた。

【００１７】請求項４の光学素子は、上記微細パターン
の溝の底面と側面の交差部が、テーパ部になっているこ
とを特徴とする。請求項４の光学素子は、スタンパを用
いた転写によって微細パターンを形成する際、成形バリ
の発生率が低いことが実験で確かめられた。

【００１８】請求項５の発明は、請求項１に記載の光学
素子を製造するために用いるスタンパであって、表面に
設けられた微細パターンの溝の側壁が、スタンパ面に対
して傾斜をなし、その傾斜角θ'が、上記微細パターン
の高さをｈ',上記微細パターンの凸部の幅をｗ'とする
とき、次の関係を満たすことを特徴とする。 Tan^-1(２ｈ'／ｗ')＜θ'＜８０°

【００１９】請求項５のスタンパは、それを用いた転写
によって請求項１の微細パターンをもつ光学素子が形成
され、その際、成形バリの発生率が低いことが実験で確
かめられた。

【００２０】請求項６のスタンパは、上記溝の底が、凹
状の丸みを有することを特徴とする。請求項６のスタン
パは、それを用いた転写によって請求項２の微細パター
ンをもつ光学素子が形成され、その際、成形バリの発生
率が低いことが実験で確かめられた。

【００２１】請求項７に記載のスタンパは、上記凸部の
エッジが丸みを有することを特徴とする。請求項７のス
タンパは、それを用いた転写によって請求項３の微細パ
ターンをもつ光学素子が形成され、その際、成形バリの
発生率が低いことが実験で確かめられた。

【００２２】請求項８のスタンパは、上記凸部のエッジ
が面取りを有することを特徴とする。請求項８のスタン
パは、それを用いた転写によって請求項４の微細パター
ンをもつ光学素子が形成され、その際、成形バリの発生
率が低いことが実験で確かめられた。

【００２３】請求項９の発明は、請求項５に記載のスタ
ンパを製造する方法であって、上記スタンパの材料であ
る透明基板の洗浄工程と、この透明基板に感光体を塗布
するレジスト塗布工程と、塗布された感光体にマスクを
密着させて露光する露光工程と、露光した感光体の感光
部分を除去する現像工程と、表面に残存したレジストを
マスクとして透明基板をドライエッチングする反応性イ
オンエッチング工程と、残存したレジストを剥離するレ
ジスト除去工程を含むスタンパ製造方法において、上記
反応性イオンエッチング工程は、エッチングレートを落
として時間を掛けて行なわれることを特徴とする。

【００２４】請求項９のスタンパ製造方法では、反応性
イオンエッチング工程で、エッチング装置への供給電力
を低減し、エッチングレートを落として時間を掛けてエ
ッチングするので、レジストのエッジが鈍化して、微細
パターンの溝の側壁が透明基板の表面に対して傾斜した
スタンパを製造することができる。

【００２５】請求項１０のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
透明基板として青板ガラスを用いることを特徴とする。
請求項１０のスタンパ製造方法は、透明基板として青板
ガラスを用いるので、反応性イオンエッチング工程のド
ライエッチングにより、微細パターンの溝の側壁が青板
ガラスの表面に対して傾斜したスタンパを製造すること
ができる。

【００２６】請求項１１のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
現像工程と反応性イオンエッチング工程との間に、ウエ
ットエッチ工程があることを特徴とする。請求項１１の
スタンパ製造方法は、現像工程と反応性イオンエッチン
グ工程との間に設けたウエットエッチ工程によって、微
細パターンの溝の底が凹状の丸みをもつスタンパを製造
することができる。

【００２７】請求項１２のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
反応性イオンエッチング工程とレジスト除去工程の間
に、ウエットエッチ工程があることを特徴とする。請求
項１２のスタンパ製造方法は、反応性イオンエッチング
工程とレジスト除去工程の間に設けたウエットエッチ工
程によって、微細パターンの溝の底が凹状の丸みをもつ
スタンパを製造することができる。

【００２８】請求項１３のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
現像工程と反応性イオンエッチング工程との間に、ウエ
ットエッチ工程があり、上記レジスト除去工程の後に、
微細パターンの凸部のエッジを面取りするための逆スパ
ッタ工程があることを特徴とする。請求項１３のスタン
パ製造方法は、現像工程と反応性イオンエッチング工程
との間に設けたウエットエッチ工程と、レジスト除去工
程の後に設けた逆スパッタ工程とによって、微細パター
ンの溝の底が凹状の丸みをもち、かつ凸部のエッジが面
取りをもつスタンパを製造することができる。

【００２９】請求項１４のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
反応性イオンエッチング工程とレジスト除去工程との間
に、ウエットエッチ工程があり、上記レジスト除去工程
の後に、微細パターンの凸部のエッジを面取りするため
の逆スパッタ工程があることを特徴とする。請求項１４
のスタンパ製造方法は、反応性イオンエッチング工程と
レジスト除去工程との間に設けたウエットエッチ工程
と、レジスト除去工程の後に設けた逆スパッタ工程とに
よって、微細パターンの溝の底が凹状の丸みをもち、か
つ凸部のエッジが面取りをもつスタンパを製造すること
ができる。

【００３０】請求項１５のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
レジスト除去工程の後に、ウエットエッチ工程があるこ
と特徴とする。請求項１５のスタンパ製造方法は、レジ
スト除去工程の後に設けたウエットエッチ工程によっ
て、微細パターンの溝の底が凹状の丸みをもち、かつ凸
部のエッジが丸みをもつスタンパを製造することができ
る。

【００３１】請求項１６のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
レジスト除去工程の後に、ＳiＯ₂をスパッタするスパッ
タ工程があることを特徴とする。請求項１６のスタンパ
製造方法は、レジスト除去工程の後に設けたスパッタ工
程によって、微細パターンの溝の底が凹状の丸みをも
ち、かつ凸部のエッジが丸みをもつスタンパを製造する
ことができる。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施の形態
により詳細に説明する。図１は、本発明の光学素子の一
例であるホログラム素子ＨをレーザユニットＵに取り付
けてなるホログラムレーザユニットＨＬの全体構成図で
ある。上記レーザユニットＵは、ステム１０と一体のヒ
ートシンク１０aに、レーザチップ１１と信号読み取り
用の受光素子１２を固定し、これらを上部にガラス窓１
４をもつキャップ１３で覆ってなり、ガラス窓１４に心
合わせした状態でキャップ１３の上面に接着剤１５を介
してホログラム素子Ｈの下面が固定されている。

【００３３】上記ホログラム素子Ｈは、合成樹脂製の透
明基板１の表裏両面に、密着性を改善するためのプライ
マ層２,３を介して、夫々微細パターンが形成された紫
外線硬化型樹脂層４,５を有し、これらの表面を耐候性
に優れた反射防止膜６,７で覆ってなる。透明基板１に
は、住友化学社製のアクリル押出し成形材(商品名スミ
ペックス、グレード名Ｅ０１１)を用い、プライマ層２,
３には、Ｎ−ビニル−２−ピロリドン溶剤を用い、紫外
線硬化型樹脂層４,５には、三菱レイヨン社製のＭＰ-１
０７(溶液時の粘度３３０cps)を用い、反射防止膜６,７
には、ＺrＯ₂＋ＴiＯ₂混合層とＳiＯ₂層の２層構造を用
いている。紫外線硬化型樹脂層４,５の表面には、微細
パターンとして、夫々ホログラムパターン,グレーティ
ングパターンが、後述する２Ｐ(フォトポリマ)成形法に
よって互いにアラインメント(位置決め)されて形成され
ている。

【００３４】図２は、上記ホログラム素子Ｈの製造工程
およびホログラム素子ＨをレーザユニットＵに固定する
工程を示す図である。まず、ステップＳ１の洗浄工程
で、１３０mm×１３０mm×２mmの透明基板１をカセット
に１０枚装着し、カセットごと純水に浸漬して２分間超
音波洗浄した後、イソプロピルアルコールに浸漬して２
分間超音波洗浄して、自然乾燥させる。次に、ステップ
Ｓ２の前処理工程で、カセットに１０枚装着した透明基
板を、カセットごとＮ-ビニル-２-ピロリドン溶剤に浸
漬し、パーテック社製のリンサードライヤＭＯＤＥＬ１
６００−３のスピンドライヤ装置を用いて余分な溶剤を
除去し、クリーンベーク炉で１０分間８５℃で乾燥させ
て、プライマ層２,３を形成する。スピンドライヤ装置
には、上記溶剤に対して耐性のあるテフロン材のシール
ド材を用い、可燃性に配慮して防爆対策を施した。

【００３５】ステップＳ３の２Ｐ成形工程では、後述す
る２Ｐ成形装置を用いてプライマ層上の紫外線硬化型樹
脂４,５に微細パターンを形成する。次に、ステップＳ
４の反射防止膜形成工程では、シンクロン社製の蒸着装
置ＢＭＣ-８５０ＤＣＩを用いて、紫外線硬化型樹脂４,
５側より既述の混合層とＳiＯ₂層の２層構造の反射防止
膜６,７を高周波イオンプレーティング法(ＲＦ−ＩＰ)
によって形成する。さらに、ステップＳ５の分断工程
で、ディスコ(株)社製のダイシング装置を用いて、反射
防止膜６,７が形成された透明基板１を所定形状に分断
してホログラム素子Ｈを形成する。最後に、ステップＳ
６のホログラム固定工程で、スリーボンド社製の紫外線
硬化型接着剤３０３３を用いて、ホログラム素子Ｈをレ
ーザユニットＵのキャップ１３に固定する。

【００３６】図３は、図２のステップＳ３で述べた２Ｐ
成形工程で用いる成形装置の概略図、図４は、図３中の
ダイセットの正面図である。２Ｐ成形装置２０は、図３
に示すように、ダイセット２１と、ダイセット装着部２
２と、露光部２３と、搬送系２４で構成される。上記ダ
イセット２１は、図４に示すように、上金型３１と下金
型３２の間の四隅にガイドポスト３５が立設され、図２
のダイセット装着部２２側にある油圧シリンダ３６の駆
動によって、下金型３４がガイドポスト３５に案内され
ながら上金型３１に対して昇降して、型を閉じたり,開
けたりする。上下の金型３１,３２には、スタンパ固定
部３３,３４を介して原盤であるスタンパ１７,１８が夫
々固定され、これらのスタンパ１７,１８の間に、ディ
スペンサー等を用いて塗布,あるいは滴下される紫外線
硬化型樹脂４,５(図１参照)を介して、ホログラム素子
の原料である透明基板１が挟まれる。上記スタンパ１
７,１８には、φ１２５mm×厚さ２mmの日本石英社製の
石英基板を用い、予めフオトリソグラフィー技術により
表面に所定の微細パターンが形成されている。紫外線硬
化型樹脂４,５は、３kg/cm²の加圧力でディスペンサー
によって、１００msの時間で０.１ｇの量が塗布され
た。

【００３７】透明基板１には、２Ｐ成形法によって次の
ように微細パターンが形成される。図４のダイセット２
１の上下の金型３１,３２を閉じ、加圧力３kg/cm²で加
圧して２分３０秒間保持し、保持状態でダイセット２１
を搬送系２３(図３参照)によって、ダイセット装着部２
２から露光部２４に搬送する。露光部２４で、紫外線を
２０秒間照射して紫外線硬化型樹脂４,５を完全に硬化
させる。こうして上下のスタンパ１７,１８がもつ微細
パターンが、透明基板１の両面の樹脂層４,５に正確に
複製される。なお、樹脂層の厚みは５〜１０μmであっ
た。次に、ダイセット２１を、搬送系２３によって再び
ダイセット装着部２２に搬送し、ここで加圧を解除する
とともに上下の金型３１,３２を開いて、微細パターン
が形成された透明基板１を取り出す。なお、微細パター
ンが形成された紫外線硬化型樹脂４,５と透明基板１の
密着性を調べるため、完成した基板を５mm×５mmの碁盤
目に傷を付けた上に貼り付けたテープを剥がすピール試
験を行なったが、透明基板と紫外線硬化型樹脂の間には
全く剥離は生じなかった。

【００３８】以上の２Ｐ成形工程によって透明基板１の
両面の紫外線硬化型樹脂３,４に形成される微細パター
ン、この微細パターンに対応するスタンパ側の微細パタ
ーン、およびこの微細パターンをもつスタンパの製造方
法について、具体的に実験した各実施例に即して順次説
明する。

【００３９】第１実施例 図５は、本発明の請求項１に記載の光学素子の一例とし
てのホログラム素子の紫外線硬化型樹脂４に形成された
微細パターンの拡大断面図である。この微細パターン
は、溝の側壁がホログラム素子の材料である透明基板１
(図１参照)の表面に対して傾斜角θで傾いていて、この
傾斜角θは、微細パターンの高さをｈ,溝底の幅をｗと
するとき、Tan^-1(２ｈ／ｗ)＜θ＜８０°の関係を満た
す。図６は、請求項５の一例としてのスタンパ１７の微
細パターンの拡大断面図であり、この微細パターンは、
転写用のものなので図５と逆のパターンをもつ。つま
り、溝の側壁がスタンパ面に対して傾斜角θ'で傾いて
いて、この傾斜角θ'が、微細パターンの高さをｈ',凸
部の幅をｗ'とするとき、Tan^-1(２ｈ'／ｗ')＜θ＜８０
°の関係を満たす。上記傾斜角θの関係式は、種々のパ
ターン高さｈ'および凸部幅ｗ'をもつスタンパで紫外線
硬化型樹脂に微細パターンを製作し、離型の際の成形バ
リの発生率を、１００個の同じ微細パターンについて光
学顕微鏡で観察して％で表わし、傾斜角θは、成形品の
微細パターンを分断し、その断面形状を走査型電子顕微
鏡で観察して求めて、これらの結果から導き出されたも
のである。

【００４０】即ち、成形バリは、微細パターンを転写さ
れた透明基板１側のパラメータで見て、θが９０°付近
で多発し、８０゜を下回ると減少し、７０〜６０゜にな
ると急激に減少するので、θの上限値を８０°とした。
θの下限値は、Tan^-1(２ｈ／ｗ)で示されるように、微
細パターン形状に係わるｈ,ｗに依存し、例えばｈ＝０.
４μm,幅ｗ＝０.７μmの場合、４９゜＜θとなり、ｈ＝
０.４μm,幅ｗ＝１.０μmの場合、３９゜＜θとなる。
第１実施例における微細パターンの高さｈ,溝底の幅ｗ,
傾斜角θと成形バリ発生率との関係を、後述する各実施
例における関係と共に表１に示す。表１から明らかなよ
うに、θに関する上記関係式を満たす第１実施例の微細
パターンでは、成形バリ発生率は５％と極めて低い。

【００４１】図７,８は、請求項９のスタンパ製造方法
の一例であり,上記第１実施例で用いたスタンパ１７の
製造工程を示す流れ図および断面図である。なお、両図
中の(a),(b),(e),(j),(g),(h)は、互いに同じ工程を表
わしている。上記スタンパ１７は、次のように製造され
る。即ち、(a)の工程で、石英基板４０(φ１２５mm×厚
み２mm)を島田理化社製の自動洗浄装置で洗浄し、(b)の
工程で、上記石英基板４０にレジスト４１(シプレイ社
製１４００-２２)を湯浅社製のスピンコーターにより塗
布した後、(c)の工程で、ＤＡＩＴＯＲＯＮ社製のクリ
ーンオーブン内で９０℃,５０分間プリベークする。次
に、(d)の工程で、上記石英基板のレジスト４１をマス
クライナー(キヤノン社製ＰＬＡ‐５０１)を用いて微細
パターンを露光し、(e)の工程で、湯浅社製のデベロッ
パを用いて５倍に希釈した現像液(シプレイ社製マイク
ロポジット３５１)で現像した後、(f)の工程で、上記ク
リーンオーブン内で９０℃,５０分間ポストベークを行
なった。さらに、上記石英基板を、(j)の工程で、１０
倍希釈のフッ酸に１５秒〜４５秒浸してウエットエッチ
ングを行い、(k)の工程で、上記自動洗浄装置によって
洗浄した。

【００４２】そして、(g)の工程で、ドライエッチング
装置(ＵＬＶＡＣ社製ＣＳＥ―２１２０)を用いて、入力
電力４００Ｗ、ＣＦ₄ガス流量１０SCCMで、２９分かけ
て４００nmの深さのエッチングを行った。次いで、(h)
の工程で、同じ装置を用いてＯ₂アッシングにより(２０
０Ｗ、Ｏ₂流量１００SCCM)残存レジストを除去し、(i)
の工程で、石英基板を洗浄してスタンパ１７を完成し
た。このスタンパ製造方法では、(g)のＲＩＥ(反応性イ
オンエッチング)工程で、ドライエッチング装置への供
給電力を通常の半分程度に減じ、エッチングレートを落
として通常の３倍程度の時間を掛けてエッチングしてい
るので、図８(g)に示すレジスト４１のエッジが鈍化し
て石英基板４０の溝の側壁がエッチングされやすくなる
から、図６に示すように、微細パターンの溝の側壁をス
タンパ１７の表面に対して傾斜角θ'で傾けることがで
きた。スタンパに形成された微細パターンの形状は、表
１の第１実施例のデータに対応して、ｗ'＝０.７μm、
ｈ'＝０.４２μm、傾斜角θ'=７４゜であった。

【００４３】第２実施例 図９,１０は、請求項１２に記載のスタンパ製造方法の
一例の製造工程を示す流れ図および断面図であり、両図
中の(a),(b),(e),(j),(g),(j),(h)は、互いに同じ工程
を表わしている。このスタンパ製造方法は、第１実施例
で述べたと同じ(a)洗浄〜(f)ポストベークの各工程を行
ない、後段の(k)洗浄工程を省略するとともに、続く(j)
ウエットエッチ工程を(g)ＲＩＥ工程と(h)レジスト除去
工程との間に移した点が第１実施例と異なる。(g)ＲＩ
Ｅ工程や(j)ウエットエッチ工程を含むこれら全工程の
条件は、第１実施例と同じでなので、説明を省略する。
このスタンパ製造方法では、(g)のＲＩＥ工程と(h)レジ
スト除去工程との間に設けた(j)ウエットエッチ工程に
よって、図６に示すように、微細パターン溝の側壁が
θ'で傾斜するとともに、溝の底が凹状の丸みをもつス
タンパ１７を製造することができた。スタンパに形成さ
れた微細パターンの形状は、表１の第２実施例のデータ
に対応して、ｗ'＝０.７μm、ｈ'＝０.３１μm、傾斜角
θ'=７０゜であった。

【００４４】第３実施例 図１１,１２は、請求項１６に記載のスタンパ製造方法
の一例の製造工程を示す流れ図および断面図であり、両
図中の(a),(b),(e),(g),(h),(l)は、互いに同じ工程を
表わしている。このスタンパ製造方法は、第２実施例で
述べたと同じ(a)洗浄〜(g)ＲＩＥの各工程を行ない、続
く(j)ウエットエッチ工程を省略し、後段の(k)洗浄工程
と(h)レジスト工程の順序を逆にするとともに、最後に
(l)ＳiＯ2スパッタ工程を設けている点が第２実施例と
異なる。(l)ＳiＯ₂スパッタ工程以外の工程の条件は、
第１実施例と同じでなので、説明を省略する。(l)の工
程では、アネルバ社製のＳＰＦ−７３０スパッタ装置を
用いて、１kＷの出力、到達真空度１.１×１０^-6Torr、
Ａｒ流量８０SCCMの条件で、１６〜３０分間ＳiＯ₂をス
パッタして、０.１〜０.２μmのＳiＯ₂膜４２(図１２参
照)を形成した。このスタンパ製造方法では、(h)のレジ
スト工程の後に設けた(l) ＳiＯ₂スパッタ工程によっ
て、図１４に示すように、微細パターン溝の側壁がθ'
で傾斜するとともに、溝の底が凹状の丸みをもち、かつ
凸部のエッジが丸みをもつスタンパ１７を製造すること
ができた。スタンパに形成された微細パターンの形状
は、表１の第３実施例のデータに対応して、ｗ'＝０.６
８μm、ｈ'＝０.４０μm、傾斜角θ'=７０゜であった。

【００４５】第４実施例 図１５,１６は、請求項１５に記載のスタンパ製造方法
の一例の製造工程を示す流れ図および断面図であり、両
図中の(a),(b),(e),(g),(h),(j)は、互いに同じ工程を
表わしている。このスタンパ製造方法は、第３実施例で
述べたと同じ(a)洗浄〜(h)レジスト除去の各工程を行な
い、続く(i)洗浄工程との間に(j)ウエットエッチ工程を
設けるとともに、後段の(l)ＳiＯ₂スパッタ工程を省略
した点のみが第３実施例と異なるので、同じ工程の説明
を省略する。(j)ウエットエッチ工程は、第１実施例と
同様、１０倍希釈のフッ酸に１５秒〜４５秒間浸清して
行なった。このスタンパ製造方法では、(h)のレジスト
工程の後に設けた(j)ウエットエッチ工程によって、図
１４に示すように、微細パターン溝の側壁がθ'で傾斜
するとともに、溝の底が凹状の丸みをもち、かつ凸部の
エッジが丸みをもつスタンパ１７を製造することができ
た。また、このスタンパを用いた２Ｐ成形法によって、
図１３に示すような微細パターンをもつ紫外線硬化型樹
脂４を有するホログラム素子が作られた。この微細パタ
ーンの形状は、表１の第４実施例のデータに示すよう
に、ｗ＝０.７２μm、ｈ＝０.３５μm、傾斜角θ=７０
゜であった。

【００４６】第５実施例 図１９,２０は、請求項１３に記載のスタンパ製造方法
の一例の製造工程を示す流れ図および断面図であり、両
図中の(a),(b),(e),(g),(h),(m)は、互いに同じ工程を
表わしている。このスタンパ製造方法は、第１実施例で
述べた(a)洗浄〜(i)洗浄の全工程の後に、(m)Ａr逆スパ
ッタ工程を設けている。このＡr逆スパッタの工程は、
アネルバ社製のＳＰＦ−７３０スパッタ装置を用いて、
１kＷの出力、到達真空度１.１×１０^-6Torr、Ａｒ流量
８０SCCMの条件で、１０〜２０分間行なわれた。このス
タンパ製造方法では、(e)現像工程と(g)ＲＩＥ工程との
間に設けた(j)ウエットエッチ工程と、(h)レジスト除去
工程の後に設けた(m)Ａr逆スパッタ工程とによって、図
１８に示すように、微細パターン溝の側壁がθ'で傾斜
するとともに、溝の底が凹状の丸みをもち、かつ凸部の
エッジが面取りをもつスタンパ１７を製造することがで
きた。また、このスタンパを用いた２Ｐ成形法によっ
て、図１７に示すような微細パターンをもつ紫外線硬化
型樹脂４を有するホログラム素子が作られた。この微細
パターンの形状は、表１の第５実施例のデータに示すよ
うに、ｗ＝０.７０μm、ｈ＝０.３５μm、傾斜角θ＝７
０゜であった。

【００４７】第６実施例 第６実施例のスタンパ製造方法は、請求項１０に記載の
ように、スタンパ１７(図４参照)の材料である透明部材
に、青板ガラスを用いるとともに、(g)ＲＩＥ工程のド
ライエッチング条件のみが異なる第１実施例と同じ(a)
〜(i)の工程からなる。上記ドライエッチングの条件
は、入力電力が実施例１の２倍強の１ｋＷ、ＣＦ₄ガス
流量が１０SCCMであった。なお、青板ガラスは紫外線を
透過しないので、完成したスタンパは、２Ｐ成形法によ
るホログラム素子の製造の際に、その材料の片面に１枚
だけ使用した。このスタンパ製造方法では、材料の透明
基板として青板ガラスを用いるので、ＲＩＥ工程のドラ
イエッチングにより、微細パターンの溝の側壁が青板ガ
ラスの表面に対して傾斜したスタンパ１７を製造するこ
とができた。スタンパに形成された微細パターンの形状
は、表１の第６実施例のデータに対応して、ｗ'＝０.７
μm、ｈ'＝０.４０μm、傾斜角度θ'=７４°であつた。

【００４８】第７実施例 第７実施例のスタンパ製造方法は、請求項１４に記載の
製造方法の一例であり、第２実施例で述べた(a)〜(i)の
全工程の後に、Ａr逆スパッタ工程を設けたものであ
る。Ａr逆スパッタ工程は、アネルバ社製のＳＰＦ−７
３０スパッタ装置を用いて、１kｗの出力、到達真空度
１.１×１０^-6Torr、Ａr流量８０SCCMの条件で、１０〜
２０分間行なわれた。このスタンパ製造方法では、(g)
ＲＩＥ工程と(h)レジスト除去工程の間に設けた(j)ウエ
ットエッチ工程と、(h)レジスト除去工程の後に設けた
逆スパッタ工程とによって、微細パターン溝の側壁が
θ'で傾斜するとともに、溝の底が凹状の丸みをもち、
かつ凸部のエッジが面取りをもつスタンパを製造するこ
とができた。スタンパに形成された微細パターンの形状
は、表１の第７実施例のデータに対応して、ｗ＝０.７
μm、ｈ＝０.４μm、傾斜角度θ＝７４°であった。

【００４９】以上の第１実施例〜第７実施例によって製
造されたスタンパを用いて、既述の２Ｐ成形法により微
細パターンをもつホログラム素子を夫々形成した。これ
らのホログラム素子の微細パターンについて、走査型電
子顕微鏡で観察,測定した高さｈ,溝底の幅ｗ,溝の側壁
の傾斜角θ、および１００個の各微細パターンについて
光学顕微鏡で観察した離型時の成形バリの発生百分率
は、表１に示すとおりである。表１から明らかなよう
に、これらの実施例の成形バリ発生率は、いずれも５％
と極めて低く、これらのスタンパが、２Ｐ成形法による
ホログラム素子の好適であることが判る。

【００５０】本発明と対比するため、請求項９〜１６以
外の製造条件によってスタンパを作り、これらスタンパ
を用いた２Ｐ成形法で作ったホログラム素子について、
形状および成形バリ発生率を同様に調べた。調査の結果
は、３つの比較例として表１に載せられている。第１比較例 第１比較例は、第１実施例(図７参照)で述べたと同じ
(a)洗浄〜(k)洗浄の各工程を行なった後、第１実施例の
(g)ＲＩＥ工程で用いたと同じドライエッチング装置
を、実施例の略２倍強の入力電力１kｗ、実施例の半分
のＣＦ₄ガス流量５SCCMで、略１／３の時間である１０
分かけて実施例と同じ深さ４００nmのエッチングを行な
い、次いで、第１実施例で述べたと同じ(h)レジスト除
去工程を行なった。こうして製造されたスタンパを用い
て作ったホログラム素子は、表１の第１比較例に示すよ
うに、微細パターンの形状が、ｗ＝０.７μm,ｈ＝０.４
μm,θ≒９０゜であり、離型時の成形バリ発生率が、実
施例の５倍の２５％にも達した。幾つかの試料では、微
細パターン全体が破損するほどの成形バリが発生した。
その理由は、ＲＩＥ工程において、エッチングレートが
大きく、短時間でエッチングがなされたため、非常に鋭
くエッチングが進行し、傾斜角が略９０゜になり、その
ため、２Ｐ成形時に離型が円滑に進まず、成形バリ発生
率が高くなったと考えられる。

【００５１】第２比較例 第２比較例は、(j)ウエットエッチ工程のみを省略して
第１実施例と同じ各工程を実施した。従って、この比較
例によるスタンパは、微細パターンが傾斜角θで傾いて
いるが、溝底が凹状の丸みをもっていない。そして、こ
のスタンパを用いて作ったホログラム素子は、表１の第
２比較例に示すように、微細パターンの形状が、ｗ＝
１.２μm,ｈ＝０.４２μm,θ≒７４゜であり、離型時の
成形バリ発生率が、実施例の２倍の１０％であった。そ
の理由は、スタンパの微細パターンの溝底が、凹状の丸
みをもっていないためと考えられる。

【００５２】第３比較例 第３比較例は、(j)ウエットエッチ工程のみを省略し、
(g)ＲＩＥ工程のドライエッチングでＯ₂ガスも併用した
点を除いて第１実施例と同じ工程を実施した。ＲＩＥ工
程の条件は、流量８SSCMでＯ₂ガスを導入した以外、入
力電力４００Ｗ、ＣＦ₄ガス流量１０SCCMは同じであ
る。こうして製造されたスタンパを用いて作ったホログ
ラム素子は、表１の第３比較例に示すように、微細パタ
ーンの形状が、ｗ＝８.０μm,ｈ＝０.３１m,θ≒２３゜
であり、離型時の成形バリは、発生率零で発生しなかっ
た。成形バリが発生しなかったのは、微細パターンの溝
底の幅ｗが実施例のｗの１０倍強と大きいので、溝の側
壁に２３°より急な傾斜をつけても成形バリ防止に大き
な効果があるからである。しかし、成形バリが発生しな
くとも、このようなｗ,ｈ,θの寸法では幾何学的にホロ
グラムに所望の微細パターンは得ることができないた
め、実用にならないのである。

【００５３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、請求項１
の発明は、透明基板の両面にプライマ層を介して設けら
れた紫外線硬化型樹脂の表面に、スタンパを用いた転写
によって微細パターンが形成された光学素子において、
上記微細パターンの溝の側壁が、上記透明基板の表面に
対して傾斜をなし、その傾斜角θが、上記微細パターン
の高さをｈ,上記微細パターンの溝底の幅をｗとすると
き、Tan^-1(２ｈ／ｗ)＜θ＜８０°を満たすので、上記
紫外線硬化型樹脂をもつ透明基板と、これに微細パター
ンを転写するためのスタンパとの離型性がよくなって、
成形バリの発生を大幅に抑えることができる。

【００５４】請求項２の光学素子は、上記微細パターン
の凸部の頂部形状が、外に向かって凸な丸みを有するの
で、上記紫外線硬化型樹脂をもつ透明基板と、これに微
細パターンを転写するためのスタンパとの離型性がよく
なって、成形バリの発生を大幅に抑えることができる。

【００５５】請求項３の光学素子は、上記微細パターン
の溝の底面と側面との交差部が、丸みを有するので、上
記紫外線硬化型樹脂をもつ透明基板と、これに微細パタ
ーンを転写するためのスタンパとの離型性がよくなっ
て、成形バリの発生を大幅に抑えることができる。

【００５６】請求項４の光学素子は、上記微細パターン
の溝の底面と側面の交差部が、テーパ部になっているの
で、上記紫外線硬化型樹脂をもつ透明基板と、これに微
細パターンを転写するためのスタンパとの離型性がよく
なって、成形バリの発生を大幅に抑えることができる。

【００５７】請求項５の発明は、請求項１に記載の光学
素子を製造するために用いるスタンパであって、表面に
設けられた微細パターンの溝の側壁が、スタンパ面に対
して傾斜をなし、その傾斜角θ'が、上記微細パターン
の高さをｈ',上記微細パターンの凸部の幅をｗ'とする
とき、Tan^-1(２ｈ'／ｗ')＜θ'＜８０°を満たすので、
スタンパと、これにより２Ｐ成形法で微細パターンが転
写される光学素子との離型性がよくなって、成形バリの
発生を大幅に抑えることができる。

【００５８】請求項６のスタンパは、上記溝の底が、凹
状の丸みを有するので、スタンパと、これにより２Ｐ成
形法で微細パターンが転写される光学素子との離型性が
よくなって、成形バリの発生を大幅に抑えることができ
る。

【００５９】請求項７のスタンパは、上記凸部のエッジ
が丸みを有するので、スタンパと、これにより２Ｐ成形
法で微細パターンが転写される光学素子との離型性がよ
くなって、成形バリの発生を大幅に抑えることができ
る。

【００６０】請求項８のスタンパは、上記凸部のエッジ
が面取りを有するので、スタンパと、これにより２Ｐ成
形法で微細パターンが転写される光学素子との離型性が
よくなって、成形バリの発生を大幅に抑えることができ
る。

【００６１】請求項９の発明は、請求項５に記載のスタ
ンパを製造する方法であって、上記スタンパの材料であ
る透明基板の洗浄工程と、この透明基板に感光体を塗布
するレジスト塗布工程と、塗布された感光体にマスクを
密着させて露光する露光工程と、露光した感光体の感光
部分を除去する現像工程と、表面に残存したレジストを
マスクとして透明基板をドライエッチングする反応性イ
オンエッチング工程と、残存したレジストを剥離するレ
ジスト除去工程を含むスタンパ製造方法において、上記
反応性イオンエッチング工程が、エッチングレートを落
として時間を掛けて行なわれるので、微細パターンの溝
の側壁が透明基板の表面に対して傾斜したスタンパを製
造することができ、２Ｐ成形法でこのスタンパにより微
細パターンが転写される光学素子の離型性がよくなっ
て、成形バリの発生を大幅に抑えることができる。

【００６２】請求項１０のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
透明基板として青板ガラスを用いるので、微細パターン
の溝の側壁が青板ガラスの表面に対して傾斜したスタン
パを製造することができ、２Ｐ成形法でこのスタンパに
より微細パターンが転写される光学素子の離型性がよく
なって、成形バリの発生を大幅に抑えることができる。

【００６３】請求項１１のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
現像工程と反応性イオンエッチング工程との間に、ウエ
ットエッチ工程があるので、微細パターンの溝の底が凹
状の丸みをもつスタンパを製造することができ、２Ｐ成
形法でこのスタンパにより微細パターンが転写される光
学素子の離型性がよくなって、成形バリの発生を大幅に
抑えることができる。

【００６４】請求項１２のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
反応性イオンエッチング工程とレジスト除去工程の間
に、ウエットエッチ工程があるので、微細パターンの溝
の底が凹状の丸みをもつスタンパを製造することがで
き、２Ｐ成形法でこのスタンパにより微細パターンが転
写される光学素子の離型性がよくなって、成形バリの発
生を大幅に抑えることができる。

【００６５】請求項１３のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
現像工程と反応性イオンエッチング工程との間に、ウエ
ットエッチ工程があり、上記レジスト除去工程の後に、
微細パターンの凸部のエッジを面取りするための逆スパ
ッタ工程があるので、微細パターンの溝の底が凹状の丸
みをもち、かつ凸部のエッジが面取りをもつスタンパを
製造することができ、２Ｐ成形法でこのスタンパにより
微細パターンが転写される光学素子の離型性がよくなっ
て、成形バリの発生を大幅に抑えることができる。

【００６６】請求項１４のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
反応性イオンエッチング工程とレジスト除去工程との間
に、ウエットエッチ工程があり、上記レジスト除去工程
の後に、微細パターンの凸部のエッジを面取りするため
の逆スパッタ工程があるので、微細パターンの溝の底が
凹状の丸みをもち、かつ凸部のエッジが面取りをもつス
タンパを製造することができ、２Ｐ成形法でこのスタン
パにより微細パターンが転写される光学素子の離型性が
よくなって、成形バリの発生を大幅に抑えることができ
る。

【００６７】請求項１５のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
レジスト除去工程の後に、ウエットエッチ工程があるの
で、微細パターンの溝の底が凹状の丸みをもち、かつ凸
部のエッジが丸みをもつスタンパを製造することがで
き、２Ｐ成形法でこのスタンパにより微細パターンが転
写される光学素子の離型性がよくなって、成形バリの発
生を大幅に抑えることができる。

【００６８】請求項１６のスタンパ製造方法は、請求項
９と同じ諸工程を含むスタンパ製造方法において、上記
レジスト除去工程の後に、ＳiＯ₂をスパッタするスパッ
タ工程があるので、微細パターンの溝の底が凹状の丸み
をもち、かつ凸部のエッジが丸みをもつスタンパを製造
することができ、２Ｐ成形法でこのスタンパにより微細
パターンが転写される光学素子の離型性がよくなって、
成形バリの発生を大幅に抑えることができる。

【表１】

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の光学素子の一例であるホログラム素
子をレーザユニットに取り付けてなるホログラムレーザ
ユニットの全体構造図である。

【図２】 上記ホログラム素子の製造工程等を示す図で
ある。

【図３】 図２中の２Ｐ成形工程で用いる成形装置の概
略図である。

【図４】 図３中のダイセットの正面図である。

【図５】 本発明の第１実施例のホログラム素子の微細
パターンの拡大断面図である。

【図６】 本発明の第１実施例のスタンパの微細パター
ンの拡大断面図である。

【図７】 本発明の第１実施例のスタンパの製造工程を
示す流れ図である。

【図８】 本発明の第１実施例のスタンパの製造工程を
示す断面図である。

【図９】 本発明の第２実施例のスタンパの製造工程を
示す流れ図である。

【図１０】 本発明の第２実施例のスタンパの製造工程
を示す断面図である。

【図１１】 本発明の第３実施例のスタンパの製造工程
を示す流れ図である。

【図１２】 本発明の第３実施例のスタンパの製造工程
を示す断面図である。

【図１３】 本発明の第４実施例のホログラム素子の微
細パターンの拡大断面図である。

【図１４】 本発明の第４実施例のスタンパの微細パタ
ーンの拡大断面図である。

【図１５】 本発明の第４実施例のスタンパの製造工程
を示す流れ図である。

【図１６】 本発明の第４実施例のスタンパの製造工程
を示す断面図である。

【図１７】 本発明の第５実施例のホログラム素子の微
細パターンの拡大断面図である。

【図１８】 本発明の第５実施例のスタンパの微細パタ
ーンの拡大断面図である。

【図１９】 本発明の第５実施例のスタンパの製造工程
を示す流れ図である。

【図２０】 本発明の第５実施例のスタンパの製造工程
を示す断面図である。

【図２１】 従来のホログラム素子の製造方法を示す図
である。

【図２２】 従来の２Ｐ成形法によるホログラム素子の
製造方法を示す図である。

【図２３】 従来の両面２Ｐ成形法によるホログラム素
子の製造方法を示す図である。

【図２４】 従来のスタンパの製造工程を示す流れ図で
ある。

【図２５】 従来のスタンパの製造工程を示す断面図で
ある。

【図２６】 従来の２Ｐ成形法により発生する成形バリ
を示す図である。

【符号の説明】

Ｈ…ホログラム素子、Ｕ…レーザユニット、ＨＬ…ホロ
グラムレーザユニット、１…透明基板、２,３…プライ
マ層、４,５…紫外線硬化型樹脂層、６,７…反射防止
膜、１０…ステム、１０a…ヒートシンク、１１…レー
ザチップ、１２…受光素子、１３…キャップ、１４…ガ
ラス窓、１５…紫外線硬化型接着剤、１７…上側のスタ
ンパ、１８…下側のスタンパ、２０…２Ｐ成形装置、２
１…ダイセット、２２…ダイセット装着部、２３…搬送
系、２４…露光部、３１…上金型、３２…下金型、３
３,３４…スタンパ固定部、３５…ガイドポスト、３６
…油圧シリンダ、４０…石英基板、４１…レジスト膜、
４２…ＳiＯ₂膜、６１,６１'…原盤(スタンパ),石英基
板、６１a…原盤のパターン、６２,６２'…紫外線硬化
型樹脂,成形品、６２a,６２'a…転写パターン、６３…
透明部材、６４,６４'…プライマ層、６５,６５'…反射
防止膜、６６…レジスト膜、６７…パターン、６８…形
成バリ、Ｈ₁,Ｈ'…ホログラム素子中間製品、Ｈ…ホロ
グラム素子。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｇ０３Ｈ 1/04 Ｇ０３Ｈ 1/04 Ｆターム(参考） 2H049 AA33 AA37 AA40 AA44 AA45 AA48 AA57 CA05 CA08 CA20 CA28 2H096 AA28 BA20 CA12 DA01 HA11 2K008 AA00 BB04 BB08 EE07 GG05 4F209 AA44 AF01 AG05 AG19 AH79 AM33 PA02 PB01 PC05 PN06 PQ11 4G059 AA01 AB05 AB06 BB01 BB08

Claims (16)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 透明基板の両面にプライマ層を介して設
   けられた紫外線硬化型樹脂の表面に、スタンパを用いた
   転写によって微細パターンが形成された光学素子におい
   て、 上記微細パターンの溝の側壁が、上記透明基板の表面に
   対して傾斜をなし、その傾斜角θが、上記微細パターン
   の高さをｈ,上記微細パターンの溝底の幅をｗとすると
   き、次の関係を満たすことを特徴とする光学素子。 Tan^-1(２ｈ／ｗ)＜θ＜８０°
2. 【請求項２】 請求項１に記載の光学素子において、上
   記微細パターンの凸部の頂部形状が、外に向かって凸な
   丸みを有することを特徴とする光学素子。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の光学素子において、上
   記微細パターンの溝の底面と側面との交差部が、丸みを
   有することを特徴とする光学素子。
4. 【請求項４】 請求項２に記載の光学素子において、上
   記微細パターンの溝の底面と側面の交差部が、テーパ部
   になっていることを特徴とする光学素子。
5. 【請求項５】 請求項１に記載の光学素子を製造するた
   めに用いるスタンパであって、 表面に設けられた微細パターンの溝の側壁が、スタンパ
   面に対して傾斜をなし、その傾斜角θ'が、上記微細パ
   ターンの高さをｈ',上記微細パターンの凸部の幅をｗ'
   とするとき、次の関係を満たすことを特徴とするスタン
   パ。 Tan^-1(２ｈ'／ｗ')＜θ'＜８０°
6. 【請求項６】 請求項５に記載のスタンパにおいて、上
   記溝の底が、凹状の丸みを有することを特徴とするスタ
   ンパ。
7. 【請求項７】 請求項５に記載のスタンパにおいて、上
   記凸部のエッジが丸みを有することを特徴とするスタン
   パ。
8. 【請求項８】 請求項５に記載のスタンパにおいて、上
   記凸部のエッジが面取りを有することを特徴とするスタ
   ンパ。
9. 【請求項９】 請求項５に記載のスタンパを製造する方
   法であって、上記スタンパの材料である透明基板の洗浄
   工程と、この透明基板に感光体を塗布するレジスト塗布
   工程と、塗布された感光体にマスクを密着させて露光す
   る露光工程と、露光した感光体の感光部分を除去する現
   像工程と、表面に残存したレジストをマスクとして透明
   基板をドライエッチングする反応性イオンエッチング工
   程と、残存したレジストを剥離するレジスト除去工程を
   含むスタンパ製造方法において、 上記反応性イオンエッチング工程は、エッチングレート
   を落として時間を掛けて行なわれることを特徴とするス
   タンパ製造方法。
10. 【請求項１０】 請求項５に記載のスタンパを製造する
    方法であって、上記スタンパの材料である透明基板の洗
    浄工程と、この透明基板に感光体を塗布するレジスト塗
    布工程と、塗布された感光体にマスクを密着させて露光
    する露光工程と、露光した感光体の感光部分を除去する
    現像工程と、表面に残存したレジストをマスクとして透
    明基板をドライエッチングする反応性イオンエッチング
    工程と、残存したレジストを剥離するレジスト除去工程
    を含むスタンパ製造方法において、 上記透明基板として青板ガラスを用いることを特徴とす
    るスタンパ製造方法。
11. 【請求項１１】 請求項５に記載のスタンパを製造する
    方法であって、上記スタンパの材料である透明基板の洗
    浄工程と、この透明基板に感光体を塗布するレジスト塗
    布工程と、塗布された感光体にマスクを密着させて露光
    する露光工程と、露光した感光体の感光部分を除去する
    現像工程と、表面に残存したレジストをマスクとして透
    明基板をドライエッチングする反応性イオンエッチング
    工程と、残存したレジストを剥離するレジスト除去工程
    を含むスタンパ製造方法において、 上記現像工程と反応性イオンエッチング工程との間に、
    ウエットエッチ工程があることを特徴とするスタンパ製
    造方法。
12. 【請求項１２】 請求項５に記載のスタンパを製造する
    方法であって、上記スタンパの材料である透明基板の洗
    浄工程と、この透明基板に感光体を塗布するレジスト塗
    布工程と、塗布された感光体にマスクを密着させて露光
    する露光工程と、露光した感光体の感光部分を除去する
    現像工程と、表面に残存したレジストをマスクとして透
    明基板をドライエッチングする反応性イオンエッチング
    工程と、残存したレジストを剥離するレジスト除去工程
    を含むスタンパ製造方法において、 上記反応性イオンエッチング工程とレジスト除去工程の
    間に、ウエットエッチ工程があることを特徴とするスタ
    ンパ製造方法。
13. 【請求項１３】 請求項５に記載のスタンパを製造する
    方法であって、上記スタンパの材料である透明基板の洗
    浄工程と、この透明基板に感光体を塗布するレジスト塗
    布工程と、塗布された感光体にマスクを密着させて露光
    する露光工程と、露光した感光体の感光部分を除去する
    現像工程と、表面に残存したレジストをマスクとして透
    明基板をドライエッチングする反応性イオンエッチング
    工程と、残存したレジストを剥離するレジスト除去工程
    を含むスタンパ製造方法において、 上記現像工程と反応性イオンエッチングエ程との間に、
    ウエットエッチ工程があり、上記レジスト除去工程の後
    に、微細パターンの凸部のエッジを面取りするための逆
    スパッタ工程があることを特徴とするスタンパ製造方
    法。
14. 【請求項１４】 請求項５に記載のスタンパを製造する
    方法であって、上記スタンパの材料である透明基板の洗
    浄工程と、この透明基板に感光体を塗布するレジスト塗
    布工程と、塗布された感光体にマスクを密着させて露光
    する露光工程と、露光した感光体の感光部分を除去する
    現像工程と、表面に残存したレジストをマスクとして透
    明基板をドライエッチングする反応性イオンエッチング
    工程と、残存したレジストを剥離するレジスト除去工程
    を含むスタンパ製造方法において、 上記反応性イオンエッチング工程とレジスト除去工程と
    の間に、ウエットエッチ工程があり、上記レジスト除去
    工程の後に、微細パターンの凸部のエッジを面取りする
    ための逆スパッタ工程があることを特徴とするスタンパ
    製造方法。
15. 【請求項１５】 請求項５に記載のスタンパを製造する
    方法であって、上記スタンパの材料である透明基板の洗
    浄工程と、この透明基板に感光体を塗布するレジスト塗
    布工程と、塗布された感光体にマスクを密着させて露光
    する露光工程と、露光した感光体の感光部分を除去する
    現像工程と、表面に残存したレジストをマスクとして透
    明基板をドライエッチングする反応性イオンエッチング
    工程と、残存したレジストを剥離するレジスト除去工程
    を含むスタンパ製造方法において、 上記レジスト除去工程の後に、ウエットエッチ工程があ
    ること特徴とするスタンパ製造方法。
16. 【請求項１６】 請求項５に記載のスタンパを製造する
    方法であって、上記スタンパの材料である透明基板の洗
    浄工程と、この透明基板に感光体を塗布するレジスト塗
    布工程と、塗布された感光体にマスクを密着させて露光
    する露光工程と、露光した感光体の感光部分を除去する
    現像工程と、表面に残存したレジストをマスクとして透
    明基板をドライエッチングする反応性イオンエッチング
    工程と、残存したレジストを剥離するレジスト除去工程
    を含むスタンパ製造方法において、 上記レジスト除去工程の後に、ＳiＯ₂をスパッタするス
    パッタ工程があることを特徴とするスタンパ製造方法。