JP2001001349A

JP2001001349A - マイクロレンズ金型又は金型マスター、及びそれらの作製方法

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Publication number: JP2001001349A
Application number: JP11202396A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Yagi; 隆行八木; Takayuki Tejima; 隆行手島; Takashi Ushijima; 隆志牛島; Yasuhiro Shimada; 康弘島田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1998-07-29
Filing date: 1999-07-16
Publication date: 2001-01-09
Anticipated expiration: 2019-07-16
Also published as: EP0976530A3; EP0976530A2; US6656393B2; US7670515B2; US20040108210A1; US20020100859A1; JP3554228B2; KR20000012055A; DE69941555D1; KR100333457B1; EP0976530B1

Abstract

(57)【要約】【課題】所望の曲率半径を有するマイクロレンズや開口
数の大きなマイクロレンズを形成する為のマイクロレン
ズ金型又は金型マスター、及びそれらの作製方法であ
る。【解決手段】マイクロレンズ金型又は金型マスターは、
少なくとも一部が導電性部となっている基板１と、基板
１上に形成された開口部４を有する絶縁性マスク層３
と、開口部４及び絶縁性マスク層３上に形成されたメッ
キ層５から成る。開口部４の開口径ないし幅をφとし、
メッキ層５の開口部４直上部の曲率半径をＲするとき、
φ≦０．３５Ｒなる関係式を満たす。或は、開口部４の
開口径ないし幅が１０μｍ以下である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、マイクロ構造体の
作製方法、マイクロレンズなどとして用いられるマイク
ロ構造体用金型の作製方法、及び該金型を用いてマイク
ロレンズなどとして用いられるマイクロ構造体を作製す
る為の作製方法等に関し、特には、アレイ化が可能なマ
イクロレンズの金型又は金型マスターの作製方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】マイクロレンズアレイは、直径数μｍか
ら数１００μｍの微小な略半球状のレンズを複数配置し
たものであり、液晶表示装置、受光装置、光通信システ
ムにおけるファイバー間接続等の様々な用途に使用され
ている。一方、発光素子間隔を狭くできアレイ化が容易
な面発光レーザー等の開発が進み、レンズアレイの間隔
を狭くでき開口数（ＮＡ）の大きなマイクロレンズへの
要求が高まっている。

【０００３】受光素子においても同様に、半導体プロセ
ス技術の発達に伴い、素子間隔が狭まり、ＣＣＤ等に見
られるように、ますます受光素子の小型化がなされてい
る。この結果、ここでも、レンズ間隔の狭い、開口数の
大きなマイクロレンズアレイが必要となっている。

【０００４】このようなマイクロレンズでは、レンズ面
に入射する光の利用効率が高い高集光率のマイクロレン
ズが望まれている。

【０００５】さらに、今後、期待される光情報処理分野
である光並列処理・演算、光インターコネクション等に
おいても、同様の要望がある。また、エレクトロルミネ
ッセンス（ＥＬ）等の自発光型のディスプレイ装置の研
究開発も盛んに行われ、高精細且つ高輝度のディスプレ
イの提案がなされている。この様なディスプレイにおい
ては、小型且つ開口数の大きなマイクロレンズアレイに
加えて、低コストで大面積のマイクロレンズアレイへの
要求がある。

【０００６】以上の様な状況において、従来、イオン交
換法（Ｍ．Ｏｉｋａｗａ，ｅｔａｌ．，Ｊｐｎ．
Ｊ．Ａｐｐｌ．Ｐｈｙｓ．２０（１）Ｌ５１−
５４，１９８１）を用いて多成分ガラスからなる基板
上の複数の箇所を高屈折率化して、複数のレンズを形成
する様にしたマイクロレンズアレイの製造方法が知られ
ている。しかしながら、この方法では、レンズ同士の間
隔に比べてレンズ径を大きくとれず、開口数の大きなレ
ンズの設計が困難であった。また、大面積のマイクロレ
ンズアレイを作製するにはイオン拡散装置等の大規模な
製造装置が必要とされ、製造が容易でないという問題も
あった。また、金型を用いたモールディングに比べて、
ガラス毎にイオン交換工程を施す必要があり、製造装置
の作製条件管理を十分に行わないと、レンズの品質、例
えば焦点距離のばらつきがロット間で大きくなるという
問題があった。また、この方法では、金型を用いた方法
に比べて、割高となる。

【０００７】さらに、イオン交換法では、ガラス基板中
に被イオン交換用のアルカリイオンが必須となり、基板
材料がアルカリガラスに限定され、アルカリイオンフリ
ーを前提とする半導体をベースとする素子との適合性が
悪い。さらに、ガラス基板そのものの熱膨張係数が受光
装置や発光装置の基板の熱膨張係数と大きく異なる為
に、素子の集積密度が増加するに伴い熱膨張係数の不整
合によるミスアライメントが発生する。また、元来、ガ
ラス表面のイオン交換法は、表面に圧縮歪みを残すこと
が知られており、これによりガラスが反り、マイクロレ
ンズアレイが大判化するに従い受光装置や発光装置との
接着、接合が困難となっている。

【０００８】他の方法としては、レジストリフロー法
（Ｄ．Ｄａｌｙ，ｅｔ．ａｌ．，Ｐｒｏｃ．Ｍｉ
ｃｒｏｌｅｎｓＡｒｒａｙｓＴｅｄｄｉｎｇｔｏ
ｎ．，ｐ２３−３４，１９９１）がある。この方法
は、基板上に形成した樹脂をフォトリソグラフィプロセ
スを利用して円筒状にパターニングし、これを加熱しリ
フローさせてマイクロレンズアレイを作製する。この方
法により、様々な形状のレンズが低コストで作製するこ
とが可能である。また、イオン交換法に比べて、熱膨張
係数や反り等の問題がない。しかしながら、この方法
は、マイクロレンズの形状が樹脂の厚み、基板と樹脂と
の濡れ性状態、及び加熱温度に強く依存しており、単一
基板面内の作製再現性は高いが、ロット毎のばらつきが
発生しやすい。

【０００９】また、隣接するレンズ同士がリフローによ
り接触すると、表面張力により所望のレンズ形状を保つ
ことができなくなる。すなわち、隣接するレンズを接触
させレンズ間の光未使用領域を小さくし高集光率するこ
とが困難である。また、数十〜数百μｍ程度のレンズ径
を得ようとすると、リフローにより球面化するに十分な
厚みの樹脂を塗布することになるが、所望の光学特性
（屈折率、高光透過率）を有する樹脂材料を均一に厚く
塗布することが困難である。すなわち、大きな曲率を持
ちレンズ径が比較的大きなマイクロレンズを作製するこ
とが難しい。

【００１０】更なる他の方法としては、マイクロレンズ
アレイの原版を作製し、原版にレンズ材料を塗布し、塗
布したレンズ材料を剥離して作製する方法である。原版
となる金型の作製にあたっては、電子ビームを用いて描
画する方法（特開平１−２６１６０１号公報）、金属板
の一部をエッチングし形成する方法（特開平５−３０３
００９号公報）がある。これら方法は、モールディング
にてマイクロレンズを複製することができ、ロット毎の
ばらつきが発生しにくく、また低コストにてマイクロレ
ンズを作製することが可能である。また、イオン交換法
に比ベて熱膨張係数差に伴うアライメント誤差の発生や
反り等の問題を回避できる。

【００１１】しかしながら、電子ビームを用いる方法で
は、電子ビーム描画装置が高価であり多額の設備投資が
必要となる、描画面積が制限されているために、１０ｃ
ｍ角以上の大面積の原版を作製することが困難である等
の問題がある。

【００１２】また、エッチングする方法では、主として
化学反応を利用した等方性エッチングを用いるため、金
属板の組成や結晶構造が僅かでも変化すると、所望の形
状にエッチングできなくなるという問題がある。また、
エッチングする方法では、所望の形状が得られた時点で
直ちに水洗しないとエッチングが継続する。微小なマイ
クロレンズを形成する場合には、所望の形状が得られた
時点から水洗に至るまでの時間に進行するエッチングに
より、所望の形状から逸脱する場合がある。

【００１３】マイクロレンズアレイの原版を作製する他
の方法としては、電気メッキを利用する方法（特開平６
−２７３０２号公報）がある。この方法は、導電層を片
面に形成した開口部を有する絶縁性フィルムを用いて、
導電層を陰極として電気メッキを行ない、絶縁性フィル
ムの表面にレンズの母型となる凸状物を形成するもので
ある。この方法により作製する母型は工程が簡素であ
り、低コストを実現できる。電気メッキを利用するこの
種の方法は、特開平８−２５８０５１号公報、特公昭６
４−１０１６９号公報にも開示されている。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】図１３及び図１４を用
いて、電気メッキにて開口部にメッキ層を形成する際に
生じる問題を説明する。図１３は、開口部２０３の開口
径がφの絶縁体２０２と導電体２０１からなる陰極に電
気メッキを行なうときのメッキ成長過程を説明する断面
模式図である。図１４は、図１３（ｄ）の金型断面図で
ある。

【００１５】このメッキ成長過程において、メッキ層２
０４が成長するにつれて、開口部２０３の上のメッキ層
２０４表面の平坦部が次第に小さくなり（図１３
（ｂ）、（ｃ））、メッキ層２０４の表面が最大曲率を
有するに至る（図１３（ｄ））。この後、メッキ層２０
４を成長させて行くとメッキ層２０４の底面径Ψが大き
くなり、これにつれて曲率半径も大きくなっていく。

【００１６】図１３（ｂ）、（ｃ）のようにメッキ層２
０４に平坦部がある場合は、平坦部で結像ができず、レ
ンズ金型として利用できない。この方法によると、開口
部２０３の開口径φが大きいと、作製されるレンズ金型
の光軸近傍の曲率半径も大きくなる。レンズ金型を作製
しようとする場合、開口部２０３の開口径φの大きさに
よってはメッキ層２０４の曲率半径を小さくできず、所
望の曲率半径Ｒのレンズ金型を作製することが困難とな
ることが生じる。

【００１７】また、図１４に示したようにメッキ層が半
球形状からずれている場合、メッキ層の側面の曲率半径
と光軸近傍の曲率半径に差異が生じ、且つ夫々の曲率中
心の位置が異なることとなり、側面の曲率中心が光軸上
にない。この様な金型又は金型マスターで作製されるマ
イクロレンズは側面を利用できない為に、開口数の小さ
なレンズとなる。

【００１８】更に、径が数１００μｍ以下（特には、３
００μｍ程度以下）、半球上部の曲率半径２００μｍ以
下のマイクロレンズを形状精度良く作製するのは、今ま
での作製技術では困難であった。

【００１９】本発明は、上記従来技術の有する課題に鑑
み成されたものであり、その目的は、種々の形態のもの
を柔軟且つ容易に安定的に作製できるマイクロ構造体の
作製方法、マイクロレンズ（マイクロ構造体が半球状マ
イクロレンズ、フライアイレンズ、レンチキュラーレン
ズアレイなどのレンズとして用いる様に成されたもの）
用金型又は金型マスターの作製方法、該金型又は金型マ
スターを用いたマイクロ構造体の作製方法等を提供する
ことにあり、より具体的には、（１）大判化が容易な、
（２）作製が容易で且つ制御性の高い、（３）比較的安
価な、（４）所望の曲率半径を有するマイクロレンズ金
型又は金型マスター、及びそれらの作製方法を提供する
こと、また、（５）開口数の大きなマイクロレンズを形
成する為のマイクロレンズ金型又は金型マスター、及び
それらの作製方法を提供することにある。

【００２０】

【課題を解決する為の手段と作用】上記目的を達成する
為の本発明のマイクロレンズ金型又は金型マスターは、
導電性基板あるいは電極層を有する基板あるいは少なく
とも一部が導電性部分となっている基板と、該基板上に
形成された開口部（典型的には、円形ないし長く伸びた
長方形形状（スリット形状）の複数の開口部）を有する
絶縁性マスク層と、開口部及び絶縁性マスク層上に形成
されたメッキ（電気メッキ）層からなるマイクロレンズ
金型又は金型マスターにおいて、開口部の開口径ないし
幅をφとし、メッキ層の開口部直上部の曲率半径をＲす
るとき、φ≦０．３５Ｒなる関係式を満たすことを特徴
とする。

【００２１】所望の曲率半径を持たせる為に上記関係式
を満足することが重要な意味を持つのは、特に、前記開
口部の開口径ないし幅が１０μｍを超える場合である。

【００２２】また、上記目的を達成する為の本発明のマ
イクロレンズ金型又は金型マスターは、導電性基板ある
いは電極層を有する基板あるいは少なくとも一部が導電
性部分となっている基板と、該基板上に形成された開口
部（典型的には、円形ないし長く伸びた長方形形状（ス
リット形状）の複数の開口部）を有する絶縁性マスク層
と、開口部及び絶縁性マスク層上に形成されたメッキ
（電気メッキ）層からなるマイクロレンズ金型又は金型
マスターにおいて、前記記開口部の開口径ないし幅が１
０μｍ以下であることを特徴とする。

【００２３】上記の金型又は金型マスターの構成におい
て、より具体的には、以下の様な形態も取り得る。複数
の開口部が形成されている場合において、夫々の開口部
上に在るメッキ層において、隣接するメッキ層同士が一
体化されている。

【００２４】また、上記目的を達成する為の本発明のマ
イクロレンズ金型又は金型マスターの作製方法は、導電
性基板あるいは電極層を有する基板あるいは少なくとも
一部が導電性部分となっている基板を用い、（１）基板
の電極層あるいは導電性部分上に絶縁性マスク層を形成
する工程、（２）マスク層に適当形状の開口部（典型的
には、円形ないし長く伸びた長方形形状（スリット形
状）の複数の開口部）を形成して導電性部分を露出する
工程、（３）電極層あるいは導電性部分を陰極として電
気メッキにより、開口部を通じて開口部及びマスク層上
にメッキ層を形成する工程を有するマイクロレンズ金型
又は金型マスターの作製方法において、メッキ層の底面
径ないし幅をΨ、開口部の開口径ないし幅をφとし、電
気メッキ成長当初において開口部に平坦部を有するメッ
キ層が形成される様にしたとき（Ψ＝φ）に、電気メッ
キ成長を続け（Ψ＞φ）形成したメッキ層の開口部直上
部の曲率半径をＲするとき、φ≦０．３５Ｒなる関係式
を満たすことを特徴とする。

【００２５】所望の曲率半径を持たせる為に上記関係式
を満足することが重要な意味を持つのは、特に、前記開
口部の開口径ないし幅が１０μｍを超える場合である。

【００２６】また、上記目的を達成する為の本発明のマ
イクロレンズ金型又は金型マスターの作製方法は、導電
性基板あるいは電極層を有する基板あるいは少なくとも
一部が導電性部分となっている基板を用い、（１）基板
の電極層あるいは導電性部分上に絶縁性マスク層を形成
する工程、（２）マスク層に適当形状の開口部（典型的
には、円形ないし長く伸びた長方形形状（スリット形
状）の複数の開口部）を形成して導電性部分を露出する
工程、（３）電極層あるいは導電性部分を陰極として電
気メッキにより、開口部を通じて開口部及びマスク層上
にメッキ層を形成する工程を有するマイクロレンズ金型
又は金型マスターの作製方法において、メッキ層の底面
径ないし幅をΨ、開口部の開口径ないし幅をφとし、電
気メッキ成長当初において開口部にメッキ層を形成する
とき（Ψ＝φ）に、凸面となる様にメッキ層を形成する
ことを特徴とする。

【００２７】上記の作製方法において、より具体的に
は、電気メッキ成長当初において開口部にメッキ層を形
成するときに、メッキ層が凸面となる為には、特に、前
記開口部の開口径ないし幅が１０μｍ以下であるのが重
要である。

【００２８】また、上記の金型及び金型マスターの各作
製方法において、より具体的には、以下の様な形態も取
り得る。上記工程（３）において、マスク層上に凸面状
のメッキ層を形成する成長を続け、隣接するメッキ層同
士が一体化するまで電気メッキを行なう。これにより、
フライアイレンズなどが形成できる。

【００２９】また、上記工程（３）において、電気メッ
キを行なう際にメッキ浴を基板上で流動させずにメッキ
を行なう。この理由は後述されている。

【００３０】上記工程（２）において、開口部が円形形
状であったり、長く伸びた長方形形状であったりして、
球面レンズ、レンチキュラーレンズなどのマイクロレン
ズ用の金型又は金型マスターが作製できる。

【００３１】更に、（４）メッキ層を形成した基板に金
型を形成する工程、（５）金型を基板より剥離する工程
を行なうことにより前記マイクロレンズ用金型と反転す
る（凹凸が反転する）マイクロレンズ用金型を形成でき
る。

【００３２】前記工程（３）は、メッキ層を形成した後
に、犠牲層を形成する工程を含んでもよい。この場合、
工程（５）において、金型を基板より剥離する工程が犠
牲層を除去することにより行われる。この犠牲層を導入
するプロセスについて図９を用いて説明する。電気メッ
キにより形成された金型マスター３１〜３５上に犠牲層
３７を形成する（図９（ａ））。次に、電気メッキ用の
金型用電極層３８を形成する。この金型用電極層３８を
陰極として、金属イオンを含むメッキ液中で電気メッキ
を行ない、金型３９を形成する（図９（ｃ））。この後
に、犠牲層３７をエッチング除去し、金型用電極層３８
を有する金型３９とメッキ層３５を有する基板３１が剥
離できる（図９（ｄ））。次に、金型用電極層３８をエ
ッチング除去することで金型３９が形成できる（図９
（ｅ））。この作製フローでは金型用電極層３８を除去
したが、モールディングにてマイクロレンズを形成する
工程にて、金型用電極層３８によりレンズ面を汚染す
る、あるいは金型用電極層３８の降伏応力が小さく傷が
付きやすい等の問題が発生しないのであれば、金型用電
極層３８を除去しなくてもよい。図９の作製フローで
は、犠牲層３７をメッキ層３５及びマスク層３３上に形
成したが、犠牲層３７を形成せず電極層３２を犠牲層と
して利用してもよい。図９（ｃ）から（ｄ）に至る犠牲
層除去の工程で、電極層３２をエッチング除去し、メッ
キ層３５を有する金型３９と基板３１とを分離した後に
メッキ層３５をエッチング除去する組み合わせを用いて
も、図９（ｅ）の金型３９を形成することが可能であ
る。この方法は、込み入った形状の犠牲層ではなく、単
に平坦な電極層３２をエッチング除去すればよいので、
製造時間が短くなる。

【００３３】他に、金型を基板より剥離する工程は、基
板、メッキ層を順次エッチング除去して行われてもよい
し、金型を基板より機械的に剥離して行なわれてもよ
い。

【００３４】前記工程（４）は、金型の形成がメッキに
より行なわれてもよいし、金型材料をメッキ層上に塗布
することで行なわれてもよい。

【００３５】上記工程（３）において、メッキ時間、メ
ッキ温度を制御してメッキ層の大きさ、形状が制御され
る。この際、開口部が基板上に複数形成され、該複数の
開口部に対応して形成されるメッキ層が連続的となる様
にメッキ時間、メッキ温度が制御される様にもできる。
この金型は、フライアイレンズ、レンチキュラーレンズ
等用の金型として用いられ得る。

【００３６】ところで、上記剥離の方法としては、機械
的に金型と基板を剥離してもよいが、金型が大判化する
と剥離のときに変形する場合がある為、基板、マスク
層、メッキ層を順次裏面よりエッチング除去する方法を
取ることも、上記したように可能である。また、基板及
びメッキ層上に犠牲層を設けた後に金型を形成する場合
には、犠牲層を除去することにより金型と基板を剥離す
るが、犠牲層をエッチングするエッチャントにより金型
が腐触されないよう犠牲層の材料を選ぶ。犠牲層をエッ
チングするエッチャントによりメッキ層及び基板も腐蝕
されない場合、メッキ層を形成した基板を金型用の金型
マスターとして、複数回使用することが可能であり、金
型が複数回の使用により傷、汚れ等により使用できなく
なった場合に、同様の方法により金型を容易に作製する
ことができる。

【００３７】マイクロレンズ用金型の材料としては、メ
ッキ層を形成した基板上に形成でき、かつ剥離できるも
のであれば、樹脂、金属、絶縁体等の何れの材料も用い
ることができる。簡略な金型の作製方法としては、樹脂
や金属、ガラスの溶融または溶解した溶液をメッキ層が
形成された基板上に塗布し、これが硬化した後に上述し
た剥離の方法により剥離し作製する。この場合、金型材
料としては、基板やメッキ層が熱損傷や合金化しない材
料を選択する。

【００３８】また、上記目的を達成する本発明のマイク
ロレンズの作製方法は、上記のマイクロレンズ用金型の
作製方法により作製したマイクロレンズ用金型上にレン
ズ材料（樹脂等よりなる）を塗布し、金型よりレンズ材
料を剥離して形成することを特徴とする。

【００３９】前記剥離したレンズ材料に、更に、他の屈
折率の異なるレンズ材料を塗布して硬化してマイクロレ
ンズを作製することもできる。

【００４０】上記方法により作製したマイクロレンズ用
金型を用い、モールディングによりマイクロレンズを作
製することができる。これにより、低コストで且つ容易
に、同一の形状のマイクロレンズ（アレイとして、或は
個々に）を作製することが可能となる。マイクロレンズ
の材料としては、マイクロレンズ用金型との剥離性が容
易な材料が用いられる。

【００４１】ところで、上記において、基板材料として
は、金属、半導体（シリコンウエハ等）、絶縁体（ガラ
ス、石英、高分子フィルムなど）の何れの材料も使用す
ることが可能である。基板として金属材料を使用するの
であれば、電極層を形成する必要はない。また、半導体
を用いる場合、電気メッキが可能な程度の導電性を有す
るのであれば、必ずしも電極層を形成する必要はない。
但し、基板として金属、半導体を用いる場合、全面メッ
キ液に晒される為、マイクロ構造体形成面以外にもメッ
キ層が形成されてしまうので、所望の面のみにメッキ層
を形成させたいのであれば、絶縁体を用いるのが好まし
い。或は、金属、半導体の表面を部分的に絶縁化したも
のを用いるのもよい。

【００４２】基板は金型又は金型マスターとして使用す
ることより、うねりや表面荒さの小さい基板を使用する
ことが好ましい。また、メッキ層の内部応力や熱応力に
より基板が反る場合がある為、基板としては、平坦性の
良好な、ヤング率の大きな金属板、ガラス基板、シリコ
ンウエハ等を使用することが好ましい。

【００４３】電極層としては、メッキ液に晒される為
に、使用するメッキ液に腐蝕されない材料より選択され
る。マスク層として用いることのできる材料としては絶
縁性材料であれば、有機物、無機物の何れの材料も用い
ることができる。マスク層も、メッキ液に腐蝕されない
材料より選択される。

【００４４】基板上に電極層及びマスク層を厚く形成す
ると、形成方法により表面粗さが増す場合がある（こう
なると、揃ったマイクロレンズアレイないしマイクロ構
造体アレイを作製できなくなる）。この為、電極層及び
マスク層の形成方法としては、真空蒸着方法、スピンコ
ート法、ディップ法等の薄膜形成方法を用いる。

【００４５】この場合のマスク層に開口部を形成する工
程を説明する。開口部形成に当たっては、微小ないし細
い開口を形成することが可能なフォトリソグラフィプロ
セスとエッチングによりマスク層に開口部を形成する。
まず、マスク層を形成後、フォトリソグラフィプロセス
によりマスク層上にフォトレジストの開口部パターンを
形成し、フォトレジストをマスクとしてマスク層に開口
部パターンをエッチングにより形成し、最後にフォトレ
ジストを除去することにより所望の開口部を有するマス
ク層を形成する。マスク層としてフォトレジストを用い
ることも可能であり、フォトレジストを用いるとマスク
層材料のエッチングの工程を省略できるので、マスク層
材料としてフォトレジストは好ましい。

【００４６】メッキを行なう場合は、メッキ層の内部応
力や、メッキ浴の温度を上げて電気メッキを行なう為に
生じる熱応力により基板が反ることがある。樹脂のヤン
グ率及び降伏応力が金属や無機物に比べて小さく４桁以
上の差がある。これより、導電体やメッキ層と略同程度
の膜厚の樹脂よりなるマスク層では、金型又は金型マス
ターは容易に反ってしまう。また、応力のみならず、樹
脂ではメッキ浴により膨潤する問題があるため、樹脂を
マスク層に用いる場合は、導電性基板あるいは電極層を
有する基板の厚みに比べてマスク層を、薄くすることが
良い。

【００４７】メッキ層はメッキ浴中の金属イオンが電気
化学反応により析出することにより形成される。電気メ
ッキでは、メッキ時間、メッキ温度を制御してメッキ層
の厚さを容易に制御することが可能である。主なメッキ
の金属としては単金属では、Ｎｉ、Ａｕ、Ｐｔ、Ｃｒ、
Ｃｕ、Ａｇ、Ｚｎ等、合金では、Ｃｕ−Ｚｎ、Ｓｎ−Ｃ
ｏ、Ｎｉ−Ｆｅ、Ｎｉ−Ｗ、Ｚｎ−Ｎｉ等があるが、他
の電気メッキが可能な材料であれば用いることは可能で
ある。特に、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｃｕは光沢メッキが容易にで
きる点で、マイクロレンズ金型又は金型マスターのメッ
キ材料として好ましい。

【００４８】また、前記電極層がニッケルから成った
り、前記電極層とメッキ層が同じ材料から成ったり、前
記電極層とメッキ層との間に合金層が存在したり、この
合金層が電極層とメッキ層の少なくとも一方の金属が拡
散してなる形態も可能である。また、上記金型を形成す
る工程が、スルファミン酸ニッケル浴を用いたニッケル
メッキである形態も採り得る。これらの各形態の効果は
以下の実施例に述べられている。

【００４９】また、電気メッキ浴にＡｌ_２Ｏ_３、ＴｉＯ
_２、ＰＴＦＥ等の分散粒子を付加することによる分散メ
ッキも、電気メッキの中で、半球状等のマイクロ構造体
の形成に利用できる。これにより、金型の機械的強度、
耐食性を分散粒子により向上することが可能となる。

【００５０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を具体的に実施例を
用いて図面に沿って説明する。

【００５１】（第１実施例）図１は、電気メッキ成長当
初において開口部にメッキを形成したときにメッキ層が
平坦部を有する様にされた本発明の第１実施例を説明す
る為のマイクロレンズ金型又は金型マスターの作製方法
を示す工程図である。図２は、本実施例において用いた
電気メッキ装置の概略図である。これらの図において、
１は基板、２は電極層、３はマスク層、４は開口部、５
はメッキ層、２１はワーク、２２は陽極板、２３は金属
イオンを含むメッキ浴、２４は外部電源である。

【００５２】先ず、図１（ａ）で使用する基板の構成を
説明する。基板１に電極層２を形成し、さらにマスク層
３を形成する。基板１に導電性を有する基板材料を使用
する場合は、電極層２を形成する必要はない。

【００５３】次に、マスク層３に開口部４を形成する。
開口部形状はここでは円形とした。

【００５４】図２の電気メッキ装置を用いて、開口部４
を形成した基板１をワーク２１として金属イオンを含む
メッキ浴２３に漬ける。ワーク２１と陽極板２２との間
を外部電源２４と繋げて電流を流し、開口部４にメッキ
層５を形成する。このことで、まず図１（ｂ）に示すよ
うに開口部４にメッキ層５が形成される。この際、メッ
キ中に開口部近傍でのメッキ液２３の流動が起きないよ
うにする。微小な開口部４にメッキ成長する際に、開口
部近傍でメッキ液の流動があると、流動の上流側に比べ
て下流側のメッキ成長速度が増大し、メッキ層が開口部
中心に対して非対称に成長する。従って、非対称となる
メッキ層をマイクロレンズ金型又は金型マスターには使
用できないので、この様にする。

【００５５】メッキ液２３の流動が起きないようにする
方法としては、メッキ中にメッキ浴を撹拌しない方法が
ある。他の方法としては、基板近傍にメッキ液の拡散が
でき且つ流動を阻害するようなメッシュを設ける方法が
ある。特に、撹拌しない方法は簡便である。本実施例で
は、撹拌しない方法を用いた。

【００５６】メッキ成長当初、すなわちメッキ層５の底
面径Ψが開口径φと等しくマスク層３面上にメッキ層５
が成長していない場合、開口部４内にメッキ層５が析出
するが、このとき、メッキ層５が平坦部を有しており基
板上方向に凹形状とならないように析出させる。すなわ
ち、こうなる様に電圧等の条件を整える。

【００５７】通常、電気メッキでは電極の端面での電流
密度が増すため、図１（ａ）のような陰極（導電層ない
し電極層２の露出した部分）では開口部４の縁面にメッ
キされ易く、メッキ当初にメッキ層は凹形状となる場合
がある。このような凹形状のメッキ層では、メッキ成長
を続けても光軸部（開口部４の直上部）に凹部が残る
か、あるいは略半球状のメッキ層となるまで長時間メッ
キ成長することが必要となる。こうした場合、光軸部で
所望の曲率半径を有するマイクロレンズ金型又は金型マ
スターを作製することができなくなる。このことより、
開口部４に形成するメッキ層５は平坦を含む凸状に成長
させることは、好ましいマイクロレンズ金型又は金型マ
スターをメッキを用いて作製する上で必要となる。

【００５８】次に、メッキを続けることで図１（ｃ）に
示すようにマスク層３面上にもメッキ層５が広がり、平
坦部はメッキ当初に比べて小さくなる。メッキ成長を続
けることで平坦部はなくなり、図１（ｄ）及び図１
（ｅ）のように開口部４中心ないし直上部のレンズ金型
又は金型マスターの光軸となる部分に曲率ができ、略半
球形状のメッキ層５が形成される。金属イオンを含むメ
ッキ液２３中で微小な開口部４にメッキを行なうと、メ
ッキ液２３中の金属イオンがメッキ層５に向かい、メッ
キの析出は成長方向が等方的になって進行する。

【００５９】本実施例では、上述のような工程により作
製されるマイクロレンズ金型又は金型マスターにおい
て、光軸で所望の曲率半径Ｒを有する金型を得る為に、
メッキ浴、メッキ条件等をパラメーターとして実験を行
った。その為には、メッキ層５の底面径をΨ、開口部４
の開口径をφとし、電気メッキ成長当初において開口部
４に平坦部を有するメッキ層５を形成するときに（Ψ＝
φ）、電気メッキ成長をし（Ψ＞φ）所望のＲを得るに
は開口部４の開口径φが以下の条件を満たすことが必要
であることを見出した。

【００６０】φ≦０．３５Ｒ（１）すなわち、一定の開口径φのもとでは、メッキ成長する
メッキ層５は最小曲率半径Ｒｍｉｎを有しており、所望
の曲率半径Ｒを有するマイクロレンズ金型又は金型マス
ターを得るには、数式（１）を満たす開口径の開口部４
を形成する必要がある。

【００６１】こうして、本発明では、上記数式（１）の
開口径ないし幅と最小曲率半径の関係を見出した。上記
条件を超える開口径ないし幅φでは、メッキ浴、メッキ
条件によっては所望の曲率半径のメッキ層を得られなく
なる。

【００６２】以下に、数式（１）の最小曲率半径につい
て図３を用いて説明する。曲率半径は次の様にして求め
る。基板上に複数の開口部を有するマスク層を形成し、
該基板をワークとして図２に示した電気メッキ装置を用
いて所定時間メッキを行ない、形成したメッキ層の開口
部直上部の表面プロファイルを測定し、曲率半径に換算
することで求める。メッキ成長時間と曲率半径の関係を
求めるに当たり、図１（ｅ）に示すメッキ層５の底面径
Ψの半分のΨ／２をメッキ成長時間のパラメーターとし
て用いている。

【００６３】図１（ｂ）、（ｃ）に示したように、これ
らの時点では、開口部４直上部のメッキ層５表面には平
坦部があり、曲率を持っていない（平坦部として図３に
記載）。この後、メッキ成長を行なうと平坦部が無くな
り、メッキ層５は曲率半径を有する様になる。さらにメ
ッキを続けるとメッキ層５の曲率半径は小さくなり、図
３に記載した最小曲率半径Ｒｍｉｎを取る。この後、更
にメッキ成長を継続するとメッキ層５自体も大きくなる
為に、曲率半径はメッキ層５が大きくなるに従い大きく
なっていく。最小曲率半径は開口部４の開口径に依存し
ており、開口径が大きくなると最小曲率半径も大きくな
る。一定の開口径のもとでは、図３に示すように、最小
曲率半径Ｒｍｉｎを持つこととなる。

【００６４】図３の如き関係が確立される条件を見つけ
るための実験を、ＮｉメッキとＣｕメッキに対して行っ
た。光沢メッキが比較的容易にできるメッキ浴として、
Ｎｉメッキ浴ではワット浴を用い、Ｃｕメッキ浴として
は硫酸銅メッキのメッキ浴により行った。ワット浴の組
成は、硫酸ニッケル・６水和物と塩化ニッケル・６水和
物と硼酸の１リットル当たりの重量比を２７０：４０：
４０とする水溶液に光沢剤を添加したものである。メッ
キ浴温度は５５℃とし、印加電圧１Ｖの定電圧の条件に
てＮｉメッキを行った。

【００６５】Ｃｕメッキ浴は、硫酸銅・５水和物と硫酸
の１リットル当たりの重量比を２００：５０とする水溶
液に塩酸を０．０４ｍｌ／ｌ添加したものを用いた。メ
ッキ浴温度は５５℃とし、メッキ層の光沢条件として印
加電圧０．３Ｖの定電圧の条件にてＣｕメッキを行っ
た。

【００６６】他のＮｉメッキ浴としてスルファミン酸ニ
ッケル浴を用いて、ワット浴と同様の条件でメッキを行
った。ここでは、市販のメッキ浴（製品名：ミクロファ
ブＮｉ１００、日本エレクトロプレイティング・エンジ
ニヤース（株）製）を用いた。

【００６７】ここでの電圧は、メッキ当初にメッキ層５
が開口部４内で平坦部を有し且つ凹形状とならず、光沢
メッキができる条件である。また、表面プロファイル
は、共焦点走査型のレーザー顕微鏡の１つの機能である
表面形状測定機能（試料を対物レンズ側に移動し、この
ときの最大輝度位置を測定する）により測定した。測定
範囲は開口径の長さと同じである。

【００６８】基板１はメッキ浴に依らず同様のものを使
用した。これについて以下に説明する。酸化ガスを用い
て熱酸化し、両面に１μｍ厚の二酸化シリコン膜が形成
されたシリコンウエハを、図１に示す基板１として用い
る。このウエハに、薄膜形成法の１つである電子ビーム
蒸着法により、ＣｒとＡｕを夫々１０ｎｍ、２００ｎｍ
厚で連続して成膜し電極層２を形成する。次に、全芳香
族ポリアミド酸溶液をスピン塗布し熱処理を行って、ポ
リイミド膜からなるマスク層３を形成する。そして、フ
ォトリソグラフィによりフォトレジストを塗布、露光、
現像してレジストに開口部を設け、酸素を用いた反応性
イオンエッチングによりフォトレジストの開口部のマス
ク層３をエッチング除去する。こうして、電極層２を露
出させ、開口部４を形成する。この後、上記フォトレジ
ストを剥離した。

【００６９】開口部４は、ここでは円形をしており、開
口径１０μｍ以下では、メッキ当初に開口部内でメッキ
したメッキ層は平坦部とならないので、開口径としては
２０μｍ、４０μｍ、８０μｍについて測定を行った。
メッキ当初（Ψ＝φ）においてメッキ層５の表面が平坦
部を形成するには、開口径φは１０μｍを超えることが
必要であった。

【００７０】図４に、ワット浴を用いたＮｉメッキにお
ける開口径２０μｍと８０μｍでの検討結果を示す。同
一の開口径を持つマスク層３にメッキ時間を変えて異な
る底面径Ψのメッキ層５を形成し、開口部４直上部のメ
ッキ層５表面の光軸での曲率半径を測定することで、最
小曲率半径Ｒｍｉｎを得る。開口径８０μｍではＲｍｉ
ｎは約１９０μｍ、開口径２０μｍでは約５０μｍ程度
であった。

【００７１】このような方法によりＮｉメッキとＣｕメ
ッキで得られた最小曲率半径Ｒｍｉｎと開口径φとの検
討結果を図５に示す。ＮｉメッキとＣｕメッキでは開口
径２０μｍ、４０μｍ、８０μｍについて行った結果を
示し、スルファミン酸ニッケル浴では開口径２０μｍに
ついて行った結果を示す。メッキ浴が異なっても最小曲
率半径Ｒｍｉｎに大きな差異は見られない。これより、
メッキ浴に依らず一定の開口径φにおいて、数式（１）
の等号で示す図５中の破線より上の領域の曲率半径を得
ることが可能であることが分かった。すなわち、所望の
曲率半径Ｒを得る為には、開口径φは数式（１）を満た
す必要があることが分かった。

【００７２】比較として、スルファミン酸ニッケル浴に
て、メッキ当初にメッキ層が凹形状となる条件で、開口
径φが８０μｍのときにメッキ層を形成した。しかし、
図４に示すΨ／２が２００μｍとなる範囲までメッキ成
長を続けてもメッキ層に凹形状は残っていた。メッキ層
が凹形状を有したことで、マイクロレンズ金型又は金型
マスターとして用いることはできなかった。

【００７３】上記実験を通して、開口部のピッチ及び開
口部の数が異なっても、最小曲率半径Ｒｍｉｎに違いが
生じることは見出されなかった。また、電圧条件でメッ
キ当初に流れる電流を計測し、この電流値にて定電流で
同様のメッキを行ない曲率半径とΨ／２との関係を計測
したが、結果に差異はなかった。

【００７４】以上の検討結果により、電気メッキ成長当
初において開口部にメッキを形成したときにメッキ層が
平坦部を有する場合、形成したメッキ層の開口部直上部
の曲率半径をＲ、このときの開口部の開口径をφとする
ときに、数式（１）を満たすことで、光軸で所望の曲率
半径を有するメッキ層を有する基板からなるマイクロレ
ンズ金型又は金型マスターを作製することが可能である
事が見出せた。

【００７５】本発明のマイクロレンズ金型又は金型マス
ターの作製方法は、エッチングにより原版を形成する方
法に比べて、所望の形状が得られた時点で陽極と陰極と
の間に流れる電流を停止すればメッキの析出を停止でき
るために、水洗までの時間でエッチングされてしまう様
な不測の形状誤差を回避でき、作製の制御性が良い。ま
た、本発明のマイクロレンズ金型又は金型マスターの作
製方法では、電気メッキにて形成した金型から直接形成
できるために、高価な設備を必要とせず、低コストで作
製でき、また容易に大判化することも可能となる。さら
に、メッキ層の大きさをその場観察により制御すること
ができ、メッキ時間、メッキ温度により、容易且つ高精
度にレンズ径等を制御できる。マスク層に複数の開口部
を形成することにより、同様の方法を用いてマイクロレ
ンズアレイ用の金型又は金型マスターを形成できること
は言うまでもない。

【００７６】次に、このマイクロレンズ金型又は金型マ
スターよりマイクロレンズを作製する工程を以下に説明
する。まず、マイクロレンズ金型として用いる場合の一
例を図１１を用いて説明する。図１１において、５１、
５２、５３、５４、５５、５７、５８、５９は夫々基
板、電極層、マスク層、開口部、メッキ層、ガラス、高
屈折率の樹脂、紫外線硬化樹脂である。このマイクロレ
ンズ金型は凸型となっていて、またメッキ層５５が連続
的になっている（図１１（ａ）参照）。前述した工程で
得られたマイクロレンズ金型上に紫外線硬化型の樹脂５
９を塗布し、次いでガラス５７を該樹脂５９の上に載せ
てガラス５７側から紫外線を照射し樹脂５９を硬化す
る。樹脂硬化後に、ガラス５７と樹脂５９を金型から剥
離し、ガラス５７上にメッキ層５５の形状を反転した樹
脂からなる凹型のマイクロレンズが形成される（図１１
（ｂ））。

【００７７】この凹型のマイクロレンズ上に前記樹脂よ
り高屈折率の樹脂５８を塗布し、該高屈折率の樹脂５８
を硬化し、平坦化することによりマイクロレンズが作製
できる（図１１（ｃ））。

【００７８】このような方法を用いれば、マイクロレン
ズを作製する場合にアルカリガラスが必須とはならず、
イオン交換法と比べて、マイクロレンズ、支持基板の材
料の制限が少なくなる。

【００７９】紫外線硬化型の樹脂を用いたマイクロレン
ズの作製例を示したが、従来の熱可塑性の樹脂を用いて
加熱した金型をそこにスタンプする、あるいは金型上に
熱硬化樹脂を塗布し加熱して該樹脂を硬化する、あるい
は金型上に電子線硬化樹脂を塗布し該樹脂に電子線照射
して硬化することで、凹型マイクロレンズを作製しても
よい。

【００８０】次に、前述した工程で得られたメッキ層を
形成した基板をマイクロレンズ金型マスターとして用
い、マイクロレンズを作製する場合の一例を説明する。
先ず、マイクロレンズ金型マスターに、金型をメッキ形
成する為の金型用電極を形成し、該金型用電極上にマイ
クロレンズ金型マスターの作製に使用したとは異なるメ
ッキ材料をメッキしマイクロレンズ金型を形成する。つ
いで、マイクロレンズ金型をマイクロレンズ金型マスタ
ーから剥離することで凹型のマイクロレンズ金型が作製
される（前述した犠牲層を用いる例を示した図９を参
照）。

【００８１】この凹型のマイクロレンズ金型を用いたマ
イクロレンズの作製工程の一例を図１０を用いて説明す
る。紫外線硬化樹脂、熱硬化樹脂、電子線硬化樹脂等の
樹脂４０をこの凹型のマイクロレンズ金型３９上に塗布
し、夫々の樹脂４０を紫外線、熱、電子線等を当てて硬
化し、金型３９と該樹脂等４０を剥離することでマイク
ロレンズを作製する。熱可塑性樹脂を用いて加熱した金
型をそこにスタンプし、凸型のマイクロレンズを作製す
ることも可能である。

【００８２】（第２実施例）図６は、開口部にメッキ層
を形成するに際し、電気メッキ成長当初にメッキ層が凸
形状となる様に調整された第２の実施例を説明する為の
マイクロレンズ金型又は金型マスターの作製方法を示す
工程図である。

【００８３】図６において、１１は基板、１２は電極
層、１３はマスク層、１４は開口部、１５はメッキ層で
ある。図６（ａ）に使用する基板１１の構成を説明す
る。基板１１に電極層１２を形成し、さらにマスク層１
３を形成する。基板に導電性を有する基板材料を使用す
る場合は、電極層１２を形成する必要はない。

【００８４】次に、マスク層１３に開口部１４を形成す
る。開口部形状は円形とし、開口径をφとする。そし
て、図２の電気メッキ装置を用いて、開口部１４を形成
した基板１１をワークとして、金属イオンを含むメッキ
浴２３に漬け、陽極板２２との間を外部電源２４と繋げ
て電流を流し、開口部１４にメッキ層１５を形成する。
メッキ中、開口部近傍でのメッキ液の流動が起きないよ
うにする。この理由及び方法は第１実施例で述べた通り
である。本実施例でも、撹拌しない方法を用いた。こう
して、メッキ成長当初、図６（ｂ）のような凸形状にメ
ッキ層１５を形成した。

【００８５】次に、メッキを続けることで図６（ｃ）に
示すようにマスク層１３面上にもメッキ層１５が広が
り、メッキ成長当初の凸形状を反映した曲率を有するメ
ッキ層１５が形成される。さらにメッキを行なうこと
で、メッキ層１５は図６（ｄ）に示す様な半球体となる
（開口部をスリット形状にすれば半円筒形状になる）。
金属イオンを含むメッキ液２３中で微小な開口部にメッ
キを行なうと、メッキ液中の金属イオンがメッキ層に向
かい、メッキの析出は成長方向が等方的になって進行す
る。

【００８６】本実施例では、上述のような工程により作
製されるマイクロレンズ金型又は金型マスターにおいて
微小な半球体形状を得る為に、メッキ浴、メッキ条件等
をパラメーターとして実験を行なった。そして、開口部
１４にメッキ層１５を形成するに際して電気メッキ成長
当初に開口部１４にメッキを形成したときに（Ψ＝φ：
Ψはメッキ層の底面径）、メッキ層１５に平坦部が無く
当初メッキ層が凸面となる条件を見出したものである。
具体的には、このときの開口径φは、以下の数式（２）
を満足すれば良いことを見出した。

【００８７】φ≦１０μｍ（２）電気メッキ成長に際して当初に開口部１４にメッキを形
成したときに（Ψ＝φ）、当初メッキ層１５に平坦部が
無く凸面となるようにすることで、メッキ層１５凸部の
頂上部が電気メッキし易くなり、更にメッキ成長すると
メッキ層１５は速やかに半球形状となる。この結果、メ
ッキ層１５の側面の曲率半径と光軸近傍の曲率半径に差
異が生じず、このマイクロレンズ金型又は金型マスター
で作製されるマイクロレンズの側面も利用できるように
なり、開口数の大きなマイクロレンズを提供することが
可能となる。

【００８８】上記条件を超える開口径で半球形状を得る
には、メッキ成長当初（Ψ＝φ）に平坦部が形成され、
平坦部を無くした後に略半球形状となるようにメッキ層
を成長させた後も、更にメッキ成長を続ける必要がある
（第１実施例参照）。この結果、金型又は金型マスター
の曲率半径が大きくなってしまい、例えば、曲率半径が
３０μｍ以下のような極めて微小な曲率半径を持つマイ
クロレンズを提供することが困難となる。

【００８９】本実施例の上記条件を満たすことにより、
極めて微小な曲率半径を有するマイクロレンズ用の金型
又は金型マスターを提供できる。また、当初より半球形
状である為に、さらにメッキ成長を続ければ半球形状を
有する比較的大きな曲率半径を持つマイクロレンズ用の
金型又は金型マスターを提供することも可能である。

【００９０】以下に、曲率半径測定及び半球形状の評価
について図７を用いて説明する。曲率半径は、基板上に
複数の開口部を有するマスク層を形成し、該基板をワー
クとして図２に示した電気メッキ装置を用いて所定時間
メッキを行ない、形成したメッキ層の開口部直上部の表
面プロファイルを測定することで得る。すなわち、この
表面プロファイルより、マイクロレンズの光軸付近の曲
率半径を求め、図７中の曲率半径Ｒを求めた。表面プロ
ファイルは、共焦点走査型のレーザー顕微鏡の１つの機
能である表面形状測定機能（試料を対物レンズ側に移動
し、このときの最大輝度位置を測定する）により測定し
た。測定範囲は開口径の長さと同じである。

【００９１】一方、メッキ層１５の膜厚Ｈとメッキ層１
５の底面径Ψより（これらは測定する）、計算にて、メ
ッキ層が円形であると仮定して求まる図７中の点線で示
す仮想曲率半径ｒを求めた。ｒは以下の数式（３）によ
り求まる。

【００９２】ｒ＝（Ψ・Ψ／４＋Ｈ・Ｈ）／２・Ｈ（３）メッキ層１５の側面の曲率半径と光軸中心近傍の曲率半
径が等しければ、曲率半径Ｒは仮想曲率半径ｒに一致
し、形成したメッキ層１５は半球形状であると言える
（逆に言えば、曲率半径Ｒと仮想曲率半径ｒが一致すれ
ば、メッキ層１５は半球形状であると言える）。これに
より、レンズの利用面積を広く取ることができる。

【００９３】このような要件を満たす条件を見つけるた
めの実験を、ＮｉメッキとＣｕメッキに対して行った。
光沢メッキが比較的容易にできるメッキ浴として、Ｎｉ
メッキ浴ではワット浴を用い、Ｃｕメッキ浴としては硫
酸銅メッキのメッキ浴により行った。ワット浴の組成
は、硫酸ニッケル・６水和物と塩化ニッケル・６水和物
と硼酸の１リットル当たりの重量比を２７０：４０：４
０とする水溶液に光沢剤を添加したものであり、メッキ
浴温度は５５℃とし、印加電圧１Ｖの定電圧の条件にて
Ｎｉメッキを行った。Ｃｕメッキ浴は、硫酸銅・５水和
物と硫酸の１リットル当たりの重量比を２００：５０と
する水溶液に塩酸を０．０４ｍｌ／ｌ添加したものを用
い、メッキ浴温度は５５℃とし、メッキ層の光沢条件と
して印加電圧０．３Ｖの定電圧の条件にてＣｕメッキを
行った。ここでの電圧は、メッキ当初に開口部１４内で
メッキ層１５が凸形状となり光沢メッキとなる電圧であ
る。

【００９４】基板１１はメッキ浴に依らず同様のもの
を使用した。基板１１の形成は、開口径の大きさを除い
て、第１実施例で述べたものと同じである。開口部は円
形をしており、開口径が５μｍ、１０μｍについて測定
を行った。比較の為、開口径が２０μｍについても同様
の測定を行った。

【００９５】図８に、Ｎｉワット浴及びＣｕメッキ浴
で、メッキ時間を変えて異なる半径のメッキ層１５を有
する基板を形成し、開口部１４直上部のメッキ層表面の
光軸での曲率半径Ｒと仮想曲率半径ｒを測定した結果を
示す。図８中、破線はＲがｒと等しいときを示す。開口
径１０μｍの場合から分かるように、メッキ浴に依ら
ず、ｒが２０μｍ未満の領域でｒとＲが等しい値となっ
ていた。また、開口径５μｍではｒが約４μｍにて既に
ｒとＲが等しくなっていた。

【００９６】比較として、メッキ成長当初（Ψ＝φ）に
おいてメッキ層が平坦部を有する開口径２０μｍにて同
様の測定を行ったが、このマイクロレンズ金型及び金型
マスターのメッキ層ではｒが７０μｍでも、ｒはＲに一
致しなかった。

【００９７】電圧条件の比較として、開口径１０μｍの
場合で、Ｎｉワット浴を用い、電圧３Ｖでメッキ層を形
成した。メッキ成長当初（Ψ＝φ）においてメッキ層は
凹形状となり、その後にメッキを続けてメッキ層底面径
が５５μｍまで成長させたが、開口部上部のメッキ層表
面に凹形状が残ったままとなっていた。

【００９８】次に、開口径１０μｍのものについて、マ
スク層材料を変え同様の実験を行った結果を示す。全芳
香族ポリアミド酸溶液をスピン塗布し熱処理を行ないポ
リイミド膜とするマスク層１３を用いた。基板１１及び
電極層１２は、上記と同様に、夫々、両面に１μｍ厚の
二酸化シリコン膜が形成されたシリコンウエハ、Ｃｒと
Ａｕを連続して成膜した電極層１２である。

【００９９】開口部１４は次のように形成した。マスク
層１３上にフォトリソグラフィによりフォトレジスト
（商品名ＡＺ１５００：Ｈｏｅｃｈｓｔ社製）を塗布
し、これを露光、現像してレジストに開口部を設けるこ
とでエッチング用マスクとする。次に、酸素を用いた反
応性イオンエッチングによりフォトレジストの開口部の
マスク層１３をエッチング除去して電極層１２を露出さ
せ、開口部１４を形成した。この後、フォトレジストを
剥離した。

【０１００】開口部は５００×５００のマトリックスに
２００μｍ間隔で配置されている。このウエハをワーク
として用いて、電極層１２を陰極として、硫酸ニッケル
と塩化ニッケルと硼酸及び光沢剤からなるＮｉワット浴
を用いて、浴温５０℃、陰極電流密度５Ａ／ｄｍ^２でＮ
ｉメッキを行った。このとき、撹拌は行なわなかった。
Ｎｉメッキは、まず、開口部１４から析出、成長し、マ
スク層１３上にもメッキ層１５が広がり、図６（ｄ）に
示す半球状のメッキ層１５が形成された。メッキ層１５
の底面径であるメッキ層の径は５０μｍとなるまでメッ
キを析出させた。

【０１０１】このマイクロレンズ金型又は金型マスター
の任意に抽出した１０個のメッキ層１５について曲率半
径Ｒと仮想曲率半径ｒを計測した結果、Ｒとｒの値は一
致していた。この例により、５０μｍの曲率半径となる
半球形状を有するマイクロレンズ用の金型又は金型マス
ターを実現できることが分かった。

【０１０２】次に、開口径５μｍのものについて、定電
流でのメッキ実験を行った。基板１１と電極層１２は、
上記と同様、夫々、両面に１μｍ厚の二酸化シリコン膜
が形成されたシリコンウエハ、ＣｒとＡｕを連続して成
膜した電極層１２である。マスク層１３にはフォトレジ
ストを用いた。開口部１４は７００×７００のマトリッ
クス形態で２５μｍ間隔で配置されている。

【０１０３】このウエハをワークとして用いて、電極層
１２を陰極として、硫酸ニッケルと塩化ニッケルと硼酸
及び光沢剤からなるＮｉワット浴を用いて、メッキ浴温
度６０℃、電流値を１０ｍＡ、１００ｍＡの２種類につ
いてＮｉメッキを行った。このとき、撹拌は行わなかっ
た。Ｎｉメッキは、まず、開口部１４から析出、成長
し、マスク層１３上にもメッキ層１５が広がり、図６
（ｄ）に示す半球状のメッキ層１５が形成された。

【０１０４】各電流値で、メッキ層底面径が５μｍ毎に
１０μｍから３５μｍの大きさを持つメッキ層１５を有
する基板を形成した。これらの各マイクロレンズ金型又
は金型マスターについて、７００×７００個の内の任意
に抽出した１０個のメッキ層１５について曲率半径Ｒと
仮想曲率半径ｒを計測した結果、Ｒとｒの値は一致して
いた。この結果、定電圧による電気メッキと同様に、定
電流下での電気メッキについても、半球形状を有する微
小な曲率半径のマイクロレンズ金型又は金型マスターが
作製できることが分かった。

【０１０５】以上の例の結果により、メッキ層１５の底
面径Ψが開口径φと等しくマスク層１３面上にメッキ層
１５が成長していない場合において、メッキ層１５に平
坦部が無くこれが凸面となる条件を満たすことで、メッ
キ層１５の側面の曲率半径と光軸近傍の曲率半径に差異
が生じず、このマイクロレンズ金型又は金型マスターで
作製されるマイクロレンズはその側面も利用でき、開口
数の大きなレンズを提供できることを見出せた。このと
きの開口径は数式（３）を満たしていた。

【０１０６】本実施例でも、作製の性御性、コスト、大
判化につて、第１実施例と同様な効果が得られる。ま
た、上記構造をマイクロレンズ金型または金型マスター
として用いてマイクロレンズを作製することも、第１実
施例で述べたように行なえる。

【０１０７】以下に、本実施例の原理に基づいてＣｒ
メッキ浴によりマイクロレンズ金型を作製し、マイクロ
レンズアレイを作製した例を示す。基板１１として、６
インチ角の石英ガラスを用いた。電極層１２は、薄膜形
成法の１つである電子ビーム蒸着法によりＣｒとＡｕを
夫々１０ｎｍ、２００ｎｍ連続して成膜し電極層１２を
形成した。

【０１０８】次に、フォトリソグラフィによりフォトレ
ジストを塗布、露光、現像し開口部１４を設け、電極層
１２を露出させた。フオトレジストをマスク層１３とし
て用いた。開口部１４は円形をしており、その直径φは
５μｍ、開口部１４のピッチ３５μｍである。上記配置
の開口部１４を１００×１００のマトリックスに配置し
たものを１ブロックとし、石英基板１１にブロック間ピ
ッチ２０ｍｍで８×８ブロックを配置した。

【０１０９】電極層１２を陰極として、クロム酸と硫酸
からなるＣｒメッキ浴を用いて、Ｃｒメッキを行った。
Ｃｒメッキは、まず、開口部１４の電極層１２上に析出
し、開口部１４内にメッキを形成したときにメッキ層１
５は凸状となっていた。この後、さらにメッキを続ける
ことでマスク層１３上にもメッキ層１５が広がり、半球
状構造体のメッキ層１５が形成された。半球体の半径が
７０μｍとなるまでメッキをし、メッキ層１５は連続膜
とした。

【０１１０】このようにして形成した半球形状のＣｒの
メッキ層１５をマイクロレンズ金型として用いてマイク
ロレンズアレイを形成した。図１１に示すように、ま
ず、紫外線硬化樹脂５９をこの金型５１〜５５に滴下
し、ガラス基板５７を載せ、ガラス基板５７から紫外線
を照射して樹脂５９を硬化させた。その後、金型から樹
脂５９をガラス基板５７と共に剥離し、ガラス基板５７
上に金型とは反転する凹型マイクロレンズアレイ５９を
形成した。このマイクロレンズアレイ上に、マイクロレ
ンズ金型に滴下した紫外線硬化樹脂５９より大きな屈折
率を持つ紫外線硬化樹脂５８を塗布した。塗布した紫外
線硬化樹脂５８の表面を平滑にする為にガラス基板を載
せ、紫外線を照射して大きな屈折率の樹脂５８を硬化さ
せた。硬化した紫外線硬化樹脂からこのガラス基板を剥
離することでマイクロレンズアレイを作製することがで
きた。

【０１１１】同一のマイクロレンズ金型を用いて、同様
の方法により屈折率の異なる２層の紫外線硬化樹脂から
なるマイクロレンズアレイを繰り返し１０００個作製し
た後に、本実施例のマイクロレンズ金型の表面を観察し
たところ、腐蝕や傷等は見当たらなかった。

【０１１２】（第３実施例）第３実施例は電極層として
Ｐｔを用いる方法に係る。図９を用いて本実施例を説明
する。

【０１１３】第１実施例と同様に、酸化ガスを用いて熱
酸化し、両面に１μｍ厚の二酸化シリコン膜が形成され
た６インチφのシリコンウエハを、図９に示す基板３１
として用いる。このウエハ３１に、薄膜形成法の１つで
ある真空スパッタ法により、ＴｉとＰｔを夫々１０ｎ
ｍ、２００ｎｍ厚で連続して成膜し、電極層３２を形成
する。

【０１１４】次に、全芳香族ポリアミド酸溶液をスピン
塗布し、熱処理を行なってポリイミド膜からなるマスク
層３３を形成する。フォトリソグラフィによりフォトレ
ジストを塗布、露光、現像して開口部を設け、酸素を用
いた反応性イオンエッチングによりフォトレジストの開
口部のマスク層３３をエッチング除去する。こうして、
電極層３２を露出させ、開口部３４を形成する。

【０１１５】この後、フォトレジストを剥離する。開口
部３４は、ここでは円形をしており、その直径は１０μ
ｍである。開口部３４は５００×５００のマトリックス
に２００μｍ間隔で配置されている。

【０１１６】このウエハをワークとして用い、電極層３
２を陰極として、硫酸ニッケルと塩化ニッケルと硼酸及
び光沢剤からなるＮｉメッキ浴を用いて、浴温５０℃、
陰極電流密度５Ａ／ｄｍ^２でＮｉメッキを行なう。Ｎｉ
メッキはまず、開口部３４から析出、成長し、マスク層
３３上にもメッキ層３５が広がる。かくして、図９
（ａ）に示す半球状構造体３５のメッキ層が形成され
た。この場合、半球体３５の半径が５０μｍとなるまで
メッキを析出させた。これは、顕微鏡などを用いて確認
できる。

【０１１７】次に、常圧ＣＶＤ法により、ＰＳＧを３５
０℃にて１μｍ成膜し、犠牲層３７を形成する（図９
（ａ））。続いて、電子ビーム蒸着法により、ＴｉとＡ
ｕを夫々１０ｎｍ、２００ｎｍ厚で連続して成膜して金
型用電極層３８を形成し、図９（ｂ）の金型用の金型を
形成する。

【０１１８】この金型をワークとして用いて、金型用電
極層３８を陰極として、前記Ｎｉメッキ浴にて浴温５０
℃、陰極電流密度５Ａ／ｄｍ^２でＮｉメッキを行ない、
金型３９を形成する（図９（ｃ））。

【０１１９】次に、弗酸と弗化アンモニウムとの混合水
溶液に図９（ｃ）の基板を浸漬して、犠牲層３７である
ＰＳＧををエッチング除去する。こうして、基板３１と
金型３９を剥離することができた（図９（ｄ））。

【０１２０】この時、金型用電極層３８のＴｉも同時に
除去される。この後、金型用電極３８を、沃素と沃化カ
リウムの混合水溶液によりエッチング除去し、マイクロ
レンズ用金型３９を形成する（図９（ｅ））。

【０１２１】剥離後の基板は、犠牲層３７を除いて図９
（ａ）に示す半球状構造体３５を有する構成であり、図
９の工程を行なうことにより、再びマイクロレンズ用金
型３９を作製することができる。本実施例のマイクロレ
ンズ用金型の作製方法において、金型３９を電気メッキ
により形成できるために、同一形状の金型を複数形成す
ることができる。従来の金型形成方法では、原版は一枚
であったのに対して、本実施例では、金型自体を金型で
形成し、犠牲層プロセスを用いて複数形成することが可
能である。これにより、一層の低コスト化が達成でき
る。

【０１２２】次に、図１０に示す様に、紫外線硬化する
フォトポリマーからなる樹脂４０を金型３９に滴下し、
支持基板４１となるガラス基板をその上に載せ、ついで
紫外線を照射して樹脂４０を硬化させる。硬化後にガラ
ス基板４１を持ち上げたところ、樹脂４０はマイクロレ
ンズ用金型３９より剥離され、マイクロレンズアレイを
形成することができた。ここでは、同一のマイクロレン
ズ用金型を用いて、同様の方法によりフォトポリマーの
マイクロレンズを１０００枚作製できた。

【０１２３】また、本実施例では、電極層３２のＰｔと
Ｎｉメッキ層３５とでは合金層を形成しないので、硫酸
等での酸洗浄とオゾンアッシングによりＰｔ上に形成さ
れたマスク層３３やメッキ層３５は除去でき、Ｐｔ電極
層３２が形成された基板として再生することができた。

【０１２４】（第４実施例）第４実施例は電極層３２と
してメッキ層３５と同じ材料を用いた方法に係る。同じ
く図９を用いて説明する。

【０１２５】第３実施例と同様に、酸化ガスを用いて熱
酸化し、両面に１μｍ厚の二酸化シリコン膜が形成され
た６インチφのシリコンウエハを、図９に示す基板３１
として用いる。このウエハ３１に、薄膜形成法の一つで
ある真空スパッタ法により、ＴｉとＮｉを夫々１０ｎ
ｍ、２００ｎｍ厚で連続して成膜し、電極層３２を形成
する。

【０１２６】次に、開口部３４を持つマスク層３３を第
３実施例と同様に形成する。そして、同じく第３実施例
と同様に図９（ａ）に示す半球状構造体のメッキ層３５
を形成する。

【０１２７】ここで、メッキ層３５と電極層３２を同じ
材料（すなわちＮｉ）にしたことにより、異種材料の間
に生じる結晶格子のミスマッチを無くせるため、スムー
ズに電極層３２上にメッキ層３５が成長でき、電極層３
２上に半球状構造体３５が強固に固着される。よって、
洗浄等の工程で半球状構造体３５が欠落することが無く
なり、ハンドリングしやすくなった。

【０１２８】その後も第３実施例と同じ工程で、マイク
ロレンズ用金型３９を形成することができる。その他の
特徴も第３実施例と同じで、また、本実施例のマイクロ
レンズ用金型３９を用いて、第３実施例と同様の方法に
よりフォトポリマーのマイクロレンズを作製できた。

【０１２９】（第５実施例）第５実施例は電極層３２と
してメッキ層３５に拡散されやすい材料を用いた方法に
係る。同じく図９を用いて説明する。

【０１３０】第３実施例と同様に、酸化ガスを用いて熱
酸化し、両面に１μｍ厚の二酸化シリコン膜が形成され
た６インチφのシリコンウエハを、図９に示す基板３１
として用いる。このウエハ３１に、薄膜形成法の一つで
ある真空スパッタ法により、ＴｉとＡｕを夫々１０ｎ
ｍ、２００ｎｍ厚で連続して成膜し、電極層３２を形成
する。

【０１３１】次に、開口部３４を持つマスク層３３を第
３実施例と同様に形成する。そして、同じく第３実施例
と同様に図９（ａ）に示す半球状構造体のメッキ層３５
を形成する。

【０１３２】ここで、電極層３２がメッキ層３５に拡散
されたことになる。これは、形成した半球状構造体３６
を硫酸水溶液で溶解させたところ電極３２上の開口部３
４にニッケルと金との合金から成る拡散層が見出された
ことによって、証明された。これによって電極層３２材
料のＡｕがニッケルからなるメッキ層３５内部に拡散さ
れ、電極層３２上に半球状構造体３５が強固に固着さ
れ、洗浄等の工程で半球状構造体３５が欠落することが
無くなりハンドリングしやすくなった。

【０１３３】その後も第３実施例と同じ工程で、マイク
ロレンズ用金型３９を形成することができる。その他の
特徴も第３実施例と同じで、また、本実施例のマイクロ
レンズ用金型３９を用いて、第３実施例と同様の方法に
よりフォトポリマーのマイクロレンズを作製できた。

【０１３４】（第６実施例）第６実施例は、他の方法に
て金型を形成する工程を有する方法に係る。同じく図９
を用いて説明する。

【０１３５】第３実施例と同様の方法により、電極層３
２とマスク層３３と開口部３４が形成された基板３１上
にメッキ層３５からなる半球状構造体を形成し、常圧Ｃ
ＶＤ法により、ＰＳＧを３５０℃にて１μｍ成膜して犠
牲層３７を形成する（図９（ａ））。続いて、電子ビー
ム蒸着法により、ＴｉとＡｕを夫々１０ｎｍ、２００ｎ
ｍ厚で連続して成膜して金型用電極層３８を形成し、図
９（ｂ）の金型用の金型を形成した。

【０１３６】この金型をワークとして用いて、金型用電
極層３８を陰極として、スルファミン酸ニッケルと臭化
ニッケルと硼酸及び光沢剤からなるＮｉメッキ浴を用い
て、浴温５０℃、陰極電流密度５Ａ／ｄｍ^２でＮｉメッ
キを行ない、金型３９を形成する（図９（ｃ））。

【０１３７】次に、弗酸と弗化アンモニウムとの混合水
溶液に図９（ｃ）の基板を浸漬して、犠牲層３７である
ＰＳＧををエッチング除去する。こうして、基板３１と
金型３９を剥離することができた（図９（ｄ））。この
とき、金型用電極層３８のＴｉも同時に除去される。こ
の後、金型用電極３８を、沃素と沃化カリウムの混合水
溶液によりエッチング除去し、マイクロレンズ用金型３
９を形成する（図９（ｅ））。ここで、メッキ浴として
スルファミン酸ニッケル浴を用いることにより、メッキ
応力による反りの小さい金型を得ることができた。

【０１３８】ところで、上述の説明では、主にマイクロ
レンズ金型又は金型マスターとして説明したが、本発明
の構造は、上記の形態的特徴を有することが望まれるマ
イクロ構造体或はマイクロ構造体の金型又は金型マスタ
ーとして用いることもできる。

【０１３９】また、主に開口部を円形として説明した
が、スリット形状にしたときは、半円筒形状を持つレン
チキュラーレンズ用金型又は金型マスターが作製でき、
レンチキュラーレンズアレイを形成することができる。
この方法により基板６１上に作製したレンチキュラーレ
ンズ用金型又は金型マスター６２の斜視図を図１２に示
す。

【０１４０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のマイクロ
レンズ金型又は金型マスターは、開口部の開口径φが数
式（１）を満たすことで、光軸で所望の曲率半径を有す
るマイクロレンズ金型又は金型マスターとなった。

【０１４１】また、本発明のマイクロレンズ金型又は金
型マスターは、開口部の開口径を１０μｍ以下にするこ
とで、メッキ層の側面の曲率半径と光軸近傍の曲率半径
に差異が生じないマイクロレンズ金型又は金型マスター
となり、この金型又は金型マスターを用いて作製された
マイクロレンズは開口数の大きなレンズとなった。

【０１４２】また、本発明のマイクロレンズ金型の作製
方法では、電気メッキ成長当初において開口部にメッキ
を形成したときにメッキ層が平坦部を有する場合、形成
したメッキ層の開口部直上部の曲率半径をＲ、開口部の
開口径をφとするときに、数式（１）の条件を満たすこ
とで、光軸で所望の曲率半径となるメッキ層を有するマ
イクロレンズ金型又は金型マスターを作製することがで
きた。

【０１４３】また、本発明のマイクロレンズ金型又は金
型マスターの作製方法では、電気メッキ成長当初におい
て開口部にメッキを形成したときに、メッキ層に平坦部
が無くメッキ層が凸面となる条件を満たすことで、メッ
キ層の側面の曲率半径と光軸近傍の曲率半径に差異が生
じず、このマイクロレンズ金型又は金型マスターで作製
されるマイクロレンズの側面も利用でき、開口数の大き
なレンズを提供することができた。

【０１４４】上記メッキ層を形成する為の条件は、メッ
キ浴に依存するものではない。

【０１４５】この様に、本発明によれば、曲率半径が数
１００μｍ以下（特には、３００μｍ程度以下）、半球
上部の曲率半径２００μｍ以下のような微小なマイクロ
レンズを形状精度良く作製できる様になった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例のマイクロレンズ金型の作
製方法を示す工程図である。

【図２】本発明に用いた電気メッキ装置の概略図であ
る。

【図３】本発明で示す最小曲率半径を説明する為の図で
ある。

【図４】本発明の第１実施例のメッキ層の光軸近傍での
曲率半径とメッキ層底面径との実験結果を示す図であ
る。

【図５】本発明の第１実施例の最小曲率半径と開口径φ
との検討結果を示す図である。

【図６】本発明の第２実施例のマイクロレンズ金型の作
製方法を示す工程図である。

【図７】本発明の第２実施例の半球形状の評価方法を説
明する図である。

【図８】本発明の第２実施例の開口部上部のメッキ層表
面の光軸での曲率半径Ｒと仮想曲率半径ｒを測定した結
果を示す図である。

【図９】金型を金型マスター上に電気メッキで作製する
作製方法の工程を示す工程図である。

【図１０】本発明のマイクロレンズアレイの作製方法の
一例の工程図である。

【図１１】本発明のマイクロレンズアレイの作製方法の
他の例の工程図である。

【図１２】本発明のレンチキュラーレンズアレイ用金型
又は金型マスターの斜視図である。

【図１３】従来のメッキ成長過程を説明する断面模式図
である。

【図１４】メッキ層の曲率半径を説明する為の断面模式
図である。

【符号の説明】

１、１１、３１、５１、６１基板２、１２、３２、５２電極層３、１３、３３、５３マスク層４、１４、３４、５４開口部５、１５、３５、５５メッキ層２１ワーク２２陽極板２３金属イオンを含むメッキ浴２４外部電極３７犠牲層３８金型用電極層３９金型４０、５８、５９樹脂４１、５７支持基板２０１導電体２０２絶縁体２０３開口部６２レンチキュラーレンズ用金型又は金型マスター

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者牛島隆志東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内 (72)発明者島田康弘東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 4F202 AA36 AH74 CA01 CB01 CD12 CD24

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】導電性基板あるいは電極層を有する基板あ
るいは少なくとも一部が導電性部分となっている基板
と、該基板上に形成された開口部を有する絶縁性マスク
層と、開口部及び絶縁性マスク層上に形成されたメッキ
層からなるマイクロレンズ金型又は金型マスターにおい
て、開口部の開口径ないし幅をφとし、メッキ層の開口部直
上部の曲率半径をＲするとき、φ≦０．３５Ｒなる関係
式を満たすという条件と前記記開口部の開口径ないし幅
が１０μｍ以下であるという条件の一方を満たすことを
特徴とするマイクロレンズ金型又は金型マスター。
【請求項２】φ≦０．３５Ｒなる関係式を満たすと共に
前記開口部の開口径ないし幅が１０μｍを超えることを
特徴とする請求項１に記載のマイクロレンズ金型又は金
型マスター。
【請求項３】前記開口部が基板上に複数形成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のマイクロレ
ンズ金型又は金型マスター。
【請求項４】夫々の開口部上に在るメッキ層において、
隣接するメッキ層同士が一体化されていることを特徴と
する請求項３に記載のマイクロレンズ金型又は金型マス
ター。
【請求項５】前記開口部が円形形状であることを特徴と
する請求項１乃至４の何れかに記載のマイクロレンズ金
型又は金型マスター。
【請求項６】前記開口部が長く伸びた長方形形状である
ことを特徴とする請求項１乃至４の何れかに記載のマイ
クロレンズ金型又は金型マスター。
【請求項７】前記基板としてシリコンウエハ、ガラス、
石英または高分子フィルムを用いることを特徴とする請
求項１乃至６の何れかに記載のマイクロレンズ金型又は
金型マスター。
【請求項８】前記マスク層がフォトレジストで形成され
ることを特徴とする請求項１乃至７の何れかに記載のマ
イクロレンズ金型又は金型マスター。
【請求項９】前記電極層がニッケルから成ることを特徴
とする請求項１乃至８の何れかに記載のマイクロレンズ
金型又は金型マスター。
【請求項１０】前記電極層とメッキ層が同じ材料から成
ることを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のマ
イクロレンズ金型又は金型マスター。
【請求項１１】前記電極層とメッキ層との間に合金層が
存在することを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記
載のマイクロレンズ金型又は金型マスター。
【請求項１２】前記合金層が電極層とメッキ層の少なく
とも一方の金属が拡散してなることを特徴とする請求項
１１に記載のマイクロレンズ金型又は金型マスター。
【請求項１３】マイクロレンズ金型又は金型マスターの
作製方法であって、導電性基板あるいは電極層を有する
基板あるいは少なくとも一部が導電性部分となっている
基板を用い、（１）基板の電極層あるいは導電性部分上
に絶縁性マスク層を形成する工程、（２）マスク層に適
当形状の開口部を形成して導電性部分を露出する工程、
（３）電極層あるいは導電性部分を陰極として電気メッ
キにより、開口部を通じて開口部及びマスク層上にメッ
キ層を形成する工程を有するマイクロレンズ金型又は金
型マスターの作製方法において、メッキ層の底面径ないし幅をΨ、開口部の開口径ないし
幅をφとし、電気メッキ成長当初において開口部に平坦
部を有するメッキ層が形成される様にしたとき（Ψ＝
φ）に、形成したメッキ層の開口部直上部の曲率半径を
Ｒするとき、φ≦０．３５Ｒなる関係式を満たすという
第１の条件と電気メッキ成長当初において開口部にメッ
キを形成するとき（Ψ＝φ）に、凸面となる様にメッキ
層を形成するという第２の条件の一方を満たすことを特
徴とするマイクロレンズ金型又は金型マスターの作製方
法。
【請求項１４】前記開口部の開口径ないし幅が１０μｍ
を超えると共に前記第１の条件を満たすことを特徴とす
る請求項１３に記載のマイクロレンズ金型又は金型マス
ターの作製方法。
【請求項１５】前記開口部の開口径ないし幅が１０μｍ
以下であると共に前記第２の条件を満たすことを特徴と
する請求項１３に記載のマイクロレンズ金型又は金型マ
スターの作製方法。
【請求項１６】前記開口部が基板上に複数形成されてい
ることを特徴とする請求項１３、１４または１５に記載
のマイクロレンズ金型又は金型マスターの作製方法。
【請求項１７】工程（３）において、マスク層上に凸面
状のメッキ層を形成する成長を続け、隣接するメッキ層
同士が一体化するまで電気メッキを行なうことを特徴と
する請求項１６に記載のマイクロレンズ金型又は金型マ
スターの作製方法。
【請求項１８】工程（３）において、電気メッキを行な
う際にメッキ浴を基板上で流動させず電気メッキを行な
うことを特徴とする請求項１３乃至１７の何れかに記載
のマイクロレンズ金型又は金型マスターの作製方法。
【請求項１９】電気メッキがニッケルメッキ、銅メッ
キ、クロムメッキの何れかの電気メッキであることを特
徴とする請求項１３乃至１８の何れかに記載のマイクロ
レンズ金型又は金型マスターの作製方法。
【請求項２０】工程（２）において、開口部が円形形状
であることを特徴とする請求項１３乃至１９の何れかに
記載のマイクロレンズ金型又は金型マスターの作製方
法。
【請求項２１】工程（２）において、開口部が長く伸び
た長方形形状であることを特徴とする請求項１３乃至１
９の何れかに記載のマイクロレンズ金型又は金型マスタ
ーの作製方法。
【請求項２２】更に、（４）メッキ層を形成した基板に
金型を形成する工程、（５）金型を基板より剥離する工
程を有することを特徴とする請求項１３乃至２１の何れ
かに記載のマイクロレンズ金型又は金型マスターの作製
方法。
【請求項２３】工程（３）において、メッキ層を形成し
た後に、犠牲層を形成する工程を含むことを特徴とする
請求項２２に記載のマイクロレンズ金型又は金型マスタ
ーの作製方法。
【請求項２４】工程（５）において、金型を基板より剥
離する工程が犠牲層を除去することにより行われること
を特徴とする請求項２３に記載のマイクロレンズ金型又
は金型マスターの作製方法。
【請求項２５】工程（５）において、金型を基板より剥
離する工程が、基板、メッキ層を順次エッチング除去す
ることにより行われることを特徴とする請求項２２に記
載のマイクロレンズ金型又は金型マスターの作製方法。
【請求項２６】工程（５）において、金型を基板より剥
離する工程が機械的に剥離することで行なわれることを
特徴とする請求項２２に記載のマイクロレンズ金型又は
金型マスターの作製方法。
【請求項２７】工程（４）において、金型を形成する工
程が、メッキにより行なわれることを特徴とする請求項
２２乃至２６の何れかに記載のマイクロレンズ金型又は
金型マスターの作製方法。
【請求項２８】工程（４）において、金型を形成する工
程が、スルファミン酸ニッケル浴を用いたニッケルメッ
キであることを特徴とする請求項２７に記載のマイクロ
レンズ金型又は金型マスターの作製方法。
【請求項２９】工程（４）において、金型を形成する工
程が、金型材料をメッキ層上に塗布することで行なわれ
ることを特徴とする請求項２２乃至２６の何れかに記載
のマイクロレンズ金型又は金型マスターの作製方法。
【請求項３０】基板としてシリコンウエハ、ガラス、石
英または高分子フィルムを用いることを特徴とする請求
項１３乃至２９の何れかに記載のマイクロレンズ金型又
は金型マスターの作製方法。
【請求項３１】マスク層がフォトレジストで形成される
ことを特徴とする請求項１３乃至３０の何れかに記載の
マイクロレンズ金型又は金型マスターの作製方法。
【請求項３２】前記電極層がニッケルから成ることを特
徴とする請求項１３乃至３１の何れかに記載のマイクロ
レンズ金型又は金型マスターの作製方法。
【請求項３３】前記電極層とメッキ層が同じ材料から成
ることを特徴とする請求項１３乃至３２の何れかに記載
のマイクロレンズ金型又は金型マスターの作製方法。
【請求項３４】前記電極層とメッキ層との間に合金層が
存在することを特徴とする請求項１３乃至３３の何れか
に記載のマイクロレンズ金型又は金型マスターの作製方
法。
【請求項３５】前記合金層が電極層とメッキ層の少なく
とも一方の金属が拡散してなることを特徴とする請求項
３４に記載のマイクロレンズ金型又は金型マスターの作
製方法。
【請求項３６】請求項１３乃至３５の何れかに記載のマ
イクロレンズ金型又は金型マスターの作製方法により作
製したマイクロレンズ用金型上にレンズ材料を塗布し、
金型よりレンズ材料を剥離して形成することを特徴とす
るマイクロレンズの作製方法。
【請求項３７】レンズ材料が樹脂よりなることを特徴と
する請求項３６に記載のマイクロレンズの作製方法。
【請求項３８】前記剥離したレンズ材料に他のレンズ材
料を塗布して硬化することを特徴とする請求項３６また
は３７記載のマイクロレンズの作製方法。