JP2001009349A - レジスト膜描画装置と薄膜パターンの形成方法およびそれによる光学部品 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 ミリメートルからサブミリメートルの大きさ
の薄膜パターンを必要、十分な精度で形成させるための
パターン状レジスト膜を成膜させる装置、薄膜パターン
の形成方法、それによる光学部品を提供すること。 【解決手段】 円板状ガラス１２を１μｍ程度の同心度
で保持するホールダー１３の軸心を回転軸１９と１μｍ
程度の同心度でチャックして回転させる回転保持機構１
１と、直径０．１ｍｍのペン芯２２ｐを備えたペン２２
をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向へ１μｍの精度で移動
させ得る描画機構２１とからなるレジスト膜描画装置１
によって、円板状ガラス１２に直接にパターン状のレジ
スト膜３２を±５μｍの精度で描画し、次いで全面にア
ルミニウム薄膜３３を形成させた後、レジスト膜３２を
その上の薄膜３３と共に除去して、レジスト膜３２とは
逆のパターンのアルミニウム薄膜３３を残す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はレジスト膜描画装置
と薄膜パターンの形成方法およびそれによる光学部品に
関するものであり、更に詳しくは、対象物に直接にレジ
スト液でパターン状にレジスト膜を描画するレジスト膜
描画装置と、描画されたパターン状レジスト膜を介して
対象物に薄膜パターンを形成させる方法およびそれによ
る光学部品に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、対象物に薄膜パターンを形成させ
る方法としては、次に示すような方法、すなわち、 （ａ）機械的方法 機械加工によって作成された所定のパターンを有する平
板状のマスクを対象物にあてがって、その上から薄膜を
形成させる方法 （ｂ）間接的な光学的方法 対象物にフォトレジスト液を塗布してフォトレジスト膜
を形成させ、所定のパターンを有するマスクを通し露光
して現像し、得られるパターン状のフォトレジスト膜を
介して薄膜を形成させる方法 （ｃ）直接的な光学的方法 対象物にフォトレジスト膜を形成させ、レーザや電子線
のビームによってフォトレジスト膜に直接に描画し、現
像して得られるパターン状のレジスト膜を介して薄膜を
形成させる方法が一般的に採用されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記した（ａ）の機械
的方法、（ｂ）の間接的な光学的方法は何れもフォトレ
ジスト膜にパターンを形成させるためのマスクを別に作
成することが必要であり、中でも広く採用されている
（ｂ）のフォトレジスト膜による方法は、得られるパタ
ーンの精度は高いが、フォトレジスト液の塗布装置、露
光装置、現像装置等の設備を要し、薄膜パターンの形成
コストを高くしている。上記した（ｃ）の直接的な光学
的方法は別にマスクを必要とせず、得られるパターンの
精度も高いが、フォトレジスト液の塗布装置、レーザ光
または電子線による描画装置を必要とするほか、対象物
の面積が大きい場合には適応性に欠ける。

【０００４】形成させる薄膜のパターンが１μｍ以下の
精度を要する場合は光学的な方法を必要としようが、実
用上は±５μｍ程度の精度でも十分に満足し得るミリメ
ートルからサブミリメートルの大きさの薄膜パターンの
形成にも従来は光学的な方法が採用されており、設備、
成膜時間、コストの点で問題となっている。

【０００５】本発明は上述の問題に鑑みてなされ、対象
物にミリメートルからサブミリメートルのオーダーの薄
膜パターンを形成させるに際して、別にマスクを必要と
せずに対象物にパターン状のレジスト膜を形成させ得る
装置、その装置によって薄膜パターンを形成させる方法
およびそれによる光学部品を提供することを課題とす
る。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の課題は請求項１の
構成によって解決されるが、その解決手段を説明すれ
ば、請求項１のレジスト膜描画装置は、薄膜パターンを
形成させるべき対象物をその薄膜形成面の中心の回りに
回転可能に保持する回転保持機構と、対象物の薄膜形成
面に対して直接にレジスト膜を描画することが可能であ
り、かつ回転保持機構の回転軸の方向をＺ軸方向とし
て、相互に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向に移
動が可能な描画機構とからなるものである。このような
レジスト膜描画装置は、対象物を保持する回転保持機構
の回転と、描画機構のＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向へ
の移動とを組み合わせることによって、対象物に直接に
パターン状のレジスト膜を描画することを可能とする。

【０００７】請求項１に従属する請求項２のレジスト膜
描画装置は、回転保持機構が対象物を直接に保持する
か、またはホールダーを介して間接に保持するチャック
を備えており、そのチャックは回転軸と、対象物の薄膜
形成面の中心またはホールダーの回転中心となる軸心と
を例えば１μｍ程度の精度で保持するものであり、ホー
ルダーはその軸心と対象物の薄膜形成面の中心とを例え
ば１μｍ程度の精度で保持するものである。このような
レジスト膜描画装置は、描画機構の移動精度を含めて対
象物の面にパターン状のレジスト膜を例えば±５μｍの
精度で描画することができる。

【０００８】請求項２に従属する請求項３のレジスト膜
描画装置は、三爪構造の連動式チャックをチャックとす
るものである。このようなレジスト膜描画装置は、回転
保持機構が対象物を高い精度で容易に保持することがで
きる。請求項２に従属する請求項４のレジスト膜描画装
置は、ホールダーが対象物を外側から保持する筒形状で
あり、軸心を基準に１２０度の等角度間隔で軸心から外
周に至る１個の割り溝と、軸心から外周に近接する位置
までの２個の切込み溝とが設けられており、切込み溝の
先端と外周との間を変形部分とし、割り溝を変形許容空
間とするものである。このようなレジスト膜描画装置
は、ホールダーが割り溝と切込み溝との中間部分を押圧
されることにより、その軸心と対象物の薄膜形成面の中
心とに位置ずれ生ずることなく保持する。請求項４に従
属する請求項５のレジスト膜描画装置は、ホールダーの
端面の軸心部に対象物を嵌め込む座部が設けられている
ものである。このようなレジスト膜描画装置は対象物が
板状である場合にホールダーによる保持を容易にする。

【０００９】請求項１に従属する請求項６のレジスト膜
描画装置は、描画機構が描画手段として外径０．１ｍｍ
程度またはそれ以下の描画点の形成が可能なペン芯また
はインクジェットヘッドを備え、Ｘ軸方向、Ｙ軸方向、
Ｚ軸方向へ例えば１μｍ程度の精度で移動が可能とされ
ているものである。このようなレジスト膜描画装置は、
回転保持機構による対象物の回転と描画機構の移動とを
組み合わせて、対象物の面にパターン状のレジスト膜を
例えば±５μｍの精度で描画することができる。

【００１０】請求項１に従属する請求項７のレジスト膜
描画装置は、描画中における前記ペン芯の対象物との接
触圧力を所定値に維持する制御機構、または描画中にお
けるインクジェットヘッドと対象物との間隔を一定に維
持する制御機構が設けられているものである。このよう
なレジスト膜描画装置は、対象物に接触するペン芯に必
要以上の接触圧力が加わらないようにしてペン芯の変形
による描画点の外径の拡大、ないしは、インクジェット
ヘッドと対象物との間隔の拡大または縮小による描画点
の外径の変化を防ぐ。請求項１に従属する請求項８のレ
ジスト膜描画装置は、対象物の薄膜形成面に描画される
円の直径の測定手段が付設されているものである。描画
機構を固定し回転保持機構を回転して対象物に描画され
る円の直径が最小になる描画機構の位置を求めて、対象
物の薄膜形成面の中心と描画点との位置合わせを可能に
する。

【００１１】請求項９の薄膜パターンの形成方法は、薄
膜パターンを形成させるべき対象物をその薄膜形成面の
中心の回りに回転可能に保持する回転保持機構と、薄膜
形成面に対して直接にレジスト膜を描画することが可能
で、かつ回転保持機構の回転軸の方向をＺ軸方向とし
て、相互に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の三
方向に移動が可能な描画機構とを備えたレジスト膜描画
装置を使用して、対象物に対して直接にパターン状にレ
ジスト膜を描画する工程と、パターン状のレジスト膜の
存在下に対象物に薄膜を形成する工程と、続いてレジス
ト膜を除去する工程とからなる方法である。このような
薄膜パターンの形成方法は、パターン状のレジスト膜が
対象物に直接に描画され、マスク、露光装置、現像装置
を必要とせず、薄膜パターンの形成コストを低下させ
る。

【００１２】請求項１０の光学部品は、薄膜パターンを
形成させるべき対象物をその薄膜形成面の中心の回りに
回転可能に保持する回転保持機構と、薄膜形成面に対し
て直接にレジスト膜を描画することが可能で、かつ回転
保持機構の回転軸の方向をＺ軸方向として、相互に直交
するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の三方向に移動が可
能な描画機構とを備えたレジスト膜描画装置を使用し、
対象物としてのガラスまたはプラスチックスを材料とす
る成形品に直接に描画されるパターン状のレジスト膜に
よって形成された薄膜パターンを有する光学部品であ
る。このような光学部品はマスクを使用しない簡易な方
法で薄膜パターンが形成されているので低コストであ
る。請求項１０に従属する請求項１１の光学部品は、ガ
ラスまたはプラスチックスの成形品が平面、凸面、また
は凹面を有する円板状または角板状であり、薄膜パター
ンが金属膜による反射膜または絞りとして形成されたも
のである。このような光学部品は所定の外径を有するミ
ラーまたは所定の開口数を有するレンズとなる。

【００１３】

【発明の実施の形態】本発明のレジスト膜描画装置と薄
膜パターンの形成方法およびそれによる光学部品は、上
述したように、薄膜パターンを形成させるべき対象物を
その薄膜形成面の中心の回りに回転可能に保持する回転
保持機構と、対象物の薄膜形成面に対して直接にレジス
ト膜を描画し得る描画手段を備え、かつ回転軸の方向を
Ｚ軸方向として、それぞれ直交するＸ軸方向、Ｙ軸方
向、Ｚ軸方向の三方向への移動が可能とされている描画
機構とを備えたレジスト膜描画装置と、そのをレジスト
膜描画装置を使用して対象物に直接にパターン状のレジ
スト膜を描画し、そのレジスト膜を介して対象物の全面
に薄膜を形成させた後、レジスト膜を除去し対象物上に
薄膜をパターン状に残すことによる薄膜パターンの形成
方法と、それによる光学部品である。

【００１４】レジスト膜描画装置における対象物の回転
保持機構は、対象物を直接にチャックして保持してもよ
く、ホールダを介して対象物をチャックして保持しても
よい。対象物を直接にチャックする場合には、回転保持
機構の回転軸と対象物の薄膜形成面の中心とをほぼ一致
させてチャックするものであればよく、チャックの方式
は特に限定されない。また、ホールダを介して対象物を
チャックする場合には、回転保持機構の回転軸とホール
ダーの回転中心となる軸心とをほぼ一致させてチャック
するものであればよく、チャックの方式は特に限定され
ない。種々のチャックの方式の中では旋盤等に採用され
ている三爪構造の連動式チャックが回転軸と、対象物の
薄膜形成の中心またはホールダーの軸心との位置合わせ
が簡易でありながら精度の高いチャックが可能であるこ
とから好適に使用される。

【００１５】ホールダーは対象物を外側から保持する筒
形状であり、ホールダーの回転中心となる軸心と対象物
の薄膜形成面の中心とをほぼ一致させて保持するもので
あればよく、その方式は特に限定されない。対象物を外
側から等方的に締め付ける構造であり、締め付け時にホ
ールダーの軸心と対象物の薄膜形成面の中心とを位置ず
れさせないものであれば、対象物をホールダーに保持さ
せる操作が簡易化されるので好ましい。また対象物が板
状である場合には、ホールダーの端面の軸心部に対象物
を嵌め込み得る座部を設けたものとすることにより、ホ
ールダーによる対象物の保持を簡易化させることができ
る。

【００１６】またレジスト膜描画装置における描画機構
は、対象物の薄膜形成面に直径０．１ｍｍ程度またはそ
れ以下の描画点を形成させることができる描画手段を有
するものであることが望ましく、例えばレジスト液を外
径０．１ｍｍの多孔性ペン芯または硬質チューブ状ペン
芯を有するペンによって描画するか、直径０．１ｍｍ程
度の描画点が得られるインクジェットヘッドを使用して
レジスト液を噴出させてもよい。すなわち、一般的にプ
リンタに広く採用されているインクジェットヘッドを転
用することができる。なお、レジスト液には一般的に使
用されているフォトレジスト液を使用してレジスト膜を
描画してもよいが、本発明では露光して硬化部分と未硬
化部分とを形成させてパターン化する操作を行わないの
で、非感光性のレジスト膜としてもよく、アルコール可
溶性の筆記用油性インクをレジスト液として使用するこ
とができる。

【００１７】また描画機構は回転保持機構の回転軸の方
向をＺ軸方向として、相互に直交するＸ軸方向、Ｙ軸方
向、Ｚ軸方向の三方向への移動が可能とされていること
が必要であり、その移動方法は特に限定されないが、各
軸方向毎に例えばボール・ネジ機構を介してモーターに
よって駆動させるのがよく、また、移動の位置、移動速
度は各軸毎にマグネスケールを設け、そのマグネスケー
ルからの信号を制御部へ送ることによって任意の値に制
御することが可能である。そして、その移動距離は１μ
ｍ程度の単位で保証されるものであることが望ましい。

【００１８】なお、ペン芯を対象物の面と若干の加圧下
に接触させて描画する場合に、描画中に圧力が変動し過
大な圧力によってペン芯が変形して描画点の直径が大に
なるような場合には、接触圧が一定の値に維持されるよ
うに描画機構の位置をＺ軸方向に移動させ微調整し得る
制御部を設けてもよい。また、レジスト液を噴出させる
インクジェットヘッドによって描画する場合には、例え
ば超音波センサーを設けて、対象物とインクジェットヘ
ッドとの間隔を常に一定に維持する制御部を必要とす
る。また、対象物の薄膜形成面の中心と描画手段の描画
点との位置合わせを行う場合には、描画機構を固定して
おき回転保持機構を回転させて、対象物に描画される円
の直径を測定し、描画される円の直径が最小になる描画
機構の位置を求めることにより行い得るが、そのために
は描画される円の直径の測定手段を必要とする。この円
の直径の測定手段はレジスト膜描画装置とは独立したも
のとしてもよく、レジスト膜描画装置において描画機構
と位置を交換して使用されるものとしてもよい。

【００１９】上記のように構成されるレジスト膜描画装
置を使用して対象物にレジスト膜をパターン状に描画
し、そのレジスト膜によって薄膜パターンを形成させる
には、以下に述べるような工程が採用される。すなわ
ち、回転保持機構に回転可能に保持した対象物に対し
て、それぞれ直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の
三方向に移動可能な描画機構によって、直接にレジスト
膜をパターン状に描画する工程と、描画されたパターン
状のレジスト膜の存在下に対象物に薄膜を形成する工程
と、続いてレジスト膜を除去する工程によって行われ
る。上記において、レジスト液によってレジスト膜をパ
ターン状に描画した後、自然乾燥してレジスト膜とされ
る。レジスト液に蒸気圧の高い有機溶剤が使用されてい
る場合には特に乾燥することの必要性は認められない
が、要すれば加熱乾燥してもよい。

【００２０】薄膜の形成方法としては真空蒸着、スパッ
タリング等の物理的方法、化学的気相成長、メッキ等の
化学的方法のような一般的な薄膜形成方法が適用され
る。また、薄膜形成後の対象物からレジスト膜を除去す
るには種々の方法を適用することができるが、有機溶
剤、例えばアルコールに浸漬し、超音波洗浄を行うこと
によってレジスト膜はその上の薄膜と共に容易に除去さ
れ、対象物上にはレジスト膜とは逆のパターン状に薄膜
が残される。

【００２１】

【実施例】以下、本発明のレジスト膜描画装置と薄膜パ
ターンの形成方法および薄膜パターンの形成された光学
部品を、実施例によって具体的に説明する。図１は実施
例のレジスト膜描画装置１の要部の斜視図であり、左側
の回転保持機構１１と右側の描画機構２１とからなって
いる。

【００２２】左側の回転保持機構１１は薄膜を形成させ
るべき対象物としての円板状ガラス１２を保持して回転
させるものであり、円板状ガラス１２はホールダー１３
に保持され、ホールダー１３は図示しないシャフトに取
り付けられ、回転軸１９の回りに回転する保持部１８に
対して１２０度の等角度間隔に配置された三爪構造の連
動式チャック１７によってチャックされている。また、
ホールダー１３は肉厚の円筒形状とされ、その軸心を基
準に１２０度の等角度間隔に配置され、軸心から外周に
至る１個の割り溝１４と、軸心から外周に近接する位置
まで切り込まれた２個の切込み溝１５とが設けられてお
り、割り溝１４と２個の切込み溝１５とよって分割され
た三部分はそれぞれの中央部に三爪構造の連動式チャッ
ク１７の３個の爪が当接してホールダー１３を外周側か
ら締め付ける。すなわち、各切込み溝１５の先端と外周
との間の部分が変形部分となり、割り溝１４が変形の逃
げ部分となってホールダー１３の変形を可能にする。

【００２３】また、ホールダー１３の端面の軸心部分に
は、図１における［２］−［２］線の位置で矢印の方向
に破断した時の断面図である図２も参照して、円板状ガ
ラス１２を嵌め込んでチャックするための座部１６が設
けられている。このホールダー１３はその軸心と円板状
ガラス１２の回転中心との位置ずれを１μｍ程度の精度
に保持するようになっている。また図１の三爪構造の連
動式チャック１７もその回転軸１９とホールダー１３の
軸心との位置ずれを１μｍ程度の精度で保持するように
なっている。

【００２４】図１における右側の描画機構２１は回転保
持機構１１の回転軸１９の方向をＺ軸方向として相互に
直交するＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の三方向に図示
しない制御部によって１μｍ程度の精度で移動される移
動台２６に描画手段としてのペン２２が固定されてい
る。ペン２２の先端のペン芯２２ｐは０．１ｍｍ程度の
直径を有しており、ペン芯２２ｐを円板状ガラス１２に
当接させ、円板状ガラス１２を回転保持機構１１によっ
て回転させると共に、制御部に入力したプログラムに従
って描画機構２１を移動させることによってレジスト膜
を描画することができる。

【００２５】そして単純にはペン芯２２ｐを回転してい
る円板状ガラス１２の面に当接させて、後述の図５に示
すように、所定の外径と内径を有するリング状にレジス
ト膜３２を描画させることができる。図３はペン２２
（ホルバイン・ジャパン社製）の側面図であり、ペン２
２の本体部分２２ｂ内にレジスト液が収容されている。
本体部分２２ｂの後端には蛇腹部２３を介してゲージ部
２４が取り付けられており、ペン２２はゲージ部２４に
よって移動台２６に固定されている。そしてペン芯２２
ｐは一定の圧力に与圧されて描画するが、接触圧力が大
になると蛇膜部２３が縮んで後退し、その後退の度合い
がゲージ部２４に示されると同時に、その後退の度合い
に応じた信号が図示しない制御部に入力されることによ
り、制御部はペン芯２２ｐの接触圧力が所定の値になる
位置まで移動台２６をＺ軸方向へ後退させ、ペン芯２２
ｐが大きい圧力によって変形し描画点の直径が大になる
ことを防ぐようになっている。

【００２６】上記のような描画機構２１によって回転保
持機構１１に保持された円板状ガラス１２にパターン状
にレジスト膜を描画し、そのレジスト膜によって薄膜パ
ターンを形成させるには以下に示すような方法が採用さ
れる。すなわち、ホールダー１３に円板状ガラスのダミ
ー１２を保持させ、回転保持機構１１の三爪構造連動式
チャック１７によってチャックし、描画機構２１の移動
台２６をＸ軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向へ移動させる図
示しない制御部によって移動させ、移動台２６に固定さ
れたペン２２のペン芯２２ｐをダミー１２に接近させ
る。回転保持機構１１をゆっくり回転させ、回転される
ダミー１２の面にペン２２のペン芯２２ｐを接触させ、
レジスト膜材料がイソプロピルアルコールに溶解された
レジスト液を塗布してリングを描画させる。図４のＡは
円板状ガラスのダミーに図３のペン２２の○印で示すペ
ン芯２２ｐが当接して円を描画している状態を示す側面
図である。塗布の間、ペン２２のゲージ部２４において
検出されるペン芯２２ｐの変位量は常に１０μｍ以内で
あるように制御した。

【００２７】そして、連動式チャック１７からホールダ
ー１３を取り外して、描画されたリングの直径を測定す
る。実際には、測定顕微鏡（トプコン社、型番２００Ｂ
Ｇ）とその解析ソフト（トプコン社、商品名イメージア
イ）とを使用して、描画された円の円周上に任意に三点
（ｘ₀,ｙ₀ ）、（ｘ₁,ｙ₁ ）、（ｘ₂,ｙ₂ ）を設定する
ことにより、円の直径が算出される。次いで図４のＢに
示すように、移動台２６をＸ軸方向（またはＹ軸方向）
へ移動させ、同様にして得られる円の径が最小になる位
置を求める。その位置はペン芯２２ｐの先端がダミー１
２の薄膜形成面の中心と一致する位置である。その位置
で、一旦、移動台２６をＺ軸方向へ所定の距離だけ移動
させ、ペン芯２２ｐをダミー１２から離隔させ回転を停
止させる。

【００２８】次いで、ダミー１２を円板状ガラス１２と
交換した後、形成させるリング状の薄膜パターンの設計
値（内周径０．２８５ｍｍφ、外周径１．０２ｍｍφ）
を制御部のプログラムへ入力し描画をスタートさせるこ
とにより、回転保持機構１１は回転され、描画機構２１
の移動台２６は円板状ガラス１２の方へ移動してペン芯
２２ｐが接触し、円板状ガラス１２の面にレジスト液が
塗布される。この間、ペン２２のゲージ部２４に示され
るペン芯２２ｐの接触圧力を一定に維持するように移動
台２６の位置は制御部によってＺ軸方向に移動され微調
整される。設計値に従った塗布が完了すると、ペン芯２
２ｐは円板状ガラス１２から離隔され、回転保持機構１
１は回転が停止される。そして塗布されたレジスト液か
ら溶剤のイソプロピルアルコールが蒸発することによ
り、レジスト膜が設計値通りのリング状に残る。図５の
左側の図は円板状ガラス１２とその面に描画されたリン
グ状のレジスト膜３２を示す平面図であり、右側の図は
左側の図の［Ｒ］−［Ｒ］線方向の断面図である。

【００２９】その後、レジスト膜３２がリング状に描画
された円板状ガラス１２の全面に、スパッタリングによ
ってアルミニウムの薄膜を形成させる。続いて、アルミ
ニウム薄膜の形成された円板状ガラス１２をレジスト膜
３２の溶剤であるイソプロピルアルコールに浸漬して超
音波洗浄することにより、レジスト膜３２はその上のア
ルミニウム薄膜と共に除去されて、レジスト膜３２以外
の部分はアルミニウム薄膜が残る。図６はレジスト膜３
２が除去され、レジスト膜３２以外の部分にアルミニウ
ム薄膜３３が残った円板状ガラス１２の写真である。

【００３０】６枚の円板状ガラス１２に、図６と同様
に、アルミニウム薄膜３３のパターンを形成させ、それ
ぞれについて内周径と外周径を測定した結果を表１に示
した。

【００３１】

【表１】

【００３２】すなわち、外周径１．０２ｍｍφのガラス
部分の中心部に直径０．２８５ｍｍφのアルミニウム反
射膜によるミラーが形成された光学部品が得られたこと
になる。また表１の結果はミリメートルからサブミリメ
ートルの大きさの円またはリング状の薄膜パターンが±
５μｍの精度で容易に形成されることを示す。

【００３３】本実施例によるレジスト膜描画装置と薄膜
パターンの形成方法およびそれによる光学部品は以上の
様に構成され作用するが、勿論、本発明はこれらに限ら
れることなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変
形が可能である。

【００３４】例えば本実施の形態においては、ホールダ
ー１３に１枚の円板状ガラス１２を保持させたが、例え
ば複数枚の円板状ガラス１２を並べて取り付けたカセッ
トをＸ軸方向、Ｙ軸方向に移動させて精度高く位置決め
し得る送り機構をホールダー１３に保持させることによ
り、複数枚の円板状ガラス１２に連続的にパターン状の
レジスト膜を描画することができる。

【００３５】また本実施の形態においては、対象物とし
て円板状ガラス１２を使用したが薄膜形成面の中心が回
転保持機構１１の回転軸１９と限度内の位置ずれで保持
される限りにおいて角板状ガラスを使用してもよい。ま
た本実施の形態においては、薄膜を形成させる対称物と
して円板状ガラス１２を使用したが、対象物は凸レンズ
や凹レンズであってもよい。また本実施の形態において
は、外周部と中心部とにアルミニウム薄膜３３を残して
ミラーを作製したが、外周部のみにアルミニウム薄膜３
３を残してレンズの絞りとすることもできる。また本実
施の形態においては、対象物として円板状ガラス１２を
使用したが、ポリカーボネート等の非結晶性で内部歪み
を発生し難いプラスチックを材料として光学部品を作製
することもできる。

【００３６】また本実施の形態においては、薄膜パター
ンを形成させた光学部品を例示したが、薄膜パターンを
形成させるものは光学部品以外のもの、例えば電気部品
や電気光学部品であってもよい。従ってまた、形成させ
る薄膜はアルミニウム以外の薄膜、例えば透明導電膜と
して酸化錫・酸化インジウムの薄膜を形成させてもよ
く、蛍光膜として硫化硫黄の薄膜を形成させてもよく、
また抵抗膜としてニッケル・クロムの薄膜を形成させて
もよい。

【００３７】

【発明の効果】本発明のレジスト膜描画装置と薄膜パタ
ーンの形成方法およびそれによる光学部品は上述したよ
うな形態で実施され、以下に述べるような効果を奏す
る。

【００３８】請求項１のレジスト膜描画装置によれば、
対象物を保持する回転保持機構の回転と、描画機構のＸ
軸方向、Ｙ軸方向、Ｚ軸方向への移動とを組み合わせる
ことによって、対象物に直接にパターン状のレジスト膜
を描画することが可能であり、従来のフォトレジスト膜
の形成に要したマスク、露光装置、現像装置を必要とせ
ず、レジスト膜の形成コストを大幅に低下させる。請求
項２のレジスト膜描画装置によれば、回転保持機構によ
る対象物の保持精度と描画機構の移動精度とによって、
ミリメートルからサブミリメートルのサイズの薄膜パタ
ーンの形成に十分な精度でレジスト膜を描画することを
可能ならしめる。

【００３９】請求項３のレジスト膜描画装置によれば、
三爪構造の連動式チャックによって対象物を回転保持機
構に簡易に精度高く保持させることができ、操作を短時
間化させ低コスト化させる。請求項４のレジスト膜描画
装置によれば、筒形状としたホールダーによって対象物
を外側から保持するものであり、軸心を基準に１２０度
間隔に配置された１個の割り溝と２個の切込み溝とによ
って、外周側から押圧した時に軸心と対象物の中心とを
位置ずれさせないので、対象物を回転保持機構に簡易に
精度高く保持させることができ、操作を短時間化しコス
トを低下させる。請求項５のレジスト膜描画装置によれ
ば、ホールダーの端面の軸心部に対象物を嵌め込む座部
が設けられているので、板状の対象物を高い位置精度で
保持させることができ、保持操作を短時間化しコストを
低下させる。

【００４０】請求項６のレジスト膜描画装置によれば、
回転保持機構による対象物の回転と、ペン芯またはイン
クジェットヘッドを備えた描画機構の移動とを組み合わ
せて、ミリメートルからサブミリメートルのサイズの薄
膜パターンの形成に十分な±５μｍの精度でパターン状
のレジスト膜を描画することが可能である。請求項７の
レジスト膜描画装置によれば、ペン芯と対象物との接触
圧力を一定に維持する制御機構、またはインクジェット
ヘッドと対象物との間隔を一定に維持する制御機構によ
って描画中における描画点の外径の変化が防がれている
ので、寸法精度の高いパターン状のレジスト膜の描画が
可能であり、かつ繰り返して描画することが可能であ
る。請求項８のレジスト膜描画装置によれば、対象物に
描画される円の直径が最小になる描画機構の位置を求め
て、対象物の薄膜形成面の中心と描画点との位置合わせ
することができるので、凸面や凹面を有する対象物に対
してもパターン状のレジスト膜を高い位置精度で描画し
得る。

【００４１】請求項９の薄膜パターンの形成方法によれ
ば、マスクや露光装置、現像装置を使用せず、対象物に
直接にパターン状のレジスト膜を描画するので、レジス
ト膜を低コスト化させ、そのレジスト膜によって形成さ
れる薄膜パターンを低コスト化させる。またレジスト膜
は感光性で架橋型のフォトレジスト膜であることを必要
とせず、その溶剤もアルコールが使用されるので、レジ
スト膜の適用、除去の操作も簡易化される。

【００４２】請求項１０の光学部品によれば、ガラスま
たはプラスチックスの成形品に直接に描画されたパター
ン状のレジスト膜によって薄膜パターンが形成されてい
るので光学部品のコストが低下され、その適用範囲を拡
大させる。請求項１１の光学部品によれば、所定の外径
を有するミラーまたは所定の開口数を有するレンズが低
コストで得られ、それらの適用範囲を拡大させる。

【図面の簡単な説明】

【図１】レジスト膜描画装置の要部の斜視図である。

【図２】ホールダーの縦断面図である。

【図３】ペンの側面図である。

【図４】対象物の中心に描画点を位置合わせする過程を
示す図であり、Ａは位置合わせが不十分な状態、Ｂは位
置合わせが完了した状態を示す。

【図５】円板状ガラス板に描画されたパターン状のレジ
スト膜を示す図であり、左側の図は正面図、右側の図は
左側の図の［Ｒ］−［Ｒ］線方向の断面図である。

【図６】アルミニウム反射膜の形成されたミラーの写真
である。

【符号の説明】

１……レジスト膜描画装置、１１……回転保持機構、１
２……円板状ガラス、１３……ホールダー、１７……三
爪構造連動式チャック、２１……描画機構、２２……ペ
ン、２２ｐ……ペン芯、３２……レジスト膜、３３……
アルミニウム薄膜

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 薄膜パターンを形成させるべき対象物を
   その薄膜形成面の中心の回りに回転可能に保持する回転
   保持機構と、前記薄膜形成面に対して直接にレジスト膜
   を描画することが可能で、かつ前記回転保持機構の回転
   軸の方向をＺ軸方向として、相互に直交するＸ軸方向、
   Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の三方向への移動が可能な描画機構
   とからなることを特徴とするレジスト膜描画装置。
2. 【請求項２】 前記回転保持機構が前記対象物を直接に
   保持するか、またはホールダーを介して間接に保持する
   チャックを備えており、前記チャックは前記回転軸と前
   記薄膜形成面の中心または前記ホールダーの回転中心と
   なる軸心とをほぼ一致させて保持するものであり、前記
   ホールダーはその前記軸心と前記薄膜形成面の中心とを
   ほぼ一致させて保持するものであることを特徴とする請
   求項１に記載のレジスト膜描画装置。
3. 【請求項３】 前記チャックが三爪構造の連動式チャッ
   クであることを特徴とする請求項２に記載のレジスト膜
   描画装置。
4. 【請求項４】 前記ホールダーが前記対象物を外側から
   保持する筒形状であり、前記軸心を基準に１２０度の等
   角度間隔で前記軸心から外周に至る１個の割り溝と、前
   記軸心から前記外周に近接する位置までの２個の切込み
   溝とが設けられており、前記切込み溝の先端と前記外周
   との間を変形部分とし、前記割り溝を変形許容空間とす
   るものであることを特徴とする請求項２に記載のレジス
   ト膜描画装置。
5. 【請求項５】 前記ホールダーが端面の軸心部に前記対
   象物を嵌め込む座部を有することを特徴とする請求項４
   に記載のレジスト膜描画装置。
6. 【請求項６】 前記描画機構が描画手段として描画点の
   形成が可能なペン芯またはインクジェットヘッドを備
   え、前記三方向への移動が可能とされていることを特徴
   とする請求項１に記載のレジスト膜描画装置。
7. 【請求項７】 描画中における前記ペン芯の前記対象物
   との接触圧力を所定値に維持する制御機構、または描画
   中における前記インクジェットヘッドと前記対象物との
   間隔を一定の値に維持する制御機構が設けられているこ
   とを特徴とする請求項６に記載のレジスト膜描画装置。
8. 【請求項８】 前記対象物またはそのダミーに描画され
   る円の直径の測定手段が付設されていることを特徴とす
   る請求項１に記載のレジスト膜描画装置。
9. 【請求項９】 薄膜パターンを形成させるべき対象物を
   その薄膜形成面の中心の回りに回転可能に保持する回転
   保持機構と、前記薄膜形成面に対して直接にレジスト膜
   を描画することが可能で、かつ前記回転保持機構の回転
   軸の方向をＺ軸方向として、相互に直交するＸ軸方向、
   Ｙ軸方向、Ｚ軸方向の三方向に移動が可能な描画機構と
   を備えたレジスト膜描画装置を使用して、前記対象物に
   対して直接にパターン状にレジスト膜を描画する工程
   と、 パターン状の前記レジスト膜の存在下に前記対象物に薄
   膜を形成する工程と、続いて前記レジスト膜を除去する
   工程と、からなることを特徴とする薄膜パターンの形成
   方法。
10. 【請求項１０】 請求項９に記載した薄膜パターン形成
    方法を用いて作製されたことを特徴とする光学部品。
11. 【請求項１１】 前記光学部品が平面、凸面、または凹
    面を有する円板状または角板状であり、前記薄膜パター
    ンが金属膜による反射膜または絞りとして形成されたも
    のであることを特徴とする請求項１０に記載の光学部
    品。