JP2003066234A - スタンパおよびその製造方法並びに光学素子 - Google Patents
スタンパおよびその製造方法並びに光学素子Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 ２Ｐ法によって形成する微細パターンにおけ
る溝の側壁の勾配の精度を高めることができ、光学素子
の量産性を向上させることができるスタンパを提供す
る。 【解決手段】 微細パターンの溝１００の側壁１００ａ
が表面に対して傾斜している。溝１００の側壁１００ａ
における上記表面に対する傾斜角θは、以下の関係式 Ｔａｎ−１（４×ｈ×ｗ１ −０．２）＜θ＜８０° ｈ：溝１００の深さ ｗ１：溝１００の側壁１００ａによって画成される凸部
の頂上の幅 を満している。
る溝の側壁の勾配の精度を高めることができ、光学素子
の量産性を向上させることができるスタンパを提供す
る。 【解決手段】 微細パターンの溝１００の側壁１００ａ
が表面に対して傾斜している。溝１００の側壁１００ａ
における上記表面に対する傾斜角θは、以下の関係式 Ｔａｎ−１（４×ｈ×ｗ１ −０．２）＜θ＜８０° ｈ：溝１００の深さ ｗ１：溝１００の側壁１００ａによって画成される凸部
の頂上の幅 を満している。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばＣＤ（コン
パクトディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（読み出し専用コンパ
クトディスク）、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
れる光学素子の製造に用いるスタンパおよびその製造方
法に関し、また、光学素子に関する。
パクトディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（読み出し専用コンパ
クトディスク）、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
れる光学素子の製造に用いるスタンパおよびその製造方
法に関し、また、光学素子に関する。
【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、分断して製造される。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は、図９に示すような、
半導体装置の製造方法を利用する方法や、図１０並びに
図１１に示すようなフォトポリマー法（Photo Polyme
r；以下２Ｐ法と称す）と呼ばれる成形方法等の種々の
方法が実施されている。
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、分断して製造される。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は、図９に示すような、
半導体装置の製造方法を利用する方法や、図１０並びに
図１１に示すようなフォトポリマー法（Photo Polyme
r；以下２Ｐ法と称す）と呼ばれる成形方法等の種々の
方法が実施されている。
【０００３】以下、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を、図９を用いて説明する。
ログラム素子の製造方法を、図９を用いて説明する。
【０００４】まず、図９（ａ），（ｂ）に示すように、
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。
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。
【０００５】次に、図９（ｃ）に示すように、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
形成する。
料５２に所定のパターンをフォトリソグラフィによって
形成する。
【０００６】その後、図９（ｄ）に示すように、ＣＦ4
やＣＨＦ３等のガス雰囲気中で、反応性イオンエッチン
グ（以下、「ＲＩＥ」と言う。）法によりガラス基板５
１に微細なパターン５１ａを形成する。このとき、上記
ガラス基板５１と共に感光性材料５２も加工される。そ
のため、上記ガラス基板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５１ａが形成さ
れた後も、感光性材料５２がガラス基板５１上に残留す
るように感光性材料５２の塗布厚さを設定する。
やＣＨＦ３等のガス雰囲気中で、反応性イオンエッチン
グ（以下、「ＲＩＥ」と言う。）法によりガラス基板５
１に微細なパターン５１ａを形成する。このとき、上記
ガラス基板５１と共に感光性材料５２も加工される。そ
のため、上記ガラス基板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５１ａが形成さ
れた後も、感光性材料５２がガラス基板５１上に残留す
るように感光性材料５２の塗布厚さを設定する。
【０００７】そして、上記ガラス基板上５１に残留した
感光性材料５２を、図９（ｅ）に示すように、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。
感光性材料５２を、図９（ｅ）に示すように、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。
【０００８】このようにして上記ガラス基板５１上に形
成された複数個のホログラム素子は、図９（ｆ）に示す
ように、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。
成された複数個のホログラム素子は、図９（ｆ）に示す
ように、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。
【０００９】しかし、図９に示す製造方法は、ＲＩＥの
工程に長時間を要し、製造効率が上がらないうえ、ガラ
ス基板５１の両面に同時に回折格子を形成できない。そ
のため、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１０および図１１に示す２Ｐ法
を用いた方法が提案されている。
工程に長時間を要し、製造効率が上がらないうえ、ガラ
ス基板５１の両面に同時に回折格子を形成できない。そ
のため、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１０および図１１に示す２Ｐ法
を用いた方法が提案されている。
【００１０】図１０に示す２Ｐ法によるホログラム素子
の製造方法では、まず、図１０（ａ）に示すように、予
め微細パターン６１ａが形成された原盤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。
の製造方法では、まず、図１０（ａ）に示すように、予
め微細パターン６１ａが形成された原盤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。
【００１１】次に、図１０（ｂ）に示すように、紫外線
硬化型樹脂６２を光透過性基板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。
硬化型樹脂６２を光透過性基板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。
【００１２】さらに、紫外線を照射することによって樹
脂を硬化させた後、図１０（ｃ）に示すように、光透過
性基板６３と原盤６１を分離させる。上記紫外線硬化型
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６３との接着性を前処理によって向上させ
ておくことにより、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１６２ａをもつ樹脂層
１６２を形成する。
脂を硬化させた後、図１０（ｃ）に示すように、光透過
性基板６３と原盤６１を分離させる。上記紫外線硬化型
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６３との接着性を前処理によって向上させ
ておくことにより、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１６２ａをもつ樹脂層
１６２を形成する。
【００１３】上記光透過性基板６３の両面に同時に転写
パターンを形成するには、図１１に示すように、まず、
図１１（ａ）に示すように、両面にプライマー層７４，
７４’をもつ透明の基板７３を、上下の原盤６１，６
１’の間に紫外線硬化型樹脂６２，６２’を介して挟み
込んで加圧する。
パターンを形成するには、図１１に示すように、まず、
図１１（ａ）に示すように、両面にプライマー層７４，
７４’をもつ透明の基板７３を、上下の原盤６１，６
１’の間に紫外線硬化型樹脂６２，６２’を介して挟み
込んで加圧する。
【００１４】次に、図１１に（ｂ）に示すように、紫外
線ＵＶを照射して樹脂を硬化させた後、基板７３から原
盤６１，６１’を分離する。
線ＵＶを照射して樹脂を硬化させた後、基板７３から原
盤６１，６１’を分離する。
【００１５】そして、図１１（ｃ）に示すように、基板
７３の両面の樹脂層１６２の転写パターン１６２ａ，１
６２’ａ上に反射防止膜６５，６５’を蒸着する。
７３の両面の樹脂層１６２の転写パターン１６２ａ，１
６２’ａ上に反射防止膜６５，６５’を蒸着する。
【００１６】最後に、図１１（ｄ）に示すように、必要
な形状Ｈ２に分割するものである。
な形状Ｈ２に分割するものである。
【００１７】この製造方法は、基板７３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７３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。
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７３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。
【００１８】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」と言
う。）は、図１２，図１３に示すような手順で作られ
る。なお、図１２，図１３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。
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」と言
う。）は、図１２，図１３に示すような手順で作られ
る。なお、図１２，図１３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。
【００１９】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、石英基板６１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石英基板６１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６７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ＲＩＥ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。
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、石英基板６１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石英基板６１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６７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ＲＩＥ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。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記スタン
パ６１を用いた２Ｐ法によるホログラム素子の作製にお
いては、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。この成形バリ６８は、図１４（ａ）に示すス
タンパ６１の矩形の溝に、図１４（ｂ）に示すように注
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の微細パターンの一部
が、図１４（ｃ）に示すように、破損して不良となるも
ので、破損片６８は、通常密着性の関係からスタンパ側
には残らず、大半が成形品６２側に付着する。そのた
め、上記ホログラム素子の製造において、不良発生率が
増加して、量産性が低下してしまうという問題がある。
パ６１を用いた２Ｐ法によるホログラム素子の作製にお
いては、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。この成形バリ６８は、図１４（ａ）に示すス
タンパ６１の矩形の溝に、図１４（ｂ）に示すように注
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の微細パターンの一部
が、図１４（ｃ）に示すように、破損して不良となるも
ので、破損片６８は、通常密着性の関係からスタンパ側
には残らず、大半が成形品６２側に付着する。そのた
め、上記ホログラム素子の製造において、不良発生率が
増加して、量産性が低下してしまうという問題がある。
【００２１】上記成形バリの防止対策としては、特開２
０００−２３１０１１号公報に開示されたものがある。
特開２０００−２３１０１１号公報には、スタンパにお
ける微細パターンの溝の側壁が、スタンパ表面に対して
傾斜をなし、そのスタンパ表面に対する傾斜角θが、微
細パターンの溝の深さｈ、その溝の底幅をｗとすると
き、次の関係式（１０）を満たし、さらに該傾斜を有す
るに加えて、上記溝底が凹状の丸みを有する、あるい
は、上記凸部のエッジに丸みがある、あるいは上記凸部
のエッジが面取りされている形状であることが開示され
ている。 Ｔａｎ−１（２ｈ／ｗ）＜θ＜８０°……（１０）
０００−２３１０１１号公報に開示されたものがある。
特開２０００−２３１０１１号公報には、スタンパにお
ける微細パターンの溝の側壁が、スタンパ表面に対して
傾斜をなし、そのスタンパ表面に対する傾斜角θが、微
細パターンの溝の深さｈ、その溝の底幅をｗとすると
き、次の関係式（１０）を満たし、さらに該傾斜を有す
るに加えて、上記溝底が凹状の丸みを有する、あるい
は、上記凸部のエッジに丸みがある、あるいは上記凸部
のエッジが面取りされている形状であることが開示され
ている。 Ｔａｎ−１（２ｈ／ｗ）＜θ＜８０°……（１０）
【００２２】このような形状であれば成形バリの発生を
低減できることは明らかであるが、紫外線硬化型樹脂の
表面に転写される微細パターンの溝の側壁に傾斜がつき
過ぎた場合、回折効率等の光学特性に悪影響を及ぼすこ
ととが判明し、その側壁の傾斜角の製造範囲をより厳し
く管理する必要が生じた。
低減できることは明らかであるが、紫外線硬化型樹脂の
表面に転写される微細パターンの溝の側壁に傾斜がつき
過ぎた場合、回折効率等の光学特性に悪影響を及ぼすこ
ととが判明し、その側壁の傾斜角の製造範囲をより厳し
く管理する必要が生じた。
【００２３】上記微細パターンの溝の側壁に傾斜がつき
過ぎると、１次回折効率が通常より２％以上大きく低下
してしまう。
過ぎると、１次回折効率が通常より２％以上大きく低下
してしまう。
【００２４】また、通常のホログラムパターンは２つ以
上の領域に分割されており、各領域ではそれぞれピッチ
が異なり、各領域における１次回折効率はほぼ等しく、
各領域間における１次回折効率の比（以下、「効率比」
と言う。）が０．９〜１．１であることが通常のホログ
ラム素子としての要求事項となるが、微細パターンの溝
の側壁に傾斜がつき過ぎると、その効率比が大きく崩れ
てしまうという問題がある。つまり、各領域における１
次回折効率をほぼ等しくすることができない。
上の領域に分割されており、各領域ではそれぞれピッチ
が異なり、各領域における１次回折効率はほぼ等しく、
各領域間における１次回折効率の比（以下、「効率比」
と言う。）が０．９〜１．１であることが通常のホログ
ラム素子としての要求事項となるが、微細パターンの溝
の側壁に傾斜がつき過ぎると、その効率比が大きく崩れ
てしまうという問題がある。つまり、各領域における１
次回折効率をほぼ等しくすることができない。
【００２５】また、上述したような形状を実現するた
め、特開２０００−２３１０１１号公報では、次の
（Ｉ）〜（V）の方法を用いることが開示されている。
め、特開２０００−２３１０１１号公報では、次の
（Ｉ）〜（V）の方法を用いることが開示されている。
【００２６】（I） 反応性イオンエッチングにおい
て、エッチングレートを落として時間をかけてエッチン
グをする。
て、エッチングレートを落として時間をかけてエッチン
グをする。
【００２７】（II） スタンパの部材として溝側壁が傾
斜のつきやすい部材である青板ガラスを用いる。
斜のつきやすい部材である青板ガラスを用いる。
【００２８】（III） スタンパの製造工程にて、現像
工程と反応性イオンエッチング工程の間にウエットエッ
チング工程を行う。
工程と反応性イオンエッチング工程の間にウエットエッ
チング工程を行う。
【００２９】（IV） スタンパの製造工程にて、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
トエッチング工程を行う。
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
トエッチング工程を行う。
【００３０】（V） スタンパの製造工程にて、レジス
ト除去工程の後にウエットエッチング工程を行う。
ト除去工程の後にウエットエッチング工程を行う。
【００３１】しかしながら、（Ｉ）〜（V）の各方法に
は量産において以下の問題点があることが判明した。
は量産において以下の問題点があることが判明した。
【００３２】（Ｉ）では、エッチングレートを通常の半
分以下にするため、入射電力を半分以下に小さくするこ
とで実施しているが、入射電力を通常の半分以下でのエ
ッチングは、エッチング状態が不安定になりやすい。そ
の結果、エッチングチャンバー内での均一なエッチング
が出来ない場合や、エッチングのロット毎にエッチング
状態のバラツキが生じる場合があり、一定品質のスタン
パを製造できないという問題がある。
分以下にするため、入射電力を半分以下に小さくするこ
とで実施しているが、入射電力を通常の半分以下でのエ
ッチングは、エッチング状態が不安定になりやすい。そ
の結果、エッチングチャンバー内での均一なエッチング
が出来ない場合や、エッチングのロット毎にエッチング
状態のバラツキが生じる場合があり、一定品質のスタン
パを製造できないという問題がある。
【００３３】（II）では、スタンパの部材として溝側壁
が傾斜のつきやすい部材である青板ガラスを用いる手法
を取っているが、これは部材が紫外線を透過しないか
ら、青板ガラスを用いたスタンパでは、基板の片面にパ
ターンを形成する場合にしか対応できない。その結果、
上記基板の両面にパターンを形成できず、ホログラム素
子の量産性が低下するという問題がある。
が傾斜のつきやすい部材である青板ガラスを用いる手法
を取っているが、これは部材が紫外線を透過しないか
ら、青板ガラスを用いたスタンパでは、基板の片面にパ
ターンを形成する場合にしか対応できない。その結果、
上記基板の両面にパターンを形成できず、ホログラム素
子の量産性が低下するという問題がある。
【００３４】（III）〜（V）の製造方法では、ウエット
エッチング工程を従来のスタンパ工程中に追加する手法
であるが、ウエットエッチングではスタンパ全体を均一
にエッチングすることが困難で、かつ、エッチング液の
濃度、温度、反応物、ＰＨ等の管理を行いながらスタン
パをウエットエッチングすることが困難で、スタンパ毎
にエッチング状態が一様でないという問題がある。
エッチング工程を従来のスタンパ工程中に追加する手法
であるが、ウエットエッチングではスタンパ全体を均一
にエッチングすることが困難で、かつ、エッチング液の
濃度、温度、反応物、ＰＨ等の管理を行いながらスタン
パをウエットエッチングすることが困難で、スタンパ毎
にエッチング状態が一様でないという問題がある。
【００３５】そこで、本発明の目的は、２Ｐ法によって
形成する微細パターンにおける溝の側壁の勾配の精度を
高めることができ、光学素子の量産性を向上させること
ができるスタンパを提供することにある。
形成する微細パターンにおける溝の側壁の勾配の精度を
高めることができ、光学素子の量産性を向上させること
ができるスタンパを提供することにある。
【００３６】また、本発明の他の目的は、一定品質を得
ることができるスタンパの製造方法を提供すると共に、
そのスタンパで形成された光学素子を提供することにあ
る。また、低コストで量産性に優れたスタンパの製造方
法を提供することにある。
ることができるスタンパの製造方法を提供すると共に、
そのスタンパで形成された光学素子を提供することにあ
る。また、低コストで量産性に優れたスタンパの製造方
法を提供することにある。
【００３７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のスタンパは、微細パターンを表面に有し、
上記微細パターンの溝の側壁が上記表面に対して傾斜し
ているスタンパにおいて、上記溝の側壁の上記表面に対
する傾斜角θは、以下の関係式 Ｔａｎ−１（４×ｈ×ｗ１ −０．２）＜θ＜８０° ｈ：上記溝の深さ ｗ１：上記溝の側壁によって画成される凸部の頂上の幅 を満たすことを特徴としている。
め、本発明のスタンパは、微細パターンを表面に有し、
上記微細パターンの溝の側壁が上記表面に対して傾斜し
ているスタンパにおいて、上記溝の側壁の上記表面に対
する傾斜角θは、以下の関係式 Ｔａｎ−１（４×ｈ×ｗ１ −０．２）＜θ＜８０° ｈ：上記溝の深さ ｗ１：上記溝の側壁によって画成される凸部の頂上の幅 を満たすことを特徴としている。
【００３８】上記構成のスタンパを用いて例えば光学素
子を２Ｐ法で製造した場合、上記傾斜角θが上記関係式
を満たしていることにより、２Ｐ法によって形成する微
細パターンにおける溝の側壁の勾配の精度を高めること
ができる。その結果、上記光学素子の光学特性に悪影響
が生じることがなく、光学素子の１次回折効率や効率比
が低下するのを阻止することができる。
子を２Ｐ法で製造した場合、上記傾斜角θが上記関係式
を満たしていることにより、２Ｐ法によって形成する微
細パターンにおける溝の側壁の勾配の精度を高めること
ができる。その結果、上記光学素子の光学特性に悪影響
が生じることがなく、光学素子の１次回折効率や効率比
が低下するのを阻止することができる。
【００３９】また、上記傾斜角θが上記関係式を満たし
ているので、光学素子に生じる成形バリの発生頻度が減
少する。その結果、上記光学素子の量産性を向上させる
ことができる。
ているので、光学素子に生じる成形バリの発生頻度が減
少する。その結果、上記光学素子の量産性を向上させる
ことができる。
【００４０】また、本発明のスタンパは、微細パターン
を表面に有し、上記微細パターンの溝の側壁が上記表面
に対して傾斜しているスタンパにおいて、上記溝の側壁
によって画成される凸部の底部の幅ｗ２は、以下の関係
式 ０．３×ｈ＜（ｗ２−ｗ１）＜ｈ＋０．０５ ｈ：上記溝の深さ ｗ１：上記凸部の頂上の幅 を満たすことを特徴としている。
を表面に有し、上記微細パターンの溝の側壁が上記表面
に対して傾斜しているスタンパにおいて、上記溝の側壁
によって画成される凸部の底部の幅ｗ２は、以下の関係
式 ０．３×ｈ＜（ｗ２−ｗ１）＜ｈ＋０．０５ ｈ：上記溝の深さ ｗ１：上記凸部の頂上の幅 を満たすことを特徴としている。
【００４１】上記構成のスタンパを用いて例えば光学素
子を２Ｐ法で製造した場合、上記凸部の底部の幅ｗ２が
上記関係式を満たしていることにより、２Ｐ法によって
形成する微細パターンにおける溝の側壁の勾配の精度を
高めることができる。その結果、上記光学素子の光学特
性に悪影響が生じることがなく、光学素子の１次回折効
率や効率比が低下するのを阻止することができる。
子を２Ｐ法で製造した場合、上記凸部の底部の幅ｗ２が
上記関係式を満たしていることにより、２Ｐ法によって
形成する微細パターンにおける溝の側壁の勾配の精度を
高めることができる。その結果、上記光学素子の光学特
性に悪影響が生じることがなく、光学素子の１次回折効
率や効率比が低下するのを阻止することができる。
【００４２】また、上記凸部の底部の幅ｗ２が上記関係
式を満たしているので、光学素子に生じる成形バリの発
生頻度が減少する。その結果、上記光学素子の量産性を
向上させることができる。
式を満たしているので、光学素子に生じる成形バリの発
生頻度が減少する。その結果、上記光学素子の量産性を
向上させることができる。
【００４３】本発明のスタンパの製造方法は、上記スタ
ンパの製造方法であって、上記微細パターンを反応性イ
オンエッチングで形成することを特徴としている。
ンパの製造方法であって、上記微細パターンを反応性イ
オンエッチングで形成することを特徴としている。
【００４４】上記構成のスタンパの製造方法によれば、
上記微細パターンを反応性イオンエッチングで形成する
から、一定品質のスタンパを得ることができる。
上記微細パターンを反応性イオンエッチングで形成する
から、一定品質のスタンパを得ることができる。
【００４５】また、上記反応性イオンエッチングによる
微細パターンの形成は、低コストで量産性に優れてい
る。
微細パターンの形成は、低コストで量産性に優れてい
る。
【００４６】一実施形態のスタンパの製造方法は、上記
微細パターンを、第１のエッチングと、この第１のエッ
チングの選択比よりも選択比が小さい第２のエッチング
とで形成する。
微細パターンを、第１のエッチングと、この第１のエッ
チングの選択比よりも選択比が小さい第２のエッチング
とで形成する。
【００４７】上記実施形態のスタンパの製造方法によれ
ば、上記第１のエッチングと、この第１のエッチングの
選択比よりも選択比が小さい第２のエッチングとで微細
パターンを形成するから、第１のエッチングの時間を調
整することで、所定の傾斜角の溝形状を容易に作製する
ことができる。
ば、上記第１のエッチングと、この第１のエッチングの
選択比よりも選択比が小さい第２のエッチングとで微細
パターンを形成するから、第１のエッチングの時間を調
整することで、所定の傾斜角の溝形状を容易に作製する
ことができる。
【００４８】本明細書において、選択比とはレジストの
エッチングレートに対するスタンパ部材のエッチングレ
ートの比のことである。
エッチングレートに対するスタンパ部材のエッチングレ
ートの比のことである。
【００４９】一実施形態のスタンパの製造方法は、上記
第１のエッチングは、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イ
オンガスと酸素ガスとを混合して行い、上記第２のエッ
チングは、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イオンガス単
体で行う。
第１のエッチングは、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イ
オンガスと酸素ガスとを混合して行い、上記第２のエッ
チングは、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イオンガス単
体で行う。
【００５０】上記実施形態のスタンパの製造方法によれ
ば、上記第１のエッチングを、ＣＦ ４またはＣＨＦ３の
反応性イオンガスと酸素ガスとを混合して行い、上記第
２のエッチングを、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イオ
ンガス単体で行うから、第１のエッチングの時間を調整
することで、所定の傾斜角の溝形状を容易に作製するこ
とができる。
ば、上記第１のエッチングを、ＣＦ ４またはＣＨＦ３の
反応性イオンガスと酸素ガスとを混合して行い、上記第
２のエッチングを、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イオ
ンガス単体で行うから、第１のエッチングの時間を調整
することで、所定の傾斜角の溝形状を容易に作製するこ
とができる。
【００５１】一実施形態のスタンパの製造方法は、上記
微細パターンを、酸素を用いてレジストに対して行う第
１のエッチングと、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イオ
ンガスによる第２のエッチングとで形成する。
微細パターンを、酸素を用いてレジストに対して行う第
１のエッチングと、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イオ
ンガスによる第２のエッチングとで形成する。
【００５２】上記実施形態のスタンパの製造方法によれ
ば、上記酸素を用いてレジストに対して行う第１のエッ
チングと、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イオンガスに
よる第２のエッチングとで微細パターンを形成するか
ら、第１のエッチングの時間を調整することで、所定の
傾斜角の溝形状を容易に作製することができる。
ば、上記酸素を用いてレジストに対して行う第１のエッ
チングと、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イオンガスに
よる第２のエッチングとで微細パターンを形成するか
ら、第１のエッチングの時間を調整することで、所定の
傾斜角の溝形状を容易に作製することができる。
【００５３】本発明の光学素子は、透明基板と、この透
明基板の両面にプライマー層を介して設けられた紫外線
硬化型樹脂層とを備え、上記紫外線硬化型樹脂層の表面
に微細パターンが形成され、上記微細パターンの溝の側
壁が上記表面に対して傾斜している光学素子において、
上記溝の側壁の上記表面に対する傾斜角θ’は、以下の
関係式 Ｔａｎ−１（４×ｈ’×ｗ１’−０．２）＜θ’＜８０
° ｈ’：上記溝の深さ ｗ１’：上記溝の底幅 を満たすことを特徴としている。
明基板の両面にプライマー層を介して設けられた紫外線
硬化型樹脂層とを備え、上記紫外線硬化型樹脂層の表面
に微細パターンが形成され、上記微細パターンの溝の側
壁が上記表面に対して傾斜している光学素子において、
上記溝の側壁の上記表面に対する傾斜角θ’は、以下の
関係式 Ｔａｎ−１（４×ｈ’×ｗ１’−０．２）＜θ’＜８０
° ｈ’：上記溝の深さ ｗ１’：上記溝の底幅 を満たすことを特徴としている。
【００５４】上記構成の光学素子によれば、上記傾斜角
θ’が上記関係式を満たしているから、光学特性が良好
であり、１次回折効率や効率比が低下することがない。
θ’が上記関係式を満たしているから、光学特性が良好
であり、１次回折効率や効率比が低下することがない。
【００５５】また、本発明の光学素子は、透明基板と、
この透明基板の両面にプライマー層を介して設けられた
紫外線硬化型樹脂層とを備え、上記紫外線硬化型樹脂層
の表面に微細パターンが形成され、上記微細パターンの
溝の側壁が上記表面に対して傾斜している光学素子にお
いて、上記溝の頂部の幅ｗ２’は、以下の関係式 ０．３×ｈ’＜（ｗ２’−ｗ１’）＜ｈ’＋０．０５ ｈ’：上記溝の深さ ｗ１’：上記溝の底幅 を満たすことを特徴としている。
この透明基板の両面にプライマー層を介して設けられた
紫外線硬化型樹脂層とを備え、上記紫外線硬化型樹脂層
の表面に微細パターンが形成され、上記微細パターンの
溝の側壁が上記表面に対して傾斜している光学素子にお
いて、上記溝の頂部の幅ｗ２’は、以下の関係式 ０．３×ｈ’＜（ｗ２’−ｗ１’）＜ｈ’＋０．０５ ｈ’：上記溝の深さ ｗ１’：上記溝の底幅 を満たすことを特徴としている。
【００５６】上記構成の光学素子によれば、上記溝の頂
部の幅ｗ２’が上記関係式を満たしているから、光学特
性が良好であり、１次回折効率や効率比が低下すること
がない。
部の幅ｗ２’が上記関係式を満たしているから、光学特
性が良好であり、１次回折効率や効率比が低下すること
がない。
【００５７】また、本発明のスタンパは、微細パターン
を表面に有し、上記微細パターンの溝の側壁が上記表面
に対して傾斜しているスタンパにおいて、上記溝の側壁
の上記表面に対する傾斜角θは６０°＜θ＜７０°の範
囲内であることを特徴としている。
を表面に有し、上記微細パターンの溝の側壁が上記表面
に対して傾斜しているスタンパにおいて、上記溝の側壁
の上記表面に対する傾斜角θは６０°＜θ＜７０°の範
囲内であることを特徴としている。
【００５８】上記構成のスタンパを用いて例えば光学素
子を２Ｐ法で製造した場合、上記傾斜角θは６０°＜θ
＜７０°の範囲内であるから、２Ｐ法によって形成する
微細パターンの溝の側壁の勾配の精度をより高めること
ができる。その結果、上記光学素子の光学特性に悪影響
が生じることがなく、光学素子の１次回折効率や効率比
が低下するのを確実に阻止することができる。
子を２Ｐ法で製造した場合、上記傾斜角θは６０°＜θ
＜７０°の範囲内であるから、２Ｐ法によって形成する
微細パターンの溝の側壁の勾配の精度をより高めること
ができる。その結果、上記光学素子の光学特性に悪影響
が生じることがなく、光学素子の１次回折効率や効率比
が低下するのを確実に阻止することができる。
【００５９】また、上記微細パターンにおける溝の側壁
の傾斜角θが６０°＜θ＜７０°の範囲内であるので、
光学素子に生じる成形バリの発生頻度がより減少する。
その結果、上記光学素子の量産性をより向上させること
ができる。
の傾斜角θが６０°＜θ＜７０°の範囲内であるので、
光学素子に生じる成形バリの発生頻度がより減少する。
その結果、上記光学素子の量産性をより向上させること
ができる。
【００６０】また、本発明の光学素子は、透明基板と、
この透明基板の両面にプライマー層を介して設けられた
紫外線硬化型樹脂層とを備え、上記紫外線硬化型樹脂層
の表面に微細パターンが形成され、上記微細パターンの
溝の側壁が上記表面に対して傾斜している光学素子にお
いて、上記溝の側壁の上記表面に対する傾斜角θ’は６
０°＜θ’＜７０°の範囲内であることを特徴としてい
る。
この透明基板の両面にプライマー層を介して設けられた
紫外線硬化型樹脂層とを備え、上記紫外線硬化型樹脂層
の表面に微細パターンが形成され、上記微細パターンの
溝の側壁が上記表面に対して傾斜している光学素子にお
いて、上記溝の側壁の上記表面に対する傾斜角θ’は６
０°＜θ’＜７０°の範囲内であることを特徴としてい
る。
【００６１】上記構成の光学素子によれば、上記傾斜角
θ’が６０°＜θ’＜７０°の範囲内であるから、光学
特性がより良好であり、１次回折効率や効率比が低下す
ることがない。
θ’が６０°＜θ’＜７０°の範囲内であるから、光学
特性がより良好であり、１次回折効率や効率比が低下す
ることがない。
【００６２】
【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。
により詳細に説明する。
【００６３】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。
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。
【００６４】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とを固定し、これらを上部にガ
ラス窓１４をもつキャップ１３で覆ってなり、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。
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とを固定し、これらを上部にガ
ラス窓１４をもつキャップ１３で覆ってなり、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。
【００６５】上記ホログラム素子Ｈは、プラスチック製
の透明基板１の表裏両面に、密着性を上げるためのプラ
イマー層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。
の透明基板１の表裏両面に、密着性を上げるためのプラ
イマー層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。
【００６６】上記透明基板１には、住友化学社製のアク
リル押し出し成形材（商品名スミペックス、グレード名
Ｅ０１１）を用い、プライマー層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−１０７（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。上記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（フォトポリマー）
成形法によって互いにアライメント（位置決め）されて
成形されている。
リル押し出し成形材（商品名スミペックス、グレード名
Ｅ０１１）を用い、プライマー層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−１０７（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。上記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（フォトポリマー）
成形法によって互いにアライメント（位置決め）されて
成形されている。
【００６７】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
工程のフローチャートである。
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
工程のフローチャートである。
【００６８】まず、ステップＳ１の洗浄工程で、例えば
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超音波
洗浄を２分行い、続いてカセットをＩＰＡ（イソプロピ
ルアルコール）に浸漬し超音波洗浄を２分間行った後、
透明基板１を自然乾燥させる。
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超音波
洗浄を２分行い、続いてカセットをＩＰＡ（イソプロピ
ルアルコール）に浸漬し超音波洗浄を２分間行った後、
透明基板１を自然乾燥させる。
【００６９】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１を、カセットごと上記
Ｎ−ビニル−２−ピロリドン溶剤に浸漬し、バーテック
社製リンサードライヤーＭＯＤＥＬ１６００―３のスピ
ンドライヤー装置を用いて余分な溶剤を除去し、１０分
間８５℃のクリーンベーク炉で乾燥させて、プライマー
層２，３を形成する。上記スピンドライヤー装置には、
上記溶剤に対して耐溶剤性のあるテフロン（登録商標）
材のシールド材を用い、可燃性に考慮して防爆対策を施
した。
ットに１０枚装着した透明基板１を、カセットごと上記
Ｎ−ビニル−２−ピロリドン溶剤に浸漬し、バーテック
社製リンサードライヤーＭＯＤＥＬ１６００―３のスピ
ンドライヤー装置を用いて余分な溶剤を除去し、１０分
間８５℃のクリーンベーク炉で乾燥させて、プライマー
層２，３を形成する。上記スピンドライヤー装置には、
上記溶剤に対して耐溶剤性のあるテフロン（登録商標）
材のシールド材を用い、可燃性に考慮して防爆対策を施
した。
【００７０】次に、ステップＳ３の２Ｐ成形工程を行
う。この２Ｐ成形工程では、後述する２Ｐ成形装置を用
いてプライマー層２，３上の紫外線硬化型樹脂層４，５
の表面に微細パターンを形成する。
う。この２Ｐ成形工程では、後述する２Ｐ成形装置を用
いてプライマー層２，３上の紫外線硬化型樹脂層４，５
の表面に微細パターンを形成する。
【００７１】次に、ステップＳ４の反射防止膜形成工程
を行う。こ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
型樹脂層４，５側より既述のＺｒＯ２＋ＴｉＯ２混合層
とＳｉＯ２層の２膜構造の反射防止膜６，７をＲＦ―Ｉ
Ｐ（高周波イオンプレーティング法）によって形成す
る。
を行う。こ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
型樹脂層４，５側より既述のＺｒＯ２＋ＴｉＯ２混合層
とＳｉＯ２層の２膜構造の反射防止膜６，７をＲＦ―Ｉ
Ｐ（高周波イオンプレーティング法）によって形成す
る。
【００７２】さらに、ステップＳ５の分断工程で、ディ
スコ（株）会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。
スコ（株）会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。
【００７３】最後に、ステップＳ６のホログラム固定工
程では、スリーボンド社製の紫外線硬化型接着剤３０３
３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。
程では、スリーボンド社製の紫外線硬化型接着剤３０３
３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。
【００７４】図３は、図２のステップＳ３で述べた２Ｐ
成形工程で用いる２Ｐ成形装置２０のブロック図であ
り、図４は、図３中のダイセット２０の正面図である。
その２Ｐ成形装置２０は、図３に示すように、ダイセッ
ト２１、ダイセット装着部２２、露光部２３および搬送
系２４で構成されている。
成形工程で用いる２Ｐ成形装置２０のブロック図であ
り、図４は、図３中のダイセット２０の正面図である。
その２Ｐ成形装置２０は、図３に示すように、ダイセッ
ト２１、ダイセット装着部２２、露光部２３および搬送
系２４で構成されている。
【００７５】上記ダイセット２１においては、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３２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、開いたりする。上下の金型３
１，３２には、スタンパ固定部３３，３４を介してスタ
ンパ１７，１８がそれぞれ固定され、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。
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３２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、開いたりする。上下の金型３
１，３２には、スタンパ固定部３３，３４を介してスタ
ンパ１７，１８がそれぞれ固定され、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。
【００７６】上記スタンパ１７，１８には、例えばφ１
２５ｍｍ×厚さ３ｍｍの日本石英社製の石英基板を用
い、予めフォトリソグラフィー技術により表面に微細パ
ターンが形成されている。そして、上記紫外線硬化型樹
脂４，５は、３ｋｇ／ｃｍ２の加圧力でディスペンサー
によって、１００ｍｓの塗布時間で０．1ｇの量で塗布
される。
２５ｍｍ×厚さ３ｍｍの日本石英社製の石英基板を用
い、予めフォトリソグラフィー技術により表面に微細パ
ターンが形成されている。そして、上記紫外線硬化型樹
脂４，５は、３ｋｇ／ｃｍ２の加圧力でディスペンサー
によって、１００ｍｓの塗布時間で０．1ｇの量で塗布
される。
【００７７】上記透明基板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。
次のように微細パターンが形成される。
【００７８】図４に示すダイセット２１の上下の金型３
１，３２を閉じ、加圧力３ｋｇ／ｃｍ２で加圧し２分３
０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２２から露光
部２４に搬送する。この露光部２４で、紫外線を２０秒
間照射して紫外線硬化型樹脂を完全に硬化させて、紫外
線硬化型樹脂層４，５を形成する。このようにしてスタ
ンパ１７，１８がもつ微細パターンが、透明基板１の両
面の紫外線硬化型樹脂層４，５層に正確に転写される。
この時の樹脂厚みは５〜１０μｍであった。
１，３２を閉じ、加圧力３ｋｇ／ｃｍ２で加圧し２分３
０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２２から露光
部２４に搬送する。この露光部２４で、紫外線を２０秒
間照射して紫外線硬化型樹脂を完全に硬化させて、紫外
線硬化型樹脂層４，５を形成する。このようにしてスタ
ンパ１７，１８がもつ微細パターンが、透明基板１の両
面の紫外線硬化型樹脂層４，５層に正確に転写される。
この時の樹脂厚みは５〜１０μｍであった。
【００７９】次に、上記ダイセット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
圧を解除すると共に、上下の金型３１，３２を開いて、
微細パターンが表面に形成された紫外線硬化型樹脂４，
５を有する透明基板１を取り出す。
によって再びダイセット装着部２２に搬送し、ここで加
圧を解除すると共に、上下の金型３１，３２を開いて、
微細パターンが表面に形成された紫外線硬化型樹脂４，
５を有する透明基板１を取り出す。
【００８０】なお、上記微細パターンが表面に形成され
た紫外線硬化型樹脂４，５と透明基板１との密着性を調
べるため、完成した基板に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
ったが、透明基板と紫外線硬化型樹脂との間には全く剥
離は生じなかった。
た紫外線硬化型樹脂４，５と透明基板１との密着性を調
べるため、完成した基板に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
ったが、透明基板と紫外線硬化型樹脂との間には全く剥
離は生じなかった。
【００８１】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層４，５の表面に形成される微
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形態に即
して順次説明する。
両面の紫外線硬化型樹脂層４，５の表面に形成される微
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形態に即
して順次説明する。
【００８２】（第１実施形態）図５は、本発明の第１実
施形態のスタンパ１７，１８における微細パターンの拡
大図である。この微細パターンは、図５に示すように、
溝１００の側壁１００ａがスタンパ表面に対して傾斜角
θで傾いている。上記スタンパ表面に対する傾斜角θ
は、溝１００の深さをｈ、その溝１００の側壁１００ａ
によって画成される凸部１０１の頂上の幅をｗ１とする
とき、Ｔａｎ−１（４×ｈ×ｗ１ −０．２）＜θ＜８０
°の関係を満たす。
施形態のスタンパ１７，１８における微細パターンの拡
大図である。この微細パターンは、図５に示すように、
溝１００の側壁１００ａがスタンパ表面に対して傾斜角
θで傾いている。上記スタンパ表面に対する傾斜角θ
は、溝１００の深さをｈ、その溝１００の側壁１００ａ
によって画成される凸部１０１の頂上の幅をｗ１とする
とき、Ｔａｎ−１（４×ｈ×ｗ１ −０．２）＜θ＜８０
°の関係を満たす。
【００８３】図６は、本発明の第１実施形態の光学素子
の一例としてのホログラム素子Ｈ（図１参照）の紫外線
硬化型樹脂層４，５の表面に形成された微細パターンの
拡大図である。この微細パターンは、図６に示すよう
に、溝２００の側壁２００ａが素子表面に対して傾斜角
θ’で傾いている。上記素子表面に対する傾斜角θ’
は、溝２００の深さをｈ’、その溝２００の底幅を
ｗ１’とするとＴａｎ−１（４×ｈ’×
ｗ１’−０．２）＜θ＜８０°の関係を満たす。
の一例としてのホログラム素子Ｈ（図１参照）の紫外線
硬化型樹脂層４，５の表面に形成された微細パターンの
拡大図である。この微細パターンは、図６に示すよう
に、溝２００の側壁２００ａが素子表面に対して傾斜角
θ’で傾いている。上記素子表面に対する傾斜角θ’
は、溝２００の深さをｈ’、その溝２００の底幅を
ｗ１’とするとＴａｎ−１（４×ｈ’×
ｗ１’−０．２）＜θ＜８０°の関係を満たす。
【００８４】上記スタンパ１７，１８における微細パタ
ーンの傾斜角θの関係式は、種々の深さｈおよび幅ｗ１
をもつスタンパ１７，１８で紫外線硬化型樹脂層４，５
の表面に微細パターンを作製し、スタンパ１７，１８の
離型時の成形バリの発生率を、１００個の微細パターン
について光学顕微鏡にて観察してパーセントで表し、傾
斜角θは、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（ＳＥＭ）観察して求めた。
ーンの傾斜角θの関係式は、種々の深さｈおよび幅ｗ１
をもつスタンパ１７，１８で紫外線硬化型樹脂層４，５
の表面に微細パターンを作製し、スタンパ１７，１８の
離型時の成形バリの発生率を、１００個の微細パターン
について光学顕微鏡にて観察してパーセントで表し、傾
斜角θは、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（ＳＥＭ）観察して求めた。
【００８５】即ち、上記成形バリは、スタンパ１７，１
８の微細パターンの傾斜角θをパラメータとして、θが
９０°付近で多発し、８０°を下回ると減少し、６０〜
７０°で急激に減少するので、上限値を８０°とした。
θの下限値はＴａｎ−１（４×ｈ×ｗ１ −０．２）で示
されるように、微細パターン形状に係わるｈ，ｗ１に依
存し、例えば、溝１００の深さｈが０．４μｍで、凸部
１０１の頂上の幅ｗ１が０．７μｍの場合はθ＝約６０
°となり、溝１００の深さｈが０．４μｍで、微細パタ
ーンの幅ｗ１が１．０μｍの場合はθ＝約５８°とな
る。θの下限値は回折効率によって決定され、１次回折
効率が２％より下回らない場合の形状から実験的に求め
た値である。
８の微細パターンの傾斜角θをパラメータとして、θが
９０°付近で多発し、８０°を下回ると減少し、６０〜
７０°で急激に減少するので、上限値を８０°とした。
θの下限値はＴａｎ−１（４×ｈ×ｗ１ −０．２）で示
されるように、微細パターン形状に係わるｈ，ｗ１に依
存し、例えば、溝１００の深さｈが０．４μｍで、凸部
１０１の頂上の幅ｗ１が０．７μｍの場合はθ＝約６０
°となり、溝１００の深さｈが０．４μｍで、微細パタ
ーンの幅ｗ１が１．０μｍの場合はθ＝約５８°とな
る。θの下限値は回折効率によって決定され、１次回折
効率が２％より下回らない場合の形状から実験的に求め
た値である。
【００８６】したがって、上記スタンパ１７，１８にお
ける微細パターンの溝１００の側壁１００ａの傾斜角θ
は６０°＜θ＜７０°の範囲内であるのが好ましい。
ける微細パターンの溝１００の側壁１００ａの傾斜角θ
は６０°＜θ＜７０°の範囲内であるのが好ましい。
【００８７】また、上記ホログラム素子Ｈの紫外線硬化
型樹脂層４，５における微細パターンの溝２００の側壁
２００ａの傾斜角θ’は６０°＜θ’＜７０°の範囲内
であるのが好ましい。
型樹脂層４，５における微細パターンの溝２００の側壁
２００ａの傾斜角θ’は６０°＜θ’＜７０°の範囲内
であるのが好ましい。
【００８８】本第１実施形態において、溝１００の深さ
ｈ、凸部１０１の頂上の幅ｗ１、傾斜角θと成形バリ発
生率および１次回折効率との関係を、後述する各実施形
態における関係と共に下表１に示す。なお、表１のｗ２
は、溝１００の側壁１００ａによって画成される凸部１
０１の底部の幅を示す。
ｈ、凸部１０１の頂上の幅ｗ１、傾斜角θと成形バリ発
生率および１次回折効率との関係を、後述する各実施形
態における関係と共に下表１に示す。なお、表１のｗ２
は、溝１００の側壁１００ａによって画成される凸部１
０１の底部の幅を示す。
【００８９】
【表１】
【００９０】図７は本発明の第１実施形態のスタンパの
製造方法のフローチャートであり、図８は上記スタンパ
の製造方法の工程断面図である。なお、図７，図８中の
（a），（b），（e），（g），（h）は、同じ工程を表
している。
製造方法のフローチャートであり、図８は上記スタンパ
の製造方法の工程断面図である。なお、図７，図８中の
（a），（b），（e），（g），（h）は、同じ工程を表
している。
【００９１】以下、図７，図８を用いて、上記スタンパ
１７の製造方法について説明する。
１７の製造方法について説明する。
【００９２】まず、図７（ａ），図８（ａ）の洗浄工程
で、石英基板４０（φ１２５ｍｍ，厚み３ｍｍ）を島田
理化社製の自動洗浄装置で洗浄する。
で、石英基板４０（φ１２５ｍｍ，厚み３ｍｍ）を島田
理化社製の自動洗浄装置で洗浄する。
【００９３】そして、図７（ｂ），図８（ｂ）のレジス
ト塗布工程で、石英基板４０にレジスト４１（シプレイ
社製のレジストＳ１８０８）を湯浅社製のスピンコータ
ーで塗布する。
ト塗布工程で、石英基板４０にレジスト４１（シプレイ
社製のレジストＳ１８０８）を湯浅社製のスピンコータ
ーで塗布する。
【００９４】次に、図７（ｃ）のプリベーク工程で、DA
ITORON社製のクリーンオーブンにて９０℃、５０分プリ
ベークする。
ITORON社製のクリーンオーブンにて９０℃、５０分プリ
ベークする。
【００９５】次に、図７（ｄ）の露光工程で、上記石英
基板４０上のレジスト４１にキャノン社製のマスクアラ
イナーＰＬＡ−５０１にて微細パターンを露光する。
基板４０上のレジスト４１にキャノン社製のマスクアラ
イナーＰＬＡ−５０１にて微細パターンを露光する。
【００９６】そして、図７（ｅ），図８（ｅ）の現像工
程で、湯浅社製のデベロッパーにて現像液シプレイ社製
のマイクロポジット３５１の５倍希釈液にて現像する。
これにより、所望のパターンが形成されたレジスト４１
ａが得られる。
程で、湯浅社製のデベロッパーにて現像液シプレイ社製
のマイクロポジット３５１の５倍希釈液にて現像する。
これにより、所望のパターンが形成されたレジスト４１
ａが得られる。
【００９７】次に、図７（ｆ）のポストベーク工程で、
DAITORON社製のクリーンオーブンにて９０℃、５０分ポ
ストベークを行う。
DAITORON社製のクリーンオーブンにて９０℃、５０分ポ
ストベークを行う。
【００９８】図７（ｇ），図８（ｇ）のＲＩＥ工程で、
サムコーインターナショナル研究所社製の１０−ＮＲド
ライエッチング装置にて、２段階のエッチングを行う。
具体的には、入力電力８５Ｗ、到達真空度２．７Ｐａ
で、第１段階では使用ガスＣＦ ４を３０ｓｃｃｍとＯ２
ガス５ｓｃｃｍを同時に導入し、第１のエッチングを行
う。この第１のエッチングでは、１８０ｎｍの深さを得
るため８分の時間を要した。続いて、第２段階では、そ
のままの真空状態で、一旦入射電力を落とし、ＣＦ４ガ
ス３０ｓｃｃｍのみを導入し、入力電力８５Ｗで９分間
の第２のエッチングを行って、トータルの深さ４００ｎ
ｍとした。このような２段階の第１，第２のエッチング
により、石英基板４０ａの表面に微細パターンが形成さ
れる。
サムコーインターナショナル研究所社製の１０−ＮＲド
ライエッチング装置にて、２段階のエッチングを行う。
具体的には、入力電力８５Ｗ、到達真空度２．７Ｐａ
で、第１段階では使用ガスＣＦ ４を３０ｓｃｃｍとＯ２
ガス５ｓｃｃｍを同時に導入し、第１のエッチングを行
う。この第１のエッチングでは、１８０ｎｍの深さを得
るため８分の時間を要した。続いて、第２段階では、そ
のままの真空状態で、一旦入射電力を落とし、ＣＦ４ガ
ス３０ｓｃｃｍのみを導入し、入力電力８５Ｗで９分間
の第２のエッチングを行って、トータルの深さ４００ｎ
ｍとした。このような２段階の第１，第２のエッチング
により、石英基板４０ａの表面に微細パターンが形成さ
れる。
【００９９】このとき、第１のエッチングの選択比が第
２のエッチングの選択比より小さくなっている。上記選
択比とは、レジストのエッチングレートに対するスタン
パ部材のエッチングレートの比のことである。つまり、
レジスト４１ａのエッチングレートに対する石英基板４
０のエッチングレートの比のことである。
２のエッチングの選択比より小さくなっている。上記選
択比とは、レジストのエッチングレートに対するスタン
パ部材のエッチングレートの比のことである。つまり、
レジスト４１ａのエッチングレートに対する石英基板４
０のエッチングレートの比のことである。
【０１００】次に、図７（ｈ），図８（ｈ）のレジスト
除去工程で、上記ドライエッチング装置にてO２アッシ
ングにより（２０Ｗ，Ｏ２流量５０ｓｃｃｍ，２０Ｐ
ａ）残存レジストを除去する。
除去工程で、上記ドライエッチング装置にてO２アッシ
ングにより（２０Ｗ，Ｏ２流量５０ｓｃｃｍ，２０Ｐ
ａ）残存レジストを除去する。
【０１０１】最後に、図７（ｉ）の洗浄工程で、石英基
板４０ａを洗浄する。この石英基板４０ａがスタンパと
なる。
板４０ａを洗浄する。この石英基板４０ａがスタンパと
なる。
【０１０２】このようなＲＩＥで形成された微細パター
ンは、ｈ＝０．４１μm、ｗ１＝０．７μmで傾斜角度θ
=６５°であった。そして、上記微細パターンを有する
スタンパを用いてホログラム素子Ｈを２Ｐ法で製造する
と、成形バリ発生率は５％以下と良好であった。また、
１次回折効率も１８％で低下することもなくて良好であ
った。したがって、また、上記微細パターンを反応性イ
オンエッチングで形成するから、一定品質のスタンパを
得ることができる。
ンは、ｈ＝０．４１μm、ｗ１＝０．７μmで傾斜角度θ
=６５°であった。そして、上記微細パターンを有する
スタンパを用いてホログラム素子Ｈを２Ｐ法で製造する
と、成形バリ発生率は５％以下と良好であった。また、
１次回折効率も１８％で低下することもなくて良好であ
った。したがって、また、上記微細パターンを反応性イ
オンエッチングで形成するから、一定品質のスタンパを
得ることができる。
【０１０３】また、上記反応性イオンエッチングによる
微細パターンの形成は、低コストで量産性に優れてい
る。
微細パターンの形成は、低コストで量産性に優れてい
る。
【０１０４】本第１実施形態では、ＣＦ４の反応性ガス
とＯ２ガスとを混合して第１のエッチングを行ったが、
ＣＨＦ３の反応性ガスとＯ２ガスとを混合して第１のエ
ッチングを行ってもよい。
とＯ２ガスとを混合して第１のエッチングを行ったが、
ＣＨＦ３の反応性ガスとＯ２ガスとを混合して第１のエ
ッチングを行ってもよい。
【０１０５】また、ＣＦ４の反応性イオンガス単体で第
２のエッチングを行ったが、ＣＨＦ ３の反応性イオンガ
ス単体で第２のエッチングを行ってもよい。
２のエッチングを行ったが、ＣＨＦ ３の反応性イオンガ
ス単体で第２のエッチングを行ってもよい。
【０１０６】（第２実施形態）本発明の第２実施形態の
スタンパは、上記第１実施形態と同様に、微細パターン
を表面に有し、微細パターンの溝の側壁がその表面に対
して傾斜している。上記微細パターンは、溝の深さｈ=
０．４０μm、その溝の側壁によって画成される凸部の
頂上の幅ｗ１=０．７μm、その凸部の底部の幅ｗ２＝
０．９μｍである。また、上記微細パターンにおける溝
の側壁の傾斜角θは６５°であった。
スタンパは、上記第１実施形態と同様に、微細パターン
を表面に有し、微細パターンの溝の側壁がその表面に対
して傾斜している。上記微細パターンは、溝の深さｈ=
０．４０μm、その溝の側壁によって画成される凸部の
頂上の幅ｗ１=０．７μm、その凸部の底部の幅ｗ２＝
０．９μｍである。また、上記微細パターンにおける溝
の側壁の傾斜角θは６５°であった。
【０１０７】上記スタンパでは、傾斜角θの管理は傾斜
角θではなく、上記溝の凸部の頂上の幅ｗ１と、その凸
部の底部の幅ｗ２とを測定することで管理する。即ち、
ｗ２−ｗ１の値を０．３×ｈ＜（ｗ２−ｗ１）＜ｈ＋
０．０５の範囲で管理する。
角θではなく、上記溝の凸部の頂上の幅ｗ１と、その凸
部の底部の幅ｗ２とを測定することで管理する。即ち、
ｗ２−ｗ１の値を０．３×ｈ＜（ｗ２−ｗ１）＜ｈ＋
０．０５の範囲で管理する。
【０１０８】また、（ｗ２−ｗ１）の下限は６０°であ
り、（ｗ２−ｗ１）の上限は８０°であって、６０°，
８０°は種々の傾斜角のスタンパで凸部の頂上および底
部の幅を測定し、実験的に求めた値である。
り、（ｗ２−ｗ１）の上限は８０°であって、６０°，
８０°は種々の傾斜角のスタンパで凸部の頂上および底
部の幅を測定し、実験的に求めた値である。
【０１０９】このようにｗ１，ｗ２が管理されたスタン
パを用いてホログラム素子Ｈを製造すると、成形バリ発
生率は５％以下で良好であった。また、１次回折効率は
１８％で問題ない値であった。
パを用いてホログラム素子Ｈを製造すると、成形バリ発
生率は５％以下で良好であった。また、１次回折効率は
１８％で問題ない値であった。
【０１１０】なお、本第２実施形態のスタンパは、上記
第1実施形態と同様の洗浄、レジスト塗布、プリベー
ク、露光、現像およびポストベークを行った後、上記第
1実施形態と同様のエッチング装置を用いて上記第１実
施形態と同様のエッチングを行って形成している。
第1実施形態と同様の洗浄、レジスト塗布、プリベー
ク、露光、現像およびポストベークを行った後、上記第
1実施形態と同様のエッチング装置を用いて上記第１実
施形態と同様のエッチングを行って形成している。
【０１１１】（第３実施形態）本発明の第３実施形態の
スタンパの形成方法は、上記第1実施形態と同様の洗
浄、レジスト塗布、プリベーク、露光、現像およびポス
トベークを行った後、ＲＩＥ工程を行う。このＲＩＥ工
程では、上記第1実施形態と同様のエッチング装置、つ
まりサムコーインターナショナル研究所社製の１０−Ｎ
Ｒドライエッチング装置を用いて２段階のエッチングを
行う。具体的には、第１段階は、入力電力５０Ｗ、到達
真空度２０Ｐａで、使用ガスとしてのＯ２ガスを５０ｓ
ｃｃｍ導入して１分間の第１のエッチングを行う。この
第１のエッチングでレジストの微細形状が、矩形から台
形もしく微細形状の凸部エッジが丸まるように変化す
る。そして、いったんエッチングを終了し、第２段で
は、入射電力８５Ｗ、到達真空度２．７Ｐａで、ＣＦ４
ガスのみ３０ｓｃｃｍを導入して１８分間の第２のエッ
チングを行い、トータルの深さ４００ｎｍとした。その
後、上記第１実施形態と同様に、O２による残存レジス
トのアッシング、洗浄を行う。
スタンパの形成方法は、上記第1実施形態と同様の洗
浄、レジスト塗布、プリベーク、露光、現像およびポス
トベークを行った後、ＲＩＥ工程を行う。このＲＩＥ工
程では、上記第1実施形態と同様のエッチング装置、つ
まりサムコーインターナショナル研究所社製の１０−Ｎ
Ｒドライエッチング装置を用いて２段階のエッチングを
行う。具体的には、第１段階は、入力電力５０Ｗ、到達
真空度２０Ｐａで、使用ガスとしてのＯ２ガスを５０ｓ
ｃｃｍ導入して１分間の第１のエッチングを行う。この
第１のエッチングでレジストの微細形状が、矩形から台
形もしく微細形状の凸部エッジが丸まるように変化す
る。そして、いったんエッチングを終了し、第２段で
は、入射電力８５Ｗ、到達真空度２．７Ｐａで、ＣＦ４
ガスのみ３０ｓｃｃｍを導入して１８分間の第２のエッ
チングを行い、トータルの深さ４００ｎｍとした。その
後、上記第１実施形態と同様に、O２による残存レジス
トのアッシング、洗浄を行う。
【０１１２】このようなＲＩＥで形成された微細パター
ンの形状は、ｈ=０．３８m、ｗ=０．７０μmで傾斜角度
θ=７０°であった。
ンの形状は、ｈ=０．３８m、ｗ=０．７０μmで傾斜角度
θ=７０°であった。
【０１１３】また、上記スタンパを用いてホログラム素
子を２Ｐ法で製造すると、成形バリ発生率は約５％で良
好であった。また、この時の１次回折効率は１８％で問
題ない値であった。
子を２Ｐ法で製造すると、成形バリ発生率は約５％で良
好であった。また、この時の１次回折効率は１８％で問
題ない値であった。
【０１１４】また、上記微細パターンを反応性イオンエ
ッチングで形成するから、一定品質のスタンパを得るこ
とができる。
ッチングで形成するから、一定品質のスタンパを得るこ
とができる。
【０１１５】また、上記反応性イオンエッチングによる
微細パターンの形成は、低コストで量産性に優れてい
る。
微細パターンの形成は、低コストで量産性に優れてい
る。
【０１１６】（第４実施形態）本発明の第４実施形態の
スタンパは、第１の実施例と同様に作製した。このスタ
ンパの微細パターン形状はｈ=０．４０μm、ｗ１=１．
０２μmで傾斜角度θ≒６２°であった。こようなスタ
ンパを用いてホログラム素子を２Ｐ法で製造すると、成
形バリ発生率は５％以下で、１次回折効率は１８％で良
好であった。
スタンパは、第１の実施例と同様に作製した。このスタ
ンパの微細パターン形状はｈ=０．４０μm、ｗ１=１．
０２μmで傾斜角度θ≒６２°であった。こようなスタ
ンパを用いてホログラム素子を２Ｐ法で製造すると、成
形バリ発生率は５％以下で、１次回折効率は１８％で良
好であった。
【０１１７】上記表1の第１比較例として、従来のエッ
チングによる作製したスタンパを用いて成形した光学素
子の成形状況を示す。上記第1実施形態と同様の洗浄、
レジスト塗布、プリベーク、露光、現像およびポストベ
ークを行った後、上記第1実施形態で使用したエッチン
グ装置で、入力電力８５W、使用ガスＣＦ４を８０ｓｃ
ｃｍとO２ガス２ｓｃｃｍを導入し、４００ｎｍの深さ
を得るため２５分間のエッチングを行った。そのエッチ
ング後、上記エッチング装置にてO２アッシング（５０
Ｗ、O２流量５０ｓｃｃｍ）により残存レジストを除去
した。このように形成されたスタンパにおける微細パタ
ーンの形状はｈ＝０．４μｍ、ｗ＝０．７μmで傾斜角
θ≒５５°であった。
チングによる作製したスタンパを用いて成形した光学素
子の成形状況を示す。上記第1実施形態と同様の洗浄、
レジスト塗布、プリベーク、露光、現像およびポストベ
ークを行った後、上記第1実施形態で使用したエッチン
グ装置で、入力電力８５W、使用ガスＣＦ４を８０ｓｃ
ｃｍとO２ガス２ｓｃｃｍを導入し、４００ｎｍの深さ
を得るため２５分間のエッチングを行った。そのエッチ
ング後、上記エッチング装置にてO２アッシング（５０
Ｗ、O２流量５０ｓｃｃｍ）により残存レジストを除去
した。このように形成されたスタンパにおける微細パタ
ーンの形状はｈ＝０．４μｍ、ｗ＝０．７μmで傾斜角
θ≒５５°であった。
【０１１８】上記第１比較例のスタンパをスタンパを用
いてホログラム素子Ｈを製造すると、成形バリ発生率は
５％以下であったが、１次回折効率は１５％と通常より
３％あまり低下した。また１次回折効率比も０．９を下
回った。
いてホログラム素子Ｈを製造すると、成形バリ発生率は
５％以下であったが、１次回折効率は１５％と通常より
３％あまり低下した。また１次回折効率比も０．９を下
回った。
【０１１９】また、上記表１の第２の比較例として、上
記第１実施形態と同様の工程で微細パターンを作製し、
エッチング工程において、ＣＦ４ガス３０ｓｃｃｍのみ
を導入し、入射電力８５W、到達真空度２．７Ｐａ、２
４分エッチングを行った。このように形成されたスタン
パにおける微細パターンの形状は、ｈ=０．４０μm、ｗ
=０．７５μmで傾斜角θ≒８３°であった。
記第１実施形態と同様の工程で微細パターンを作製し、
エッチング工程において、ＣＦ４ガス３０ｓｃｃｍのみ
を導入し、入射電力８５W、到達真空度２．７Ｐａ、２
４分エッチングを行った。このように形成されたスタン
パにおける微細パターンの形状は、ｈ=０．４０μm、ｗ
=０．７５μmで傾斜角θ≒８３°であった。
【０１２０】上記第２比較例のスタンパをスタンパを用
いてホログラム素子Ｈを製造すると、成形バリ発生率は
約２０％であった。第１の実施例と比べると成形バリ発
生が多発した。
いてホログラム素子Ｈを製造すると、成形バリ発生率は
約２０％であった。第１の実施例と比べると成形バリ発
生が多発した。
【０１２１】
【発明の効果】以上より明らかなように、本発明のスタ
ンパは、微細パターンにおける溝の側壁の表面に対する
傾斜角θは、以下の関係式 Ｔａｎ−１（４×ｈ×ｗ１ −０．２）＜θ＜８０° ｈ：上記溝の深さ ｗ１：上記溝の側壁によって画成される凸部の頂上の幅 を満たしているから、２Ｐ法によって形成する微細パタ
ーンにおける溝の側壁の勾配の精度を高めることができ
る。
ンパは、微細パターンにおける溝の側壁の表面に対する
傾斜角θは、以下の関係式 Ｔａｎ−１（４×ｈ×ｗ１ −０．２）＜θ＜８０° ｈ：上記溝の深さ ｗ１：上記溝の側壁によって画成される凸部の頂上の幅 を満たしているから、２Ｐ法によって形成する微細パタ
ーンにおける溝の側壁の勾配の精度を高めることができ
る。
【０１２２】また、上記傾斜角θが上記関係式を満たし
ているので、光学素子に生じる成形バリの発生頻度が減
少して、光学素子の量産性を向上させることができる。
ているので、光学素子に生じる成形バリの発生頻度が減
少して、光学素子の量産性を向上させることができる。
【０１２３】また、本発明のスタンパは、微細パターン
の溝の側壁によって画成される凸部の底部の幅ｗ２は、
以下の関係式 ０．３×ｈ＜（ｗ２−ｗ１）＜ｈ＋０．０５ ｈ：上記溝の深さ ｗ１：上記凸部の頂上の幅 を満たしているから、２Ｐ法によって形成する微細パタ
ーンにおける溝の側壁の勾配の精度を高めることができ
る。
の溝の側壁によって画成される凸部の底部の幅ｗ２は、
以下の関係式 ０．３×ｈ＜（ｗ２−ｗ１）＜ｈ＋０．０５ ｈ：上記溝の深さ ｗ１：上記凸部の頂上の幅 を満たしているから、２Ｐ法によって形成する微細パタ
ーンにおける溝の側壁の勾配の精度を高めることができ
る。
【０１２４】また、上記凸部の底部の幅ｗ２が上記関係
式を満たしているので、光学素子に生じる成形バリの発
生頻度が減少して、光学素子の量産性を向上させること
ができる。
式を満たしているので、光学素子に生じる成形バリの発
生頻度が減少して、光学素子の量産性を向上させること
ができる。
【０１２５】本発明のスタンパの製造方法は、上記微細
パターンを反応性イオンエッチングで形成するから、一
定品質のスタンパを得ることができる。
パターンを反応性イオンエッチングで形成するから、一
定品質のスタンパを得ることができる。
【０１２６】一実施形態のスタンパの製造方法は、第１
のエッチングと、この第１のエッチングの選択比よりも
選択比が小さい第２のエッチングとで微細パターンを形
成するから、第１のエッチングの時間を調整すること
で、所定の傾斜角の溝形状を容易に作製することができ
る。
のエッチングと、この第１のエッチングの選択比よりも
選択比が小さい第２のエッチングとで微細パターンを形
成するから、第１のエッチングの時間を調整すること
で、所定の傾斜角の溝形状を容易に作製することができ
る。
【０１２７】一実施形態のスタンパの製造方法は、第１
のエッチングを、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イオン
ガスと酸素ガスとを混合して行い、上記第２のエッチン
グを、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イオンガス単体で
行うから、第１のエッチングの時間を調整することで、
所定の傾斜角の溝形状を容易に作製することができる。
のエッチングを、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イオン
ガスと酸素ガスとを混合して行い、上記第２のエッチン
グを、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性イオンガス単体で
行うから、第１のエッチングの時間を調整することで、
所定の傾斜角の溝形状を容易に作製することができる。
【０１２８】一実施形態のスタンパの製造方法は、酸素
を用いてレジストに対して行う第１のエッチングと、Ｃ
Ｆ４またはＣＨＦ３の反応性イオンガスによる第２のエ
ッチングとで微細パターンを形成するから、第１のエッ
チングの時間を調整することで、所定の傾斜角の溝形状
を容易に作製することができる。
を用いてレジストに対して行う第１のエッチングと、Ｃ
Ｆ４またはＣＨＦ３の反応性イオンガスによる第２のエ
ッチングとで微細パターンを形成するから、第１のエッ
チングの時間を調整することで、所定の傾斜角の溝形状
を容易に作製することができる。
【０１２９】本発明の光学素子は、紫外線硬化型樹脂層
の表面のパターンにおける溝の側壁の上記表面に対する
傾斜角θ’は、以下の関係式 Ｔａｎ−１（４×ｈ’×ｗ１’−０．２）＜θ’＜８０
° ｈ’：上記溝の深さ ｗ１’：上記溝の底幅 を満たしているから、光学特性が良好であり、１次回折
効率や効率比が低下するのを防止できる。
の表面のパターンにおける溝の側壁の上記表面に対する
傾斜角θ’は、以下の関係式 Ｔａｎ−１（４×ｈ’×ｗ１’−０．２）＜θ’＜８０
° ｈ’：上記溝の深さ ｗ１’：上記溝の底幅 を満たしているから、光学特性が良好であり、１次回折
効率や効率比が低下するのを防止できる。
【０１３０】また、本発明の光学素子は、紫外線硬化型
樹脂層の表面の微細パターンにおける溝の頂部の幅
ｗ２’は、以下の関係式 ０．３×ｈ’＜（ｗ２’−ｗ１’）＜ｈ’＋０．０５ ｈ’：上記溝の深さ ｗ１’：上記溝の底幅 を満たしているから、光学特性が良好であり、１次回折
効率や効率比が低下するのを防止できる。
樹脂層の表面の微細パターンにおける溝の頂部の幅
ｗ２’は、以下の関係式 ０．３×ｈ’＜（ｗ２’−ｗ１’）＜ｈ’＋０．０５ ｈ’：上記溝の深さ ｗ１’：上記溝の底幅 を満たしているから、光学特性が良好であり、１次回折
効率や効率比が低下するのを防止できる。
【０１３１】また、本発明のスタンパは、表面に対す
る、微細パターンにおける溝の側壁の傾斜角θは６０°
＜θ＜７０°の範囲内であるから、２Ｐ法によって形成
する微細パターンの溝の側壁の勾配の精度をより高める
ことができる。
る、微細パターンにおける溝の側壁の傾斜角θは６０°
＜θ＜７０°の範囲内であるから、２Ｐ法によって形成
する微細パターンの溝の側壁の勾配の精度をより高める
ことができる。
【０１３２】また、上記傾斜角θが６０°＜θ＜７０°
の範囲内であるから、光学素子に生じる成形バリの発生
頻度がより減少して、光学素子の量産性をより向上させ
ることができる。
の範囲内であるから、光学素子に生じる成形バリの発生
頻度がより減少して、光学素子の量産性をより向上させ
ることができる。
【０１３３】また、本発明の光学素子は、紫外線硬化型
樹脂層の表面に対する、微細パターンにおける溝の側壁
の傾斜角θ’が６０°＜θ’＜７０°の範囲内であるか
ら、光学特性がより良好であり、１次回折効率や効率比
が低下するのを防止できる。
樹脂層の表面に対する、微細パターンにおける溝の側壁
の傾斜角θ’が６０°＜θ’＜７０°の範囲内であるか
ら、光学特性がより良好であり、１次回折効率や効率比
が低下するのを防止できる。
【図１】 本発明の光学素子の一例であるホログラム素
子をレーザーユニットに取り付けたホログラムレーザー
ユニットの全体構造図である。
子をレーザーユニットに取り付けたホログラムレーザー
ユニットの全体構造図である。
【図２】 図２は、上記ホログラム素子の製造工程、お
よび、ホログラム素子をレーザユニットに固定する工程
のフローチャートである。
よび、ホログラム素子をレーザユニットに固定する工程
のフローチャートである。
【図３】 図３は、図２中の２Ｐ成形工程で用いる２Ｐ
成形装置のブロック図である。
成形装置のブロック図である。
【図４】 図４は図３中のダイセットの正面図である。
【図５】 図５は本発明の第１実施形態のスタンパにお
ける微細パターンの拡大図である。
ける微細パターンの拡大図である。
【図６】 図６は本発明の第１実施形態のホログラム素
子における微細パターンの拡大図である。
子における微細パターンの拡大図である。
【図７】 図７は本発明の第１実施形態のスタンパの製
造方法のフローチャートである。
造方法のフローチャートである。
【図８】 図８は上記第１実施形態のスタンパの製造方
法の工程図である。
法の工程図である。
【図９】 図９は従来のホログラム素子の製造工程図で
ある。
ある。
【図１０】 図１０は従来の２P成形法によるホログラ
ム素子の製造工程図である。
ム素子の製造工程図である。
【図１１】 図１１は従来の両面２P成形法によるホロ
グラム素子の製造工程図である。
グラム素子の製造工程図である。
【図１２】 図１２は従来のスタンパの製造工程図であ
る。
る。
【図１３】 図１３は従来のスタンパの製造工程断面図
である。
である。
【図１４】 図１４は従来の２P成形法により発生する
成形バリを説明するための図である。
成形バリを説明するための図である。
【符号の説明】
１ 透明基板、
２，３ プライマー層
４，５ 紫外線硬化型樹脂層
１７，１８ スタンパ
１００，２００ 溝
１００ａ，２００ａ 側壁
１０１，２０１ 凸部
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
─────────────────────────────────────────────────────
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）
// Ｂ２９Ｌ 11:00 Ｂ２９Ｌ 11:00
17:00 17:00
Ｆターム(参考） 2H049 CA05 CA09 CA20 CA28
2K008 AA00 EE01 GG05
4F202 AH79 AJ02 AJ09 CA11 CA30
CB01 CB29 CD24
5D119 AA38 BA01 JA14 NA05
5D789 AA38 BA01 JA14 NA05
Claims (10)
- 【請求項１】 微細パターンを表面に有し、上記微細パ
ターンの溝の側壁が上記表面に対して傾斜しているスタ
ンパにおいて、 上記溝の側壁の上記表面に対する傾斜角θは、以下の関
係式 Ｔａｎ−１（４×ｈ×ｗ１ −０．２）＜θ＜８０° ｈ：上記溝の深さ ｗ１：上記溝の側壁によって画成される凸部の頂上の幅 を満たすことを特徴とするスタンパ。 - 【請求項２】 微細パターンを表面に有し、上記微細パ
ターンの溝の側壁が上記表面に対して傾斜しているスタ
ンパにおいて、 上記溝の側壁によって画成される凸部の底部の幅ｗ
２は、以下の関係式 ０．３×ｈ＜（ｗ２−ｗ１）＜ｈ＋０．０５ ｈ：上記溝の深さ ｗ１：上記凸部の頂上の幅 を満たすことを特徴とするスタンパ。 - 【請求項３】 請求項１または２に記載のスタンパの製
造方法であって、 上記微細パターンを反応性イオンエッチングで形成する
ことを特徴とするスタンパの製造方法。 - 【請求項４】 請求項３に記載のスタンパの製造方法に
おいて、 上記微細パターンを、第１のエッチングと、この第１の
エッチングの選択比よりも選択比が小さい第２のエッチ
ングとで形成することを特徴とするスタンパの製造方
法。 - 【請求項５】 請求項４におけるスタンパの製造方法に
おいて、 上記第１のエッチングは、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応
性イオンガスと酸素ガスとを混合して行い、 上記第２のエッチングは、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応
性イオンガス単体で行うことを特徴とするスタンパの製
造方法。 - 【請求項６】 請求項３に記載のスタンパの製造方法に
おいて、 上記微細パターンを、酸素を用いてレジストに対して行
う第１のエッチングと、ＣＦ４またはＣＨＦ３の反応性
イオンガスによる第２のエッチングとで形成することを
特徴とするスタンパの製造方法。 - 【請求項７】 透明基板と、この透明基板の両面にプラ
イマー層を介して設けられた紫外線硬化型樹脂層とを備
え、 上記紫外線硬化型樹脂層の表面に微細パターンが形成さ
れ、上記微細パターンの溝の側壁が上記表面に対して傾
斜している光学素子において、 上記溝の側壁の上記表面に対する傾斜角θ’は、以下の
関係式 Ｔａｎ−１（４×ｈ’×ｗ１’−０．２）＜θ’＜８０
° ｈ’：上記溝の深さ ｗ１’：上記溝の底幅 を満たすことを特徴とする光学素子。 - 【請求項８】 透明基板と、この透明基板の両面にプラ
イマー層を介して設けられた紫外線硬化型樹脂層とを備
え、 上記紫外線硬化型樹脂層の表面に微細パターンが形成さ
れ、上記微細パターンの溝の側壁が上記表面に対して傾
斜している光学素子において、 上記溝の頂部の幅ｗ２’は、以下の関係式 ０．３×ｈ’＜（ｗ２’−ｗ１’）＜ｈ’＋０．０５ ｈ’：上記溝の深さ ｗ１’：上記溝の底幅 を満たすことを特徴とする光学素子。 - 【請求項９】 微細パターンを表面に有し、上記微細パ
ターンの溝の側壁が上記表面に対して傾斜しているスタ
ンパにおいて、 上記溝の側壁の上記表面に対する傾斜角θは６０°＜θ
＜７０°の範囲内であることを特徴とするスタンパ。 - 【請求項１０】 透明基板と、この透明基板の両面にプ
ライマー層を介して設けられた紫外線硬化型樹脂層とを
備え、 上記紫外線硬化型樹脂層の表面に微細パターンが形成さ
れ、上記微細パターンの溝の側壁が上記表面に対して傾
斜している光学素子において、 上記溝の側壁の上記表面に対する傾斜角θ’は６０°＜
θ’＜７０°の範囲内であることを特徴とする光学素
子。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001261691A JP3859473B2 (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | スタンパの製造方法 |
| US10/233,298 US6899936B2 (en) | 2001-08-30 | 2002-08-30 | Stamper, manufacturing method therefor and optical device manufactured therewith |
| KR10-2002-0051853A KR100531074B1 (ko) | 2001-08-30 | 2002-08-30 | 스탬퍼 및 그에 의해 제조된 광학소자 |
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| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001261691A JP3859473B2 (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | スタンパの製造方法 |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003066234A true JP2003066234A (ja) | 2003-03-05 |
| JP3859473B2 JP3859473B2 (ja) | 2006-12-20 |
Family
ID=19088698
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001261691A Expired - Fee Related JP3859473B2 (ja) | 2001-08-30 | 2001-08-30 | スタンパの製造方法 |
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