JPH04297567A - 成形体の製造方法 - Google Patents

成形体の製造方法

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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、成形体の製造方法に係
り、詳しくは、硝子からなるフィルター、レンティキュ
ラーレンズ、回折格子またはこれらを製造するための成
形型として好適な成形体の製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】近年、電子工業分野では集積回路形成の
為に、又光学分野においてはフィルター、レンティキュ
ラーレンズ、回折格子などの製作の為に、基板上に微細
なパターンを形成する技術が要求されるようになった。 これらの加工法として(1)機械加工により研削する方
法、(2)レジストを露光によって硬化し、未硬化の非
露光部分を化学試薬でエッチングする方法(フォトリソ
グラフィー法)、(3)イオンビームなどで直接に基板
をドライエッチングする方法などがある。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、これらの方法
はいずれも、断面形状が正方形、長方形などの垂直の段
差を持つパターンの形成には適しているが、断面形状が
台形、半楕円形、三角形などの緩やかな傾斜を持つ直線
ストライプ状のパターンの形成方法としては適していな
い。従って、本発明の目的は、これに限定されるもので
はないが、緩やかな傾斜を持つ直線ストライプ状のパタ
ーンを有する成形体を製造するために特に好適な方法を
提供することにある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記目的を達
成するためになされたものであり、表面上に複数の凹凸
が直線ストライプ状に平行に形成された成形体の製造方
法において、(i)薄い平板上に、得ようとする成形体
の垂直横断面形状を、横方向は等倍率で、縦方向は拡大
倍率で投影した後、縦長になった凸部相当部分を孔開け
して開口部を有する蒸着用マスク板を得る工程と、(i
i)前記工程で得られた蒸着用マスク板を、所定の間隙
をおいて平面基板上に配置する工程と、(iii)平面
基板を固定して蒸着用マスク板をその開口部の縦方向に
沿って等速で直線往復運動させながらまたは蒸着用マス
ク板を固定して平面基板を蒸着用マスク板の開口部の縦
方向に沿って等速で直線往復運動させながら蒸着操作を
行ない、蒸着用マスク板の開口部を通じて蒸着物質を平
面基板上に堆積する工程とを含むことを特徴とする。
【0005】
【実施例】以下、実施例により本発明を詳細に説明する
。 実施例1 図1(a)に立体図を示すような、凸部1が台形状の緩
やかな傾斜を有する直線ストライプ状の硝子製ローパス
フィルター2を作るに当り、先ず薄い平板として0.5
mm厚のSUS304板を用いて、図1(b)に示すよ
うな、縦長の台形状の開口部3を有する蒸着用マスク板
4を形成する。これらの開口部3は、図1(a)におい
てXZ軸で切断した断面を図1(b)においてXはx方
向に、Zはy方向に揃え、図1(a)の横方向を等倍率
に、そして縦方向をy/Z=3mm/0.24μm =
12500培に拡大した形状のものである。ここで台形
状の開口部3の縦寸法3mmは蒸着の膜厚と関連するの
であるが、蒸着時間によっても膜厚は調整出来るから予
め適当に定めておけばよい。
【0006】この様にして得られた図1(b)の蒸着用
マスク板4を、図2(a)に示す蒸着用治具5の蒸着用
マスク板取り付け面6a,6bにまたがって配置し、ね
じ止め等の手段(図示せず)によって固定する。このと
き、カーボン板製の試料台7が動く方向(矢印参照)と
蒸着用マスク板4の開口部3の縦方向(図1(b)のy
軸方向)とが一致するように蒸着用マスク板4を固定す
ることが必要である。一方、図2(b)に示すように、
17mmφ×3mmtの研磨された石英硝子円板(平面
基板)8を、適当なスペーサー9を介して試料台7に乗
せ、石英硝子円板8と蒸着用マスク板4との間隙を0.
1mmに保ってねじ止め等の手段(図示せず)によって
試料台7に固定する。なお図2(b)に示すように蒸着
用マスク板4の開口部3を石英硝子円板8に向けて片面
ナイフエッジとした。そして、スパッター装置チャンバ
ー内の天井に位置する基板取り付け面に図2(b)の蒸
着用治具5を図の上面を下方にして吊し、穴10を通し
てねじ止めする。蒸着用治具5において、カーボン板製
の試料台7はその内部に密に嵌合されており、その上の
スペーサー9および石英硝子円板8は試料台7に固定さ
れているので、この蒸着用治具5を図の上面を下方にし
て吊しても、石英硝子円板8と蒸着用マスク板4との間
隙は0.1mmに保持される。そして、チャンバー内の
下方には100mmφの石英硝子ターゲットを設置し、
試料台7およびこの試料台7上にスペーサー9を介して
固定された石英硝子円板8を23mm/15秒の一定の
速度で直線往復移動させながら一定の蒸着速度でターゲ
ットの石英蒸気11を石英硝子円板8の表面に蒸着した
。ここで、23mmは試料台7が動く距離で蒸着用マス
ク板4の開口部3の縦寸法3mm、石英硝子円板8の径
17mm、及び開口部の前後端での石英硝子円板8との
遊びそれぞれ1.5mmを加えた長さである。又、片道
に要する時間15秒はスムーズな定速を得る為に決めた
値であって、スピードが一定でさえあれば速くても遅く
ても膜厚に影響しない。
【0007】このようにして得られた17mmφ円板8
の表面の凹凸をTaylor−Hobsonの形状測定
器で測定したところ、図3に示すように目的とする形状
に忠実な台形が得られた。石英硝子円板と蒸着用マスク
板との間隙を変えて同様の実験を行ったところ、間隙を
0.5mm以下にすれば、断面形状がほぼ台形の直線ス
トライプ模様となることがわかった。
【0008】このように、台形状の開口部を有する蒸着
用マスク板を用いればストライプの断面形状も目的通り
の台形となる。また、必ずしも断面形状が台形の形状に
限らず、断面が半楕円形状(図4(a))でも三角形状
(図4(b))でも、又は、Sinカーブをした形状(
図4(c))であっても、あるいは又、左右の傾斜が異
なるような形状(図4(d))に対しても、数多くの幅
広い断面形状に応用出来る。他の応用例として、平面基
板を自転させればフレネルレンズに、又平面基板と同じ
曲率半径を持つ球面状のマスクに孔開けすれば非球面レ
ンズの形成にも応用出来る。
【0009】実施例2 実施例1と同様、図1(a)に示す硝子製ローパスフィ
ルターを作るのが目的であるが、同一のものを数多く作
る場合、実施例1とは凹凸の形状が反対となるような硝
子成形型を作り、それを用いてプレス成形によって作る
方がはるかに効率的である。図5(a)の硝子フィルタ
ーと凹凸が逆になるような蒸着用マスク板の開口部は図
5(b)のようになる。実施例1では蒸着用マスク板の
開口部を横1列に並べた為に、使用回数が増えると共に
板にそりが生じてきたので、ここでは2列で、しかも、
1個置きに180度回転した開口部の配置とした。又、
本実施例では、実施例1のように機械加工によってマス
クに片面シャープエッジをつけるのは加工上難しく、精
度も出難いので、図6のように、化学エッチングによっ
て開口部を設けた(a),(b),(c),(d)の4
枚の薄いSUS304板を開口部の中心を合わせて図6
(a)→図6(b)→図6(c)→図6(d)の順番に
貼り合わせ、開口部が段付きではあるが、マクロ的に4
5度のシャープエッジとなるような約0.7mm厚のマ
スクを作製した。図6(a),(b),(c),(d)
はそのときの貼り合わせ前の原図である。
【0010】型の母体となる試料(平面基板)としては
、焼結SiC(炭化珪素)円板の片面にCVD(化学的
気相析出)法にて同じくSiCを0.5mmの厚さに緻
密に堆積し、その緻密な層を鏡面研磨した17mmφ×
3mmtの試料を用いた。そして、試料と蒸着用マスク
板との間隙を0.06mmにし、実施例1の石英硝子タ
ーゲットをSiCターゲットに交換し、試料台を30m
m{(型の径17mm)+(2列に並んだ開口部の端か
ら端まで10mm)+(両端での遊び1.5mm×2)
}動かしながら蒸着を行って、成形型を得た。この型と
、対向する型として表面が平らな円板とを一組とする成
形型とし、その両型間に屈折率1.52の板硝子をはさ
んで熱間プレスした。プレスに先立ち、硝子と型又はS
iC円板とが融着しないように、それぞれの面にスパッ
ター法によって硬質カーボンの離型膜を約600オング
ストロームの膜厚にコートした。プレスは600℃の窒
素雰囲気中で60秒間、20kgf/cm2 の圧力で
行われた。
【0011】得られたプレス品は目標通りの良好なもの
であり、その測定結果を図7(a)に、その一部分の拡
大図を図7(b)に、又、それに用いた成形型の測定結
果を図8(a)に、その一部分の拡大図を図8(b)に
示す。得られたプレス品は、設計値に対して山の高さ及
び幅のバラツキはそれぞれ5%、10%以内であり、実
施例1で型を用いず直接に製造された成形体と同程度の
性能のものが得られた。実施例1,2では、蒸着用マス
ク板を固定し、平面基板を往復運動させたが、平面基板
を固定し蒸着用マスク板を往復運動させてもよい。
【0012】
【発明の効果】以上説明した通り、本発明の方法によれ
ば、緩やかな傾斜を有する直線ストライプ状の成形体を
容易に作製することが可能になった。
【図面の簡単な説明】
【図1】  (a)は凸部が台形状の緩やかな傾斜を有
する直線ストライプ状硝子フィルターを表す立体図、(
b)は(a)の台形を高さ方向に12500倍に引き延
ばして投影した蒸着用マスク板の平面図。
【図2】  (a)は蒸着用治具を示す斜視図、(b)
は(a)の蒸着用治具に平面基板と蒸着用マスク板とを
配置した状態を示す断面図、
【図3】  実施例1で得られた硝子フィルターの断面
形状が台形になっていることを表す図。
【図4】  (a),(b),(c),(d)は本発明
により得られる他の成形体の断面形状を示す図。
【図5】  (a)は凸部が台形状の緩やかな傾斜を有
するストライプ状フィルターの垂直横断面図、(b)は
(a)のフィルターを作製する場合に必要な成形型を作
製するための蒸着用マスク板の平面図。
【図6】  (a),(b),(c),(d)は貼り合
わせ法で片面シャープエッジなマスク板1枚を作製する
ための4枚の原図。
【図7】  (a),(b)は実施例2の方法で得られ
た硝子フィルターの表面の凹凸が台形であることを表す
図。
【図8】  (a),(b)は図7のフィルターを作る
ために用いた型の凹凸が図7とは逆の台形であることを
表す図。
【符号の説明】
1.  凸部 2.  硝子フィルター 3.  台形状の開口部 4.  蒸着用マスク板 5.  蒸着用治具 6a,6b.  蒸着用マスク板取り付け面7.  試
料台 8.  石英硝子円板 9.  スペーサー 10.  穴 11.  石英蒸気

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  表面上に複数の凹凸が直線ストライプ
    状に平行に形成された成形体の製造方法において、(i
    )薄い平板上に、得ようとする成形体の垂直横断面形状
    を、横方向は等倍率で、縦方向は拡大倍率で投影した後
    、縦長になった凸部相当部分を孔開けして開口部を有す
    る蒸着用マスク板を得る工程と、(ii)前記工程で得
    られた蒸着用マスク板を、所定の間隔をおいて平面基板
    上に配置する工程と、(iii)平面基板を固定して蒸
    着用マスク板をその開口部の縦方向に沿って等速で直線
    往復運動させながらまたは蒸着用マスク板を固定して平
    面基板を蒸着用マスク板の開口部の縦方向に沿って等速
    で直線往復運動させながら蒸着操作を行ない、蒸着用マ
    スク板の開口部を通じて蒸着物質を平面基板上に堆積す
    る工程とを含むことを特徴とする成形体の製造方法。
  2. 【請求項2】  縦方向の拡大倍率が1,000〜1,
    000,000倍である、請求項1に記載の方法。
  3. 【請求項3】  工程(ii)において蒸着用マスク板
    を、0.5mm以下の間隙をおいて平面基板上に平行に
    配置する、請求項1に記載の方法。
  4. 【請求項4】  得られる成形体が硝子からなるフィル
    ター、レンティキュラーレンズ、回折格子またはこれら
    を製造するための成形型である、請求項1に記載の方法
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