JPH08190134A

JPH08190134A - 焦点板用原盤の作製方法

Info

Publication number: JPH08190134A
Application number: JP259395A
Authority: JP
Inventors: Yoshiki Nitta; 佳樹新田
Original assignee: Olympus Optical Co Ltd
Current assignee: Olympus Corp
Priority date: 1995-01-11
Filing date: 1995-01-11
Publication date: 1996-07-23
Anticipated expiration: 2019-08-25
Also published as: JP3557267B2

Abstract

(57)【要約】【目的】明るく、ボケ味の良好な焦点板用原盤の作製方
法を提供する。【構成】基板１に感光樹脂を塗布して、前加熱処理を行
い、マスク上のパターンを感光させた後、エッチングし
て基板１上にパターン５を形成し、本加熱処理する焦点
板用原盤の作製方法において、エッチング後の基板１上
のパターン５間に、未感光部の樹脂層５の高さに対し
て、５〜４０％の高さの感光部６の樹脂層７を残留させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、カメラ、ビデオなど撮
影機器の焦点板の製造方法に用いる焦点板用原盤の作製
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、焦点板の製造方法には、表面に微
細凹凸形状をもつ焦点板用原盤を作製した後、電鋳法な
どにより正確に反転した型をとり、所望の成形用金型を
製作した後、射出成形法、射出圧縮成形法または２Ｐ法
などによりプラスチックに微細凹凸形状を転写する方法
がある。このような方法によると、焦点板用原盤上の微
細凹凸を忠実にプラスチック上に形成するので、焦点板
用原盤の微細凹凸が直接最終的な光学性能に影響を与え
る。

【０００３】さらに、焦点板上の微細凹凸形状の作製方
法としては、これまで、ガラスなどの基板上に砂掛けを
行って微細凹凸を形成するという方法があった。しかし
ながらこの方法では、ボケ味は良いが、反面暗く、ザラ
ツキが目立つという欠点があった。この欠点を解消する
ために規則的なパターンを形成したマスクや感光樹脂を
利用する方法が提案されている。それは、基板に感光樹
脂をスピンコート法などにより均一な膜厚に形成した
後、密着露光法やプロキシミティ露光法などにより紫外
線等の光を照射して、マスクのパターンを基板に感光さ
せて、アルカリ等の現像液によりエッチングを行い、基
板上に感光樹脂のパターンを形成するという方法であ
る。これにより、砂掛けのような先鋭形状がなく、明る
く、ザラツキのない焦点板用原盤の作製が可能となっ
た。しかし、この焦点板用原盤には、平坦部が多いため
に、ボケ味が不十分であるという欠点があった。

【０００４】さらにこの欠点を解消するため、特開平１
−１７８９４３号公報所載の技術が開示されている。こ
の技術を図４〜図７を用いて説明する。図４において、
マスク２９はガラス板で構成され、クロム（Ｃｒ）から
成るドット状の微細パターン３１を、約１５〜２５μｍ
程度のピッチｐ及び約１０〜１６μｍの直径で印刷して
作製した。つぎに、図５において、まず露光に先立っ
て、ガラスから成る基板１５上に、約２〜３μｍ程度の
膜厚範囲内の所定の厚さで、感光材料３３としてのポジ
型レジスト材料を均一に塗布し、感光材３５を作製す
る。つぎに、マスク２９の微細パターン３１側表面と、
感光材３５の感光材料３３側表面とを対向させて位置合
わせを行う。この際、マスク２９との距離Δｔは、約２
０μｍとして行った。しかる後、同図中、一連の矢印ａ
を付して示す光をマスク２９の側から感光材３５に向か
って照射し、微細パターン３１を感光材料３３の表面に
投影することにより露光を行う。

【０００５】上述した工程を経た後、現像処理を行い、
露光後の感光材料３３を、図６に示すような凹凸部１７
ｂとして形成する。露光後の凹凸部１７ｂは、少なくと
も平坦部１９と、当該部１９を画定する縁部３７とを形
成する条件で形成する。ここでいう条件とは、前述した
距離Δｔの値のみならず、露光量、感光材料３３の膜
厚、当該材料３３の現像条件、当該材料のγ値またはそ
の他の条件を示し、任意好適に選択して設定する。つぎ
に、上述した凹凸部１７ｂに対して加熱処理を行うこと
により、図７に示すような断面形状が連続した円弧状の
凹凸部３９とし、母型４１（焦点板用原盤）が得られ
た。

【０００６】このような母型４１（焦点板用原盤）を用
いて、成形型を得た後、従来と同様な光学材料の成形を
行ったところ、拡散性に優れ、粒状性の無い、明るい焦
点板を製造することができるというものである。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、上記従来技
術の焦点板用原盤の作製方法には、加熱処理により、パ
ターンが接触する部分の形状が光学性能に悪影響を及ぼ
すという欠点があった。感光材料は低温では流動性が少
なく、高温では流動性が高いという特性がある。それ
故、加熱処理によってパターンどうしが接触した場合の
接触形状が相違する。即ち、低温で接触した場合には、
図８に示すように、接触形状の変形が小さく、接線１３
が鋭角に近く凹凸形状がはっきりしている。また、高温
で接触した場合には、図９に示すように、高い流動性か
ら接線１４は滑らかになるが、凹凸が少なく平坦にな
る。即ちこの従来技術では、低温で加熱処理した場合に
は、接線１３が鋭角になり、散乱光が増えて暗くなり、
粒状性も現れてくるという問題点が発生する。また、高
温で加熱処理した場合には、接線１４は滑らかになる
が、平坦な形状になり、ボケ味が悪くなるという問題点
が発生する。

【０００８】本発明は上記従来の問題点に鑑みてなされ
たもので、請求項１、２または３に係る発明の目的は、
明るく、ボケ味の良好な焦点板用原盤の作製方法を提供
することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１、２または３に係る発明は、基板に感光樹
脂を塗布して、前加熱処理を行い、マスク上のパターン
を感光させた後、エッチングして基板上にパターンを形
成し、本加熱処理する焦点板用原盤の作製方法におい
て、エッチング後の基板上のパターン間に、未感光部の
樹脂層の高さに対して、５〜４０％の高さの感光部の樹
脂層を残留させることを特徴とする。

【００１０】

【作用】請求項１、２または３に係る発明の作用では、
残留した感光部の樹脂層が、本加熱処理によって、パタ
ーンどうしが接触する際、橋渡しの働きをして、必要以
上に鋭角でなく、かつ必要以上に流動変形せずにパター
ンを形成する。なお、感光部の樹脂層が、未感光部の樹
脂層の高さの４０％を超えて残留する場合はボケ味が劣
化し、５％未満の場合はパターンどうしが接触しなかっ
たり、接触するようにするとボケ味が劣化するという問
題が発生する。請求項２に係る発明の作用では、光の照
射時間を制御することにより、感光部の残留樹脂層の高
さを５〜４０％の間に調整する。請求項３に係る発明の
作用では、光の強度を制御することにより、感光部の残
留樹脂層の高さを５〜４０％の間に調整する。

【００１１】

【実施例１】図１〜図３は実施例１を示し、図１はマス
クのパターンを示す平面図、図２はエッチング後の焦点
板用原盤の縦断面図、図３は加熱処理後の焦点板用原盤
の縦断面図である。

【００１２】まず、本実施例に用いるマスクを図１によ
って説明する。図１において、２は正６角形の遮光部
で、ピッチ１７μｍ、間隔２μｍの最密６方配置のパタ
ーンを形成している。間隔２μｍの部分は光の透過部３
を形成する。つぎに、基板には、シリコン（Ｓｉ）ウエ
ハを、感光樹脂には、東京応化製の高解像度ポジ型レジ
ストＴＳＭＲ８９００をそれぞれ用いる。さらに、加熱
手段としては、ホットプレートを用いる半導体製造装置
を利用する。

【００１３】つぎに、焦点板用原盤の作製方法について
説明する。Ｓｉ基板上に感光樹脂をスピンコート法によ
り２μｍの膜厚で塗布した後、ホットプレートにて１１
０℃／９０sec の前加熱処理たるプリベークを行う。つ
ぎに、密着露光法により、図１のマスクを用いて、h-li
ne、２４mW／cm²のＵＶ光を２秒照射する。その後、エ
ッチングとして、アルカリ性現像液ＮＭＤ−Ｗを用いて
感光部のレジストを除去し、これを断面にして走査型電
子顕微鏡で調べたところ、図２に示すように、未感光樹
脂層５の高さはほぼ２μｍで、正６角形のパターンを形
成する。また、パターン間の感光部６には、約０．５μ
ｍの高さのレジスト７が残留し、レジスト７の周囲のレ
ジストは除去されている。これは、マスクのパターン間
隔が極めて小さいため、マスク境界部（稜部）におい
て、光が強め合って感光が進むけれども、中心部におい
て光が強め合わないことによってパターン間に薄い層の
レジスト７が残ると思われる。

【００１４】ついで、ホットプレートを用いて、１５０
℃／３００sec の本加熱処理たるポストベークを行い、
焦点板用原盤を完成する。図３はポストベーク後の断面
を示す。未感光部の感光樹脂はポストベークにより流動
性をもち球状に変形しているが、接線８は感光部の中央
に残留したレジスト７を介して、パターンどうしが接触
しているために、はっきりした凹凸球状を維持しながら
も、滑らかに繋がっている。

【００１５】このように作製された焦点板用原盤は、導
電膜を被覆した後、ニッケルなどの電解メッキにより電
鋳反転され、機械加工および電気加工により所望の形状
の金型に加工され、射出成形法、射出圧縮成形法または
２Ｐ法などにより、ポリカーボネイト、ポリメチルメタ
クリレート、環状ポリオレフィン樹脂、ポリスチレン、
ＣＲ−３５またはＴＰＸなどの樹脂により焦点板が製造
される。

【００１６】本実施例によって作製された焦点板用原盤
を用いて焦点板を製造したところ、明るさ及びボケ味に
ついて、良好な結果が得られた。

【００１７】本実施例では、ＵＶ光の露光時間は２秒で
あったが、これに限ることなく、約１．２秒〜３秒の範
囲で変化させることができ、残留レジストは、未感光樹
脂層の高さの５〜４０％の範囲の高さであった。また、
ポストベークにおいては、１２０℃〜１８０℃の範囲で
良好なパターンどうしの接触が得られた。

【００１８】露光時間や、ポストベークの条件は、最終
的に要求される光学性能や焦点板の樹脂の種類により最
適化することが重要である。また、マスクのパターンに
ついも、その配置やエレメントの形状は本実施例に示し
たものの限りではなく、適宜変更することができる。以
後の実施例においても同様である。

【００１９】

【実施例２】本実施例の焦点板用原盤の作製方法は、実
施例１と基本的には同様であり、異なる部分のみ示し、
同様の部分の図と説明を省略する。

【００２０】本実施例と実施例１との相違点は、ＵＶ光
による密着露光法において、露光強度を１０mW／cm²と
し、露光時間を５秒としたことである。その他の点は実
施例１と同一である。このように、露光条件を変更して
も、焦点板用原盤のパターンは実施例１とほぼ同形状の
ものを得ることができた。

【００２１】本実施例によれば、実施例１の効果に加
え、露光強度を低下させたので、現像時に感光部を完全
に除去する場合の露光時間と同程度の露光時間を設定で
きるため、より綿密に条件を設定することができる。

【００２２】本実施例では、露光時間を５秒としたが、
これに限ることなく、約４秒〜６．５秒の範囲で変化さ
せることができ、残留レジストは、未感光樹脂層の高さ
の５〜４０％の範囲の高さであった。また、ポストベー
クにおいては、１２０℃〜１９０℃の範囲で良好なパタ
ーンどうしの接触が得られた。

【００２３】

【実施例３】本実施例の焦点板用原盤の作製方法は、実
施例１と基本的には同様であり、異なる部分のみ示し、
同様の部分の図と説明を省略する。

【００２４】本実施例と実施例１との相違点の第１は、
感光樹脂として、東京応化製のメルトフロータイプポジ
型レジストＴＭＲ−Ｐ３を用いたことである。相違点の
第２は、ＵＶ光による密着露光法において、露光強度を
２４mW／cm²とし、露光時間を１．６秒としたことであ
る。この結果、エッチング後には、パターン間に約０．
３μｍ程度のレジストが残留した。相違点の第３は、ポ
ストベークにおいて、ホットプレートを用いて、１３０
℃／２００sec としたことである。その他の点は実施例
１と同一である。本実施例においても、実施例１と同様
の焦点板用原盤を得ることができた。

【００２５】本実施例によれば、実施例１の効果に加
え、流動性のよいメトロフロータイプの感光樹脂を用い
ることにより、低温で加熱処理することができる。

【００２６】本実施例では、露光時間は１．６秒とした
が、これに限ることなく、約１秒〜２．５秒の範囲で変
化させることができ、残留レジストは、未感光樹脂層の
高さの５〜４０％の範囲の高さであった。また、ポスト
ベークにおいては、１００℃〜１７０℃の範囲で良好な
パターンどうしの接触が得られた。

【００２７】

【実施例４】本実施例の焦点板用原盤の作製方法は、実
施例１と基本的には同様であり、異なる部分のみ示し、
同様の部分の図と説明を省略する。

【００２８】本実施例と実施例１との相違点の第１は、
マスクのパターンは実施例１の図１と同様であるが、ピ
ッチを１８μｍ、パターン間隔を１．５μｍとしたこと
である。相違点の第２は、基板にＳｉＯ₂を用い、その
上に塗布する感光樹脂を、東京応化製のメルトフロータ
イプポジ型レジストＴＭＲ−Ｐ３とした。さらに、相違
点の第３は、加熱手段としてオーブンを用いた半導体製
造装置を利用したことである。

【００２９】さらに、焦点板用原盤の作製上の条件で
は、プリベークはオーブンを用いて、９０℃／３０分で
あり、ＵＶ光の露光時間は２．２秒とし、エッチング後
のパターン間には約０．８μｍ程度のレジストを残留さ
せ、ポストベークは、１６０℃／３０分とした。その他
の点は実施例１と同一である。本実施例においても、実
施例１と同様の焦点板用原盤を得ることができた。

【００３０】本実施例によれば、実施例１の効果に加
え、流動性のよいメトロフロータイプの感光樹脂を用い
ることにより、低温で加熱処理することができる。ま
た、基板にＳｉＯ₂を用いているので、バックスキャッ
ターが少なく、広い面積においても露光時に発生しがち
なムラが発生しにくい。

【００３１】本実施例では、露光時間は２．２秒とした
が、これに限ることなく、約１．４秒〜３．４秒の範囲
で変化させることができ、残留レジストは、未感光樹脂
層の高さの５〜４０％の範囲の高さであった。また、ポ
ストベークにおいては、１００℃〜１９０℃の範囲で良
好なパターンどうしの接触が得られた。

【００３２】

【実施例５】本実施例の焦点板用原盤の作製方法は、実
施例１と基本的には同様であり、異なる部分のみ示し、
同様の部分の図と説明を省略する。

【００３３】本実施例と実施例１との相違点の第１は、
マスクのパターンは図１と同様であるが、ピッチを６μ
ｍ、パターン間隔を１μｍとしたことである。相違点の
第２は、ＵＶ光の露光時間を１．２秒とし、エッチング
後のパターン間には約０．２μｍ程度のレジストを残留
させ、ポストベークは、１４０℃／３００sec とした。
その他の点は実施例１と同一である。本実施例において
も、実施例１と同様の焦点板用原盤を得ることができ
た。

【００３４】本実施例によれば、実施例１の効果に加
え、本実施例の方法により製造された焦点板は、ビデオ
カメラに好適であった。

【００３５】本実施例では、露光時間は１．２秒とした
が、これに限ることなく、約０．８秒〜１．６秒の範囲
で変化させることができ、残留レジストは、未感光樹脂
層の高さの５〜４０％の範囲の高さであった。また、ポ
ストベークにおいては、１２０℃〜１８０℃の範囲で良
好なパターンどうしの接触が得られた。

【００３６】

【実施例６】本実施例の焦点板用原盤の作製方法は、実
施例１と基本的には同様であるが、作製方法に追加の工
程があるので、異なる部分と追加の工程のみ示し、同様
の部分の図と説明を省略する。

【００３７】本実施例と実施例１との相違点の第１は、
マスクのパターンは実施例１の図１と同様であるが、ピ
ッチを１５μｍ、パターン間隔を２μｍとしたことであ
る。相違点の第２は、基板にＳｉＯ₂を用い、その上に
塗布する感光樹脂を、東京応化製のメルトフロータイプ
ポジ型レジストＴＭＲ−Ｐ３とした。さらに、相違点の
第３は、加熱手段としてオーブンを用いた。第４は半導
体製造装置を利用したことである。

【００３８】つぎに、焦点板用原盤の作製方法について
説明する。ＳｉＯ₂基板上に感光樹脂をスピンコート法
により０．６μｍの膜厚で塗布した後、オーブンを用い
て９０℃／３０分のプリベークを行う。つぎに、密着露
光法により、前記のマスクを用いて、h-line、２４mW／
cm²のＵＶ光を０．９秒照射する。その後、エッチング
として、アルカリ性現像液ＮＭＤ−Ｗを用いて感光部の
レジストを除去し、これを断面にして走査型電子顕微鏡
で調べたところ、図２と同様に、未感光樹脂層の高さは
ほぼ０．６μｍで、正６角形のパターンを形成してい
た。また、パターン間の感光部には、約０．１μｍの高
さのレジストが残留し、レジストの周囲のレジストは除
去されていた。

【００３９】ついで、オーブンを用いて、１４５℃／２
０分のポストベークを行い、焦点板用原盤を作製する。
本実施例では、さらに、この焦点板用原盤に対してエッ
チングを行う。すなわち、Ｈ₂ガスおよびＣＦ₂ガスを
用いて、選択比が３程度になる反応性イオンエッチング
をレジストが全てなくなるまで行い、ＳｉＯ₂基板上に
パターンを触刻し、焦点板用原盤を完成する。

【００４０】本実施例によれば、作製した焦点板用原盤
をそのまま焦点板として使用することもできるし、実施
例１と同様に、電鋳反転を行って、前記のポリカーボネ
イトなどの樹脂に転写することもできる。いづれの場合
も、明るさ及びボケ味については、良好であった。ま
た、電鋳時において、原盤の材料がＳｉＯ₂のみである
ので、基板とレジストパターンの複合構造の原盤を電鋳
する場合と比較して、耐久性が向上する。

【００４１】本実施例では、露光時間は０．９秒とした
が、これに限ることなく、約０．５秒〜２秒の範囲で変
化させることができ、残留レジストは、未感光樹脂層の
高さの５〜４０％の範囲の高さであった。また、ポスト
ベークにおいては、１２０℃〜１８０℃の範囲で良好な
パターンどうしの接触が得られた。

【００４２】

【発明の効果】請求項１、２または３に係る発明によれ
ば、明るく、ボケ味の良好な焦点板用原盤を提供するこ
とができる。請求項２に係る発明によれば、上記効果に
加え、光の照射時間を制御することにより、感光部の残
留樹脂層の高さを５〜４０％の間に容易に調整すること
ができる。請求項３に係る発明によれば、上記効果に加
え、光の強度を制御することにより、感光部の残留樹脂
層の高さを５〜４０％の間に容易に調整することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１のマスクのパターンを示す平面図であ
る。

【図２】実施例１のエッチング後の焦点板用原盤の縦断
面図である。

【図３】実施例１の加熱処理後の焦点板用原盤の縦断面
図である。

【図４】従来技術のマスクの平面図である。

【図５】従来技術の露光工程の説明図である。

【図６】従来技術のエッチング後の焦点板用原盤の縦断
面図である。

【図７】従来技術の加熱処理後の焦点板用原盤の縦断面
図である。

【図８】従来技術の問題点の説明図である。

【図９】従来技術の問題点の説明図である。

【符号の説明】

１基板５未感光樹脂層６感光部７レジスト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基板に感光性樹脂を塗布して、前加熱処理
を行い、マスク上のパターンを感光させた後、エッチン
グして基板上にパターンを形成し、本加熱処理する焦点
板用原盤の作製方法において、エッチング後の基板上のパターン間に、未感光部の樹脂
層の高さに対して、５〜４０％の高さの感光部の樹脂層
を残留させることを特徴とする焦点板用原盤の作製方
法。
【請求項２】マスク上のパターンを感光させるとき、光
の照射時間を制御することを特徴とする請求項１記載の
焦点板用原盤の作製方法。
【請求項３】マスク上のパターンを感光させるとき、光
の強度を制御することを特徴とする請求項１記載の焦点
板用原盤の作製方法。