JPWO2010087083A1 - ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ製造装置 - Google Patents
ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ製造装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JPWO2010087083A1 JPWO2010087083A1 JP2010548375A JP2010548375A JPWO2010087083A1 JP WO2010087083 A1 JPWO2010087083 A1 JP WO2010087083A1 JP 2010548375 A JP2010548375 A JP 2010548375A JP 2010548375 A JP2010548375 A JP 2010548375A JP WO2010087083 A1 JPWO2010087083 A1 JP WO2010087083A1
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mold
- wafer lens
- pressure
- glass substrate
- stage
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/003—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor characterised by the choice of material
- B29C39/006—Monomers or prepolymers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/02—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles
- B29C39/04—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor for making articles of definite length, i.e. discrete articles using movable moulds not applied
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C39/00—Shaping by casting, i.e. introducing the moulding material into a mould or between confining surfaces without significant moulding pressure; Apparatus therefor
- B29C39/22—Component parts, details or accessories; Auxiliary operations
- B29C39/24—Feeding the material into the mould
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29D—PRODUCING PARTICULAR ARTICLES FROM PLASTICS OR FROM SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE
- B29D11/00—Producing optical elements, e.g. lenses or prisms
- B29D11/00009—Production of simple or compound lenses
- B29D11/00278—Lenticular sheets
- B29D11/00307—Producing lens wafers
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29C—SHAPING OR JOINING OF PLASTICS; SHAPING OF MATERIAL IN A PLASTIC STATE, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR; AFTER-TREATMENT OF THE SHAPED PRODUCTS, e.g. REPAIRING
- B29C31/00—Handling, e.g. feeding of the material to be shaped, storage of plastics material before moulding; Automation, i.e. automated handling lines in plastics processing plants, e.g. using manipulators or robots
- B29C31/04—Feeding of the material to be moulded, e.g. into a mould cavity
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B29—WORKING OF PLASTICS; WORKING OF SUBSTANCES IN A PLASTIC STATE IN GENERAL
- B29L—INDEXING SCHEME ASSOCIATED WITH SUBCLASS B29C, RELATING TO PARTICULAR ARTICLES
- B29L2011/00—Optical elements, e.g. lenses, prisms
- B29L2011/0016—Lenses
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Health & Medical Sciences (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Ophthalmology & Optometry (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Casting Or Compression Moulding Of Plastics Or The Like (AREA)
- Exposure Of Semiconductors, Excluding Electron Or Ion Beam Exposure (AREA)
- Shaping Of Tube Ends By Bending Or Straightening (AREA)
Abstract
本発明は、高精度なウエハレンズを容易に得ることのできるウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ製造装置を提供することを目的とする。本発明のウエハレンズの製造方法は、ガラス基板の少なくとも一方の面に光硬化性樹脂製のレンズ部を設けたウエハレンズの製造方法であって、レンズ部の光学面形状に対応したネガ形状の面を持つ金型に光硬化性樹脂を滴下するディスペンス工程と、ディスペンス工程後、樹脂とガラス基板とを押圧してインプリントするインプリント工程と、インプリント工程後、樹脂に対して光照射する露光工程と、露光工程後に、金型をガラス基板から離型する離型工程と、を備え、ディスペンス工程、インプリント工程、露光工程及び離型工程のうち少なくとも一部で減圧する。
Description
本発明は、ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ製造装置に関する。
従来、光学レンズの製造分野においては、ガラス基板に対し硬化性樹脂からなるレンズ部を設けることで、耐熱性の高い光学レンズを得る技術が検討されてきた(例えば、特許文献1参照)。この技術を適用した光学レンズの製造方法の一例として、ガラス基板の表面に硬化性樹脂からなる光学部材を複数成形したもの、いわゆる「ウエハレンズ」を形成し、その後にレンズ部ごとにガラス基板をカットする方法も提案されている。
硬化性樹脂として光硬化性樹脂を用いた場合のウエハレンズの製造方法を簡単に説明すると、真空チャック装置によりガラス基板を吸引・固定しておき、このガラス基板上に樹脂を滴下する(ディスペンス工程)。その後、ガラス基板を、上方に配置された金型に向けて上昇させ、樹脂を金型に押圧する(インプリント工程)。金型はキャビティを有した光透過性の型であり、スタンプホルダにより保持・固定されている。
その後、ガラス基板の高さ位置をそのまま保持しながら、キャビティに充填された樹脂に対し金型の上方から光照射し、樹脂を光硬化させる(露光工程)。そして、ガラス基板を降下させながら樹脂を金型から離型する(離型工程)。その結果、ガラス基板上に複数のレンズ部が形成されたウエハレンズを製造することができる。ガラス基板と金型とは、上下逆に配置しても良い。
しかしながら、上記ディスペンス工程、インプリント工程、露光工程及び離型工程は、通常大気圧下で行っていたため、ディスペンス工程やインプリント工程時に樹脂内に気泡が巻き込まれ易く、その結果、キャビティ内に未充填箇所が発生してしまうという問題があった。また、露光工程では樹脂が酸素阻害を受けることによって樹脂の硬化が不十分となったり、離型工程では、ガラス基板の上方と下方の領域で差圧が生じ、離型しづらいという問題がある。したがって、高精度なウエハレンズを得ることができなかった。
本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、高精度なウエハレンズを容易に得ることのできるウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ製造装置を提供することを目的としている。
本発明の一態様によれば、基板の少なくとも一方の面に光硬化性樹脂製の光学部材を設けたウエハレンズの製造方法であって、
前記光学部材の光学面形状に対応したネガ形状の面を持つ金型に前記光硬化性樹脂を滴下するディスペンス工程と、
前記ディスペンス工程後、前記光硬化性樹脂をディスペンスされた前記金型と前記基板とを押圧してインプリントするインプリント工程と、
前記インプリント工程後、前記光硬化性樹脂に対して光照射する露光工程と、
前記露光工程後に、前記金型を前記基板から離型する離型工程と、を備え、
前記ディスペンス工程、前記インプリント工程、前記露光工程及び前記離型工程のうち少なくとも一部で減圧することを特徴とするウエハレンズの製造方法が提供される。
前記光学部材の光学面形状に対応したネガ形状の面を持つ金型に前記光硬化性樹脂を滴下するディスペンス工程と、
前記ディスペンス工程後、前記光硬化性樹脂をディスペンスされた前記金型と前記基板とを押圧してインプリントするインプリント工程と、
前記インプリント工程後、前記光硬化性樹脂に対して光照射する露光工程と、
前記露光工程後に、前記金型を前記基板から離型する離型工程と、を備え、
前記ディスペンス工程、前記インプリント工程、前記露光工程及び前記離型工程のうち少なくとも一部で減圧することを特徴とするウエハレンズの製造方法が提供される。
好ましくは、前記ディスペンス工程において、減圧した後に大気圧に開放する。
好ましくは、前記インプリント工程において、減圧した後に大気圧に開放する。
好ましくは、前記露光工程において、減圧した後に大気圧に開放する。
好ましくは、前記離型工程において、減圧した後に大気圧に開放する。
本発明の他の態様によれば、上面が開口し、当該開口を塞ぐ蓋部を有する収容体と、
前記収容体の内部に配置され、所定形状のキャビティを有する金型と、
前記収容体の内部で前記金型に対して対向配置され、前記蓋部によって形成される前記収容体の内部空間を上下に区画する基板と、を備え、
前記金型と前記基板との間に形成される下部空間部と、前記基板と前記蓋部との間に形成される上部空間部とが互いに連通し、
前記下部空間部又は前記上部空間のうち少なくとも一方に、当該下部空間部又は前記上部空間部を減圧する減圧機構が設けられていることを特徴とするウエハレンズ製造装置が提供される。
前記収容体の内部に配置され、所定形状のキャビティを有する金型と、
前記収容体の内部で前記金型に対して対向配置され、前記蓋部によって形成される前記収容体の内部空間を上下に区画する基板と、を備え、
前記金型と前記基板との間に形成される下部空間部と、前記基板と前記蓋部との間に形成される上部空間部とが互いに連通し、
前記下部空間部又は前記上部空間のうち少なくとも一方に、当該下部空間部又は前記上部空間部を減圧する減圧機構が設けられていることを特徴とするウエハレンズ製造装置が提供される。
本発明のウエハレンズの製造方法によれば、ディスペンス工程、インプリント工程、露光工程及び離型工程のうち少なくとも一部で減圧するので、ディスペンス工程やインプリント工程中に減圧した場合は、樹脂内への気泡の巻き込みを防止することができる。また、インプリント工程では基板の反りや変形も防止することができる。さらに、露光工程中に減圧した場合、樹脂への酸素阻害を防止でき、樹脂を確実に硬化することができ、離型中に減圧した場合は、離型し易くなる。その結果、高精度なウエハレンズを容易に得ることができる。
本発明のウエハレンズ製造装置によれば、下部空間部と上部空間部とが互いに連通し、下部空間部又は上部空間部の少なくとも一方に減圧機構が設けられているので、下部空間部と上部空間部とで差圧がなくなる構造となっている。よって、減圧機構の作動によって両空間部を容易に減圧状態とすることができ、その結果、高精度なウエハレンズの製造に繋がる。
以下、図面を参照しながら本発明の好ましい実施形態について説明する。
図1、図2に示す通り、成形されたウエハレンズ1は円形状のガラス基板2と、複数の凸レンズ部4と、を有している。ガラス基板2は基板の一例である。
ガラス基板2の表面には複数の凸レンズ部4がアレイ状に配置されている。凸レンズ部4には、光学面の表面に回折溝や段差等の微細構造が形成されていても良い。また、凹レンズでも構わない。
なお、図1、図2は製造工程の途中段階を示しているため、ガラス基板2の表面の一部にのみ凸レンズ部4が形成されている。本実施形態では、1枚のガラス基板2に対し金型単位で凸レンズ部4が順次形成されていくようになっており(図1、図2矢印参照)、最終的には凸レンズ部4ごとにガラス基板2が切断され個片化される。
また、ガラス基板2に対して凸レンズ部4を使って形成する順序は特にこれに限定されず、ランダムに形成していくものであっても、また図1とは逆周りで順次形成していくもの等であっても良い。
凸レンズ部4は光硬化性樹脂で形成されている。当該光硬化性樹脂としては、例えばアクリル樹脂、アリルエステル樹脂、PDMSやエポキシ樹脂などを用いることができ、これら樹脂はラジカル重合、カチオン重合により反応硬化させることができる。
次に、ウエハレンズ1を製造する際に使用するウエハレンズ製造装置(10)について説明する。
図3、図4に示す通り、ウエハレンズ製造装置10は、主には、直方体状を呈した定盤20と、定盤20上に設けられたXYステージ30と、XYステージ30をX軸方向に沿って移動させるためのX軸移動機構100と、XYステージ30をY軸方向に沿って移動させるための1対のY軸移動機構200と、を備えている。
図4、図5に示す通り、X軸移動機構100はX軸方向に延在するX軸ガイド102を有している。図5に示す通り、X軸ガイド102の下方にはXYステージ30が配置されている。XYステージ30にはX軸方向に延在する1対の突条部31が形成されており、突条部31間にX軸ガイド102が配置されている。
図5に示す通り、X軸移動機構100はXYステージ30を実際にX軸方向に沿って移動させるリニアモータ110を有している。リニアモータ110は主には固定子112、可動子114、スケール116、センサ118で構成された公知の機構を有している。
固定子112はX軸ガイド102に固定されている。可動子114はXYステージ30の一方の突条部31に固定されており、X軸ガイド102に沿って移動可能となっている。スケール116はX軸ガイド102に固定されている。センサ118はXYステージ30の他方の突条部31に固定されている。
X軸移動機構100では、センサ118によりスケール116を検出しながら可動子114が固定子112に沿って移動し、これによってXYステージ30がX軸ガイド102に沿ってX軸方向に所定の距離だけ移動可能となっている。
XYステージ30の各突条部31にはエアスライドガイド機構120が設けられている。エアスライドガイド機構120はエアを噴出する噴出孔122を有している。エアスライドガイド機構120は、各噴出孔122からX軸ガイド102に向けてエアを噴出してXYステージ30をX軸ガイド102に対して浮上させるようになっている。
XYステージ30の下部には複数のエアスライドガイド機構130が設けられている。各エアスライドガイド機構130はエアを噴出する2つの噴出孔132、136と、エアを吸引する1つの吸引孔134とを、有している。エアスライドガイド機構130は、各噴出孔132、136から定盤20に向けてエアを噴出しながら吸引孔134からエアを吸引して、XYステージ30を定盤20に対し一定の高さ位置で浮上させるようになっている。
XYステージ30は、エアスライドガイド機構120、130によってX軸ガイド102及び定盤20に対して浮上するので、X軸移動機構100による移動をスムーズに行うことができる。
図3、図4に示す通り、Y軸移動機構200はY軸方向に延在する1対のY軸ガイド202を有している。Y軸ガイド202上には1対のY軸移動体210が設けられている。
各Y軸移動体210にはX軸ガイド102の両端が固定されており、Y軸移動体210はX軸ガイド102とX軸ガイド102に保持されたXYステージ30とを支持した状態でY軸ガイド202に沿ってY軸方向に移動するようになっている。
詳しくは、Y軸移動機構200にはリニアモータ210が設けられている。リニアモータ210はX軸移動機構100のリニアモータ110の構成と同様に、主には固定子222、可動子224、スケール226、センサ(図示略)で構成されており、センサがスケール226を検出しながら可動子224が固定子222に沿って移動し、これによってY軸移動体210がY軸ガイド202に沿ってY軸方向に所定の距離だけ移動可能となっている。
図6に示す通り、Y軸移動体210の端部にはフック状を呈したフック部212、214が形成されており、各フック部212、214の内側にY軸ガイド202の端部204、206が隙間を持って嵌合するように埋設されている。
フック部212にはエアスライドガイド機構230が設けられており、フック部214にはエアスライドガイド機構240が設けられている。エアスライドガイド機構230は3方向(上方、側方、下方)からエアを噴出可能な噴出孔232、234、236を有している。エアスライドガイド機構240も3方向(上方、側方、下方)からエアを噴出可能な噴出孔242、244、246を有している。
そして、エアスライドガイド機構230は各噴出孔232、234、236からY軸ガイド202の端部204に向けてエアを噴出し、他方、エアスライドガイド機構240は各噴出孔242、244、246からY軸ガイド202の端部206に向けてエアを噴出し、Y軸移動体210をY軸ガイド202に対して浮上させるようになっている。また、エアスライドガイド機構230,240の噴出口の一部又は全部を停止させる事により、Y軸ガイド202を210の内壁の一部に当接、吸着させる事ができる。
図3、図4に示す通り、XYステージ30上には、ガラス基板2上に樹脂を滴下するディスペンサ32、金型の平面度(傾き)や高さ位置などを測定するレーザー測長器34、金型とガラス基板2とのアライメント時に使用する顕微鏡36が設置されている。
図3に示す通り、XYステージ30には、その上下面を貫通する上方から見た形状が円形状の貫通孔40が形成されており、貫通孔40に対しガラス基板2が設置されている。
詳しくは貫通孔40には段差が形成されており、その段にガラス基板2が不図示のばねで固定されている。XYステージ30上には、貫通孔40を塞ぐように上方から見た形状が四角状の蓋部42が設けられている。蓋部42は石英板等の光透過性の部材で構成されており、蓋部42の上方には光源44が設置されている。
図7に示す通り、定盤20には、ウエハレンズ1の凸レンズ部4を成形するための金型部50と、金型部50をZ軸方向に沿って移動させるためのZ軸移動機構300と、が埋設されている。金型部50は、Z軸移動機構300(Zステージ304)の上部に設置されている。
Z軸移動機構300は、主には、上部にフランジを有する4角筒状のZ軸ガイド302と、Z軸ガイド302内をZ軸方向に移動するZステージ304と、Zステージ304をZ軸方向(上下方向)に移動させるモータ306と、を備えている。
モータ306はポテンショメータを内蔵し、モータにはシャフト308が連結されている。Z軸移動機構300では、モータ306の作動によりシャフト308が上下に伸縮するようになっており、これに伴ってZステージ304及び金型部50が上下に移動する。
図8(a)に示す通り、Z軸ガイド302の内周面とZステージ304の側面との間には隙間310が設けられている。
Z軸ガイド302にはエアスライドガイド機構320が設けられている。エアスライドガイド機構320はエアを噴出する噴出孔322、324、326、328を有している。エアスライドガイド機構320は各噴出孔322、324、326、328からZステージ304に向けてエアを噴出してZステージ304を浮上させるようになっている。
なお、図7に示す通り、Z軸ガイド302のフランジを形成する内周面にはシリコングリスやオイルシール、オーリング等のシーリング部材330によってシーリングされており、隙間310内のエアがZ軸ガイド302の上方に漏れない(抜けない)ようにZ軸ガイド302とZステージ304との間が密閉されている。
また、図示していないが、上下動するZステージ304の周囲にフランジ部を設けて、固定配置されているZ軸ガイド302のフランジ部との間を金属製のベローズで覆う事で同様に密閉するのが上記効果を得るには更に好ましい。
図7に示す通り、XYステージ30、定盤20、Z軸ガイド302によって、上面が開口した収容体が構成されている。そして、収容体の上面開口が蓋部42によって塞がれることにより、蓋部42、XYステージ30、定盤20、Z軸ガイド302で囲まれた領域には空間部400が形成されている。空間部400は、XYステージ30に設置されたガラス基板2によって、ガラス基板2と蓋部42との間で構成される上部空間部402と、ガラス基板2とZ軸移動機構300との間で構成される下部空間部404とに区画されている。
ここで、ガラス基板2の周縁部には、上下面を貫通し、上部空間部402及び下部空間部404に互いに連通する連通孔3が形成され、両空間部402、404の差圧がなくなる構造となっている。下部空間部404は真空ポンプなどの減圧機構410に連結されており、減圧機構410の作動により空間部400が減圧状態とされる。
なお、ガラス基板2に形成した連通孔3に代えて、例えば図7に点線で示す通り、XYステージ30に連通孔38を形成してもよい。
また、減圧機構410は下部空間部404に連結したが、上部空間部402に連結しても良い。
図9に示す通り、金型部50は、主には、Zステージ304上に順に設けられた第1の支持台52と、ピエゾアクチュエータ54と、第2の支持台56と、圧力センサ58と、第3の支持台60と、金型64と、を備えている。
第1の支持台52と第2の支持台56とは予圧用のネジ66によって連結されスプリング67によって互いに近接するように付勢されている。第1の支持台52と第2の支持台56との間には3つのピエゾアクチュエータ54とL字状の板バネ68とが設置されている(図10参照)。第2の支持台56と第3の支持台60とはネジ70によって連結されており、第2の支持台56と第3の支持台60との間に圧力センサ58が設置されている。また、後述するように、第3の支持台60と金型64との間には金型64を回動させるためのθステージ62を設けることもできる。
図10に示す通り、3つのピエゾアクチュエータ54は、第1の支持台52上の3つの角部にそれぞれ設けられ、第2の支持台56を3点で支持している。金型部50では、圧力センサ58の出力値に基づいて各ピエゾアクチュエータ54の作動を制御することで、第2の支持台56、第1の支持台60及び金型64の傾きが調整される。その結果、金型64とガラス基板2との平行出しを行ったり、金型64に樹脂を充填後、樹脂への荷重を所望の圧力に制御しながら型締めや転写成形を行うことができる。なお、本実施例では3つのピエゾアクチュエータで構成されているが、前述した平行出しのための煽り、荷重制御が行えるのに適した配置、個数であれば良く、個数はこれに限定されない。
金型64には複数のキャビティ65(凹部)がアレイ状に形成されている。キャビティ65の表面(成形面)形状はウエハレンズ1における凸レンズ部4に対応するネガ形状となっている。
図11に示す通り、ディスペンサ32は、樹脂を滴下する針部33を有し、針部33がXYステージ30を貫通している。XYステージ30のディスペンサ32と金型部50とを対向配置させた状態においては、XYステージ30、定盤20、Z軸移動機構300で囲まれた領域に空間部406が形成され、ディスペンサ32の針部33の先端が空間部406内に配置される。この状態においては、減圧機構410の作動により空間部406が減圧状態とされる。
なお、図11中の他の構成は、図7と同様のため同様の構成部分には同様の符号を付してその説明を省略する。
以上の構成を有するウエハレンズ製造装置10は制御装置500を備えている。制御装置500にはディスペンサ32、レーザー測長器34、顕微鏡36、光源44、金型部50(ピエゾアクチュエータ54、圧力センサ58、θステージ62など)、X軸移動機構100、Y軸移動機構200、Z軸移動機構300、エアスライドガイド機構120、130、230、240、320、減圧機構410などが接続されており、制御装置500は、これら部材の検出結果を受けたりその動作(作動や停止など)を制御したりするようになっている。
次に、図13、図14を参照しながら、上述のウエハレンズ製造装置10を使用してウエハレンズ1を製造する方法について説明する。
まず、ガラス基板2をXYステージ30に設置し(ウエハロード工程S1)、XYステージ30の貫通孔40を蓋部42で覆う(図7参照)。
その後、X軸移動機構100(リニアモータ110)、Y軸移動機構200(リニアモータ220)、エアスライドガイド機構120、130、230、240などを制御して、XYステージ30をX軸方向及びY軸方向にエアで浮上させながらスライド移動させ、ディスペンサ32が金型64の上方に位置するように位置合わせを行う(プリアライメント工程S2)。
この場合において、定盤20の所定位置には事前にアライメントマークが付されており、プリアライメント工程では当該アライメントマークを顕微鏡36で確認しながら、ディスペンサ32の位置合わせをおこなう。
ディスペンサ32の位置合わせを行ったら、少なくともエアスライドガイド機構130の作動を停止させてXYステージ30と定盤20とを密着させたロック状態とし、ディスペンサ32の針部33から金型部50の金型64上に所定量の樹脂を滴下する(ディスペンス工程S3,図11参照)。
このとき、図14の実線部分に示す通り、減圧機構410を制御して、空間部406を減圧しておく。減圧とは、基本的には空間部406を真空状態とすることであり、具体的には10−2MPa以下とする。
減圧状態下でディスペンス工程S3の処理を行うことによって、樹脂内への気泡の巻き込みを防止することができる。
なお、本実施形態ではディスペンス工程S3から離形工程S7までを、基本的には減圧状態下にしておくものとし、減圧の定義は上記にしたがうものとする。
その後、X軸移動機構100(リニアモータ110)、Y軸移動機構200(リニアモータ220)、エアスライドガイド機構120、130、230、240などを制御して、XYステージ30をX軸方向及びY軸方向にエアで浮上させながらスライド移動させ、予め設置しておいたガラス基板2が金型部50の金型64の上方に位置するように位置合わせを行う(アライメント工程S4、図7参照)。
その後は、
(1)図15に示す通り、周知のレーザー測長器34を金型64の直上に配置して、エアスライドガイド機構120、130、230、240の作動を停止させてXYステージ30と定盤20とを密着させたロック状態とする。
(1)図15に示す通り、周知のレーザー測長器34を金型64の直上に配置して、エアスライドガイド機構120、130、230、240の作動を停止させてXYステージ30と定盤20とを密着させたロック状態とする。
同時に、エアスライドガイド機構320を制御して、図8(b)に示す通り、例えば噴出孔322、328のみからエアを噴出させ、Zステージ304をZ軸ガイド302の内壁に一部接触させる。これにより、Zステージ304とZ軸ガイド302との間の摩擦力で金型部50の位置を一定に保持し、ロックすることができる。
(2)その後、レーザー測長器34によって3点以上の高さ測定を行って、その結果から金型64上面の傾きと、金型64の高さ位置を算出し出力値(角度αのズレ値。図15参照。)に基づき、ピエゾアクチュエータ54を制御して、ガラス基板2の下面と金型64の上面とを互いに平行にする。
(2)その後、レーザー測長器34によって3点以上の高さ測定を行って、その結果から金型64上面の傾きと、金型64の高さ位置を算出し出力値(角度αのズレ値。図15参照。)に基づき、ピエゾアクチュエータ54を制御して、ガラス基板2の下面と金型64の上面とを互いに平行にする。
次いで、ロック状態を解除し、顕微鏡36を金型64の直上に配置する。エアスライドガイド機構120、130、230、240の作動を停止させてXYステージ30と定盤20とを密着させたロック状態とする。
同時に、エアスライドガイド機構320を制御して、図8(b)に示す通り、例えば噴出孔322、328のみからエアを噴出させ、Zステージ304をZ軸ガイド302の内壁に一部接触させる。これにより、金型部50の位置をロックする(位置決めする)。言い換えれば、Zステージ304とZ軸ガイド302との間の摩擦力で金型部50の位置を一定に保持する。
このようにガイド302とステージ304との当接により、その上に取り付けられる金型はガイドに対して常に決まった位置・角度で保持する事が可能となる。その結果、ロックを解除した状態ではステージ及び金型はスムーズに動作する事ができるとともに、ロックされた状態では、調整時と同じ姿勢での成形動作を行う事が可能となる、というメリットがある。
(3)その後、顕微鏡36で金型64を検出してその検出結果に基づき金型64の現実の配置位置を把握し、その現実の配置位置に合わせて、制御装置500において軸座標として予め設定しておいた金型64の初期位置の軸座標を変換する。
(3)その後、顕微鏡36で金型64を検出してその検出結果に基づき金型64の現実の配置位置を把握し、その現実の配置位置に合わせて、制御装置500において軸座標として予め設定しておいた金型64の初期位置の軸座標を変換する。
詳しくは、金型64の上方から顕微鏡36で少なくとも2点の位置を認識し、その一方の位置を原点Oと、他方の位置を補正点として認識する。例えば、金型64に対し事前にアライメントマークを対角に付しておき、一方のアライメントマークを原点Oと、他方のアライメントマークを補正点として認識する。なお、本実施形態では顕微鏡36を金型64の配置位置を検出する位置検出器の一例として使用している。
その後、原点Oから補正点に向かう座標変換用の直線を算出してその算出した直線と、予め設定していた軸座標と、のズレ(角度θのズレ値。図16参照。)を算出し、そのズレから軸座標を変換する。すなわち、制御装置500において金型64の平面上の配置位置を軸座標として予め設定しておき、その設定していた軸座標に対して、顕微鏡36で認識して算出した座標変換用の直線とのズレを把握し、図16に示す通り、予め設定していた軸座標(破線部参照)を、当該ズレから算出した軸座標(実線部参照)に変換する。これにより、金型64とガラス基板2との2次元上の相対位置関係を固定することができ、金型64に対するガラス基板2の移動を正確におこなうことができる。
なお、金型部50において金型64を回動させるθステージ62(図9参照)を設け、制御装置500による上記軸座標の変換に変えて、θステージ62を制御して金型64を予め設定していた座標軸に対応するように回転移動させてもよい(ずれた軸座標をもとに戻す)。
この状態において、金型部50を位置制御して、ガラス基板2に対して金型64を所定位置まで上昇移動させ、金型64をその所定位置で保持する(インプリント工程S5)。
詳しくは、Z軸移動機構(モータ306)を作動させてシャフト308を上方に伸ばしZステージ304を上方に移動させる。
この場合、モータ306に内蔵されたポテンショメータの出力値に基づきモータ306の作動を制御し、Zステージ304を所定の高さ位置まで移動させる。その結果、樹脂がガラス基板2に押圧されて徐々に広がり、金型64のキャビティ65に充填される。
このインプリント工程S5においても、減圧機構410を制御して、空間部400を減圧しておく。
減圧状態下で樹脂をガラス基板2に押圧することによって、樹脂内への気泡の巻き込みを防止することができる。また、空間部400を減圧状態としておくので、上部空間部402と下部空間部404との間で差圧が生じず、ガラス基板2の反りや変形も防止することができる。
その後、Zステージ304を設定位置で保持したまま、光源44を制御して、樹脂に対して光照射し樹脂を硬化させる(露光工程S6)。
このとき、減圧機構410を制御して空間部400を減圧状態としておくので、樹脂への酸素阻害を防止でき、樹脂を確実に硬化させることができる。なお、同様な効果は、酸素以外のガスに置換する事によっても得る事ができる。
ここで、樹脂が硬化する際に(樹脂の硬化時又はその後に)、Zステージ304が所定の高さ位置で保持されたままであると、樹脂において硬化収縮が生じてもガラス基板2がその収縮に追従せず、樹脂の内部に歪が生じたり、樹脂に対するキャビティ65の面形状の転写が不十分になったりする可能性がある。
そこで、光源44を一定時間点灯させ、樹脂に対して一定量の光を照射したら、金型部50を圧力制御して、ガラス基板2に対する金型64の押圧力を所定圧力に保持する。詳しくは、圧力センサ58の出力値に基づき、ピエゾアクチュエータ54を作動させて金型64を上方に移動させる。
その後、光源44を消灯させて樹脂に対する光照射を停止する。光照射停止後、モータ306を作動させてシャフト308を下方に縮ませ、Zステージ304を下方に移動する。これによって、硬化後の樹脂をガラス基板2とともに金型64から離型する(離型工程S7)。
このとき、減圧機構410を制御して、空間部400を減圧状態としておくことによって大気圧がかからないため、離型し易くなる。その結果、図1、図2に示す通り、1つの金型64のキャビティ65に対応した複数の凸レンズ部4がガラス基板2に形成される。
以後、ディスペンス工程S3、インプリント工程S5、露光工程S6、離型工程S7を所定回数繰り返して、ガラス基板2にさらに複数の凸レンズ部4を順次形成し(図1,図2参照)、ウエハレンズ1を製造する。
そしてガラス基板2に対し所定数の凸レンズ部4を形成したら、移動機構100、200、300と、エアスライドガイド機構120、130、230、240、320とを作動させ、XYステージ30やZステージ304を所定位置に移動させ、最終的にはXYステージ30から蓋部42を外してガラス基板2を取り出す(取り出し工程S8)。
なお、本実施形態ではガラス基板2に対し金型単位で順次凸レンズ部4を形成するいわゆる「ステップ&リピート方式」の例を示したが、金型64に代えてガラス基板2のサイズ(面積)に対応する大径の金型を使用し、ガラス基板2に対し一括的に所望数の凸レンズ部4を形成するいわゆる「一括方式」を採用してもよい。
また、本実施形態では、ディスペンス工程S3から離型工程S7にかけてガラス基板2の近傍を局所的に減圧状態としたが、上記ステップ&リピート方式、一括方式のいずれにおいても、ウエハレンズ製造装置10(制御装置500を除く。)の全体をチャンバなどの閉じた系に設置し、ガラス基板2の近傍を含むウエハレンズ装置10ごと全体的に減圧状態としてもよい。
また、本実施形態では、XYエアスライド機構の作動、停止とZエアスライド機構の作動、停止とを共に行う制御を以って説明しているが、いずれか少なくとも一方のみの制御を行うものであっても良い。
以上のように、本実施形態によれば、ディスペンス工程、インプリント工程、露光工程及び離型工程を減圧下で行うので、ディスペンス工程やインプリント工程中に減圧した場合は、樹脂内への気泡の巻き込みを防止することができる。また、特にインプリント工程中では、上部空間部402と下部空間部404で差圧がなくなる構成となっているので、ガラス基板3の反りや変形も防止することができる。さらに、露光工程中に減圧した場合、樹脂への酸素阻害を防止でき、樹脂を確実に硬化することができ、離型中に減圧した場合は、離型し易くなる。その結果、高精度なウエハレンズ1を得ることができる。
また、ウエハレンズ製造装置10では、下部空間部404と上部空間部402とが連通孔38によって互いに連通し、下部空間部404に減圧機構410が連結されているので、下部空間部404と上部空間部402とで差圧がなくなる構造となっている。よって、減圧機構410の作動によって両空間部404、402を容易に減圧状態とすることができ、この点においても、高精度なウエハレンズ1の製造に繋がる。
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
例えば、上記実施形態では、インプリント工程S5、露光工程S6において空間部400を減圧したが、ガラス基板2に形成した連通孔3を無くして、下部空間部404のみを減圧してもよい。
この場合、図14の破線部分に示す通り、ディスペンス工程S3、インプリント工程S5、露光工程S6のうち少なくとも一度、大気圧に開放することが好ましい。
ディスペンス工程S3において減圧状態で樹脂を充填した場合、樹脂内への気泡の巻き込みを防止できるが、一方で、樹脂に加わる表面張力によって樹脂内に気泡が発生することがある。そのため、減圧状態にした後、一度大気圧に開放すれば、その気泡発生を防止することができ、その結果樹脂のキャビティ65への未充填箇所を無くすことができる。
インプリント工程S5で2つの上部空間部402、下部空間部404をいずれも減圧状態にした場合、上部空間部402、下部空間部404間において差圧が生じないので、樹脂内への気泡の巻き込みを防止できるが、例えば上部空間部402を大気圧とし、下部空間部404を減圧状態とすると、その差圧によってガラス基板2に反りや変形が生じる。そこで、下部空間部404を減圧状態から大気圧に開放した場合、ガラス基板2を平坦に保つことができ、平坦にした状態でインプリントすることができる。
露光工程S6において減圧状態で樹脂を露光した場合は、酸素による樹脂の硬化阻害を防止して樹脂を確実に硬化させることができるが、その後、大気圧に開放すれば、転写性を上げることができる。これらの工程での大気圧への開放は、図14において、1点鎖線で示した。
さらに上記実施形態では、金型64から樹脂性の凸レンズ部4を形成する例を示したが、上記実施形態は、金型64を母型(マスター)として樹脂性の型(サブマスター)を形成する場合や、中間型として使用する場合にも適用可能である。
1 ウエハレンズ
2 ガラス基板
3 連通孔
4 凸レンズ部
10 ウエハレンズ製造装置
20 定盤
30 XYステージ
31 突条部
32 ディスペンサ
33 針部
34 レーザー測長器
36 顕微鏡
38 連通孔
40 貫通孔
42 蓋部
44 光源
50 金型部
52 第1の支持台
54 ピエゾアクチュエータ
56 第2の支持台
58 圧力センサ
60 第3の支持台
62 θステージ
64 金型
65 キャビティ
66 ネジ
68 板バネ
70 ネジ
100 X軸移動機構
102 X軸ガイド
110 リニアモータ
112 固定子
114 可動子
116 スケール
118 センサ
120 エアスライドガイド機構
122 噴出孔
130 エアスライドガイド機構
132、136 噴出孔
134 吸引孔
200 Y軸移動機構
202 Y軸ガイド202
204、206 端部
210 Y軸移動体
212、214 フック部
220 リニアモータ
222 固定子
224 可動子
226 スケール
230 エアスライドガイド機構
232、234、236 噴出孔
240 エアスライドガイド機構
242、244、246 噴出孔
300 Z軸移動機構
302 Z軸ガイド
304 Zステージ
306 モータ
308 シャフト
310 隙間
320 エアスライドガイド機構
322、324、326、328 噴出孔
330 シーリング部材
400 空間部
402 上部空間部
404 下部空間部
406 空間部
410 減圧機構
500 制御装置
2 ガラス基板
3 連通孔
4 凸レンズ部
10 ウエハレンズ製造装置
20 定盤
30 XYステージ
31 突条部
32 ディスペンサ
33 針部
34 レーザー測長器
36 顕微鏡
38 連通孔
40 貫通孔
42 蓋部
44 光源
50 金型部
52 第1の支持台
54 ピエゾアクチュエータ
56 第2の支持台
58 圧力センサ
60 第3の支持台
62 θステージ
64 金型
65 キャビティ
66 ネジ
68 板バネ
70 ネジ
100 X軸移動機構
102 X軸ガイド
110 リニアモータ
112 固定子
114 可動子
116 スケール
118 センサ
120 エアスライドガイド機構
122 噴出孔
130 エアスライドガイド機構
132、136 噴出孔
134 吸引孔
200 Y軸移動機構
202 Y軸ガイド202
204、206 端部
210 Y軸移動体
212、214 フック部
220 リニアモータ
222 固定子
224 可動子
226 スケール
230 エアスライドガイド機構
232、234、236 噴出孔
240 エアスライドガイド機構
242、244、246 噴出孔
300 Z軸移動機構
302 Z軸ガイド
304 Zステージ
306 モータ
308 シャフト
310 隙間
320 エアスライドガイド機構
322、324、326、328 噴出孔
330 シーリング部材
400 空間部
402 上部空間部
404 下部空間部
406 空間部
410 減圧機構
500 制御装置
Claims (6)
- 基板の少なくとも一方の面に光硬化性樹脂製の光学部材を設けたウエハレンズの製造方法であって、
前記光学部材の光学面形状に対応したネガ形状の面を持つ金型に前記光硬化性樹脂を滴下するディスペンス工程と、
前記ディスペンス工程後、前記光硬化性樹脂をディスペンスされた前記金型と前記基板とを押圧してインプリントするインプリント工程と、
前記インプリント工程後、前記光硬化性樹脂に対して光照射する露光工程と、
前記露光工程後に、前記金型を前記基板から離型する離型工程と、を備え、
前記ディスペンス工程、前記インプリント工程、前記露光工程及び前記離型工程のうち少なくとも一部で減圧することを特徴とするウエハレンズの製造方法。 - 前記ディスペンス工程において、減圧した後に大気圧に開放することを特徴とする請求項1に記載のウエハレンズの製造方法。
- 前記インプリント工程において、減圧した後に大気圧に開放することを特徴とする請求項1又は2に記載のウエハレンズの製造方法。
- 前記露光工程において、減圧した後に大気圧に開放することを特徴とする請求項1〜3のいずれか一項に記載のウエハレンズの製造方法。
- 前記離型工程において、減圧した後に大気圧に開放することを特徴とする請求項1〜4のいずれか一項に記載のウエハレンズの製造方法。
- 上面が開口し、当該開口を塞ぐ蓋部を有する収容体と、
前記収容体の内部に配置され、所定形状のキャビティを有する金型と、
前記収容体の内部で前記金型に対して対向配置され、前記蓋部によって形成される前記収容体の内部空間を上下に区画する基板と、を備え、
前記金型と前記基板との間に形成される下部空間部と、前記基板と前記蓋部との間に形成される上部空間部とが互いに連通し、
前記下部空間部又は前記上部空間のうち少なくとも一方に、当該下部空間部又は前記上部空間部を減圧する減圧機構が設けられていることを特徴とするウエハレンズ製造装置。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2009020251 | 2009-01-30 | ||
JP2009020251 | 2009-01-30 | ||
PCT/JP2009/070889 WO2010087083A1 (ja) | 2009-01-30 | 2009-12-15 | ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ製造装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2010087083A1 true JPWO2010087083A1 (ja) | 2012-07-26 |
Family
ID=42395349
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2010548375A Withdrawn JPWO2010087083A1 (ja) | 2009-01-30 | 2009-12-15 | ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ製造装置 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20110278750A1 (ja) |
EP (1) | EP2384874B1 (ja) |
JP (1) | JPWO2010087083A1 (ja) |
CN (1) | CN102292200B (ja) |
WO (1) | WO2010087083A1 (ja) |
Families Citing this family (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
SG172492A1 (en) * | 2009-12-16 | 2011-07-28 | Choong Whye Kwok | Method and apparatus for making polymeric resin-based optical components via ultra-violet radiation |
SG187696A1 (en) | 2010-09-02 | 2013-03-28 | Ev Group Gmbh | Die tool, device and method for producing a lens wafer |
WO2012055424A1 (de) * | 2010-10-26 | 2012-05-03 | Ev Group Gmbh | Verfahren und vorrichtung zum herstellen eines linsenwafers |
JP5827798B2 (ja) * | 2010-12-13 | 2015-12-02 | 東芝機械株式会社 | マスター型製造装置 |
JP5809799B2 (ja) * | 2010-12-13 | 2015-11-11 | 東芝機械株式会社 | マスター型製造装置およびマスター型製造方法 |
KR102173148B1 (ko) * | 2015-02-04 | 2020-11-02 | 동우 화인켐 주식회사 | 감광성 수지 조성물, 이로부터 형성된 광경화 패턴 및 이를 포함하는 화상 표시 장치 |
Family Cites Families (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH07175132A (ja) * | 1993-12-20 | 1995-07-14 | Mitsubishi Rayon Co Ltd | レンズシートの製造方法 |
JP2003340843A (ja) * | 2002-03-18 | 2003-12-02 | Canon Inc | 複合型素子の製造方法 |
JP2004046093A (ja) * | 2002-05-24 | 2004-02-12 | Canon Inc | 回折光学素子の製造方法 |
US7094304B2 (en) * | 2003-10-31 | 2006-08-22 | Agilent Technologies, Inc. | Method for selective area stamping of optical elements on a substrate |
JP2006263975A (ja) * | 2005-03-22 | 2006-10-05 | Nikon Corp | 光学素子の製造方法 |
US7358483B2 (en) * | 2005-06-30 | 2008-04-15 | Konica Minolta Holdings, Inc. | Method of fixing an optical element and method of manufacturing optical module including the use of a light transmissive loading jig |
JP2007194304A (ja) * | 2006-01-18 | 2007-08-02 | Hitachi Ltd | インプリント装置およびインプリント方法 |
US7857611B2 (en) * | 2006-02-14 | 2010-12-28 | Pioneer Corporation | Imprinting device and imprinting method |
JP3926380B1 (ja) | 2006-12-07 | 2007-06-06 | マイルストーン株式会社 | 撮像レンズ |
-
2009
- 2009-12-15 CN CN200980155407.9A patent/CN102292200B/zh not_active Expired - Fee Related
- 2009-12-15 US US13/146,156 patent/US20110278750A1/en not_active Abandoned
- 2009-12-15 WO PCT/JP2009/070889 patent/WO2010087083A1/ja active Application Filing
- 2009-12-15 JP JP2010548375A patent/JPWO2010087083A1/ja not_active Withdrawn
- 2009-12-15 EP EP09839270.7A patent/EP2384874B1/en not_active Not-in-force
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP2384874A4 (en) | 2013-03-13 |
CN102292200B (zh) | 2014-10-22 |
CN102292200A (zh) | 2011-12-21 |
US20110278750A1 (en) | 2011-11-17 |
EP2384874A1 (en) | 2011-11-09 |
EP2384874B1 (en) | 2014-03-05 |
WO2010087083A1 (ja) | 2010-08-05 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
WO2010087082A1 (ja) | ウエハレンズ製造装置及びウエハレンズの製造方法 | |
WO2010143466A1 (ja) | ウエハレンズの製造方法、中間型、光学部品、成形型及び成形型の製造方法 | |
JP5517423B2 (ja) | インプリント装置及びインプリント方法 | |
US8678808B2 (en) | Imprint apparatus and article manufacturing method | |
JP6304934B2 (ja) | インプリント装置および物品の製造方法 | |
KR100806231B1 (ko) | 가공장치, 가공방법 및 칩의 제조방법 | |
WO2010087083A1 (ja) | ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ製造装置 | |
JP5678887B2 (ja) | ウエハレンズ製造装置、ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ製造用樹脂型の製造方法 | |
US20130015599A1 (en) | Imprint apparatus, and method of manufacturing article | |
JP5594292B2 (ja) | ウエハレンズの製造方法 | |
JP2017174904A (ja) | インプリント装置、インプリント装置の動作方法および物品製造方法 | |
TW201838790A (zh) | 壓印裝置及製造物品的方法 | |
TW201833669A (zh) | 壓印設備及物品製造方法 | |
JP6423641B2 (ja) | インプリント装置、物品の製造方法及びインプリント方法 | |
JP5196743B2 (ja) | 加工方法及び装置、並びに、デバイス製造方法 | |
JP5745129B2 (ja) | インプリント装置及びインプリント方法 | |
JP5326148B2 (ja) | 転写方法および転写装置 | |
JP2012099789A (ja) | インプリント装置、及び、物品の製造方法 | |
JP2007176037A (ja) | 転写装置および転写方法 | |
US11199773B2 (en) | Imprint apparatus, imprint method, and article manufacturing method | |
JP2020202270A (ja) | 膜形成装置および物品製造方法 | |
JP2019016648A (ja) | インプリント方法、インプリント装置および、物品製造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20120918 |
|
RD02 | Notification of acceptance of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7422 Effective date: 20130218 |
|
A711 | Notification of change in applicant |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A712 Effective date: 20130416 |
|
A761 | Written withdrawal of application |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A761 Effective date: 20130722 |