JPWO2010137368A1 - ウエハレンズの製造方法及びウエハレンズ積層体の製造方法並びに製造装置 - Google Patents

Abstract

本発明は、ガラス基板と成形型との間で位置ズレが発生するのを抑制するウエハレンズの製造方法を提供する。第１の減圧雰囲気下で、ガラス基板（１１）と成形型との間にエネルギー性硬化樹脂を配置し、ガラス基板（１１）を吸着し前記成形型を固定しながら、ガラス基板（１１）を前記成形型に押圧する工程と、前記第１の減圧雰囲気より高圧の第２の減圧雰囲気下で、ガラス基板（１１）を吸着しかつ前記成形型を固定しながら、ガラス基板（１１）と前記成形型との配置を調整する工程と、前記エネルギー性硬化樹脂に対してエネルギーを与えて前記エネルギー性硬化樹脂を硬化させ、前記成形型からガラス基板（１１）を離型する工程と、を備える。

Description

本発明は、ウエハレンズの製造方法、ウエハレンズ集合体の製造方法及びウエハレンズ積層体の製造方法並びにウエハレンズ製造装置、ウエハレンズ集合体製造装置及びウエハレンズ積層体製造装置に関する。

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いる（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レンズ部を複数設けたいわゆる「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使用した場合におけるウエハレンズの製造方法の一例を簡単に説明すると、ガラス基板を固定しておき、このガラス基板上に樹脂を滴下または吐出する（ディスペンス工程）。その後、ガラス基板を、上方に配置された成形型に向けて上昇させ、樹脂を成形型に押圧する（インプリント工程）。成形型はレンズ成形面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、成形型のキャビティに充填された樹脂に対し成形型の上方から光照射し、樹脂を光硬化させる（露光工程）。その後、ガラス基板を降下させながら樹脂を成形型から離型する（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。

特許第３９２６３８０号公報

ところで、このようなレンズ部をガラス基板上に形成する場合、ガラス基板の所定位置に精度良くレンズ部を形成するためには、ガラス基板に対する成形型の位置合わせが重要となる。また形成されるレンズ部の製造過程において光硬化性樹脂へ気泡が混入すると良好の光学特性が得られないという問題がある。そこで「静電チャック」によりガラス基板を固定しながら、減圧下で上記のディスペンス工程から露光工程にかけての各処理をおこない、特にインプリント工程を減圧下で行う事により、レンズ部を精度良く位置合わせし、気泡の混入を防止して良好な光学特性を有するレンズ部を形成する事が考えられている。

しかしながら、このような静電チャックを用いたガラス基板の固定では、ガラス基板の保持力が十分ではなく、特にガラス基板の所定位置にレンズ部を形成するための成形型をアライメント（位置合わせ）する際に、成形型とガラス基板との間で位置ズレが発生し、特に撮像レンズのような位置精度が要求されるレンズを形成するには充分とは言えない事が分かってきた。このような事態は、ウエハレンズとスペーサ（複数のウエハレンズを積層する場合に、他のウエハレンズとの間で一定の間隔を保持するための部材）とを接着する場合や、ウエハレンズとスペーサとを接着したウエハレンズ集合体同士を互いに接着する場合にも起こりうる。

そこで吸着による固定が考えられる。係る固定の場合、上述したレンズの固定、アライメントにおいても保持力は十分である事が判っているが、この場合、新たな問題がある。

というのは上述した通り、レンズの形成には減圧雰囲気下での実行が気泡混入防止の上で好ましいが、係る状況下ではせっかくの吸着固定でも吸着力が低下し、十分ではないという問題で生じる。

したがって、本発明の主な目的は、ガラス基板と成形型との間で位置ズレが発生するのを抑制することができ、更にはウエハレンズとスペーサとの間での位置ズレやウエハレンズ集合体同士の間での位置ズレも抑制することである。

本発明の一態様によれば、
ガラス基板に対しエネルギー性硬化樹脂製のレンズ部を形成したウエハレンズの製造方法であって、
第１の減圧雰囲気下で、前記ガラス基板と成形型との間に前記エネルギー性硬化樹脂を配置し、前記ガラス基板と前記成形型とのうち少なくとも一方を吸着しつつ、前記ガラス基板と前記成形型とのうち一方を他方に押圧する工程と、
前記押圧工程により、押圧される前記成形型又は前記ガラス基板の一方が前記エネルギー性硬化樹脂に接触している状態で前記第１の減圧雰囲気より高圧の第２の圧力雰囲気下に変更し、前記ガラス基板と前記成形型とのうち一方を吸着しつつ、前記ガラス基板と前記成形型とのアライメントを行う工程と、
前記エネルギー性硬化樹脂に対してエネルギーを与えて前記エネルギー性硬化樹脂を硬化させる工程と、
を備え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。

本発明の他の態様によれば、
ガラス基板に対しエネルギー性硬化樹脂製のレンズ部を形成したウエハレンズと、その他のウエハとの距離を一定に保持するスペーサとを、エネルギー性硬化樹脂製の接着剤で接着したウエハレンズ集合体の製造方法において、
第１の減圧雰囲気下で、前記ウエハレンズと前記スペーサとの間に前記接着剤を配置し、前記ウエハレンズと前記スペーサとのうち少なくとも一方を吸着しつつ、前記ウエハレンズと前記スペーサとのうち一方を他方に押圧する工程と、
前記押圧工程により、前記接着剤に前記ウエハレンズ及びスペーサが接触している状態で前記第１の減圧雰囲気が高圧の第２の圧力雰囲気下に変更し、前記ウエハレンズと前記スペーサとのうち少なくとも一方を吸着しつつ前記ウエハレンズと前記スペーサとのアライメントを行う工程と、
前記接着剤に対してエネルギーを与えて前記接着剤を硬化させる工程と、
を備えることを特徴とするウエハレンズ集合体の製造方法が提供される。

本発明の他の態様によれば、
ガラス基板に対しエネルギー性硬化樹脂製のレンズ部を形成したウエハレンズと、その他のウエハとの距離を一定に保持するスペーサを有するウエハレンズ集合体を、他のウエハと前記スペーサを介してエネルギー性硬化樹脂製の接着剤で接着して積層したウエハレンズ積層体の製造方法において、
第１の減圧雰囲気下で、ウエハレンズ集合体と前記他のウエハの間に前記接着剤を配置し、前記ウエハレンズ集合体と前記他のウエハのうち少なくとも一方を吸着しつつ、前記ウエハレンズ集合体と前記他のウエハとのうち一方を他方に押圧する工程と、
前記押圧工程により前記接着剤に前記スペーサ及び他のウエハが接触している状態で前記第１の減圧雰囲気より高圧の第２の圧力雰囲気下に変更し、前記ウエハレンズ集合体と前記他のウエハのうち少なくとも一方を吸着しつつ、前記ウエハレンズ集合体と前記他のウエハとのアライメントを行う工程と、
前記接着剤に対してエネルギーを与えて前記接着剤を硬化させる工程と、
を備えることを特徴とするウエハレンズ積層体の製造方法が提供される。

なお、前記スペーサは前記レンズ部と一体的に形成されている事が好ましい。

また本発明の他の態様によれば、
ガラス基板に対しエネルギー性硬化樹脂製のレンズ部を形成したウエハレンズと、その他のウエハレンズとの距離を一定に保持するスペーサを有する２つのウエハレンズ集合体同士を、スペーサを介してエネルギー性硬化樹脂製の接着剤で接着して積層したウエハレンズ積層体の製造方法において、
第１の減圧雰囲気下で、一方のウエハレンズ集合体と他方のウエハレンズ集合体との間に前記接着剤を配置し、前記一方のウエハレンズ集合体と前記他方のウエハレンズ集合体とのうち少なくとも一方を吸着しつつ、前記一方のウエハレンズ集合体と前記他方のウエハレンズ集合体とのうち一方を他方に押圧する工程と、
前記押圧工程により前記接着剤に前記２つのウエハレンズ集合体が接触している状態で前記第１の減圧雰囲気より高圧の第２の圧力雰囲気下に変更し、前記一方のウエハレンズ集合体と前記他方のウエハレンズ集合体とのうち少なくとも一方を吸着しつつ、前記一方のウエハレンズ集合体と前記他方のウエハレンズ集合体とのアライメントを行う工程と、
前記接着剤に対してエネルギーを与えて前記接着剤を硬化させる工程と、
を備えることを特徴とするウエハレンズ積層体の製造方法が提供される。

なお、前記２つのウエハレンズ集合体の内、いずれか少なくとも一方のスペーサはレンズ部と一体的に形成されている事が好ましい。

本発明の製造方法によれば、アライメントを行う対象同士が光硬化性樹脂に接触している状態で第１の減圧雰囲気より高圧の第２の圧力雰囲気に変更され、係る圧力状態で実行するため、気泡が混入しない状態を維持した上で吸着を吸着力が充分に発揮できる圧力状態で行う事ができるため、ガラス基板と成形型との配置を高精度のアライメントを行え、また高品質なウエハレンズを提供する事が可能となる。

本発明の好ましい実施形態にかかるウエハレンズ積層体の概略構成を示す断面図である。 本発明の好ましい実施形態にかかるウエハレンズ集合体の概略構成を示す分解斜視図である。 本発明の好ましい実施形態にかかるウエハレンズ製造装置の概略構成を示す図面である。 本発明の好ましい実施形態にかかるサブマスターの概略構成を示す斜視図である。 図４のサブマスターのマスター（母型）の概略構成を示す斜視図である。 図３のウエハレンズ製造装置の概略的な制御構成を示すブロック図である。 図１，図２のウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板の一方の面に樹脂を滴下する工程を示す概略図である。 図１，図２のウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板をサブマスターに押圧し光照射する工程を示す概略図である。 図１，図２のウエハレンズの製造工程の一部であって、スタンプホルダからサブマスターを取り外す工程を示す概略図である。 図１，図２のウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板の他方の面に樹脂を滴下する工程を示す概略図である。 図１，図２のウエハレンズの製造工程の一部であって、ガラス基板をサブマスターに押圧し光照射する工程を示す概略図である。 図１，図２のウエハレンズの製造工程の一部であって、スタンプホルダからサブマスターを取り外す工程を示す概略図である。 図１，図２のウエハレンズの製造工程の一部であって、サブマスターからガラス基板を離型する工程を示す概略図である。 図１，図２のウエハレンズ集合体の製造工程の一部であって、スペーサに接着剤を塗布する工程を示す概略図である。 図１，図２のウエハレンズ集合体の製造工程の一部であって、スペーサをウエハレンズに押圧して位置調整する工程を示す概略図である。 図１，図２のウエハレンズ積層体の製造工程の一部であって、一方のウエハレンズ集合体に接着剤を塗布する工程を示す概略図である。 図１，図２のウエハレンズ積層体の製造工程の一部であって、一方のウエハレンズ集合体を他方のウエハレンズ集合体に押圧して位置調整する工程を示す概略図である。 図１，図２のウエハレンズ積層体（ウエハレンズ集合体）の変形例を示す概略図である。

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。
［ウエハレンズ，ウエハレンズ集合体，ウエハレンズ積層体］
図１に示す通り、ウエハレンズ積層体１はウエハレンズ集合体２，４を上下に積層した構成を有しており、ウエハレンズ集合体２とウエハレンズ集合体４とが接着剤２７で接着されている。

ウエハレンズ集合体２はウエハレンズ１０と、ウエハレンズ２０との間で一定の間隔を保持するためのガラス製のスペーサ１４とを、有している。

ウエハレンズ１０は、円形状のガラス基板１１と、ガラス基板１１の上下両面にそれぞれ形成された樹脂部１２，１３とを、有している。

ガラス基板１１の上面には樹脂部１２が形成されている。樹脂部１２は光学面を構成する凸レンズ部１２ａと、凸レンズ部１２ａ間に形成された非レンズ部１２ｂとを、有している。

ガラス基板１１の下面には樹脂部１３が形成されている。樹脂部１３も樹脂部１２と同様に、凸レンズ部１３ａと非レンズ部１３ｂとを有している。

樹脂部１２の凸レンズ部１２ａと樹脂部１３の凸レンズ部１３ａとは上下に対向しており、相互に対応した位置に配置されている。

樹脂部１３の非レンズ部１３ｂの下部にはスペーサ１４が設けられており、非レンズ部１３ｂとスペーサ１４とが接着剤１５で接着されている。

ウエハレンズ集合体２を分解した場合、図２に示す通り、ガラス基板１１上には凸レンズ部１２ａ，１３ａがマトリクス状に配置されている。スペーサ１４には貫通孔１４ａが形成されている。貫通孔１４ａは凸レンズ部１３ａに対向する位置に配置されており、貫通孔１４ａから凸レンズ部１３ａが露呈するようになっている。

ウエハレンズ集合体４はウエハレンズ２０と、他のウエハレンズ集合体との間で一定の間隔を保持するためのガラス製のスペーサ２４とを、有している。

ウエハレンズ２０は、ウエハレンズ１０と同様の構成を有しており、円形状のガラス基板２１と、ガラス基板２１の上下にそれぞれ形成された樹脂部２２，２３とを、有している。

樹脂部２２は凸レンズ部２２ａと非レンズ部２２ｂとを有しており、樹脂部２３は凸レンズ部２３ａと非レンズ部２３ｂとを有している。

樹脂部２２の凸レンズ部２２ａと樹脂部２３の凸レンズ部２３ａとは上下に対向しており、相互に対応した位置に配置されている。

樹脂部２３の非レンズ部２３ｂの下部にはスペーサ２４が設けられており、非レンズ部２３ｂとスペーサ２４とが接着剤２５で接着されている。

ウエハレンズ集合体４を分解した場合も、ウエハレンズ集合体２と同様に、ガラス基板２１上には凸レンズ部２２ａ，２３ａがマトリクス状に配置されている。スペーサ２４にはスペーサ１４と同様に貫通孔２４ａが形成されており、貫通孔２４ａは凸レンズ部２３ａに対向する位置に配置されている。

なお、凸レンズ部１２ａ，１３ａ，２２ａ，２３ａの光学面には、回折溝や段差等の微細構造が形成されていてもよい。

樹脂部１２，１３，２２，２３は、光硬化性樹脂１２Ａ，１３Ａ，２２Ａ，２３Ａで構成されている。当該光硬化性樹脂としては、例えばアクリル樹脂やアリルエステル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により反応硬化させることができる。その他の光硬化性樹脂としては、例えばエポキシ系の樹脂などを用いることができ、当該樹脂はカチオン重合により反応硬化させることができる。

本実施形態においては、樹脂部１２，１３，２２，２３は光硬化性樹脂（好ましくはＵＶ硬化性樹脂）で形成されているが、これに限定されず、エネルギー（熱など）を与えることにより硬化するエネルギー性硬化樹脂であればよい。

接着剤１５，２５，２７も、樹脂部１２，１３，２２，２３と同様に、光硬化性樹脂で構成されている。接着剤１５，２５，２７も、エネルギー（熱など）を与えることにより硬化するエネルギー性硬化樹脂であってもよい。
［ウエハレンズ製造装置］
次に、ウエハレンズ積層体１（ウエハレンズ集合体２，４とウエハレンズ１０，２０とを含む。）を製造する際に使用するウエハレンズ製造装置３０について説明する。

図３に示す通り、ウエハレンズ製造装置３０は上方が開口した箱状のベース３２を有している。ベース３２の上部には開口部３２ａが形成されており、この開口部３２ａに当該開口部３２ａを塞ぐように板状の蓋部３２１が設けられている。蓋部３２１は、光透過性を有し、例えば石英ガラス等により形成されていることが好ましい。蓋部３２１によって塞がれたベース３２内は密閉空間とされている。

ベース３２の下部側壁には減圧機構３２２が設けられており、減圧機構３２２の作動によってベース３２の内部を減圧することができるようになっている。

ベース３２の上部には内側に突出する突出部３４が形成されている。ベース３２の下部と突出部３４との間には３本のガイド３６が所定間隔をあけて立設されている（なお、図３では２本のガイドのみ図示）。ガイド３６はベース３２、突出部３４とそれぞれフランジ部で取り付けられている。これによりベース３２、突出部３４に対して直交性を出して取り付けが可能となる。ガイド３６間にはステージ４０が設けられている。ステージ４０にはスライドガイド４２が形成されており、ガイド３６がスライドガイド４２を貫通している。

ベース３２上であってステージ４０の下方には、ステージ４０の昇降動作を行う昇降アクチュエータ１２０が設けられている。昇降アクチュエータ１２０にはシャフト１２２が連結されている。

ベース３２の上部であってステージ４０の下方には、内側に突出する支持部４８が形成されている。支持部４８上には、支持部４８の上面とステージ４０の下面との間の距離を計測するハイトゲージ１２４が設けられている。

ステージ４０上にはギヤードモータ５０が所定間隔をあけて３つ設けられている（なお、図３では２つのギヤードモータのみ図示）。ギヤードモータ５０にはシャフト５２が連結されている。ギヤードモータ５０の上方にはＸＹステージ６２、θステージ６４が順に設けられている。

ギヤードモータ５０とＸＹステージ６２の下面との間にはロードセル４４がそれぞれ設けられている。ＸＹステージ６２などの自重でシャフト５２の先端がロードセル４４と当接している。ウエハレンズ製造装置３０では、ギヤードモータ５０の作動によりブッシュが上下方向に移動するようになっており、これに伴いＸＹステージ６２などが上下方向に移動可能となっている。

また、ステージ４０上には、ステージ４０の上面とＸＹステージ６２の下面との間の距離を計測するハイトゲージ１２６が所定間隔をあけて３つ設けられている。

ＸＹステージ６２はロードセル４４、ハイトゲージ１２６の上のＸＹ平面（２次元平面）において移動可能となっている。θステージ６４はその中心部を回転軸として回動可能となっている。

ＸＹステージ６２、θステージ６４上には真空チャック装置７０が設置されている。真空チャック装置７０は公知の真空チャック装置であり、真空チャック装置７０の吸着面で対象物（ガラス基板１１など）を真空吸着することができ、真空チャック装置７０の作動とその解除によってその対象物を容易に着脱することができる。真空チャック装置７０の吸着面には、対象物を位置決めする位置決め部材７２が設けられている。

ベース３２の上部にはスタンプホルダ８０が固定されている。スタンプホルダ８０には光透過性のサブマスター２００が固定されている。スタンプホルダ８０の端部にはサブマスター２００の外周縁が嵌め込まれて、その外周縁を着脱自在に保持する着脱機構８２（ツメやリングなど）が取り付けられている。そして、サブマスター２００の外周縁を着脱機構８２で機械的に保持することによってサブマスター２００がスタンプホルダ８０に固定される。

なお、スタンプホルダ８０とサブマスター２００との着脱機構８２は、サブマスター２００をスタンプホルダ８０に対して着脱自在に保持できる機構であれば上述の構成に限定されるものではない。

サブマスター２００の上方には光源９０が設けられている。光源９０の点灯によりサブマスター２００に向けて光を照射可能となっている。

図３，図４に示す通り、サブマスター２００は成形型の一例であり、主には成形部２０２と基材２０６とで構成されている。成形部２０２には複数のキャビティ２０４（凹部）がアレイ状に形成されている。キャビティ２０４の表面（成形面）形状は、ウエハレンズ１０，２０における凸レンズ部１２ａ，１３ａ，２２ａ，２３ａに対応するネガ形状となっており、この図では略半球形状に凹んでいる。

成形部２０２は、樹脂２０２Ａによって構成されている。樹脂２０２Ａとしては、離型性の良好な樹脂、特に透明樹脂が好ましい。離型剤を塗布しなくても離型できる点で優れる。樹脂２０２Ａとしては、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでも構わない。

基材２０６は、サブマスター２００の成形部２０２のみでは強度に劣る場合でも、成形部２０２に基材２０６を貼り付けることでサブマスター２００の強度が上がり、何回も成形することができるという、裏打ち材のことである。

基材２０６は、成形部２０２と異なる材料で構成されてもよいし、成形部２０２と同一の材料で一体的に構成されてもよい。基材２０６を成形部２０２と異なる材料で構成する場合には、例えば石英、シリコーンウェハ、金属、ガラス、樹脂、セラミックス等、平滑性を有するものなら何れでもよい。基材２０６を成形部２０２と同一材料で一体的に構成するとは、実質的には成形部２０２だけでサブマスター２００を構成することである。

なお、ウエハレンズ１０，２０の製造（凸レンズ部１２ａ，１３ａ，２２ａ，２３ａの成形）にあたっては、図４のサブマスター２００が主に使用されるが、これに加えて図５のマスター２１０も使用される。

すなわち、マスター２１０はサブマスター２００を製造する際に用いる母型であり、サブマスター２００は凸レンズ部１２ａ，１３ａ，２２ａ，２３ａを成形する際に用いる成形型である。サブマスター２００はウエハレンズ１０，２０を量産するのに複数回にわたり使用され、その使用目的，使用頻度などにおいてマスター２１０とは異なるものである。

図５に示す通り、マスター２１０は直方体状のベース部２１２に対し複数の凸部２１４がアレイ状に形成されている。凸部２１４はウエハレンズ１０，２０の凸レンズ部１２ａ，１３ａ，２２ａ，２３ａに対応する部位であり、略半球形状に突出している。凸部２１４の表面（成形面）形状は、凸レンズ部１２ａ，１３ａ，２２ａ，２３ａの光学面形状に対応するポジ形状となっている。

なお、マスター２１０の外形状は、このように四角形であっても良いし円形であっても良い。

マスター２１０の材料としては、切削や研削などの機械加工によって光学面形状を創製する場合には、金属または金属ガラスを用いることができる。

分類としては鉄系の材料とその他合金が挙げられる。

鉄系としては、熱間金型、冷間金型、プラスチック金型、高速度工具鋼、一般構造用圧延鋼材、機械構造用炭素鋼、クロム・モリブデン鋼、ステンレス鋼が挙げられる。その内、プラスチック金型としては、プリハードン鋼、焼入れ焼戻し鋼、時効処理鋼がある。プリハードン鋼としては、SC系、SCM系、SUS系が挙げられる。さらに具体的には、SC系はPXZがある。SCM系はHPM2、HPM7、PX5、IMPAXが挙げられる。SUS系は、HPM38、HPM77、S-STAR、G-STAR、STAVAX、RAMAX-S、PSLが挙げられる。また、鉄系の合金としては特開2005-113161号公報や特開2005-206913号公報に示されている合金が挙げられる。

非鉄系の合金は主に、銅合金、アルミ合金、亜鉛合金がよく知られている。例としては、特開平10-219373号公報、特開2000-176970号公報に示されている合金が挙げられる。金属ガラスの材料としては、PdCuSiやPdCuSiNiなどがダイヤモンド切削における被削性が高く、工具の磨耗が少ないので適している。また、無電解や電解のニッケル燐メッキなどのアモルファス合金もダイヤモンド切削における被削性が良いので適している。これらの高被削性材料は、マスター２１０全体を構成しても良いし、メッキやスパッタなどの方法によって特に光学転写面の表面だけを覆っても良い。

図６に示す通り、昇降アクチュエータ１２０、ハイトゲージ１２４、ハイトゲージ１２６、ロードセル４４、ギヤードモータ５０、ＸＹステージ６２、θステージ６４、真空チャック装置７０、スタンプホルダ８０、光源９０、減圧機構３２２などは制御装置１００に接続されており、制御装置１００はこれら部材の動作を制御するようになっている。

特に本実施形態では、制御装置１００はハイトゲージ１２４の出力値に基づき昇降アクチュエータ１２０の動作（昇降量）を制御したり、ハイトゲージ１２６、ロードセル４４の出力値に基づきギヤードモータ５０の動作（回転量）を制御したりするようになっている。
［ウエハレンズの製造方法］
次に、ウエハレンズ製造装置３０を用いたウエハレンズ１０の製造方法について説明する。

図７に示す通り、スタンプホルダ８０に対しサブマスター２００を固定するとともに、真空チャック装置７０の位置決め部材７２に対しガラス基板１１を設置し、真空チャック装置７０を作動させガラス基板１１を真空吸着する。その後、図示しないディスペンサ等によりガラス基板１１上に所定量の樹脂１３Ａを滴下する（ディスペンス工程）。

このとき、減圧機構３２２を作動させベース３２の内部を減圧し、その状態で、上記ディスペンス工程の処理を行う。ベース３２の内部を減圧にした状態でディスペンス工程の処理を行うことによって、樹脂１３Ａ内への気泡の混入を防止することができる。

ディスペンス工程における「減圧」とは、樹脂１３Ａへの気泡の混入を防止できる程度の減圧であればよい。すなわち、真空に限りなく近づけるように減圧し続けると、樹脂１３Ａの内部で自発的に気泡が発生する可能性があるため、ディスペンス工程では、当該気泡の自発的な発生を誘発するほどには減圧することを要しない。

その後、ベース３２の内部を減圧雰囲気としたまま、図８に示す通り、サブマスター２００に対しガラス基板１１を所定位置まで移動させ、ガラス基板１１をサブマスター２００に対し押圧する（インプリント工程）。

詳しくは、昇降アクチュエータ１２０を作動させてシャフト１２２を上方に伸ばし、ステージ４０を上方に移動させる。この場合、制御装置１００がハイトゲージ１２４の出力値に基づき昇降アクチュエータ１２０の作動を制御し、ステージ４０を所定の高さ位置まで移動させる。

ウエハレンズ製造装置３０では、移動させようとするステージ４０の高さ位置が制御装置１００に予め設定されており、制御装置１００は真空チャック装置７０が基準位置Ｓ（図７参照）に到達する位置まで昇降アクチュエータ１２０を作動させ、真空チャック装置７０が基準位置Ｓに到達したら、昇降アクチュエータ１２０の作動を停止させる。

その結果、樹脂１３Ａがガラス基板１１の押圧を受けて徐々に広がり、図８に示す通り、サブマスター２００のキャビティ２０４に充填される。

その後、減圧機構３２２の作動を解除してベース３２の内部を大気圧に戻し、その状態で、サブマスター２００に対するガラス基板１１の位置を調整する（アライメント工程）。

詳しくは、ギヤードモータ５０を作動させて真空チャック装置７０の吸着面の傾きを調整したり、ＸＹステージ６２をＸＹ平面上で移動させたり、θステージ６４を回転させたりして、サブマスター２００に対するガラス基板１１の配置を調整する。

ウエハレンズ製造装置３０では、サブマスター２００に対するガラス基板１１の位置が制御装置１００に対し予め設定されており、制御装置１００はハイトゲージ１２６の出力値に基づきギヤードモータ５０の作動を制御し、これとは別にＸＹステージ６２の移動量やθステージ６４の回転量を制御する。

なお、アライメント工程では、必ずしも、ベース３２の内部を大気圧まで戻す必要はなく、ディスペンス工程における減圧雰囲気よりも高圧にすればよく、これにより充分な吸着力を得ることができ、アライメント工程を高精度で行う事ができる。ただ、ベース３２の内部を大気圧に戻すほうが、ベース３２の内部の圧力と、真空チャック装置７０によるガラス基板１１の吸着圧力とで、差圧が広がり、真空チャック装置７０による真空吸着度が上昇するため、より好ましい。

なお、減圧機構３２２の作動の解除は、樹脂１３Ａがサブマスター２００のキャビティ２０４に充填された後である必要はなく、キャビティが樹脂で覆われるようにサブマスターを押圧した後、所定の時間を経過した後に行うのが好ましい。

その後、ステージ４０を、アライメント調整後の基準位置Ｓに対応する位置で保持したまま、光源９０を点灯させ、光透過性のサブマスター２００を介して樹脂１３Ａに対し所定時間光照射し、樹脂１３Ａを硬化させる（露光工程）。

ここで、樹脂１３Ａが硬化する際に（樹脂１３Ａの硬化時又はその後に）、ステージ４０が所定の高さ位置で保持されたままであると、樹脂１３Ａにおいて硬化収縮が生じてもガラス基板１１がその収縮に追従せず、樹脂１３Ａの内部に歪が生じたり、樹脂１３Ａに対するキャビティ２０４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、本実施形態では、光源９０を一定時間点灯させ、樹脂１３Ａに対し一定量の光を照射したら、ガラス基板１１を圧力制御して、サブマスター２００に対するガラス基板１１の押圧力を所定圧力に保持する。

詳しくは、ギヤードモータ５０を作動させてシャフト５２を上方に伸ばし、ＸＹステージ６２、θステージ６４、真空チャック装置７０を上方に移動させる。この場合、制御装置１００がロードセル４４の出力値に基づきギヤードモータ５０の作動を制御し、サブマスター２００に対するステージ４０の押圧力を所定圧力に保持しながらステージ４０を上方に移動させる。

ウエハレンズ製造装置３０では、ＸＹステージ６２、θステージ６４、真空チャック装置７０のサブマスター２００に対する押圧力が制御装置１００に予め設定されており、制御装置１００はロードセル４４から受ける出力値に基づきギヤードモータ５０の作動を制御し、ＸＹステージ６２、θステージ６４、真空チャック装置７０のサブマスター２００に対する押圧力を所定圧力に保持する（圧力制御工程）。

また、制御装置１００はロードセル４４、ハイトゲージ１２６の出力値に基づき、ＸＹステージ６２、θステージ６４も制御して、ガラス基板１１とサブマスター２００との平行度や樹脂１３Ａへの均等荷重、ステージ４０の上面とＸＹステージ６２との間の距離なども一定に保持する。

その後、光源９０を消灯させて樹脂１３Ａに対する光照射を停止する。樹脂１３Ａに対する光照射は上記圧力制御工程の前に停止してもよい。

その後、図９に示す通り、サブマスター２００をガラス基板１１から離型しない状態で、着脱機構８２による固定を解除し、サブマスター２００をスタンプホルダ８０から取り外す。そして、昇降アクチュエータ１２０のブッシュを下方に移動させ、ステージ４０を下方に移動させる（着脱・取外し工程）。

なお、ディスペンス工程から着脱・取外し工程までにおいては、ガラス基板１１をスタンプホルダ８０側に固定し、サブマスター２００を真空チャック装置７０で真空吸着するような構成としてもよい。

その後、図１０に示す通り、スタンプホルダ８０に対し新たなサブマスター２００を固定するとともに、サブマスター２００が取り付けられた状態のガラス基板１１を上下反転させて真空チャック装置７０上に設置する。

この場合、ガラス基板１１を位置決めするための位置決め部材７２に代えて、サブマスター２００を位置決めするための位置決め部材７４を用いる。そして、再度、真空チャック装置７０を作動させサブマスター２００を真空吸着する。

この状態において、図示しないディスペンサ等によりガラス基板１１上に所定量の樹脂１２Ａを滴下し、その後は図１１，図１２に示す通りに、上記インプリント工程から着脱・取外し工程までの各処理を繰り返しおこなう。

その後、真空チャック装置７０の作動を解除して、図１３に示す通り、２つのサブマスター２００が取り付けられた状態のガラス基板１１を、ウエハレンズ製造装置３０から取り出し、オーブン等でポストキュア（加熱）して樹脂１２Ａ，１３Ａを完全に硬化させる（ポストキュア工程）。そして、最後に２つのサブマスター２００からガラス基板１１を離型する（離型工程）。

その結果、ガラス基板１１の上面と下面とに凸レンズ部１２ａ，１３ａ（樹脂部１２，１３）が形成されたウエハレンズ１０を製造することができる。

なお、本実施形態ではポストキュア工程の処理をもって樹脂を完全に硬化させているが、必ずしもこれに限定されない。つまり、ポストキュア工程の処理はなくてもよいし、また、サブマスター２００から離型された後に更に硬化を進ませる硬化工程を行っても良い。後者の場合、硬化工程を複数工程に分離できるため、樹脂の急激な光学特性の変化を軽減する事が可能となる。

以上のウエハレンズ１０の製造方法によれば、アライメント工程では、ディスペンス工程，インプリント工程の減圧雰囲気より高圧の圧力雰囲気下で処理を実行するから、ディスペンス工程，インプリント工程に比較して、真空チャック装置７０によるガラス基板１１の吸着力を高めることができる。そのため、ガラス基板１１の吸着力を有効に保持しながら、ガラス基板１１とサブマスター２００との配置を調整することが可能であり、ガラス基板１１とサブマスター２００との間で位置ズレが発生するのを抑制することができ、ひいてはガラス基板１１に対する凸レンズ部１２ａ，１３ａの形成精度（位置精度）を高めることができる。

なお、ウエハレンズ２０を製造する場合には、ガラス基板１１と樹脂１２Ａ，１３Ａとを、ガラス基板２１と樹脂２２Ａ，２３Ａに代えれば、ウエハレンズ１０の製造方法と同様の方法により製造することができる。
［ウエハレンズ集合体の製造方法］
次に、ウエハレンズ集合体２の製造方法について説明する。

ウエハレンズ集合体２も、上述のウエハレンズ製造装置３０を使用して製造することができる。なお、以下で説明する図面では、図面の関係上、ウエハレンズ製造装置３０中の真空チャック装置７０とスタンプホルダ８０とを、特定的に記載している。

図１４に示す通り、スタンプホルダ８０に対しウエハレンズ１０のガラス基板１１を固定するとともに、真空チャック装置７０に対しスペーサ１４を設置し、真空チャック装置７０を作動させスペーサ１４を真空吸着する。この場合、ガラス基板１１を位置決めするための位置決め部材７２やサブマスター２００を位置決めするための位置決め部材７４に代えて、スペーサ１４を位置決めするための位置決め部材７６を用いる。

その後、図示しないディスペンサ等によりスペーサ１４上に所定量の接着剤１５を塗布する（接着剤塗布工程）。

このとき、図７の場合と同様に、減圧機構３２２を作動させベース３２の内部を減圧し、その状態で、接着剤１５をスペーサ１４に塗布する。これによって、接着剤１５内への気泡の混入を防止することができる。

その後、ウエハレンズ１０を製造する際に上記で説明したインプリント工程から露光工程までの各処理を、上記と同様におこない、ウエハレンズ１０に対しスペーサ１４を接着する。

簡単に説明すると、ベース３２の内部を減圧雰囲気としたまま、図１５に示す通り、ウエハレンズ１０に対しスペーサ１４を所定位置まで移動させ、スペーサ１４をウエハレンズ１０に対し押圧する（インプリント工程）。

その後、減圧機構３２２の作動を解除してベース３２の内部を大気圧に戻し、ウエハレンズ１０に対するスペーサ１４の位置を調整する（アライメント工程）。当該アライメント工程でも、必ずしも、ベース３２の内部を大気圧まで戻す必要はなく、接着剤塗布工程における減圧雰囲気よりも高圧にすればよい。また、この場合、減圧機構３２２の作動の解除は、ウエハレンズ１０の非レンズ部１３ｂがスペーサ１４上の接着剤１５に接触した段階で解除すれば良い。これにより圧力解除をしても、それによる接着剤１５内への気泡の混入が防止できるからである。

その後、光源９０を点灯させ、ウエハレンズ１０を介して接着剤１５に対し所定時間光照射し、接着剤１５を硬化させる（露光工程）。

以上のウエハレンズ集合体２の製造方法によっても、アライメント工程では、接着剤塗布工程，インプリント工程の減圧雰囲気より高圧の圧力雰囲気下で処理を実行するから、接着剤塗布工程，インプリント工程に比較して、真空チャック装置７０によるスペーサ１４の吸着力を高めることができ、スペーサ１４とウエハレンズ１０との間で位置ズレが発生するのを抑制することができる。

なお、ウエハレンズ集合体２の製造工程においても、スペーサ１４をスタンプホルダ８０側に固定し、ウエハレンズ１０を真空チャック装置７０で真空吸着するような構成としてもよい。

また、ウエハレンズ集合体４を製造する場合には、ウエハレンズ１０とスペーサ１４とを、ウエハレンズ２０とスペーサ２４とに代えれば、ウエハレンズ集合体２の製造方法と同様の方法により製造することができる。
［ウエハレンズ積層体の製造方法］
次に、ウエハレンズ積層体１の製造方法について説明する。

ウエハレンズ積層体１も、上述のウエハレンズ製造装置３０を使用して製造することができる。なお、以下で説明する図面でも、図面の関係上、ウエハレンズ製造装置３０中の真空チャック装置７０とスタンプホルダ８０とを、特定的に記載している。

図１６に示す通り、スタンプホルダ８０に対しウエハレンズ集合体２のガラス基板１１を固定するとともに、真空チャック装置７０に対しウエハレンズ集合体４のスペーサ２４を設置し、真空チャック装置７０を作動させスペーサ２４を真空吸着する。

その後、図示しないディスペンサ等によりウエハレンズ集合体４の非レンズ部２２ｂ上に所定量の接着剤２７を塗布する（接着剤塗布工程）。

このとき、図７の場合と同様に、減圧機構３２２を作動させベース３２の内部を減圧し、その状態で、接着剤２７を非レンズ部２２ｂに塗布する。これによって、接着剤２７内への気泡の混入を防止することができる。

その後、ウエハレンズ１０を製造する際に上記で説明したインプリント工程から露光工程までの各処理を、上記と同様におこない、ウエハレンズ集合体２に対しウエハレンズ集合体４を接着する。

簡単に説明すると、ベース３２の内部を減圧雰囲気としたまま、図１７に示す通り、ウエハレンズ集合体２に対しウエハレンズ集合体４を所定位置まで移動させ、ウエハレンズ集合体４をウエハレンズ集合体２に対し押圧する（インプリント工程）。

その後、減圧機構３２２の作動を解除してベース３２の内部を大気圧に戻し、ウエハレンズ集合体２に対するウエハレンズ集合体４の位置を調整する（アライメント工程）。当該アライメント工程でも、必ずしも、ベース３２の内部を大気圧まで戻す必要はなく、接着剤塗布工程における減圧雰囲気よりも高圧にすればよい。また、この場合、減圧機構３２２の作動の解除は、ウエハレンズ集合体２のスペーサ１４がウエハレンズ集合体４上の接着剤２７に接触した段階で解除すれば良い。これにより圧力解除をしても、それによる接着剤２７内への気泡の混入が防止できるからである。

その後、光源９０を点灯させ、ウエハレンズ集合体２を介して接着剤２７に対し所定時間光照射し、接着剤２７を硬化させる（露光工程）。

以上のウエハレンズ積層体１の製造方法によっても、アライメント工程では、接着剤塗布工程，インプリント工程の減圧雰囲気より高圧の大気圧雰囲気下で処理を実行するから、接着剤塗布工程，インプリント工程に比較して、真空チャック装置７０によるウエハレンズ集合体４の吸着力を高めることができ、ウエハレンズ集合体２，４同士で位置ズレが発生するのを抑制することができる。

なお、本実施形態では、ウエハレンズ集合体２を、図１に示す通り、ウエハレンズ１０とスペーサ１４とで構成したが、図１８に示す通り、樹脂部１３の非レンズ部１３ｂとスペーサ１４とを一体成形したような構成とすることもできる。

この場合においても、上記したウエハレンズ積層体１の製造方法と同様の方法により、ウエハレンズ集合体２，４同士を接着することができる。

また、本実施形態では、ウエハレンズ集合体２，４を積層する例を示したが、ウエハレンズ集合体２，４のうちの一方を単にウエハ（ガラス基板）とするような構成としてもよい。例えば、ウエハレンズ集合体４を、ガラス基板２１のみで構成し、樹脂部２２，２３やスペーサ２４を設けないものとしてもよい。

さらに、本実施態様では、接着剤塗布工程やディスペンス工程はいずれも同一装置内において減圧雰囲気内において行っているが、本発明は必ずしもこれに限定されず、別装置において減圧雰囲気内で行っても良いし、別装置において大気開放状態で実施しても良い。

１ ウエハレンズ積層体
２，４ ウエハレンズ集合体
１０ ウエハレンズ
１１ ガラス基板
１２，１３ 樹脂部
１２ａ，１３ａ 凸レンズ部
１２ｂ，１３ｂ 非レンズ部
１２Ａ，１３Ａ 光硬化性樹脂
１４ スペーサ
１４ａ 貫通孔
１５ 接着剤
２１ ガラス基板
２２，２３ 樹脂部
２２ａ，２３ａ 凸レンズ部
２２ｂ，２３ｂ 非レンズ部
２２Ａ，２３Ａ 光硬化性樹脂
２４ スペーサ
２４ａ 貫通孔
２５，２７ 接着剤
３０ ウエハレンズ製造装置
３２ ベース
３２ａ 開口部
３４ 突出部
３６ ガイド
４０ ステージ
４４ ロードセル
４８ 支持部
５０ ギヤードモータ
５２ シャフト
６２ ＸＹステージ
６４ θステージ
７０ 真空チャック装置
７２，７４，７６ 位置決め部材
８０ スタンプホルダ
８２ 着脱機構
９０ 光源
１００ 制御装置
１２０ 昇降アクチュエータ
１２２ シャフト
１２４，１２６ ハイトゲージ
２００ サブマスター
２０２ 成形部
２０４ キャビティ
２０６ 基材
２１０ マスター
２１２ ベース部
２１４ 凸部
３２１ 蓋部
３２２ 減圧機構

Claims (9)

1. ガラス基板に対しエネルギー性硬化樹脂製のレンズ部を形成したウエハレンズの製造方法であって、
   第１の減圧雰囲気下で、前記ガラス基板と成形型との間に前記エネルギー性硬化樹脂を配置し、前記ガラス基板と前記成形型とのうち少なくとも一方を吸着しつつ、前記ガラス基板と前記成形型とのうち一方を他方に押圧する工程と、
   前記押圧工程により、押圧される前記成形型又は前記ガラス基板の一方が前記エネルギー性硬化樹脂に接触している状態で前記第１の減圧雰囲気より高圧の第２の圧力雰囲気下に変更し、前記ガラス基板と前記成形型とのうち一方を吸着しつつ、前記ガラス基板と前記成形型とのアライメントを行う工程と、
   前記エネルギー性硬化樹脂に対してエネルギーを与えて前記エネルギー性硬化樹脂を硬化させる工程と、
   を備えることを特徴とするウエハレンズの製造方法。
2. ガラス基板に対しエネルギー性硬化樹脂製のレンズ部を形成したウエハレンズと、その他のウエハとの距離を一定に保持するスペーサとを、エネルギー性硬化樹脂製の接着剤で接着したウエハレンズ集合体の製造方法において、
   第１の減圧雰囲気下で、前記ウエハレンズと前記スペーサとの間に前記接着剤を配置し、前記ウエハレンズと前記スペーサとのうち少なくとも一方を吸着しつつ、前記ウエハレンズと前記スペーサとのうち一方を他方に押圧する工程と、
   前記押圧工程により、前記接着剤に前記ウエハレンズ及びスペーサが接触している状態で前記第１の減圧雰囲気が高圧の第２の圧力雰囲気下に変更し、前記ウエハレンズと前記スペーサとのうち少なくとも一方を吸着しつつ前記ウエハレンズと前記スペーサとのアライメントを行う工程と、
   前記接着剤に対してエネルギーを与えて前記接着剤を硬化させる工程と、
   を備えることを特徴とするウエハレンズ集合体の製造方法。
3. ガラス基板に対しエネルギー性硬化樹脂製のレンズ部を形成したウエハレンズと、その他のウエハとの距離を一定に保持するスペーサを有するウエハレンズ集合体を、他のウエハと前記スペーサを介してエネルギー性硬化樹脂製の接着剤で接着して積層したウエハレンズ積層体の製造方法において、
   第１の減圧雰囲気下で、ウエハレンズ集合体と前記他のウエハの間に前記接着剤を配置し、前記ウエハレンズ集合体と前記他のウエハのうち少なくとも一方を吸着しつつ、前記ウエハレンズ集合体と前記他のウエハとのうち一方を他方に押圧する工程と、
   前記押圧工程により前記接着剤に前記スペーサ及び他のウエハが接触している状態で前記第１の減圧雰囲気より高圧の第２の圧力雰囲気下に変更し、前記ウエハレンズ集合体と前記他のウエハのうち少なくとも一方を吸着しつつ、前記ウエハレンズ集合体と前記他のウエハとのアライメントを行う工程と、
   前記接着剤に対してエネルギーを与えて前記接着剤を硬化させる工程と、
   を備えることを特徴とするウエハレンズ積層体の製造方法。
4. 前記スペーサは前記レンズ部と一体的に形成されている事を特徴とする請求項３記載のウエハレンズ積層体の製造方法。
5. ガラス基板に対しエネルギー性硬化樹脂製のレンズ部を形成したウエハレンズと、その他のウエハレンズとの距離を一定に保持するスペーサを有する２つのウエハレンズ集合体同士を、スペーサを介してエネルギー性硬化樹脂製の接着剤で接着して積層したウエハレンズ積層体の製造方法において、
   第１の減圧雰囲気下で、一方のウエハレンズ集合体と他方のウエハレンズ集合体との間に前記接着剤を配置し、前記一方のウエハレンズ集合体と前記他方のウエハレンズ集合体とのうち少なくとも一方を吸着しつつ、前記一方のウエハレンズ集合体と前記他方のウエハレンズ集合体とのうち一方を他方に押圧する工程と、
   前記押圧工程により前記接着剤に前記２つのウエハレンズ集合体が接触している状態で前記第１の減圧雰囲気より高圧の第２の圧力雰囲気下に変更し、前記一方のウエハレンズ集合体と前記他方のウエハレンズ集合体とのうち少なくとも一方を吸着しつつ、前記一方のウエハレンズ集合体と前記他方のウエハレンズ集合体とのアライメントを行う工程と、
   前記接着剤に対してエネルギーを与えて前記接着剤を硬化させる工程と、
   を備えることを特徴とするウエハレンズ積層体の製造方法。
6. 前記２つのウエハレンズ集合体の内、いずれか少なくとも一方のスペーサはレンズ部と一体的に形成されていることを特徴とする請求項５に記載のウエハレンズ積層体の製造方法。
7. 請求項１に記載のウエハレンズの製造を行うことを特徴とするウエハレンズ製造装置。
8. 請求項２に記載のウエハレンズ集合体の製造を行うことを特徴とするウエハレンズ集合体製造装置。
9. 請求項３〜６のいずれか一項に記載のウエハレンズ積層体の製造を行うことを特徴とするウエハレンズ積層体製造装置。