TW200946319A - Processing method and fabricating method of mold - Google Patents

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TW200946319A
TW200946319A TW098107516A TW98107516A TW200946319A TW 200946319 A TW200946319 A TW 200946319A TW 098107516 A TW098107516 A TW 098107516A TW 98107516 A TW98107516 A TW 98107516A TW 200946319 A TW200946319 A TW 200946319A
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TW
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concave
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TW098107516A
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Yoshihisa Usami
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Fujifilm Corp
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Description

200946319 30849pif.doc 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明是關於一種形成微細凹部的模具之加工 與製造方法。 〆 【先前技術】 光學塑膠透鏡（optical plastic lens)是藉由向模具内 射出樹脂進行成形而以高生產性加以製造。光學塑膠^鏡 的表面反射較大為數％，為了避免此種情況，而藉由利用 真空成膜的光學薄膜形成等來獲得抗反射效果。但是，此 利用真空成膜的方法是在透鏡的表面成膜結束後使透 轉而進行背面成膜，因此存在費時的問題。 針對此問題，近年來正在對以下原理進行研究：於透 鏡表面上設置微細凹凸，形成光子晶體（浊― rm來減少表面反射。於透絲面上形成微細凹 ，的方法，考慮如下方法：於模具的凹部（以下，亦稱為 產，形成w上形成微細凹凸，使用此模具進行射出成 开> ’错此將彳政細凹凸轉印至透鏡面上。 义上述，模具的產品形成面上形成微細凹凸的方法，先 月'j已知有藉由放電加工而形成凹凸的方法等（例如，參照 t利文獻1)。再者，軸並非於模具的產品形成面上形成、 的加工對象物照射雷射光而形成微細凹凸的、^ 利文獻2)。 h…寻 [相關技術文獻] 200946319 30849pif.doc 開平 7·205155 號公報 品形成面上形成無法於模具的產 (咖如。„。加））的微細(例如次微米級 ❹ ❹ 射波射裝置對模具的產品形成面照 加可進行金轉’ μ胃“形成面施 波長較長必須使用例如10㈣左右的 田、口此難以形成次微米級的微細凹凸。 具上本領域技術人員期望提供一種能夠在形成於模 i方法。形成面上形成微細凹部的模具之加工方法與製 【發明内容】 以下U明之―態樣的模具之加工方法，其特徵在於包括 的光阻形成步驟，於具有曲面、且形成於模具上 化之杏/面上形成可進行熱模式（heatmode)的形狀變 射的暖=m照射步驟’藉由利用内置有半導體雷 以及^裝置對上述光阻層照射雷射光而形成凹部圖案； 凸形成步驟，藉由利用上述凹部圖案而於上述產品 心成面上形成凹凸。 層照上述方法，若對可進行熱模式的形狀變化之光阻 的部八田射光，則該照射部分（比雷射光的點直徑小一圈 、刀）會由於雷射光的能量而消失，從而於光阻層上形 200946319 30849pif.doc 成微細凹部。因此’利用藉由對上述光阻層照射雷射光所 形成的凹部圖案，藉由例如蝴等而於產品形成面上形成 凹凸’藉此即便為微細凹凸（例如次微米級的凹凸），亦可 良好地开#者，通常所使用的半導體雷射的波長最短 亦為405 nm左右，因此與波長短於405 nm的固體雷射等 相比’紐形祕細凹凸，域由使將進行賴式的形 狀變化的光阻層’則g卩便為半導體#射，亦可形成微細凹 凸。 另外，關於上述方法，有時期望於上述雷射光照射步 驟中’對應上述產品形成面的角度來改變射出上述雷射光 的方向’以使上述產品形成面上的光阻層的表面與雷射 的光軸正交，但並非必須如此。 此處，雷射頭的方向的控制方法之一例，例如可舉出 如下方法：預紐得被加玉物的形狀資訊，根據此形狀資 =控制加J1雷射的妹^ f訊的㈣方法可藉由掌握來 狀來作為機械設計的方法與雜檢職件而進行。^ 測構件可使时射位移計（laserdisplaeementme㈣^ 觸型位移計（c〇ntact displacemem 賊 故不可能使被加工物上產生傷痕等=位= ^ ,右為雷射位移計的方式，則可大致於加工之同 传形狀資訊，從而能夠進行即時控制。 、又 =：’藉由產品形成面上的光阻層的表面與雷射光 ΜΑ ^ ’可使自雷射頭射出的雷射光的f、點位置確實址 於光阻層⑽規定位置，因此可於光阻層上形成良^ e ❹ 200946319 ， 30849pif.doc 凹部圖案。 另外，關於上述方法，亦π# 使金屬材科成膜於上 於上述凹凸形成步驟中， 地形成微細凹凸圖ί 可於模具的產品形成面上良好 將上:==，：可於上述凹凸形成步驟中， H阻層，藉此於上述產品形成面^成:凸 成面上良好地形成微細凹凸_。了於模具的產扣形 以殘留於上上成步驟中， 後’=，藉此於上述產 據此，糟由侧，可於模具的產品形成 成微細凹凸圖案。 良好地形 於上上述方法’亦可於上述凹凸形成步驟中， 、上述產扣形成面與上述光阻層的外表面上連 材料成膜，藉此於上述產品形成面上形成凹凸、·、。、 據此’只需於模具的產品形成面與朗於此產 面上的光阻層上連續地使金屬材料成膜，即可 ^ 面上良好地形成金屬圖案的凹凸。另外，_；，σσ形成 於金屬材料成膜後去除光阻層，因此I “，、而 的設備等，可降低製造成本。—心去除光阻層 7 200946319 30849pif.doc 另外 關於上述方法，亦可於上 中：進行使上述雷射光聚集於針對上述級層的規定位= 的聚焦伺服（f〇CUS serv〇)控制。 、 置 f使雷射光聚集於針對光阻層的規定位置，故 :勾面的雷射光的點直禋固定，而可形成 亦可於上述雷射光照射步 使射出上述雷射光的雷射
另外，關於上述方法， 中’沿著凹狀的產品形成面， 與模具相對地移動。 勻的凹部 據此’因將雷射頭與光阻層的距離保持為固定，故 使照射至光阻層表面的雷射光賴直㈣定，而可形成均 再者，於上述方法中，在上述凹部圖案的寬度小於等 於1 的情況下特別有效。即，藉由利用藉由對可進疒 熱模式的形狀變化之光阻層照射光所形成的凹部圖案，^ 良好地形成先前難⑽成的寬度小轉们㈣（例如— 微米級）的凹部圖案。 久 另外，亦可將上述各加工方法利用於模具的製造方 法。進而，亦可藉由使用以此製造方法所製造的模具進行 射出成形而製造光學零件。據此，可使形成於模具的產品 形成面上之例如次微米級的凹凸圖案轉印至光學零件上， 可良好且簡便地製造具有次微米級的凹凸圖案的光 件。 八 7 根據本發明之後述各實施形態，藉由對可進行熱模式 200946319 30849pif.doc 的形狀變化的光阻層昭命 上良好地戦微細凹；。=旅可於模具的產品形成面 及其他效果與進一步明之各態樣及效果、以 所述的本發明之例示性由後文 而更加明瞭。 的貫施形態的咩細說明 【實施方式】 其次，就本發明之一實 Ο ❹ 式，-面進行詳細說明。、〜，—面參照適當之圖 首先，參照圖1，就用以 且 產品形成面η (詳細而言為光阻的凹狀的 13 (參照圖2 (a))心丁 =層2)上形成凹部圖案 典妳來能由 的加裝置2加以說明。再者，於太 /是採用曲面狀（球狀）的面來作為凹狀的^ 如圖7 斜 例如亦可為_台狀的面。 圖1所不，加工裝置2具備用 轉裝置21、及内罟古主道m + a 從棋/、〗方疋轉的旋 旋前置ί 雷射的曝光裝置22而構成。 21Α的支持軸21Β、使支持軸21β旋轉的驅動裝口 曝光裝置22具備：内置有射出雷射光的半導 的型雷射頭ΜΑ、支持雷射頭22八的支持臂細、及藉 由叙動支持臂MB而使雷射頭22Α的透鏡面加沿著模 ί =產品形成面】1 (光阻層12的表面）移動的^裝 具體而言，驅動裝置22C是以自雷射頭22A射出的雷 200946319 30849pif.doc ‘ 射光的光軸與受到雷射光照射的光阻層12之加工部位的 表面大致垂直相交之方式，使雷射頭22A沿著傾斜的產品 形成面11傾斜並且移動。即，雷射頭22A能夠以雷射光 的光軸的延長線一直通過球面狀的產品形成面n的中心 點之方式，以球面狀的產品形成面n的中心點作為中心進 行搖動。 另外’驅動裝置22C能夠以雷射頭22A可相對於模具 1的產品形成面11 (光阻層12的表面）進退的方式而於上 下方向上移動。進而，驅動裝置22C上設置有未圖示之控 ❹ 制裝置，此控制裝置對雷射頭22A輸出與形成於光阻層12 上的凹部圖案13 (參照圖2 (a))相對應的信號。再者， 此控制裝置以如下方式構成：藉由使雷射頭22A内的光學 零件（例如物鏡）可活動，而實行使雷射光聚集於針對光 阻層12的規定位置的聚焦伺服控制。 <模具之製造方法> ，次，參照圖2 (a)〜圖2 (b)以及圖3 (a)〜圖 3b 對模具的製造方法加以說明。 '先’藉由進行公知的鑄造轉及產1^職面11的 ❹ 4 : J工2製作具有球面狀的產品形成面11的模具1。其 由灵施以下所示的本發明的加工方法，而製造於產 °口 /在面11上具有微細凹凸圖案的模具1。 mdiusY處，凹狀的產品形成面11的曲率半徑（curvature 瓜1US之下限值較好的是大於等於25 mm、大於等於50 mm、大於等於100mm。其原因在於，若產品形成面^ 10 200946319 30849pif.doc 的曲率半徑過小，則難以製成可進入此凹狀產品形成面U 内的尺寸的雷射頭22A。另外，產品形成面η的曲率半徑 的上限值較好的是小於等於2 m、小於等於1 m、小於等 於〇.5m。若產品形成面11的曲率半徑過大，則難以保持 模具1的宏觀形狀精度’並且難以良好地保持曝光掃描時 的精度。 <模具之加工方法> ❹
首先’如圖2 (a)所示，於模具1的產品形成面 上形成可進行熱模式的形狀變化的光阻層丨2(光阻形成+ m') 〇 ^ 此處，光阻層 、，一 ------^疋0』精由強无照射使光轉換成熱、 並藉由此熱使材料發生形狀變化而形成凹部的層，即所言田 的熱模式型光阻材料的層。上述光阻材料可使用先前多: 於光記錄碟片等的記錄層中的記錄材料，例如可使用 (cyanine) , ^ (phthalocyanine} ^ ，、方酸（SqUarylium)系、、奠鑽（azulen ) (thiol)錯鹽李、部尤主， 系硫醇 (merocyanine) 〇 光阻材料的色素型光阻層/好的疋製成含有色素來作為 因此，作為光阻層12令 色素等有機化合物。縣，有的光阻㈣，可列舉 機材料，可使用無機材料i f阻材料’並不限定於有 材料。其中，若為有機材S，‘'、、—材料與有機材料的複合 嗔、冷r 、 材料’則藉由旋塗Γ sni.n +、〇· 贺塗（spray coat)容易成膜 广坌Upln coat)或 、易獲侍轉移溫度低的材料， 200946319 30849pif.doc . 故較好的是採用有機材料。另外，有機材料中，較好的是 採用可藉由分子設計來控制光吸收量的色素。 此處，作為光阻層12的較佳例，可列舉：甲川 +„e )色素（菁色素、半花青（hemicyanine )色素、 ^乙烯（styryl)色素、氧喏（〇χ〇η〇1)色素、部花青色素 等）、大環狀色素（酞菁色素、萘酞菁（naphthal〇cyanine) 色素”卜# (Porp_n)色素等）、偶氮色素（包括偶氮金 屬螯合物色素）、亞烯丙基（allylidene)色素、錯合物色素、 香豆素（coumarin)色素、唑類（az〇le)衍生物、三嗅類 ❹ (tnazine)衍生物、胺基丁二烯（1-aminobutadiene)衍 生物、肉桂酸衍生物、喹酞_(quin〇phthal〇n幻系色素等。 其中’較好的是曱川色素、氧嗔色素、大環狀色素、偶氮 色素。 此色素型的光阻層12，較好的是含有於曝光波長區域 有及收f·生的色素。尤其是，表示光的吸收量的消光係數 (extinction coefflcient) k值的上限較好的是小於等於工〇， ^好的是小於等於5，更好的是小於等於3，最好的是小於 專於卜其原因在於：若消光舰ki§高，縣會從絲 ° 層12,的光的入射側到達相反側，而形成不均句的穴。另 外，消光係數k的下限值較好的是大於等於〇 〇〇〇1，更好 Ϊ是大於等於_卜更好的是大於等於αΐ。其原因在於： 若消光係數k過低’則光吸收量降低，故需要較大的雷射 功率（laser power)’而導致加工速度降低。 再者，光阻層12如上所述必須於曝光波長下具有光 12 200946319 . 30849pif.doc 吸收性，就上述觀點而言，可根據雷射光源的波長而適當 選擇色素，或者改變構造。 例如’當雷射光源的振盪波長（oscillation wavelength ) 在780 nm附近時’較為有利的是自五甲川菁（pentamethine cyanine)色素、七甲川氧喏（heptamethine oxonol)色素、 五曱川氧11 右（pentamethine oxonol)色素、駄·菁色素、華敌
e 菁色素等之中進行選擇。其中，較好的是使用酞菁色素或 五甲川氧《若色素。 另外，基雷射光源的振盡波長在660 nm附近時，較 為有利的是自三甲川菁（trimethine cyanine )色素、五甲 川氧若色素、偶氮色素、偶氮金屬錯合物色素、吨略甲川 (pyrromethene)錯合物色素等之中進行選擇。 進而，當雷射光源的振盪波長在4〇5 nm附近時，較 2利的是自單曱川菁色素、單甲川氧n若色素、零甲川部 花青色素、酜菁色素、偶氮色素、偶氮金屬錯合物色素、 外琳色素、輯喊色素、錯合物色素、钱素色素二坐 衍生物、三嗪衍生物、苯幷三唑衍生物、丨_胺基丁二烯衍 生物、喹酞酮系色素等之中進行選擇。 / 以下，針對當雷射光源的振盪波長在78〇nm附近時、 在660 nm附近時、在405 nm附近時，分別列舉光阻層12 (光阻材料）的較佳化合物的例子。此處，以下化學弋1 =示的化合物（卜1〜卜1〇)為雷射光源的振盪波長 在彻nm附近時的化合物。另外，化學式3、 = (-〜Π-8)為雷射光源的振盪波長在66〇nm附 13 200946319 30849pif.doc 近時的化合物。化康+&主 為雷射光源的振^長在術物㈤〜瓜-⑷ 例> <雷射光=;=8用0於光:材科的情況。 的顧波長在谓脚附近時的練材料 [化1] (M) (I-2)
(I-3)
(I-5)
14 200946319 * 30849pif.doc <雷射光源的振盡波長在780 nm附近時的光阻材料 例> Η匕2] (1-6)
(1-7)
(1-10)
15 200946319 , 30849pif.doc <雷射光源的振盪波長在660 nm附近時的光阻材料 例> [化3] 〇 (IM)
16 200946319 30849pif.doc <雷射光源的振盪波長在660 nm附近時的光阻材料 例> [化4] ❹ 參
(11-8)
17 200946319 30849pif.doc <雷射光源的振盪波長在405 nm附近時的光阻材料 例> Η匕5]
18 200946319 30849pif.doc 例> <雷射光源的振盈波長在405 nm附近時的光户 材料 [化6]
(111-8)
y_/~〇s〇2Ph 〇C^5 ❹
(111-10) 〇Bu
OBu
CgHii-t
BuO (111-12)
(111-14) (111-13)
COOH ❿ 另=亦可較好地使用日本專利特開平4_7469 報、日本專利特開平8_127m號公報、 = =3乃㈣公報、日本專利特開平㈣42 :開平 本專利特卩特⑽伽號公報、日 11-334206號公鉬α 士宙』,从 +寻利特開平 本專利特， 專利特開平η-·07號公報、日 2撕)-10的二2〇〇〇-43423號公報、日本專利特Π 詭公報、及日本專利特開2〇〇(M588l8號公^ 19 200946319 30849pif.doc 等中所記載的色素。 上述色素型的光阻層〗2可藉由 方 ί與黏合劑等-同溶解於適當的溶劑中液= ，佈塗佈液的面的溫度較好的=〜二：。 =的是大於等於·另外，作為二是 ❹ it 2坑，更好的是小於等於耽，特別好的是小於 如此被塗佈面溫度於上述範圍内，則可^止 X生塗佈不均或塗佈故障，而使_的厚度達到均句。 再ί ’上述上限值以及下限值可各自任意組合。 ，處’光阻層12既可為單層亦可為重疊層， 的情況下，可藉由進行多次塗佈步驟而形成。、且 ，佈液中的色素的漢度-般為0.01〜l5ma ❹ ^匕的範圍’較好的是0.MW。的範圍，更好 5聰s%的範圍，最好的是〇·5〜3峨％的範圍。 作為塗佈液的溶劑’可列舉：乙酸丁_、乳酸乙酯、 二:纖劑等醋；甲基，基酮、環己_、甲基異丁基酮等 酿胺乙燒、氯仿等氯化烴；二曱基曱 乙醇、正丙醇、異丙醇、正丁醇、二丙轉等醇； 鍵2,3^四氟丙醇等㈣溶劑；乙二醇單㈣、乙二醇單乙 ^丙^醇單甲醚等二醇嗎等。再者，較好的是氣系溶 -_類、酮類。特別好的是氟系溶劑、二醇鍵類。 20 200946319 30849pif.doc 更好的疋2,2,3,3-四氟丙醇、丙二醇單曱醚。 考慮到所使用的色素的溶解性，上述溶劑可單獨使 用或者、’且合使用兩種或兩種以上。塗佈液中，亦可視目 的進而"』、、加彳几氧化劑、紫外線吸收劑、塑化劑、潤滑劑等 各種添加劑。 _作為塗佈方法，可列舉：噴霧（spray)法、旋塗法、 浸潰（dip)法、親塗（Γ〇11 _)法、刮塗 ❹ ⑩ 法、刮刀輥（d〇ct〇rr〇ii)法、刮刀（d〇ct〇rblade)法、網 版印刷（screen print)法等。再者，就生產性優異、容易 控制膜厚方面而言，較好的是採用旋塗法。 就有利於藉由旋塗法進行形成方面而言，光阻層12 較好的是財機_巾溶解大科於G 3 _、小於 == 更好狀簡切料lwt%、^等於2〇秦 尤八疋於四氟丙醇中，較好的是溶解大於等於1 wt%、小 ί=，光阻材料之熱分解溫度較好的是大 於專於150 C、小料於獨t，更好
小於等於400〇C。 L ㈣’塗佈液的溫度較㈣是23〜5G。⑶範圍，更 好的是24〜40。(：的範圍，其中转㈣沾3。现固又 圍。 好的^ 25〜3(TC的範 當塗職含有黏合劑時，作為黏匈的 «« (gelatin). Ccdlul〇se) ^ (dextran)、松香（rosin)、橡 =糖 子物質；聚乙烯、聚丙烯、聚笨己掄取：天然有機尚分 '礼蝉、聚異丁_等烴系樹 200946319 30S49pif.doc 脂，聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、聚氱乙烯-聚乙酸乙烯鲦乒 聚物等乙烯系祕脂，聚丙烯酸甲酯、聚甲基丙烯酸甲酯 丙烯酸樹脂，聚乙烯醇、氱化聚乙烯、環氣樹脂'縮^醛 樹脂、橡膠衍生物、苯驗-甲酪樹脂等熱硬化性樹脂如 縮合物等合成有機高分子。當併用黏合劑作為光阻月 的材料時，黏合劑的使用量相對於色素一般在〇〇1二 50倍量（質量比）的範圍内’較好的是 (質量比）的範圍。 " 另外’為了提高光阻層12的耐光性 含有各種抗褪色劑。 ％丨且增12中可 作為抗褪㈣，—般可㈣科 oxygen q—cher )。作為單線態 可：丨（如咖 公知的專利說明書等刊行物中的‘丨3利用已記載在 作為其具體例，可列舉:曰本專i特::劑。 號公報、日本專利特開昭59_δι =開日口 58-175693 昭組8387 ,虎公報、日本專門二=、日本專利特開 曰本專利特開昭1〇]9587號八·19586號公報、 〇 越、曰本專利特開二〇-;6=專利特開昭 專利特開昭00-36191號公報、 0唬公報、日本 號公報、日本專利特開昭1〇_4455 =特開日召1〇_44554 昭60-44389號公報、 ’ Α艮、日本專利特 a太直剎姓,日 +寻利特開昭6〇»44qOA從訂開 曰本專利特開昭60_54892 44390號公報、 22 1 。_47。69號公報、日本專利特_ 63二本專利特開昭 本專利特開平4_25492號公報、日本95號公報、日 刃特公平1_3868〇 200946319 30849pif.doc 號公報、及日本專利特公平心26〇28號公報等各公報、德 國專利350399號說明書，以及曰本化學會志1992年1〇 月號第1141胃等中所記載的單線態氧泮滅劑。上述單線態 氧淬滅劑等抗褪色劑的使用量，相對於色素的量通常為〇1 〜50 mass%的範圍，較好的是〇 5〜45 mass%的範圍，更 好的是3〜40 mass%的範圍，特別好的是5〜25 mass%的 範圍。
再者，光阻層12亦可根據材料的物性，藉由蒗鍍、 濺鍍（sputtering )、化學氣相沈積法（吐⑽以〗v deposition，CVD)等成膜法而形成。 再者’色素是使用：於下述凹部圖案13的加工令所 ^用的雷射光的波長下，具有高於其他波長的光吸收率的 此色素的吸㈣㈣長並不蚊在可見光的波 内’亦可於紫外域或紅外域中。 可獲成凹部圖案13的雷射光的波長^為 ，传大㈢射功率的波長即可，例如，#光阻層12中使用 色素時’較好的是 193 nm、21G nm、施 nm、365 nm、4〇5 :職、532 nm、633 腹、65〇 聰、_ nm、78〇 ㈣、 830 nm專小於等於1000 nm的波長。 較好ϋ雷射光既可為連續光，亦可為脈衝（P㈣光， =疋採用可自由地改變發光間隔的雷射光。例如 f料導财射。當無法直接對雷射進行開關調變 n〇ffm〇dulation)時，較好的是以外部調變元件^行調 23 200946319 30849pif.doc
其中陆卜装為了提Γ加卫速度，較好的是雷射功率較高。 +射雷射功率提高’必須提高掃描（_)速度（以 描光阻層12的速度;例如，下述旋轉裝置㈣ 上二二因甘此’考慮到掃描速度的上限值’雷射功率的 笋二θ的疋100 W ’更好的是10 W，更好的是5 W ’ J^1W。另外’雷射功率的下限值較好的是0.1 潇，、更好的是0.5壽，更好的是lmW。 © 進而’ f射光較好的是發射波長寬度以及同調性 size^ 優異、可收縮為波長程度的光點大小（spot ? (strategy) ( =:13的光脈衝照射條件)較好的是採用光碟中所使 所昭射缺的是採用絲巾所使㈣曝光速度或 、射的W射光的波高值、脈衝寬度等條件。 於〇1 、导於0.5 ，特別理想的是小於等 〇 大於等二om另外*阻層12的膜厚的下限值較理想的是 ，更理想的是大於等於0〜，特 幻里心的疋大於等於0.05 #m。 裝置ft Ϊ，_成步驟結束後，於圖1所示的加工 女裝糾1。其後，使模具1旋轉，並且一面對 聚焦健控制，—面使其沿著模具1的產 雷射自雷射頭以對光阻層12照射適宜的 猎匕如圖2 (b)所示，於光阻層】2的合適位置 24 200946319 如Mypif.doc 上形f凹部_ 13 (雷射光照射步驟）。 長區=12照射進入材料的光吸收波
會被光阻層12收的波長）的雷射光，則雷射光 射1八&及收，此經吸收的光轉換成熱，而使光的照 Ϊ度上升。藉此，光阻層12會產生軟化、液化、 變π、分解等化學及/或物理變化。並且，產生上述 上材料會移動及/或消失，自模具1的產品形成面11 示’藉此形成凹部圖案13。 此處’若對熱模式型光阻層12照射雷射光，則所照 的邻分之中僅溫度達到轉移溫度的部分產生變化。即， 1於雷射祕中心附近光強度最強，並向外側而逐漸減 /故可於光阻層12上形成直徑小於雷射光的點直徑的微 細之穴（雷射點）。 n Α並且，自雷射頭22Α射出的雷射光的輸出值等適當地 设定為藉由時間相對較短的雷射光照射而使模具1的產品 形成面π露出的值。另外，適當地設定雷射光的點直徑， 以使四部圖案13的寬度（半值寬度）小於等於1 /zm。 此處，所謂半值寬度，是表示凹部圖案13之深度的一半的 深度位置處的寬度。 再者’作為曝光裝置22，例如可採用Pulstec工業股 份有限公司製造的NE500 (波長為405 nm、NA為0.85 )。 進而’作為凹部圖案13的形成方法，例如可應用一次寫入 光碟（write once optical disk)或可錄式光碟（recordable disk)等中公知的訊坑的形成方法。具體而言，例如可應 25 200946319 30849pif.doc 用公知的動態最佳功率控制（Running Optimum Power
Contro卜ROPC)技術（例如’曰本專利第3096239號公 報段落[0012]):檢測出根據訊坑大小而變化的雷射的反射 光的強度，對雷射的輸出功率進行修正，以使此反射光的 強度達到固定，而形成均勻的訊坑。 於光阻層12上形成凹部圖案13後，將模具丨放入未 圖示之電鑛槽内，如圖3 (a)所示，使電鍍膜丨4成長於 模具1的產品形成面上。其後，以乙醇等清潔液去除光 阻層12，藉此如圖3 (b)所示，於模具！的產品形成面 11上形成電鍍膜14的凹凸圖案15(凹凸形成步驟）。再者， 作為電鑛膜14的材料，可採用鎳、鉻、鈷、鉬、鋁、鈦等。 並且，藉由對模具1的產品形成面11的整個面實行 上述凹凸形成步驟，而製造具有微細凹凸圖案15的模具 i。另外，藉由使用如此製造的模具1進行射出成形，而製 造具有微細凹凸的光學零件。 根據以上内容，於本實施形態中可獲得如下之效果。 …藉由對可進行熱模式的形狀變化的光阻層12照射f 射光而形成小於雷射光的點直彳空的微細凹部圖案I]，因 二於:後的凹凸形成步驟中可藉由電鍍膜而於產品形成面 雨地形鎌細凹凸（例如錢纽_凸）。再者， 的半導體雷射的波長最短亦為405 左右， 口此/、波長紐於405 nm的固體雷射等相 枭
細凹凸，但藉由使用可進杆叙 …法开V成W 則即#兔主式的形狀變化的光阻層， 則即便為+導體㈣，亦可形成微細凹凸。 200946319 ^us^ypif.doc 由形成面11上的光阻層12的表面與雷射光 、、車直正乂，而使自雷射頭22Α射出的雷射光的隹、點 t置確實地位於光阻層12内的規定位置上，因光阻 層12上形成良好的凹部圖案Η。 因藉由進^聚㈣服控制而使雷射光聚集於針對光 阻層12的規定位置，故可使照射至光阻層12的表面的雷 射光的點直徑固定，從而能夠形成均勻的凹部。 砂是以雷射光的妹與光阻層12的加工部位的表 面大致垂直相交的方式，使雷射頭22A能夠沿著產品形成 面11搖動’故可良好地實行聚焦伺服控制，並且良好地形 成凹部圖案13。 再者，本發明並不限定於上述實施形態，可如以下树 示般利用各種形態。 於上述實施形態中，是於光阻層12上形成凹部圖索 後，進行電财理，去除光阻層12，藉此於模具i的虞 品形成面11上形成微細凹凸圖案，但本發明並不限定於 ❹此。例如，如圖4⑷〜圖4 (〇所示，亦可藉由蒸鍍威 _而使鉻3成膜，藉此於產品形成面11上形成微細一 圖案。 具體而言’於此方法令，如圖4 (a)所示，於光阻肩 12上形成凹部圖案13後，將模具！放入未圖示的真空艘 室内’如圖4 (b)所示’於模具i的產品形成面u'上衫 成作為金屬材料的-例的鉻3。其後，以上述實施形維中 的清潔液之類的清潔液將光阻層12去除，藉此如圖4 (c) 27 200946319 30849pif.doc 所示，於模具1的產品形成面】〗上 形成步驟）。此方法亦可於模具} ^。 3的圖案（凹凸 地形成微細凹凸圖案。再者ϋ成面11上良好 金屬，並不限於鉻3 ’例如亦可、“二中所：的 另外，如圖5 (a)〜圖5 (c) •古鉬#。 而於模具】的產品形成 ，’亦可藉由則 上形成微細凹凸圖案。 具體而S，於此方法中，如圖5( 12上形成凹部圖案13後”於光阻層
殘留的光阻層12料光的產品形成面11上所 路-乍為先罩而進仃韻刻，藉此如圖5 (b) 作為蝕刻，可_濕式侧（wetete 離子叫R~二= ^且’形成凹部lla後，以上述實施形態的清潔液之 =的>月潔液將光阻層12去除，藉此於模具1的產品形成面 上形成由蝕刻所引起的圖案（凹部11a)(凹凸形成步
驟）此方法亦可於模具1的產品形成面H上良好地开)成 微細凹凸圖案。 立另外，亦可如圖6 (a)、圖6 (b)所示，於形成有凹 部圖案13的光阻層12的外表面12a與模具1的產品形成 面11上，藉由蒸鍍或濺鍍連續地使金屬材料MM成臈， 藉此於模具1的產品形成面11上形成微細凹凸圖案。據 此’如圖4所示的形態’可並不去除蒸鍍或濺鍍處理後殘 留於模具1的產品形成面11上的光阻層12 ,而形成凹凸 28 200946319 3U»4ypif.d〇c 圖案’因此無麵光 造成本。再者，如圖6所示，2的6又備專，故可降低製 與模具1的產品形成面H上，=阻層12的外表面12a 膜時，較理想的是採用滅鑛，如連圖^使f屬材料謝成 3)間斷地成膜時’較理想二Π材料(鉻 此圖6的實施形態，不必 1用真。另外，關於 e
再形成凹部圖案13。即，的產品形成面η露出 旦1的座。=丄即即便凹部圖案13的底面覆蓋模 產一成面U，亦可形成由金屬材料 士述實施形態是使模具i旋轉，並且使雷射頭22A沿 者產扣形成面η的半徑方向搖動，藉此使射出雷射光的雷 射頭2 2 Α與模具1沿著雜的產品形成面11相對地移動， 但本發明並不限定於此。例如，如圖7所示，亦可藉由讓 使模具1旋轉的旋轉裝置21圍繞產品形成面U的中心點 旋動而使方疋轉裝置21沿者產品形成面11而相對於不動 的雷射頭22A進行相對移動。 上述實施形態是以產品形成面11上的光阻層12的表 面與雷射光的光軸-一直正交之方式，使雷射頭22A傾斜並 移動，但本發明並不限定於此。例如，如圖8所示，於產 品形成面11較淺的情況下，亦可使雷射頭22A於產品形 成面11的半徑方向上移動’並且藉由聚焦伺服控制使雷射 頭22A的透鏡面22D於上下方向上移動，藉此使雷射頭 22A沿著產品形成面11移動。其中，如上述實施形態般以 光阻層12的表面與雷射光的光軸一直正交的方式使雷射 29 200946319 30849pif.doc 頭22A傾斜，可形成良好的凹部圖案13，因此較為理神。 再者，關於由於此方法的不同而引起的凹部圖案之升；成 結果，於以下實施例中加以表示。 實施例
作為實施例，製成與上述實施形態相同的模具丨。模 具1是以SUS製的基板製成，於其中心部形成深度為〇 ^ mm、直徑為20mm的球面狀的產品形成面u。另外，於 產品形成面11上形成100 nm厚的色素層（光阻層12)， 並藉由雷射光於此光阻層12上形成直徑為30〇nm的 ’ 各層的詳細内容如下。 •基板 材質 SUS 厚度 0.6 mm 外徑 120 mm 内徑 15 mm •色素層（光阻層）
將2g下述化學式的色素材料溶解於1〇〇〇11的四氟汚 醇（tetraflu〇ropropanol，TFP)溶劑中，進行旋塗。於凝 塗時’將塗佈開始轉速設為5〇〇 rpm，將塗佈結束轉速讯 ，1000 rpm，將塗佈液滴塗（disp_ )於基板的内周部^ 字轉速逐漸提高至2200啊。此外，色素材料的折射率^ 為1.986 ’消光係數k為0.0418。 30 200946319 碎 ypif.doc [化7] Ο
Φ 鄯 式 針對上述光阻層12，以Pulstec工業股份有限公司製 邊的NE01000 (波長為4〇5細、na為ο.% )記錄微細凹 J5 =外以光阻層12的表面與雷射光的光軸正交的方 %由電動傾斜機構使雷射頭22A 一面傾斜一面移動。 凹部的形成條件如下。
雷射輸出 3 mW Φ 線速5 m/s 記錄信號 3 MHz的矩形波 ，藉由原子力顯微鏡（AtQmie F。似恤⑽^， 如上方式製成的光阻層12進行觀察，則確切、 形成有直徑為30011111的凹部。 、』雊⑽ 另外作為比較例，在從上述條件中僅去除益 傾斜機構而使雷拥傾斜的條件的條件下進行^驗電動 真，若將此實驗結果與上述實施例的實驗結果加以比軚教 31 200946319 30849pif.doc 則f認於比較例中，若產品形成φ i的傾斜角度（相對於 正交於光軸的面的角度）達到2度或2度以上，則訊 狀明顯變差，聚焦控制亦無法正常地實行。 雖然本發明已以實施例揭露如上，然其並非用以 3:3所屬技術領域中具有通常知識者，在不脫離 ^明之保魏圍當視_之巾料利 本 【圖式簡單綱】 I敎百馬旱 側視=為表林發明之—實施賴賴具之加工袭置的 為表示雷射光步驟的剖面圖，圖2㈦ 鍍而於產品形)成::=、圖4 (c)為表示藉由蒸鍍或》 (a)為表示於光阻圖案的形態的剖面圖，圖4 圖4⑻為表示於的狀態的剖面圖， 鉻的狀態的剖面圖’圖4c=與產品形成面上成臈有 光阻層後的狀態的剖面圖。’、、、自產品形成面上去除 圖 5 U)、圖 5 (b^ f品形成面均成凹 (:為表示藉錢刻而於 表示於光阻層上形成右，的形恶的剖面圖，圖5 (a)為 為表示產品形成面麵^部圖案的狀態的剖面圖，圖5(b) 、域刻的狀態的剖面圖，圖5(c)為表 200946319 ^uo^ypif.doc 不 品形成面上去除光阻層後的狀態的剖面圖。 =(a)、圖6 (b)為表示藉由於光阻層的外表 ί = Ϊ上連續地使金屬材料成膜而形成凹凸圖案的形 面上形成有凹部圖案 形成=連續地使金屬材料成膜的狀態表與產品 的^圖為表示使旋轉裝置沿著產品形成面而旋動的形態 ❹
圖8為表示並不使雷射頭搖動，而 使其上下活動的形態的側視圖。 从“、、司服控制 【主要元件符號說明】 1 :模具 2 :加工裝置 3 :絡 11 :凹狀產品形成面 11a :凹部 12 :光阻層 12a:光阻層12的外表面 13 :凹部圖案 14 :電鍍膜 15 :凹凸圖案 21 :旋轉裝置 21A :旋轉台 21B .支持轴 33 200946319 30849pif.doc 21C、22C :驅動裝置 22 :曝光裝置 22A :雷射頭 22B :支持臂 22D :透鏡面 MM :金屬材料
34

Claims (1)

  1. 200946319 j>u〇Hypif.d〇c 七、申請專利範圍： -種模具之加工方法，其特徵在於包括以下步驟： 光阻形成步驟’於具有曲面、且形成於模具上的產。 形成面上形成可進行熱模式的形狀變化之光阻層；口口 ㈣f射光照射步驟’藉由内置有半導體雷射的曝光 裝置對上述光阻層照射雷射光而形成凹部圖案；以及 ❹形成==心船_·細上述產品 2. 如申請專利範圍第1項所述之模具之加工方法，其 中於上述雷射光照射步驟中， 丹 對應上述產品形成面的角度來改變射出上述雷 ==:上述產品形成面上的光阻層的表面 3. 如申請專利範圍第】項所述之模具之加工方法，盆 中於上述凹凸形成步驟中， /、 ❹外表ίί屬=巧膜於上述產品形成面與上述光阻層的 凸:庭，去除雜層，藉此於上述產品形成面上形成凹 4.如申請專利範圍第】項所述之模具之加工方法，並 中於上述凹凸形成步驟令， 八 形成：2模ί放入電鍍槽内，使電鍍膜成長於上述產品 凹^面上後’去除光阻層，藉此於上述產品形成面上形成 5.如申明專利範圍第j項所述之模具之加工方法，其 35 200946319 30849pif.doc 中於上述凹凸形成步驟中， 以殘留於上述產品形& φ $ 此於上述產品形成面上形成凹 行_後’去除姐層，# ㈣為尤十 凸 6.如申請專利範圍第1 中於上述凹凸形成步驟中， 項所述之模具之加工方法’其 於上述產品形成面與上述光阻層之外表面上連續地 使金屬材料成膜，藉此於上述產品形成面上形成四凸。 7. 如申請專利範圍第丨項所述之模具之加工方法，其 中於上述雷射光照射步驟中， 進行使上述雷射光聚集於針對上述光阻層的規定位 置的聚焦伺服控制。 S 8. 如申請專利範圍第1項所述之模具之加工方法，其 中於上述雷射光照射步驟中， 沿著上述產品形成面，使射出上述雷射光的雷射頭與 才果具相對地移動。 9. 如申請專利範圍第1項所述之模具之加工方法，其 中上述凹部圖案的寬度小於等於1 #m。 10. —種模具之製造方法，其特徵在於·*利用如申請專 利範圍第i項至第9項中任一項之加工方法來製造模具。 】1.—種光學零件之製造方法，其特徵在於：使用藉甴 如申請專利範圍第10項所述之製造方法所製造的模具進 行射出成形，藉此來製造光學零件。
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