WO2008001935A1 - Antireflection structure and method for producing the same - Google Patents

Antireflection structure and method for producing the same Download PDF

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Takamasa Tamura
Makoto Umetani
Kazuhiko Ishimaru
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Panasonic Corporation
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    • G02B1/10Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
    • G02B1/11Anti-reflection coatings
    • G02B1/118Anti-reflection coatings having sub-optical wavelength surface structures designed to provide an enhanced transmittance, e.g. moth-eye structures

Abstract

Disclosed are an antireflection structure and a production method thereof. Specifically disclosed is an antireflection structure which can be easily mass-produced at low cost. The antireflection structure has a surface which is provided with an antireflection arrangement for suppressing reflection of incident light wherein a plurality of fine projections are arranged. This antireflection structure is characterized in that the inverted shape wherein the recesses and projections of the antireflection arrangement are reversed is generally identical with the shape of the antireflection arrangement.

Description

明 細 書  Specification
反射防止構造体及びその製造方法  Antireflection structure and manufacturing method thereof
技術分野  Technical field
[0001] 本発明は反射防止構造体及びその製造方法に関する。  The present invention relates to an antireflection structure and a method for manufacturing the same.
背景技術  Background art
[0002] 近年、光の反射を抑制する光反射防止処理が表面に施された種々の光学素子が 提案されている。光反射防止処理としては、例えば、屈折率の比較的低い膜 (低屈 折率膜)や、低屈折率膜と屈折率の比較的高い膜 (高屈折率膜)とを交互に積層して なる多層膜等力 なる光反射防止膜を表面に形成する処理が挙げられる(例えば、 特許文献 1等)。一般的に、このような低屈折率膜や多層膜等力 なる光反射防止膜 は、蒸着法や、スパッタリング法等により形成される。  [0002] In recent years, various optical elements have been proposed in which light reflection prevention treatment for suppressing light reflection is performed on the surface. As an antireflection treatment, for example, a film having a relatively low refractive index (low refractive index film), or a film having a low refractive index and a film having a relatively high refractive index (high refractive index film) are alternately laminated. And a process of forming an antireflection film having the same strength on the surface (for example, Patent Document 1). In general, such an antireflection film having a low refractive index film or a multilayer film is formed by vapor deposition, sputtering, or the like.
[0003] し力しながら、蒸着法やスパッタリング法等を用いた光反射防止膜の形成工程は複 雑である。このため、光反射防止膜は、生産性が低ぐまた生産コストが高いという問 題がある。  However, the process of forming an antireflection film using a vapor deposition method, a sputtering method, or the like is complicated. For this reason, the light reflection preventing film has a problem that productivity is low and production cost is high.
[0004] また、このような光反射防止膜は、波長依存性が大きいという問題がある。具体的に は、所定の波長 (設計波長)の光に対しては高い光反射防止機能を有するものの、 その他の波長の光に対しては十分な光反射防止機能を有さな 、と 、う問題がある。 このため、低屈折率膜や多層膜等力もなる光反射防止膜では、撮像光学系などにお いて必要とされる可視波長域全域に亘る光反射防止効果を実現することは困難であ る。  [0004] In addition, such an antireflection film has a problem that the wavelength dependency is large. Specifically, it has a high antireflection function for light of a predetermined wavelength (design wavelength), but does not have a sufficient antireflection function for light of other wavelengths. There's a problem. For this reason, it is difficult to achieve an anti-reflection effect over the entire visible wavelength range required for an imaging optical system or the like with a low-refractive index film or a multilayer anti-reflection film.
[0005] さらには、低屈折率膜や多層膜等力 なる光反射防止膜は、垂直入射光に対して は比較的高い光反射防止効果を有するものの、入射角が大きくなると光反射防止効 果が小さくなるという入射角依存性を有する。すなわち、入射角の大きな光に対して は十分な光反射防止効果が得られな 、と 、う問題もある。  [0005] Furthermore, the light reflection preventing film having a low refractive index film or a multilayer film has a relatively high light reflection preventing effect with respect to the normal incident light, but when the incident angle is increased, the light reflection preventing effect is obtained. Has an incidence angle dependency that becomes smaller. That is, there is a problem that a sufficient light reflection preventing effect cannot be obtained for light having a large incident angle.
[0006] このような問題に鑑み、例えば、サブミクロンピッチで配列された複数の錐体状突起 部からなる反射防止構造 (以下、「反射防止凹凸構造」とすることがある。)が提案さ れている。この反射防止凹凸構造を有する光学素子では、光学素子界面における急 激な屈折率変化が抑制される。すなわち、反射防止凹凸構造において緩やかに屈 折率が変化する。このため、光学素子表面における光反射が低減され、光学素子内 への高い光入射率を実現することができる。この反射防止凹凸構造によれば、錐体 状突起部相互間のピッチ以上の波長を有する光の反射を抑制することができる。ま た、反射防止凹凸構造は、入射角の大きい光に対しても比較的高い反射抑制効果 を奏する。すなわち、この反射防止凹凸構造は小さい波長依存性及び入射角依存 性を有するものである。従って、この反射防止凹凸構造を用いることにより、広い波長 域における高!、光反射防止効果を有する光学素子、光学系等を実現することができ る。このような反射防止構造体の製造方法としては、特許文献 2のように EB描画と RI Eエッチングを組み合わせたものなどが提案されている。 In view of such problems, for example, an antireflection structure composed of a plurality of conical protrusions arranged at a submicron pitch (hereinafter, sometimes referred to as an “antireflection uneven structure”) has been proposed. It is. In the optical element having this antireflection uneven structure, the abruptness at the optical element interface is sharp. A drastic change in refractive index is suppressed. That is, the refractive index gradually changes in the antireflection uneven structure. For this reason, light reflection on the surface of the optical element is reduced, and a high light incidence rate into the optical element can be realized. According to this antireflection uneven structure, reflection of light having a wavelength equal to or greater than the pitch between the cone-shaped protrusions can be suppressed. In addition, the anti-reflection concavo-convex structure has a relatively high anti-reflection effect even for light having a large incident angle. That is, this anti-reflection uneven structure has a small wavelength dependency and incident angle dependency. Therefore, by using this antireflection concavo-convex structure, it is possible to realize an optical element, an optical system, and the like that have a high light reflection preventing effect in a wide wavelength range. As a method for manufacturing such an antireflection structure, a combination of EB drawing and RIE etching has been proposed as disclosed in Patent Document 2.
特許文献 1:特許第 2566634号公報  Patent Document 1: Japanese Patent No. 2566634
特許文献 2:特開 2001— 272505号公報  Patent Document 2: JP 2001-272505 A
発明の開示  Disclosure of the invention
発明が解決しょうとする課題  Problems to be solved by the invention
[0007] 特許文献 2等に記載された反射防止構造体の製造方法では、反射防止構造体の 製造に非常に長い時間と多大な製造コストを必要とする。従って、特許文献 2等に記 載された方法により直接反射防止構造体を製造することは好ましくない。  [0007] In the method for manufacturing an antireflection structure described in Patent Document 2, etc., it takes a very long time and a large manufacturing cost to manufacture the antireflection structure. Therefore, it is not preferable to directly manufacture the antireflection structure by the method described in Patent Document 2 and the like.
[0008] 例えば、安価に反射防止構造体を製造する方法として、反射防止構造を作成する ための複製型を用いる方法が考えられる。この方法によれば、一旦、複製型を作製し た後は、容易且つ安価に反射防止構造体を製造することが可能となる。  [0008] For example, as a method for manufacturing an antireflection structure at a low cost, a method using a replication mold for producing an antireflection structure is conceivable. According to this method, once the replica mold is manufactured, the antireflection structure can be manufactured easily and inexpensively.
[0009] また、特に安価な製造方法として、作成された反射防止構造体を成形型として、 1 次の複製型を作製し、その 1次の複製型を成形型として 2次の複製型を作製し、その 2次の複製型を成形型として用いて反射防止構造体を製造する方法が考えられる。 この方法によれば、一旦反射防止構造体を作成してしまえば、 2次の複製型を安価 に量産できるため、反射防止構造体の製造コストをより低減することができる。  [0009] In addition, as a particularly inexpensive manufacturing method, a primary replica mold is manufactured using the created antireflection structure as a mold, and a secondary replica mold is manufactured using the primary replica mold as a mold. Then, a method of manufacturing an antireflection structure using the secondary replica mold as a mold can be considered. According to this method, once the antireflection structure is produced, the secondary replica mold can be mass-produced at low cost, and the manufacturing cost of the antireflection structure can be further reduced.
[0010] ところが、反射防止構造は、一般的に、図 1のような複数の微細な錐体状の凸部が 配列した構造を有する。このため、反射防止構造体と 2次の複製型とは実質的に同 形状となる。従って、 2次の複製型を用いてプレス成形が電铸により反射防止構造体 を製造すると、元となった反射防止構造体とは凹凸形状が逆の図 2のような反射防止 構造体が製造されてしまう。すなわち、元の反射防止構造体に形成された凸部の形 状に対応した凹部が複数形成された反射防止構造を有する反射防止構造体が製造 されることとなる。 [0010] However, the antireflection structure generally has a structure in which a plurality of fine conical projections are arranged as shown in FIG. For this reason, the antireflection structure and the secondary replica type have substantially the same shape. Therefore, the secondary replica mold is used to press-mold the anti-reflective structure. When manufactured, an antireflection structure as shown in Fig. 2 is produced which has an uneven shape opposite to the original antireflection structure. That is, an antireflection structure having an antireflection structure in which a plurality of concave portions corresponding to the shape of the convex portions formed in the original antireflection structure is formed.
[0011] ここで、複数の微細な凹部が形成された場合は、複数の微細な凸部が形成された 場合と比較して、表層部における屈折率変化が急になるため、十分な反射防止効果 が得られなくなる可能性がある。  [0011] Here, when a plurality of fine concave portions are formed, since the refractive index change in the surface layer portion becomes abrupt compared to the case where a plurality of fine convex portions are formed, sufficient antireflection is achieved. The effect may not be obtained.
[0012] 従って、複数の微細な錐体状の凸部が複数配列されてなる反射防止構造を備えた 反射防止構造体は 2次の複製型を用いて安価に製造することができな 、と 、う問題 がある。 Accordingly, an antireflection structure having an antireflection structure in which a plurality of fine cone-shaped projections are arranged cannot be manufactured at low cost using a secondary replica mold. There is a problem.
[0013] 本発明は斯力る点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、安価且つ 容易に量産可能な反射防止構造体を提供することにある。  [0013] The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to provide an antireflection structure that can be inexpensively and easily mass-produced.
課題を解決するための手段  Means for solving the problem
[0014] 上記目的を解決するために、本発明に係る反射防止構造体は、微細な凸部が複 数配列されてなり、入射光の反射を抑制する反射防止構造が表面に形成された反 射防止構造体であって、反射防止構造の凹凸を反転させた形状と、反射防止構造 の形状とが略同一であることを特徴とする。 [0014] In order to solve the above-described object, the antireflection structure according to the present invention has a structure in which a plurality of fine convex portions are arranged and an antireflection structure for suppressing reflection of incident light is formed on the surface. The anti-reflection structure is characterized in that the shape obtained by inverting the unevenness of the anti-reflection structure is substantially the same as the shape of the anti-reflection structure.
[0015] すなわち、本発明に係る反射防止構造体は、微細な複数の凸部の形状と、その複 数の凸部により形成される複数の凹部を反転させた形状とが相互に略同一であると ことを特徴とする。 [0015] That is, in the antireflection structure according to the present invention, the shape of the plurality of fine protrusions and the shape obtained by inverting the plurality of recesses formed by the plurality of protrusions are substantially the same. It is characterized by being.
[0016] 本発明に係る反射防止構造体を成形型として第 1の複製型を作製し、その第 1の複 製型を成形型として第 2の複製型を作製した場合、反射防止構造の凹凸を反転させ た形状と、反射防止構造の形状とが略同一であるため、第 1の複製型に形成された 微細構造と第 2の複製型に形成された微細構造とは、共に本発明に係る反射防止構 造体の反射防止構造と略同一形状となる。そして、第 1又は第 2の複製型を用いて、 電铸ゃプレス成形法により本発明に係る反射防止構造体を量産することができる。つ まり、本発明に係る反射防止構造体は、ひとつ作成した後は、その作成された反射 防止構造体を成形型として第 1又は第 2の複製型を多数作製することができ、その多 数作成された複製型を用いて微細な凸部が複数配列されてなる反射防止構造を有 する反射防止構造体を容易且つ安価に量産することができる。従って、本発明に係 る反射防止構造体は、安価且つ容易に量産可能なものである。 [0016] When the first replica mold is manufactured using the antireflection structure according to the present invention as a mold, and the second replica mold is manufactured using the first replica mold as a mold, the unevenness of the antireflection structure Therefore, the microstructure formed in the first replica mold and the micro structure formed in the second replica mold are both included in the present invention. Such an antireflection structure has substantially the same shape as the antireflection structure. The antireflection structure according to the present invention can be mass-produced by the electric press molding method using the first or second replication mold. In other words, after one antireflection structure according to the present invention is produced, a large number of first or second replica molds can be produced using the produced antireflection structure as a mold. It is possible to easily and inexpensively mass-produce an antireflection structure having an antireflection structure in which a plurality of fine convex portions are arranged using a plurality of duplicate molds. Therefore, the antireflection structure according to the present invention can be mass-produced easily and inexpensively.
[0017] 本発明に係る反射防止構造体の第 1の製造方法は、微細な凸部が複数配列され てなり、入射光の反射を抑制する反射防止構造が表面に形成されており、反射防止 構造の凹凸を反転させた形状と、反射防止構造とが略同形状である反射防止構造 体を製造するための方法であって、反射防止構造は二光束干渉露光法、又は X線リ ソグラフィ法により形成することを特徴とする。  [0017] The first manufacturing method of the antireflection structure according to the present invention includes a plurality of fine convex portions arranged, and an antireflection structure that suppresses reflection of incident light is formed on the surface. A method for manufacturing an antireflection structure in which the shape of the irregularities of the structure is inverted and the antireflection structure is substantially the same shape. The antireflection structure is a two-beam interference exposure method or an X-ray lithography method. It is formed by.
[0018] 本発明に係る反射防止構造体の第 2の製造方法は、微細な凸部が複数配列され てなり、入射光の反射を抑制する反射防止構造が表面に形成されており、反射防止 構造の凹凸を反転させた形状と、反射防止構造とが略同形状である反射防止構造 体を製造するための方法であって、反射防止構造体を成形型として電铸によって複 製型を作製し、複製型を用いて反射防止構造を形成することを特徴とする。  [0018] In the second manufacturing method of the antireflection structure according to the present invention, a plurality of fine convex portions are arranged, and an antireflection structure that suppresses reflection of incident light is formed on the surface. This is a method for manufacturing an antireflection structure in which the irregularities of the structure are inverted and the antireflection structure is approximately the same shape. The antireflection structure is formed using a replication mold.
[0019] 本発明に係る反射防止構造体の第 3の製造方法は、微細な凸部が複数配列され てなり、入射光の反射を抑制する反射防止構造が表面に形成されており、反射防止 構造の凹凸を反転させた形状と、反射防止構造とが略同形状である反射防止構造 体を製造するための方法であって、反射防止構造体を成形型として用いて被成形物 をプレス成形することにより複製型を作製し、複製型を用いて反射防止構造を形成す ることを特徴とする。  [0019] In the third manufacturing method of the antireflection structure according to the present invention, a plurality of fine convex portions are arranged, and an antireflection structure that suppresses reflection of incident light is formed on the surface. A method for manufacturing an antireflection structure in which the shape of the structure is inverted and the antireflection structure is substantially the same shape, and the object to be molded is press-molded using the antireflection structure as a mold Thus, a replica mold is manufactured, and an antireflection structure is formed using the replica mold.
発明の効果  The invention's effect
[0020] 本発明によれば、安価且つ容易に量産可能な反射防止構造体を実現することがで きる。  [0020] According to the present invention, it is possible to realize an antireflection structure that can be easily mass-produced inexpensively.
図面の簡単な説明  Brief Description of Drawings
[0021] [図 1]図 1は、一般的な円錐型反射防止構造体の図である。 FIG. 1 is a diagram of a general conical antireflection structure.
[図 2]図 2は、円錐型反射防止構造体の凹凸を反転させた図である。  FIG. 2 is a diagram in which the concavities and convexities of the conical antireflection structure are reversed.
[図 3]図 3は、実施の形態 1にかかる反射防止構造体の製造方法を説明する模式図 である。  FIG. 3 is a schematic diagram for explaining the manufacturing method of the antireflection structure according to the first embodiment.
[図 4]図 4は、露光後の基板上に形成される X線の強度分布を示す模式図、(B)は、 露光後の基板上に照射された X線の強度分布を立体的に示した斜視拡大図である [FIG. 4] FIG. 4 is a schematic diagram showing the intensity distribution of X-rays formed on the substrate after exposure, and FIG. FIG. 3 is an enlarged perspective view showing the intensity distribution of X-rays irradiated onto the substrate after exposure in a three-dimensional manner.
[図 5]図 5は、実施の形態 2にかかる反射防止構造体の製造方法を説明する模式図 である。 FIG. 5 is a schematic diagram for explaining a manufacturing method of the antireflection structure according to the second embodiment.
[図 6]図 6は、実施の形態 3にかかる電铸型の製造方法を説明する模式図である。  [Fig. 6] Fig. 6 is a schematic diagram for explaining an electric wire manufacturing method according to the third embodiment.
[図 7]図 7は、実施の形態 4にかかるガラス複製型の製造方法を説明する模式図であ る。 FIG. 7 is a schematic diagram for explaining a glass replication mold manufacturing method according to the fourth embodiment.
[図 8]図 8は、実施の形態 5にかかる反射防止構造体の製造方法を説明する模式図 である。  FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a manufacturing method of the antireflection structure according to the fifth embodiment.
[図 9]図 9は、実施の形態 7にかかる反射防止構造体の斜視図である。  FIG. 9 is a perspective view of an antireflection structure according to Embodiment 7.
[図 10]図 10は、実施の形態 7にかかる反射防止構造体の断面図である。  FIG. 10 is a cross-sectional view of the antireflection structure according to Embodiment 7.
[図 11]図 11は、実施の形態 7にかかる別の反射防止構造体の断面図である。  FIG. 11 is a cross-sectional view of another antireflection structure according to Embodiment 7.
[図 12]図 12は、実施の形態 7にかかる反射防止構造体の製造方法において用いる 成形型の断面図である。  FIG. 12 is a cross-sectional view of a mold used in the method for manufacturing an antireflection structure according to Embodiment 7.
符号の説明 Explanation of symbols
Q1 石英ガラス基板  Q1 Quartz glass substrate
11 円錐型反射防止構造体  11 Conical antireflection structure
31 PMMA基板  31 PMMA substrate
32 反射防止構造体  32 Anti-reflection structure
51 X線レジスト  51 X-ray resist
52 微細構造  52 Microstructure
53 反射防止構造体  53 Anti-reflection structure
61 PMMAマスタ型  61 PMMA master type
62 反射防止構造体  62 Anti-reflection structure
63 MZB溶液  63 MZB solution
64 無電解メツキ層  64 Electroless plating layer
65 スルファミン酸ニッケル電解液  65 Nickel sulfamate electrolyte
66A Niメツキ層 66B Niメツキ層 66A Ni plating layer 66B Ni plating layer
67 塩基溶揿  67 Base hot metal
68 1次の Ni複製型  68 Primary Ni replication type
69 離型膜  69 Release film
60 2次の Ni複製型  60 Secondary Ni replication type
71 薄膜  71 thin film
72 上型  72 Upper mold
73 下型  73 Lower mold
74 成形用材料  74 Molding materials
75 薄膜  75 thin film
76 チャンバ一  76 chamber
77 部材  77 parts
81 ベース型  81 Base type
82 表面保護離型層  82 Surface protective release layer
83 電铸型  83 Electric type
84 流動状態の榭脂  84 Oil in a fluidized state
85 樹脂  85 resin
発明を実施するための最良の形態  BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
[0023] 以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。  Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
[0024] (実施の形態 1)  [Embodiment 1]
以下のように、 SiCメンブレン上に線幅 150nm、ピッチ 300nmの Ta吸収パターン を有する X線マスク Aを用いて、 PMMA基板 31に X線を照射して反射防止構造体を 作製した。図 3を参照しながら、詳細を説明する。  Using an X-ray mask A having a Ta absorption pattern with a line width of 150 nm and a pitch of 300 nm on an SiC membrane, an antireflection structure was produced by irradiating the PMMA substrate 31 with X-rays as follows. Details will be described with reference to FIG.
[0025] PMMA基板 31に、 X線マスク Aを 100 μ mのギャップとなるように対向させた。その 後、 X線マスク A側から 10A · minで X線露光を行った(第 1の露光工程:図 3 (A) )。 続けて、 X線マスク Aを X線の光軸まわりに 90度回転させて、同様に X線マスク A側か ら lOA'minで X線露光を行った (第 2の露光工程:図 3 (B) )。 X線露光後、 2—(2— n—ブトキシエトキシ)エタノールを主成分とする現像液に浸漬して現像した結果、 P MMA基板 31は、ピッチ 300nm、高さ 400nmの微細構造 32に加工された(現像ェ 程:図 3 (C) )。 [0025] The X-ray mask A was opposed to the PMMA substrate 31 so as to form a gap of 100 μm. After that, X-ray exposure was performed at 10 A · min from the X-ray mask A side (first exposure process: Fig. 3 (A)). Subsequently, X-ray mask A was rotated 90 degrees around the optical axis of the X-ray, and X-ray exposure was similarly performed from the X-ray mask A side with lOA'min (second exposure process: Fig. 3 ( B)). After X-ray exposure, the film was developed by dipping in a developer containing 2- (2-n-butoxyethoxy) ethanol as the main component. The MMA substrate 31 was processed into a microstructure 32 with a pitch of 300 nm and a height of 400 nm (development process: FIG. 3 (C)).
[0026] PMMA基板 31上に露光されるパターンは、図 4の(4—1 A)に示すように、 X線 露光量が 3レベルの正方格子である。すなわち、露光後の基板上には、回転の前後 で X線が露光されない領域(図 4の(4—1— A)中、「0」と記す)と、回転の前後のい ずれ力 1回だけ X線が露光された領域(図 4の (4—1— A)中、「1」と記す)と、回転の 前後でいずれも X線が露光された領域 (図 4の (4—1— A)中、「2」と記す)とが形成 される。このように露光された基板を現像すると、回転の前後でいずれも X線が露光さ れた領域および回転の前後のいずれか 1回だけ X線が露光された領域は、ともに現 像により凹部となる。このとき、凹部の形成深さは、照射される X線量が多いと深くなる 。したがって、凹部は、回転の前後でいずれも X線が露光された領域の方力 回転の 前後のいずれか 1回だけ X線が露光された領域よりも深くなる。以上のようにして、図 4の(4 1 A)に示す 3レベルの単位構造が周期的に形成された形状に対応する X 線強度分布を得ることができる。  The pattern exposed on the PMMA substrate 31 is a square lattice with an X-ray exposure amount of 3 levels, as shown in (4-1 A) of FIG. That is, on the substrate after exposure, an area where X-rays are not exposed before and after the rotation (indicated as “0” in (4-1-1A) in FIG. 4), and a displacement force before and after the rotation once. The area where only X-rays were exposed (denoted as “1” in (4-1-1A) in Fig. 4) and the area where X-rays were exposed both before and after rotation ((4-1) in Fig. 4). — In A), “2”) is formed. When the exposed substrate is developed in this way, both the area where X-rays are exposed before and after the rotation and the area where X-rays are exposed only once both before and after the rotation are both marked with a recess by the image. Become. At this time, the formation depth of the concave portion becomes deeper when the X-ray dose to be irradiated is larger. Therefore, the concave portion becomes deeper than the area where the X-rays are exposed only once before and after the rotation of the area where the X-rays are exposed before and after the rotation. As described above, the X-ray intensity distribution corresponding to the shape in which the three-level unit structure shown in (4 1 A) of FIG. 4 is periodically formed can be obtained.
[0027] 実際に、図 4の (4 1 A)に示す X線強度分布に基づき基板を現像すると、干渉 及び現像時のサイドエッチングの影響により、図 4の (4 1 B)に示す立体的な構 造のように断面矩形の形状は得られず、エッジ部分がなまった構造になり、凸部は釣 り鐘型のような形状になる。また、 3レベルの単位構造が反射率を低減すべき光の波 長以下のピッチでアレイ状に配列されており、表面に入射する反射防止効果を奏す る。  [0027] Actually, when the substrate is developed based on the X-ray intensity distribution shown in (4 1 A) of Fig. 4, the three-dimensional shown in (4 1 B) of Fig. 4 is caused by the influence of interference and side etching during development. The shape of a rectangular cross section cannot be obtained as in the case of a simple structure, and the edge portion is rounded, and the convex portion is shaped like a bell. In addition, the three-level unit structure is arranged in an array with a pitch less than the wavelength of the light whose reflectance should be reduced, and has the effect of preventing reflection incident on the surface.
[0028] 図 4の(4 1 B)の構造の凹凸を反転させる、つまり図 4の(4 1 A)の「2」と「0 」を入れ替えても同様の構造を取ることが分かる。  [0028] It can be seen that the same structure is obtained even if the unevenness of the structure (4 1 B) in FIG. 4 is inverted, that is, “2” and “0” in (4 1 A) in FIG.
[0029] 実施の形態 1では、 X線マスク Aを X線の光軸まわりに 90度回転させてパターンを 重畳させる例を示したがこれに限られない。例えば、 X線マスク Aを X線の光軸まわり に 270度回転させてパターンを重畳させる例を示してもょ 、し、複数回回転させても よい。要は、最終的に、 LZSパターン同士が直交する関係になるように X線マスクを 回転させればよい。また、 X線マスク Aを回転させる代わりに基板を回転させてもよい [0030] 回転角度についても、 90度だけでなぐ図 5に示すように 60度もしくは 120度で 3回 露光を行ってもよい。その際の基板上に露光されるパターンは、図 4の(4— 2— A)に 示すように、 X線露光量が 4レベルとなり、現像により図 4の(4 2— B)に示す形状の 角部がなまった構造が形成される。同構造も、図 4の (4—1— B)の構造と同様に凹 凸反転させる、つまり図 4の(4 2— A)の「3」と「0」、及び「2」と「 1」を入れ替えても 同様の構造を取ることが分かる。 In Embodiment 1, the example in which the X-ray mask A is rotated 90 degrees around the X-ray optical axis and the pattern is superimposed is shown, but the present invention is not limited to this. For example, an example in which the X-ray mask A is rotated by 270 degrees around the optical axis of the X-ray and the pattern is superimposed may be shown, or may be rotated a plurality of times. In short, it is only necessary to rotate the X-ray mask so that the LZS patterns are finally orthogonal to each other. Also, instead of rotating the X-ray mask A, the substrate may be rotated. [0030] Regarding the rotation angle, exposure may be performed three times at 60 degrees or 120 degrees as shown in FIG. In this case, the pattern exposed on the substrate has an X-ray exposure level of 4 as shown in (4-2-A) in Fig. 4, and the shape shown in (4 2-B) in Fig. 4 by development. A structure with a rounded corner is formed. This structure is also concave-convex inverted like the structure of (4-1-1 B) in Fig. 4, that is, "3" and "0" and (2) and "1" of (4 2-A) in Fig. 4 It can be seen that even if "
[0031] 実施の形態 1では、 X線マスク Aの LZSパターンにおいて、 X線吸収領域 3と X線 透過領域 4の幅を 1対 1とした力 任意の比率としてよい。また、回転中心付近と周辺 付近との間で幅を変化させるように LZSパターンを形成すると、反射率に波長依存 性を持たせることも可能である。  [0031] In the first embodiment, in the LZS pattern of the X-ray mask A, the force with which the width of the X-ray absorption region 3 and the X-ray transmission region 4 is 1: 1 may be an arbitrary ratio. In addition, if the LZS pattern is formed so that the width varies between the vicinity of the center of rotation and the vicinity of the periphery, it is possible to make the reflectance wavelength dependent.
[0032] なお、 X線吸収体の材料として、具体的に Taを挙げたがこれに限られな 、。例えば 、吸収材が、 Ta、 Ni、 Au、 Cu、 Ag、 Cr、 Fe等のいずれであってもよい。  [0032] Although Ta was specifically mentioned as the material of the X-ray absorber, it is not limited to this. For example, the absorber may be any of Ta, Ni, Au, Cu, Ag, Cr, Fe and the like.
[0033] また、実施の形態 1では、 X線リソグラフィにより反射防止構造体を作製したが、二 光束干渉 (ホログラム)露光法などによっても同様の形状を作製することができる。  In the first embodiment, the antireflection structure is manufactured by X-ray lithography, but a similar shape can be manufactured by a two-beam interference (hologram) exposure method or the like.
[0034] (実施の形態 2)  [Embodiment 2]
実施の形態 2では、基板に PMMAではなぐ石英を用いた。図 5を参照して、 X線リ ソグラフィにより石英ガラス基板の表面に反射防止構造体を形成する方法を説明す る。  In the second embodiment, quartz that is not PMMA is used for the substrate. A method for forming an antireflection structure on the surface of a quartz glass substrate by X-ray lithography will be described with reference to FIG.
[0035] 石英ガラス基板 Q1を 20mmX 20mm X 5mmの大きさに切り出し、表面を中心線 表面粗さ Ra = 2nm程度まで平滑に研磨加工した。この石英ガラス基板 Q1の表面に 、スピンコート法を用いて X線レジスト 51を 0. 3 μ mの厚みで形成した。 X線レジスト 5 1が塗布された石英ガラス基板 Q1に、 X線マスク Aを 100 mのギャップを介して対 向させた。その後、 X線マスク A側から lOA'minで X線露光を行った (第 1の露光ェ 程:図 5 (A) )。続けて、 X線マスク Aを X線の光軸まわりに 90度回転させて、同様にマ スク A側から lOA'minで X線露光を行った (第 2の露光工程:図 5 (B) )。X線露光後 、 2- (2— n—ブトキシエトキシ)エタノールを主成分とする現像液に浸漬して現像し た結果、 X線レジスト 51は、図 4の (4—1—B)に示した立体的な強度分布に基づくピ ツチ 300nmの微細構造 52にカ卩ェされた (現像工程:図 5 (C) )。 [0036] 次に、 X線レジストからなる微細構造 32が形成された石英ガラス基板 Qlを RFドライ エッチング装置の中に入れ、 CHF +0 ガスを用いて、石英ガラス基板の表面をェ A quartz glass substrate Q1 was cut into a size of 20 mm × 20 mm × 5 mm, and the surface was smoothly polished to a centerline surface roughness Ra = 2 nm. An X-ray resist 51 having a thickness of 0.3 μm was formed on the surface of the quartz glass substrate Q1 by spin coating. An X-ray mask A was opposed to a quartz glass substrate Q1 coated with an X-ray resist 51 through a gap of 100 m. Thereafter, X-ray exposure was performed from the X-ray mask A side with lOA'min (first exposure step: FIG. 5 (A)). Subsequently, the X-ray mask A was rotated 90 degrees around the optical axis of the X-ray, and X-ray exposure was similarly performed from the mask A side with lOA'min (second exposure process: Fig. 5 (B)) ). After X-ray exposure, the X-ray resist 51 is shown in (4-1-1B) in Fig. 4 as a result of being immersed in a developer containing 2- (2-n-butoxyethoxy) ethanol as the main component. Based on the three-dimensional intensity distribution, a pitch of 300 nm was obtained (development process: Fig. 5 (C)). [0036] Next, the quartz glass substrate Ql on which the fine structure 32 made of the X-ray resist is formed is placed in an RF dry etching apparatus, and the surface of the quartz glass substrate is etched using CHF +0 gas.
3 2  3 2
ツチング処理し、石英ガラス基板 Q1の表面にピッチ 300nm、高さ 400nmの反射防 止構造体 33を形成した (構造形成工程:図 5 (D) )。反射防止構造体 53も、実施の 形態 1で作製した反射防止構造体と同様に、凹凸反転させても同形状となっている。  The anti-reflection structure 33 having a pitch of 300 nm and a height of 400 nm was formed on the surface of the quartz glass substrate Q1 by the etching process (structure formation process: FIG. 5 (D)). Similarly to the antireflection structure produced in the first embodiment, the antireflection structure 53 has the same shape even if it is inverted.
[0037] なお、図 5に示した製造方法にぉ 、て、 X線レジスト塗布前の石英ガラス基板 Q1に エッチングマスクを形成してから、 X線露光及び現像後にウエットエッチング及びドラ ィエッチング処理を行うと、さらに高さの大きい構造体が得られる。この場合、エツチン グマスクは Cr、 Ni、 Feであることが好ましい。  [0037] According to the manufacturing method shown in FIG. 5, after forming an etching mask on the quartz glass substrate Q1 before X-ray resist coating, wet etching and dry etching are performed after X-ray exposure and development. When this is done, a structure having a larger height can be obtained. In this case, the etching mask is preferably Cr, Ni, or Fe.
[0038] (実施の形態 3)  [0038] (Embodiment 3)
図 6を用いて、反射防止構造体を有する部材を製造するための型を複製する方法 を説明する。図 6は、実施の形態 3にかかる反射防止構造体を有する部材の製造方 法に用いる電铸型の製造方法を説明する模式図である。実施の形態 3にかかる反射 防止構造体を有する部材の製造方法は、型を電铸複製することを特徴として!ヽる。 以下、実施の形態 1の製造方法により作成された反射防止構造体が形成された PM MA基板 61を電铸複製するプロセスを例に説明を行う。  A method of replicating a mold for manufacturing a member having an antireflection structure will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a schematic diagram for explaining a method of manufacturing an electric type used in a method for manufacturing a member having an antireflection structure according to the third embodiment. The method for producing a member having an antireflection structure according to the third embodiment is characterized in that the mold is electrically duplicated. Hereinafter, a process for electrically replicating the PMMA substrate 61 on which the antireflection structure formed by the manufacturing method of Embodiment 1 is formed will be described as an example.
[0039] 実施の形態 1において説明した製造方法により PMMA基板 61 (マスタ型、図 6 (A) )は、導電性ではないので、無電解メツキ用 NiZB溶液 63に浸漬して、反射防止構 造体 62の表面に無電解メツキ層 64を形成した(図 6 (B) )。 PMMA基板 61の反射防 止構造体 62に形成された無電解メツキ層 64は、 30nmの厚みを有していた。無電解 メツキ層 64を形成したマスタ型をスルファミン酸ニッケル電解液 65に浸漬し、電気メッ キを行ってマスタ型の表面に Niメツキ層 66Aを形成させた(図 6 (C) )。その後、 Niメ ツキしたマスタ型を塩基溶液 67に浸漬して、 PMMA基板 61を引き離し(図 6 (D) )、 Ni複製型 68を得た(図 6 (E) )。 Ni複製型 68の厚さは 1. Ommであった。  [0039] Since the PMMA substrate 61 (master type, FIG. 6 (A)) is not electrically conductive by the manufacturing method described in the first embodiment, it is immersed in the NiZB solution 63 for electroless plating so as to prevent reflection. An electroless plating layer 64 was formed on the surface of the body 62 (FIG. 6 (B)). The electroless plating layer 64 formed on the antireflection structure 62 of the PMMA substrate 61 had a thickness of 30 nm. The master type in which the electroless plating layer 64 was formed was immersed in a nickel sulfamate electrolyte 65 and electroplated to form a Ni plating layer 66A on the surface of the master type (FIG. 6 (C)). Thereafter, the master mold with Ni plating was immersed in the base solution 67, and the PMMA substrate 61 was pulled away (FIG. 6 (D)) to obtain a Ni replication mold 68 (FIG. 6 (E)). The thickness of the Ni replica type 68 was 1. Omm.
[0040] 図 6を用いて、上記で得られた 1次の Ni複製金型 68から、 2次の Ni複製金型を作 製する方法を説明する。  [0040] A method for producing a secondary Ni replica mold from the primary Ni replica mold 68 obtained above will be described with reference to FIG.
[0041] 1次の Ni複製金型 68表面に、スパッタリングにより離型膜 69を形成した(図 6 (b) )。  [0041] A release film 69 was formed on the surface of the primary Ni replication mold 68 by sputtering (FIG. 6 (b)).
次に、離型膜 69を形成した 1次の Ni複製金型 68を、スルファミン酸ニッケル電解液 6 5に浸漬し、電気メツキを行って表面に Niメツキ層 66Bを形成させた(図 6 (c) )。その 後、 Niメツキをした 1次の Ni複製金型 68を Niメツキ層力も機械的に剥離して(図 6 (d) )、 2次の Ni複製金型 60を得た(図 6 (e) )。 Next, the primary Ni replication mold 68 on which the release film 69 was formed was added to the nickel sulfamate electrolyte 6 Immersion into 5 and electroplating was performed to form a Ni plating layer 66B on the surface (Fig. 6 (c)). After that, the Ni-plated primary Ni replica mold 68 was also mechanically peeled off the Ni-plating layer force (Fig. 6 (d)) to obtain the secondary Ni replica mold 60 (Fig. 6 (e )).
[0042] このようにして得られた 2次の Ni複製金型 60も、凹凸反転させても同形状であるた め、マスタ型及び 1次の Ni複製金型 68と同形状である。また、 2次以降、つまり 3次、 4次の複製金型を作製しても、同様に同形状の金型を得ることができる。また、 1次の 複製金型及び 2次の複製金型ともに同形状であるため、これらの金型による成形品も 同形状となる。 [0042] The secondary Ni replication mold 60 obtained in this way is the same shape as the master mold and the primary Ni replication mold 68 because it has the same shape even when the concaves and convexes are inverted. In addition, even if secondary and subsequent, that is, tertiary and quaternary replica molds are produced, a mold having the same shape can be obtained. Also, since both the primary replica mold and the secondary replica mold have the same shape, the molded products using these molds also have the same shape.
[0043] 以上のように複製された金型は、何重にも複製が可能であるため非常に低コストに 複製することができる。また、これらの複製金型は、加熱軟化された榭脂ゃガラス等を 直接成形する型として用いることができるため、反射防止構造体も低コストに製造す ることが可能となる。  [0043] Since the mold duplicated as described above can be duplicated many times, it can be duplicated at a very low cost. In addition, since these replica molds can be used as a mold for directly molding heat-softened rosin glass or the like, an antireflection structure can be produced at a low cost.
[0044] (実施の形態 4)  [Embodiment 4]
次に、図 7を参照して、反射防止構造体を有する部材を製造するための型を複製 する別の方法を説明する実施の形態 4にかかる反射防止構造体を有する部材の製 造方法に用いるガラス成形型の製造方法を表す。  Next, referring to FIG. 7, in the method for manufacturing a member having an antireflection structure according to the fourth embodiment, another method for duplicating a mold for manufacturing the member having the antireflection structure is described. This represents a method for producing a glass mold to be used.
[0045] 実施の形態 2において説明した製造方法により反射防止構造体が形成された石英 ガラス基板表面に、スパッタリング法によって、 Ir— Rh力もなる表面保護のための薄 膜 71を 0. 01 μ mの厚みで形成し、成形用上型 72とした。下型 73は、 WCを主成分 とする超硬合金表面にスパッタリング法により、 Ir—Rh力 なる表面保護のための薄 膜 71を 0. 03 /z mの厚みで形成したものを用いた。成形用ガラス材料 74には、クラウ ン系硼珪酸ガラス (転移点 Tg : 501° C、屈伏点 At: 549° C)を用い、その表面に 離型剤として窒化硼素 (BN)を主成分とする薄膜 75を形成した。  [0045] On the surface of the quartz glass substrate on which the antireflection structure is formed by the manufacturing method described in the second embodiment, a thin film 71 for surface protection having Ir—Rh force is formed by 0.01 μm by sputtering. The upper mold 72 for molding was formed. The lower mold 73 was formed by forming a thin film 71 with a thickness of 0.03 / zm on the surface of a cemented carbide containing WC as a main component by sputtering using Ir—Rh force. As the molding glass material 74, a crown-based borosilicate glass (transition point Tg: 501 ° C, yield point At: 549 ° C) is used, and boron nitride (BN) is used as a release agent on the surface. A thin film 75 was formed.
[0046] 上型 72と下型 73とを対向して成形機に設置し、その間に成形用ガラス材料 74を置 いた(図 7 (A) )。なお、上型 72と下型 73と成形用ガラス材料 74とは、すべて、窒素 ガスに置換されたチャンバ一 76の内部に収納される。温度 590°C、 1000Nのカロ圧 力で 3分間プレス成形し(図 7 (B) )、冷却せずに上型 72を離型し、成形用材料 74表 面に反射防止構造体の反転形状を形成し、部材 77を作製した (図 7 (C) )。その後、 下型 73から成形された部材を取り出し、反射防止構造体を有する部材 77の製造ェ 程が完了した。なお、表面保護の薄膜がなければ、ガラス材料は部分的に直接型に 接触し、融着を起こして型力も離型させることができなくなってしまう。無理に離型しよ うとすると、ガラス材料あるいは型が割れてしまう。 [0046] The upper mold 72 and the lower mold 73 were placed facing each other in a molding machine, and a molding glass material 74 was placed between them (FIG. 7 (A)). The upper mold 72, the lower mold 73, and the molding glass material 74 are all housed in a chamber 76 that is replaced with nitrogen gas. Press-molded for 3 minutes at a temperature of 590 ° C and a pressure of 1000N (Fig. 7 (B)), and the upper mold 72 was released without cooling, and the reversal shape of the anti-reflection structure on the surface of the molding material 74 To form a member 77 (FIG. 7C). afterwards, The member formed from the lower mold 73 was taken out, and the manufacturing process of the member 77 having the antireflection structure was completed. Without a surface-protecting thin film, the glass material will be in direct contact with the mold, causing fusion and making it impossible to release the mold force. If you try to release the mold forcibly, the glass material or mold will break.
[0047] 以上のように複製された型は、加熱軟化された榭脂ゃガラス等を直接成形する型と して用いることができる。実施の形態 4によれば、反射防止構造体を成形するために 用いる型を電子ビーム描画などの高コストで生産性の低い方法によらずに製造する ことが可能になる。  [0047] The mold replicated as described above can be used as a mold for directly molding heat-softened rosin glass or the like. According to the fourth embodiment, it is possible to manufacture the mold used for forming the antireflection structure without using a high-cost and low-productivity method such as electron beam drawing.
[0048] (実施の形態 5)  [0048] (Embodiment 5)
次に、図 8を参照して、反射防止構造体を有する部材を製造する別の方法を説明 する。図 8は、実施の形態 5にかかる反射防止構造体を有する部材の製造方法を説 明する模式図である。実施の形態 5は、先に述べたマスタ型から電铸複製された型を 用いて光学樹脂からなる部材を成形することを特徴として!/、る。  Next, another method for manufacturing a member having an antireflection structure will be described with reference to FIG. FIG. 8 is a schematic diagram for explaining a method for manufacturing a member having an antireflection structure according to the fifth embodiment. The fifth embodiment is characterized in that a member made of an optical resin is molded using a mold that is electrically replicated from the master mold described above.
[0049] 先に説明した電铸型 83をインサート型として、ベース型 81と 82に組み込み、榭脂 が充填されるキヤビティ内面全体にシランカップリング剤を塗布して、表面保護離型 層 82を形成した(図 8 (A) )。次に、電铸型 83を 220° Cに加熱し、流動状態にある ポリオレフイン榭脂 84を型内に射出し (図 8 (B) )、充填した (図 8 (C) )。榭脂が冷却 により固化したら、型を開き榭脂を取り出し、反射防止構造体が形成された榭脂 85を 得た。なお、本実施の形態はアクリル、テフロン (登録商標)、ポリエチレン、ポリオレフ イン、ポリカーボネートなどが榭脂材料として用いることができる。  [0049] The electric mold 83 described above is used as an insert mold, incorporated into the base molds 81 and 82, and a silane coupling agent is applied to the entire cavity inner surface filled with the resin to form the surface protective release layer 82. (Fig. 8 (A)). Next, the electric mold 83 was heated to 220 ° C., and the polyolefin resin 84 in a fluid state was injected into the mold (FIG. 8 (B)) and filled (FIG. 8 (C)). When the resin solidified by cooling, the mold was opened and the resin was taken out to obtain resin 85 in which an antireflection structure was formed. In this embodiment mode, acrylic, Teflon (registered trademark), polyethylene, polyolefin, polycarbonate, or the like can be used as the resin material.
[0050] (実施の形態 6)  [0050] (Embodiment 6)
実施の形態 6は、先に述べたマスタ型カゝら電铸複製された型を用いて光学榭脂か らなる部材を成形することを特徴としている。シランカップリング剤により表面保護膜を 形成した電铸複製型を用いて、実施の形態4と同様の成形機を用いて、光学榭脂材 料をプレス成形した。表面保護膜を形成した電铸複製型を上型とし、 WCを主成分と する超硬合金を下型に用いた。上型、下型、及び PMMA榭脂基板をセットし、 180 ° C、 20MPaでプレス成形し、榭脂基板表面に反射防止構造体を形成した。なお、 実施の形態はアクリル、テフロン (登録商標)、ポリエチレン、ポリオレフイン、ポリカー ボネートなどを榭脂基板として用いることができる。 The sixth embodiment is characterized in that a member made of optical resin is molded using a mold that is electronically replicated from the master mold car described above. An optical resin material was press-molded by using a molding machine similar to that of Embodiment 4 using an electric replica type in which a surface protective film was formed with a silane coupling agent. The electric replica type with a surface protective film was used as the upper die, and the cemented carbide containing WC as the main component was used as the lower die. The upper mold, the lower mold, and the PMMA resin substrate were set and press-molded at 180 ° C. and 20 MPa to form an antireflection structure on the surface of the resin substrate. The embodiments are acrylic, Teflon (registered trademark), polyethylene, polyolefin, and polycarbonate. Bonates and the like can be used as the resin substrate.
[0051] (実施の形態 7)  [0051] (Embodiment 7)
本実施の形態 7に係る反射防止構造体は、図 9, 10に示すように、凸形状の構造 単位と凹形状の構造単位とを交互にアレイ状に配列してなる周期構造を有し、上記 凹形状の構造単位は、概略錐状又は概略釣鐘状である一方、上記凸形状の構造単 位は、上記凹形状を反転させた概略錐状又は概略釣鐘状であって且つその先端部 を切断した形状となっている。尚、実際に得られる反射防止構造体は、干渉及び現 像時のサイドエッチングの影響により、図 9に示す立体的な構造のように断面矩形の 形状は得られず、エッジ部分がなまった構造になって 、る。  The antireflection structure according to Embodiment 7 has a periodic structure in which convex structural units and concave structural units are alternately arranged in an array as shown in FIGS. The concave-shaped structural unit is generally conical or bell-shaped, while the convex structural unit is a general cone-shaped or bell-like shape obtained by inverting the concave shape and has a tip portion thereof. It has a cut shape. Note that the antireflection structure actually obtained has a structure in which the shape of a rectangular cross-section is not obtained as shown in FIG. 9 due to the influence of interference and side etching at the time of image formation, and the edge portion is distorted. It becomes.
[0052] または、実施の形態 7に係る反射防止構造体は、図 11に示すように、凸形状の構 造単位と凹形状の構造単位とを交互にアレイ状に配列してなる周期構造を有し、上 記凹形状の構造単位は、概略錐状又は概略釣鐘状である一方、上記凸形状の構造 単位は、上記凹形状を反転させた概略錐状又は概略釣鐘状であって且つその先端 部の曲率半径が上記凹形状の底側端部の曲率半径よりも大きな形状となって 、る。  [0052] Alternatively, the antireflection structure according to Embodiment 7 has a periodic structure in which convex structural units and concave structural units are alternately arranged in an array as shown in FIG. The concave-shaped structural unit is generally conical or substantially bell-shaped, while the convex-shaped structural unit is generally conical or substantially bell-shaped obtained by inverting the concave shape and The radius of curvature of the tip is larger than the radius of curvature of the concave bottom end.
[0053] 本実施の形態 7に係る反射防止構造を有する反射防止構造体は、射出成形又は プレス成形によって成形される際に、凸形状先端部の転写性が低下するエア溜まり の発生を許容できるような形状となっている。その結果、射出成形又はプレス成形に よる反射防止構造体の形成により、容易且つ安価に量産することが可能となる。  [0053] The antireflection structure having the antireflection structure according to Embodiment 7 can tolerate the occurrence of air pockets in which the transferability of the tip of the convex shape is lowered when it is molded by injection molding or press molding. It has a shape like this. As a result, the formation of the antireflection structure by injection molding or press molding enables mass production easily and inexpensively.
[0054] すなわち、上記特許得文献 2等に記載された反射防止構造体の製造方法では、反 射防止構造体の製造に非常に長い時間と多大な製造コストを必要とするという問題 がある。そこで、安価に反射防止構造体を製造する方法として、例えば、反射防止構 造体の原盤もしくは複製を成形型として、射出成形又はプレス成形により反射防止構 造体を成形する方法が考えられる。  That is, the method for manufacturing an antireflection structure described in Patent Document 2 and the like has a problem that it requires a very long time and a large manufacturing cost to manufacture the antireflection structure. Therefore, as a method of manufacturing the antireflection structure at low cost, for example, a method of forming the antireflection structure by injection molding or press molding using a master or replica of the antireflection structure as a molding die is conceivable.
[0055] し力しながら、反射防止構造体のような微細構造を射出成形又はプレス成形によつ て成形する場合、反射防止構造の凸形状部、つまり成形型の凹形状部の先端の空 気が抜けない、すなわちエア溜まりが発生しやすぐ榭脂が完全に充填されないため 転写性良く射出成形することは難しい。エア溜まりを防ぐ方法として、真空成形などが あるが、成形コストが高くなるため、安価に反射防止構造体が作製できるという射出 成形のメリットが失われてしまうという問題がある。そこで、安価且つ容易に量産可能 な反射防止構造体が望まれて!/、た。 [0055] When a fine structure such as an antireflection structure is formed by injection molding or press molding while pressing, the convex portion of the antireflection structure, that is, the void at the tip of the concave portion of the molding die. It is difficult to perform injection molding with good transferability because the air does not escape, that is, air accumulation occurs and the resin is not completely filled immediately. There is vacuum forming as a method to prevent air accumulation. However, since the molding cost is high, the injection that an antireflection structure can be manufactured at low cost. There is a problem that the merit of molding is lost. Therefore, an antireflection structure that is inexpensive and can be easily mass-produced is desired!
[0056] それに対し、本実施の形態 7によれば、反射防止構造体の射出成形によるエア溜 まりの発生を許容でき、安価且つ容易に量産可能な反射防止構造体を実現すること ができる。  [0056] On the other hand, according to the seventh embodiment, it is possible to realize an antireflection structure that can permit air accumulation due to injection molding of the antireflection structure and can be easily mass-produced at low cost.
[0057] このような、反射防止構造体は、上記実施の形態 1に係る X線露光によって作製し た反射防止構造体を原盤として、上記実施の形態 3に係る電铸複製によって反射防 止構造体の複製型を作製し、該複製型を用いた上記実施の形態 5に係る射出成形 によって製造することができる。  [0057] Such an antireflection structure is formed by using the antireflection structure produced by the X-ray exposure according to the first embodiment as a master, and using the antireflection structure according to the third embodiment. A body replica mold can be produced and manufactured by injection molding according to Embodiment 5 using the replica mold.
[0058] 尚、原盤としての反射防止構造体の作製は、上記実施の形態 2に係る製造方法で も可能である。実施の形態 2で作製した石英ガラス基板による反射防止構造体の原 盤であれば、高耐熱'高強度であるため、そのまま射出成形用の金型として用いるこ とができる。第 1の複製だけでなぐ第 2、第 3の複製型のように 1つの原盤から多数の 複製型を作製する場合は、石英ガラス基板による反射防止構造体原盤から Ni電铸 によって複製型を作製してもよい。また、反射防止構造体の複製型は、上記実施の 形態 4の方法によっても作製可能である。さらに、複製型を用いた反射防止構造体の 製造は、上記実施の形態 6に係る方法であってもよい。さらにまた、上記実施の形態 1又は 2に係る製造方法で作成した反射防止構造体を原盤として、該原盤を用いた 上記実施の形態 5又は 6に係る製造方法で製造することもできる。  It should be noted that the antireflection structure as a master can be manufactured by the manufacturing method according to the second embodiment. The master of the antireflection structure made of the quartz glass substrate manufactured in Embodiment 2 has high heat resistance and high strength, and can be used as it is as a mold for injection molding. When making a large number of replica molds from a single master, such as the second and third replica molds, which can be obtained only by the first replica, the replica molds are manufactured from the anti-reflection structure master disk using a quartz glass substrate by Ni electroplating. May be. In addition, a replica type of the antireflection structure can also be manufactured by the method of the fourth embodiment. Further, the manufacturing of the antireflection structure using the replica mold may be the method according to the sixth embodiment. Furthermore, the antireflection structure produced by the manufacturing method according to the first or second embodiment can be used as a master, and can be manufactured by the manufacturing method according to the fifth or sixth embodiment using the master.
[0059] つまり、上記実施の形態 1, 2, 3による原盤及び複製型の作製においては、凹形状 の構造単位が概略錐状又は概略釣鐘状である一方、凸形状の構造単位が上記凹 形状を反転させた概略錐状又は概略釣鐘状である反射防止構造を有する反射防止 構造体が形成される。その一方で、上記実施の形態 4, 5, 6による複製型及び反射 防止構造体の作製にぉ 、ては、凹形状の構造単位が概略錐状又は概略釣鐘状で ある一方、凸形状の構造単位が凹形状を反転させた概略錐状又は概略釣鐘状であ つて且つその先端部を切断した形状、あるいは、凹形状を反転させた概略錐状又は 概略釣鐘状であって且つその先端部の曲率半径が該凹形状の底側端部の曲率半 径よりも大きな形状となり得る。 [0060] このように、エア溜まりの発生を許容できる反射防止構造体の製造方法は、換言す れば、入射光の反射を抑制する反射防止構造が表面に形成された反射防止構造体 の製造方法であって、上記反射防止構造は、凸形状の構造単位と凹形状の構造単 位とを交互にアレイ状に配列してなる周期構造であり、該周期構造を反転させた領 域を持つキヤビティを形成するように成形型を準備する工程と、上記成形型のキヤビ ティに加熱軟化された榭脂を射出充填する工程と、上記榭脂を冷却して上記成形型 力も離型させて部材を形成する工程とを備えている。そして、上記成形型において、 上記凹形状の構造単位は、概略錐状又は概略釣鐘状である一方、上記凸形状の構 造単位は、上記凹形状を反転させた概略錐状又は概略釣鐘状であるものとする。 [0059] That is, in the production of the master and the replica type according to the first, second, and third embodiments, the concave structural unit is substantially conical or bell-shaped, while the convex structural unit is the concave shape. Thus, an antireflection structure having an antireflection structure that is substantially conical or bell-shaped in which is inverted is formed. On the other hand, for the production of the replica type and antireflection structure according to the above-mentioned Embodiments 4, 5, and 6, the concave structural unit is substantially conical or bell-shaped, whereas the convex structure The unit is a general cone-shaped or bell-shaped with inverted concave shape and the shape of the tip is cut, or a general cone-shaped or inverted bell-shaped inverted concave shape, with the tip of the tip The curvature radius may be larger than the curvature radius of the concave bottom end. [0060] In this way, the method of manufacturing an antireflection structure capable of allowing the occurrence of air accumulation is, in other words, the manufacture of an antireflection structure having an antireflection structure that suppresses reflection of incident light on the surface. The antireflection structure is a periodic structure in which convex structural units and concave structural units are alternately arranged in an array, and has a region obtained by inverting the periodic structure. A step of preparing a mold so as to form a cavity, a step of injecting and filling the heat-softened resin into the mold cavity, a member by cooling the resin and releasing the mold force Forming a step. In the mold, the concave structural unit is substantially conical or substantially bell-shaped, while the convex structural unit is substantially conical or substantially bell-shaped obtained by inverting the concave shape. It shall be.
[0061] 本発明に係る反射防止構造体の製造方法における成形型の断面は、図 12に示す ような構造を取っている。すなわち、この製造方法における成形型は、上記凸形状と 凸形状の凹凸を反転させた形状と、反転させる前の形状が相互に略同一であるとこ とを特徴とする。  [0061] The cross section of the mold in the method for producing an antireflection structure according to the present invention has a structure as shown in FIG. That is, the molding die in this manufacturing method is characterized in that the convex shape and the shape obtained by inverting the convex and concave portions and the shape before being inverted are substantially the same.
[0062] 成形型における反射防止構造の凹凸を反転させた形状と反転させる前の形状とが 相互に略同一であるため、第 1の複製型に形成された微細構造 (反射防止構造)と、 第 1の複製型を成形型として用いて作製された第 2の複製型に形成された微細構造 (反射防止構造)とは共に略同一形状となる。つまり、本発明に係る反射防止構造体 の製造方法における成形型は、それにより作成された反射防止構造体自体を成形 型として第 2又は第 3の複製型を多数作製することができ、その多数作成された複製 型を用いて微細な凸部が複数配列されてなる反射防止構造を有する反射防止構造 体をさらに容易且つ安価に量産することができる。  [0062] Since the shape of the unevenness of the antireflection structure in the mold is inverted and the shape before being inverted are substantially the same, the fine structure (antireflection structure) formed in the first replica mold, Both the microstructure (antireflection structure) formed in the second replica mold produced using the first replica mold as a mold have substantially the same shape. In other words, the molding die in the method for manufacturing an antireflection structure according to the present invention can produce a large number of second or third replica molds by using the antireflection structure itself produced thereby as a molding die. An antireflection structure having an antireflection structure in which a plurality of fine convex portions are arranged using the produced replica mold can be more easily and inexpensively mass-produced.
[0063] また、上記成形型を準備する工程は、二光束干渉露光法又は X線リソグラフィ法に より作製した反射防止構造体を用いて上記キヤビティを形成するように成形型を作製 するものであってもよい。  [0063] Further, the step of preparing the molding die is to produce the molding die so as to form the above-described cavity using an antireflection structure produced by a two-beam interference exposure method or an X-ray lithography method. May be.
[0064] さらに、上記成形型を準備する工程は、二光束干渉露光法又は X線リソグラフィ法 により作製した反射防止構造体から電铸によって複製型を作製し、該複製型を用い て上記キヤビティを形成するように成形型を作製するものであってもよ 、。  [0064] Further, in the step of preparing the mold, a replica mold is manufactured from the antireflection structure manufactured by the two-beam interference exposure method or the X-ray lithography method, and the above-mentioned cavity is formed using the replica mold. You can also make a mold to form.
[0065] さらにまた、上記成形型を準備する工程は、二光束干渉露光法又は X線リソグラフ ィ法により作製した反射防止構造体を用いて被成形物をプレス成形することによって 複製型を作製し、該複製型を用いて上記キヤビティを形成するように成形型を作製す るものであってもよい。 [0065] Furthermore, the step of preparing the mold includes a two-beam interference exposure method or an X-ray lithography. A replica mold is manufactured by press molding a molded object using an antireflection structure manufactured by a method, and the mold is manufactured using the replica mold to form the above-described cavity. Also good.
[0066] また、上記反射防止構造を形成するに先立って、上記成形型及び Z又は上記複 製型の表面に離型層を形成することが好ましい。  [0066] Prior to the formation of the antireflection structure, it is preferable to form a release layer on the surfaces of the mold and Z or the duplicate mold.
[0067] さらに、上記凹形状の相互間ピッチは、上記反射防止構造により反射が抑制される 光の波長以下であることが好まし 、。 [0067] Further, it is preferable that the pitch between the concave shapes is equal to or less than the wavelength of light whose reflection is suppressed by the antireflection structure.
[0068] さらにまた、上記反射防止構造体は、光学部材であることが好ましい。 [0068] Furthermore, the antireflection structure is preferably an optical member.
産業上の利用可能性  Industrial applicability
[0069] 本発明は、デジタルカメラやプリンタ装置などに用いられるレンズ素子、プリズム素 子など光路中の光線に対する反射防止処理が必要な光学機能面を持つ光学素子 に好適である。また、本発明は、それら光学素子の保持に用いられる構造部材ゃ光 学素子を含む機器全体を保護する筐体部材などに適用することにより、不要光を防 止する反射防止面とすることができる。さらに、本発明は、半導体レーザ素子や発光 ダイオードなどの発光素子や、フォトダイオードなどの受光素子、 CCDや CMOSな どの撮像素子や、光通信に用いられる光スィッチや分岐器などの各種デバイスにお いて、反射防止処理が必要な部分に形成することにより、各デバイスの機能を向上さ せることができる。さらに、本発明は、液晶表示パネルや有機エレクト口ルミネッセンス パネル、プラズマ発光パネルなどのディスプレイパネルの表示部分に適用してもよ!/ヽ 。その他、本発明は、光学機器に用いられる反射防止処理が必要なあらゆる部材に 対して広く適用可能である。 [0069] The present invention is suitable for an optical element having an optical function surface that requires antireflection processing for light rays in an optical path, such as a lens element and a prism element used in a digital camera, a printer device, and the like. In addition, the present invention is applied to a structural member used for holding these optical elements, for example, a casing member that protects the entire device including the optical element, thereby providing an antireflection surface that prevents unnecessary light. it can. Furthermore, the present invention is applicable to various devices such as light emitting elements such as semiconductor laser elements and light emitting diodes, light receiving elements such as photodiodes, imaging elements such as CCDs and CMOSs, and optical switches and branching devices used for optical communication. In addition, the function of each device can be improved by forming it in a portion requiring antireflection treatment. Furthermore, the present invention may be applied to the display portion of a display panel such as a liquid crystal display panel, an organic electrification luminescence panel, or a plasma light emission panel! / ヽ. In addition, the present invention is widely applicable to all members that require antireflection treatment used in optical equipment.

Claims

請求の範囲 The scope of the claims
[1] 微細な凸部が複数配列されてなり、入射光の反射を抑制する反射防止構造が表面 に形成された反射防止構造体であって、  [1] An antireflection structure in which a plurality of fine protrusions are arranged and an antireflection structure for suppressing reflection of incident light is formed on a surface,
上記反射防止構造の凹凸を反転させた形状と、該反射防止構造の形状とが略同 一であることを特徴とする反射防止構造体。  An antireflection structure, wherein the shape of the antireflection structure with the irregularities inverted is substantially the same as the shape of the antireflection structure.
[2] 請求項 1に記載された反射防止構造体にお!、て、  [2] In the antireflection structure according to claim 1,!
上記複数の凸部相互間のピッチは、上記反射防止構造により反射が抑制される光 の波長以下である反射防止構造体。  The antireflection structure body, wherein a pitch between the plurality of convex portions is equal to or less than a wavelength of light at which reflection is suppressed by the antireflection structure.
[3] 請求項 1に記載された反射防止構造体にお!、て、 [3] In the anti-reflection structure according to claim 1,!
光学部材であることを特徴とする反射防止構造体。  An antireflection structure, which is an optical member.
[4] 微細な凸部が複数配列されてなり、入射光の反射を抑制する反射防止構造が表面 に形成されており、該反射防止構造の凹凸を反転させた形状と、該反射防止構造と が略同形状である反射防止構造体を製造するための方法であって、 [4] A plurality of fine convex portions are arrayed, and an antireflection structure that suppresses reflection of incident light is formed on the surface. The shape in which the unevenness of the antireflection structure is inverted, and the antireflection structure Is a method for manufacturing an antireflection structure having substantially the same shape,
上記反射防止構造は二光束干渉露光法、又は X線リソグラフィ法により形成するこ とを特徴とする反射防止構造体の製造方法。  The antireflection structure is formed by a two-beam interference exposure method or an X-ray lithography method.
[5] 微細な凸部が複数配列されてなり、入射光の反射を抑制する反射防止構造が表面 に形成されており、該反射防止構造の凹凸を反転させた形状と、該反射防止構造と が略同形状である反射防止構造体を製造するための方法であって、 [5] A plurality of fine convex portions are arrayed, and an antireflection structure that suppresses reflection of incident light is formed on the surface. The shape obtained by inverting the unevenness of the antireflection structure, and the antireflection structure Is a method for manufacturing an antireflection structure having substantially the same shape,
上記反射防止構造体を成形型として電铸によって複製型を作製し、該複製型を用 いて上記反射防止構造を形成することを特徴とする反射防止構造体の製造方法。  A method for producing an antireflection structure, comprising producing a replica mold by electric plating using the antireflection structure as a mold, and forming the antireflection structure using the replica mold.
[6] 微細な凸部が複数配列されてなり、入射光の反射を抑制する反射防止構造が表面 に形成されており、該反射防止構造の凹凸を反転させた形状と、該反射防止構造と が略同形状である反射防止構造体を製造するための方法であって、 [6] A plurality of fine protrusions are arrayed, and an antireflection structure that suppresses reflection of incident light is formed on the surface. The shape obtained by inverting the unevenness of the antireflection structure, and the antireflection structure Is a method for manufacturing an antireflection structure having substantially the same shape,
上記反射防止構造体を成形型として用いて被成形物をプレス成形することにより複 製型を作製し、該複製型を用いて上記反射防止構造を形成することを特徴とする反 射防止構造体の製造方法。  An antireflection structure characterized in that a duplicate mold is produced by press molding a molding using the antireflection structure as a mold, and the antireflection structure is formed using the replica mold. Manufacturing method.
[7] 請求項 5又は 6に記載された反射防止構造体の製造方法にお 、て、 [7] In the method of manufacturing an antireflection structure according to claim 5 or 6,
上記反射防止構造を形成するに先立って、上記複製型の表面に離型層を形成す ることを特徴とする反射防止構造体の製造方法。 Prior to forming the antireflection structure, a release layer is formed on the surface of the replica mold. A method for producing an antireflection structure, comprising:
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