成形型、ウェハレンズ及び光学レンズの製造方法
【課題】離型抵抗の低減によって意図した形状を持つ成形型を得ることができ、所期の光学性能が発揮される光学レンズが形成されたウェハレンズを製造することができる成形型の製造方法を提供すること。
【解決手段】加工工程において、繋がり部４８を所定の面粗さを有する断面曲線状の凹形部４８ｂに加工するので、複数の樹脂層部分（樹脂レプリカ部）４１ｄ間の繋がり部４８で意図しない突起が形成されることを防止でき、サブマスター型４０、サブサブマスター型５０等の成形型やウェハレンズ１０等において異形状が発生することを回避することができる。
【解決手段】加工工程において、繋がり部４８を所定の面粗さを有する断面曲線状の凹形部４８ｂに加工するので、複数の樹脂層部分（樹脂レプリカ部）４１ｄ間の繋がり部４８で意図しない突起が形成されることを防止でき、サブマスター型４０、サブサブマスター型５０等の成形型やウェハレンズ１０等において異形状が発生することを回避することができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の光学レンズを有するウェハレンズを製造する際に用いられる成形型並びにこの成形型を利用するウェハレンズ及び光学レンズの製造方法に関し、特に基板上に転写によって樹脂製の形状転写層を形成することによって得られる成形型、ウェハレンズ、光学レンズ等の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多数の光学レンズが形成されたウェハ状の板状部材（ウェハレンズ）を作製し、個片化することで個々の光学レンズを得ることが検討されている。微小光学部品をウェハ規模で転写する方法として、小さなマスター型を繰り返し使用して転写することで樹脂等からなる第１世代複製ツールを作製し、続いて第１世代複製ツールから複数のサブマスター型を作製し、サブマスター型から多数の微小光学素子を設けた複数の第２世代複製ツールを製造するものが知られている（特許文献１参照）。この方法によって得られるウェハ状の第１世代複製ツールは、次の成形物を作製するための成形型であり、基板上に樹脂製の形状転写層を形成したものとなる。
【０００３】
また、ウェハレンズを作製するために用いる成形型であって、基板上に樹脂製の形状転写層が設けられた成形型を製造する方法として、成形物をマスター基板から離型する際の離型不良の防止等を目的として、成形型用基板に内部が閉じた形状の凹部を複数形成し、各凹部に樹脂材料を吐出しマスター型でプレスするようにした成形用型の製造方法も提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
最近、小型の光学レンズの用途が増大しており、所期の光学性能が発揮されるように、光学レンズには意図したレンズ形状が正確に実現されていることが求められる。また、光学性能を高めるために複数の光学レンズを積層する場合がある。これらの観点から、ウェハレンズの樹脂層を厚くしすぎないことが求められる。ウェハレンズの樹脂層が厚すぎると、所期の光学性能が得られなかったり、樹脂層の応力増大によりウェハレンズに反りや変形等を生じたりするおそれがある。また、光学レンズを積層した際に全体サイズが大きくなるおそれがある。さらに、材料コストの増大や硬化時間の増加を招くという問題もある。
【０００５】
ウェハレンズの樹脂層が厚くなり過ぎないようにするために、上述した樹脂製の形状転写層を有する成形型もこれに配慮して作製することが求められ、成形型の製造時に、成型用基板にできるだけマスター型を近づけて成形を行う必要がある。成形型の樹脂製の形状転写層が厚くなると、この成形型を用いて成形された成形物にも形状が転写される結果、最終的に得られるウェハレンズにおいても樹脂層の厚みを薄くできなくなるからである。
【０００６】
一般的に、樹脂材料が介在した状態でマスター型を成形型用基板の表面に近づけるには、マスター型を大きな圧力で基板側に押し付けることが必要であり、製造装置が大掛かりになってマスター型の位置決め精度の確保が容易でなくなる。また、マスター型が何らかの原因で傾いているとサブマスター用基板に接触してサブマスター用基板やマスター型を破損するおそれもある。さらに、成形時に樹脂材料がマスター型の周囲からはみ出してしまいはみ出した部分が意図しない形状となることも考えられる。特に、特許文献２のように成形型用基板に内部が閉じた形状の凹部を設けている場合は、成形時に凹部の周縁部とマスター型の周端部との間が非常に狭い空間となる結果、凹部へ吐出する樹脂量のばらつきやマスター型と成形型用基板との距離の僅かな誤差等によりマスター型の周囲に樹脂がはみ出すおそれがより高くなる。ウェハレンズ１枚当たりの光学レンズの取り数を多くするためにマスター型による各成形位置の間隔を近づけると、はみ出した樹脂同士がくっついて盛りあがり、突起物が形成されて、ますます意図しない形状を生じる可能性が高くなる。一方、成形時に樹脂材料がマスター型の周囲からはみ出さないように樹脂量を少なくすると、マスター型の周囲において階段部分が形成され、下向きの斜面を有するアンダー形状又はオーバーハング形状となる場合がある。このような階段部分は、この成形型を用いた次の成形工程で離型抵抗となることがわかっており、局所的な形状歪、階段部分の破損等の成形不良、基板の成形耐久性の劣化等を引き起こす。特にマスター型の周囲に相当するエッジ辺の総和が長くなる場合、例えばマスター型内の光学面数が増えた大個片の場合、局所的に発生する離型抵抗が増大して様々な弊害が顕著となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２５９５４６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０２３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、離型抵抗の低減によって意図した形状を持つ成形型を得ることができ、所期の光学性能が発揮される光学レンズが形成されたウェハレンズを製造することができる成形型の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、上記製造方法によって得られる成形型を利用した高精度のウェハレンズ及び光学レンズの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る成形型の製造方法では、光学レンズに対応する形状が複数配列された第１成形面を有するマスター型を繰り返し用いて第１基板上に複数の樹脂レプリカ部を成形することにより、複数の樹脂レプリカ部を有する成形型を得る成形型の製造方法であって、複数の樹脂レプリカ部のうち隣接する樹脂レプリカ部間を残膜部以上の厚みで繋ぐ繋がり部を形成し得る樹脂量で、複数の樹脂レプリカ部を成形する成形工程と、成形工程において成形された繋がり部を、所定の面粗さを有する断面曲線状若しくは断面多角状の凹形部又は平坦部に加工する加工工程とを備える。
【００１１】
上記製造方法によれば、加工工程において、繋がり部を所定の面粗さを有する凹形部又は平坦部に加工するので、複数の樹脂レプリカ部間の繋がり部で意図しない突起が形成されることを防止でき、成形型やウェハレンズ等において異形状が発生することを回避することができる。なお、隣接する樹脂レプリカ部間を残膜部以上の厚みで繋ぐ繋がり部を形成し得る樹脂量で複数の樹脂レプリカ部を成形することにより、樹脂レプリカ部を成形する際に樹脂量を多めとしてマスター型の周囲に樹脂材料がはみ出すことを許容することができ、樹脂レプリカ部に意図しない窪みが形成されることを防止できる。結果的に、本成形型を用いた成形工程において、意図しない異形状の発生を防止することができ、かつ、個々の樹脂レプリカ部を繋げることで離型抵抗を軽減し又は無くすことができる。これにより、ウェハレンズの形成に際して局所的な離型抵抗分布の形成を低減し局所変形を抑えることで、ウェハレンズ内に多数存在するレンズ間の形状差をなくすことができ、成形精度を向上させ、精度的に安定したレンズを提供することができる。
【００１２】
本発明の別の側面によれば、繋がり部の凹形部が、残膜部との繋がり角度が１００°以上の円弧凹形に加工されている。このような円弧凹形は、エッジ部分で離型抵抗が発生し難く、かつ作りやすい形状であり、マスター型等について良好な離型性が確保される。
【００１３】
本発明の具体的な側面又は観点によれば、成形型の製造方法において、繋がり部の凹形部は、アスペクト比０．１以下の矩形凹形に加工されることによって形成される。このような矩形凹形は、作りやすい形状であり、マスター型等について良好な離型性が確保される。
【００１４】
本発明のさらに別の側面によれば、繋がり部の凹形部が、面粗さＲａが０．５μｍ以上１０μｍ以下に加工されている。実験的には、凹形部を鏡面とするよりも粗面とする方が離型性が良くなることがわかっている。以上のような面粗さの範囲とすることで、離型抵抗を調整するができ、全体の離型抵抗を軽減させ、かつ抵抗分布をなくすことができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面によれば、凹形部が、繋がり部の一部を硬化後に除去することにより、除去後に残った部分として形成される。この場合、硬化後に繋がり部の一部を除去するので、比較的形状精度を高めることができる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面によれば、凹形部が、機械加工によって形成される。機械加工は、形状精度が高く、凹形部の形成が容易である。また、機械加工を用いる場合、凹形部面粗さの制御も容易である。
【００１７】
本発明のさらに別の側面によれば、凹形部が、レーザー加工によって形成される。レーザー加工では、切粉が巻き上がらず、レンズ面へのゴミ付着が無い。また、クリーンルーム内で作業することができる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面によれば、凹形部が、マスター型による型締め中において樹脂の硬化前に繋がり部の一部を除去することにより、除去後に残った部分として形成される。この場合、凹形部の除去に際して、切粉、ゴミ等の発生が無い。また、かかる除去作業は、クリーンルーム内で一連の成形工程の一部として実現することができる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面によれば、凹形部が、マスター型による型締め中において樹脂の半硬化状態で繋がり部の一部を押圧した後に全硬化させることにより、形成される。この場合、凹形部の形成に際して、切粉、ゴミ等の発生が無い。また、かかる形成作業は、簡易であり、クリーンルーム内で一連の成形工程の一部として実現することができる。
【００２０】
本発明のさらに別の側面によれば、繋がり部の一部を押圧する際の樹脂の半硬化時の粘度は、１０Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下である。この場合、樹脂レプリカ部の形成に際して樹脂を広げやすく良好な転写性を確保でき、良好な再現性で成形型を製造することができる。
【００２１】
第１基板は、樹脂レプリカ部に対応する領域に第１成形面より大きいサイズを有し内部が閉じた形状の凹部を有し、マスター型は第１成形面の周囲に環状を段差を有する。
【００２２】
本発明のさらに別の側面によれば、第１基板が、樹脂レプリカ部に対応する成形位置に第１成形面より大きいサイズを有し内部が閉じた形状の凹部を有し、マスター型が、第１成形面の周囲に環状を段差を有する。この場合、第１成形面の周囲に環状の段差を設けることで、段差と凹部の周辺との間に樹脂材料が広がり得る空間を形成することができる。これにより、マスター型の成形面を第１の基板の平坦面の高さに近づけても、上記空間が樹脂材料によって満たされることで、樹脂材料のはみ出しや不足に起因する異形状の発生を回避することができる。
【００２３】
本発明のさらに別の側面によれば、成形工程が、第１成形面と第１基板上の成形位置との間に第１の樹脂材料を満たして硬化させ、マスター型を離型することで、第１成形面を転写した樹脂レプリカ部を得る転写工程と、転写工程をマスター型と第１基板との相対位置を変更しつつ繰り返し実行することにより、第１基板上に複数の樹脂レプリカ部を２次元的に配列した第１形状転写層を得る繰返工程とを備える。
【００２４】
本発明のさらに別の側面によれば、上述の成形型の製造方法により得られた第１形状転写層を有する成形型を第１の成形型とし、当該第１の成形型と成形型用の第２基板との間に第２の樹脂材料を満たし、当該第２の樹脂材料を硬化させ、第１の成形型を離型することにより、第２形状転写層を有する第２の成形型を得る。この場合、第２の成形型は、ウェハレンズ等を形成するための、一括転写用の成形型となっている。
【００２５】
本発明に係るウェハレンズの製造方法では、上述の成形型の製造方法により得られた成形型と、第３基板との間に第３の樹脂材料を満たし、当該第３の樹脂材料を硬化させ、上記成形型を離型することにより、第３基板の表面に複数のレンズ要素が形成されたウェハレンズを得る。この場合、第２の成形型等の転写を利用した複製によって第３基板の片側に複数のレンズ要素を設けたウェハレンズ等を得ることができる。
【００２６】
本発明に係るウェハレンズの製造方法では、上述の成形型の製造方法により得られた成形型と、上述のウェハレンズの製造方法により得られたウェハレンズの裏面との間に第４の樹脂材料を満たし、当該第４の樹脂材料を硬化させ、成形型を離型することにより、第３基板の裏面に複数の光学レンズが形成されたウェハレンズを得る。この場合、第２の成形型等の転写を利用した複製によって第３基板の両側に複数のレンズ要素を設けたウェハレンズ等を得ることができる。
【００２７】
本発明に係る光学レンズの製造方法では、上述のウェハレンズの製造方法により得られたウェハレンズを切断して個片化する工程を備える。この場合、レンズ基板から個片化した多数の高性能の光学レンズを一括して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態の製造方法によって得られるウェハレンズ（レンズ基板）の側面図であり、表裏の部分拡大斜視図を含む。
【図２】図１のウェハレンズから得た光学レンズの側面図である。
【図３】（Ａ）は、ウェハレンズの製造のために用いるマスター型を説明する斜視図であり、（Ｂ）は、マスター型の平面図であり、（Ｃ）は、マスター型によって作製されるべきサブマスター型のうちサブマスター基板の斜視図である。
【図４】（Ａ）は、マスター型の一部を切り出して説明する斜視図であり、（Ｂ）は、サブマスター型の一部を切り出して説明する斜視図であり、（Ｃ）は、サブサブマスター型の一部を切り出して説明する斜視図である。
【図５】サブマスター型等を作製するための製造装置を回路的に説明するブロック図である。
【図６】製造装置のうち表面加工装置を説明する概念図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｅ）は、ウェハレンズの製造工程を説明するための図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｅ）は、ウェハレンズの製造工程を説明するための図である。
【図９】ウェハレンズの製造工程を概念的に説明するフローチャートである。
【図１０】（Ａ）は、樹脂レプリカ部間を残膜部以上の厚みで繋ぐ繋がり部の側方断面形状を説明する図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、繋がり部の加工を説明する図である。
【図１１】第２実施形態における繋がり部に対する凹形部の形成を説明する部分的な側方断面図である。
【図１２】第３実施形態における表面加工装置を説明する概念図である。
【図１３】（Ａ）は、第４実施形態における押圧装置説明する概念図であり、（Ｂ）は、繋がり部に対する凹形部の形成を説明する拡大側方断面図である。
【図１４】（Ａ）は、第５実施形態における押圧装置説明する概念図であり、（Ｂ）は、繋がり部に対する平坦部の形成を説明する拡大側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１実施形態〕
図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る成形型の製造方法を利用することによって最終的に得られるウェハレンズについて説明し、かかるウェハレンズを作製するための成形型の構造や製造方法について説明する。
【００３０】
Ａ）ウェハレンズ等の構造
図１に示すように、ウェハレンズ１０は、円盤状の外形を有しており、基板１１と、第１レンズ樹脂層１２と、第２レンズ樹脂層１３とを有する。本実施形態においては、ウェハレンズ１０をレンズ基板とも称する場合がある。なお、図１において、第１レンズ樹脂層１２や第２レンズ樹脂層１３の表面を部分的に拡大して斜視図として示している。
【００３１】
ウェハレンズ（レンズ基板）１０のうち基板１１は、ウェハレンズ１０の中心に埋め込まれた円形の平板（後述する第３基板）であり、光透過性を有するガラスで形成されている。基板１１の外径は、第１及び第２レンズ樹脂層１２，１３の外径と略同じである。基板１１の厚さは、基本的には光学的仕様によって決定されるが、少なくとも成形物を離型してウェハレンズ１０を得るに際して破損しない程度の厚さとなっている。
【００３２】
第１レンズ樹脂層１２は、光透過性を有し、基板１１の一方の面１１ａ上に形成されている。第１レンズ樹脂層１２は、部分的な拡大斜視図に示すように、第１レンズ本体１ａと第１フランジ部１ｂとを一組とする多数の第１レンズ要素Ｌ１をＸＹ面内で２次元的に配列している。これらの第１レンズ要素Ｌ１は、連結部１ｃを介して一体に成形されている。各第１レンズ要素Ｌ１と連結部１ｃとを合わせた表面は、転写によって一括成形される第１被転写面１２ａとなっている。第１レンズ本体１ａは、図２にも示すように、例えば凸形状の非球面型又は球面型のレンズ部であり、第１光学面ＯＳ１を有している。周囲の第１フランジ部１ｂは、第１光学面ＯＳ１の周囲に広がる平坦な第１フランジ面ＦＰ１を有し、第１フランジ面ＦＰ１の外周は、連結部１ｃの表面ともなっている。第１フランジ面ＦＰ１は、光軸ＯＡに垂直なＸＹ面に対して平行に配置されている。
【００３３】
なお、図１に示すように、第１レンズ樹脂層１２は、製造工程に由来して多数のアレイユニットＡＵに区分されており、これらのアレイユニットＡＵは、詳細な図示を省略するが、矩形の輪郭を有し、基板１１上でマトリックス状又は格子状に配列されている。各アレイユニットＡＵは、後述するマスター型３０の端面３０ｂを反転したような表面形状を有しており、等間隔でマトリクス状に配列された多数の第１レンズ本体１ａを有している。
【００３４】
第１レンズ樹脂層１２は、例えば光硬化性樹脂で構成される。光硬化性樹脂は、主成分である重合性単量体等の重合性組成物と、重合性組成物の重合硬化を開始させるための光重合開始剤と、必要に応じて用いられる各種添加剤とを含む光硬化性樹脂材料を硬化させることにより得られる。このような光硬化性樹脂材料は、硬化前の状態では流動性を有している。光硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アリルエステル樹脂、ビニル樹脂等がある。エポキシ樹脂は、光重合開始剤のカチオン重合により重合性組成物を反応硬化させて得ることができ、アクリル樹脂、アリルエステル樹脂、及びビニル樹脂は、光重合開始剤のラジカル重合により重合性組成物を反応硬化させて得ることができる。
【００３５】
第２レンズ樹脂層１３は、第１レンズ樹脂層１２と同様に、光透過性を有し、基板１１の他方の面１１ｂ上に形成されている。第２レンズ樹脂層１３は、部分的な拡大斜視図に示すように、第２レンズ本体２ａと第２フランジ部２ｂとを一組とする多数の第２レンズ要素Ｌ２をＸＹ面内で２次元的に配列している。これらの第２レンズ要素Ｌ２は、連結部２ｃを介して一体に成形されている。各第２レンズ要素Ｌ２と連結部２ｃとを合わせた表面は、転写によって一括成形される第２被転写面１３ａとなっている。第２レンズ本体２ａは、図２にも示すように、例えば凸形状の非球面型又は球面型のレンズ部であり、第２光学面ＯＳ２を有している。周囲の第２フランジ部２ｂは、第２光学面ＯＳ２の周囲に広がる平坦な第２フランジ面ＦＰ２を有し、第２フランジ面ＦＰ２の外周は、連結部２ｃの表面ともなっている。第２フランジ面ＦＰ２は、光軸ＯＡに垂直なＸＹ面に対して平行に配置されている。
【００３６】
なお、第２レンズ樹脂層１３も、製造工程に由来して多数のアレイユニットＡＵに区分されており、これらのアレイユニットＡＵは、矩形の輪郭を有し、基板１１上でマトリックス状又は格子状に配列されている。
【００３７】
第２レンズ樹脂層１３に用いられる光硬化性樹脂は、第１レンズ樹脂層１２に用いられるものと同様の光硬化性樹脂である。ただし、両レンズ樹脂層１２，１３を同一の光硬化性樹脂で形成する必要はなく、別の光硬化性樹脂で形成することができる。
【００３８】
なお、第１レンズ樹脂層１２と第２レンズ樹脂層１３とのうち一方を省略することができる。つまり、基板１１の一方の面１１ａ又は他方の面１１ｂにのみレンズ樹脂層を設けてもよい。
【００３９】
図２に示すように、第１レンズ樹脂層１２に設けたいずれか１つの第１レンズ要素Ｌ１と、これに対向する第２レンズ樹脂層１３の第２レンズ要素Ｌ２と、これらのレンズ要素Ｌ１，Ｌ２間に挟まれた基板１１の部分１１ｐとは、１つの光学レンズ４に相当する。光学レンズ４は、ウェハレンズ１０を連結部１ｃ，２ｃの位置でダイシングすることによって個片化して得られる平面視正方形の複合レンズとなっている。
【００４０】
Ｂ）形状転写用の成形型の構造
図１のウェハレンズ１０は、図３（Ａ）に示すマスター型３０を原版として３段階の転写を行うことによって作製される。以下、マスター型３０やこれから得られる樹脂製の形状転写面を持つ成形型の構造について説明する。
【００４１】
図３（Ａ）、３（Ｂ）、及び４（Ａ）に示すように、マスター型３０は、直方体状のブロック部材であり、その端部３０ａにおいて、略矩形の端面３０ｂと、端面３０ｂの周囲に設けられた環状の段差３２とを有する。端面３０ｂは、図４（Ｂ）のサブマスター型４０の第２成形面４３を形成するための第１成形面３１となっている。
【００４２】
マスター型３０は、サブマスター型４０の作製のため繰返し使用されるものであり、図４（Ｂ）のサブマスター基板４２上にマトリックス状又は格子状の配列で一様に形成された浅い矩形の凹部４２ｃに対向するように２次元的に移動しながら転写を繰り返すステップ＆リピート方式の転写によって、サブマスター基板４２上に分離して配列された単位（後述する図７（Ｄ）の樹脂層部分４１ｄ）をまとめたサブマスター樹脂層（第１形状転写層）４１を形成することができる。マスター型３０の第１成形面３１は、凹部４２ｃよりもひとまわり小さな外周を有し、最終的に得られるウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２の第１被転写面１２ａを部分的に反転した表面形状を有する。第１成形面３１は、第１被転写面１２ａのうち第１光学面ＯＳ１を形成するための第１光学転写面３１ａと、第１フランジ面ＦＰ１を形成するための平坦な第１フランジ転写面３１ｂとを含む。第１光学転写面３１ａは、例えば等間隔の格子点上に多数個配置されており、各々が最終的に得られる光学レンズに対応する形状、ここでは、略半球の凹形状に形成されている。一方、段差３２は、樹脂材料を充填する際にサブマスター基板４２に形成された凹部４２ｃの周囲の表面との間に隙間を形成するための後退面３２ａを有している。段差３２は、サブマスター型４０のサブマスター樹脂層４１に後に詳述する残膜部を形成するための部分である。後退面３２ａから端面３０ｂに至る側面部には、成形物の離型性向上のために、端面３０ｂに近づくほど第１成形面３１の中央に向かって傾斜するテーパーを設けてもよい。
【００４３】
マスター型３０は、一般に金属材料で形成される。金属材料としては、例えば鉄系材料、鉄系合金、非鉄系合金等が挙げられる。なお、マスター型３０は、金属ガラスやアモルファス合金で形成されてもよい。マスター型３０は、単一の材料で形成されるものに限らず、適当な基材上に上記のような金属材料等を被覆したものとすることもできる。
【００４４】
図４（Ｂ）に部分的に拡大して示すように、第１の成形型であるサブマスター型４０は、サブマスター樹脂層（第１形状転写層）４１とサブマスター基板４２とを有する。なお、図４（Ｂ）においては、理解を容易にするために、サブマスター型４０の一部を切り出した状態を模式的に示している。サブマスター樹脂層４１とサブマスター基板４２とは、積層構造となっている。サブマスター樹脂層（第１形状転写層）４１は、その端面４１ａ上に、後述するサブサブマスター型５０の第３成形面５３を形成するための第２成形面４３を有する。この第２成形面４３は、最終的に得られるウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２の第１被転写面１２ａのポジ型に対応し、第１被転写面１２ａのうち第１光学面ＯＳ１を形成するための第２光学転写面４３ａと、第１フランジ面ＦＰ１を形成するための第２フランジ転写面４３ｂとを含む。第２光学転写面４３ａは、マスター型３０の第１光学転写面３１ａによって転写され、格子点上に多数個配置されており、略半球の凸形状に形成されている。
【００４５】
サブマスター樹脂層４１は、第１の樹脂材料を用いて形成されている。第１の樹脂材料としては、光硬化性樹脂材料が挙げられ、上記ウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２と同様の材料の使用、すなわち、硬化後に、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アリルエステル樹脂、ビニル樹脂等になる光硬化性樹脂材料の使用が可能である。また、第１の樹脂材料としては、硬化後に良好な離型性を示す樹脂材料、特に硬化波長で十分な光透過性を有し、離型剤を塗布しなくても離型できる樹脂材料が好ましい。
【００４６】
サブマスター基板４２は、光透過性を有し十分な剛性を有する材料、例えばガラス等で形成されている第１基板である。サブマスター基板（第１基板）４２の表面４２ａ上には、図３（Ｃ）に示すように、略全面に亘ってマトリックス状に配列された多数の浅い矩形の凹部４２ｃが形成されている。各凹部４２ｃは、一般に２００μｍ以下の深さを有し、底面４２ｄと側面４２ｅとを有し内部が閉じた形状を持つ窪みである。凹部４２ｃは、マスター型３０の端面３０ｂとサブマスター基板４２の表面４２ａとの間に第１の樹脂材料を挟んで転写を行う際に、第１の樹脂材料が極端に薄くなることを防止している。これにより、マスター型３０を大きな圧力でサブマスター基板４２側に押し付けることなく、マスター型３０をサブマスター基板４２の表面４２ａに対して適所まで近づけることができる。凹部４２ｃは、サブマスター基板４２に対する切削加工やエッチング等、各種の方法によって形成することができる。凹部４２ｃの側面４２ｅは、底面４２ｄに近づくほど凹部４２ｃの開口面積が小さくなるように傾斜していたり曲面になっていたりしてもよい。このようにすると凹部４２ｃを比較的容易に形成できる。あるいは、底面４２ｄに近づくほど広くなるように側面４２ｅを傾斜させたり、側面４２ｅを粗面化してもよい。このようにすると、マスター型３０からの離型時における離型不良を低減することができる。
【００４７】
図４（Ｃ）に部分的に拡大して示すように、第２の成形型であるサブサブマスター型５０は、サブサブマスター樹脂層（第２形状転写層）５１とサブサブマスター基板５２とを有する。なお、図４（Ｃ）においては、理解を容易にするために、サブサブマスター型５０の一部を切り出した状態を模式的に示している。サブサブマスター樹脂層（第２形状転写層）５１とサブサブマスター基板５２とは、積層構造となっている。サブサブマスター樹脂層（第２形状転写層）５１は、その端面５１ａ上に、ウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２を転写によって形成するための第３成形面５３を有する。この第３成形面５３は、ウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２の第１被転写面１２ａを反転した形状を有し、第１被転写面１２ａのうちのうち第１光学面ＯＳ１を形成するための第３光学転写面５３ａと、第１フランジ面ＦＰ１を形成するための第３フランジ転写面５３ｂとを含む。第３光学転写面５３ａは、サブマスター基板４２の第２光学転写面４３ａによって転写され、マトリクス状に複数個配置されており、略半球の凹形状に形成されている。
【００４８】
サブサブマスター樹脂層５１は、サブマスター樹脂層４１の第１の樹脂材料と同様の第２の樹脂材料で形成され、第２基板としてのサブサブマスター基板５２は、サブマスター基板４２と同様の材料で形成される。すなわち、サブサブマスター樹脂層５１の第２の樹脂材料としては、硬化後に、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アリルエステル樹脂、ビニル樹脂等になる光硬化性樹脂材料の使用が可能である。第２の樹脂材料としては、硬化後に良好な離型性を示す樹脂材料、特に硬化波長で十分な光透過性を有し、離型剤を塗布しなくても離型できる樹脂材料が好ましい。また、サブサブマスター基板（第２基板）５２としては、光透過性を有し十分な剛性を有する材料、例えばガラス等で形成されている。
【００４９】
なお、サブマスター樹脂層４１とサブサブマスター樹脂層５１とは、必ずしも同一の材料で形成される必要はなく、異なる光硬化性樹脂等で形成されてもよい。また、サブマスター基板４２とサブサブマスター基板５２も、必ずしも同一の材料で形成される必要はなく、異なる材料で形成されてもよい。
【００５０】
以上において、マスター型３０、サブマスター型４０、及び、サブサブマスター型５０の表面には、それぞれによる成形物の離型を容易にするため、離型剤を塗布する等して離形層を形成してもよい。
【００５１】
Ｃ）サブマスター型等の製造装置
以下、図５を参照して、図４（Ｂ）に示すサブマスター型４０等を作製するための製造装置について説明する。
【００５２】
図５に示すように、製造装置１００は、アライメント駆動部６１と、ディスペンサー６２と、光源６３と、ユーザー操作部６４と、制御装置６６とを備え、付随的な装置として、搬出入装置７２と、表面加工装置７３とを備える。このうち、アライメント駆動部６１と、ディスペンサー６２と、光源６３等は、クリーンルーム内に設置される。
【００５３】
ここで、アライメント駆動部６１は、図３（Ａ）に示すマスター型３０を図３（Ｃ）に示すサブマスター基板４２に設けた各凹部４２ｃに対して精密に位置決めして配置するために用いられる。アライメント駆動部６１は、サブマスター基板４２を支持する基板用ステージ部６１ａと、マスター型３０を支持する金型用ステージ部６１ｂと、マスター型３０やサブマスター基板４２の周辺を減圧する減圧機構６１ｄと、マスター型３０の姿勢等を検出する姿勢センサー６１ｅと、アライメント状態を観察するための顕微鏡６１ｆと、マスター型３０のサブマスター基板４２への押し付け圧力を検出する圧力センサー６１ｇとを備える。
【００５４】
このうち、基板用ステージ部６１ａは、これに設けた基板用支持部（不図示）上に固定されたサブマスター基板４２をＸ軸方向の所望位置に移動させためのＸ軸移動機構６１ｈと、サブマスター基板４２をＹ軸方向の所望位置に移動させるＹ軸移動機構６１ｉと、上記基板用支持部にセットされたサブマスター基板４２のＸ軸及びＹ軸の位置情報を検出して制御装置６６に送信する基板ステージセンサー６１ｊと、軸移動機構６１ｈ，６１ｉ等の滑らかな動作を可能にするエアスライド機構６１ｋとを有する。金型用ステージ部６１ｂは、これに設けた金型用支持部（不図示）上に固定されたマスター型３０をＺ軸方向の所望位置に移動させるＺ軸移動機構６１ｍと、上記金型用支持部に固定されたマスター型３０のＺ軸の位置情報を検出して制御装置６６に送信する金型ステージセンサー６１ｎと、Ｚ軸移動機構６１ｍ等の滑らかな動作を可能にするエアスライド機構６１ｐと、マスター型３０の傾斜や回転姿勢を調整するとともにマスター型３０を上方に付勢するマスター駆動部６１ｑとを有する。
【００５５】
アライメント駆動部６１において、姿勢センサー６１ｅは、マスター型３０の上面の傾き等に関する情報を検出し、制御装置６６に出力する。顕微鏡６１ｆは、マスター型３０の上面に形成された複数のアライメントマークを検出し、位置情報として制御装置６６に出力する。
【００５６】
ディスペンサー６２は、図３（Ｃ）に示すサブマスター基板４２上にサブマスター樹脂層４１を形成するために、マスター型３０上に光硬化性樹脂材料からなる第１の樹脂材料を供給する役割を有する。光源６３は、マスター型３０とサブマスター基板４２との間に挟まれた第１の樹脂材料に対して、例えばＵＶ光源等の、樹脂材料を硬化させる波長の光を発生するものであり、光を照射することにより、サブマスター基板４２上に固化したサブマスター樹脂層４１を形成する。
【００５７】
ユーザー操作部６４は、ユーザーによるキーボードやマウス等（不図示）の操作に基づいて、入力された製造装置１００の動作に必要な情報を受け付ける。例えばユーザーによって、サブマスター基板４２の凹部４２ｃのサイズ、配置等に関する情報や、マスター型３０のサイズ等の情報が制御装置６６に入力される。
【００５８】
制御装置６６は、サブマスター型４０等の作製のため、上記のアライメント駆動部６１の各部、ディスペンサー６２、光源６３等の動作を統括的に制御する部分である。制御装置６６は、基板用ステージ部６１ａと金型用ステージ部６１ｂとを適宜動作させることにより、サブマスター基板４２に対してマスター型３０を３次元的に移動させて、マスター型３０の第１成形面３１がサブマスター基板４２の表面４２ａ上の所望領域（具体的には凹部４２ｃ）に対向するように配置することができる。この際、制御装置６６は、軸移動機構６１ｈ，６１ｉ，６１ｍや顕微鏡６１ｆを利用して検出した位置情報に基づいてサブマスター基板４２に対するマスター型３０の位置を回転角とともに精密に調整する。また、制御装置６６は、マスター駆動部６１ｑを動作させて、サブマスター基板４２に対するマスター型３０の傾斜等を精密に調整する。また、制御装置６６は、マスター駆動部６１ｑを動作させて、サブマスター基板４２に対してマスター型３０の第１成形面３１を所望の圧力で押し付ける役割も有する。
【００５９】
搬出入装置７２は、未処理のサブマスター基板４２を基板用ステージ部６１ａに搬入して基板用ステージ上に載置し、基板用ステージ部６１ａから転写処理済みのサブマスター型４０を搬出する。
【００６０】
表面加工装置７３は、基板用ステージ部６１ａから搬出された転写処理済みのサブマスター型４０に対して不要部分を除去する表面加工処理を施して、サブマスター型４０を完成する。
【００６１】
図６は、表面加工装置７３を概念的に説明する図である。表面加工装置７３は、図５に示す搬出入装置７２によってアライメント駆動部６１から搬出されたサブマスター型４０を載置するステージ７３ａと、ステージ７３ａに対向して配置される切削具７３ｂを有する切削装置７３ｃと、切削具７３ｂの周辺から発生した切削屑を吸引する集塵機７３ｄとを備える。ステージ７３ａは、サブマスター樹脂層４１を形成したサブマスター型４０を支持し、切削装置７３ｃは、サブマスター型４０に対して切削具７３ｂを３次元的移動させながらサブマスター樹脂層４１の表面上の必要箇所に切削加工を施す。切削具７３ｂは、例えばボールエンドミル等であり、切削装置７３ｃは、切削具７３ｂを回転させつつ例えばＸＹ面内で２次元的に移動させることができる。これにより、回転する切削具７３ｂの先端がサブマスター型４０の表面のサブマスター樹脂層４１に沿って移動する。集塵機７３ｄは、切削装置７３ｃの周囲にフード７３ｇを有し、切削装置７３ｃによって切除されたサブマスター樹脂層４１の切削屑が周囲に飛散することを防止している。
【００６２】
Ｄ）ウェハレンズの製造工程
図７（Ａ）〜７（Ｅ）、８（Ａ）〜８（Ｅ）等を参照しつつ、上述のマスター型３０、サブマスター型（第２の成型型）４０、サブサブマスター型（第３の成型型）５０を使用して行われるウェハレンズ１０の製造工程の概要について説明する。なお、以下では第１レンズ樹脂層１２の成形について説明するが、第２レンズ樹脂層１３の成形についても同様の工程が行われる。
【００６３】
まず、研削加工等によって、ウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２を構成する各アレイユニットＡＵのネガ型に対応するマスター型３０を作製する（図９のステップＳ１参照）。
【００６４】
次に、図７（Ａ）に示すように、図５等に示す製造装置１００を用いて、マスター型３０の第１成形面３１上方に第１の樹脂材料４１ｂを配置する。その後、図７（Ｂ）に示すように、図５等に示す製造装置１００を用いて、マスター型３０の端面３０ｂすなわち第１成形面３１をサブマスター基板４２の表面４２ａに形成された特定の凹部４２ｃに対向するようにアライメントして配置し、サブマスター基板４２の下方からマスター型３０を押圧して、第１成形面３１と凹部４２ｃとが適当な間隔となるまで近接させる。ここで、第１の樹脂材料４１ｂはマスター型３０によって押圧され、凹部４２ｃを満たすとともに、マスター型３０の段差３２の後退面３２ａとサブマスター基板４２との対向部を満たす。この状態で、光源６３によりＵＶ光等の所定波長の光を照射し、間に挟まれた第１の樹脂材料４１ｂを硬化させる。結果的に、マスター型３０の第１成形面３１が転写されかつ硬化した樹脂によって構成される樹脂層部分（樹脂レプリカ部）４１ｄが形成される。この樹脂層部分４１ｄは、例えば１００μｍ程度の厚みを有する。次に、図７（Ｃ）に示すように、マスター型３０から樹脂層部分４１ｄとサブマスター基板４２とを一体として離型する。これにより、マスター型３０の端面３０ｂすなわち第１成形面３１を対向させた凹部４２ｃを含む矩形領域において樹脂層部分４１ｄが露出する。この樹脂層部分（樹脂レプリカ部）４１ｄは、マスター型３０の段差３２を転写したものとして、本体の周囲に残膜部４４を有する。また、樹脂層部分（樹脂レプリカ部）４１ｄは、その表面として、第２成形面４３の一部を構成する転写面要素４３ｄを有する。この転写面要素４３ｄは、マスター型３０の第１成形面３１上にｎ個の第１光学転写面３１ａが形成されている場合、これに対応してｎ個の第２光学転写面４３ａを有する。
【００６５】
図１０（Ａ）に模式的に示すように、今回形成した新たな（後の）樹脂層部分４１ｄの周囲に形成された残膜部４４と、既に形成した隣の（先の）樹脂層部分４１ｄの周囲に形成された残膜部４４との間には、隣接する樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を残膜部４４以上の厚みで繋ぐ断面円形の繋がり部４８が形成されている。残膜部４４は、例えば０．５ｍｍ程度の横幅を有し６０μｍ程度の厚みを有している。繋がり部４８は、例えば０．２ｍｍ程度の横幅を有し５０μｍ程度の高さを有している。このような繋がり部４８は、第１の樹脂材料４１ｂの樹脂量を適切に設定することにより形成し得る。つまり、樹脂層部分４１ｄを形成するために、マスター型３０とサブマスター基板４２との間に供給される第１の樹脂材料４１ｂの量すなわち樹脂量を比較的多く設定することで、第１の樹脂材料４１ｂをマスター型３０の周囲に多少溢れるように供給することができ、繋がり部４８を残膜部４４よりも厚く盛り上がる畝状に形成できる。また、複数の樹脂レプリカ部が繋がっていることで、個々の樹脂レプリカ部が離れて形成されている場合に後の成形工程で離型抵抗を増加させるエッジ部をなくすことができるため、離型抵抗を低減又は無くすことができる。なお、図７（Ｃ）に示すように、今回形成した新たな樹脂層部分４１ｄの周囲に形成された残膜部４４であっても、隣接して樹脂層部分４１ｄが形成されていない側（紙面の左側）については、繋がり部４８に相当する盛り上がりがまだ形成されていない。
【００６６】
次に、図７（Ａ）に戻って、マスター型３０の第１成形面３１上に第１の樹脂材料４１ｂを配置する。その後、図７（Ｂ）に示すように、マスター型３０の端面３０ｂをサブマスター基板４２の表面４２ａに形成された次の凹部４２ｃに対向するようにアライメントして配置し、サブマスター基板４２の下方からマスター型３０を押圧して、第１成形面３１と凹部４２ｃとが適当な間隔となるまで近接させる。ここで、樹脂材料４１ｂはマスター型３０によって押圧され、凹部４２ｃ及びマスター型３０の段差３２の後退面３２ａとサブマスター基板４２との対向部とを満たす。この状態で、光源６３によりＵＶ光等の所定波長の光を照射させ、間に挟まれた第１の樹脂材料４１ｂを硬化させる。結果的に、第１の樹脂材料４１ｂにマスター型３０の第１成形面３１が転写され、第１の樹脂材料４１ｂによって第２成形面４３を分割した転写面要素４３ｄを有する樹脂層部分４１ｄが形成される。この樹脂層部分４１ｄは、マスター型３０の段差３２を転写したものとして、本体の周囲に残膜部４４を有する。今回形成した新たな樹脂層部分４１ｄの周囲に形成された残膜部４４と、既に形成した隣の樹脂層部分４１ｄの周囲に形成された残膜部４４との間には、隣接する樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を残膜部４４以上の厚みで繋ぐ繋がり部４８が形成される。
【００６７】
以上のように、隣接する樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を外縁の残膜部４４以上の厚みで繋ぐ繋がり部４８を形成する場合、第１の樹脂材料４１ｂの樹脂量が比較的多くなるので、サブマスター基板４２の凹部４２ｃに充填されるべき樹脂材料４１ｂが不足するといった事態が防止される。これにより、樹脂材料が不足した場合に次工程のサブサブマスター型５０の成形時にこの不足部分に起因する突起等の異形状が発生することを防止できる。このような異形状は、結果的にサブサブマスター型５０の成形時にサブサブマスター樹脂層５１の高低差を過剰に大きくすることにつながり、ウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２の厚みが過剰になったり厚みの精度が低下したりする可能性も生じてしまう。また、意図しない異形状が形成される結果、離型抵抗が増大し離型不良を生じるおそれもある。なお、樹脂材料があまり不足しない場合であっても、残膜部４４の外側の側面は、奥側に傾斜したアンダー形状（オーバーハング形状）になったり垂直に立ったりし、離型抵抗を増大させる要因となる。
【００６８】
以上の図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示す工程を繰り返すことにより、サブマスター基板４２上に形成されたすべての凹部４２ｃにおいて樹脂層部分４１ｄが形成され、マトリックス状に配列された多数の樹脂層部分４１ｄを含むサブマスター樹脂層４１が形成され、結果としてサブマスター型４０が完成する（図９のステップＳ２参照）。サブマスター樹脂層４１は、サブマスター基板４２上にｍ個の凹部４２ｃが形成されている場合、これに対応してｍ個の樹脂層部分４１ｄを有する。つまり、サブマスター型４０上には、ｎ×ｍ個の第２光学転写面４３ａが形成されている。
【００６９】
次に、図７（Ｄ）や図１０（Ｂ）に示すように、サブマスター型４０に対して表面加工処理を施す。つまり、サブマスター型４０の表面において、隣接する樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を繋ぐ繋がり部４８の上部を部分的に除去して断面曲線状の円弧凹形である凹形部４８ｂを形成する。このように、繋がり部４８に凹形部４８ｂを形成することで、繋ぐ繋がり部４８の突出を抑えてサブマスター樹脂層４１を比較的薄く形成することができる。凹形部４８ｂの形成には、図６に示す表面加工装置７３の切削具７３ｂを利用する。この場合、切削具７３ｂは、例えばボールエンドミルのように先端にＲが形成されている。加工によって得た凹形部４８ｂの面粗さは、Ｒａ＝１．５μｍである。ここで面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１で規定されている算術平均高さＲａのことをいう。面粗さＲａは、市販の触針式表面粗さ測定機等を用いて測定することができる。また、凹形部４８ｂの幅に対する深さの比であるアスペクト比は、１ｍｍ／２０μｍ＝１／５０となっている。さらに、凹形部４８ｂの残膜部４４との繋がり角度αは、１０５°となっている。ここで、繋がり角度αは、図１０（Ｂ）に示すように、残膜部４４の上面の平坦部４８ａと、この平坦部４８ａが凹型部４８ｂと交わる点における凹型部４８ｂの凹面の接線とのなす角をさす。以上のように設定することにより、繋がり部４８における離型性を良好なものとすることができる。
【００７０】
図１０（Ｃ）は、サブマスター型４０の表面を部分的に拡大した図であり、多数の樹脂層部分４１ｄがマトリックス状に配列された状態を示している。この図において、樹脂層部分４１ｄ間の境界である繋がり部４８は、格子状に延びていることが分かる。繋がり部４８は、図６に示す表面加工装置７３によって上部が除去される。この際、図６に示す表面加工装置７３の切削装置７３ｃは、格子状に延びる繋がり部４８のパターンに対応する軌跡ＴＲで切削具７３ｂを移動させ、切削具７３ｂの先端によって格子状に延びる全ての繋がり部４８の上部を部分的に除去し、適度な面粗さで深さを有する凹形部４８ｂを格子状に形成する。
【００７１】
次に、図７（Ｅ）に示すように、図５等に示す製造装置１００と同様の加工装置を用いて、サブマスター型４０の第２成形面４３上に第２の樹脂材料５１ｂを広範囲に配置する。その後、図８（Ａ）に示すように、図５等に示す製造装置１００と同様の加工装置を用いて、サブサブマスター基板５２の下方からサブマスター型４０を押圧して、第２成形面４３とサブサブマスター基板５２の表面５２ａとが近接して適当な間隔となるまで移動させる。この状態で、光源によりＵＶ光等の所定波長の光を照射し、間に挟まれた第２の樹脂材料５１ｂを硬化させる。結果的に、サブマスター型４０の第２成形面４３が転写されかつ硬化した樹脂によって構成されるサブサブマスター樹脂層５１が形成される。つまり、サブサブマスター樹脂層５１上に第３成形面５３（図４（Ｃ）に示す第３光学転写面５３ａ及び第３フランジ転写面５３ｂを含む）が形成される。なお、本実施形態においては、サブサブマスター基板５２側から光を照射しているが、サブマスター型４０側から光を照射してもよいし、サブサブマスター基板５２側とサブマスター型４０との両方から光を照射してもよい。
【００７２】
次に、図８（Ｂ）に示すように、サブマスター型４０からサブサブマスター樹脂層５１とサブサブマスター基板５２とを一体として離型し、独立したサブサブマスター型５０が完成する（図９のステップＳ３参照）。なお、サブサブマスター型５０のサブサブマスター樹脂層５１は、サブマスター型４０の樹脂層部分４１ｄに対応して多数の樹脂層部分５１ｄに区分されており、これらの樹脂層部分５１ｄは、マトリックス状に配列されている。各樹脂層部分５１ｄの外側には、サブマスター型４０の残膜部４４に挟まれた繋がり部４８の凹形部４８ｂに対応する低い突起部５４が形成される。この突起部５４は、サブマスター型４０の表面において格子パターン状に延びる。
【００７３】
次に、ウェハレンズ１０の作製を開始する。図８（Ｃ）に示すように、図５等に示す製造装置１００と同様の加工装置を用いて、サブサブマスター型５０の第３成形面５３上に第３の樹脂材料１２ｂ（第１レンズ樹脂層１２を形成するための光硬化性樹脂材料）を広範囲に配置する。その後、図８（Ｄ）に示すように、図５等に示す製造装置１００と同様の加工装置を用いて、基板１１の下方からサブサブマスター型５０を押圧して第３成形面５３と基板１１の表面とが近接して適当な間隔となるまで移動させる。この状態で、光源によりＵＶ光等の所定波長の光を照射し、間に挟まれた第３の樹脂材料１２ｂを硬化させる。結果的に、サブサブマスター型５０の第３成形面５３が転写されかつ硬化した樹脂から構成される第１レンズ樹脂層１２が形成される。つまり、第１レンズ樹脂層１２上に第１被転写面１２ａ（図１に示す第第１光学面ＯＳ１及び第１フランジ面ＦＰ１を含む）が形成される。なお、本実施形態においては、基板１１側から光を照射しているが、サブサブマスター基板５２側から光を照射してもよいし、基板１１側とサブサブマスター基板５２側との両方から光を照射してもよい。
【００７４】
その後、図８（Ｅ）に示すように、サブサブマスター型５０から第１レンズ樹脂層１２と基板１１とを一体として離型する。既に第２レンズ樹脂層１３が形成されている場合、ウェハレンズ１０が完成する（図９のステップＳ４参照）。第２レンズ樹脂層１３が形成されていない場合、第１レンズ樹脂層１２と同様の工程を行うことで第４の樹脂材料からなる第２レンズ樹脂層１３が形成され、第２レンズ樹脂層１３用のサブサブマスター型５０から第２レンズ樹脂層１３と基板１１とを一体として離型することで、ウェハレンズ１０が完成する（図９のステップＳ４参照）。なお、第１レンズ樹脂層１２を得るためにサブサブマスター型５０を離型する前に、第２レンズ樹脂層１３を形成するための工程を開始するようにしてもよい。基板１１の一方の面に成形型を残した状態で、基板１１の他方の面に成形を始めることで、成形物に反りが発生するのを抑えやすくなる。
【００７５】
以上のように作製したウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２は、サブサブマスター型５０の樹脂層部分５１ｄに対応してマトリックス状に配列された多数のアレイユニットＡＵに区分されている。各アレイユニットＡＵの外縁には、サブサブマスター型５０のサブサブマスター樹脂層５１に形成された突起部５４に隣接する窪み、すなわちサブマスター型４０の残膜部４４に対応するものとして、低い突起１４が形成される。
【００７６】
ウェハレンズ１０は、例えば上記と同様の工程で複数種類作製され、これらが適宜積層され、ダイシングラインＬに沿って、第１レンズ本体１ａ等を中心とする四角柱状にダイシングによって切り出されることにより、複数の分割された複合レンズすなわち光学レンズ４（図２の場合、単一の複合レンズ）となる。
【００７７】
以上で説明したマスター型３０、サブマスター型４０及びサブサブマスター型５０は、複数回使用される（図９のステップＳ５参照）。つまり、これらの型３０，４０，５０が劣化して型交換又は型変更が必要となった場合、マスター型３０、サブマスター型４０及びサブサブマスター型５０のいずれかを新たなものと交換又は別のものを再利用しつつ、図９のステップＳ１〜Ｓ４が適当な上限回数まで実行される。結果的に、例えばマスター型３０がｉ回転写され、サブマスター型４０がｊ回転写され、サブサブマスター型５０がｋ回転写されることで、計ｉ×ｊ×ｋ個のウェハレンズ１０を得ることができる。
【００７８】
本実施形態の製造方法によれば、加工工程において、繋がり部４８を所定の面粗さを有する断面曲線状の凹形部４８ｂに加工するので、複数の樹脂層部分（樹脂レプリカ部）４１ｄ間の繋がり部４８で意図しない突起が形成されることを防止でき、段差部３２周辺に形成されるエッジによる離型抵抗の増加を抑えることができるだけでなく、離型性向上を狙った表面処理が行き届きやすいものとなる。これにより、サブマスター型４０、サブサブマスター型５０等の成形型やウェハレンズ１０等において異形状が発生することを回避しつつ成形精度を向上させ、精度的に安定したレンズを提供することができる。
【００７９】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る成形型の製造方法等について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の成形型の製造方法等の変形例であり、特に説明しない部分又は事項は、第１実施形態の場合と同様である。
【００８０】
図１１に示すように、第２実施形態の製造方法では、スクエアエンドミルタイプの切削具１７３ｂを用いてサブマスター型４０に対して表面加工処理を施す。この場合、隣接する樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を繋ぐ繋がり部４８の上部を部分的に除去して断面曲線状の矩形凹形である凹形部１４８ｂを形成する。加工によって得た凹形部１４８ｂの面粗さは、Ｒａ＝１．５μｍである。また、凹形部１４８ｂの幅に対する深さの比であるアスペクト比は、１／５０となっている。以上のように設定することにより、繋がり部４８における離型性を良好なものとすることができる。
【００８１】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る成形型の製造方法等について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の成形型の製造方法等の変形例であり、特に説明しない部分又は事項は、第１実施形態の場合と同様である。
【００８２】
図１２に示すように、第３実施形態の製造方法では、図５に示す製造装置１００の表面加工装置７３に代えて、アライメント駆動部６１内に組み込まれるレーザー加工部２７３を備える。なお、サブマスター型４０は、基板用ステージ部６１ａに支持され、マスター型３０は、金型用ステージ部６１ｂに支持されている。この場合、サブマスター型４０は、レーザー加工のためマスター型３０の上方からはずれた位置に移動させられている。レーザー加工部２７３は、サブマスター型４０に対して非接触で表面加工処理を施す。レーザー加工部２７３は、レーザー光ＬＬをサブマスター型４０の樹脂層部分４１ｄ間の境界である繋がり部４８の表層部に集光させ、この集光スポットを繋がり部４８のパターンに対応する軌跡ＴＲに沿って移動させる。この場合、図７（Ｃ）等に示す樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を繋ぐ繋がり部４８の上部は、レーザーの熱によって局所的にガス化され、図１０（Ｂ）に示す凹形部４８ｂと同様の凹部が形成される。
【００８３】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係る成形型の製造方法等について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の成形型の製造方法等の変形例であり、特に説明しない部分又は事項は、第１実施形態の場合と同様である。
【００８４】
図１３（Ａ）に示すように、第４実施形態の製造方法の場合、図５に示す製造装置１００の表面加工装置７３に代えて、アライメント駆動部６１内に組み込まれる吸引装置３７３を備える。なお、サブマスター型４０は、基板用ステージ部６１ａに支持され、マスター型３０は、金型用ステージ部６１ｂに支持されている。吸引装置３７３は、樹脂吸引部３７３ａとノズル３７３ｂとを有し、ノズル３７３ｂの先端をマスター型３０の端部３０ａ周辺の任意の位置に移動させることができる。吸引装置３７３は、図１３（Ｂ）に示すように、型締め中、すなわち、樹脂材料４１ｂを介してマスター型３０をサブマスター基板４２に押し当てている間においてマスター型３０の周囲に設けた段差３２の周囲にはみ出す不要な第１の樹脂材料４１ｂを硬化前に吸い取って除去する。その後、ＵＶ光等の照射を行って、第１の樹脂材料４１ｂを完全に硬化させる。この場合、図７（Ｄ）等に示す樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を繋ぐ繋がり部４８の上部には、当初から窪みすなわち凹形部が形成される。
【００８５】
〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態に係る成形型の製造方法等について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の成形型の製造方法等の変形例であり、特に説明しない部分又は事項は、第１実施形態の場合と同様である。
【００８６】
図１４（Ａ）に示すように、第５実施形態の製造方法の場合、図５に示す製造装置１００の表面加工装置７３に代えて、アライメント駆動部６１内に組み込まれる押圧装置４７３を備える。押圧装置４７３は、マスター型３０の側面に沿って配置される枠状の押圧部材４７３ａを有しており、金型用ステージ部４６１ｂに組み込まれた補助昇降機構によって押圧部材４７３ａをＺ方向に移動させることができ、押圧部材４７３ａの先端をサブマスター型４０側に押し付けることができる。本実施形態の場合、図７（Ｂ）に示す第１の樹脂材料４１ｂの硬化中すなわち光源６３によるＵＶ光等の照射の途中で、処理を一旦中断する。結果的に、第１の樹脂材料４１ｂは、照射量の調整によって粘度１０Ｐａ・ｓ〜１００００Ｐａ・ｓの半硬化状態に保持され、柔らかく変形可能な状態となっている。なお、粘度の測定は、ＪＩＳ Ｚ ８８０９に規定されている粘度計校正用標準液で検定されたものであれば特に制限はなく、回転式、振動式や細管式の粘度計を用いることができる。粘度計としては、Ｓａｙｂｏｌｔ粘度計、Ｒｅｄｗｏｏｄ粘度計等で測定でき、例えば、トキメック社製、円錐平板型Ｅ型粘度計、東機産業社製のＥ Ｔｙｐｅ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ（回転粘度計）、東京計器社製のＢ型粘度計ＢＬ、山一電機社製のＦＶＭ−８０Ａ、Ｎａｍｅｔｏｒｅ工業社製のＶｉｓｃｏｌｉｎｅｒ、山一電機社製のＶＩＳＣＯ ＭＡＴＥ ＭＯＤＥＬ ＶＭ−１Ｇ等を挙げることができる。その後、図１３（Ｂ）に示すように、マスター型３０の周囲に設けた段差３２の周囲にはみ出した半硬化状態の第１の樹脂材料４１ｂの突起に対して押圧部材４７３ａを押し付けることで、このはみ出した半硬化状態の第１の樹脂材料４１ｂの下面を平坦化することができる。以後は、再度ＵＶ光等の照射を行って、第１の樹脂材料４１ｂを完全に硬化させる。この場合、図７（Ｄ）等に示す樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を繋ぐ繋がり部４８の上部は、当初から平坦な平坦部４４８ｂとなる。
【００８７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００８８】
例えば、上記実施形態においては、凹形部４８ｂ，１４８ｂを窪みとしたが平坦部とすることもできる。
【００８９】
また、上記実施形態においては、レンズ樹脂層１２等が光硬化性樹脂で形成されるものとし、光照射で樹脂材料を硬化させたが、光照射に加えて加熱により硬化を促進させてもよい。また、光硬化性樹脂に代えて、熱硬化性樹脂等の他のエネルギー硬化性樹脂で形成することもできる。
【００９０】
サブマスター基板４２に対するマスター型３０の移動方法については、特に制限はないが、なるべく隣接する凹部４２ｃに移動する経路とすることが処理速度上は望ましい。マスター型３０に対してサブマスター基板４２を移動させてもよいし、両者を移動させてもよい。両者で樹脂を押圧する際も同様であり、マスター型３０をサブマスター基板４２に押圧する代わりに、サブマスター基板４２をマスター型３０に押圧してもよいし、両者を移動して近づけてもよい。
【００９１】
上記実施形態においては、最終的に得られるウェハレンズとして、基板上に光学レンズとして機能する樹脂層を設けたもの（レンズ基板）について説明したが、これに限らず、材質等が異なる独立した基板を特に有しておらず、光学レンズとして機能する部分とその周囲の平坦部、及び、それらを連結する部分が樹脂で一体的に構成されたものであってもよい。この場合、２つの成形型の間に樹脂材料を介在させて当該樹脂材料を硬化させることで光学レンズ部及びその周囲部が一体的に構成されたウェハレンズを作製することができる。
【００９２】
上記実施形態においては、サブサブマスター型を用いてウェハレンズを作製する例について説明したが、これに限るものではなく、サブマスター型を用いてウェハレンズを作製するようにしてもよい。この場合、原版となるマスター型は、最終成形物であるウェハレンズのレンズ要素のポジ型とする。第１のレンズ樹脂層１２と第２のレンズ樹脂層１３ともに、サブサブマスター型を用いて成形を行ってもよいし、両者ともにサブマスター型を用いて成形を行ってもよいし、一方をサブサブマスター型、他方をサブマスター型で成形してもよい。
【００９３】
また、上記では、凹部４２ｃを設けることを前提としているが、凹部４２ｃを設けず、直接サブマスター基板４２上に樹脂層部分（樹脂レプリカ部）４１ｄを転写する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１ａ，２ａ…レンズ本体、 １ｂ，２ｂ…フランジ部、 １ｃ，２ｃ…連結部、 ４…光学レンズ、 １０…ウェハレンズ、 １１…基板、 １２，１３…レンズ樹脂層、 １４…突起、 ３０…マスター型、 ３０ａ…端部、 ３１…成形面、 ３１ａ…光学転写面、 ３１ｂ…フランジ転写面、 ３２…段差、 ４０…サブマスター型、 ４１…サブマスター樹脂層、 ４１ｂ…樹脂材料、 ４１ｄ…樹脂層部分、 ４２…サブマスター基板、 ４２ｃ…凹部、 ４３…成形面、 ４３ａ…光学転写面、 ４３ｂ…フランジ転写面、 ４３ｄ…転写面要素、 ４４…残膜部、 ４８…繋がり部、 ４８ｂ…凹形部、 ５０…サブサブマスター型、 ５１…サブサブマスター樹脂層、 ５１ｂ…樹脂材料、 ５１ｄ…樹脂層部分、 ５２…サブサブマスター基板、 ５３…成形面、 ５３ａ…光学転写面、 ５３ｂ…フランジ転写面、 ５４…突起部、 ６１…アライメント駆動部、 ６１ａ…基板用ステージ部、 ６１ｂ…金型用ステージ部、 ６２…ディスペンサー、 ６３…光源、 ６６…制御装置、 ７３…表面加工装置、 ７３ｂ…切削具、 ７３ｃ…切削装置、 １００…製造装置、 ＡＵ…アレイユニット、 Ｌ…ダイシングライン、 Ｌ１，Ｌ２…レンズ要素、 ＯＡ…光軸、 ＯＳ１，ＯＳ２…光学面
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の光学レンズを有するウェハレンズを製造する際に用いられる成形型並びにこの成形型を利用するウェハレンズ及び光学レンズの製造方法に関し、特に基板上に転写によって樹脂製の形状転写層を形成することによって得られる成形型、ウェハレンズ、光学レンズ等の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、多数の光学レンズが形成されたウェハ状の板状部材（ウェハレンズ）を作製し、個片化することで個々の光学レンズを得ることが検討されている。微小光学部品をウェハ規模で転写する方法として、小さなマスター型を繰り返し使用して転写することで樹脂等からなる第１世代複製ツールを作製し、続いて第１世代複製ツールから複数のサブマスター型を作製し、サブマスター型から多数の微小光学素子を設けた複数の第２世代複製ツールを製造するものが知られている（特許文献１参照）。この方法によって得られるウェハ状の第１世代複製ツールは、次の成形物を作製するための成形型であり、基板上に樹脂製の形状転写層を形成したものとなる。
【０００３】
また、ウェハレンズを作製するために用いる成形型であって、基板上に樹脂製の形状転写層が設けられた成形型を製造する方法として、成形物をマスター基板から離型する際の離型不良の防止等を目的として、成形型用基板に内部が閉じた形状の凹部を複数形成し、各凹部に樹脂材料を吐出しマスター型でプレスするようにした成形用型の製造方法も提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
最近、小型の光学レンズの用途が増大しており、所期の光学性能が発揮されるように、光学レンズには意図したレンズ形状が正確に実現されていることが求められる。また、光学性能を高めるために複数の光学レンズを積層する場合がある。これらの観点から、ウェハレンズの樹脂層を厚くしすぎないことが求められる。ウェハレンズの樹脂層が厚すぎると、所期の光学性能が得られなかったり、樹脂層の応力増大によりウェハレンズに反りや変形等を生じたりするおそれがある。また、光学レンズを積層した際に全体サイズが大きくなるおそれがある。さらに、材料コストの増大や硬化時間の増加を招くという問題もある。
【０００５】
ウェハレンズの樹脂層が厚くなり過ぎないようにするために、上述した樹脂製の形状転写層を有する成形型もこれに配慮して作製することが求められ、成形型の製造時に、成型用基板にできるだけマスター型を近づけて成形を行う必要がある。成形型の樹脂製の形状転写層が厚くなると、この成形型を用いて成形された成形物にも形状が転写される結果、最終的に得られるウェハレンズにおいても樹脂層の厚みを薄くできなくなるからである。
【０００６】
一般的に、樹脂材料が介在した状態でマスター型を成形型用基板の表面に近づけるには、マスター型を大きな圧力で基板側に押し付けることが必要であり、製造装置が大掛かりになってマスター型の位置決め精度の確保が容易でなくなる。また、マスター型が何らかの原因で傾いているとサブマスター用基板に接触してサブマスター用基板やマスター型を破損するおそれもある。さらに、成形時に樹脂材料がマスター型の周囲からはみ出してしまいはみ出した部分が意図しない形状となることも考えられる。特に、特許文献２のように成形型用基板に内部が閉じた形状の凹部を設けている場合は、成形時に凹部の周縁部とマスター型の周端部との間が非常に狭い空間となる結果、凹部へ吐出する樹脂量のばらつきやマスター型と成形型用基板との距離の僅かな誤差等によりマスター型の周囲に樹脂がはみ出すおそれがより高くなる。ウェハレンズ１枚当たりの光学レンズの取り数を多くするためにマスター型による各成形位置の間隔を近づけると、はみ出した樹脂同士がくっついて盛りあがり、突起物が形成されて、ますます意図しない形状を生じる可能性が高くなる。一方、成形時に樹脂材料がマスター型の周囲からはみ出さないように樹脂量を少なくすると、マスター型の周囲において階段部分が形成され、下向きの斜面を有するアンダー形状又はオーバーハング形状となる場合がある。このような階段部分は、この成形型を用いた次の成形工程で離型抵抗となることがわかっており、局所的な形状歪、階段部分の破損等の成形不良、基板の成形耐久性の劣化等を引き起こす。特にマスター型の周囲に相当するエッジ辺の総和が長くなる場合、例えばマスター型内の光学面数が増えた大個片の場合、局所的に発生する離型抵抗が増大して様々な弊害が顕著となる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】米国特許出願公開第２００６／０２５９５４６号公報
【特許文献２】特開２０１０−１０２３１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記背景技術に鑑みてなされたものであり、離型抵抗の低減によって意図した形状を持つ成形型を得ることができ、所期の光学性能が発揮される光学レンズが形成されたウェハレンズを製造することができる成形型の製造方法を提供することを目的とする。
【０００９】
また、本発明は、上記製造方法によって得られる成形型を利用した高精度のウェハレンズ及び光学レンズの製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するため、本発明に係る成形型の製造方法では、光学レンズに対応する形状が複数配列された第１成形面を有するマスター型を繰り返し用いて第１基板上に複数の樹脂レプリカ部を成形することにより、複数の樹脂レプリカ部を有する成形型を得る成形型の製造方法であって、複数の樹脂レプリカ部のうち隣接する樹脂レプリカ部間を残膜部以上の厚みで繋ぐ繋がり部を形成し得る樹脂量で、複数の樹脂レプリカ部を成形する成形工程と、成形工程において成形された繋がり部を、所定の面粗さを有する断面曲線状若しくは断面多角状の凹形部又は平坦部に加工する加工工程とを備える。
【００１１】
上記製造方法によれば、加工工程において、繋がり部を所定の面粗さを有する凹形部又は平坦部に加工するので、複数の樹脂レプリカ部間の繋がり部で意図しない突起が形成されることを防止でき、成形型やウェハレンズ等において異形状が発生することを回避することができる。なお、隣接する樹脂レプリカ部間を残膜部以上の厚みで繋ぐ繋がり部を形成し得る樹脂量で複数の樹脂レプリカ部を成形することにより、樹脂レプリカ部を成形する際に樹脂量を多めとしてマスター型の周囲に樹脂材料がはみ出すことを許容することができ、樹脂レプリカ部に意図しない窪みが形成されることを防止できる。結果的に、本成形型を用いた成形工程において、意図しない異形状の発生を防止することができ、かつ、個々の樹脂レプリカ部を繋げることで離型抵抗を軽減し又は無くすことができる。これにより、ウェハレンズの形成に際して局所的な離型抵抗分布の形成を低減し局所変形を抑えることで、ウェハレンズ内に多数存在するレンズ間の形状差をなくすことができ、成形精度を向上させ、精度的に安定したレンズを提供することができる。
【００１２】
本発明の別の側面によれば、繋がり部の凹形部が、残膜部との繋がり角度が１００°以上の円弧凹形に加工されている。このような円弧凹形は、エッジ部分で離型抵抗が発生し難く、かつ作りやすい形状であり、マスター型等について良好な離型性が確保される。
【００１３】
本発明の具体的な側面又は観点によれば、成形型の製造方法において、繋がり部の凹形部は、アスペクト比０．１以下の矩形凹形に加工されることによって形成される。このような矩形凹形は、作りやすい形状であり、マスター型等について良好な離型性が確保される。
【００１４】
本発明のさらに別の側面によれば、繋がり部の凹形部が、面粗さＲａが０．５μｍ以上１０μｍ以下に加工されている。実験的には、凹形部を鏡面とするよりも粗面とする方が離型性が良くなることがわかっている。以上のような面粗さの範囲とすることで、離型抵抗を調整するができ、全体の離型抵抗を軽減させ、かつ抵抗分布をなくすことができる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面によれば、凹形部が、繋がり部の一部を硬化後に除去することにより、除去後に残った部分として形成される。この場合、硬化後に繋がり部の一部を除去するので、比較的形状精度を高めることができる。
【００１６】
本発明のさらに別の側面によれば、凹形部が、機械加工によって形成される。機械加工は、形状精度が高く、凹形部の形成が容易である。また、機械加工を用いる場合、凹形部面粗さの制御も容易である。
【００１７】
本発明のさらに別の側面によれば、凹形部が、レーザー加工によって形成される。レーザー加工では、切粉が巻き上がらず、レンズ面へのゴミ付着が無い。また、クリーンルーム内で作業することができる。
【００１８】
本発明のさらに別の側面によれば、凹形部が、マスター型による型締め中において樹脂の硬化前に繋がり部の一部を除去することにより、除去後に残った部分として形成される。この場合、凹形部の除去に際して、切粉、ゴミ等の発生が無い。また、かかる除去作業は、クリーンルーム内で一連の成形工程の一部として実現することができる。
【００１９】
本発明のさらに別の側面によれば、凹形部が、マスター型による型締め中において樹脂の半硬化状態で繋がり部の一部を押圧した後に全硬化させることにより、形成される。この場合、凹形部の形成に際して、切粉、ゴミ等の発生が無い。また、かかる形成作業は、簡易であり、クリーンルーム内で一連の成形工程の一部として実現することができる。
【００２０】
本発明のさらに別の側面によれば、繋がり部の一部を押圧する際の樹脂の半硬化時の粘度は、１０Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下である。この場合、樹脂レプリカ部の形成に際して樹脂を広げやすく良好な転写性を確保でき、良好な再現性で成形型を製造することができる。
【００２１】
第１基板は、樹脂レプリカ部に対応する領域に第１成形面より大きいサイズを有し内部が閉じた形状の凹部を有し、マスター型は第１成形面の周囲に環状を段差を有する。
【００２２】
本発明のさらに別の側面によれば、第１基板が、樹脂レプリカ部に対応する成形位置に第１成形面より大きいサイズを有し内部が閉じた形状の凹部を有し、マスター型が、第１成形面の周囲に環状を段差を有する。この場合、第１成形面の周囲に環状の段差を設けることで、段差と凹部の周辺との間に樹脂材料が広がり得る空間を形成することができる。これにより、マスター型の成形面を第１の基板の平坦面の高さに近づけても、上記空間が樹脂材料によって満たされることで、樹脂材料のはみ出しや不足に起因する異形状の発生を回避することができる。
【００２３】
本発明のさらに別の側面によれば、成形工程が、第１成形面と第１基板上の成形位置との間に第１の樹脂材料を満たして硬化させ、マスター型を離型することで、第１成形面を転写した樹脂レプリカ部を得る転写工程と、転写工程をマスター型と第１基板との相対位置を変更しつつ繰り返し実行することにより、第１基板上に複数の樹脂レプリカ部を２次元的に配列した第１形状転写層を得る繰返工程とを備える。
【００２４】
本発明のさらに別の側面によれば、上述の成形型の製造方法により得られた第１形状転写層を有する成形型を第１の成形型とし、当該第１の成形型と成形型用の第２基板との間に第２の樹脂材料を満たし、当該第２の樹脂材料を硬化させ、第１の成形型を離型することにより、第２形状転写層を有する第２の成形型を得る。この場合、第２の成形型は、ウェハレンズ等を形成するための、一括転写用の成形型となっている。
【００２５】
本発明に係るウェハレンズの製造方法では、上述の成形型の製造方法により得られた成形型と、第３基板との間に第３の樹脂材料を満たし、当該第３の樹脂材料を硬化させ、上記成形型を離型することにより、第３基板の表面に複数のレンズ要素が形成されたウェハレンズを得る。この場合、第２の成形型等の転写を利用した複製によって第３基板の片側に複数のレンズ要素を設けたウェハレンズ等を得ることができる。
【００２６】
本発明に係るウェハレンズの製造方法では、上述の成形型の製造方法により得られた成形型と、上述のウェハレンズの製造方法により得られたウェハレンズの裏面との間に第４の樹脂材料を満たし、当該第４の樹脂材料を硬化させ、成形型を離型することにより、第３基板の裏面に複数の光学レンズが形成されたウェハレンズを得る。この場合、第２の成形型等の転写を利用した複製によって第３基板の両側に複数のレンズ要素を設けたウェハレンズ等を得ることができる。
【００２７】
本発明に係る光学レンズの製造方法では、上述のウェハレンズの製造方法により得られたウェハレンズを切断して個片化する工程を備える。この場合、レンズ基板から個片化した多数の高性能の光学レンズを一括して得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】第１実施形態の製造方法によって得られるウェハレンズ（レンズ基板）の側面図であり、表裏の部分拡大斜視図を含む。
【図２】図１のウェハレンズから得た光学レンズの側面図である。
【図３】（Ａ）は、ウェハレンズの製造のために用いるマスター型を説明する斜視図であり、（Ｂ）は、マスター型の平面図であり、（Ｃ）は、マスター型によって作製されるべきサブマスター型のうちサブマスター基板の斜視図である。
【図４】（Ａ）は、マスター型の一部を切り出して説明する斜視図であり、（Ｂ）は、サブマスター型の一部を切り出して説明する斜視図であり、（Ｃ）は、サブサブマスター型の一部を切り出して説明する斜視図である。
【図５】サブマスター型等を作製するための製造装置を回路的に説明するブロック図である。
【図６】製造装置のうち表面加工装置を説明する概念図である。
【図７】（Ａ）〜（Ｅ）は、ウェハレンズの製造工程を説明するための図である。
【図８】（Ａ）〜（Ｅ）は、ウェハレンズの製造工程を説明するための図である。
【図９】ウェハレンズの製造工程を概念的に説明するフローチャートである。
【図１０】（Ａ）は、樹脂レプリカ部間を残膜部以上の厚みで繋ぐ繋がり部の側方断面形状を説明する図であり、（Ｂ）及び（Ｃ）は、繋がり部の加工を説明する図である。
【図１１】第２実施形態における繋がり部に対する凹形部の形成を説明する部分的な側方断面図である。
【図１２】第３実施形態における表面加工装置を説明する概念図である。
【図１３】（Ａ）は、第４実施形態における押圧装置説明する概念図であり、（Ｂ）は、繋がり部に対する凹形部の形成を説明する拡大側方断面図である。
【図１４】（Ａ）は、第５実施形態における押圧装置説明する概念図であり、（Ｂ）は、繋がり部に対する平坦部の形成を説明する拡大側方断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
〔第１実施形態〕
図面を参照して、本発明の第１実施形態に係る成形型の製造方法を利用することによって最終的に得られるウェハレンズについて説明し、かかるウェハレンズを作製するための成形型の構造や製造方法について説明する。
【００３０】
Ａ）ウェハレンズ等の構造
図１に示すように、ウェハレンズ１０は、円盤状の外形を有しており、基板１１と、第１レンズ樹脂層１２と、第２レンズ樹脂層１３とを有する。本実施形態においては、ウェハレンズ１０をレンズ基板とも称する場合がある。なお、図１において、第１レンズ樹脂層１２や第２レンズ樹脂層１３の表面を部分的に拡大して斜視図として示している。
【００３１】
ウェハレンズ（レンズ基板）１０のうち基板１１は、ウェハレンズ１０の中心に埋め込まれた円形の平板（後述する第３基板）であり、光透過性を有するガラスで形成されている。基板１１の外径は、第１及び第２レンズ樹脂層１２，１３の外径と略同じである。基板１１の厚さは、基本的には光学的仕様によって決定されるが、少なくとも成形物を離型してウェハレンズ１０を得るに際して破損しない程度の厚さとなっている。
【００３２】
第１レンズ樹脂層１２は、光透過性を有し、基板１１の一方の面１１ａ上に形成されている。第１レンズ樹脂層１２は、部分的な拡大斜視図に示すように、第１レンズ本体１ａと第１フランジ部１ｂとを一組とする多数の第１レンズ要素Ｌ１をＸＹ面内で２次元的に配列している。これらの第１レンズ要素Ｌ１は、連結部１ｃを介して一体に成形されている。各第１レンズ要素Ｌ１と連結部１ｃとを合わせた表面は、転写によって一括成形される第１被転写面１２ａとなっている。第１レンズ本体１ａは、図２にも示すように、例えば凸形状の非球面型又は球面型のレンズ部であり、第１光学面ＯＳ１を有している。周囲の第１フランジ部１ｂは、第１光学面ＯＳ１の周囲に広がる平坦な第１フランジ面ＦＰ１を有し、第１フランジ面ＦＰ１の外周は、連結部１ｃの表面ともなっている。第１フランジ面ＦＰ１は、光軸ＯＡに垂直なＸＹ面に対して平行に配置されている。
【００３３】
なお、図１に示すように、第１レンズ樹脂層１２は、製造工程に由来して多数のアレイユニットＡＵに区分されており、これらのアレイユニットＡＵは、詳細な図示を省略するが、矩形の輪郭を有し、基板１１上でマトリックス状又は格子状に配列されている。各アレイユニットＡＵは、後述するマスター型３０の端面３０ｂを反転したような表面形状を有しており、等間隔でマトリクス状に配列された多数の第１レンズ本体１ａを有している。
【００３４】
第１レンズ樹脂層１２は、例えば光硬化性樹脂で構成される。光硬化性樹脂は、主成分である重合性単量体等の重合性組成物と、重合性組成物の重合硬化を開始させるための光重合開始剤と、必要に応じて用いられる各種添加剤とを含む光硬化性樹脂材料を硬化させることにより得られる。このような光硬化性樹脂材料は、硬化前の状態では流動性を有している。光硬化性樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アリルエステル樹脂、ビニル樹脂等がある。エポキシ樹脂は、光重合開始剤のカチオン重合により重合性組成物を反応硬化させて得ることができ、アクリル樹脂、アリルエステル樹脂、及びビニル樹脂は、光重合開始剤のラジカル重合により重合性組成物を反応硬化させて得ることができる。
【００３５】
第２レンズ樹脂層１３は、第１レンズ樹脂層１２と同様に、光透過性を有し、基板１１の他方の面１１ｂ上に形成されている。第２レンズ樹脂層１３は、部分的な拡大斜視図に示すように、第２レンズ本体２ａと第２フランジ部２ｂとを一組とする多数の第２レンズ要素Ｌ２をＸＹ面内で２次元的に配列している。これらの第２レンズ要素Ｌ２は、連結部２ｃを介して一体に成形されている。各第２レンズ要素Ｌ２と連結部２ｃとを合わせた表面は、転写によって一括成形される第２被転写面１３ａとなっている。第２レンズ本体２ａは、図２にも示すように、例えば凸形状の非球面型又は球面型のレンズ部であり、第２光学面ＯＳ２を有している。周囲の第２フランジ部２ｂは、第２光学面ＯＳ２の周囲に広がる平坦な第２フランジ面ＦＰ２を有し、第２フランジ面ＦＰ２の外周は、連結部２ｃの表面ともなっている。第２フランジ面ＦＰ２は、光軸ＯＡに垂直なＸＹ面に対して平行に配置されている。
【００３６】
なお、第２レンズ樹脂層１３も、製造工程に由来して多数のアレイユニットＡＵに区分されており、これらのアレイユニットＡＵは、矩形の輪郭を有し、基板１１上でマトリックス状又は格子状に配列されている。
【００３７】
第２レンズ樹脂層１３に用いられる光硬化性樹脂は、第１レンズ樹脂層１２に用いられるものと同様の光硬化性樹脂である。ただし、両レンズ樹脂層１２，１３を同一の光硬化性樹脂で形成する必要はなく、別の光硬化性樹脂で形成することができる。
【００３８】
なお、第１レンズ樹脂層１２と第２レンズ樹脂層１３とのうち一方を省略することができる。つまり、基板１１の一方の面１１ａ又は他方の面１１ｂにのみレンズ樹脂層を設けてもよい。
【００３９】
図２に示すように、第１レンズ樹脂層１２に設けたいずれか１つの第１レンズ要素Ｌ１と、これに対向する第２レンズ樹脂層１３の第２レンズ要素Ｌ２と、これらのレンズ要素Ｌ１，Ｌ２間に挟まれた基板１１の部分１１ｐとは、１つの光学レンズ４に相当する。光学レンズ４は、ウェハレンズ１０を連結部１ｃ，２ｃの位置でダイシングすることによって個片化して得られる平面視正方形の複合レンズとなっている。
【００４０】
Ｂ）形状転写用の成形型の構造
図１のウェハレンズ１０は、図３（Ａ）に示すマスター型３０を原版として３段階の転写を行うことによって作製される。以下、マスター型３０やこれから得られる樹脂製の形状転写面を持つ成形型の構造について説明する。
【００４１】
図３（Ａ）、３（Ｂ）、及び４（Ａ）に示すように、マスター型３０は、直方体状のブロック部材であり、その端部３０ａにおいて、略矩形の端面３０ｂと、端面３０ｂの周囲に設けられた環状の段差３２とを有する。端面３０ｂは、図４（Ｂ）のサブマスター型４０の第２成形面４３を形成するための第１成形面３１となっている。
【００４２】
マスター型３０は、サブマスター型４０の作製のため繰返し使用されるものであり、図４（Ｂ）のサブマスター基板４２上にマトリックス状又は格子状の配列で一様に形成された浅い矩形の凹部４２ｃに対向するように２次元的に移動しながら転写を繰り返すステップ＆リピート方式の転写によって、サブマスター基板４２上に分離して配列された単位（後述する図７（Ｄ）の樹脂層部分４１ｄ）をまとめたサブマスター樹脂層（第１形状転写層）４１を形成することができる。マスター型３０の第１成形面３１は、凹部４２ｃよりもひとまわり小さな外周を有し、最終的に得られるウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２の第１被転写面１２ａを部分的に反転した表面形状を有する。第１成形面３１は、第１被転写面１２ａのうち第１光学面ＯＳ１を形成するための第１光学転写面３１ａと、第１フランジ面ＦＰ１を形成するための平坦な第１フランジ転写面３１ｂとを含む。第１光学転写面３１ａは、例えば等間隔の格子点上に多数個配置されており、各々が最終的に得られる光学レンズに対応する形状、ここでは、略半球の凹形状に形成されている。一方、段差３２は、樹脂材料を充填する際にサブマスター基板４２に形成された凹部４２ｃの周囲の表面との間に隙間を形成するための後退面３２ａを有している。段差３２は、サブマスター型４０のサブマスター樹脂層４１に後に詳述する残膜部を形成するための部分である。後退面３２ａから端面３０ｂに至る側面部には、成形物の離型性向上のために、端面３０ｂに近づくほど第１成形面３１の中央に向かって傾斜するテーパーを設けてもよい。
【００４３】
マスター型３０は、一般に金属材料で形成される。金属材料としては、例えば鉄系材料、鉄系合金、非鉄系合金等が挙げられる。なお、マスター型３０は、金属ガラスやアモルファス合金で形成されてもよい。マスター型３０は、単一の材料で形成されるものに限らず、適当な基材上に上記のような金属材料等を被覆したものとすることもできる。
【００４４】
図４（Ｂ）に部分的に拡大して示すように、第１の成形型であるサブマスター型４０は、サブマスター樹脂層（第１形状転写層）４１とサブマスター基板４２とを有する。なお、図４（Ｂ）においては、理解を容易にするために、サブマスター型４０の一部を切り出した状態を模式的に示している。サブマスター樹脂層４１とサブマスター基板４２とは、積層構造となっている。サブマスター樹脂層（第１形状転写層）４１は、その端面４１ａ上に、後述するサブサブマスター型５０の第３成形面５３を形成するための第２成形面４３を有する。この第２成形面４３は、最終的に得られるウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２の第１被転写面１２ａのポジ型に対応し、第１被転写面１２ａのうち第１光学面ＯＳ１を形成するための第２光学転写面４３ａと、第１フランジ面ＦＰ１を形成するための第２フランジ転写面４３ｂとを含む。第２光学転写面４３ａは、マスター型３０の第１光学転写面３１ａによって転写され、格子点上に多数個配置されており、略半球の凸形状に形成されている。
【００４５】
サブマスター樹脂層４１は、第１の樹脂材料を用いて形成されている。第１の樹脂材料としては、光硬化性樹脂材料が挙げられ、上記ウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２と同様の材料の使用、すなわち、硬化後に、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アリルエステル樹脂、ビニル樹脂等になる光硬化性樹脂材料の使用が可能である。また、第１の樹脂材料としては、硬化後に良好な離型性を示す樹脂材料、特に硬化波長で十分な光透過性を有し、離型剤を塗布しなくても離型できる樹脂材料が好ましい。
【００４６】
サブマスター基板４２は、光透過性を有し十分な剛性を有する材料、例えばガラス等で形成されている第１基板である。サブマスター基板（第１基板）４２の表面４２ａ上には、図３（Ｃ）に示すように、略全面に亘ってマトリックス状に配列された多数の浅い矩形の凹部４２ｃが形成されている。各凹部４２ｃは、一般に２００μｍ以下の深さを有し、底面４２ｄと側面４２ｅとを有し内部が閉じた形状を持つ窪みである。凹部４２ｃは、マスター型３０の端面３０ｂとサブマスター基板４２の表面４２ａとの間に第１の樹脂材料を挟んで転写を行う際に、第１の樹脂材料が極端に薄くなることを防止している。これにより、マスター型３０を大きな圧力でサブマスター基板４２側に押し付けることなく、マスター型３０をサブマスター基板４２の表面４２ａに対して適所まで近づけることができる。凹部４２ｃは、サブマスター基板４２に対する切削加工やエッチング等、各種の方法によって形成することができる。凹部４２ｃの側面４２ｅは、底面４２ｄに近づくほど凹部４２ｃの開口面積が小さくなるように傾斜していたり曲面になっていたりしてもよい。このようにすると凹部４２ｃを比較的容易に形成できる。あるいは、底面４２ｄに近づくほど広くなるように側面４２ｅを傾斜させたり、側面４２ｅを粗面化してもよい。このようにすると、マスター型３０からの離型時における離型不良を低減することができる。
【００４７】
図４（Ｃ）に部分的に拡大して示すように、第２の成形型であるサブサブマスター型５０は、サブサブマスター樹脂層（第２形状転写層）５１とサブサブマスター基板５２とを有する。なお、図４（Ｃ）においては、理解を容易にするために、サブサブマスター型５０の一部を切り出した状態を模式的に示している。サブサブマスター樹脂層（第２形状転写層）５１とサブサブマスター基板５２とは、積層構造となっている。サブサブマスター樹脂層（第２形状転写層）５１は、その端面５１ａ上に、ウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２を転写によって形成するための第３成形面５３を有する。この第３成形面５３は、ウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２の第１被転写面１２ａを反転した形状を有し、第１被転写面１２ａのうちのうち第１光学面ＯＳ１を形成するための第３光学転写面５３ａと、第１フランジ面ＦＰ１を形成するための第３フランジ転写面５３ｂとを含む。第３光学転写面５３ａは、サブマスター基板４２の第２光学転写面４３ａによって転写され、マトリクス状に複数個配置されており、略半球の凹形状に形成されている。
【００４８】
サブサブマスター樹脂層５１は、サブマスター樹脂層４１の第１の樹脂材料と同様の第２の樹脂材料で形成され、第２基板としてのサブサブマスター基板５２は、サブマスター基板４２と同様の材料で形成される。すなわち、サブサブマスター樹脂層５１の第２の樹脂材料としては、硬化後に、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、アリルエステル樹脂、ビニル樹脂等になる光硬化性樹脂材料の使用が可能である。第２の樹脂材料としては、硬化後に良好な離型性を示す樹脂材料、特に硬化波長で十分な光透過性を有し、離型剤を塗布しなくても離型できる樹脂材料が好ましい。また、サブサブマスター基板（第２基板）５２としては、光透過性を有し十分な剛性を有する材料、例えばガラス等で形成されている。
【００４９】
なお、サブマスター樹脂層４１とサブサブマスター樹脂層５１とは、必ずしも同一の材料で形成される必要はなく、異なる光硬化性樹脂等で形成されてもよい。また、サブマスター基板４２とサブサブマスター基板５２も、必ずしも同一の材料で形成される必要はなく、異なる材料で形成されてもよい。
【００５０】
以上において、マスター型３０、サブマスター型４０、及び、サブサブマスター型５０の表面には、それぞれによる成形物の離型を容易にするため、離型剤を塗布する等して離形層を形成してもよい。
【００５１】
Ｃ）サブマスター型等の製造装置
以下、図５を参照して、図４（Ｂ）に示すサブマスター型４０等を作製するための製造装置について説明する。
【００５２】
図５に示すように、製造装置１００は、アライメント駆動部６１と、ディスペンサー６２と、光源６３と、ユーザー操作部６４と、制御装置６６とを備え、付随的な装置として、搬出入装置７２と、表面加工装置７３とを備える。このうち、アライメント駆動部６１と、ディスペンサー６２と、光源６３等は、クリーンルーム内に設置される。
【００５３】
ここで、アライメント駆動部６１は、図３（Ａ）に示すマスター型３０を図３（Ｃ）に示すサブマスター基板４２に設けた各凹部４２ｃに対して精密に位置決めして配置するために用いられる。アライメント駆動部６１は、サブマスター基板４２を支持する基板用ステージ部６１ａと、マスター型３０を支持する金型用ステージ部６１ｂと、マスター型３０やサブマスター基板４２の周辺を減圧する減圧機構６１ｄと、マスター型３０の姿勢等を検出する姿勢センサー６１ｅと、アライメント状態を観察するための顕微鏡６１ｆと、マスター型３０のサブマスター基板４２への押し付け圧力を検出する圧力センサー６１ｇとを備える。
【００５４】
このうち、基板用ステージ部６１ａは、これに設けた基板用支持部（不図示）上に固定されたサブマスター基板４２をＸ軸方向の所望位置に移動させためのＸ軸移動機構６１ｈと、サブマスター基板４２をＹ軸方向の所望位置に移動させるＹ軸移動機構６１ｉと、上記基板用支持部にセットされたサブマスター基板４２のＸ軸及びＹ軸の位置情報を検出して制御装置６６に送信する基板ステージセンサー６１ｊと、軸移動機構６１ｈ，６１ｉ等の滑らかな動作を可能にするエアスライド機構６１ｋとを有する。金型用ステージ部６１ｂは、これに設けた金型用支持部（不図示）上に固定されたマスター型３０をＺ軸方向の所望位置に移動させるＺ軸移動機構６１ｍと、上記金型用支持部に固定されたマスター型３０のＺ軸の位置情報を検出して制御装置６６に送信する金型ステージセンサー６１ｎと、Ｚ軸移動機構６１ｍ等の滑らかな動作を可能にするエアスライド機構６１ｐと、マスター型３０の傾斜や回転姿勢を調整するとともにマスター型３０を上方に付勢するマスター駆動部６１ｑとを有する。
【００５５】
アライメント駆動部６１において、姿勢センサー６１ｅは、マスター型３０の上面の傾き等に関する情報を検出し、制御装置６６に出力する。顕微鏡６１ｆは、マスター型３０の上面に形成された複数のアライメントマークを検出し、位置情報として制御装置６６に出力する。
【００５６】
ディスペンサー６２は、図３（Ｃ）に示すサブマスター基板４２上にサブマスター樹脂層４１を形成するために、マスター型３０上に光硬化性樹脂材料からなる第１の樹脂材料を供給する役割を有する。光源６３は、マスター型３０とサブマスター基板４２との間に挟まれた第１の樹脂材料に対して、例えばＵＶ光源等の、樹脂材料を硬化させる波長の光を発生するものであり、光を照射することにより、サブマスター基板４２上に固化したサブマスター樹脂層４１を形成する。
【００５７】
ユーザー操作部６４は、ユーザーによるキーボードやマウス等（不図示）の操作に基づいて、入力された製造装置１００の動作に必要な情報を受け付ける。例えばユーザーによって、サブマスター基板４２の凹部４２ｃのサイズ、配置等に関する情報や、マスター型３０のサイズ等の情報が制御装置６６に入力される。
【００５８】
制御装置６６は、サブマスター型４０等の作製のため、上記のアライメント駆動部６１の各部、ディスペンサー６２、光源６３等の動作を統括的に制御する部分である。制御装置６６は、基板用ステージ部６１ａと金型用ステージ部６１ｂとを適宜動作させることにより、サブマスター基板４２に対してマスター型３０を３次元的に移動させて、マスター型３０の第１成形面３１がサブマスター基板４２の表面４２ａ上の所望領域（具体的には凹部４２ｃ）に対向するように配置することができる。この際、制御装置６６は、軸移動機構６１ｈ，６１ｉ，６１ｍや顕微鏡６１ｆを利用して検出した位置情報に基づいてサブマスター基板４２に対するマスター型３０の位置を回転角とともに精密に調整する。また、制御装置６６は、マスター駆動部６１ｑを動作させて、サブマスター基板４２に対するマスター型３０の傾斜等を精密に調整する。また、制御装置６６は、マスター駆動部６１ｑを動作させて、サブマスター基板４２に対してマスター型３０の第１成形面３１を所望の圧力で押し付ける役割も有する。
【００５９】
搬出入装置７２は、未処理のサブマスター基板４２を基板用ステージ部６１ａに搬入して基板用ステージ上に載置し、基板用ステージ部６１ａから転写処理済みのサブマスター型４０を搬出する。
【００６０】
表面加工装置７３は、基板用ステージ部６１ａから搬出された転写処理済みのサブマスター型４０に対して不要部分を除去する表面加工処理を施して、サブマスター型４０を完成する。
【００６１】
図６は、表面加工装置７３を概念的に説明する図である。表面加工装置７３は、図５に示す搬出入装置７２によってアライメント駆動部６１から搬出されたサブマスター型４０を載置するステージ７３ａと、ステージ７３ａに対向して配置される切削具７３ｂを有する切削装置７３ｃと、切削具７３ｂの周辺から発生した切削屑を吸引する集塵機７３ｄとを備える。ステージ７３ａは、サブマスター樹脂層４１を形成したサブマスター型４０を支持し、切削装置７３ｃは、サブマスター型４０に対して切削具７３ｂを３次元的移動させながらサブマスター樹脂層４１の表面上の必要箇所に切削加工を施す。切削具７３ｂは、例えばボールエンドミル等であり、切削装置７３ｃは、切削具７３ｂを回転させつつ例えばＸＹ面内で２次元的に移動させることができる。これにより、回転する切削具７３ｂの先端がサブマスター型４０の表面のサブマスター樹脂層４１に沿って移動する。集塵機７３ｄは、切削装置７３ｃの周囲にフード７３ｇを有し、切削装置７３ｃによって切除されたサブマスター樹脂層４１の切削屑が周囲に飛散することを防止している。
【００６２】
Ｄ）ウェハレンズの製造工程
図７（Ａ）〜７（Ｅ）、８（Ａ）〜８（Ｅ）等を参照しつつ、上述のマスター型３０、サブマスター型（第２の成型型）４０、サブサブマスター型（第３の成型型）５０を使用して行われるウェハレンズ１０の製造工程の概要について説明する。なお、以下では第１レンズ樹脂層１２の成形について説明するが、第２レンズ樹脂層１３の成形についても同様の工程が行われる。
【００６３】
まず、研削加工等によって、ウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２を構成する各アレイユニットＡＵのネガ型に対応するマスター型３０を作製する（図９のステップＳ１参照）。
【００６４】
次に、図７（Ａ）に示すように、図５等に示す製造装置１００を用いて、マスター型３０の第１成形面３１上方に第１の樹脂材料４１ｂを配置する。その後、図７（Ｂ）に示すように、図５等に示す製造装置１００を用いて、マスター型３０の端面３０ｂすなわち第１成形面３１をサブマスター基板４２の表面４２ａに形成された特定の凹部４２ｃに対向するようにアライメントして配置し、サブマスター基板４２の下方からマスター型３０を押圧して、第１成形面３１と凹部４２ｃとが適当な間隔となるまで近接させる。ここで、第１の樹脂材料４１ｂはマスター型３０によって押圧され、凹部４２ｃを満たすとともに、マスター型３０の段差３２の後退面３２ａとサブマスター基板４２との対向部を満たす。この状態で、光源６３によりＵＶ光等の所定波長の光を照射し、間に挟まれた第１の樹脂材料４１ｂを硬化させる。結果的に、マスター型３０の第１成形面３１が転写されかつ硬化した樹脂によって構成される樹脂層部分（樹脂レプリカ部）４１ｄが形成される。この樹脂層部分４１ｄは、例えば１００μｍ程度の厚みを有する。次に、図７（Ｃ）に示すように、マスター型３０から樹脂層部分４１ｄとサブマスター基板４２とを一体として離型する。これにより、マスター型３０の端面３０ｂすなわち第１成形面３１を対向させた凹部４２ｃを含む矩形領域において樹脂層部分４１ｄが露出する。この樹脂層部分（樹脂レプリカ部）４１ｄは、マスター型３０の段差３２を転写したものとして、本体の周囲に残膜部４４を有する。また、樹脂層部分（樹脂レプリカ部）４１ｄは、その表面として、第２成形面４３の一部を構成する転写面要素４３ｄを有する。この転写面要素４３ｄは、マスター型３０の第１成形面３１上にｎ個の第１光学転写面３１ａが形成されている場合、これに対応してｎ個の第２光学転写面４３ａを有する。
【００６５】
図１０（Ａ）に模式的に示すように、今回形成した新たな（後の）樹脂層部分４１ｄの周囲に形成された残膜部４４と、既に形成した隣の（先の）樹脂層部分４１ｄの周囲に形成された残膜部４４との間には、隣接する樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を残膜部４４以上の厚みで繋ぐ断面円形の繋がり部４８が形成されている。残膜部４４は、例えば０．５ｍｍ程度の横幅を有し６０μｍ程度の厚みを有している。繋がり部４８は、例えば０．２ｍｍ程度の横幅を有し５０μｍ程度の高さを有している。このような繋がり部４８は、第１の樹脂材料４１ｂの樹脂量を適切に設定することにより形成し得る。つまり、樹脂層部分４１ｄを形成するために、マスター型３０とサブマスター基板４２との間に供給される第１の樹脂材料４１ｂの量すなわち樹脂量を比較的多く設定することで、第１の樹脂材料４１ｂをマスター型３０の周囲に多少溢れるように供給することができ、繋がり部４８を残膜部４４よりも厚く盛り上がる畝状に形成できる。また、複数の樹脂レプリカ部が繋がっていることで、個々の樹脂レプリカ部が離れて形成されている場合に後の成形工程で離型抵抗を増加させるエッジ部をなくすことができるため、離型抵抗を低減又は無くすことができる。なお、図７（Ｃ）に示すように、今回形成した新たな樹脂層部分４１ｄの周囲に形成された残膜部４４であっても、隣接して樹脂層部分４１ｄが形成されていない側（紙面の左側）については、繋がり部４８に相当する盛り上がりがまだ形成されていない。
【００６６】
次に、図７（Ａ）に戻って、マスター型３０の第１成形面３１上に第１の樹脂材料４１ｂを配置する。その後、図７（Ｂ）に示すように、マスター型３０の端面３０ｂをサブマスター基板４２の表面４２ａに形成された次の凹部４２ｃに対向するようにアライメントして配置し、サブマスター基板４２の下方からマスター型３０を押圧して、第１成形面３１と凹部４２ｃとが適当な間隔となるまで近接させる。ここで、樹脂材料４１ｂはマスター型３０によって押圧され、凹部４２ｃ及びマスター型３０の段差３２の後退面３２ａとサブマスター基板４２との対向部とを満たす。この状態で、光源６３によりＵＶ光等の所定波長の光を照射させ、間に挟まれた第１の樹脂材料４１ｂを硬化させる。結果的に、第１の樹脂材料４１ｂにマスター型３０の第１成形面３１が転写され、第１の樹脂材料４１ｂによって第２成形面４３を分割した転写面要素４３ｄを有する樹脂層部分４１ｄが形成される。この樹脂層部分４１ｄは、マスター型３０の段差３２を転写したものとして、本体の周囲に残膜部４４を有する。今回形成した新たな樹脂層部分４１ｄの周囲に形成された残膜部４４と、既に形成した隣の樹脂層部分４１ｄの周囲に形成された残膜部４４との間には、隣接する樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を残膜部４４以上の厚みで繋ぐ繋がり部４８が形成される。
【００６７】
以上のように、隣接する樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を外縁の残膜部４４以上の厚みで繋ぐ繋がり部４８を形成する場合、第１の樹脂材料４１ｂの樹脂量が比較的多くなるので、サブマスター基板４２の凹部４２ｃに充填されるべき樹脂材料４１ｂが不足するといった事態が防止される。これにより、樹脂材料が不足した場合に次工程のサブサブマスター型５０の成形時にこの不足部分に起因する突起等の異形状が発生することを防止できる。このような異形状は、結果的にサブサブマスター型５０の成形時にサブサブマスター樹脂層５１の高低差を過剰に大きくすることにつながり、ウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２の厚みが過剰になったり厚みの精度が低下したりする可能性も生じてしまう。また、意図しない異形状が形成される結果、離型抵抗が増大し離型不良を生じるおそれもある。なお、樹脂材料があまり不足しない場合であっても、残膜部４４の外側の側面は、奥側に傾斜したアンダー形状（オーバーハング形状）になったり垂直に立ったりし、離型抵抗を増大させる要因となる。
【００６８】
以上の図７（Ａ）〜図７（Ｃ）に示す工程を繰り返すことにより、サブマスター基板４２上に形成されたすべての凹部４２ｃにおいて樹脂層部分４１ｄが形成され、マトリックス状に配列された多数の樹脂層部分４１ｄを含むサブマスター樹脂層４１が形成され、結果としてサブマスター型４０が完成する（図９のステップＳ２参照）。サブマスター樹脂層４１は、サブマスター基板４２上にｍ個の凹部４２ｃが形成されている場合、これに対応してｍ個の樹脂層部分４１ｄを有する。つまり、サブマスター型４０上には、ｎ×ｍ個の第２光学転写面４３ａが形成されている。
【００６９】
次に、図７（Ｄ）や図１０（Ｂ）に示すように、サブマスター型４０に対して表面加工処理を施す。つまり、サブマスター型４０の表面において、隣接する樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を繋ぐ繋がり部４８の上部を部分的に除去して断面曲線状の円弧凹形である凹形部４８ｂを形成する。このように、繋がり部４８に凹形部４８ｂを形成することで、繋ぐ繋がり部４８の突出を抑えてサブマスター樹脂層４１を比較的薄く形成することができる。凹形部４８ｂの形成には、図６に示す表面加工装置７３の切削具７３ｂを利用する。この場合、切削具７３ｂは、例えばボールエンドミルのように先端にＲが形成されている。加工によって得た凹形部４８ｂの面粗さは、Ｒａ＝１．５μｍである。ここで面粗さＲａは、ＪＩＳ Ｂ０６０１：２００１で規定されている算術平均高さＲａのことをいう。面粗さＲａは、市販の触針式表面粗さ測定機等を用いて測定することができる。また、凹形部４８ｂの幅に対する深さの比であるアスペクト比は、１ｍｍ／２０μｍ＝１／５０となっている。さらに、凹形部４８ｂの残膜部４４との繋がり角度αは、１０５°となっている。ここで、繋がり角度αは、図１０（Ｂ）に示すように、残膜部４４の上面の平坦部４８ａと、この平坦部４８ａが凹型部４８ｂと交わる点における凹型部４８ｂの凹面の接線とのなす角をさす。以上のように設定することにより、繋がり部４８における離型性を良好なものとすることができる。
【００７０】
図１０（Ｃ）は、サブマスター型４０の表面を部分的に拡大した図であり、多数の樹脂層部分４１ｄがマトリックス状に配列された状態を示している。この図において、樹脂層部分４１ｄ間の境界である繋がり部４８は、格子状に延びていることが分かる。繋がり部４８は、図６に示す表面加工装置７３によって上部が除去される。この際、図６に示す表面加工装置７３の切削装置７３ｃは、格子状に延びる繋がり部４８のパターンに対応する軌跡ＴＲで切削具７３ｂを移動させ、切削具７３ｂの先端によって格子状に延びる全ての繋がり部４８の上部を部分的に除去し、適度な面粗さで深さを有する凹形部４８ｂを格子状に形成する。
【００７１】
次に、図７（Ｅ）に示すように、図５等に示す製造装置１００と同様の加工装置を用いて、サブマスター型４０の第２成形面４３上に第２の樹脂材料５１ｂを広範囲に配置する。その後、図８（Ａ）に示すように、図５等に示す製造装置１００と同様の加工装置を用いて、サブサブマスター基板５２の下方からサブマスター型４０を押圧して、第２成形面４３とサブサブマスター基板５２の表面５２ａとが近接して適当な間隔となるまで移動させる。この状態で、光源によりＵＶ光等の所定波長の光を照射し、間に挟まれた第２の樹脂材料５１ｂを硬化させる。結果的に、サブマスター型４０の第２成形面４３が転写されかつ硬化した樹脂によって構成されるサブサブマスター樹脂層５１が形成される。つまり、サブサブマスター樹脂層５１上に第３成形面５３（図４（Ｃ）に示す第３光学転写面５３ａ及び第３フランジ転写面５３ｂを含む）が形成される。なお、本実施形態においては、サブサブマスター基板５２側から光を照射しているが、サブマスター型４０側から光を照射してもよいし、サブサブマスター基板５２側とサブマスター型４０との両方から光を照射してもよい。
【００７２】
次に、図８（Ｂ）に示すように、サブマスター型４０からサブサブマスター樹脂層５１とサブサブマスター基板５２とを一体として離型し、独立したサブサブマスター型５０が完成する（図９のステップＳ３参照）。なお、サブサブマスター型５０のサブサブマスター樹脂層５１は、サブマスター型４０の樹脂層部分４１ｄに対応して多数の樹脂層部分５１ｄに区分されており、これらの樹脂層部分５１ｄは、マトリックス状に配列されている。各樹脂層部分５１ｄの外側には、サブマスター型４０の残膜部４４に挟まれた繋がり部４８の凹形部４８ｂに対応する低い突起部５４が形成される。この突起部５４は、サブマスター型４０の表面において格子パターン状に延びる。
【００７３】
次に、ウェハレンズ１０の作製を開始する。図８（Ｃ）に示すように、図５等に示す製造装置１００と同様の加工装置を用いて、サブサブマスター型５０の第３成形面５３上に第３の樹脂材料１２ｂ（第１レンズ樹脂層１２を形成するための光硬化性樹脂材料）を広範囲に配置する。その後、図８（Ｄ）に示すように、図５等に示す製造装置１００と同様の加工装置を用いて、基板１１の下方からサブサブマスター型５０を押圧して第３成形面５３と基板１１の表面とが近接して適当な間隔となるまで移動させる。この状態で、光源によりＵＶ光等の所定波長の光を照射し、間に挟まれた第３の樹脂材料１２ｂを硬化させる。結果的に、サブサブマスター型５０の第３成形面５３が転写されかつ硬化した樹脂から構成される第１レンズ樹脂層１２が形成される。つまり、第１レンズ樹脂層１２上に第１被転写面１２ａ（図１に示す第第１光学面ＯＳ１及び第１フランジ面ＦＰ１を含む）が形成される。なお、本実施形態においては、基板１１側から光を照射しているが、サブサブマスター基板５２側から光を照射してもよいし、基板１１側とサブサブマスター基板５２側との両方から光を照射してもよい。
【００７４】
その後、図８（Ｅ）に示すように、サブサブマスター型５０から第１レンズ樹脂層１２と基板１１とを一体として離型する。既に第２レンズ樹脂層１３が形成されている場合、ウェハレンズ１０が完成する（図９のステップＳ４参照）。第２レンズ樹脂層１３が形成されていない場合、第１レンズ樹脂層１２と同様の工程を行うことで第４の樹脂材料からなる第２レンズ樹脂層１３が形成され、第２レンズ樹脂層１３用のサブサブマスター型５０から第２レンズ樹脂層１３と基板１１とを一体として離型することで、ウェハレンズ１０が完成する（図９のステップＳ４参照）。なお、第１レンズ樹脂層１２を得るためにサブサブマスター型５０を離型する前に、第２レンズ樹脂層１３を形成するための工程を開始するようにしてもよい。基板１１の一方の面に成形型を残した状態で、基板１１の他方の面に成形を始めることで、成形物に反りが発生するのを抑えやすくなる。
【００７５】
以上のように作製したウェハレンズ１０の第１レンズ樹脂層１２は、サブサブマスター型５０の樹脂層部分５１ｄに対応してマトリックス状に配列された多数のアレイユニットＡＵに区分されている。各アレイユニットＡＵの外縁には、サブサブマスター型５０のサブサブマスター樹脂層５１に形成された突起部５４に隣接する窪み、すなわちサブマスター型４０の残膜部４４に対応するものとして、低い突起１４が形成される。
【００７６】
ウェハレンズ１０は、例えば上記と同様の工程で複数種類作製され、これらが適宜積層され、ダイシングラインＬに沿って、第１レンズ本体１ａ等を中心とする四角柱状にダイシングによって切り出されることにより、複数の分割された複合レンズすなわち光学レンズ４（図２の場合、単一の複合レンズ）となる。
【００７７】
以上で説明したマスター型３０、サブマスター型４０及びサブサブマスター型５０は、複数回使用される（図９のステップＳ５参照）。つまり、これらの型３０，４０，５０が劣化して型交換又は型変更が必要となった場合、マスター型３０、サブマスター型４０及びサブサブマスター型５０のいずれかを新たなものと交換又は別のものを再利用しつつ、図９のステップＳ１〜Ｓ４が適当な上限回数まで実行される。結果的に、例えばマスター型３０がｉ回転写され、サブマスター型４０がｊ回転写され、サブサブマスター型５０がｋ回転写されることで、計ｉ×ｊ×ｋ個のウェハレンズ１０を得ることができる。
【００７８】
本実施形態の製造方法によれば、加工工程において、繋がり部４８を所定の面粗さを有する断面曲線状の凹形部４８ｂに加工するので、複数の樹脂層部分（樹脂レプリカ部）４１ｄ間の繋がり部４８で意図しない突起が形成されることを防止でき、段差部３２周辺に形成されるエッジによる離型抵抗の増加を抑えることができるだけでなく、離型性向上を狙った表面処理が行き届きやすいものとなる。これにより、サブマスター型４０、サブサブマスター型５０等の成形型やウェハレンズ１０等において異形状が発生することを回避しつつ成形精度を向上させ、精度的に安定したレンズを提供することができる。
【００７９】
〔第２実施形態〕
以下、第２実施形態に係る成形型の製造方法等について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の成形型の製造方法等の変形例であり、特に説明しない部分又は事項は、第１実施形態の場合と同様である。
【００８０】
図１１に示すように、第２実施形態の製造方法では、スクエアエンドミルタイプの切削具１７３ｂを用いてサブマスター型４０に対して表面加工処理を施す。この場合、隣接する樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を繋ぐ繋がり部４８の上部を部分的に除去して断面曲線状の矩形凹形である凹形部１４８ｂを形成する。加工によって得た凹形部１４８ｂの面粗さは、Ｒａ＝１．５μｍである。また、凹形部１４８ｂの幅に対する深さの比であるアスペクト比は、１／５０となっている。以上のように設定することにより、繋がり部４８における離型性を良好なものとすることができる。
【００８１】
〔第３実施形態〕
以下、第３実施形態に係る成形型の製造方法等について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の成形型の製造方法等の変形例であり、特に説明しない部分又は事項は、第１実施形態の場合と同様である。
【００８２】
図１２に示すように、第３実施形態の製造方法では、図５に示す製造装置１００の表面加工装置７３に代えて、アライメント駆動部６１内に組み込まれるレーザー加工部２７３を備える。なお、サブマスター型４０は、基板用ステージ部６１ａに支持され、マスター型３０は、金型用ステージ部６１ｂに支持されている。この場合、サブマスター型４０は、レーザー加工のためマスター型３０の上方からはずれた位置に移動させられている。レーザー加工部２７３は、サブマスター型４０に対して非接触で表面加工処理を施す。レーザー加工部２７３は、レーザー光ＬＬをサブマスター型４０の樹脂層部分４１ｄ間の境界である繋がり部４８の表層部に集光させ、この集光スポットを繋がり部４８のパターンに対応する軌跡ＴＲに沿って移動させる。この場合、図７（Ｃ）等に示す樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を繋ぐ繋がり部４８の上部は、レーザーの熱によって局所的にガス化され、図１０（Ｂ）に示す凹形部４８ｂと同様の凹部が形成される。
【００８３】
〔第４実施形態〕
以下、第４実施形態に係る成形型の製造方法等について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の成形型の製造方法等の変形例であり、特に説明しない部分又は事項は、第１実施形態の場合と同様である。
【００８４】
図１３（Ａ）に示すように、第４実施形態の製造方法の場合、図５に示す製造装置１００の表面加工装置７３に代えて、アライメント駆動部６１内に組み込まれる吸引装置３７３を備える。なお、サブマスター型４０は、基板用ステージ部６１ａに支持され、マスター型３０は、金型用ステージ部６１ｂに支持されている。吸引装置３７３は、樹脂吸引部３７３ａとノズル３７３ｂとを有し、ノズル３７３ｂの先端をマスター型３０の端部３０ａ周辺の任意の位置に移動させることができる。吸引装置３７３は、図１３（Ｂ）に示すように、型締め中、すなわち、樹脂材料４１ｂを介してマスター型３０をサブマスター基板４２に押し当てている間においてマスター型３０の周囲に設けた段差３２の周囲にはみ出す不要な第１の樹脂材料４１ｂを硬化前に吸い取って除去する。その後、ＵＶ光等の照射を行って、第１の樹脂材料４１ｂを完全に硬化させる。この場合、図７（Ｄ）等に示す樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を繋ぐ繋がり部４８の上部には、当初から窪みすなわち凹形部が形成される。
【００８５】
〔第５実施形態〕
以下、第５実施形態に係る成形型の製造方法等について説明する。なお、本実施形態は、第１実施形態の成形型の製造方法等の変形例であり、特に説明しない部分又は事項は、第１実施形態の場合と同様である。
【００８６】
図１４（Ａ）に示すように、第５実施形態の製造方法の場合、図５に示す製造装置１００の表面加工装置７３に代えて、アライメント駆動部６１内に組み込まれる押圧装置４７３を備える。押圧装置４７３は、マスター型３０の側面に沿って配置される枠状の押圧部材４７３ａを有しており、金型用ステージ部４６１ｂに組み込まれた補助昇降機構によって押圧部材４７３ａをＺ方向に移動させることができ、押圧部材４７３ａの先端をサブマスター型４０側に押し付けることができる。本実施形態の場合、図７（Ｂ）に示す第１の樹脂材料４１ｂの硬化中すなわち光源６３によるＵＶ光等の照射の途中で、処理を一旦中断する。結果的に、第１の樹脂材料４１ｂは、照射量の調整によって粘度１０Ｐａ・ｓ〜１００００Ｐａ・ｓの半硬化状態に保持され、柔らかく変形可能な状態となっている。なお、粘度の測定は、ＪＩＳ Ｚ ８８０９に規定されている粘度計校正用標準液で検定されたものであれば特に制限はなく、回転式、振動式や細管式の粘度計を用いることができる。粘度計としては、Ｓａｙｂｏｌｔ粘度計、Ｒｅｄｗｏｏｄ粘度計等で測定でき、例えば、トキメック社製、円錐平板型Ｅ型粘度計、東機産業社製のＥ Ｔｙｐｅ Ｖｉｓｃｏｍｅｔｅｒ（回転粘度計）、東京計器社製のＢ型粘度計ＢＬ、山一電機社製のＦＶＭ−８０Ａ、Ｎａｍｅｔｏｒｅ工業社製のＶｉｓｃｏｌｉｎｅｒ、山一電機社製のＶＩＳＣＯ ＭＡＴＥ ＭＯＤＥＬ ＶＭ−１Ｇ等を挙げることができる。その後、図１３（Ｂ）に示すように、マスター型３０の周囲に設けた段差３２の周囲にはみ出した半硬化状態の第１の樹脂材料４１ｂの突起に対して押圧部材４７３ａを押し付けることで、このはみ出した半硬化状態の第１の樹脂材料４１ｂの下面を平坦化することができる。以後は、再度ＵＶ光等の照射を行って、第１の樹脂材料４１ｂを完全に硬化させる。この場合、図７（Ｄ）等に示す樹脂層部分４１ｄ，４１ｄ間を繋ぐ繋がり部４８の上部は、当初から平坦な平坦部４４８ｂとなる。
【００８７】
なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【００８８】
例えば、上記実施形態においては、凹形部４８ｂ，１４８ｂを窪みとしたが平坦部とすることもできる。
【００８９】
また、上記実施形態においては、レンズ樹脂層１２等が光硬化性樹脂で形成されるものとし、光照射で樹脂材料を硬化させたが、光照射に加えて加熱により硬化を促進させてもよい。また、光硬化性樹脂に代えて、熱硬化性樹脂等の他のエネルギー硬化性樹脂で形成することもできる。
【００９０】
サブマスター基板４２に対するマスター型３０の移動方法については、特に制限はないが、なるべく隣接する凹部４２ｃに移動する経路とすることが処理速度上は望ましい。マスター型３０に対してサブマスター基板４２を移動させてもよいし、両者を移動させてもよい。両者で樹脂を押圧する際も同様であり、マスター型３０をサブマスター基板４２に押圧する代わりに、サブマスター基板４２をマスター型３０に押圧してもよいし、両者を移動して近づけてもよい。
【００９１】
上記実施形態においては、最終的に得られるウェハレンズとして、基板上に光学レンズとして機能する樹脂層を設けたもの（レンズ基板）について説明したが、これに限らず、材質等が異なる独立した基板を特に有しておらず、光学レンズとして機能する部分とその周囲の平坦部、及び、それらを連結する部分が樹脂で一体的に構成されたものであってもよい。この場合、２つの成形型の間に樹脂材料を介在させて当該樹脂材料を硬化させることで光学レンズ部及びその周囲部が一体的に構成されたウェハレンズを作製することができる。
【００９２】
上記実施形態においては、サブサブマスター型を用いてウェハレンズを作製する例について説明したが、これに限るものではなく、サブマスター型を用いてウェハレンズを作製するようにしてもよい。この場合、原版となるマスター型は、最終成形物であるウェハレンズのレンズ要素のポジ型とする。第１のレンズ樹脂層１２と第２のレンズ樹脂層１３ともに、サブサブマスター型を用いて成形を行ってもよいし、両者ともにサブマスター型を用いて成形を行ってもよいし、一方をサブサブマスター型、他方をサブマスター型で成形してもよい。
【００９３】
また、上記では、凹部４２ｃを設けることを前提としているが、凹部４２ｃを設けず、直接サブマスター基板４２上に樹脂層部分（樹脂レプリカ部）４１ｄを転写する構成としてもよい。
【符号の説明】
【００９４】
１ａ，２ａ…レンズ本体、 １ｂ，２ｂ…フランジ部、 １ｃ，２ｃ…連結部、 ４…光学レンズ、 １０…ウェハレンズ、 １１…基板、 １２，１３…レンズ樹脂層、 １４…突起、 ３０…マスター型、 ３０ａ…端部、 ３１…成形面、 ３１ａ…光学転写面、 ３１ｂ…フランジ転写面、 ３２…段差、 ４０…サブマスター型、 ４１…サブマスター樹脂層、 ４１ｂ…樹脂材料、 ４１ｄ…樹脂層部分、 ４２…サブマスター基板、 ４２ｃ…凹部、 ４３…成形面、 ４３ａ…光学転写面、 ４３ｂ…フランジ転写面、 ４３ｄ…転写面要素、 ４４…残膜部、 ４８…繋がり部、 ４８ｂ…凹形部、 ５０…サブサブマスター型、 ５１…サブサブマスター樹脂層、 ５１ｂ…樹脂材料、 ５１ｄ…樹脂層部分、 ５２…サブサブマスター基板、 ５３…成形面、 ５３ａ…光学転写面、 ５３ｂ…フランジ転写面、 ５４…突起部、 ６１…アライメント駆動部、 ６１ａ…基板用ステージ部、 ６１ｂ…金型用ステージ部、 ６２…ディスペンサー、 ６３…光源、 ６６…制御装置、 ７３…表面加工装置、 ７３ｂ…切削具、 ７３ｃ…切削装置、 １００…製造装置、 ＡＵ…アレイユニット、 Ｌ…ダイシングライン、 Ｌ１，Ｌ２…レンズ要素、 ＯＡ…光軸、 ＯＳ１，ＯＳ２…光学面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学レンズに対応する形状が複数配列された第１成形面を有するマスター型を繰り返し用いて第１基板上に複数の樹脂レプリカ部を成形することにより、前記複数の樹脂レプリカ部を有する成形型を得る、成形型の製造方法であって、
前記複数の樹脂レプリカ部のうち隣接する樹脂レプリカ部間を残膜部以上の厚みで繋ぐ繋がり部を形成し得る樹脂量で、前記複数の樹脂レプリカ部を成形する成形工程と、
前記成形工程において形成された前記繋がり部を、所定の面粗さを有する凹形部又は平坦部に加工する加工工程と、
を備えることを特徴とする成形型の製造方法。
【請求項２】
前記繋がり部の前記凹形部は、前記残膜部との繋がり角度が１００°以上の円弧凹形に加工されていることを特徴とする請求項１に記載の成形型の製造方法。
【請求項３】
前記繋がり部の前記凹形部は、アスペクト比０．１以下の矩形凹形に加工されることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の成形型の製造方法。
【請求項４】
前記繋がり部の前記凹形部は、面粗さＲａが０．５μ以上１０μｍ以下に加工されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の成形型の製造方法。
【請求項５】
前記凹形部は、前記繋がり部の一部を硬化後に除去することにより、除去後に残った部分として形成されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の成形型の製造方法。
【請求項６】
前記凹形部は、機械加工によって形成されることを特徴とする請求項５に記載の成形型の製造方法。
【請求項７】
前記凹形部は、レーザー加工によって形成されることを特徴とする請求項５に記載の成形型の製造方法。
【請求項８】
前記凹形部は、前記マスター型による型締め中において樹脂の硬化前に前記繋がり部の一部を除去することにより、除去後に残った部分として形成されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の成形型の製造方法。
【請求項９】
前記凹形部は、前記マスター型による型締め中において樹脂の半硬化状態で前記繋がり部の一部を押圧した後に全硬化させることにより、形成されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の成形型の製造方法。
【請求項１０】
前記繋がり部の一部を押圧する際の樹脂の半硬化時の粘度は、１０Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項９に記載の成形型の製造方法。
【請求項１１】
前記第１基板は、前記樹脂レプリカ部に対応する成形位置に前記第１成形面より大きいサイズを有し内部が閉じた形状の凹部を有し、前記マスター型は、前記第１成形面の周囲に環状の段差を有することを特徴とする請求項１から１０までのいずいれか一項に記載の成形型の製造方法。
【請求項１２】
前記成形工程は、
前記第１成形面と前記第１基板上の成形位置との間に第１の樹脂材料を満たして硬化させ、前記マスター型を離型することで、前記第１成形面を転写した前記樹脂レプリカ部を得る転写工程と、
前記転写工程を前記マスター型と前記第１基板との相対位置を変更しつつ繰り返し実行することにより、前記第１基板上に前記複数の樹脂レプリカ部を２次元的に配列した第１形状転写層を得る繰返工程と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の成形型の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の成形型の製造方法により得られた前記第１形状転写層を有する成形型を第１の成形型とし、当該第１の成形型と成形型用の第２基板との間に第２の樹脂材料を満たし、当該第２の樹脂材料を硬化させ、前記第１の成形型を離型することにより、第２形状転写層を有する第２の成形型を得ることを特徴とする成形型の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の成形型の製造方法により得られた前記第２の成形型と請求項１２に記載の成形型の製造方法により得られた成形型との少なくとも一方と、第３基板との間に第３の樹脂材料を満たし、当該第３の樹脂材料を硬化させ、前記成形型を離型することにより、前記第３基板の表面に複数のレンズ要素が形成されたウェハレンズを得るウェハレンズの製造方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の成形型の製造方法により得られた前記第２の成形型と請求項１２に記載の成形型の製造方法により得られた成形型との少なくとも一方と、請求項１４に記載のウェハレンズの製造方法により得られた前記ウェハレンズの裏面との間に第４の樹脂材料を満たし、当該第４の樹脂材料を硬化させ、前記成形型を離型することにより、前記第３基板の裏面に複数の光学レンズが形成されたウェハレンズを得ることを特徴とするウェハレンズの製造方法。
【請求項１６】
請求項１４及び１５のいずれか一項に記載のウェハレンズの製造方法により得られた前記ウェハレンズを切断して個片化する工程を備えることを特徴とする光学レンズの製造方法。
【請求項１】
光学レンズに対応する形状が複数配列された第１成形面を有するマスター型を繰り返し用いて第１基板上に複数の樹脂レプリカ部を成形することにより、前記複数の樹脂レプリカ部を有する成形型を得る、成形型の製造方法であって、
前記複数の樹脂レプリカ部のうち隣接する樹脂レプリカ部間を残膜部以上の厚みで繋ぐ繋がり部を形成し得る樹脂量で、前記複数の樹脂レプリカ部を成形する成形工程と、
前記成形工程において形成された前記繋がり部を、所定の面粗さを有する凹形部又は平坦部に加工する加工工程と、
を備えることを特徴とする成形型の製造方法。
【請求項２】
前記繋がり部の前記凹形部は、前記残膜部との繋がり角度が１００°以上の円弧凹形に加工されていることを特徴とする請求項１に記載の成形型の製造方法。
【請求項３】
前記繋がり部の前記凹形部は、アスペクト比０．１以下の矩形凹形に加工されることによって形成されることを特徴とする請求項１に記載の成形型の製造方法。
【請求項４】
前記繋がり部の前記凹形部は、面粗さＲａが０．５μ以上１０μｍ以下に加工されていることを特徴とする請求項１から３までのいずれか一項に記載の成形型の製造方法。
【請求項５】
前記凹形部は、前記繋がり部の一部を硬化後に除去することにより、除去後に残った部分として形成されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の成形型の製造方法。
【請求項６】
前記凹形部は、機械加工によって形成されることを特徴とする請求項５に記載の成形型の製造方法。
【請求項７】
前記凹形部は、レーザー加工によって形成されることを特徴とする請求項５に記載の成形型の製造方法。
【請求項８】
前記凹形部は、前記マスター型による型締め中において樹脂の硬化前に前記繋がり部の一部を除去することにより、除去後に残った部分として形成されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の成形型の製造方法。
【請求項９】
前記凹形部は、前記マスター型による型締め中において樹脂の半硬化状態で前記繋がり部の一部を押圧した後に全硬化させることにより、形成されることを特徴とする請求項１から４までのいずれか一項に記載の成形型の製造方法。
【請求項１０】
前記繋がり部の一部を押圧する際の樹脂の半硬化時の粘度は、１０Ｐａ・ｓ以上１００００Ｐａ・ｓ以下であることを特徴とする請求項９に記載の成形型の製造方法。
【請求項１１】
前記第１基板は、前記樹脂レプリカ部に対応する成形位置に前記第１成形面より大きいサイズを有し内部が閉じた形状の凹部を有し、前記マスター型は、前記第１成形面の周囲に環状の段差を有することを特徴とする請求項１から１０までのいずいれか一項に記載の成形型の製造方法。
【請求項１２】
前記成形工程は、
前記第１成形面と前記第１基板上の成形位置との間に第１の樹脂材料を満たして硬化させ、前記マスター型を離型することで、前記第１成形面を転写した前記樹脂レプリカ部を得る転写工程と、
前記転写工程を前記マスター型と前記第１基板との相対位置を変更しつつ繰り返し実行することにより、前記第１基板上に前記複数の樹脂レプリカ部を２次元的に配列した第１形状転写層を得る繰返工程と、を備えることを特徴とする請求項１に記載の成形型の製造方法。
【請求項１３】
請求項１２に記載の成形型の製造方法により得られた前記第１形状転写層を有する成形型を第１の成形型とし、当該第１の成形型と成形型用の第２基板との間に第２の樹脂材料を満たし、当該第２の樹脂材料を硬化させ、前記第１の成形型を離型することにより、第２形状転写層を有する第２の成形型を得ることを特徴とする成形型の製造方法。
【請求項１４】
請求項１３に記載の成形型の製造方法により得られた前記第２の成形型と請求項１２に記載の成形型の製造方法により得られた成形型との少なくとも一方と、第３基板との間に第３の樹脂材料を満たし、当該第３の樹脂材料を硬化させ、前記成形型を離型することにより、前記第３基板の表面に複数のレンズ要素が形成されたウェハレンズを得るウェハレンズの製造方法。
【請求項１５】
請求項１３に記載の成形型の製造方法により得られた前記第２の成形型と請求項１２に記載の成形型の製造方法により得られた成形型との少なくとも一方と、請求項１４に記載のウェハレンズの製造方法により得られた前記ウェハレンズの裏面との間に第４の樹脂材料を満たし、当該第４の樹脂材料を硬化させ、前記成形型を離型することにより、前記第３基板の裏面に複数の光学レンズが形成されたウェハレンズを得ることを特徴とするウェハレンズの製造方法。
【請求項１６】
請求項１４及び１５のいずれか一項に記載のウェハレンズの製造方法により得られた前記ウェハレンズを切断して個片化する工程を備えることを特徴とする光学レンズの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１２−１８３７７７（Ｐ２０１２−１８３７７７Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４９７１３（Ｐ２０１１−４９７１３）
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（３０３０００４０８）コニカミノルタアドバンストレイヤー株式会社 (3,255)
【Ｆターム（参考）】
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