自立型バンドパスフィルタ及びその製造方法
【課題】遠赤外光や中赤外光を透過光とするように高周波化することができ、しかも、透過率が高く良好なフィルタ特性を備えた自立型バンドパスフィルタを提供する。
【解決手段】複数個の円形の孔２が一定間隔で２次元配列に形成されたメッシュ状のフィルタ用金属板１を備え、その厚みｔ（μｍ）を、透過光の中心波長λ０（μｍ）に対して、ｔ≧λ０にすることにより、従来は困難であった遠赤外光や中赤外光を透過光とする微細構造に形成して高周波化し、かつ、透過率を高くして良好なフィルタ特性を備える。
【解決手段】複数個の円形の孔２が一定間隔で２次元配列に形成されたメッシュ状のフィルタ用金属板１を備え、その厚みｔ（μｍ）を、透過光の中心波長λ０（μｍ）に対して、ｔ≧λ０にすることにより、従来は困難であった遠赤外光や中赤外光を透過光とする微細構造に形成して高周波化し、かつ、透過率を高くして良好なフィルタ特性を備える。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、テラヘルツ光（遠赤外光及び中赤外光を含む）の自立型バンドパスフィルタ及びその製造方法に関し、詳しくは、特性の高周波化に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主にテラヘルツ光（ほぼ０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚの電磁波）を対象とするバンドパスフィルタには種々の構造のものがあるが、その１つとして、基板のない自立型バンドパスフィルタがある。
【０００３】
この自立型バンドパスフィルタとして、従来、複数個の孔を一定間隔で正方格子状に２次元配列したメッシュ構造の金属フォトニック結晶を用いたものが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。なお、前記非特許文献１には、具体的に、前記孔の径（孔径）を０．６８ｍｍ、間隔を１．１３ｍｍとした金属フォトニック結晶のバンドパスフィルタが示されている。
【０００４】
また、自立型バンドパスフィルタとして、メッシュ状の金属板を使用したものも提案されている。このメッシュ状の金属板を使用した従来の自立型バンドパスフィルタは、金属板の打ち抜き加工やエッチング加工の金属加工（ブレークダウン）によって形成される。
【非特許文献１】テラヘルツテクノロジーフォーラム編、「テラヘルツ技術総覧」、第１版、ｐ．５２７−５３１、（有）エヌジーティー、２００７年１１月２９日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の自立型バンドパスフィルタは前記孔の径や間隔等で定まるバンドパス特性（フィルタ特性）の高周波化が容易でなく、遠赤外光や中赤外光（以下、遠・中赤外光という）を透過光とする透過率の高い自立型バンドパスフィルタは実現されていない。
【０００６】
すなわち、金属フォトニック結晶を使用した前記非特許文献１の自立型バンドパスフィルタは、孔の径（孔径）が０．６８ｍｍ、間隔が１．１３ｍｍであり、高々０．３ＴＨｚ（波長で約１ｍｍ）付近を透過光の中心周波数とするバンドパス特性である。そして、例えば波長で１００μｍ以下（周波数で３ＴＨｚ以上）の遠・中赤外光を透過光とするには、前記孔の径及び間隔をいっそう小さくして微細化する必要があるが、微細化して孔の径や間隔等を小さくする程、金属フォトニック結晶は厚みが薄くなり、平坦性を維持することが困難になる。同様に、前記打ち抜き加工やエッチング加工の金属加工によって形成される従来の自立型バンドパスフィルタの場合も、波長３０μｍ以下の遠・中赤外光を透過する微細構造に形成しようとすると、金属板の厚みが極めて薄くなり、取り扱いが困難になる。
【０００７】
さらに、前記従来の自立型バンドパスフィルタにおいて、遠・中赤外光を透過光とするように高周波化したときに高い透過率（良好なフィルタ特性）が得られる構造は何ら提案されていない。
【０００８】
そのため、この種の自立型バンドパスフィルタにおいて、波長３０μｍ以下（１０ＴＨｚ以上）の遠・中赤外光を透過するように高周波化することは、前記厚みやフィルタ特性の点から困難であり、とくに波長１０μｍ以下（３０ＴＨｚ以上）の遠・中赤外光を透過光とする自立型バンドパスフィルタは実現されていない。
【０００９】
本発明は、遠赤外光や中赤外光を透過光とするように高周波化することができ、しかも、透過率が高く良好なフィルタ特性を備えた自立型バンドパスフィルタ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】
上記した目的を達成するために、本発明の自立型バンドパスフィルタは、複数個の円形の孔が一定間隔で２次元配列に形成されたメッシュ状のフィルタ用金属板を備え、前記フィルタ用金属板の厚みが、透過光の中心波長に対して、ｔ≧λ０（ｔ：フィルタ用金属板の厚み（μｍ）、λ０：透過光の中心波長（μｍ））であることを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
そして、前記透過光の中心波長は３０μｍ以下（遠赤外光）であることが高周波化の点から好ましい（請求項２）。また、自立性及びフィルタ特性の両面から、前記フィルタ用金属板の厚みは、１０μｍを最小値とすることが好ましい（請求項３）。さらに、前記孔は、前記フィルタ用金属板に三角格子配列に形成されることが実用的で好ましい（請求項４）。
【００１２】
つぎに、本発明の自立型バンドパスフィルタの製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の自立型バンドパスフィルタの製造方法であって、エレクトロフォーミングにより、導電性の基板上に、前記フィルタ用金属板の形状に金属を析出し、前記基板から金属パターンを剥離して前記フィルタ用金属板を製造することを特徴としている（請求項５）。
【００１３】
この場合、前記基板の表面にフォトレジストを形成する工程と、前記フォトレジストの表面をマスクパターンを通して露光する工程と、前記フォトレジストの露光されなかった部分を除去して前記フィルタ用金属板の形状に前記基板の表面を露出する工程と、前記基板をめっき液に浸漬して電解を施し、前記基板上に前記フィルタ用金属板の形状に金属を析出して前記金属パターンを形成する工程と、前記基板から前記金属パターンを剥離する工程とを具備することが、実用的で好ましい（請求項６）。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、メッシュ状のフィルタ用金属板は、複数個の円形の孔が一定間隔で２次元配列に形成されるため、エレクトロフォーミングの金属析出（グロウアップ）により、従来は困難であった遠・中赤外光を透過光とする微細構造に形成して高周波化することが可能になる。
【００１５】
すなわち、前記フィルタ用金属板をエレクトロフォーミングにより形成する場合、略図６に示すように、導電性の基板Ｍの表面に前記孔のフォトレジストＲのパターン（レジストパターン）ＲＰが形成され、この状態で基板Ｍがめっき液に浸漬されて電解が施される。そして、レジストパターンＲＰの基板面が露出した凹部にフィルタ用金属板の金属パターンが析出し、この金属パターンを基板Ｍから引き剥がすことによってフィルタ用金属板が形成される。
【００１６】
このとき、基板Ｍに析出した金属パターンを引き剥がす等する際に破れたりしないようにするとともに、形成後の自立性を確保するため、前記金属パターンはある程度の厚みに形成する必要があるが、前記金属パターンの厚みを厚くする程、レジストパターンＲＰの前記凹部は深くなる。
【００１７】
そして、図７（ａ）の基板ＭのレジストパターンＲＰと、同図（ｂ）の孔を正方格子配列に形成した場合の導電性の基板Ｍ＊のレジストパターンＲＰ＊との比較からも明らかなように、前記孔を円形に形成すると、図７（ａ）の矢印線に示すようにめっき液がレジストパターンＲＰのフォトレジストＲの円形外周に沿って浸透するので、図７（ｂ）の矢印線のめっき液のようにレジストパターンＲＰ＊のフォトレジストＲ＊の矩形外周に沿って浸透する場合に比して、めっき液の流路が広い。そのため、前記金属パターンが厚くてもレジストパターンＲＰのフォトレジストＲ間の幅の狭い部分に確実にめっき液が浸透し、エレクトロフォーミングにより、メッシュ状に金属を析出して前記フィルタ用金属板を高周波化に好適な微細構造に形成できる。
【００１８】
そして、フィルタ用金属板の厚みｔを、透過光の中心波長λ０に対して、ｔ≧λ０にすることで、高周波化したときのフィルタ用金属板の自立性を確保できるとともに、高い透過率が得られることが実験により判明した。なお、フィルタ用金属板が厚くなると、入射光に対してフィルタ用金属板の開口部が導波管モードで作用し、狭帯域化できる利点もある。
【００１９】
したがって、このメッシュ状のフィルタ用金属板を備えることで、従来は困難であった遠・中赤外光を透過光とするように高周波化することができ、しかも、透過率が高く良好なフィルタ特性を備えた自立型バンドパスフィルタを提供することができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、透過光の前記中心波長が３０μｍ以下の遠赤外光や中赤外光に適用して請求項１の効果を奏することができる従来にない自立型バンドパスフィルタを提供できる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、前記フィルタ用金属板が１０μｍ以上の厚みに形成されるので、とくに波長１０μｍ以下の遠赤外光や中赤外光を透過光とする場合に、フィルタ用金属板が自立に十分な平坦性を備える。しかも、フィルタ用金属板は透過率か高く極めて良好なフィルタ特性を備える。そのため、従来は実現されていなかった波長１０μｍ以下の遠赤外光や中赤外光を透過光とする良好なフィルタ特性の自立型バンドパスフィルタを提供できる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、フィルタ用金属板の円形の各孔がバンドパスフィルタの特性設定に好適な三角格子配列で形成され、フィルタ特性がいっそう向上する。
【００２３】
請求項５の発明によれば、金属板の打ち抜き加工やエッチング加工のような金属加工（ブレークダウン）より優れたエレクトロフォーミングの微細加工（グロウアップ）により、上述したフィルタ用金属板を形成することができ、このフィルタ用金属板を備えて高周波化した自立型のバンドパスフィルタを製造することができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、請求項５のエレクトロフォーミングによるフィルタ用金属板の実用的な製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、その一実施形態について、図１〜図８にしたがって詳述する。
【００２６】
図１は本実施形態のフィルタ用金属板１を示し、（ａ）は孔２が格子状に散在した平面図、（ｂ）はその正面図である。図２はフィルタ用金属板１の一部の拡大平面図、図３はフィルタ用金属板１を備えた自立型バンドパスフィルタ３の正面図である。
【００２７】
図４、図５はフィルタ用金属板１のエレクトロフォーミングによる製造過程を示す。図６はレジストパターンＲＰが形成された状態の導電性の基板Ｍの一部の拡大斜視図、図７はフィルタ用金属板１の孔２の形状によるめっき液の浸透の違いの説明図であり、（ａ）は孔２が円形である本実施形態の場合の説明図、（ｂ）は比較のための孔２が矩形（正方形）の場合の説明図である。図８は自立型バンドパスフィルタ３の光の透過率の実測特性図である。
【００２８】
（構成）
まず、フィルタ用金属板１について、主に図１、図２を参照して説明する。
【００２９】
フィルタ用金属板１は例えばニッケル（Ｎｉ）の直径２０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の円板形状であり、後述するエレクトロフォーミングにより、図１及び図２に示すように、複数個の円形の孔２が一定間隔で２次元配列されたメッシュ状に形成され、フランジ部１１には複数個の取り付け孔１２が開けられている。
【００３０】
孔２の径、間隔及び配列はフィルタ用金属板１の性能を決定するバラメータであり、透過光の周波数や選択度（Ｑ値）等に応じて定まる。
【００３１】
そして、本実施形態においては、透過光の中心波長λ０で４μｍ〜１００μｍ程度の遠・中赤外光を対象とし、好ましくは、従来は実現困難であった３０μｍ以下とする。そのため、孔２の間隔も透過光の中心波長λ０と同程度の微細間隔になり、各孔２は透過光の中心波長λ０に応じた一定間隔でフィルタ用金属板１に２次元配列される。
【００３２】
前記２次元配列は、正方格子配列等であってもよいが、本実施形態においては、図２に拡大して示したように正三角格子配列であり、各孔２は正三角形の各格子の頂点の位置に形成される（請求項４対応）。このとき、図２に示すように、各孔２の径をａ、各孔２の中心間の間隔（ピッチ）をｄとすると、よく知られているように、透過光の強度は径ａで定まり、ｄ≒（３／２）×ａにすることにより、理論上は１００％の強度が得られる。したがって、径ａとピッチｄとを適当に設定すると、所望のＱ特性に形成できる。
【００３３】
つぎに、フィルタ用金属板１の第一の特徴的な構造は、各孔２が円形に形成される点である（請求項１対応）。このように構成するのは、エレクトロフォーミングによりフィルタ用金属板１を後述する厚みｔの条件で良好に形成可能にするためである。
【００３４】
すなわち、エレクトロフォーミング技術は電解めっき技術であり、めっき浴を用いるので、めっき液が図６に示した基板ＭのパターニングしたレジストパターンＲＰの凹部のフォトレジストＲ間の幅が狭い部分に十分に入り込まなければ、フィルタ用金属板１は形成できない。そして、フィルタ用金属板１の各孔２間の狭い部分にめっき液が十分に入り込むか否かについてはフォトレジストＲの濡れ性等が問題となる。
【００３５】
一方、基板Ｍに析出した金属パターンを引き剥がす等する際に破れたりしないようにするとともに、形成後の自立性を確保するため、前記金属パターンはある程度の厚みに形成する必要があるが、前記金属パターンの厚みを厚くする程、レジストパターンＲＰの前記凹部は深くなる。
【００３６】
そして、図７（ａ）の基板ＭのレジストパターンＲＰと、同図（ｂ）の孔を正方格子配列にした場合の導電性の基板Ｍ＊のレジストパターンＲＰ＊との比較からも明らかなように、孔を円形にすると、図７（ａ）の矢印線に示すようにめっき液がレジストパターンＲＰのフォトレジストＲの円形外周に沿って浸透するので、図７（ｂ）の矢印線のめっき液のようにレジストパターンＲＰ＊のフォトレジストＲ＊の矩形外周に沿って浸透する場合に比して、めっき液の流路が広い。そのため、前記金属パターンが厚くてもレジストパターンＲＰのフォトレジストＲ間の幅が狭い部分に確実にめっき液が浸透し、エレクトロフォーミングにより、メッシュ状に金属を析出してフィルタ用金属板１を高周波化に好適な微細構造に形成（グロウアップ）できる。
【００３７】
したがって、フィルタ用金属板１の各孔２は円形に形成される。
【００３８】
つぎに、フィルタ用金属板１の第二の特徴的な構造は、図１（ｂ）に示すフィルタ用金属板１の厚みｔ（μｍ）が、少なくとも、透過光の中心波長λ０（μｍ）に対して、ｔ≧λ０に形成される点である（請求項１対応）。
【００３９】
すなわち、フィルタ用金属板１の厚みｔを、透過光の中心波長λ０に対して、ｔ≧λ０にすると、フィルタ用金属板１は、厚みｔが中心波長λ０以上に厚くなり、高周波化したときの自立性を確保できる。また、種々の実験から、ｔ≧λ０にすると、中心波長λ０が３０μｍ以下の遠・中赤外光を透過光とするように高周波化した場合にも高い透過率が得られることが判明した。
【００４０】
なお、フィルタ用金属板１が厚くなると、入射光に対してフィルタ用金属板１の開口部が導波管モードで作用し、狭帯域化できる利点もあり、また、フィルタ用金属板１が薄い場合に必要となる緊張処理が不要になる利点もある。
【００４１】
したがって、フィルタ用金属板１の厚みｔは、少なくとも、透過光の中心波長λ０に対してｔ≧λ０に形成される。このようにすると、透過光の中心波長λ０が３０μｍ以下の遠・中赤外光に対しても高い透過率になる（請求項１、２対応）。
【００４２】
さらに、本実施形態においては、フィルタ用金属板１の厚みｔの最小値を、１０μｍとする。このようにすると、透過光の中心波長λ０が１０μｍより短くなる従来は適用不可能であった遠・中赤外光を透過光とする場合に、フィルタ用金属板１の厚みｔを中心波長λ０より十分に大きな１０μｍに形成し、フィルタ用金属板１が自立に十分な平坦性を備えるようにする（請求項３対応）。このとき、フィルタ用金属板１は透過率か高く極めて良好なフィルタ特性も備える。そのため、従来は実現されていなかった波長１０μｍ以下の遠・中赤外光を透過光とする良好なフィルタ特性を実現できる。
【００４３】
そして、フィルタ用金属板１を備えた自立型バンドパスフィルタ３は、例えば図３に示すように形成される。すなわち、フィルタ用金属板１を、例えばリング状の金属又は合成樹脂の枠体４で表面側と裏面側とから挟み、両枠体４の所要個所を例えば合わせネジによって締結して、自立型バンドパスフィルタ３が形成される。なお、自立型バンドパスフィルタ３は、一例としてスタンド５に支持されているが、用途等によっては、スタンド５を省いた状態で形成される。
【００４４】
以上説明したように、フィルタ用金属板１は、複数個の円形の孔２が一定間隔で２次元配列に形成され、その厚みｔが、透過光の中心波長λ０に対して、少なくとも１０μｍ以上であってｔ≧λ０である。このような構造であるため、エレクトロフォーミングにより、従来は実現不可能な中心波長λ０が１０μｍより短くなる遠・中赤外光を透過光とするようにまで高周波化することが可能であり、実験等により、中心波長λ０が約４μｍの中赤外光まで適用可能である。
【００４５】
したがって、フィルタ用金属板１を備えた自立型バンドパスフィルタ３は、中心波長λ０が３０μｍ以下の遠・中赤外光を透過光とするように高周波化することができる。さらには、従来は実現不可能な中心波長λ０が１０μｍより短い遠・中赤外光の自立型のバンドパスフィルタ３を提供できる。
【００４６】
そして、フィルタ用金属板１が金属板に孔２を開けただけの構成であり、後述するエレクトロフォーミングにより大量生産が可能であるため、自立型バンドパスフィルタ３は、低コストに提供できる利点もある。さらに、一般的な透過光型の誘電体フィルタは、より低周波の電磁波に対しては透過率が高いために電磁誘導ノイズも透過し、透過光の検出器側において、別途低周波ノイズ対策を施すことが必要となるが、自立型バンドパスフィルタ３は低周波の電磁波を完全に遮断できる利点もあり、検出器側の低周波ノイズ対策が省ける。
【００４７】
（製造方法）
つぎに、フィルタ用金属板１の製造方法について、主に図４、図５を参照して説明する。
【００４８】
フィルタ用金属板１は、エレクトロフォーミングにより、導電性の基板Ｍ上にフィルタ用金属板１の形状に金属を析出し、基板Ｍからその金属パターンを剥離して製造される（請求項５対応）。
【００４９】
エレクトロフォーミングによるフィルタ用金属板１の好適な製造方法の一例は、図４、図５に示すように、図４（ａ）の感光性樹脂塗布工程、同図（ｂ）の露光工程、同図（ｃ）の現像工程及び、図５（ａ）の金属電着工程、同図（ｂ）の引き剥がし工程、同図（ｃ）のレジスト除去工程からなる（請求項６対応）。
【００５０】
前記感光性樹脂塗布工程は、導電性の基板Ｍの表面にフォトレジストＲを形成する工程であり、基板Ｍ上に、フォトレジストＲを、製造するフィルタ用金属板１の厚みｔ以上の厚さに塗布する。
【００５１】
なお、基板Ｍは、例えば、１００ｍｍ角、厚み１ｍｍの鏡面研磨ステンレス板であり、その表面を、アセトンとアルコール系の有機溶剤で洗浄し、また、形成したフィルタ用金属板１が剥離しやすいように、表面に導電性剥離液を薄く塗布している。
【００５２】
また、フォトレジストＲは、例えば、エポキシ系フォトレジストであり、スピンコート法により、基板Ｍの表面にエポキシ系フォトレジストを均一に塗布し、約１００℃で９０分間乾燥して形成されている。
【００５３】
前記露光工程は、フォトレジストＲの表面をマスクパターンを通して露光する工程であり、光源Ｌの紫外光を、フィルタ用金属板１のバターンを書き込んだホトマスクのマスクパターンＭＰを通して基板Ｍ上のフォトレジストＲに照射し、紫外線露光によりパターニングする。なお、マスクパターンＭＰは、例えば、ガラス基板上に、クロム金属でフィルタ用金属板１のパターンを等倍に形成したものである。また、露光は、マスクパターンＭＰをフォトレジストＲの膜表面に密着させ、水銀Ｉ線の紫外線を1分間照射して行われる。
【００５４】
前記現像工程は、フォトレジストＲの露光されなかった部分を除去してフィルタ用金属板１の形状に基板Ｍの表面を露出し、基板Ｍ上にフィルタ用金属板１の形状の凹部を有するレジストパターンＲＰを形成する工程であり、前記パターニングによって未現像部分のフォトレジストＲを除去し、基板Ｍ上にレジストパターンＲＰを定着させる。具体的には、例えば、未露光領域のフォトレジストＲの膜を現像液（ＰＭシンナー等）を用いて除去し、前記レジストパターンＲＰを形成する。
【００５５】
金属電着工程は、レジストパターンＲＰが形成された基板Ｍをめっき液に浸漬して電解を施し、レジストパターンＲＰの凹部に金属を析出して金属パターンを形成する工程であり、レジストパターンＲＲが定着した基板Ｍをめっき槽１００のめっき液１０１に浸し、電源２００の直流電圧を基板Ｍとめっき液１０１との間にかけて電解を施し、レジストパターンＲＰの凹部に金属を成長させて析出する。
【００５６】
このとき、各孔２を円形にするため、上述したように、前記金属パターンが厚くてもレジストパターンＲＰのフォトレジストＲ間の幅が狭い部分にも確実にめっき液が浸透し、エレクトロフォーミングにより、メッシュ状に金属を析出してフィルタ用金属板１が高周波化に好適な微細構造に確実に形成（グロウアップ）される。
【００５７】
そして、基板Ｍ上に析出した金属の厚みが所定の値になったところで電解を停止して金属の成長を止め、基板Ｍをめっき槽１００から取り出して洗浄する。なお、フォトレジストＲには電流が流れないため、この部分にはめっきは成長しない。
【００５８】
具体的には、めっき液１０１は例えばスルファミン酸ニッケルのめっき液であり、前記パターンが形成された基板Ｍをスルファミン酸ニッケルのめっき液に浸漬した状態で、導電性基板Ｍを陰極として、３０Ｖ程度の直流電界を導電性基板Ｍとめっき液１０１との間に印加し、ニッケルのめっきを導電性基板Ｍ上に析出する。このとき、フォトレジストＲの部分は、電気を通さないため、めっきが成長せず、フィルタ用金属板１を形成できる。
【００５９】
なお、めっきの膜厚は、めっき時間で調整される。また、例えば５０μｍの厚みのめっきを析出させるのには６０分程度を要する。
【００６０】
引き剥がし工程は、基板Ｍから金属パターンを剥離する工程であり、めっき槽１００から取り出した基板Ｍを純水で洗浄した後、アセトンやアルコール系の有機溶剤に浸漬して基板Ｍからめっき部分（析出した金属パターン）をフォトレジストＲとともに剥離する。
【００６１】
レジスト除去工程は、剥離した金属パターンからフォトレジストＲを除去する工程であり、例えば、剥離した金属パターンをアセトン溶液に浸漬して超音波洗浄を行い、フォトレジストＲの膜を除去して各孔２を三角格子配列したフィルタ用金属板１を得る。
【００６２】
（実測結果）
つぎに、実測結果について、下記の表１及び図８を参照して説明する。
【００６３】
前記のエレクトロフォーミングにより、種々の条件でフィルタ用金属板１を形成し、それを用いて製造した自立型バンドパスフィルタ３について透過率等を測定したところ、つぎの表１の実測結果が得られた。
【００６４】
【表１】
【００６５】
なお、表１において、「Ｎｏ．」は使用したフィルタ用金属板１のサンプル番号である。また、「孔の間隔」は孔２の中心距離（＝ｄ）、「中心波長λ０」は、最大透過率を示す波長、「透過率」はその最大透過率、「半値幅」は最大透過率の１／２のスペクトル幅、「（３／２）×ａ」は各孔２の径ａに対して最大強度になる間隔（ピッチ）ｄ、「（３／２）×ａとｄの比」は（３／２）×ａと各孔２の実際の間隔（ピッチ）ｄとの比を表す。
【００６６】
そして、表１からも明らかなように、各孔２を円形にしたことにより、フィルタ用金属板１の厚みｔが透過光の中心波長λ０以上であるサンプル番号１、２、３、６、８、１０では透過率が９５％以上となり、中心波長λ０が９μｍ〜２４μｍの透過光に対して、十分な透過率のフィルタ特性が得られ、自立型バンドパスフィルタ３を遠赤外光や中赤外光にも適用できることが確かめられた。
【００６７】
つぎに、前記表１のサンプル番号５、４、２の厚みｔが３μｍ、８μｍ、１５μｍのフィルタ用金属板１の波長に対する透過率の測定グラフを図８に示す。
【００６８】
なお、図８の測定においては、フィルタ用金属板１を透過光の中心波長λ０が１０．６μｍのものとするため、各孔２の孔径ａが６．５μｍ、間隔（ピッチ）が１０．６μｍのＴＥモードの正三角格子配列になるように形成したマスクパターンＭＰを用意し、基板Ｍ上にフォトレジストＲを５０μｍの厚さで均一に塗布した後、紫外線でマスクパターンＭＰを転写して現像し、その後、基板Ｍをニッケルのめっき浴に浸し、３０Ｖの直流電界を印加して電解を施し、基板Ｍにニッケルめっきを析出して各厚みｔのフィルタ用金属板１を形成した。
【００６９】
そして、図８は透過特性を赤外分光（ＦＴＩＲ）で測定したものであり、図８の実線α３、α８、α１５が３μｍ、８μｍ、１５μｍの厚みｔの特性である。この図８から明らかなように、厚みｔが光の透過率に影響し、厚みｔは透過率の面からも中心波長λ０以上に厚くすることが好ましいことが分かる。
【００７０】
そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、フィルタ用金属板１は、エレクトロフォーミングと同等或いはそれ以上の精度で金属パターンの形成が可能な他の方法で製造してもよい。
【００７１】
また、フィルタ用金属板１及び自立型バンドパスフィルタ３の大きさや、形状、材質等は、前記実施形態のものに限るものではない。
【００７２】
さらに、フィルタ用金属板１をエレクトロフォーミングによって製造する際、基板Ｍ、フォトレジストＲの大きさや、形状、材質等は、前記実施形態のものに限るものではなく、めっき液の種類も前記実施形態のものに限るものではない。
【００７３】
そして、本発明は、種々の用途の自立型バンドパスフィルタ及びその製造方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】一実施形態のフィルタ用金属板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】図１の一部の拡大平面図である。
【図３】図１のフィルタ用金属板を使用した自立型バンドパスフィルタの正面図である。
【図４】図１のフィルタ用金属板のエレクトロフォーミングによる製造過程の一部の説明図である。
【図５】図１のフィルタ用金属板のエレクトロフォーミングによる製造過程の他の一部の説明図である。
【図６】レジストパターンが形成された状態の導電性の基板の一部の拡大斜視図である。
【図７】フィルタ用金属板の孔の形状によるエレクトロフォーミングのめっき液の浸透の違いを示し、（ａ）は孔が円形の場合の説明図、（ｂ）は孔が矩形の場合の説明図である。
【図８】フィルタ用金属板の透過率特性の実測波形図である。
【符号の説明】
【００７５】
１ フィルタ用金属板
２ 孔
３ 自立型バンドパスフィルタ
１０１ めっき液
Ｍ 基板
ＭＰ マスクパターン
Ｒ フォトレジスト
【技術分野】
【０００１】
この発明は、テラヘルツ光（遠赤外光及び中赤外光を含む）の自立型バンドパスフィルタ及びその製造方法に関し、詳しくは、特性の高周波化に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、主にテラヘルツ光（ほぼ０．１ＴＨｚ〜１０ＴＨｚの電磁波）を対象とするバンドパスフィルタには種々の構造のものがあるが、その１つとして、基板のない自立型バンドパスフィルタがある。
【０００３】
この自立型バンドパスフィルタとして、従来、複数個の孔を一定間隔で正方格子状に２次元配列したメッシュ構造の金属フォトニック結晶を用いたものが提案されている（例えば、非特許文献１参照）。なお、前記非特許文献１には、具体的に、前記孔の径（孔径）を０．６８ｍｍ、間隔を１．１３ｍｍとした金属フォトニック結晶のバンドパスフィルタが示されている。
【０００４】
また、自立型バンドパスフィルタとして、メッシュ状の金属板を使用したものも提案されている。このメッシュ状の金属板を使用した従来の自立型バンドパスフィルタは、金属板の打ち抜き加工やエッチング加工の金属加工（ブレークダウン）によって形成される。
【非特許文献１】テラヘルツテクノロジーフォーラム編、「テラヘルツ技術総覧」、第１版、ｐ．５２７−５３１、（有）エヌジーティー、２００７年１１月２９日
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
前記従来の自立型バンドパスフィルタは前記孔の径や間隔等で定まるバンドパス特性（フィルタ特性）の高周波化が容易でなく、遠赤外光や中赤外光（以下、遠・中赤外光という）を透過光とする透過率の高い自立型バンドパスフィルタは実現されていない。
【０００６】
すなわち、金属フォトニック結晶を使用した前記非特許文献１の自立型バンドパスフィルタは、孔の径（孔径）が０．６８ｍｍ、間隔が１．１３ｍｍであり、高々０．３ＴＨｚ（波長で約１ｍｍ）付近を透過光の中心周波数とするバンドパス特性である。そして、例えば波長で１００μｍ以下（周波数で３ＴＨｚ以上）の遠・中赤外光を透過光とするには、前記孔の径及び間隔をいっそう小さくして微細化する必要があるが、微細化して孔の径や間隔等を小さくする程、金属フォトニック結晶は厚みが薄くなり、平坦性を維持することが困難になる。同様に、前記打ち抜き加工やエッチング加工の金属加工によって形成される従来の自立型バンドパスフィルタの場合も、波長３０μｍ以下の遠・中赤外光を透過する微細構造に形成しようとすると、金属板の厚みが極めて薄くなり、取り扱いが困難になる。
【０００７】
さらに、前記従来の自立型バンドパスフィルタにおいて、遠・中赤外光を透過光とするように高周波化したときに高い透過率（良好なフィルタ特性）が得られる構造は何ら提案されていない。
【０００８】
そのため、この種の自立型バンドパスフィルタにおいて、波長３０μｍ以下（１０ＴＨｚ以上）の遠・中赤外光を透過するように高周波化することは、前記厚みやフィルタ特性の点から困難であり、とくに波長１０μｍ以下（３０ＴＨｚ以上）の遠・中赤外光を透過光とする自立型バンドパスフィルタは実現されていない。
【０００９】
本発明は、遠赤外光や中赤外光を透過光とするように高周波化することができ、しかも、透過率が高く良好なフィルタ特性を備えた自立型バンドパスフィルタ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】
上記した目的を達成するために、本発明の自立型バンドパスフィルタは、複数個の円形の孔が一定間隔で２次元配列に形成されたメッシュ状のフィルタ用金属板を備え、前記フィルタ用金属板の厚みが、透過光の中心波長に対して、ｔ≧λ０（ｔ：フィルタ用金属板の厚み（μｍ）、λ０：透過光の中心波長（μｍ））であることを特徴としている（請求項１）。
【００１１】
そして、前記透過光の中心波長は３０μｍ以下（遠赤外光）であることが高周波化の点から好ましい（請求項２）。また、自立性及びフィルタ特性の両面から、前記フィルタ用金属板の厚みは、１０μｍを最小値とすることが好ましい（請求項３）。さらに、前記孔は、前記フィルタ用金属板に三角格子配列に形成されることが実用的で好ましい（請求項４）。
【００１２】
つぎに、本発明の自立型バンドパスフィルタの製造方法は、請求項１〜４のいずれかに記載の自立型バンドパスフィルタの製造方法であって、エレクトロフォーミングにより、導電性の基板上に、前記フィルタ用金属板の形状に金属を析出し、前記基板から金属パターンを剥離して前記フィルタ用金属板を製造することを特徴としている（請求項５）。
【００１３】
この場合、前記基板の表面にフォトレジストを形成する工程と、前記フォトレジストの表面をマスクパターンを通して露光する工程と、前記フォトレジストの露光されなかった部分を除去して前記フィルタ用金属板の形状に前記基板の表面を露出する工程と、前記基板をめっき液に浸漬して電解を施し、前記基板上に前記フィルタ用金属板の形状に金属を析出して前記金属パターンを形成する工程と、前記基板から前記金属パターンを剥離する工程とを具備することが、実用的で好ましい（請求項６）。
【発明の効果】
【００１４】
請求項１の発明によれば、メッシュ状のフィルタ用金属板は、複数個の円形の孔が一定間隔で２次元配列に形成されるため、エレクトロフォーミングの金属析出（グロウアップ）により、従来は困難であった遠・中赤外光を透過光とする微細構造に形成して高周波化することが可能になる。
【００１５】
すなわち、前記フィルタ用金属板をエレクトロフォーミングにより形成する場合、略図６に示すように、導電性の基板Ｍの表面に前記孔のフォトレジストＲのパターン（レジストパターン）ＲＰが形成され、この状態で基板Ｍがめっき液に浸漬されて電解が施される。そして、レジストパターンＲＰの基板面が露出した凹部にフィルタ用金属板の金属パターンが析出し、この金属パターンを基板Ｍから引き剥がすことによってフィルタ用金属板が形成される。
【００１６】
このとき、基板Ｍに析出した金属パターンを引き剥がす等する際に破れたりしないようにするとともに、形成後の自立性を確保するため、前記金属パターンはある程度の厚みに形成する必要があるが、前記金属パターンの厚みを厚くする程、レジストパターンＲＰの前記凹部は深くなる。
【００１７】
そして、図７（ａ）の基板ＭのレジストパターンＲＰと、同図（ｂ）の孔を正方格子配列に形成した場合の導電性の基板Ｍ＊のレジストパターンＲＰ＊との比較からも明らかなように、前記孔を円形に形成すると、図７（ａ）の矢印線に示すようにめっき液がレジストパターンＲＰのフォトレジストＲの円形外周に沿って浸透するので、図７（ｂ）の矢印線のめっき液のようにレジストパターンＲＰ＊のフォトレジストＲ＊の矩形外周に沿って浸透する場合に比して、めっき液の流路が広い。そのため、前記金属パターンが厚くてもレジストパターンＲＰのフォトレジストＲ間の幅の狭い部分に確実にめっき液が浸透し、エレクトロフォーミングにより、メッシュ状に金属を析出して前記フィルタ用金属板を高周波化に好適な微細構造に形成できる。
【００１８】
そして、フィルタ用金属板の厚みｔを、透過光の中心波長λ０に対して、ｔ≧λ０にすることで、高周波化したときのフィルタ用金属板の自立性を確保できるとともに、高い透過率が得られることが実験により判明した。なお、フィルタ用金属板が厚くなると、入射光に対してフィルタ用金属板の開口部が導波管モードで作用し、狭帯域化できる利点もある。
【００１９】
したがって、このメッシュ状のフィルタ用金属板を備えることで、従来は困難であった遠・中赤外光を透過光とするように高周波化することができ、しかも、透過率が高く良好なフィルタ特性を備えた自立型バンドパスフィルタを提供することができる。
【００２０】
請求項２の発明によれば、透過光の前記中心波長が３０μｍ以下の遠赤外光や中赤外光に適用して請求項１の効果を奏することができる従来にない自立型バンドパスフィルタを提供できる。
【００２１】
請求項３の発明によれば、前記フィルタ用金属板が１０μｍ以上の厚みに形成されるので、とくに波長１０μｍ以下の遠赤外光や中赤外光を透過光とする場合に、フィルタ用金属板が自立に十分な平坦性を備える。しかも、フィルタ用金属板は透過率か高く極めて良好なフィルタ特性を備える。そのため、従来は実現されていなかった波長１０μｍ以下の遠赤外光や中赤外光を透過光とする良好なフィルタ特性の自立型バンドパスフィルタを提供できる。
【００２２】
請求項４の発明によれば、フィルタ用金属板の円形の各孔がバンドパスフィルタの特性設定に好適な三角格子配列で形成され、フィルタ特性がいっそう向上する。
【００２３】
請求項５の発明によれば、金属板の打ち抜き加工やエッチング加工のような金属加工（ブレークダウン）より優れたエレクトロフォーミングの微細加工（グロウアップ）により、上述したフィルタ用金属板を形成することができ、このフィルタ用金属板を備えて高周波化した自立型のバンドパスフィルタを製造することができる。
【００２４】
請求項６の発明によれば、請求項５のエレクトロフォーミングによるフィルタ用金属板の実用的な製造方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
つぎに、本発明をより詳細に説明するため、その一実施形態について、図１〜図８にしたがって詳述する。
【００２６】
図１は本実施形態のフィルタ用金属板１を示し、（ａ）は孔２が格子状に散在した平面図、（ｂ）はその正面図である。図２はフィルタ用金属板１の一部の拡大平面図、図３はフィルタ用金属板１を備えた自立型バンドパスフィルタ３の正面図である。
【００２７】
図４、図５はフィルタ用金属板１のエレクトロフォーミングによる製造過程を示す。図６はレジストパターンＲＰが形成された状態の導電性の基板Ｍの一部の拡大斜視図、図７はフィルタ用金属板１の孔２の形状によるめっき液の浸透の違いの説明図であり、（ａ）は孔２が円形である本実施形態の場合の説明図、（ｂ）は比較のための孔２が矩形（正方形）の場合の説明図である。図８は自立型バンドパスフィルタ３の光の透過率の実測特性図である。
【００２８】
（構成）
まず、フィルタ用金属板１について、主に図１、図２を参照して説明する。
【００２９】
フィルタ用金属板１は例えばニッケル（Ｎｉ）の直径２０ｍｍ〜１００ｍｍ程度の円板形状であり、後述するエレクトロフォーミングにより、図１及び図２に示すように、複数個の円形の孔２が一定間隔で２次元配列されたメッシュ状に形成され、フランジ部１１には複数個の取り付け孔１２が開けられている。
【００３０】
孔２の径、間隔及び配列はフィルタ用金属板１の性能を決定するバラメータであり、透過光の周波数や選択度（Ｑ値）等に応じて定まる。
【００３１】
そして、本実施形態においては、透過光の中心波長λ０で４μｍ〜１００μｍ程度の遠・中赤外光を対象とし、好ましくは、従来は実現困難であった３０μｍ以下とする。そのため、孔２の間隔も透過光の中心波長λ０と同程度の微細間隔になり、各孔２は透過光の中心波長λ０に応じた一定間隔でフィルタ用金属板１に２次元配列される。
【００３２】
前記２次元配列は、正方格子配列等であってもよいが、本実施形態においては、図２に拡大して示したように正三角格子配列であり、各孔２は正三角形の各格子の頂点の位置に形成される（請求項４対応）。このとき、図２に示すように、各孔２の径をａ、各孔２の中心間の間隔（ピッチ）をｄとすると、よく知られているように、透過光の強度は径ａで定まり、ｄ≒（３／２）×ａにすることにより、理論上は１００％の強度が得られる。したがって、径ａとピッチｄとを適当に設定すると、所望のＱ特性に形成できる。
【００３３】
つぎに、フィルタ用金属板１の第一の特徴的な構造は、各孔２が円形に形成される点である（請求項１対応）。このように構成するのは、エレクトロフォーミングによりフィルタ用金属板１を後述する厚みｔの条件で良好に形成可能にするためである。
【００３４】
すなわち、エレクトロフォーミング技術は電解めっき技術であり、めっき浴を用いるので、めっき液が図６に示した基板ＭのパターニングしたレジストパターンＲＰの凹部のフォトレジストＲ間の幅が狭い部分に十分に入り込まなければ、フィルタ用金属板１は形成できない。そして、フィルタ用金属板１の各孔２間の狭い部分にめっき液が十分に入り込むか否かについてはフォトレジストＲの濡れ性等が問題となる。
【００３５】
一方、基板Ｍに析出した金属パターンを引き剥がす等する際に破れたりしないようにするとともに、形成後の自立性を確保するため、前記金属パターンはある程度の厚みに形成する必要があるが、前記金属パターンの厚みを厚くする程、レジストパターンＲＰの前記凹部は深くなる。
【００３６】
そして、図７（ａ）の基板ＭのレジストパターンＲＰと、同図（ｂ）の孔を正方格子配列にした場合の導電性の基板Ｍ＊のレジストパターンＲＰ＊との比較からも明らかなように、孔を円形にすると、図７（ａ）の矢印線に示すようにめっき液がレジストパターンＲＰのフォトレジストＲの円形外周に沿って浸透するので、図７（ｂ）の矢印線のめっき液のようにレジストパターンＲＰ＊のフォトレジストＲ＊の矩形外周に沿って浸透する場合に比して、めっき液の流路が広い。そのため、前記金属パターンが厚くてもレジストパターンＲＰのフォトレジストＲ間の幅が狭い部分に確実にめっき液が浸透し、エレクトロフォーミングにより、メッシュ状に金属を析出してフィルタ用金属板１を高周波化に好適な微細構造に形成（グロウアップ）できる。
【００３７】
したがって、フィルタ用金属板１の各孔２は円形に形成される。
【００３８】
つぎに、フィルタ用金属板１の第二の特徴的な構造は、図１（ｂ）に示すフィルタ用金属板１の厚みｔ（μｍ）が、少なくとも、透過光の中心波長λ０（μｍ）に対して、ｔ≧λ０に形成される点である（請求項１対応）。
【００３９】
すなわち、フィルタ用金属板１の厚みｔを、透過光の中心波長λ０に対して、ｔ≧λ０にすると、フィルタ用金属板１は、厚みｔが中心波長λ０以上に厚くなり、高周波化したときの自立性を確保できる。また、種々の実験から、ｔ≧λ０にすると、中心波長λ０が３０μｍ以下の遠・中赤外光を透過光とするように高周波化した場合にも高い透過率が得られることが判明した。
【００４０】
なお、フィルタ用金属板１が厚くなると、入射光に対してフィルタ用金属板１の開口部が導波管モードで作用し、狭帯域化できる利点もあり、また、フィルタ用金属板１が薄い場合に必要となる緊張処理が不要になる利点もある。
【００４１】
したがって、フィルタ用金属板１の厚みｔは、少なくとも、透過光の中心波長λ０に対してｔ≧λ０に形成される。このようにすると、透過光の中心波長λ０が３０μｍ以下の遠・中赤外光に対しても高い透過率になる（請求項１、２対応）。
【００４２】
さらに、本実施形態においては、フィルタ用金属板１の厚みｔの最小値を、１０μｍとする。このようにすると、透過光の中心波長λ０が１０μｍより短くなる従来は適用不可能であった遠・中赤外光を透過光とする場合に、フィルタ用金属板１の厚みｔを中心波長λ０より十分に大きな１０μｍに形成し、フィルタ用金属板１が自立に十分な平坦性を備えるようにする（請求項３対応）。このとき、フィルタ用金属板１は透過率か高く極めて良好なフィルタ特性も備える。そのため、従来は実現されていなかった波長１０μｍ以下の遠・中赤外光を透過光とする良好なフィルタ特性を実現できる。
【００４３】
そして、フィルタ用金属板１を備えた自立型バンドパスフィルタ３は、例えば図３に示すように形成される。すなわち、フィルタ用金属板１を、例えばリング状の金属又は合成樹脂の枠体４で表面側と裏面側とから挟み、両枠体４の所要個所を例えば合わせネジによって締結して、自立型バンドパスフィルタ３が形成される。なお、自立型バンドパスフィルタ３は、一例としてスタンド５に支持されているが、用途等によっては、スタンド５を省いた状態で形成される。
【００４４】
以上説明したように、フィルタ用金属板１は、複数個の円形の孔２が一定間隔で２次元配列に形成され、その厚みｔが、透過光の中心波長λ０に対して、少なくとも１０μｍ以上であってｔ≧λ０である。このような構造であるため、エレクトロフォーミングにより、従来は実現不可能な中心波長λ０が１０μｍより短くなる遠・中赤外光を透過光とするようにまで高周波化することが可能であり、実験等により、中心波長λ０が約４μｍの中赤外光まで適用可能である。
【００４５】
したがって、フィルタ用金属板１を備えた自立型バンドパスフィルタ３は、中心波長λ０が３０μｍ以下の遠・中赤外光を透過光とするように高周波化することができる。さらには、従来は実現不可能な中心波長λ０が１０μｍより短い遠・中赤外光の自立型のバンドパスフィルタ３を提供できる。
【００４６】
そして、フィルタ用金属板１が金属板に孔２を開けただけの構成であり、後述するエレクトロフォーミングにより大量生産が可能であるため、自立型バンドパスフィルタ３は、低コストに提供できる利点もある。さらに、一般的な透過光型の誘電体フィルタは、より低周波の電磁波に対しては透過率が高いために電磁誘導ノイズも透過し、透過光の検出器側において、別途低周波ノイズ対策を施すことが必要となるが、自立型バンドパスフィルタ３は低周波の電磁波を完全に遮断できる利点もあり、検出器側の低周波ノイズ対策が省ける。
【００４７】
（製造方法）
つぎに、フィルタ用金属板１の製造方法について、主に図４、図５を参照して説明する。
【００４８】
フィルタ用金属板１は、エレクトロフォーミングにより、導電性の基板Ｍ上にフィルタ用金属板１の形状に金属を析出し、基板Ｍからその金属パターンを剥離して製造される（請求項５対応）。
【００４９】
エレクトロフォーミングによるフィルタ用金属板１の好適な製造方法の一例は、図４、図５に示すように、図４（ａ）の感光性樹脂塗布工程、同図（ｂ）の露光工程、同図（ｃ）の現像工程及び、図５（ａ）の金属電着工程、同図（ｂ）の引き剥がし工程、同図（ｃ）のレジスト除去工程からなる（請求項６対応）。
【００５０】
前記感光性樹脂塗布工程は、導電性の基板Ｍの表面にフォトレジストＲを形成する工程であり、基板Ｍ上に、フォトレジストＲを、製造するフィルタ用金属板１の厚みｔ以上の厚さに塗布する。
【００５１】
なお、基板Ｍは、例えば、１００ｍｍ角、厚み１ｍｍの鏡面研磨ステンレス板であり、その表面を、アセトンとアルコール系の有機溶剤で洗浄し、また、形成したフィルタ用金属板１が剥離しやすいように、表面に導電性剥離液を薄く塗布している。
【００５２】
また、フォトレジストＲは、例えば、エポキシ系フォトレジストであり、スピンコート法により、基板Ｍの表面にエポキシ系フォトレジストを均一に塗布し、約１００℃で９０分間乾燥して形成されている。
【００５３】
前記露光工程は、フォトレジストＲの表面をマスクパターンを通して露光する工程であり、光源Ｌの紫外光を、フィルタ用金属板１のバターンを書き込んだホトマスクのマスクパターンＭＰを通して基板Ｍ上のフォトレジストＲに照射し、紫外線露光によりパターニングする。なお、マスクパターンＭＰは、例えば、ガラス基板上に、クロム金属でフィルタ用金属板１のパターンを等倍に形成したものである。また、露光は、マスクパターンＭＰをフォトレジストＲの膜表面に密着させ、水銀Ｉ線の紫外線を1分間照射して行われる。
【００５４】
前記現像工程は、フォトレジストＲの露光されなかった部分を除去してフィルタ用金属板１の形状に基板Ｍの表面を露出し、基板Ｍ上にフィルタ用金属板１の形状の凹部を有するレジストパターンＲＰを形成する工程であり、前記パターニングによって未現像部分のフォトレジストＲを除去し、基板Ｍ上にレジストパターンＲＰを定着させる。具体的には、例えば、未露光領域のフォトレジストＲの膜を現像液（ＰＭシンナー等）を用いて除去し、前記レジストパターンＲＰを形成する。
【００５５】
金属電着工程は、レジストパターンＲＰが形成された基板Ｍをめっき液に浸漬して電解を施し、レジストパターンＲＰの凹部に金属を析出して金属パターンを形成する工程であり、レジストパターンＲＲが定着した基板Ｍをめっき槽１００のめっき液１０１に浸し、電源２００の直流電圧を基板Ｍとめっき液１０１との間にかけて電解を施し、レジストパターンＲＰの凹部に金属を成長させて析出する。
【００５６】
このとき、各孔２を円形にするため、上述したように、前記金属パターンが厚くてもレジストパターンＲＰのフォトレジストＲ間の幅が狭い部分にも確実にめっき液が浸透し、エレクトロフォーミングにより、メッシュ状に金属を析出してフィルタ用金属板１が高周波化に好適な微細構造に確実に形成（グロウアップ）される。
【００５７】
そして、基板Ｍ上に析出した金属の厚みが所定の値になったところで電解を停止して金属の成長を止め、基板Ｍをめっき槽１００から取り出して洗浄する。なお、フォトレジストＲには電流が流れないため、この部分にはめっきは成長しない。
【００５８】
具体的には、めっき液１０１は例えばスルファミン酸ニッケルのめっき液であり、前記パターンが形成された基板Ｍをスルファミン酸ニッケルのめっき液に浸漬した状態で、導電性基板Ｍを陰極として、３０Ｖ程度の直流電界を導電性基板Ｍとめっき液１０１との間に印加し、ニッケルのめっきを導電性基板Ｍ上に析出する。このとき、フォトレジストＲの部分は、電気を通さないため、めっきが成長せず、フィルタ用金属板１を形成できる。
【００５９】
なお、めっきの膜厚は、めっき時間で調整される。また、例えば５０μｍの厚みのめっきを析出させるのには６０分程度を要する。
【００６０】
引き剥がし工程は、基板Ｍから金属パターンを剥離する工程であり、めっき槽１００から取り出した基板Ｍを純水で洗浄した後、アセトンやアルコール系の有機溶剤に浸漬して基板Ｍからめっき部分（析出した金属パターン）をフォトレジストＲとともに剥離する。
【００６１】
レジスト除去工程は、剥離した金属パターンからフォトレジストＲを除去する工程であり、例えば、剥離した金属パターンをアセトン溶液に浸漬して超音波洗浄を行い、フォトレジストＲの膜を除去して各孔２を三角格子配列したフィルタ用金属板１を得る。
【００６２】
（実測結果）
つぎに、実測結果について、下記の表１及び図８を参照して説明する。
【００６３】
前記のエレクトロフォーミングにより、種々の条件でフィルタ用金属板１を形成し、それを用いて製造した自立型バンドパスフィルタ３について透過率等を測定したところ、つぎの表１の実測結果が得られた。
【００６４】
【表１】
【００６５】
なお、表１において、「Ｎｏ．」は使用したフィルタ用金属板１のサンプル番号である。また、「孔の間隔」は孔２の中心距離（＝ｄ）、「中心波長λ０」は、最大透過率を示す波長、「透過率」はその最大透過率、「半値幅」は最大透過率の１／２のスペクトル幅、「（３／２）×ａ」は各孔２の径ａに対して最大強度になる間隔（ピッチ）ｄ、「（３／２）×ａとｄの比」は（３／２）×ａと各孔２の実際の間隔（ピッチ）ｄとの比を表す。
【００６６】
そして、表１からも明らかなように、各孔２を円形にしたことにより、フィルタ用金属板１の厚みｔが透過光の中心波長λ０以上であるサンプル番号１、２、３、６、８、１０では透過率が９５％以上となり、中心波長λ０が９μｍ〜２４μｍの透過光に対して、十分な透過率のフィルタ特性が得られ、自立型バンドパスフィルタ３を遠赤外光や中赤外光にも適用できることが確かめられた。
【００６７】
つぎに、前記表１のサンプル番号５、４、２の厚みｔが３μｍ、８μｍ、１５μｍのフィルタ用金属板１の波長に対する透過率の測定グラフを図８に示す。
【００６８】
なお、図８の測定においては、フィルタ用金属板１を透過光の中心波長λ０が１０．６μｍのものとするため、各孔２の孔径ａが６．５μｍ、間隔（ピッチ）が１０．６μｍのＴＥモードの正三角格子配列になるように形成したマスクパターンＭＰを用意し、基板Ｍ上にフォトレジストＲを５０μｍの厚さで均一に塗布した後、紫外線でマスクパターンＭＰを転写して現像し、その後、基板Ｍをニッケルのめっき浴に浸し、３０Ｖの直流電界を印加して電解を施し、基板Ｍにニッケルめっきを析出して各厚みｔのフィルタ用金属板１を形成した。
【００６９】
そして、図８は透過特性を赤外分光（ＦＴＩＲ）で測定したものであり、図８の実線α３、α８、α１５が３μｍ、８μｍ、１５μｍの厚みｔの特性である。この図８から明らかなように、厚みｔが光の透過率に影響し、厚みｔは透過率の面からも中心波長λ０以上に厚くすることが好ましいことが分かる。
【００７０】
そして、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行なうことが可能であり、例えば、フィルタ用金属板１は、エレクトロフォーミングと同等或いはそれ以上の精度で金属パターンの形成が可能な他の方法で製造してもよい。
【００７１】
また、フィルタ用金属板１及び自立型バンドパスフィルタ３の大きさや、形状、材質等は、前記実施形態のものに限るものではない。
【００７２】
さらに、フィルタ用金属板１をエレクトロフォーミングによって製造する際、基板Ｍ、フォトレジストＲの大きさや、形状、材質等は、前記実施形態のものに限るものではなく、めっき液の種類も前記実施形態のものに限るものではない。
【００７３】
そして、本発明は、種々の用途の自立型バンドパスフィルタ及びその製造方法に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】一実施形態のフィルタ用金属板を示し、（ａ）は平面図、（ｂ）は正面図である。
【図２】図１の一部の拡大平面図である。
【図３】図１のフィルタ用金属板を使用した自立型バンドパスフィルタの正面図である。
【図４】図１のフィルタ用金属板のエレクトロフォーミングによる製造過程の一部の説明図である。
【図５】図１のフィルタ用金属板のエレクトロフォーミングによる製造過程の他の一部の説明図である。
【図６】レジストパターンが形成された状態の導電性の基板の一部の拡大斜視図である。
【図７】フィルタ用金属板の孔の形状によるエレクトロフォーミングのめっき液の浸透の違いを示し、（ａ）は孔が円形の場合の説明図、（ｂ）は孔が矩形の場合の説明図である。
【図８】フィルタ用金属板の透過率特性の実測波形図である。
【符号の説明】
【００７５】
１ フィルタ用金属板
２ 孔
３ 自立型バンドパスフィルタ
１０１ めっき液
Ｍ 基板
ＭＰ マスクパターン
Ｒ フォトレジスト
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の円形の孔が一定間隔で２次元配列に形成されたメッシュ状のフィルタ用金属板を備え、 前記フィルタ用金属板の厚みが、透過光の中心波長に対して、ｔ≧λ０（ｔ：フィルタ用金属板の厚み（μｍ）、λ０：透過光の中心波長（μｍ））であることを特徴とする自立型バンドパスフィルタ。
【請求項２】
前記透過光の中心波長は、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の自立型バンドパスフィルタ。
【請求項３】
前記フィルタ用金属板の厚みは、１０μｍを最小値とすることを特徴とする請求項１または２に記載の自立型バンドパスフィルタ。
【請求項４】
前記孔は、前記フィルタ用金属板に三角格子配列に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自立型バンドパスフィルタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の自立型バンドパスフィルタの製造方法であって、
エレクトロフォーミングにより、導電性の基板上に、前記フィルタ用金属板の形状に金属を析出し、前記基板から金属パターンを剥離して前記フィルタ用金属板を製造することを特徴とする自立型バンドパスフィルタの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の自立型バンドパスフィルタの製造方法であって、
前記基板の表面にフォトレジストを形成する工程と、
前記フォトレジストの表面をマスクパターンを通して露光する工程と、
前記フォトレジストの露光されなかった部分を除去して前記フィルタ用金属板の形状に前記基板の表面を露出する工程と、
前記基板をめっき液に浸漬して電解を施し、前記基板上に前記フィルタ用金属板の形状に金属を析出して前記金属パターンを形成する工程と、
前記基板から前記金属パターンを剥離する工程とを具備することを特徴とする自立型バンドパスフィルタの製造方法。
【請求項１】
複数個の円形の孔が一定間隔で２次元配列に形成されたメッシュ状のフィルタ用金属板を備え、 前記フィルタ用金属板の厚みが、透過光の中心波長に対して、ｔ≧λ０（ｔ：フィルタ用金属板の厚み（μｍ）、λ０：透過光の中心波長（μｍ））であることを特徴とする自立型バンドパスフィルタ。
【請求項２】
前記透過光の中心波長は、３０μｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載の自立型バンドパスフィルタ。
【請求項３】
前記フィルタ用金属板の厚みは、１０μｍを最小値とすることを特徴とする請求項１または２に記載の自立型バンドパスフィルタ。
【請求項４】
前記孔は、前記フィルタ用金属板に三角格子配列に形成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の自立型バンドパスフィルタ。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれかに記載の自立型バンドパスフィルタの製造方法であって、
エレクトロフォーミングにより、導電性の基板上に、前記フィルタ用金属板の形状に金属を析出し、前記基板から金属パターンを剥離して前記フィルタ用金属板を製造することを特徴とする自立型バンドパスフィルタの製造方法。
【請求項６】
請求項５に記載の自立型バンドパスフィルタの製造方法であって、
前記基板の表面にフォトレジストを形成する工程と、
前記フォトレジストの表面をマスクパターンを通して露光する工程と、
前記フォトレジストの露光されなかった部分を除去して前記フィルタ用金属板の形状に前記基板の表面を露出する工程と、
前記基板をめっき液に浸漬して電解を施し、前記基板上に前記フィルタ用金属板の形状に金属を析出して前記金属パターンを形成する工程と、
前記基板から前記金属パターンを剥離する工程とを具備することを特徴とする自立型バンドパスフィルタの製造方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２００９−２２９６２２（Ｐ２００９−２２９６２２Ａ）
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−７２８２３（Ｐ２００８−７２８２３）
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年１０月８日（２００９．１０．８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年３月２１日（２００８．３．２１）
【出願人】（０００００６２３１）株式会社村田製作所 (3,635)
【Ｆターム（参考）】
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