JPH04185308A - スタンパー製作装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は　微小光学部品を樹脂成型によって安価に高精
度に製作することを必要とされる分野に有効に利用でき
も 従来の技術 従来光学部品　例えば　ブリズヘ　レンズミラー等は石
灸　ガラス等で研磨等によって作られるため生産性が上
がらず且つ比重が２．７であるので重さの問題があも　
特に最近注目を集めている光ディスクや、広く普及して
いるコンパクトディスクに必要とされる光ピツクアップ
用光学部品は軽く且つ安価であることが重要であム 一方近年樹脂成型の進歩はめざめましく各分野に適用が
なされている力丈　樹脂成型品の場合安価で且つ比重も
１，７程度であるので軽量化が図れる等の長所が有るの
で各方面で光学部品を樹脂で作る研究がなされていも　
しかし光学部品特に反射鏡を樹脂で成型して構成するた
めには全形表面を精度良く製作する必要がある。

従来成されて来た金属面の研磨等による鏡面金型製作法
では　本来金属は結晶体であるため最終この金属微結晶
のため面荒さが規制され３００オングストローム以下の
面荒さに仕上げることは不可能であム　又反射面が単な
る平面であればこのように研磨という方法も可能である
力丈　最近各所で研究がなされているグレイティング等
の様に単なる鏡面でなくレリーフ状の凹凸形状が必要と
される時はこの方法で金型を製作する事は不可能であム
　従ってこの時には第６図で示される金型製作工程を用
いて金型を作ることが必要になも　以下第６図を用いて
（この工程は光ディスク等のディスクスタンパ−製作工
程と同じであるので以下この工程によって製作される金
型をスタンパ−と記する）スタンパ−製作工程を説明す
もまず基材３上（通常基材として良好な平面度が得られ
るガラス　石虱　シリコン単結晶等が用いられも　）に
ホトレジスト１８が薄くコートされる（ａ）。この後種
々の露光法によって前記ホトレジストに光が露光され次
に現像されも　通常ポジタイプのレジストが用いられる
から光が照射されたホトレジストが現像液によって溶か
されもよって（ｂ）図に示されるレリーフパターン１１
がホトレジストにて作られも　このレリーフパターン１
１上にメッキ層４が施され　金属メッキ層４上にパター
ン１１が転写されも　このようにして作られた基材３の
上にメッキ層４を施されたものを図（ｃ）に示す。通常
メッキ金属としてはＣｕ、Ｎｉ等が用いられその厚みは
通常２５０−３００μｍの厚みとなム　この時できあが
った状態は第３図に示される如く金属メッキ面に引っ張
られるような形でそることになム　このそりが発生する
原因は主に以下に述べる２つ事からであａ−つは基材４
の面に金属メッキをする暇　メッキ液を加温する必要が
あり、この時の熱膨張係数による差のためにそりが発生
すも　もう一つはメッキ金属内に発生する応力のためで
あム　通常この発生応力を極小にするようにメッキ時に
メッキ液温は４０−５０℃の間に設定されも　またこの
範囲内に液温を設定しないとメッキ液のイオン濃度が低
下するため電流が流れにくくメッキ時間が極端に長くな
ム　しかし先に述べた如くメッキ液温をこの範囲に設定
しメッキされるからメッキが終了した後常温に戻した場
合Ｎｉ金属と基材ガラスの間で熱膨張係数に差があり金
属側の方がよく収縮するから第３図に示した如く金属面
側に反ることとなも　しかしこの反りは光学素子用の金
型を作ることに対しては大問題となム　なぜなら光学用
部品　特に鏡面等として使用可能な面精度は１／４λ、
すなはち約５ｍｍφ面内において０゜２μｍ以内の平面
度が必要とされも　従ってこのような反りがあると光学
部品成型用の金型として使用出来な（−従来はこのよう
に反った金型を強制する方法として６表　単によく平行
度の出された平行２面の内側に金属にメッキを施した基
材４とメッキ面補強用金属補強材を配置し　前記平行２
面により単に締め上げる平面度を出す方法が用いられて
い丸　しかしこのような方法ではよほど各部品　基材、
メッキ罠　補強材等に厚み方向の平行度が出ていないと
加圧がムラとなるから良好な結果が得られなかっ九　ま
た出来上がった後、治具から取り外し測定するまでその
出来上りを確認することが不可能であったので光学反射
面用の金型を精度よく且つ歩留まり良く製作することが
出来なかった 発明が解決しようとする課題 本発明はこのように従来高平面度の金型を容易に製作し
難かった点を解決し　これにより樹脂成型により光学部
品に必要とされる金型面精度を確保し樹脂成型で光学面
を形成することを容易ならしめる金型を形成することを
目的としたものであム 課題を解決するための手段 本発明は二つの対向する面を有し　且つこの二つの面の
間（二　−面にメッキが施されかつ他の面にはメッキが
施されていない面を有する基材と、前記基材メッキ面に
接着剤を介して補強材を配置した後、前記二つの対向面
の間隔を狭めることのより前記メッキ面と補強材との接
着を強固にすると共に　この内少なくとも一つの面は高
平面度を有する透明基材によって構成され　かつ前記基
材のメッキがなされていない面を、この透明体基材に圧
着させこの透明体基材と前記基材との間に光干渉を生じ
させこの干渉模様が間隔が最も広く成るように前記二つ
の対向する面の間隔及び平行度を調整することにより良
好な平面度を有するスタンパー（金型）を製作する装置
を提供するものであム　さらに又　本発明は前記二つの
対向する面の九　一つの面は金属としこの金属中に加熱
器を配すると同時に他の一面は断熱材料をもって構成し
前記の方法に因って圧力を加えると同時にメッキ金属面
と基材面の間に熱勾配を持たせることにより良好な平面
度を製作する手段を提供せんとするものであａ 作用 本発明の原理を第３．第４図に示しこの原理図に基づい
て説明を加えも 第３ＦｇＪに示される如くメッキ工程から得られた基板
上にメッキされた基材３とメッキ層４は本図の如く歪ん
でいも　これを光学表面を有する透明体である下部平面
板２と接触点１６で接触させ図のごとく参照光９が入射
されるといわゆる基材４の表面反射光と基材表面反射光
との干渉により、第３図下方に示す暗部１４、明部１５
よりなるニュートンリングを生じ４　１７は１／４λず
つの間隔であム　このニュートンリングの間隔１７から
メッキ層４を設けた事による基材３の歪量を知ることが
出来も　いま基材４の厚み状態が正確に管理されて、い
ればこの基材面と光学透明体との干渉模様が結論的にメ
ッキ面と光学透明体との平面度を表示していることにな
４　従って前記光学透明体と基材殿干渉模様を管理する
ことによりメッキ面の表面精度を管理することが可能と
なも第４図は本特許の第２の発明を示していも　先に述
べたごと〈従来（よ　メッキ時に発生する歪は単にメッ
キされた基材に圧力をかけその歪を強制していた　しか
しこのような方法では圧力を加えるとき必ずしも均一に
延ばされな（ｔ　この原因はメッキ金属が延ばされると
きメッキ裏面等にある凹凸や微少なバンプによりうまく
延びる部分と滑りが悪くうまく延びきらない部分とがあ
り一部分は平面性が回復されるが一部分は返って複雑な
面歪が発生するということとなり、必ずしも圧力を単に
加えるだけでは均一に歪の無いメッキ面を得ることが出
来なかった　そこで本発明では単にメッキ表面に圧力を
加え　無理やり歪を取るためメッキ金属を延ばすのでは
なく本来この時点で発生している歪の大部分はメッキ時
の液温と空気温度が異なることに因るバイメタル歪が大
部分であることに注目して考案したものであム　従って
メッキ層４の面の平面度を最良にするためにはメッキ時
と同様の温度をメッキ面と基材に加えることが望ましし
　従って本発明は相対する面の内−面は加熱するとき補
強材とメッキ金属に有効に熱を伝える必要があるから金
属が望ましＬ〜　そして反対の面からは出来るだけ熱が
逃げて行かないことが望まし鶏　もし本発明と異なって
相対する平面が金属から形成されていた場合この金属か
らの放熱が激しく基材とメッキ面との接触面内において
−様な温度分布が得られない。従ってこの場合は温度む
らにより良好な面が得られないことになも　従って面内
でできるだけ均一温度分布を実現させるためには断熱材
の方が望ましし−さて本発明のごと〈従来よりもはるか
に弱く加圧しながらメッキ金属が加温されているからメ
ッキ金属は非常に滑らかに延びることとなりメッキ面全
体に渡って滑らかな面を得ることが可能となム 実施例 本発明の実施例を第１皿　第２図に示し本図に基づいて
本発明に付いて詳細に説明を加える。

本実施例の場合は上部平面板１と下部平面板２によって
相対する平行面が構成されていａ　本実施例の場合下部
平面板は支持台１３により固定されていも　従ってこの
二面の間に挟まれた基材３、メッキ層４、接着剤となる
樹脂層５、メッキ補強板６に圧力８を加えるためには強
制的に上部平面板１を移動させることになａ　さて下部
平面板２は暑さ１０ｍｍの石英板により構成されてい４
本図では基材３、メッキ層４の面は簡単のため直線で表
示しているが本当は第３図に示される如くメッキ制作時
の温度が約４５℃前後であるからこれを大気温度に戻し
た場合金属面の収縮の方が犬であるから第３図の如く反
ム　いまこれを光学的に研磨さらた面を有する下部平面
板２の上に図の如く設置した場合この下部平面板２上面
２ａから１／４λ　（光学波長）だけ離れる毎に室部１
４、明部１５よりなる干渉縞が発生すム　従ってこの原
理から出来るだけ基材の反りをなくし平面度を確保する
ためにはこのようにして発生する干渉縞の暗部１４の数
が少なくなるように上部平面板１を移動させ圧力８を加
えて下部平面におさえつけることにすれば良し一シかし
本来メッキ補強板６の面平行度までは管理されていな（
ｔ　このような場合は一慨に加圧するだけ干渉模様を少
なくすることは出来なｔ− な耘　第１図において、　ＩＯは反射光でスクリーン１
２に第２図のごとく前述の干渉縞よりなる陰影部１１が
形成されも このような場合は本発明の第２の物を用いれば良（ち　
このため本実施例では上部平面板２の中に加熱用ヒータ
ー７が埋め込まれている。このヒーター７に電流を流す
事により加温が可能となっていも　このように張り合わ
せ時に歪が発生した基材にメッキ時に発生または加えら
れた温度と同等の温度に基材をする事により温度差によ
る歪は解消されも これはメッキの歪がメッキ時温度と大気温度の間に差が
ありこれにより反りか発生する事に対してこれを張り合
わせ時に緩和するためになされた物であも この間に裏面にこの応力に打ち勝つだけの十分に厚いメ
ッキ補強板６を張り合わせる事により樹脂５が硬化後、
この加熱温度を取り去り常温に戻してもメッキ補強板６
により反りの発生を打ち消すことを利用した物であも 第５図には本発明の実施例における縦方向における温度
分布を示す。この図から明らかな如く加熱用ヒーター７
は金属ブロックからなる上部平面板１の内部に組み込ま
れかつこの上部平面板１はやはり金属からなるメッキ補
強板６と密着しているので両者の間にわ全く熱抵抗はな
いからこの間には熱勾配は存在しな（ｔ　そしてその熱
はごく薄い樹脂層５を通じてメッキ層４に熱が加えられ
もしかしこれ以降の基材３及び下部平面板２はガラス等
の断熱材からなるから第５図に示すごとく温度は上がら
ずこの方面からは熱が逃げる事がな（〜従って基材温度
は上昇せずメッキ層のみ温度上昇が効果的になされるか
収　効果的にバイメタル効果によりメッキ時に発生した
反りを解消する事が出来も　またこの熱により樹脂層５
を構成する接着剤も良好に硬化する事も可能になム この後このスタンパー製作器から取り出されホトレジス
ト８が溶媒によって流され　ガラス基材も剥離され第２
図に示される良好な平面度を有する金型が製作されも 発明の効果 以上のごとく本発明を適用する事により高平面性を有す
る金型をきわめて精度良くかつ歩留まり良く制作する事
が可能となり、従来不可能であったホログラムを刻んだ
平面性の優れた鏡面を光硬化樹脂もしくはインジェクシ
ョン等の技術によりこれらのレプリカを容易に製作する
ことが可能となっ九

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例のスタンパー製作装置要部断
面医　第２図はスクリーン上の状態医第３医　第４図は
干渉模様発生の様子を示す医第５図は本発明の実施例に
おける温度分布を示す医　第６＠　第７図はスタンパー
製作法による金型製作法を示す工程断面図であム １・・・上部平面板、　２・・・下部平面板、　３・・
・基材、　４・・・メッキ恩　５・・・樹脂服６・・・
メッキ補強板、　７・・・加熱用ヒーター、８・・・圧
力　９・・・参照光　１０・・・反射光　１１・・・陰
影ｉ　　１２・・・スクリーン、１３・・・支持台、　
１４・・・暗脈　１５・・・明！１．６・・・接触、弧
　１７・・・１／４λ間［１，８−−・ホトレジスト。 代理人の氏名　弁理士　小鍜治　明　ほか２名ｒ−−１
　　暴ｐ　平　」ｄ　叛 ４−メソ岬 ｓ　−１ｆＩ　Ｎ＆　４ ６＝−メノヤ、ｗＩ法坂 ７−１０　帖用ヒーター 第　２　ロ ／４−−１１台　翻 ｔｓ−−ｔｒ月　邸Ｐ ７　　　／ 第　４　図 ζ′１４ 第５図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）二つの対向する面を有し、且つこの二つの面の間
   に、一面にメッキが施されかつ他の面にはメッキが施さ
   れていない面を有する基材と、前記基材メッキ面に接着
   剤を介して補強材を配置した後、前記二つの対向面の間
   隔を狭めることのより前記メッキ面と補強材との接着を
   強固にすると共に、少なくとも一つの前記面は高平面度
   を有する透明体によって構成され、かつ前記基材のメッ
   キがなされていない面を、この透明体に圧着させこの透
   明体と前記基材との間に光干渉を生じさせこの干渉模様
   が間隔が最も広く成るように前記二つの対向する面の間
   隔及び平行度が調整出来ることを特徴とするスタンパー
   製作装置
2. （２）二つの対向する面を有し、且つこの二つの面の間
   に二つの面の内、一面にメッキが施された基材とこのメ
   ッキ面に接着剤を介して補強材を配置し前記二つの対向
   面の間隔を狭めることのより前記メッキ面と補強材との
   接着を強固にする機械において、この内少なくとも一つ
   の面は金属としこの金属中に加熱器を配すると同時に他
   の一面は断熱材料からなることを特徴とするスタンパー
   製作装置
3. （３）特許請求の範囲第１項に記載されたる装置におい
   て少なくとも一つの面は金属としこの金属中に加熱器を
   配すると同時に他の一面は断熱材料からなることを特徴
   とするスタンパー製作装置。