(57)【要約】【課題】光学素子の屈折率を連続的に変化させ反射防止効果を増大させることができる技術を提供する。【解決手段】３階調以上の濃淡パターンを有するグレイスケールマスク２００を形成する工程と、基材１１の上にレジスト層１２を形成する工程と、レジスト層１２に対してグレイスケールマスク２００を介して露光し、現像することによってレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングを行う工程とにより、光学素子を成形する成形型１を製造する。そして、この成形型１を用いて光学素子を成形することにより、屈折率が連続的に変化する光学素子を得ることができる。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
３階調以上の濃淡パターンを有するグレイスケールマスクを形成する工程と、
基材の上にレジスト層を形成する工程と、
前記レジスト層に対して前記グレイスケールマスクを介して露光し、現像することによってレジストパターンを形成する工程と、
前記レジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングを行う工程と
を含むことを特徴とする成形型の製造方法。
【請求項２】
前記濃淡パターンは、外から内へ向かって暗部から明部に変化する基本パターンが、１μｍ〜８μｍの周期で正方格子状に配列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】
前記濃淡パターンは、周期をａμｍとしたとき、直径が（ａ−０．５）μｍ〜ａμｍの円である基本パターンが、正方格子状に配列されていることを特徴とする請求項２に記載の成形型の製造方法。
【請求項４】
前記グレイスケールマスクを形成する工程は、
基板上に乳剤を塗布して乾板を形成する工程と、
前記乾板に対して３階調以上の強度変調を行ったレーザー光を照射する工程と
を含むことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の成形型の製造方法。
【請求項５】
基材の上に形成されたレジストパターンをマスクとしてエッチング処理が施されることにより当該基材の表面に凹凸構造が形成される成形型であって、
前記レジストパターンは、レジスト層に対して３階調以上の濃淡パターンを有するグレイスケールマスクを介して露光し現像することにより凹部を正方格子状に配列したものであり、
前記基材の表面に形成される凹凸構造は、凹部が正方格子状に配列した
ことを特徴とする成形型。
【請求項６】
前記レジストパターンは、前記凹部が１μｍ〜８μｍの周期で正方格子状に配列されていることを特徴とする請求項５に記載の成形型。
【請求項７】
前記レジストパターンは、周期をａμｍとしたとき、底円の直径が（ａ−０．５）μｍ〜ａμｍの逆円錐状の凹部が、正方格子状に配列されていることを特徴とする請求項６に記載の成形型。
【請求項８】
所定の波長帯域の赤外線を透過する光学素子であって、
３階調以上の濃淡パターンを有するグレイスケールマスクを介して露光・現像することにより凹部が正方格子状に配列されたレジストパターンを用いてエッチング処理を施すことにより成形した成形型を用いてインプリントされ、表面に１μｍ〜８μｍの周期で正方格子状に配列された凸部を有することを特徴とする光学素子。
【請求項９】
前記所定の波長帯域は８μｍ〜１２μｍであり、
周期をａμｍとしたとき、底円の直径が（ａ−０．５）μｍ〜ａμｍの円錐状の凸部が、正方格子状に配列されていることを特徴とする請求項８に記載の光学素子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、成形型およびその製造方法に関し、特に、光学素子に反射防止構造を付与する成形型の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
赤外光を透過するための光学素子は、例えば、ホームセキュリティの人体検知センサ、サーモグラフィカメラ等に用いられており、近年、その需要が急増している。
赤外光を透過するための光学素子は、素材の屈折率が高く、反射率が大きいため、透過率が小さい。
【０００３】
そのため、光の干渉を利用して反射を抑制するべく、光学素子の表面に反射防止膜を形成することも考えられる。しかし反射防止膜を形成するには、多層膜の個々の膜厚を非常に精密に制御する必要がある。また、反射防止膜を形成するための蒸着装置やスパッタ装置などは、大型の設備が必要なことから、光学素子の生産コスト上昇の一因となっている。さらに、反射防止膜は、反射防止効果の波長依存性や入射角依存性が大きいという問題もある。
【０００４】
他方、光学素子表面における入射光の反射を防止するための別の手法として、光学素子の表面に、反射防止構造と呼ばれる非常に微細な凹凸構造が周期的に配列された構造を形成する技術が提案されている。これは、光の波長より短いピッチで、アスペクト比でおよそ１以上の凹凸構造の表面に光を入射させた場合、その構造のピッチよりも長い波長の光がほとんど透過する現象を利用したものである。
【０００５】
そして、近年、この反射防止構造を光学素子表面に形成するプロセスとしてインプリント技術が注目されている（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１には、微細パターンが形成されたスタンパを被転写体に接触させて、被転写体の表面にスタンパの微細パターンを転写する微細構造転写装置について記載されている。
【０００６】
【特許文献１】特開２００８−０１２８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
反射防止構造と呼ばれる微細な凹凸構造は、使用する光の波長に合わせてピッチを調整する必要がある。例えば、波長が４００ｎｍ〜８００ｎｍ程度の可視光であれば、およそ３００ｎｍ以下のピッチの凹凸構造が必要である。
そして、微細な凹凸構造をインプリント用の成形型に付与するには、成形型の基材上にレジスト層を形成した後にリソグラフィを用い、現像後に、この微細な凹凸構造の基となる微細パターンが形成されたレジストをマスクとしてエッチング処理を行うのが一般的である。
【０００８】
光学素子表面の反射率を示すフレネルの式によると、材料／空気界面の屈折率変化が大きいほど屈折率が大きくなり、反射率が大きくなる。ゆえに、光学素子表面に微細な凹凸を設ける際には屈折率を緩やかに変化させることで、反射率を著しく低減させることができる。
しかしながら、リソグラフィを用いてレジストマスクの微細パターンを形成するには、パターンが残るか除去されるかの二択が一般的である。そして、微細パターンが形成されたレジストをマスクとしてエッチング処理を行う方法で凹凸構造を成形型に形成する場合、成形型の基材は、基材上に形成されたレジストマスクの形状にしたがって削られるため、凹みは緩やかに形状変化せずに、急峻な形状となってしまう。それゆえ、この成形型により光学素子に転写された凹凸も急峻な形状となってしまうため、屈折率の不連続変化が発生してしまい、反射防止効果が低減してしまう。
【０００９】
そこで、本発明は、成形する光学素子の屈折率を連続的に変化させ反射防止効果を増大させることができる成形型およびその製造方法を提供することを目的とする。
また、屈折率を連続的に変化させ反射防止効果を増大させることができる光学素子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】
かかる目的のもと、本発明に係る成形型の製造方法は、３階調以上の濃淡パターンを有するグレイスケールマスクを形成する工程と、基材の上にレジスト層を形成する工程と、レジスト層に対してグレイスケールマスクを介して露光し、現像することによってレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングを行う工程とを含むことを特徴とする。
【００１１】
ここで、濃淡パターンは、外から内へ向かって暗部から明部に変化する基本パターンが、１μｍ〜８μｍの周期で正方格子状に配列されていることが好適である。また、濃淡パターンは、周期をａμｍとしたとき、直径が（ａ−０．５）μｍ〜ａμｍの円である基本パターンが、正方格子状に配列されていることが好適である。
また、グレイスケールマスクを形成する工程は、基板上に乳剤を塗布して乾板を形成する工程と、乾板に対して３階調以上の強度変調を行ったレーザー光を照射する工程とを含むことが好適である。
【００１２】
また、本発明に係る成形型は、基材の上に形成されたレジストパターンをマスクとしてエッチング処理が施されることにより基材の表面に凹凸構造が形成される成形型であって、レジストパターンは、レジスト層に対して３階調以上の濃淡パターンを有するグレイスケールマスクを介して露光し現像することにより凹部を正方格子状に配列したものであり、基材の表面に形成される凹凸構造は、凹部が正方格子状に配列したことを特徴とする。
ここで、レジストパターンは、前記凹部が１μｍ〜８μｍの周期で正方格子状に配列されていることが好適である。また、レジストパターンは、周期をａμｍとしたとき、底円の直径が（ａ−０．５）μｍ〜ａμｍの逆円錐状の凹部が、正方格子状に配列されていることが好適である。
【００１３】
また、本発明に係る光学素子は、所定の波長帯域の赤外線を透過する光学素子であって、３階調以上の濃淡パターンを有するグレイスケールマスクを介して露光・現像することにより凹部が正方格子状に配列されたレジストパターンを用いてエッチング処理を施すことにより成形した成形型を用いてインプリントされ、表面に１μｍ〜８μｍの周期で正方格子状に配列された凸部を有することを特徴とする。
ここで、所定の波長帯域は８μｍ〜１２μｍであり、周期をａμｍとしたとき、底円の直径が（ａ−０．５）μｍ〜ａμｍの円錐状の凸部が、正方格子状に配列されていることが好適である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、光学素子の屈折率を連続的に変化させ反射防止効果を増大させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る成形型１の概略構成を示す図である。この成形型１は、反射防止構造を有する光学素子を、インプリント技術を用いて成形するために使用するものである。そのため、光学素子への形状転写元となる成形型１の表面には、図１に示すように、上面１ａに底面がある逆円錐形状の凹部１００ａがピッチＰで正方格子状に配列された、反射防止構造の転写パターン１００が形成されている。
【００１６】
光学素子表面の反射防止構造は、使用する光の波長より短いピッチの微細な凹凸構造とすることが重要である。本実施の形態に係る成形型１は、ホームセキュリティの人体検知センサ等に用いられる、赤外光線（波長８μｍ〜１２μｍ）に対して使用する光学素子を成形する場合、例えば、凹部１００ａの正方格子状のピッチＰは８μｍより短いピッチであることが好適である。
【００１７】
図２は、成形型１の製造に用いるガラスマスク２００の平面図である。成形型１を製造するにあたっては、図２に示すような、成形型１の転写パターン１００に対応する濃淡パターン（グレイスケール）２０１が形成されたガラスマスク２００を用いる。グレイスケールマスクであるガラスマスク２００を介して、成形型１の基材１１（図４参照）上に塗布した光感光性樹脂からなるレジスト層を露光・現像し、これにより形成されたレジストパターンをマスクとしてエッチング処理を施すことにより反射防止構造の転写構造を有する成形型１を製造する。
【００１８】
次に、本実施の形態に係る成形型１の製造方法について説明する。
本実施の形態に係る成形型１の製造方法は、３階調以上の濃淡パターンを有するグレイスケールマスクを形成する工程と、基材の上にレジスト層を形成する工程と、レジスト層に対してグレイスケールマスクを介して露光し、現像することによってレジストパターンを形成する工程と、レジストパターンをエッチングマスクとしてエッチングを行う工程とを含む。
【００１９】
先ずは、グレイスケールマスクとしてのガラスマスク２００の製造方法について説明する。
図３は、ガラスマスク２００の製造の様子を模式的に示した斜視図である。ガラスマスク２００は、ガラス上にフォトエマルジョンを塗布し乾燥させた乾板３００上に成形型１の転写パターン１００に対応する濃淡パターン２０１をレーザー光で直接描画し、現像し定着することにより製造する。その際、乾板３００にレーザー光を照射して乾板表面を反応させる際に、照射するレーザー光の強度を変調することによって乾板に含まれるフォトエマルジョンの反応度合いを調節し、乾板表面に所望の濃淡を有するパターンを形成する。反応度合いが変化するパターンが描画された乾板３００を現像することにより、ガラスマスク２００が完成する。なお、フォトエマルジョンの現像及び定着には市販の現像液及び定着液を用いることができる。
【００２０】
図３に示した、乾板３００上に濃淡パターン２０１を描画する描画装置４００は、描画装置本体４０１と、レーザーを照射する光源４０２と、この光源４０２を移動させるアーム４０３とを備えている。そして、成形型１の転写パターン１００に対応する濃淡パターン２０１を乾板３００に描画する際には、描画装置４００は、自身が有する記憶手段に格納されている描画データに従って、アーム４０３を動かしながら光源４０２より照射する露光光の強度及び／又は露光時間を変化させ、所望のパターンを乾板３００上に描画する。露光強度変調の階調数は、３階調以上であることが好ましく、例えば４階調以上２５６階調以下であることを例示することができる。
【００２１】
本実施の形態に係るガラスマスク２００は、濃淡パターン２０１の１つの基本パターン２０１ａ（図２参照）の最外周において光透過率は略０％であり、基本パターン２０１ａの中心に向かって同心円状に光透過率が増大し、中心において光透過率が略１００％となる。また、ガラスマスク２００において基本パターン２０１ａが形成されている部分以外の光透過率は略０％である。なお、図２においては、１つの基本パターン２０１ａが円の輪郭で示されている。これは１つの基本パターン２０１ａの境界を明確にするためのものであり、実際には１つの基本パターン２０１ａの最外周では光透過率が０％であるため、境界線は存在しない。
【００２２】
それゆえ、濃淡パターン２０１を成形するにあたっては、光透過率の低い基本パターン２０１ａの外周近傍においては、露光強度を強く及び／又は露光時間を長くし、逆に光透過率の高い基本パターン２０１ａの中心近傍においては、露光強度を弱く及び／又は露光時間を短くする。こうすることにより、転写パターン１００に対応する濃淡パターン２０１を、レーザー光を用いて乾板３００に直接描画することが可能である。
【００２３】
このように、レーザー光を用いて濃淡パターン２０１を描画することにより、高精度なグレイスケールを形成することができるとともに、コスト及び生産性に優れた光学素子形成用の成形型１製造の際に用いるガラスマスク（グレイスケールマスク）２００を得ることができる。
【００２４】
なお、本実施の形態において用いる乾板３００は、ガラス上にフォトエマルジョンを塗布し乾燥させたものであるが、ガラス以外にも、例えばアスベスト等の無機繊維やポリエステル、ポリアミド、ポリビニルアルコール、アクリル等の有機合成繊維で透明性を有する基板を用いてもよい。また、フォトエマルジョンは感光性を有する乳剤である。
【００２５】
また、レーザー光源としては、ＨｅＣｄ（ヘリウム・カドミウム）レーザーやＹＡＧ（イットリウム・アルミニウム・ガーネット）レーザー等を例示することができる。そして、これらの光源を用いて乾板３００を露光する際には、露光強度を１５ｍＷ前後のごく弱い強度とし、更に露光強度を減衰させることが好適である。これは、そのまま露光すると露光強度が強すぎるために、露光強度に強度変調を加えたとしても表面の乳剤が完全に硬化してしまい、強度変調が反映されないおそれがあるからである。
【００２６】
また、乾板３００の露光を行うにあたっては、描画データに従って描画する描画装置４００を完全に用いずに、手動で光源４０２又はアーム４０３を移動し、露光してもよい。この場合には、描画装置４００が、光源４０２及びアーム４０３の乾板３００に対する位置に応じて、自動的に露光強度若しくは露光時間を調整しても良いし、手動で露光強度若しくは露光時間を調整しても良い。
【００２７】
次に、本実施の形態に係る成形型１の製造方法についてより具体的に説明する。図４は、本実施の形態に係る成形型１の製造方法について説明した図である。図４（ａ）〜（ｅ）では、成形型１を製造する方法を製造工程順に示している。
【００２８】
本実施の形態に係る成形型１の製造方法においては、先ず、成形型１の基材１１に、ポジ型のレジスト液を塗布し、スピンコート等により余分なレジスト液を除去して、ポジ型のレジスト層１２を形成する（図４（ａ））。レジスト層１２の厚さは、例えば５μｍである。
【００２９】
そして、先に製造しておいた濃淡パターン２０１が描画されたガラスマスク２００をかぶせ（図４（ｂ））、レーザー光線、電子線（ＥＢ：Electron Beam）等によりガラスマスク２００側から露光を行う。ガラスマスク２００側から照射された光は、ガラスマスク２００によって露光光に強度変調が加えられる。より具体的には、基本パターン２０１ａの中心を最大として同心円状に強度変調が加えられる。その結果、レジスト層１２が逆円錐状に露光される（図４（ｃ））。
【００３０】
ポジ型のレジスト層１２の露光が完了したら、アルカリ溶液を用いてレジスト層１２を現像する。ポジ型のレジスト層１２は、露光光の強度に応じて現像液に対する溶解性が増大するため、逆円錐状の露光部１３が除去される（図４（ｄ））。
【００３１】
その後、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）法を用いて、乾式エッチングを行う。これにより、現像により残ったレジスト層１２がマスクの働きをし、この厚さに応じて基板１１にエッチングが行われる。その結果、基板１１に、逆円錐状の凹部１００ａが正方格子状に配列されてなる反射防止構造の転写パターン１００が形成された成形型１が完成する（図４（ｅ））。
【００３２】
次に、反応性イオンエッチングを行う装置、エッチング条件等について説明する。
図５は、反応性イオンエッチングを行う処理装置２０の概略構成を示す図である。
図５で示した反応性イオンエッチングを行う処理装置２０は、被処理物２１が設置される設置台２２と、設置台２２に対向して配置される対向電極２３とを有する。また、処理装置２０は、被処理物２１の周囲環境に所定の処理ガスを導入する処理ガス導入バルブ２４と、設置台２２と対向電極２３との間に高周波電圧を印加する高周波電源２５と、周囲環境から空気又は処理ガスを排気する排気バルブ２６及び排気ポンプ２７とを有して構成される。
【００３３】
被処理物２１は、上述した図４（ｄ）におけるレジスト層１２が上面に残った基材１１が該当する。
設置台２２は、被処理物２１を搭載できる強度を有した、例えば、ステンレス等の導電体で構成される。そして、設置台２２は、対向電極２３と共に、高周波電源２５に接続される。
対向電極２３は、例えば、ステンレス等の導電体で構成される。対向電極２３は、被処理物２１が搭載された設置台２２に対してほぼ平行になるように、対向電極２３は設置台２２に対して対向配置される。
【００３４】
処理ガス導入バルブ２４は、後述する排気バルブ２６と排気ポンプ２７とが、設置台２２と対向電極２３との間に形成される被処理物２１の周囲環境から空気を排出して所定の真空度に達した後に、処理ガスを導入するためのものである。
【００３５】
高周波電源２５は、設置台２２と対向電極２３との間に高周波電圧を印加する。印加される高周波は、処理ガス導入バルブ２４によって導入される処理ガスが励起されてプラズマを生起させる程度の周波数及び電圧を有する。
高周波放電に使用されるいわゆるＲＦプラズマの場合、設置台２２を接地して対向電極２３に高周波電圧を印加するグラウンドモード、設置台２２に高周波電圧を印加して対向電極２３を接地するＲＦモード、および設置台２２にＤＣ電源（図示せず）を印加し設置台２２と対向電極２３に高周波電圧を印加するＤＣバイアスモード、更に設置台と対向電極共にラジオ波を印加するＲＦバイアスモードがある。本実施の形態では、加工速度の観点から、図５において示した設置台２２に高周波電圧を印加して対向電極２３を接地するＲＦモードを用いるが、特に限定されるものではない。
【００３６】
排気バルブ２６及び排気ポンプ２７は、設置台２２と対向電極２３との間に形成される被処理物２１の周囲環境から、所定の真空度に達するまで空気を排出する。また、排気バルブ２６及び排気ポンプ２７は、処理が終了した後に、処理ガスを排気する際に使用される。
【００３７】
以上の構成を有する処理装置２０を使用して反応性イオンエッチングを行う方法を以下に説明する。
まず、被処理物２１が設置台２２上の所定位置に載せられた後、排気バルブ２６及び排気ポンプ２７が協働して、所定の真空度に達するまで被処理物２１の周囲環境から空気を排出する。所定の真空度に達した後、処理ガス導入バルブ２４から、処理ガスを導入する。
そして、設置台２２と対向電極２３との間に、高周波電源２５によって高周波電圧を印加する。印加された高周波電圧により処理ガスが分解されて、ラジカルやイオンが生成される。生成されたラジカルやイオンは、被処理物２１の基材１１に衝突し、基材１１が例えばグラッシーカーボンである場合には、基材１１の主成分である炭素と化学反応を起こして気化させ除去する。これにより、基材１１はエッチングが行われる。
【００３８】
次に、上述した製造方法により製造された成形型１を用いて、光学フィルタ等の光学素子５０に対してインプリントを行う装置と方法について説明する。
図６は、インプリントを行うインプリント装置４０の概略構成を示す図である。
図６に示したインプリント装置４０は、成形室６０内に、光学素子５０に押し付けプレスするための、上成形型４１ａと下成形型４１ｂとを有する成形型４１を備えている。上成形型４１ａが、上述した製造方法により製造された、逆円錐状の凹部を有する転写パターン１００が形成された成形型１である。
【００３９】
インプリント装置４０は、上成形型４１ａを、下成形型４１ｂ上に載せられた光学素子５０に押し付けプレスするための駆動装置４２と、上成形型４１ａを支持し固定する支持部４３と、下成形型４１ｂを保持し固定する保持部４４とを備えている。そして、支持部４３と保持部４４は、それぞれ固定する上成形型４１ａ，下成形型４１ｂを加熱するヒータ（不図示）を内部に備え、プレスのときに上成形型４１ａ，下成形型４１ｂを所定温度に昇温させることができる。
【００４０】
また、インプリント装置４０は、保持部４４の下部に配置され光学素子５０に加わる力を検知する圧力センサ４５と、圧力センサ４５からの検知信号に基づいて駆動装置４２を制御する制御部４６とを主要部として備える。また、インプリント装置４０は、支持部４３を上下動可能に支持する水平部材４７ａと、保持部４４と圧力センサ４５とを支持し固定する水平台４７ｂと、水平台４７ｂに固定され水平部材４７ａを支持する縦部材４８とを備える。
【００４１】
このようなインプリント装置４０を使用して、光学素子５０にインプリントを行うには、まず、光学素子５０を下成形型４１ｂ上に載せ、保持部４４内のヒータに通電することで加熱して、下成形型４１ｂを所定温度に昇温させる。また、支持部４３内のヒータに通電することで加熱して、上成形型４１ａを所定温度に昇温させる。
次に、駆動装置４２を駆動し、所定温度に昇温させた上成形型４１ａを光学素子５０に接近させ、押し付けてプレスする。この際に、プレス圧が圧力センサ４５により計測され、制御部４６によりプレス圧を制御する。そして、光学素子５０をプレスした状態で所定時間保持してから、成形型４１ａ，４１ｂを冷却する。
【００４２】
そして、十分に冷却後、駆動装置４２を駆動し、上成形型４１ａを光学素子５０から離れる方向に移動させ、光学素子５０を下成形型４１ｂから離型させる。これにより、下成形型４１ｂの転写パターンが光学素子５０に転写され、インプリントが行われる。
図７は、図６に示すインプリント装置４０の上成形型４１ａとして成形型１を用いてインプリントした光学フィルタ５００の斜視図である。図７に示すように、この光学フィルタ５００の表面上には、直径Ｄで高さＬの円錐形状の凸部５００ａがピッチＰで正方格子状に配列されてなる反射防止構造が形成されている。
【００４３】
（実施例）
以下に、実施例に基づき本実施の形態をさらに詳細に説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
【００４４】
実施例に係る光学フィルタとして、以下のプロセスにより、反射防止構造が付与された光学フィルタを作製する。なお、以下のプロセスは上述した製造工程に基づくものである。
（１）先に、上述した製造方法により、直径Ｄ＝４μｍで逆円錐状に階調を変化させた濃淡パターンをピッチＰ＝４μｍで正方格子状に配列したガラスマスクを作製する。
（２）グラッシーカーボン製の基材の上にスピンコートにより厚さ５μｍのレジスト層を形成する。
（３）（２）で形成したレジスト層の上に、（１）で作製しておいたガラスマスクを載置する。
（４）（３）で載置したガラスマスク側から露光し、現像する。そして、これにより、基材の上に、底円の直径４μｍの逆円錐状の凹部をピッチ４μｍで正方格子状に有するレジストパターンをレジスト層に形成する。
（５）処理装置２０を使用して、反応性イオンエッチング法を用いた、酸素プラズマ処理により、（４）でレジスト層に形成したレジストパターンを基に基材に凹凸構造を形成し、底円の直径４μｍ、深さ４μｍの円錐状の凹部をピッチ４μｍで正方格子状に有する成形型を作製する。
（６）（５）で作製した成形型を上成形型４１ａとして用いたインプリント装置４０にて、カルコゲナイドガラスにインプリントし、反射防止構造が付与された光学フィルタを得る。以上のプロセスにより製造された実施例に係る光学フィルタは、図７に示すような形状であり、底円の直径Ｄが４μｍ、高さＬが４μｍの円錐状の凸部がピッチ（Ｐ）４μｍで正方格子状に配列された反射防止構造を有している。
【００４５】
（比較例１）
比較例１に係る光学フィルタとして、以下のプロセスにより、実施例に係る光学フィルタとは異なる反射防止構造が付与された光学フィルタを作製する。
（１）上述した製造方法により、実施例で用いたガラスマスクとは異なる直径３μｍで、逆円錐状に階調を変化させた基本パターンを、ピッチ４μｍで正方格子状に配列した濃淡パターンを有するガラスマスクを作製する。
（２）グラッシーカーボン製の基材の上にスピンコートにより厚さ５μｍのレジスト層を形成する。
（３）（２）で形成したレジスト層の上に、（１）で作製したガラスマスクを載置する。
（４）ガラスマスク側から露光し、現像する。そして、これにより、基材の上に、底円の直径３μｍの逆円錐状の凹部をピッチ４μｍで正方格子状に有するレジストパターンをレジスト層に形成する。
【００４６】
（５）処理装置２０を使用して、反応性イオンエッチング法を用いた、酸素プラズマ処理により、（４）でレジスト層に形成したレジストパターンを基に基材に凹凸構造を形成し、底円の直径３μｍ、深さ３μｍの円錐状の凹部をピッチ４μｍで正方格子状に有する成形型を作製する。
（６）（５）で作製した成形型を上成形型４１ａとして用いたインプリント装置４０にて、カルコゲナイドガラスにインプリントし、反射防止構造が付与された光学フィルタ６００を得る。図８は、比較例１に係る光学フィルタ６００の概略斜視図である。図８に示すように、比較例１に係る光学フィルタ６００は、底円の直径Ｄ１が３μｍ、高さＬ１が３μｍの円錐状の凸部６００ａがピッチ（Ｐ）４μｍで正方格子状に配列された反射防止構造を有している。
【００４７】
（比較例２）
比較例２に係る光学フィルタとして、反射防止構造が付与されていないカルコゲナイドガラス製の光学フィルタを作製する。
【００４８】
（評価方法）
上述のようにして作製された実施例、比較例１および比較例２に係る光学フィルタの、８μｍの波長の赤外線に対する実効的な透過率を計測した。その結果を示したのが以下に示した表１である。
【００４９】
【表１】
2010046868.tif 000003
【００５０】
表１に示すように、反射防止構造が付与されていない比較例２に係る光学フィルタの透過率に対して、反射防止構造が付与されている実施例および比較例１に係る光学フィルタの透過率は格段によい。これにより、反射防止構造を付与することにより、赤外線に対しても透過率を向上させることができる。
また、底円の直径３μｍ、高さ３μｍの円錐状の凸部６００ａが形成された比較例１に係る光学フィルタ６００の透過率よりも、底円の直径４μｍ、高さ４μｍの円錐状の凸部５００ａが形成された実施例に係る光学フィルタ５００の透過率の方がよい。これは、比較例１に係る光学フィルタ６００の表面６００ｂにおける平坦部の領域（凸部６００ａが形成されていない領域）が、実施例に係る光学フィルタ５００の表面５００ｂにおける平坦部の領域よりも大きく、屈折率の変化が不連続となる部分が多いからであると考えられる。
【００５１】
したがって、例えば、ａμｍのピッチ（周期）としたとき、底円の直径は約ａμｍ（およそ（ａ−０．５）μｍ〜ａμｍ）である円錐状の凸部が、正方格子状に配列されていることが好適である。これにより、反射防止構造の円錐状の凸部と凸部を可能な限り近接させることができ、光学素子の屈折率を可能な限り連続的に変化させることができ、反射防止効果を増大させることができる。
【００５２】
なお、上述した実施の形態および実施例においては、反射防止構造の凹凸のピッチとして４μｍを例示したが、４μｍに限定するものではない。このピッチは、使用する光の波長より短いピッチであることが好適であり、例えば、波長８μｍ〜１２μｍの赤外光線に対して使用する光学素子においては、ピッチは８μｍ以下であることが好適である。
一方、反射防止構造の凹凸のピッチが８μｍ以下でも、現時点の技術力を持ってすれば、約１μｍのピッチであれば、上述した方法で、ガラスマスク２００に、１μｍのピッチで基本パターン２０１ａが正方格子状に配列された濃淡パターン２０１を成形することができる。
【００５３】
そして、８μｍ〜１２μｍの波長帯域の赤外線を透過する光学素子の反射防止構造として１μｍ〜８μｍのピッチの凹凸構造を形成する際には、光学素子の屈折率を可能な限り連続的に変化させるべく、凸部と凸部を可能な限り近接させることが好適である。ゆえに、例えば、１μｍのピッチで円錐状の凸部が配列された凹凸構造においては、円錐の底円の直径を約１μｍ（およそ０．５〜１μｍ）とすることが好適である。つまり、ピッチ（周期）をａμｍとした場合、底円の直径は約ａμｍ（およそ（ａ−０．５）μｍ〜ａμｍ）であることが好適である。
【００５４】
なお、上述した実施の形態および実施例においては、光学素子の反射防止構造の凸部の形状として円錐形状を例示したが、円錐形状に限定するものではない。例えば、多角錐形状、多角錐台形状、紡錘形状、円錐台形状でもよい。
また、本実施の形態において、成形型の材料は、グラッシーカーボンとしたが、これに限定されるものではない。例えば、グラファイト、ＤＬＣ（Diamond like Carbon）を含む材料などが挙げられる。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】実施の形態に係る成形型の概略形状を示す図である。
【図２】実施の形態に係る成形型の製造に用いるガラスマスクの斜視図である。
【図３】ガラスマスクの製造の様子を模式的に示す図である。
【図４】実施の形態に係る成形型の製造方法について説明した図である。
【図５】反応性イオンエッチングを行う処理装置の概略構成を示す図である。
【図６】インプリント装置の概略構成を示す図である。
【図７】実施例に係る成形型を用いてインプリントした光学フィルタの斜視図である。
【図８】比較例１に係る成形型を用いてインプリントした光学フィルタの斜視図である。
【符号の説明】
【００５６】
１…成形型、１１…基材、１２…レジスト層、２０…処理装置、４０…インプリント装置、１００…転写パターン、２００…ガラスマスク、２０１…濃淡パターン、３００…乾板、４００…描画装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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