(57)【要約】本発明は、成形型から樹脂への転写性の低下を抑制する。ウエハレンズの製造方法は、光硬化性樹脂（５Ａ）が滴下されたガラス基板（３）を位置制御して、サブマスター（２０）に対しガラス基板（３）を所定位置まで移動させ、ガラス基板（３）をその所定位置で保持する第１の工程と、光硬化性樹脂（５Ａ）に対し光照射する第２の工程と、ガラス基板（３）を圧力制御して、サブマスター（２０）に対するガラス基板（３）の押圧力を所定圧力に保持する第３の工程と、を備える。
2010035540.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面に光硬化性樹脂製の複数のレンズ部を有するウエハレンズの製造装置であって、
前記レンズ部の光学面形状に対応した複数の成形面を有する成形型を保持する成形型保持手段と、
前記基板を保持する基板保持手段と、
前記基板の一面又は前記成形型の成形面の少なくともいずれか一方に光硬化性樹脂を配置する樹脂配置手段と、
前記基板の一面に対して前記成形型を相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段による移動により生ずる、前記成形型に対して配置された光硬化性樹脂を間に介した前記基板の押圧力を検出する圧力検出手段と、
前記光硬化性樹脂の硬化を進める光を照射する光照射手段と、
前記光照射で進む光硬化性樹脂の硬化に応じて変化する前記押圧力を、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて制御する圧力制御手段と
を有することを特徴とするウエハレンズの製造装置。
【請求項２】
前記圧力制御手段は、前記押圧力を所定の一定圧力値に保持するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のウエハレンズの製造装置。
【請求項３】
前記圧力制御手段は、前記押圧力が所定の一定圧力値以下となるよう制御することを特徴とする請求項１に記載のウエハレンズの製造装置。
【請求項４】
前記基板の位置を検出する位置検出手段を備え、前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記移動手段による前記基板の一面に対する前記成形型の相対位置を所定位置に保持し、当該所定位置で前記圧力制御手段による圧力制御を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のウエハレンズの製造装置。
【請求項５】
前記圧力制御手段による圧力制御は、予め設定された複数の圧力値に段階的に制御するよう、オンオフ制御することを特徴とする請求項１に記載のウエハレンズの製造装置。
【請求項６】
基板の一面に光硬化性樹脂を成形、硬化させて形成した複数のレンズ部を有するウエハレンズの製造方法であって、
前記レンズ部の光学面形状に対応した複数の成形面を一面に有する成形型の前記成型面又は前記基板の一面の少なくともいずれか一方に光硬化性樹脂を配置する工程と、
前記基板の一面に対して前記成形型を相対的に移動させ、前記成形型に対して配置した光硬化性樹脂を間に介して前記基板を押圧する工程と、
前記光硬化性樹脂の硬化を進める光を照射する光照射工程と、
前記光照射により進む光硬化性樹脂の硬化に応じて変化する前記押圧工程での押圧力を制御する圧力制御工程と、
を有することを特徴とするウエハレンズの製造方法。
【請求項７】
前記圧力制御工程での押圧力の制御は、押圧力を一定の所定圧力値に保持することを特徴とする請求項６に記載のウエハレンズの製造方法。
【請求項８】
前記圧力制御工程での押圧力の制御は、押圧力を所定圧力値以下に制御することを特徴とする請求項６に記載のウエハレンズの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はウエハレンズの製造装置及び製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、光学レンズの製造分野においては、ガラス基板に対し硬化性樹脂からなるレンズ部を設けることで、耐熱性の高い光学レンズを得る技術が検討されている（例えば、特許文献１参照）。この技術を適用した光学レンズの製造方法の一例として、ガラス基板の表面に硬化性樹脂からなる光学部材を複数設けたいわゆる「ウエハレンズ」を形成し、その後にレンズ部ごとにガラス基板をカットする方法も提案されている。【０００３】
硬化性樹脂として光硬化性樹脂を用いた場合のウエハレンズの製造方法を簡単に説明すると、図１１に示す通り、樹脂５Ａが滴下されたガラス基板３を、真空チャック装置７０により吸引・固定した状態でその上方に配置された成形型２０に向けて上昇させ、樹脂５Ａを成形型２０に押圧する（矢印参照）。成形型２０はキャビティ２４を有した光透過性の型であり、スタンプホルダ８０により保持・固定されている。【０００４】
その後、ガラス基板３の高さ位置をそのまま保持しながら、図１２に示す通り、キャビティ２４に充填された樹脂５Ａに対し成形型２０の上方から光照射し、樹脂５Ａを光硬化させる。その後、ガラス基板３を降下させながら樹脂５Ａを成形型２０から離型する。その結果、ガラス基板３上に複数のレンズ部（５Ａ）が形成されたウエハレンズを製造することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特許第３９２６３８０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、光照射により樹脂５Ａを硬化させる図１２の工程において、光照射を受けた樹脂５Ａが硬化する際に収縮することがある。この場合、図１１，図１２で表す従来の製造方法では、単にガラス基板３の高さ位置を所定の高さまで上昇させその位置で保持するから、図１２中のキャビティ２４の部位に描写したように、光照射前にキャビティ２４の形状が正確に樹脂５Ａに転写されたとしても、光照射時又はその後において樹脂５Ａが収縮し、成形型２０から樹脂５Ａへの転写性が低下する可能性がある（レンズ部のレンズ形状が設計値からずれる可能性がある）。【０００７】
したがって、本発明の主な目的は、成形型から樹脂への転写性の低下を抑制することができるウエハレンズの製造装置及び製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造装置の第１の態様は、基板の一面に光硬化性樹脂製の複数のレンズ部を有するウエハレンズの製造装置であって、
前記レンズ部の光学面形状に対応した複数の成形面を有する成形型を保持する成形型保持手段と、
前記基板を保持する基板保持手段と、
前記基板の一面又は前記成形型の成形面の少なくともいずれか一方に光硬化性樹脂を配置する樹脂配置手段と、
前記基板の一面に対して前記成形型を相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段による移動により生ずる、前記成形型に対して配置された光硬化性樹脂を間に介した前記基板の押圧力を検出する圧力検出手段と、
前記光硬化性樹脂の硬化を進める光を照射する光照射手段と、
前記光照射で進む光硬化性樹脂の硬化に応じて変化する前記押圧力を、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて制御する圧力制御手段と
を有することを特徴とする。【０００９】
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造装置の第２の態様は、前記圧力制御手段は、前記押圧力を所定の一定圧力値に保持するよう制御することを特徴とする。【００１０】
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造装置の第３の態様は、前記圧力制御手段は、前記押圧力が所定の一定圧力値以下となるよう制御することを特徴とする。【００１１】
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造装置の第４の態様は、前記基板の位置を検出する位置検出手段を備え、前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記移動手段による前記基板の一面に対する前記成形型の相対位置を所定位置に保持し、当該所定位置で前記圧力制御手段による圧力制御を行うことを特徴とする。【００１２】
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造装置の第５の態様は、前記圧力制御手段による圧力制御は、予め設定された複数の圧力値に段階的に制御するよう、オンオフ制御することを特徴とする。【００１３】
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造方法の第６の態様は、基板の一面に光硬化性樹脂を成形、硬化させて形成した複数のレンズ部を有するウエハレンズの製造方法であって、
前記レンズ部の光学面形状に対応した複数の成形面を一面に有する成形型の前記成型面又は前記基板の一面の少なくともいずれか一方に光硬化性樹脂を配置する工程と、
前記基板の一面に対して前記成形型を相対的に移動させ、前記成形型に対して配置した光硬化性樹脂を間に介して前記基板を押圧する工程と、
前記光硬化性樹脂の硬化を進める光を照射する光照射工程と、
前記光照射により進む光硬化性樹脂の硬化に応じて変化する前記押圧工程での押圧力を制御する圧力制御工程と、
を有することを特徴とする。【００１４】
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造方法の第７の態様は、前記圧力制御工程での押圧力の制御は、押圧力を一定の所定圧力値に保持することを特徴とする。【００１５】
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造方法の第８の態様は、前記圧力制御工程での押圧力の制御は、押圧力を所定圧力値以下に制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のウエハレンズの製造装置及び製造方法によれば、光硬化性樹脂に対する光照射による硬化により変化する基板に対する成形型の押圧力を制御するため、光硬化性樹脂が収縮しても、成形型から光硬化性樹脂への転写性が低下するのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施例１にかかるウエハレンズの概略構成を示す斜視図である。
【図２】実施例１にかかるウエハレンズ製造装置の概略構成を示す図面であって、樹脂を成形型（サブマスター）に充填する前の状態を表す図面である。
【図３】実施例１にかかるサブマスター（成形型）の概略構成を示す斜視図である。
【図４】図３のサブマスターのマスター（母型）の概略構成を示す斜視図である。
【図５】実施例１にかかるウエハレンズ製造装置の制御構成を概略的に説明するためのブロック図である。
【図６】実施例１にかかるウエハレンズ製造装置の概略構成を示す図面であって、樹脂を成形型（サブマスター）に充填したときの状態を表す図面である。
【図７】図２の一部を拡大した図面である。
【図８】図６の一部を拡大した図面である。
【図９】実施例２にかかるウエハレンズ製造装置の概略構成を示す図面であって、樹脂を成形型（サブマスター）に充填する前の状態を表す図面である。
【図１０】実施例２にかかるウエハレンズ製造装置の概略構成を示す図面であって、樹脂を成形型（サブマスター）に充填したときの状態を表す図面である。
【図１１】従来技術を説明するための概略的な図面であって、樹脂を成形型に充填する前の状態を表す図面である。
【図１２】従来技術を説明するための概略的な図面であって、樹脂を成形型に充填したときの状態を表す図面である。
【図１３】ステージを所定の高さに保持したときの樹脂に対する圧力の変化を示した図面である。
【図１４】所定の圧力以下に設定したときの樹脂に対する圧力の変化を示した図面である。
【図１５】樹脂の硬化の進行に合せて複数段階の圧力値を設定したときの樹脂に対する圧力の変化を示した図面である。
【図１６】圧力制御のオン、オフを複数回行って所望の圧力値に段階的に近づけて制御したときの樹脂に対する圧力の変化を示した図面である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
次に、図面を参照しながら本発明の好ましい実施例について説明する。
【実施例】
【００１９】
〔実施例１〕
図１に示す通り、ウエハレンズ１は円形状のガラス基板３と、複数の凸レンズ部５とを、有している。ガラス基板３は基板の一例である。ガラス基板３の表面には複数の凸レンズ部５がアレイ状に配置されている。凸レンズ部５には、光学面の表面に回折溝や段差等の微細構造が形成されていてもよい。【００２０】
凸レンズ部５は樹脂５Ａで形成されている。樹脂５Ａは光硬化性樹脂である。当該光硬化性樹脂としては、例えばアクリル樹脂やアリルエステル樹脂などを用いることができ、これら樹脂はラジカル重合により反応硬化させることができる。その他の光硬化性樹脂としては、例えばエポキシ系の樹脂などを用いることができ、当該樹脂はカチオン重合により反応硬化させることができる。【００２１】
次に、ウエハレンズ１を製造する際に使用するウエハレンズ製造装置（３０）について説明する。【００２２】
図２に示す通り、ウエハレンズ製造装置３０はベース３２を有している。ベース３２の上部には内側に突出する突出部３４が形成されている。ベース３２の底部と突出部３４との間にはガイド３６が立設されている。ガイド３６間にはステージ４０が設けられている。ステージ４０には貫通孔４２が形成されており、ガイド３６が貫通孔４２を貫通している。【００２３】
ベース３２上であってステージ４０の下方にはギヤードモータ５０が設けられている。ギヤードモータ５０はポテンショメータ５１を内蔵している（図５参照）。ギヤードモータ５０にはシャフト５２が連結されている。ステージ４０の下部にはロードセル４４が設けられている。ステージ４０の自重でシャフト５２の先端部がロードセル４４と当接している。ウエハレンズ製造装置３０では、ギヤードモータ５０の作動によりシャフト５２が上下方向に伸縮するようになっており、これに伴いステージ４０がガイド３６に案内されながら上下方向に移動可能となっている。【００２４】
ステージ４０にはほぼ半球形状を呈した凹部４６が形成されている。凹部４６には平行出し部材６０が埋設されている。平行出し部材６０は水面に浮かぶお椀のように凹部４６に対し揺動可能となっている。平行出し部材６０上にはＸＹステージ６２，θステージ６４が設けられている。ＸＹステージ６２はステージ４０上のＸＹ平面（２次元平面）において移動可能となっており、θステージ６４はその中心部を回転軸として回動可能となっている。【００２５】
ＸＹステージ６２，θステージ６４上には真空チャック装置７０が設置されている。真空チャック装置７０には同心円状の連通溝７２が形成されている。連通溝７２には吸引機構（図示略）が連結されており、当該吸引機構の作動により連通溝７２からエアを吸引し、真空チャック装置７０上の部材を吸引・固定することができるようになっている。本実施例では真空チャック装置７０によりガラス基板３が吸引・固定される。【００２６】
ベース３２の上部にはスタンプホルダ８０が固定されている。スタンプホルダ８０には光透過性のサブマスター２０（成形型）が固定されている。詳しくは、スタンプホルダ８０の端部には同心円状の連通溝８２が形成されており、連通溝８２には吸引機構（図示略）が連結されている。真空チャック装置７０の作動時と同様に、当該吸引機構が作動すると、連通溝８２からエアを吸引してサブマスター２０がスタンプホルダ８０に吸引・固定される。サブマスター２０の上方には光源９０が設けられており、光源９０の点灯によりサブマスター２０に向けて光を照射可能となっている。【００２７】
図２，図３に示す通り、サブマスター２０は、主には成形部２２と基材２６とで構成されている。成形部２２には複数のキャビティ２４（凹部）がアレイ状に形成されている。キャビティ２４の表面（成形面）形状はウエハレンズ１における凸レンズ部５に対応するネガ形状となっており、この図では略半球形状に凹んでいる。【００２８】
成形部２２は、樹脂２２Ａによって形成されている。樹脂２２Ａとしては、離型性の良好な樹脂、特に透明樹脂が好ましい。離型剤を塗布しなくても離型できる点で優れる。樹脂２２Ａとしては、光硬化性樹脂、熱硬化性樹脂、熱可塑性樹脂のいずれでも構わない。【００２９】
基材２６は、サブマスター２０の成形部２２のみでは強度に劣る場合でも、成形部２２に基材２６を貼り付けることでサブマスター２０の強度が上がり、何回も成形することができるという、裏打ち材のことである。【００３０】
基材２６は、成形部２２と異なる材料で構成されてもよいし、成形部２２と同一の材料で一体的に構成されてもよい。基材２６を成形部２２と異なる材料で構成する場合には、例えば石英、シリコーンウェハ、金属、ガラス、樹脂、セラミックス等、平滑性を有するものなら何れでもよい。基材２６を成形部２２と同一材料で一体的に構成するとは、実質的には成形部２２だけでサブマスター２０を構成することである。【００３１】
なお、ウエハレンズ１の製造（凸レンズ部５の成形）にあたっては、図３のサブマスター２０が主に使用されるが、これに加えて図４のマスター１０も使用される。すなわち、マスター１０はサブマスター２０を製造する際に用いる母型であり、サブマスター２０はウエハレンズ１（凸レンズ部５）を成形する際に用いる成形型である。サブマスター２０はウエハレンズ１を量産するのに複数回にわたり使用され、その使用目的，使用頻度などにおいてマスター１０とは異なるものである。【００３２】
図４に示す通り、マスター１０は直方体状のベース部１２に対し複数の凸部１４がアレイ状に形成されている。凸部１４はウエハレンズ１の凸レンズ部５に対応する部位であり、略半球形状に突出している。なお、マスター１０の外形状は、このように四角形であってもよいし円形であってもよい。【００３３】
凸部１４の表面（成形面）形状は、ガラス基板３上に成形転写する凸レンズ部５の光学面形状に対応するポジ形状となっている。【００３４】
マスター１０の材料としては、切削や研削などの機械加工によって光学面形状を創製する場合には、金属または金属ガラスを用いることができる。分類としては鉄系の材料とその他合金が挙げられる。鉄系としては、熱間金型、冷間金型、プラスチック金型、高速度工具鋼、一般構造用圧延鋼材、機械構造用炭素鋼、クロム・モリブデン鋼、ステンレス鋼が挙げられる。その内、プラスチック金型としては、プリハードン鋼、焼入れ焼戻し鋼、時効処理鋼がある。プリハードン鋼としては、ＳＣ系、ＳＣＭ系、ＳＵＳ系が挙げられる。さらに具体的には、ＳＣ系はＰＸＺがある。ＳＣＭ系はＨＰＭ２、ＨＰＭ７、ＰＸ５、ＩＭＰＡＸが挙げられる。ＳＵＳ系は、ＨＰＭ３８、ＨＰＭ７７、Ｓ−ＳＴＡＲ、Ｇ−ＳＴＡＲ、ＳＴＡＶＡＸ、ＲＡＭＡＸ−Ｓ、ＰＳＬが挙げられる。また、鉄系の合金としては特開２００５−１１３１６１や特開２００５−２０６９１３が挙げられる。非鉄系の合金は主に、銅合金、アルミ合金、亜鉛合金がよく知られている。例としては、特開平１０−２１９３７３、特開２０００−１７６９７０に示されている合金が挙げられる。金属ガラスの材料としては、ＰｄＣｕＳｉやＰｄＣｕＳｉＮｉなどがダイヤモンド切削における被削性が高く、工具の磨耗が少ないので適している。また、無電解や電解のニッケル燐メッキなどのアモルファス合金もダイヤモンド切削における被削性が良いので適している。これらの高被削性材料は、マスター１０全体を構成しても良いし、メッキやスパッタなどの方法によって特に光学転写面の表面だけを覆ってもよい。【００３５】
図５に示す通り、ロードセル４４，ギヤードモータ５０，ポテンショメータ５１，平行出し部材６０，ＸＹステージ６２，θステージ６４，真空チャック装置７０（吸引機構），スタンプホルダ（吸引機構），光源９０は制御装置１００に接続されている。制御装置１００はこれら部材の動作を制御するようになっている。特に本実施例では、制御装置１００はロードセル４４，ポテンショメータ５１の出力値に基づきギヤードモータ５０の動作（回転量）を制御するようになっている。【００３６】
続いて、ウエハレンズ製造装置３０を用いたウエハレンズ１の製造方法について説明する。【００３７】
図２に示す通り、はじめに、スタンプホルダ８０に対しサブマスター２０を吸引・固定するとともに、真空チャック装置７０に対しガラス基板３を設置し、連結溝７２からエアを吸引してガラス基板３を吸引・固定する。その後、ガラス基板３上に所定量の樹脂５Ａを滴下する。そして、制御装置１００により平行出し部材６０，ＸＹステージ６２，θステージ６４を制御して、サブマスター２０の下面とガラス基板３の上面とを平行にする（準備工程）。【００３８】
この状態において、図６に示す通り、ガラス基板３を位置制御して、サブマスター２０に対しガラス基板３を所定位置まで移動させ、ガラス基板３をその所定位置で保持する。【００３９】
詳しくは、ギヤードモータ５０を作動させてシャフト５２を上方に伸ばし、ステージ４０を上方に移動させる。この場合、制御装置１００がポテンショメータ５１の出力値に基づきギヤードモータ５０の作動を制御し、ステージ４０を所定の高さ位置まで移動させる。【００４０】
ウエハレンズ製造装置３０では、移動させようとするステージ４０の高さ位置が制御装置１００に予め設定されており、図７に示す通り、制御装置１００は真空チャック装置７０が基準位置Ｓに到達する位置までギヤードモータ５０を作動させ、真空チャック装置７０が基準位置Ｓに到達したらギヤードモータ５０の作動を停止させる（位置制御工程）。【００４１】
その結果、樹脂５Ａがガラス基板３の押圧を受けて徐々に広がり、図６に示す通り、サブマスター２０のキャビティ２４に充填される。その後、ステージ４０を基準位置Ｓに対応する位置で保持したまま、光源９０を点灯させ、図８に示す通り、光透過性のサブマスター２０を介して樹脂５Ａに対し光照射し、樹脂５Ａを硬化させる（光照射工程）。【００４２】
ここで、樹脂５Ａが硬化する際に（樹脂５Ａの硬化時又はその後に）、ステージ４０が所定の高さ位置で保持されたままであると、樹脂５Ａにおいて硬化収縮が生じてもガラス基板３がその収縮に追従せず、樹脂５Ａの内部に歪が生じたり、樹脂５Ａに対するキャビティ２４の面形状の転写が不十分になったりする可能性がある。つまり、収縮による押圧力の変化により面形状の転写が不十分になる可能性がある。【００４３】
なお、図１３は、前述した位置制御後にステージ４０を所定の高さ位置で保持したときの樹脂５Ａに対する圧力の変化を示したものである。【００４４】
これからも分かるように、単にステージ４０を所定の高さ位置で保持したままでは、光照射工程で樹脂が硬化していくにつれて硬化収縮が生じ、破線に示すように圧力が低下する。そのため、成形面が十分型にフィットせずに転写性が劣化したり、内部に残留応力による複屈折が生じたりして、光学特性を劣化させてしまう。【００４５】
そこで、本実施例では、光源９０を一定時間点灯させ、樹脂５Ａに対し一定量の光を照射したら、ガラス基板３を圧力制御して、サブマスター２０に対するガラス基板３の押圧力を所定圧力に保持する。これにより、図１４にあるように、例えば圧力を所定圧力（ＰＣ）に保持するように制御することにより、上記課題を抑制することができる。【００４６】
なお、ここでのサブマスター２０に対するガラス基板３の押圧力とは実際、図６、図８を見ても明らかな通り、ガラス基板３とサブマスター２０との間に樹脂５Ａを介しているため、サブマスター２０に対して当該樹脂５Ａを押圧する押圧力を意味する。【００４７】
詳しくは、ギヤードモータ５０を再度作動させてシャフト５２を上方に伸ばし、ステージ４０を上方に移動させる。この場合、制御装置１００がロードセル４４の出力値に基づきギヤードモータ５０の作動を制御し、サブマスター２０に対するステージ４０の押圧力を所定圧力に保持しながらステージ４０を上方に移動させる。【００４８】
ウエハレンズ製造装置３０では、ステージ４０のサブマスター２０に対する押圧力が制御装置１００に予め設定されており、制御装置１００はロードセル４４から受ける出力値に基づきギヤードモータ５０の作動を制御し、ステージ４０のサブマスター２０に対する押圧力を所定圧力に保持する（圧力制御工程）。【００４９】
この場合、制御装置１００はポテンショメータ５１，ロードセル４４の出力値に基づき、平行出し部材６０，ＸＹステージ６２，θステージ６４も制御して、ガラス基板３とサブマスター２０との平行度や樹脂５Ａへの均等荷重なども一定に保持する。【００５０】
その後、光源９０を消灯させて樹脂５Ａに対する光照射を停止する。樹脂５Ａに対する光照射は圧力制御工程の前に停止してもよい。その後、ギヤードモータ５０を作動させてシャフト５２を下方に縮ませ、ステージ４０を下方に移動させ、硬化後の樹脂５Ａをガラス基板３とともにサブマスター２０から離型する（離型工程）。その結果、複数の凸レンズ部５がガラス基板３上に形成されたウエハレンズ１を製造することができる。【００５１】
以上の本実施例によれば、樹脂５Ａに対する光照射前の段階では、ポテンショメータ５１の出力値に基づき真空チャック装置７０を基準位置Ｓまで上昇させ基準位置Ｓで保持し、ガラス基板３を位置制御している。他方、樹脂５Ａに対する光照射後の段階では、ロードセル４４の出力値に基づきステージ４０のサブマスター２０に対する押圧力を所定圧力に保持させ、ガラス基板３を圧力制御（荷重制御）している。すなわち、樹脂５Ａに対する光照射の前後で、ガラス基板３の制御を位置制御から圧力制御に切り替えている。【００５２】
そのため、樹脂５Ａに対する光照射により樹脂５Ａが硬化収縮を起こしたとしても、樹脂５Ａの容積変化に追従して樹脂５Ａを、サブマスター２０のキャビティ２４に対し一定圧力で強制的に押圧することができる。その結果、樹脂５Ａの内部で歪が生じたり、樹脂５Ａに対するキャビティ２４の面形状の転写が不十分になったりするのを抑制することができ、サブマスター２０のキャビティ２４から樹脂５Ａへの転写性が低下するのを抑制することができる。
［変形例１］
位置制御工程では、ガラス基板３の位置制御と圧力制御とを同時に実行してもよい。すなわち、ガラス基板３を所定位置まで移動させる際に、ガラス基板３を圧力制御して、サブマスター２０に対するガラス基板３の押圧力を所定圧力以下に保持する。【００５３】
これは、特に粘度の高い樹脂、例えば粘度が１００００ｍＰａ・Ｓ以上の樹脂材料を用いる場合、圧力制御を行わない場合、図１４の破線で示すように圧力が高くなりすぎ、サブマスターを変形させたり、樹脂内の圧力分布が不均一になったりといった問題が生じる。そこで予め押圧力を所定の圧力（ＰＬ）以上にならないようにステージの上昇速度を遅くするなどして制御することにより、このような問題を抑制することができる。【００５４】
なお、このような速度制御は上述した押圧時の圧力制御に限らず、位置制御の段階で行ってもよく、これにより樹脂の不均一が抑制できるといった効果を有する。【００５５】
詳しくは、制御装置１００がポテンショメータ５１の出力値に基づきステージ４０の移動を制御するのに加え、ロードセル４４の出力値も常に参照しておき、ギヤードモータ５０の作動を制御してステージ４０のサブマスター２０に対する押圧力を所定圧力以下に保持する。この場合、樹脂５Ａに必要以上に荷重がかかるのを防止することができ、サブマスター２０の変形を確実に防止することができる。
［変形例２］
圧力制御工程では、ロードセル４４の出力値に基づきリアルタイムにギヤードモータ５０の作動を制御してもよい。すなわち、制御装置１００に対し予め設定しておいた一定の押圧力を閾値として、制御装置１００がロードセル４４の出力値を受けてその出力値が当該閾値以上になったら、ギヤードモータ５０の作動を停止し、ロードセル４４の出力値が当該閾値未満になったら、ギヤードモータ５０の作動を再開する。
〔実施例２〕
実施例２は下記の点で実施例１と異なっており、それ以外は実施例１と同様となっている。【００５６】
本実施例２では、ガラス基板３の設置位置とサブマスター２０の設置位置とを反転させている。詳しくは、図９に示す通り、真空チャック装置７０に対しサブマスター２０が吸引・固定される。ベース３２の突出部３４には真空チャック装置１１０が固定されている。真空チャック装置１１０は光透過性の部材で構成されており、光源９０が点灯すると、その光は真空チャック装置１１０を透過するようになっている。真空チャック装置１１０には同心円状の連通溝１１２が形成されている。連通溝１１２には吸引機構（図示略）が連結されており、当該吸引機構の作動により連通溝１１２からエアを吸引し、真空チャック装置１１０下の部材を吸引・固定することができるようになっている。本実施例では真空チャック装置１１０によりガラス基板３が吸引・固定される。真空チャック装置１１０（吸引機構）は制御装置１００に接続され、制御装置１００によりその動作が制御される。【００５７】
本実施例２にかかるウエハレンズ製造装置３０を用いたウエハレンズ１の製造に際しては、準備工程において、真空チャック装置１１０に対しガラス基板３を設置するとともに、真空チャック装置７０に対してはサブマスター２０を設置し、サブマスター２０上に所定量の樹脂５Ａを滴下する。【００５８】
位置制御工程では、図１０に示す通り、サブマスター２０を位置制御して、ガラス基板３に対しサブマスター２０を所定位置まで移動させ、サブマスター２０をその所定位置で保持する（この場合の機械的動作は基本的には実施例１と同様である。）。【００５９】
光照射工程では、光透過性の真空チャック装置１１０とガラス基板３とを介して樹脂５Ａに対し光照射し、樹脂５Ａを硬化させる。【００６０】
圧力制御工程では、サブマスター２０を圧力制御して、ガラス基板３に対するサブマスター２０の押圧力を所定圧力に保持する（この場合の機械的動作も基本的には実施例１と同様である。）。【００６１】
以上の本実施例によれば、ガラス基板３の設置位置とサブマスター２０の設置位置とを反転させ、樹脂５Ａに対する光照射の前後で、サブマスター２０の制御を位置制御から圧力制御に切り替えている。この場合においても、実施例１と同様に、樹脂５Ａの内部で歪が生じたり、樹脂５Ａに対するキャビティ２４の面形状の転写が不十分になったりするのを抑制することができ、サブマスター２０のキャビティ２４から樹脂５Ａへの転写性が低下するのを抑制することができる。
［変形例１］
位置制御工程では、サブマスター２０の位置制御と圧力制御とを同時に実行してもよい。すなわち、サブマスター２０を所定位置まで移動させる際に、サブマスター２０を圧力制御して、ガラス基板３に対するサブマスター２０の押圧力を所定圧力以下に保持する（この場合の機械的動作は基本的には実施例１の変形例１と同様である。）。【００６２】
また、図１５にあるように、圧力制御工程で設定する所定圧力は樹脂の硬化の進行に合せて複数段階の圧力値を設定してもよい。また、所定圧力は図１５のように不連続な直線状に制御するものに限定されず、連続的に、例えば予め経験的に定めた圧力曲線に基づいて制御するものであってもよい。【００６３】
また、図１６にあるように、圧力制御は予め定められた所定量の送り、つまり圧力制御のオン、オフを複数回行うことで所望の圧力値に段階的に近づけて制御するものであってもよい。このように行うことで、常に圧力検出値を参照して制御するものと同様な効果、つまり図１５と同様な効果が得られる。【００６４】
また、理想の圧力値テーブルを予め記憶しておき、ロードセルにより検出した圧力値に基づいて当該テーブルを参照し該当する圧力値に制御するものであってもよい。【００６５】
このように圧力制御を理想的な圧力となるように緻密に制御することで、より高精度の転写が期待できる。
【符号の説明】
【００６６】
１  ウエハレンズ
３  ガラス基板
５  凸レンズ部
５Ａ  樹脂
１０  マスター
１２  ベース部
１４  凸部
２０  サブマスター
２２  成形部
２２Ａ  樹脂
２４  キャビティ
２６  基材
３０  ウエハレンズ製造装置
３２  ベース
３４  突出部
３６  ガイド
４０  ステージ
４２  貫通孔
４４  ロードセル
４６  凹部
５０  ギヤードモータ
５１  ポテンショメータ
５２  シャフト
６０  平行出し部材
６２  ＸＹステージ
６４  θステージ
７０  真空チャック装置
７２  連通溝
８０  スタンプホルダ
８２  連通溝
９０  光源
１００  制御装置
１１０  真空チャック装置
１１２  連通溝
【図１３】
2010035540.tif 000003
【図１４】
2010035540.tif 000004
【図１５】
2010035540.tif 000005
【図１６】
2010035540.tif 000006
【図１】
2010035540.tif 000007
【図２】
2010035540.tif 000008
【図３】
2010035540.tif 000009
【図４】
2010035540.tif 000010
【図５】
2010035540.tif 000011
【図６】
2010035540.tif 000012
【図７】
2010035540.tif 000013
【図８】
2010035540.tif 000014
【図９】
2010035540.tif 000015
【図１０】
2010035540.tif 000016
【図１１】
2010035540.tif 000017
【図１２】
2010035540.tif 000018
【手続補正書】
【提出日】平成22年11月26日(2010.11.26)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の一面に光硬化性樹脂製の複数のレンズ部を有するウエハレンズの製造装置であって、
前記レンズ部の光学面形状に対応した複数の成形面を有する成形型を保持する成形型保持手段と、
前記基板を保持する基板保持手段と、
前記基板の一面又は前記成形型の成形面の少なくともいずれか一方に光硬化性樹脂を配置する樹脂配置手段と、
前記基板の一面に対して前記成形型を相対的に移動させる移動手段と、
前記移動手段による移動により生ずる、前記成形型に対して配置された光硬化性樹脂を間に介した前記基板の押圧力を検出する圧力検出手段と、
前記光硬化性樹脂の硬化を進める光を照射する光照射手段と、
前記光照射で進む光硬化性樹脂の硬化に応じて変化する前記押圧力を、前記圧力検出手段の検出結果に基づいて制御する圧力制御手段と
を有することを特徴とするウエハレンズの製造装置。
【請求項２】
前記圧力制御手段は、前記押圧力を所定の一定圧力値に保持するよう制御することを特徴とする請求項１に記載のウエハレンズの製造装置。
【請求項３】
前記圧力制御手段は、前記押圧力が所定の一定圧力値以下となるよう制御することを特徴とする請求項１に記載のウエハレンズの製造装置。
【請求項４】
前記基板の位置を検出する位置検出手段を備え、前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記移動手段による前記基板の一面に対する前記成形型の相対位置を所定位置に保持し、当該所定位置で前記圧力制御手段による圧力制御を行うことを特徴とする請求項１〜３の何れか１項に記載のウエハレンズの製造装置。
【請求項５】
前記圧力制御手段による圧力制御は、予め設定された複数の圧力値に段階的に制御するよう、オンオフ制御することを特徴とする請求項１に記載のウエハレンズの製造装置。
【請求項６】
基板の一面に光硬化性樹脂を成形、硬化させて形成した複数のレンズ部を有するウエハレンズの製造方法であって、
前記レンズ部の光学面形状に対応した複数の成形面を一面に有する成形型の前記成型面又は前記基板の一面の少なくともいずれか一方に光硬化性樹脂を配置する工程と、
前記基板の一面に対して前記成形型を相対的に移動させ、前記成形型に対して配置した光硬化性樹脂を間に介して前記基板を押圧する工程と、
前記光硬化性樹脂の硬化を進める光を照射する光照射工程と、
前記光照射により進む光硬化性樹脂の硬化に応じて変化する前記押圧工程での押圧力を制御する圧力制御工程と、
を有することを特徴とするウエハレンズの製造方法。
【請求項７】
前記圧力制御工程での押圧力の制御は、押圧力を一定の所定圧力値に保持することを特徴とする請求項６に記載のウエハレンズの製造方法。
【請求項８】
前記圧力制御工程での押圧力の制御は、押圧力を所定圧力値以下に制御することを特徴とする請求項６に記載のウエハレンズの製造方法。
【請求項９】
前記成形型は、基材上に前記複数の成形面を有する樹脂層が形成されたものであることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載のウエハレンズの製造装置。
【請求項１０】
前記成形型は、光透過性であることを特徴とする請求項１〜５、９の何れか１項に記載のウエハレンズの製造装置。
【請求項１１】
前記成形型は、基材上に前記複数の成形面を有する樹脂層が形成されたものであることを特徴とする請求項６〜８の何れか１項に記載のウエハレンズの製造方法。
【請求項１２】
前記成形型は、光透過性であることを特徴とする請求項６〜８、１１の何れか１項に記載のウエハレンズの製造方法。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１５】
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造方法の第８の態様は、前記圧力制御工程での押圧力の制御は、押圧力を所定圧力値以下に制御することを特徴とする。
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造装置の第９の態様は、前記成形型は、基材上に前記複数の成形面を有する樹脂層が形成されたものであることを特徴とする。
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造装置の第１０の態様は、前記成形型は、光透過性であることを特徴とする。
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造方法の第１１の態様は、前記成形型は、基材上に前記複数の成形面を有する樹脂層が形成されたものであることを特徴とする。
上記課題を解決するためのウエハレンズの製造方法の第１２の態様は、前記成形型は、光透過性であることを特徴とする。
【国際調査報告】
2010035540.tif 000019
2010035540.tif 000020
2010035540.tif 000021
2010035540.tif 000022