(57)【要約】【課題】製造後に樹脂が基板から剥離しにくく、しかも光学特性の低下を抑制することができる光学素子製造方法を提供する．【解決手段】凹凸パターンが形成された型１を基板２上に塗布された紫外線硬化型樹脂３に押し付けて、その樹脂３に凸部３ａと第１の所定の厚さを有する平らなベース部３ｂとを成形し、凸部３ａ及びベース部３ｂを硬化させる。その後、ベース部３ｂの少なくとも凸部３ａに隣接する部分の一部を第２の所定の厚さになるまで薄くする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹凸パターンが形成された型を基板上に塗布された樹脂に押し付けて、その樹脂に前記凹凸パターンに対応する凹凸部と、この凹凸部に連なり、第１の所定の厚さを有する平らなベース部とを成形し、前記凹凸部及び前記ベース部を硬化させる成形工程と、
前記成形工程の後、前記ベース部の少なくとも前記凹凸部に隣接する部分の一部を第２の所定の厚さになるまで薄くする樹脂除去工程と
を含むことを特徴とする光学素子製造方法。
【請求項２】
前記樹脂除去工程で、前記ベース部の全体を薄くすることを特徴とする請求項１記載の光学素子製造方法。
【請求項３】
前記樹脂除去工程で、前記ベース部の前記凹凸部に隣接する部分を薄くすることを特徴とする請求項１記載の光学素子製造方法。
【請求項４】
前記樹脂除去工程で、前記ベース部の前記凹凸部に隣接する部分のうちの一部だけを薄くすることを特徴とする請求項１記載の光学素子製造方法。
【請求項５】
前記樹脂除去工程で、エッチング法を採用したことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項記載の光学素子製造方法。
【請求項６】
前記凹凸部の断面は四角形であり、前記第２の所定の厚さは、１μｍ〜５λ（但しλは光学素子に使用される光の波長である。）であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の光学素子製造方法。
【請求項７】
前記凹凸部の断面は四角形であり、前記第２の所定の厚さは、１μｍ〜ｈ／１０（但しｈは樹脂除去工程の後の前記凹凸部の高さである。）であることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項記載の光学素子製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は光学素子製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の技術として特開２０００−１９４１４２号公報に記載されたパターン形成方法がある。
【０００３】
このパターン形成方法では、まず、凹凸パターンが形成された型を基板上に塗布された樹脂に押し付け、その樹脂を硬化させる。その結果、型の凹凸パターンに対応する形状の樹脂層（凸部とこれに連なるベース部とを有する樹脂層）が基板上に成形される。
【０００４】
その後、基板から型を外し、エッチングによってベース部を完全に除去する。その結果、基板上に凸部だけが樹脂層として残る。
【特許文献１】特開２０００−１９４１４２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、上述の基板上に形成された凸部を光学素子として使用したとき、基板と凸部との接着面積が小さく、相互の接着力が弱いため、凸部が基板から剥離しやすいという問題があった。とりわけアスペクト比の大きな凸部は剥離しやすかった。
【０００６】
この発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その課題は、製造後に樹脂が基板から剥離しにくく、しかも光学特性の低下を抑制することができる光学素子製造方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述の課題を解決するため請求項１の発明は、凹凸パターンが形成された型を基板上に塗布された樹脂に押し付けて、その樹脂に前記凹凸パターンに対応する凹凸部と、この凹凸部に連なり、第１の所定の厚さを有する平らなベース部とを成形し、前記凹凸部及び前記ベース部を硬化させる成形工程と、前記成形工程の後、前記ベース部の少なくとも前記凹凸部に隣接する部分の一部を第２の所定の厚さになるまで薄くする樹脂除去工程とを含むことを特徴とする光学素子製造方法である。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１記載の光学素子製造方法において、前記樹脂除去工程で、前記ベース部の全体を薄くすることを特徴とする。
【０００９】
請求項３の発明は、請求項１記載の光学素子製造方法において、前記樹脂除去工程で、前記ベース部の前記凹凸部に隣接する部分を薄くすることを特徴とする。
【００１０】
請求項４の発明は、請求項１記載の光学素子製造方法において、前記樹脂除去工程で、前記ベース部の前記凹凸部に隣接する部分のうちの一部だけを薄くすることを特徴とする。
【００１１】
請求項５の発明は、請求項１〜４のいずれか１記載の光学素子製造方法において、前記樹脂除去工程で、エッチング法を採用したことを特徴とする。
【００１２】
請求項６の発明は、請求項１〜５のいずれか１記載の光学素子製造方法において、前記凹凸部の断面は四角形であり、前記第２の所定の厚さは、１μｍ〜５λ（但しλは光学素子に使用される光の波長である。）であることを特徴とする。
【００１３】
請求項７の発明は、請求項１〜５のいずれか１記載の光学素子製造方法において、前記凹凸部の断面は四角形であり、前記第２の所定の厚さは、１μｍ〜ｈ／１０（但しｈは樹脂除去工程の後の前記凹凸部の高さである。）であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
この発明によれば、製造後に樹脂が基板から剥離しにくく、しかも光学特性の低下を抑制することができる光学素子を製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
この発明の実施の形態を図に基づいて説明する。
【００１６】
図１（ａ）〜（ｅ）はこの発明の第１の実施形態に係る光学素子製造方法を説明するための工程図である。
【００１７】
まず、型１を用意する（図１（ａ）参照）。型１は光透過性を有する。型１の押圧面には溝（凹凸パターン）１ａが形成されている。溝１ａの長さは５０ｍｍである。溝１ａの断面形状は縦横４０μｍの四角形である。
【００１８】
型１の押圧面には離型しやすいようにフッ素系離型剤が塗布されている。塗布方法としてはスピン塗布、滴下等がある。
【００１９】
次に、基板２上に紫外線硬化型樹脂（樹脂）３を塗布し、塗布された紫外線硬化型樹脂３に型１を押し付け、所定の圧力（数ｋｇ重）を加える（図１（ｂ）参照）。
【００２０】
そして、紫外線硬化型樹脂３に型１を押し付け、紫外線硬化型樹脂３のベース部３ｂの厚さが約２０μｍ（第１の所定の厚さ）になった時点で紫外線を照射して、紫外線硬化型樹脂３を硬化させる（図１（ｃ）参照）。紫外線硬化型樹脂３が硬化するとき、その体積が硬化収縮により減少するが、紫外線照射前の紫外線硬化型樹脂３のベース部３ｂの厚さが約２０μｍであるため、このベース部３ｂの樹脂が収縮部に供給されて溝１ａ内にヒケ（真空の空洞）が生じない。なお、図１（ａ）〜（ｃ）までの工程が成形工程に相当する。
【００２１】
紫外線硬化型樹脂３を硬化させた後、その紫外線硬化型樹脂３から型１を離し、紫外線硬化型樹脂３のベース部３ｂの表面をドライエッチング法で除去する（樹脂除去工程、図１（ｄ）参照）。エッチングによって紫外線硬化型樹脂３のベース部３ｂの厚さを所定の厚さにする。この所定の厚さ（第２の所定の厚さ）とは、容易に剥離しない厚さであって、導波路に最低限求められる光学的特性が維持される厚さをいう。この実施形態において、その所定の厚さは、１μｍ〜５λである。但し、λは実際に光学素子に用いられる光の波長である。又は、所定の厚さ（第２の所定の厚さ）は、１μｍ〜ｈ／１０である。但し、ｈは凸部１３ａの高さである。１μｍ以上の厚さがないと強度が得られない。
【００２２】
紫外線硬化型樹脂３の除去方法としては、ドライエッチング法の他に、ウエットエッチング法、ダイシング、レーザ加工、サンドブラスト等がある。また、紫外線硬化型樹脂３の凸部３ａをレジストや金属膜でマスクすることで高精度な除去加工が可能である。
【００２３】
以上の工程を経て導波路（光学素子）１０が完成する（図１（ｅ）参照）。導波路１０は基板２と基板２上の樹脂導波路部１３（紫外線硬化型樹脂３に対応する。）とで構成される。樹脂導波路部１３は凸部１３ａ（紫外線硬化型樹脂３の凸部３ａに対応する。）とベース部１３ｂ（紫外線硬化型樹脂３のベース部３ｂに対応する。）とを有する。
【００２４】
この実施形態の光学素子製造方法によれば、凸部１３ａの近傍に凸部１３ａと一体のベース部１３ｂがあるので樹脂導波路部１３が基板２から剥離しにくい（導波路１０の耐久性が向上する）とともに、ベース部１３ｂが薄いため導波路１０から漏れる光量が少なくなり、光学特性の低下を抑制できる。
【００２５】
図２はこの発明の第２の実施形態に係る光学素子製造方法を説明するための工程図である。第１の実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。
【００２６】
紫外線硬化型樹脂３を硬化させた後（図２（ａ）、（ｂ）の樹脂押圧工程、同図（ｃ）の硬化工程を経た後）、その紫外線硬化型樹脂３から型１を離し（図２（ｄ）参照）、紫外線硬化型樹脂３の凸部３ａの表面とベース部３ｂの一部（凸部３ａに隣接する部分以外の部分の表面）の表面とにマスクとしてレジスト１４を形成して（図２（ｅ）参照）、エッチングを行う（図２（ｆ）参照）。
【００２７】
エッチングによってベース部３ｂの凸部３ａに隣接する部分の厚さを所定の厚さ（第２の所定の厚さ）にし、その後レジスト１４を除去する。以上の工程を経て導波路（光学素子）１１０が完成する（図２（ｇ）参照）。
【００２８】
この実施形態の光学素子製造方法によれば、樹脂導波路部１１３のベース部１１３ｂの凸部１１３ａに隣接する部分が薄いため導波路１１０の光学特性の低下を抑制できる。また、凸部１１３ａの近傍に凸部１１３ａと一体のベース部１１３ｂがあり、しかもベース部１１３ｂの凸部１１３ａに隣接する部分以外の部分が厚いため第１の実施形態の導波路１０よりも更に樹脂導波路部１１３が基板２から剥離しにくい。
【００２９】
図３、図４はこの発明の第３の実施形態に係る光学素子製造方法を説明するための工程図である。第１、第２の実施形態と共通する部分には同一符号を付してその説明を省略する。図３（ｄ）は図４（ａ）のＤ−Ｄ線に沿う断面図、図３（ｅ）は図４（ｂ）のＥ−Ｅ線に沿う断面図、図３（ｆ）は図４（ｃ）のＦ−Ｆ線に沿う断面図、図３（ｇ）は図４（ｄ）のＧ−Ｇ線に沿う断面図、図３（ｈ）は図４（ｄ）のＨ−Ｈ線に沿う断面図である。
【００３０】
図３（ａ）〜（ｄ）は図２（ａ）〜（ｄ）に対応するため、その説明を省略する。
【００３１】
紫外線硬化型樹脂３を硬化させた後、その紫外線硬化型樹脂３から型１を離し、紫外線硬化型樹脂３の凸部３ａの表面とベース部３ｂの一部の表面とにマスクとしてレジスト１４を形成し、エッチングを行う点で、第２、第３の実施形態は共通する。
【００３２】
しかし、図２に示す第２の実施形態ではベース部３ｂの凸部３ａに隣接する部分以外の部分にレジスト１４を形成してエッチングを行い、ベース部１１３ｂの凸部１１３ａに隣接する部分全体を薄くしたが、この実施形態ではベース部３ｂの凸部３ａに隣接する部分のうちの一部以外の部分にレジスト１４を形成してエッチングを行い（図３（ｅ）、（ｆ）、図４（ｂ）、（ｃ）参照）、ベース部２１３ｂの凸部２１３ａに隣接する部分のうちの一部２１３ｃだけを薄くした（図３（ｇ）、（ｆ）、図４（ｄ）参照）。
【００３３】
この実施形態の光学素子製造方法によれば、導波路２１０の光学特性の低下を防ぐこともできるし、第２の実施形態と較べ、更に樹脂導波路部２１３が基板２から剥離しにくくなる。
【００３４】
また、ベース部を厚く残す部分を光学的に影響の少ない位置に設けることもできるため、前述した方法以上に強度を向上させながら光学的損失を最小に抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】図１（ａ）〜（ｅ）はこの発明の第１の実施形態に係る光学素子製造方法を説明するための工程図である。
【図２】図２はこの発明の第２の実施形態に係る光学素子製造方法を説明するための工程図である。
【図３】図３はこの発明の第３の実施形態に係る光学素子製造方法を説明するための工程図である。
【図４】図４はこの発明の第３の実施形態に係る光学素子製造方法を説明するための工程図である。
【符号の説明】
【００３６】
１：型、２：基板、３：紫外線硬化型樹脂（樹脂）、３ａ，１１３ａ，２１３ａ：凸部、３ｂ，１１３ｂ，２１３ｂ：ベース部、１０，１１０，２１０：導波路（光学素子）、１３，１１３，２１３：樹脂導波路部。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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