(57)【要約】【課題】効率よく、精度の高い微細パターンを転写し、かつ、微細パターンが転写されたガラス材の反り等の変形も防ぐ。さらに、効率よく、高い寸法精度の光学部品を製造する。【解決手段】まず、転写用の凹凸パターンが設けられた転写面を有する上型（２１ａ）を含む一対の型（２１ａ，２１ｂ）間に、ガラス材（１１）を配置する。次に、加熱により軟化したガラス材（１１）に上型（２１ａ）の転写面を押し付けて、凹凸パターンをガラス材（１１）に転写する。次に、上型（２１ａ）をガラス材（１１）から離し、上型（２１ａ）とガラス材（１１）との間の距離を３ｍｍ以下に保持した状態で、ガラス材（１１）を冷却する。次に、ガラス材（１１）を一対の型（２１ａ，２１ｂ）から取り出す。【選択図】  図１
2004341442.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
（ａ）転写用の凹凸パターンが設けられた転写面を有するパターン成形型を含む一対の型間に、ガラス材を配置する工程と、
（ｂ）加熱により軟化した前記ガラス材に前記転写面を押し付けて、前記凹凸パターンを前記ガラス材に転写する工程と、
（ｃ）前記ガラス材の軟化点以上の温度において前記パターン成形型を前記ガラス材から離し、前記パターン成形型と前記ガラス材との間の距離を３ｍｍ以下に保持した状態で、前記ガラス材を冷却する工程と、
（ｄ）前記ガラス材を前記一対の型から取り出す工程と、
を含むことを特徴とする微細パターンの転写方法。
【請求項２】
前記（ｃ）の工程において、前記パターン成形型を前記ガラス材から離して、前記ガラス材の前記凹凸パターンが転写された面を冷却する請求項１に記載の微細パターンの転写方法。
【請求項３】
前記凹凸パターンの断面形状が矩形である請求項１に記載の微細パターンの転写方法。
【請求項４】
前記（ｃ）の工程において、前記ガラス材の縦または横の長さと厚みとの比（（縦または横の長さ）／（厚み））が３以上である請求項１に記載の微細パターンの転写方法。
【請求項５】
前記（ｃ）の工程において、前記パターン成形型を前記ガラス材から離すときの温度が、前記ガラス材の軟化点より３０℃高い温度以下である請求項１に記載の微細パターンの転写方法。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか一項に記載の微細パターンの転写方法を用いて、光を制御するパターンを形成することを特徴とする光学部品の製造方法。
【請求項７】
前記光を制御するパターンが、光導波路のコアに対応するパターンである請求項６に記載の光学部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス材の表面に微細パターンを転写形成する微細パターンの転写方法と、この微細パターンの転写方法を用いた光学部品の製造方法、例えば光導波路、回折格子、偏光子などの製造方法とに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
光通信、光ディスク、ディスプレイ、光センサなど光学機器関連の市場の進展に伴い、光学部品には、性能とコストの両立が求められている。特に、それ自身が動作しない光受動部品に関しては、低価格化の要望が高まっている。特に、光導波路や回折格子は、表面に非常に微細で精度の高いパターンを必要としている。
【０００３】
以下に、微細パターンの加工例として、光通信用のシングルモード導波路の製造プロセスについて説明する。
【０００４】
光導波路は、高屈折率材料から成るコアの周辺を低屈折率材料から成るクラッドで被覆したものである。図６Ａは、一般的な石英系シングルモード光導波路の平面図であり、図６Ｂは、図６ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。コア６１はクラッド６２よりも屈折率が高いので、特定の条件を満たす光はコア６１内に閉じこめられて伝達される。コア６１を図６Ａに示すようにパターン化することで、光回路を構成できる。波長１．３〜１．５５μｍ帯においては、コアは、一般には一辺が８μｍ程度の正方形の断面を有する。コア形状、コア寸法精度、およびコア表面粗さは、光の伝搬性能に大きく影響する。
【０００５】
光導波路は、非常に微細で正確なパターンを必要とする。とりわけシングルモードの光導波路に関しては、高いパターン精度が要求される。そのため、従来、光導波路の製造には、半導体プロセスに多用されているフォトリソグラフィおよびドライエッチングが用いられていた。
【０００６】
図７Ａ〜図７Ｃは、石英系光導波路の一般的な製造方法における各工程を示した断面図である。まず、図７Ａに示すように、下部クラッド層を兼ねた石英基板７２に火炎堆積法によりコア膜７１を形成する。なお、石英基板７２以外の材料の基板を用いる場合には、先に下部クラッド層を火炎堆積法にて形成しておく。次に、図７Ｂに示すように、フォトリソグラフィおよびドライエッチングを用いることにより、コア膜を所定のパターンにパターニングしてコア７３を形成する。さらに、図７Ｃに示すように、上部クラッド層７４を火炎堆積法により形成する。このような方法により、低損失な光導波路が作製されていた。
【０００７】
以上のように、従来の光導波路の製造方法においては、２０μｍ以上の厚膜を形成するプロセスを複数回含んでおり、さらに、フォトリソグラフィやドライエッチングを用いてコアを凸状にパターニングするプロセスも含んでいる。さらに、フォトリソグラフィやドライエッチングには複雑で高価な多くの設備が必要であるため、コストおよび生産性の面で問題があった。
【０００８】
このような問題に対し、低コストおよび高生産性を目指した様々な方法が検討されている。なかでも、型を用いたガラス成形工法は、光学レンズの製造方法として既に実用化されており、量産が容易であるという理由から盛んに検討されている。ガラス成形工法を利用した光導波路の製造方法の一例には、所定のコアパターンが形成された型を、下部クラッド層を兼ねたガラス材に高温下で押し付けることにより、ガラス材の表面にコアパターンとなる溝部を一括して形成する方法がある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００９】
しかし、この方法の場合、冷却過程においてガラス材と型との熱膨張係数の差に起因する応力が発生し、その結果、ガラス材に転写されるパターンの精度が低下し、場合によってはガラス材や型が破損することもあった。このような現象は、成形面が平坦であり、また、光導波路のコアのように断面形状が矩形の場合に特に顕著となる。
【００１０】
そこで、この問題を解決するために、いくつかの方法が提案されている。以下にその例を示す。
【００１１】
まず、第１の方法例は、型の転写面に形成されるパターンを、中心から見て放射状に伸長したパターンとする方法である（例えば、特許文献２参照。）。これは、転写面の中心部分から周辺部分へと離れるに従い、成形材に転写されるパターンのずれが大きくなることを考慮したためである。
【００１２】
第２の方法例は、ガラス基板の上に低融点ガラスまたは熱可塑性樹脂からなるプレート（成形材）を載置し、このプレートを加熱軟化させて帯状のコアパターン（コアに相当する溝部）をプレス加工するとともに、ガラス基板とプレートとを接合する方法である（例えば、特許文献３参照。）。この方法によれば、コアパターンによりプレートが複数の帯状に分割され、かつ、それぞれがガラス基板に強固に接合されるので、型とプレートとの熱膨張係数の差に起因する応力の影響を抑制できる。
【００１３】
第３の方法例は、型を成形材であるガラス材に押し付ける温度と型をガラス材から引き離す温度との間において、型とガラス材との熱膨張差が一定の範囲内となるように、型をガラス材から引き離す温度を決定する方法である（例えば、特許文献４参照。）。
【００１４】
第４の方法例は、ガラス粘度で１０９〜１０１３ｄＰａ・ｓに相当する温度で型を成形材であるガラス材から離す方法、すなわちガラス材と型との熱膨張係数の差に起因する大きな応力がガラス材に働く前にガラス成形品から型を離す方法である（例えば、特許文献５参照。）。
【００１５】
【特許文献１】
特開平８−３２０４２０号公報
【００１６】
【特許文献２】
特開２０００−１５８５３２号公報
【００１７】
【特許文献３】
特開２００１−１３３６５０号公報
【００１８】
【特許文献４】
特開２００１−２６０５２号公報
【００１９】
【特許文献５】
特開平１１−２６３６２７号公報
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記した第１〜第４の方法例には次のような問題があった。
【００２１】
第１の方法例の場合、パターン設計上の制約から、適用可能範囲に限界があった。また、第２の方法例の場合、材料特性上の制約や、コア方向による成形材の分割についての制約があったため、十分な特性を得ることが困難であった。また、第３の方法例および第４の方法例の場合、冷却工程において、転写面を有する上型のみをガラス材から離し、下型はガラス材と接したままの状態であるため、ガラス材の上部分と下部分とで温度差が発生し、その結果ガラス材に反り等が発生するという問題があった。例えば光導波路の場合、このような反りは面内における平坦度の低下に繋がるため、問題となっていた。また、ある程度冷却してから型をガラス材から離すため、やはり精密な微細パターンの転写は困難であり、転写面のサイズが大きい場合には周端部分での転写精度が低下することもあった。
【００２２】
以上のように、従来の方法では、型とガラス材との熱膨張係数の差に起因する応力の影響を排除し、かつ、効率よく高精度な微細パターン成形品を形成することは困難であった。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
本発明の微細パターンの転写方法は、（ａ）転写用の凹凸パターンが設けられた転写面を有するパターン成形型を含む一対の型間に、ガラス材を配置する工程と、（ｂ）加熱により軟化した前記ガラス材に前記転写面を押し付けて、前記凹凸パターンを前記ガラス材に転写する工程と、（ｃ）前記ガラス材の軟化点以上の温度において前記パターン成形型を前記ガラス材から離し、前記パターン成形型と前記ガラス材との間の距離を３ｍｍ以下に保持した状態で、前記ガラス材を冷却する工程と、（ｄ）前記ガラス材を前記一対の型から取り出す工程と、を含むことを特徴としている。
【００２４】
本発明の光学部品の製造方法は、本発明の微細パターンの転写方法を用いて、光を制御するパターンを形成することを特徴としている。
【００２５】
【発明の実施の形態】
本発明の微細パターンの転写方法によれば、パターン成形型の転写面をガラス材に押し付けた後、ガラス材の軟化点以上の温度でパターン成形型をガラス材から離す。すなわち、冷却する前にパターン成形型をガラス材から離すので、冷却過程に発生する、パターン成形型とガラス材との熱収縮差による影響を抑制できる。これにより、微細パターンの変形、ガラス材の欠けや割れ等の発生を防ぐことができる。さらに、冷却時にパターン成形型をガラス材近傍に保持することによって、ガラス材の上下面の温度差が大きくなり過ぎないように制御しながら冷却できる。これにより、ガラス材全体の変形（反りの発生）も抑制できる。なお、本発明の微細パターンの転写方法において、パターン成形型の凹凸パターンには、凸のみ、凹のみ、あるいは凹凸ともに備えたパターンが含まれる。
【００２６】
本発明の微細パターンの転写方法においては、前記（ｃ）の工程において、前記パターン成形型を前記ガラス材から離して、前記ガラス材の前記凹凸パターンが転写された面を冷却することが好ましい。ガラス材に成形されたパターンの変形を抑制するためである。
【００２７】
本発明の微細パターンの転写方法においては、前記凹凸パターンの断面形状が矩形であることが好ましい。凹凸パターンがこのような形状の場合、従来の方法では精度の高い転写が困難であったが、本発明の方法によれば、このような場合であっても精度の高い転写ができる。
【００２８】
本発明の微細パターンの転写方法においては、ガラス材の縦または横の寸法と厚みとの比が３以上であることが好ましい。ガラス材がこのようなサイズの場合、従来の方法ではガラス材に反りが生じやすかったが、本発明の方法によれば、このような場合であってもガラス材の反りの発生を防ぐことができる。
【００２９】
本発明の微細パターンの転写方法においては、前記（ｃ）の工程において、前記パターン成形型を前記ガラス材から離すときの温度が、前記ガラス材の軟化点より３０℃高い温度以下であることが好ましい。転写精度の向上と、ガラス材の良好な離型性を得るためである。
【００３０】
本発明の光学部品の製造方法によれば、高い寸法精度で、効率よく光学部品を作製できる。
【００３１】
本発明の光学部品の製造方法においては、前記光を制御するパターンを、光導波路のコアに対応するパターンとすることができる。これにより、高い寸法精度の光導波路を作製できる。
【００３２】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００３３】
（実施の形態１）
本発明の微細パターンの転写方法の一実施形態について説明する。
【００３４】
図１Ａ〜図１Ｄは、本実施の形態の微細パターンの転写方法における各工程を示す断面図である。図２Ａは、図１Ａ〜図１Ｄに示した方法を用いて微細パターンが転写されたガラス材を示す平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩ−Ｉ断面図である。図３Ａは、本実施の形態において微細パターンの転写に用いられる型の転写面を示す平面図であり、図３Ｂは、図３ＡのＩＩ−ＩＩ断面図である。なお、図３Ａおよび図３Ｂには、転写に用いる一対の型のうち、転写面を有するパターン成形型（以下、上型という。）のみを示している。図４は、プレス成形装置を用いてガラス材に微細パターンを転写する様子を示している。
【００３５】
図３Ａおよび図３Ｂに示すように、上型２１ａの転写面には微細な凸パターン２２が形成されている。本実施の形態においては、上型２１ａは、例えば４０ｍｍ×４０ｍｍサイズの石英にて形成され、凸パターン２２は、フォトリソグラフィやドライエッチングの工程を利用して形成されている。凸パターン２２のサイズは、例えば高さ８μｍ、幅８μｍとできる。なお、上型２１ａのサイズおよび材料、凸パターン２２の形状は一例であって、これらに限定されない。
【００３６】
図４に示すプレス成形装置は、チャンバー３５内に、互いに対向して配置された上下一対のヒータブロック３１，３２を備えている。上ヒータブロック３１は上下方向に可動であり、マイクロゲージ（図示せず。）を用いてその位置をμｍ単位で制御できる。上ヒータブロック３１の移動は、プレス装置３４により行われる。下ビータブロック３２は、固定部材３３を介してチャンバー３５に対して固定されている。上下ヒータブロック３１，３２には、窒素ガスによる冷却機能が設けられている。転写に用いられる上型２１ａは、上ヒータブロック３１に転写面を下にして固定されている。下型２１ｂは表面が平坦であり、下ヒータブロック３２上に固定されている。微細パターンが転写される成形材であるガラス材１１は、下型２１ｂ上に配置される。
【００３７】
次に、本実施の形態の微細パターンの転写方法における各工程について、図１Ａ〜図１Ｄを参照しながら説明する。
【００３８】
まず、図１Ａに示すように、下ヒータブロック３２の上に固定された下型２１ｂの上に、ガラス材１１を設置する。本実施の形態で用いるガラス材１１は、例えば軟化点５５０℃の３５ｍｍ角、厚み２ｍｍのガラス基板である。この状態で、プレス成形装置内に、酸素濃度３０ｐｐｍ以下となるまで窒素ガスを導入する。さらに、上下ヒータブロック３１，３２に通電し、ガラス材１１の成形温度（軟化点以上の温度であり、本実施の形態では例えば５８０℃）まで加熱する。
【００３９】
次に、図１Ｂに示すように、上ヒータブロック３１に固定された上型２１ａを降下させ、ガラス材１１に上型２１ａの転写面を押し付ける。
【００４０】
マイクロゲージによってガラス材１１を所定の厚みとした後、図１Ｃに示すように、上型２１ａをガラス材１１から離して近傍の位置で保持する。すなわち、上型２１ａの転写面と、ガラス材１１の微細パターンが形成された面（以下、パターン形成面という。）との間に、隙間１を設ける。上型２１ａの転写面とガラス材１１表面との間の距離は、上型２１ａがガラス材１１に対してガラス材１１との熱収縮の差による影響を及ぼさない範囲で、できるだけ近接していることが好ましい。また、この距離は、後述するように冷却時のガラス材１１の反りを防ぐために３ｍｍ以下に設定する。また、上型２１ａをガラス材１１から離す時の温度は、ガラス材１１の軟化点以上の温度とし、好ましくは軟化点から３０℃高い温度以下とする。これは、図２Ａに示すパターンの分岐部付近１２ａ等の微細部分においても正確にパターンが形成されるように、転写精度を向上させるためである。また、これ以上の温度では、ガラス材の離型が不十分になりやすい。
【００４１】
この状態を保持したままで、導入管（図示せず。）より冷却用の窒素ガスを導入し、この窒素ガスをガラス材１１のパターン形成面に吹き付けて、ガラス材１１のパターン形成面を冷却する。この冷却は、パターン形成面の変形を防ぐためであり、例えばこのようにパターン形成面に窒素ガスを吹き付けることによって行う。また、冷却用の窒素ガスは、雰囲気制御用に導入している窒素ガスと共用してもよい。なお、冷却用窒素ガスの流量、吹き付け角、吹き付け時間等は、要求されるパターン精度に応じて決定することができる。
【００４２】
その後、所定の温度プロファイルに従って、上下ヒータブロック３１，３２の温度を制御しながら冷却する。室温付近まで冷却した後、上型２１ａの凸パターン２２に対応する溝パターン１２が形成されたガラス材１１をプレス成形装置から取り出す（図１Ｄ参照。）。
【００４３】
以上のような方法を用いることで、図２Ａおよび図２Ｂに示すように、ガラス材１１の表面に、上型２１ａの凸パターン２２が正確に転写された溝パターン１２を形成することができる。さらに、このような方法で微細パターンが形成されたガラス材１１は、大きな反りも生じない。
【００４４】
本実施の形態の転写方法では、上型２１ａとガラス材１１との離間を、上型２１ａの転写面をガラス材１１に押し付け、ガラス材１１が所定の厚みになった後、ガラス材１１の軟化点以上の温度で行う。すなわち、冷却する前に上型２１ａをガラス材１１から離すので、冷却過程に発生する型とガラス材１１との熱収縮差による影響を抑制できる。これにより、微細パターンの変形、ガラス材１１の欠けや割れ等が発生しにくい。
【００４５】
また、本実施の形態の転写方法では、上型２１ａをガラス材１１から引き離した直後にガラス材１１のパターン形成面を冷却するので、ガラス材１１が軟化している状態で上型２１ａを引き離してもパターン形成面の変形が生じにくい。
【００４６】
また、本実施の形態における冷却過程では、上型２１ａのみがガラス材１１から離れ、下型２１ｂはガラス材１１に接した状態であるが、上型２１ａをガラス材１１近傍に保持することによって、ガラス材１１のパターン形成面と下型２１ｂに接している下面との温度差が大きくなり過ぎないように制御しながら冷却できる。これにより、ガラス材１１全体の反りの発生を抑制できる。
【００４７】
以上のような本実施の形態の微細パターンの転写方法は、微細パターンの断面形状が矩形の時に有効であり、さらに、パターン幅１００μｍ以下でパターン深さが１μｍ以上の場合に特に有効である。このようなパターン形状の場合、従来の方法では、ガラス材と型との熱収縮差による干渉が起こりやすかったからである。
【００４８】
また、本実施の形態の微細パターンの転写方法は、ガラス材１１の縦または横の寸法と厚みとの比が３以上の場合に有効である。このような場合、冷却過程におけるガラス材１１の上下面の温度差による影響により反りが発生しやすいからである。
【００４９】
なお、ガラス材１１としては、特に限定するものではないが、光学ガラスが適当である。光学ガラスとしては、例えば光学レンズ用として、屈折率が精密に制御されたものが市販されており、一般に利用可能である。
【００５０】
上型２１ａおよび下型２１ｂとしては、超硬合金、セラミック、または石英ガラス等、一般的な金型材料が使用できる。また、上型２１ａの転写面には、高温での酸化防止やガラス材１１との離型のために、貴金属合金、アモルファスカーボン、またはＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）等からなる保護膜を設けることもできる。さらに離型性を向上させるためには、炭化水素系化合物やカーボン等の離型剤を併用することもできる。
【００５１】
（実施の形態２）
本発明の光学部品の製造方法の一実施形態である光導波路の製造方法について、以下に説明する。
【００５２】
図５Ａ〜図５Ｃは、本実施の形態の光導波路の製造方法における各工程を示す断面図である。なお、図５Ａに示すガラス材１１（本実施の形態においては、以下、光導波路基板１１という。）には、実施の形態１で説明した微細パターンの転写方法により、光導波路のコア部に相当する溝パターン１２が形成されている。本実施の形態における溝パターン１２の形状は、図２Ａに示したとおりである。
【００５３】
図５Ａに示す光導波路基板１１の溝パターン１２が形成された面上に、まずスピンコーティング法等を用いてコア材からなる層を形成する。次に、研磨法等によって余分なコア材を取り除き、溝パターン１２内の部分にのみコア材を残す。これにより、図５Ｂに示すように、光導波路基板１１にコア部１３が形成される。コア材としては、フッ素化ポリイミド、フッ素化エポキシ樹脂、ポリシラン、およびポリシロキサン等のうちの少なくとも一つの樹脂を用いることが適当であり、加熱や紫外線照射により硬化する樹脂が耐熱性および安定性の点から特に好ましい。
【００５４】
コア部１３を形成した後、下クラッドを兼ねる光導波路基板１１と同等の屈折率を有するガラス材を貼り合わせて、図５Ｃに示すように上クラッド１４を形成する。
【００５５】
以上のような方法により、光導波路を作製できる。
【００５６】
【実施例】
本発明の微細パターンの転写方法および光学部品の製造方法について、実施例を用いてより具体的に説明する。
【００５７】
（実施例）
図４に示すプレス成形装置を用いて、図１Ａ〜図１Ｄの方法により、図５Ａに示すような溝パターン１２を有する光導波路基板１１を形成した。一対の型としては、図３Ａおよび図３Ｂに示す上型２１ａと、平坦な成形面を備えた下型２１ｂとを用いた。型２１ａ，２１ｂには、４０ｍｍ角の石英ガラスを用いた。上型２１ａの凸パターン２２はフォトリソグラフィとドライエッチングとを用いて微細加工にて形成し、高さ８μｍ、幅８μｍとした。型２１ａ，２１ｂにおいて、転写形成時にガラス材と接する面には、離型性および耐食性の向上のためにアモルファスカーボンからなる保護膜を形成した。
【００５８】
まず、３５ｍｍ角で厚みが２ｍｍのガラス材（屈折率１．５７９、軟化点５５０℃の光学ガラス）を、プレス成形装置の下ヒータブロック３２上に固定された下型２１ｂの中央部に載置した。次に、窒素ガスをチャンバー３５内に充填し、酸素濃度を３０ｐｐｍ以下に下げた。その後、上下のヒータブロック３１，３２に通電し、成形温度の５８０℃まで加熱した。
【００５９】
上型２１ａが固定された上ヒータブロック３１を下降させ、加重９８Ｎで上型２１ａをガラス材に押さえつけ、２分間保持した。その後、プレス装置３４によって加重を３９２０Ｎまで除々に増加させ、ガラス材が厚み１．５ｍｍとなったところで、加重を止めた。
【００６０】
その後、上型２１ａをガラス材表面から１ｍｍ上昇させ、その位置で保持した。同時に、０．１Ｌ／分の流量で窒素ガスをガラス材のパターン形成面に吹き付けながら、上下ヒータブロック３１，３２を４０℃／分の流量で４５０℃まで冷却した。その後、１００℃／分の条件で室温付近まで冷却し、微細パターンが形成されたガラス材をプレス成形装置から取り出した。
【００６１】
以上のような工程により、溝パターン１２が形成された約４０ｍｍ角、厚み１．５ｍｍの光導波路基板１１が得られた。得られた光導波路基板１１の表面を光学顕微鏡で観察したところ、基板全面に渡って、上型２１ａの凸パターン２２が正確に転写された溝パターン１２が確認できた。また、パターンの分岐部付近１２ａについても正確な転写がなされ、角部が丸くなっていることはなかった。また、共焦点顕微鏡で溝パターン１２の断面を観察したところ、上型２１ａの凸パターン２２を正確に転写しており、深さ８μｍ、幅８μｍであった。さらに、表面形状測定器（ザイゴ（株）社製）で光導波路基板１１の平坦度を測定したところ、０．５μｍ（中央部が凸の形状）と実用上問題のない範囲であり、良好であった。なお、ここで平坦度とは、ガラス材１１の表面における反りの最大値を示し、値が小さいほど平坦度は良好である。
【００６２】
次に、得られた光導波路基板１１の表面に、スピンコーティング法により、ポリシランとポリシロキサンの混合物からなる樹脂溶液（日本ペイント（株）社製、商品名「グラシア」）を塗布した。１２０℃で１０分間予備加熱した後、２５０℃で３０分間、３００℃で３０分間の加熱処理を行い、樹脂層を形成した。この樹脂層の屈折率は１．５８４であり、光導波路基板１１の屈折率よりも０．３％高かった。
【００６３】
次に、酸化セリウムを研磨剤として３分間研磨を行い、樹脂層のうち溝パターン１２内に充填された部分以外を取り除いた。これにより、溝パターン１２内にコア部１３が形成された。
【００６４】
次に、光導波路基板１１に用いたガラス材と同様のガラス材を貼り合わせて、上クラッド１４を形成した。
【００６５】
以上のようにして光導波路を作製した。この光導波路のコア部１３を光学顕微鏡にて観察したところ、溝パターン１２へのコア材の充填不十分や接着不良による気泡や異物の生成は観察されなかった。また、この光導波路に石英系光ファイバを接続し、波長１．３μｍの光の伝搬ロスを測定したところ、測定値は約０．３ｄＢ／ｃｍであり、実用上問題ないことが確認された。
【００６６】
なお、本実施例では、上型２１ａとガラス材との間の距離を１ｍｍとしたが、０．５ｍｍ、２ｍｍ、３ｍｍの場合も同様に正確な溝パターンが得られた。平坦度についても、それぞれ、０．３μｍ、０．７μｍ、０．８μｍと、実用上問題のない範囲であった。
【００６７】
また、本実施例では、成形温度および上型２１ａを離型する温度を共に５８０℃としたが、５５０℃、５６０℃、５７０℃の時も同様に正確な転写が得られ、平坦度は何れも１μｍ以下と実用上問題はなかった。
【００６８】
（比較例１）
上型２１ａをガラス材から離して保持する位置を、上型２１ａとガラス材表面との距離が５ｍｍとなる位置とした点以外は、全て上記した実施例と同様にして、光導波路基板１１を作製した。
【００６９】
得られた光導波路基板１１には、実施例の場合と同様に正確な溝パターンが形成されていたが、平坦度は６μｍ（中央部が凸の形状）と大きな値を示した。なお、平坦度の測定は実施例と同様の方法で行った。
【００７０】
（比較例２）
上型２１ａをガラス材から離して保持する位置を、上型２１ａとガラス材表面との距離が１０ｍｍとなる位置とした点以外は、全て上記した実施例と同様にして、光導波路基板１１を作製した。
【００７１】
得られた光導波路基板１１には、実施例の場合と同様に正確な溝パターンが形成されていたが、平坦度は８μｍ（中央部が凸の形状）と大きな値を示した。なお、平坦度の測定は実施例と同様の方法で行った。
【００７２】
（比較例３）
上型２１ａをガラス材から離して保持した後、ガラス材のパターン形成面を冷却しなかった（窒素ガスを吹き付けなかった）点以外は、全て上記した実施例と同様にして、光導波路基板１１を作製した。
【００７３】
得られた光導波路基板１１を光学顕微鏡にて観察したところ、溝パターン１２のエッジ部において角が丸くなっており、転写精度が不十分であった。
【００７４】
（比較例４）
成形温度および上型２１ａをガラス材から離す温度を５４０℃とした点以外は、全て上記した実施例と同様にして、光導波路基板１１を作製した。
【００７５】
得られた光導波路基板１１を光学顕微鏡で観察したところ、溝パターン１２の分岐部付近の形状が丸くなっており、転写精度が不十分であった。
【００７６】
（比較例５）
成形温度５５０℃とし、上型２１ａがガラス材に接した状態で５００℃まで冷却した後に、上型２１ａをガラス材から離した点以外は、全て上記した実施例と同様にして、光導波路基板１１を作製した。ガラス材の周端部分の溝パターン１２において、エッジ部が削りとられた部分がみられ、さらに一部パターンの欠けが発生している箇所もあり、転写精度が不十分であった。
【００７７】
以上の実施例および比較例１〜５の結果より、成形温度および上型をガラス材から離す温度をガラス材の軟化点以上とし、上型をガラス材の近傍の位置に保持した状態でガラス材のパターン形成面を冷却することにより、転写精度が高く、かつガラス材の反りの小さい成形品が得られることが確認できた。
【００７８】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明の微細パターンの転写方法によれば、効率よく、精度の高い微細パターンを転写することができる。さらに、微細パターンが転写されたガラス材の反り等の変形も防ぐことができる。また、本発明の光学部品の製造方法によれば、光導波路や回折格子等の各種光学部品を、高い寸法精度で、効率よく製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１Ａ〜図１Ｄは、本発明の微細パターンの転写方法の一実施形態における各工程を示す断面図である。
【図２】図２Ａは、本発明の微細パターンの転写方法の一実施形態を用いて微細パターンが転写されたガラス材の平面図であり、図２Ｂは、図２ＡのＩ−Ｉ断面図である。
【図３】図３Ａは、本発明の微細パターンの転写方法の一実施形態において用いるパターン成形型の一例を示す平面図であり、図３Ｂは、図３ＡのＩＩ−ＩＩ断面図である。
【図４】本発明の微細パターンの転写方法の一実施形態において、プレス成形装置を用いてガラス材に微細パターンを転写する様子を示す断面図である。
【図５】図５Ａ〜図５Ｃは、本発明の光学部品の製造方法の一実施形態における各工程を示す断面図である。
【図６】図６Ａは、一般的な石英系シングルモード光導波路を示す平面図であり、図６Ｂは、図６ＡのＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。
【図７】図７Ａ〜図７Ｃは、石英系光導波路の一般的な製造方法における各工程を示した断面図である。
【符号の説明】
１    隙間
１１    ガラス材（光導波路基板）
１２    溝パターン
１２ａ    分岐部付近
１３    コア部
１４    上クラッド
２１ａ    上型
２１ｂ    下型
２２    凸パターン
３１    上ヒータブロック
３２    下ヒータブロック
３３    固定部材
３４    プレス装置
３５    チャンバー
【図１】
2004341442.tif 000003
【図２】
2004341442.tif 000004
【図３】
2004341442.tif 000005
【図４】
2004341442.tif 000006
【図５】
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【図６】
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【図７】
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