(57)【要約】【課題】  成形により表面に凹凸のある構造体を作製する際、成形型の表面粗さが大きいと良好な構造体を作製するのが困難である。そこで、表面粗さの小さい滑らかな表面を有する成形型を提供する。【解決手段】  本発明の成形構造体は、流動性物質を所定断面形状の凹部を有する成形型に充填後、硬化させ、離型して形成する。この成形構造体表面の中心線平均粗さＲａを２０ｎｍ以下、より望ましくは８ｎｍ以下とする。その成形型の、流動性物質と接する部分の中心線平均粗さＲａも２０ｎｍ以下、より望ましくは８ｎｍ以下とする。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
固体からなる基材表面に前記固体を溶解する成分を含有する水溶液を接触させ前記基材表面を食刻して形成したエッチング加工物品において、前記食刻された基材表面の中心線平均粗さＲａが２０ｎｍ以下であることを特徴とするエッチング加工物品。
【請求項２】
前記基材表面の中心線平均粗さＲａが８ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１に記載のエッチング加工物品。
【請求項３】
前記水溶液を前記基材表面の所定部分にのみ接触させることにより、凹部または凸部を形成したことを特徴とする請求項１または２に記載のエッチング加工物品。
【請求項４】
前記固体がガラスであることを特徴とする請求項１、２または３に記載のエッチング加工物品。
【請求項５】
前記ガラスが、石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダタイムガラスから選ばれたいずれか１つであることを特徴とする請求項４に記載のエッチング加工物品。
【請求項６】
請求項３に記載のエッチング加工物品表面の凹部に、流動性物質を充填後、硬化させたことを特徴とする成形構造体。
【請求項７】
前記エッチング加工物品と硬化した流動性物質とがともに所定の波長に対して透明であり、かつ屈折率が互いに異なることを特徴とする請求項６に記載の成形構造体。
【請求項８】
請求項３に記載のエッチング加工物品表面の凹部に、流動性物質を充填し、硬化させたのち、前記エッチング加工物品から分離して形成した成形構造体であって、該成形構造体表面の前記エッチング加工物品に接触していた部分の中心線平均粗さＲａが２０ｎｍ以下であることを特徴とする成形構造体。
【請求項９】
前記エッチング加工物品に接触していた部分の中心線平均粗さＲａが８ｎｍ以下であることを特徴とする請求項８に記載の成形構造体。
【請求項１０】
前記成形構造体が所定の波長に対して透明であることを特徴とする請求項９に記載の成形構造体。
【請求項１１】
前記エッチング加工物品は断面が略半円形状の凹部を有することを特徴とする請求項７〜１０のいずれか一項に記載の成形構造体。
【請求項１２】
固体からなる基材表面に該固体を溶解する成分を含有する水溶液を接触させ前記基材表面の所定部分を食刻することにより、前記基材表面の所定部分に凹部または凸部を形成するエッチング加工物品の製造方法において、前記水溶液の調整に使用する水およびエッチング前後の洗浄に使用する水の比抵抗値が、１３ＭΩ・ｃｍ以上であることを特徴とするエッチング加工物品の製造方法。
【請求項１３】
前記個体がガラスである請求項１２に記載のエッチング加工物品の製造方法。
【請求項１４】
前記ガラスが、石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダタイムガラスから選ばれたいずれか１つであることを特徴とする請求項１３に記載のエッチング加工物品の製造方法。
【請求項１５】
前記個体を溶解する成分がフッ化水素酸であることを特徴とする請求項１３または１４に記載のエッチング加工物品の製造方法。
【請求項１６】
中心線平均粗さＲａが２０ｎｍ以下のエッチング加工物品表面の凹部に、離型剤層を形成したのち、流動性物質を充填、硬化させ、次いで前記エッチング加工物品から分離することを特徴とする成形構造体の製造方法。
【請求項１７】
前記エッチング加工物品表面凹部の中心線平均粗さＲａが８ｎｍ以下であることを特徴とする請求項１６に記載の成形構造体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学素子その他精密な表面形状を必要とする成形構造体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
情報通信容量の増大に伴い、光通信分野では、表面に所定の微小凹凸構造を備えることにより、光の回折あるいは屈折作用を利用する平板状光学素子が多量に使用されるようになっている。例えば回折格子や微小レンズ列（マイクロレンズアレイ）などがその例としてよく知られている。
【０００３】
これら表面の凹凸構造を形成させる方法は種々知られている。ガラス材料を用いる場合は、高温成形あるいはエッチングによって形成することができるが、これらのガラスレンズの製造方法は大量にかつ低コストで生産するのには適した方法とは言えなかった。
【０００４】
これに対して大量にかつ低コストで生産するのに適した方法として、樹脂成形技術が知られている。光硬化性樹脂を透明基板と凹凸構造を備えた成形型（スタンパ）との間に充填し、紫外線を照射して硬化させる。この方法で形成した成形樹脂を用いた光学素子が、例えば特許文献１に開示されている。
【０００５】
このような成形に用いる凹凸構造を備えた成形型（スタンパ）の製造については種々の方法が知られているが、ガラス基板を円形開口を有するマスクを介して等方的に化学エッチングして球面状凹部を形成する方法が、例えば、特許文献２に開示されている。このように作製したガラス製の成形型と平板状透明基板の間に樹脂を充填し、硬化させた後、離型してレンズ、あるいはレンズアレイを作製することができる（例えば特許文献３参照）。
【０００６】
あるいは特許文献２に開示されているように球面状凹部にガラスより屈折率の高い樹脂を充填することによってもレンズを形成することができる。
【０００７】
このような樹脂の成形による構造体は光学素子のみならず、液状物質の化学反応等を微小な領域内で行わせるための微小流路構造体の作製などにも応用されている（例えば特許文献４参照）。ガラスはエッチングにより正確な形状の加工が可能であり、ガラス製成形型は耐久性が高いので、上記のような目的で使用する成形構造体の作製に適している。また光硬化性樹脂を使用する場合には、成形型を通して光を照射することができるため、光の照射方向の制限が少ないという利点もある。
【特許文献１】特開昭６３−４９７０２号公報
【特許文献２】特開平３−２３２７４３号公報
【特許文献３】特開平７−２２５３０３号公報
【特許文献４】特開２００３−６２７９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかし、ガラスにエッチング液を接触させてエッチングを行なった場合に、エッチングされた表面に、面荒れが生じることがあり、極端な場合には得られたガラス表面がすりガラス状になる。このようなガラスを成形型として使用した場合、成形体表面にも荒れた表面状態が転写され、それが光学素子の光学面であるような場合にはその機能が果たせない。また成形型表面に面荒れがあると離型が困難になるという問題もある。
【０００９】
本発明はこのような従来技術に存在する課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、表面粗さの小さい表面が滑らかな成形構造体を提供することにある。とくに光学素子の光学面として必要な表面粗さを有する成形構造体を提供することを目的とする。
【００１０】
また他の目的は表面粗さの小さい滑らかな表面を有する成形型を化学エッチングにより提供することにある。さらに他の目的は表面粗さの小さい表面が滑らかな成形構造体またはエッチング加工物品を製造する方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のエッチング加工物品は、固体からなる基材表面の所定部分にその固体を溶解する成分を含有する水溶液を接触させ、基材表面の所定部分を食刻して凹部または凸部を形成し、その食刻された所定部分表面の中心線平均粗さＲａを２０ｎｍ以下、より望ましくは８ｎｍ以下とする。
【００１２】
このエッチング加工物品を成形型として用いると、成形型表面が滑らかであるため、その凹部に樹脂等の流動性物質を充填、硬化させて形成した成形構造体を例えば光学素子として使用する際、界面における散乱が少ない良好な素子を得ることができる。
【００１３】
エッチング加工する固体はガラスであることが望ましい。とくに石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダタイムガラスから選ばれたいずれか１つであることが望ましい。
ガラスをエッチング加工すると平滑な表面が得ることができる。
【００１４】
本発明の成形構造体は、上記の基材の表面の凹部に、流動性物質を充填後、硬化させたものである。
この場合には、基材と硬化した流動性物質とがともに所定の波長に対して透明であり、かつ屈折率が互いに異なることが望ましい。
成形構造体全体を光が透過できるので、屈折率差を利用して透過型光学素子を形成することができる。
【００１５】
あるいは基材表面の凹部に、流動性物質を充填し、硬化させたのち、基材から分離して形成される成形構造体であり、その成形構造体表面の成形型に接触していた部分の中心線平均粗さＲａを２０ｎｍ以下、より望ましくは８ｎｍ以下とする。
【００１６】
成形型表面が滑らかであるため、流動性物質が硬化したのち離型がしやすい。また形成した成形構造体の表面も同程度に滑らかにすることができるので、この成形構造体を例えば光学素子として使用する際、表面における散乱が少ない良好な素子を得ることができる。
【００１７】
このような成形構造体の場合は、この成形構造体が所定の波長に対して透明であることが望ましい。
成形構造体全体を光が透過できるため、透過型光学素子を形成することができる。
【００１８】
またエッチング加工物品は断面が略半円形状の凹部を有することが望ましい。
ガラス等の等方性物質の化学エッチングでは、ほぼ球面状の凹部がもっとも形成しやすく、これを複数形成した基材を成形型とすることによりマイクロレンズアレイ等を容易に製造することができる。
【００１９】
本発明のエッチング加工物品の製造方法は、固体からなる基材表面にこの固体を溶解する成分を含有する水溶液を接触させ、この基材表面の所定部分を食刻する化学エッチング法により、基材表面に凹部または凸部を形成するものである。その際、水溶液の調整に使用する水およびエッチング前後の洗浄に使用する水の比抵抗値を、１３ＭΩ・ｃｍ以上とする。
この条件によりエッチングした固体表面を平坦にすることができる。
【００２０】
上記個体はガラス、とくに石英ガラス、無アルカリガラス、ソーダタイムガラスから選ばれたいずれか１つであることが望ましい。また個体を溶解する成分はフッ化水素酸であることが好ましい。
ガラスをフッ化水素酸でエッチング加工する際、上記の水の比抵抗値の条件を適用することにより、平滑なエッチング表面を得ることができる。
【００２１】
また、本発明の成形構造体の製造方法は、成形型であるエッチング加工物品の所定断面形状を有する凹部に流動性物質を充填、硬化させ、その後、成形型から分離する方法であるが、成形構造体の成形過程において流動性物質に接する部分における成形型の表面平均粗さを２０ｎｍ以下、より望ましくは８ｎｍ以下とし、かつ同部分に離型剤層を形成することが望ましい。
【００２２】
成形型表面を平滑にし、かつ離型材層を形成することにより、成形後の離型が容易に行え、型形状が正確に転写された成形構造体が形成できる。
【発明の効果】
【００２３】
本発明によれば、表面が滑らかなエッチング加工物品が得られるため、その凹部に樹脂等の流動性物質を充填、硬化させて形成した成形構造体を例えば光学素子として使用する際、界面における散乱が少ない良好な素子を得ることができる。またエッチング加工物品を成形型として使用する場合、型表面が平滑であるので、離型がしやすく、表面粗さの小さい成形構造体を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、この発明の実施形態について詳細に説明する。
成形構造体は、樹脂のモノマーなど流動性を有する物質を所定断面形状の凹部を形成した成形型に充填後、硬化させて作製する。したがって成形型が極めて重要な役割を果たす。本発明においては化学エッチングにより、基材表面に凹部を形成する方法を採用する。この方法について以下に説明する。
【００２５】
本発明の化学エッチング方法とは、成形型として用いる固体表面に、その固体を溶解する成分を含む水溶液（エッチング液）を接触させ、固体をエッチングするものである。本発明の成形型、すなわちエッチングされる固体としては、ガラス、セラミックス、半導体、金属、樹脂などがあげられる。
【００２６】
このうち、ガラスは硬く変形がしにくい、化学的耐久性に優れる、熱膨張係数が小さく耐熱性も高いなど成形型として望ましい性質を備えている。また成形材料として光硬化性樹脂を用いる場合には、成形型を透過させて光を照射できるという工程上の利便性もある。
【００２７】
成形型に利用できるガラスの種類としては、石英ガラス（線膨張係数α＝０．５ｐｐｍ／Ｋ）、無アルカリガラス、ソーダライムガラスなどを例示できる。さらに、ゼロデュア（登録商標）（例えばショット社の製品でα＝−２ｐｐｍ／Ｋ）、ネオセラム（登録商標）（例えば日本電気硝子社の製品でα＝０．１５ｐｐｍ／Ｋ）などのような低膨張結晶化ガラス、パイレックス（登録商標）（例えばコーニング社の製品でα＝３．２５ｐｐｍ／Ｋ）、ＢＫ７（例えばショット社の製品でα＝７．１ｐｐｍ／Ｋ）などが挙げられる。
【００２８】
（ガラスのエッチング加工）
ガラスの化学エッチングに用いるエッチング液としては、フッ酸、硫酸、硝酸、フッ酸緩衝液、燐酸、過酸化水素水、フッ化アンモニウム、水酸化ナトリウム、水酸化カリウムあるいはこれらの混合溶液などを材料によって選択して用いることができる。
【００２９】
この化学エッチングにおいて、固体の予備洗浄工程、化学エッチング液を希釈する工程、あるいは、化学エッチング液を用いてエッチングした後、化学エッチング液を洗浄する工程、などの工程には水が用いられる。
【００３０】
本発明者らは、このような工程で使用する水の比抵抗値を大きくすることにより、エッチングにより得られる個体表面の平坦性を向上できることを見出した。特に化学エッチング液を固体表面に接触させる工程の直前の工程に用いる水については、比抵抗値が大きい水を用いることの効果が顕著である。
【００３１】
水の比抵抗値は、好ましくは、１３ＭΩ・ｃｍ以上、さらに好ましくは、１５ＭΩ・ｃｍ以上、もっとも好ましくは、１７ＭΩ・ｃｍ以上である。
【００３２】
化学エッチング工程で使用する水として、１７ＭΩ・ｃｍ以上の比抵抗値の水を用いることによりエッチングされた固体表面の平坦性は、中心線平均粗さＲａの値で表して１．５ｎｍ以下の、平坦性に優れた、表面を得ることができる。
【００３３】
なお、中心線平均粗さＲａは次のように定義される。触針式の表面粗さ計等で距離Ｌにわたって測定した表面粗さを位置ｘの関数ｆ（ｘ）で表す。そしてｆ（ｘ）のＬにわたる積分が０になるように粗さの中心線を選ぶ。このときｆ（ｘ）の絶対値の積分値のＬにわたる平均値を中心線平均粗さＲａと定義し、長さの単位（ｎｍ）で表す。
【００３４】
測定したこのような比抵抗値の大きな水は、一般的に超純水と呼ばれており、市販の超純水製造装置を用いて製造することができる。このような超純水製造装置としては、オートピュア（登録商標）ＷＤ５００（日本ミリポア社の製品）、ピュアライト（登録商標）ＰＲＢ−００２（オルガノ社の製品）を例示することができる。
【００３５】
上記のような方法で作製した表面平坦性に優れた成形型を、いわゆる２Ｐ成型、射出成型用の金型として用いることにより、表面平坦性に優れた樹脂製複製光学素子を製造することができる。複製光学素子としてレンズアレイ、回折格子（エシェレット回折格子、エシェロン回折格子、エシェル回折格子などを含む）、フレネルレンズ、光導波路などを例示することができる。
【００３６】
本発明により提供できる成形構造体は光学素子に限らず、例えば微小な空間での液体化学反応を制御するための微小流路構造体なども作製することができる。
【００３７】
このような成形に用いる樹脂としては、エポキシ樹脂、アクリル樹脂、フェノール樹脂、メラニン樹脂、尿素樹脂、ポリイミド、ポリエーテルイミド、シリコン樹脂、ゾルゲル材料などの熱硬化性樹脂、紫外線硬化性樹脂を例示することができる。
【００３８】
つぎにマイクロレンズ用成型型の製造工程を例に挙げて具体的に説明する。
化学エッチング法によるマイクロレンズ用成形型の作製としては、上記の特許文献２に例示されているような、２段階エッチング方法を用いることができる。図１（ａ）に示すようにエッチング加工する基材としてのガラス基板１０の表面を耐食性被膜２０で被覆し、この被膜に作製するレンズ形状およびその配列にしたがって設計した開口部３０のパターンを形成する。
【００３９】
耐食性被膜としては、蒸着、スパッタリングなどで、Ｎｉ、Ａｕ、Ｃｒ等を成膜し、この膜に、上記のパターンをフォトリソグラフィ技術を用いて形成する。球面レンズの場合は円形開口、シリンドリカルレンズの場合は直線スリット状の開口を設ける。
【００４０】
このガラス基板に、フッ酸、硫酸、硝酸、フッ酸緩衝液あるいはこれらの混合溶液などのエッチング液を接触させて、上記開口部３０を通して、ガラス基板１０の表面をエッチングする（図１（ｂ））。この際、エッチングで得られる凹部５０の径ｒ１が目的とするレンズ径ｒ２よりも小さい段階でエッチング処理を終える。エッチング処理終了後、耐食性被膜２０を除去する（図１（ｃ））。以上（ａ）から（ｃ）までの工程を第１エッチング工程と呼ぶ。
【００４１】
つぎに基板表面全体に対してエッチング処理を行う（図１（ｄ））。これを第2エッチング工程と呼ぶ。このエッチングによって、凹部径を拡大して所望のレンズ径ｒ２（図１（ｅ））に調整する。このような2段階エッチング工程とすることで、周辺部の収差が小さいレンズを得るための成形型を作製することができる。
【００４２】
このようなエッチングを含む工程では、エッチング前後での洗浄工程が重要な役割を果たす。図２は洗浄工程を含めた成形型製造工程全体の流れ図である。各洗浄工程（図２（ａ）、（ｃ）、（ｅ）、（ｇ））においては通常、水が使用されるが、使用する水の比抵抗値は、好ましくは、１３ＭΩ・ｃｍ以上、更に好ましくは、１５ＭΩ・ｃｍ以上、もっとも好ましくは、１７ＭΩ・ｃｍ以上である。
【００４３】
このような水を、少なくとも、第1および第2のエッチング工程の直前の洗浄工程（図２（ｂ）、（ｆ））に用いることにより、第１エッチング工程終了後の各部ガラス表面Ａ（図１（ｃ）参照）または第２エッチング工程終了後の各部ガラス表面ＣおよびＤ（図１（ｅ）参照）の中心線平均粗さＲａの値が、好ましくは２０ｎｍ以下、さらに好ましくは１２ｎｍ以下、最も好ましくは８ｎｍ以下の、平坦性に優れた、ガラス成形型が得られる。
【００４４】
なお、図１（ｃ）に示す表面Ｂは、エッチングされていない元のガラス基板表面であるが、この表面も上記同様の表面粗さであることが望ましい。表面Ｃ、Ｄは後の成形工程で樹脂等の流動性物質と接する表面に相当するので、このように平坦性に優れた表面を用いて複製することにより、成形される側の表面も平坦性に優れたものとすることができる。
【００４５】
なお、図1では、成形型の凹部を1個しか示していないが、マスク開口部３０を複数個有する耐食性被膜２０を有するガラス基板１０を用いることにより、マイクロレンズアレイ用成形型を作製することができる。
【００４６】
成形型に加工するため、予め洗浄して乾燥した６インチ石英ガラス基板を基材として用意した。また、エッチング後の表面状態を予め検証するため、比抵抗値の異なる５種類の洗浄水１（１８ＭΩ・ｃｍ）、洗浄水２（１７ＭΩ・ｃｍ）、洗浄水３（１５ＭΩ・ｃｍ）、洗浄水４（１３ＭΩ・ｃｍ）、洗浄水５（１０ＭΩ・ｃｍ）を用意した。
【００４７】
石英ガラス基板を、各洗浄水で予備洗浄したのち、４９％フッ化水素酸に１時間漬浸して化学エッチングを行った。その後、予備洗浄で用いたのと同じ洗浄水でフッ化水素酸を除去し、４０℃で１時間乾燥した。
【００４８】
このガラス表面の中心線平均粗さＲａを測定した。また、各ガラスの直進透過率をつぎのようにして求めた。ガラスに平行光を入射させ、その後方に置いた光検出器によりガラスを透過する直進光の光量を測定した。光検出器は入射平行光が直進する位置に配置し散乱光が入射しないように配慮した。測定した透過直進光の光量を入射光量で割って直進透過率を求めた。
【００４９】
表１にその結果を示す。洗浄水１を用いてエッチングしたガラス表面は、Ｒａが１ｎｍより小さく、直進透過率が９１％以上であった。ガラスの屈折率は約１．４６であり、表裏面のフレネル反射は合わせて約８％であるから、この直進透過率９１％以上という値は、散乱光がほとんど生じていないことを示している。
【００５０】
これに対して、洗浄水５を用いてエッチングしたガラス表面のＲａは、同条件でエッチングした複数の試料における測定結果の分布範囲が１０〜２８ｎｍであった。また、直進透過率は最低で７８％と低かった。すなわちこのガラス表面は光学的鏡面とは言えず、表面で散乱が生じており、このような面状態では、マイクロレンズのような光学素子としての用途には用いることができない。
【００５１】
一方、洗浄水４を用いてエッチングしたガラス表面は、上記同様のＲａの分布範囲が８〜２０ｎｍで、直進透過率は８６％以上であった。上記洗浄水５を用いた場合より、かなり改善されている。この程度の表面状態であれば、それ程光学的な要求精度が厳しくない用途であれば使用することが可能である。
【００５２】
また、さらに洗浄水２を用いてエッチングしたガラス表面は、Ｒａの分布範囲が１〜８ｎｍ、直進透過率が９０％以上と、散乱光が極めて小さい良好な光学面になっており、光学的な要求精度が厳しい用途については、このような表面を使用することがより望ましい。
【００５３】
以上より、光学面の表面粗さには光学特性（ここでは直進透過率）から要求される望ましい範囲があることがわかる。さらにそのような面状態を得るための洗浄水の比抵抗値の範囲が存在することが明らかとなった。以下に微小凸レンズ列（マイクロレンズアレイ）を樹脂成形によって作製するための成形型の作製について詳細に説明する。
【００５４】
【表１】
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【００５５】
（マイクロレンズアレイ用成形型の作製）
石英ガラス基板（厚み５ｍｍ、寸法５０ｍｍ×５０ｍｍ）上に、Ｃｒ膜をスパッタリング法により成膜し、さらにフォトレジストをスピンコート法により塗布した。つぎにこのフォトレジスト膜を、縦方向に５０個、横方向に５０個、合計２５００個の開口部が碁盤の目状に配列したパターンで露光し、露光部分のフォトレジストを現像、除去した。このフォトレジスト膜をマスクとしてＣｒ膜をエッチングし、開口を形成した。
【００５６】
このフォトレジスト付きＣｒ膜で被覆されたガラス基板を、洗浄水１〜５でそれぞれ前洗浄した後、４９％フッ化水素酸を用いてエッチングを行った。この後、前洗浄と同じ洗浄水で後洗浄した後、NａOH水溶液にてフォトレジスト膜を剥離した。
【００５７】
さらに硝酸２アンモニウムセリウム水溶液を用いて、Ｃｒマスクを剥離除去した後、同じ洗浄水で洗浄し、４９％フッ化水素酸を用いて、２回目のエッチングを行った。この後、同じ洗浄水で洗浄して、図１（ｅ）に示すようなマイクロレンズ成形用成形型を得た。得られた凹部は球面弧形状で縦方向に開口部が密接しており、曲率半径１．７５ｍｍ、開口径１．００ｍｍ、深さ７３μｍであった。
【００５８】
つぎに図３に示すように、このガラス製成形型６０を用いることによりガラス基板８０上に、樹脂製凸レンズアレイ７０を形成した。
ガラス基板８０としては、厚み０．７ｍｍで５０ｍｍ角の石英ガラスを超音波アルカリ洗浄および純水洗浄して用いた。
【００５９】
成形樹脂７２としては紫外線硬化性エポキシ樹脂を用いた。このエポキシ樹脂を厚さ約１００μｍとなるようにガラス基板の片側表面に塗布した。
成形型６０には離型性を向上させるため、表面にフッ素樹脂をスピンコート法により成膜し、離型剤層９０とした。
【００６０】
紫外線は強度を１２０ｍＷ／ｃｍ2とし、基板側から室温で３分間照射した。その後、離型を行ったが、その際、成形型の作製に使用した洗浄水１〜５と離型性の関係を調べ、結果を表１に併せて示した。各１０枚の基板について離型性不良の発生枚数を示した。洗浄水５の場合のみ、樹脂が一部、成形型の表面に残ってしまう不良が１０枚中２枚に発生した。表面粗さが大きいと離型性も悪化することがわかる。
【００６１】
（マイクロレンズアレイの作製）
以下のマイクロレンズアレイの作製に関しては洗浄水１、すなわち比抵抗値１８ＭΩ・ｃｍの洗浄水を用いた場合について説明する。エッチング後のガラス表面（図１（ｅ)のＣまたはＤの部分）の表面粗さを測定したところ、Ｒａは１ｎｍであった。
【００６２】
離型後、１５０℃、６０分間の加熱を行った後の樹脂層７２の最も薄い領域の膜厚は約２０μｍ、球面状凸部頂上からの最大膜厚は９１．５μｍであった。成形型に接していたレンズ表面ＥおよびＦの部分のＲａは、７ｎｍ以下であった。樹脂層は透明であり、屈折率は１．５０であった。また膜中にはエポキシ基重合部分［−(CH2)3OCO(CH2)4COO(CH2)3−］が含まれていた。
【００６３】
この微小凸レンズ（マイクロレンズ）５０の焦点距離は、３．２９７〜３．３００ｍｍであった。
１基板内からランダムに選んだ１００点の球面状凸部の高さを測定したところ、平均高さ７１．５μｍ、標準偏差０．１２μｍであった。このマイクロレンズ５０のＨｅ−Ｎｅレーザ（λ＝６３３ｎｍ）により測定した球面収差のＲＭＳ値は０．０５λ、標準偏差０．００１λであった。
【００６４】
また膜の反対側から垂直に平行光を入射させて集光スポットの直径を測定したところ、すべての凸部レンズについて集光スポットの直径は３μｍ以内であり、この値は耐熱・耐湿試験後も変わらなかった。
【００６５】
さらに、レンズアレイを、中性洗剤を含む水溶液中で、７０℃で３０分、引き続き純水中で、７０℃で３０分洗浄したが、樹脂レンズ層の基板表面からの剥離は観察されなかった。
【００６６】
なお、本実施例では図３に示すように、樹脂を成形後、離型したレンズアレイについて説明したが、樹脂として成形型より屈折率の高い材料を選べば、成形型に樹脂を充填したままの状態でレンズ作用を付与することができる。
【００６７】
この場合、特許文献２に構成例が示されているように、成形型がそのまま基板となり、表面に凸部のない平板状のレンズ、レンズアレイが実現できる。したがって成形型（基板）は透明であることが必須条件となり、ガラスが好適な材料となる。また、このような場合にも成形型（基板）の凹部表面が平坦であることが重要であり、本発明を適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６８】
以上ではエッチング加工により基材表面に凹部を形成する成形型の作製を例に本発明を説明したが、本発明は他の目的にも適用できる。例えば光ファイバはレンズ作用を付与したり、端面反射を低減するためにそのコア先端部分を凸状に加工する場合がある。この場合も本発明を適用することにより、光ファイバ先端部を凸状に加工した際、その表面の粗さを低減し、表面における光散乱を低減できる。
【００６９】
またエッチング加工を施す固体材料も例示したガラスに限定されない。半導体分野においては、表面を原子レベルで平坦にすることが要求される場合があり、このような目的にも本発明は適用できる。シリコンをフッ化水素酸水溶液でエッチングする場合や、ガリウムヒ素（ＧａＡｓ）を硫酸−過酸化水素水の混合水溶液でエッチングする場合などが例示できる。
【図面の簡単な説明】
【００７０】
【図１】本発明の化学エッチングによる成形型の作製手順を示す模式図である。
【図２】本発明の成形型製造工程を示す流れ図である。
【図３】本発明の実施例であるマイクロレンズアレイを示す模式図である。
【符号の説明】
【００７１】
１０  基板
２０  耐食性被膜
３０  開口部
５０  凹部
６０  成形型
７０  マイクロレンズ
７２  樹脂層
８０  ガラス基板
９０  離型剤層
【図１】
2005119940.tif 000004
【図２】
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【図３】
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