(57)【要約】【課題】簡易な手法により成形面に凹凸構造が形成された光学素子成形用の金型を製造する方法等を提供する。【解決手段】母材１１にマスク膜１２を成膜する工程と、ブロックポリマーにより形成され二相よりなる自己組織化膜１３をマスク膜１２上に形成する工程と、自己組織化膜１３のうち分散相１５を除去する第１エッチング工程と、第１エッチング工程により除去した分散相１５に対応する部分のマスク膜１２を除去する第２エッチング工程と、第２エッチング工程により除去したマスク膜１２に対応する部分の母材１１の表面部分を除去することで母材１１に凹凸構造を形成する第３エッチング工程と、を有することを特徴とする光学素子成形用の金型１０の製造方法。【選択図】図１
2009292703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学素子成形用の金型の製造方法であって、
母材にマスク膜を成膜する工程と、
ブロックポリマーにより形成され二相よりなる自己組織化膜を前記マスク膜上に形成する工程と、
前記自己組織化膜のうち一方の相からなる部分を除去する第１エッチング工程と、
前記自己組織化膜のうち前記第１エッチング工程により除去した前記一方の相からなる部分に対応する部分の、当該第１エッチング工程によって露出した前記マスク膜を除去する第２エッチング工程と、
前記第２エッチング工程により除去した前記マスク膜に対応する部分の、当該第２エッチング工程により露出した前記母材の表面部分を除去することで当該母材に凹凸構造を形成する第３エッチング工程と、
を有することを特徴とする光学素子成形用の金型の製造方法。
【請求項２】
前記凹凸構造は、反射防止構造の転写構造であることを特徴とする請求項１に記載の光学素子成形用の金型の製造方法。
【請求項３】
前記ブロックポリマーは、疎水性のポリマーと親水性のポリマーとが結合したものであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子成形用の金型の製造方法。
【請求項４】
前記ブロックポリマーは、ジブロックポリマーであることを特徴とする請求項１に記載の光学素子成形用の金型の製造方法。
【請求項５】
前記ジブロックポリマーは、ポリスチレンとポリメタクリル酸メチルとが結合したものであることを特徴とする請求項４に記載の光学素子成形用の金型の製造方法。
【請求項６】
前記ポリメタクリル酸メチルは、２０ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％の割合で含まれることを特徴とする請求項５に記載の光学素子成形用の金型の製造方法。
【請求項７】
前記自己組織化膜のうち一方の相からなる部分は略円柱形状をなすことを特徴とする請求項１に記載の光学素子成形用の金型の製造方法。
【請求項８】
前記第１エッチング工程、前記第２エッチング工程、前記第３エッチング工程のうち少なくとも１つの工程は、乾式エッチングにより行うことを特徴とする請求項１に記載の光学素子成形用の金型の製造方法。
【請求項９】
前記乾式エッチングは、反応性イオンエッチングであることを特徴とする請求項８に記載の光学素子成形用の金型の製造方法。
【請求項１０】
光学素子の製造方法であって、
母材にマスク膜を成膜する工程と、当該マスク膜上にブロックポリマーにより形成され二相よりなる自己組織化膜を形成する工程と、当該自己組織化膜のうち一方の相からなる部分を選択的に除去する第１エッチング工程と、当該自己組織化膜のうち除去した一方の相からなる部分に対応する部分の当該マスク膜を除去する第２エッチング工程と、除去した当該マスク膜に対応する部分の当該母材の表面部分を除去する第３エッチング工程と、により製造された光学素子成形用の金型を用いて、加熱軟化させた光学素子母材をプレス成形することで、光学素子の表面に凹凸構造を形成することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１１】
前記凹凸構造は、反射防止構造であることを特徴とする請求項１０に記載の光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学素子成形用の金型の製造方法等に係り、特に、反射防止構造を有する光学素子を製造するのに適した光学素子成形用の金型の製造方法等に関する。
【背景技術】
【０００２】
入射光に対する反射防止が必要となる光学素子には、反射防止対策が施されていることが多い。この反射防止対策として、蒸着、スパッタリング、塗装等の手法により、低屈折率からなる単層膜や、低屈折率と高屈折率とからなる多層膜を反射防止膜として成膜する方法が用いられる。この反射防止膜は、光の干渉を生じさせ、これにより光学素子に反射防止機能を持たせることができる。このような反射防止膜は、蒸着やスパッタリングという一般的な手法で作ることができるため広く用いられている。しかし、光学的に最適な条件をもたせるには材料の選定、光学素子の形状、使用する光の波長等様々な要因が絡んでおり設計が難しい。また、成膜に複雑な工程が必要となり、コストがかかることが欠点である。
【０００３】
そこで、反射防止膜の代わりに、光学素子表面に非常に微細な凹凸形状を持たせることで反射防止効果を持たせる技術が広く研究されている。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。
【０００４】
例えば、特許文献１には、電子線描画装置を用いて、光学素子上にドットアレイ状に金属のマスクを形成した後、反応性イオンエッチングを施し、その際金属マスク径が徐々に減少し、ついには消失するまでの間、光学素子をエッチングする事により、光学素子上に錘形状を形成する方法が記載されている。
また、他の方法としては、光学素子を金型を使用したプレス成形法により製造し、その際に形状転写元となる金型表面に凹凸構造を形成することが考えられる。金型にこのような凹凸構造を形成する方法として、例えば、特許文献２には、ニッケル基板上にニッケルとニッケルと相分離する材料を同時に成膜する工程と、成膜工程により得られたニッケルを成分とする複数のシリンダーと、複数のシリンダーを取り囲み、かつニッケルと相分離する材料を成分とするマトリックス領域とを有し、第１及び第２の材料の少なくともいずれか一方にニッケルを含有する混合膜からマトリックス部分をエッチング除去してニッケルあるいはニッケル合金からなる金型を作製する工程とを含む凹凸構造を有する光学素子用型の製造方法が記載されている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−２７２５０５号公報
【特許文献２】特開２００８−３７０８９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、電子線描画を用いる方法は非常に長時間の描画時間を要し、また描画装置が非常に高価であるため、生産コストの大幅な上昇となる。そのため、低コスト化が望まれている光学素子の生産には適さないという問題がある。
また、相分離する材料を利用して光学素子用型を製造する方法では、相分離する材料に合金を使用すると、合金を構成する金属の組み合わせにより凹凸構造のパターンサイズが決まってしまう。よって目的のパターンサイズに合わせるためには、異なる組み合わせの合金を種々選定する必要があるが、その選定は容易ではない。
【０００７】
上記課題に鑑み、本発明の目的は、簡易な手法により、反射防止構造の転写構造等の凹凸構造が形成された光学素子成形用の金型を製造する方法を提供することである。
更に、本発明の他の目的は、反射防止構造等の凹凸構造を表面に有する光学素子を大量、安価に製造する方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らは、鋭意検討した結果、相分離する材料として、ブロックポリマーからなる自己組織化膜を使用し、この自己組織化膜を利用することで、凹凸構造を光学素子成形用の金型の表面に簡易に作製可能であることを見出し、かかる知見に基づき本発明を完成した。即ち、本発明は以下を要旨とするものである。
【０００９】
本発明の光学素子成形用の金型の製造方法は、母材にマスク膜を成膜する工程と、ブロックポリマーにより形成され二相よりなる自己組織化膜をマスク膜上に形成する工程と、自己組織化膜のうち一方の相からなる部分を除去する第１エッチング工程と、自己組織化膜のうち第１エッチング工程により除去した一方の相からなる部分に対応する部分の、第１エッチング工程によって露出したマスク膜を除去する第２エッチング工程と、第２エッチング工程により除去したマスク膜に対応する部分の、第２エッチング工程により露出した母材の表面部分を除去することで母材に凹凸構造を形成する第３エッチング工程と、を有することを特徴とする。
【００１０】
ここで、凹凸構造は、反射防止構造の転写構造であることが好ましい。また、ブロックポリマーは、疎水性のポリマーと親水性のポリマーとが結合したものであることが好ましく、ジブロックポリマーであることが更に好ましい。このジブロックポリマーは、ポリスチレンとポリメタクリル酸メチルとが結合したものであることが好ましく、ポリメタクリル酸メチルは、２０ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％の割合で含まれることが更に好ましい。
【００１１】
また、自己組織化膜のうち一方の相からなる部分は略円柱形状をなすことが好ましく、第１エッチング工程、第２エッチング工程、第３エッチング工程のうち少なくとも１つの工程は、乾式エッチングにより行うことが好ましく、乾式エッチングは、反応性イオンエッチングであることが更に好ましい。
【００１２】
また、本発明の光学素子の製造方法は、母材にマスク膜を成膜する工程と、マスク膜上にブロックポリマーにより形成され二相よりなる自己組織化膜を形成する工程と、自己組織化膜のうち一方の相からなる部分を選択的に除去する第１エッチング工程と、自己組織化膜のうち除去した一方の相からなる部分に対応する部分のマスク膜を除去する第２エッチング工程と、除去したマスク膜に対応する部分の母材の表面部分を除去する第３エッチング工程と、により製造された光学素子成形用の金型を用いて、加熱軟化させた光学素子母材をプレス成形することで、光学素子の表面に凹凸構造を形成することを特徴とする。
【００１３】
ここで、凹凸構造は、反射防止構造であることが好ましい。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡易な手法により、反射防止構造の転写構造等の凹凸構造が形成された光学素子成形用の金型等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】
図１（ａ）〜（ｆ）は、本実施の形態による成形面に凹凸構造を有する光学素子成形用の金型の製造方法を説明した図である。
まず、グラッシーカーボンよりなる母材１１の表面にマスク膜１２を成膜する（図１（ａ））。このマスク膜１２は、後述するように乾式エッチングを行う際のマスクとして機能するものである。そして、この際にエッチングされにくい材料であれば、特に限定されることはないが、例えば、クロム（Ｃｒ）、モリブデン（Ｍｏ）、タンタル（Ｔａ）、タングステン（Ｗ）、シリコン（Ｓｉ）から選ばれる少なくとも一種の単体、合金、窒化物または酸化物を含む材料を使用することができる。本実施の形態では、クロムからなるマスク膜１２を、スパッタリング法を用いて、２０ｎｍの厚さで成膜を行った。
【００１６】
次に、ブロックポリマーにより形成され二相よりなる自己組織化膜１３をマスク膜１２上に形成する（図１（ｂ））。後に詳述するが、このブロックポリマーは、成膜後に加熱等を行うことにより自己組織化して二相に分離し、マトリクス相１４の中に分散相１５が成長した構造となる。本実施の形態では分散相１５は、略円柱形状であることが好ましい。
本実施の形態では、ブロックポリマーとして、ＰＳ（ポリスチレン）とＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）とが結合したものを使用する。本実施の形態では、ＰＭＭＡが２０ｍｏｌ％〜３０ｍｏｌ％の割合で含まれ、残りをＰＳとしたジブロックポリマーを使用することができる。このジブロックポリマーの全体の分子量は、例えば、約４００００である。そして、溶媒としてトルエンを用い、ＰＳ−ＰＭＭＡが重量比で１％になるように分散させたスラリーをスピンコートすることにより成膜を行なうことができる。成膜後、１７０℃の温度で、２４ｈ加熱を行うアニール処理を行うと、１μｍの厚さの自己組織化膜１３が形成される。
ここで、図２は、自己組織化膜１３を説明した斜視図である。図２で示したように、この自己組織化膜１３は、ＰＳを主成分とするマトリクス相１４にＰＭＭＡを主成分とする略円柱形状である分散相１５がハニカム状に成長した構造になる。
【００１７】
次に、ＲＦプラズマによる反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）による乾式エッチングを行い、自己組織化膜１３のうち一方の相からなる部分を除去する（第１エッチング工程）（図１（ｃ））。この乾式エッチングは、酸素ガスを処理ガスとすることで行う。このときのＰＭＭＡを主成分とする分散相１５とＰＳを主成分とするマトリクス相１４のエッチングレート比は約３：１である。即ち、この工程において、分散相１５が先に除去され、ハニカム状に並んだ略円柱形状の空隙部１６が形成される。そして、分散相１５からなる部分に対応する部分のマスク膜１２の一部が露出する。
本実施の形態において、反応性イオンエッチングは、酸素ガスの圧力を３０Ｐａ、ＲＦ電力を５００Ｗ、処理時間を２０ｍｉｎとした。
【００１８】
次に、残ったマトリクス相１４をマスクとして、今度は処理ガスとしてアルゴンを用いたイオンエッチングによる乾式エッチングを行なう（第２エッチング工程）（図１（ｄ））。これにより自己組織化膜１３のうち第１エッチング工程により除去した一方の相からなる部分に対応する部分の、第１エッチング工程によって露出したマスク膜１２を除去することができる。本実施の形態における乾式エッチングでは、ＰＳを主成分とするマトリクス相１４とクロムよりなるマスク膜１２のエッチングレート比は約５：１である。即ち、この工程により、分散相１５が存在した部分のマスク膜１２が除去され、母材１１の表面の一部が露出する。また、マトリクス相１４が併せて除去される。
本実施の形態において、イオンエッチングは、アルゴンの圧力を１Ｐａ、ＲＦ電力を５００Ｗとし、処理時間を６ｍｉｎとした。
【００１９】
次に、ＲＦプラズマによる反応性イオンエッチングによる乾式エッチングを行う（第３エッチング工程）（図１（ｅ））。この乾式エッチングは、酸素ガスを処理ガスとすることで行う。この乾式エッチングにより、クロムよりなるマスク膜１２は、ほとんどエッチングされないが、グラッシーカーボンよりなる母材１１は、エッチングが行われる。このため第２エッチング工程により除去したマスク膜１２に対応する部分の、第２エッチング工程により露出した母材１１の表面部分を除去することができる。その結果、母材１１に凹部１７が作製され、母材１１に凹凸構造が形成される。
本実施の形態において、反応性イオンエッチングは、酸素ガスの圧力を３０Ｐａ、ＲＦ電力を５００Ｗ、処理時間を２０ｍｉｎとした。
【００２０】
最後に、残存したマスク膜１２をクロムエッチング液を用いて除去すると、微細な凹凸構造を有する光学素子成形用の金型１０が製造できる（図１（ｆ））。
本実施の形態において、この凹凸構造の中心間距離（Ｐ）は、約１００ｎｍとなった。また、凹凸構造の凹部底面から凸部頂面までの平均的な高さ（Ｈ）は約２００ｎｍとなった。このようにして、アスペクト比が１以上の微細な凹凸構造である、反射防止構造の転写構造を成形面に有する光学素子成形用の金型が製造できる。
【００２１】
一方、図５（ａ）〜（ｆ）は、従来の電子線描画装置を用いた方法により、光学素子に凹凸構造を作製する方法を説明した図である。
まず、石英やガラス等からなる基板５１に、電子線レジスト５２をスピンコートにより成膜する（図５（ａ））。
次に、電子線描画装置により、電子線ビームを電子線レジスト５２に照射し、電子線レジスト５２を所定のパターン５３を露光する（図５（ｂ））。このパターンは例えば、数十ｎｍ程度の幅で描くことができる。
次に、露光した電子線レジスト５２の露光した部分を現像により除去する（図５（ｃ））。
次に、金属５４を成膜する（図５（ｄ））。この金属５４は、例えばクロム（Ｃｒ）やアルミニウム（Ａｌ）からなり、蒸着を行うことで成膜することができる。
次に、リフトオフにより電子線レジスト５２を除去する（図５（ｅ））。その結果、基板５１上に蒸着された金属５４が残る。
次に、金属５４を金属マスクとして、反応性イオンエッチングにより、エッチングを行う。ここでは、反応ガスとしてＣ４Ｆ８とＣＨ２Ｆ２の混合ガスを用いることができる。そして、金属マスクが消失するまでエッチングを行うと錘形状の突起が得られる（図５（ｆ））。
【００２２】
以上のような電子線描画装置を用いる方法では、図５（ｂ）で説明を行った所定のパターン５３を露光する工程において長時間の描画時間を要する。対して、本実施の形態のようにブロックポリマーを利用する方法では、長時間の描画時間を要さずに、微細な凹凸構造を作製することができる。
【００２３】
次に、本実施の形態で使用するブロックポリマーについて更に詳述する。
本実施の形態で形成するブロックポリマーは、自発的に、あるいはアニール処理等により二相に分離するものであれば、特に限定されることはない。但し、相分離を容易に生じさせるために、疎水性のポリマーと親水性のポリマーとが結合したものであることが好ましい。より具体的には、上述したＰＳ（ポリスチレン）−ＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）からなるＡＢ型のジブロックポリマーの他に、ＰＰ（ポリプロピレン）−ＥＰＲ（エチレンプロピレン）からなるＡＢ型のジブロックポリマー、ＰＳ（ポリスチレン）−ＰＥＯ（ポリエチレンオキシド）−ＰＳ（ポリスチレン）からなるＡＢＡ型のトリブロックポリマー等が使用可能である。
【００２４】
相分離する材料として、合金を使用する場合は、合金を構成する金属の組み合わせによりパターンサイズが決まってしまう。そのため、目的のパターンサイズに合わせるためには、異なる組み合わせの合金を選定する必要があるが、その選定は容易ではない。一方、ブロックポリマーを使用した場合は、ブロックポリマーを構成するポリマーの鎖長を変化させることで容易にパターンサイズを目的のものに変更可能である。
更に、このようなパターンサイズの変更をするのに、ブロックポリマーを分散させた溶液の種類を変更するだけで済む。そのため、反射防止構造の転写構造を成形面に有する光学素子成形用金型の生産性を向上しやすくなり、光学素子を大量、安価に製造しやすくなる。
【００２５】
なお、図１で説明した本実施の形態において、分散相１５の部分を選択的にエッチング除去することにより、最終的に凹凸構造を母材１１に形成した。しかしながら、マトリクス相１４の部分を選択的にエッチング除去する方法でも、母材１１に凹凸構造を作製することが可能である。このためには、例えば、ＰＳ（ポリスチレン）とＰＭＭＡ（ポリメタクリル酸メチル）を、成分比にてＰＳを１５ｍｏｌ％〜２５ｍｏｌ％とし、残りをＰＭＭＡとしたジブロックポリマーを使用する。このような成分比のジブロックポリマーを使用することで、ＰＭＭＡを主成分とするマトリクス相１４にＰＳを主成分とする略円柱形状である分散相１５がハニカム状に成長した構造になる。そして、図１（ｃ）で説明を行った工程において、ＰＭＭＡを主成分とするマトリクス相１４が選択的にエッチング除去される。
【００２６】
また、乾式エッチングとして容量結合型のＲＦプラズマによって反応性イオンエッチングを行う方法について説明したが、これに限られるものではなく、例えば、ＥＣＲ（Electron Cyclotron Resonance）エッチング法、誘導結合プラズマエッチング法等も利用可能である。
更に、エッチングは、乾式エッチングに限るものではなく、ウエットエッチングを用いる方法でも適用可能である。
【００２７】
次に、反応性イオンエッチング（ＲＩＥ：Reactive Ion Etching）を行う装置、エッチング条件等について詳しく説明を行う。
図３は、容量結合型のＲＦプラズマによって反応性イオンエッチングを行う処理装置を説明した図である。
図３で示した反応性イオンエッチングを行う処理装置３０は、被処理物３１が設置される設置台３２と、設置台３２に対向して配置される対向電極３３とを有する。また、処理装置３０は、被処理物３１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３４と、設置台３２と対向電極３３との間に高周波電圧を印加する高周波電源３５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３６及び排気ポンプ３７とを有して構成される。
【００２８】
設置台３２は、被処理物３１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３２は、対向電極３３と共に、高周波電源３５に接続される。
【００２９】
対向電極３３は、例えば、ステンレス等の導電体で構成される。対向電極３３は、被処理物３１が搭載された設置台３２に対してほぼ平行になるように、対向電極３３は設置台３２に対して対向配置される。
【００３０】
処理ガス導入バルブ３４は、後述する排気バルブ３６及び排気ポンプ３７とが、設置台３２と対向電極３３との間に形成される被処理物３１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。
【００３１】
高周波電源３５は、設置台３２と対向電極３３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３４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。
【００３２】
排気バルブ３６及び排気ポンプ３７は、設置台３２と対向電極３３との間に形成される被処理物３１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３６及び排気ポンプ３７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。
【００３３】
以上の構成を有する処理装置３０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３１が設置台３２上の所定位置に搭載される。被処理物３１としては、本実施の形態では、図１（ｂ）で説明を行った母材１１上にマスク膜１２および自己組織化膜１３が形成されたものや、図１（ｄ）で説明を行った母材１１上に部分的にマスク膜１２が残存したものが該当する。
次に、排気バルブ３６及び排気ポンプ３７が協働して、所定の真空度に達するまで被処理物３１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３４から、処理ガスが導入される。
そして、設置台３２と対向電極３３との間に、高周波電源３５によって高周波電圧が印加される。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３１に衝突し、金属酸化物と化学反応を起こして気化させ除去することでエッチングが行われる。
【００３４】
次に、以上説明した製造方法により製造された金型１０を用いて、光学素子をプレス成形する装置および方法を以下に説明する。
図４は、本実施の形態により反射防止構造の転写構造が作製された金型１０を用いた、プレス成形装置１００を示す構成図である。
プレス成形装置１００は、光学素子をプレス成形する下金型１０ａ及び上金型１０ｂと、下金型１０ａ及び上金型１０ｂを所定の温度に維持する下均熱プレート１１４及び上均熱プレート１１６と、下金型１０ａ及び上金型１０ｂを昇温する下加熱ヒーター１１８及び上加熱ヒーター１２０とを有して構成される。また、プレス成形装置１００は、上金型１０ｂを可動させる加圧シリンダー１２４と、光学素子の成形環境を制御する窒素導入口１２６及び窒素排気口１２８と、下金型１０ａ及び上金型１０ｂ等を収容するガラスレンズ成形器１３０と、上金型１０ｂの動作を規制するスリーブ１３２とを有して構成される。
【００３５】
下金型１０ａと上金型１０ｂとは共に、上述した反射防止構造の転写構造を成形面に有する金型１０である。下金型１０ａと上金型１０ｂとが、載置されて軟化された光学素子母材１２２をプレス成形法により成形してガラスレンズを製作する。
下均熱プレート１１４と上均熱プレート１１６は、それぞれ下加熱ヒーター１１８と上加熱ヒーター１２０に搭載される。下均熱プレート１１４と上均熱プレート１１６は、サーマルバッファ（熱的緩衝体）の役割を果たし、下加熱ヒーター１１８と上加熱ヒーター１２０から受ける熱を、光学素子の製作に支障がない程度に均一な状態にして下金型１０ａと上金型１０ｂとに伝える。ここで、下加熱ヒーター１１８と上加熱ヒーター１２０とは、図示しない制御手段を用いて、下金型１０ａと上金型１０ｂの表面がプレス成形に適した温度になるように制御されている。
【００３６】
光学素子母材１２２は、例えば、シリカを主成分とし、アルミナ、ナトリウム、フッ化ランタン等が添加された低融点ガラスにより構成される。光学素子母材１２２は、例えば、軟化温度が約６００℃以下の低融点ガラスであっても、軟化温度が約４００℃以下の超低融点ガラスであってもよい。
加圧シリンダー１２４は、上加熱ヒーター１２０及び上均熱プレート１１６に固定された上金型１０ｂを上下動させる駆動系である。図示しない制御手段により動作が制御される。
窒素導入口１２６及び窒素排気口１２８は、成形時の金型の雰囲気を窒素として、高温下での酸化を防止している。
【００３７】
以上の構成を有するプレス成形装置１００が光学素子母材１２２をプレス成形して光学素子を製造する製造工程を以下に説明する。
まず、光学素子母材１２２を、下金型１０ａと上金型１０ｂとの間に光学素子母材１２２を投入し、光学素子母材１２２をプレス成形装置１００に配置する。
【００３８】
次に、図示しない排気ポンプ及び処理ガス導入ポンプを使って、窒素導入口１２６から窒素を導入し、プレス成形装置１００内部の空気を窒素ガスに置換する。そして、下加熱ヒーター１１８及び上加熱ヒーター１２０を昇温し、窒素雰囲気下で光学素子母材１２２の転移点（転移温度）Ｔｇまで光学素子母材１２２を充分に加熱し、更に、屈伏点（屈伏温度）Ａｔまで昇温して光学素子母材１２２を軟化させる。
そして、屈伏温度Ａｔ付近になったとき、加圧シリンダー１２４により上金型１０ｂを可動させ、下金型１０ａと上金型１０ｂとにより光学素子母材１２２をプレスする。
【００３９】
光学素子母材１２２は、プレスの際に下金型１０ａ及び上金型１０ｂにより加えられる圧力により外側に広がり、下金型１０ａと上金型１０ｂとの間にできる空隙に収容され、プレス成形される。それと同時に、下金型１０ａと上金型１０ｂの表面の反射防止構造の転写構造凹部に光学素子母材１２２が充填される。
その後、圧力を加えたままプレス成形装置１００を転移温度Ｔｇ付近まで冷却し、次に上金型１０ｂの圧力を開放し、例えば常温まで冷却して、光学素子を取り出す。
この一連の工程により、下金型１０ａと上金型１０ｂの表面の凹凸構造が光学素子に転写され、表面に反射防止構造等の凹凸構造が形成された光学素子が製造される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】本実施の形態による成形面に凹凸構造を有する光学素子成形用の金型の製造方法を説明した図である。
【図２】自己組織化膜を説明した斜視図である。
【図３】容量結合型のＲＦプラズマによって反応性イオンエッチングを行う処理装置を説明した図である。
【図４】本実施の形態により反射防止構造の転写構造が作製された金型を用いた、プレス成形装置を示す構成図である。
【図５】従来の電子線描画装置を用いた方法により、光学素子に凹凸構造を作製する方法を説明した図である。
【符号の説明】
【００４１】
１０…金型、１０ａ…下金型、１０ｂ…上金型、１１…母材、１２…マスク膜、１３…自己組織化膜、１４…マトリクス相、１５…分散相、３０…処理装置、１００…プレス成形装置
【図１】
2009292703.tif 000003
【図２】
2009292703.tif 000004
【図３】
2009292703.tif 000005
【図４】
2009292703.tif 000006
【図５】
2009292703.tif 000007