(57)【要約】  凹面回折格子の製造方法であって、押し当て面に回折格子の溝パターンを有する平面金型の前記押し当て面を、凹面に樹脂を塗布した凹面基板の前記凹面に対向させて、前記平面金型及び前記凹面基板を配置する工程と、前記平面金型を流体によって加圧して、前記押し当て面を前記凹面に塗布された前記樹脂に押し当てる工程と、前記押し当て面が押し当てられたことで前記溝パターンが転写された前記樹脂を硬化させる工程と、を含む。これにより、荷重不均一性を改善することができ、高い面精度を有する凹面回折格子を製造することができる。
2020021989.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
凹面回折格子の製造方法であって、
押し当て面に回折格子の溝パターンを有する平面金型の前記押し当て面を、凹面に樹脂を塗布した凹面基板の前記凹面に対向させて、前記平面金型及び前記凹面基板を配置する工程と、
前記平面金型を流体によって加圧して、前記押し当て面を前記凹面に塗布された前記樹脂に押し当てる工程と、
前記押し当て面が押し当てられたことで前記溝パターンが転写された前記樹脂を硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記押し当てる工程は、前記平面金型の前記押し当て面の側と、前記押し当て面の裏面の側との圧力差によって、前記押し当て面を前記樹脂に押し当てる、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記押し当てる工程は、前記押し当て面の側で排気し前記裏面の側の大気圧によって、前記押し当て面を前記樹脂に押し当てる、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記樹脂は紫外線硬化樹脂であり、
前記硬化させる工程は、前記樹脂に紫外線を照射することで該樹脂を硬化させる、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記樹脂は熱硬化樹脂であり、
前記硬化させる工程は、前記樹脂を加熱することで該樹脂を硬化させる、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項６】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記凹面は、球面またはトロイド面である、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項７】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記平面金型は、前記押し当て面を有する金属膜と、前記金属膜を支持するベース部材と、を備えて成る、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項８】
凹面回折格子の製造装置であって、
押し当て面に回折格子の溝パターンを有する平面金型の前記押し当て面を、凹面に樹脂を塗布した凹面基板の前記凹面に対向させて、前記平面金型及び前記凹面基板を配置する配置部と、
前記平面金型を流体によって加圧して、前記押し当て面を前記凹面に塗布された前記樹脂に押し当てる押し当て部と、
前記押し当て面が押し当てられたことで前記溝パターンが転写された前記樹脂を硬化させる硬化部と、
を含むことを特徴とする凹面回折格子の製造装置。
【請求項９】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法により製造したことを特徴とする凹面回折格子。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、凹面回折格子の製造方法、製造装置及び凹面回折格子に関する。
【背景技術】
【０００２】
回折格子は、分析装置の分光器などに使用されている、様々な波長の混ざった光（白色光）を狭帯域の波長毎に分ける光学素子である。回折格子は、表面に反射膜が蒸着された光学材料表面に微細な溝が刻まれた素子である。【０００３】
回折格子の種類には、格子面が平面状の平面回折格子と、格子面が球面状またはトロイド面状の凹面回折格子がある。凹面回折格子は、平面回折格子とは異なり、光を分光する作用と、光を結像する作用の両方の作用を持つ。【０００４】
従来、凹面回折格子は、曲面基板に金属膜を形成しルーリングエンジン等の機械で溝パターンを刻線する方法でマスタを製作し、溝パターンを樹脂や金属に転写することで製造されていた。【０００５】
特開２０１４−１８２３０１号公報には、凹面回折格子の製造方法として、シリコン製の平面回折格子を非晶質媒質に転写して、非晶質材料基板を曲面化させて、曲面固定基板に実装する製造方法が記載されている。【０００６】
また、特開２０１７−２１１４６６号公報には、回折光学素子の製造方法として、ガラス基板を金型に押し当てることで、金型上に塗布した樹脂を押し広げ金型の形状を樹脂に転写させる方法が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２０１４−１８２３０１号公報
【０００８】
【特許文献２】特開２０１７−２１１４６６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
特開２０１４−１８２３０１号公報に記載の回折格子の製造方法では、荷重を印加する時に装置、冶具が傾いていた場合には、凹凸基板で片当たりが発生してしまうため、荷重分布を均一にすることが難しく、高い面精度を有する曲面回折格子を実現することが困難であるという問題があった。このため凹面回折格子の結像性能の低下や発生する迷光量の増加などを生じていた。【００１０】
また、特開２０１４−１８２３０１号公報に記載の回折格子の製造方法では、平面金型を凹凸基板で挟み込み面精度を向上させているが、この方法では凸面基板に平面金型を実装した状態で所望の曲率半径となるように、平面金型の厚みを考慮し凹面基板の曲率半径を（凹面基板の曲率半径）＝（凸面基板の曲率半径）＋（平面金型の厚み）とする必要があった。このため直交する２軸（水平方向と垂直方向）で曲率半径が異なるトロイド面回折格子を製造する場合には、所望の曲率半径を有する凹凸基板を製作することは困難であった。【００１１】
特開２０１７−２１１４６６号公報に記載の回折光学素子の製造方法では、金型が平坦な面とテーパー部で構成されており、平面光学素子を製造する方法であるため平面金型を曲面に倣わせ湾曲させることが考慮されていない。またテーパー部の深さは０．２００ｍｍ〜０．２５０ｍｍ程度であるが、これに対して凹面回折格子の製造に使用する曲面基板の曲率半径は１０ｍｍ〜３０００ｍｍ程度であり、対象としている凹部の形状が明らかに異なるため、球面やトロイド面へ適用することは困難である。【００１２】
本発明はこのような課題を解決するためになされたものであり、荷重不均一性を改善することができ、高い面精度を有する凹面回折格子を製造することができる凹面回折格子の製造方法及び製造装置を提供することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記した課題を解決するために本発明は、凹面回折格子の製造方法であって、押し当て面に回折格子の溝パターンを有する平面金型の前記押し当て面を、凹面に樹脂を塗布した凹面基板の前記凹面に対向させて、前記平面金型及び前記凹面基板を配置する工程と、前記平面金型を流体によって加圧して、前記押し当て面を前記凹面に塗布された前記樹脂に押し当てる工程と、前記押し当て面が押し当てられたことで前記溝パターンが転写された前記樹脂を硬化させる工程と、を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、荷重不均一性を改善することができ、高い面精度を有する凹面回折格子を製造することができる凹面回折格子の製造方法及び製造装置を提供することができる。【００１５】
上記した以外の本発明の課題、構成、作用及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１Ａ】本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
【図１Ｂ】本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
【図１Ｃ】本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
【図１Ｄ】本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
【図１Ｅ】本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
【図２】本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示すフローチャートである。
【図３Ａ】本発明の実施例１に係る平面金型の製造方法を示す図である。
【図３Ｂ】本発明の実施例１に係る平面金型の製造方法を示す図である。
【図３Ｃ】本発明の実施例１に係る平面金型の製造方法を示す図である。
【図３Ｄ】本発明の実施例１に係る平面金型の製造方法を示す図である。
【図４Ａ】本発明の実施例１に係る平面金型と冶具の固定方法を示す図である。
【図４Ｂ】本発明の実施例１に係る平面金型と冶具の固定方法を示す図である。
【図５】平面金型に設けた固定用開口部の位置を示す図である。
【図６】球面回折格子を示す図である。
【図７】トロイド面回折格子を示す図である。
【図８Ａ】本発明の実施例２に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の実施例２に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
【図８Ｃ】本発明の実施例２に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
【図８Ｄ】本発明の実施例２に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
【図８Ｅ】本発明の実施例２に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
【図９】本発明の実施例２に係る凹面回折格子の製造方法を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明するが、本発明は以下の実施形態に限定されることなく、本発明の技術的な概念の中で種々の変形例や応用例をもその範囲に含むものである。
【実施例１】
【００１８】
以下、本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法について図１Ａ〜図１Ｅを用いて説明する。図１Ａ〜図１Ｅは、本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。【００１９】
先ず本実施例では、平面金型１０１と、紫外線が照射されることにより硬化する紫外線硬化樹脂１０３を凹面１０４ａに塗布した凹面基板１０４と、を冶具１０２に設置する（図１Ａ参照）。このとき、平面金型１０１の押し当て面１０１ｂを凹面基板１０４の凹面１０４ａに対向させて配置する。【００２０】
次に、冶具１０２に設けた排気口１０５から排気する（例えば、不図示の吸引装置によって吸引する）ことにより、冶具１０２内部の圧力を減圧し大気圧により平面金型１０１を湾曲させながら凹面基板１０４に押し当てる（図１Ｂ参照）。平面金型１０１の押し当て面１０１ｂには、回折格子の溝パターンである溝パターン１０１ｃが設けられており、平面金型１０１を湾曲させながら凹面基板１０４に押し当てることにより、溝パターン１０１ｃが紫外線硬化樹脂１０３に転写される。【００２１】
なお、図１Ｂでは平面金型１０１の押し当て面１０１ｂ側を真空にし、押し当て面１０１ｂの裏面である裏面１０１ａ側を大気圧としているが、押し当て面１０１ｂ側を減圧せずに、平面金型１０１の裏面１０１ａ側を加圧しても良い。また、この加圧は、空気やそのほかのガスなどの気体及び、水や油などの液体を含む流体により加圧しても良い。【００２２】
続いて、平面金型１０１の押し当て面１０１ｂにより紫外線硬化樹脂１０３が所望の形状になった時点で、冶具１０２の底面から紫外線照射装置１０６を用いて紫外線を照射し（図１Ｃ参照）、この紫外線により、紫外線硬化樹脂１０３を硬化させる。本実施例によれば、平面回折格子マスタの溝パターン１０１ｃを有する平面金型１０１を、大気圧を用いて表面に紫外線硬化樹脂１０３を塗布した凹面基板１０４に押し当て、押し当てた状態で凹面基板１０４に紫外線を照射し紫外線硬化樹脂１０３を硬化させる。【００２３】
続いて、平面金型１０１と凹面基板１０４とを剥離する（図１Ｄ参照）。【００２４】
最後に、溝パターン１０１ｃが転写されて硬化した紫外線硬化樹脂１０３上にＡｌ（アルミニウム）などの反射膜１０７を例えば蒸着により成膜して、凹面回折格子１０８を作製する（図１Ｅ参照）。【００２５】
なお、図１Ａに示す凹面基板１０４には、紫外線の透過率が高い材質（例えば合成石英ガラスやフッ化カルシウム）を用いる。【００２６】
本実施例によれば、図１Ｂに示すように、平面金型１０１の押し当て面１０１ｂ側とその裏面１０１ａ側との圧力差により、平面金型１０１を湾曲させ凹面基板１０４に倣わせることで、荷重分布を均一にすることができるため、高い面精度を有する凹面回折格子１０８を提供することが可能となる。【００２７】
また、本実施例によれば、特開２０１４−１８２３０１号公報に示されている凸面基板が不要となるため、トロイド面回折格子や自由曲面への回折格子パターンの転写も可能となる。【００２８】
また、本実施例によれば、冶具１０２の内部を減圧するときに、同時に紫外線硬化樹脂１０３内部の気泡を除去することができるため、製造時の歩留まりを改善することができる。【００２９】
更に、本実施例によれば、紫外線硬化樹脂１０３を用いた光硬化反応を適用することで、従来の接着剤（樹脂）を用いた方法と比べて硬化時間を短縮することも可能である。なお、紫外線以外で硬化する光硬化樹脂を用いてもよい。【００３０】
図２は、本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示すフローチャートである。【００３１】
先ず、押し当て面１０１ｂに回折格子の溝パターン１０１ｃを有する平面金型１０１の押し当て面１０１ｂを、凹面１０４ａに紫外線硬化樹脂１０３を塗布した凹面基板１０４の凹面１０４ａに対向させて、平面金型１０１及び凹面基板１０４を配置する（ステップＳ２１０）。【００３２】
次に、平面金型１０１を大気圧によって加圧して、押し当て面１０１ｂを凹面１０４ａに塗布された紫外線硬化樹脂１０３に押し当てる（ステップＳ２１１）。【００３３】
次に、押し当て面１０１ｂが押し当てられたことで溝パターン１０１ｃが転写された紫外線硬化樹脂１０３に紫外線を照射して硬化させる（ステップＳ２１２）。【００３４】
本実施例によれば、荷重不均一性を改善することができ、高い面精度を有する凹面回折格子を製造することができる。【００３５】
なお、ステップＳ２１１では、例えば、平面金型１０１の押し当て面１０１ｂの側と、押し当て面１０１ｂの裏面１０１ａの側との圧力差によって、押し当て面１０１ｂを紫外線硬化樹脂１０３に押し当てる。このようにすることによって、簡単な構成で、押し当て面１０１ｂを紫外線硬化樹脂１０３側に寄せることができる。【００３６】
なお、ステップＳ２１１では、例えば、押し当て面１０１ｂ側で排気し裏面１０１ａ側の大気圧によって、押し当て面１０１ｂを紫外線硬化樹脂１０３に押し当てる。このようにすることによって、簡単な構成で、押し当て面１０１ｂを紫外線硬化樹脂１０３側に寄せることができる。【００３７】
なお、ステップＳ２１２では、紫外線照射装置１０６で紫外線を照射して紫外線硬化樹脂１０３を硬化させる。このようにすることによって、樹脂の効果時間を短縮することができる。【００３８】
なお、凹面１０４ａは、球面またはトロイド面である。このようにすることによって、球面またはトロイド面を有する凹面回折格子を製造することができる。【００３９】
なお、平面金型１０１は、押し当て面１０１ｂを有する金属膜２０３（図３Ａ〜図３Ｄ参照）と、金属膜２０３を支持するベース部材２０５（図３Ａ〜図３Ｄ参照）と、を備えて成る。このようにすることによって、溝パターン１０１ｃを有する金属膜２０３を確実に支持することができ、溝パターン１０１ｃを正確に紫外線硬化樹脂１０３に転写することができる。【００４０】
次に、図１に示した平面金型１０１の製造方法について、図３Ａ〜図３Ｄを用いて説明する。図３Ａ〜図３Ｄは、本発明の実施例１に係る平面金型の製造方法を示す図である。【００４１】
先ず、平面回折格子マスタ２０１に剥離層２０２及び金属膜２０３を形成する（図３Ａ参照）。【００４２】
次に、図３Ａで形成した金属膜２０３の上から接着剤２０４を塗布する（図３Ｂ参照）。【００４３】
続いて、平面回折格子マスタ２０１における接着剤２０４を塗布した面にベース部材２０５を載せ、金属膜２０３とベース部材２０５とを接着する（図３Ｃ参照）。ベース部材２０５は、押し当て面１０１ｂを有する金属膜２０３を支持する。ベース部材２０５は、凹面基板１０４の凹面１０４ａに塗布した紫外線硬化樹脂１０３に倣って湾曲可能な例えばホイル状の部材であり、本実施例において、ベース部材２０５の材質としては、紫外線硬化樹脂１０３を硬化させるために紫外線を反射する材質であることが望ましく、具体的には、アルミニウムやニッケルなどの金属または、シリコンなどを用いることができる。また、ベース部材２０５は湾曲可能であることが必要であるので、アルミニウムやニッケルなどの金属を用いることができるし、シリコンは降伏点に達しない範囲であれば使用することができる。ベース部材２０５は、湾曲した後に元に戻る弾性力を有する部材であってもよいし、湾曲した形状を維持する部材であってもよい。【００４４】
続いて、剥離層２０２によって、平面回折格子マスタ２０１から金属膜２０３を剥離して、平面金型１０１を作製する（図３Ｄ参照）。【００４５】
なお、図３Ａで使用する平面回折格子マスタ２０１は、平面回折格子として十分な光学性能を有していればよく、その平面回折格子の加工方法については限定しない（例えば、機械刻線方式、フォトリソグラフィー方式、ホログラフィック露光方式など）。【００４６】
本実施例において、剥離層２０２は、金属膜２０３と平面回折格子マスタ２０１との接触を防止し、剥離しやすくするために設けている。【００４７】
次に、平面金型１０１と冶具１０２の固定方法について、図４Ａ及び図４Ｂを用いて説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、本発明の実施例１に係る平面金型と冶具の固定方法を示す図であって、図４Ａは、平面金型１０１を冶具１０２に固定した状態を示す斜視図であり、図４Ｂは、図４ＡのＡ−Ａ’断面図である。【００４８】
図４Ｂに示すように、冶具１０２に凹面基板１０４を取り付けた状態で、平面金型１０１を冶具１０２に設置する。平面金型１０１には固定用の開口部１０２ａが複数設けており、開口部１０２ａに固定用ネジ３０１を挿入し、さらに平面金型１０１の固定用開口部４０１に固定用ネジ３０１を貫通させて、平面金型１０１を冶具１０２に固定する。冶具側面部３０３の材質は、平面金型１０１を固定でき、また冶具１０２の内部と外部との圧力差によって変形しない材質であればよく、例えば、ステンレス鋼を用いる。また冶具底面部３０４については紫外線を透過する材質であればよく、例えば合成石英ガラスやフッ化カルシウムを用いる。【００４９】
次に、平面金型１０１に設けた固定用開口部４０１の位置について図５を用いて説明する。図５は、平面金型１０１に設けた固定用開口部４０１の位置を示す図であって、平面金型１０１を上から見た平面図である。【００５０】
図５の例では、四角形の板状部材である平面金型１０１の４つの辺のそれぞれに固定用開口部４０１を設けており、固定用開口部４０１を４か所に設けた場合を示している。【００５１】
固定用開口部４０１の加工には機械加工、エッチングまたはレーザー加工を用いる。固定用開口部４０１は、平面金型１０１と冶具１０２とが固定でき、ネジの締め付けにより冶具１０２の変形が発生しないように、例えば、平面金型１０１の中心を対称の中心としたとき、ある固定用開口部４０１を他の固定用開口部４０１と点対称な位置に設けることが好ましい。【００５２】
本実施例によれば、凹面回折格子１０８として、球面回折格子、トロイド面回折格子を製造することができる。ここで、凹面回折格子１０８の具体的な形状の例について説明する。【００５３】
図６は、球面回折格子を示す図である。図６の凹面回折格子１０８ａは球面回折格子である。球面回折格子は、軸方向で一様の曲率半径を有する球面状の回折格子である。【００５４】
図７は、トロイド面回折格子を示す図である。図７の凹面回折格子１０８ｂはトロイド面回折格子である。トロイド面回折格子は、球面回折格子とは異なり、直交する２軸で曲率半径が異なるトロイド面を有する。図７に示すＡ−Ａ方向とＢ−Ｂ方向では曲率半径が異なる。【００５５】
したがって、トロイド面に関して、特開２０１４−１８２３０１号公報では凹凸面の基板で挟み込み、曲面回折格子を作製するため、均一に押しつけることのできる凹凸面のトロイド面を有する基板を作製する必要がある。一方、本実施例の図１に示した方法では、凹面基板１０４に、平面金型１０１の平面回折格子を倣わせて転写するため、凸面基板を作製する必要がない。【００５６】
なお、凹面回折格子の製造装置は、押し当て面１０１ｂに回折格子の溝パターン１０１ｃを有する平面金型１０１の押し当て面１０１ｂを、凹面１０４ａに紫外線硬化樹脂１０３を塗布した凹面基板１０４の凹面１０４ａに対向させて、平面金型１０１及び凹面基板１０４を配置する配置部（例えば、冶具１０２）と、平面金型１０１を大気圧によって加圧して、押し当て面１０１ｂを凹面１０４ａに塗布された紫外線硬化樹脂１０３に押し当てる押し当て部（例えば、排気口１０５及び不図示の吸引装置）と、押し当て面１０１ｂが押し当てられたことで溝パターン１０１ｃが転写された紫外線硬化樹脂１０３に紫外線を照射して硬化させる硬化部（例えば、紫外線照射装置１０６）と、を含む。【００５７】
なお、凹面回折格子１０８は、上述の製造方法によって製造されたものである。
【実施例２】
【００５８】
以下、本発明の実施例２に係る凹面回折格子の製造方法について図８Ａ〜図８Ｅを用いて説明する。図８Ａ〜図８Ｅは、本発明の実施例２に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。本実施例では、実施例１とは異なり、平面金型１０１の溝パターン１０１ｃを凹面基板１０４に転写させるときに用いる樹脂として、加熱により硬化する熱硬化樹脂７０１を用いる例を示す。【００５９】
先ず本実施例では、平面金型１０１と、熱硬化樹脂７０１を凹面１０４ａに塗布した凹面基板１０４と、を冶具１０２に設置する（図８Ａ参照）。このとき、平面金型１０１の押し当て面１０１ｂを凹面基板１０４の凹面１０４ａに対向させて配置する。【００６０】
次に、冶具１０２に設けた排気口１０５から排気することにより、冶具１０２内部の圧力を減圧し大気圧により平面金型１０１を湾曲させながら凹面基板１０４に押し当てる（図８Ｂ参照）。平面金型１０１の押し当て面１０１ｂには、回折格子の溝パターンである溝パターン１０１ｃが設けられており、平面金型１０１を湾曲させながら凹面基板１０４に押し当てることにより、溝パターン１０１ｃが熱硬化樹脂７０１に転写される。【００６１】
なお、図８Ｂでは平面金型１０１の押し当て面１０１ｂ側を真空にし、その裏面１０１ａ側を大気圧としているが、押し当て面１０１ｂ側を減圧せずに、平面金型１０１の裏面１０１ａ側を加圧しても良い。また、この加圧は、空気やそのほかのガスなどの気体により加圧しても良いし、水や油などの液体により加圧しても良い。【００６２】
続いて、平面金型１０１の押し当て面１０１ｂにより熱硬化樹脂７０１が所望の形状になった時点で、冶具１０２の上面から熱発生装置７０２を用いて平面金型１０１を加熱し（図８Ｃ参照）、この加熱により、熱硬化樹脂７０１を硬化させる。【００６３】
続いて、平面金型１０１と凹面基板１０４とを剥離する（図８Ｄ参照）。【００６４】
最後に、溝パターン１０１ｃが転写されて硬化した熱硬化樹脂７０１上にＡｌ（アルミニウム）などの反射膜１０７を例えば蒸着により成膜して、凹面回折格子１０８´を作製する（図８Ｅ参照）。【００６５】
本実施例においては、平面金型１０１のベース部材２０５の材料としては、紫外線を反射する必要はないが、熱をかけたときに変形が少ない（線膨張係数が小さい）材料であることが望ましく、具体的にはアルミニウム、ニッケル、銅などの金属を用いることができる。【００６６】
なお、本実施例によれば、紫外線硬化樹脂１０３に代えて熱硬化樹脂７０１を用いることで、凹面基板１０４に紫外線の透過率が高い材料を使用する必要がなくなるため、安価な材料で凹面基板１０４を作製できるようになるため製造原価を低減することができる。【００６７】
本実施例のように、熱硬化樹脂７０１を用いた場合でも、平面金型１０１の押し当て面１０１ｂ側と裏面１０１ａ側との圧力差により、平面金型１０１を湾曲させ凹面基板１０４に倣わせることで、荷重分布を均一にするこができるため、高い面精度を有する凹面回折格子１０８´を提供することが可能となる。【００６８】
また、本実施例によれば、特開２０１４−１８２３０１号公報に示されている凸面基板が不要となるため、トロイド面回折格子や自由曲面への回折格子パターンの転写も可能となる。【００６９】
また、本実施例によれば、冶具１０２の内部を減圧するときに、同時に熱硬化樹脂７０１内部の気泡を除去することができるため、製造時の歩留まりを改善することができる。【００７０】
図９は、本発明の実施例２に係る凹面回折格子の製造方法を示すフローチャートである。【００７１】
先ず、押し当て面１０１ｂに回折格子の溝パターン１０１ｃを有する平面金型１０１の押し当て面１０１ｂを、凹面１０４ａに紫外線硬化樹脂１０３を塗布した凹面基板１０４の凹面１０４ａに対向させて、平面金型１０１及び凹面基板１０４を配置する（ステップＳ９１０）。【００７２】
次に、平面金型１０１を大気圧によって加圧して、押し当て面１０１ｂを凹面１０４ａに塗布された熱硬化樹脂７０１に押し当てる（ステップＳ９１１）。【００７３】
次に、押し当て面１０１ｂが押し当てられたことで溝パターン１０１ｃが転写された熱硬化樹脂７０１を加熱して硬化させる（ステップＳ９１２）。【００７４】
なお、ステップＳ９１２では、熱発生装置７０２で熱硬化樹脂７０１を加熱して硬化させる。このようにすることによって、凹面基板１０４の材料を紫外線透過部材とする必要がなく、安価な材料を用いて製造コストを低減することができる。【００７５】
以上説明したように、本発明によれば、平面金型を凹面基板に押し当てる際に、平面金型の押し当て面と裏面との間の圧力差を用いるため平面金型を湾曲させて均一の荷重で凹面基板及び凹面基板上に塗布した紫外線硬化樹脂を押すことができる。したがって、従来の課題である片当たりによる荷重不均一性を改善することができ、高い面精度を有する凹面回折格子の製造が可能となる。更に、作製が困難なトロイド面や自由曲面を有する凹凸基板を作製することなく、平面金型の溝パターンを直接、トロイド面や自由曲面を有する凹面基板及び凹面基板上に塗布した紫外線硬化樹脂に転写することができる。また、紫外線硬化樹脂を用いることで、硬化時間を従来の接着剤（樹脂）を用いた方法に比べて、製造時間を短縮できる。【００７６】
尚、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、様々な変形例が含まれる。例えば、上記した実施形態は本発明を分かりやすく説明するために詳細に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成を備えるものに限定されるものではない。また、ある実施形態の構成の一部を他の実施形態の構成に置き換えることが可能であり、また、ある実施形態の構成に他の実施形態の構成を加えることも可能である。また、各実施形態の構成の一部について、他の構成の追加・削除・置換をすることが可能である
【符号の説明】
【００７７】
１０１…平面金型、１０２…冶具、１０３…紫外線硬化樹脂、１０４…凹面基板、１０５…排気口、１０６…紫外線照射装置、１０７…反射膜、１０８…凹面回折格子、２０１…平面回折格子マスタ、２０２…剥離層、２０３…金属膜、２０４…接着剤、２０５…ベース部材、３０１…固定用ネジ、３０２…冶具上面開口部、３０３…冶具側面部、３０４…冶具底面部、４０１…固定用開口部、７０１…熱硬化樹脂、７０２…熱発生装置
【図１Ａ】
2020021989.tif 000003
【図１Ｂ】
2020021989.tif 000004
【図１Ｃ】
2020021989.tif 000005
【図１Ｄ】
2020021989.tif 000006
【図１Ｅ】
2020021989.tif 000007
【図２】
2020021989.tif 000008
【図３Ａ】
2020021989.tif 000009
【図３Ｂ】
2020021989.tif 000010
【図３Ｃ】
2020021989.tif 000011
【図３Ｄ】
2020021989.tif 000012
【図４Ａ】
2020021989.tif 000013
【図４Ｂ】
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【図５】
2020021989.tif 000015
【図６】
2020021989.tif 000016
【図７】
2020021989.tif 000017
【図８Ａ】
2020021989.tif 000018
【図８Ｂ】
2020021989.tif 000019
【図８Ｃ】
2020021989.tif 000020
【図８Ｄ】
2020021989.tif 000021
【図８Ｅ】
2020021989.tif 000022
【図９】
2020021989.tif 000023
【手続補正書】
【提出日】令和2年5月13日(2020.5.13)
【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】
凹面回折格子の製造方法であって、
押し当て面に回折格子の溝パターンを有する平面金型の前記押し当て面を、球面またはトロイド面である凹面に樹脂を塗布した凹面基板の前記凹面に対向させて、前記平面金型及び前記凹面基板を配置する工程と、
前記平面金型を流体によって加圧して変形させ、前記押し当て面を前記凹面に塗布された前記樹脂に押し当てる工程と、
前記押し当て面が押し当てられたことで前記溝パターンが転写された前記樹脂を硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記押し当てる工程は、前記平面金型の前記押し当て面の側と、前記押し当て面の裏面の側との圧力差によって、前記押し当て面を前記樹脂に押し当てる、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記押し当てる工程は、前記押し当て面の側で排気し前記裏面の側の大気圧によって、前記押し当て面を前記樹脂に押し当てる、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記樹脂は紫外線硬化樹脂であり、
前記硬化させる工程は、前記樹脂に紫外線を照射することで該樹脂を硬化させる、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記樹脂は熱硬化樹脂であり、
前記硬化させる工程は、前記樹脂を加熱することで該樹脂を硬化させる、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記平面金型は、前記押し当て面を有する金属膜と、前記金属膜を支持するベース部材と、を備えて成る、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項８】
凹面回折格子の製造装置であって、
押し当て面に回折格子の溝パターンを有する平面金型の前記押し当て面を、凹面に樹脂を塗布した凹面基板の前記凹面に対向させて、前記平面金型及び前記凹面基板を配置する配置部と、
前記平面金型を流体によって加圧して、前記押し当て面を前記凹面に塗布された前記樹脂に押し当てる押し当て部と、
前記押し当て面が押し当てられたことで前記溝パターンが転写された前記樹脂を硬化させる硬化部と、
を含むことを特徴とする凹面回折格子の製造装置。
【請求項９】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法により製造したことを特徴とする凹面回折格子。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００３】
て、押し当て面に回折格子の溝パターンを有する平面金型の前記押し当て面を、球面またはトロイド面である凹面に樹脂を塗布した凹面基板の前記凹面に対向させて、前記平面金型及び前記凹面基板を配置する工程と、前記平面金型を流体によって加圧して変形させ、前記押し当て面を前記凹面に塗布された前記樹脂に押し当てる工程と、前記押し当て面が押し当てられたことで前記溝パターンが転写された前記樹脂を硬化させる工程と、を含むことを特徴とする。
発明の効果
［００１４］
本発明によれば、荷重不均一性を改善することができ、高い面精度を有する凹面回折格子を製造することができる凹面回折格子の製造方法及び製造装置を提供することができる。
［００１５］
上記した以外の本発明の課題、構成、作用及び効果は、以下の実施例の説明により明らかにされる。
図面の簡単な説明
［００１６］
［図１Ａ］本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
［図１Ｂ］本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
［図１Ｃ］本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
［図１Ｄ］本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
［図１Ｅ］本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示す図である。
［図２］本発明の実施例１に係る凹面回折格子の製造方法を示すフローチャートである。
［図３Ａ］本発明の実施例１に係る平面金型の製造方法を示す図である。
［図３Ｂ］本発明の実施例１に係る平面金型の製造方法を示す図である。
［図３Ｃ］本発明の実施例１に係る平面金型の製造方法を示す図である。
［図３Ｄ］本発明の実施例１に係る平面金型の製造方法を示す図である。
［図４Ａ］本発明の実施例１に係る平面金型と冶具の固定方法を示す図である。
［図４Ｂ］本発明の実施例１に係る平面金型と冶具の固定方法を示す図である。
［図５］平面金型に設けた固定用開口部の位置を示す図である。
［図６］球面回折格子を示す図である。
【手続補正書】
【提出日】令和2年8月24日(2020.8.24)
【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】
凹面回折格子の製造方法であって、
押し当て面に回折格子の溝パターンを有する平面金型の前記押し当て面を、球面またはトロイド面である凹面に樹脂を塗布した凹面基板の前記凹面に対向させて、前記平面金型及び前記凹面基板を配置する工程と、
前記平面金型を流体によって加圧して変形させ、前記押し当て面を前記凹面に塗布された前記樹脂に押し当てる工程と、
前記押し当て面が押し当てられたことで前記溝パターンが転写された前記樹脂を硬化させる工程と、
を含むことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記押し当てる工程は、前記平面金型の前記押し当て面の側と、前記押し当て面の裏面の側との圧力差によって、前記押し当て面を前記樹脂に押し当てる、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項３】
請求項２に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記押し当てる工程は、前記押し当て面の側で排気し前記裏面の側の大気圧によって、前記押し当て面を前記樹脂に押し当てる、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記樹脂は紫外線硬化樹脂であり、
前記硬化させる工程は、前記樹脂に紫外線を照射することで該樹脂を硬化させる、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項５】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記樹脂は熱硬化樹脂であり、
前記硬化させる工程は、前記樹脂を加熱することで該樹脂を硬化させる、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項６】
（削除）
【請求項７】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記平面金型は、前記押し当て面を有する金属膜と、前記金属膜を支持するベース部材と、を備えて成る、
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【請求項８】
凹面回折格子の製造装置であって、
押し当て面に回折格子の溝パターンを有する平面金型の前記押し当て面を、凹面に樹脂を塗布した凹面基板の前記凹面に対向させて、前記平面金型及び前記凹面基板を配置する配置部と、
前記平面金型を流体によって加圧して、前記押し当て面を前記凹面に塗布された前記樹脂に押し当てる押し当て部と、
前記押し当て面が押し当てられたことで前記溝パターンが転写された前記樹脂を硬化させる硬化部と、
を含むことを特徴とする凹面回折格子の製造装置。
【請求項９】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法により製造したことを特徴とする凹面回折格子。
【請求項１０】
請求項１に記載の凹面回折格子の製造方法において、
前記配置する工程では、
冶具に前記凹面基板を取り付けた状態で、前記平面金型を前記冶具に設置することで、前記平面金型及び前記凹面基板を配置し、
前記平面金型の中心を対称の中心とする点対称な位置に設けた固定用開口部を用いて前記平面金型と前記冶具とを固定する
ことを特徴とする凹面回折格子の製造方法。
【国際調査報告】
2020021989.tif 000024
2020021989.tif 000025
2020021989.tif 000026
2020021989.tif 000027