マスタ型、マスタの作成方法及びマスタ
【課題】光学素子を成形する成形型のマスタ作成の際に、材料のはみ出しを防止でき、高い精度で転写できるマスタ型及びその作成方法を提供する。
【解決手段】基板部１の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するため、成形体の形状に一致するマスタ型であって、この型は、マスタを構成する基板３１の表面に、樹脂からなる造形材料を変形させて成形部に対応する造形部の形状を形成する型面を備え、該型面は、光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部２１と、基板３１に対面する平面からなる平面部２０ａと、転写部２１と平面部２０ａの間で転写部２１を囲んで形成される凹部であって、転写部２１と基板３１の表面との間の空間に収納しきれない造形材料を収納する空間を構成する樹脂収納凹部２２とからなり、転写部２１の表面の樹脂１０Ｒに対する濡れ性が、樹脂収納凹部２２の表面の樹脂１０Ｒに対する濡れ性より高い。
【解決手段】基板部１の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するため、成形体の形状に一致するマスタ型であって、この型は、マスタを構成する基板３１の表面に、樹脂からなる造形材料を変形させて成形部に対応する造形部の形状を形成する型面を備え、該型面は、光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部２１と、基板３１に対面する平面からなる平面部２０ａと、転写部２１と平面部２０ａの間で転写部２１を囲んで形成される凹部であって、転写部２１と基板３１の表面との間の空間に収納しきれない造形材料を収納する空間を構成する樹脂収納凹部２２とからなり、転写部２１の表面の樹脂１０Ｒに対する濡れ性が、樹脂収納凹部２２の表面の樹脂１０Ｒに対する濡れ性より高い。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスタ型、マスタの作成方法及びマスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの電子機器の携帯端末には、小型で薄型な撮像ユニットが搭載されている。このような撮像ユニットは、一般に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの固体撮像素子と、固体撮像素子上に被写体像を形成するためのレンズと、を備えている。
【０００３】
携帯端末の小型化・薄型化に伴って撮像ユニットの小型化・薄型化が要請されている。また、携帯端末のコストの低下を図るため、製造工程の効率化が望まれている。このような小型かつ多数のレンズを製造する方法としては、基板部に複数のレンズを形成した構成であるウェハレベルレンズアレイを製造し、該基板部を切断して複数のレンズをそれぞれ分離させることでレンズモジュールを量産する方法が知られている。
【０００４】
また、複数のレンズ部が形成された基板部と複数の固体撮像素子が形成された半導体ウェハとを一体に組み合わせ、各レンズ部と固体撮像素子をセットとして含むように基板部とともに半導体ウェハを切断することで撮像ユニットを量産する方法が知られている。
【０００５】
従来、ウェハレベルレンズの製造方法としては、例えば次の工程によりウェハレベルレンズアレイを製造する例がある。このような製造方法としては下記特許文献１に示すものがある。
（１）ウェハ上に造形材料である樹脂を塗布した状態で、１つの転写体（以下、マスタ型という。）の形状を造形材料に転写する。
（２）マスタ型の形状を転写する工程を１５００〜２４００回程度繰り返し、１つのウェハ上に１５００〜２４００個のレンズ部の形状と同じ形状の造形部を持つマスタを作成する。
（３）マスタにおける、レンズ部と同じ形状の造形部が造形された面に、電鋳によってＮｉ等の金属イオンを堆積させてスタンパ（Ｎｉ電鋳型）を製造する。
（４）スタンパを一対の成形型としてウェハレベルレンズアレイの成形に適用し、これら一対の成形型のうち下型に光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を供給する。
（５）供給された樹脂を上型のウェハレベルレンズアレイ用成形型で押圧することによって上型及び下型の成形面に倣って樹脂を変形させる。
（６）樹脂に光又は熱を照射して硬化させることでウェハレベルレンズアレイを成形する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００８／１５３１０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のように、マスタを作成する際に、基板にマスタ型で造形材料を押し付けて成形することで、各造形部の形成を繰り返していく手順が行われる。このとき、基板上に供給された造形材料である樹脂をマスタ型で押圧、変形させる際に、造形材料が基板とマスタ型の間からはみ出してしまう可能性がある。基板とマスタ型の間から造形材料がはみ出すと、マスタを構成する基板の表面が汚れるだけでなく、はみ出した部位で成形するときにマスタ型と基板とが適正に密着させることができなくなり、造形部の形状を転写させる精度が低下する。
また、はみ出した造形材料を拭き取るのは時間がかかり、生産性が低下してしまう。はみ出した造形材料が硬化した場合には、除去することが困難になってしまう。
更に、マスタ型を基板に押し当てて、造形材料として用いた紫外線硬化性樹又は熱硬化性の樹脂を変形させて硬化させると、これらの樹脂は硬化に伴って収縮する性質があるため、収縮した樹脂が、マスタ型の転写部の表面から離れてしまい、転写部の形状が適正に転写されなくなることも懸念される。
【０００８】
本発明は、ウェハレベルレンズアレイ等の成形体を成形するのに用いる成形型の反転形状に一致するマスタを作成する際に、樹脂のはみ出しを防止でき、また、マスタを構成する造形部を高い精度で転写できるマスタ型及びマスタの作成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基板部の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するため、前記成形体の形状に一致するマスタを作成するマスタ型であって、
該マスタ型は、前記マスタを構成する基板の表面に、樹脂からなる造形材料を変形させて前記成形部に対応する造形部の形状を形成する型面を備え、該型面は、前記光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部と、前記基板に対面する平面からなる平面部と、前記転写部と前記平面部の間で前記転写部を囲んで形成される凹部であって、前記転写部と前記基板の表面との間の空間に収納しきれない前記造形材料を収納する空間を構成する樹脂収納凹部とからなり、前記転写部の表面の前記樹脂に対する濡れ性が、前記樹脂収納凹部の表面の前記樹脂に対する濡れ性より高いマスタ型である。
【００１０】
このマスタ型は、マスタを構成する基板に造形部を成形する際に、造形部の形状を転写する転写部と基板との間から流動する造形材料の一部を、樹脂収納凹部と基板との間の空間で収容することができる。このため、造形材料が基板とマスタ型との間からはみ出ることを抑えることができる。また、転写部では濡れ性が高く、樹脂収納凹部では濡れ性が低くなるようにすることで、造形材料を転写部と基板との間で保持させつつ変形させることができる。このため、造形材料と転写部との密着性が高められ、造形部を高い精度で転写できる。
【００１１】
また、上記マスタ型を用いたマスタの作成方法によれば、マスタ型と基板との間から造形材料がはみ出すことを抑え、基板の表面が汚れることを防止しつつ、造形部を転写できる。また、転写部と樹脂収納凹部のそれぞれの表面の濡れ性を調整することによって造形部を転写する転写部と造形材料との密着が保たれるため、適正な形状を有する造形部を備えたマスタを得ることができる。
【００１２】
また、本発明は、基板部の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するための前記成形体の形状に一致するマスタを作成するためのマスタ型であって、
該マスタ型は、先端面に少なくとも前記光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部を有する移動型部と、該移動型部の前記先端面の周囲を覆う胴型部とからなるマスタ型である。
このマスタ型は、マスタを構成する基板に造形部を成形する際に、基板に開口を当接させた胴型部の内部で、移動型部の先端面を造形材料に押し付けることで造形部を転写することができる。このため、造形材料が基板とマスタ型との間からはみ出ることを抑えることができる。また、造形材料の移動が胴型部の内部にとどめられるため、造形材料と転写部との密着性が高められ、造形部を高い精度で転写できる。
【００１３】
また、本発明は、上記マスタ型を用いたマスタの作成方法であって、前記マスタを構成する前記基板の表面に供給された造形材料を前記胴型部の内側面で囲んで、前記胴型部の前記開口の全面を前記基板の表面に当接させ、前記移動型部の前記先端面を前記基板を接近させて前記造形材料を押圧して変形させ、この状態でエネルギーを付加して前記変形された前記造形材料を硬化させて造形部を形成するマスタの作成方法である。この方法によれば、マスタ型と基板との間から造形材料がはみ出すことを抑え、基板の表面が汚れることを防止しつつ、造形部を形成できる。また、胴型部の内部でのみ造形材料を変形させて造形部を転写することで、転写部と造形材料との密着が保たれ、適正な形状を有する造形部を備えたマスタを得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ウェハレベルレンズアレイ等の成形体を成形するのに用いる成形型の形状に一致するマスタを作成する際に、造形材料のはみ出しを防止でき、また、マスタを構成する造形部を高い精度で転写できるマスタ型及びマスタの作成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ウェハレベルレンズアレイの構成の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示すウェハレベルレンズアレイの構成のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】レンズモジュールの構成の一例を示す断面図である。
【図４】撮像ユニットの構成の一例を示す断面図である。
【図５】５Ａ〜５Ｄは、マスタを製造する手順を示す図である。
【図６】６Ａ〜６Ｃは、基板に複数の造形部を転写した後で、更に樹脂を埋め込む手順を示す図である。
【図７】７Ａ及び７Ｂは、マスタを用いてウェハレベルレンズアレイの成形型を作成する手順の一例を示す図である。
【図８】型に成形材料である樹脂を供給している状態を示す図である。
【図９】９Ａから図９Ｄは、基板部にレンズ部を成形する手順を説明する図である。
【図１０】１０Ａ及び１０Ｂは、基板部にレンズ部を成形する際の別の手順を説明する図である。
【図１１】１１Ａから１１Ｇは、マスタ型によって転写されるマスタの造形部の形状のパターンを例示するものである。
【図１２】１２Ａから１２Ｃは、マスタ型の型面を平面視した状態における転写部の形状の例を示す図である。
【図１３】１３Ａ及び１３Ｂは、マスタの基板に供給された造形材料にマスタ型の型面を押し付ける手順の変形例を説明する図である。
【図１４】マスタ型の例を示す図である。
【図１５】転写部及び樹脂収納凹部の少なくとも一方の表面に被覆部を設ける構成を説明する図である。
【図１６】１６Ａ〜１６Ｄは、マスタを製造する手順を示す図である。
【図１７】造形材料を硬化させる手順を示す図である。
【図１８】造形部の形状の一例を示す図である。
【図１９】１９Ａから１９Ｃは、基板に複数の造形部を転写した後で、更に樹脂を埋め込む手順を示す図である。
【図２０】２０Ａ及び２０Ｂは、マスタ型で造形部を転写する手順の他の例を示す図である。
【図２１】２１Ａ及び２１Ｂは、転写部と周囲型部の構成例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
基板部の表面に配列された複数の成形部を有する成形体としては、例えば、ウェハレベルレンズアレイがある。以下、成形体の一例としてウェハレベルレンズアレイを例に説明するが、成形体はこれに限定されない。
【００１７】
先ず、ウェハレベルレンズアレイ、レンズモジュールと撮像ユニットの構成について説明する。
【００１８】
図１は、ウェハレベルレンズアレイの構成の一例を示す平面図である。図２は、図１に示すウェハレベルレンズアレイの構成のＡ−Ａ線断面図である。
ウェハレベルレンズアレイは、基板部１と、該基板部１に配列された複数のレンズ部１０とを備えている。複数のレンズ部１０は、基板部１に対して１次元又は２次元に配列されている。レンズ部１０は成形部に相当する。図２に見られるように、基板部１の両面に複数のレンズ部１０が配列されている。この構成例では、図１のように、複数のレンズ部１０が、基板部１に対して２次元に配列されている構成を例に説明する。レンズ部１０は、基板部１と同じ材料から構成され、該基板部１に一体成形されたものである。レンズ部１０の形状は、特に限定されず、用途などによって適宜変形される。
【００１９】
図３は、レンズモジュールの構成の一例を示す断面図である。
レンズモジュールは、基板部１と、及び該基板部１に一体成形されたレンズ部１０とを含んだ構成であり、例えば図１及び図２に示すウェハレベルレンズアレイの基板部１をダイシングし、レンズ部１０ごとに分離させたものを用いる。
【００２０】
基板部１の一方の面又は両方の面には、他の部材と重ね合わせるときの間隔を確保するためのスペーサ１２が設けられていてもよい。スペーサ１２は、例えば、基板部１の面から突出する壁状の部材で、レンズ部１０の周囲の一部又は全部を囲うように設けられている。スペーサ１２は、ダイシングする境界に位置し、ダイシングによって同時に分離され、各レンズモジュールの基板部１に付属する。また、スペーサ１２は、基板部１に同じ成形材料によって一体に成形されていてもよい。
【００２１】
図４は、撮像ユニットの構成の一例を示す断面図である。
撮像ユニットは、上述のレンズモジュールと、センサモジュールとを備える。レンズモジュールのレンズ部１０は、センサモジュール側に設けられた固体撮像素子Ｄに被写体像を結像させる。レンズモジュールの基板部１とセンサモジュールの半導体基板Ｗとが、互いに略同一となるように平面視略矩形状に成形されている。
【００２２】
センサモジュールは、半導体基板Ｗと、半導体基板Ｗに設けられた固体撮像素子Ｄを含んでいる。半導体基板Ｗは、例えばシリコンなどの半導体材料で形成されたウェハを平面視略矩形状に切り出して成形されている。固体撮像素子Ｄは、半導体基板Ｗの略中央部に設けられている。固体撮像素子Ｄは、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサである。センサモジュールは、チップ化された固体撮像素子Ｄを配線等が形成された半導体基板上にボンディングした構成とすることができる。又は、固体撮像素子Ｄは、半導体基板Ｗに対して周知の成膜工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、不純物添加工程等を繰り返し、該半導体基板に電極、絶縁膜、配線等を形成して構成されてもよい。
【００２３】
レンズモジュールは、その基板部１がスペーサ１２を介してセンサモジュールの半導体基板Ｗの上に重ね合わされている。レンズモジュールのスペーサ１２とセンサモジュールの半導体基板Ｗとは、例えば接着剤などを用いて接合される。スペーサ１２は、レンズモジュールのレンズ部１０がセンサモジュールの固体撮像素子Ｄ上で被写体像を結像させるように設計され、レンズ部１０がセンサモジュールに接触しないように、該レンズ部１０と固体撮像素子Ｄとの間に所定の距離を隔てる厚みで形成されている。
【００２４】
スペーサ１２は、レンズモジュールの基板部１とセンサモジュールの半導体基板Ｗとを所定の距離を隔てた位置関係を保持することができる範囲で、その形状は特に限定されず適宜変形することができる。また、スペーサ１２は、センサモジュールの固体撮像素子Ｄの周囲を取り囲むような枠状の部材であってもよい。固体撮像素子Ｄを枠状のスペーサ１２によって取り囲むことで外部から隔絶すれば、固体撮像素子Ｄにレンズを透過する光以外の光が入射しないように遮光することができる。また、固体撮像素子Ｄを外部から密封することで、固体撮像素子Ｄに塵埃が付着することを防止できる。
【００２５】
なお、図３に示すレンズモジュールは、レンズ部１０が形成された基板部１を１つ備えた構成であるが、レンズ部１０が形成された基板部１を複数備えた構成としてもよい。このとき、互いに重ね合わされる基板部１同士がスペーサ１２を介して組み付けられる。
【００２６】
また、レンズ部１０が形成された基板部１を複数備えたレンズモジュールの最下位置の基板部１にスペーサ１２を介してセンサモジュールを接合して撮像ユニットを構成してもよい。
【００２７】
以上のように構成された撮像ユニットは、携帯端末等に内蔵される図示しない回路基板にリフロー実装される。回路基板には、撮像ユニットが実装される位置に予めペースト状の半田が適宜印刷されており、そこに撮像ユニットが載せられ、この撮像ユニットを含む回路基板に赤外線の照射や熱風の吹付けといった加熱処理が施され、撮像ユニットが回路基板に溶着される。
【００２８】
基板部１及びレンズ部１０は同一の成形材料（以下、単に材料ともいう。）によって構成される。
【００２９】
本発明のウェハレベルレンズアレイに用いられるエネルギー硬化性の樹脂組成物は、熱により硬化する樹脂組成物、あるいは活性エネルギー線の照射（例えば紫外線、電子線照射）により硬化する樹脂組成物のいずれであってもよい。
【００３０】
モールド形状の転写適性等、成形性の観点から硬化前には適度な流動性を有していることが好ましい。具体的には常温で液体であり、粘度が１０００〜５００００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましい。
【００３１】
一方、硬化後にはリフロー工程を通しても熱変形しない程度の耐熱性を有していることが好ましい。該観点から、硬化物のガラス転移温度は２００℃以上であることが好ましく、２５０℃以上であることがより好ましく、３００℃以上であることが特に好ましい。樹脂組成物にこのような高い耐熱性を付与するためには、分子レベルで運動性を束縛することが必要であり、有効な手段としては、（１）単位体積あたりの架橋密度を上げる手段、（２）剛直な環構造を有する樹脂を利用する手段（例えばシクロヘキサン、ノルボルナン、テトラシクロドデカン等の脂環構造、ベンゼン、ナフタレン等の芳香環構造、９，９’−ビフェニルフルオレン等のカルド構造、スピロビインダン等のスピロ構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平９−１３７０４３号公報、同１０−６７９７０号公報、特開２００３−５５３１６号公報、同２００７−３３４０１８号公報、同２００７−２３８８８３号公報等に記載の樹脂）、（３）無機微粒子など高Ｔｇの物質を均一に分散させる手段（例えば特開平５−２０９０２７号公報、同１０−２９８２６５号公報等に記載）等が挙げられる。これらの手段は複数併用してもよく、流動性、収縮率、屈折率特性など他の特性を損なわない範囲で調整することが好ましい。
【００３２】
形状転写精度の観点からは硬化反応による体積収縮率が小さい樹脂組成物が好ましい。本発明に用いられる樹脂組成物の硬化収縮率としては１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることが特に好ましい。
【００３３】
硬化収縮率の低い樹脂組成物としては、例えば、（１）高分子量の硬化剤（プレポリマ−など）を含む樹脂組成物（例えば特開２００１−１９７４０号公報、同２００４−３０２２９３号公報、同２００７−２１１２４７号公報等に記載、高分子量硬化剤の数平均分子量は２００〜１００，０００の範囲であることが好ましく、より好ましくは５００〜５０，０００の範囲であり、特に好ましくは１，０００〜２０，０００の場合である。また該硬化剤の数平均分子量／硬化反応性基の数で計算される値が、５０〜１０，０００の範囲にあることが好ましく、１００〜５，０００の範囲にあることがより好ましく、２００〜３，０００の範囲にあることが特に好ましい。）、（２）非反応性物質（有機/無機微粒子，非反応性樹脂等）を含む樹脂組成物（例えば特開平６−２９８８８３号公報、同２００１−２４７７９３号公報、同２００６−２２５４３４号公報等に記載）、（３）低収縮架橋反応性基を含む樹脂組成物（例えば、開環重合性基（例えばエポキシ基（例えば、特開２００４−２１０９３２号公報等に記載）、オキセタニル基（例えば、特開平８−１３４４０５号公報等に記載）、エピスルフィド基（例えば、特開２００２−１０５１１０号公報等に記載）、環状カーボネート基（例えば、特開平７−６２０６５号公報等に記載）、エン／チオール硬化基（例えば、特開２００３−２０３３４号公報等に記載）、ヒドロシリル化硬化基（例えば、特開２００５−１５６６６号公報等に記載）、（４）剛直骨格樹脂（フルオレン、アダマンタン、イソホロン等）を含む樹脂組成物（例えば、特開平９−１３７０４３号公報等に記載）、（５）重合性基の異なる２種類のモノマーを含み相互貫入網目構造（いわゆるＩＰＮ構造）が形成される樹脂組成物（例えば、特開２００６−１３１８６８号公報等に記載）、（６）膨張性物質を含む樹脂組成物（例えば、特開２００４−２７１９号公報、特開２００８−２３８４１７号公報等に記載）等を挙げることができ、本発明において好適に利用することができる。また上記した複数の硬化収縮低減手段を併用すること（例えば、開環重合性基を含有するプレポリマーと微粒子を含む樹脂組成物など）が物性最適化の観点からは好ましい。
【００３４】
ウエハレベルレンズアレイには、高−低２種類以上のアッベ数の異なる樹脂組成物が望まれる。
高アッべ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が５０以上であることが好ましく、より好ましくは５５以上であり特に好ましくは６０以上である。屈折率（nd）は１．５２以上であることが好ましく、より好ましくは１．５５以上であり、特に好ましくは１．５７以上である。
このような樹脂としては、脂肪族の樹脂が好ましく、特に脂環構造を有する樹脂（例えば、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の環構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平１０−１５２５５１号公報、特開２００２−２１２５００号公報、同２００３−２０３３４号公報、同２００４−２１０９３２号公報、同２００６−１９９７９０号公報、同２００７−２１４４号公報、同２００７−２８４６５０号公報、同２００８−１０５９９９号公報等に記載の樹脂）が好ましい。
【００３５】
低アッべ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が３０以下であることが好ましく、より好ましくは２５以下であり特に好ましくは２０以下である。屈折率（nd）は１．６０以上であることが好ましく、より好ましくは１．６３以上であり、特に好ましくは１．６５以上である。
このような樹脂としては芳香族構造を有する樹脂が好ましく、例えば９,９’‐ジアリールフルオレン、ナフタレン、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール等の構造を含む樹脂（具体的には例えば、特開昭６０−３８４１１号公報、特開平１０−６７９７７号公報、特開２００２−４７３３５号公報、同２００３−２３８８８４号公報、同２００４−８３８５５号公報、同２００５−３２５３３１号公報、同２００７−２３８８８３号公報、国際公開２００６／０９５６１０号公報、特許第２５３７５４０号公報等に記載の樹脂等）が好ましい。
【００３６】
成形材料の樹脂には屈折率を高める目的やアッベ数を調整する目的のために、無機微粒子をマトリックス中に分散させることが好ましい。無機微粒子としては、例えば、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブ、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、硫化亜鉛等の微粒子を挙げることができる。
特に上記高アッべ数の樹脂に対しては、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましく、低アッベ数の樹脂に対しては、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましい。無機微粒子は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。また、複数の成分による複合物であってもよい。また、無機微粒子には光触媒活性低減、吸水率低減などの種々の目的から、異種金属をドープしたり、表面層をシリカ、アルミナ等異種金属酸化物で被覆したり、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、有機酸（カルボン酸類、スルホン酸類、リン酸類、ホスホン酸類等）又は有機酸基を持つ分散剤などで表面修飾してもよい。無機微粒子の数平均粒子サイズは通常１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とすればよいが、小さすぎると物質の特性が変化する場合があり、大きすぎるとレイリー散乱の影響が顕著となるため、１ｎｍ〜１５ｎｍが好ましく、２ｎｍ〜１０ｎｍが更に好ましく、３ｎｍ〜７ｎｍが特に好ましい。また、無機微粒子の粒子サイズ分布は狭いほど望ましい。このような単分散粒子の定義の仕方はさまざまであるが、例えば、特開２００６−１６０９９２号に記載されるような数値規定範囲が好ましい粒径分布範囲に当てはまる。ここで上述の数平均１次粒子サイズとは、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）装置あるいは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などで測定することができる。無機微粒子の屈折率としては、２２℃、５８９ｎｍの波長において、１．９０〜３．００であることが好ましく、１．９０〜２．７０であることが更に好ましく、２．００〜２．７０であることが特に好ましい。無機微粒子の樹脂に対する含有量は、透明性と高屈折率化の観点から、５質量％以上であることが好ましく、１０〜７０質量％が更に好ましく、３０〜６０質量％が特に好ましい。
【００３７】
樹脂組成物に微粒子を均一に分散させるためには、例えばマトリックスを形成する樹脂モノマーとの反応性を有する官能基を含む分散剤（例えば特開２００７−２３８８８４号公報実施例等に記載）、疎水性セグメント及び親水性セグメントで構成されるブロック共重合体（例えば特開２００７−２１１１６４号公報に記載）、あるいは高分子末端又は側鎖に無機微粒子と任意の化学結合を形成しうる官能基を有する樹脂（例えば特開２００７−２３８９２９号公報、特開２００７−２３８９３０号公報等に記載）等を適宜用いて微粒子を分散させることが望ましい。
【００３８】
また、成形材料として用いられる樹脂組成物には、シリコン系、フッ素系、長鎖アルキル基含有化合物等の公知の離型剤やヒンダードフェノール等の酸化防止剤等の添加剤が適宜配合されていてもよい。
【００３９】
硬化性樹脂組成物には、必要に応じて硬化触媒又は開始剤を配合することができる。具体的には、例えば特開２００５−９２０９９号公報（段落番号〔００６３〕〜〔００７０〕）等に記載の熱又は活性エネルギー線の作用により硬化反応（ラジカル重合あるいはイオン重合）を促進する化合物を挙げることができる。これらの硬化反応促進剤の添加量は、触媒や開始剤の種類、あるいは硬化反応性部位の違いなどによって異なり一概に規定することはできないが、一般的には硬化反応性樹脂組成物の全固形分に対して０．１〜１５質量％程度が好ましく、０．５〜５質量％程度がより好ましい。
【００４０】
硬化性樹脂組成物は上記成分を適宜配合して製造することができる。この際、液状の低分子モノマー（反応性希釈剤）等に他の成分を溶解することができる場合には別途溶剤を添加する必要はないが、このケースに当てはまらない場合には溶剤を用いて各構成成分を溶解することにより硬化性樹脂組成物を製造することができる。該硬化性樹脂組成物に使用できる溶剤としては、組成物が沈殿することなく、均一に溶解又は分散されるものであれば特に制限はなく適宜選択することができ、具体的には、例えば、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、エステル類（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等）、エーテル類（例えば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等）アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール等）、芳香族炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン等）、水等を挙げることができる。硬化性組成物が溶剤を含む場合には該組成物を基板及び／又は型の上にキャストし溶剤を乾燥させた後にモールド形状転写操作を行うことが好ましい。
【００４１】
次に、ウェハレベルレンズアレイを成形する成形型を作成するためのマスタを製造する手順と、該マスタの製造に用いられるマスタ型について説明する。この手順では、図２に示すように、基板部１に、該基板部１から突出する曲面を有するレンズ部１０が成形されたウェハレベルレンズアレイを成形する成形型を想定する。以下、図２のウェハレベルレンズアレイの構成を適宜参照するものとする。
【００４２】
図５Ａ〜５Ｄは、マスタを製造する手順を示す図である。
図５Ａに示すように、マスタの基板３１の表面に造形材料である樹脂Ｒを供給する。基板３１の材料や樹脂Ｒとしては、上記成形材料と同様の材料を用いることができ、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を用いてもよい。
【００４３】
マスタ型２０は、レンズ部が複数配列されたウェハレベルレンズアレイの形状に一致するマスタを作成するものである。マスタ型２０は、型面で樹脂Ｒを押し付けることで、樹脂Ｒを変形させ、基板３１の表面に目的とするレンズ部１０に対応する造形部３０の形状を転写する。
【００４４】
マスタ型２０の型面は、光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部２１と、基板３１に当接又は近接するように対面する平面からなる平面部２０ａと、転写部２１と平面部２０ａの間で転写部２１を囲んで形成される凹部であって、転写部２１と基板３１の表面との間の空間に収納しきれない造形材料を収納する空間を構成する樹脂収納凹部２２とからなる。ここでいう、光学面はレンズ部１０の表面に相当する。転写部２１の形状は、レンズ部１０の光学面の形状を反転させたものと一致する。なお、後述するように、レンズ部１０の形状は特に限定されず、適宜変更可能である。言い換えると、転写部２１の形状は、レンズ部の光学面を反転させた形状に一致するように予め設計される。
【００４５】
図５Ｂに示すように、マスタ型２０の型面を樹脂Ｒに押し付ける。樹脂Ｒは、最初に、転写部２１に密着し、その後、転写部２１からの圧力によって、周囲の樹脂収納凹部２２へ流動していく。樹脂Ｒと転写部２１との密着の際に、樹脂Ｒの一部が樹脂収納凹部２２と接触してもよい。
【００４６】
そして、図５Ｃに示すように、平面部２０ａを基板３１に当接させる。このとき、樹脂Ｒが転写部２１に密着し、該転写部２１の形状に倣って変形する。また、樹脂Ｒの一部が樹脂収納凹部と基板３１との間の空間に収容される。
【００４７】
型面の転写部２１によって樹脂Ｒを変形させた状態で、樹脂Ｒを硬化させる。樹脂Ｒが紫外線硬化性の樹脂の場合には、紫外線を照射して硬化させる。又は、樹脂Ｒが熱硬化性の樹脂の場合には、熱を供給して硬化させる。こうすることで、基板３１の表面に造形部が形成される。
【００４８】
図５Ｄに示すように、樹脂Ｒが硬化した後、マスタ型２０を基板３１から離間させる。基板３１の表面に転写された造形部３０は、転写部で転写されたレンズ形状部３０ａと、樹脂収納凹部で転写された台部３０ｂとで構成される。レンズ形状部３０ａは、製造の目的であるウェハレベルレンズアレイのレンズ部の形状と一致する。台部３０ｂは、レンズ形状部３０ａの周囲に、基板３１の表面に対して段差状に突出した形状である。
【００４９】
この手順では、基板３１の表面に樹脂Ｒを供給したが、マスタ型２０の転写部の一部に樹脂Ｒを予め供給し、マスタ型の型面で樹脂Ｒを基板３１に押し付けることで造形部３０を転写してもよい。
【００５０】
この手順では、樹脂Ｒを押し付ける際に平面部２０ａを基板３１の表面に当接させた。しかし、図５Ｂに示すように、平面部２０ａを基板３１に近接させることで、樹脂Ｒを変形させてもよい。平面部２０ａを基板３１に近接させる状態とは、図５Ｂのようにマスタ型２０の平面部２０ａと基板３１との表面に隙間ｇをおく状態をいう。この状態で、先に樹脂Ｒの硬化を行い、樹脂Ｒの収縮に応じて平面部２０ａを基板３１に近づく方へ移動させてもよい。こうすれば、硬化の際に樹脂Ｒが収縮することに起因して転写部と樹脂Ｒとの間が離間してしまうことを抑えることができ、造形部の形状の転写不良を防止することができる。
【００５１】
また、マスタ型２０の平面部２０ａを基板３１との表面に近接させて隙間ｇをおくことで、造形部３０を所定の高さとなるように調整できる。このとき、転写部２１で樹脂Ｒに光学面に相当する領域全体を転写した後で、隙間ｇに樹脂Ｒを更に追加して供給することで、造形部３０を所定の高さを確実に調整できる。
【００５２】
図５Ｃに示すように、マスタ型２０の平面部２０ａに対する樹脂収納凹部２２の深さをｔｂとし、平面部２０ａに対する転写部２１の最も深い部位の深さをｔaとする。このとき、樹脂収納凹部２２の深さｔｂが転写部２１の最も深い部位の深さｔaの０．２倍〜３倍であることが好ましい。この例では、樹脂収納凹部２２の深さｔｂが転写部２１の最も深い部位の深さｔaより小さいが、目的とするレンズ部の形状及び造形部の形状によっては、樹脂収納凹部２２の深さｔｂが転写部２１の最も深い部位の深さｔaより大きくしてもよい。樹脂収納凹部２２の深さｔｂが転写部２１の最も深い部位の深さｔaに対して上記範囲となるようにすることで、樹脂Ｒを押し付ける際に、樹脂収納凹部２２と基板３１との間で確実に収容させることができる。
【００５３】
供給する樹脂（造形材料）Ｒの量は、樹脂Ｒを造形部の形状に変形し終えたときの、転写部２１と基板３１の該転写部２１に対面する部分との間の空間の容積より多く、かつ、転写部２１から樹脂収納凹部２２までの領域と基板３１の転写部２１から樹脂収納凹部２２までの領域と対面する部分との間の空間の容積より少なくすることが好ましい。
【００５４】
転写部２１は濡れ性の高い材料で構成し、樹脂収納凹部２２は濡れ性の低い材料で構成する。
この例では、マスタ型の樹脂収納凹部２２の表面に、樹脂Ｒに対して濡れ性の低い物質（例えば離型材）からなる被覆部を設ける。被覆部の形成方法としては、塗布、蒸着などにより成膜する方法がある。一方で、転写部２１の表面には、樹脂Ｒに対して濡れ性の高い物質からなる被覆部を設ける。被覆部の例については後述する。
【００５５】
図６Ａ及び６Ｂは、基板に複数の造形部を転写した後で、更に樹脂を埋め込む手順を示す図である。
造形部３０は、基板３１の表面に所定の配列で複数転写されている。ここで、所定の配列とは、造形部３０は、目的とするウェハレベルレンズアレイの基板部１におけるレンズ部１０のピッチに基づく配列である。
【００５６】
図６Ａに示すように、基板３１上で、隣り合う造形部３０の台部３０ｂ同士の間の窪みが設けられている。図６Ｂに示すように、台部３０ｂ同士の窪みに、樹脂Ｒを埋め込む。この例では、窪みに埋め込む樹脂Ｒは、造形部３０を構成する造形材料である樹脂Ｒと同じものとした。しかし、台部３０ｂ同士の間の窪みには、造形部３０の造形材料とは異なる樹脂を用いてもよい。窪みに樹脂Ｒを埋め込んだ後、硬化させ、図６Ｃに見られるように、基板３１の表面において、レンズ形状部３０ａ以外の領域が平坦化される。
【００５７】
上記手順によって、図２に示すウェハレベルレンズアレイの形状と同一のマスタを得ることができる。
【００５８】
図７Ａ及び７Ｂは、マスタを用いてウェハレベルレンズアレイの成形型を作成する手順の一例を示す図である。
図７Ａに示すように、マスタの基板３１上に、レンズ形状部３０ａの表面形状を反転させた形状を有するスタンパ１０２を作成する。スタンパ１０２は、一例として、マスタの造形部３０が設けられた基板３１の表面に、電鋳によってＮｉ等の金属イオンを堆積させることで得ることができる。そして、図７Ｂに示すように、マスタから離型させたスタンパ１０２には、レンズ形状部３０ａの表面形状を反転させた形状に一致するレンズ転写部１０２ａが形成される。レンズ転写部１０２ａは、所望のレンズ部１０の表面形状を反転させた形状に一致する。
【００５９】
次に、上記手順で得られたスタンパ１０２を一対の成形型のそれぞれに適用し、成形体であるウェハレベルレンズアレイを成形する手順の一例を説明する。なお、以下の説明では、スタンパ１０２を単に型ともいう。
【００６０】
図８は、型に成形材料である樹脂を供給している状態を示す図である。図８に示すように、型部材１０２のレンズ転写部１０２ａにディペンサのノズル３１から樹脂１０Ｒを滴下する。各レンズ転写部１０２ａに対して、１つのレンズ部に相当する所定量の樹脂が供給される。なお、各レンズ転写部１０２ａに滴下される樹脂１０Ｒの量は均一であり、所望のレンズ部の容積によって予め決められる。型部材１０２に供給する樹脂は、別工程で製造される基板部１を構成する樹脂と同一である。
【００６１】
図９Ａから図９Ｄは、基板部にレンズ部を成形する手順を説明する図である。
最初に、基板部１を準備する。ここで、基板部１の成形材料としては、該基板部１に成形されるレンズ部１０と同じ成形材料を用いて、予め成形又は製作される。成形材料としては、紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いる。次に、供給された樹脂を下型と上型とで押圧することでウェハ形状にし、押圧した状態で樹脂に紫外線又は熱を照射することで樹脂を硬化させ、基板部を成形する。
【００６２】
基板部１は、成形材料として用いる樹脂からなるブロックを切り出して作ってもよい。基板部１は、平行平板の形状であってもよい。また、基板部１には、反り防止用のリブやスペーサなどの構造体を同時に一体成形したものでよい。
【００６３】
なお、以下の手順では、基板部１とレンズ部１０とを別々に得る手順を説明するが、基板部１とレンズ部１０とを同じ成形工程で一体に成形してもよい。
【００６４】
図９Ａに示すように、予め樹脂１０Ｒが供給された型部材１０２と、該型部材１０２の上に、先に別工程で成形された基板部１を配置する。ここで、型部材１０２に供給される樹脂１０Ｒは、別工程で成形された基板部１を構成する樹脂と同一である。型部材１０２の複数のレンズ転写部１０２ａのそれぞれには、レンズ部１０の一つに対応する量の樹脂１０Ｒが供給される。
【００６５】
図９Ｂに示すように、型部材１０２に基板部１を重ね合わせることで、型部材１０２のレンズ転写部１０２ａに供給された樹脂１０Ｒを押圧してレンズ転写部１０２ａに倣った形状に変形させる。型部材１０２と基板部１との互いの位置決めのため、基板部１にはマーキング部Ｍ１１が設けられている。また、型部材１０２には、基板部１と重ね合わせた状態で該基板部１のマーキング部Ｍ１１に対する基準位置を示すマーキング部Ｍ２が設けられている。こうすることで、基板部１と型部材１０２との位置決めを容易に行うことができる。型部材１０２に基板部１を重ね合わせた状態で、基板部１の上方から紫外線又は熱を照射する。こうして、樹脂１０Ｒを硬化させ、基板部１における図中の下面側にレンズ部１０を一体成形する。樹脂１０Ｒが硬化した後、基板部１を型部材１０２から剥離する。
【００６６】
次に、図９Ｃに示すように、基板部１におけるレンズ部１０が形成されていない側の面にレンズ部１０を成形する。基板部１を、レンズ部１０が成形された面を上方に向け、該基板部１の下方に予め樹脂１０Ｒが供給された型部材１０４を配置する。型部材１０４に樹脂１０Ｒを供給する手順は、図８で説明した、型部材１０２に樹脂１０Ｒを供給する手順と同様である。
【００６７】
図９Ｄに示すように、型部材１０４に基板部１を重ね合わせることで、型部材１０４のレンズ転写部１０４ａに供給された樹脂１０Ｒを押圧してレンズ転写部１０４ａに倣った形状に変形させる。型部材１０４と基板部１との互いの位置決めのため、基板部１にはマーキング部Ｍ１２が設けられている。また、型部材１０４には、基板部１と重ね合わせた状態で該基板部１のマーキング部Ｍ１２に対する基準位置を示すマーキング部Ｍ２０が設けられている。こうすることで、基板部１と型部材１０４との位置決めを容易に行うことができる。型部材１０４に基板部１を重ね合わせた状態で、紫外線又は熱を照射する。こうして、樹脂１０Ｒを硬化させ、基板部１における図中の下面側にレンズ部１０を一体成形する。樹脂１０Ｒが硬化した後、基板部１を型部材１０４から剥離する。こうして、基板部１の両方の面それぞれに複数レンズ部１０が一体成形されたウェハレベルレンズアレイを得ることができる。
【００６８】
基板部１と複数のレンズ部１０とを別の工程で、かつ、同じ成形材料で作ると、基板部１を成形する際の硬化による収縮がレンズ部１０に影響を与えることがない。そして、成形された基板部１にレンズ部１０を成形することで、レンズ部１０同士の位置のずれが発生することを防止できる。
また、基板部１と複数のレンズ部１０とが同じ成形材料で成形されているため、基板部１とレンズ部１０との間の界面で光の屈折が生じることを回避でき、設計が容易である。また、撮像レンズとして用いた場合に、界面での光の反射が生じないため、フレア等による画質の劣化を避けることができる。
【００６９】
なお、以上の手順では、レンズ部１０の形状が凸状である場合を例に説明したが、形状は特に限定されず、凹状や非球面の形状であってもよい。
【００７０】
図１０Ａ及び１０Ｂは、基板部にレンズ部を成形する際の別の手順を説明する図である。
図１０Ａに示すように、一対の型部材１０２と型部材１０４との間に基板部１を配置する。このとき、型部材１０２のレンズ転写部１０２ａと、型部材１０４のレンズ転写部１０４ａとがいずれも基板部１に対向している。また、型部材１０４のレンズ転写部１０４ａのそれぞれには予め樹脂が供給されている。
【００７１】
基板部１における型部材１０２側の面には、レンズ部１０を形成する部位毎に、樹脂１０Ｒが供給されている。基板部１において、レンズ部１０を成形する部位毎に、レンズ部１０の一つに対応する量の樹脂１０Ｒが供給される。基板部１へ樹脂１０Ｒを供給する手順は、図８で説明した手順と同様とすることができる。
【００７２】
次に、図１０Ｂに示すように、型部材１０２と型部材１０４とを基板部１を挟んで重ね合わせる。基板部１の図中上面に供給された樹脂１０Ｒは、型部材１０２のレンズ転写部１０２ａの形状に倣って変形する。また、型部材１０４のレンズ転写部１０４ａに供給された樹脂１０Ｒは、基板部１とレンズ転写部１０４ａとに押圧され、該レンズ転写部１０４ａの形状に倣って変形する。型部材１０２，型部材１０４及び基板部１を重ね合わせた状態で、紫外線又は熱を照射し、樹脂１０Ｒを硬化させる。こうすることで、基板部１の両方の面に対して同時に、複数のレンズ部１０を一体成形してなる、ウェハレベルレンズアレイを得ることができる。
【００７３】
また、図１０Ａ及び図１０Ｂに見られるように、基板部１、型部材１０２，１０４のそれぞれにマーキング部Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１０、Ｍ２０を設けることで、基板部１に対する複数のレンズ部１０の位置決めを容易に行うことができる。
【００７４】
上記手順のように、マスタで得られた型（スタンパ）を一対用いることで、基板部１の両面に複数のレンズ部１０が成形されたウェハレベルレンズアレイを得ることができる。基板部の表面に配列された複数の成形部を有する成形体であれば、ウェハレベルレンズアレイに限らず、同様の手順で作成することができる。
【００７５】
図１１Ａから１１Ｇは、マスタ型によって転写されるマスタの造形部の形状のパターンを例示するものである。各図の造形部の形状は、目的とするウェハレベルレンズアレイのレンズ部の形状に一致する。なお、各図では、単一の造形部の形状のみを示しているが、同じ形状を有する造形部が基板の表面に並べられているものとする。各図の造形部の台部３０ｂと、図示する造形部３０と隣り合う図示しない造形部３０の台部３０ｂとの間に、造形材料である樹脂Ｒが埋め込まれてもよい。
【００７６】
図１１Ａに示す造形部３０は、凸面を有するレンズ形状部３０ａと、該レンズ形状部３０ａの周囲に、レンズ形状部３０ａと基板３１との間で段差状に設けられた台部３０ｂとを有する例である。
【００７７】
図１１Ｂに示す造形部３０は、凹面を有するレンズ形状部３０ａを有し、レンズ形状部３０ａの周縁が台部３０ｂの表面から突出する形状である。また、造形部３０は、レンズ形状部３０ａの周囲に段差状の台部３０ｂを有する。
【００７８】
図１１Ｃに示す造形部３０は、凸面を有するレンズ形状部３０ａを有し、レンズ形状部３０ａの周囲には、凸面よりも高く突出する壁状の台部３０ｂが設けられている。
【００７９】
図１１Ｄに示す造形部３０は、凹面を有するレンズ形状部３０ａを有する。レンズ形状部３０ａの周囲に、レンズ形状部３０ａと基板３１との間には、段差状に設けられた台部３０ｂが設けられている。
【００８０】
図１１Ｅに示す造形部３０は、凸面を有するレンズ形状部３０ａと、該レンズ形状部３０ａの周囲に、レンズ形状部３０ａと基板３１との間で段差状に設けられた台部３０ｂとを有する例である。この例では、レンズ形状部３０ａの周縁と台部３０ｂとの間にも段差が設けられている。
【００８１】
図１１Ｆに示す造形部３０は、凹面を有するレンズ形状部３０ａと、該レンズ形状部３０ａの周囲に台部３０ｂとを有する例である。基板３１の表面から台部３０ｂの上面に渡る面は、段差ではなく湾曲した面である。
【００８２】
図１１Ｇに示す造形部３０は、凸面を有するレンズ形状部３０ａを有し、レンズ形状部３０ａの周囲には、凸面とほぼ同じ高さで突出する壁状の台部３０ｂが設けられている。
【００８３】
図１１Ａから図１１Ｇの造形部３０はいずれも、レンズ形状部３０ａが、所望のレンズ部と同じ光学面の形状を有する。図５のマスタ型２０の構成に参照されるように、レンズ形状部３０ａは、マスタ型２０の転写部２１によって転写され、台部３０ｂは、マスタ型２０の樹脂収納凹部２２によって転写される。
【００８４】
図１２Ａから１２Ｃは、マスタ型の型面を平面視した状態における転写部の形状の例を示す図である。なお、各図中の点線は、造形材料である樹脂Ｒを示している。
【００８５】
図１２Ａに示すように、平面部２０ａを平面視した状態で、樹脂収納凹部２２の形状が、円形であってもよい。また、樹脂収納凹部２２の形状が円形ではなく楕円形としてもよい。
【００８６】
図１２Ｂに示すように、平面部２０ａを平面視した状態で、樹脂収納凹部２２の形状が、正方形や長方形等の矩形であってもよい。
【００８７】
図１２Ｃに示すように、平面部２０ａを平面視した状態で、樹脂収納凹部２２の形状が、多角形であってもよい。
【００８８】
図１２Ａから１２Ｃでは、平面部２０ａを平面視した状態で、転写部２１の形状を円形とした。ここで、転写部２１の直径をＤ１とする。
【００８９】
図１２Ａに示すように、樹脂収納凹部２２の形状の直径をＤ２とすると、直径Ｄ２が直径Ｄ１の１．５倍以上とすることが好ましい。この理由としては、こうすることで、マスタの基板と樹脂収納凹部２２との間で樹脂を十分に収容可能な空間を設けることができる。樹脂収納凹部２２の形状が楕円形の場合には、長径が直径Ｄ２に相当するものとする。
【００９０】
同様の理由で、図１２Ｂや１２Ｃに示すように、樹脂収納凹部２２が四角形又は長方形等の矩形や多角形の場合、その最大対角長をＤ２とすると、最大対角長Ｄ２が転写部２１の直径Ｄ１の１．５倍以上とすることが好ましい。
【００９１】
複数のマスタ型が互いに接合され、それぞれの平面部２０ａを同一平面状に並べて固められてマスタ型のブロック体を構成してもよい。
【００９２】
図１３Ａ及び１３Ｂは、マスタの基板に供給された造形材料にマスタ型の型面を押し付ける手順の変形例を説明する図である。図１３Ａに示すように、マスタ型２０の転写部２１の表面に樹脂Ｒの造形材料の一部を予め付着させている。図１３Ｂに示すように、予め付着させる樹脂Ｒ’は、平面部２０ａを基板３１上の樹脂Ｒに押し付ける際の呼び水として機能する。こうすることで、造形材料である樹脂Ｒと転写部２１との間に気泡が残ることを防止することができ、造形部をより高い精度で転写できる。
【００９３】
図１４は、マスタ型の一例を示す断面図である。
マスタ型２０は、円柱状の第１の型部材２０１と、第１の型部材２０１の周面に設けられた第２の型部材２０２とから構成されている。第１の型部材２０１は転写部２１を備えている。第２の型部材２０２は、樹脂収納凹部２２を備えている。第１の型部材２０１は、樹脂Ｒに対して濡れ性の高い材料で構成されている。第２の型部材２０２は、樹脂Ｒに対して濡れ性の低い材料で構成されている。このため、第１の型部材に設けられた転写部２１の表面の樹脂Ｒに対する濡れ性が、第２の型部材２０２に設けられた樹脂収納凹部２２の表面の樹脂Ｒに対する濡れ性より高い。
【００９４】
造形材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、濡れ性の低い材料としては、エポキシ樹脂に対して濡れ性の低いフッ素系の材料やシリコーン系の材料、又は、それらを混合した材料を用いることができる。
造形材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、濡れ性の高い材料としては、ガラス、金属（アルミなどが蒸着しやすくて好ましい。）、セラミックス、プラスチック類（フッ素系、シリコン系を除く）を用いることができる。
【００９５】
図１５は、転写部及び樹脂収納凹部の少なくとも一方の表面に被覆部を設ける構成を説明する図である。この例では、樹脂収納凹部にのみ被覆部２４を設けた構成とした。
被覆部２４は、造形材料である樹脂Ｒに対して、濡れ性を調整する機能を有する。ここでいう濡れ性とは、固体の表面に液体が接触しているときの接触状態を表し、同じ量の液体が、固体表面の相対的に広い面積に接触する（接触角が小さい）場合には濡れ性が高いとされ、相対的に狭い面積で接触する（接触角が大きい）場合には濡れ性が低いとされる。つまり、被覆部に樹脂Ｒが付着したときに、表面に樹脂Ｒが接触する部分が拡がるほど濡れ性が高い。一方で、表面に樹脂Ｒが接触する部分が狭いほど濡れ性が低い。
【００９６】
被覆部２４は、転写部２１及び樹脂収納凹部２２の少なくとも一方の表面に設ければよい。
【００９７】
マスタ型２０の転写部２１には、樹脂Ｒに対する濡れ性が高い被覆部２４を設けることが好ましい。また、樹脂収納凹部２２には、樹脂Ｒに対する濡れ性が低い被覆部２４を設けることが好ましい。こうすることで、樹脂Ｒが、転写部２１と基板３１との間で樹脂Ｒを保持しやすくなる。そして、樹脂Ｒと転写部２１との密着性をより一層向上させることができ、造形部をより高い精度で転写できる。
【００９８】
造形材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、濡れ性の低い被覆部２４としては、エポキシ樹脂に対して濡れ性の低いフッ素系の材料やシリコーン系の材料、又は、それらを混合した材料を用いることができる。
造形材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、濡れ性の高い被覆部２４としては、ガラス、金属、セラミックス、プラスチック類（フッ素系、シリコン系を除く）を用いることができる。
【００９９】
このマスタ型２０は、転写部２１及び樹脂収納凹部２２の少なくとも一方の表面に造形材料に対する濡れ性を調整する被覆部を設けることで、造形材料である樹脂Ｒがマスタ型２０の転写部の表面から離れてしまうことを抑えるものである。こうすることで、マスタ型２０の転写部の形状が樹脂Ｒに適正に転写され、造形部を高い精度で転写できる。
なお、図１４のように濡れ性の異なる複数の材料からなるマスタ型の構成においても、転写部２１及び樹脂収納凹部２２の少なくとも一方の表面に造形材料に対する濡れ性を調整する被覆部を設けてもよい。
【０１００】
上記のマスタ型を用いて作成する場合には、所謂、ステップ・アンド・リピートによってマスタを得ることができる。ステップ・アンド・リピートでマスタを作成する場合には、基板の表面の所定部位に、（１）造形部の少なくとも１つを形成するための前記造形材料を供給し、（２）供給された該造形材料にマスタ型の少なくとも前記転写部を押し付けて造形材料を転写部の形状に倣って変形させ、（３）変形させた状態で造形材料にエネルギーを付加して硬化させることで、少なくとも１つの造形部を形成し、基板表面の部位を変えて、（１）〜（３）を繰り返して、基板の表面に複数の造形部を構成する。
【０１０１】
次に、成形型を作成するためのマスタを製造する手順と、該マスタの製造に用いられるマスタ型について他の例を説明する。以下の説明では既に説明した構成や手順の説明は省略し、すでに説明した部材には同等の参照番号を付すことで説明を簡略又は省略する。なお、以下の手順では、上述したように、基板部１に、該基板部１から突出する曲面を有するレンズ部１０が成形されたウェハレベルレンズアレイを成形する成形型を想定する。以下、図２のウェハレベルレンズアレイの構成を適宜参照するものとする。
【０１０２】
図１６Ａ〜１６Ｄは、マスタを製造する手順を示す図である。図１７は、造形材料を硬化させる手順を示す図である。図１８は、造形部の形状の一例を示す図である。以下の手順の説明では、造形部３０の形状を適宜参照する。しかし、造形部３０の形状は、図１８のものに限定されない。
【０１０３】
図１６Ａに示すように、マスタの基板３１の表面に造形材料である樹脂Ｒを供給する。基板３１の材料としては、上述したものと同じものを用いることができる。
【０１０４】
マスタ型１２０は、略筒形状の胴型部１２２と、該胴型部１２２の内側面と外側面に摺接して筒形状の長さ方向（図５Ａでは上下方向）に移動可能に保持される移動型部１２１とからなる。基板３１の表面に対向するように配置された先端面を有する移動型部１２１を備えている。移動型部１２１は、円柱体又は角柱体形状を有する。移動型部１２１の一方の端部がプレス板１２３の表面に固定されている。移動型部１２１のプレス板１２３に固定されていない他方の端部の断面積が、プレス板２３に固定された側の一方の端部の断面積に比べて大きく構成されている。移動型部１２１のプレス板１２３に固定されていない他方の端部の端面を先端面とする。
【０１０５】
胴型部１２２は、その内側面に移動型部１２１の外側面が摺接しつつ移動可能に収容する。胴型部１２２の筒形状の長さ方向に対する一方の端部（図１６Ａ中下側の端部）には、基板３１の表面に向かって開放された開口１２２ａが設けられている。開口１２２ａは、全面が平面である端面に形成されている。
【０１０６】
移動型部１２１は、その先端面がプレス板１２３の摺接方向の移動に伴い、胴型部１２２の内部でプレス板１２３の移動する方向に同じ移動量で移動する。なお、移動型部１２１の一部を胴型部１２２の内部で移動させることができれば、移動させるための機構はプレス板１２３に限定されない。
【０１０７】
移動型部１２１は、その先端面が樹脂Ｒに接触させることで所定の形状を転写するように形成されている。マスタ型１２０は、型面で樹脂Ｒを押し付けることで、該樹脂Ｒを変形させ、基板３１の表面に目的とする成形部と同一の表面形状を有する造形部３０を転写する。
【０１０８】
移動型部１２１は、先端面に、造形部３０のうち少なくとも光学面の形状を転写する転写部１２１ａと、転写部１２１ａの周囲に連接する周囲型部１２１ｂとを有する。ここでいう、光学面はレンズ部１０の表面のうち光学性能を有する領域の面に相当する。転写部１２１ａの形状は、レンズ部１０の光学面の形状を反転させたものと一致する。なお、レンズ部１０の形状は特に限定されず、適宜変更可能である。言い換えると、転写部１２１ａの形状は、レンズ部１０の光学面を反転させたものと形状に一致するように予め設計される。
【０１０９】
周囲型部１２１ｂは、造形部３０のうち光学面以外の面を転写するものであって、平面に形成される。マスタ型１２０の胴型部１２２の開口１２２ａの全周を基板３１に当接させた状態で周囲型部１２１ｂは、基板３１の表面に対して平行となる。
【０１１０】
最初に、図１６Ａに示すように、基板３１に樹脂Ｒを供給し、供給された樹脂Ｒを覆うようにマスタ型１２０の胴型部１２２を被せる。このとき、移動型部１２１は、胴型部１２２において開口１２２ａの反対側に位置するように保持されている。
【０１１１】
図１６Ｂに示すように、移動型部１２１の先端面を樹脂Ｒに押し付ける。樹脂Ｒは、最初に、転写部１２１ａに密着し、その後、転写部１２１ａからの圧力によって、周囲の周囲型部１２１ｂへ流動していく。樹脂Ｒと転写部１２１ａとの密着の際に、樹脂Ｒの一部が周囲型部１２１ｂと接触してもよい。
【０１１２】
そして、図１６Ｃに示すように、移動型部１２１を所定の量だけ基板３１に近づけると、胴型部１２２の内部で押圧された樹脂Ｒが、型面と基板３１との間の空間に完全に満たされる。このとき、樹脂Ｒが転写部１２１ａ及び周囲型部１２１ｂに密着し、また、胴型部１２２の内側面にも密着する。
【０１１３】
図１７に示すように、マスタ型１２０の移動型部１２１の先端面で押圧しながら、樹脂Ｒを硬化させる。樹脂Ｒが紫外線硬化性の樹脂の場合には、照射装置１４１から紫外線を照射して硬化させる。なお、樹脂Ｒが熱硬化性の樹脂の場合には、熱を供給して硬化させる。こうすることで、基板３１の表面に造形部が転写される。
【０１１４】
ここで、移動型部１２１の型面で樹脂Ｒを押圧し、該樹脂Ｒを硬化させるまでの間、移動型部１２１の自重によって、樹脂Ｒに所定の圧力がかかるように押圧することが好ましい。こうすれば、樹脂Ｒに硬化による収縮が生じても、移動型部１２１の型面が樹脂Ｒに追従するため、型面と樹脂Ｒとの間が離れることがなく、造形部３０に転写不良が生じることを防止できる。また、樹脂Ｒに所定の圧力をかける方法としては、移動型部１２１の自重ではなく、プレス１２３を制御することによって加圧してもよい。
【０１１５】
基板上で位置を変えて複数の造形部を形成するときに、樹脂Ｒを押圧して変形させ、ＵＶ光や熱などのエネルギーを与えて硬化させたときの、移動型部１２１の先端面と基板３１との間隔を前記造形部ごとに一定に制御してもよい。こうすれば、造形部ごとに供給される樹脂Ｒにばらつきがあっても、転写する造形部３０の基板３１に対する高さ寸法を常に均一にすることができる。
【０１１６】
図１８に示すように、樹脂Ｒが硬化した後、マスタ型１２０を基板３１から離間させる。基板３１の表面に転写された造形部３０は、転写部で転写されたレンズ形状部１３０ａと、周囲型部で転写された台部１３０ｂとで構成される。レンズ形状部１３０ａは、製造の目的であるウェハレベルレンズアレイのレンズ部の形状と一致する。台部１３０ｂは、レンズ形状部１３０ａの周囲に、基板３１の表面に対して段差状に突出した形状である。
【０１１７】
この手順では、基板３１の表面に樹脂Ｒを供給したが、マスタ型１２０の移動型部１２１側に樹脂Ｒを予め供給し、移動型部１２１の先端面を基板３１に近づけることで、樹脂Ｒを押し付けて変形させ、基板３１に造形部３０を形成してもよい。
【０１１８】
マスタ型１２０は、マスタを構成する基板３１に造形部３０を成形する際に、基板３１に開口１２２ａを当接させた胴型部１２２の内部で、移動型部１２１の先端面を樹脂Ｒに押し付けた状態で造形部３０を転写することができる。このため、樹脂Ｒが胴型部１２２の内部で保持され、基板３１とマスタ型１２０との間からはみ出ることを抑えることができる。また、樹脂Ｒの移動が胴型部１２２の内部にとどめられるため、樹脂Ｒと転写部１２１ａとの密着性が高められ、造形部３０を高い精度で形成できる。
【０１１９】
また、マスタ型１２０の転写部１２１ａの表面は樹脂Ｒに対して濡れ性が高いことが望ましい。マスタ型１２０の転写部１２１ａに、樹脂Ｒに対する濡れ性を高めるコーティングが施されていてもよい。ここでいう濡れ性とは、固体の表面に液体が接触しているときの接触状態を表し、同じ量の液体が、固体表面の相対的に広い面積に接触する（接触角が小さい）場合には濡れ性が高いとされ、相対的に狭い面積で接触する（接触角が大きい）場合には濡れ性が低いとされる。つまり、被覆部に樹脂Ｒが付着したときに、表面に樹脂Ｒが接触する部分が拡がるほど濡れ性が高い。一方で、表面に樹脂Ｒが接触する部分が狭いほど濡れ性が低い。こうすることで、樹脂Ｒが、転写部１２１ａと基板３１との間で保持されやすく、樹脂Ｒと転写部１２１ａとの密着性をより一層向上させることができ、造形部をより高い精度で転写できる。
また、周囲型部１２１ｂの表面及び胴型部１２２の内側面は樹脂Ｒに対して濡れ性が低いことが望ましい。周囲型部１２１ｂには、樹脂Ｒに対する濡れ性を低下させるコーティングが施されていてもよい。こうすることで、樹脂Ｒが、周囲型部１２１ｂと基板３１との間で保持されにくくなり、転写部１２１ａとの密着性がより一層向上する。
【０１２０】
造形材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、濡れ性の低い材料としては、エポキシ樹脂に対して濡れ性の低いフッ素系の材料やシリコーン系の材料、又は、それらを混合した材料を用いることができる。
造形材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、濡れ性の高い材料としては、ガラス、金属（アルミなどが蒸着しやすくて好ましい。）、セラミックス、プラスチック類（フッ素系、シリコン系を除く）を用いることができる。
【０１２１】
図１９Ａから１９Ｃは、基板に複数の造形部を転写した後で、更に樹脂を埋め込む手順を示す図である。
図１９Ａに示すように、造形部３０は、基板３１の表面に所定の配列で複数転写されている。ここで、所定の配列とは、造形部３０は、目的とするウェハレベルレンズアレイの基板部１におけるレンズ部１０のピッチに基づく配列である。
【０１２２】
図１９Ａに示すように、基板３１上で、隣り合う造形部３０の台部１３０ｂ同士の間には窪みが設けられている。図１９Ｂに示すように、台部１３０ｂ同士の間の窪みに、樹脂Ｒを埋め込む。この例では、窪みに埋め込む樹脂Ｒは、造形部３０を構成する造形材料である樹脂Ｒと同じものとした。しかし、台部１３０ｂ同士の間の窪みには、造形部３０の造形材料とは異なる樹脂を用いてもよい。窪みに樹脂Ｒを埋め込んだ後、硬化させ、図１９Ｃに見られるように、基板３１の表面において、レンズ形状部１３０ａ以外の領域が平坦化される。
【０１２３】
上記手順によって、図２に示すウェハレベルレンズアレイの形状と同一のマスタを得ることができる。
【０１２４】
上記図７Ａ及び７Ｂに示す手順と同様の手順を行うことで、マスタを用いてウェハレベルレンズアレイの成形型を作成することができる。
【０１２５】
図２０Ａ及び２０Ｂは、マスタ型で造形部を転写する手順の他の例を示す図である。
この例では、マスタの基板３１には貫通孔１３３が設けられている。基板３１に樹脂Ｒを供給し、マスタ型２０の胴型部１２２で樹脂Ｒを覆って、開口１２２ａを基板３１の表面に当接させる。そして、移動型部１２１を基板３１側に接近させ、型面で樹脂Ｒを押圧し、変形させる。
【０１２６】
図２０Ｂに示すように、移動型部１２１で樹脂Ｒを押圧する際に、貫通孔３３から樹脂Ｒの一部を基板３１の裏面に逃がす。こうすることで、供給される樹脂Ｒの量が多い場合に、余分な樹脂を貫通孔１３３を通して排出することができる。貫通孔１３３は、樹脂Ｒの粘性などを考慮してその開口径が設定され、樹脂Ｒの自重で漏れ出ることがない寸法で形成されている。このとき、移動型部１２１の先端面と基板３１の表面との隙間Ｈを一定になるように制御することで、貫通孔１３３から樹脂Ｒが排出されすぎて転写される造形部３０の高さ寸法にばらつきが生じることがない。
【０１２７】
また、基板３１に貫通孔１３３を設けない場合であっても、樹脂Ｒを押圧して変形させてから、樹脂Ｒを硬化させるまでの間、移動型部１２１の先端面と基板３１との間隔を一定に制御することで、常に同じ高さ寸法の造形部３０を転写することができる。
【０１２８】
図２１Ａ及び２１Ｂは、転写部と周囲型部の構成例を説明する図である。図２１Ａにおいて、Ｄ１は、転写部の水平方向（図中の左右方向）の寸法とし、Ｄ２は、転写部から胴型部１２２までの水平方向の寸法を示している。寸法Ｄ２を大きくすることで、周囲型部１２１ｂと基板３１との間で収容できる樹脂Ｒの量が多くなる。このため、樹脂Ｒのばらつきを抑える場合には、寸法Ｄ２を大きくして、周囲型部１２１ｂと基板３１との間の容積を大きくすればよい。
【０１２９】
図２１Ｂに示すように、移動型部１２１の先端面と基板３１の表面との隙間Ｈを一定になるように制御すれば、寸法Ｄ２の大きさにかかわらず、造形部３０の高さ寸法にばらつきが生じることを防止できる。
【０１３０】
上記の例では、移動型部１２１の先端面を平面視した状態で、転写部１２１ａの外周形状を円形とし、周囲型部１２１ｂの外周形状もこの円形の中心に均等に拡がった円形とした。転写部１２１ａの外周形状は、目標とするウェハレベルレンズアレイのレンズ部の外形によって規定される。一方で、移動型部１２１の先端面を平面視した状態で、周囲型部１２１ｂは、周囲型部１２１ｂの形状の中心が転写部１２１ａの形状の中心と一致すればよい。このため、周囲型部１２１ｂの形状は、円形に限らず、四角形や多角形としてもよい。
上記のマスタ型を用いて作成する場合には、所謂、ステップ・アンド・リピートによってマスタを得ることができる。ステップ・アンド・リピートでマスタを作成する場合には、基板上に所定量の造形材料を供給し、マスタ型を用いて造形材料を変形させ、変形した造形材料を硬化させ、マスタ型を取り除く。この手順を所定数の造形部を形成するときに、造形部ごとに繰り返し行う。
【０１３１】
本明細書は以下の内容を開示する。
（１）基板部の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するため、前記成形体の形状に一致するマスタを作成するマスタ型であって、
該マスタ型は、前記マスタを構成する基板の表面に、樹脂からなる造形材料を変形させて前記成形部に対応する造形部の形状を形成する型面を備え、該型面は、前記光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部と、前記基板に対面する平面からなる平面部と、前記転写部と前記平面部の間で前記転写部を囲んで形成される凹部であって、前記転写部と前記基板の表面との間の空間に収納しきれない前記造形材料を収納する空間を構成する樹脂収納凹部とからなり、前記転写部の表面の前記樹脂に対する濡れ性が、前記樹脂収納凹部の表面の前記樹脂に対する濡れ性より高いマスタ型。
（２）（１）に記載のマスタ型であって、
前記転写部及び前記樹脂収納凹部のうち少なくともいずれかの表面に、前記樹脂との濡れ性を調整する膜が設けられたマスタ型。
（３）（２）に記載のマスタ型であって、
前記樹脂収納凹部に前記膜を設ける場合、該膜が前記造形材料に対して濡れ性が低いマスタ型。
（４）（１）から（３）のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記平面部に対する前記樹脂収納凹部の深さが、前記平面部に対する前記転写部の最も深い部位の深さに対して、０．２倍〜３倍であるマスタ型。
（５）（１）から（４）のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記平面部を平面視した状態で、前記樹脂収納凹部の形状が、円形、楕円形、矩形、多角形のいずれかであるマスタ型。
（６）（５）に記載のマスタ型であって、
前記平面部を平面視した状態で前記転写部の形状が円形であって、前記樹脂収納凹部の直径、長径、最大対角長のいずれかが前記転写部の直径の１．５倍以上であるマスタ型。
（７）基板部の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するための前記成形体の形状に一致するマスタを作成するためのマスタ型であって、
該マスタ型は、先端面に少なくとも前記光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部を有する移動型部と、該移動型部の前記先端面の周囲を覆う胴型部とからなるマスタ型。
（８）（７）に記載のマスタ型であって、
前記胴型部は前記筒形状の内側面と、該内側面と直交する平面で切断された形状の開口とを有し、
前記内側面の内部に、前記移動型部の先端部を収容してその周囲を覆い、該内側面は前記移動型部の外側面とを摺接して、前記移動型部を前記筒状の長さ方向に移動可能に保持するマスタ型。
（９）（７）又は（８）に記載のマスタ型であって、
前記移動型部はその先端面が前記転写部と、前記転写部を囲んで前記外側面に至る周囲型部とを備えるマスタ型。
（１０）（９）に記載のマスタ型であって、
前記周囲型部は平面であるマスタ型。
（１１）（７）から（１０）のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記胴型部の前記内側面及び前記移動型部の前記外側面は円筒形であるマスタ型。
（１２）（７）から（１１）のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記転写部の中心が、前記移動型部の中心と一致するマスタ型。
（１３）（７）から（１２）のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記転写部の表面は前記周囲型部の表面よりも造形材料に対する濡れ性が高いマスタ型。
（１４）（１）から（６）に記載のマスタ型を用いた前記マスタの作成方法であって、
前記基板と前記マスタ型の前記型面との間に、前記造形部の１つを形成するために供給する造形材料の量は、前記造形材料を前記造形部の形状に変形し終えたときの、前記転写部と前記基板の該転写部に対面する部分との間の空間の容積より多く、かつ、前記転写部から前記樹脂収納凹部までの領域と前記基板の前記転写部から前記樹脂収納凹部までの領域と対面する部分との間の空間の容積より少なくするマスタの作成方法。
（１５）（１４）に記載のマスタの作成方法であって、
前記型面を前記造形材料に押し付ける前に、前記マスタ型の前記転写部の表面に前記量の一部を予め付着させ、前記型面を前記基板に近接又は当接させることで、前記造形材料を変形させるマスタの作成方法。
（１６）（１４）又は（１５）に記載のマスタの作成方法であって、
前記型面を前記造形材料に押し付けた際に、該型面と前記基板との間に隙間をおき、前記造形材料を硬化させる際に、該造形材料の収縮に応じて前記型面を前記基板に近づく方へ移動させるマスタの作成方法。
（１７）（７）から（１２）のいずれか１つに記載のマスタ型を用いたマスタの作成方法であって、
前記マスタを構成する前記基板の表面に供給された造形材料を前記胴型部の内側面で囲んで、前記胴型部の前記開口の全面を前記基板の表面に当接させ、前記移動型部の前記先端面を前記基板に接近させて前記造形材料を押圧して変形させ、この状態でエネルギーを付加して前記変形された前記造形材料を硬化させて造形部を形成するマスタの作成方法。
（１８）（１７）に記載のマスタ型を用いたマスタの作成方法であって、
前記移動型部の自重によって、前記先端面で前記造形材料を押圧しながら、該造形材料を硬化させるマスタの作成方法。
（１９）（１７）又は（１８）に記載のマスタの作成方法であって、
前記基板に貫通孔を設け、該貫通孔から前記造形材料の一部を前記基板の裏面に逃がしながら、前記移動型部で前記造形材料を押圧するマスタの作成方法。
（２０）（１４）から（１９）のいずれか１つに記載のマスタの作成方法であって、
前記基板の表面の所定部位に、（１）前記造形部の少なくとも１つを形成するための前記造形材料を供給し、（２）供給された該造形材料に前記マスタ型の少なくとも前記転写部を前記型面を押し付けることで、て前記造形材料を前記転写部の形状に倣って変形させ、（３）変形させた状態で前記造形材料にエネルギーを付加して硬化させることで、少なくとも１つの前記造形部を形成し、前記基板表面の部位を変えて、前記（１）〜（３）を繰り返して、前記基板の表面に複数の前記造形部を構成するマスタの作成方法。
（２１）（２０）に記載のマスタの作成方法であって、
前記基板の表面に、前記造形部を複数並べて転写した後、隣り合う該造形部の前記樹脂収納凹部で成形された台部同士の間の窪みに、前記造形材料を埋め込み、硬化させるマスタの作成方法。
（２２）（１４）から（２１）のうちいずれか１つに記載のマスタの作成方法で作成されたマスタ。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
上記ウェハレベルレンズアレイの製造方法は、デジタルカメラ、内視鏡装置、携帯型電子機器等の撮像部に設けられる撮像レンズを製造する際に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３３】
１ 基板部
１０ レンズ部（成形部）
１０Ｒ 樹脂（成形材料）
２０ マスタ型
２１ 転写部
２２ 樹脂収納凹部
３０ 造形部
３０ａ レンズ形状部
３０ｂ 台部
３１ 基板
１０２，１０４ 型部材
１２０ マスタ型
１２１ 移動型部
１２１ａ 転写部
１２１ｂ 周囲型部
１２２ 胴型部
Ｒ 樹脂（造形材料）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、マスタ型、マスタの作成方法及びマスタに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、携帯電話やＰＤＡ（Personal Digital Assistant）などの電子機器の携帯端末には、小型で薄型な撮像ユニットが搭載されている。このような撮像ユニットは、一般に、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサやＣＭＯＳ（Complementary Metal-Oxide Semiconductor）イメージセンサなどの固体撮像素子と、固体撮像素子上に被写体像を形成するためのレンズと、を備えている。
【０００３】
携帯端末の小型化・薄型化に伴って撮像ユニットの小型化・薄型化が要請されている。また、携帯端末のコストの低下を図るため、製造工程の効率化が望まれている。このような小型かつ多数のレンズを製造する方法としては、基板部に複数のレンズを形成した構成であるウェハレベルレンズアレイを製造し、該基板部を切断して複数のレンズをそれぞれ分離させることでレンズモジュールを量産する方法が知られている。
【０００４】
また、複数のレンズ部が形成された基板部と複数の固体撮像素子が形成された半導体ウェハとを一体に組み合わせ、各レンズ部と固体撮像素子をセットとして含むように基板部とともに半導体ウェハを切断することで撮像ユニットを量産する方法が知られている。
【０００５】
従来、ウェハレベルレンズの製造方法としては、例えば次の工程によりウェハレベルレンズアレイを製造する例がある。このような製造方法としては下記特許文献１に示すものがある。
（１）ウェハ上に造形材料である樹脂を塗布した状態で、１つの転写体（以下、マスタ型という。）の形状を造形材料に転写する。
（２）マスタ型の形状を転写する工程を１５００〜２４００回程度繰り返し、１つのウェハ上に１５００〜２４００個のレンズ部の形状と同じ形状の造形部を持つマスタを作成する。
（３）マスタにおける、レンズ部と同じ形状の造形部が造形された面に、電鋳によってＮｉ等の金属イオンを堆積させてスタンパ（Ｎｉ電鋳型）を製造する。
（４）スタンパを一対の成形型としてウェハレベルレンズアレイの成形に適用し、これら一対の成形型のうち下型に光硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を供給する。
（５）供給された樹脂を上型のウェハレベルレンズアレイ用成形型で押圧することによって上型及び下型の成形面に倣って樹脂を変形させる。
（６）樹脂に光又は熱を照射して硬化させることでウェハレベルレンズアレイを成形する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】国際公開第２００８／１５３１０２号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１のように、マスタを作成する際に、基板にマスタ型で造形材料を押し付けて成形することで、各造形部の形成を繰り返していく手順が行われる。このとき、基板上に供給された造形材料である樹脂をマスタ型で押圧、変形させる際に、造形材料が基板とマスタ型の間からはみ出してしまう可能性がある。基板とマスタ型の間から造形材料がはみ出すと、マスタを構成する基板の表面が汚れるだけでなく、はみ出した部位で成形するときにマスタ型と基板とが適正に密着させることができなくなり、造形部の形状を転写させる精度が低下する。
また、はみ出した造形材料を拭き取るのは時間がかかり、生産性が低下してしまう。はみ出した造形材料が硬化した場合には、除去することが困難になってしまう。
更に、マスタ型を基板に押し当てて、造形材料として用いた紫外線硬化性樹又は熱硬化性の樹脂を変形させて硬化させると、これらの樹脂は硬化に伴って収縮する性質があるため、収縮した樹脂が、マスタ型の転写部の表面から離れてしまい、転写部の形状が適正に転写されなくなることも懸念される。
【０００８】
本発明は、ウェハレベルレンズアレイ等の成形体を成形するのに用いる成形型の反転形状に一致するマスタを作成する際に、樹脂のはみ出しを防止でき、また、マスタを構成する造形部を高い精度で転写できるマスタ型及びマスタの作成方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、基板部の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するため、前記成形体の形状に一致するマスタを作成するマスタ型であって、
該マスタ型は、前記マスタを構成する基板の表面に、樹脂からなる造形材料を変形させて前記成形部に対応する造形部の形状を形成する型面を備え、該型面は、前記光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部と、前記基板に対面する平面からなる平面部と、前記転写部と前記平面部の間で前記転写部を囲んで形成される凹部であって、前記転写部と前記基板の表面との間の空間に収納しきれない前記造形材料を収納する空間を構成する樹脂収納凹部とからなり、前記転写部の表面の前記樹脂に対する濡れ性が、前記樹脂収納凹部の表面の前記樹脂に対する濡れ性より高いマスタ型である。
【００１０】
このマスタ型は、マスタを構成する基板に造形部を成形する際に、造形部の形状を転写する転写部と基板との間から流動する造形材料の一部を、樹脂収納凹部と基板との間の空間で収容することができる。このため、造形材料が基板とマスタ型との間からはみ出ることを抑えることができる。また、転写部では濡れ性が高く、樹脂収納凹部では濡れ性が低くなるようにすることで、造形材料を転写部と基板との間で保持させつつ変形させることができる。このため、造形材料と転写部との密着性が高められ、造形部を高い精度で転写できる。
【００１１】
また、上記マスタ型を用いたマスタの作成方法によれば、マスタ型と基板との間から造形材料がはみ出すことを抑え、基板の表面が汚れることを防止しつつ、造形部を転写できる。また、転写部と樹脂収納凹部のそれぞれの表面の濡れ性を調整することによって造形部を転写する転写部と造形材料との密着が保たれるため、適正な形状を有する造形部を備えたマスタを得ることができる。
【００１２】
また、本発明は、基板部の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するための前記成形体の形状に一致するマスタを作成するためのマスタ型であって、
該マスタ型は、先端面に少なくとも前記光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部を有する移動型部と、該移動型部の前記先端面の周囲を覆う胴型部とからなるマスタ型である。
このマスタ型は、マスタを構成する基板に造形部を成形する際に、基板に開口を当接させた胴型部の内部で、移動型部の先端面を造形材料に押し付けることで造形部を転写することができる。このため、造形材料が基板とマスタ型との間からはみ出ることを抑えることができる。また、造形材料の移動が胴型部の内部にとどめられるため、造形材料と転写部との密着性が高められ、造形部を高い精度で転写できる。
【００１３】
また、本発明は、上記マスタ型を用いたマスタの作成方法であって、前記マスタを構成する前記基板の表面に供給された造形材料を前記胴型部の内側面で囲んで、前記胴型部の前記開口の全面を前記基板の表面に当接させ、前記移動型部の前記先端面を前記基板を接近させて前記造形材料を押圧して変形させ、この状態でエネルギーを付加して前記変形された前記造形材料を硬化させて造形部を形成するマスタの作成方法である。この方法によれば、マスタ型と基板との間から造形材料がはみ出すことを抑え、基板の表面が汚れることを防止しつつ、造形部を形成できる。また、胴型部の内部でのみ造形材料を変形させて造形部を転写することで、転写部と造形材料との密着が保たれ、適正な形状を有する造形部を備えたマスタを得ることができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、ウェハレベルレンズアレイ等の成形体を成形するのに用いる成形型の形状に一致するマスタを作成する際に、造形材料のはみ出しを防止でき、また、マスタを構成する造形部を高い精度で転写できるマスタ型及びマスタの作成方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】ウェハレベルレンズアレイの構成の一例を示す平面図である。
【図２】図１に示すウェハレベルレンズアレイの構成のＡ−Ａ線断面図である。
【図３】レンズモジュールの構成の一例を示す断面図である。
【図４】撮像ユニットの構成の一例を示す断面図である。
【図５】５Ａ〜５Ｄは、マスタを製造する手順を示す図である。
【図６】６Ａ〜６Ｃは、基板に複数の造形部を転写した後で、更に樹脂を埋め込む手順を示す図である。
【図７】７Ａ及び７Ｂは、マスタを用いてウェハレベルレンズアレイの成形型を作成する手順の一例を示す図である。
【図８】型に成形材料である樹脂を供給している状態を示す図である。
【図９】９Ａから図９Ｄは、基板部にレンズ部を成形する手順を説明する図である。
【図１０】１０Ａ及び１０Ｂは、基板部にレンズ部を成形する際の別の手順を説明する図である。
【図１１】１１Ａから１１Ｇは、マスタ型によって転写されるマスタの造形部の形状のパターンを例示するものである。
【図１２】１２Ａから１２Ｃは、マスタ型の型面を平面視した状態における転写部の形状の例を示す図である。
【図１３】１３Ａ及び１３Ｂは、マスタの基板に供給された造形材料にマスタ型の型面を押し付ける手順の変形例を説明する図である。
【図１４】マスタ型の例を示す図である。
【図１５】転写部及び樹脂収納凹部の少なくとも一方の表面に被覆部を設ける構成を説明する図である。
【図１６】１６Ａ〜１６Ｄは、マスタを製造する手順を示す図である。
【図１７】造形材料を硬化させる手順を示す図である。
【図１８】造形部の形状の一例を示す図である。
【図１９】１９Ａから１９Ｃは、基板に複数の造形部を転写した後で、更に樹脂を埋め込む手順を示す図である。
【図２０】２０Ａ及び２０Ｂは、マスタ型で造形部を転写する手順の他の例を示す図である。
【図２１】２１Ａ及び２１Ｂは、転写部と周囲型部の構成例を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
基板部の表面に配列された複数の成形部を有する成形体としては、例えば、ウェハレベルレンズアレイがある。以下、成形体の一例としてウェハレベルレンズアレイを例に説明するが、成形体はこれに限定されない。
【００１７】
先ず、ウェハレベルレンズアレイ、レンズモジュールと撮像ユニットの構成について説明する。
【００１８】
図１は、ウェハレベルレンズアレイの構成の一例を示す平面図である。図２は、図１に示すウェハレベルレンズアレイの構成のＡ−Ａ線断面図である。
ウェハレベルレンズアレイは、基板部１と、該基板部１に配列された複数のレンズ部１０とを備えている。複数のレンズ部１０は、基板部１に対して１次元又は２次元に配列されている。レンズ部１０は成形部に相当する。図２に見られるように、基板部１の両面に複数のレンズ部１０が配列されている。この構成例では、図１のように、複数のレンズ部１０が、基板部１に対して２次元に配列されている構成を例に説明する。レンズ部１０は、基板部１と同じ材料から構成され、該基板部１に一体成形されたものである。レンズ部１０の形状は、特に限定されず、用途などによって適宜変形される。
【００１９】
図３は、レンズモジュールの構成の一例を示す断面図である。
レンズモジュールは、基板部１と、及び該基板部１に一体成形されたレンズ部１０とを含んだ構成であり、例えば図１及び図２に示すウェハレベルレンズアレイの基板部１をダイシングし、レンズ部１０ごとに分離させたものを用いる。
【００２０】
基板部１の一方の面又は両方の面には、他の部材と重ね合わせるときの間隔を確保するためのスペーサ１２が設けられていてもよい。スペーサ１２は、例えば、基板部１の面から突出する壁状の部材で、レンズ部１０の周囲の一部又は全部を囲うように設けられている。スペーサ１２は、ダイシングする境界に位置し、ダイシングによって同時に分離され、各レンズモジュールの基板部１に付属する。また、スペーサ１２は、基板部１に同じ成形材料によって一体に成形されていてもよい。
【００２１】
図４は、撮像ユニットの構成の一例を示す断面図である。
撮像ユニットは、上述のレンズモジュールと、センサモジュールとを備える。レンズモジュールのレンズ部１０は、センサモジュール側に設けられた固体撮像素子Ｄに被写体像を結像させる。レンズモジュールの基板部１とセンサモジュールの半導体基板Ｗとが、互いに略同一となるように平面視略矩形状に成形されている。
【００２２】
センサモジュールは、半導体基板Ｗと、半導体基板Ｗに設けられた固体撮像素子Ｄを含んでいる。半導体基板Ｗは、例えばシリコンなどの半導体材料で形成されたウェハを平面視略矩形状に切り出して成形されている。固体撮像素子Ｄは、半導体基板Ｗの略中央部に設けられている。固体撮像素子Ｄは、例えばＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサである。センサモジュールは、チップ化された固体撮像素子Ｄを配線等が形成された半導体基板上にボンディングした構成とすることができる。又は、固体撮像素子Ｄは、半導体基板Ｗに対して周知の成膜工程、フォトリソグラフィ工程、エッチング工程、不純物添加工程等を繰り返し、該半導体基板に電極、絶縁膜、配線等を形成して構成されてもよい。
【００２３】
レンズモジュールは、その基板部１がスペーサ１２を介してセンサモジュールの半導体基板Ｗの上に重ね合わされている。レンズモジュールのスペーサ１２とセンサモジュールの半導体基板Ｗとは、例えば接着剤などを用いて接合される。スペーサ１２は、レンズモジュールのレンズ部１０がセンサモジュールの固体撮像素子Ｄ上で被写体像を結像させるように設計され、レンズ部１０がセンサモジュールに接触しないように、該レンズ部１０と固体撮像素子Ｄとの間に所定の距離を隔てる厚みで形成されている。
【００２４】
スペーサ１２は、レンズモジュールの基板部１とセンサモジュールの半導体基板Ｗとを所定の距離を隔てた位置関係を保持することができる範囲で、その形状は特に限定されず適宜変形することができる。また、スペーサ１２は、センサモジュールの固体撮像素子Ｄの周囲を取り囲むような枠状の部材であってもよい。固体撮像素子Ｄを枠状のスペーサ１２によって取り囲むことで外部から隔絶すれば、固体撮像素子Ｄにレンズを透過する光以外の光が入射しないように遮光することができる。また、固体撮像素子Ｄを外部から密封することで、固体撮像素子Ｄに塵埃が付着することを防止できる。
【００２５】
なお、図３に示すレンズモジュールは、レンズ部１０が形成された基板部１を１つ備えた構成であるが、レンズ部１０が形成された基板部１を複数備えた構成としてもよい。このとき、互いに重ね合わされる基板部１同士がスペーサ１２を介して組み付けられる。
【００２６】
また、レンズ部１０が形成された基板部１を複数備えたレンズモジュールの最下位置の基板部１にスペーサ１２を介してセンサモジュールを接合して撮像ユニットを構成してもよい。
【００２７】
以上のように構成された撮像ユニットは、携帯端末等に内蔵される図示しない回路基板にリフロー実装される。回路基板には、撮像ユニットが実装される位置に予めペースト状の半田が適宜印刷されており、そこに撮像ユニットが載せられ、この撮像ユニットを含む回路基板に赤外線の照射や熱風の吹付けといった加熱処理が施され、撮像ユニットが回路基板に溶着される。
【００２８】
基板部１及びレンズ部１０は同一の成形材料（以下、単に材料ともいう。）によって構成される。
【００２９】
本発明のウェハレベルレンズアレイに用いられるエネルギー硬化性の樹脂組成物は、熱により硬化する樹脂組成物、あるいは活性エネルギー線の照射（例えば紫外線、電子線照射）により硬化する樹脂組成物のいずれであってもよい。
【００３０】
モールド形状の転写適性等、成形性の観点から硬化前には適度な流動性を有していることが好ましい。具体的には常温で液体であり、粘度が１０００〜５００００ｍＰａ・ｓ程度のものが好ましい。
【００３１】
一方、硬化後にはリフロー工程を通しても熱変形しない程度の耐熱性を有していることが好ましい。該観点から、硬化物のガラス転移温度は２００℃以上であることが好ましく、２５０℃以上であることがより好ましく、３００℃以上であることが特に好ましい。樹脂組成物にこのような高い耐熱性を付与するためには、分子レベルで運動性を束縛することが必要であり、有効な手段としては、（１）単位体積あたりの架橋密度を上げる手段、（２）剛直な環構造を有する樹脂を利用する手段（例えばシクロヘキサン、ノルボルナン、テトラシクロドデカン等の脂環構造、ベンゼン、ナフタレン等の芳香環構造、９，９’−ビフェニルフルオレン等のカルド構造、スピロビインダン等のスピロ構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平９−１３７０４３号公報、同１０−６７９７０号公報、特開２００３−５５３１６号公報、同２００７−３３４０１８号公報、同２００７−２３８８８３号公報等に記載の樹脂）、（３）無機微粒子など高Ｔｇの物質を均一に分散させる手段（例えば特開平５−２０９０２７号公報、同１０−２９８２６５号公報等に記載）等が挙げられる。これらの手段は複数併用してもよく、流動性、収縮率、屈折率特性など他の特性を損なわない範囲で調整することが好ましい。
【００３２】
形状転写精度の観点からは硬化反応による体積収縮率が小さい樹脂組成物が好ましい。本発明に用いられる樹脂組成物の硬化収縮率としては１０％以下であることが好ましく、５％以下であることがより好ましく、３％以下であることが特に好ましい。
【００３３】
硬化収縮率の低い樹脂組成物としては、例えば、（１）高分子量の硬化剤（プレポリマ−など）を含む樹脂組成物（例えば特開２００１−１９７４０号公報、同２００４−３０２２９３号公報、同２００７−２１１２４７号公報等に記載、高分子量硬化剤の数平均分子量は２００〜１００，０００の範囲であることが好ましく、より好ましくは５００〜５０，０００の範囲であり、特に好ましくは１，０００〜２０，０００の場合である。また該硬化剤の数平均分子量／硬化反応性基の数で計算される値が、５０〜１０，０００の範囲にあることが好ましく、１００〜５，０００の範囲にあることがより好ましく、２００〜３，０００の範囲にあることが特に好ましい。）、（２）非反応性物質（有機/無機微粒子，非反応性樹脂等）を含む樹脂組成物（例えば特開平６−２９８８８３号公報、同２００１−２４７７９３号公報、同２００６−２２５４３４号公報等に記載）、（３）低収縮架橋反応性基を含む樹脂組成物（例えば、開環重合性基（例えばエポキシ基（例えば、特開２００４−２１０９３２号公報等に記載）、オキセタニル基（例えば、特開平８−１３４４０５号公報等に記載）、エピスルフィド基（例えば、特開２００２−１０５１１０号公報等に記載）、環状カーボネート基（例えば、特開平７−６２０６５号公報等に記載）、エン／チオール硬化基（例えば、特開２００３−２０３３４号公報等に記載）、ヒドロシリル化硬化基（例えば、特開２００５−１５６６６号公報等に記載）、（４）剛直骨格樹脂（フルオレン、アダマンタン、イソホロン等）を含む樹脂組成物（例えば、特開平９−１３７０４３号公報等に記載）、（５）重合性基の異なる２種類のモノマーを含み相互貫入網目構造（いわゆるＩＰＮ構造）が形成される樹脂組成物（例えば、特開２００６−１３１８６８号公報等に記載）、（６）膨張性物質を含む樹脂組成物（例えば、特開２００４−２７１９号公報、特開２００８−２３８４１７号公報等に記載）等を挙げることができ、本発明において好適に利用することができる。また上記した複数の硬化収縮低減手段を併用すること（例えば、開環重合性基を含有するプレポリマーと微粒子を含む樹脂組成物など）が物性最適化の観点からは好ましい。
【００３４】
ウエハレベルレンズアレイには、高−低２種類以上のアッベ数の異なる樹脂組成物が望まれる。
高アッべ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が５０以上であることが好ましく、より好ましくは５５以上であり特に好ましくは６０以上である。屈折率（nd）は１．５２以上であることが好ましく、より好ましくは１．５５以上であり、特に好ましくは１．５７以上である。
このような樹脂としては、脂肪族の樹脂が好ましく、特に脂環構造を有する樹脂（例えば、シクロヘキサン、ノルボルナン、アダマンタン、トリシクロデカン、テトラシクロドデカン等の環構造を有する樹脂、具体的には例えば、特開平１０−１５２５５１号公報、特開２００２−２１２５００号公報、同２００３−２０３３４号公報、同２００４−２１０９３２号公報、同２００６−１９９７９０号公報、同２００７−２１４４号公報、同２００７−２８４６５０号公報、同２００８−１０５９９９号公報等に記載の樹脂）が好ましい。
【００３５】
低アッべ数側の樹脂は、アッベ数（νｄ）が３０以下であることが好ましく、より好ましくは２５以下であり特に好ましくは２０以下である。屈折率（nd）は１．６０以上であることが好ましく、より好ましくは１．６３以上であり、特に好ましくは１．６５以上である。
このような樹脂としては芳香族構造を有する樹脂が好ましく、例えば９,９’‐ジアリールフルオレン、ナフタレン、ベンゾチアゾール、ベンゾトリアゾール等の構造を含む樹脂（具体的には例えば、特開昭６０−３８４１１号公報、特開平１０−６７９７７号公報、特開２００２−４７３３５号公報、同２００３−２３８８８４号公報、同２００４−８３８５５号公報、同２００５−３２５３３１号公報、同２００７−２３８８８３号公報、国際公開２００６／０９５６１０号公報、特許第２５３７５４０号公報等に記載の樹脂等）が好ましい。
【００３６】
成形材料の樹脂には屈折率を高める目的やアッベ数を調整する目的のために、無機微粒子をマトリックス中に分散させることが好ましい。無機微粒子としては、例えば、酸化物微粒子、硫化物微粒子、セレン化物微粒子、テルル化物微粒子が挙げられる。より具体的には、例えば、酸化ジルコニウム、酸化チタン、酸化亜鉛、酸化スズ、酸化ニオブ、酸化セリウム、酸化アルミニウム、酸化ランタン、酸化イットリウム、硫化亜鉛等の微粒子を挙げることができる。
特に上記高アッべ数の樹脂に対しては、酸化ランタン、酸化アルミニウム、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましく、低アッベ数の樹脂に対しては、酸化チタン、酸化スズ、酸化ジルコニウム等の微粒子を分散させることが好ましい。無機微粒子は、単独で用いても２種以上を併用してもよい。また、複数の成分による複合物であってもよい。また、無機微粒子には光触媒活性低減、吸水率低減などの種々の目的から、異種金属をドープしたり、表面層をシリカ、アルミナ等異種金属酸化物で被覆したり、シランカップリング剤、チタネートカップリング剤、有機酸（カルボン酸類、スルホン酸類、リン酸類、ホスホン酸類等）又は有機酸基を持つ分散剤などで表面修飾してもよい。無機微粒子の数平均粒子サイズは通常１ｎｍ〜１０００ｎｍ程度とすればよいが、小さすぎると物質の特性が変化する場合があり、大きすぎるとレイリー散乱の影響が顕著となるため、１ｎｍ〜１５ｎｍが好ましく、２ｎｍ〜１０ｎｍが更に好ましく、３ｎｍ〜７ｎｍが特に好ましい。また、無機微粒子の粒子サイズ分布は狭いほど望ましい。このような単分散粒子の定義の仕方はさまざまであるが、例えば、特開２００６−１６０９９２号に記載されるような数値規定範囲が好ましい粒径分布範囲に当てはまる。ここで上述の数平均１次粒子サイズとは、例えばＸ線回折（ＸＲＤ）装置あるいは透過型電子顕微鏡（ＴＥＭ）などで測定することができる。無機微粒子の屈折率としては、２２℃、５８９ｎｍの波長において、１．９０〜３．００であることが好ましく、１．９０〜２．７０であることが更に好ましく、２．００〜２．７０であることが特に好ましい。無機微粒子の樹脂に対する含有量は、透明性と高屈折率化の観点から、５質量％以上であることが好ましく、１０〜７０質量％が更に好ましく、３０〜６０質量％が特に好ましい。
【００３７】
樹脂組成物に微粒子を均一に分散させるためには、例えばマトリックスを形成する樹脂モノマーとの反応性を有する官能基を含む分散剤（例えば特開２００７−２３８８８４号公報実施例等に記載）、疎水性セグメント及び親水性セグメントで構成されるブロック共重合体（例えば特開２００７−２１１１６４号公報に記載）、あるいは高分子末端又は側鎖に無機微粒子と任意の化学結合を形成しうる官能基を有する樹脂（例えば特開２００７−２３８９２９号公報、特開２００７−２３８９３０号公報等に記載）等を適宜用いて微粒子を分散させることが望ましい。
【００３８】
また、成形材料として用いられる樹脂組成物には、シリコン系、フッ素系、長鎖アルキル基含有化合物等の公知の離型剤やヒンダードフェノール等の酸化防止剤等の添加剤が適宜配合されていてもよい。
【００３９】
硬化性樹脂組成物には、必要に応じて硬化触媒又は開始剤を配合することができる。具体的には、例えば特開２００５−９２０９９号公報（段落番号〔００６３〕〜〔００７０〕）等に記載の熱又は活性エネルギー線の作用により硬化反応（ラジカル重合あるいはイオン重合）を促進する化合物を挙げることができる。これらの硬化反応促進剤の添加量は、触媒や開始剤の種類、あるいは硬化反応性部位の違いなどによって異なり一概に規定することはできないが、一般的には硬化反応性樹脂組成物の全固形分に対して０．１〜１５質量％程度が好ましく、０．５〜５質量％程度がより好ましい。
【００４０】
硬化性樹脂組成物は上記成分を適宜配合して製造することができる。この際、液状の低分子モノマー（反応性希釈剤）等に他の成分を溶解することができる場合には別途溶剤を添加する必要はないが、このケースに当てはまらない場合には溶剤を用いて各構成成分を溶解することにより硬化性樹脂組成物を製造することができる。該硬化性樹脂組成物に使用できる溶剤としては、組成物が沈殿することなく、均一に溶解又は分散されるものであれば特に制限はなく適宜選択することができ、具体的には、例えば、ケトン類（例えば、アセトン、メチルエチルケトン、メチルイソブチルケトン等）、エステル類（例えば、酢酸エチル、酢酸ブチル等）、エーテル類（例えば、テトラヒドロフラン、１，４−ジオキサン等）アルコール類（例えば、メタノール、エタノール、イソプロピルアルコール、ブタノール、エチレングリコール等）、芳香族炭化水素類（例えば、トルエン、キシレン等）、水等を挙げることができる。硬化性組成物が溶剤を含む場合には該組成物を基板及び／又は型の上にキャストし溶剤を乾燥させた後にモールド形状転写操作を行うことが好ましい。
【００４１】
次に、ウェハレベルレンズアレイを成形する成形型を作成するためのマスタを製造する手順と、該マスタの製造に用いられるマスタ型について説明する。この手順では、図２に示すように、基板部１に、該基板部１から突出する曲面を有するレンズ部１０が成形されたウェハレベルレンズアレイを成形する成形型を想定する。以下、図２のウェハレベルレンズアレイの構成を適宜参照するものとする。
【００４２】
図５Ａ〜５Ｄは、マスタを製造する手順を示す図である。
図５Ａに示すように、マスタの基板３１の表面に造形材料である樹脂Ｒを供給する。基板３１の材料や樹脂Ｒとしては、上記成形材料と同様の材料を用いることができ、紫外線硬化性樹脂や熱硬化性樹脂を用いてもよい。
【００４３】
マスタ型２０は、レンズ部が複数配列されたウェハレベルレンズアレイの形状に一致するマスタを作成するものである。マスタ型２０は、型面で樹脂Ｒを押し付けることで、樹脂Ｒを変形させ、基板３１の表面に目的とするレンズ部１０に対応する造形部３０の形状を転写する。
【００４４】
マスタ型２０の型面は、光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部２１と、基板３１に当接又は近接するように対面する平面からなる平面部２０ａと、転写部２１と平面部２０ａの間で転写部２１を囲んで形成される凹部であって、転写部２１と基板３１の表面との間の空間に収納しきれない造形材料を収納する空間を構成する樹脂収納凹部２２とからなる。ここでいう、光学面はレンズ部１０の表面に相当する。転写部２１の形状は、レンズ部１０の光学面の形状を反転させたものと一致する。なお、後述するように、レンズ部１０の形状は特に限定されず、適宜変更可能である。言い換えると、転写部２１の形状は、レンズ部の光学面を反転させた形状に一致するように予め設計される。
【００４５】
図５Ｂに示すように、マスタ型２０の型面を樹脂Ｒに押し付ける。樹脂Ｒは、最初に、転写部２１に密着し、その後、転写部２１からの圧力によって、周囲の樹脂収納凹部２２へ流動していく。樹脂Ｒと転写部２１との密着の際に、樹脂Ｒの一部が樹脂収納凹部２２と接触してもよい。
【００４６】
そして、図５Ｃに示すように、平面部２０ａを基板３１に当接させる。このとき、樹脂Ｒが転写部２１に密着し、該転写部２１の形状に倣って変形する。また、樹脂Ｒの一部が樹脂収納凹部と基板３１との間の空間に収容される。
【００４７】
型面の転写部２１によって樹脂Ｒを変形させた状態で、樹脂Ｒを硬化させる。樹脂Ｒが紫外線硬化性の樹脂の場合には、紫外線を照射して硬化させる。又は、樹脂Ｒが熱硬化性の樹脂の場合には、熱を供給して硬化させる。こうすることで、基板３１の表面に造形部が形成される。
【００４８】
図５Ｄに示すように、樹脂Ｒが硬化した後、マスタ型２０を基板３１から離間させる。基板３１の表面に転写された造形部３０は、転写部で転写されたレンズ形状部３０ａと、樹脂収納凹部で転写された台部３０ｂとで構成される。レンズ形状部３０ａは、製造の目的であるウェハレベルレンズアレイのレンズ部の形状と一致する。台部３０ｂは、レンズ形状部３０ａの周囲に、基板３１の表面に対して段差状に突出した形状である。
【００４９】
この手順では、基板３１の表面に樹脂Ｒを供給したが、マスタ型２０の転写部の一部に樹脂Ｒを予め供給し、マスタ型の型面で樹脂Ｒを基板３１に押し付けることで造形部３０を転写してもよい。
【００５０】
この手順では、樹脂Ｒを押し付ける際に平面部２０ａを基板３１の表面に当接させた。しかし、図５Ｂに示すように、平面部２０ａを基板３１に近接させることで、樹脂Ｒを変形させてもよい。平面部２０ａを基板３１に近接させる状態とは、図５Ｂのようにマスタ型２０の平面部２０ａと基板３１との表面に隙間ｇをおく状態をいう。この状態で、先に樹脂Ｒの硬化を行い、樹脂Ｒの収縮に応じて平面部２０ａを基板３１に近づく方へ移動させてもよい。こうすれば、硬化の際に樹脂Ｒが収縮することに起因して転写部と樹脂Ｒとの間が離間してしまうことを抑えることができ、造形部の形状の転写不良を防止することができる。
【００５１】
また、マスタ型２０の平面部２０ａを基板３１との表面に近接させて隙間ｇをおくことで、造形部３０を所定の高さとなるように調整できる。このとき、転写部２１で樹脂Ｒに光学面に相当する領域全体を転写した後で、隙間ｇに樹脂Ｒを更に追加して供給することで、造形部３０を所定の高さを確実に調整できる。
【００５２】
図５Ｃに示すように、マスタ型２０の平面部２０ａに対する樹脂収納凹部２２の深さをｔｂとし、平面部２０ａに対する転写部２１の最も深い部位の深さをｔaとする。このとき、樹脂収納凹部２２の深さｔｂが転写部２１の最も深い部位の深さｔaの０．２倍〜３倍であることが好ましい。この例では、樹脂収納凹部２２の深さｔｂが転写部２１の最も深い部位の深さｔaより小さいが、目的とするレンズ部の形状及び造形部の形状によっては、樹脂収納凹部２２の深さｔｂが転写部２１の最も深い部位の深さｔaより大きくしてもよい。樹脂収納凹部２２の深さｔｂが転写部２１の最も深い部位の深さｔaに対して上記範囲となるようにすることで、樹脂Ｒを押し付ける際に、樹脂収納凹部２２と基板３１との間で確実に収容させることができる。
【００５３】
供給する樹脂（造形材料）Ｒの量は、樹脂Ｒを造形部の形状に変形し終えたときの、転写部２１と基板３１の該転写部２１に対面する部分との間の空間の容積より多く、かつ、転写部２１から樹脂収納凹部２２までの領域と基板３１の転写部２１から樹脂収納凹部２２までの領域と対面する部分との間の空間の容積より少なくすることが好ましい。
【００５４】
転写部２１は濡れ性の高い材料で構成し、樹脂収納凹部２２は濡れ性の低い材料で構成する。
この例では、マスタ型の樹脂収納凹部２２の表面に、樹脂Ｒに対して濡れ性の低い物質（例えば離型材）からなる被覆部を設ける。被覆部の形成方法としては、塗布、蒸着などにより成膜する方法がある。一方で、転写部２１の表面には、樹脂Ｒに対して濡れ性の高い物質からなる被覆部を設ける。被覆部の例については後述する。
【００５５】
図６Ａ及び６Ｂは、基板に複数の造形部を転写した後で、更に樹脂を埋め込む手順を示す図である。
造形部３０は、基板３１の表面に所定の配列で複数転写されている。ここで、所定の配列とは、造形部３０は、目的とするウェハレベルレンズアレイの基板部１におけるレンズ部１０のピッチに基づく配列である。
【００５６】
図６Ａに示すように、基板３１上で、隣り合う造形部３０の台部３０ｂ同士の間の窪みが設けられている。図６Ｂに示すように、台部３０ｂ同士の窪みに、樹脂Ｒを埋め込む。この例では、窪みに埋め込む樹脂Ｒは、造形部３０を構成する造形材料である樹脂Ｒと同じものとした。しかし、台部３０ｂ同士の間の窪みには、造形部３０の造形材料とは異なる樹脂を用いてもよい。窪みに樹脂Ｒを埋め込んだ後、硬化させ、図６Ｃに見られるように、基板３１の表面において、レンズ形状部３０ａ以外の領域が平坦化される。
【００５７】
上記手順によって、図２に示すウェハレベルレンズアレイの形状と同一のマスタを得ることができる。
【００５８】
図７Ａ及び７Ｂは、マスタを用いてウェハレベルレンズアレイの成形型を作成する手順の一例を示す図である。
図７Ａに示すように、マスタの基板３１上に、レンズ形状部３０ａの表面形状を反転させた形状を有するスタンパ１０２を作成する。スタンパ１０２は、一例として、マスタの造形部３０が設けられた基板３１の表面に、電鋳によってＮｉ等の金属イオンを堆積させることで得ることができる。そして、図７Ｂに示すように、マスタから離型させたスタンパ１０２には、レンズ形状部３０ａの表面形状を反転させた形状に一致するレンズ転写部１０２ａが形成される。レンズ転写部１０２ａは、所望のレンズ部１０の表面形状を反転させた形状に一致する。
【００５９】
次に、上記手順で得られたスタンパ１０２を一対の成形型のそれぞれに適用し、成形体であるウェハレベルレンズアレイを成形する手順の一例を説明する。なお、以下の説明では、スタンパ１０２を単に型ともいう。
【００６０】
図８は、型に成形材料である樹脂を供給している状態を示す図である。図８に示すように、型部材１０２のレンズ転写部１０２ａにディペンサのノズル３１から樹脂１０Ｒを滴下する。各レンズ転写部１０２ａに対して、１つのレンズ部に相当する所定量の樹脂が供給される。なお、各レンズ転写部１０２ａに滴下される樹脂１０Ｒの量は均一であり、所望のレンズ部の容積によって予め決められる。型部材１０２に供給する樹脂は、別工程で製造される基板部１を構成する樹脂と同一である。
【００６１】
図９Ａから図９Ｄは、基板部にレンズ部を成形する手順を説明する図である。
最初に、基板部１を準備する。ここで、基板部１の成形材料としては、該基板部１に成形されるレンズ部１０と同じ成形材料を用いて、予め成形又は製作される。成形材料としては、紫外線硬化性樹脂又は熱硬化性樹脂を用いる。次に、供給された樹脂を下型と上型とで押圧することでウェハ形状にし、押圧した状態で樹脂に紫外線又は熱を照射することで樹脂を硬化させ、基板部を成形する。
【００６２】
基板部１は、成形材料として用いる樹脂からなるブロックを切り出して作ってもよい。基板部１は、平行平板の形状であってもよい。また、基板部１には、反り防止用のリブやスペーサなどの構造体を同時に一体成形したものでよい。
【００６３】
なお、以下の手順では、基板部１とレンズ部１０とを別々に得る手順を説明するが、基板部１とレンズ部１０とを同じ成形工程で一体に成形してもよい。
【００６４】
図９Ａに示すように、予め樹脂１０Ｒが供給された型部材１０２と、該型部材１０２の上に、先に別工程で成形された基板部１を配置する。ここで、型部材１０２に供給される樹脂１０Ｒは、別工程で成形された基板部１を構成する樹脂と同一である。型部材１０２の複数のレンズ転写部１０２ａのそれぞれには、レンズ部１０の一つに対応する量の樹脂１０Ｒが供給される。
【００６５】
図９Ｂに示すように、型部材１０２に基板部１を重ね合わせることで、型部材１０２のレンズ転写部１０２ａに供給された樹脂１０Ｒを押圧してレンズ転写部１０２ａに倣った形状に変形させる。型部材１０２と基板部１との互いの位置決めのため、基板部１にはマーキング部Ｍ１１が設けられている。また、型部材１０２には、基板部１と重ね合わせた状態で該基板部１のマーキング部Ｍ１１に対する基準位置を示すマーキング部Ｍ２が設けられている。こうすることで、基板部１と型部材１０２との位置決めを容易に行うことができる。型部材１０２に基板部１を重ね合わせた状態で、基板部１の上方から紫外線又は熱を照射する。こうして、樹脂１０Ｒを硬化させ、基板部１における図中の下面側にレンズ部１０を一体成形する。樹脂１０Ｒが硬化した後、基板部１を型部材１０２から剥離する。
【００６６】
次に、図９Ｃに示すように、基板部１におけるレンズ部１０が形成されていない側の面にレンズ部１０を成形する。基板部１を、レンズ部１０が成形された面を上方に向け、該基板部１の下方に予め樹脂１０Ｒが供給された型部材１０４を配置する。型部材１０４に樹脂１０Ｒを供給する手順は、図８で説明した、型部材１０２に樹脂１０Ｒを供給する手順と同様である。
【００６７】
図９Ｄに示すように、型部材１０４に基板部１を重ね合わせることで、型部材１０４のレンズ転写部１０４ａに供給された樹脂１０Ｒを押圧してレンズ転写部１０４ａに倣った形状に変形させる。型部材１０４と基板部１との互いの位置決めのため、基板部１にはマーキング部Ｍ１２が設けられている。また、型部材１０４には、基板部１と重ね合わせた状態で該基板部１のマーキング部Ｍ１２に対する基準位置を示すマーキング部Ｍ２０が設けられている。こうすることで、基板部１と型部材１０４との位置決めを容易に行うことができる。型部材１０４に基板部１を重ね合わせた状態で、紫外線又は熱を照射する。こうして、樹脂１０Ｒを硬化させ、基板部１における図中の下面側にレンズ部１０を一体成形する。樹脂１０Ｒが硬化した後、基板部１を型部材１０４から剥離する。こうして、基板部１の両方の面それぞれに複数レンズ部１０が一体成形されたウェハレベルレンズアレイを得ることができる。
【００６８】
基板部１と複数のレンズ部１０とを別の工程で、かつ、同じ成形材料で作ると、基板部１を成形する際の硬化による収縮がレンズ部１０に影響を与えることがない。そして、成形された基板部１にレンズ部１０を成形することで、レンズ部１０同士の位置のずれが発生することを防止できる。
また、基板部１と複数のレンズ部１０とが同じ成形材料で成形されているため、基板部１とレンズ部１０との間の界面で光の屈折が生じることを回避でき、設計が容易である。また、撮像レンズとして用いた場合に、界面での光の反射が生じないため、フレア等による画質の劣化を避けることができる。
【００６９】
なお、以上の手順では、レンズ部１０の形状が凸状である場合を例に説明したが、形状は特に限定されず、凹状や非球面の形状であってもよい。
【００７０】
図１０Ａ及び１０Ｂは、基板部にレンズ部を成形する際の別の手順を説明する図である。
図１０Ａに示すように、一対の型部材１０２と型部材１０４との間に基板部１を配置する。このとき、型部材１０２のレンズ転写部１０２ａと、型部材１０４のレンズ転写部１０４ａとがいずれも基板部１に対向している。また、型部材１０４のレンズ転写部１０４ａのそれぞれには予め樹脂が供給されている。
【００７１】
基板部１における型部材１０２側の面には、レンズ部１０を形成する部位毎に、樹脂１０Ｒが供給されている。基板部１において、レンズ部１０を成形する部位毎に、レンズ部１０の一つに対応する量の樹脂１０Ｒが供給される。基板部１へ樹脂１０Ｒを供給する手順は、図８で説明した手順と同様とすることができる。
【００７２】
次に、図１０Ｂに示すように、型部材１０２と型部材１０４とを基板部１を挟んで重ね合わせる。基板部１の図中上面に供給された樹脂１０Ｒは、型部材１０２のレンズ転写部１０２ａの形状に倣って変形する。また、型部材１０４のレンズ転写部１０４ａに供給された樹脂１０Ｒは、基板部１とレンズ転写部１０４ａとに押圧され、該レンズ転写部１０４ａの形状に倣って変形する。型部材１０２，型部材１０４及び基板部１を重ね合わせた状態で、紫外線又は熱を照射し、樹脂１０Ｒを硬化させる。こうすることで、基板部１の両方の面に対して同時に、複数のレンズ部１０を一体成形してなる、ウェハレベルレンズアレイを得ることができる。
【００７３】
また、図１０Ａ及び図１０Ｂに見られるように、基板部１、型部材１０２，１０４のそれぞれにマーキング部Ｍ１１、Ｍ１２、Ｍ１０、Ｍ２０を設けることで、基板部１に対する複数のレンズ部１０の位置決めを容易に行うことができる。
【００７４】
上記手順のように、マスタで得られた型（スタンパ）を一対用いることで、基板部１の両面に複数のレンズ部１０が成形されたウェハレベルレンズアレイを得ることができる。基板部の表面に配列された複数の成形部を有する成形体であれば、ウェハレベルレンズアレイに限らず、同様の手順で作成することができる。
【００７５】
図１１Ａから１１Ｇは、マスタ型によって転写されるマスタの造形部の形状のパターンを例示するものである。各図の造形部の形状は、目的とするウェハレベルレンズアレイのレンズ部の形状に一致する。なお、各図では、単一の造形部の形状のみを示しているが、同じ形状を有する造形部が基板の表面に並べられているものとする。各図の造形部の台部３０ｂと、図示する造形部３０と隣り合う図示しない造形部３０の台部３０ｂとの間に、造形材料である樹脂Ｒが埋め込まれてもよい。
【００７６】
図１１Ａに示す造形部３０は、凸面を有するレンズ形状部３０ａと、該レンズ形状部３０ａの周囲に、レンズ形状部３０ａと基板３１との間で段差状に設けられた台部３０ｂとを有する例である。
【００７７】
図１１Ｂに示す造形部３０は、凹面を有するレンズ形状部３０ａを有し、レンズ形状部３０ａの周縁が台部３０ｂの表面から突出する形状である。また、造形部３０は、レンズ形状部３０ａの周囲に段差状の台部３０ｂを有する。
【００７８】
図１１Ｃに示す造形部３０は、凸面を有するレンズ形状部３０ａを有し、レンズ形状部３０ａの周囲には、凸面よりも高く突出する壁状の台部３０ｂが設けられている。
【００７９】
図１１Ｄに示す造形部３０は、凹面を有するレンズ形状部３０ａを有する。レンズ形状部３０ａの周囲に、レンズ形状部３０ａと基板３１との間には、段差状に設けられた台部３０ｂが設けられている。
【００８０】
図１１Ｅに示す造形部３０は、凸面を有するレンズ形状部３０ａと、該レンズ形状部３０ａの周囲に、レンズ形状部３０ａと基板３１との間で段差状に設けられた台部３０ｂとを有する例である。この例では、レンズ形状部３０ａの周縁と台部３０ｂとの間にも段差が設けられている。
【００８１】
図１１Ｆに示す造形部３０は、凹面を有するレンズ形状部３０ａと、該レンズ形状部３０ａの周囲に台部３０ｂとを有する例である。基板３１の表面から台部３０ｂの上面に渡る面は、段差ではなく湾曲した面である。
【００８２】
図１１Ｇに示す造形部３０は、凸面を有するレンズ形状部３０ａを有し、レンズ形状部３０ａの周囲には、凸面とほぼ同じ高さで突出する壁状の台部３０ｂが設けられている。
【００８３】
図１１Ａから図１１Ｇの造形部３０はいずれも、レンズ形状部３０ａが、所望のレンズ部と同じ光学面の形状を有する。図５のマスタ型２０の構成に参照されるように、レンズ形状部３０ａは、マスタ型２０の転写部２１によって転写され、台部３０ｂは、マスタ型２０の樹脂収納凹部２２によって転写される。
【００８４】
図１２Ａから１２Ｃは、マスタ型の型面を平面視した状態における転写部の形状の例を示す図である。なお、各図中の点線は、造形材料である樹脂Ｒを示している。
【００８５】
図１２Ａに示すように、平面部２０ａを平面視した状態で、樹脂収納凹部２２の形状が、円形であってもよい。また、樹脂収納凹部２２の形状が円形ではなく楕円形としてもよい。
【００８６】
図１２Ｂに示すように、平面部２０ａを平面視した状態で、樹脂収納凹部２２の形状が、正方形や長方形等の矩形であってもよい。
【００８７】
図１２Ｃに示すように、平面部２０ａを平面視した状態で、樹脂収納凹部２２の形状が、多角形であってもよい。
【００８８】
図１２Ａから１２Ｃでは、平面部２０ａを平面視した状態で、転写部２１の形状を円形とした。ここで、転写部２１の直径をＤ１とする。
【００８９】
図１２Ａに示すように、樹脂収納凹部２２の形状の直径をＤ２とすると、直径Ｄ２が直径Ｄ１の１．５倍以上とすることが好ましい。この理由としては、こうすることで、マスタの基板と樹脂収納凹部２２との間で樹脂を十分に収容可能な空間を設けることができる。樹脂収納凹部２２の形状が楕円形の場合には、長径が直径Ｄ２に相当するものとする。
【００９０】
同様の理由で、図１２Ｂや１２Ｃに示すように、樹脂収納凹部２２が四角形又は長方形等の矩形や多角形の場合、その最大対角長をＤ２とすると、最大対角長Ｄ２が転写部２１の直径Ｄ１の１．５倍以上とすることが好ましい。
【００９１】
複数のマスタ型が互いに接合され、それぞれの平面部２０ａを同一平面状に並べて固められてマスタ型のブロック体を構成してもよい。
【００９２】
図１３Ａ及び１３Ｂは、マスタの基板に供給された造形材料にマスタ型の型面を押し付ける手順の変形例を説明する図である。図１３Ａに示すように、マスタ型２０の転写部２１の表面に樹脂Ｒの造形材料の一部を予め付着させている。図１３Ｂに示すように、予め付着させる樹脂Ｒ’は、平面部２０ａを基板３１上の樹脂Ｒに押し付ける際の呼び水として機能する。こうすることで、造形材料である樹脂Ｒと転写部２１との間に気泡が残ることを防止することができ、造形部をより高い精度で転写できる。
【００９３】
図１４は、マスタ型の一例を示す断面図である。
マスタ型２０は、円柱状の第１の型部材２０１と、第１の型部材２０１の周面に設けられた第２の型部材２０２とから構成されている。第１の型部材２０１は転写部２１を備えている。第２の型部材２０２は、樹脂収納凹部２２を備えている。第１の型部材２０１は、樹脂Ｒに対して濡れ性の高い材料で構成されている。第２の型部材２０２は、樹脂Ｒに対して濡れ性の低い材料で構成されている。このため、第１の型部材に設けられた転写部２１の表面の樹脂Ｒに対する濡れ性が、第２の型部材２０２に設けられた樹脂収納凹部２２の表面の樹脂Ｒに対する濡れ性より高い。
【００９４】
造形材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、濡れ性の低い材料としては、エポキシ樹脂に対して濡れ性の低いフッ素系の材料やシリコーン系の材料、又は、それらを混合した材料を用いることができる。
造形材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、濡れ性の高い材料としては、ガラス、金属（アルミなどが蒸着しやすくて好ましい。）、セラミックス、プラスチック類（フッ素系、シリコン系を除く）を用いることができる。
【００９５】
図１５は、転写部及び樹脂収納凹部の少なくとも一方の表面に被覆部を設ける構成を説明する図である。この例では、樹脂収納凹部にのみ被覆部２４を設けた構成とした。
被覆部２４は、造形材料である樹脂Ｒに対して、濡れ性を調整する機能を有する。ここでいう濡れ性とは、固体の表面に液体が接触しているときの接触状態を表し、同じ量の液体が、固体表面の相対的に広い面積に接触する（接触角が小さい）場合には濡れ性が高いとされ、相対的に狭い面積で接触する（接触角が大きい）場合には濡れ性が低いとされる。つまり、被覆部に樹脂Ｒが付着したときに、表面に樹脂Ｒが接触する部分が拡がるほど濡れ性が高い。一方で、表面に樹脂Ｒが接触する部分が狭いほど濡れ性が低い。
【００９６】
被覆部２４は、転写部２１及び樹脂収納凹部２２の少なくとも一方の表面に設ければよい。
【００９７】
マスタ型２０の転写部２１には、樹脂Ｒに対する濡れ性が高い被覆部２４を設けることが好ましい。また、樹脂収納凹部２２には、樹脂Ｒに対する濡れ性が低い被覆部２４を設けることが好ましい。こうすることで、樹脂Ｒが、転写部２１と基板３１との間で樹脂Ｒを保持しやすくなる。そして、樹脂Ｒと転写部２１との密着性をより一層向上させることができ、造形部をより高い精度で転写できる。
【００９８】
造形材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、濡れ性の低い被覆部２４としては、エポキシ樹脂に対して濡れ性の低いフッ素系の材料やシリコーン系の材料、又は、それらを混合した材料を用いることができる。
造形材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、濡れ性の高い被覆部２４としては、ガラス、金属、セラミックス、プラスチック類（フッ素系、シリコン系を除く）を用いることができる。
【００９９】
このマスタ型２０は、転写部２１及び樹脂収納凹部２２の少なくとも一方の表面に造形材料に対する濡れ性を調整する被覆部を設けることで、造形材料である樹脂Ｒがマスタ型２０の転写部の表面から離れてしまうことを抑えるものである。こうすることで、マスタ型２０の転写部の形状が樹脂Ｒに適正に転写され、造形部を高い精度で転写できる。
なお、図１４のように濡れ性の異なる複数の材料からなるマスタ型の構成においても、転写部２１及び樹脂収納凹部２２の少なくとも一方の表面に造形材料に対する濡れ性を調整する被覆部を設けてもよい。
【０１００】
上記のマスタ型を用いて作成する場合には、所謂、ステップ・アンド・リピートによってマスタを得ることができる。ステップ・アンド・リピートでマスタを作成する場合には、基板の表面の所定部位に、（１）造形部の少なくとも１つを形成するための前記造形材料を供給し、（２）供給された該造形材料にマスタ型の少なくとも前記転写部を押し付けて造形材料を転写部の形状に倣って変形させ、（３）変形させた状態で造形材料にエネルギーを付加して硬化させることで、少なくとも１つの造形部を形成し、基板表面の部位を変えて、（１）〜（３）を繰り返して、基板の表面に複数の造形部を構成する。
【０１０１】
次に、成形型を作成するためのマスタを製造する手順と、該マスタの製造に用いられるマスタ型について他の例を説明する。以下の説明では既に説明した構成や手順の説明は省略し、すでに説明した部材には同等の参照番号を付すことで説明を簡略又は省略する。なお、以下の手順では、上述したように、基板部１に、該基板部１から突出する曲面を有するレンズ部１０が成形されたウェハレベルレンズアレイを成形する成形型を想定する。以下、図２のウェハレベルレンズアレイの構成を適宜参照するものとする。
【０１０２】
図１６Ａ〜１６Ｄは、マスタを製造する手順を示す図である。図１７は、造形材料を硬化させる手順を示す図である。図１８は、造形部の形状の一例を示す図である。以下の手順の説明では、造形部３０の形状を適宜参照する。しかし、造形部３０の形状は、図１８のものに限定されない。
【０１０３】
図１６Ａに示すように、マスタの基板３１の表面に造形材料である樹脂Ｒを供給する。基板３１の材料としては、上述したものと同じものを用いることができる。
【０１０４】
マスタ型１２０は、略筒形状の胴型部１２２と、該胴型部１２２の内側面と外側面に摺接して筒形状の長さ方向（図５Ａでは上下方向）に移動可能に保持される移動型部１２１とからなる。基板３１の表面に対向するように配置された先端面を有する移動型部１２１を備えている。移動型部１２１は、円柱体又は角柱体形状を有する。移動型部１２１の一方の端部がプレス板１２３の表面に固定されている。移動型部１２１のプレス板１２３に固定されていない他方の端部の断面積が、プレス板２３に固定された側の一方の端部の断面積に比べて大きく構成されている。移動型部１２１のプレス板１２３に固定されていない他方の端部の端面を先端面とする。
【０１０５】
胴型部１２２は、その内側面に移動型部１２１の外側面が摺接しつつ移動可能に収容する。胴型部１２２の筒形状の長さ方向に対する一方の端部（図１６Ａ中下側の端部）には、基板３１の表面に向かって開放された開口１２２ａが設けられている。開口１２２ａは、全面が平面である端面に形成されている。
【０１０６】
移動型部１２１は、その先端面がプレス板１２３の摺接方向の移動に伴い、胴型部１２２の内部でプレス板１２３の移動する方向に同じ移動量で移動する。なお、移動型部１２１の一部を胴型部１２２の内部で移動させることができれば、移動させるための機構はプレス板１２３に限定されない。
【０１０７】
移動型部１２１は、その先端面が樹脂Ｒに接触させることで所定の形状を転写するように形成されている。マスタ型１２０は、型面で樹脂Ｒを押し付けることで、該樹脂Ｒを変形させ、基板３１の表面に目的とする成形部と同一の表面形状を有する造形部３０を転写する。
【０１０８】
移動型部１２１は、先端面に、造形部３０のうち少なくとも光学面の形状を転写する転写部１２１ａと、転写部１２１ａの周囲に連接する周囲型部１２１ｂとを有する。ここでいう、光学面はレンズ部１０の表面のうち光学性能を有する領域の面に相当する。転写部１２１ａの形状は、レンズ部１０の光学面の形状を反転させたものと一致する。なお、レンズ部１０の形状は特に限定されず、適宜変更可能である。言い換えると、転写部１２１ａの形状は、レンズ部１０の光学面を反転させたものと形状に一致するように予め設計される。
【０１０９】
周囲型部１２１ｂは、造形部３０のうち光学面以外の面を転写するものであって、平面に形成される。マスタ型１２０の胴型部１２２の開口１２２ａの全周を基板３１に当接させた状態で周囲型部１２１ｂは、基板３１の表面に対して平行となる。
【０１１０】
最初に、図１６Ａに示すように、基板３１に樹脂Ｒを供給し、供給された樹脂Ｒを覆うようにマスタ型１２０の胴型部１２２を被せる。このとき、移動型部１２１は、胴型部１２２において開口１２２ａの反対側に位置するように保持されている。
【０１１１】
図１６Ｂに示すように、移動型部１２１の先端面を樹脂Ｒに押し付ける。樹脂Ｒは、最初に、転写部１２１ａに密着し、その後、転写部１２１ａからの圧力によって、周囲の周囲型部１２１ｂへ流動していく。樹脂Ｒと転写部１２１ａとの密着の際に、樹脂Ｒの一部が周囲型部１２１ｂと接触してもよい。
【０１１２】
そして、図１６Ｃに示すように、移動型部１２１を所定の量だけ基板３１に近づけると、胴型部１２２の内部で押圧された樹脂Ｒが、型面と基板３１との間の空間に完全に満たされる。このとき、樹脂Ｒが転写部１２１ａ及び周囲型部１２１ｂに密着し、また、胴型部１２２の内側面にも密着する。
【０１１３】
図１７に示すように、マスタ型１２０の移動型部１２１の先端面で押圧しながら、樹脂Ｒを硬化させる。樹脂Ｒが紫外線硬化性の樹脂の場合には、照射装置１４１から紫外線を照射して硬化させる。なお、樹脂Ｒが熱硬化性の樹脂の場合には、熱を供給して硬化させる。こうすることで、基板３１の表面に造形部が転写される。
【０１１４】
ここで、移動型部１２１の型面で樹脂Ｒを押圧し、該樹脂Ｒを硬化させるまでの間、移動型部１２１の自重によって、樹脂Ｒに所定の圧力がかかるように押圧することが好ましい。こうすれば、樹脂Ｒに硬化による収縮が生じても、移動型部１２１の型面が樹脂Ｒに追従するため、型面と樹脂Ｒとの間が離れることがなく、造形部３０に転写不良が生じることを防止できる。また、樹脂Ｒに所定の圧力をかける方法としては、移動型部１２１の自重ではなく、プレス１２３を制御することによって加圧してもよい。
【０１１５】
基板上で位置を変えて複数の造形部を形成するときに、樹脂Ｒを押圧して変形させ、ＵＶ光や熱などのエネルギーを与えて硬化させたときの、移動型部１２１の先端面と基板３１との間隔を前記造形部ごとに一定に制御してもよい。こうすれば、造形部ごとに供給される樹脂Ｒにばらつきがあっても、転写する造形部３０の基板３１に対する高さ寸法を常に均一にすることができる。
【０１１６】
図１８に示すように、樹脂Ｒが硬化した後、マスタ型１２０を基板３１から離間させる。基板３１の表面に転写された造形部３０は、転写部で転写されたレンズ形状部１３０ａと、周囲型部で転写された台部１３０ｂとで構成される。レンズ形状部１３０ａは、製造の目的であるウェハレベルレンズアレイのレンズ部の形状と一致する。台部１３０ｂは、レンズ形状部１３０ａの周囲に、基板３１の表面に対して段差状に突出した形状である。
【０１１７】
この手順では、基板３１の表面に樹脂Ｒを供給したが、マスタ型１２０の移動型部１２１側に樹脂Ｒを予め供給し、移動型部１２１の先端面を基板３１に近づけることで、樹脂Ｒを押し付けて変形させ、基板３１に造形部３０を形成してもよい。
【０１１８】
マスタ型１２０は、マスタを構成する基板３１に造形部３０を成形する際に、基板３１に開口１２２ａを当接させた胴型部１２２の内部で、移動型部１２１の先端面を樹脂Ｒに押し付けた状態で造形部３０を転写することができる。このため、樹脂Ｒが胴型部１２２の内部で保持され、基板３１とマスタ型１２０との間からはみ出ることを抑えることができる。また、樹脂Ｒの移動が胴型部１２２の内部にとどめられるため、樹脂Ｒと転写部１２１ａとの密着性が高められ、造形部３０を高い精度で形成できる。
【０１１９】
また、マスタ型１２０の転写部１２１ａの表面は樹脂Ｒに対して濡れ性が高いことが望ましい。マスタ型１２０の転写部１２１ａに、樹脂Ｒに対する濡れ性を高めるコーティングが施されていてもよい。ここでいう濡れ性とは、固体の表面に液体が接触しているときの接触状態を表し、同じ量の液体が、固体表面の相対的に広い面積に接触する（接触角が小さい）場合には濡れ性が高いとされ、相対的に狭い面積で接触する（接触角が大きい）場合には濡れ性が低いとされる。つまり、被覆部に樹脂Ｒが付着したときに、表面に樹脂Ｒが接触する部分が拡がるほど濡れ性が高い。一方で、表面に樹脂Ｒが接触する部分が狭いほど濡れ性が低い。こうすることで、樹脂Ｒが、転写部１２１ａと基板３１との間で保持されやすく、樹脂Ｒと転写部１２１ａとの密着性をより一層向上させることができ、造形部をより高い精度で転写できる。
また、周囲型部１２１ｂの表面及び胴型部１２２の内側面は樹脂Ｒに対して濡れ性が低いことが望ましい。周囲型部１２１ｂには、樹脂Ｒに対する濡れ性を低下させるコーティングが施されていてもよい。こうすることで、樹脂Ｒが、周囲型部１２１ｂと基板３１との間で保持されにくくなり、転写部１２１ａとの密着性がより一層向上する。
【０１２０】
造形材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、濡れ性の低い材料としては、エポキシ樹脂に対して濡れ性の低いフッ素系の材料やシリコーン系の材料、又は、それらを混合した材料を用いることができる。
造形材料としてエポキシ樹脂を用いる場合、濡れ性の高い材料としては、ガラス、金属（アルミなどが蒸着しやすくて好ましい。）、セラミックス、プラスチック類（フッ素系、シリコン系を除く）を用いることができる。
【０１２１】
図１９Ａから１９Ｃは、基板に複数の造形部を転写した後で、更に樹脂を埋め込む手順を示す図である。
図１９Ａに示すように、造形部３０は、基板３１の表面に所定の配列で複数転写されている。ここで、所定の配列とは、造形部３０は、目的とするウェハレベルレンズアレイの基板部１におけるレンズ部１０のピッチに基づく配列である。
【０１２２】
図１９Ａに示すように、基板３１上で、隣り合う造形部３０の台部１３０ｂ同士の間には窪みが設けられている。図１９Ｂに示すように、台部１３０ｂ同士の間の窪みに、樹脂Ｒを埋め込む。この例では、窪みに埋め込む樹脂Ｒは、造形部３０を構成する造形材料である樹脂Ｒと同じものとした。しかし、台部１３０ｂ同士の間の窪みには、造形部３０の造形材料とは異なる樹脂を用いてもよい。窪みに樹脂Ｒを埋め込んだ後、硬化させ、図１９Ｃに見られるように、基板３１の表面において、レンズ形状部１３０ａ以外の領域が平坦化される。
【０１２３】
上記手順によって、図２に示すウェハレベルレンズアレイの形状と同一のマスタを得ることができる。
【０１２４】
上記図７Ａ及び７Ｂに示す手順と同様の手順を行うことで、マスタを用いてウェハレベルレンズアレイの成形型を作成することができる。
【０１２５】
図２０Ａ及び２０Ｂは、マスタ型で造形部を転写する手順の他の例を示す図である。
この例では、マスタの基板３１には貫通孔１３３が設けられている。基板３１に樹脂Ｒを供給し、マスタ型２０の胴型部１２２で樹脂Ｒを覆って、開口１２２ａを基板３１の表面に当接させる。そして、移動型部１２１を基板３１側に接近させ、型面で樹脂Ｒを押圧し、変形させる。
【０１２６】
図２０Ｂに示すように、移動型部１２１で樹脂Ｒを押圧する際に、貫通孔３３から樹脂Ｒの一部を基板３１の裏面に逃がす。こうすることで、供給される樹脂Ｒの量が多い場合に、余分な樹脂を貫通孔１３３を通して排出することができる。貫通孔１３３は、樹脂Ｒの粘性などを考慮してその開口径が設定され、樹脂Ｒの自重で漏れ出ることがない寸法で形成されている。このとき、移動型部１２１の先端面と基板３１の表面との隙間Ｈを一定になるように制御することで、貫通孔１３３から樹脂Ｒが排出されすぎて転写される造形部３０の高さ寸法にばらつきが生じることがない。
【０１２７】
また、基板３１に貫通孔１３３を設けない場合であっても、樹脂Ｒを押圧して変形させてから、樹脂Ｒを硬化させるまでの間、移動型部１２１の先端面と基板３１との間隔を一定に制御することで、常に同じ高さ寸法の造形部３０を転写することができる。
【０１２８】
図２１Ａ及び２１Ｂは、転写部と周囲型部の構成例を説明する図である。図２１Ａにおいて、Ｄ１は、転写部の水平方向（図中の左右方向）の寸法とし、Ｄ２は、転写部から胴型部１２２までの水平方向の寸法を示している。寸法Ｄ２を大きくすることで、周囲型部１２１ｂと基板３１との間で収容できる樹脂Ｒの量が多くなる。このため、樹脂Ｒのばらつきを抑える場合には、寸法Ｄ２を大きくして、周囲型部１２１ｂと基板３１との間の容積を大きくすればよい。
【０１２９】
図２１Ｂに示すように、移動型部１２１の先端面と基板３１の表面との隙間Ｈを一定になるように制御すれば、寸法Ｄ２の大きさにかかわらず、造形部３０の高さ寸法にばらつきが生じることを防止できる。
【０１３０】
上記の例では、移動型部１２１の先端面を平面視した状態で、転写部１２１ａの外周形状を円形とし、周囲型部１２１ｂの外周形状もこの円形の中心に均等に拡がった円形とした。転写部１２１ａの外周形状は、目標とするウェハレベルレンズアレイのレンズ部の外形によって規定される。一方で、移動型部１２１の先端面を平面視した状態で、周囲型部１２１ｂは、周囲型部１２１ｂの形状の中心が転写部１２１ａの形状の中心と一致すればよい。このため、周囲型部１２１ｂの形状は、円形に限らず、四角形や多角形としてもよい。
上記のマスタ型を用いて作成する場合には、所謂、ステップ・アンド・リピートによってマスタを得ることができる。ステップ・アンド・リピートでマスタを作成する場合には、基板上に所定量の造形材料を供給し、マスタ型を用いて造形材料を変形させ、変形した造形材料を硬化させ、マスタ型を取り除く。この手順を所定数の造形部を形成するときに、造形部ごとに繰り返し行う。
【０１３１】
本明細書は以下の内容を開示する。
（１）基板部の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するため、前記成形体の形状に一致するマスタを作成するマスタ型であって、
該マスタ型は、前記マスタを構成する基板の表面に、樹脂からなる造形材料を変形させて前記成形部に対応する造形部の形状を形成する型面を備え、該型面は、前記光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部と、前記基板に対面する平面からなる平面部と、前記転写部と前記平面部の間で前記転写部を囲んで形成される凹部であって、前記転写部と前記基板の表面との間の空間に収納しきれない前記造形材料を収納する空間を構成する樹脂収納凹部とからなり、前記転写部の表面の前記樹脂に対する濡れ性が、前記樹脂収納凹部の表面の前記樹脂に対する濡れ性より高いマスタ型。
（２）（１）に記載のマスタ型であって、
前記転写部及び前記樹脂収納凹部のうち少なくともいずれかの表面に、前記樹脂との濡れ性を調整する膜が設けられたマスタ型。
（３）（２）に記載のマスタ型であって、
前記樹脂収納凹部に前記膜を設ける場合、該膜が前記造形材料に対して濡れ性が低いマスタ型。
（４）（１）から（３）のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記平面部に対する前記樹脂収納凹部の深さが、前記平面部に対する前記転写部の最も深い部位の深さに対して、０．２倍〜３倍であるマスタ型。
（５）（１）から（４）のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記平面部を平面視した状態で、前記樹脂収納凹部の形状が、円形、楕円形、矩形、多角形のいずれかであるマスタ型。
（６）（５）に記載のマスタ型であって、
前記平面部を平面視した状態で前記転写部の形状が円形であって、前記樹脂収納凹部の直径、長径、最大対角長のいずれかが前記転写部の直径の１．５倍以上であるマスタ型。
（７）基板部の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するための前記成形体の形状に一致するマスタを作成するためのマスタ型であって、
該マスタ型は、先端面に少なくとも前記光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部を有する移動型部と、該移動型部の前記先端面の周囲を覆う胴型部とからなるマスタ型。
（８）（７）に記載のマスタ型であって、
前記胴型部は前記筒形状の内側面と、該内側面と直交する平面で切断された形状の開口とを有し、
前記内側面の内部に、前記移動型部の先端部を収容してその周囲を覆い、該内側面は前記移動型部の外側面とを摺接して、前記移動型部を前記筒状の長さ方向に移動可能に保持するマスタ型。
（９）（７）又は（８）に記載のマスタ型であって、
前記移動型部はその先端面が前記転写部と、前記転写部を囲んで前記外側面に至る周囲型部とを備えるマスタ型。
（１０）（９）に記載のマスタ型であって、
前記周囲型部は平面であるマスタ型。
（１１）（７）から（１０）のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記胴型部の前記内側面及び前記移動型部の前記外側面は円筒形であるマスタ型。
（１２）（７）から（１１）のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記転写部の中心が、前記移動型部の中心と一致するマスタ型。
（１３）（７）から（１２）のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記転写部の表面は前記周囲型部の表面よりも造形材料に対する濡れ性が高いマスタ型。
（１４）（１）から（６）に記載のマスタ型を用いた前記マスタの作成方法であって、
前記基板と前記マスタ型の前記型面との間に、前記造形部の１つを形成するために供給する造形材料の量は、前記造形材料を前記造形部の形状に変形し終えたときの、前記転写部と前記基板の該転写部に対面する部分との間の空間の容積より多く、かつ、前記転写部から前記樹脂収納凹部までの領域と前記基板の前記転写部から前記樹脂収納凹部までの領域と対面する部分との間の空間の容積より少なくするマスタの作成方法。
（１５）（１４）に記載のマスタの作成方法であって、
前記型面を前記造形材料に押し付ける前に、前記マスタ型の前記転写部の表面に前記量の一部を予め付着させ、前記型面を前記基板に近接又は当接させることで、前記造形材料を変形させるマスタの作成方法。
（１６）（１４）又は（１５）に記載のマスタの作成方法であって、
前記型面を前記造形材料に押し付けた際に、該型面と前記基板との間に隙間をおき、前記造形材料を硬化させる際に、該造形材料の収縮に応じて前記型面を前記基板に近づく方へ移動させるマスタの作成方法。
（１７）（７）から（１２）のいずれか１つに記載のマスタ型を用いたマスタの作成方法であって、
前記マスタを構成する前記基板の表面に供給された造形材料を前記胴型部の内側面で囲んで、前記胴型部の前記開口の全面を前記基板の表面に当接させ、前記移動型部の前記先端面を前記基板に接近させて前記造形材料を押圧して変形させ、この状態でエネルギーを付加して前記変形された前記造形材料を硬化させて造形部を形成するマスタの作成方法。
（１８）（１７）に記載のマスタ型を用いたマスタの作成方法であって、
前記移動型部の自重によって、前記先端面で前記造形材料を押圧しながら、該造形材料を硬化させるマスタの作成方法。
（１９）（１７）又は（１８）に記載のマスタの作成方法であって、
前記基板に貫通孔を設け、該貫通孔から前記造形材料の一部を前記基板の裏面に逃がしながら、前記移動型部で前記造形材料を押圧するマスタの作成方法。
（２０）（１４）から（１９）のいずれか１つに記載のマスタの作成方法であって、
前記基板の表面の所定部位に、（１）前記造形部の少なくとも１つを形成するための前記造形材料を供給し、（２）供給された該造形材料に前記マスタ型の少なくとも前記転写部を前記型面を押し付けることで、て前記造形材料を前記転写部の形状に倣って変形させ、（３）変形させた状態で前記造形材料にエネルギーを付加して硬化させることで、少なくとも１つの前記造形部を形成し、前記基板表面の部位を変えて、前記（１）〜（３）を繰り返して、前記基板の表面に複数の前記造形部を構成するマスタの作成方法。
（２１）（２０）に記載のマスタの作成方法であって、
前記基板の表面に、前記造形部を複数並べて転写した後、隣り合う該造形部の前記樹脂収納凹部で成形された台部同士の間の窪みに、前記造形材料を埋め込み、硬化させるマスタの作成方法。
（２２）（１４）から（２１）のうちいずれか１つに記載のマスタの作成方法で作成されたマスタ。
【産業上の利用可能性】
【０１３２】
上記ウェハレベルレンズアレイの製造方法は、デジタルカメラ、内視鏡装置、携帯型電子機器等の撮像部に設けられる撮像レンズを製造する際に適用することができる。
【符号の説明】
【０１３３】
１ 基板部
１０ レンズ部（成形部）
１０Ｒ 樹脂（成形材料）
２０ マスタ型
２１ 転写部
２２ 樹脂収納凹部
３０ 造形部
３０ａ レンズ形状部
３０ｂ 台部
３１ 基板
１０２，１０４ 型部材
１２０ マスタ型
１２１ 移動型部
１２１ａ 転写部
１２１ｂ 周囲型部
１２２ 胴型部
Ｒ 樹脂（造形材料）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板部の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するため、前記成形体の形状に一致するマスタを作成するマスタ型であって、
該マスタ型は、前記マスタを構成する基板の表面に、樹脂からなる造形材料を変形させて前記成形部に対応する造形部の形状を形成する型面を備え、該型面は、前記光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部と、前記基板に対面する平面からなる平面部と、前記転写部と前記平面部の間で前記転写部を囲んで形成される凹部であって、前記転写部と前記基板の表面との間の空間に収納しきれない前記造形材料を収納する空間を構成する樹脂収納凹部とからなり、前記転写部の表面の前記樹脂に対する濡れ性が、前記樹脂収納凹部の表面の前記樹脂に対する濡れ性より高いマスタ型。
【請求項２】
請求項１に記載のマスタ型であって、
前記転写部及び前記樹脂収納凹部のうち少なくともいずれかの表面に、前記樹脂との濡れ性を調整する膜が設けられたマスタ型。
【請求項３】
請求項２に記載のマスタ型であって、
前記樹脂収納凹部に前記膜を設ける場合、該膜が前記造形材料に対して濡れ性が低いマスタ型。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記平面部に対する前記樹脂収納凹部の深さが、前記平面部に対する前記転写部の最も深い部位の深さに対して、０．２倍〜３倍であるマスタ型。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記平面部を平面視した状態で、前記樹脂収納凹部の形状が、円形、楕円形、矩形、多角形のいずれかであるマスタ型。
【請求項６】
請求項５に記載のマスタ型であって、
前記平面部を平面視した状態で前記転写部の形状が円形であって、前記樹脂収納凹部の直径、長径、最大対角長のいずれかが前記転写部の直径の１．５倍以上であるマスタ型。
【請求項７】
基板部の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するための前記成形体の形状に一致するマスタを作成するためのマスタ型であって、
該マスタ型は、先端面に少なくとも前記光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部を有する移動型部と、該移動型部の前記先端面の周囲を覆う胴型部とからなるマスタ型。
【請求項８】
請求項７に記載のマスタ型であって、
前記胴型部は前記筒形状の内側面と、該内側面と直交する平面で切断された形状の開口とを有し、
前記内側面の内部に、前記移動型部の先端部を収容してその周囲を覆い、該内側面は前記移動型部の外側面とを摺接して、前記移動型部を前記筒状の長さ方向に移動可能に保持するマスタ型。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のマスタ型であって、
前記移動型部はその先端面が前記転写部と、前記転写部を囲んで前記外側面に至る周囲型部とを備えるマスタ型。
【請求項１０】
請求項９に記載のマスタ型であって、
前記周囲型部は平面であるマスタ型。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記胴型部の前記内側面及び前記移動型部の前記外側面は円筒形であるマスタ型。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記転写部の中心が、前記移動型部の中心と一致するマスタ型。
【請求項１３】
請求項７から１２のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記転写部の表面は前記周囲型部の表面よりも造形材料に対する濡れ性が高いマスタ型。
【請求項１４】
請求項１から６に記載のマスタ型を用いた前記マスタの作成方法であって、
前記基板と前記マスタ型の前記型面との間に、前記造形部の１つを形成するために供給する造形材料の量は、前記造形材料を前記造形部の形状に変形し終えたときの、前記転写部と前記基板の該転写部に対面する部分との間の空間の容積より多く、かつ、前記転写部から前記樹脂収納凹部までの領域と前記基板の前記転写部から前記樹脂収納凹部までの領域と対面する部分との間の空間の容積より少なくするマスタの作成方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のマスタの作成方法であって、
前記型面を前記造形材料に押し付ける前に、前記マスタ型の前記転写部の表面に前記量の一部を予め付着させ、前記型面を前記基板に近接又は当接させることで、前記造形材料を変形させるマスタの作成方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載のマスタの作成方法であって、
前記型面を前記造形材料に押し付けた際に、該型面と前記基板との間に隙間をおき、前記造形材料を硬化させる際に、該造形材料の収縮に応じて前記型面を前記基板に近づく方へ移動させるマスタの作成方法。
【請求項１７】
請求項７から１２のいずれか１つに記載のマスタ型を用いたマスタの作成方法であって、
前記マスタを構成する前記基板の表面に供給された造形材料を前記胴型部の内側面で囲んで、前記胴型部の前記開口の全面を前記基板の表面に当接させ、前記移動型部の前記先端面を前記基板に接近させて前記造形材料を押圧して変形させ、この状態でエネルギーを付加して前記変形された前記造形材料を硬化させて造形部を形成するマスタの作成方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のマスタ型を用いたマスタの作成方法であって、
前記移動型部の自重によって、前記先端面で前記造形材料を押圧しながら、該造形材料を硬化させるマスタの作成方法。
【請求項１９】
請求項１７又は１８に記載のマスタの作成方法であって、
前記基板に貫通孔を設け、該貫通孔から前記造形材料の一部を前記基板の裏面に逃がしながら、前記移動型部で前記造形材料を押圧するマスタの作成方法。
【請求項２０】
請求項１４から１９のいずれか１つに記載のマスタの作成方法であって、
前記基板の表面の所定部位に、（１）前記造形部の少なくとも１つを形成するための前記造形材料を供給し、（２）供給された該造形材料に前記マスタ型の少なくとも前記転写部を前記型面を押し付けることで、て前記造形材料を前記転写部の形状に倣って変形させ、（３）変形させた状態で前記造形材料にエネルギーを付加して硬化させることで、少なくとも１つの前記造形部を形成し、前記基板表面の部位を変えて、前記（１）〜（３）を繰り返して、前記基板の表面に複数の前記造形部を構成するマスタの作成方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のマスタの作成方法であって、
前記基板の表面に、前記造形部を複数並べて転写した後、隣り合う該造形部の前記樹脂収納凹部で成形された台部同士の間の窪みに、前記造形材料を埋め込み、硬化させるマスタの作成方法。
【請求項２２】
請求項１４から２１のうちいずれか１つに記載のマスタの作成方法で作成されたマスタ。
【請求項１】
基板部の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するため、前記成形体の形状に一致するマスタを作成するマスタ型であって、
該マスタ型は、前記マスタを構成する基板の表面に、樹脂からなる造形材料を変形させて前記成形部に対応する造形部の形状を形成する型面を備え、該型面は、前記光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部と、前記基板に対面する平面からなる平面部と、前記転写部と前記平面部の間で前記転写部を囲んで形成される凹部であって、前記転写部と前記基板の表面との間の空間に収納しきれない前記造形材料を収納する空間を構成する樹脂収納凹部とからなり、前記転写部の表面の前記樹脂に対する濡れ性が、前記樹脂収納凹部の表面の前記樹脂に対する濡れ性より高いマスタ型。
【請求項２】
請求項１に記載のマスタ型であって、
前記転写部及び前記樹脂収納凹部のうち少なくともいずれかの表面に、前記樹脂との濡れ性を調整する膜が設けられたマスタ型。
【請求項３】
請求項２に記載のマスタ型であって、
前記樹脂収納凹部に前記膜を設ける場合、該膜が前記造形材料に対して濡れ性が低いマスタ型。
【請求項４】
請求項１から３のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記平面部に対する前記樹脂収納凹部の深さが、前記平面部に対する前記転写部の最も深い部位の深さに対して、０．２倍〜３倍であるマスタ型。
【請求項５】
請求項１から４のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記平面部を平面視した状態で、前記樹脂収納凹部の形状が、円形、楕円形、矩形、多角形のいずれかであるマスタ型。
【請求項６】
請求項５に記載のマスタ型であって、
前記平面部を平面視した状態で前記転写部の形状が円形であって、前記樹脂収納凹部の直径、長径、最大対角長のいずれかが前記転写部の直径の１．５倍以上であるマスタ型。
【請求項７】
基板部の表面に光学素子の形状を有する成形部が成形された成形体を作成するための前記成形体の形状に一致するマスタを作成するためのマスタ型であって、
該マスタ型は、先端面に少なくとも前記光学素子の光学面に相当する形状を転写する転写部を有する移動型部と、該移動型部の前記先端面の周囲を覆う胴型部とからなるマスタ型。
【請求項８】
請求項７に記載のマスタ型であって、
前記胴型部は前記筒形状の内側面と、該内側面と直交する平面で切断された形状の開口とを有し、
前記内側面の内部に、前記移動型部の先端部を収容してその周囲を覆い、該内側面は前記移動型部の外側面とを摺接して、前記移動型部を前記筒状の長さ方向に移動可能に保持するマスタ型。
【請求項９】
請求項７又は８に記載のマスタ型であって、
前記移動型部はその先端面が前記転写部と、前記転写部を囲んで前記外側面に至る周囲型部とを備えるマスタ型。
【請求項１０】
請求項９に記載のマスタ型であって、
前記周囲型部は平面であるマスタ型。
【請求項１１】
請求項７から１０のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記胴型部の前記内側面及び前記移動型部の前記外側面は円筒形であるマスタ型。
【請求項１２】
請求項７から１１のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記転写部の中心が、前記移動型部の中心と一致するマスタ型。
【請求項１３】
請求項７から１２のいずれか１つに記載のマスタ型であって、
前記転写部の表面は前記周囲型部の表面よりも造形材料に対する濡れ性が高いマスタ型。
【請求項１４】
請求項１から６に記載のマスタ型を用いた前記マスタの作成方法であって、
前記基板と前記マスタ型の前記型面との間に、前記造形部の１つを形成するために供給する造形材料の量は、前記造形材料を前記造形部の形状に変形し終えたときの、前記転写部と前記基板の該転写部に対面する部分との間の空間の容積より多く、かつ、前記転写部から前記樹脂収納凹部までの領域と前記基板の前記転写部から前記樹脂収納凹部までの領域と対面する部分との間の空間の容積より少なくするマスタの作成方法。
【請求項１５】
請求項１４に記載のマスタの作成方法であって、
前記型面を前記造形材料に押し付ける前に、前記マスタ型の前記転写部の表面に前記量の一部を予め付着させ、前記型面を前記基板に近接又は当接させることで、前記造形材料を変形させるマスタの作成方法。
【請求項１６】
請求項１４又は１５に記載のマスタの作成方法であって、
前記型面を前記造形材料に押し付けた際に、該型面と前記基板との間に隙間をおき、前記造形材料を硬化させる際に、該造形材料の収縮に応じて前記型面を前記基板に近づく方へ移動させるマスタの作成方法。
【請求項１７】
請求項７から１２のいずれか１つに記載のマスタ型を用いたマスタの作成方法であって、
前記マスタを構成する前記基板の表面に供給された造形材料を前記胴型部の内側面で囲んで、前記胴型部の前記開口の全面を前記基板の表面に当接させ、前記移動型部の前記先端面を前記基板に接近させて前記造形材料を押圧して変形させ、この状態でエネルギーを付加して前記変形された前記造形材料を硬化させて造形部を形成するマスタの作成方法。
【請求項１８】
請求項１７に記載のマスタ型を用いたマスタの作成方法であって、
前記移動型部の自重によって、前記先端面で前記造形材料を押圧しながら、該造形材料を硬化させるマスタの作成方法。
【請求項１９】
請求項１７又は１８に記載のマスタの作成方法であって、
前記基板に貫通孔を設け、該貫通孔から前記造形材料の一部を前記基板の裏面に逃がしながら、前記移動型部で前記造形材料を押圧するマスタの作成方法。
【請求項２０】
請求項１４から１９のいずれか１つに記載のマスタの作成方法であって、
前記基板の表面の所定部位に、（１）前記造形部の少なくとも１つを形成するための前記造形材料を供給し、（２）供給された該造形材料に前記マスタ型の少なくとも前記転写部を前記型面を押し付けることで、て前記造形材料を前記転写部の形状に倣って変形させ、（３）変形させた状態で前記造形材料にエネルギーを付加して硬化させることで、少なくとも１つの前記造形部を形成し、前記基板表面の部位を変えて、前記（１）〜（３）を繰り返して、前記基板の表面に複数の前記造形部を構成するマスタの作成方法。
【請求項２１】
請求項２０に記載のマスタの作成方法であって、
前記基板の表面に、前記造形部を複数並べて転写した後、隣り合う該造形部の前記樹脂収納凹部で成形された台部同士の間の窪みに、前記造形材料を埋め込み、硬化させるマスタの作成方法。
【請求項２２】
請求項１４から２１のうちいずれか１つに記載のマスタの作成方法で作成されたマスタ。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１１−１０４８１１（Ｐ２０１１−１０４８１１Ａ）
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２５９９６５（Ｐ２００９−２５９９６５）
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年６月２日（２０１１．６．２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年１１月１３日（２００９．１１．１３）
【出願人】（３０６０３７３１１）富士フイルム株式会社 (25,513)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]