JPS59139002A - マイクロプリズム用原板の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明はいわゆる１眼レフカメラ或いはビデオカメラ等
の光学ファインダーの測距離用の焦点板或いは固体撮像
体上に配置されるマイクロ集光レンズ等に用いるマイク
ロプリズムを得るためのマイクロプリズム用原板の製造
方法に係わる。

背景技術とその問題点 １眼レフカメラやビデオカメラの光学ファインダーの測
距離用にマイクロプリズム焦点板が用いられるものが考
えられている。この焦点板は一定の傾角をもつ微小プリ
ズム素体となる多数の例えば四角錐体が一面に敷設され
てなるものでこのような構成による場合、空中像でピン
ト合せをすることなく光束を有効に活用でき、このため
視野が暗くなることなく測距離精度が高いという利点が
ある。

また、固体撮像装置においてその固体撮像板上における
微、Ｊ＼レンズを各絵素に対応して形成し、集光するこ
とで実効的な開口率を高め感度の向上を図るようにした
ものが考えられている。

このような焦点板としての或いは集光レンズとしてのマ
イクロプリズムはいずれもそのプリズム素体として３次
元的高精度の微細パターン加工技術を必要とするもので
ある。

通常この種マイクロプリズムを得るには最終的に得るマ
イクロプリズムの凹凸、すなわち各微細のマイクロプリ
ズム素体に対応する凹凸を有する金型を機械加工によっ
て形成し、この金型によってプラスチック板をプレス加
工して得るという方法が採られる。ところが通常この金
型においては、そのプリズム素体を形成する凹凸のピッ
チを充分小さく形成することができず、またその傾角す
なわち例えば錐体状凹凸の底角（底辺に対する傾斜角）
θは１５°〜２００となシ、底角θが７°前後というよ
うな上述した焦点板或いは集光プリズムとしてのマイク
ロプリズムにおいて要求される小さい角度のものが得ら
れず、またそのピッチも充分小さいものが得られないと
いう欠点がある。

発明の目的 本発明においては簡単な方法によって最終的に充分小さ
い傾角すなわち底角θ、例えば７°前後以下の例えば６
°を有するマイクロプリズムを得ることのできるマイク
ロプリズム用原板の製造方法を提供するものである。

発明の概要 本発明はＮｉ或いは石英等の基板上に２層以上多層α膜
を形成する。これら膜、すなわち上層膜及び下層膜は、
そのエツチング性が相違し、例えば同一エツチング液に
対する上層膜のエツチング速度が下層膜のエツチング速
度よυ犬である性質を有する膜によって構成し、上層膜
上に更にエツチングレジストとなυマイクロプリズムの
プリズム素体に対応するピッチをもって形成した窓を有
すルエッチングマスクを被着形成し、このエツチングマ
スクの窓を通じて上述した上層及び下層に対するエツチ
ングを行って両者のエツチングの差によって錐体状例え
ば断正四方形の四角錐状の凹部を形成し、これらの集合
によって全体として錐体状凹凸が一面に形成したマイク
ロプリズム用原板を得るものである。

尚、このようにして得たマイクｏ　７’　リズム用・原
板によってマイクロプリズムを作製するには先ず例えば
このマイクロプリズム用原板上にＮｉ１又はＣｒ等の比
較的厚い金属めっきを施す。このＮｉ、又はＣｒ等の金
属めっきは、例えば無電解めっきを施して後所賛の厚さ
に電気めっきを施すという方法を採るか、或いは原板上
にＣｕ等を蒸着してその表面に導電性を付与させて後に
これの上に電気めっきによって所要の厚さのＮｉ或いは
Ｃｒ等の金属めっき層を形成する。この場合のめっき層
の厚さは、原板の凹凸の深さは例えば１μｍ程度の小さ
いものであるがこれよシ充分大きな例えば１５ｍ＋程度
の厚さに形成する。尚、Ｎｉ或いはＣｒのめっきに先立
って例えばこの下地層のＣｕの蒸着膜表面に対して離型
処理を施し置くものとし、これによってこのＮ１或いは
Ｃｒのめつき層を原板から剥離して原板の凹凸が転写さ
れた凸凹面を有する金属マスターを得る。そして更にこ
の金属マスターに、同様に剥離処理を施して、Ｎｉ　、
　Ｃｒ等の金属めっきをなし、これを剥離することによ
って原板と同一凹凸・リーンを有する型板を得て、この
型板によって例えばアクリル樹脂等のプラスチック板を
軟化させた状態で成型するとかモールド成型してマイク
ロプリズムを得るものである。

実施例 次に本発明の一例を第１図ないし第４図を参照して詳細
に説明する。先ず、第１図に示すように例えばＳｔ基板
（１）を設け、これの上に化学的気相成長法（ＣＶＤ法
）によって５ＩＯ２をデポジットとして第１の被エツチ
ング８１０２膜（２）を被着形成する。そしてこれに対
して所定時間ｔ１の熱処理を行う。そしてこの第１の８
１０２膜（２）上に同様にＣＶＤ法によって第２の被エ
ツチングＳｌＯ□膜（３）を被着形成し、これに対して
所定時間ｔ２の熱処理を行う。このようにして順次これ
の上に同様に第３及び第４の被エツチング５ｘｏ２膜（
４）及び（５）を順次ＣＶＤ法によって被着し、夫々の
膜に対して夫々所定時間ｔ３及びｔ４の熱処理を行う。

この場合、各第１〜第４の層（２）〜（５）の被着後に
おける熱処理条件例えば熱処理時間ｔ１〜ｔ４、或いは
加熱温度を変化させることによって夫々の層（２）〜（
５）がこれらに対するエツチング液例えば弗化水素系エ
ツチング液に対して異なるエツチング性を示すように、
具体的には上層の膜に比し、これよシ下層の膜のエツチ
ング速度が順次低くなるようにする。すなわち例えば各
層に対する熱処理を下層の層に対する熱処理温度はど高
い温度例えば最下層の膜（２）に対して１０００℃、最
上層の膜（５）に対して７００℃にその熱処理温度を選
定してこれら１０００℃〜７００℃の間で各中間の層（
３）及び（４）を漸次上層に向かうほど低い温度となす
ように選定する。

次に第２図に示すように最上層の膜（５）上にエツチン
グレジストとなるマスク層（６）例えばフォトレジスト
膜をを被着し、これに対して露光現像処理を施して所要
の間隔と幅を有する例えば正四方形状の複数の窓（７）
をたて、よこに配列穿設する。

次に第３図に示すように、このエツチングレジスト、す
なわちマスク層（６）の窓（７）を通じて各層（５）（
４）　（３）　（２）に対してエツチングを行って凹部
（８）を形成する。この場合、この凹部（８）の形成は
例えば弗化アンモニウムと弗酸が１００　：　１２（重
ａ４部）に選定した弗化水素系エツチング液によってエ
ツチングし得る。このようにすると上層の膜はどそのエ
ツチング速度が速いので横方向（面方向）へのエツチン
グの進行度も上層はど犬となって全体として上に向って
広がる傾斜面を有する四部（８）が形成されるが、この
場合、そのエツチングが隣り合う窓（７）の中央下で各
層（７）からのエツチングがぶつかシ合う時点でそのエ
ツチングを停止すオ弘ば錐−林状の凹部（８）が余すと
ころなく敷設形成される。すなわち例えば懇（７）が正
方形等の四角形に選ばれる場合には四角錐体状の凹部゛
（８）が各層（５）　（４）　（３）　（２）の厚み方
向に渡って形成することができる。

その後、第４図に示すようにエツチングレジスト膜（６
）を除去すれば目的とする錐体状凹凸が表面に形成され
たマイクロプリズム用原板（９）が得られる。

尚、上述した例においては第、１〜第４の膜（２）〜（
５）を夫々ＣＶＤ法によるＳ　１０２膜によって形成し
た場合でおるが、例えばこの５ｉ０２膜中にリンＰ、ボ
ロンＢをドーグしたフォスフアシリケードグラス或いは
ボロンシリケートグラスを用いることもでき、更にはＣ
ＶＤ法に限らず蒸着、スパッタ等によって各層（２）〜
（５）を形成することもできるし、またこれら膜（２）
〜（５）として例えばプラズマＣＶＤ法による５１３Ｎ
４膜によって形成することもできる。この場合は、凹部
（８）の形成のためのエツチングはいわゆるエツチング
液によるウェットエッチに限らずプラズマエツチング法
等を適用することもできる。

また、上述した例においてはエツチングによって凹部を
形成する膜を第１〜第４の膜（２）〜（５）の４層構造
とした場合であるが２層以上、必要に応じた任意の層数
とすることができる。また上述した例においては第１〜
第４の層（２）〜（５）に対するエツチング速度の差を
形成するために熱処理条件を変更させた場合であるが例
えばこれらの層を夫々異る材料或いはリン、がロン等を
イオン注入して厚さ方向に関してその濃度を変えてエツ
チング速度を変更するようにした構成とすることもでき
る。

第５図及び第６図を参照して本発明の詳細な説明する。

この例においては第５図に示すように例えばＳｉ基板（
１）を設け、例えばこれの表面を熱酸化することによっ
て例えば厚さ５７５０　Ｘの第１の被エツチング５ｔＯ
２膜（６）を形成し、これの上にこの、ＳｉＯ２膜（６
）に対するエツチング液に対してこれよりそのエツチン
グ速度の早い例えばシんＰが比抵抗ρ８が８Ω・副程度
となるようにドープされた第２の被エツチングシリケー
トガラス層α３を１０００　Ｘの厚さにＣＶＤ法によっ
て形成する。そして、これの上に、エツチングレジスト
となるフォトレジスト等のマスク層（６）を被着形成す
るものであるがこの場合、フォトレジスト（６）の膜α
→に対する被着強度カ低いことからフォトレジストとの
被着性にすぐれた例えば５１０２膜α埠をＣＶＤ法等に
よって１０００Ｘの厚さに被着形成し、これの上にフォ
トレジストのマスク層（６）を塗布し、露光、現像して
所要の形状、大きさ８間隔をもって多数の窓（７）を穿
設するうそして、この窓（７）を通じて弗化水素系エツ
チング液によって膜αＱ−α→−（Ｌ埠に対してエツチ
ングする。

このようにすると前述したと同様に、下層膜（１２に比
し上層膜α葎の方がそのエツチング速度が早いことから
上に向って広がる凹部（８）が第５図中鎖線図示のよう
に形成される。そしてこの場合においても、隣シ合う窓
（７）の中央下で各層（力からのエツチングがぶつかυ
合う時点でそのエツチングを停止すれば、錐体状の凹部
（８）が余すところなく敷設形成される。その後、水洗
処理を施すと、エツチングによって浮き上ったフォトレ
ジストの膜（６）が除去され第６図に示すように、表面
に錐体状凹凸が形成されたプリズム原板（９）が得られ
る。尚、このようにして得た凹部（８）の傾角θは５．
９°であった。

尚、第１図〜第４図で説明した例においても、また第５
図及び第６図で説明した例においても、その凹部（８）
の底部（頂角）は、基板（１）の表面より上方の被エツ
チング膜としての、膜（２）或いはα望に存在するよう
に各被エツチング膜の厚さを選定し置くときは、凹部の
底部が截頭錐体にならないようにすることができる◇ 発明の効果 上述したように本発明におしてはエツチング性の異る２
層以上の層を基板上に形成することによってエツチング
によって錐体状の凹凸を形成するようにしたので所要の
傾角θを有する凹凸錐体をエツチング速度の変化を適当
に選定することによって任意に選定できるものであシ、
実際上、上述したようにこのθは７°前後以下の５．９
°という小さい角度に形成し得た。

このように本発明においては簡単に所要の傾角を有する
凹凸を形成することができるので、この原板（９）は、
これによって先に述べたような固体撮像体における集光
レンズ系或いは光学ファインダーの焦点板等のマイクロ
プリズムを得る場合に適用して好適なものである。

【図面の簡単な説明】

第１図ないし第４図は本発明によるマイクロプリズム用
原板の製造方法の一例の各工程の路線的拡大断面図、第
５図及び第６図は他の例の各工程の路線的拡大断面図で
ある。 （９）は本発明による原板、（１）はその基板、（２）
〜（５）。 （至）（ロ）は被エツチング膜、（６）はエツチング用
レジストとしてのマスク層、（７）はそのエツチング窓
、（８）はエツチングによる凹部である。 第１図 第１図 第５図 第６図 手続補正書 昭和５８年３　月　２４日 特許庁長官　若　杉　和　夫　殿 （特許庁審判長　　　　　　　　　　　殿）１、事件の
表示 昭和５８年特許願第　１４１８１　　号ビシ四り　　　
　　　　　ン　シゲンバン　セイゾクホクホク２・発明
ノ名’ｒｆｒ　微小プリズム素子原板の製造方法３、補
正をする者 事件との関係　　　特許出願人 住所　東京部品用区北品用６丁目７番３５号名称（２１
８）　　ソニー株式会社 代表取締役　大　賀　典　雄 ４、代　理　人　東京都新宿区西新宿１丁目８番１号（
新宿ビル）６、補正により増加する発明の数 嘘、！−，，，＼ （２）明細書中特許請求の範囲を別紙のように補正する
。 （３）同、第１頁、１４〜１５行「用いる・・・・・係
わる。」を「用いるマイクロレンズ、マイクロプリズム
等の微小光学素子を得るための微小光学原板の製造方法
に係わる。」と訂正する。 （４）同、第２頁、１４行「この種」を「この種の」と
訂正する。 （５）同、第３頁、６行「得られず、」を「得られにく
く、」と訂正する。 （６）同、同頁、１１〜１２行Ｆ６°を有する・・・・
製造方法」を「６°を有する微小光学素子（マイクロプ
リズム、マイクロレンズ等）を得ることのできる微小光
学素子原板の製造方法」と訂正する。 （７）　　同、第１２頁、１行「マイクロプリズム」を
「微小光学素子」と訂正する。 （８）同、同頁、４〜５行「マイクロプリズム用」を「
微小光学素子」と訂正する。 以　　　上 特許請求の範囲 基板上に上層膜のエツチング速度カー下層膜のエツチン
グ速度より犬である２層以上の多層膜を形成し、エツチ
ングを行って錐体状凹凸を形成することを特徴とする微
小プリズム素子原板の製造方法。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 基板上に上層膜のエツチング速度が下層膜のエツチング
   速度よシ犬である２層以上の多層膜を形成し、エツチン
   グを行って錐体状凹凸を形成することを特徴とするマイ
   クロプリズム用原板の製造方法。