光学元件的制造方法以及防反射结构体的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及在光学元件的表面上具有防反射结构体的光学元件的制造方法以及该防反射结构体的制作方法。
【背景技术】
[0002]通常，对于照相机组件等所使用的光学透镜而言，为了降低由表面反射引起的重影、耀斑而实施了防反射加工。作为最常用的防反射加工，存在设置被称为防反射膜的光学薄膜的方法(例如参照专利文献I)。
[0003]另外，作为其他的防反射加工方法，存在设置防反射结构体的方法。防反射结构体是在透镜等光学元件的表面制作了光的波长级其他的凹凸形状或宏观上看密度低的部分的结构体，以减少反射。在防反射结构体的制作方法中存在如下方法:在将要进行成形的金属模中制作防反射结构的凹模，在成形时转印防反射结构(例如参照专利文献2)。另外，在防反射结构体的制作方法中存在如下方法:在通过蒸镀而在基板上形成岛状的图案掩模后进行蚀刻(例如参照专利文献3)。进而存在如下方法:将单粒子膜移到基板上，将该单粒子膜作为掩模进行蚀刻(例如参照专利文献4)。
[0004]如专利文献2的方法那样，在作为制作结构体的方法而使用金属模的情况下存在如下问题等:因与树脂的粘接面积增加而产生由脱模不良或金属模的劣化导致的光学元件的非均质、金属模制作复杂且成本非常高。
[0005]另外，专利文献3的方法适合于平坦面的掩模形成，但对于曲率比较大的光学面而言，难以在不同的面角度中均匀地形成掩模，难以在不同的面角度中均匀地形成岛状的掩模。因此，例如难以在整个曲面均匀地制作微细的凹凸结构。另外，对于专利文献4的方法而言，难以将单粒子膜均匀地涂敷在曲面上，单粒子膜的转移工序也费事。
[0006]另外，作为与光学元件的制造相关联的技术，存在如下方法:通过将光致抗蚀剂用作掩模来形成透镜面(例如参照专利文献5)。在该方法中，与透镜的光学面的曲面相应地使曝光光倾斜来形成具有目标厚度分布的抗蚀剂掩模，并通过干蚀刻等蚀刻来形成防反射结构体。虽然可考虑应用上述方法在曲面上形成掩模，但当随着曝光光的入射角度增大，光强度降低，因此，因曝光光的入射角度而使得抗蚀剂的膜厚不同，难以均匀地形成掩模。另夕卜，需要与曲面相应地使光源倾斜，导致装置复杂。而且，掩模形成作业费事，若一个一个地加工透镜，则成本高。此外，虽然也可以考虑利用EB (Electron Beam:电子束)描绘方式在基材的表面上制作防反射结构体的方法，但在可行性、成本方面存在问题。
[0007]在先技术文献
[0008]专利文献
[0009]专利文献1:日本特表2010-519881号公报
[0010]专利文献2:日本特开2005-31538号公报
[0011]专利文献3:日本特表2010-511079号公报
[0012]专利文献4:日本特开2009-034630号公报
[0013]专利文献5:日本特开2004-309794号公报
【发明内容】
[0014]本发明的目的在于提供一种能够在整个非平坦面上均匀且容易地制作防反射结构体的光学元件的制造方法。
[0015]另外，本发明的目的在于提供一种上述防反射结构体的制作方法。
[0016]为了解决上述课题，本发明的光学元件的制造方法是具有宏观的非平坦面的光学元件的制造方法，具有:第一掩模形成工序，在所述第一掩模形成工序中，将宏观的非平坦面划分为多个区域，针对划分出的多个区域中的第一区域形成岛状的掩模；第一蚀刻工序，在所述第一蚀刻工序中，对通过第一掩模形成工序形成有岛状的掩模的第一区域进行蚀刻而在第一区域形成防反射结构体；第二掩模形成工序，在第一蚀刻工序后，在所述第二掩模形成工序中，针对多个区域中的与第一区域不同的第二区域形成岛状的掩模；以及第二蚀刻工序，在所述第二蚀刻工序中，对通过第二掩模形成工序形成有岛状的掩模的第二区域进行蚀刻而在第二区域形成防反射结构体。在此，宏观的非平坦面指的是曲面(也可以是曲率相对大的面)或者包括面角度大的面在内的复合面等。另外，第一区域以及第二区域是对通过一次掩模形成工序、蚀刻工序进行岛状的掩模形成、蚀刻的区域进行的总称。即，即便事实上被分割为多个区域，只要通过一次掩模形成工序、蚀刻工序进行岛状的掩模形成、蚀刻，则也可以作为一个区域进行把握。
[0017]根据上述光学元件的制造方法，可以在宏观的非平坦面上比较均匀地制作防反射结构体。因此，宏观的非平坦面上的反射光减少，可以抑制由反射光可能产生的重影。在使用存在指向性的方法形成掩模的情况下，在宏观的非平坦面中在面角度较大的部分和面角度较小的部分，形成掩模的难易度不同。但是，通过将宏观的非平坦面划分为多个区域并按照划分出的每个区域设置形成岛状掩模的工序和进行蚀刻的工序，针对宏观的非平坦面也可以比较均匀地制作防反射结构体。这样，由于不需要遍及整个非平坦面形成膜厚均匀的掩模，因此，可以低成本且容易地在整个非平坦面上形成防反射结构体。另外，与设置防反射膜的情况相比，通过设置防反射结构体，可以得到高耐热性。
[0018]在本发明的具体的方式或观点中，在上述光学元件的制造方法中，第一区域是宏观的非平坦面中的相对于光学元件的光轴、面角度较小的区域。在该情况下，在容易制作防反射结构体的面角度较小的部分预先形成防反射结构体，因此，可以在此后的第二掩模形成工序以及第二蚀刻工序中选择性地加工难以进行掩模形成的控制的面角度较大的部分。
[0019]在本发明的其他的观点中，在第二掩模形成工序中，以整体上覆盖通过第一蚀刻工序在第一区域形成的防反射结构体的方式形成掩模，并且，针对与第一区域不同的第二区域形成岛状的掩模。在该情况下，在第二蚀刻工序中，在由掩模覆盖的第一区域形成的防反射结构体几乎不被蚀刻，形成有岛状的掩模的第二区域优先被蚀刻。由此，可以遍及整个非平坦面形成更均匀的防反射结构体。在此，整体上覆盖在第一区域形成的防反射结构体指的是:在包括结构体在内的凹凸区域中，以与具有防反射功能那样的高度相关的某阈值为基准，将超过该阈值的区域大致覆盖的状态。
[0020]在本发明的另外的观点中，通过第一掩模形成工序形成的第一掩模的平均膜厚与通过第二掩模形成工序形成的第二掩模的平均膜厚不同。通过针对宏观的非平坦面改变将要形成的掩模的厚度，可以调节形成岛状掩模的区域。即，使通过第一掩模形成工序形成的第一掩模的平均膜厚与通过第二掩模形成工序形成的第二掩模的平均膜厚不同，从而可以在与第一区域不同的区域形成岛状的掩模。
[0021]在本发明的另外的观点中，通过第一掩模形成工序形成的第一掩模的平均膜厚比通过第二掩模形成工序形成的第二掩模的平均膜厚薄。在该情况下，可以将通过第一掩模形成工序形成的岛状的掩模用于形成防反射结构体，可以将通过第二掩模形成工序形成的掩模中的岛状的掩模部分用于形成防反射结构体。
[0022]在本发明的另外的观点中，通过第一掩模形成工序形成的第一掩模的平均膜厚比通过第二掩模形成工序形成的第二掩模的平均膜厚厚。在该情况下，可以将通过第一掩模形成工序形成的掩模中的岛状的掩模部分用于形成防反射结构体，可以将通过第二掩模形成工序形成的岛状的掩模用于形成防反射结构体。
[0023]在本发明的另外的观点中，在第一蚀刻工序与第二掩模形成工序之间，具有将附着于宏观的非平坦面的掩模除去的掩模除去工序。
[0024]在本发明的另外的观点中，在第二蚀刻工序后，具有将附着于宏观的非平坦面的掩模除去的掩模除去工序。
[0025]在本发明的另外的观点中，在第一掩模形成工序以及第二掩模形成工序中，通过蒸镀、溅射、以及CVD中的任一种来形成掩模。在该情况下，可以充分利用由蒸镀、溅射、CVD等存在指向性的方法进行掩模形成的特征，来形成适合于形成防反射结构体饿膜厚的掩模。
[0026]在本发明的另外的观点中，在第一蚀刻工序以及第二蚀刻工序中，通过离子束以及等离子体中的任一种来蚀刻宏观的非平坦面。
[0027]在本发明的另外的观点中，将多个区域中的不同于第一区域以及第二区域的区域划分为一个以上，与第一掩模形成工序以及第二掩模形成工序中的至少任一方相同的掩模形成工序、以及与第一蚀刻工序以及第二蚀刻工序中的至少任一方相同的蚀刻工序进行一次以上。在该情况下，将宏观的非平坦面划分为三个以上的区域，针对各区域进行掩模形成工序和蚀刻工序。由此，可以针对非平坦面逐渐或阶段性地形成防反射结构体，即便是曲率大的面，也可以制作更均匀的结构。
[0028]为了解决上述课题，本发明的防反射结构体的制作方法在具有宏观的非平坦面的光学元件上制作防反射结构体，所述防反射结构体的制作方法具有:第一掩模形成工序，在所述第一掩模形成工序中，将宏观的非平坦面划分为多个区域，针对划分出的多个区域中的第一区域形成岛状的掩模；第一蚀刻工序，在所述第一蚀刻工序中，对通过第一掩模形成工序形成有岛状的掩模的第一区域进行蚀刻而在第一区域形成防反射结构体；第二掩模形成工序，在第一蚀刻工序后，在所述第二掩模形成工序中，针对多个区域中的与第一区域不同的第二区域形成岛状的掩模；以及第二蚀刻工序，在所述第二蚀刻工序中，对通过第二掩模形成工序形成有岛状的掩模的第二区域进行蚀刻而在第二区域形成防反射结构体。
[0029]根据上述防反射结构体的制作方法，可以在宏观的非平坦面上比较均匀地制作防反射结构体。因此，宏观的非平坦面上的反射光减少，可以抑制由反射光可能产生的重影。另外，与设置防反射膜的情况相比，通过设置防反射结构体，可以得到高耐热性。
【附图说明】
[0030]图1A是第一实施方式的光学元件的俯视图、图1B是图1A所示的光学元件的AA方向剖视图、图1C是将图1A所示的光学元件层叠并分离而得到的透镜单元的放大剖视图。
[0031]图2是对图1A的光学元件的防反射结构体等进行说明的局部放大图。
[0032]图3是对图1A的光学元件的制造所使用的成形金属模进行说明的概念剖视图。
[0033]图4是对图1A的光学元件的制造所使用的加工装置进行说明的概念图。
[0034]图5A?5C是用于说明图1A的光学元件的成形工序的图。
[0035]图6是说明图1A的光学元件的制造工序的流程图。
[0036]图7A是对图1A的光学元件的制造工序中的第一掩模形成工序进行说明的概念图、图7B以及7C是说明第一蚀刻工序的概念图。
[0037]图8A是对图1A的光学元件的制造工序中的第一掩模形成工序进行说明的概念图、图8B是说明第一蚀刻工序的概念图、图SC是说明第二掩模形成工序的概念图、图8D是说明第二蚀刻工序的概念图。
[0038]图9A以及9B是对图1A的光学元件的制造工序中的第二掩模形成工序进行说明的概念图、图9C以及9D是说明第二蚀刻工序的概念图。
[0039]图10是说明图1C的透镜单元的制造工序的流程图。
[0040]图1lA以及IlB是说明图1A的光学元件的实施例以及比较例的图。
[0041]图12A是说明图1A的光学元件的实施例的图、图12B是说明比较例的图。
[0042]图13A以及13B是说明第二实施方式的光学元件的图。
[0043]图14A以及14B是说明第三实施方式的光学元件的图。
[0044]图15A是对第四实施方式的光学元件的制造工序中的第一掩模形成工序进行说明的概念图、图15B是说明第一蚀刻工序的概念图、图15C是说明掩模除去工序的概念图。
[0045]图16A是对第四实施方式的光学元件的制造工序中的第二掩模形成工序进行说明的概念图、图16B是说明第二蚀刻工序的概念图。
【具体实施方式】
[0046]〔第一实施方式〕
[0047]参照附图对本发明的第一实施方式的光学元件的制造方法以及防反射结构体的制作方法进行说明。
[0048]图1C所示的光学元件即透镜单元200