[发明专利]模具的加工方法和制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于其上形成有精细凹部的模具的加工方法和制造方法。

背景技术

光学塑料透镜通过将树脂注射到模具中而以高生产率制造。光学透镜的表面反射以达到几个或若干百分比的高比率出现；为了避免这种情况，使用通过真空成膜等形成的光学薄膜，从而达到防止反射的效果。但是，使用真空成膜的此方法包括在透镜前面上的成膜完成之后将透镜反转，然后在其背面上成膜，这因而产生了需要许多时间的问题。

为了解决此问题，近年来，光子晶体(photonic crystal)的原理成为了研究的焦点，所述光子晶体可以在透镜的表面上通过在其上设置精细凹凸而形成，并且籍此减少表面反射。在可想到的用于在透镜表面上形成精细凹凸的方法中，有一种方法，其包括在模具的腔体(以下也称为“产品形成表面”)上形成精细凹凸，使用此模具进行注塑，从而将精细凹凸转印到透镜的表面上。

作为这种用于在模具的产品形成表面上形成精细凹凸的方法，常规地，几种方法是本领域中已知的，例如包括使用放电加工在透镜的表面上形成精细凹凸的方法(例如，参见专利文献1)。另一方面，本领域中常规地已知一种方法，其中用激光束照射待加工的物体(由热反应基板构成)，从而形成精细凹凸(参见专利文献2)，但此方法不是用于在模具的产品形成表面上形成精细凹凸的方法。

[相关技术文献]

专利文献1：JP 7-205155A

专利文献2：JP 2007-216263A

然而，可以通过如在专利文献1中公开的放电加工等形成的凹部的宽度限于几个或若干微米，因此这样的方法不利地不能形成1微米以下(例如亚微米尺寸)的精细凹部。

可以想到另一种方法，其中从激光器发射短波长激光束，用其照射模具的产品形成表面，从而形成精细凹部；然而，为了向产品形成表面施加足以进行金属加工的热，应当需要较长激光束，例如，波长为约10微米的激光束，因此应当认为难以通过此方法形成亚微米尺寸的精细凹凸。

因此，期望提供一种用于模具的加工方法和制造方法，通过该方法可以在设置在模具上的产品形成表面上形成精细凹部。

发明内容

根据本发明一个方面的模具的加工方法包括：光致抗蚀剂形成步骤，其在产品形成表面上形成可热变形热模式(thermally deformable heat-mode)光致抗蚀剂层，所述产品形成表面包括弯曲表面并且形成在模具上；激光束照射步骤，其通过内置有半导体激光器的曝光装置将激光束施加于光致抗蚀剂层，以形成凹部图案；和凹凸形成步骤，其通过使用凹部图案在产品形成表面上形成凹凸。

采用上述方法，当将激光束施加于可热变形热模式光致抗蚀剂层时，被其照射的部分(并且每个具有比激光束的光点大小小一圈(notch)的直径)消失并且在光致抗蚀剂层上形成精细凹部。因此，可以例如通过蚀刻等，通过使用由向光致抗蚀剂层施加激光束而形成的这种凹部图案，在产品形成表面上形成凹凸，因而即使是精细凹凸(例如亚微米尺寸的凹凸)也可以恰当地形成。由于通常使用的半导体激光器的波长最短为405nm左右，其不能形成如波长更短的固态激光器所能够形成的那样精细的凹凸；但是，可热变形热模式光致抗蚀剂层的使用使得半导体激光器能够形成精细凹凸。

在上述方法中，视情况而定，激光束照射步骤可以优选包括：根据产品形成表面的角度改变发射激光束的头的取向，从而使得覆盖产品形成表面的光致抗蚀剂层的表面与激光束沿其行进的光轴彼此垂直，但并非必须如此。

用于控制激光束发射头的取向的可应用方法的一个实例可以是，例如，预先获得关于工件形状的信息，并且根据此信息控制加工激光的光轴。获得所述信息的方法可以包括获取如在其机械设计中所指定形状的方法，或可以使用形状检测装置。可以应用的形状检测装置包括激光位移传感器或接触式位移传感器。激光位移传感器是非接触类型的并且因此是优选的，原因在于没有导致工件上的裂缝或其它缺陷的可能。使用激光位移传感器的方法可以与加工同时地得到信息，从而可以实时进行控制。

采用此特征，使产品形成表面上的光致抗蚀剂层表面垂直于激光束沿其行进的光轴，因而可以将从激光束发射头发射的激光束的焦点位置精确设定在光致抗蚀剂层中的预定位置处，结果可以在光致抗蚀剂层上形成所需的凹部图案。

在上述方法中，凹凸形成步骤可以包括：在产品形成表面和光致抗蚀剂层的外表面上形成金属材料膜，之后移除光致抗蚀剂层，从而在产品形成表面上形成凹凸。

采用此特征，可以通过金属图案在模具的产品形成表面上适当地形成凹凸的精细图案。