(57)【要約】【課題】  基板の表面に成膜される多層膜の膜厚を一様な厚さにし、不良品となる光学素子を少なくすることができる光学素子の製造方法を提供する。【解決手段】  基板３の中央部分に設けられた孔に吊り上げ部２ｃを通して、幅広部２ｂを基板３の下面に当接させて、基板３を吊り上げる。そして、支持部材２ａに設けられた孔に吊り上げ部２ｃを通して、ナット２ｄで止めて、基板３の上面が、基板ホルダ１に設けられた位置決め部１ａに当接するようにする。このような状態で基板ホルダ１を回転させて、基板３の下面に多層膜の成膜を行う。成膜中に、膜応力の影響により基板３の中央部が下側に反ろうとするが、幅広部２ｂによって抑えられているので、反りは起こったとしてもわずかであり、基板３の形状変化は小さい。よって、スパッタ源と基板３の間の距離が、基板３の成膜面内で変化することが少なくなり、成膜される膜厚分布が一様に近くなる。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に多層膜を成膜する工程を有する光学素子の製造方法であって、前記多層膜の成膜時に、前記基板の反りを防止する保持部材により前記基板を保持するか、前記基板の反りを防止する補強部材により前記基板を補強した状態で成膜を行うことを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学素子の製造方法であって、
前記保持部材が、前記基板の前記多層膜が成膜される面に当接する幅広部と、当該幅広部に垂直な吊り上げ部とを有するものであり、
前記吊り上げ部を前記基板に設けられた孔に通して、前記幅広部を前記基板の前記多層膜が成膜される面に当接させて、前記基板を吊り上げ、
成膜時に基板を保持するホルダに取り付けられた支持具に、前記吊り上げ部を固定し、かつ、前記ホルダに設けられた位置決め部に前記基板の周縁部を当接させることにより、
前記保持部材により前記基板を保持することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１に記載の光学素子の製造方法であって、
前記保持部材は、
前記基板の周縁部に当接する位置決め部を備えるホルダに取り付けられた支持具と、
当該支持具に設けられ、前記基板の前記多層膜が成膜される面の裏面に、固着部材を介して固着される固定部材
とを具備するものであり、
成膜時に、前記基板を前記固着部材を介して前記固定部材に固着し、かつ、前記ホルダに設けられた前記位置決め部に前記基板の周縁部を当接させることにより、前記基板を前記保持部材により保持することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項４】
請求項１に記載の光学素子の製造方法であって、補強部材を固着部材により前記基板の前記多層膜が成膜される面と反対側の面に固着し、前記基板を補強することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項５】
請求項３又は請求項４に記載の光学素子の製造方法であって、前記固着部材が両面接着テープであることを特徴とする光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野で使用されるフィルタ素子等、基板の上に多層膜が形成された光学素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野で使用されるフィルタ素子等の光学素子には、反射防止を行ったり、波長ごとの透過率や反射率を所定の特性にしたり、波長ごとの位相特性を所定の特性にしたりするために、基板の表面に多層膜を成膜し、膜間の干渉により所定の光学特性を持たせたものがある。
【０００３】
図４に、このような多層膜を成膜する方法の例を示す。図４において、(a)は回転テーブルを下から見た図、(b)はＡ−Ａ位置での装置の端面図を示す。真空チャンバ２１の中には基板ホルダ２２が設けられ、回転軸２３を中心として回転している。基板ホルダ２２の下面には、表面に成膜を施す基板２４が同心円状に取り付けられているが、基板２４を取り付ける場所の１ヶ所にはモニタ基板２５が取り付けられている。
【０００４】
真空チャンバ２１の下部にはターゲット２６が設けられ、そこから膜を構成するスパッタリング原子が飛び出して、基板２４とモニタ基板２５の表面に当たって膜を形成する。また、真空チャンバ２１の一部には、上下面に窓２７が設けられており、投光器２８より照射された光が、光学素子２４又はモニタ基板２５を透過して受光器２９で受光され、分光透過率が測定できるようになっている。この分光透過率の測定は、膜厚測定のために行なわれるものである。
【０００５】
図４に示すような装置を用いた多層膜の成膜は、以下のようにして行なわれる。まず、所定の光学特性（反射率、透過率、位相特性等）が得られるように、計算により膜の材質、層数、各層の厚さが決定される。このようにして設計が終了すると、まず、第１層の成膜が行なわれる。モニタ基板２５が投光器２８と受光器２９の位置を通り過ぎる毎に分光透過率の測定を行い、膜厚を測定する。
【０００６】
このようにして、膜厚を測定しながら成膜を続け、測定光学特性が参照光学特性に等しくなったところで第１層目の成膜を終了する。そして、スパッタリングに用いる材料を変更して、第２層目の成膜を行う。以下、同様にして最終膜までの成膜を行う。なお、一般には、その後、成膜が完了した基板２４を切断し、複数の光学素子を得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のようにスパッタリングにより基板２４の表面に多層膜を形成する場合、成膜途中で、それまでに成膜された多層膜の膜応力により、基板２４が反るという問題点がある。通常の場合、この反りは、多層膜が形成された側に凸となるような反り方となる。
【０００８】
このような反りが発生すると、基板２４の成膜側の表面とターゲット２６との距離が、基板２４の成膜面内で異なるようになり、その結果、それ以後成膜される膜厚の分布が基板２４の成膜面内で不均一になる。そのため、多層膜とその多層膜が成膜された基板２４からなる光学素子の特性が、所定のものとならないという問題が発生する。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、基板の表面に成膜される多層膜の膜厚を一様な厚さにし、不良品となる光学素子を少なくすることができる光学素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題を達成するための第１の手段は、基板上に多層膜を成膜する工程を有する光学素子の製造方法であって、前記多層膜の成膜時に、前記基板の反りを防止する保持部材により前記基板を保持するか、前記基板の反りを防止する補強部材により前記基板を補強した状態で成膜を行うことを特徴とする光学素子の製造方法（請求項１）である。
【００１１】
本手段においては、成膜中に発生する基板の変形を抑制したり小さくしたりすることができるので、成膜される膜の厚さむらが小さくなり、その結果、所望の光学素子が得られる。
【００１２】
前記課題を解決するための第２の手段は、前記第１の手段であって、前記保持部材が、前記基板の前記多層膜が成膜される面に当接する幅広部と、当該幅広部に垂直な吊り上げ部とを有するものであり、前記吊り上げ部を前記基板に設けられた孔に通して、前記幅広部を前記基板の前記多層膜が成膜される面に当接させて、前記基板を吊り上げ、成膜時に基板を保持するホルダに取り付けられた支持具に、前記吊り上げ部を固定し、かつ、前記ホルダに設けられた位置決め部に前記基板の周縁部を当接させることにより、前記保持部材により前記基板を保持することを特徴とするもの（請求項２）である。
【００１３】
前述のように、成膜中の基板の変形は、ほとんどの場合、多層膜が成膜される側に凸となる。本手段においては、多層膜が成膜される側の基板の表面を幅広部に当接させて、吊り上げて、基板の周縁部が位置決め部に当接した状態で固定し、基板を水平に保つ。成膜中に基板が多層側に凸となるような変形を起こそうとしても、幅広部により表面を抑えられているので、変形量を小さく抑えることができる。なお、幅広部は、基板の中央部付近に当接させることが好ましい。
【００１４】
前記課題を解決するための第３の手段は、前記第１の手段であって、前記保持部材は、前記基板の周縁部に当接する位置決め部を備えるホルダに取り付けられた支持具と、当該支持具に設けられ、前記基板の前記多層膜が成膜される面の裏面に、固着部材を介して固着される固定部材とを具備するものであり、成膜時に、前記基板を前記固着部材を介して前記固定部材に固着し、かつ、前記ホルダに設けられた前記位置決め部に前記基板の周縁部を当接させることにより、前記基板を前記保持部材により保持することを特徴とするもの（請求項３）である。
【００１５】
本手段は、固定部材に、基板の多層膜が成膜される面と反対側の面を固着して保持し、前記第２の手段と同様の作用により基板の変形を防ぐものである。前記第２の手段では、多層膜が形成される側に広幅部が位置するので、この部分に成膜ができなくなる。しかし、本手段では、多層膜が成膜される側の裏側から、引っ張り力により基板の変形を防止するようにしているので、保持部材のために成膜領域が制限されることがなくなる。
【００１６】
前記課題を解決するための第４の手段は、前記第１の手段であって、補強部材を固着部材により前記基板の前記多層膜が成膜される面と反対側の面に固着し、前記基板を補強することを特徴とするもの（請求項４）である。
【００１７】
本手段においては、補強部材を固着部材により基板の前記多層膜が成膜される面と反対側の面に固着することにより、基板を補強して剛性を持たせているので、基板の変形量を小さく抑えることができる。また、基板の多層膜が成膜される面には何も配置されないので、成膜領域が制限されることがない。
【００１８】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第３の手段又は第４の手段であって、前記固着部材が両面接着テープであることを特徴とするもの（請求項５）である。
【００１９】
固着部材としては接着剤を用いて、成膜後に溶剤で接着剤を溶かして基板を分離してもよいが、両面接着テープの接着力で変形が抑えられる場合には、両面接着テープを用いることにより作業を容易にすることが可能となる。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、基板の表面に成膜される多層膜の膜厚を一様な厚さにし、不良品となる光学素子を少なくすることができる光学素子の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。なお、以下の各実施の形態における光学素子の製造方法の全体工程は、背景技術の欄で説明したものと変わるところはなく、ただ、基板の保持方法が異なっているだけであるので、以下の説明においては、光学素子の製造方法の全体工程の説明は省略し、基板の保持方法についてのみ説明を行う。
【００２２】
図１は、本発明の第１の実施の形態における基板の保持方法の概要を示す図である。図１において、１は、図４に基板ホルダとして示されている基板ホルダの一部であり、基板３を保持している部分である。また、以下の図においては、下側からスパッタリングが行われ、基板３の下面に多層膜が成膜されるものとする。
【００２３】
基板ホルダ１の上部には支持部２が設けられている。支持部２は、基板ホルダ１に立設された支持部材２ａと、円板状の幅広部２ｂと、この幅広部２ｂに垂直に、幅広部２ｂと一体に設けられた細い円柱状の吊り上げ部２ｃと、ナット２ｄとを有している。そして、吊り上げ部２ｃの上部にはねじが切られている。
【００２４】
図に示すように、基板３の中央部分に設けられた孔に吊り上げ部２ｃを通して、幅広部２ｂを基板３の下面に当接させて、基板３を吊り上げる。そして、支持部材２ａに設けられた孔に吊り上げ部２ｃを通して、ナット２ｄを吊り上げ部２ｃの上部のねじに螺合させ、ナット２ｄを回して基板３の高さを調節し、基板３の上面が、基板ホルダ１に設けられた位置決め部１ａに当接するようにする。
【００２５】
このような状態で基板ホルダ１を回転させてスパッタリングにより、基板３の下面に多層膜の成膜を行う。成膜中に、膜応力の影響により基板３の中央部が下側に反ろうとするが、幅広部２ｂと位置決め部１ａとによって抑えられているので、反りは起こったとしてもわずかであり、基板３の形状変化は小さい。よって、スパッタ源と基板３との間の距離が、基板３の成膜面内で変化することが少なくなり、成膜される膜厚分布が一様に近くなる。成膜完了後、ナット２ｄをゆるめて吊り上げ部２ｃを取り外し、幅広部２ｂ、吊り上げ部２ｃから基板３を分離する。
【００２６】
図２は、本発明の第２の実施の形態における基板の保持方法の概要を示す図である。以下の図においては、本欄における前出の図面に示された構成要素と同じ構成要素には、同じ符号を付してその説明を省略することがある。
【００２７】
本実施の形態においては、支持部２の支持部材２ａの中央の一部が、固定部材２ｆとして下方に突出している。そして、基板３を基板ホルダ１の位置決め部１ａに当接させたとき、固定部材２ｆの先端部が基板３の上面に当接するようになっている。固定部材２ｆの先端部と基板３の上面をごく薄い膜の接着剤で接着し、基板３を固定部材２ｆに固定して保持する。すると基板３の上面は位置決め部１ａにも当接した状態で保持される。
【００２８】
このような状態で基板ホルダ１を回転させてスパッタリングにより、基板３の下面に多層膜の成膜を行う。成膜中に、膜応力の影響により基板３の中央部が下側に反ろうとするが、固定部材２ｆによって固定されているので、反りは起こったとしてもわずかであり、基板３の形状変化は小さい。よって、ターゲットと基板３との間の距離が、基板３の成膜面内で変化することが少なくなり、成膜される膜厚分布が一様に近くなる。成膜完了後、溶剤により接着剤を溶かし、固定部材２ｆから基板３を分離する。
【００２９】
固定部材２ｆと基板３の固着には、接着剤を用いるのが普通であるが、固定部材２ｆの先端部の表面積が大きくとれるような場合には、両面接着テープでこれらを接着する方法も採用できる。両面接着テープのように厚さのある固着材を用いる場合には、その分だけ固定部材２ｆの長さを短くし、基板３を固定部材２ｆに固着したとき、基板３の上面位置と、位置決め部１ａの面位置を合わせておく必要がある。
【００３０】
図３は、本発明の第３の実施の形態における基板の保持方法の概要を示す図である。この場合、基板の保持方法は従来と変わらず、基板ホルダ１の上面側に形成された凹部１ｂに嵌め込むような形で保持する。
【００３１】
基板３を基板ホルダ１に保持する前に、基板３に補強材４を両面接着テープ５により接着する。基板３が補強材４に接着される結果、成膜中に膜応力が作用しても、補強材４と一体化された基板３の剛性が大きくなり、基板３の変形は小さなものとなる。よって、ターゲットと基板３の間の距離が、基板３内の成膜面内で変化することが少なくなり、成膜される膜厚分布が一様に近くなる。
【００３２】
成膜完了後、両面接着テープ５を剥がして基板３と両面接着テープ５とを分離する。
【００３３】
両面接着テープ５の接着力が弱い場合には、基板３と両面接着テープ５とを、さらに接着剤により接着し、成膜完了後に接着剤を溶剤により溶解させて基板３と両面接着テープ５を分離するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明の第１の実施の形態における基板の保持方法の概要を示す図である。
【図２】本発明の第２の実施の形態における基板の保持方法の概要を示す図である。
【図３】本発明の第３の実施の形態における基板の保持方法の概要を示す図である。
【図４】多層膜を成膜する方法の例を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１…基板ホルダ、１ａ…位置決め部、２…支持部、２ａ…支持部材、２ｂ…幅広部、２ｃ…吊り上げ部、２ｄ…ナット、２ｆ…固定部材、３…基板、４…補強材、５…両面接着テープ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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