(57)【要約】【課題】光学フィルターの耐久性を向上させる。【解決手段】イオンビームアシスト蒸着法を利用して第１のイオンビーム照射条件で基板２の表面に光学多層膜３を成膜する第１工程と、第１工程完了後、イオンビームアシスト蒸着法を利用して第２のイオンビーム照射条件で基板２の裏面に光学多層膜３を成膜する工程とを有し、基板２の表面に成膜された光学多層膜３の内部応力と基板２の裏面に成膜された光学多層膜３の内部応力とが釣り合うように第１及び第２のイオンビーム照射条件を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の両面に光学多層膜を有する光学フィルターの製造方法であって、
イオンビームアシスト蒸着法を利用して第１のイオンビーム照射条件で基板の一方の面に前記光学多層膜を成膜する第１工程と、
前記第１工程完了後、イオンビームアシスト蒸着法を利用して第２のイオンビーム照射条件で基板の他方の面に前記光学多層膜を成膜する第２工程とを有し、
基板の一方の面に成膜された光学多層膜の内部応力と基板の他方の面に成膜された光学多層膜の内部応力とが釣り合うように前記第１及び第２のイオンビーム照射条件を制御すること
を特徴とする光学フィルターの製造方法。
【請求項２】
請求項１に記載の光学フィルターの製造方法において、基板の一方の面に光学多層膜を成膜する際のイオンエネルギーと基板の他方の面に光学多層膜を成膜する際のイオンエネルギーとを異ならせることにより基板の一方の面に成膜された光学多層膜の内部応力と基板の他方の面に成膜された光学多層膜の内部応力とを釣り合わせることを特徴とする光学フィルターの製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の光学フィルターの製造方法において、基板の一方の面に光学多層膜を形成する際のイオンビームの輸送比と基板の他方の面に光学多層膜を形成する際のイオンビームの輸送比とを異ならせることにより基板の一方の面に成膜された光学多層膜の内部応力と基板の他方の面に成膜された光学多層膜の内部応力とを釣り合わせることを特徴とする光学フィルターの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基板の両面に光学多層膜を備える光学フィルターの製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、光学フィルターに対し要求される仕様は年々厳しくなってきており、光学フィルターは精密な光学特性を有することが要求されている。このような背景から、基板の表面と裏面の両面に光学多層膜を成膜することにより精密な光学特性を実現する光学フィルターが提案されている（特許文献１，２参照）。
【特許文献１】特開平７−２０９５１６号公報
【特許文献２】特開２００５−４３７５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、従来の光学フィルターは、基板の一方の面に光学多層膜を成膜した後、基板の一方の面に光学多層膜を成膜した時と同じ成膜条件で基板の他方の面に光学多層膜を成膜することにより製造されているために、基板の他方の面に光学多層膜を成膜した際に基板全体が反ることによって基板の一方の面に形成された光学多層膜が剥がれやすくなってしまう。このような背景から、従来の光学フィルターの製造方法によれば、耐久性の高い光学フィルターを製造することが困難であった。
【０００４】
本発明は、このような課題を解決するためになされたものであり、その目的は、耐久性を向上可能な光学フィルターの製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するために、本発明に係る光学フィルターの製造方法の特徴は、基板の両面に光学多層膜を有する光学フィルターの製造方法であって、イオンビームアシスト蒸着法を利用して第１のイオンビーム照射条件で基板の一方の面に光学多層膜を成膜する第１工程と、第１工程完了後、イオンビームアシスト蒸着法を利用して第２のイオンビーム照射条件で基板の他方の面に光学多層膜を成膜する工程とを有し、基板の一方の面に成膜された光学多層膜の内部応力と基板の他方の面に成膜された光学多層膜の内部応力とが釣り合うように第１及び第２のイオンビーム照射条件を制御することにある。
【発明の効果】
【０００６】
本発明に係る光学フィルターの製造方法によれば、基板の両面に同一の成膜条件で光学多層膜を成膜するのではなく、基板の一方の面に成膜された光学多層膜の内部応力と基板の他方の面に成膜された光学多層膜の内部応力とが釣り合うように基板の一方の面に光学多層膜を成膜する際の成膜条件と基板の他方の面に光学多層膜を成膜する際の成膜条件を制御するので、光学フィルターを歩留まり高く製造することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、本発明に係る光学フィルターの製造方法を実施例に基づき詳しく説明する。なお以下の実施例及び比較例の光学フィルターの製造方法では図１に示す構成の光学フィルター１を製造した。図１に示す光学フィルター１は、Ｓｉ基板２と、Ｓｉ基板２の表面と裏面の両面に成膜されたＧｅ膜とＨｆＯ２膜から成る光学多層膜３とを備え、光学多層膜３は４［μｍ］程度の膜厚を有する。また光学フィルター１は、図２に示すような、ＲＦイオンビーム銃１１から基板１０表面に向けてイオンビームを照射しながら蒸着材料が充填された坩堝１２を加熱することにより基板１０表面に成膜するイオンビームアシスト蒸着装置１３により製造した。
【０００８】
具体的には、ＲＦイオンビーム銃１１からＯ２（酸素）イオンビームを照射しながらＧｅ及びＨｆＯ２が充填された坩堝１２を加熱することにより回転ドーム１４に取り付けられた基板１０表面上にＧｅ膜及びＨｆＯ２膜を蒸着させる。イオンビームアシスト蒸着装置１３により成膜することにより、ＰＶＤ（Physical Vapor Deposition）法と比較して、緻密、且つ、高耐久性を有する膜を形成することができると共に、高い成膜レートで膜を形成することができる。そして基板１０表面にＧｅ膜とＨｆＯ２膜を形成した後は、基板１０を裏返して再度同様の処理を行うことにより基板１０裏面にもＧｅ膜とＨｆＯ２膜を形成する。
【０００９】
なおＧｅ膜及びＨｆＯ２膜の成膜レートは、回転ドーム１４の開口部１４ａを介して水晶センサ１５によって検出され、所定の大きさになるように調整されている。また赤外光源１６から回転ドームの開口部１４ａ付近に配置された基板１０ａの裏面に向けて赤外線光を照射し、基板１０ａとＧｅ膜及びＨｆＯ２膜を透過してきた赤外線光を赤外光センサ１７によって検出すると共に、可視光センサ１８によって基板１０ａの裏面において反射した光を検出することによって製造された光学フィルターの性能を評価することができる。
【００１０】
〔実施例１〕
実施例１では、以下の表１及び表２に示す成膜条件で基板の表面と裏面の両面にＧｅ膜及びＨｆＯ２膜を成膜することにより光学フィルターを製造した。具体的には、実施例１では、表１に示すように、基板の表面にＨｆＯ２膜を成膜する際のイオンエネルギーよりも基板の裏面にＨｆＯ２膜を成膜する際のイオンエネルギーを大きくして光学フィルターを製造した。
【００１１】
〔実施例２〕
実施例２では、以下の表１及び表２に示す成膜条件で基板の表面と裏面にＧｅ膜及びＨｆＯ２膜を成膜することにより光学フィルターを製造した。具体的には、実施例２では、表１に示すように、基板の表面にＨｆＯ２膜を成膜する際の輸送比よりも基板の裏面にＨｆＯ２膜を成膜する際の輸送比を大きくして光学フィルターを製造した。輸送比とは、基板表面に到達するイオンの数を基板表面に到達する蒸着原子の数で割った値を示す。
【００１２】
〔比較例１〕
比較例１では、以下の表１及び表２に示す成膜条件で基板の表面と裏面にＧｅ膜及びＨｆＯ２膜を成膜することにより光学フィルターを製造した。具体的には、比較例１では、表１に示すように、基板の表面にＧｅ膜及びＨｆＯ２膜を成膜する際の成膜条件と基板の裏面にＧｅ膜及びＨｆＯ２膜を成膜する際の成膜条件とを同じにして光学フィルターを製造した。
【表１】
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【表２】
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【００１３】
〔評価〕
実施例１，２及び比較例１の光学フィルターについて蒸着前，表面蒸着後，及び裏面状着後の基板の反り量を評価した。評価結果を図３に示す。図３に示すように、比較例１の光学フィルターについては、裏面に光学多層膜を蒸着後に基板に大きな反りが生じたが、実施例１，２の光学フィルターについては、裏面に光学多層膜を蒸着後に基板に大きな反りは見られなかった。このことから、基板表面に光学多層膜を形成する際のイオンエネルギー及び／又は輸送比と基板の裏面に光学多層膜を形成する際のイオンエネルギー及び／又は輸送費を異ならせることにより、基板の反りを抑え、光学フィルターを歩留まり高く製造できることが知見された。
【００１４】
なお、本願発明の発明者らは、イオンエネルギーの変化に伴うＨｆＯ２膜の内部応力の変化を測定した結果、図４（ａ），（ｂ）に示すように、ＨｆＯ２膜の内部応力はイオンエネルギーの増加に伴い大きく減少するが、精密な制御が困難であることを知見した。また輸送比の変化に伴うＨｆＯ２膜の内部応力の変化を測定した結果、図５（ａ），（ｂ）に示すように、ＨｆＯ２膜の内部応力は輸送比の増加に伴い大きく変化しないが、イオンエネルギーを変化させた時と比較して精密な制御が可能であることを知見した。以上のことから、基板の表面にＨｆＯ２膜を成膜する際のイオンエネルギー及び／又は輸送比よりも基板の裏面にＨｆＯ２膜を成膜する際のイオンエネルギー及び／又は輸送比を大きくすることにより基板の表面に成膜された光学多層膜の内部応力と基板の裏面に成膜された光学多層膜の内部応力とを釣り合わせることができる。また基板表面側の光学多層膜の内部応力と基板裏面側の光学多層膜の内部応力とを厳密に釣り合わせる際は、上記知見に基づきイオンエネルギーと輸送比の両方を制御することが望ましい。
【００１５】
以上、本発明者らによってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。例えば、上記実施形態では、ＨｆＯ２膜を成膜する際のイオンエネルギー及び輸送比を変化させたが、Ｇｅ膜を成膜する際のイオンエネルギー及び輸送比を変化させるようにしてもよい。また、基板２は、平板形状であるとしたが、凸レンズ，凹レンズ，フレネルレンズ等の意図的に凹凸が付与された基板にも適用することができる。このように、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施形態となる光学フィルターの構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す光学フィルターを製造する際に用いられるイオンビームアシスト蒸着装置の構成を示す模式図である。
【図３】実施例１，２及び比較例１の光学フィルターについて蒸着前，表面状着後，及び裏面蒸着後の基板の反り量を評価した結果を示す。
【図４】イオンエネルギーの変化に伴うＨｆＯ２膜の内部応力の変化を示す図である。
【図５】輸送比の変化に伴うＨｆＯ２膜の内部応力の変化を示す図である。
【符号の説明】
【００１７】
１：光学フィルター
２：基板
３：光学多層膜
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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