(57)【要約】【課題】  作業工程を減らすことができ、かつ、基板を分割した際の寸法精度が良好である成膜部品の製造方法を提供する。【解決手段】  板状の基板３の表面に薄膜２を成膜し、この基板３を分割して複数の成膜部品１を製造する方法において、  上記基板３の一方の面に切込状の分割溝４を形成し、この基板３の分割溝４を形成した面に膜材料を堆積させて圧縮の内部応力を有する薄膜２を成膜し、この薄膜２の内部応力により上記基板３を反らせて上記分割溝４から亀裂を深さ方向に進行させ上記基板３を分割することを特徴とする成膜部品１の製造方法。【選択図】  図３
2005077785.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
板状の基板の表面に薄膜を成膜し、この基板を分割して複数の成膜部品を製造する方法において、
上記基板の一方の面に切込状の分割溝を形成し、この基板の分割溝を形成した面に膜材料を堆積させて圧縮の内部応力を有する薄膜を成膜し、この薄膜の内部応力により上記基板を反らせて上記分割溝から亀裂を深さ方向に進行させ上記基板を分割することを特徴とする成膜部品の製造方法。
【請求項２】
板状の基板の表面に薄膜を成膜し、この基板を分割して複数の成膜部品を製造する方法において、
上記基板の一方の面に切込状の分割溝を形成し、この基板の分割溝を形成した面と反対の面に膜材料を堆積させて引張の内部応力を有する薄膜を成膜し、この薄膜の内部応力により上記基板を反らせて上記分割溝から亀裂を深さ方向に進行させ上記基板を分割することを特徴とする成膜部品の製造方法。
【請求項３】
板状の基板の表面に薄膜を成膜し、この基板を分割して複数の成膜部品を製造する方法において、
上記基板の一方の面に切込状の分割溝を形成し、この基板の両面に膜材料を堆積させて両面とも同方向の内部応力を有する薄膜を成膜し、この薄膜の内部応力により上記基板を延ばして上記分割溝から亀裂を深さ方向に進行させ上記基板を分割することを特徴とする成膜部品の製造方法。
【請求項４】
上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を成膜すると略同時に、上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を引張の内部応力が発生するように成膜することを特徴とする請求項１記載の成膜部品の製造方法。
【請求項５】
上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を成膜した後に、上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を圧縮の内部応力が発生するように成膜することを特徴とする請求項１記載の成膜部品の製造方法。
【請求項６】
上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を圧縮の内部応力が発生するように成膜した後に、上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を成膜することを特徴とする請求項１記載の成膜部品の製造方法。
【請求項７】
上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を成膜した後に、上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を引張の内部応力が発生するように成膜することを特徴とする請求項２記載の成膜部品の製造方法。
【請求項８】
上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を引張の内部応力が発生するように成膜した後に、上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を成膜することを特徴とする請求項２記載の成膜部品の製造方法。
【請求項９】
上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を圧縮の内部応力が発生するように成膜した後に、上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を圧縮の内部応力が発生するように成膜することを特徴とする請求項３記載の成膜部品の製造方法。
【請求項１０】
上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を引張の内部応力が発生するように成膜した後に、上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を引張の内部応力が発生するように成膜することを特徴とする請求項３記載の成膜部品の製造方法。
【請求項１１】
上記薄膜の内部応力は、膜材料、成膜装置、温度、真空度、ガス圧、成膜速度等の製造条件を制御することにより発生させることを特徴とする請求項１〜１０のいずれか１項に記載の成膜部品の製造方法。
【請求項１２】
上記薄膜の内部応力は上記膜材料が堆積する際の配列状態を制御することにより発生させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の成膜部品の製造方法。
【請求項１３】
上記薄膜の内部応力は上記膜材料をガス圧を制御してスパッタ成膜することにより発生させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の成膜部品の製造方法。
【請求項１４】
上記薄膜の内部応力は上記基板と熱膨張係数が異なる膜材料を用いて上記薄膜を成膜することにより発生させることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の成膜部品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学フィルタ等、基板上に薄膜が成膜された成膜部品の製造方法に関し、より詳細にはガラス板等の板状の基板に薄膜を成膜し、この基板を分割することにより製造する成膜部品の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ガラス板に誘電体膜を成膜した光学フィルタ等、基板上に薄膜を成膜した成膜部品の製造方法としては、例えば特許文献１に示すような方法がある。この従来の製造方法は、板状の基板の表面にガラス切り等を用いて罫書きを行って分割溝を設け、このような基板に薄膜を成膜し、その後に切断砥石等を用い分割溝に沿って切断することにより、基板素片の表面に所望の特性を有する薄膜が成膜された複数の成膜部品を製造するものである。
あるいは他の製造方法として、基板に分割溝を設けて薄膜を成膜し、分割溝を形成した面と反対の面に分割溝に沿って押棒を当接させ、この押棒によって基板を押圧し、分割溝から深さ方向に亀裂を生じさせて分割することにより複数の成膜部品を製造したり、分割溝を設けて薄膜を成膜した基板を油や水の中に入れて圧力をかけ、この圧力で分割溝から深さ方向に亀裂を生じさせて分割することにより成膜部品を製造するものがある。
【特許文献１】特開昭６３−６０４０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、切断砥石等で基板を切断する方法や、押棒を基板に押付けて基板を分割する方法をとると、分割する部分に集中的に応力がかかり、分割された成膜部品の寸法誤差が大きくなる。加えて押棒で分割する場合、成膜部品の寸法が小さくなれば、それに比例して加える力を大きくしなければならなくなる。またこのような方法によれば、薄膜を成膜した後に、切断砥石による切断や押棒による分割の工程が必要であるので、その分手間がかかり製造コストの増加を招いていた。
また油や水の中で圧力をかけて分割する場合も、薄膜の成膜後に分割の工程が必要であり、その後の洗浄作業が必要となることから、やはり製造コスト増加の原因となっていた。
【０００４】
本発明は以上の問題点を鑑みてなされたものであり、作業工程を減らすことができ、かつ、基板を分割した際の寸法精度が良好である成膜部品の製造方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するため本発明は、板状の基板の表面に薄膜を成膜し、この基板を分割して複数の成膜部品を製造する方法において、上記基板の一方の面に切込状の分割溝を形成し、この基板の分割溝を形成した面に膜材料を堆積させて圧縮の内部応力を有する薄膜を成膜し、この薄膜の内部応力により上記基板を反らせて上記分割溝から亀裂を深さ方向に進行させ上記基板を分割することを特徴として構成されている。
【０００６】
また本発明は、板状の基板の表面に薄膜を成膜し、この基板を分割して複数の成膜部品を製造する方法において、上記基板の一方の面に切込状の分割溝を形成し、この基板の分割溝を形成した面と反対の面に膜材料を堆積させて引張の内部応力を有する薄膜を成膜し、この薄膜の内部応力により上記基板を反らせて上記分割溝から亀裂を深さ方向に進行させ上記基板を分割することを特徴として構成されている。
【０００７】
また本発明は、板状の基板の表面に薄膜を成膜し、この基板を分割して複数の成膜部品を製造する方法において、上記基板の一方の面に切込状の分割溝を形成し、この基板の両面に膜材料を堆積させて両面とも同方向の内部応力を有する薄膜を成膜し、この薄膜の内部応力により上記基板を延ばして上記分割溝から亀裂を深さ方向に進行させ上記基板を分割することを特徴として構成されている。
【０００８】
また本発明は、上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を成膜すると略同時に、上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を引張の内部応力が発生するように成膜することを特徴として構成されている。
【０００９】
また本発明は、上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を成膜した後に、上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を圧縮の内部応力が発生するように成膜することを特徴として構成されている。
【００１０】
また本発明は、上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を圧縮の内部応力が発生するように成膜した後に、上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を成膜することを特徴として構成されている。
【００１１】
また本発明は、上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を成膜した後に、上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を引張の内部応力が発生するように成膜することを特徴として構成されている。
【００１２】
また本発明は、上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を引張の内部応力が発生するように成膜した後に、上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を成膜することを特徴として構成されている。
【００１３】
また本発明は、上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を圧縮の内部応力が発生するように成膜した後に、上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を圧縮の内部応力が発生するように成膜することを特徴として構成されている。
【００１４】
また本発明は、上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を引張の内部応力が発生するように成膜した後に、上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を引張の内部応力が発生するように成膜することを特徴として構成されている。
【００１５】
また本発明は、上記薄膜の内部応力は、膜材料、成膜装置、温度、真空度、ガス圧、成膜速度等の製造条件を制御することにより発生させることを特徴として構成されている。
【００１６】
また本発明は、上記薄膜の内部応力は上記膜材料が堆積する際の配列状態を制御することにより発生させることを特徴として構成されている。
【００１７】
また本発明は、上記薄膜の内部応力は上記膜材料をガス圧を制御してスパッタ成膜することにより発生させることを特徴として構成されている。
【００１８】
また本発明は、上記薄膜の内部応力は上記基板と熱膨張係数が異なる膜材料を用いて上記薄膜を成膜することにより発生させることを特徴として構成されている。
【００１９】
また本発明は、上記基板の分割溝を形成した面に薄膜を成膜すると略同時に、上記基板の分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を引張の内部応力が発生するように成膜することを特徴として構成されている。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、薄膜を成膜することにより自然に分割が行われるので、切断砥石による切断や押棒による分割等の分割のための別工程が必要なくなり、製造コストを削減できる。また、この内部応力は基板に略均等に加わるので、亀裂が分割溝から深さ方向に進行しやすくなり、分割された成膜部品の寸法誤差も従来に比べて小さくなる。さらに、製造しようとする成膜部品の寸法が小さくても、この製造方法であれば内部応力が基板に略均等に加わるので何ら問題なく分割可能である。
【００２１】
また本発明によれば、分割溝を形成した面と反対の面に薄膜を成膜する必要がある場合でも、基板の分割が自然に行われるようにすることができる。
【００２２】
また本発明によれば、両面とも同方向の内部応力を有する薄膜を成膜することで、基板を延ばして基板の分割を行うことができ、また基板は両面において力を受けるので分割がより起きやすくなる。
【００２３】
また本発明によれば、基板の分割溝を形成した面と反対の面は収縮する方向に力を受けて反り、基板の反りが両面において助長されて分割がより起きやすくなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しつつ詳細に説明する。図１は本発明の実施形態における成膜部品の斜視図、図２は本発明の実施形態における成膜部品の製造過程を示す図、図３は本発明の実施形態における成膜部品の分割を示す拡大断面図である。本実施形態における成膜部品１は図１に示すように、ガラス製で一辺が数mm程度の略矩形状の基板素片３ａにおける一方の面に、TiO2膜やTa2O5膜等の高屈折率膜と、SiO2膜やMgF2膜等の低屈折率膜を交互に成膜・積層した薄膜２を有し、特定の波長の光を透過させ、その他の波長の光は反射するバンドパスフィルタとする。
【００２５】
以下、この成膜部品１の製造方法について、図２、図３を参照しながら説明する。まずガラス板からなる基板３を用意する（図２（ａ））。この基板３は、１回の製造工程で製造しようとする成膜部品１の個数分（本実施形態においては８個とする）が集まった大きさを有するものを用意する。この基板３の表面にガラス切りによって罫書きを行い、略Ｖ字状の分割溝４を形成する（図２（ｂ））。この分割溝４は、格子状に形成され、この格子状の分割溝４によって区切られた一つの区画が、成膜部品１の大きさとなるように形成される。なお、本実施形態において分割溝４は一方の面にのみ形成するものとするが、反対の面にも分割溝４と対称位置に分割溝を形成するようにしてもよい。また、本実施形態では罫書きを行うことにより分割溝４を形成することとしたが、分割溝４の形成方法については特にこれに限られるものではなく、例えば他の機械加工手段を用いて形成したり、エッチング手段により形成したりしてもよい。
【００２６】
次に、この基板３の分割溝４を形成した面に膜材料を堆積させて、薄膜２を成膜する（図２（ｃ））。すなわち上述したように、基板３の分割溝４を形成した面に、高屈折率膜と低屈折率膜を交互に成膜・積層して薄膜２を形成する。この薄膜２は、スパッタ法、真空蒸着法等の物理蒸着法や、ＣＶＤ法等の化学蒸着法など、どのような成膜方法で成膜してもよい。ここで、基板３上に成膜された薄膜３中には、必ず内部応力が発生する。
【００２７】
本実施形態ではこの薄膜２に発生する内部応力が圧縮応力（膜が広がる方向の応力）となるように薄膜２を成膜する。このように薄膜２に圧縮の内部応力を発生させる条件は、成膜に使用する膜材料、薄膜２を成膜する成膜装置、あるいは温度、真空度、ガス圧、成膜速度等の製造条件によって異なる。このことから、経験的にこれらを適切に選択することにより、必要な大きさの圧縮の内部応力が発生する薄膜２を成膜することは可能である。一例として、基板３と薄膜２とに著しく熱膨張係数の異なる材料を用い、薄膜２の形成温度からの冷却過程で薄膜２と基板３との熱膨張差により内部応力を発生させることもできる。その他、成膜時にアシストガンを用いて基板３に対してアルゴン等の不活性ガスをイオンビームとして照射し、イオンビームの持つ運動エネルギを堆積時の膜材料に与えることにより、基板３上での膜材料の配列性を制御して所望の内部応力を有する薄膜２を成膜することもできる。
【００２８】
この薄膜２の内部応力によって、基板３は分割溝４を形成した側の面が伸張する方向に力を受けて反り、分割溝４を形成した部分において分割溝４が広がる方向に力を受ける（図３（ａ））。これにより、略Ｖ字状の分割溝４の谷底部４ａから深さ方向に亀裂５が進行し、この亀裂５が反対の面まで到達して基板３は分割溝４を形成した場所において分割される（図３（ｂ））。これにより、基板素片３ａの表面に薄膜２が成膜された成膜部品１ができあがる（図２（ｄ））。このとき、薄膜２が分割されない場合があるが、これは成膜部品１を成膜装置から取出す際、または取出した後にほんの少し力を加えれば容易に分割される。
【００２９】
なお本実施形態においては、分割溝４を形成した面に対してのみ薄膜２を成膜したが、分割溝４を形成した面と反対の面に対してのみ薄膜２を成膜するようにしてもよい。この場合も成膜する薄膜２は引張の内部応力が発生するように成膜する。
また、基板３の両面に薄膜２を成膜するようにしてもよい。この場合、分割溝４を形成した面と反対の面に成膜する薄膜２は、発生する内部応力が引張応力（膜が縮まる方向の応力）となるように成膜する。これにより、基板３は分割溝４を形成した面と反対の面は収縮する方向に力を受けて反り、基板３の反りが両面において助長されて分割がより起きやすくなる。なおこのとき成膜の順番は、先に分割溝４を形成した面に成膜を行い、後から反対の面に成膜を行うようにしてもよいし、逆に先に分割溝４を形成した面と反対の面に成膜を行い、後から分割溝４を形成した面に成膜を行うようにしてもよい。
また薄膜２を両面に成膜する場合でも、どちらか一方の薄膜２のみが内部応力を有するように成膜してもよい。すなわち、分割溝４を形成した面に圧縮の内部応力を有する薄膜２を成膜すると共に、分割溝４を形成した面と反対の面には内部応力を有しない薄膜２を成膜するようにしてもよい。分割溝４を形成した面と反対の面に引張の内部応力を有する薄膜２を成膜する場合も同様である。
【００３０】
さらに、基板３の両面に同方向の内部応力を有する薄膜２を成膜するようにしてもよい。つまり、両面とも圧縮の内部応力を有する薄膜２を成膜するか、もしくは両面とも引張の内部応力を有する薄膜２を成膜することにより、基板３全体が延びる方向に応力を働かせ、これにより分割溝４から亀裂５を進行させ、基板３を分割するようにしてもよい。この場合成膜の順番は、圧縮の内部応力のときは先に分割溝４を形成した面に成膜を行い、後から反対の面に成膜するようにし、逆に引張の内部応力のときは先に分割溝４を形成した面と反対の面に成膜を行い、後から分割溝４を形成した面に成膜を行うようにする。
【００３１】
このように、薄膜２の内部応力により基板３を分割するようにすれば、薄膜２を成膜することにより自然に分割が行われるので、切断砥石による切断や押棒による分割等の工程が必要なくなり、製造コストを削減できる。また、この内部応力は基板３に略均等に加わるので、亀裂５が分割溝４から深さ方向に進行しやすくなり、分割された成膜部品１の寸法誤差も従来に比べて小さくなる。さらに、製造しようとする成膜部品１の寸法が小さくても、この製造方法であれば内部応力は基板３に略均等に加わるので何ら問題なく分割可能である。
【００３２】
以上、本発明の実施形態について説明した。上記実施形態では高屈折率膜と低屈折率膜を交互に成膜・積層したバンドパスフィルタを例に挙げて説明した。しかし本発明はこれに限らず、平板状の基板に薄膜を成膜した成膜部品であれば広く適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】本発明の実施形態における成膜部品の斜視図である。
【図２】発明の実施形態における成膜部品の製造過程を示す図である。
【図３】本発明の実施形態における成膜部品の分割を示す拡大断面図である。
【符号の説明】
【００３４】
１      成膜部品
２      薄膜
３      基板
３ａ    基板素片
４      分割溝
４ａ    谷底部
５      亀裂
【図１】
2005077785.tif 000003
【図２】
2005077785.tif 000004
【図３】
2005077785.tif 000005