(57)【要約】【課題】  樹脂製基材若しくは少なくとも表層部に樹脂層を有する基材の蒸着面上に高多層な多層膜を形成することが可能な真空成膜方法、装置、及びそれらを用いて製造された光学フィルタを提供する。【解決手段】  真空チャンバ１内に設けられ流路７ｆ，７ｇ，７ｊ内に所定の熱媒液が流れる基材ホルダ６ａに基材を装着し、前記真空チャンバ内を実質的な真空状態に保持し、前記真空チャンバの内部で２以上の蒸発源から蒸発材料を蒸発させ、該蒸発させた前記蒸発材料を所定の順序で前記真空チャンバの内部に拡散させ、該拡散させた前記蒸発材料を前記基材の蒸着面に蒸着させて前記蒸発材料からなる多層膜を前記基材の蒸着面上に成膜する成膜方法において、前記基材ホルダが有する前記流路内に流れる前記所定の熱媒液として不凍液を用いる。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材の少なくとも表層部に樹脂層を有し、該樹脂層上に光の屈折率の相異なる２種類の薄膜が交互に積層されてなる交互層が成膜されている光学フィルタであって、
前記交互層が少なくとも３０層の前記薄膜を有してなる、光学フィルタ。
【請求項２】
真空チャンバ内に設けられ流路内に所定の熱媒液が流れる基材ホルダに基材を装着し、前記真空チャンバ内を実質的な真空状態に保持し、前記真空チャンバの内部で２以上の蒸発源から蒸発材料を蒸発させ、該蒸発させた前記蒸発材料を所定の順序で前記真空チャンバの内部に拡散させ、該拡散させた前記蒸発材料を前記基材の蒸着面に蒸着させて前記蒸発材料からなる多層膜を前記基材の蒸着面上に成膜する成膜方法において、
前記基材ホルダが有する流路内に流れる前記所定の熱媒液として不凍液を用いる、真空成膜方法。
【請求項３】
前記所定の熱媒液として用いる前記不凍液を、−５℃以上＋３０℃以下の温度範囲内において温度制御して用いる、請求項２記載の真空成膜方法。
【請求項４】
前記基材を前記基材ホルダに着脱する際の前記所定の熱媒液として用いる前記不凍液を、±０℃以上＋３０℃以下に温度制御して用いる、請求項３記載の真空成膜方法。
【請求項５】
前記真空チャンバ内が前記実質的な真空状態に保持されるまでの期間における前記所定の熱媒液として用いる前記不凍液を、±０℃以上＋３０℃以下に温度制御して用いる、請求項３記載の真空成膜方法。
【請求項６】
前記真空チャンバ内で前記基材の蒸着面上に前記多層膜を成膜する際の前記所定の熱媒液として用いる前記不凍液を、−５℃以上±０℃以下の温度範囲内において温度制御して用いる、請求項３記載の真空成膜方法。
【請求項７】
真空チャンバ内に設けられ流路内に所定の熱媒液が流れる基材ホルダに基材を装着し、前記真空チャンバ内を実質的な真空状態に保持し、前記真空チャンバの内部で２以上の蒸発源から蒸発材料を蒸発させ、該蒸発させた前記蒸発材料を所定の順序で前記真空チャンバの内部に拡散させ、該拡散させた前記蒸発材料を前記基材の蒸着面に蒸着させて前記蒸発材料からなる多層膜を前記基材の蒸着面上に成膜する成膜方法において、
前記流路は放射状に配設された一方の流路と他方の流路からなり、前記一方の流路に前記所定の熱媒液を前記基材ホルダの端部から中央部に向けて流し、前記他方の流路に前記所定の熱媒液を前記基材ホルダの中央部から端部に向けて流して前記基材の蒸着面上に前記多層膜を成膜する、真空成膜方法。
【請求項８】
真空チャンバ内に設けられた基材ホルダに基材を装着し、前記真空チャンバ内を実質的な真空状態に保持し、前記真空チャンバの内部で２以上の蒸発源から蒸発材料を蒸発させ、該蒸発させた前記蒸発材料を所定の順序で前記真空チャンバの内部に拡散させ、該拡散させた前記蒸発材料を前記基材の蒸着面に蒸着させて前記蒸発材料からなる多層膜を前記基材の蒸着面上に成膜する成膜方法において、
前記基材ホルダに前記基材を、前記基材と前記基材ホルダとの熱伝導を高めるための熱伝導アダプタを介して装着し前記多層膜を成膜する、真空成膜方法。
【請求項９】
所定の面積における前記熱伝導アダプタと前記基材との接触面積が前記基材の端部に向かうに従い減少している、請求項８記載の真空成膜方法。
【請求項１０】
内部を実質的な真空状態に保持するための真空チャンバと、該真空チャンバ内で基材を保持するための基材ホルダと、該基材ホルダに保持される前記基材の蒸着面上に多層膜を成膜するための蒸発材料からなる２以上の蒸発源とを有する成膜装置において、
前記基材ホルダの前記基材を保持する面上に、前記基材と前記基材ホルダとの熱伝導を高めるための熱伝導アダプタが配設されている、真空成膜装置。
【請求項１１】
内部を実質的な真空状態に保持するための真空チャンバと、該真空チャンバを回転自在に貫通する回転軸と、所定の熱媒液を流す熱媒液供給路に接続される熱媒液供給部と、前記回転軸の端部に固定され前記熱媒液が流れる流路を有する基材を保持するための基材ホルダと、該基材ホルダに保持される前記基材の蒸着面上に多層膜を成膜するための蒸発材料からなる２以上の蒸発源とを有する成膜装置において、
前記回転軸は外周上に全周に渡る溝部を有し、該溝部は複数の通孔を介して前記基材ホルダの前記流路に接続されており、かつ前記溝部が所定のシール手段によって前記熱媒液供給部に対して液密に維持されている、真空成膜装置。
【請求項１２】
前記回転軸の前記溝部が設けられた部分を収容する筒状のハウジングを更に備え、該ハウジング内周面の前記回転軸の前記溝部に対応する部分に前記熱媒液供給部を構成する貫通孔を有し、前記ハウジングと前記回転軸との間にシール部材が配設されかつ該シール部材によって前記溝部が前記貫通孔に対して液密に維持されている、請求項１１記載の真空成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、真空チャンバ内において基材上に多層膜を形成する真空成膜方法、装置、及びそれらを用いて製造された光学フィルタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、ガラス板等の基材の表面に多層膜を形成して、所定の波長帯域の光を透過する等の目的で用いられる光学フィルタを製造するための成膜装置として、種々の真空成膜装置が用いられている。
【０００３】
真空成膜装置としては、例えば、イオンプレーティング装置が好適に用いられている。このイオンプレーティング装置は、その内部を実質的な真空状態に維持可能な真空チャンバを有している。この真空チャンバの底部には薄膜形成材料を蒸発させるための２以上の蒸発源が配設されており、これらの蒸発源に対向して、基材ホルダが配置されている。この基材ホルダの背面中央部には絶縁板を介して回転軸が取り付けられており、この回転軸は真空チャンバの天井壁を貫通して該真空チャンバの上部に配設された回転駆動装置に接続されている。つまり、基材ホルダは、真空チャンバの内部において回転軸及び回転駆動装置によって回転自在に保持されている。そして、前記絶縁板とこの基材ホルダとの接触部の外周には、環状の接触子が埋設されている。この接触子は、基材ホルダと電気的に接続されている。又、この接触子にはカーボンブラシが接触しており、このカーボンブラシは、基材ホルダに対して高周波電力を供給する高周波電源と、バイアス電圧を印加する直流電源とに接続されている。尚、前記回転軸及び回転駆動装置を保護すべく、それらは真空チャンバの一部とハウジングとによって完全に包囲されている。
【０００４】
このイオンプレーティング装置では、基材ホルダにガラス板等の基材を取り付けた後に回転駆動装置を動作させて基材を回転させると共に、高周波電源及び直流電源を動作させる。すると、回転する基材ホルダに対して、接触子、つまりカーボンブラシから高周波電力及びバイアス電圧が印加される。そして、これによって、真空チャンバの内部に高周波電界が形成されると共に、基材ホルダと真空チャンバとの間にバイアス電界が発生する。その後、２以上の蒸発源に向けて、電子銃から電子ビームを照射する。すると、その電子ビームの照射によって蒸発源に設けられている薄膜形成材料の温度が上昇して、該薄膜形成材料が蒸発する。この時、蒸発した薄膜形成材料を所定の順番で真空チャンバ内に拡散させると、その拡散した各々の薄膜形成材料が上記高周波電界によって発生するプラズマにより順次励起され、この励起された薄膜形成材料の各々が上記バイアス電界により加速されて、基材の表面に所定の順番で衝突して付着する。そして、これによって、基材上には強い密着力を有する薄膜が所定の積層構造を有するように成膜される。つまり、基材上には、所定の光学特性を有する多層膜が形成される。
【０００５】
ところで、このように動作する従来のイオンプレーティング装置では、所定の光学特性を有する多層膜を形成するためのガラス板等の基材は、薄膜形成材料を蒸発する蒸発源に対向するようにして配設される。つまり、基材と蒸発源との間には、蒸発源から拡散される薄膜形成材料が障害無く基材に到達し得るために、空間が形成されている。そのため、電子銃から電子ビームを照射することによって蒸発源の温度が上昇すると、その温度上昇した蒸発源からの輻射熱によって基材の温度が著しく上昇する。この場合、その温度上昇によって基材の形状が変形又は変質等し、これによって基材上に成膜される薄膜の光学特性が悪化するという問題が発生する場合がある。
【０００６】
そこで、上記電子ビームが照射され温度上昇した蒸発源からの輻射熱により基材の温度が著しく上昇する問題を回避すべく、基材ホルダの内部に冷却水等の冷媒が流れる流路を形成し、該流路の内部に前記冷却水等の冷媒を所定の流量で流すことによって基材の温度上昇を防止する基材冷却構造が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−２１２４４６号公報（特に、第１図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
上述したように、基材を保持するための基材ホルダの内部に例えば冷却水等の冷媒が流れる流路を形成し、該流路の内部に前記冷却水等の冷媒を所定の流量で流すことによれば、冷媒によって基材ホルダが冷却されてガラス板等の基材も所定の温度以下に冷却されるので、基材の歪み又は変形等が効果的に防止される。つまり、基材上に成膜される薄膜の光学特性が悪化するという問題は解決される。
【０００８】
しかしながら、上記提案の基材ホルダの内部に冷却水等の冷媒が流れる流路を形成し、該流路の内部に冷却水等を所定の流量で流す形態のイオンプレーティング装置では、前述の如く基材がガラス板等の高耐熱性材料で構成されている場合には効果的であるが、基材が耐熱限界温度を有する樹脂で構成されている場合には効果的でない。そして、これは、基材の蒸着面上に形成する多層膜の層数が例えば３０層以上の高多層である場合には、特に効果的でない。その理由は、電子ビームを照射することにより蒸着源の温度が上昇し、その温度上昇した蒸発源からの輻射熱によって基材の温度が上昇する場合、前述した冷却水等の冷媒による基材の冷却では、基材の温度が、その基材を構成する樹脂の耐熱温度を超える場合があるためである。又、基材の蒸着面上に成膜する多層膜が高多層になるにつれて成膜時間が長時間となり、輻射熱による基材の加熱が促進されるので、基材の温度がその基材を構成する樹脂の耐熱温度を超える危険性がより一層高まるからである。
【０００９】
つまり、基材ホルダの内部に冷却水等の冷媒が流れる流路を形成し、該流路の内部に冷却水等を所定の流量で流して基材を冷却する従来のイオンプレーティング装置では、適用可能な基材の種類がガラス板等の高耐熱性材料からなる基材に限定される（樹脂製基材は適用不可能）と共に、樹脂製の基材を用いる場合、基材の蒸着面上に形成可能な多層膜の層数に限界があるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、樹脂製基材若しくは少なくとも表層部に樹脂層を有する基材の蒸着面上に高多層な多層膜を形成することが可能な真空成膜方法、装置、及びそれらを用いて製造された光学フィルタを提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は上記課題を解決するためになされたもので、本発明に係る光学フィルタは、基材の少なくとも表層部に樹脂層を有し、該樹脂層上に光の屈折率の相異なる２種類の薄膜が交互に積層されてなる交互層が成膜されている光学フィルタであって、前記交互層が少なくとも３０層の前記薄膜を有してなる（請求項１）。かかる構成とすると、光学フィルタが樹脂層を有して構成されているので、より一層軽量な光学フィルタを提供することができる。又、光学特性の優れた光学フィルタを提供することができる。
【００１２】
又、本発明に係る真空成膜方法及び装置は、真空チャンバ内に設けられ流路内に所定の熱媒液が流れる基材ホルダに基材を装着し、前記真空チャンバ内を実質的な真空状態に保持し、前記真空チャンバの内部で２以上の蒸発源から蒸発材料を蒸発させ、該蒸発させた前記蒸発材料を所定の順序で前記真空チャンバの内部に拡散させ、該拡散させた前記蒸発材料を前記基材の蒸着面に蒸着させて前記蒸発材料からなる多層膜を前記基材の蒸着面上に成膜する成膜方法において、前記基材ホルダが有する流路内に流れる前記所定の熱媒液として不凍液を用いる（請求項２）。かかる構成とすると、不凍液を用いることによって基材ホルダの温度を氷点以下とすることができるので、多層膜を成膜するための基材として耐熱限界温度を有する樹脂を用いることが可能になる。
【００１３】
又、前記所定の熱媒液として用いる前記不凍液を、−５℃以上＋３０℃以下の温度範囲内において温度制御して用いる（請求項３）。かかる構成とすると、必要に応じて基材ホルダの温度を−５℃以上＋３０℃以下の温度範囲内で調整することができるので、成膜中における基材の温度を最適に調整することが可能になる。
【００１４】
又、前記基材を前記基材ホルダに着脱する際の前記所定の熱媒液として用いる前記不凍液を、±０℃以上＋３０℃以下に温度制御して用いる（請求項４）。かかる構成とすると、基材ホルダに着脱する際の基材の温度を、室温と同等の温度とすることができるので、基材上での結露等を防止することができる。
【００１５】
又、前記真空チャンバ内が前記実質的な真空状態に保持されるまでの期間における前記所定の熱媒液として用いる前記不凍液を、±０℃以上＋３０℃以下に温度制御して用いる（請求項５）。かかる構成とすると、基材の温度を室温と同等の温度とすることができるので、真空チャンバ内を実質的に真空状態にする過程において基材の表面に吸着した水分等を効果的に取り除くことができる。
【００１６】
又、前記真空チャンバ内で前記基材の蒸着面上に前記多層膜を成膜する際の前記所定の熱媒液として用いる前記不凍液を、−５℃以上±０℃以下の温度範囲内において温度制御して用いる（請求項６）。かかる構成とすると、基材が不凍液によって冷却されるので、蒸発源からの輻射熱による温度上昇を防止することができる。
【００１７】
又、真空チャンバ内に設けられ流路内に所定の熱媒液が流れる基材ホルダに基材を装着し、前記真空チャンバ内を実質的な真空状態に保持し、前記真空チャンバの内部で２以上の蒸発源から蒸発材料を蒸発させ、該蒸発させた前記蒸発材料を所定の順序で前記真空チャンバの内部に拡散させ、該拡散させた前記蒸発材料を前記基材の蒸着面に蒸着させて前記蒸発材料からなる多層膜を前記基材の蒸着面上に成膜する成膜方法において、前記流路は放射状に配設された一方の流路と他方の流路からなり、前記一方の流路に前記所定の熱媒液を前記基材ホルダの端部から中央部に向けて流し、前記他方の流路に前記所定の熱媒液を前記基材ホルダの中央部から端部に向けて流して前記基材の蒸着面上に前記多層膜を成膜する（請求項７）。かかる構成とすると、成膜中において温度上昇し易い基材ホルダの端部を効率良く冷却することができる。又、基材ホルダ面内の温度分布を改善することができるので、基材の蒸着面上に成膜される赤外線カットフィルタ等の多層膜の光学特性を改善することができる。
【００１８】
又、真空チャンバ内に設けられた基材ホルダに基材を装着し、前記真空チャンバ内を実質的な真空状態に保持し、前記真空チャンバの内部で２以上の蒸発源から蒸発材料を蒸発させ、該蒸発させた前記蒸発材料を所定の順序で前記真空チャンバの内部に拡散させ、該拡散させた前記蒸発材料を前記基材の蒸着面に蒸着させて前記蒸発材料からなる多層膜を前記基材の蒸着面上に成膜する成膜方法において、前記基材ホルダに前記基材を、前記基材と前記基材ホルダとの熱伝導を高めるための熱伝導アダプタを介して装着し前記多層膜を成膜する（請求項８）。又、内部を実質的な真空状態に保持するための真空チャンバと、該真空チャンバ内で基材を保持するための基材ホルダと、該基材ホルダに保持される前記基材の蒸着面上に多層膜を成膜するための蒸発材料からなる２以上の蒸発源とを有する成膜装置において、前記基材ホルダの前記基材を保持する面上に、前記基材と前記基材ホルダとの熱伝導を高めるための熱伝導アダプタが配設されている（請求項１０）。かかる構成とすると、基材ホルダと基材との熱伝導性が改善されるので、基材の温度を精密に制御することができる。
【００１９】
又、所定の面積における前記熱伝導アダプタと前記基材との接触面積が前記基材の端部に向かうに従い減少している（請求項９）。かかる構成とすると、基材ホルダから基材への熱伝導率が接触面積に応じて制御されるので、例えば樹脂製レンズの表面上に多層膜を成膜する際、前記樹脂製レンズの中央部と端部とを略同一の温度とすることができる。
【００２０】
又、内部を実質的な真空状態に保持するための真空チャンバと、該真空チャンバを回転自在に貫通する回転軸と、所定の熱媒液を流す熱媒液供給路に接続される熱媒液供給部と、前記回転軸の端部に固定され前記熱媒液が流れる流路を有する基材を保持するための基材ホルダと、該基材ホルダに保持される前記基材の蒸着面上に多層膜を成膜するための蒸発材料からなる２以上の蒸発源とを有する成膜装置において、前記回転軸は外周上に全周に渡る溝部を有し、該溝部は複数の通孔を介して前記基材ホルダの前記流路に接続されており、かつ前記溝部が所定のシール手段によって前記熱媒液供給部に対して液密に維持されている（請求項１１）。かかる構成とすると、基材ホルダに供給する熱媒液を回転軸の周方向から供給することができる。
【００２１】
又、前記回転軸の前記溝部が設けられた部分を収容する筒状のハウジングを更に備え、該ハウジング内周面の前記回転軸の前記溝部に対応する部分に前記熱媒液供給部を構成する貫通孔を有し、前記ハウジングと前記回転軸との間にシール部材が配設されかつ該シール部材によって前記溝部が前記貫通孔に対して液密に維持されている（請求項１２）。かかる構成とすると、基材ホルダに供給する熱媒液の回転軸の周方向からの供給を具現化することができる。
【発明の効果】
【００２２】
本発明は以上に述べたような構成を有し、樹脂製基材若しくは少なくとも表層部に樹脂層を有する基材の蒸着面上に高多層な多層膜を形成することが可能な真空成膜方法、装置、及びそれらを用いて製造された光学フィルタを提供することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を実施するための最良の形態について、図面を参照しながら説明する。
【００２４】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１に係る真空成膜装置の構成を模式的に示す断面図である。又、図２は、図１に示す真空成膜装置の回転駆動部の構成を模式的に拡大して示す断面図である。尚、本発明の実施の形態では、真空成膜装置として、イオンプレーティング装置を例示している。
【００２５】
先ず、図１及び図２を参照しながら、本発明の実施の形態１に係るイオンプレーティング装置の構成について説明する。
【００２６】
図１に示すように、イオンプレーティング装置１００は、導電性の材料からなる真空チャンバ１の内部に薄膜形成材料を蒸発させるための蒸発源２ａ及び２ｂが配設され、この蒸発源２ａ及び２ｂに対向して導電性の材料からなる円盤状の基材ホルダ６ａが配置されている。基材ホルダ６ａには、ここではシリコンウエハである基材２１ａが所定の固定具３６によって基材ホルダ６ａの基材取り付け面上に固定されている。又、蒸発源２ａ及び２ｂは、ここでは、薄膜形成材料が配設されたハース部５ａと、ハース部５ａの近傍に設けられた図示されない電子銃とからなる。又、この蒸発源２ａ及び２ｂの上方に移動可能なシャッタ３ａ及び３ｂが、回転軸４ａ及び４ｂによって揺動自在に配設されている。一方、図１及び図２に示すように、基材ホルダ６ａの背面には、導電性部材からなる円柱状の回転軸体７ａが延出している。この回転軸体７ａは、真空チャンバ１の壁部１ａを貫通して外部に延出するように配設されている。そして、この回転軸体７ａの、壁部１ａの外側に突出している部分（以下、突出部という）は、回転駆動装置８によって回転駆動され得るように、クロスローラベアリング９及びオイルシール１９を介してハウジング１０に対して回転自在に保持されている。又、オイルシール１９が回転軸体７ａとハウジング１０との間に配設されることにより、真空チャンバ１の内部は、所定の真空状態に保持される。
【００２７】
又、図１及び図２に示すように、回転軸体７ａの突出部の先端外周部上に設けられた給電リング７ｔに後述する高周波電力及び直流電力を印加するべく、前記給電リング７ｔに直接接触するようにして、電力伝達構造たるカーボンブラシ１１が配設されている。このカーボンブラシ１１は、ハウジング１０上の所定の位置に、所定の固定手段により固定されている。つまり、これによって、カーボンブラシ１１と回転軸体７ａとが電気的に導通する状態に保持されている。そして、図１に示すように、カーボンブラシ１１は、ケーブル１２を通じて直流ブロッキングコンデンサＣｏ及び高周波ブロッキング用チョークコイルＬｏに接続されている。そして、直流ブロッキングコンデンサＣｏは、マッチング回路１３を介して高周波電源１４に接続されている。又、高周波ブロッキング用チョークコイルＬｏは、直流電源１５に接続されている。尚、高周波電源１４の一方の端子、及び、直流電源１５の正極側端子、及び真空チャンバ１は、各々接地されている。
【００２８】
又、回転軸体７ａの突出部の先端外周部上には、例えばモータＭからなる回転駆動装置８が有する平歯車８ａと螺合する円筒状の歯車１６が取り付けられている。このように、平歯車８ａと歯車１６とが螺合していることにより、回転駆動装置８が動作して平歯車８ａが回転すると、その平歯車８ａの回転に応じて回転軸体７ａが回転する。つまり、回転駆動装置８が動作すると基材ホルダ６ａが回転し、従って基材２１ａが回転中心ｃを回転中心として回転するようになる。尚、回転駆動装置８は、ハウジング１０の所定の位置に、所定の固定方法で固定されている。
【００２９】
そして、カーボンブラシ１１の一部と、回転軸体７ａの突出部と、回転駆動装置８とを覆うようにして、導電性の材料からなるハウジング１０が配設されている。このハウジング１０は、上端が閉鎖され下方が開放された略円筒形状を有している。そして、真空チャンバ１の壁部１ａ上に、電気絶縁部材１８を介して固定具１７によって固定されている。従って、ハウジング１０と真空チャンバ１とは、電気的に絶縁された状態に保持されている。これにより、カーボンブラシ１１に高周波電力及び直流電力が印加され、かつ、回転軸体７ａ及びクロスローラベアリング９を介してハウジング１０に前記高周波電力及び直流電力が印加されても、真空チャンバ１は常に電気的に接地された状態を保つことができる。
【００３０】
次に、図２を参照しながら、本発明の実施の形態１に係るイオンプレーティング装置における、基材ホルダの冷却経路について詳細に説明する。
【００３１】
図２に示すように、回転軸体７ａにおける突出部の外周上の所定位置には、溝部７ｂ及び７ｃが形成されている。これらの溝部７ｂ及び７ｃは、回転軸体７ａの全周に渡ってリング状に形成されている。これらの溝部７ｂ及び７ｃの上部及び下部にはＯリング２０ａ〜２０ｃが配設されている。これらのＯリング２０ａ〜２０ｃは、回転軸体７ａとハウジング１０との間に配設されている。つまり、前記溝部７ｂ及び７ｃは、前記Ｏリング２０ａ〜２０ｃとハウジング１０とによって閉鎖されている。そして、溝部７ｂ及び７ｃの各々の底部には開口部が形成されており、この開口部は回転中心ｃと同軸状に形成されたパイプリング７ｄ及び７ｅに連通している。更に、パイプリング７ｄ及び７ｅからは回転軸体７ａの半径方向にパイプ７ｆ及び７ｇが延出しており、所定の位置から、これらのパイプ７ｆ及び７ｇは回転軸体７の回転軸方向に延出している。パイプ７ｆ及び７ｇは基材ホルダ６ａに達すると、基材ホルダ６ａの略中央部において回転中心ｃと同軸状に形成されているパイプリング７ｈ及び７ｉに接続されている。そして、基材ホルダ６ａの内部には該基材ホルダ６の半径方向にＵ字状に延在するように複数の冷却パイプ７ｊが配設されており、この冷却パイプ７ｊはパイプリング７ｈと７ｉとを連通するように基材ホルダ６ａの内部に設けられている。つまり、冷却パイプ７ｊは、パイプリング７ｈの外周部から基材ホルダ６ａの端部に向かって複数放射状に延出しており、基材ホルダ６ａの端部で各々Ｕターンした後に、パイプリング７ｉに向かって延出し該パイプリング７ｉの外周部に接続されている。尚、回転軸体７ａの外周上に回転中心ｃに同軸状に形成された溝部７ｂ及び７ｃに、基材ホルダ６ａの温度を制御するために用いられる所定の熱媒液を供給するため、ハウジング１０には溝部７ｂ及び７ｃに連通する排出パイプ２２及び供給パイプ２３が配設されている。
【００３２】
一方、図２に示すように、排出パイプ２２には、ここでは実線で表記されている接続配管２４が、又、供給パイプ２３には、ここでは実線で表記されている接続配管２５が、各々接続されている。そして、図１に示すように、接続配管２４は三方弁２６に接続されており、この三方弁２６から延出する二本の接続配管は、温ブラインタンク２９ａ及び冷ブラインタンク２９ｂに各々接続されている。又、供給パイプ２３から延出する接続配管２５の途中には液送ポンプ２７が配設されており、接続配管２５は三方弁２８に接続されている。この三方弁２８から延出する二本の接続配管は、温ブラインタンク２９ａ及び冷ブラインタンク２９ｂに各々接続されている。ここで、温ブラインタンク２９ａ及び冷ブラインタンク２９ｂには、不凍液が各々貯留されている。そして、温ブラインタンク２９ａでは、約２５℃の液温となるように、ここでは図示されない所定の温度制御装置によって不凍液が約２５℃に温度制御されている。又、冷ブラインタンク２９ｂでは、約−５℃の液温となるように、ここでは図示されない所定の温度制御装置によって不凍液が約−５℃に温度制御されている。
【００３３】
次に、以上のように構成されたイオンプレーティング装置の動作について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００３４】
イオンプレーティング装置１００を用いて基材の蒸着面上に多層膜を成膜する際、作業者は、その成膜を行う前に、ここではシリコンウエハからなる基材２１ａを基材ホルダ６ａの基材取り付け面上に所定の固定具３６を用いて装着する。この時、基材２１ａの背面と基材ホルダ６ａの基材取り付け面とが接触するように、基材２１ａを基材ホルダ６ａに装着する。又、基材２１ａを基材ホルダ６ａに装着する際には、基材ホルダ６ａが大気中の水分によって結露することを防止するために、三方弁２８及び三方弁２６を適宜操作しかつ液送ポンプ２７を動作させて、温ブラインタンク２９ａに充填されている約２５℃に温度制御された不凍液（例えば、エチレングリコール等）を接続配管２５に流す。この接続配管２５を流れ供給パイプ２３に対して供給された約２５℃の不凍液は、先ず溝部７ｃに充填される。次いで、その不凍液は、パイプリング７ｅの内部に充填される。そして、不凍液はパイプ７ｇの内部を流れ、基材ホルダ６ａの中央部から端部に向かって複数の冷却パイプ７ｊの内部を流れる。その後、基材ホルダ６ａにおいて該基材ホルダ６ａの端部から中央部に向かって冷却パイプ７ｊの内部を流れた不凍液は、パイプ７ｆの内部を流れてパイプリング７ｄの内部に充填される。パイプリング７ｄに充填された不凍液は溝部７ｂの内部に充填され、排出パイプ２２の内部を流れて接続配管２４の内部を流れる。接続配管２４を流れた不凍液は三方弁２６によって温ブラインタンク２９ａに戻される。このように、基材ホルダ６ａは約２５℃の不凍液によって加温されるので、大気中の水分によって結露することが防止される。そして、このようにして基材２１ａを基材ホルダ６ａに装着した後、真空チャンバ１の内部を図示されない所定の排気手段を動作させて所定の真空雰囲気まで排気する。この時、真空引き時における基材２１ａのガス出しを容易に行うため、温ブラインタンク２９ａから基材ホルダ６ａに向けて前記約２５℃に温度制御された不凍液を供給し続ける。これにより、基材２１ａに吸着等されているガスが効果的に取り除かれる。尚、この不凍液の基材ホルダ６ａへの供給は、真空引きが完了するまで継続して行われる。その後、真空チャンバ１の内部が実質的な真空状態となったことを確認した後、回転駆動装置８を動作させて平歯車８ａを所定の回転数で回転させる。すると、この回転駆動装置８が動作することによって平歯車８ａが回転し、この平歯車８ａの回転によって回転軸体７ａが回転中心ｃを回転中心として回転する。つまり、これによって、回転軸体７ａの下端に取り付けられた基材ホルダ６ａが回転し、基材２１ａが回転中心ｃを回転中心として回転する。
【００３５】
一方、高周波電源１４及び直流電源１５を動作させる。すると、高周波電源１４が出力する高周波電力は、マッチング回路１３及び直流ブロッキングコンデンサＣｏを通過してケーブル１２に供給される。又、直流電源１５が出力する直流電力は、高周波ブロッキング用チョークコイルＬｏを通過してケーブル１２に供給される。そして、前記高周波電力及び直流電力は、ケーブル１２を介してカーボンブラシ１１に供給される。これによってカーボンブラシ１１に高周波電力及び直流電力が供給され、更にカーボンブラシ１１に接触している給電リング７ｔに高周波電力及び直流電力が伝達される。この給電リング７ｔに伝達された高周波電力及び直流電力は導電性の回転軸体７ａを通って基材ホルダ６ａに伝達される。これにより、基材ホルダ６ａと真空チャンバ１との間に高周波電力及び直流電力が供給されることになる。
【００３６】
次いで、蒸発源２ａ及び２ｂにおいて各々電子銃を動作させて、電子ビームをハース部５ａ及び５ｂ内の各薄膜形成材料に向けて所定の強度で照射する。すると、各薄膜形成材料は、照射される電子ビームのエネルギーによって、所定の温度まで予備加熱される。そして、各薄膜形成材料を真空チャンバ１の内部に交互に拡散させる際には、蒸発源２ａ及び２ｂにおける各電子銃から発射される電子ビームの照射強度を交互に強め、これによって、ハース部５ａ及び５ｂ内の各薄膜形成材料を交互に溶解する。又、この時、溶解した薄膜形成材料の上方のみが開放されるように、回転軸４ａ及び４ｂを交互に回転させることによって、シャッタ３ａ及び３ｂを蒸発源２ａ及び２ｂの上方に交互に移動させる。これにより、既に真空チャンバ１の内部は実質的な真空状態となっているので、蒸発源２ａ及び２ｂからは、各薄膜形成材料が交互に真空チャンバ１の内部に拡散するようになる。すると、拡散した薄膜形成材料が高周波電力により発生したプラズマによって励起され、この励起された薄膜形成材料が直流電力によって生じる基材ホルダ６ａと真空チャンバ１との間の電界により加速されて、基材２１ａの表面に衝突して付着する。それにより、基材２１ａの表面には緻密な薄膜が交互に形成されるようになる。つまり、基材２１ａの蒸着面上には、緻密な薄膜ならなる多層膜が形成される。ここで、多層膜の成膜時には、蒸発源２ａ及び２ｂからの輻射熱による基材２１ａの過剰な温度上昇を防止するために、三方弁２８及び三方弁２６を適宜操作しかつ液送ポンプ２７を動作させて、冷ブラインタンク２９ｂに充填されている約−５℃に温度制御された不凍液を接続配管２５に流す。これにより、約−５℃に温度制御された不凍液は、回転軸体７ａ及び基材ホルダ６ａの内部に形成されているパイプ７ｆ及び７ｇ、及び冷却パイプ７ｊの内部を流れる。つまり、基材２１ａは、約−５℃に温度制御された不凍液によって基材ホルダ６ａを介して間接的に冷却されるので、その温度上昇が効果的に防止される。
【００３７】
基材２１ａの蒸着面上に所定の多層膜が形成された後、真空チャンバ１の内部を、大気を導入することによって常圧状態に戻す。この時、基材２１ａが大気中の水分によって結露することを防止するために、三方弁２８及び三方弁２６を適宜操作しかつ液送ポンプ２７を動作させて、温ブラインタンク２９ａに充填されている約２５℃に温度制御された不凍液を接続配管２５に流す。これにより、約２５℃に温度制御された不凍液は、回転軸体７ａ及び基材ホルダ６ａの内部に形成されているパイプ７ｆ及び７ｇ、及び冷却パイプ７ｊの内部を流れる。つまり、基材２１ａは、約２５℃に温度制御された不凍液によって基材ホルダ６ａを介して間接的に加温されるので、その結露が効果的に防止される。
【００３８】
次に、以上のようにイオンプレーティング装置が動作して形成される基材上の多層膜の構造について、図３を参照しながら説明する。
【００３９】
図３（ａ）は、シリコンウエハ上に赤外線カットフィルタを形成した構造を模式的に示す断面図である。
【００４０】
図３（ａ）において、シリコンウエハ３０は、例えば直径３〜１２インチ、厚み０．３ｍｍ〜０．６ｍｍの平板形状を有している。このシリコンウエハ３０の主面上の中央部には、予め所定の製造プロセスによって、平板状のフォトレジスト３１が形成されている。このフォトレジスト３１は最大直径Ａの円形に形成されており、その厚みは略一定とされている。このフォトレジスト３１は熱可塑性の高分子樹脂からなり、その耐熱温度は約１００℃である。従って、シリコンウエハ３０及びフォトレジスト３１の表面上に赤外線カットフィルタとして機能する多層膜を形成する際には、シリコンウエハ３０及びフォトレジスト３１の温度を好ましくは９０℃以下となるように冷却する必要がある。本実施の形態では、このシリコンウエハ３０及びフォトレジスト３１の冷却は、前述の通り、約−５℃の温度に制御された不凍液を基材ホルダ６ａの内部に流すことによって行われる。そして、シリコンウエハ３０及びフォトレジスト３１の表面上には、赤外線カットフィルタ３２が形成されている。この赤外線カットフィルタ３２は、光の透過特性が相異なる２種類の薄膜が交互に３０層以上、好ましくは４０層以上の多層に積層され構成されている。ここで、前記２種類の薄膜の材料としては、各々、二酸化ケイ素と五酸化タンタル、若しくは、二酸化ケイ素と五酸化ネオジムが好適に用いられる。赤外線カットフィルタ３２が前述した積層構造を有していることによって、該赤外線カットフィルタ３２は所定の波長範囲の赤外線の透過を阻止するように機能する。尚、シリコンウエハ３０及びフォトレジスト３１の表面上に赤外線カットフィルタ３２を形成した後、フォトレジスト３１を剥離する。
【００４１】
一般的に、赤外線カットフィルタの光学特性（光透過特性）は、赤外線カットフィルタの層数により大きく変化する。ここで、この赤外線カットフィルタの光学特性について、図面を参照しながら説明する。
【００４２】
図７は、赤外線カットフィルタの光学特性の実測データの一例を模式的に示す特性グラフである。そして、図７（ａ）はフィルタの層数が４８層である場合の光学特性を示し、図７（ｂ）はフィルタの層数が４０層である場合の光学特性を示し、図７（ｃ）はフィルタの層数が３０層である場合の光学特性を示し、図７（ｄ）はフィルタの層数が１６層である場合の光学特性を示している。又、図７（ａ）〜図７（ｄ）の各グラフにおいて、横軸は光の波長（ｎｍ）を示しており、縦軸は光の透過率（％）を示している。尚、ここでは、図３に示す構造を有する赤外線カットフィルタについての測定例を示している。
【００４３】
通常、赤外線とは、可視光線の長波長端の約７５０ｎｍを下限とし、上限は約１ｍｍまでの波長範囲の電磁波をいう。従って、赤外線カットフィルタに対しては、約６５０ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲において赤外線を鋭くカットする光学特性が強く要求されている。その理由は、赤外線の透過率が例えば約６００ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲において鈍く低下する赤外線カットフィルタを用いると、その鈍く低下する透過率の影響によって可視光線の長波長側が不要にカットされてしまい、そのため視覚上の色バランスが悪化するからである。ここで、図７（ｄ）のラインＬ４に示すように、赤外線カットフィルタの層数が１６層である場合には、６００ｎｍ〜７００ｎｍにおけるラインＬ４の傾きが緩やかであると共に、約９２０ｎｍ付近に特異的なピークが存在していることが分かる。つまり、層数が１６層である赤外線カットフィルタは、上記要求を満たしていないと共に、波長が約９２０ｎｍである赤外線を十分にカットすることができないため、赤外線カットフィルタとして用いることが困難であると判断できる。一方、図７（ｃ）に示すように、層数が３０層である赤外線カットフィルタの光学特性Ｌ３は、赤外線の透過率が約６５０ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲において鋭く低下していると共に、波長が約９００ｎｍである赤外線の透過率が、図７（ｄ）で示した場合と比して、著しく低下している。つまり、上記赤外線カットフィルタに求められている光学特性を満足している。更に、層数が４０層又は４８層である赤外線カットフィルタの光学特性Ｌ２及びＬ１は、赤外線の透過率が約６５０ｎｍ〜約７００ｎｍの波長範囲において更に鋭く低下していると共に、波長が約９００ｎｍである赤外線の透過率が、図７（ｄ）で示した場合と比して、更に著しく低下している。つまり、上記赤外線カットフィルタに求められている光学特性を十分に満足している。このように、赤外線カットフィルタの光学特性は、積層する多層膜の層数によって大きく変化する。そして、赤外線カットフィルタに求められる光学特性を十分に満足するためには、少なくとも３０層、好ましくは４０層の多層膜を有する赤外線カットフィルタを製造する必要がある。本実施の形態において図３（ａ）で示した赤外線カットフィルタ３２は、その多層膜の層数が４０層であるため、光学特性の非常に良い赤外線カットフィルタとして有用であると言える。
【００４４】
上記のように構成されかつ動作する本発明の真空成膜装置を用いることによって、以下に示す効果が得られる。
【００４５】
本発明においては、基材を冷却するために用いられる熱媒液として、不凍液が用いられている。そして、不凍液を用いることによって基材ホルダの温度を氷点以下（例えば、−５℃以上±０℃以下）とすることができるので、基材が不凍液によって間接的に冷却され、蒸発源からの輻射熱による基材の温度上昇を効果的に防止することができる。そして、これによって、多層膜を成膜するための基材として耐熱限界温度を有する樹脂を用いることが可能になる。又、基材自体が樹脂で構成されていない場合でも、本実施の形態で示したように基材上に樹脂層等が形成されている場合には、本発明は非常に有効である。つまり、少なくとも樹脂層を有する基材上に３０層以上の赤外線カットフィルタ等の多層膜を形成することが可能になる。又、樹脂上に多層膜を形成して光学フィルタを構成することによって、その光学フィルタの重量を著しく軽量化することが可能になる。又、基材ホルダの内部に設けられている流路内に流す不凍液の温度を−５℃以上＋３０℃以下の温度範囲内で制御することによって、基材ホルダの温度を−５℃以上＋３０℃以下の温度範囲内で調整することが可能になる。これにより、成膜中における基材の温度を最適な温度に調整することが可能になる。又、基材を基材ホルダに着脱する際に、不凍液を±０℃以上＋３０℃以下の温度に温度制御して用いることで、基材ホルダに着脱する際の基材の温度を室温と同等程度の温度とすることができるので、基材上での結露等を効果的に防止することが可能になる。これは、基材の蒸着面上に形成する多層膜の成膜品質を向上させるために非常に有効な手段となる。又、真空チャンバの内部が実質的な真空状態に保持されるまでの期間において、不凍液を±０℃以上＋３０℃以下の温度に温度制御して用いることによって、基材ホルダ及び基材の温度を室温と同等程度の温度とすることができるので、真空チャンバの内部を実質的に真空状態にする過程において基材ホルダ及び基材の表面に吸着等した水分等を効果的に取り除くことが可能になる。又、基材上に多層膜を形成する際に、基材を冷却するために用いる不凍液を、基材ホルダが有する流路に基材ホルダの端部から中央部に向けて流すようにするので、成膜中において温度上昇し易い基材ホルダの端部を効率良く冷却することが可能になる。又、成膜中において基材ホルダを介して基材を冷却するので、基材の歪み又は変形等を防止すると共に、基材の蒸着面上に成膜される多層膜の光学特性を改善することが可能になる。又、本発明に係る真空成膜装置は、回転軸の外周上に溝部を有し、該溝部には複数の貫通孔が形成されており、該複数の貫通孔には所定の形状のパイプが連通しており、該パイプが基材ホルダの内部に設けられている流路に接続されているので、基材ホルダに供給する不凍液等の熱媒液を回転軸の周方向から供給することが可能になる。
【００４６】
（実施の形態２）
図４は、本発明の実施の形態２に係る真空成膜装置の構成を模式的に示す断面図である。又、図５は、図４に示す真空成膜装置の回転駆動部の構成を模式的に拡大して示す断面図である。尚、本実施の形態においても、真空成膜装置として、イオンプレーティング装置を例示している。
【００４７】
先ず、図４及び図５を参照しながら、本発明の実施の形態２に係るイオンプレーティング装置の構成について説明する。尚、実施の形態１で示した真空成膜装置と、本実施の形態で示す真空成膜装置とは、回転軸体及び基材ホルダの内部構成、及び不凍液の供給構成以外は、基本的に同様の構成である。従って、同様の構成を有している部分については、その詳細な説明をここでは省略する。
【００４８】
図４に示すように、イオンプレーティング装置２００は、実施の形態１の場合と同様、導電性の材料からなる真空チャンバ１の内部に、薄膜形成材料を蒸発させるための蒸発源２ａ及び２ｂを有している。又、この蒸発源２ａ及び２ｂに対向して、導電性の材料からなる円盤状の基材ホルダ６ｂが配置されている。基材ホルダ６ｂの背面からは、回転軸体７ｕが延出している。そして、基材ホルダ６ｂには、ここでは樹脂製のレンズである基材２１ｂが、後述する熱伝導アダプタ３５を介して固定具３６によって基材ホルダ６ｂの基材取り付け面上に固定されている。つまり、基材２１ｂの背面と熱伝導アダプタ３５と基材ホルダ６ｂの基材取り付け面とは、相互に接触している。その他の点は、実施の形態１と同様である。
【００４９】
図６は、前記熱伝導アダプタ３５の構成を模式的に示す図であり、図６（ａ）はその平面図であり、図６（ｂ）は図６（ａ）のＶＩ−ＶＩ線に沿った断面図である。
【００５０】
図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、熱伝導アダプタ３５は、装着するレンズの直径と略同一の直径を有するように形成されている。又、熱伝導アダプタ３５は、装着するレンズの曲率半径に応じて形成された曲面３５ａと、該曲面３５ａより低い位置に所定の平面を有する段差部３５ｂとを有している。段差部３５ｂは、平面視において熱伝導アダプタ３５の外周から中心に向かって先細状に形成されており、装着されるレンズと接触しないように形成されている。ここで、熱伝導アダプタ３５に段差部３５ｂが形成されるのは、装着されるレンズの温度変化の過渡状態における面内温度分布を均一化するためである。つまり、例えば凸レンズを用いる場合、その凸レンズの中央部は厚く、周辺部は薄く形成されているため、中央部から周辺部に向かうにつれて熱容量が小さくなっている。そこで、熱伝導アダプタ３５に段差部３５ｂを設けることによって、レンズの周辺部ほど熱伝導アダプタ３５から伝達される熱量を小さくし、それにより、レンズの面内温度分布におけるその熱容量の差の影響を相殺するようにしている。尚、熱伝導アダプタ３５の曲面３５ａは装着するレンズの曲率半径に応じて形成されているので、熱伝導アダプタ３５は、装着するレンズの種類毎に準備される。又、この熱伝導アダプタ３５を構成する材料としては、熱伝導率が良好な材料であれば、特にその材料に限定はない。ここでは、熱伝導アダプタ３５を構成する材料として、ステンレスを用いた。
【００５１】
次に、図５を参照しながら、本発明の実施の形態２に係るイオンプレーティング装置における、基材ホルダの冷却経路について詳細に説明する。
【００５２】
図５に示すように、回転軸体７ｕにおける突出部の外周上の所定位置には、溝部７ｋ，７ｌ，７ｂ，７ｃが形成されている。これらの溝部７ｋ，７ｌ，７ｂ，７ｃは、回転軸体７ｕの全周に渡って各々リング状に形成されている。これらの溝部７ｋ，７ｌ，７ｂ，７ｃの上部及び下部には、Ｏリング２０ａ〜２０ｅが配設されている。これらのＯリング２０ａ〜２０ｅは、回転軸体７ｕとハウジング１０との間に配設されている。つまり、前記溝部７ｋ，７ｌ，７ｂ，７ｃは、前記Ｏリング２０ａ〜２０ｅとハウジング１０とによって閉鎖されている。そして、溝部７ｋ，７ｌ，７ｂ，７ｃの各々の底部には開口部が形成されており、それらの開口部は回転中心ｃに対して同軸状に形成されたパイプリング７ｐ，７ｏ，７ｄ，７ｅに連通している。更に、パイプリング７ｐ，７ｏ，７ｄ，７ｅからは回転軸体７ｕの半径方向にパイプ７ｎ，７ｍ，７ｆ，７ｇが延出しており、更に所定の位置から、これらのパイプ７ｎ，７ｍ，７ｆ，７ｇは回転軸体７ｕの回転軸方向に延出している。そして、パイプ７ｎ，７ｍ，７ｆ，７ｇは基材ホルダ６ｂに達すると、基材ホルダ６ｂの略中央部において回転中心ｃと同軸状に形成されているパイプリング７ｓ，７ｒ，７ｈ，７ｉに接続されている。そして、基材ホルダ６ｂの内部には該基材ホルダ６ｂの半径方向にＵ字状に延在するように複数の冷却パイプ７ｊ及び加温パイプ７ｑが配設されており、この冷却パイプ７ｊ及び加温パイプ７ｑはパイプリング７ｓ，７ｒ，７ｈ，７ｉと連通するように基材ホルダ６ｂの内部に設けられている。つまり、冷却パイプ７ｊ及び加温パイプ７ｑは、パイプリング７ｓ及び７ｈの外周部から基材ホルダ６ｂの端部に向かって複数放射状に延出しており、基材ホルダ６ｂの端部で各々Ｕターンした後に、パイプリング７ｒ及び７ｉに向かって延出し該パイプリング７ｒ及び７ｉの外周部に接続されている。尚、回転軸体７ｕの外周上に回転中心ｃに同軸状に形成された溝部７ｋ，７ｌ，７ｂ，７ｃに、基材ホルダ６ｂの温度を制御するために用いられる所定の熱媒液を供給するため、ハウジング１０には溝部７ｋ，７ｌ，７ｂ，７ｃに連通する排出パイプ２２ａ及び２３ｂ及び供給パイプ２３ａ及び２２ｂが配設されている。
【００５３】
一方、図５に示すように、排出パイプ２２ａ及び２３ｂには、ここでは実線で表記されている接続配管２４ａ及び２５ｂが、又、供給パイプ２３ａ及び２２ｂには、ここでは実線で表記されている接続配管２５ａ及び２４ｂが、各々接続されている。そして、図４に示すように、接続配管２４ａ及び接続配管２５ａは、冷ブラインタンク２９ｂに各々接続されている。ここで、接続配管２５ａの途中には、液送ポンプ２７ａが配設されている。又、接続配管２４ｂ及び接続配管２５ｂは、温ブラインタンク２９ａに各々接続されている。ここで、接続配管２４ｂの途中には、液送ポンプ２７ｂが配設されている。温ブラインタンク２９ａ及び冷ブラインタンク２９ｂには、不凍液が各々貯留されている。そして、温ブラインタンク２９ａでは、約２５℃の液温となるように、ここでは図示されない所定の温度制御装置によって不凍液が約２５℃に温度制御されている。又、冷ブラインタンク２９ｂでは、約−５℃の液温となるように、ここでは図示されない所定の温度制御装置によって不凍液が約−５℃に温度制御されている。
【００５４】
次に、以上のように構成されたイオンプレーティング装置の動作について、図４及び図５を参照しながら説明する。
【００５５】
イオンプレーティング装置２００を用いて基材の蒸着面上に多層膜を成膜する際、作業者は、その成膜を行う前に、ここでは樹脂製のレンズである基材２１ｂを基材ホルダ６ｂの基材取り付け面上に熱伝導アダプタ３５を介して固定具３６を用いて装着する。この時、基材２１ｂの背面と熱伝導アダプタ３５と基材ホルダ６ｂの基材取り付け面とが接触するように、基材２１ｂを熱伝導アダプタ３５を介して基材ホルダ６ｂに装着する。又、基材２１ｂを基材ホルダ６ｂに装着する際には、基材ホルダ６ｂが大気中の水分によって結露することを防止するために、液送ポンプ２７ｂを動作させて、温ブラインタンク２９ａに充填されている約２５℃に温度制御された不凍液を接続配管２４ｂに流す。この接続配管２４ｂを流れ供給パイプ２２ｂに対して供給された約２５℃の不凍液は、先ず溝部７ｋに充填される。次いで、その不凍液は、パイプリング７ｐの内部に充填される。そして、不凍液はパイプ７ｎの内部を流れ、基材ホルダ６ｂの中央部から端部に向かって複数の冷却パイプ７ｑの内部を流れる。その後、基材ホルダ６ｂにおいて該基材ホルダ６ｂの端部から中央部に向かって冷却パイプ７ｑの内部を流れた不凍液は、パイプ７ｍの内部を流れてパイプリング７ｏの内部に充填される。パイプリング７ｏに充填された不凍液は溝部７ｌの内部に充填され、排出パイプ２３ｂの内部を流れて接続配管２５ｂの内部を流れる。接続配管２５ｂを流れた不凍液は温ブラインタンク２９ａに戻される。このように、基材ホルダ６ｂは約２５℃の不凍液によって加温されるので、大気中の水分によって結露することが防止される。そして、このようにして基材２１ｂを基材ホルダ６ｂに装着した後、真空チャンバ１の内部を図示されない所定の排気手段を動作させて所定の真空雰囲気まで排気する。この時、真空引き時における基材２１ｂのガス出しを容易に行うため、温ブラインタンク２９ａから基材ホルダ６ｂに向けて前記約２５℃に温度制御された不凍液を供給し続ける。これにより、基材２１ｂに吸着等されているガスが効果的に取り除かれる。尚、この不凍液の基材ホルダ６ｂへの供給は、真空引きが完了するまで継続して行われる。その後、真空チャンバ１の内部が実質的な真空状態となったことを確認した後、回転駆動装置８を動作させて平歯車８ａを所定の回転数で回転させる。すると、この回転駆動装置８が動作することによって平歯車８ａが回転し、この平歯車８ａの回転によって回転軸体７ｕが回転中心ｃを回転中心として回転する。つまり、これによって、回転軸体７ｕの下端に取り付けられた基材ホルダ６ｂが回転し、基材２１ｂが回転中心ｃを回転中心として回転する。
【００５６】
一方、高周波電源１４及び直流電源１５を動作させる。すると、高周波電源１４が出力する高周波電力は、マッチング回路１３及び直流ブロッキングコンデンサＣｏを通過してケーブル１２に供給される。又、直流電源１５が出力する直流電力は、高周波ブロッキング用チョークコイルＬｏを通過してケーブル１２に供給される。そして、前記高周波電力及び直流電力は、ケーブル１２を介してカーボンブラシ１１に供給される。これによってカーボンブラシ１１に高周波電力及び直流電力が供給され、更にカーボンブラシ１１に接触している給電リング７ｔに高周波電力及び直流電力が伝達される。この給電リング７ｔに伝達された高周波電力及び直流電力は導電性の回転軸体７ｕを通って基材ホルダ６ｂに伝達される。
【００５７】
次いで、蒸発源２ａ及び２ｂにおいて各々電子銃を動作させて、電子ビームをハース部５ａ及び５ｂ内の各薄膜形成材料に向けて所定の強度で照射する。すると、各薄膜形成材料は、照射される電子ビームのエネルギーによって、所定の温度まで予備加熱される。そして、各薄膜形成材料を真空チャンバ１の内部に交互に拡散させる際には、蒸発源２ａ及び２ｂにおける各電子銃から発射される電子ビームの照射強度を交互に強め、これによって、ハース部５ａ及び５ｂ内の各薄膜形成材料を交互に溶解する。又、この時、溶解した薄膜形成材料の上方のみが開放されるように、回転軸４ａ及び４ｂを交互に回転させることによって、シャッタ３ａ及び３ｂを蒸発源２ａ及び２ｂの上方に交互に移動させる。これにより、既に真空チャンバ１の内部は実質的な真空状態となっているので、蒸発源２ａ及び２ｂからは、各薄膜形成材料が交互に真空チャンバ１の内部に拡散するようになる。すると、拡散した薄膜形成材料が高周波電力により発生したプラズマによって励起され、この励起された薄膜形成材料が直流電力によって生じる基材ホルダ６ｂと真空チャンバ１との間の電界により加速されて、基材２１ｂの表面に衝突して付着する。それにより、基材２１ｂの表面には緻密な薄膜が交互に形成されるようになる。つまり、基材２１ｂの蒸着面上には、緻密な薄膜からなる多層膜が形成される。ここで、多層膜の成膜時には、蒸発源２ａ及び２ｂからの輻射熱による基材２１ｂの過剰な温度上昇を防止するために、液送ポンプ２７ａを動作させて、冷ブラインタンク２９ｂに充填されている約−５℃に温度制御された不凍液を接続配管２５ａに所定の流量で流し込む。これにより、約−５℃に温度制御された不凍液は、回転軸体７ｕの内部に形成されているパイプ７ｇの内部を流れ、基材ホルダ６ｂの内部に形成されている冷却パイプ７ｊの内部を基材ホルダ６ｂの中央部から端部に向かって流れる。そして、基材ホルダ６ｂの端部に達した不凍液は該端部でＵターンして基材ホルダ６ｂの中央部へ向けて流れ、回転軸体７ｕの内部に形成されているパイプ７ｆの内部を流れて排出パイプ２２ａから排出される。又、この時、液送ポンプ２７ｂを動作させて、温ブラインタンク２９ａに充填されている約２５℃に温度制御された不凍液を供給パイプ２２ｂに所定の流量で流し込む。これにより、約２５℃に温度制御された不凍液は、回転軸体７ｕの内部に形成されているパイプ７ｎの内部を流れ、基材ホルダ６ｂの内部に形成されている加温パイプ７ｑの内部を基材ホルダ６ｂの中央部から端部に向かって流れる。そして、基材ホルダ６ｂの端部に達した不凍液は該端部でＵターンして基材ホルダ６ｂの中央部へ向けて流れ、回転軸体７ｕの内部に形成されているパイプ７ｍの内部を流れて排出パイプ２３ｂから排出される。このように、成膜中において基材ホルダ６ｂに対し冷ブライン及び温ブラインを前述の如く供給することにより、基材２１ｂは、基材ホルダ６ｂを介して間接的にかつ面内均一に冷却される。
【００５８】
実施の形態１の場合と同様、基材２１ｂの蒸着面上に所定の多層膜が形成された後、真空チャンバ１の内部を、大気を導入することによって常圧状態に戻す。この時、基材２１ｂが大気中の水分によって結露することを防止するために、液送ポンプ２７ａを停止させると共に、液送ポンプ２７ｂを動作させて、温ブラインタンク２９ａに充填されている約２５℃に温度制御された不凍液を接続配管２４ｂに流す。これにより、約２５℃に温度制御された不凍液は、回転軸体７ｕ及び基材ホルダ６ｂの内部に形成されているパイプ７ｎ及び７ｍ、及び加温パイプ７ｑの内部を流れる。つまり、基材２１ｂは、約２５℃に温度制御された不凍液によって基材ホルダ６ｂを介して間接的に加温されるので、その結露が効果的に防止される。
【００５９】
次に、以上のようにイオンプレーティング装置が動作して形成される基材上の多層膜の構造について、図３を参照しながら説明する。
【００６０】
図３（ｂ）は、樹脂製の光学レンズ上に赤外線カットフィルタを形成した構造を模式的に示す断面図である。
【００６１】
図３（ｂ）において、光学レンズ３３は、例えば直径５〜４０ｍｍ、中央部の最大厚み５ｍｍ〜１０ｍｍの凸レンズ形状を有している。この光学レンズ３３は熱可塑性のゼオノア又はアートン等のアクリル系高分子樹脂からなり、その耐熱温度は約１００℃である。従って、光学レンズ３３の表面上に赤外線カットフィルタとして機能する多層膜を形成する際には、光学レンズ３３の温度を好ましくは９０℃以下となるように冷却する必要がある。本実施の形態でも、この光学レンズ３３の冷却は、前述の通り、約−５℃の温度に制御された不凍液を基材ホルダ６ｂの内部に流すことによって行われる。そして、図３（ｂ）に示すように、光学レンズ３３の表面上には、赤外線カットフィルタ３４が形成されている。この赤外線カットフィルタ３４は、長波長側カットフィルタ３４ｂと、短波長側カットフィルタ３４ａとを有して構成されている。長波長側カットフィルタ３４ｂ及び短波長側カットフィルタ３４ａは、各々、光の屈折率が相異なる薄膜が交互に２０層積層されてなる。つまり、この光学レンズ３３には、４０層に積層された赤外線カットフィルタが形成されている。このように、赤外線カットフィルタ３４が４０層の積層構造を有していることによって、該赤外線カットフィルタ３４は所定の波長範囲の赤外線の透過を阻止するように機能する。尚、実施の形態１において説明したように、赤外線カットフィルタの光学特性は、積層する薄膜の積層数によって大きく変化する。例えば、図７で説明したように、赤外線カットフィルタの積層数が１６層程度では赤外線カットフィルタとしての十分な光学特性は得られず、少なくとも薄膜が３０層以上に積層されている必要がある。本実施の形態における光学レンズ３３には４０層の赤外線カットフィルタが形成されているので、赤外線カットフィルタとして十分に機能する。
【００６２】
本実施の形態で示した光学レンズ３３は、その構成材料としてアクリル系高分子樹脂が用いられている。又、光学レンズ３３の表面には、４０層の赤外線カットフィルタが形成されている。従って、本発明によって、軽量かつ光学特性の優れた赤外線カットフィルタ付き光学レンズを提供することが可能になる。具体的には、このような赤外線カットフィルタ付き光学レンズは、ＣＣＤ素子が用いられている携帯型ビデオカメラ等の光学系において好適に用いられる。通常、ＣＣＤ素子は赤外線領域に受光感度のピークを有しているため、上記赤外線カットフィルタ付き光学レンズを用いることにより、色バランスの優れた映像を提供することが可能になる。又、従来の赤外線カットフィルタ付き光学レンズはガラス製レンズの表面に赤外線カットフィルタを形成していたため、その重量により携帯型ビデオカメラ等の軽量化を阻害していた。しかし、本発明の赤外線カットフィルタ付き光学レンズでは軽量な樹脂製レンズが用いられているので、携帯型ビデオカメラ等のより一層の軽量化が具現化される。又、本実施の形態においては、基材ホルダ６ｂに基材２１ｂを、前記基材２１ｂと前記基材ホルダ６ｂとの熱伝導を高めるための熱伝導アダプタ３５を介して装着し多層膜を成膜する。このように、熱伝導アダプタ３５を用いることによって、基材２１ｂと基材ホルダ６ｂとの間の熱伝導が改善されるので、基材２１ｂの温度を容易にかつ効率良く制御することが可能になる。又、前記熱伝導アダプタ３５では、所定の面積における熱伝導アダプタ３５と基材２１ｂとの接触する面積が、前記基材２１ｂの端部に向かうに従い減少している。熱伝導アダプタ３５がこのような形状を有していることによって、基材２１ｂの中央部においては効率良く、端部においては穏和に温度制御が行われるようになる。一方、基材２１ｂは、その断面形状の影響によって中央部では温度変化が遅く、端部では温度変化が早い。そのため、例えば基材２１ｂを冷却する際、基材２１ｂの温度変化の過渡状態における面内温度分布を均一にすることが可能になる。
【００６３】
尚、以上の説明では、真空成膜装置としてイオンプレーティング装置を例示して説明したが、特にこのイオンプレーティング装置に限定されることは無く、基材ホルダに基材を装着して樹脂製若しくは樹脂を有する基材上に高多層の多層膜を成膜等する真空成膜装置等全般において本発明を実施又は応用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明に係る真空成膜方法、装置、及びそれらを用いて製造された光学フィルタは、樹脂製基材若しくは少なくとも表層部に樹脂層を有する基材の蒸着面上に高多層な多層膜を形成することが可能な真空成膜方法、装置、及び光学フィルタとして有用である。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る真空成膜装置の構成を模式的に示す構成図である。
【図２】図１に示した真空成膜装置の回転駆動部を模式的に拡大して示す構成図である。
【図３】基材上に赤外線カットフィルタを形成した構成を示す断面図であり、（ａ）はシリコンウエハ上に赤外線カットフィルタを形成した構造を模式的に示す断面図であり、（ｂ）は樹脂製レンズ上に赤外線カットフィルタを形成した構造を模式的に示す断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２に係る真空成膜装置の構成を模式的に示す構成図である。
【図５】図４に示した真空成膜装置の回転駆動部を模式的に拡大して示す構成図である。
【図６】熱伝導アダプタの構成を模式的に示す図であり、（ａ）はその平面図であり、（ｂ）は（ａ）のVI−VI線に沿った断面図である。
【図７】赤外線カットフィルタの光学特性を模式的に示す特性グラフであり、（ａ）はフィルタの層数が４８層である場合の光学特性を示し、（ｂ）はフィルタの層数が４０層である場合の光学特性を示し、（ｃ）はフィルタの層数が３０層である場合の光学特性を示し、（ｄ）はフィルタの層数が１６層である場合の光学特性を示している。
【符号の説明】
【００６６】
１  真空チャンバ
１ａ  壁部
２ａ，２ｂ  蒸発源
３ａ，３ｂ  シャッタ
４ａ，４ｂ  回転軸
５ａ，５ｂ  ハース部
６ａ，６ｂ  基材ホルダ
７ａ，７ｕ  回転軸体
７ｂ，７ｃ，７ｋ，７ｌ  溝部
７ｄ，７ｅ  パイプリング
７ｆ，７ｇ  パイプ
７ｈ，７ｉ  パイプリング
７ｊ  冷却パイプ
７ｍ，７ｎ  パイプ
７ｏ，７ｐ  パイプリング
７ｑ  加温パイプ
７ｒ，７ｓ  パイプリング
７ｔ  給電リング
８  回転駆動装置
８ａ  平歯車
９  クロスローラベアリング
１０  ハウジング
１１  カーボンブラシ
１２  ケーブル
１３  マッチング回路
１４  高周波電源
１５  直流電源
１６  歯車
１７  固定具
１８  電気絶縁部材
１９  オイルシール
２０ａ〜２０ｅ  Ｏリング
２１ａ，２１ｂ  基材
２２  排出パイプ
２２ａ  排出パイプ
２２ｂ  供給パイプ
２３  供給パイプ
２３ａ  供給パイプ
２３ｂ  排出パイプ
２４，２５  接続配管
２４ａ，２４ｂ  接続配管
２５ａ，２５ｂ  接続配管
２６  三方弁
２７  液送ポンプ
２７ａ，２７ｂ  液送ポンプ
２８  三方弁
２９ａ  温ブラインタンク
２９ｂ  冷ブラインタンク
３０  シリコンウエハ
３１  フォトレジスト
３２  赤外線カットフィルタ
３３  光学レンズ
３４  赤外線カットフィルタ
３４ａ  短波長側カットフィルタ
３４ｂ  長波長側カットフィルタ
３５  熱伝導アダプタ
３５ａ  曲面
３５ｂ  段差部
３６  固定具
１００，２００  イオンプレーティング装置
ｃ    回転中心
【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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【図６】
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【図７】
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