(57)【要約】【課題】成膜前の基板に塵が付着することを防止できる素子の製造方法を提供する。【解決手段】透光性基板１を準備する工程と、透光性基板１を洗浄する工程と、透光性基板１の少なくとも一方の主面に保護コート層１５１を設ける工程と、真空中で保護コート層１５１を除去し、保護コート層１５１が除去された透光性基板１に成膜する工程と、を含むことを特徴とする。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板を準備する工程と、
前記基板を洗浄する工程と、
前記基板の少なくとも一方の主面に保護膜を設ける工程と、
真空中で前記保護膜を除去し、前記保護膜が除去された基板に成膜する工程と、
を含むことを特徴とする素子の製造方法。
【請求項２】
請求項１において、
前記基板に成膜する工程は、プラズマ処理を用いて前記保護膜を除去することを特徴とする素子の製造方法。
【請求項３】
請求項１又は請求項２において、
前記保護膜は、防汚コート層であることを特徴とする素子の製造方法。
【請求項４】
請求項３において、
前記防汚コート層は、フッ素コート層であることを特徴とする素子の製造方法。
【請求項５】
請求項４において、
前記フッ素コート層は、フッ素含有有機ケイ素化合物を含むことを特徴とする素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、素子の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
通常、光学素子は、ガラス等から切り出した基板を研磨し、洗浄を行った後に、基板に種々の光学薄膜が成膜されて製造される。光学薄膜の成膜方法の１つとして、真空蒸着法が用いられる（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載されるように、真空蒸着法では、真空蒸着装置の真空チャンバー内に設けられた基板支持部材に複数の基板を固定し、蒸着源から蒸着材料を飛散させる。これにより、飛散した蒸着材料が基板の被蒸着面に蒸着され、基板に所定の膜厚の蒸着膜が成膜される。例えば、光学ローパスフィルターにおいては、一般的に、ＴｉＯ２やＴａ２Ｏ５などの高屈折材料とＳｉＯ２などの低屈折材料とを交互に蒸着して膜を形成させ、光学ローパスフィルターに反射防止や赤外吸収等の機能を付加することが行われている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−２０８２３８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の製造方法では、洗浄後、成膜対象の基板が、むき出しのまま基板表面が曝露された状態で搬送されたり、真空蒸着装置に取り付けられたりするため、成膜前に基板に塵等が付着するおそれがある。
【０００６】
本発明の目的は、成膜前の基板に塵が付着することを防止できる素子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】
【０００７】
［適用例１］
本適用例に係る素子の製造方法は、基板を準備する工程と、前記基板を洗浄する工程と、前記基板の少なくとも一方の主面に保護膜を設ける工程と、真空中で前記保護膜を除去し、前記保護膜が除去された基板に成膜する工程と、を含むことを特徴とする。
【０００８】
この構成の本適用例では、基板の少なくとも一方の主面に保護膜を設ける工程と、真空中で保護膜を除去し、保護膜が除去された基板に成膜する工程とを備えるので、成膜までの間に基板の少なくとも一方の主面に塵が付着することを防止することができる。例えば、基板の成膜対象となる面（成膜面）に保護膜を設ければ、基板を搬送したり、成膜装置等に装着する際などに成膜面に塵が付着することを防止できる。
【０００９】
［適用例２］
本適用例に係る素子の製造方法では、前記基板に成膜する工程は、プラズマ処理を用いて前記保護膜を除去することが好ましい。
この構成の本適用例では、プラズマ処理を用いて保護膜を除去するので、例えば、成膜に真空蒸着装置を用いる場合、当該装置に設けられているイオン源を用いることで保護膜を除去でき、保護膜を除去するための特別な装置や当該装置への基板の装着作業が必要なく、装置の大型化や製造コストの増大を抑えることができる。
【００１０】
［適用例３］
本適用例に係る素子の製造方法では、前記保護膜は、防汚コート層であることが好ましい。
この構成の本適用例では、保護膜が防汚コート層であるので、塵が保護膜に付着しにくく、仮に付着しても簡単に除去できる。
【００１１】
［適用例４］
本適用例に係る素子の製造方法では、前記防汚コート層は、フッ素コート層であることが好ましい。
この構成の本適用例では、防汚コート層がフッ素コート層であるので、安価であり、ディッピング法（浸漬法）、スピンコート法、スプレーコート法、ロールコート法、フローコート法など各種方法を用いて簡単に防汚コート層を設けることができる。
【００１２】
［適用例５］
本適用例に係る素子の製造方法では、前記フッ素コート層は、フッ素含有有機ケイ素化合物を含むことが好ましい。
この構成の本適用例では、フッ素コート層がフッ素含有有機ケイ素化合物を含むので、防汚性が高く、塵が一層付着しにくい。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】（Ａ），（Ｂ）本発明の素子の製造方法において、洗浄工程を表す図。（Ｃ）本発明の素子の製造方法において、保護工程を表す図。
【図２】（Ｄ）〜（Ｆ）本発明の素子の製造方法において、保護工程を表す図。
【図３】本発明の素子の製造方法において用いられる基板配置部材を表す図。
【図４】本発明の素子の製造方法において用いられる成膜冶具の一例を表す図。
【図５】本発明の素子の製造方法において用いられる成膜装置の一部を表す図。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。
本実施形態において、本発明の製造方法で製造される素子とは、透光性基板の周面に光学機能膜が成膜されたものであり、例えば光学ローパスフィルター（ＯＬＰＦ）を挙げられる。光学機能膜としては、反射防止膜、ＩＲ−ＵＶカット膜である。
本実施形態の素子の製造方法は、透光性基板１を準備する準備工程と、透光性基板１を洗浄する洗浄工程と、透光性基板１の一方の主面に保護膜を設ける保護工程と、透光性基板１を成膜装置に取り付ける取り付け工程と、真空中で保護膜を除去する除去工程と、保護膜が除去された透光性基板１に成膜する成膜工程と、を備える。
【００１５】
〔準備工程〕
まず、透光性基板１として、大きさは、例えば、２０ｍｍ〜５０．０ｍｍ×２０ｍｍ〜５０．０ｍｍであり、その厚みは、例えば、約０．５ｍｍから１．０ｍｍ程度の平面矩形の板材を準備する。透光性基板１の材質は、光学素子として用いられる材質であり、例えば、ガラス、水晶、ＬｉＮｂＯ３（ニオブ酸リチウム）、サファイア、ＢＢＯ、方解石、ＹＶＯ４、ＫＴＰ（リン酸チタン酸カリウム：ＫＴｉＯＰＯ４）等である。中でも、ガラスまたは水晶が好ましい。ガラスとしては、ＢＫ７等の光学ガラス、白板ガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラスをはじめとするガラスを例示できる。
【００１６】
〔洗浄工程〕
次いで、透光性基板１の洗浄を行う。洗浄は、例えば、図１（Ａ）に示すように、薬液や純水などの洗浄液Ｌ１を満たした洗浄槽２０に透光性基板１を浸漬することにより行う。本実施形態においては、弱アルカリ洗剤を用いることが好ましい。
そして、図１（Ｂ）に示すように、風を当てて、透光性基板１を乾燥させる。
【００１７】
〔保護工程〕
図１（Ｃ）に示すように、透光性基板１は、各種光学機能膜が設けられる一方の主面である成膜面１１、成膜面１１と反対側の裏面１２および外周面１３とを備える。
そして、保護工程においては、まず、透光性基板１の裏面１２および外周面１３を保護部材１４で覆う。保護部材１４は、透光性基板１に着脱可能な接着テープやフィルム等であり、透光性基板１の裏面１２および外周面１３を一体的に覆うことが可能に構成されている。
次いで、図２（Ｄ）に示すように、保護部材１４で覆われた透光性基板１をフッ素コーティング液Ｌ２が満たされたフッ素コート槽３０に浸漬する。これにより、図２（Ｅ）に示すように、透光性基板１に防汚コート層としてのフッ素コート層１５が設けられる。フッ素コート層１５は、成膜面１１に設けられた保護膜としての保護コート層１５１、および保護部材１４の表面に設けられた剥離コート層１５２からなる。
フッ素コート層１５は、上記のように浸漬法により設けることが好ましいが、例えば、スピンコート法、スプレーコート法、ロールコート法、フローコート法など各種方法を用いて設けることができる。
フッ素コーティング液としては、フッ素含有有機ケイ素化合物を含むもの用いることができる。フッ素含有有機ケイ素化合物としては、パーフルオロアルキルシリコン（例えば、信越化学工業（株）製  ＫＹ１３０）を用いることが好ましい。
【００１８】
フッ素コート層１５が設けられた透光性基板１は、次工程に搬送される。このとき、透光性基板１の成膜面１１には保護コート層１５１が設けられ、透光性基板１の裏面１２および外周面１３には保護部材１４と剥離コート層１５２とが設けられているので、透光性基板１に直接ゴミが付着することがない。
【００１９】
搬送後、図２（Ｆ）に示すように、透光性基板１から保護部材１４および剥離コート層１５２が除去される。保護部材１４は、前述した通り、透光性基板１に着脱可能であり、透光性基板１の裏面１２および外周面１３を一体的に覆う構造であるので、透光性基板１の一端側から剥離することで、その全体を簡単に剥離することができる。この時同時に、フッ素コート層１５のうち、保護部材１４の表面に設けられた剥離コート層１５２が剥離される。このように、保護部材１４を設けた上で、フッ素コート層１５を浸漬法により設ければ、後で保護部材１４を剥離することにより、簡単に不要な部分のフッ素コート層１５を除去することができ、必要な部分にのみフッ素コート層１５を残すことができる。本実施形態においては、成膜面１１の表面のみにフッ素コート層１５（保護コート層１５１）が設けられ、透光性基板１の裏面１２および外周面１３は露出した構成とすることができる。
【００２０】
〔取り付け工程〕
次いで、透光性基板１は、成膜装置に取り付けられる。
図３において、透光性基板１は、成膜治具４０を介して基板配置部材５０に取り付けられている。この基板配置部材５０は、図示しない成膜装置内に配置される。
基板配置部材５０は、図３にも示すように円錐型ドーム状の本体５１に複数の窓部５２が形成された構造である。これらの窓部５２は、基板配置部材５０の頂部から周縁部へ向かって放射状に形成されており、透光性基板１が取り付けられた際に、透光性基板１の成膜面１１が基板配置部材５０の内表面側に露出するように形成されている。ここで、基板配置部材５０の内表面側とは円錐型ドームの重心に近い面であり、外表面側とは逆に当該重心よりも遠い面を意味する。
【００２１】
図４には、成膜治具４０の構成が示されている。図４において、成膜治具４０は、基板配置部材５０に装着されるホルダー４１と、このホルダー４１に基板を固定する固定部材４２とを備えている。ホルダー４１は、窓部に固定される枠部４１１と、この枠部４１１に設けられたフランジ部４１２とを備えており、これらは金属から一体的に形成されている。枠部４１１外周形状は、基板配置部材５０の窓部５２（図３参照）に嵌合可能な平面矩形状とされ、その内周形状は、透光性基板１の平面形状と一致するように平面矩形状とされている。
固定部材４２は、ホルダー４１に入れ子状に収納される平面矩形状の固定枠部４２１と、この固定枠部４２１に設けられホルダー４１のフランジ部４１２に重合される固定フランジ部４２２とを備えており、これらは金属から一体に形成されている。
透光性基板１は、ホルダー４１の枠部４１１に、表面に保護コート層１５１が設けられた成膜面１１が枠部４１１から露出するよう載置され、固定部材４２が透光性基板１の裏面１２側からホルダー４１に嵌め込まれる。これにより、透光性基板１は、外縁部をホルダー４１と固定部材４２に挟持されるようにして成膜治具４０に取り付けられる。
【００２２】
図５は、透光性基板１に成膜するための装置の概略図である。以下の工程では、反射防止膜を成膜する場合を例に説明する。
全体を図示しない成膜装置は、図５に示すように、アースされたチャンバー６０と、基板配置部材５０を回転軸５０Ａを介して回転自在に支持するモーター６１と、透光性基板１に成膜する蒸着源６２とを備えている。このチャンバー６０は、プラズマ等による表面処理や真空蒸着による薄膜の形成を行なうチャンバーである。
蒸着源６２は、第一蒸着源６２１と第二蒸着源６２２からなり、透光性基板１に対向するようにチャンバー６０の下部に設けられている。第一蒸着源６２１には酸化ケイ素が収納され、第二蒸着源６２２には、酸化ジルコニウム、酸化タンタルまたは酸化チタンの金属酸化物が収納されている。
これらの第一蒸着源６２１と第二蒸着源６２２との間にはイオン源６３と電子銃６４とが配置されている。第一蒸着源６２１と第二蒸着源６２２とには、それぞれ電子ビームが照射されることで内部に収納される酸化ケイ素や酸化ジルコニウム、酸化タンタル、または酸化チタンが溶かされる。
イオン源６３はイオンを放出するものである。電子銃６４は電子ビームを照射するものである。
【００２３】
この構成の成膜装置を用いて透光性基板１を成膜するには、透光性基板１を成膜治具４０に装着し、この成膜治具４０を透光性基板１の保護コート層１５１が蒸着源側を向くように基板配置部材５０の窓部５２に装着する。そして、基板配置部材５０および蒸着源６２をチャンバー６０の内部にセットする。
【００２４】
〔除去工程〕
次いで、成膜前に保護コート層１５１および保護コート層１５１の表面に付着した塵を除去するため、透光性基板１にプラズマ処理を行う。
まず、図示しない吸引装置を作動して、チャンバー６０内の減圧排気を行ない、チャンバー６０内を真空にする。
そして、基板配置部材５０を回転させながら、イオン源６３を駆動し、アルゴンなどの不活性ガス、酸素、または窒素をイオン化して放出させ、透光性基板１に加速照射することで、保護コート層１５１および保護コート層１５１の表面に付着した塵を除去する。
【００２５】
透光性基板１の洗浄後、透光性基板１が取り付けられた基板配置部材５０をチャンバー内部にセットするまでの間、搬送や取り付け作業により、透光性基板１に塵が付着するおそれがある。本実施形態においては、成膜対象となる透光性基板１の成膜面１１に保護コート層１５１が設けられているので、成膜面１１に直接塵が付着することがない。そして、保護コート層１５１がフッ素含有有機ケイ素化合物を含むので、塵が付着しにくい上、付着したとしても上記のプラズマ処理により簡単に塵を保護コート層１５１ごと除去することができる。
また、基板配置部材５０をチャンバー６０内にセット後、チャンバー６０内を減圧排気することによってチャンバー６０内の圧力が急激に変化し、チャンバー６０内の塵が舞い上がるが、この工程においても、成膜面１１に保護コート層１５１が設けられているので、成膜面１１に直接塵が付着することがない上、保護コート層１５１にも塵が付着しにくく、付着しても上記のプラズマ処理により簡単に除去できる。
【００２６】
また、上記のプラズマ処理は、通常の成膜装置に設けられているイオン源６３を用いて行うため、特別にプラズマ処理を行うための装置を設ける必要がない。
なお、保護コート層１５１は、イオンが照射された部分において除去される。透光性基板１において、保護コート層１５１は成膜面１１のみに設けてあるので、透光性基板１を裏返して基板配置部材５０に取り付け、裏面１２までプラズマ処理を行なって保護コート層１５１を除去する手間が必要ない。
【００２７】
〔成膜工程〕
プラズマ処理後、続けて、透光性基板１に成膜する。
基板配置部材５０を回転させながら、電子銃６４で電子ビームを照射して第一蒸着源６２１に収納される酸化ケイ素や第二蒸着源６２２に収納される酸化ジルコニウム、酸化タンタル、または酸化チタンを蒸着させる。この際、イオン源６３からイオン化した酸素を加速照射することにより、透光性基板１の上に酸化ケイ素層と酸化ジルコニウム、酸化タンタルまたは酸化チタンの金属酸化物の層とを交互に成膜する。
【００２８】
このように、透光性基板１は、保護コート層１５１の除去後、同じチャンバー６０内で続けて成膜されるので、成膜面１１が塵の付着しやすい環境に晒されることなく成膜される。
【００２９】
したがって、本実施形態では、次の作用効果を奏することができる。
【００３０】
（１）透光性基板１の成膜面１１に保護コート層１５１を設ける保護工程と、成膜工程の前に保護コート層１５１を除去する工程とを備えるので、成膜工程までの間に成膜面１１に塵が付着することを防止することができる。
【００３１】
（２）保護コート層１５１が防汚コート層であるので、保護コート層１５１そのものに塵が付着しにくく、仮に付着しても簡単に除去できる。
（３）保護コート層１５１がフッ素コート層であるので、安価であり、浸漬法により簡単に防汚コート層を設けることができる。
（４）保護コート層１５１がフッ素含有有機ケイ素化合物を含むので、防汚性が高く、塵が一層付着しにくい。
【００３２】
（５）除去工程がプラズマ処理であるので、成膜装置のイオン源６３を用いてプラズマ処理でき、保護コート層１５１を除去するための特別な装置や当該装置への透光性基板１の装着作業が必要なく、装置の大型化および製造コストの増大を抑えることができる。
（６）透光性基板１は、ガラスまたは水晶からなるので、光学ローパスフィルター、波長板等の光学素子として用いることができる
【００３３】
なお、本発明は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を達成できる範囲で以下に示される変形をも含むものである。
例えば、上述した実施形態では、保護部材１４を用いたが、イオンプレーティング法等のプラズマ処理を用いて、基板全体にプラズマ処理が施されるような工法を用い、蒸着源６２とは反対側の面に設けられたフッ素コート層を除去できる場合には、保護部材１４は不要である。この場合、透光性基板１を洗浄後、洗浄した透光性基板１をフッ素コート槽３０に浸漬して、フッ素コート層１５を設ける。成膜面１１、裏面１２および外周面１３にフッ素コート層１５が設けられた透光性基板１を成膜治具４０に装着し、この成膜治具４０を装着した基板配置部材５０を成膜装置のチャンバー６０にセットする。その後、除去工程および成膜工程を行う。
また、上述した実施形態では、透光性基板１として平面矩形の板材を用いたが、透光性基板１の形状はこれに限らない。例えば、六角形などの多角形、円形やだ円形でもよい。
また、上述した実施形態では、第一蒸着源６２１には酸化ケイ素が収納され、第二蒸着源６２２には、酸化ジルコニウム、酸化タンタルまたは酸化チタンの金属酸化物が収納されているものとしたが、蒸着材料はこれに限らず、成膜の目的に合わせた材料を用いることができる。
【符号の説明】
【００３４】
１…透光性基板（基板）、１５１…保護コート層（保護膜、防汚コート層、フッ素コート層）
【図１】
2013217962.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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