(57)【要約】【課題】成膜の精度を高め、より面積の広い基板により均一な膜厚分布で成膜して光学フィルターを作製することができる光学フィルターの製造方法、成膜装置及び当該製造方法または成膜装置により作製される光学フィルターを提供すること。【解決手段】  成膜対象たる基板ＳＳを保持する治具ＪＧにおいて、治具ＪＧの突起部ＴＰが、基板ＳＳを材料ターゲット４に対向させた場合に基板ＳＳの成膜対象面ＳＳａよりも材料ターゲット４の側に突き出た状態となっており、かつ、円周面の周方向Ｗ１に関する基板ＳＳの側方に配置された状態で、基板ＳＳに対して回転支持体（回転式支持体）３の回転とともに成膜がなされる。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室と、前記成膜室に設置されて成膜対象たる平板状の基板を円筒面に沿って配置する治具を設けた回転式支持体と、前記成膜室において前記回転式支持体の外周に対向して配置される材料ターゲットとを有する成膜装置を用いた光学フィルターの製造方法であって、
前記治具は、前記基板を前記材料ターゲットに対向させた場合に前記基板の成膜対象面よりも前記材料ターゲット側に突き出た状態で前記円周面の周方向に関する前記基板の側方に配置される突起部を有し、
前記回転式支持体を回転させて前記突起部により前記材料ターゲットからの粒子を一部遮蔽しつつ前記基板に対して成膜を行うことを特徴とする光学フィルターの製造方法。
【請求項２】
前記治具において、前記突起部は、前記治具の側部に設けた板状の部材であることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項３】
前記治具において、前記突起部は、前記基板の成膜対象面を基準として前記材料ターゲット側に突き出す突き出し量を調整可能であることを特徴とする請求項１および２のいずれか一項に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項４】
前記回転式支持体を回転させて前記基板に対して成膜を行う前に、前記基板の姿勢をレーザー変位計により計測することを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項５】
前記治具において、前記突起部は、前記円筒面の接平面に対して略垂直に延びるように配置されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項６】
前記治具は、前記円筒面の接平面に対する傾きが０．１°以下で設置されることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項７】
前記治具は、前記円筒面に対する前記基板の傾きを調整する調整部を有することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項８】
前記調整部は、スプリングプランジャーであることを特徴とする請求項７に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項９】
前記治具は、前記基板の側部を前記突起部に当接させる凹部を有することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の光学フィルターの製造方法。
【請求項１０】
成膜室と、
前記成膜室に設置されて成膜対象たる平板状の基板を円筒面に沿って配置する治具を設けた回転式支持体と、
前記成膜室において前記回転式支持体の外周に対向して配置される材料ターゲットと
を備え、
前記治具は、前記基板を前記材料ターゲットに対向させた場合に前記基板の成膜対象面よりも前記材料ターゲット側に突き出た状態で前記円周面の周方向に関する前記基板の側方に配置される突起部を有することを特徴とする成膜装置。
【請求項１１】
前記治具において、前記突起部は、前記治具の側部に設けた板状の部材であることを特徴とする請求項１０に記載の成膜装置。
【請求項１２】
前記治具において、前記突起部は、前記基板の成膜対象面を基準として前記材料ターゲット側に突き出す突き出し量を調整可能であることを特徴とする請求項１０および１１のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項１３】
前記基板の姿勢を計測するレーザー変位計をさらに備えることを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか一項に記載の成膜装置。
【請求項１４】
請求項１０〜１３のいずれか一項に記載の成膜装置により、成膜対象たる基板に対して成膜を行って作製される光学フィルターであって、前記基板の幅が２０〜１２０ｍｍで、前記基板の端から前記基板の幅の１０％より内側の領域における膜厚分布が０．０５％以下であることを特徴とする光学フィルター。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、成膜室に設置される回転式支持体に固定された基板に対して成膜を行って光学フィルターを作製する光学フィルターの製造方法、成膜装置及び当該製造方法または成膜装置により作製される光学フィルターに関する。
【背景技術】
【０００２】
ドラムを用いた回転式の成膜装置として、例えば、凹面への成膜において、ドラムの回転軸に沿った上下方向の膜厚差を低減させるために、凹面とターゲットの間にスペーサを挟むことでターゲットからの粒子を一部遮蔽するカルーセル型スパッタリング装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしながら、特許文献１に示される技術では、ドラムの回転軸に沿って延びる上下方向については、凹面への成膜において例えば１５％の膜厚分布を２％に改善するといった程度の膜厚差の改善が期待されるものの、ドラムの回転する周方向に沿った方向についての改善はあまり期待されない。また、このような構成の場合、ドラムの回転する周方向に沿った方向については、例えば基板の中央はドラムに接しているが端にいくにつれてドラムと基板の距離が離れていくといった構造になっている。このような基板内での位置によってターゲットまでの距離が異なるという構造の都合上、成膜時における膜厚差の発生を避けることが通常では非常に困難である。このため、特に、特許文献１に開示された技術では、例えばある程度以上の面積を有する平板状あるいはこれに近い形状の基板に対して膜厚分布が例えば１％未満程度となるような精度で成膜をしたい、といった要請には、必ずしも応えられない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−０６３６３２号公報
【発明の概要】
【０００５】
本発明は、成膜室に設置される回転式のドラムの周方向に対応する方向についての基板面内における成膜の精度を高め、より面積の広い基板により均一な膜厚分布で成膜して光学フィルターを作製することができる光学フィルターの製造方法、成膜装置及び当該製造方法または成膜装置により作製される光学フィルターを提供することを目的とする。
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明に係る光学フィルターの製造方法は、成膜室と、成膜室に設置されて成膜対象たる平板状の基板を円筒面に沿って配置する治具を設けた回転式支持体と、成膜室において回転式支持体の外周に対向して配置される材料ターゲットとを有する成膜装置を用いた光学フィルターの製造方法であって、治具は、基板を材料ターゲットに対向させた場合に基板の成膜対象面よりも材料ターゲット側に突き出た状態で円周面の周方向に関する基板の側方に配置される突起部を有し、回転式支持体を回転させて突起部により材料ターゲットからの粒子を一部遮蔽しつつ基板に対して成膜を行う。
【０００７】
上記光学フィルターの製造方法によれば、成膜対象たる基板を保持する治具において、当該治具の突起部が、円周面の周方向に関する基板の側方に配置された状態で、かつ、基板を材料ターゲットに対向させた場合に基板の成膜対象面よりも材料ターゲット側に突き出た状態となっており、基板に対して回転式支持体の回転とともに成膜がなされる。この場合、成膜時に突起部によってターゲット粒子が一部遮蔽されるものとなり、成膜時において基板回転方向である周方向に関して、回転に伴って基板の中央側よりも材料ターゲットに近づく端側において、膜厚が厚くなることを抑制できる。特に、以上のような構成の場合、例えば１００ｍｍ×１００ｍｍサイズの矩形状の基板といった面積の広い基板に成膜をするような場合であっても、当該基板に均一な膜厚分布で成膜して光学フィルターを作製することも可能となる。
【０００８】
本発明の具体的な側面では、治具において、突起部は、治具の側部に設けた板状の部材である。この場合、例えば板状の部材の大きさ（特に高さ）や形状の設定によって、適切にターゲット粒子の一部遮蔽を行うことができる。
【０００９】
本発明の別の側面では、治具において、突起部は、基板の成膜対象面を基準として材料ターゲット側に突き出す突き出し量を調整可能である。この場合、突き出し量を調整して、例えば基板や回転式支持体のサイズ、成膜室内のガス条件等の種々の成膜条件に対応して適切な成膜を行うことができる。
【００１０】
本発明のさらに別の側面では、回転式支持体を回転させて基板に対して成膜を行う前に、基板の姿勢をレーザー変位計により計測する。この場合、レーザー変位計での計測に基づき、治具による基板の姿勢が予定する精度の成膜を可能にする程度のものとなっているか否かを成膜前に事前確認できる。
【００１１】
本発明のさらに別の側面では、治具において、突起部は、円筒面の接平面に対して略垂直に延びるように配置されている。この場合、適切にターゲット粒子の一部遮蔽を行うことができ、また、この場合、円筒面の周方向に沿って隣接する複数の治具間に突起部が広がらないので、突起部を設けるためのスペースの確保が行いやすい。
【００１２】
本発明のさらに別の側面では、治具は、円筒面の接平面に対する傾きが０．１°以下で設置される。この場合、基板が傾くことを抑制できるので、例えば基板の円筒面の周方向に沿った一方の端側と他方の端側とでターゲットに対する距離差がほぼ生じないようにでき、予定する精度の成膜が基板の全体に対して行える。
【００１３】
本発明のさらに別の側面では、治具は、円筒面に対する基板の傾きを調整する調整部を有する。この場合、調整部での調整によって円筒面に対する基板の傾きを極力抑制できる。
【００１４】
本発明のさらに別の側面では、調整部は、スプリングプランジャーであることを特徴とする。スプリングプランジャーにより簡易かつ正確に基板の傾き状態を調整できる。
【００１５】
本発明のさらに別の側面では、治具は、基板の側部を突起部に当接させる凹部を有する。この場合、凹部に基板をセットして簡易かつ高精度に基板を治具に取り付けることができる。
【００１６】
上記課題を解決するため、本発明に係る成膜装置は、成膜室と、成膜室に設置されて成膜対象たる平板状の基板を円筒面に沿って配置する治具を設けた回転式支持体と、成膜室において回転式支持体の外周に対向して配置される材料ターゲットとを備え、治具は、基板を材料ターゲットに対向させた場合に基板の成膜対象面よりも材料ターゲット側に突き出た状態で円周面の周方向に関する基板の側方に配置される突起部を有する。
【００１７】
上記成膜装置によれば、成膜対象たる基板を保持する治具において、当該治具の突起部が、円周面の周方向に関する基板の側方に配置された状態で、かつ、基板を材料ターゲットに対向させた場合に基板の成膜対象面よりも材料ターゲット側に突き出た状態となっており、基板に対して回転式支持体の回転とともに成膜がなされる。この場合、成膜時に突起部によってターゲット粒子が一部遮蔽されるものとなり、成膜時において基板回転方向である周方向に関して、回転に伴って基板の中央側よりも材料ターゲットに近づく端側において、膜厚が厚くなることを抑制できる。
【００１８】
本発明の具体的な側面では、治具において、突起部は、治具の側部に設けた板状の部材である。
【００１９】
本発明の別の側面では、治具において、突起部は、基板の成膜対象面を基準として材料ターゲット側に突き出す突き出し量を調整可能である。
【００２０】
本発明のさらに別の側面では、基板の姿勢を計測するレーザー変位計をさらに備える。この場合、レーザー変位計での計測に基づき予定する精度の成膜が可能か否かを成膜前に事前確認できる。
【００２１】
上記課題を解決するため、本発明に係る光学フィルターは、上記いずれかに記載の成膜装置により、成膜対象たる基板に対して成膜を行って作製される光学フィルターであって、基板の幅が２０〜１２０ｍｍで、基板の端から基板の幅の１０％より内側の領域における膜厚分布が０．０５％以下である。
【００２２】
上記光学フィルターによれば、上述した簡易な成膜装置によって、比較的大面積ながら高精度・高スペックなものとして作製されるので、種々の用途に適用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】実施形態に係る光学フィルターの製造方法に適用する成膜装置について説明するための概念図である。
【図２】成膜装置の一部について拡大して示す図である。
【図３】（Ａ）〜（Ｄ）は、基板を取り付けるための治具の様子ついて説明するための図であり、（Ｅ）は、基板の治具への取付けについて説明するための図である。
【図４】（Ａ）〜（Ｃ）は、成膜装置による光学フィルターの製造工程について説明するための工程図である。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）は、成膜装置における材料ターゲットと基板との距離について説明する図であり、（Ｃ）は、基板の面内の中央側と端側とでの材料ターゲットに対する距離差について説明するための図である。
【図６】（Ａ）は、実施形態に係る基板の取付けの様子を示す図であり、（Ｂ）は、比較例の基板の取付けの様子を示す図である。
【図７】（Ａ）は、一実施例の基板における膜厚変化の様子（膜厚分布）について示すグラフであり、（Ｂ）は、一の比較例に係る基板における膜厚変化の様子（膜厚分布）について示すグラフであり、（Ｃ）は、参考例に係る基板における膜厚変化の様子（膜厚分布）について示すグラフである。
【図８】（Ａ）は、一実施例における基板の面内の位置に対する回転支持体との距離について示すグラフであり、（Ｂ）は、基板面内での回転支持体に対する距離差と膜厚分布との関係を示すグラフであり、（Ｃ）は、基板の幅と膜厚分布との関係を示すグラフであり、（Ｄ）は、基板の所定位置での突起部の高さの変化に対する膜厚変化量を示すグラフであり、（Ｅ）は、基板幅と突起部の高さとが最適な関係になる場合を示すグラフである。
【図９】基板幅と突起部の高さとの関係について許容される範囲を示すグラフである。
【図１０】基板幅と突起部の高さとが最適な関係になる場合について、成膜条件を変えた時の様子を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００２４】
以下、図面を参照して、本発明の一実施形態に係る光学フィルターの製造方法及びこれに適用する成膜装置について説明する。
【００２５】
図１に示すように、本実施形態に係る成膜装置１００は、成膜室（チャンバー）２と、回転支持体（回転式支持体）３と、材料ターゲット４と、回転駆動部５とを備える。
【００２６】
成膜室２は、図示を省略するが、排気用ポンプと連結され、スパッタに必要な所定の真空度を得ることができる。また、成膜室２には、スパッタに必要なガス（Ａｒ等）を導入するための供給手段や基板ＳＳを出し入れするための設備が設けられている。
【００２７】
回転支持体３は、成膜室２内の中央に配置されており、円筒形状を有する本体部分３ａと、本体部分３ａの外周に沿って設けられ成膜対象たる基板ＳＳを取り付ける複数の治具ＪＧ，ＪＧ…とを備える。すなわち、各治具ＪＧは、本体部分３ａの外周を形成する円筒面の側面部分３ｂの周方向に沿って並んで配置されている。
【００２８】
回転支持体３は、上下方向に延びる回転軸ＸＸを中心軸として例えば矢印Ａ１に示す方向に回転自在となっており、本体部分３ａとともに複数の治具ＪＧ，ＪＧ…が一体的に回転するものとなっている。すなわち、各治具ＪＧに取り付けられた基板ＳＳは、回転軸ＸＸに垂直な面に沿って回転支持体３により回転する。ここで、基板ＳＳは、平板状あるいはほぼ平板状の部材であり、成膜が施されるべき面である成膜対象面ＳＳａが、本体部分３ａの外周外向きとなるように治具ＪＧに取り付けられている。
【００２９】
回転駆動部５は、成膜中、多数の基板ＳＳを支持する回転支持体３を回転軸ＸＸのまわりに一定速度で回転させる。
【００３０】
なお、上記では、回転支持体３において、本体部分３ａの形状を円筒形状としているが、これに限らず、例えば多角筒形状（横断面が多角形状）等としてもよい。この場合、側面部分３ｂは、円筒面となっていない。ただし、複数の治具ＪＧ，ＪＧ…は、回転支持体３の回転軸ＸＸを中心軸とする仮想的な円筒面に沿って配置されるものとする。
【００３１】
材料ターゲット４は、成膜室２の壁面のうちの１つの壁面２ａに設置され、回転支持体３の外周に対向して配置されている。すなわち、材料ターゲット４は、回転支持体３の回転に伴って、各治具ＪＧに取り付けられた基板ＳＳと順次対向した状態となることが可能になっている。なお、材料ターゲット４は、各基板ＳＳのサイズよりも大きい。すなわち、横方向（円筒形状の本体部分３ａの周方向に対応する回転方向）についても縦方向（上下方向又は回転軸ＸＸに沿った方向）についても材料ターゲット４のほうが各基板ＳＳよりも長い。なお、材料ターゲット４の表面４ａは、図示のように、回転支持体３の回転軸ＸＸに平行で、表面４ａにおいて、中心を通る法線ＮＬは、回転軸ＸＸと交叉する。各治具ＪＧに取り付けられた基板ＳＳの成膜対象面ＳＳａが、材料ターゲット４の表面４ａに対して平行な配置又は略平行な配置にあるときに基板ＳＳの中心が法線ＮＬ上にあることが望ましい。図示では、成膜室２内に１つの材料ターゲット４を設置しているが、例えば壁面２ａ以外の壁面に別の材料ターゲットを設置することで、２つまたはそれ以上の材料ターゲットを設けるものとしてもよい。
【００３２】
また、図示を省略しているが、材料ターゲット４は、電極としての機能を有し、不図示の電源に接続されている。なお、マグネトロンスパッタリングの場合、材料ターゲット４の裏側には磁石が配置されている。
【００３３】
以下、図２及び図３を参照して、治具ＪＧと治具ＪＧに取り付けられた基板ＳＳ等についてより詳細に説明する。図２は、図１において概念的に示した成膜装置１００の全体構成のうち、基板ＳＳを取り付けた１つの治具ＪＧであって材料ターゲット４に対向するものを中心とする部分に関して拡大して示す図である。また、図３（Ａ）は、治具ＪＧについての平面図であり、図３（Ｂ）は、その正面図であり、図３（Ｃ）は、その側面図であり、図３（Ｄ）は、その背面図である。また、図３（Ｅ）は、治具ＪＧへの基板ＳＳの取付けの様子を示す平面図である。
【００３４】
図２等に示すように、治具ＪＧは、一対の板状部材ＴＰａ，ＴＰｂで構成される突起部ＴＰと、突起部ＴＰに接続されるとともに基板ＳＳを支持する平板状の底面部ＴＴと、底面部ＴＴの裏面側に設けられ姿勢の調整を行うための調整部である４つのスプリングプランジャーＰＲ，ＰＲ…とを有する。これらのうち、一対の板状部材ＴＰａ，ＴＰｂは、底面部ＴＴに対して略垂直に延びており、底面部ＴＴと協働して、例えば図３（Ａ）に示されるようなＵ字状の凹部ＣＶを形成している。例えば図３（Ｅ）に示すように、基板ＳＳの端Ｓ１，Ｓ２を形成する側部ＳＳｐを、凹部ＣＶを形成する突起部ＴＰを構成する板状部材ＴＰａ，ＴＰｂの側面に当接させて基板ＳＳをセットすることで、簡易かつ高精度に基板ＳＳが治具ＪＧに取り付けられる。なお、この際、例えばビスやワッシャー、爪部材等を利用して基板ＳＳの縁側の領域等の有効領域外の部分において基板ＳＳを治具ＪＧに保持するようにできる。また、例えば図３（Ｂ）〜３（Ｄ）に示すように、治具ＪＧにおいて、突起部ＴＰや底面部ＴＴは、円筒形状である本体部分３ａの母線方向（上下方向又は回転軸ＸＸに沿った方向）については、一様な形状をしている。なお、図示では、視覚的な見易さを考慮して、各部の寸法について実際のものから多少変形したもので示しており、実際の厚み寸法としては、例えば基板ＳＳを数百μｍから数ｍｍ、治具ＪＧの底面部ＴＴを数ｍｍから数十ｍｍ、突起部ＴＰを数百μｍ程度とすることが考えられる。
【００３５】
図２等に示すように、治具ＪＧのうち、突起部ＴＰは、既述のように、治具ＪＧの側部に設けられて真っ直ぐに延びる一対の板状部材ＴＰａ，ＴＰｂで構成されており、一対の板状部材ＴＰａ，ＴＰｂは、材料ターゲット４に対向させた場合において、基板ＳＳの成膜対象面ＳＳａよりも材料ターゲット４側に突き出た状態で基板ＳＳの側方に配置されている。言い換えると、突起部ＴＰは、本体部分３ａにおける円筒面の側面部分３ｂの円周面の周方向Ｗ１に関して基板ＳＳの両端Ｓ１，Ｓ２又は側面の側方に板状部材ＴＰａと板状部材ＴＰｂとを一対で設けて構成されており、一対の板状部材ＴＰａ，ＴＰｂは、材料ターゲット４側に延びて所定の突き出し量ＬＰで突き出ている（例えば成膜対象面ＳＳａを基準としてこれよりも１ｍｍ突き出ている）。以上のような構成となっていることにより、突起部ＴＰにおいて、一対の板状部材ＴＰａ，ＴＰｂは、回転支持体３を回転させつつ材料ターゲット４から飛び出すターゲット粒子（スパッタ粒子）ＳＰによって基板ＳＳに対して成膜を行うに際して、粒子ＳＰの一部を遮蔽することができ、成膜分布の適切な調整を可能にしている。
【００３６】
また、治具ＪＧのうち、各スプリングプランジャーＰＲは、図３等に示すように、治具ＪＧの裏面側すなわち本体部分３ａへの取付け側において、矩形状の底面部ＴＴの四隅に設けられている。これにより治具ＪＧの材料ターゲット４に対する２次元的（面的）姿勢延いては基板ＳＳの姿勢（成膜対象面ＳＳａの向き）を調整可能にしている。言い換えると、基板ＳＳが本体部分３ａへの取付けに対して傾いた状態とならないようにするための調整が可能となっており、基板ＳＳの中心を通る法線は、本体部分３ａに対してほぼ傾いていない。つまり、基板ＳＳは、基板ＳＳの中心に対応する側面部分３ｂの円筒面上の交点における接平面ＴＬに平行に延びている。
【００３７】
なお、治具ＪＧの突起部ＴＰにおいて、突き出し量ＬＰについては、調整可能であるものとしてもよい。例えば突起部ＴＰを構成する一対の板状部材ＴＰａ，ＴＰｂが取り換え可能であったり、伸縮等の変形が可能であったりしてもよい。
【００３８】
以下、図４（Ａ）〜４（Ｃ）を参照して、上記成膜装置１００での基板ＳＳに対する成膜による光学フィルタ―の製造工程の概略について説明する。
【００３９】
まず、前提として、図４（Ａ）に示すように、回転支持体３において、治具ＪＧに取り付けられて一体となった基板ＳＳが、治具ＪＧを介して回転支持体３の本体部分３ａに取り付けられる。次に、図４（Ｂ）に示すように、レーザー変位計ＬＤで計測（測定）して、基板ＳＳの成膜対象面ＳＳａが回転支持体３の接平面ＴＬに対する傾きが例えば０．１°以下になるように取り付けられているか否かを確認する。すなわち、基板ＳＳの姿勢を確認する。これは、治具ＪＧについて見れば、接平面ＴＬに対して底面部ＴＴが平行あるいはほぼ平行に配置されているか否か、接平面ＴＬに対して突起部ＴＰが垂直あるいは略垂直に配置されているか否かを確認することにも相当する。また、以上のような計測を可能とするため、ここでは、図示のように、レーザー変位計ＬＤから発生されるレーザー光ＬＬの進路が回転支持体３の回転中心ＣＮ（回転軸ＸＸに相当）を通るように、レーザー変位計ＬＤが設置されている。さらに、計測に際しては、基板ＳＳの中心が、レーザー変位計ＬＤの正面に位置するようにする。これは、レーザー変位計ＬＤから基板ＳＳまでの距離が最も短くなることに対応する。なお、レーザー変位計ＬＤでの計測の結果、成膜対象面ＳＳａが傾いていると判明した場合には、治具ＪＧの四隅に設けているスプリングプランジャーＰＲに加える力を調整することで適宜位置調整を行い、周方向の傾きが０．１°以下になったところで固定する。以上のようにして、基板ＳＳの姿勢が所望のものとなったら、図４（Ｃ）に示すように、予め定めた成膜条件下（ガス条件等を含む）において成膜の処理を行う。すなわち、矢印Ａ１の方向に基板ＳＳが取り付けられた回転支持体３を回転させつつ、スパッタリングにより、材料ターゲット４から粒子ＳＰを飛び出させて、基板ＳＳの成膜対象面ＳＳａに対して成膜の処理（薄膜の形成）がなされ光学フィルターＯＦが製造される。なお、光学フィルターＯＦには、例えば、反射防止膜や波長フィルター等反射防止膜や波長フィルター等が含まれる。
【００４０】
ここで、本実施形態では、図４（Ｃ）に例示する成膜の処理に際して、突起部ＴＰが基板ＳＳの側方側の付近において材料ターゲット４からの粒子ＳＰの一部を遮蔽している。これによって、基板ＳＳの周方向Ｗ１に関して、回転支持体３の回転に伴って基板ＳＳの中央側よりも材料ターゲット４に近づく端側において、膜厚が厚くなることを抑制できる。したがって、基板ＳＳの成膜対象面ＳＳａ上において、均一な膜厚分布で成膜ができ、高品質な光学フィルターＯＦが作製される。
【００４１】
上記のような成膜装置１００を用いることで、例えば、光学フィルターであって、基板ＳＳの幅（基板幅）が２０〜１２０ｍｍで、基板ＳＳの端Ｓ１，Ｓ２から基板幅の１０％より内側の領域における膜厚分布が０．０５％以下であるようなものを製造することも可能である。
【００４２】
ここで、一般の成膜装置に関して、本実施形態の場合と同様に、ドラム等の回転体に成膜対象である基板を取り付けて回転体ごと回転させつつスパッタリングによって成膜させるといった構造とした場合、基板内の中央側と周辺側とではターゲットまでの距離が異なる構造となるため、成膜時における膜厚差の発生を避けることが通常では非常に困難になる。ターゲットまでの距離差が大きくなるほど、端側が厚くなるような膜厚分布が基板面内で生じることになるため、特に、高精度な波長精度を求められる光学フィルターを製造しようとすると、成膜面内において規格を外れる箇所が発生しやすくなり、良品率が低下するだけでなく、例えば全数検査が必要になるといったコスト的にも厳しいものとなる可能性がある。これに対して、本実施形態では、かかる事態を見越して基板ＳＳの周方向Ｗ１に関する側方において粒子ＳＰの一部を遮蔽する突起部ＴＰを設け、膜厚の均一化を図っている。
【００４３】
以下、図５を参照して、まず、上述した基板の面内において生じる成膜距離の差についてより詳しく説明する。図５（Ａ）及び５（Ｂ）は、成膜装置１００における材料ターゲット４と基板ＳＳとの距離について説明する図であり、図５（Ａ）は、基板ＳＳの中央ＣＴの表面が材料ターゲット４に最も近接した状態を示しており、図５（Ｂ）は、基板ＳＳの端Ｓ１が材料ターゲット４に最も近接した状態を示している。また、図５（Ｃ）は、基板ＳＳの表面ＳＳａ内の中央側と端側とでの材料ターゲット４（図５（Ａ）等参照）に対する距離差について説明するための図である。
【００４４】
まず、図５（Ａ）に示す状態と図５（Ｂ）に示す状態とを比較すると分かるように、基板ＳＳが材料ターゲット４に対向して接近する場合、基板ＳＳの端Ｓ１は、円筒形状の本体部分３ａから離れている分だけ、基板ＳＳの中央ＣＴよりも材料ターゲット４により接近することになる。このことに起因して、成膜時における膜厚分布に差が生じるおそれがある。なお、このような基板ＳＳの中央ＣＴの表面と端Ｓ１の表面とでの距離差については、図５（Ｃ）において抽象化した図により数値的な考察ができる。図５（Ｃ）では、板状の基板ＳＳ（あるいは平面状の成膜対象面ＳＳａ）を線分ＳＳＱで抽象化して示し、円筒状の本体部分３ａの側面部分３ｂを円弧ＳＱで抽象化して示している。また、基板ＳＳに対応する線分ＳＳＱの長さをＬ（成膜対象面ＳＳａのサイズに相当）とし、円弧ＳＱの曲率半径をＲ（本体部分３ａによる円筒面の半径に相当）としている。また、図５（Ｃ）において、矢印で図示する距離ＴＳが基板ＳＳの中央側と端側とでの距離差（つまり、成膜距離の差）となる。この場合、図に示す関係から明らかなように、距離ＴＳの大きさについては、三角関数の式で計算すると、
ＴＳ＝Ｒ／ｃｏｓθ−Ｒ…（１）
ただし、ｔａｎθ＝Ｌ／２Ｒ
となる。すなわち、距離差は、成膜対象面ＳＳａのサイズ延いては基板ＳＳのサイズと、円筒形状の本体部分３ａのサイズ（曲率）とによってその程度が定まることになる。本実施形態では、以上のようにして求められる距離差（距離ＴＳ）に応じて突起部ＴＰの大きさや形状を調整している。これにより、例えば矩形状の基板ＳＳが、１００ｍｍ×１００ｍｍといった面積の広いサイズであるするような場合であっても、均一な膜厚分布で成膜し高性能な光学フィルターを作製することを可能にしている。
【００４５】
また、均一な膜厚分布とするためには、上述した基板ＳＳの中央ＣＴと端Ｓ１との関係に加え、基板ＳＳの一方の端Ｓ１と他方の端Ｓ２との関係においてもバランスがとられていることが必要である。すなわち、図６（Ａ）に例示するように、基板ＳＳの周方向Ｗ１に関する端Ｓ１，Ｓ２のうち、一方の端Ｓ１（図面右側）での中央ＣＴとの距離差又は円筒面からの距離（距離ＴＳ１）と、他方の端Ｓ２（図面左側）での中央ＣＴとの距離差又は円筒面からの距離（距離ＴＳ２）とが同一あるいはほぼ同一となっていることが必要である。仮に、図６（Ｂ）に例示する比較例のように、距離ＴＳ１と距離ＴＳ２とで大きさが異なっていると、突起部ＴＰによる成膜状態の補正がうまくいかなくなる可能性が高くなる。これに対して、本実施形態では、既述のように、レーザー変位計ＬＤでの計測や必要に応じて調整部であるスプリングプランジャーＰＲによる調整を行うことが可能であり、これにより、基板ＳＳは、例えば本体部分３ａによって形成される円筒面の接平面ＴＬに対する傾きが０．１°以下となる（治具ＪＧは、接平面ＴＬに対して突起部ＴＰが垂直あるいは略垂直になる）ように設置されている。すなわち、距離ＴＳ１と距離ＴＳ２との差（距離差）がほぼ生じないようにでき、予定する精度の成膜が基板ＳＳの成膜対象面ＳＳａの全体に対して行える。
【００４６】
〔実施例１〕
以下、上記実施形態に関する一実施例について説明する。ここでは、上記のような態様による光学フィルターの製造方法において、円筒形状である回転支持体３の本体部分３ａの半径Ｒを４７９ｍｍとし、本体部分３ａの外周の接線方向に沿って（すなわち接平面上に）長さが５６ｍｍの各治具ＪＧが取り付けられ、各治具ＪＧには、軸方向及び周方向に５５ｍｍ×５５ｍｍ（長さＬが５５ｍｍ）の矩形状の基板ＳＳを搭載した。この基板ＳＳの成膜対象面ＳＳａに対して、材料ターゲット４から弾き出されたスパッタ粒子ＳＰによりＮｂ２Ｏ５の単層を成膜して光学フィルターＯＦを作製した。さらに、得られた成膜面について、分光光度計で反射率を光学フィルターＯＦの中央から周方向に対応する接線方向における左右に１０ｍｍ間隔で測定してそれぞれの箇所での膜厚を算出した。このほかの成膜条件として、ガスの条件については、成膜室２内において、材料ターゲット４の上下方向からＡｒガスを１００ｓｃｃｍの流量で導入した（図１０に示す場合を除く。）。突起部ＴＰの突き出し量ＬＰについては種々変更して実験を行っている。なお、上記したガスの条件等以外の成膜条件として、例えば材料ターゲット４と基板ＳＳとの間における電界を３．２ｋＷに設定しているが、成膜される面の面内分布に影響している因子は、ガスの条件である。
【００４７】
図７（Ａ）は、本実施例の基板ＳＳ上における膜厚変化の様子（膜厚分布）について示すグラフであり、接線方向についての中央側と周辺側（左右）での代表的な各位置での膜厚の変化度合を示している。ここでは、突起部ＴＰの高さ（突き出し量）ＬＰを０．５ｍｍとしている。この場合、中央に対する周辺側での膜厚変化量が抑制され、膜厚分布が０．０１５％となったことが分かる。これに対して、図７（Ｂ）に示す一の比較例では、突起部ＴＰを設けていない通常状態（すなわち突起部ＴＰの高さ（突き出し量）ＬＰを０ｍｍとしている）を示している。この場合、図７（Ａ）に示す本実施例の膜厚分布に比べ劣っており、端側で膜厚が増大し、膜厚分布が０．０６％となった。また、図７（Ｃ）に示す一の参考例では、逆に、突起部ＴＰの高さ（突き出し量）ＬＰを多くして１．０ｍｍとしている。この参考例の場合、膜厚分布が通常状態とは逆向きで、端側で膜厚が減少し、０．２５％となった。すなわち、突き出し量ＬＰを多くし過ぎると、粒子が遮蔽され過ぎ、端側での膜厚が中央側よりも薄くなってしまったと考えられる。以上の実験の結果を言い換えると、上記の条件の場合、突起部ＴＰの高さを０．５ｍｍとすると、従来の突起部ＴＰを設けない構造よりも効果があると言えるが、突起部ＴＰの高さを高くしすぎる（高さ１．０ｍｍ）と、かえって逆効果となり得ることがあり、適切な突起部ＴＰの高さあるいは範囲が存在すると考えられる。
【００４８】
以下、上記実施例、比較例及び参考例に関する比較結果を踏まえて、突起部ＴＰの高さ（突き出し量）ＬＰに関してさらに考察する。図８（Ａ）は、上記条件の場合における基板ＳＳの面内位置と本体部分３ａの表面からの距離との関係を示すグラフである。横軸は、基板ＳＳの中央から周方向に対応する接線方向に沿っての位置を示し、縦軸は、各位置での本体部分３ａからの距離を示している。基板ＳＳの周辺側ほど本体部分３ａからの距離は大きくなる。なお、この場合、既述の実施例にあるように半径Ｒを４７９ｍｍとする。すなわち半径Ｒを固定値とすれば、上式（１）は、距離ＴＳが長さＬの関数であると捉えることができる。この場合、上式（１）における長さＬを、周方向に対応する接線方向に沿っての位置（すなわち図８（Ａ）の横軸の変数）の倍の値として捉え、上式（１）での距離ＴＳが本体部分３ａの表面からの距離（すなわち図８（Ａ）の縦軸の変数）に相当するものとして捉えることができる。なお、三角関数の関係から、上式（１）における長さＬと距離ＴＳとの関係を考えると、図８（Ａ）のグラフの曲線は、近似的に２次曲線となることが分かる。
【００４９】
図８（Ｂ）は、突起部ＴＰを設けない場合の基板ＳＳの面内での上式（１）に示される距離ＴＳ（あるいは図８（Ａ）の縦軸に示す本体部分３ａからの距離）と膜厚分布との関係を示すグラフであり、さらに、図８（Ｃ）は、図８（Ａ）及び８（Ｂ）に基づいて定まる基板ＳＳの幅（長さＬに相当）と膜厚分布（膜厚変化量）との関係を示すグラフである。図８（Ｂ）のグラフから、距離ＴＳと膜厚分布とは比例する関係にある、すなわち、距離ＴＳに比例して膜厚分布が大きくなっていることが分かる。また、図８（Ｃ）のグラフから、基板ＳＳの幅と膜厚分布とは２次曲線状の関係にある、すなわち、基板ＳＳの幅の２乗に比例するように膜厚分布が大きくなっていることが分かる。したがって、これらの特性を考慮して突起部ＴＰの高さ（突き出し量）ＬＰを定めることで、成膜する範囲の全体についての膜厚分布の均一化（膜厚分布の抑制）を図ることが考えられる。
【００５０】
以下、基板ＳＳの端Ｓ１，Ｓ２又はこれに相当する位置における膜厚調整について考察する。図８（Ｄ）は、突起部ＴＰの高さ（突き出し量）ＬＰ（横軸）を０．２ｍｍ間隔で変化させた時の基板ＳＳの中央から周方向に沿った接線方向について２０ｍｍの位置（基板ＳＳの端Ｓ１，Ｓ２又はこれに相当する位置を想定）における膜厚変化量（縦軸）の一例を示すグラフである。この関係は、突起部ＴＰの高さをｘ、膜厚変化量をｙとすると、
ｙ＝Ａ（ｘ−Ｂ）２
Ａ，Ｂ：他の条件で定まる定数
となっていることが分かった。これと、図８（Ａ）〜８（Ｃ）を参照して考察した事項との関係から、基板ＳＳの幅（基板幅；Ｌに相当）と突起部ＴＰの高さ（突き出し量）ＬＰとについて最適な関係になるのは、図８（Ｅ）に示すようなグラフ（横軸：成膜対象となる基板幅Ｌ、縦軸：突起部の高さＬＰ）になることが分かった。より具体的に説明すると、まず、基板ＳＳの幅が拡がるとは、上式（１）等を利用して考察した事項を踏まえると、長さＬが大きくなるのに伴って面内の距離ＴＳの差が拡がる（値が大きくなる）、ということになる。この変化について、図８（Ａ）を参考にすると、距離ＴＳは、長さＬに対して２次曲線的に大きくなることになる。さらに、突起部ＴＰを設けないとすると、図８（Ｃ）に示すように、基板ＳＳの幅の２乗に比例するように（２次曲線的に）膜厚分布が大きくなる。一方、図８（Ｄ）に例示するように、基板ＳＳの端Ｓ１等やその付近においての突起部ＴＰの高さｘと、膜厚変化量ｙとの関係も２次曲線的になっている。すなわち、これらのことから、少なくとも基板ＳＳの端Ｓ１等やその付近においては、距離ＴＳと突起部ＴＰとの関係は、図８（Ｅ）に例示するように、ある傾きの比例の関係になっている時に中央側と端側とでの膜厚変化量の増減が相殺され、延いては成膜範囲の全体における膜厚分布の増減が相殺され、最適化されると考えられる。つまり、上記の例の場合、突起部ＴＰを図８（Ｅ）に示すような高さに合わせると対応する大きさの基板ＳＳの面内での膜厚分布をほぼゼロにできると考えらえる。
【００５１】
図９は、一変形例として、基板ＳＳの面内での膜厚分布を０．０２％以下まで許容する、とした場合に許容される基板ＳＳの幅と突起部ＴＰの高さとの関係の範囲について、突起部ＴＰの高さの上限と下限によって示したグラフである。真ん中の曲線Ｃ１（実線）が図８（Ｅ）に示すものに相当し（すなわち膜厚分布がほぼゼロとなるものに相当）、曲線Ｃ２（破線）が上限、曲線Ｃ３（一点鎖線）が下限に相当する。グラフから突起部ＴＰが高くなる（突き出し量ＬＰの値が大きくなる）ほど、許容幅は狭まっていくことが読み取れるが、これは、突起部ＴＰが高くなるほど膜厚の変化に対する感度が高くなるためである。なお、突起部ＴＰの高さ（突き出し量）ＬＰについては、例えば、１０μｍのオーダーであれば、シムやブロックゲージによって十分調整できる。
【００５２】
最後に、図１０において、成膜条件（ガス条件）を変えた時の基板ＳＳの幅と突起部ＴＰの高さとについて最適な関係になる場合を示す。上述したとおり、成膜条件によって上記グラフは多少変化すると考えられるが、成膜条件のうち、特にガス条件によって、基板ＳＳの面内における距離ＴＳと膜厚分布の比例関係（図８（Ｅ）等参照）での傾きが変化する。すなわち、成膜条件（ガス条件）が変われば、同じサイズの基板ＳＳに対する成膜であっても最適な突起部ＴＰの高さが変わってくることになる。図１０において、曲線Ｄ１（実線）は、スパッタされた粒子の面内分布が最大となるようにした成膜条件（ガス条件を材料ターゲット４の上下方向からＡｒガスを５００ｓｃｃｍの流量で導入した場合）における最適な突起部ＴＰの高さを示し、曲線Ｄ２（破線）は、面内分布が最小（ガス条件を材料ターゲット４の上下方向からＡｒガスを７０ｓｃｃｍの流量で導入した場合）になるようにした成膜条件における最適な突起部ＴＰの高さを示している。
【００５３】
Ａｒガスの流量が多いとスパッタされた粒子が他の分子に衝突する可能性が高まるので平均自由行程が短くなる。このため、Ａｒガスの流量が多い場合は少ない場合と比べて拡散的な動きをして基板ＳＳに到達する粒子の割合が高くなる。したがって、距離ＴＳの変化による成膜レートへの影響が大きくなると考えられる。
【００５４】
以上のように、本実施形態に係る成膜装置１００を適用した光学フィルターの製造方法によれば、成膜対象たる基板ＳＳを保持する治具ＪＧにおいて、治具ＪＧの突起部ＴＰが、基板ＳＳを材料ターゲット４に対向させた場合に基板ＳＳの成膜対象面ＳＳａよりも材料ターゲット４の側に突き出た状態となっており、かつ、円周面の周方向Ｗ１に関する基板ＳＳの側方に配置された状態で、基板ＳＳに対して回転支持体（回転式支持体）３の回転とともに成膜がなされる。この場合、成膜時に突起部ＴＰによって材料ターゲット４からの粒子ＳＰが一部遮蔽されるものとなり、成膜時において基板ＳＳの回転方向である周方向に関して、回転に伴って基板ＳＳの中央側よりも材料ターゲット４に近づく端側において、膜厚が厚くなることを抑制できる。特に、以上のような構成の場合、例えば１００ｍｍ×１００ｍｍサイズの矩形状の基板ＳＳといった面積の広い基板ＳＳに成膜をするような場合であっても、基板ＳＳに均一な膜厚分布で成膜して光学フィルターＯＦを作製することも可能となる。
【００５５】
〔その他〕
以上、実施形態に即して本発明を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではない。例えば、上記の例では、治具ＪＧにおいて、突起部ＴＰは、一対の板状部材ＴＰａ，ＴＰｂで構成され、一対の板状部材ＴＰａ，ＴＰｂは、底面部ＴＴに対して略垂直に延びてＵ字状の凹部ＣＶを形成しているものとしているが、これに限らず、例えば突起部ＴＰが底面部ＴＴに対して略垂直ではなく多少傾斜しているものであったり、途中で折れ曲がった形状となっていたりしていてもよい。ただし、この場合、突起部ＴＰによる粒子ＳＰの遮蔽の度合が変化する可能性があるので、所望の状態を維持できるようにすることが条件となる。
【００５６】
また、上記では、材料ターゲット４は、回転支持体３の回転軸ＸＸに平行で、表面４ａにおいて、中心を通る法線ＮＬは、回転軸ＸＸと交叉するものとしているが、中心位置が多少ずれてもよい。また、上記では、基板ＳＳの設置に関して、成膜対象面ＳＳａが材料ターゲット４の表面４ａに対して平行な配置又は略平行な配置にあるときに、基板ＳＳの中心が法線ＮＬ上になるようにすることが望ましいとしているが、多少ずれてもよい。
【００５７】
また、基板ＳＳに対する成膜については、単層膜に限らず多層膜を形成することも可能である。例えば材料ターゲット４に複数種の材料を用意したり、複数の材料ターゲットを成膜室２に設けたりすることで、複数のスパッタ粒子ＳＰを交互に成膜して多層膜の形成を実現できる。
【符号の説明】
【００５８】
２…成膜室、  ２ａ…壁面、  ３…回転支持体（回転式支持体）、  ３ａ…本体部分、  ３ｂ…側面部分、  ４…材料ターゲット、  １００…成膜装置、  Ａ１…矢印、  Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３…曲線、  ＣＮ…回転中心、  ＣＴ…中央、  ＣＶ…凹部、  Ｄ１，Ｄ２…曲線、  ＪＧ…治具、  Ｌ…長さ、  ＬＤ…レーザー変位計、  ＬＬ…レーザー光、  ＮＬ…法線、  ＯＦ…光学フィルター、  ＰＲ…スプリングプランジャー、  Ｒ…長さ（半径）、  Ｓ１，Ｓ２…端、  ＳＰ…スパッタ粒子（ターゲット粒子）、  ＳＱ…円弧、  ＳＳ…基板、  ＳＳａ…成膜対象面、  ＳＳｐ…側部、  ＳＳＱ…線分、  ＴＬ…接平面、  ＴＰ…突起部、  ＴＰａ，ＴＰｂ…板状部材、  ＴＳ，ＴＳ１，ＴＳ２…距離、  ＴＴ…底面部、  Ｗ１…周方向、  ＸＸ…回転軸
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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