(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板の上に剥離膜を成膜する剥離膜成膜工程と、
前記剥離膜の上に多層光学膜を成膜する光学膜成膜工程と、
前記剥離膜を溶解させて前記多層光学膜を前記基板から分離する光学膜分離工程とが含まれる多層膜光学素子の製造方法であって、
前記剥離膜は、所定の溶解速度をもつ第１剥離層と、この第１剥離層より小さい溶解速度をもつ第２剥離層とが積層された構成を有することを特徴とする多層膜光学素子の製造方法。
【請求項２】
前記第２剥離層は、前記多層光学膜と前記第１剥離層との間に介在していることを特徴とする請求項１に記載の多層膜光学素子の製造方法。
【請求項３】
前記第１剥離層の材料は、ＷＯ3 であるとともに、
前記第２剥離層の材料は、アルミニウムであることを特徴とする請求項１または２に記載の多層膜光学素子の製造方法。
【請求項４】
基板の上に剥離膜を成膜する剥離膜成膜工程と、
前記剥離膜の上に多層光学膜を成膜する光学膜成膜工程と、
前記剥離膜を溶解させて前記多層光学膜を前記基板から分離する光学膜分離工程とが含まれる多層膜光学素子の製造方法であって、
前記剥離膜は、所定の溶解速度をもつ第１の物質と、この第１の物質より小さい溶解速度をもつ第２の物質とが混合された混合物を有することを特徴とする多層膜光学素子の製造方法。
【請求項５】
前記光学膜成膜工程と前記光学膜分離工程との間に、前記多層光学膜を所定のサイズに切削する光学膜切削工程が含まれることを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の多層膜光学素子の製造方法。
【請求項６】
前記光学膜分離工程において、前記剥離膜をＮａＯＨ溶液に浸漬して溶解させることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の多層膜光学素子の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、光通信用の光学フィルタとして用いられる多層膜光学素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、この種の多層膜光学素子としては、いわゆる基板レス多層膜光学素子（基板を具備せず多層光学膜のみから構成された多層膜光学素子）が知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
【０００３】
この基板レス多層膜光学素子を製造する際には、図２（ａ）に示すように、ガラス製の基板１の上にアルミニウム製の剥離膜２を真空蒸着で成膜した後、図２（ｂ）に示すように、剥離膜２の上に多層光学膜３をスパッタリング法で成膜する。次に、図２（ｃ）に示すように、多層光学膜３および剥離膜２にダイシングで１本以上（図２（ｃ）では、２本）の分断溝４を形成することにより、多層光学膜３を所定のサイズに切削する。最後に、図２（ｄ）に示すように、基板１、剥離膜２および多層光学膜３をＮａＯＨ水溶液に浸漬して剥離膜２を溶解させることにより、多層光学膜３を基板１から分離する。すると、複数個（図２（ｄ）では、３個）の基板レス多層膜光学素子５が得られる。
【特許文献１】特開２００６−１７１０７６号公報
【特許文献２】再表２００５／００１５２６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、これでは、基板レス多層膜光学素子５を得る際には、剥離膜２の材料であるアルミニウムの溶解速度が小さいことから、大形（幅広）の基板レス多層膜光学素子５を製造する場合には多大な時間を必要とする。
【０００５】
なお、こうした不都合を解消すべく、アルミニウムより溶解速度が大きい材料を代用することも考えられるが、その場合、所望の溶解速度をもつ材料を見出すことが必ずしも容易でないことに加えて、新たに別の問題点が生じる恐れがある。例えば、アルミニウムに代えてＷＯ3 を剥離膜２の材料とすれば、溶解速度が桁違いに増大するため、剥離膜２の溶解に伴って急激な応力解放が発生し、基板レス多層膜光学素子５にマイクロクラックが発生することがある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑み、マイクロクラックの発生などの問題点が生じることを回避しつつ大形の基板レス多層膜光学素子を製造することが可能な多層膜光学素子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】
【０００７】
本発明に係る第１の多層膜光学素子の製造方法は、基板（１）の上に剥離膜（２）を成膜する剥離膜成膜工程と、前記剥離膜の上に多層光学膜（３）を成膜する光学膜成膜工程と、前記剥離膜を溶解させて前記多層光学膜を前記基板から分離する光学膜分離工程とが含まれる多層膜光学素子の製造方法であって、前記剥離膜は、所定の溶解速度をもつ第１剥離層（２ａ）と、この第１剥離層より小さい溶解速度をもつ第２剥離層（２ｂ）とが積層された構成を有する多層膜光学素子の製造方法としたことを特徴とする。
【０００９】
なお、ここでは、本発明をわかりやすく説明するため、実施の形態を表す図面の符号に対応づけて説明したが、本発明が実施の形態に限定されるものでないことは言及するまでもない。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、マイクロクラックの発生などの問題点が生じることを回避しつつ大形の基板レス多層膜光学素子を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】
【００１１】
以下、本発明の実施の形態について説明する。
［発明の実施の形態１］
【００１２】
図１は、本発明の実施の形態１に係る図である。
【００１３】
この実施の形態１において、複数個の基板レス多層膜光学素子を製造する際には、次の手順による。
【００１４】
まず、剥離膜成膜工程で、図１（ａ）に示すように、ガラス製の基板１の上に剥離膜２を真空蒸着で成膜する。このとき、剥離膜２としては、所定の溶解速度をもつ第１剥離層２ａの上側に、この第１剥離層２ａより小さい溶解速度をもつ第２剥離層２ｂが積層されたものを採用する。ここで、第１剥離層２ａは、厚さ２０ｎｍのＷＯ3 （酸化タングステン）から構成されており、第２剥離層２ｂは、厚さ１０ｎｍのアルミニウムから構成されている。
【００１５】
次に、光学膜成膜工程に移行し、図１（ｂ）に示すように、剥離膜２の上に多層光学膜３をスパッタリング法で所定の膜厚（例えば、１２〜３０μｍ）に成膜する。このとき、多層光学膜３は、高屈折率物質（例えば、Ｎｂ2 Ｏ5 、Ｔａ2 Ｏ5 ）と低屈折率物質（例えば、ＳｉＯ2 ）とを交互に積層して形成する。
【００１６】
その後、光学膜切削工程に移行し、図１（ｃ）に示すように、多層光学膜３を所定のサイズに切削する。それには、ダイシングにより、多層光学膜３および剥離膜２に１本以上（図１（ｃ）では、２本）の分断溝４を形成する。このとき、各分断溝４は、基板１に達するようにする。すると、多層光学膜３および剥離膜２が所定のサイズに切削された状態となる。
【００１７】
最後に、光学膜分離工程に移行し、図１（ｄ）に示すように、多層光学膜３を基板１から分離する。それには、基板１、剥離膜２および多層光学膜３を所定の濃度（例えば、３％）のＮａＯＨ水溶液に浸漬する。すると、剥離膜２がＮａＯＨ水溶液に溶解するため、多層光学膜３が基板１から分離された状態となる。その結果、複数個（図１（ｄ）では、３個）の基板レス多層膜光学素子５が得られる。
【００１８】
このとき、剥離膜２は、溶解速度の異なる２種類の剥離層（第１剥離層２ａおよび第２剥離層２ｂ）から構成されているため、これら第１剥離層２ａ、第２剥離層２ｂの厚さを適宜設定することにより、剥離膜２全体の溶解速度を多層光学膜３に応じて任意に調整することが可能となる。したがって、剥離膜２の材料としてアルミニウム単体を用いる場合と比べて、剥離膜２の溶解速度を増大させ、その分だけ基板レス多層膜光学素子５のサイズを大形化することができる。それと同時に、剥離膜２の材料としてＷＯ3 単体を用いる場合と異なり、基板レス多層膜光学素子５にマイクロクラックが発生する事態を回避することができる。
【００１９】
ここで、基板レス多層膜光学素子５の製造作業が終了する。
【００２０】
このように、この実施の形態１では、基板レス多層膜光学素子５の製造に際して、基板レス多層膜光学素子５にマイクロクラックが発生しない範囲で剥離膜２の溶解速度を増大させることにより、マイクロクラックのない大形の基板レス多層膜光学素子５を製造することが可能となる。
【００２１】
なお、アルミニウムおよびＷＯ3 について、その溶解速度の差を実験で確認するため、基板１上にアルミニウムのみの剥離膜２を形成し、その上に多層光学膜３を形成したサンプルと、アルミニウムのみの剥離膜２に代えてＷＯ3 のみの剥離層を形成したサンプルとをそれぞれ用意した。剥離膜２の厚さは、いずれも１０ｎｍとした。それぞれのサンプルにダイシングにより分断溝４を形成した後、濃度３％のＮａＯＨ水溶液に浸漬して、各サンプルにおいて、基板１と多層光学膜３とが分離するのに要する時間を調べた。その結果、アルミニウムでは４４時間かかったのに対して、ＷＯ3 では１．５時間（つまり、アルミニウムの約１／３０）であった。このことから、ＷＯ3 の溶解速度はアルミニウムの溶解速度の約３０倍の速さであることが判明した。
【００２２】
また、光学膜切削工程において、多層光学膜３が所定のサイズに切削されるため、基板レス多層膜光学素子５の製品としての完成度が向上する。
【００２３】
さらに、光学膜分離工程において、剥離膜２の第１剥離層２ａが溶解し終わるまで、この第１剥離層２ａを剥離膜２の第２剥離層２ｂによって多層光学膜３から遠ざけることができる。その結果、光学膜成膜工程で多層光学膜３の内部に残留応力が生じていたとしても、この残留応力が一気に解放される事態は発生しないので、この点からも、基板レス多層膜光学素子５にマイクロクラックが発生する事態を回避することができる。
［発明のその他の実施の形態］
【００２４】
なお、上述した実施の形態１では、剥離膜２の第１剥離層２ａの材料としてＷＯ3 を採用する場合について説明した。しかし、この第１剥離層２ａの材料は、ＷＯ3 に限るわけではなく、ＷＯ3 以外の材料を代用または併用することもできる。
【００２５】
また、上述した実施の形態１では、剥離膜２の第２剥離層２ｂの材料としてアルミニウムを採用する場合について説明した。しかし、この第２剥離層２ｂの材料は、アルミニウムに限るわけではなく、アルミニウム以外の材料（亜鉛、スズ、クロムその他の金属など）を代用または併用することもできる。例えば、アルミニウムと亜鉛とを併用して第２剥離層２ｂを形成しても構わない。
【００２６】
さらに、上述した実施の形態１では、第１剥離層２ａと第２剥離層２ｂとを組み合わせた２層構造の剥離膜２について説明したが、この２層構造を含む限り、他の剥離層を付加することも可能である。
【００２７】
さらにまた、上述した実施の形態１では、剥離膜２を溶解させるアルカリとしてＮａＯＨを用いる場合について説明したが、ＮａＯＨ以外のアルカリ（例えば、ＫＯＨ、Ｃａ（ＯＨ）2 など）を代用または併用することもできる。
【００２８】
また、上述した実施の形態１では、第１剥離層２ａと第２剥離層２ｂとが積層された剥離膜２を用いる場合について説明したが、この「積層」に代えて「混合」を採用しても構わない。すなわち、剥離膜２として、所定の溶解速度をもつ第１の物質と、この第１の物質より小さい溶解速度をもつ第２の物質とが混合された混合物を有するものを用いることも可能である。このような混合物は種々の方法で調製することができる。その一例としては、第１の物質および第２の物質を蒸着源として同時に真空蒸着を行なうことにより、基板上に混合物の層を成膜することが考えられる。このとき、各物質の蒸着の電力を適宜設定することにより、第１の物質と第２の物質との混合比を任意に変更することができる。
【００２９】
また、上述した実施の形態１では、光学膜成膜工程と光学膜分離工程との間に光学膜切削工程を設ける場合について説明したが、多層光学膜３を所定のサイズに切削する必要がない場合には、この光学膜切削工程を省くことも勿論できる。
【産業上の利用可能性】
【００３０】
本発明は、エッジフィルタ、Ｂ−ＰＯＮ用フィルタ、ＣＷＤＭ用フィルタ、ＬＸ４用フィルタ、微小光学フィルタなど各種の多層膜光学素子の製造に広く適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】本発明の実施の形態１に係る基板レス多層膜光学素子の製造方法を示す工程図であって、（ａ）は剥離膜成膜工程を示す断面図、（ｂ）は光学膜成膜工程を示す断面図、（ｃ）は光学膜切削工程を示す断面図、（ｄ）は光学膜分離工程を示す断面図である。
【図２】従来の基板レス多層膜光学素子の製造方法を例示する工程図であって、（ａ）は剥離膜成膜工程を示す断面図、（ｂ）は光学膜成膜工程を示す断面図、（ｃ）は光学膜切削工程を示す断面図、（ｄ）は光学膜分離工程を示す断面図である。
【符号の説明】
【００３２】
１……基板
２……剥離膜
２ａ……第１剥離層
２ｂ……第２剥離層
３……多層光学膜
４……分断溝
５……基板レス多層膜光学素子（多層膜光学素子）
【図１】
0005098815.tif 000002
【図２】
0005098815.tif 000003