(57)【要約】【課題】チャンバ内で基板表面に複数の蒸着膜を形成する際に、膜層毎に異なる成膜パターンで膜形成することが可能な成膜方法及び装置を提供する。【解決手段】基板を装着する基板装着体とマスク板装着体とを、互いの相対的位置が変更可能に構成し、この位置を変更するシフト手段を設ける。そしてこの基板装着体とマスク板装着体との位置移動によって特定の基板に対して第１のマスク開口を対向させて第１層を成膜し、第２のマスク開口を対向させて第２層を成膜する。上記シフト手段は例えば基板装着体を回転させながら小着被膜を形成する場合、その回転方向を正逆転させることによって特定の基板に対向するマスク開口が第１第２切換わるように構成する。そして第１のマスク開口では成膜パターンの上下又は左右端に膜厚さが漸減するグラデーション領域を形成し、第２のマスク開口ではパターン全体を均一な膜厚さに形成する。【選択図】図４
2009102718.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に少なくとも２層以上の蒸着膜を形成する方法であって、
チャンバ内に配置した基板上に第１のマスク開口を介して第１膜層を形成する第１成膜工程と、
この第１膜層の上に第２のマスク開口を介して第２膜層を形成する第２成膜工程とを有し、
上記基板を装着する基板装着体はチャンバ内に配置された蒸着物質に対して所定の蒸着距離を隔てて回転するように構成され、 
上記第１、第２のマスク開口を形成するマスク板装着体と上記基板装着体とは、互いの相対的位置が変更可能に構成されると共に、
このマスク板装着体と基板装着体の少なくとも一方にはシフト手段が設けられ、
上記第１成膜工程と第２成膜工程とを順次繰り返して基板上に複数の膜層を形成する際に、上記シフト手段によって上記基板装着体に装着された基板に対して上記第１のマスク開口を対向させて第１膜層を形成し、次いでこの第１膜層の上に上記第２のマスク開口を対向させて第２膜層を形成することを特徴とする光学フィルタの成膜方法。
【請求項２】
前記基板装着体は、外周に複数の基板を装着して回転しながら前記第１膜層と第２膜層とをそれぞれの基板に形成するように構成され、
前記マスク板装着体は、上記基板装着体の回転方向に対して周方向前後又は軸方向上下に前記第１のマスク開口次いで前記第２のマスク開口の順に配置され、
このマスク板装着体は、上記基板装着体の外周に配置されると共にこのマスク板装着体と基板装着体とは周方向前後又は軸方向上下に相対的に位置変更可能に構成され、
前記シフト手段は、上記基板装着体に装着された所定の基板に対して上記基板装着体を正方向に回転するときは上記第１のマスク開口が対向し、逆方向に回転するときは上記第２のマスク開口が対向するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタの成膜方法。
【請求項３】
前記基板装着体と前記マスク板装着体とは、基板装着体の正逆回転でマスク板装着体の対向位置を変更するように互いに連結され、
前記シフト手段は、上記基板装着体の回転方向を正逆切り換えることによって前記基板装着体に装着された所定の基板に対して前記第１のマスク開口と前記第２のマスク開口を選択的に対向させることを特徴とする請求項２に記載の光学フィルタの成膜方法。
【請求項４】
前記第１膜層と第２膜層は、同一バッチ内で連続的に形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタの成膜方法。
【請求項５】
前記第１膜層は金属膜で膜厚さが略々等しい単濃度領域と、膜厚さが直線的に漸減するグラデーション領域に形成され、
前記第２膜層は誘電体膜で略々均一膜厚さに形成され、
この場合、上記金属膜は金属物質を動作ガスでスパッタリングしてスパッタ粒子で成膜する際に上記グラデーション領域を前記第１マスク開口と基板との間に形成した成膜ギャップでスパッタ粒子の拡散で膜厚さを漸減させることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタの成膜方法。
【請求項６】
前記チャンバは、光学特性の異なる物質から成る少なくとも第１第２のターゲットを動作ガスでスパッタリングして前記第１第２の膜層を形成するように構成され、
前記基板装着体は軸中心に回転する回転ドラムで構成され、
前記マスク板装着体は、上記回転ドラムの外周に配置され、この回転ドラムと周方向に相対的位置を変更可能なマスク板装着ドラムで構成され、
上記マスク板装着ドラムには周方向に前記第１マスク開口と第２のマスク開口を有するマスク板が形成され、
形成されていることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタの成膜方法。
【請求項７】
基板と、
上記基板に積層状に形成された誘電体膜層と金属膜層とから構成され、
上記誘電体膜層は、誘電性物質からなるターゲットを動作ガスでスパッタリングして被膜形成した後、反応性ガスを照射して成膜され、
上記金属膜層は、金属物質からなるターゲットを動作ガスでスパッタリングして成膜され、
上記誘電体膜層と金属膜層とは請求項１に記載の成膜方法で形成されることを特徴とする光学フィルタ。
【請求項８】
撮像光路に配置され、撮像光量を調整する絞り羽根と、
上記絞り羽根に添着された光学フィルタと、
から構成され、
上記光学フィルタは請求項６に記載の構成を備えていることを特徴とする撮像光量調整装置。
【請求項９】
基板上に誘電体膜層と金属膜層を積層状に成膜する光学フィルタの製造装置であって、
複数の成膜エリアに区割されたチャンバと、
上記成膜エリアに配置された第１、第２、少なくとも２つのターゲットと、
上記チャンバ内に配置され外周に基板を装着する円筒形状の回転ドラムと、
上記回転ドラムに装備されたマスク板装着体と、
上記成膜エリアに供給され上記ターゲットをスパッタリングして上記基板上に膜形成する動作ガスと、
を備え、
上記回転ドラムは、外周に複数の基板を装着して回転しながら上記成膜エリアでそれぞれの基板に膜形成するように構成され、
上記マスク板装着体は、上記回転ドラムに対して周方向前後又は軸方向上下に位置移動可能に配置されると共に、周方向前後又は上下方向に並列に配置された第１のマスク開口と第２のマスク開口を有するマスク板が装着され、
上記マスク板装着体は、上記回転ドラムに装着された所定の基板に対して、
この回転ドラムの正逆回転方向に従動して上記第１のマスク開口を対向させて成膜するか、上記第２のマスク開口を対向させて成膜するか選択可能に構成されていることを特徴とする光学フィルタの製造装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明はカメラその他の光学器機において光量調整或いは特定波長の光の通過量を調整する光学フィルタの成膜方法、装置及びこれを用いた光学フィルタに係わり、基板プレートに蒸着で光学膜を形成する際の成膜方法の改良に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般にこの種の光学フィルタは例えばＮＤフィルタ（Neutral Density Filter）として各種撮像装置に広く用いられている。このＮＤフィルタは樹脂或いはガラス製の基板に光吸収特性に優れた薄膜を形成している。そしてこのＮＤフィルタは全体が均一な単濃度の薄膜で成膜する場合と、濃度が連続的に変化（漸減）するグラデーション薄膜で成膜する場合が知られている。
【０００３】
近年、撮像装置の高解像化が進むに従い、明るい被写体条件下で光量を絞ると回折光の影響による画像ボケなど画質の劣化が顕著に現れる傾向にある。そこで例えば特許文献１に開示されているように光量を調整する絞り羽根にＮＤフィルタを添着し、小絞り時に発生する回折現象を抑えることが提案されている。単一濃度のＮＤフィルタの場合、ＮＤフィルタの端部と開口形状で形成される小絞りにより回折が発生し画質の劣化が現れる。その劣化を防止する為に開口径側に連続的に濃度が漸減するグラデーションフィルタが提案されている。
【０００４】
従来このような光学フィルタを作成する成膜方法としては、マイクロ写真法（例えば特許第２７５４５１８号）で作成することも提案されているが、真空蒸着装置で作成することが広く用いられている。例えば特許文献１には蒸着膜で基板上に薄膜を形成し、この薄膜で光量を減衰することが開示されている。
【０００５】
同文献１には基板上にチタン、クロメルなどの金属膜で光吸収層を形成し、この光吸収層の上に光の反射を抑制する誘電体膜を積層状に形成する多層構造の成膜方法が開示されている。そしてその製造装置は真空蒸着槽内に蒸着物質とドーム型の蒸着傘を配置し、この蒸着傘に基板プレートとマスク板を装着して回転させながら蒸着物質を加熱して基板上に成膜する装置が開示されている。
【０００６】
一方、同様の成膜装置として例えば特許文献２には蒸着槽内に回転ドラムと蒸着物質（ターゲット）を設置し、槽内に動作ガス（不活性ガス）を導入してターゲットをスパッタリングするスパッタリング蒸着装置が開示されている。
【０００７】
いずれの蒸着装置においても蒸着傘或いは回転ドラムに装着する基板プレートには間隔を隔ててマスク板が取り付けられ、このマスク板に形成されたマスク開口で所定パターンに成膜するようになっている。そして特許文献１の装置は蒸着傘に装着した基板を楕円軌跡で回転させることによって膜厚さが漸減するグラデーション膜を形成し、特許文献２の装置は回転ドラムに装着した基板とマスク板との間の間隙で回折するスパッタ粒子でグラデーション膜を形成している。
【特許文献１】特開２００５−３４５７４６号公報
【特許文献２】特開２００１−０６４７７２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
上述のように真空チャンバ内に配置した基板プレートに蒸着膜を複数層に積層形成する場合、マスク開口を成膜層毎に変更する場合がある。これは基板上に形成する第１層目の成膜パターンと第２層目の成膜パターンを異なる形状に成膜する場合、或いはグラデーション領域の膜厚さを第１層目と第２層目で異ならせる場合には第１層目のマスク開口と第２層目のマスク開口を異なった形状にする必要がある。
【０００９】
このような成膜層に応じてマスク開口を変更する必要は、例えばＮＤフィルタで基板上に金属膜層と誘電体膜層を積層状に形成する場合、膜厚さが等しい等濃度領域と膜厚さが直線的に漸減するグラデーション領域に成膜することがある。このときグラデーション領域の膜厚さを金属膜層は直線的に漸減させ、誘電体膜層は均一厚さに形成する場合がある。
【００１０】
従来、このようなマスク開口の変更は、前掲特許文献１の物理蒸着装置においても、前掲特許文献２の反応性スパッタリング装置においても、成膜チャンバを開放して蒸着傘或いは回転ドラム（以下「基板装着体」という）にセットされたマスク板を交換している。従ってマスク開口の変更はその作業が繁雑で時間を要する問題と、チャンバ内の真空度、蒸着物質の飛散条件などがマスク板の交換の都度変化してしまう問題を抱えている。このため従来の光学フィルタでは金属膜層と誘電体膜層の膜厚さを異ならせた光学特性を得ようとしても、その製造が困難で安定した膜厚さで大量に生産することが出来ない欠点があった。
【００１１】
そこで本発明者は、基板をセットする基板装着体に対して複数のマスク板を相対位置を変更することによって蒸着槽（チャンバ）を開放することなく、例えば基板装着体の回転方向を正逆変更することによって特定の基板に対向するマスク開口を第１、第２変更するとの着想に至った。
【００１２】
本発明は、チャンバ内で基板表面に複数の蒸着膜を形成する際に、膜層毎に異なる成膜パターンで膜形成することが可能であり、この成膜パターンの変更を、チャンバを開放することなく同一バッチ内で切換えることが可能な成膜方法及び装置の提供をその主な課題としている。
更に本発明は基板とマスク板を装着する蒸着傘或いは回転ドラムの回転方向を正逆することによって簡単にマスク板の切換えが可能な成膜装置の提供をその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を達成するため本発明は、基板を装着する基板装着体とマスク板装着体とを、互いの相対的位置が変更可能に構成し、この位置を変更するシフト手段を設ける。そしてこの基板装着体とマスク板装着体との位置移動によって特定の基板に対して第１のマスク開口を対向させて第１層を成膜し、第２のマスク開口を対向させて第２層を成膜するように構成することを特徴としている。
【００１４】
基板上に少なくとも２層以上の蒸着膜を形成する方法であって、チャンバ内に配置した基板上に第１のマスク開口を介して第１膜層を形成する第１成膜工程と、この第１膜層の上に第２のマスク開口を介して第２膜層を形成する第２成膜工程とを有し、上記基板を装着する基板装着体はチャンバ内に配置した蒸着物質に対して所定の蒸着距離を隔てて回転するように構成する。上記第１、第２のマスク開口を形成するマスク板装着体と上記基板装着体とは、互いの相対的位置を変更可能に構成すると共に、このマスク板装着体と基板装着体の少なくとも一方にはシフト手段を設け、上記第１成膜工程と第２成膜工程とを順次繰り返して基板上に複数の膜層を形成する際に、上記シフト手段によって上記基板装着体に装着された基板に対して上記第１のマスク開口を対向させて第１膜層を形成し、次いでこの第１膜層の上に上記第２のマスク開口を対向させて第２膜層を形成する。
【００１５】
前記基板装着体と前記マスク板装着体とは、基板装着体の正逆回転でマスク板装着体の対向位置を変更するように互いに連結し、前記シフト手段は、上記基板装着体の回転方向を正逆切り換えることによって前記基板装着体に装着された所定の基板に対して前記第１のマスク開口と前記第２のマスク開口を選択的に対向させる。
【００１６】
前記第１膜層は金属膜で膜厚さが略々等しい単濃度領域と、膜厚さが直線的に漸減するグラデーション領域に形成する。また、前記第２膜層は誘電体膜で略々均一膜厚さに形成する。この場合、上記金属膜は金属物質を動作ガスでスパッタリングしてスパッタ粒子で成膜する際に上記グラデーション領域を前記第１マスク開口と基板との間に形成した成膜ギャップでスパッタ粒子の拡散で膜厚さを漸減させる。
【００１７】
撮像光路に配置され、撮像光量を調整する絞り羽根と、上記絞り羽根に添着された光学フィルタとから構成した撮像光量調整装置であって、上記光学フィルタは上述の構成を備える。
【００１８】
基板上に誘電体膜層と金属膜層を積層状に成膜する光学フィルタの製造装置であって、複数の成膜エリアに区割されたチャンバと、上記成膜エリアに配置された第１、第２、少なくとも２つのターゲットと、上記チャンバ内に配置され外周に基板を装着する円筒形状の回転ドラムと、上記回転ドラムに装備されたマスク板装着体と、上記成膜エリアに供給され上記ターゲットをスパッタリングして上記基板上に膜形成する動作ガスとを備える。上記回転ドラムは、外周に複数の基板を装着して回転しながら上記成膜エリアでそれぞれの基板に膜形成するように構成し、上記マスク板装着体は、上記回転ドラムに対して周方向前後又は軸方向上下に位置移動可能に配置されると共に、周方向前後又は上下方向に並列に配置された第１のマスク開口と第２のマスク開口を有するマスク板を装着し、上記マスク板装着体は、上記回転ドラムに装着された所定の基板に対して、この回転ドラムの正逆回転方向に従動して上記第１のマスク開口を対向させて成膜するか、上記第２のマスク開口を対向させて成膜するか選択可能に構成する。
【発明の効果】
【００１９】
本発明は、チャンバ内で基板表面に複数の蒸着膜を形成する際に、互いに相対的位置を変更可能に構成した基板装着体とマスク板装着体とを、シフト手段で位置移動することによって第１第２のマスク開口を切換えるようにしたものであるから次の効果を奏する。
【００２０】
基板装着体に装着された基板に対してマスク板装着体を位置移動することによって積層状に形成する蒸着膜の成膜パターンを変更することが可能となり、第１の蒸着膜層と第２の蒸着膜層の成膜形状を大小異ならせることができる。これによって例えばグラデーション領域を形成する場合に膜厚さが漸減する膜層と、膜厚さが均一な膜層を積層形成することが可能となる。
【００２１】
シフト手段を例えば基板装着体の回転方向を正逆変更することによって特定の基板に対向するマスク開口を第１開口から第２開口に切換えるように構成することによってマスク交換の為に真空チャンバを開放する必要がない。このため第１開口で形成する膜層と第２開口で形成する膜層を連続的に同一バッチ内で効率的に成膜することが出来る。これと共にマスク交換の際に蒸着条件、例えば真空度、蒸着物質の飛散環境などが変化することがなく安定した均質な成膜を得ることが出来るなど、本発明は顕著な効果を奏するものである。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下図示の好適な実施の態様に基づいて本発明を詳述する。図１は本発明に係わる光学フィルタの構成を示し、（ａ）は基板上に形成された薄膜層の層構造を示し、（ｂ）はその薄膜層とマスク開口との関係を示す説明図である。図３は蒸着装置の構造を示す説明図であり、図４は基板上に薄膜層を形成する原理構成の説明図である。
【００２３】
［光学フィルタの構成］
まず、本発明に係わる光学フィルタの膜層構造について説明する。本発明の光学フィルタ（ＮＤフィルタ）４３は、図１（ａ）に示すように透明又は半透明の基板プレート（成膜ベース基材）１０に減光特性を有する薄膜層２０を形成する。この薄膜層２０は光吸収層２１と中間層２２とで積層状に構成され、用途に応じて複数段（図示のものは６層構成）に形成される。光吸収層２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）は光吸収特性に富んだ金属膜で構成され、基板プレート１０上に濃度を有する半透明層しとして形成される。中間層２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）は誘電体で構成され、光吸収層２１の上に成膜され光の反射特性を改善する透明層として形成される。
【００２４】
図示の薄膜層２０は、均一厚さで均一な透光率を有する単濃度領域２０ａと膜厚さが漸減するグラデーション領域２０ｂとに形成されている。また、最上層の誘電体膜層（中間層）２２ｃの上には後述するコーティング層２３が形成されている。これらの金属膜層（光吸収層）２１、誘電体膜層（中間層）２２、コーティング層２３の成膜物質については後述する。
【００２５】
図１（ａ）に示す光学フィルタ（ＮＤフィルタ）４３は上記金属膜層（光吸収層）２１を蒸着金属（図示のものはＮｂ）で成膜し、誘電体膜層（中間層）２２を酸化ケイ素（Ｓｉ２Ｏ５）で構成する場合を示している。以下各膜層の素材について説明する。
【００２６】
［基板材質］
上述の基板プレート１０は透明又は半透明の合成樹脂板で構成する。素材としては例えばポリエチレンフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ノルボルネン系樹脂などを使用する。この他基板材質は用途に応じて好適な素材を選択する。
【００２７】
［金属物質］
上述の金属膜層（光吸収層）２１は、クロメル（ニッケルークロム合金）、ニオブ（Ｎｂ）チタン（Ｔｉ）などでの光吸収性に富んだ金属酸化物を使用する。
【００２８】
［誘電体物質］
上述の誘電体膜層（中間層）２２は、ケイ素或いはアルミ合金などの酸化物、窒化物、フッ化物で構成する。このため後述するターゲット３２はＳｉ（ケイ素）、Ａｌ（アルミ）の板状素材を使用する。
【００２９】
［コーティング層］
上述のコーティング層２３としてはフッ化マグネシウムなどの硬質性或いは撥水性に富んだ材料を使用する。この場合にはターゲット３２としてＭｇＯ（マグネシウム酸化物）を使用する。
【００３０】
［蒸着装置の構成］
次に図１に基づいて説明した基板プレート１０上に薄膜層２０を形成する蒸着装置について図３に従って説明する。図３は反応性スパッタリング装置を示し、図はその成膜原理を示す。まず図３の装置は、チャンバ３０を形成する外筐ケース３０ａと、このチャンバ３０内に回転自在に内蔵された円筒形状の回転ドラム３１と、この回転ドラム３１に距離を隔てて配置されたスパッタ電極３５とで構成されている。
【００３１】
上記チャンバ３０内は略々真空に形成され、このため図示しない真空ポンプが備えられている。そしてチャンバ３０内は複数のエリア３６ａ〜３６ｄに遮蔽板３７で区割されている。図示のものは金属膜層（光吸収層）２１を成膜する第１のターゲット（以下「金属ターゲット」という）３２ａをスパッタリングする第１エリア３６ａと、誘電体膜層（中間層）２２を成膜する第２のターゲット（以下「誘電体ターゲット」という）３２ｂをスパッタリングする第２エリア３６ｂと、コーティング層２３を成膜する第３のターゲット（以下「コート層ターゲット」という）３２ｃをスパッタリングする第３エリア３６ｃと、活性ガスを照射する第４エリア３６ｄとに区割されている。そして第１、第２、第３エリア３６ａ〜３６ｃには一対のスパッタ電極３５ａ、３５ｂがそれぞれ内蔵されている。
【００３２】
この一対のスパッタ電極３５ａ、３５ｂは交流電源に連結され、一方がカソード、他方がアノードとなるように配置されている。各スパッタ電極３５ａ、３５ｂは電源コイル３５ｃに結線され、交流電圧が印加されるように構成されている。上記第１、第２、第３エリア３６ａ〜３６ｃの各スパッタ電極３５ａ、３５ｂにはターゲット３２（３２ａ〜３２ｃ）が装着されている。このターゲット３２は板状材料で構成され、面状蒸着源を構成する。また上記第１、第２、第３エリア３６ａ〜３６ｃにはコントローラ３８を介してアルゴンなどの不活性ガス（動作ガス）が導入されるようになっている。図示３８ｇはアルゴンガスの供給ボンベである。
【００３３】
第４エリア３６ｄには反応性ガス発生室３９が設けられ、コントローラ３９ｃを介して活性ガス（酸素ガス、窒素ガス、フッ素ガスなど）が供給ボンベ３９ｇから供給されるようになっている。そして供給ボンベ３９ｇからのガスをプラズマ化して第４エリア３６ｄ内に照射するように構成されている。
【００３４】
このような装置構成で回転ドラム３１を所定速度で回転し、第１エリア３６ａの金属ターゲット３２ａをスパッタリングして金属膜（例えばＮｂ）を基板プレート１０上に付膜する。そして回転ドラム３１に装着した所定の基板プレート１０が第２、第３、第４エリア３６ｂ〜３６ｄを通過して第１エリア３６ａに位置したとき同様に金属ターゲット３２ａをスパッタリングして先に成膜した蒸着皮膜の上に被膜形成する。この被膜形成を繰り返して所定厚さの金属膜層（光吸収層）２１が形成される。
【００３５】
上述のように基板プレート１０上に所定厚さの金属膜層（光吸収層）２１が被膜形成された後、次いで第２エリア３６ｂの誘導体ターゲット３２ｂをスパッタリングして誘電体膜層（例えばＳｉ）を基板プレート１０上に付膜する。そして回転ドラム３１が第４エリア３６ｄに位置したとき活性ガス（例えばＯ２）を基板上に照射する。すると基板プレート上の誘電体膜層２２は酸化され酸化物（例えばＳｉＯ２）の被膜を生成する。
【００３６】
このように金属膜層（光吸収層）２１と誘電体膜層（中間層）２２とを複数層に積層した後、最後の誘電体膜層（中間層）２２ｃの上に第３エリア３６ｃのコート層ターゲット３２ｃをスパッタリングする。これによって最上層にコーティング層２３が付膜される。
【００３７】
［グラデーション領域の成膜］
図１に示す光学フィルタ（ＮＤフィルタ）４３は前述したように単濃度領域２０ａとグラデーション領域２０ｂを形成する場合を示している。このグラデーション領域２０ｂの成膜は図２に示すマスク板３４によって成膜する。同図において回転ドラム３１に基板プレート１０を装着する際にマスク板３４を組み合わせてセットする。このマスク板３４を介して基板プレート１０に対して平行な面状蒸着源（上述の各ターゲット）から膜成分のスパッタ粒子を飛翔させて成膜する。このときマスク板３４と基板プレート１０との間には所定間隔の成膜ギャップｄ（図２（ｂ）参照）が形成されている。従ってマスク板３４のマスク開口３３に対応する基板プレート１０には単濃度領域２０ａと、マスク開口３３の上端縁３３ａと下端縁３３ｂの周辺には膜厚さが直線的に漸減するグラデーション領域２０ｂが形成される。
【００３８】
［マスキング方法及びマスク板構造］
そこで本発明は上述のような基板プレート１０上に光学特性を有する薄膜層２０を形成する場合に第１の膜層（例えば上述の金属膜層２１ａ）と第２の膜層（例えば誘電体膜層２２ａ）を形成する場合に成膜パターン（図１（ｂ）に示すｍａ、ｍｂ）を異ならせる必要がある。この成膜パターンはマスク板３４に形成したマスク開口３３によって形成される。つまり基板プレート１０に対して成膜キャップｄを隔てて対向配置されているマスク板３４の開口形状を異ならせる必要がある。
【００３９】
このように成膜パターンを異ならせる必要は、例えばグラデーション領域を形成する場合に光吸収特性を有する金属膜層２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）は膜厚さ（Δt）を直線的に漸減させて濃度を変化させる必要がある。これに対し誘電体膜層２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）及びコーティング層２３はグラデーション領域２０ｂであっても均一の膜厚さ、若しくは膜厚さを金属膜層２１より緩やかに漸減させることが好ましい。これは誘電体膜層２２は光の反射率を抑えてゴースト現象を防止する特性を有するが、グラデーション領域２０ｂの膜厚を金属膜層２１と同様に薄くするとその成膜厚さがバラツキ易く、膜厚変化により反射率特性がバラツク問題が生ずる。従って金属膜層２１と誘電体膜層２２の成膜厚さを異ならせるためにはマスク開口３３を膜層毎に異ならせる必要がある。
【００４０】
本発明は基板プレート１０上に薄膜層２０を複数層形成する際に、膜層毎にマスク開口を切換える成膜方法及び成膜装置を特徴としている。以下図４の装置で成膜する場合について説明する。前述の回転ドラム３１（基板装着体；以下同様）はチャンバ３０内に設けられた回転軸２５（図５（ａ）に示す）に固定され、この回転軸２５を中心に回転自在に構成されている。この回転ドラム３１とは別にマスク板装着体２６（以下「マスクドラム」という）が設けられている。このマスクドラム２６は、回転ドラム３１に装着される基板プレート１０に対応するマスク板３４を装着する円筒形状に構成されている。
【００４１】
上記マスクドラム２６は回転ドラム３１若しくは回転軸２５に固定され、回転ドラム３１に対して相対的に位置移動可能に構成されている。図示のマスクドラム２６は回転軸２５にベアリング２７（図５（ａ）参照）を介して回転自在に支持されている。従って回転軸２５の回転で回転ドラム３１は一体に回転するがマスクドラム２６はベアリングで回転しないように軸支持されている。
【００４２】
マスクドラム２６には回転ドラム３１に装着された基板プレート１０に対応するマスク板３４を着脱自在に装着するチャツキング機構（不図示）が設けられている。そしてマスク板３４には図４に示すように第１マスク開口３３Ａと第２マスク開口３３Ｂが回転軸２５の回転周方向（Ｙ−Ｙ方向）に第１マスク開口３３Ａ、第２マスク開口３３Ｂの順に配列されている。この第１マスク開口３３Ａは成膜パターンｍａ（金属膜層）を形成するように、第２マスク開口３Ｂは成膜パターンｍｂ（誘電体膜層）を形成する形状に構成されている。この基板プレート１０と第１マスク開口３３Ａ、第２マスク開口３３Ｂとの関係を図６に示す。基板プレート１０の横方向（回転方向；ｙ）、縦方向（軸方向；ｘ）とするとき、基板の成膜パターン１０ｐの横長さｙｋ、縦長さｘｋに対して第１マスク開口３３Ａの横長さｙａは等しく（ｙａ＝ｙｋ）、縦長さｘａは小さく（ｘｋ＜ｘｋ）なっている。これに対して第２マスク開口３３Ｂの横長さｙｂと縦長さｘｂは成膜パターンと等しく（ｙｂ＝ｙｋ、ｘｂ＝ｘｋ）形成されている。
【００４３】
上述の第１、第２マスク開口３３Ａ、３３Ｂと基板プレート１０との間には前述したギャップｄが形成されている。このため基板プレート１０に、第１マスク開口３３Ａを対向させて成膜すると開口上端縁と下端縁にはグラデーション領域２０ｂが形成され、第２マスク開口３３Ｂを対向させて成膜するとグラデーション領域２０ｂは形成されず均一膜厚の単濃度領域２０ａが形成されることとなる。
【００４４】
上記回転ドラム３１とマスクドラム２６は、回転ドラム３１の回転をマスクドラム２６に伝達するように回転ドラム３１側に伝動ピン２８が植設してあり、マスクドラム２６にはこの伝動ピン２８に係合するカム溝２９が形成してある。このカム溝２９は回転ドラム３１が図４時計方向回転のときには基板プレート１０ａに対して第１マスク開口３３Ａが対向し、反時計方向回転のときには第２マスク開口３３Ｂが対向するように構成されている。
【００４５】
従って回転ドラム３１とマスクドラム２６とは相対的に位置移動可能に構成され、第１、第２マスク開口３３Ａ、３３Ｂが回転軸２５の回転方向によって特定の基板プレート１０ａに対向するように切換えられる。この回転軸２５の回転方向を設定する制御手段（不図示）がシフト手段を構成することとなる。
【００４６】
［シフト手段の異なる態様］
上述の装置は、マスクドラム２６の回転周方向に第１マスク開口３３Ａと第２マスク開口３３Ｂを隣設配置する場合を示したが、この第１、第２マスク開口３３Ａ、３３Ｂを回転軸方向上下に隣接配置しても良い。図５（ｂ）に示すように回転軸方向（Ｘ−Ｘ方向）に第１マスク開口３３Ａ、第２マスク開口３３Ｂの順に配置し、前述のカム溝２９を図示のように傾斜溝で構成する。そして回転ドラム３１とマスクドラム２６を伝動ピン２８で連結する。すると回転軸２５を時計方向に回転するときには基板プレート１０ａに対して第１マスク開口３３Ａが対向し、反時計方向に回転するときには第２マスク開口３３Ｂが対向することとなる。
【００４７】
［成膜方法の説明］
本発明の成膜方法を、上述の基板プレート１０上に金属膜層（光吸収層）２１と誘電体膜層（中間層）２２を蒸着膜で形成する場合について説明する。この場合、金属膜層２１は均一厚さ領域（単濃度領域２０ａ）と漸減厚さ領域（グラデーション領域２０ｂ）に形成し、誘電体膜層２２は均一厚さ領域で形成する（図１参照）。
【００４８】
「第１膜層（金属膜）成膜」
図３の装置に於いて第１エリア３６ａには金属ターゲット３２ａ（Ｎｂ、Ｔｉなど）がセットされている。そこでこの第１エリア３６ａ内に動作ガス（アルゴンなどの不活性ガス）を導入し回転ドラム３１を所定速度で回転する。すると金属ターゲット３２ａは動作ガスでスパッタリングされスパッタ粒子が基板プレート１０上に被膜を形成する。このとき回転ドラム３１の回転方向を図３時計方向に回転する。すると図４に示すように回転ドラム３１の伝動ピン２８はマスクドラム２６を従動回転させる。このとき回転ドラム３１に装着された基板プレート１０に対してマスク板３４の第１マスク開口３３Ａが対向する。そこで基板プレート１０に形成される被膜はマスク開口３３Ａによって均一厚さ領域と厚さが漸減する不均一領域に形成され、均一厚さ領域は単濃度領域２０ａを、不均一領域はグラデーション領域２０ｂを形成する。そこで基板プレート１０上に所定厚さの被膜が形成されると回転軸２５を停止し、金属ターゲット３２ａへのスパッタリングを停止する。
【００４９】
「第２膜層（誘電体膜）成膜」
次に、第２エリア３６ｂにセットされている誘電体ターゲット（Ｓｉ、Ａｌなど）に高周波電圧を印加し、第２エリア３６ｂに動作ガスを導入する。そこで回転ドラム３１の回転方向を反時計方向に逆転させる。すると図４に示すように回転ドラム３１の伝動ピン２８はマスクドラム２６を従動回転させ、このとき回転ドラム３１に装着された基板プレート１０に対してマスク板３４の第２マスク開口３３Ｂが対向する。そこで基板プレート１０には第２マスク開口３３Ｂによって被膜が形成され、この被膜は基板プレート１０の成膜パターンの全域で均一の厚さに成膜される。
【００５０】
この第２エリア３６ｂでの基板プレート１０上に形成された被膜に、第４エリア３６ｄに活性ガス（酸素ガス、窒素ガス、フッ素ガス）を導入して照射する。すると基板上には酸化、窒化或いはフッ化された化合物の被膜が生成される。このような被膜生成と活性化反応を繰り返して基板プレート１０上に所定厚さの誘電体膜層２２を形成する。そして、基板プレート１０上に所定数の金属膜層２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）と誘電体膜層２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）を形成する。
【００５１】
「オーバコート成膜」
上述の膜層形成の後、最後の誘電体膜層２２ｃの上に第３エリア３６ｃのコート層ターゲット３２ｃをスパッタリングする。この場合、回転ドラム３１の回転方向は図３反時計方向に回転する。すると回転ドラム３１に装着した基板プレート１０に対してマスクドラム２６の第２マスク開口３３Ｂが対向する。これによってコーティング層２３が均一厚さに形成される。
【００５２】
［光量調整装置］
本発明に係わる光量調整装置Ｅは図７に示すように、基板４０と、この基板４０に形成された光路開口４１に１枚若しくは複数枚の光量調整羽根４２を開閉自在に配置する。そしてこの光量調整羽根４２で光路開口４１を通過する光量を大小調節する。図示のものは一対の羽根４２ａ、４２ｂで光量調整するように構成され、ぞれぞれの羽根には小絞り状態に光量調整するように狭窄部４２ｘ、４２ｙが形成してある。そして一方の光量調整羽根４２ａには狭窄部４２ｘにフィルタ４３ｆが添着してある。このフィルタ４３ｆは前述した基板プレート１０上に成膜した単濃度領域２０ａとグラデーション領域２０ｂをカットして形成されている。そして光路中心に向かうに従って光の透過率が高くなるように光量調整羽根４２ａに添着されている。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】本発明に係わる光学フィルタの構成を示し、（ａ）は基板上に形成された薄膜層の層構造を示し、（ｂ）はその薄膜層とマスク開口との関係を示す説明図
【図２】本発明に係わる成膜方法の概念説明図であり、（ａ）はターゲットから蒸着成分を飛翔させるモデル図、（ｂ）は要部拡大図。
【図３】本発明に係わる蒸着装置の構造を示す説明図。
【図４】基板上に薄膜層を形成する原理構成の説明図。
【図５】（ａ）は図４の装置に於けるドラムの構成を示す断面図であり、（ｂ）は図４の装置と異なる実施形態を示す。
【図６】マスク開口と基板との関係を示す模式図。
【図７】図１の光学フィルタを用いた撮像光量調整装置の構成を示す斜視説明図。
【符号の説明】
【００５４】
Ｅ        光量調整装置
ｄ        成膜ギャップ
１０      基板プレート（成膜ベース基材）
２０      薄膜層
２０ａ    単濃度領域
２０ｂ    グラデーション領域
２１      光吸収層（金属膜層）（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）
２２      中間層（誘電体膜層）（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）
２３      コーティング層
２５      回転軸
２６      マスク板装着板（マスクドラム）
２７      ベアリング
２８      伝動ピン
２９      カム溝
３０      チャンバ
３１      基板装着体（回転ドラム）
３２      ターゲット
３２ａ    第１のターゲット（金属ターゲット）
３２ｂ    第２のターゲット（誘導体ターゲット）
３２ｃ    第３のターゲット（コート層ターゲット）
３３      マスク開口
３３Ａ    第１マスク開口
３３Ｂ    第２マスク開口
３４      マスク板
３５      スパッタ電極（３５ａ、３５ｂ）
３６ａ    第1エリア
３６ｂ    第２エリア
３６ｃ    第３エリア
３６ｄ    第４エリア
３９      反応性ガス発生室
４０      基板
４１      光路開口
４２      光量調整羽根（４２ａ、４２ｂ）
４３      ＮＤフィルタ（光学フィルタ）
【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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