CN1467514A - 光学部件及其制造方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种光学部件及其制造方法。在由光学元件组成的基板上，平行的多个列的行状地形成交互层叠了具有不同的折射率的两个膜的多层膜，且利用连接用多层膜连接并加强相邻的行状的多层膜之间。由此，对波长400nm～700nm的可见光也可以得到良好的偏振光特性，且即使在纵横尺寸比较高时也可以没有多层膜斜倒地提供可靠性高的光学部件。此外，可以用廉价的制造装置切实地形成微细凹凸形状，并进而构成不使用有机溶剂的制造方法。

Description

光学部件及其制造方法

技术领域

本发明涉及通过在基板的表面设置多层膜从而偏振入射光的偏振光光束分离器或相位板等光学部件，特别涉及具有高纵横尺寸比的多层膜的光学部件及其制造方法。

背景技术

以往，在电子设备等中使用的透镜等光学部件中，利用光干涉形成层叠在光学元件的表面上的薄膜并将其作为防反射膜。此外，利用同样的光干涉形成层叠在由透明光学元件构成的基板的表面上的薄膜从而偏振入射光，形成偏振光光束分离器或相位板。由于这样的干涉膜廉价且再现性良好，故已经被广泛地实用化。

图5所示是以往所使用的干涉膜立方晶类型的偏振光光束分离器。图5中，12a、12b是被加工成了45°的透明体基板，13是低折射率层，14是高折射率层。此外，图中所示的箭头表示光的前进的方向。通常的光具有光的振动方向作为在垂直于纸面方向的振动成分的S偏振光和作为在平行于纸面方向的振动成分的P偏振光。由于偏振光光束分离器透过P偏振光、反射S偏振光，故可以如图所示的那样，将入射光分割成两种成分的光。

但是，且说制造非常地容易且也具有再现性，图5所示的立方晶类型的偏振光光束分离器关于其光学特性却存在着相对于光的入射角度其反射特性或透过特性显著地变化之类的问题。

例如，在液晶投影仪中为了谋求装置的小型化，必须缩短其光路长度。如果使用以往的干涉膜立方晶类型的偏振光光束分离器则可以缩短光路长度。但是，由于入射到偏振光光束分离器的入射角因其位置不同而有很大的不同，故反射特性或透过特性不恒定，结果上在面内不能均匀地利用其分光特性。因而，为了进一步提高电子设备的功能，需要一种不被入射角度左右地、具有良好的光学特性的偏振光光束分离器或相位板等光学部件。

与之相对应，如特开2000-56133号公报所公开的那样，提出了通过反复层叠高折射率层和低折射率层，以小于可见光的波长的间隙周期地形成折曲了的沟形状，利用透明体周期构造的传输特性的各向异性来偏振入射光的偏振光元件。记载了作为高折射率层使用Si、GaAs、TiO2、TaO2，作为低折射率层使用了SiO2的做法。此外，作为实施例，记载了做成高折射率层和低折射率层的周期的厚度为0.32μm，沟的间隙为0.4μm，沟的深度为0.2μm的做法。

上述的特开2000-56133号公报中记载的构成作为偏振光光束分离器，如果是波长为1μm的光的话，其可以作为偏振光元件而有效地工作。但是，在所要偏振的入射光是波长为400nm～700nm的可见光时则难以使用。即，作为高折射率层的Si、GaAs对可见光的透过率低。为此，要在液晶投影仪等必须透过可见光区域的光学部件中使用该偏振光光束分离器是困难的。此外，由于作为高折射率层的TiO2、TaO2与作为低折射率层的SiO2的折射率之差过小，故也不能得到足够的偏振光特性。

在OPTICS LETTERS(Rong-Chung等Vol.21，No.10，p761，1996年)中，记载了图6所示那样的、在透明基板上行状地并列了多个电介质多层膜的偏振光光束分离器。图6中，21是光束分离器或偏振光板等光学部件。22是作为光学元件的透明基板，23是低折射率层，24是高折射率层。在透明基板22的表面交互地层叠低折射率层23和高折射率层24形成了HL交互层25。26a、26b、26c、26d是行状地形成的电介质多层膜。众所周知，形成该周期性凹凸的行状的电介质多层膜26a、26b、26c、26d具有衍射光栅的功能，作为偏振入射光的光学部件具有优异的特性。即，即使是入射光为400nm～700nm的可见光的场合，通过使各行状的电介质多层膜的线宽至少窄于可见光的波长，且最好为小于0.1μm的宽度，从而可以得到在原理上良好的偏振光特性。此外，作为其制造方法，通过应用超LSI等制版技术，可以使用电介质多层膜制造出周期性凹凸。作为具体的制版技术，众所周知的有使用了氟酸等蚀刻剂的湿蚀刻、或者电抗性离子蚀刻等的干蚀刻。

但是，在制造使用了前述的图6所示的行状的电介质多层膜的偏振光光束分离器时，是在蚀刻工序或清洗工序进行湿处理。此外，在进行了该湿处理后，必须需要干燥工序。因此，在各工序中流入凹部的处理液因毛细管力而扩张凸部，对作为凸部的电介质多层膜施加应力，使电介质多层膜产生倾斜。与利用行状的电介质多层膜形成的凹凸的凹部的深度相比，在作为凸部的电介质多层膜的厚度较厚时，即凹凸的纵横尺寸比较高时该倾向变大。特别是在纵横尺寸比超过4时该倾向变得尤为显著。

作为回避该问题的制造方法，在特开2001-165568号公报中公开了使用了超临界的干燥方法。根据该方法，在将处理图案浸渍在作为无极性溶剂的标准己烷中并取代后，与液体二氧化碳一起封入反应室，将标准己烷用液化二氧化碳来取代从而进行干燥。该方法虽然是用于防止图案的缺陷的有效的方法，但反应室的内压必须达到7.5Mpa，需要高压容器。此外，由于作为无极性溶剂需要有机溶剂，故对环境也没有好处。

发明内容

本发明的目的是提供对波长400nm～700nm的可见光也可以获得良好的偏振光特性的光学部件。且还以即使形成在光学元件的表面的微细凹凸形状的电介质多层膜的纵横尺寸比较高时也可以在其制造工序或实用过程中稳定确保其形状为目的。此外，用廉价的制造装置切实地形成其微细凹凸形状以及不使用有机溶剂的制造方法也是本发明的目的之一。

本发明为达成该目的，提出了在平行数列的行状地形成了在由光学元件构成的基板上交互地层叠了具有不同的折射率的两个膜的多层膜的光学部件中，该平行数列的多层膜具有较可见光的波长更窄的宽度并以较见光的波长更窄的间隔形成了该多层膜，位于相邻位置的行状的多层膜在至少一处位置通过具有与该多层膜同样的层构成的连接用多层膜进行了连结的光学部件。

此外，本发明还提出了上述连接用多层膜的宽度窄于可见光的波长的光学部件。

本发明还提出了位于上述相邻位置的行状的多层膜在至少超过两处的位置上通过上述连接用多层膜进行了连结，且该相邻的连接用多层膜的间隔为可见光的波长5倍以上的光学部件。

本发明还提出了上述行状的多层膜的纵横尺寸比是4以上的光学部件。

本发明还提出了在由光学元件构成的基板上形成了交互地层叠了具有不同的折射率的两个膜的多层膜的光学部件中，该多层膜相对于该基板形成了由形成有该多层膜的位置和没有形成该多层膜的位置构成的井字形花纹形状，该井字形花纹形状的多层膜其一方的平行地配置的多层膜具有较可见光的波长更窄的宽度，并以较可见光的波长更窄的间隔相邻形成了的光学部件。

本发明还提出了上述井字形花纹形状的多层膜中，另一方的平行地配置的多层膜具有较可见光的波长更窄的宽度，并以可见光的波长5倍以上的间隔相邻形成了的光学部件。

本发明还提出了上述井字形花纹形状的多层膜的纵横尺寸比是4以上的光学部件。

再有，本发明提出了在由光学元件构成的基板上交互地层叠具有不同的折射率的两个膜形成多层膜，在该多层膜上形成中间层，在该中间层上形成抗光蚀刻层，并井字形花纹形状地制版该抗光蚀刻层，将该抗光蚀刻层作为掩模蚀刻该中间层，以该中间层作为掩模蚀刻该多层膜，通过在剥离了该中间层后进行清洗，获得在基板上形成了井字形花纹形状的多层膜的光学部件的光学部件制造方法。

本发明还提出了上述井字形花纹形状的、其一方的平行地配置的部分的宽度为具有较可见光的波长更窄的宽度，且以较可见光的波长更窄的间隔相邻形成了光学部件的光学部件制造方法。

本发明还提出了上述井字形花纹形状的、另一方的平行地配置的部分的宽度为较可见光的波长更窄的宽度，且间隔为可见光的波长5倍以上的间隔相邻形成了的光学部件的光学部件制造方法。

本发明还提出了上述井字形花纹形状的多层膜的纵横尺寸比是4以上的光学部件的制造方法。

通过本发明的附图以及关联图将进一步明确本发明的上述目的以及其他的目的。

附图说明

图1是第1实施形态的偏振光光束分离器的斜视图；

图2A、2B、2C、2D、2E、2F、2G和2H所示是第1实施形态中的偏振光光束分离器的制造过程的断面图；

图3所示是实施例1的光学部件的分光特性曲线；

图4所示是比较例1的光学部件的分光特性曲线；

图5所示是以往的干涉膜立方晶类型的偏振光光束分离器的断面图；

图6所示是以往的偏振光光束分离器的断面图；

图7所示是说明以往的偏振光光束分离器的问题的断面图。

具体实施方式

图1是给出了本发明的第1实施形态的作为光学部件的偏振光光束分离器的斜视图。图1中，1是偏振光光束分离器。2是作为光学元件的透明基板，3是低折射率层，4是高折射率层。在透明基板2的表面交互地层叠低折射率层3和高折射率层4形成HL交互层5。作为透明基板2，可以使用石英、光学玻璃、丙稀等透明塑料材料等在可见光区域透明的材料。作为低折射率层3可以使用SiO2、MgF2、Na2AlF6、或者它们的混合组成物等，作为高折射率层4，可以使用ZrO2、TiO2、Ta2O5、CeO2或者它们的混合组成物等。

低折射率层3的膜厚以及高折射率层4的膜厚为波长λ的1/4以下，并设定在大约从70nm到170nm的程度，由此，偏振光光束分离器1将体现偏振光功能。6a、6b、6c、6d是行状地形成的多层膜。7a、7b是连接行状的多层膜6a和6b地被配置且大致与行状的多层膜6a和6b垂直地形成的连接用多层膜。同样地，7c、7d是连接行状的多层膜6b和6c，7e、7f是连接行状的多层膜6c和6d的连接用多层膜。因而，利用行状的多层膜6a、6b、6c、6d和连接用多层膜7a、7b、7c、7d、7e、7f构成了井字形花纹形状的多层膜。

行状的多层膜6a、6b、6c、6d的宽度L设定为窄于可见光的波长400nm～700nm。进而，为了提高分光特性的入射角依存性，最好设置在100nm以下。此外，相邻的行状的多层膜6a和6b、6b和6c、6c和6d的间隔S也同样地设定为窄于可见光的波长400nm～700nm。进而，为了提高分光特性的入射角依存性，最好设置在100nm以下。

这些值是使用严密结合解析(RCWA)的数值解析程序并研究了构造部和空气间隙的折射率调制量的最佳化、依存于波长的周期与膜厚的基础上谋求了高性能化的结果。

此外，连接用多层膜7a、7b、7c、7d、7e、7f的宽度P设定为窄于可见光的波长400nm～700nm。这是因为在宽度P大于可见光的波长时该连接用多层膜构成对可见光的不连续的部分，并以此为起点产生特性不良而不能得到均匀的光学特性。另外，为了提高分光特性的入射角依存性，最好设置在100nm以下。再有，连接用多层膜7a和7b、7c和7d、7e和7f的间隔按可见光波长400nm～700nm的5倍以上的间距构成。由于由此可以得到对自然光的过干涉距离以上的间隙，故可以认为能够减小对光学部件的光学特性的影响。这里，连接用多层膜7a、7b、7c、7d、7e、7f的形状可以是梁形、圆柱形、多角形等，在形状上没有特别规定。

这里，上述的多层膜并非一定要做成井字形花纹形状，连接用多层膜7a、7b、7c、7d、7e、7f的形状也可以是梁形、圆柱形、多角形等形状。此外，在行状的多层膜6a、6b、6c、6d的各个之间，也可以相互不同地形成连接用多层膜7a、7b、7c、7d、7e、7f。另外，在行状的多层膜6a、6b、6c、6d的各个之间，并非一定用两个连接用多层膜进行连接，即使是3个以上也可以。再有，只要可以得到预定的强度，也可以只用一个连接用多层膜。

下面，说明前述的偏振光光束分离器的制造方法。本实施形态中的偏振光光束分离器可以应用作为超LSI等制版技术的光蚀刻制版法。光蚀刻制版法是经过对处理基板进行抗光蚀刻涂布、曝光、显像、蚀刻、剥离工序来获得任意的图案形状的方法。图2A～2H是说明偏振光光束分离器的制造方法的断面图。

首先，如图2A所示的那样，利用蒸敷法、溅射法、ECR法、CVD法等通常的薄膜制造技术交互地在透明基板2的上面层叠低折射率层3以及高折射率层4，形成6层到8层的HL交互膜5。此时的低折射率层3以及高折射率层4的膜厚可以对应于偏振光光束分离器所要求的功能而预先进行设计。一般地，作为低折射率层3可以使用SiO2，作为高折射率层4可以使用TiO2。

然后，如图2B所示的那样，在HL交互膜5上通过溅射法形成中间层8。中间层8在后述的蚀刻工序中具有作为掩模的功能。中间层8的材料只要是在后述的蚀刻工序中对蚀刻的反应性低、而在后述的剥离工序可以相对于光学部件构造体选择性地去除的材料即可。一般地，在行状的多层膜6a、6b、6c、6d以及连接用多层膜7a、7b、7c、7d、7e、7f是用SiO2、MgF2、Na2AlF6或者它们的混合组成物形成了低折射率层3、用ZrO2、TiO2、Ta2O5、CeO2或者它们的混合组成物形成了高折射率层4的电介质时，作为中间层8的材料可以使用Cr、Ni、Ti、Al、Cu等金属材料。这里，中间层8的膜厚只要是在蚀刻下部电介质层的工序中可以作为有效掩模层的厚度即可。一般地，可以形成数十nm～数百nm的程度。

接着，如图2C所示的那样，在中间层8上通过旋转镀膜法形成抗光蚀刻膜9。一般地，抗光蚀刻膜形成的越薄，越可以更简单地形成微细图案。为了如本实施形态这样形成1μm以下的微细的图案，采用尽可能薄地形成抗光蚀刻膜的做法是有利的，可以要求以300nm以下的厚度进行形成。此外，在抗光蚀刻膜9的类型上，有正型、负型、化学放大型等，但只要是可以得到所设计的构造的类型即可，并没有特别的限定。另外，抗光蚀刻膜9的材料最好选择对曝光装置的光源的主波长具有良好的曝光灵敏度的材料。

而后，如图2D所示的那样，使用掩模10中介于缩小光学系统11在预定的图案上曝光在图2C中形成的抗光蚀刻膜9。在如本实施形态这样制版低于可见光的波长的形状时，作为曝光机使用利用了相位掩模的受激准分子光源光刻机等。在使用了受激准分子光源光刻机时，可以形成0.1μm左右的图案。此外，如果作为曝光机使用EB描绘装置，则还可以形成更细的0.05μm左右的图案。此外，在考虑批量生产时，使用干涉曝光法会更有效。如果作为干涉曝光法的光源使用ArF受激准分子激光器则还可以得到0.05μm左右的图案。

下面，如图2E所示的那样，在进行了PEB(Post exposurebake)后，通过利用碱水溶液来显像在图2D中已曝光了的图案，从而形成预定的图案。

然后，如图2F所示的那样，将抗光蚀刻膜9作为掩模，通过蚀刻中间层8从而进行制版。蚀刻液体可以使用对中间层具有易溶性但对抗光蚀刻剂显现出难溶性的蚀刻剂。此外，也可以在此进行干蚀刻。

而后，如图2G所示的那样，将HL交互膜7蚀刻成在图2F中制版出来的中间层8的形状。在蚀刻中，使用干蚀刻、湿蚀刻哪一种均可。

在湿蚀刻时，浸渍在对作为非蚀刻材料的HL交互膜7有溶解性、对作为掩模材料的中间层8有非溶解性或者难溶性的蚀刻液体中形成图案。但是，由于同时也进行图案的侧蚀刻，故在形成高纵横尺寸比的形状时，需要预先充分考虑设计形状。此外，干蚀刻对进行图案的细线化的情况特别有效。

在干蚀刻时，可以使用RIE(Reactive Ion-beam Etching：反应性离子束蚀刻)。此外，也可以使用将氟系列气体作为蚀刻气体使用的ICP(Inductively Coupled Plasma)RIE。通过形成高密度的等离子环境，可以以1～10μm/min这样的高速度进行蚀刻。此外，在用金属形成了中间层时，相对于金属材料，选择比在氧化膜高达200∶1，在抗光蚀刻剂高达100∶1。因而，最适合于形成纵横尺寸比为30左右的高纵横尺寸比的形状的情况。

最后，如图2H所示的那样，剥离抗光蚀刻层以及中间层。在剥离中可以使用干和湿两种方法，可以对应于进行剥离的材料和被制版了的HL交互膜7的蚀刻的选择比而进行种种选择。具体言之，可以使用市场上销售的抗光蚀刻剥离液或利用氧的等离子抛光等。此外，中间层的剥离可以使用前述的蚀刻剂。最后对应于需要清洗经过以上工序形成的部件，得到偏振光光束分离器1。

这里，在本实施形态中，虽然在图2B中形成了中间层8，但并非一定需要中间层8。也可以不形成中间层8地直接在HL交互膜7上形成抗光蚀刻膜9，并在进行了制版后进行蚀刻。但是，在不形成中间层8时，必须在蚀刻工序中利用抗光蚀刻膜9保护位于抗光蚀刻膜的下层的HL交互膜7。为此，需要抗光蚀刻膜9具有某种程度的厚度。但是，在如前述的那样形成微细的图案时，要求尽可能薄地形成抗光蚀刻膜9。因而，在上述的HL交互膜7上一度形成了中间层8后进行制版并进行蚀刻的方法更为合适。

下面，说明本实施形态的具体的实施例。

(实施例1)

我们制造了图1所示的偏振光光束分离器1，并通过实验验证了其特性。所制造的偏振光光束分离器1是在由纵30mm、横30mm、厚1mm的石英构成的透明基板2上交互地层叠了由TiO两个成的高折射率膜2和由SiO两个成的低折射率膜3。此时的膜厚是TiO2为68nm，SiO2为118nm。这是配合45°光线入射角度并可以使偏振光光束分离器充分地满足功能所设计的值。此外，行状的多层膜6a、6b、6c、6d的宽度L为100nm，相邻的行状的多层膜6a和6b、6b和6c、6c和6d的间隔S为100nm。此外，取连接用多层膜7a、7b、7c、7d、7e、7f的宽度P为100nm，连接用多层膜7a和7b、7c和7d、7e和7f的间隔W为2μm。

偏振光光束分离器1的制造方法首先在由实施了清洗的石英组成的透明基板1上使用真空蒸敷法通过蒸敷交互地层叠作为高折射率层的TiO2层和作为低折射率层的SiO2层，形成了HL交互层5。此时，使基板温度成为250℃、真空度成为0.02Pa那样地导入氧，并且蒸发源加热是利用了电子束加热，从而进行了成膜。此外，膜厚的控制是用利用单色滤光片的干涉控制法来进行。(图2A)

然后，在蚀刻工序中，以同样的方式蒸敷了由作为掩模的金属铬组成的中间层8并使之达到250nm的厚度。此时的真空度是0.001Pa，膜厚控制方法是利用水晶振子法进行的。(图2B)

接着，在实施了清洗以及UV/O3处理后，在中间层8上旋转镀膜抗光蚀刻剂形成了抗光蚀刻层9。抗光蚀刻剂使用了JSR公司制造的正型化学放大抗光蚀刻剂KRF M20G。此外，抗光蚀刻层的膜厚取为100nm。(图2C)

而后，在110℃下实施了180秒钟的预焙后，使用以KrF受激准分子激光器为光源的缩小光学系统光刻机(NA＝0.6)进行了曝光。掩膜使用罗宾逊型相位移动掩膜，图案形状对应了前述的行状的多层膜6a、6b、6c、6d以及连接用多层膜7a、7b、7c、7d、7e、7f的形状。曝光量为34mJ/cm2。(图2D)

曝光后，在120℃下进行120秒钟的PEB，使用1.18％TMAH(四甲基氨氢氧化物)进行了30秒钟的搅拌显像。进而，迅速地实施水洗并在100℃的加热板上干燥了2分钟。(图2E)

继续，将抗光蚀刻层9作为掩模，湿制版了作为中间层8的铬层。蚀刻溶液使用了在0.5Vol％的浓硝酸水溶液中溶解了15wt％的硝酸第2铈铵(Ce(NH4)2(NO3)6)的溶液。在本溶液中，进行了2分钟的搅拌蚀刻，并迅速地实施水洗以及在100℃的加热板上干燥了2分钟。(图2F)

此后，装配在RIE(reactive ion-beam etching)装置上，将中间层8作为掩模，蚀刻HL交互层5。作为蚀刻气体，使用了CF4和H2的混合气体。进而，将氧气作为蚀刻气体剥离了表面的抗光蚀刻层9。(图2G)

最后，将之浸渍在上述铬的蚀刻溶液中，在溶解并剥离了作为掩模使用了的由金属铬组成的中间层8后，通过实施喷淋水洗并在100℃的加热板上干燥2分钟，得到了在透明基板的表面形成了具有高纵横尺寸比的行状的多层膜和连接用多层膜的光束分离器1。(图2H)

我们利用分光光度计(日立公司生产的U4000自记录分光光度计)测量了此时的光束分离器1的分光反射率，其结果示于图3中。此时配置的偏振光光束分离器使测量光的S偏振光成分反射、P偏振光成分透射。图3中，横轴表示光的波长，纵轴表示此时的反射率。图中具有平均80％以上的反射率的特性是S偏振光成分，10％以下的部分是P偏振光成分。此外，粗实线表示45°入射角时的反射率特性，虚线表示40°时的反射率特性，用○给出的实线表示50°时的反射率特性。

(比较例1)

此外，为了进行比较，我们用与实施例1同样的多层膜形成了图6所示的干涉膜立方晶类型偏振光光束分离器，并利用分光光度计(日立公司生产的U4000自记录分光光度计)测量了其分光反射率。结果示于图4。此时的光学玻璃材料使用了玻璃S-LAM60(n＝1.74)(大原股份有限公司制造)。图4中，横轴表示光的波长，纵轴表示此时的反射率。图中具有平均80％以上的反射率的特性是S偏振光成分，60％以下的部分是P偏振光成分。此外，粗实线表示45°入射角时的反射率特性，虚线表示40°时的反射率特性，用○给出的实线表示50°时的反射率特性。

我们比较实施例1和比较例1的测量结果。为了提高偏振光光束分离器的功能，各个偏振光成分的分光特性为对反射光需要80％以上的反射率，对透过光需要20％以下的反射率。如由图3可知的那样，实施例1的偏振光光束分离器在作为可见光的波长区域的400nm～700nm具有非常良好的分光特性。与之相反，图4给出的比较例1的偏振光光束分离器则不能说在45°入射角的从400nm到450nm的S偏振光成分、45°入射角的从450nm到500nm的S偏振光成分反射率特性以及40°入射角的550nm到650nm的P偏振光成分、50°入射角的从400nm到500nm的P偏振光成分充分地满足了分光特性。特别可知，相对于比较例1，实施例1的分光特性较大地提高了变化了入射角度时的P偏振光的特性。

此外，实施例1的偏振光光束分离器的分光特性的测量是在偏振光光束分离器1的整个面上都进行了同样的测量。它们全部都是与图3所示的分光特性大致同样的良好的测量结果。

(比较例2)

而后，作为比较例2，我们采用与实施例1同样的做法制造了具有图6所示的行状的电介质多层膜26a、26b、26c、26d、且在它们之间没有连接用多层膜的偏振光光束分离器。

在此得到的偏振光光束分离器在目视阶段便可以确认基板周边部产生发白的渐晕，作为光学部件明显是不合格的产品。为了更为详细地进行探讨，我们用SEM观察了发白的渐晕。其结果是，在发白的渐晕部分行状的电介质多层膜如图7所示那样地产生了倾斜。因此，与相邻的行状的电介质多层膜的间隔在某些位置变得非常狭窄，甚至有没有了接触间隔的部位。此外，在某些位置间隔又变得非常宽，有些位置甚至宽到了大致2倍。我们预先设计了行状的电介质多层膜的间隔，以使其能充分地发挥偏振光光束分离器的偏振光特性。特别地，如果间隔变宽，则设计中心波长将向长波长一侧偏移，显著地损害了偏振光光束分离器的偏振光特性。因而，比较例2的偏振光光束分离器的偏振光特性明显地不是充分满足功能的偏振光特性。

如以上所说明过的那样，在本发明中，特征是使与相邻的行状的多层膜的间隔小于可见光的波长地形成宽度窄于可见光的波长的行状的多层膜，并通过连接用多层膜连接并加强相邻的行状的多层膜之间。由此，即使在透明基板上的、利用多层膜形成的凸部和没有形成多层膜的凹部之间的纵横尺寸比高的情况下，也可以没有多层膜斜倒地提供高可靠性的光学部件。该构成在纵横尺寸比为4倍以上时特别有效。

本发明是对波长400nm～700nm的可见光也可以得到良好的偏振光特性的光学部件，且在形成在光学元件的表面的微细凹凸形状的电介质多层膜的纵横尺寸比较高时也可以在其制造工序或实用过程中稳定确保其形状。此外，可以用非常廉价的制造装置切实地形成其微细凹凸形状，且因为不使用有机溶剂，在环保方面也有益处。

Claims (11)

1.一种光学部件，其特征在于：具有基板；以及交互地层叠了形成在该基板上的、具有不同的折射率的两个膜的多层膜，且

平行的多个列的行状地形成该多层膜，

该多层膜具有较可见光的波长更窄的宽度，

并以较见光的波长更窄的间隔形成该多层膜，

对位于相邻位置的多层膜在至少一处位置上利用具有与该多层膜同样的层构成的连接用多层膜来进行了连结。

2.根据权利要求1所述的光学部件，其特征在于：

上述连接用多层膜的宽度窄于可见光的波长。

3.根据权利要求2所述的光学部件，其特征在于：

对位于上述相邻位置的行状的多层膜在至少超过两处的位置上利用上述连接用多层膜来进行了连结，且该相邻的连接用多层膜的间隔为可见光波长的5倍以上。

4.根据权利要求2所述的光学部件，其特征在于：

上述行状的多层膜的纵横尺寸比是4以上。

5.一种光学部件，其特征在于：具有基板；以及交互地层叠了形成在该基板上的、具有不同的折射率的两个膜的多层膜，且

井字形花纹形状地形成该多层膜，

该多层膜相对于基板具有形成了该多层膜的位置和没有形成该多层膜的位置，

具有较可见光的波长更窄的宽度地、并以较可见光的波长更窄的间隔相邻地形成了该多层膜的一方的平行地配置了的部分。

6.根据权利要求5所述的光学部件，其特征在于：

具有较可见光的波长更窄的宽度地、并以可见光的波长5倍以上的间隔相邻地形成了在上述井字形花纹形状的多层膜中另一方的平行地配置了的多层膜。

7.根据权利要求6所述的光学部件，其特征在于：

上述井字形花纹形状的多层膜的纵横尺寸比是4以上。

8.一种光学部件的制造方法，该光学部件在由光学元件组成的基板上形成了多层膜，其特征在于具有以下工序：

在该基板上交互地层叠了具有不同的折射率的两个膜从而形成多层膜的工序；

在该多层膜上形成中间层的工序；

在该中间层上形成抗光蚀刻层的工序；

井字形花纹形状地制版该成抗光蚀刻层的工序；

将该抗光蚀刻层作为掩模蚀刻该中间层的工序；

以该中间层作为掩模蚀刻该多层膜的工序；

在剥离了该中间层后进行清洗，在基板上形成井字形花纹形状的多层膜的工序。

9.根据权利要求8所述的光学部件的制造方法，其特征在于：

上述井字形花纹形状的一方的平行地配置了的部分的宽度为较可见光的波长更窄的宽度，且以较可见光的波长更窄的间隔相邻着。

10.根据权利要求9所述的光学部件的制造方法，其特征在于：

上述井字形花纹形状的另一方的平行地配置了的部分的宽度为较可见光的波长更窄的宽度，且以间隔为可见光波长的5倍以上的间隔相邻着。

11.根据权利要求10所述的光学部件的制造方法，其特征在于：

上述井字形花纹形状的多层膜的纵横尺寸比为4以上。

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