JP2003155556A - ウエッジ形状膜の製造法 - Google Patents
ウエッジ形状膜の製造法Info
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- JP2003155556A JP2003155556A JP2001351602A JP2001351602A JP2003155556A JP 2003155556 A JP2003155556 A JP 2003155556A JP 2001351602 A JP2001351602 A JP 2001351602A JP 2001351602 A JP2001351602 A JP 2001351602A JP 2003155556 A JP2003155556 A JP 2003155556A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 成膜基板を傾ける等せず、膜質や膜強度等に
とって最適な条件下で成膜出来つつ、任意の膜厚不均質
を可能としたウエッジ膜を実現することにある。 【解決手段】 その構成としては、カルーセルタイプ等
のスパッタ装置上あるいは真空蒸着による真空蒸着成膜
上に於いて、成膜基板を通常成膜時と同様にターゲット
面に対して水平（正面）位置に設置することによって、
膜厚補正機構を用いて複数個のウエッジ膜を加工可能と
する。
とって最適な条件下で成膜出来つつ、任意の膜厚不均質
を可能としたウエッジ膜を実現することにある。 【解決手段】 その構成としては、カルーセルタイプ等
のスパッタ装置上あるいは真空蒸着による真空蒸着成膜
上に於いて、成膜基板を通常成膜時と同様にターゲット
面に対して水平（正面）位置に設置することによって、
膜厚補正機構を用いて複数個のウエッジ膜を加工可能と
する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】レンズやプリズム等の光学部
品を組み合わせたユニットを組み込んだ市販製品は、様
々な分野で使用されているが、それら光学ユニットの光
学性能を比べる一つの指標として、広範囲に渡る出力像
や光学特性の均一化があげられる。これを突き詰めて見
ていくと、その出力である像の中心付近と周辺部のぼや
けの違いが大きくその光学ユニットの性能へと効いてい
ることになる。このぼやけの発生はレンズ系等を通って
きた光が、特に周辺部に於いてその光線が角度を持って
きてしまい、その分、入射角度がゼロ付近の光線に対し
て位相的に遅れを生じてしまうことから起こる。この位
相のズレによる像やその他の光学特性への悪影響を無く
すためには、通常の波長や位相、透過・反射率をコント
ロールする目的の薄膜を成膜するだけでは対応がとれ
ず、さらに、その薄膜を加工する際に、膜厚をその基板
の位置によって故意に変えたウエッジ形状膜という薄膜
をプリズム等の平面基板に施す技術が用いられている。
このウエッジ形状膜は平面基板等の成膜面上に膜厚的に
傾斜あるいは不均質な薄膜を成膜し、その膜厚の違いを
入射角度の違った光の位相のズレに当てはめてコントロ
ールすることにより、そのウエッジ膜を施した基板を通
過した光は広範囲の光束上の光の位相を揃える効果を持
つことになる。
品を組み合わせたユニットを組み込んだ市販製品は、様
々な分野で使用されているが、それら光学ユニットの光
学性能を比べる一つの指標として、広範囲に渡る出力像
や光学特性の均一化があげられる。これを突き詰めて見
ていくと、その出力である像の中心付近と周辺部のぼや
けの違いが大きくその光学ユニットの性能へと効いてい
ることになる。このぼやけの発生はレンズ系等を通って
きた光が、特に周辺部に於いてその光線が角度を持って
きてしまい、その分、入射角度がゼロ付近の光線に対し
て位相的に遅れを生じてしまうことから起こる。この位
相のズレによる像やその他の光学特性への悪影響を無く
すためには、通常の波長や位相、透過・反射率をコント
ロールする目的の薄膜を成膜するだけでは対応がとれ
ず、さらに、その薄膜を加工する際に、膜厚をその基板
の位置によって故意に変えたウエッジ形状膜という薄膜
をプリズム等の平面基板に施す技術が用いられている。
このウエッジ形状膜は平面基板等の成膜面上に膜厚的に
傾斜あるいは不均質な薄膜を成膜し、その膜厚の違いを
入射角度の違った光の位相のズレに当てはめてコントロ
ールすることにより、そのウエッジ膜を施した基板を通
過した光は広範囲の光束上の光の位相を揃える効果を持
つことになる。
【０００２】
【従来の技術】これらウエッジ膜を製造する従来の加工
方法は、真空蒸着法にしろ、スパッタリング法にしろ、
成膜基板上膜厚が均一に成膜加工される様整えてある条
件下の成膜環境で、その膜厚を不均質にしたい度合い分
だけ基板を傾けて成膜する事により、傾けた斜面の上方
と下方の膜厚に差が出来てウエッジ形状とするといった
成膜加工法が一般的であった。
方法は、真空蒸着法にしろ、スパッタリング法にしろ、
成膜基板上膜厚が均一に成膜加工される様整えてある条
件下の成膜環境で、その膜厚を不均質にしたい度合い分
だけ基板を傾けて成膜する事により、傾けた斜面の上方
と下方の膜厚に差が出来てウエッジ形状とするといった
成膜加工法が一般的であった。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかし、本来、真空蒸
着法では薬品の蒸発源に対して、またスパッタリング法
ではターゲット面に対して成膜基板を水平（正面）に設
置し成膜する事により膜質や膜強度等にとって、もっと
も良い条件で薄膜が形成されるのであるにもかかわら
ず、前記、成膜基板を傾けるそのウエッジ成膜方法で
は、蒸発や飛び出してきた蒸着物質が成膜基板に対して
角度を持って突入してくる為、その膜質や膜強度等にと
って悪条件で成膜されることになる。この場合の膜強度
とは基板に対する薄膜の密着性等であり、膜質とは屈折
率一応性や経時変化性、表面粗さ、内部構造、内部応力
等のことである。
着法では薬品の蒸発源に対して、またスパッタリング法
ではターゲット面に対して成膜基板を水平（正面）に設
置し成膜する事により膜質や膜強度等にとって、もっと
も良い条件で薄膜が形成されるのであるにもかかわら
ず、前記、成膜基板を傾けるそのウエッジ成膜方法で
は、蒸発や飛び出してきた蒸着物質が成膜基板に対して
角度を持って突入してくる為、その膜質や膜強度等にと
って悪条件で成膜されることになる。この場合の膜強度
とは基板に対する薄膜の密着性等であり、膜質とは屈折
率一応性や経時変化性、表面粗さ、内部構造、内部応力
等のことである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明の目的は、前記の
ように成膜基板を傾けることなく、膜質や膜強度等にと
って最適な条件下で成膜しつつ、任意の膜厚不均質化を
可能にしたウエッジ膜を実現することにあって、その手
段としては、成膜基板面を通常成膜時と同様にターゲッ
ト面、もしくは蒸発源に対して水平（正面）位置にセッ
ティングしたままにおいて、膜厚補正機構を用いること
によって、複数個のウエッジ形状膜の加工を可能にす
る。
ように成膜基板を傾けることなく、膜質や膜強度等にと
って最適な条件下で成膜しつつ、任意の膜厚不均質化を
可能にしたウエッジ膜を実現することにあって、その手
段としては、成膜基板面を通常成膜時と同様にターゲッ
ト面、もしくは蒸発源に対して水平（正面）位置にセッ
ティングしたままにおいて、膜厚補正機構を用いること
によって、複数個のウエッジ形状膜の加工を可能にす
る。
【０００５】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図１を使っ
て説明する。図１の１０１はスパッタリングターゲット
で、１０２は膜厚補正機構で、１０３はカルーセルタイ
プの基板ホルダーユニットで、１０４は成膜面をターゲ
ットに向けて設置している基板である。通常この様な配
置で成膜されるスパッタリングでは、成膜基板１０４は
膜厚補正機構１０２を用いる等して、成膜基板面全体に
均一な膜厚が成膜される様に加工されるが、本発明の場
合、膜厚補正機構１０２を用い、逆に各成膜基板上でウ
エッジ状の任意の膜厚不均質膜が成膜形成されるように
する。また、図１はスパッタリング成膜装置を用いての
説明であるが、真空蒸着装置の場合（図示無し）は、そ
の膜厚補正機構が、成膜基板がセッティングされている
ドーム型のホルダーユニットと、電子銃や抵抗加熱方式
で成膜薬品を溶解して蒸発させる機構の蒸発源との間に
あって、同様の作用をする。
て説明する。図１の１０１はスパッタリングターゲット
で、１０２は膜厚補正機構で、１０３はカルーセルタイ
プの基板ホルダーユニットで、１０４は成膜面をターゲ
ットに向けて設置している基板である。通常この様な配
置で成膜されるスパッタリングでは、成膜基板１０４は
膜厚補正機構１０２を用いる等して、成膜基板面全体に
均一な膜厚が成膜される様に加工されるが、本発明の場
合、膜厚補正機構１０２を用い、逆に各成膜基板上でウ
エッジ状の任意の膜厚不均質膜が成膜形成されるように
する。また、図１はスパッタリング成膜装置を用いての
説明であるが、真空蒸着装置の場合（図示無し）は、そ
の膜厚補正機構が、成膜基板がセッティングされている
ドーム型のホルダーユニットと、電子銃や抵抗加熱方式
で成膜薬品を溶解して蒸発させる機構の蒸発源との間に
あって、同様の作用をする。
【０００６】（実施形態１）図２に本発明の実施形態１
の構成を示す。図２の２０１はスパッタリングターゲッ
トで、２０２は膜厚補正機構で、２０３はカルーセルタ
イプの基板ホルダーユニットで、２０４は成膜面をター
ゲットに向けて設置している基板である。本実施形態で
は、膜厚補正機構２０２を（出願ＮＯ．２０−２５４０
８５出願者高橋の）太さや配置間隔を変えた棒状の機構
を用いて、カルーセルユニット上の成膜基板の縦方向に
不均質な膜厚が形成されるように配列したものである。
その際にダイクロイック膜を成膜した結果を分光特性図
３に示す。成膜基板上の縦方向位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ
５カ所の特性を同一グラフ上に表したが、その特性から
膜厚が徐々に不均質になっていることが解る。
の構成を示す。図２の２０１はスパッタリングターゲッ
トで、２０２は膜厚補正機構で、２０３はカルーセルタ
イプの基板ホルダーユニットで、２０４は成膜面をター
ゲットに向けて設置している基板である。本実施形態で
は、膜厚補正機構２０２を（出願ＮＯ．２０−２５４０
８５出願者高橋の）太さや配置間隔を変えた棒状の機構
を用いて、カルーセルユニット上の成膜基板の縦方向に
不均質な膜厚が形成されるように配列したものである。
その際にダイクロイック膜を成膜した結果を分光特性図
３に示す。成膜基板上の縦方向位置Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ
５カ所の特性を同一グラフ上に表したが、その特性から
膜厚が徐々に不均質になっていることが解る。
【０００７】（実施形態２）図４に本発明の実施形態２
の構成を示す。図４の４０１はスパッタリングターゲッ
トで、４０２は膜厚補正機構で、４０３はカルーセルタ
イプの基板ホルダーユニットで、４０４は成膜面をター
ゲットに向けて設置している基板であって、本実施形態
では、膜厚補正機構４０２をマスク形状の金属板とし
て、カルーセルユニット上の成膜基板の縦方向に不均質
な膜厚が形成されるように設置したものである。その際
も実施形態１同様に分光特性図３の様なダイクロイック
膜特性を得ることが出来る。
の構成を示す。図４の４０１はスパッタリングターゲッ
トで、４０２は膜厚補正機構で、４０３はカルーセルタ
イプの基板ホルダーユニットで、４０４は成膜面をター
ゲットに向けて設置している基板であって、本実施形態
では、膜厚補正機構４０２をマスク形状の金属板とし
て、カルーセルユニット上の成膜基板の縦方向に不均質
な膜厚が形成されるように設置したものである。その際
も実施形態１同様に分光特性図３の様なダイクロイック
膜特性を得ることが出来る。
【０００８】（実施形態３）図５に本発明の実施形態２
の構成を示す。図５の５０１は真空蒸着器のチャンバー
断面で、５０２はホルダー上に水平にセットされた成膜
基板で、５０３は成膜基板をセットして成膜中回転する
ドーム型基板ホルダーで、５０４はマスク形状型膜厚補
正機構で、５０５は電子銃や抵抗加熱方式の蒸発源で、
５０６は蒸発源から蒸発した分子塊等の蒸着物質の飛来
する軌跡を表したものであって、本実施形態では、膜厚
補正機構５０４を５０６の蒸発源と５０３のドーム型基
板ホルダーの間にマスク形状の金属板として一枚ないし
は複数枚配置し、そのマスクの形状を変えることにより
成膜基板上に成膜される薄膜の膜厚分布を任意の形にす
ることが出来る。
の構成を示す。図５の５０１は真空蒸着器のチャンバー
断面で、５０２はホルダー上に水平にセットされた成膜
基板で、５０３は成膜基板をセットして成膜中回転する
ドーム型基板ホルダーで、５０４はマスク形状型膜厚補
正機構で、５０５は電子銃や抵抗加熱方式の蒸発源で、
５０６は蒸発源から蒸発した分子塊等の蒸着物質の飛来
する軌跡を表したものであって、本実施形態では、膜厚
補正機構５０４を５０６の蒸発源と５０３のドーム型基
板ホルダーの間にマスク形状の金属板として一枚ないし
は複数枚配置し、そのマスクの形状を変えることにより
成膜基板上に成膜される薄膜の膜厚分布を任意の形にす
ることが出来る。
【０００９】（実施形態４）その形態は実施形態１，２
と同様であるが、本発明の場合、成膜基板上でのポイン
ト毎の膜厚傾斜の度合いが、図６のＡに示すの様な直線
的に場合だけだけではなく、実施形態１の場合だと膜厚
補正機構２０２の棒の位置、本数、棒のサイズを可変す
る事により、また実施形態２の場合は膜厚補正機構４０
２のマスクの形状を可変にする事により、図６のＢやＣ
の様な任意の膜厚傾斜を得ることが出来る。
と同様であるが、本発明の場合、成膜基板上でのポイン
ト毎の膜厚傾斜の度合いが、図６のＡに示すの様な直線
的に場合だけだけではなく、実施形態１の場合だと膜厚
補正機構２０２の棒の位置、本数、棒のサイズを可変す
る事により、また実施形態２の場合は膜厚補正機構４０
２のマスクの形状を可変にする事により、図６のＢやＣ
の様な任意の膜厚傾斜を得ることが出来る。
【００１０】
【発明の効果】本発明に依れば、ウエッジ状の膜厚傾斜
（膜厚不均質）をもった薄膜を得る為に、カルーセルタ
イプ等のスパッタ装置での加工や通常の真空蒸着装置で
の加工で、成膜基板のセッティングに特別な工夫をせず
に済み、その成膜基板とターゲット間に設置され、通
常、成膜基板上で膜厚の均一化を図る目的で使われる膜
厚補正機構を逆に利用する事によってのみ、そのことが
可能となる。
（膜厚不均質）をもった薄膜を得る為に、カルーセルタ
イプ等のスパッタ装置での加工や通常の真空蒸着装置で
の加工で、成膜基板のセッティングに特別な工夫をせず
に済み、その成膜基板とターゲット間に設置され、通
常、成膜基板上で膜厚の均一化を図る目的で使われる膜
厚補正機構を逆に利用する事によってのみ、そのことが
可能となる。
【図１】本発明の形態を最も解りやすく表した図。ウエ
ッジ形状薄膜を加工する装置の概略図。
ッジ形状薄膜を加工する装置の概略図。
【図２】実施形態１の概略説明図。２０２の膜厚補正機
構が棒状タイプの場合。
構が棒状タイプの場合。
【図３】実施形態１で成膜加工しての結果得られた、ウ
エッジ状膜の５ポイントの測定データ。
エッジ状膜の５ポイントの測定データ。
【図４】実施形態２の概略説明図。４０２の膜厚補正機
構がマスクタイプの場合。
構がマスクタイプの場合。
【図５】実施形態３の概略説明図。成膜装置が真空蒸着
器の場合。
器の場合。
【図６】実施形態４の膜厚傾斜（不均質）パターンの説
明図。
明図。
１０１ 図１のスパッタリング用ターゲット
１０２ 図１の膜厚補正機構
１０３ 図１のカルーセルタイプの基板ホルダーユニッ
ト １０４ 図１の成膜用基板 ２０１ 図２のスパッタリング用ターゲット ２０２ 図２の膜厚補正機構（棒状タイプ） ２０３ 図２のカルーセルタイプの基板ホルダーユニッ
ト ２０４ 図２の成膜用基板 ４０１ 図４のスパッタリング用ターゲット ４０２ 図４の膜厚補正機構（マスクタイプ） ４０３ 図４のカルーセルタイプの基板ホルダーユニッ
ト ４０４ 図４の成膜用基板 ５０１ 図５の真空蒸着器のチャンバー断面 ５０２ 図５のホルダー上に水平にセットされた成膜基
板 ５０３ 図５の成膜基板をセットして成膜中回転するド
ーム型基板ホルダー ５０４ 図５のマスク形状型膜厚補正機構 ５０５ 図５の電子銃や抵抗加熱方式の蒸発源 ５０６ 図５の蒸発源から蒸発した分子塊等の蒸着物質
の飛来する軌跡を表したもの
ト １０４ 図１の成膜用基板 ２０１ 図２のスパッタリング用ターゲット ２０２ 図２の膜厚補正機構（棒状タイプ） ２０３ 図２のカルーセルタイプの基板ホルダーユニッ
ト ２０４ 図２の成膜用基板 ４０１ 図４のスパッタリング用ターゲット ４０２ 図４の膜厚補正機構（マスクタイプ） ４０３ 図４のカルーセルタイプの基板ホルダーユニッ
ト ４０４ 図４の成膜用基板 ５０１ 図５の真空蒸着器のチャンバー断面 ５０２ 図５のホルダー上に水平にセットされた成膜基
板 ５０３ 図５の成膜基板をセットして成膜中回転するド
ーム型基板ホルダー ５０４ 図５のマスク形状型膜厚補正機構 ５０５ 図５の電子銃や抵抗加熱方式の蒸発源 ５０６ 図５の蒸発源から蒸発した分子塊等の蒸着物質
の飛来する軌跡を表したもの
Claims (5)
- 【請求項１】 カルーセルタイプ等のスパッタリング成
膜装置や真空蒸着装置等で、その成膜基板とターゲット
間、もしくは成膜基板と蒸発源間に設置され、通常、成
膜基板上で膜厚の均一化を図る目的で使われる膜厚補正
機構を逆に利用して、成膜基板の方へは通常成膜時と同
様セッティング時に特別な工夫を加えず、ウエッジ形状
で、しかも任意の膜厚傾斜を付けた薄膜の形成が可能と
なる様な成膜方法を採ることを特徴としたウエッジ形状
膜製造法。 - 【請求項２】 請求項１に於いて、成膜基板の成膜面を
カルーセルスパッタリングの場合はカルーセルホルダー
上で水平になるようにターゲットの対抗位置に設置し
て、真空蒸着法の場合はドーム状成膜基板ホルダー上に
蒸発源へ向けて水平に成るに設置することを特徴とする
ウエッジ形状膜製造法。 - 【請求項３】 請求項１及び２に於いて、成膜基板を通
常成膜と同様な手段で、ホルダー上に複数個設置しその
個々の位置に合わせた膜厚補正機構をセッティングする
ことにより、任意の膜厚傾斜を持ったウエッジ膜を多数
個同時に成膜する事が可能となることを特徴とするウエ
ッジ形状膜製造法。 - 【請求項４】 請求項１および２に於いて、スパッタリ
ングの場合はスパッタされたプラズマ粒子、真空蒸着の
場合は蒸発源から蒸発してきた蒸発分子塊等の進行方向
に対して成膜基板面が直角な位置にセッティングされて
成膜される為、膜の成長が基板面に対して傾斜を持つこ
と無く蒸着出来る為、安定した膜質で且つ密着性の強い
薄膜を得られる為、特に真空蒸着法で得られる柱状構造
を持った薄膜構造膜ではその膜質に良い影響を与えるこ
とを特徴とするウエッジ形状膜製造法。 - 【請求項５】 請求項１に於いて、ウエッジの膜厚傾斜
分布を変更する際は、膜厚補正機構の配置や形状を変更
することによりその膜厚分布を任意のものにコントロー
ルできる様に対応できることを特徴とするウエッジ形状
膜製造法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351602A JP2003155556A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | ウエッジ形状膜の製造法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001351602A JP2003155556A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | ウエッジ形状膜の製造法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003155556A true JP2003155556A (ja) | 2003-05-30 |
Family
ID=19163894
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001351602A Withdrawn JP2003155556A (ja) | 2001-11-16 | 2001-11-16 | ウエッジ形状膜の製造法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003155556A (ja) |
Cited By (10)
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|---|---|---|---|---|
| JP2006026948A (ja) * | 2004-07-13 | 2006-02-02 | Chuo Motor Wheel Co Ltd | 表面光輝処理された成形品及び表面光輝処理方法 |
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| CN115323341A (zh) * | 2022-07-07 | 2022-11-11 | 武汉大学 | 涂层柱状晶-楔形结构的高可控制备方法及装置 |
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-
2001
- 2001-11-16 JP JP2001351602A patent/JP2003155556A/ja not_active Withdrawn
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