JP2003202420A - Multi-layered film filter, and method and system for film formation control - Google Patents

Multi-layered film filter, and method and system for film formation control

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JP2003202420A
JP2003202420A JP2002000143A JP2002000143A JP2003202420A JP 2003202420 A JP2003202420 A JP 2003202420A JP 2002000143 A JP2002000143 A JP 2002000143A JP 2002000143 A JP2002000143 A JP 2002000143A JP 2003202420 A JP2003202420 A JP 2003202420A
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film
film thickness
optical
multilayer
layer
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JP2002000143A
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Takahiro Ito
貴広 伊藤
Yutaka Mimura
裕 味村
Kazuyasu Mizuno
一庸 水野
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Furukawa Electric Co Ltd
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Furukawa Electric Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a multi-layered optical filter which improves the maximum permissible error of optical film thickness while suppressing the number of stacked layers. <P>SOLUTION: The multi-layered optical filter 1 is formed by stacking optical films 3a<SB>1</SB>to 3aN and for obtaining a specified wavelength characteristic in a target wavelength band. The optical film thickness of at least one layer among the optical films 3a<SB>1</SB>to 3aN is optimized and the optical film thicknesses of the optical films 3a<SB>1</SB>to 3aN are designed on the basis of a basic film thickness which is (2n+1)/4 times (n: a natural number larger than 1) as large as a center wavelength set to 1/2 to 3/2 time as large as the target wavelength band so that the specified wavelength characteristic is obtained. <P>COPYRIGHT: (C)2003,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、光通信に使用され
る多層膜光学フィルタ、その成膜制御方法およびシステ
ムに関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a multilayer optical filter used for optical communication, a film forming control method and system therefor.

【0002】[0002]

【従来の技術】ブロードバンド時代の到来により、デー
タ伝送量のさらなる増加が求められている現在、複数の
異なる波長の光信号を多重化して伝送するWDM(Wave
lengthDivision Multiplexing:波長分割多重)通信方
式に大きな期待が寄せられている。
2. Description of the Related Art With the advent of the broadband era, it is required to further increase the amount of data transmission. At present, WDM (Wave) that multiplexes and transmits optical signals of different wavelengths is transmitted.
There are great expectations for lengthDivision Multiplexing (wavelength division multiplexing) communication systems.

【0003】このWDM通信方式におけるキーデバイス
の1つに、入射光に光学的作用を施す光学フィルタがあ
る。例えば、光学フィルタとして、異なる波長が多重光
された入射光から、予め設定した所望の波長帯の光のみ
を通過させる光帯域通過フィルタ(バンドパスフィル
タ、Band Pass Filter; BPF)や、EDFA(Eribium Doped
Fiber Amplifier)等の光ファイバ増幅器の出力を平坦
化するゲインフラットニングフィルタ(Gain Flattenin
g Filter; GFF)等がある。
One of the key devices in this WDM communication system is an optical filter that optically acts on incident light. For example, as an optical filter, an optical band-pass filter (Band Pass Filter; BPF) that passes only light of a desired wavelength band set in advance from incident light in which different wavelengths are multiplexed, and EDFA (Eribium Doped
Gain flattening filter (Gain Flattenin) that flattens the output of an optical fiber amplifier such as
g Filter; GFF) etc.

【0004】この種の光学フィルタとして、屈折率の異
なる複数の誘電体多層膜から成る多層膜フィルタが知ら
れている。この多層膜フィルタによれば、各層の膜厚お
よび屈折率を好適に設定することにより、所望の波長透
過特性を得ることが可能になる。
As this type of optical filter, a multi-layer film filter composed of a plurality of dielectric multi-layer films having different refractive indexes is known. According to this multilayer filter, desired wavelength transmission characteristics can be obtained by appropriately setting the film thickness and refractive index of each layer.

【0005】多層膜フィルタ、すなわち、多層膜を生成
する成膜方法および装置としては、例えば基板上に真空
蒸着法やスパッタリング法等を用いて光学膜(フィルタ
膜、以下、薄膜ともいう)を順次積層していく方法およ
び装置が知られている。
As a multilayer film filter, that is, a film forming method and apparatus for producing a multilayer film, optical films (filter films, hereinafter also referred to as thin films) are sequentially formed on a substrate by using, for example, a vacuum deposition method or a sputtering method. Lamination methods and devices are known.

【0006】上述したように、多層膜フィルタは、多層
膜を構成する各光学膜層の膜厚により所望のフィルタ特
性(目的損失波長特性)を得ているため、各光学膜層の
膜厚を高精度に設計・成膜することが要求される。
As described above, the multilayer filter obtains a desired filter characteristic (target loss wavelength characteristic) depending on the film thickness of each optical film layer forming the multilayer film. Highly accurate design and film formation are required.

【0007】このため、成膜処理と並行して光学膜厚を
常時測定し、測定した光学膜厚が所望の値に達した際に
成膜処理を正確に停止する制御を行う必要がある。この
成膜制御方式として、例えばB/A制御方式等がある。
For this reason, it is necessary to constantly measure the optical film thickness in parallel with the film forming process, and perform control to accurately stop the film forming process when the measured optical film thickness reaches a desired value. An example of this film formation control method is a B / A control method.

【0008】例えば、B/A制御方式によれば、生成中
の薄膜にモニタ光を照射し、薄膜から透過/反射さらた
モニタ光の透過率変化を計測する。この透過率変化は、
薄膜の物理膜厚のみの関数で表すことができる。そし
て、この透過光率変化は時間に対する周期関数となるた
め、周期波形の上下の幅に対する停止光量の極値からの
変化分Bの割合(B/A)を理論的に表すことができ
る。
For example, according to the B / A control method, the thin film being generated is irradiated with the monitor light, and the change in the transmittance of the monitor light transmitted / reflected from the thin film is measured. This change in transmittance is
It can be expressed as a function of only the physical film thickness of the thin film. Since this change in transmitted light rate is a periodic function with respect to time, the ratio (B / A) of the change B from the extreme value of the amount of stop light to the upper and lower widths of the periodic waveform can be theoretically expressed.

【0009】したがって、光学膜厚を上記B/Aに置き
換えることができ、実際の透過率変化に基づくB/A値
が所望の膜厚に対応するB/A値と一致した時に成膜を
停止することにより、成膜中の膜厚を所望の膜厚に設定
している。
Therefore, the optical film thickness can be replaced with the above B / A, and the film formation is stopped when the B / A value based on the actual change in transmittance matches the B / A value corresponding to the desired film thickness. By doing so, the film thickness during film formation is set to a desired film thickness.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、多層膜
光学フィルタにおいて、一般に波長に対してより急峻な
損失変動を有する波長損失特性を得るためには、より多
くの光学膜層が必要になる。しかしながら、上述した理
由から、層数が多ければ多いほど多層膜光学フィルタを
設計することは非常に困難である。このため、目的とす
る光学特性を得るために行う膜厚の最適化に時間を要す
る結果を招いていた。
However, in a multilayer optical filter, in general, more optical film layers are required to obtain wavelength loss characteristics having steeper loss variation with respect to wavelength. However, for the reasons described above, it is very difficult to design a multilayer optical filter as the number of layers increases. Therefore, it takes time to optimize the film thickness to obtain the desired optical characteristics.

【0011】さらに、多層膜光学フィルタを作成する際
に、各層の設計光学膜厚と実際に成膜された光学膜厚と
の誤差が最大許容誤差を超えて大きくなると、目的損失
波長特性を実現できなくなる。
Further, when the multilayer optical filter is manufactured, if the error between the design optical film thickness of each layer and the actually formed optical film thickness exceeds the maximum allowable error, the target loss wavelength characteristic is realized. become unable.

【0012】そして、多層膜光学フィルタの層数が多く
なるほど、目的損失波長特性に近い特性を得ることがで
きる光学膜厚の最大許容誤差が小さくなり、成膜制御に
精度が要求される。このため、目的損失波長特性を有す
る多層光学フィルタを作成することが難しかった。
As the number of layers of the multilayer optical filter increases, the maximum permissible error of the optical film thickness that can obtain the characteristics close to the target loss wavelength characteristics becomes smaller, and the accuracy of film formation control is required. Therefore, it is difficult to produce a multilayer optical filter having the target loss wavelength characteristic.

【0013】一方、図15は、従来の成膜制御方式を用
いて成膜を行った結果の一例を表すグラフである。
On the other hand, FIG. 15 is a graph showing an example of the result of film formation using the conventional film formation control method.

【0014】図15に示すデータは、被成膜体としての
ガラス基板上に、異なる屈折率を有する2つの成膜材料
(Ta2O5,SiO2)の薄膜を交互に積層して製作したGFF
のデータである。このデータから、信号帯域内(図15
においては、1529nm〜1561nm)の設計値
(設計データ)と実際の特性データとの間には、大きな
偏差が生じている。この損失偏差の尺度となる平坦度
(Flatness)は、最大偏差から最小偏差を引いた値であ
り、図15においては、2.514dBにも達してい
る。
The data shown in FIG. 15 was produced by alternately laminating thin films of two film forming materials (Ta 2 O 5 , SiO 2 ) having different refractive indexes on a glass substrate as a film forming object. GFF
Data. From this data, within the signal band (Fig.
In the above, there is a large deviation between the design value (design data) of 1529 nm to 1561 nm) and the actual characteristic data. The flatness (Flatness), which is a measure of this loss deviation, is a value obtained by subtracting the minimum deviation from the maximum deviation, and reaches 2.514 dB in FIG.

【0015】GFFを製作する場合、要求される平坦度
(損失偏差)の値は、場合によって異なるが、一般に
は、1.0dB以下を満足するものが製品として使用で
きる。したがって、図15に示すGFFは、損失偏差が
2.541dBであり、製品として使用することができ
なかった。
When a GFF is manufactured, the required flatness (loss deviation) value varies depending on the case, but in general, a product satisfying 1.0 dB or less can be used as a product. Therefore, the GFF shown in FIG. 15 had a loss deviation of 2.541 dB and could not be used as a product.

【0016】以下、設計値データに基づく波形(光損失
特性波形)と実際に成膜されたフィルタの光損失特性の
波形とが大きく異なる要因について検討する。
Factors that greatly differ from the waveform based on the design value data (optical loss characteristic waveform) and the waveform of the optical loss characteristic of the actually formed filter will be examined.

【0017】ここで、実際に欲しい膜厚(所望の膜厚)
と実際に蒸着された膜厚との差を誤差と呼ぶものとす
る。
Here, the actually desired film thickness (desired film thickness)
The difference between the film thickness and the actually deposited film thickness is called an error.

【0018】従来の成膜制御方法で制御を行うことで、
理論的には正確な膜厚を積層することが可能であるが、
実際には誤差が発生しているものと考えられる。この誤
差のため、各層の膜厚が所望の膜厚に比べて異なり、波
形のくずれが発生しているものと考えられる。これらの
現象の中には、ランダム的に発生するランダム誤差と、
一定の条件下では、ある程度固定して発生する誤差(定
常誤差)の2つの現象がある。以下、定常誤差が発生す
ると予想される要因の例について説明する。
By controlling by the conventional film formation control method,
Theoretically, it is possible to stack accurate film thickness,
Actually, it is considered that an error has occurred. It is considered that due to this error, the film thickness of each layer differs from the desired film thickness, and the waveform is distorted. Among these phenomena, there are random errors that occur randomly,
Under a certain condition, there are two phenomena of an error (steady-state error) which is fixed to some extent. Hereinafter, an example of factors that are expected to cause a steady error will be described.

【0019】最初に考えられる要因として、モニタ光出
力用の光学系の時定数がある。この光学系の時定数は、
モニタ光の光軸を遮断/解放した際の応答をモニタする
ことにより、調べることが可能になる。
The first possible factor is the time constant of the optical system for outputting monitor light. The time constant of this optical system is
It is possible to investigate by monitoring the response when the optical axis of the monitor light is blocked / released.

【0020】一般に、光学系には、モニタ光を受光して
電気信号に変換する受光器(O/E変換器)や、ノイズ
除去用のロックインアンプ等が組み込まれており、その
構成要素自体が有する時定数が発生する。したがって、
蒸着(成膜)中のモニタ光の光量変化は、実際の光量変
化に比べて、上記時定数分だけ若干遅延することにな
る。この遅延した光量変化に基づいて成膜制御を行って
いるため、成膜制御(停止制御)自体若干遅延する結果
となり、その遅延分だけ厚めに成膜されることになる。
Generally, an optical system includes a photodetector (O / E converter) for receiving monitor light and converting it into an electric signal, a lock-in amplifier for removing noise, and the like, and its constituent elements themselves. The time constant that is possessed occurs. Therefore,
The change in the light amount of the monitor light during vapor deposition (film formation) is slightly delayed by the above time constant as compared with the change in the actual light amount. Since the film formation control is performed on the basis of the delayed change in the amount of light, the film formation control (stop control) itself is slightly delayed, and the film is formed thicker by the delay.

【0021】次に考えられる要因としては、信号処理の
遅延が挙げられる。すなわち、成膜制御を実行する制御
装置(コンピュータ)に組み込まれたプログラムに基づ
く信号処理構造、制御装置自体の信号処理能力、インタ
フェース等の影響により、所望の成膜停止時刻に対し
て、実際の成膜停止時刻は必ず遅延する。この遅延の影
響で厚めに蒸着されることが考えられる。
The next possible factor is delay in signal processing. That is, due to the influence of the signal processing structure based on the program incorporated in the control device (computer) that executes the film formation control, the signal processing capacity of the control device itself, the interface, etc. The film formation stop time is always delayed. It is conceivable that the vapor deposition is thick due to this delay.

【0022】さらに、他の要因として、機械動作の影響
が考えられる。すなわち、従来の成膜処理停止動作は、
成膜源の上部に配設されたシャッタを閉鎖することによ
り、成膜源から蒸発した成膜材料が成膜基板に付着され
ることが防止される。
Further, as another factor, the influence of mechanical operation can be considered. That is, the conventional film forming process stop operation is
By closing the shutter provided above the film formation source, the film formation material evaporated from the film formation source is prevented from being attached to the film formation substrate.

【0023】このとき、制御装置からシャッタ閉の指令
を受けてから、実際にシャッタがシャッタ動作を開始
し、シャッタを閉め終わるまでには、必ず時間がかか
る。このシャッタが完全に閉鎖されるまでの間におい
て、成膜源から成膜物質が被成膜基板に付着して厚めに
成膜されることが考えられる。
At this time, it takes a certain amount of time from when a shutter closing command is received from the control device until the shutter actually starts the shutter operation and finishes closing the shutter. It is conceivable that the film-forming substance is attached to the film-forming substrate from the film-forming source and a thick film is formed until the shutter is completely closed.

【0024】そして、他の要因としては、シャッタを介
した回り込みの影響が考えられる。すなわち、B/A等
の値が所望の膜厚に対応する値に到達した際に、制御装
置を介して対応するシャッタが閉鎖される。このとき、
シャッタが閉鎖状態であっても、成膜源から成膜材料に
熱が加えられている間は、成膜源から基板に成膜材料が
一部付着することが考えられる。
As another factor, the influence of wraparound through the shutter can be considered. That is, when the value of B / A or the like reaches the value corresponding to the desired film thickness, the corresponding shutter is closed via the control device. At this time,
Even when the shutter is closed, it is possible that the film forming material partially adheres to the substrate while the film forming material is heated by the film forming source.

【0025】本発明は上述した事情に鑑みてなされたも
ので、従来に比べて積層数を抑えながら、急峻な損失変
動を有する波長損失特性を得ることができ、かつ光学膜
厚の最大許容誤差を向上させることができる多層膜光学
フィルタおよびその設計方法を提供することをその第1
の目的とする。
The present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to obtain a wavelength loss characteristic having a steep loss variation while suppressing the number of laminated layers as compared with the prior art, and to obtain the maximum permissible error of the optical film thickness. To provide a multilayer optical filter and its designing method that can improve the
The purpose of.

【0026】また、本発明は上述した事情に鑑みてなさ
れたもので、様々な要因が考えられる定常誤差の影響を
大幅に抑制して、成膜したフィルタの特性を向上させる
ことができる成膜制御方法およびシステムを提供するこ
とをその第2の目的とする。
Further, the present invention has been made in view of the above-mentioned circumstances, and it is possible to significantly suppress the influence of a steady-state error, which may have various factors, and to improve the characteristics of the deposited filter. A second object of the invention is to provide a control method and system.

【0027】[0027]

【課題を解決するための手段】本発明の第1の態様によ
れば、複数の光学膜が積層されて成り、ターゲットとな
る波長帯域において所定の波長特性を得るための多層膜
光学フィルタであって、前記各光学膜の光学膜厚を、前
記ターゲット波長帯域の1/2倍から3/2倍に設定さ
れた中心波長の(2n+1)/4倍(nは1以上の自然
数)を基本膜厚として設計している。
According to a first aspect of the present invention, there is provided a multilayer optical filter for laminating a plurality of optical films to obtain a predetermined wavelength characteristic in a target wavelength band. Then, the optical film thickness of each of the optical films is set to (2n + 1) / 4 times (n is a natural number of 1 or more) of the center wavelength set to 1/2 to 3/2 times the target wavelength band as a basic film. Designed as thick.

【0028】第1の態様において、前記所定の波長特性
が得られるように前記複数の光学膜の内の少なくとも一
層の光学膜厚を最適化している。
In the first aspect, the optical film thickness of at least one of the plurality of optical films is optimized so that the predetermined wavelength characteristic can be obtained.

【0029】第1の態様において、前記各光学膜の光学
膜厚を、前記基本膜厚を初期値として、前記ターゲット
波長帯域の波長特性を前記各光学膜の光学膜厚をパラメ
ータとして表す理論値を、当該ターゲット波長帯域にお
いて予め設定された目標となる波長特性に対してフィッ
ティングして設計している。
In the first aspect, the optical film thickness of each optical film is a theoretical value representing the wavelength characteristics of the target wavelength band with the basic film thickness as an initial value and the optical film thickness of each optical film as a parameter. Is designed by fitting to a target wavelength characteristic set in advance in the target wavelength band.

【0030】本発明の第2の態様において、複数の光学
膜が積層されて成り、ターゲットとなる波長帯域におい
て所定の波長特性を得るための多層膜光学フィルタの設
計装置であって、前記各光学膜の光学膜厚を、前記ター
ゲット波長帯域の1/2倍から3/2倍に設定された中
心波長の(2n+1)/4倍(nは1以上の自然数)を
基本膜厚として設計する手段を備えている。
In a second aspect of the present invention, there is provided a device for designing a multilayer optical filter, comprising a plurality of optical films laminated, for obtaining predetermined wavelength characteristics in a target wavelength band, wherein Means for designing the optical film thickness of the film with a basic film thickness of (2n + 1) / 4 times (n is a natural number of 1 or more) of the center wavelength set to 1/2 to 3/2 times the target wavelength band. Is equipped with.

【0031】本発明の第3の態様によれば、成膜源から
出射された膜生成材料により被成膜体に対して複数の光
学膜から成る多層膜を形成する成膜装置に用いられ、各
光学膜の光学膜厚を、当該各光学膜から透過/反射(透
過および反射の内の少なくとも一方)されたモニタ光を
用いて予め設計された光学膜毎の膜厚設計値に一致させ
るように制御する成膜制御システムであって、前記成膜
装置により実際に成膜された多層膜の所定の波長帯域に
おける光透過損失特性を表すデータを記憶する記憶手段
と、前記記憶手段に記憶された前記多層膜の光透過損失
特性データに基づいて、前記成膜装置により成膜された
光学膜に定常的に発生する膜厚誤差を見積もる膜厚誤差
見積手段と、前記各光学膜の膜厚設計値および見積もら
れた膜厚誤差に基づいて前記膜厚制御を行う膜厚制御手
段とを備えている。
According to the third aspect of the present invention, it is used in a film forming apparatus for forming a multi-layer film composed of a plurality of optical films on a film-forming object by a film-forming material emitted from a film-forming source. Match the optical film thickness of each optical film to the film thickness design value for each optical film that was previously designed using the monitor light transmitted / reflected (at least one of transmission and reflection) from the optical film. A film formation control system for controlling the film thickness of the multilayer film formed by the film forming apparatus, the storage unit storing data representing light transmission loss characteristics in a predetermined wavelength band, and the storage unit. And a film thickness error estimating means for estimating a film thickness error that constantly occurs in the optical film formed by the film forming apparatus, based on the light transmission loss characteristic data of the multilayer film, and a film thickness of each optical film. Based on design value and estimated film thickness error And a thickness control means for the film thickness control are.

【0032】第3の態様において、前記膜厚誤差見積手
段は、前記膜厚誤差を前記設計膜厚からの偏差として見
積もる手段と、見積もった偏差を相殺するように前記設
計膜厚を調整する手段とを備えている。
In the third aspect, the film thickness error estimating means estimates the film thickness error as a deviation from the designed film thickness, and adjusts the designed film thickness so as to cancel the estimated deviation. It has and.

【0033】第3の態様において、前記膜厚誤差見積手
段は、前記膜厚誤差を成膜時の遅延時間に換算して見積
もる手段である。
In the third aspect, the film thickness error estimating means is a means for estimating the film thickness error by converting it into a delay time during film formation.

【0034】第3の態様において、前記膜厚誤差見積手
段は、複数の遅延時間を設定する手段と、前記設計膜厚
から得られたモニタ光の光量変化を表す関数データを記
憶する記憶手段と、前記被成膜体に対して各層の光学膜
の成膜シミュレーションを行う場合において、前記シミ
ュレーションにおける成膜中の各層からのモニタ光の光
量変化を計算する手段と、計算された光量変化を用いて
前記関数データをフィッティングして前記各層の関数デ
ータのパラメータを求める手段と、求めたパラメータを
含む関数データに基づく成膜制御において成膜される各
層の光学膜の膜厚を計算する手段と、計算された各層の
膜厚から各遅延時間だけ変化させて成膜した場合に、各
層の光学膜の膜厚を遅延時間毎に計算する手段と、計算
された遅延時間毎の膜厚を有する複数の光学膜層から成
る多層膜の前記所定の波長帯域における光透過損失特性
を表すデータを前記遅延時間毎に算出する手段と、前記
実際に成膜された多層膜の光透過損失特性データおよび
前記遅延時間毎に算出された光透過損失特性データを比
較して、当該遅延時間毎に誤差を求める手段と、求めた
遅延時間毎の誤差を比較し、その比較結果に基づいて最
適な遅延時間を求める手段とを備えている。
In the third aspect, the film thickness error estimating means includes means for setting a plurality of delay times, and storage means for storing function data representing a light quantity change of the monitor light obtained from the designed film thickness. In the case of performing a film formation simulation of the optical film of each layer on the film formation target, a means for calculating a light amount change of the monitor light from each layer in the film formation in the simulation and a calculated light amount change are used. And means for fitting the function data to obtain the parameters of the function data of each layer, and means for calculating the film thickness of the optical film of each layer formed in the film formation control based on the function data containing the obtained parameters, When the film thickness is changed from the calculated film thickness of each layer by each delay time, a means for calculating the film thickness of the optical film of each layer for each delay time, and for each calculated delay time Means for calculating, for each delay time, data representing a light transmission loss characteristic in the predetermined wavelength band of a multilayer film composed of a plurality of optical film layers having a film thickness, and light transmission of the actually formed multilayer film The loss characteristic data and the light transmission loss characteristic data calculated for each delay time are compared, and means for obtaining an error for each delay time is compared with the obtained error for each delay time, and based on the comparison result. And means for obtaining an optimum delay time.

【0035】第3の態様において、前記膜厚制御手段
は、前記被成膜体に対して成膜中の光学膜層からのモニ
タ光の光量変化をモニタする手段と、モニタされた光量
変化を用いて前記関数データをフィッティングして、前
記光学膜層に対応する関数データのパラメータを求める
手段と、求めたパラメータを含む関数データに基づい
て、前記光学膜層が前記膜厚設計値に一致する際の時間
を算出する手段と、現在時間が、算出された時間から前
記遅延時間を差し引いた時間に一致した際に、前記被成
膜体に対する前記膜生成材料の付着を阻止する手段とを
備えている。
In the third aspect, the film thickness control means monitors the change in the light amount of the monitor light from the optical film layer being formed on the object to be formed, and the monitored change in the light amount. Means for fitting the function data using the means for finding a parameter of the function data corresponding to the optical film layer, and based on the function data including the found parameter, the optical film layer matches the film thickness design value. A means for calculating the time at the time, and a means for preventing the film-forming material from adhering to the film formation object when the current time matches the time obtained by subtracting the delay time from the calculated time. ing.

【0036】本発明の第4の態様によれば、成膜源から
出射された膜生成材料により被成膜体に対して複数の光
学膜から成る多層膜を形成する成膜装置に用いられ、各
光学膜の光学膜厚を、当該各光学膜から透過/反射され
たモニタ光を用いて予め設計された光学膜毎の膜厚設計
値に一致させるように制御するためのコンピュータが実
行可能なプログラムであって、コンピュータを、前記成
膜装置により実際に成膜された多層膜の所定の波長帯域
における光透過損失特性を表すデータをメモリに記憶す
る手段と、前記メモリに記憶された前記多層膜の波長特
性データに基づいて、前記成膜装置により成膜された光
学膜に定常的に発生する膜厚誤差を見積もる手段と、前
記各光学膜の膜厚設計値および見積もられた膜厚誤差に
基づいて前記膜厚制御を行う手段として機能させる。
According to the fourth aspect of the present invention, it is used in a film forming apparatus for forming a multi-layer film composed of a plurality of optical films on a film-forming object by a film-forming material emitted from a film-forming source. A computer for controlling the optical film thickness of each optical film to match the film thickness design value of each optical film designed in advance by using the monitor light transmitted / reflected from the optical film can be executed. A program, a means for causing a computer to store, in a memory, data representing a light transmission loss characteristic in a predetermined wavelength band of a multilayer film actually deposited by the film deposition apparatus; and the multilayer stored in the memory. Means for estimating a film thickness error that constantly occurs in the optical film formed by the film forming apparatus based on the wavelength characteristic data of the film, film thickness design value of each optical film, and the estimated film thickness The film thickness based on the error To function as a means for performing control.

【0037】本発明の第5の態様によれば、複数の光学
膜が積層されて成り、ターゲットとなる波長帯域におい
て所定の波長特性を得るための多層膜光学フィルタの設
計方法であって、前記各光学膜の光学膜厚を、前記ター
ゲット波長帯域の略1/2倍から3/2倍に設定された
中心波長の(2n+1)/4倍(nは1以上の自然数)
を基本膜厚として設計するステップを備えている。
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided a method for designing a multilayer optical filter, which comprises a plurality of optical films laminated to obtain a predetermined wavelength characteristic in a target wavelength band. The optical film thickness of each optical film is (2n + 1) / 4 times (n is a natural number of 1 or more) of the center wavelength set to approximately 1/2 to 3/2 times the target wavelength band.
Is provided as a basic film thickness.

【0038】第5の態様において、前記設計ステップ
は、前記所定の波長特性が得られるように前記複数の光
学膜の内の少なくとも一層の光学膜厚を最適化するステ
ップを備えている。
In the fifth aspect, the designing step includes a step of optimizing an optical film thickness of at least one of the plurality of optical films so that the predetermined wavelength characteristic can be obtained.

【0039】本発明の第6の態様によれば、成膜源から
出射された膜生成材料により被成膜体に対して複数の光
学膜から成る多層膜を成膜装置により形成する際に、各
光学膜の光学膜厚を、当該各光学膜から透過/反射され
たモニタ光を用いて予め設計された光学膜毎の膜厚設計
値に一致させるように制御する成膜制御方法であって、
前記成膜装置により実際に成膜された多層膜の所定の波
長帯域における光透過損失特性を表すデータを記憶する
ステップと、前記記憶ステップにより記憶された前記多
層膜の波長特性データに基づいて、前記成膜装置により
成膜された光学膜に定常的に発生する膜厚誤差を見積も
るステップと、前記各光学膜の膜厚設計値および見積も
られた膜厚誤差に基づいて前記膜厚制御を行うステップ
とを備えている。
According to the sixth aspect of the present invention, when a film forming apparatus forms a multi-layered film composed of a plurality of optical films on a film formation target by a film forming material emitted from a film formation source, A film forming control method for controlling an optical film thickness of each optical film to match a film thickness design value for each optical film designed in advance by using monitor light transmitted / reflected from the optical film. ,
Based on the wavelength characteristic data of the multilayer film stored by the step of storing data representing light transmission loss characteristics in a predetermined wavelength band of the multilayer film actually formed by the film forming apparatus, A step of estimating a film thickness error that constantly occurs in the optical film formed by the film forming apparatus, and the film thickness control based on the film thickness design value of each optical film and the estimated film thickness error. And the steps to take.

【0040】[0040]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

【0041】なお、以下の説明において、単に“膜厚”
という用語は、光学膜厚を意味するものとし、物理膜厚
を意味する場合には、“物理膜厚”と記載する。
In the following description, simply "film thickness"
The term means an optical film thickness, and when it means a physical film thickness, it is described as “physical film thickness”.

【0042】図1は、本発明の第1の実施の形態に係わ
る多層膜フィルタ1を示す図である。
FIG. 1 is a diagram showing a multilayer filter 1 according to the first embodiment of the present invention.

【0043】図1に示すように、多層膜フィルタ1は、
基板2と、この基板2に例えば蒸着またはスパッタリン
グ等の方法により成膜・積層された複数の薄膜層3(第
1層3a1〜第N層3aN)とを備えている。複数の薄
膜層3a1〜3aNの内、基板2側から奇数層(第1層
3a1、第3層3a3、・・・、第2N−1層、・・
・)の薄膜層の膜物質の屈折率と基板2側から偶数層
(第2層3a2、第4層3a4、・・・、第2N層、・
・・)の薄膜層の膜物質の屈折率とは互いに異なってい
る。
As shown in FIG. 1, the multilayer filter 1 has
The substrate 2 and a plurality of thin film layers 3 (first layer 3a1 to Nth layer 3aN) formed and laminated on the substrate 2 by a method such as vapor deposition or sputtering are provided. Of the plurality of thin film layers 3a1 to 3aN, odd layers (first layer 3a1, third layer 3a3, ..., 2N-1 layer, ...
The refractive index of the film material of the thin film layer of () and the even layers (the second layer 3a2, the fourth layer 3a4, ..., The second N layer, ...
The refractive index of the film material of the thin film layer of *) is different from each other.

【0044】また、複数の薄膜層3を構成する各薄膜
層、すなわち、第1層3a1〜第N層3anの物理膜厚
d1〜dNおよび屈折率n1〜nNの積である光学膜厚
は、後述する膜厚設計処理に基づいて薄膜層毎に正確に
設計されている。
The optical film thickness, which is the product of the physical film thicknesses d1 to dN and the refractive indices n1 to nN of the respective thin film layers constituting the plurality of thin film layers 3, that is, the first layer 3a1 to the Nth layer 3an, is: Each thin film layer is accurately designed based on the film thickness designing process described later.

【0045】図2は、本発明の実施の形態に係わる膜厚
設計装置および成膜装置を含む成膜システム11の概略
構成を示す図(一部断面図)である。
FIG. 2 is a diagram (partially sectional view) showing a schematic structure of a film forming system 11 including a film thickness designing apparatus and a film forming apparatus according to the embodiment of the present invention.

【0046】図1に示すように、成膜システム11は、
真空容器(チャンバ)12と、この真空容器12内の例
えば底部に並置された例えば2つの成膜源13a1、1
3a2と、真空容器12内における成膜源13a1、1
3a2と反対側(上部)に設けられており、基板ホルダ
15により保持された被成膜基板16とを備えている。
As shown in FIG. 1, the film forming system 11 includes
A vacuum container (chamber) 12 and, for example, two film forming sources 13a1 and 1a1 arranged side by side in the vacuum container 12, for example.
3a2 and film forming sources 13a1 and 1 in the vacuum container 12
3a2 is provided on the opposite side (upper part), and is provided with the film formation substrate 16 held by the substrate holder 15.

【0047】成膜源13a1および13a2内には、成
膜材料がそれぞれセットされており、これらの成膜材料
はそれぞれ屈折率が異なっている。
Film forming materials are set in the film forming sources 13a1 and 13a2, and the film forming materials have different refractive indexes.

【0048】そして、成膜システム11は、真空容器1
2内に設けられており、成膜源13a1、13a2内に
電子ビームを照射して成膜源13a1、13a2内の成
膜材料を加熱させるための電子銃20a1、20a2
と、広波長帯域光である例えば白色光を測定光MLとし
て出力する光源21とを備えている。
The film forming system 11 includes the vacuum container 1
Electron guns 20a1 and 20a2 for irradiating the film forming sources 13a1 and 13a2 with an electron beam to heat the film forming materials in the film forming sources 13a1 and 13a2.
And a light source 21 that outputs, for example, white light, which is a wide wavelength band light, as the measurement light ML.

【0049】さらに、成膜システム11は、後述する制
御装置から送信されるシャッタ信号に応じて成膜源13
a1、13a2の上方を覆うことにより成膜動作を停止
させ、開放信号に応じて成膜源13a1、13a2の上
方を開放して成膜動作を開始させるためのシャッタ装置
22a1、22a2と、光源21から発せられた測定光
が成膜中の薄膜Fおよび基板16を透過した際の透過光
を集光する集光レンズ23と、この集光レンズ23によ
り集光された透過光を波長毎に受光する光ファイババン
ドル24とを備えている。
Further, the film forming system 11 has a film forming source 13 in response to a shutter signal transmitted from a control device which will be described later.
Shutter devices 22a1 and 22a2 for stopping the film forming operation by covering the upper part of a1 and 13a2 and opening the upper part of the film forming sources 13a1 and 13a2 in response to the opening signal to start the film forming operation, and a light source 21. A condenser lens 23 that condenses the transmitted light when the measurement light emitted from the condensate passes through the thin film F being formed and the substrate 16, and the transmitted light condensed by the condenser lens 23 is received for each wavelength. The optical fiber bundle 24 is provided.

【0050】この光ファイババンドル24は、真空容器
12の例えば上壁に対して気密に取り付けられたシール
ドボックス25内を気密に貫通して真空容器外に延長し
ている。
The optical fiber bundle 24 extends through the inside of a shield box 25, which is airtightly attached to the upper wall of the vacuum vessel 12, for example, outside the vacuum vessel.

【0051】そして、成膜装置11は、光ファイババン
ドル24を介して送られた透過光から、後述する制御装
置から送信されるモニタ光波長を表す波長決定信号に対
応する波長を有する透過光のみをモニタ光として分光す
る分光器29と、この分光器29により分光されたモニ
タ光を順次受光してその受光量に対応する光量信号を出
力する受光器30と、この受光器30から送られた光量
信号からノイズ成分を除去するロックインアンプ31
と、分光器29およびシャッタ装置25a1、25a2
にデータ通信可能に接続された制御装置32とを備えて
いる。
Then, the film forming device 11 only transmits the transmitted light having the wavelength corresponding to the wavelength determining signal indicating the monitor light wavelength transmitted from the control device described later, from the transmitted light transmitted through the optical fiber bundle 24. 29 as a monitor light, a light receiver 30 for sequentially receiving the monitor light dispersed by the spectrometer 29 and outputting a light amount signal corresponding to the received light amount, and a light receiver 30 sent from the light receiver 30. Lock-in amplifier 31 that removes noise components from the light intensity signal
And spectroscope 29 and shutter devices 25a1 and 25a2
And a control device 32 that is connected for data communication.

【0052】この制御装置32は、受光器30から出力
された光量信号を受信し、受信した光量信号に応じてシ
ャッタ装置25a1、25a2に対して個別にシャッタ
信号/開放信号を送信して被成膜基板16上に成膜され
た薄膜層Fの膜厚を制御する機能等を備えている。
The control device 32 receives the light amount signal output from the light receiver 30 and individually transmits the shutter signal / release signal to the shutter devices 25a1 and 25a2 in accordance with the received light amount signal to perform the control. It has a function of controlling the film thickness of the thin film layer F formed on the film substrate 16, and the like.

【0053】図3は、図2に示す成膜システム11にお
ける制御装置32のハードウエア構成を示す図である。
FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of the controller 32 in the film forming system 11 shown in FIG.

【0054】図3に示すように、制御装置32は、コン
ピュータシステムであり、受光器30から出力された光
量信号をデジタル型の光量信号(デジタル光量データ)
に変換するA/D変換器40と、設計者が操作して情報
を入力可能な入力部41と、この入力部41に接続され
たコンピュータ42と、このコンピュータ42に通信可
能に接続されており、後述する膜厚設計処理を実行させ
るための膜厚設計プログラムP1および後述する成膜制
御処理を実行させるための成膜制御プログラムP2を予
め記憶する記憶媒体としてのメモリ43と、外部との入
出力に関するインタフェース処理を行う外部入出力イン
タフェース44とを備えている。なお、記憶媒体として
は、半導体メモリ、磁気メモリ等、様々な記憶媒体が適
用可能である。
As shown in FIG. 3, the control device 32 is a computer system, and converts the light amount signal output from the light receiver 30 into a digital type light amount signal (digital light amount data).
To an A / D converter 40 for converting to, an input unit 41 that a designer can operate to input information, a computer 42 connected to the input unit 41, and a communicably connected computer 42. , A memory 43 as a storage medium that stores in advance a film thickness design program P1 for executing a film thickness design process described below and a film formation control program P2 for executing a film formation control process described below, and an external connection. An external input / output interface 44 that performs interface processing relating to output is provided. As the storage medium, various storage media such as a semiconductor memory and a magnetic memory can be applied.

【0055】また、メモリ43には、N層の多層膜フィ
ルタ1の連続した波長における光透過率の理論値を表す
理論式データを含む理論式データファイル45と、所定
の波長帯域、すなわち、GFFとしての透過損失特性用
の波長帯域(例えば、1530nm〜1560nm)に
おける所定波長ステップ幅(増分幅)毎の目標透過損失
値(ターゲット値)を含む目標透過損失値データファイ
ル46が予め記憶されている。
Further, in the memory 43, a theoretical formula data file 45 containing theoretical formula data representing the theoretical value of the light transmittance at continuous wavelengths of the N layer multilayer film filter 1, and a predetermined wavelength band, that is, GFF. The target transmission loss value data file 46 including the target transmission loss value (target value) for each predetermined wavelength step width (incremental width) in the wavelength band for transmission loss characteristics (for example, 1530 nm to 1560 nm) is stored in advance. .

【0056】以下、理論式データファイル45に記憶さ
れた理論式データについて説明する。
The theoretical formula data stored in the theoretical formula data file 45 will be described below.

【0057】各層3a1〜3aNの光学膜厚をパラメー
タとするN層の多層膜フィルタ1における光透過率の理
論式は、多層膜フィルタ1の膜表面に対して入射角が垂
直(90度)であるとして、下式(1)に示すエネルギ
ー透過率の式、および下式(2)〜(5)により与えら
れる。
The theoretical formula of the light transmittance in the N-layer multilayer filter 1 with the optical film thickness of each of the layers 3a1 to 3aN as a parameter is that the incident angle is perpendicular (90 degrees) to the film surface of the multilayer filter 1. Assuming that there is, it is given by the equation of energy transmittance shown in the following equation (1) and the following equations (2) to (5).

【式1】 [Formula 1]

【式2】 [Formula 2]

【式3】 [Formula 3]

【式4】 [Formula 4]

【式5】 ここで、式(1)におけるτは、式(2)で表され、ま
た、式(2)に示すパラメータm11、m12、m21、m22
は、式(3)で与えられる全N層での特性行列Mの各要
素であり、Mj(jは、1、2、・・・のように1から
順にNまで1ずつ増える整数)の総積によって与えら
れ、第j層の特性行列Mjは、式(4)で与えられる。
式(4)に示すgjは、式(5)により表されるもので
あり、njは、第j層の複素屈折率、djは、第j層の物
理膜厚である。
[Formula 5] Here, τ in the equation (1) is represented by the equation (2), and the parameters m 11 , m 12 , m 21 , m 22 shown in the equation (2) are given.
Is each element of the characteristic matrix M in all N layers given by the equation (3), and M j (j is an integer increasing from 1 by 1 in order such as 1, 2, ...) The characteristic matrix M j of the j-th layer given by the total product is given by Expression (4).
G j shown in Expression (4) is represented by Expression (5), n j is the complex refractive index of the j-th layer, and d j is the physical film thickness of the j-th layer.

【0058】また、式(5)のλには、透過率を求める
波長が代入され、n0、nsは、それぞれ波長λにおける
媒質の複素屈折率、フィルタ基板2の複素屈折率であ
る。また、式(1)において、τ*は、τの共役複素
数、式(3)および式(4)におけるiは虚数単位であ
る。
Further, the wavelength for obtaining the transmittance is substituted for λ in the equation (5), and n 0 and n s are the complex refractive index of the medium and the complex refractive index of the filter substrate 2 at the wavelength λ, respectively. Further, in Expression (1), τ * is a conjugate complex number of τ, and i in Expressions (3) and (4) is an imaginary unit.

【0059】そこで、これらの式(1)〜式(5)を用
いることにより、第j層における光学膜厚の値をパラメ
ータとして、N層の連続した多層膜フィルタ1の連続し
た波長における光透過率の理論値が求まり、この光透過
率を光透過損失値(挿入損失値)に換算すれば、光学膜
厚および波長を変数(パラメータ)として光透過損失値
を表すことができる。
Therefore, by using these equations (1) to (5), the light transmission at the continuous wavelengths of the multilayer filter 1 having N consecutive layers is performed with the value of the optical film thickness of the j-th layer as a parameter. If the theoretical value of the rate is obtained and this light transmittance is converted into a light transmission loss value (insertion loss value), the light transmission loss value can be expressed using the optical film thickness and wavelength as variables (parameters).

【0060】そして、既に成膜が終了している層全体を
上記特性行列Mで表すと、成膜中の層での透過率変化は
物理膜厚をパラメータとする関数で表すことができる。
成膜中の層内の蒸着レート(成膜レート)を一定とする
と、物理膜厚は成膜時間に比例するため、物理膜厚を時
間に置き換えることができる。
When the entire layer on which film formation has been completed is represented by the characteristic matrix M, the change in transmittance of the layer during film formation can be represented by a function having the physical film thickness as a parameter.
When the vapor deposition rate (film forming rate) in the layer during film formation is constant, the physical film thickness is proportional to the film forming time, and thus the physical film thickness can be replaced with time.

【0061】したがって、成膜中に、成膜中の透過率変
化を時間の周期関数として表すことができる。
Therefore, during film formation, the change in transmittance during film formation can be expressed as a periodic function of time.

【0062】すなわち、成膜中(蒸着中)の透過光量変
化Tは、成膜中の薄膜層内の成膜レートおよび薄膜の屈
折率が一定である条件下においては、下式(6)、すな
わち、成膜時間xの周期関数として表すことができる。
That is, the change T in transmitted light amount during film formation (during vapor deposition) is expressed by the following equation (6) under the condition that the film formation rate in the thin film layer during film formation and the refractive index of the thin film are constant. That is, it can be expressed as a periodic function of the film formation time x.

【0063】[0063]

【式6】 [Formula 6]

【0064】なお、式(6)中のA0およびA1は、上記
周期関数の振幅と波形を表す係数(パラメータ)であ
り、A2は、成膜レートを表すパラメータ、A3は、初期
位相をそれぞれ表す係数(パラメータ)である。また、
周期関数の位相項は(A2x+A3)で表されている。す
なわち、(A2x+A3)が、上述した成膜中の現在時刻
xにおける位相を表している。
A 0 and A 1 in the equation (6) are coefficients (parameters) representing the amplitude and waveform of the periodic function, A 2 is a parameter representing the film forming rate, and A 3 is an initial value. It is a coefficient (parameter) representing each phase. Also,
The phase term of the periodic function is represented by (A 2 x + A 3 ). That is, (A 2 x + A 3 ) represents the phase at the current time x during the film formation described above.

【0065】すなわち、理論式データファイル45に
は、上記光透過損失値(挿入損失値)ILを表す理論式
および上記式(1)〜(6)がそれぞれ理論式データD
Aとして記憶されている。
That is, in the theoretical formula data file 45, the theoretical formula representing the light transmission loss value (insertion loss value) IL and the above formulas (1) to (6) are respectively stored in the theoretical formula data D.
It is stored as A.

【0066】そして、メモリ42には、成膜装置11に
より過去に実際に成膜された多層膜フィルタの波長特性
(光透過/反射損失特性)を表すデータが格納された過
去波長特性データファイル50が記憶されている。な
お、第1実施形態の構成においては、過去波長特性デー
タファイルは省略してもよい。次に、本実施形態の全体
動作について説明する。
The memory 42 stores the past wavelength characteristic data file 50 in which the data showing the wavelength characteristic (light transmission / reflection loss characteristic) of the multilayer filter actually deposited in the past by the film forming apparatus 11 is stored. Is remembered. In the configuration of the first embodiment, the past wavelength characteristic data file may be omitted. Next, the overall operation of this embodiment will be described.

【0067】多層膜フィルタ1を製作するにあたり、ま
ず、多層膜フィルタ1の各層3a1〜3anの光学膜厚
を設計する。
In manufacturing the multilayer filter 1, first, the optical film thickness of each layer 3a1-3an of the multilayer filter 1 is designed.

【0068】本実施形態では、多層膜の層数は、目標透
過損失値データファイル46に記憶された目的損失波長
特性を実現できる最小限の層数を用いた。また、多層膜
3の設計に際し、偏光依存性を抑制するために、多層膜
フィルタ1の膜表面に対する入射角度は90度とし、多
層膜3の成膜物質の一方をTa2O5(例えば、成膜源13
a1の成膜材料をTa2O5)および屈折率2.1654と
し、他方をSiO2(例えば、成膜源13a2の成膜材料を
SiO2)および屈折率1.4471とした。また、フィル
タ基板2の複素屈折率nsを1.5022とし、媒質で
ある空気の屈折率を1.0000とし、物質での吸収は
ないものとした。
In the present embodiment, the number of layers of the multilayer film is the minimum number of layers that can realize the target loss wavelength characteristic stored in the target transmission loss value data file 46. Further, in designing the multilayer film 3, in order to suppress the polarization dependence, the incident angle of the multilayer film filter 1 with respect to the film surface is set to 90 degrees, and one of the film forming materials of the multilayer film 3 is Ta 2 O 5 (for example, Film forming source 13
The film forming material of a1 is Ta 2 O 5 and the refractive index is 2.1654, and the other is SiO 2 (for example, the film forming material of the film forming source 13a2 is
SiO 2 ) and a refractive index of 1.4471. Further, the complex refractive index n s of the filter substrate 2 was set to 1.5022, the refractive index of air as a medium was set to 1.0000, and there was no absorption by the substance.

【0069】すなわち、設計者は、制御装置31の入力
部41を介して特性計算波長帯域として、例えばGFF
として要求される目的透過損失値データをコンピュータ
41に入力する(ステップS1)。なお、この目的透過
損失値データは、目標透過損失特性を表すものであり、
例えば、後掲図6におけるS(a)で表される目的透過
損失特性の不連続な不連続な各波長λi(iは、1から
Nまで1ずつ順に増える整数であり、i=1、2、3、
…、N−1、Nとなる)に対する仕様損失値である。
That is, the designer uses the input unit 41 of the control device 31 as the characteristic calculation wavelength band, for example, GFF.
The target transmission loss value data required as is input to the computer 41 (step S1). The target transmission loss value data represents the target transmission loss characteristic,
For example, each wavelength λ i (i is an integer increasing from 1 to N by 1 in order, which is discontinuous in the target transmission loss characteristic represented by S (a) in FIG. 6 below, i = 1, 2, 3,
, N−1, N).

【0070】次いで、設計者は、光学膜厚のパラメータ
(以下、膜厚パラメータとする)aの初期値(基本膜
厚)として、目的特性波長帯域{1530nm(λs
〜1560nm(λe)}の例えば0.95倍程度の波
長(1495nm)を中心波長λとし、その中心波長λ
の1/4の7倍、すなわち、7λ/4(1.75λ)を
入力する(ステップS2)。
Next, the designer sets the target characteristic wavelength band {1530 nm (λ s ) as the initial value (basic film thickness) of the optical film thickness parameter (hereinafter referred to as film thickness parameter) a.
.About.1560 nm (λ e )}, for example, a wavelength (1495 nm) that is about 0.95 times the central wavelength λ, and the central wavelength λ
7 times 1/4, that is, 7λ / 4 (1.75λ) is input (step S2).

【0071】コンピュータ41は、膜厚設計プログラム
P1に従って動作し、入力された特性波長λiおよび膜
厚パラメータa(初期値)を受信する。
The computer 41 operates according to the film thickness design program P1 and receives the input characteristic wavelength λi and the film thickness parameter a (initial value).

【0072】次いで、コンピュータ41は、変数nを0
に設定し(ステップS3)、その変数nを1インクリメ
ントし(ステップS4)、特性波長帯域内の波長パラメ
ータλnをλiに設定する。なお、今は、n=1であるた
め、λn=λ1となる(ステップS5)。
Next, the computer 41 sets the variable n to 0.
(Step S3), the variable n is incremented by 1 (step S4), and the wavelength parameter λ n within the characteristic wavelength band is set to λ i . Since n = 1 at this time, λ n = λ 1 (step S5).

【0073】次いで、コンピュータ41は、メモリ42
の理論式データファイル45に記憶された理論式データ
を読出し、読み出した理論式データDAに対して膜厚パ
ラメータa(基本膜厚=7λ/4))を入力する。そし
て、コンピュータ41は、その膜厚パラメータaおよび
波長λnを変数としたN層全体の多層膜3の挿入損失値
IL(λn、a)を求める。続いて、コンピュータ21
は、多層膜3の挿入損失値IL(λn、a)と対応する
波長λnでの多層膜3全体の目標透過損失値IL(λn
との2乗誤差En(a):
Next, the computer 41 has a memory 42.
The theoretical formula data stored in the theoretical formula data file 45 is read, and the film thickness parameter a (basic film thickness = 7λ / 4)) is input to the read theoretical formula data DA. Then, the computer 41 obtains the insertion loss value IL (λ n , a) of the multilayer film 3 of the entire N layers with the film thickness parameter a and the wavelength λ n as variables. Then, the computer 21
Is the target transmission loss value IL (λ n ) of the entire multilayer film 3 at the wavelength λ n corresponding to the insertion loss value IL (λ n , a) of the multilayer film 3.
Square error E n (a) with:

【式7】 を求め、求めた多層膜3全体のEn(a)をメモリ13
に記憶する(ステップS6)。
[Formula 7] Look, the entire multilayer film 3 obtained E n (a) memory 13
(Step S6).

【0074】次いで、コンピュータ41は、n>Nであ
るか否か判断する(ステップS7)。今、n=1である
ため、ステップS7の判断はNOとなり、コンピュータ
41は、ステップS4に戻ってnを1インクリメント
し、ステップS4以降の処理を実行する。
Next, the computer 41 determines whether or not n> N (step S7). Since n = 1 now, the determination in step S7 is NO, the computer 41 returns to step S4, increments n by 1, and executes the processing from step S4.

【0075】すなわち、コンピュータ41は、n>Nに
なるまで、すなわち、波長パラメータλn=λNに基づく
ステップS7の処理を終了するまで、上述したステップ
S4〜S7の処理を繰り返し実行する。
That is, the computer 41 repeatedly executes the above-described processing of steps S4 to S7 until n> N, that is, until the processing of step S7 based on the wavelength parameter λ n = λ N is completed.

【0076】この結果、各層3a1〜3aNの膜厚パラ
メータaを基本膜厚(7λ/4)に設定した場合の全特
性波長帯域におけるステップ幅毎の光透過損失理論値I
L(λn、a)と対応する波長λnでの目標透過損失値I
L(λn)との2乗誤差En(a)が波長毎に求められ
る。
As a result, when the film thickness parameter a of each of the layers 3a1 to 3aN is set to the basic film thickness (7λ / 4), the theoretical light transmission loss value I for each step width in the entire characteristic wavelength band is obtained.
Target transmission loss value I at wavelength λ n corresponding to L (λ n , a)
The squared error E n (a) with L (λ n ) is obtained for each wavelength.

【0077】波長パラメータλnが波長λeに一致する
と、上記ステップS7の処理はYESとなり、コンピュ
ータ41は、求めた全特性波長帯域における多層膜3全
体の2乗誤差En(a)の加算平均値(2乗平均誤差、
2乗誤差平均値)を次式(8)に従って算出し、算出し
た波長パラメータa(基本値)における2乗誤差平均値
をメモリ42に記憶する(ステップS8)。
When the wavelength parameter λ n coincides with the wavelength λ e , the process in step S7 becomes YES, and the computer 41 adds the squared error E n (a) of the entire multilayer film 3 in all the obtained characteristic wavelength bands. Mean value (root mean square error,
The mean square error) is calculated according to the following equation (8), and the mean square error of the calculated wavelength parameter a (basic value) is stored in the memory 42 (step S8).

【0078】[0078]

【式8】 [Formula 8]

【0079】以下、コンピュータ42は、上記膜厚パラ
メータa(初期値=7λ/4)を基準として、各層3a
1〜3aNの膜厚パラメータaを変化させながらフィッ
ティング処理をする。すなわち、コンピュータ41は、
各層3a1〜3aNの膜厚パラメータaを層毎に個別に
変化させながら、対応する多層膜3全体の2乗平均誤差
を順次算出してその2乗平均誤差の値を小さくしていく
(ステップS9)。
Thereafter, the computer 42 uses the film thickness parameter a (initial value = 7λ / 4) as a reference to form each layer 3a.
The fitting process is performed while changing the film thickness parameter a of 1 to 3 aN. That is, the computer 41
While individually changing the film thickness parameter a of each of the layers 3a1 to 3aN, the root mean square error of the entire corresponding multilayer film 3 is sequentially calculated to reduce the value of the root mean square error (step S9). ).

【0080】このようにして、ステップS9のフィッテ
ィング処理を順次繰り返していき(ステップS10→N
O)、各層3a1〜3aNの膜厚パラメータaを変化さ
せても2乗平均誤差の値が収束してしまう場合、あるい
は現在の光学膜厚値a(1)〜a(N)を用いた透過損
失値IL(λ1〜λN、a(1))〜透過損失値IL(λ
1〜λN、a(N))と対応する目的透過損失値IL(λ
1〜λN)との損失偏差(平坦度)が一定値(例えば、1
dB以下)になった際に、フィッティング処理を終了す
る(ステップS10→YES)。
In this way, the fitting process of step S9 is sequentially repeated (steps S10 → N).
O), when the value of the root mean square error converges even if the film thickness parameter a of each of the layers 3a1 to 3aN is changed, or the transmission using the current optical film thickness values a (1) to a (N) Loss value IL (λ 1 to λ N , a (1)) to transmission loss value IL (λ
1 to λ N , a (N)) and the corresponding target transmission loss value IL (λ
1 to λ N ) and the loss deviation (flatness) is a constant value (for example, 1
When it becomes less than or equal to dB), the fitting process ends (step S10 → YES).

【0081】この結果、全体の層数が26、各層3a1
〜3aNの光学膜厚は、基本波長7λ/4を基準として
図5に示す設計結果が得られた。なお、図5において、
上側が媒質、下側が基板である。
As a result, the total number of layers is 26, and each layer 3a1
As for the optical film thickness of ˜3 aN, the design result shown in FIG. 5 was obtained based on the fundamental wavelength of 7λ / 4. In addition, in FIG.
The upper side is the medium and the lower side is the substrate.

【0082】図6は、本実施形態の多層膜フィルタ1が
ターゲットとする目的損失波長特性と上述した設計手法
により設計された損失波長特性との関係を示す図であ
る。なお、図6において、特性曲線S(a)が、不連続
な各波長λi(iは、1、2、3、・・・、N−1、
N)に対する目的損失波長特性を示し、S(b)が目的
損失波長特性のターゲット波長帯域の範囲内(1530
nm〜1560nm)から任意に選択した複数の波長λ
k(kは、1、2、3、・・・、Nのように1から順に
1ずつ増える整数)における本実施形態で説明した設計
手法により設計された多層膜フィルタ1の損失波長特性
を示している。
FIG. 6 is a diagram showing the relationship between the target loss wavelength characteristic targeted by the multilayer filter 1 of the present embodiment and the loss wavelength characteristic designed by the above-described design method. In FIG. 6, the characteristic curve S (a) indicates that the wavelengths λ i are discontinuous (i is 1, 2, 3, ..., N-1,
N) indicating the target loss wavelength characteristic, and S (b) is within the target wavelength band of the target loss wavelength characteristic (1530
nm to 1560 nm), a plurality of wavelengths λ arbitrarily selected
Shows the loss wavelength characteristic of the multilayer filter 1 designed by the design method described in the present embodiment at k (k is an integer that sequentially increases by 1 from 1 like 1, 2, 3, ..., N). ing.

【0083】図6から明らかなように、本実施形態で設
計された多層膜フィルタ1の損失波長特性は、上記目的
波長損失特性に非常に近似した損失波長特性を有するも
のとなった。
As is clear from FIG. 6, the loss wavelength characteristic of the multilayer filter 1 designed in this embodiment has a loss wavelength characteristic very close to the above target wavelength loss characteristic.

【0084】仮に、中心波長を1327nmとし、多層
膜の各層の光学膜厚を全て前記中心波長の1/4、すな
わち、中心波長の0.25倍を基本膜厚として膜厚の最
適化を行った場合(図4参照)、多層膜の層数は、少な
くとも76層必要になり、明らかに基本膜厚を上記中心
波長の(2n+1)/4倍(nは1以上の自然数)とし
て設計した場合よりも、多くの層数が必要になる。
Assuming that the center wavelength is 1327 nm and the optical film thickness of each layer of the multilayer film is 1/4 of the center wavelength, that is, 0.25 times the center wavelength, the film thickness is optimized. In this case (see FIG. 4), the number of layers of the multilayer film must be at least 76 layers, and when the basic film thickness is obviously designed as (2n + 1) / 4 times (n is a natural number of 1 or more) of the central wavelength. More layers are required.

【0085】すなわち、より多くの層数が必要となるこ
とは、多層膜内の干渉効果が大きくなるため、計算が複
雑になり、設計に時間がかかることを意味する。したが
って、基本膜厚を前記中心波長の(2n+1)/4倍
(3/4倍、5/4倍、・・・)の光学膜厚として設計
することにより、基本膜厚を中心波長の1/4の光学膜
厚として設計する場合と比べて、非常に容易に設計でき
る。
That is, the fact that a larger number of layers is required means that the interference effect in the multilayer film becomes large, the calculation becomes complicated, and the design takes time. Therefore, by designing the basic film thickness as an optical film thickness of (2n + 1) / 4 times (3/4 times, 5/4 times, ...) Of the central wavelength, Compared with the case of designing as an optical film thickness of 4, it can be designed very easily.

【0086】次に、基本膜厚を中心波長の7/4倍とし
て設計した膜厚をそれぞれ有する26層の光学膜厚を使
用して多層膜光学フィルタ1を製作する方法について説
明する。
Next, a method of manufacturing the multilayer optical filter 1 will be described by using 26 layers of optical film thicknesses each having a film thickness designed with the basic film thickness being 7/4 times the center wavelength.

【0087】26層の多層膜L1〜L26における例え
ば、薄膜層Lj(1≦j≦26)の成膜動作(例えば、
成膜源13a2の成膜材料に対応する層であるとする)
を行っている際においては、コンピュータ41の制御に
より、成膜源13a2のシャッタ装置22a2が開動作
し、成膜源13a1のシャッタ装置22a1が閉動作
(シャッタ動作)している。
For example, a film forming operation of a thin film layer L j (1 ≦ j ≦ 26) in the 26-layered multilayer films L 1 to L 26 (for example,
(It is assumed that the layer corresponds to the film forming material of the film forming source 13a2)
During the operation, the shutter device 22a2 of the film forming source 13a2 is opened and the shutter device 22a1 of the film forming source 13a1 is closed (shutter operation) under the control of the computer 41.

【0088】一方、電子銃20a1、20a2から成膜
源13a1、13a2に対して電子ビームが照射されて
おり、成膜源13a1、13a2内の加熱融解された成
膜材料が蒸発する。
On the other hand, the electron guns 20a1 and 20a2 irradiate the film-forming sources 13a1 and 13a2 with an electron beam, and the film-forming materials heated and melted in the film-forming sources 13a1 and 13a2 are evaporated.

【0089】このとき、上方をシャッタ装置により覆わ
れていない成膜源13a2から蒸発した成膜材料(蒸発
粒子)は、真空容器12内を上昇して被成膜基板16に
蒸着され、薄膜層Ljの一部が形成される。
At this time, the film-forming material (evaporated particles) evaporated from the film-forming source 13a2 whose upper part is not covered by the shutter device rises in the vacuum container 12 and is evaporated on the film-forming substrate 16 to form a thin film layer. Part of L j is formed.

【0090】上記成膜動作と並行して、光源21から
は、広波長帯域光が成膜中の薄膜層に照射される。そし
て、成膜中の薄膜層を透過した透過光は、基板16、集
光レンズ23および光ファイババンドル24を介して分
光器29に入射される。
In parallel with the above film forming operation, the light source 21 irradiates the thin film layer being formed with light in a wide wavelength band. Then, the transmitted light transmitted through the thin film layer being formed is incident on the spectroscope 29 via the substrate 16, the condenser lens 23, and the optical fiber bundle 24.

【0091】そして、分光器29を介して所定のモニタ
波長を有するモニタ光のみが分光されて受光器30に受
光される。受光器30により受光された受光量に対応す
る光量信号は、ロックインアンプ31を介してノイズ除
去された後、制御装置32のコンピュータ41に送信さ
れる。
Then, only the monitor light having a predetermined monitor wavelength is split through the spectroscope 29 and received by the photodetector 30. The light amount signal corresponding to the amount of light received by the light receiver 30 is noise-removed via the lock-in amplifier 31 and then transmitted to the computer 41 of the control device 32.

【0092】したがって、コンピュータ41には、受光
器30を介して対応する薄膜層Ljにおける現在時刻xi
よりも前に測定された全ての光量信号に基づく光量変化
データ{xk、tk(k=1、2、・・・、i−1)}が
受信されており、コンピュータ41の処理によりメモリ
42に記憶されている。
Therefore, the current time x i in the corresponding thin film layer L j is sent to the computer 41 via the light receiver 30.
The light intensity change data {x k , t k (k = 1, 2, ..., i-1)} based on all the light intensity signals measured before is received and stored in the memory by the processing of the computer 41. It is stored in 42.

【0093】このとき、コンピュータ41は、成膜制御
プログラムP2に従って、メモリ42に記憶された、対
応する薄膜層Ljにおける現在時刻xiよりも前に測定さ
れた全ての光量信号に基づく光量変化データ{xk
k}を、メモリ42の理論データファイル45に記憶
された式(6)にフィッティングして、式(6)の各パ
ラメータA0、A1、A2およびA 3 を算出する(図7;ス
テップS11参照)。
At this time, the computer 41 changes the light quantity based on all the light quantity signals stored in the memory 42 and measured before the current time x i in the corresponding thin film layer L j in accordance with the film formation control program P2. Data {x k ,
The t k}, by fitting the stored theory data file 45 in the memory 42 (6), to calculate the respective parameters A 0, A 1, A 2 and A 3 in the formula (6) (7; See step S11).

【0094】次いで、コンピュータ41は、算出した各
パラメータA0、A1、A2、A 3 および式(6)を用い
て、現在の位相が目的位相{設計されたターゲット膜厚
値に対応する停止指標位相値}に到達する際の成膜時刻
s、すなわち、(A2s+A 3 )=上記停止指標位相値
となるxsを算出する(ステップS12)。
Next, the computer 41 uses the calculated parameters A 0 , A 1 , A 2 , A 3 and the equation (6) so that the current phase corresponds to the target phase {designed target film thickness value. deposition time x s at the time of reaching the stop index phase value}, i.e., it calculates the x s to be (a 2 x s + a 3 ) = the stop index phase value (step S12).

【0095】コンピュータ41は、ステップS11〜ス
テップS12の処理を繰り返し行い、現在の成膜時刻x
iが目的位相(設計膜厚)に対応する成膜時刻xsに到達
した時点で(図8参照)、蒸着中の成膜源3a2に対応
するシャッタ装置12a2に対してシャッタ信号を送信
して成膜源3a2から蒸発した成膜材料の基板6への蒸
着を阻止する(ステップS13)。
The computer 41 repeats the processing from step S11 to step S12, and the current film formation time x
When i reaches the film formation time x s corresponding to the target phase (design film thickness) (see FIG. 8), a shutter signal is transmitted to the shutter device 12a2 corresponding to the film formation source 3a2 during vapor deposition. The evaporation of the film forming material evaporated from the film forming source 3a2 onto the substrate 6 is prevented (step S13).

【0096】この結果、実際に成膜された薄膜層Lj
膜厚を、設計値通りに設定することができる。
As a result, the film thickness of the actually formed thin film layer L j can be set as designed.

【0097】このようにして設計・製作された26層の
多層膜光学フィルタ1において、目的損失波長特性を得
ることができる光学膜厚の作製時の最大許容誤差は、基
本膜厚を前記中心波長の1/4で設計した76層の光学
膜厚を使用して多層膜光学フィルタを作製する際の最大
許容誤差と比べて、5倍程度になり、成膜膜厚の必要精
度を緩和することができる。
In the 26-layer multilayer optical filter 1 designed and manufactured as described above, the maximum allowable error in manufacturing the optical film thickness that can obtain the target loss wavelength characteristic is as follows: Compared with the maximum permissible error when manufacturing a multilayer optical filter using an optical film thickness of 76 layers designed to be 1/4 of the above, the required accuracy of the film formation film thickness should be relaxed. You can

【0098】一般に、多層膜の層数が少なくなることに
より、目的損失波長特性に近い特性を得ることができる
光学膜厚の作製時の最大許容誤差が大きくなり、成膜膜
厚の必要精度が緩和され、目的損失波長特性を有する多
層膜光学フィルタの作製が容易となる。 (第2の実施の形態)本実施形態においては、成膜シス
テム11の構成は、第1実施形態と略同等であるため、
同一の符号を用いてその説明は省略する。
Generally, when the number of layers of the multilayer film is reduced, the maximum allowable error in the production of the optical film thickness that can obtain the characteristics close to the target loss wavelength characteristics is increased, and the required accuracy of the film thickness is increased. It is alleviated, and it becomes easy to manufacture the multilayer optical filter having the target loss wavelength characteristic. (Second Embodiment) In the present embodiment, the structure of the film forming system 11 is substantially the same as that of the first embodiment.
The same reference numerals are used and the description thereof is omitted.

【0099】本実施形態では、多層膜フィルタ1の各薄
膜層3a1〜3aNの膜厚設計が終了した後に、コンピ
ュータ41は、成膜システム11により実際に成膜され
る多層膜に定常的に発生する膜厚誤差を見積もって成膜
制御を行うために、成膜制御プログラムP2に従って、
図9に示す処理を行う。
In this embodiment, after the film thickness design of each thin film layer 3a1-3aN of the multilayer film filter 1 is completed, the computer 41 constantly generates the multilayer film actually formed by the film forming system 11. In order to estimate the film thickness error and control the film formation,
The processing shown in FIG. 9 is performed.

【0100】すなわち、コンピュータ41は、例えば成
膜システム11の光学系の時定数に対応した遅延時間T
dを設定し(図9;ステップS20)、1層目を成膜
(蒸着)する場合を想定し、膜厚を除々に増やした場合
の光量変化を理論式データDAを参照して計算(シミュ
レーション)する(ステップS21;図10参照)。次
いで、コンピュータ41は、ステップS21の計算結果
を式(6)にフィッティングして、式(6)の各パラメ
ータA0、A1、A2およびA 3 を算出する(ステップS2
2)。そして、コンピュータ41は、算出した各パラメ
ータA0、A1、A2、A 3 および式(6)を用いて、現在
の位相が目的位相{設計されたターゲット膜厚値に対応
する停止指標位相値}に到達する際の1層目の膜厚h1
を算出する(ステップS23)。
That is, the computer 41 uses the delay time T corresponding to the time constant of the optical system of the film forming system 11, for example.
Setting d (FIG. 9; step S20), the light amount change when the film thickness is gradually increased is calculated with reference to theoretical formula data DA (simulation), assuming that the first layer is formed (deposited). (Step S21; refer to FIG. 10). Next, the computer 41 fits the calculation result of step S21 to the equation (6) to calculate the parameters A 0 , A 1 , A 2 and A 3 of the equation (6) (step S2).
2). Then, the computer 41 uses the calculated parameters A 0 , A 1 , A 2 , A 3 and the equation (6) to determine that the current phase is the target phase {stop index phase corresponding to the designed target film thickness value. Value h1 of the first layer when reaching
Is calculated (step S23).

【0101】次いで、コンピュータ41は、算出した膜
厚h1に対して、遅延時間Tdだけ長めに成膜した場合
の膜厚hd1を算出する(ステップS24)。なお、こ
のステップS24の処理において、蒸着レートは実績ベ
ースの固定値を用いて計算する。
Next, the computer 41 calculates the film thickness hd1 when the film thickness is longer than the calculated film thickness h1 by the delay time Td (step S24). In addition, in the process of this step S24, the vapor deposition rate is calculated using a fixed value on a performance basis.

【0102】コンピュータ41は、1層目の膜厚をhd
1で固定し、その膜に対して2層目を蒸着することを想
定し、膜厚を除々に増大していった場合の光量変化を理
論式データDAを参照して算出する(ステップS2
5)。次いで、コンピュータ41は、ステップS6の算
出結果を式(6)にフィッティングして各パラメータA
0、A1、A2およびA 3 を算出する(ステップS26)。
そして、コンピュータ41は、算出した各パラメータA
0、A1、A2、A 3 および式(6)を用いて、現在の位相
が目的位相{設計されたターゲット膜厚値に対応する停
止指標位相値}に到達する際の2層目の膜厚h2を算出
する(ステップS27)。
The computer 41 sets the thickness of the first layer to hd
Assuming that the film is fixed at 1, and a second layer is vapor-deposited on the film, the change in the light amount when the film thickness is gradually increased is calculated with reference to the theoretical formula data DA (step S2).
5). Next, the computer 41 fits the calculation result of step S6 into the equation (6) and sets each parameter A
0 , A 1 , A 2 and A 3 are calculated (step S26).
Then, the computer 41 causes the calculated parameters A
0 , A 1 , A 2 , A 3 and the equation (6) are used, the second phase when the current phase reaches the target phase {stop index phase value corresponding to the designed target film thickness value} The film thickness h2 is calculated (step S27).

【0103】次いで、コンピュータ41は、算出した膜
厚h2に対して、遅延時間Tdだけ長めに成膜した場合
の膜厚hd2を算出する(ステップS28)。続いて、
コンピュータ41は、1層目、2層目の膜厚をhd1、
hd2で固定し、その膜に対して3層目を蒸着すること
を想定し、膜厚を除々に増大していった場合の光量変化
を算出する(ステップS29)。
Next, the computer 41 calculates the film thickness hd2 when the film is formed with a delay time Td longer than the calculated film thickness h2 (step S28). continue,
The computer 41 sets the thicknesses of the first and second layers to hd1,
Assuming that the film is fixed at hd2 and the third layer is vapor-deposited on the film, the change in the light amount when the film thickness is gradually increased is calculated (step S29).

【0104】以下、同様に、コンピュータ41は、最終
の光学膜層(3aN)まで計算を行い、hd1、hd
2、hd3、・・・、hdnを求め(ステップS3
0)、求めた膜厚hd1、hd2、hd3、・・・、h
dnに基づくフィルタの波長特性を、理論式データDA
を参照して算出する(ステップS31)。
Thereafter, similarly, the computer 41 similarly performs calculations up to the final optical film layer (3aN), and outputs hd1 and hdd.
2, hd3, ..., Hdn are calculated (step S3
0), the obtained film thicknesses hd1, hd2, hd3, ..., H
The wavelength characteristic of the filter based on dn is calculated by theoretical formula data DA
And is calculated (step S31).

【0105】コンピュータ41は、メモリ42の過去波
長特性データファイル50に記憶された、実際に成膜し
た結果から得られた過去波長特性データと算出した波長
特性データとを比較してその誤差を求める(ステップS
32)。
The computer 41 compares the past wavelength characteristic data obtained from the actual film-forming result stored in the past wavelength characteristic data file 50 of the memory 42 with the calculated wavelength characteristic data to obtain the error. (Step S
32).

【0106】そして、コンピュータ41は、ステップS
20〜S32の処理をTdを変えながら実行することに
より、求められた全ての遅延時間Tdそれぞれの誤差の
中から最小の誤差となる遅延時間Tdを求めて最適遅延
時間Td(OPT)に設定する(ステップS33)。
The computer 41 then proceeds to step S
By executing the processing of 20 to S32 while changing Td, the delay time Td which is the minimum error is calculated from the errors of all the calculated delay times Td, and is set to the optimum delay time Td (OPT). (Step S33).

【0107】ここで、図15は、設計膜厚に基づく多層
膜フィルタの波長特性データと実際に成膜された多層膜
フィルタの波長特性データとを比較して示す図である。
また、図11は、前掲図9の遅延時間見積り処理に基づ
いて求められた遅延時間別の波長特性の計算結果であ
る。
Here, FIG. 15 is a diagram showing a comparison between the wavelength characteristic data of the multilayer filter based on the designed film thickness and the wavelength characteristic data of the actually formed multilayer filter.
Further, FIG. 11 is a calculation result of the wavelength characteristic for each delay time obtained based on the delay time estimation processing of FIG. 9 above.

【0108】図11から分かるように、遅延時間が長く
なるにつれて、特性波形が変化している。図11におけ
るTd=1.7secのときの計算波形と図15に示す
実際の特性データ波形とを重ねた結果を図12に示す。
図12に示すように、両者の波形が略一致していること
が分かる。
As can be seen from FIG. 11, the characteristic waveform changes as the delay time becomes longer. FIG. 12 shows the result of superposing the calculated waveform when Td = 1.7 sec in FIG. 11 and the actual characteristic data waveform shown in FIG.
As shown in FIG. 12, it can be seen that the waveforms of both are substantially the same.

【0109】すなわち、この波形の一致と誤差が最小と
は同じ意味を表しており、波形が近似する(誤差が最小
になる)遅延時間Tdを最適遅延時間Td(OPT)とし
て求めることができる。
That is, the coincidence of the waveforms and the minimum error have the same meaning, and the delay time Td with which the waveforms are approximated (the error is minimized) can be obtained as the optimum delay time Td (OPT).

【0110】このようにして求められた最適遅延時間T
d(OPT)を用いて成膜制御を行う。例えば、第1実
施形態と同様に、薄膜層Ljの成膜を行うものとする。
The optimum delay time T thus obtained
The film formation is controlled using d (OPT). For example, it is assumed that the thin film layer L j is formed as in the first embodiment.

【0111】すなわち、図13に示すように、コンピュ
ータ41は、成膜制御プログラムP2に従って、メモリ
42に記憶された、対応する薄膜層Ljにおける現在時
刻xiよりも前に測定された全ての光量信号に基づく光
量変化データ{xk、tk}を、メモリ42の理論データ
ファイル45に記憶された式(6)にフィッティングし
て、式(6)の各パラメータA0、A1、A2およびA 3
算出する(図13;ステップS11参照)。
That is, as shown in FIG. 13, the computer 41 according to the film formation control program P2 stores all the measured thin film layers L j stored in the memory 42 before the current time x i . The light quantity change data {x k , t k } based on the light quantity signal is fitted to the equation (6) stored in the theoretical data file 45 of the memory 42, and each parameter A 0 , A 1 , A of the equation (6) is fitted. 2 and A 3 are calculated (see FIG. 13; step S11).

【0112】次いで、コンピュータ41は、算出した各
パラメータA0、A1、A2、A 3 および式(6)を用い
て、現在の位相が停止指標位相値に到達する際の成膜時
刻xs、すなわち、(A2s+A 3 )=上記停止指標位相
値となるxsを算出する(ステップS12)。なお、成
膜(蒸着開始時はx=0とする)。
Then, the computer 41 uses the calculated parameters A 0 , A 1 , A 2 , A 3 and the equation (6) to form the film formation time x when the current phase reaches the stop index phase value. s, i.e., to calculate the x s as the (a 2 x s + a 3 ) = the stop index phase value (step S12). Note that film formation (x = 0 at the start of vapor deposition).

【0113】次いで、コンピュータ41は、ステップS
11〜ステップS12の処理を繰り返し行い、現在の成
膜時刻xiが目的位相(設計膜厚)に対応する成膜時刻
sよりも遅延時間Td(OPT)だけ手前の時刻(xs
−Td(OPT))に到達した時点で、蒸着中の成膜源
3a2に対応するシャッタ装置12a2に対してシャッ
タ信号を送信して成膜源3a2から蒸発した成膜材料の
基板6への蒸着を阻止する(ステップS13a)。
Then, the computer 41 proceeds to step S
By repeating the processing from 11 to step S12, the current film formation time x i is a time (x s ) before the film formation time x s corresponding to the target phase (design film thickness) by the delay time Td (OPT).
When -Td (OPT)) is reached, a shutter signal is transmitted to the shutter device 12a2 corresponding to the film-forming source 3a2 being vapor-deposited to deposit the film-forming material evaporated from the film-forming source 3a2 onto the substrate 6. Is blocked (step S13a).

【0114】図14は、前掲図13の成膜制御処理によ
り実際に成膜された多層膜フィルタの設計特性データお
よび実際の特性データの関係を示す図である。図14に
示すように、両者は非常に良く近似しており、互いの損
失偏差も0.32dBとなる。
FIG. 14 is a diagram showing the relationship between the design characteristic data and the actual characteristic data of the multilayer filter actually formed by the film formation control process of FIG. As shown in FIG. 14, the two are very well approximated, and the loss deviation between them is also 0.32 dB.

【0115】前掲図15の損失偏差(2.514dB)
と図14に示す損失偏差(0.32dB)とを比較すれ
ば明らかなように、本実施形態の成膜制御方法を用いる
ことにより、損失偏差を大幅に改善することができる。
Loss deviation (2.514 dB) shown in FIG. 15 above.
And the loss deviation (0.32 dB) shown in FIG. 14, the loss deviation can be significantly improved by using the film formation control method of the present embodiment.

【0116】以上述べたように、本実施形態によれば、
複数の要因、例えば光学系の時定数、信号処理の遅延、
機械動作の影響および回り込みの影響等により、実際に
成膜される各光学膜層に膜厚誤差が生じても、この膜厚
誤差を実際に成膜した多層膜フィルタの光学特性データ
から見積り、見積もった膜厚誤差の分だけ、成膜時間を
調整することができる。
As described above, according to this embodiment,
Multiple factors, such as optical system time constants, signal processing delays,
Even if a film thickness error occurs in each optical film layer that is actually formed due to the influence of mechanical operation and the influence of wraparound, etc., this film thickness error is estimated from the optical characteristic data of the actually formed multilayer filter, The film formation time can be adjusted by the estimated thickness error.

【0117】したがって、膜厚誤差が発生しても、得ら
れた多層膜フィルタの損失偏差を、膜厚誤差に影響を受
けることなく、高く維持することができる。
Therefore, even if a film thickness error occurs, the loss deviation of the obtained multilayer film filter can be maintained high without being affected by the film thickness error.

【0118】この結果、実際に製作される多層膜フィル
タの信頼性および実用性を向上させることができる。
As a result, the reliability and practicality of the actually manufactured multilayer filter can be improved.

【0119】なお、本実施形態では、見積もった誤差分
を用いて成膜時間を調整したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば、見積もった誤差分を相殺す
るように各層の設計膜厚を調整することも可能である。
In the present embodiment, the film formation time is adjusted by using the estimated error amount, but the present invention is not limited to this. For example, each layer of the layers is adjusted so as to cancel the estimated error amount. It is also possible to adjust the design film thickness.

【0120】また、第1および第2の実施形態において
は、位相制御方式に対応する理論式データとして、成膜
中の透過光量の変化を成膜時間の関数式として理論的に
表す理論式データDTを用いたが、本発明はこれに限定
されるものではない。
In the first and second embodiments, theoretical formula data corresponding to the phase control method is theoretical formula data that theoretically represents a change in the amount of transmitted light during film formation as a function formula of the film formation time. Although DT was used, the present invention is not limited to this.

【0121】すなわち、光量変化の幅Aに対する停止光
量の極値からの変化分Bの割合(B/A)を用いた成膜
制御を実行する場合には、そのB/Aを理論的に表す関
数式に対応する理論式データを理論式データファイル3
5に記憶しておき、この理論式データを用いて図7、図
9、図11等に示す処理を実行することにより、B/A
制御方式に対応する膜厚誤差(最適遅延時間)を見積も
ることができる。
That is, when the film formation control is performed using the ratio (B / A) of the change B from the extreme value of the stop light amount to the width A of the light amount change, the B / A is theoretically expressed. Theoretical formula data corresponding to the functional formula data file 3
5 and perform the processing shown in FIG. 7, FIG. 9, FIG.
The film thickness error (optimal delay time) corresponding to the control method can be estimated.

【0122】また、本実施形態では、単一のコンピュー
タで上述したモニタ光波長決定処理および成膜制御処理
を実行したが、複数台のコンピュータで実行することも
可能である。
Further, in the present embodiment, the monitor light wavelength determination process and the film formation control process described above are executed by a single computer, but it is also possible to execute them by a plurality of computers.

【0123】なお、本実施形態では、薄膜Fおよび基板
16を透過した光をモニタ光として用いたが、本発明は
これに限定されるものではなく、薄膜Fから反射した光
をモニタ光として用いることも可能である。
Although the light transmitted through the thin film F and the substrate 16 is used as the monitor light in this embodiment, the present invention is not limited to this, and the light reflected from the thin film F is used as the monitor light. It is also possible.

【0124】[0124]

【発明の効果】以上述べたように、本発明に係わる多層
膜光学フィルタおよびその設計装置によれば、λ/4を
基本膜厚として設計した多層膜光学フィルタと比べて、
同じ層数であっても、波長に対してより急峻な損失変動
を持つ波長特性を得ることができるため、目的波長特性
を有する多層膜光学フィルタを容易に設計することが可
能になる。
As described above, according to the multilayer optical filter and the apparatus for designing the same according to the present invention, as compared with the multilayer optical filter designed with the basic film thickness of λ / 4,
Even if the number of layers is the same, wavelength characteristics having a steeper loss variation with respect to wavelength can be obtained, so that it is possible to easily design a multilayer optical filter having target wavelength characteristics.

【0125】また、本発明に係わる成膜制御方法および
システムによれば、複数の要因、例えば光学系の時定
数、信号処理の遅延、機械動作の影響および回り込みの
影響等により、実際に成膜される各光学膜層に膜厚誤差
が生じても、この膜厚誤差を実際に成膜した多層膜フィ
ルタの光学特性データから見積り、見積もった膜厚誤差
の分だけ、成膜時間や設計膜厚を調整することができ
る。
Further, according to the film formation control method and system of the present invention, the film formation is actually performed due to a plurality of factors such as the time constant of the optical system, the delay of signal processing, the influence of mechanical operation and the influence of wraparound. Even if a film thickness error occurs in each optical film layer, the film thickness error is estimated from the optical characteristic data of the multilayer film filter that was actually formed, and the film formation time and design film are estimated by the estimated film thickness error. The thickness can be adjusted.

【0126】したがって、膜厚誤差に影響を受けること
なく、小さい損失偏差を維持することができ、製作した
多層膜光学フィルタの信頼性および実用性を向上させる
ことができる。
Therefore, a small loss deviation can be maintained without being affected by the film thickness error, and the reliability and practicality of the manufactured multilayer optical filter can be improved.

【0127】[0127]

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の第1の実施の形態に係わる多層膜フィ
ルタを示す図。
FIG. 1 is a diagram showing a multilayer filter according to a first embodiment of the present invention.

【図2】本発明の実施の形態に係わる薄膜モニタ光波長
決定装置を含む成膜システム11の概略構成を示す図
(一部断面図)。
FIG. 2 is a diagram (partial cross-sectional view) showing a schematic configuration of a film forming system 11 including a thin film monitor light wavelength determining device according to an embodiment of the present invention.

【図3】図2に示す制御装置のハードウエア構成を示す
図。
FIG. 3 is a diagram showing a hardware configuration of the control device shown in FIG.

【図4】本発明の第1の実施の形態における膜厚設計処
理の一例を示す概略フローチャート。
FIG. 4 is a schematic flowchart showing an example of a film thickness designing process according to the first embodiment of the present invention.

【図5】第1の実施形態に係わる多層膜フィルタの各層
の膜厚の設計結果を示す図。
FIG. 5 is a diagram showing a design result of film thickness of each layer of the multilayer filter according to the first embodiment.

【図6】第1の実施形態の多層膜フィルタがターゲット
とする目的損失波長特性と上述した設計手法により設計
された損失波長特性との関係を示す図。
FIG. 6 is a diagram showing a relationship between a target loss wavelength characteristic targeted by the multilayer filter of the first embodiment and a loss wavelength characteristic designed by the above-described design method.

【図7】第1の実施の形態における図2に示す制御装置
による成膜制御処理の一例を示す概略フローチャート。
FIG. 7 is a schematic flowchart showing an example of film formation control processing by the control device shown in FIG. 2 in the first embodiment.

【図8】第1の実施形態において、停止指標位相値とな
るxsを説明するためのグラフ。
FIG. 8 is a graph for explaining x s that is a stop index phase value in the first embodiment.

【図9】本発明の第2の実施形態に係わる成膜制御処理
の一例を示す概略フローチャート。
FIG. 9 is a schematic flowchart showing an example of a film formation control process according to a second embodiment of the present invention.

【図10】第2の実施形態における光量変化を説明する
図。
FIG. 10 is a diagram illustrating a change in light amount according to the second embodiment.

【図11】第2の実施の形態において、前掲図9の遅延
時間見積り処理に基づいて求められた遅延時間別の波長
特性の計算結果を示す図。
FIG. 11 is a diagram showing a calculation result of wavelength characteristics for each delay time obtained based on the delay time estimation process of FIG. 9 in the second embodiment.

【図12】第2の実施の形態において、Td=1.7s
ecのときの計算波形と図15に示す実際の特性データ
波形とを重ねた結果を示すグラフ。
FIG. 12 is Td = 1.7s in the second embodiment.
16 is a graph showing the result of superimposing the calculated waveform for ec and the actual characteristic data waveform shown in FIG. 15.

【図13】第2の実施形態における制御装置による成膜
制御処理の一例を示す略フローチャート。
FIG. 13 is a schematic flowchart showing an example of film formation control processing by a control device according to a second embodiment.

【図14】前掲図13の成膜制御処理により実際に成膜
された多層膜フィルタの設計特性データおよび実際の特
性データの関係を示す図。
14 is a diagram showing a relationship between design characteristic data and actual characteristic data of a multilayer filter actually formed by the film formation control process of FIG.

【図15】設計膜厚に基づく多層膜フィルタの波長特性
データと実際に成膜された多層膜フィルタの波長特性デ
ータとを比較して示す図。
FIG. 15 is a diagram showing a comparison between wavelength characteristic data of a multilayer filter based on a designed film thickness and wavelength characteristic data of an actually formed multilayer filter.

【符号の説明】 1 多層膜フィルタ 2 基板 3a1〜3aN 光学膜層 11 成膜システム 21 真空容器 13a1、13a2 成膜源 15 基板ホルダ 16 被成膜基板 20a1、20a2 電子銃 21 光源 22a1、22a2 シャッタ装置 30 受光器 32 制御装置 40 A/D 41 コンピュータ 42 メモリ 45 理論式データファイル 46 目的透過損失値データファイル 50 過去波長特性データファイル[Explanation of symbols] 1 Multilayer filter 2 substrates 3a1-3aN optical film layer 11 Film forming system 21 vacuum container 13a1, 13a2 film forming source 15 Substrate holder 16 Deposition substrate 20a1, 20a2 electron gun 21 light source 22a1, 22a2 shutter device 30 light receiver 32 control device 40 A / D 41 Computer 42 memory 45 theoretical formula data file 46 Purpose transmission loss value data file 50 Past wavelength characteristics data file

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水野 一庸 東京都千代田区丸の内2丁目6番1号 古 河電気工業株式会社内 Fターム(参考) 2H048 GA04 GA18 GA33 GA57 GA60 GA62 4K029 BB02 BC07 BD00 EA00 EA01   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    (72) Inventor Kazunori Mizuno             2-6-1, Marunouchi, Chiyoda-ku, Tokyo             Kawa Electric Industry Co., Ltd. F term (reference) 2H048 GA04 GA18 GA33 GA57 GA60                       GA62                 4K029 BB02 BC07 BD00 EA00 EA01

Claims (13)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 複数の光学膜が積層されて成り、ターゲ
ットとなる波長帯域において所定の波長特性を得るため
の多層膜光学フィルタであって、 前記各光学膜の光学膜厚を、前記ターゲット波長帯域の
1/2倍から3/2倍に設定された中心波長の(2n+
1)/4倍(nは1以上の自然数)を基本膜厚として設
計したことを特徴とする多層膜光学フィルタ。
1. A multilayer optical filter for laminating a plurality of optical films to obtain predetermined wavelength characteristics in a target wavelength band, wherein the optical film thickness of each optical film is set to the target wavelength. (2n + of the center wavelength set to 1/2 to 3/2 times the band)
1) / 4 times (n is a natural number of 1 or more) is designed as a basic film thickness, and a multilayer optical filter is characterized.
【請求項2】 前記所定の波長特性が得られるように前
記複数の光学膜の内の少なくとも一層の光学膜厚を最適
化したことを特徴とする請求項1記載の多層膜光学フィ
ルタ。
2. The multilayer optical filter according to claim 1, wherein the optical film thickness of at least one of the plurality of optical films is optimized so that the predetermined wavelength characteristic can be obtained.
【請求項3】 前記各光学膜の光学膜厚を、前記基本膜
厚を初期値として、前記ターゲット波長帯域の波長特性
を前記各光学膜の光学膜厚をパラメータとして表す理論
値を、当該ターゲット波長帯域において予め設定された
目標となる波長特性に対してフィッティングして設計し
たことを特徴とする請求項1記載の多層膜光学フィル
タ。
3. A theoretical value that represents the optical film thickness of each optical film with the basic film thickness as an initial value and the wavelength characteristics of the target wavelength band using the optical film thickness of each optical film as a parameter. The multilayer optical filter according to claim 1, wherein the multilayer optical filter is designed by fitting with respect to a target wavelength characteristic set in advance in a wavelength band.
【請求項4】 複数の光学膜が積層されて成り、ターゲ
ットとなる波長帯域において所定の波長特性を得るため
の多層膜光学フィルタの設計装置であって、 前記各光学膜の光学膜厚を、前記ターゲット波長帯域の
1/2倍から3/2倍に設定された中心波長の(2n+
1)/4倍(nは1以上の自然数)を基本膜厚として設
計する手段を備えたことを特徴とする多層膜光学フィル
タの設計装置。
4. A multilayer film optical filter designing apparatus for obtaining a predetermined wavelength characteristic in a target wavelength band, comprising a plurality of optical films laminated, wherein: (2n +) of the center wavelength set to 1/2 to 3/2 times the target wavelength band
1) A multilayer film optical filter designing device comprising means for designing a basic film thickness of 1/4 times (n is a natural number of 1 or more).
【請求項5】 成膜源から出射された膜生成材料により
被成膜体に対して複数の光学膜から成る多層膜を形成す
る成膜装置に用いられ、各光学膜の光学膜厚を、当該各
光学膜から透過/反射されたモニタ光を用いて予め設計
された光学膜毎の膜厚設計値に一致させるように制御す
る成膜制御システムであって、 前記成膜装置により実際に成膜された多層膜の所定の波
長帯域における光透過損失特性を表すデータを記憶する
記憶手段と、 前記記憶手段に記憶された前記多層膜の光透過損失特性
データに基づいて、前記成膜装置により成膜された光学
膜に定常的に発生する膜厚誤差を見積もる膜厚誤差見積
手段と、 前記各光学膜の膜厚設計値および見積もられた膜厚誤差
に基づいて前記膜厚制御を行う膜厚制御手段とを備えた
ことを特徴とする成膜制御システム。
5. An optical film thickness of each optical film, which is used in a film forming apparatus for forming a multilayer film composed of a plurality of optical films on an object to be formed by a film forming material emitted from a film forming source, A film formation control system for controlling a film thickness design value for each optical film, which is designed in advance, by using monitor light transmitted / reflected from each of the optical films. A storage unit that stores data representing the light transmission loss characteristic of the multilayer film formed in a predetermined wavelength band, and based on the light transmission loss characteristic data of the multilayer film stored in the storage unit, the film forming apparatus A film thickness error estimating means for estimating a film thickness error that constantly occurs in the formed optical film, and the film thickness control based on the film thickness design value of each optical film and the estimated film thickness error. And a film thickness control means. Membrane control system.
【請求項6】 前記膜厚誤差見積手段は、前記膜厚誤差
を前記設計膜厚からの偏差として見積もる手段と、見積
もった偏差を相殺するように前記設計膜厚を調整する手
段とを備えたことを特徴とする請求項5記載の成膜制御
システム。
6. The film thickness error estimating means includes means for estimating the film thickness error as a deviation from the design film thickness, and means for adjusting the design film thickness so as to cancel the estimated deviation. The film forming control system according to claim 5, wherein
【請求項7】 前記膜厚誤差見積手段は、前記膜厚誤差
を成膜時の遅延時間に換算して見積もる手段であること
を備えたことを特徴とする請求項5記載の成膜制御シス
テム。
7. The film forming control system according to claim 5, wherein the film thickness error estimating unit is a unit that estimates the film thickness error by converting it into a delay time during film formation. .
【請求項8】 前記膜厚誤差見積手段は、複数の遅延時
間を設定する手段と、前記設計膜厚から得られたモニタ
光の光量変化を表す関数データを記憶する記憶手段と、
前記被成膜体に対して各層の光学膜の成膜シミュレーシ
ョンを行う場合において、前記シミュレーションにおけ
る成膜中の各層からのモニタ光の光量変化を計算する手
段と、計算された光量変化を用いて前記関数データをフ
ィッティングして前記各層の関数データのパラメータを
求める手段と、求めたパラメータを含む関数データに基
づく成膜制御において成膜される各層の光学膜の膜厚を
計算する手段と、計算された各層の膜厚から各遅延時間
だけ変化させて成膜した場合に、各層の光学膜の膜厚を
遅延時間毎に計算する手段と、計算された遅延時間毎の
膜厚を有する複数の光学膜層から成る多層膜の前記所定
の波長帯域における光透過損失特性を表すデータを前記
遅延時間毎に算出する手段と、前記実際に成膜された多
層膜の光透過損失特性データおよび前記遅延時間毎に算
出された光透過損失特性データを比較して、当該遅延時
間毎に誤差を求める手段と、求めた遅延時間毎の誤差を
比較し、その比較結果に基づいて最適な遅延時間を求め
る手段とを備えたことを特徴とする請求項5記載の成膜
制御システム。
8. The film thickness error estimating means, means for setting a plurality of delay times, and storage means for storing function data representing a light quantity change of the monitor light obtained from the designed film thickness,
When performing a film formation simulation of the optical film of each layer on the film formation target, using a means for calculating a change in the light amount of the monitor light from each layer during film formation in the simulation, and the calculated light amount change Means for fitting the function data to obtain parameters of the function data of each layer, means for calculating the film thickness of the optical film of each layer formed in film formation control based on the function data containing the obtained parameters, and calculating When the film thickness is changed by each delay time from the film thickness of each layer formed, means for calculating the film thickness of the optical film of each layer for each delay time, and a plurality of means having the calculated film thickness for each delay time Means for calculating, for each delay time, data representing the light transmission loss characteristic of the multilayer film including the optical film layer in the predetermined wavelength band, and the light transmission loss of the actually formed multilayer film. Property data and the light transmission loss characteristic data calculated for each delay time are compared, and a means for obtaining an error for each delay time is compared with an error for each obtained delay time, and the optimum is obtained based on the comparison result. 6. The film forming control system according to claim 5, further comprising means for obtaining a large delay time.
【請求項9】 前記膜厚制御手段は、前記被成膜体に対
して成膜中の光学膜層からのモニタ光の光量変化をモニ
タする手段と、モニタされた光量変化を用いて前記関数
データをフィッティングして、前記光学膜層に対応する
関数データのパラメータを求める手段と、求めたパラメ
ータを含む関数データに基づいて、前記光学膜層が前記
膜厚設計値に一致する際の時間を算出する手段と、現在
時間が、算出された時間から前記遅延時間を差し引いた
時間に一致した際に、前記被成膜体に対する前記膜生成
材料の付着を阻止する手段とを備えたことを特徴とする
請求項8記載の成膜制御システム。
9. The film thickness control means monitors a change in the amount of monitor light from the optical film layer being formed on the film formation target, and the function using the monitored change in the light amount. By fitting the data, a means for obtaining the parameter of the function data corresponding to the optical film layer, and the time when the optical film layer matches the film thickness design value based on the function data including the obtained parameter. A means for calculating, and a means for preventing the film-forming material from adhering to the film formation target when the current time matches the time obtained by subtracting the delay time from the calculated time. The film formation control system according to claim 8.
【請求項10】 成膜源から出射された膜生成材料によ
り被成膜体に対して複数の光学膜から成る多層膜を形成
する成膜装置に用いられ、各光学膜の光学膜厚を、当該
各光学膜から透過/反射されたモニタ光を用いて予め設
計された光学膜毎の膜厚設計値に一致させるように制御
するためのコンピュータが実行可能なプログラムであっ
て、 コンピュータを、前記成膜装置により実際に成膜された
多層膜の所定の波長帯域における光透過損失特性を表す
データをメモリに記憶する手段と、前記メモリに記憶さ
れた前記多層膜の波長特性データに基づいて、前記成膜
装置により成膜された光学膜に定常的に発生する膜厚誤
差を見積もる手段と、前記各光学膜の膜厚設計値および
見積もられた膜厚誤差に基づいて前記膜厚制御を行う手
段として機能させることを特徴とするプログラム。
10. An optical film thickness of each optical film, which is used in a film forming apparatus for forming a multilayer film composed of a plurality of optical films on an object to be formed by a film forming material emitted from a film forming source, It is a computer-executable program for performing control so as to match a film thickness design value for each optical film designed in advance by using monitor light transmitted / reflected from each optical film. Based on the wavelength characteristic data of the multilayer film stored in the memory, means for storing data representing the light transmission loss characteristic in a predetermined wavelength band of the multilayer film actually formed by the film forming apparatus, A means for estimating a film thickness error that constantly occurs in the optical film formed by the film forming apparatus, and a film thickness control based on the film thickness design value of each optical film and the estimated film thickness error. Functions as a means to do Program for causing.
【請求項11】 複数の光学膜が積層されて成り、ター
ゲットとなる波長帯域において所定の波長特性を得るた
めの多層膜光学フィルタの設計方法であって、 前記各光学膜の光学膜厚を、前記ターゲット波長帯域の
略1/2倍から3/2倍に設定された中心波長の(2n
+1)/4倍(nは1以上の自然数)を基本膜厚として
設計するステップを備えたことを特徴とする多層膜光学
フィルタの設計方法。
11. A method of designing a multilayer optical filter for obtaining a predetermined wavelength characteristic in a target wavelength band, comprising a plurality of optical films laminated, wherein: (2n of the center wavelength set to approximately 1/2 to 3/2 times the target wavelength band)
A method of designing a multilayer optical filter, comprising a step of designing +1) / 4 times (n is a natural number of 1 or more) as a basic film thickness.
【請求項12】 前記設計ステップは、前記所定の波長
特性が得られるように前記複数の光学膜の内の少なくと
も一層の光学膜厚を最適化するステップを備えたことを
特徴とする請求項11記載の多層膜光学フィルタの設計
方法。
12. The designing step includes the step of optimizing an optical film thickness of at least one layer of the plurality of optical films so that the predetermined wavelength characteristic is obtained. A method for designing the multilayer optical filter described.
【請求項13】 成膜源から出射された膜生成材料によ
り被成膜体に対して複数の光学膜から成る多層膜を成膜
装置により形成する際に、各光学膜の光学膜厚を、当該
各光学膜から透過/反射されたモニタ光を用いて予め設
計された光学膜毎の膜厚設計値に一致させるように制御
する成膜制御方法であって、 前記成膜装置により実際に成膜された多層膜の所定の波
長帯域における光透過損失特性を表すデータを記憶する
ステップと、 前記記憶ステップにより記憶された前記多層膜の波長特
性データに基づいて、前記成膜装置により成膜された光
学膜に定常的に発生する膜厚誤差を見積もるステップ
と、前記各光学膜の膜厚設計値および見積もられた膜厚
誤差に基づいて前記膜厚制御を行うステップとを備えた
ことを特徴とする成膜制御方法。
13. An optical film thickness of each optical film when a multi-layer film including a plurality of optical films is formed on a film forming object by a film forming apparatus by a film forming material emitted from a film forming source, A method for controlling film formation, which uses monitor light transmitted / reflected from each optical film so as to match the film thickness design value for each optical film designed in advance. A step of storing data representing a light transmission loss characteristic in a predetermined wavelength band of the formed multilayer film, and a film forming apparatus for forming a film based on the wavelength characteristic data of the multilayer film stored in the storing step. And a step of performing the film thickness control based on the film thickness design value of each of the optical films and the estimated film thickness error. A characteristic film forming control method.
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