JP2003277911A - 光学薄膜 - Google Patents
光学薄膜Info
- Publication number
- JP2003277911A JP2003277911A JP2002080164A JP2002080164A JP2003277911A JP 2003277911 A JP2003277911 A JP 2003277911A JP 2002080164 A JP2002080164 A JP 2002080164A JP 2002080164 A JP2002080164 A JP 2002080164A JP 2003277911 A JP2003277911 A JP 2003277911A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- film
- substrate
- optical thin
- thin film
- optical
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
Landscapes
- Optical Filters (AREA)
- Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 多層膜を成膜しても、基板に変形が生じるこ
となく、多層膜が破壊されることを防止する。 【解決手段】 光学薄膜は、膜密度が高くなる成膜手段
により基板上に屈折率が異なる少なくとも２種類の膜が
交互に積層されて構成されており、隣接する膜は内部応
力が互いに相殺する方向に生じる膜材料を用いて形成さ
れる。
となく、多層膜が破壊されることを防止する。 【解決手段】 光学薄膜は、膜密度が高くなる成膜手段
により基板上に屈折率が異なる少なくとも２種類の膜が
交互に積層されて構成されており、隣接する膜は内部応
力が互いに相殺する方向に生じる膜材料を用いて形成さ
れる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、屈折率が異なる膜
が基板上に交互に積層された光学薄膜に関する。
が基板上に交互に積層された光学薄膜に関する。
【０００２】
【従来の技術】光ディスク、通信用フィルタ、蛍光顕微
鏡などにおいては、基板上に成膜されている多層からな
る光学薄膜がキーデバイスとなっており、光学薄膜の光
学性能がシステム全体の性能を左右している。
鏡などにおいては、基板上に成膜されている多層からな
る光学薄膜がキーデバイスとなっており、光学薄膜の光
学性能がシステム全体の性能を左右している。
【０００３】多層膜の成膜には、一般的に真空蒸着法が
広く用いられているが、温度や湿度などの環境変化に影
響されない安定した光学特性を得るため、真空蒸着装置
内にイオンガンを設置したイオンアシスト法や、真空中
にプラズマを発生させるイオンプレーティング法やスパ
ッタリング法などが用いられている。これらの方法によ
って成膜することにより、膜の密度が高くなって、成膜
後の光学特性のシフトが少なく安定した膜が得られるも
のである。
広く用いられているが、温度や湿度などの環境変化に影
響されない安定した光学特性を得るため、真空蒸着装置
内にイオンガンを設置したイオンアシスト法や、真空中
にプラズマを発生させるイオンプレーティング法やスパ
ッタリング法などが用いられている。これらの方法によ
って成膜することにより、膜の密度が高くなって、成膜
後の光学特性のシフトが少なく安定した膜が得られるも
のである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、イオン
プレーティングやスパッタリングなどの一般的に膜密度
が高くなる成膜手段によって成膜した場合、多くの膜材
料は圧縮応力を示している。従って、これらを複数積層
した場合、応力が膜の内部で蓄積し、この圧縮応力の蓄
積によって基板が変形したり、膜が破壊される問題が発
生する。
プレーティングやスパッタリングなどの一般的に膜密度
が高くなる成膜手段によって成膜した場合、多くの膜材
料は圧縮応力を示している。従って、これらを複数積層
した場合、応力が膜の内部で蓄積し、この圧縮応力の蓄
積によって基板が変形したり、膜が破壊される問題が発
生する。
【０００５】特開平５−１２７０１８号公報には、この
ような膜応力による基板の変形を防止するために、基板
の裏面に基板と略等しい屈折率を有した多層膜を、表面
側の薄膜と略同じ厚さとなるように形成して歪みを除去
する方法が開示されている。
ような膜応力による基板の変形を防止するために、基板
の裏面に基板と略等しい屈折率を有した多層膜を、表面
側の薄膜と略同じ厚さとなるように形成して歪みを除去
する方法が開示されている。
【０００６】しかしながら、この公報の方法では、本来
的に不要な膜を基板の裏面に形成する必要があり、光学
特性やコスト的に不利となっている。
的に不要な膜を基板の裏面に形成する必要があり、光学
特性やコスト的に不利となっている。
【０００７】本発明は、このような従来の問題点を考慮
してなされたものであり、膜密度が高くなる成膜手段を
用いて多層膜を形成しても、基板の裏面に膜を形成する
必要なく、基板の変形や膜の破壊のない光学薄膜を提供
することを目的とする。
してなされたものであり、膜密度が高くなる成膜手段を
用いて多層膜を形成しても、基板の裏面に膜を形成する
必要なく、基板の変形や膜の破壊のない光学薄膜を提供
することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の発明は、膜密度が高くなる成膜手段によ
り、基板上に屈折率が異なる少なくとも２種類の膜が交
互に積層された光学薄膜であって、隣接する膜の内部応
力が互いに相殺する方向に生じる膜材料を用いて形成さ
れていることを特徴とする。
め、請求項１の発明は、膜密度が高くなる成膜手段によ
り、基板上に屈折率が異なる少なくとも２種類の膜が交
互に積層された光学薄膜であって、隣接する膜の内部応
力が互いに相殺する方向に生じる膜材料を用いて形成さ
れていることを特徴とする。
【０００９】請求項１の発明によれば、一方が圧縮応力
で、他方が引張り応力であるような相互に相殺するよう
な方向に生ずる膜材料を用いるため、薄膜全体の内部応
力を緩和することができる。このため、応力が良好に相
殺され、基板の変形や膜の破壊を防ぐことができる。
で、他方が引張り応力であるような相互に相殺するよう
な方向に生ずる膜材料を用いるため、薄膜全体の内部応
力を緩和することができる。このため、応力が良好に相
殺され、基板の変形や膜の破壊を防ぐことができる。
【００１０】請求項２の発明は、請求項１記載の光学薄
膜であって、膜密度が高くなる成膜手段として、イオン
プレーティング、イオンアシスト蒸着、スパッタリン
グ、イオンビームスパッタリングの内の一種を用いるこ
とを特徴とする。
膜であって、膜密度が高くなる成膜手段として、イオン
プレーティング、イオンアシスト蒸着、スパッタリン
グ、イオンビームスパッタリングの内の一種を用いるこ
とを特徴とする。
【００１１】請求項２の発明の成膜手段は、いずれも既
存の設備を用いることにより成膜することができるた
め、簡便に成膜することができる。
存の設備を用いることにより成膜することができるた
め、簡便に成膜することができる。
【００１２】請求項３の発明は、請求項１記載の光学薄
膜であって、屈折率が異なる膜材料の一方に、Ｔｉ及び
Ｌａを含む酸化化合物を用いることを特徴とする。
膜であって、屈折率が異なる膜材料の一方に、Ｔｉ及び
Ｌａを含む酸化化合物を用いることを特徴とする。
【００１３】Ｔｉ及びＬａを含む酸化化合物によって成
膜された膜は、引張り応力を示し、一般的な膜の圧縮応
力を相殺することができる。このため、基板の変形や膜
の破壊を防ぐことができる。
膜された膜は、引張り応力を示し、一般的な膜の圧縮応
力を相殺することができる。このため、基板の変形や膜
の破壊を防ぐことができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】表１は、光学薄膜を屈折率１．５
の基板上にイオンプレーティングによって成膜した条件
を示す。膜材料には、低屈折率材料（Ｌ）としてＳｉＯ
２を、高屈折率材料（Ｈ）として商品名「Ｓｕｂｓｔａ
ｎｃｅ Ｈ４」（メルク社製）を用いた。高屈折率材料
である「Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ Ｈ４」は、Ｔｉ及びＬａ
を含んだ酸化化合物である。イオンプレーティングによ
る成膜は、基板を３００℃に加熱し、１５００ＷのＲＦ
電圧を印加することにより行った。
の基板上にイオンプレーティングによって成膜した条件
を示す。膜材料には、低屈折率材料（Ｌ）としてＳｉＯ
２を、高屈折率材料（Ｈ）として商品名「Ｓｕｂｓｔａ
ｎｃｅ Ｈ４」（メルク社製）を用いた。高屈折率材料
である「Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ Ｈ４」は、Ｔｉ及びＬａ
を含んだ酸化化合物である。イオンプレーティングによ
る成膜は、基板を３００℃に加熱し、１５００ＷのＲＦ
電圧を印加することにより行った。
【００１５】表１において、「１Ｌ」は低屈折率材料か
らなる膜の光学的膜厚（ｎ×ｄ）が１×λ／４（λ／４
は設計波長）となる膜厚であり、「３Ｈ」は高屈折率材
料からなる膜の光学的膜厚が３×λ／４となる膜厚であ
る。また、（１Ｌ／３Ｈ）は、１×λ／４の膜厚の低屈
折率材料の上に、３×λ／４の膜厚の高屈折率材料が成
膜されたことを意味し、（１Ｌ／３Ｈ）＾１２は、膜厚
（１Ｌ／３Ｈ）の成膜が１２周期繰り返されたことを意
味している。従って、この実施の形態では、全体で２４
層からなる光学薄膜となっている。
らなる膜の光学的膜厚（ｎ×ｄ）が１×λ／４（λ／４
は設計波長）となる膜厚であり、「３Ｈ」は高屈折率材
料からなる膜の光学的膜厚が３×λ／４となる膜厚であ
る。また、（１Ｌ／３Ｈ）は、１×λ／４の膜厚の低屈
折率材料の上に、３×λ／４の膜厚の高屈折率材料が成
膜されたことを意味し、（１Ｌ／３Ｈ）＾１２は、膜厚
（１Ｌ／３Ｈ）の成膜が１２周期繰り返されたことを意
味している。従って、この実施の形態では、全体で２４
層からなる光学薄膜となっている。
【００１６】一方、ＳｉＯ２、「Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ
Ｈ４」をイオンプレーティングによってシリコンウエハ
ー上に個々に成膜して、これらの応力を測定した。測定
は、成膜前後でのウエハーの反りを応力測定器（Ｄｅｋ
ｔａｋ（商品名））によって行った。測定の結果、Ｓｉ
Ｏ２は圧縮応力を示し、「Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ Ｈ４」
は引張り応力を示した。従って、この実施の形態の光学
薄膜は、内部応力が互いに相殺する方向に生じる膜材料
を交互に形成した構成となっている。
Ｈ４」をイオンプレーティングによってシリコンウエハ
ー上に個々に成膜して、これらの応力を測定した。測定
は、成膜前後でのウエハーの反りを応力測定器（Ｄｅｋ
ｔａｋ（商品名））によって行った。測定の結果、Ｓｉ
Ｏ２は圧縮応力を示し、「Ｓｕｂｓｔａｎｃｅ Ｈ４」
は引張り応力を示した。従って、この実施の形態の光学
薄膜は、内部応力が互いに相殺する方向に生じる膜材料
を交互に形成した構成となっている。
【００１７】図１は、この実施の形態の光学薄膜を形成
した基板に対して、ｐ偏光とｓ偏光の透過率変化を３５
０ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域で測定した結果を示す。
光線は基板に対して、４５°の角度から入射させ、その
透過光を測定したものである。同図において、ＴｐはＰ
偏光の透過率変化を、Ｔｓはｓ偏光の透過率変化を、Ｔ
はＴｐ及びＴｓの平均値を示す。
した基板に対して、ｐ偏光とｓ偏光の透過率変化を３５
０ｎｍ〜７００ｎｍの波長領域で測定した結果を示す。
光線は基板に対して、４５°の角度から入射させ、その
透過光を測定したものである。同図において、ＴｐはＰ
偏光の透過率変化を、Ｔｓはｓ偏光の透過率変化を、Ｔ
はＴｐ及びＴｓの平均値を示す。
【００１８】以上の光学薄膜が形成された基板の変形を
干渉計で測定したところ、変形は生じていなかった。ま
た、基板上の光学薄膜を顕微鏡によって観察したとこ
ろ、膜の破壊は確認されなかった。
干渉計で測定したところ、変形は生じていなかった。ま
た、基板上の光学薄膜を顕微鏡によって観察したとこ
ろ、膜の破壊は確認されなかった。
【００１９】この実施の形態では、イオンプレーティン
グによって光学薄膜を成膜したが、膜密度が高くなる成
膜手段であれば、イオンアシスト蒸着、スパッタリン
グ、イオンビームスパッタリング等によって成膜しても
良い。これらの成膜手段では、酸素導入量を１〜３×１
０−２Ｐａの範囲、成膜速度を０．３〜０．６ｎｍ／ｓ
ｅｃの範囲、基板温度を２００〜３００℃の範囲、基板
に印加する高周波パワーを１２００〜１５００Ｗの範囲
で変化させることにより良好な成膜を行うことができ
る。
グによって光学薄膜を成膜したが、膜密度が高くなる成
膜手段であれば、イオンアシスト蒸着、スパッタリン
グ、イオンビームスパッタリング等によって成膜しても
良い。これらの成膜手段では、酸素導入量を１〜３×１
０−２Ｐａの範囲、成膜速度を０．３〜０．６ｎｍ／ｓ
ｅｃの範囲、基板温度を２００〜３００℃の範囲、基板
に印加する高周波パワーを１２００〜１５００Ｗの範囲
で変化させることにより良好な成膜を行うことができ
る。
【００２０】本発明では、低屈折率材料（Ｌ）と高屈折
率材料(Ｈ）との基本周期を（１Ｌ／３Ｈ）以外として
も良く、例えば、応力のバランスを考慮した（１Ｌ／３
Ｈ） ｘ（３Ｌ／１Ｈ）ｙであっても良い。この場合、低
屈折率材料の膜及び高屈折率材料の膜の応力の方向が逆
で、しかもその大きさが略等しくなるように成膜を行う
のが良好である。さらに、高屈折率材料として、商品名
「ＳｕｂｓｔａｎｃｅＨ５」（メルク社製）を用いても
良い。
率材料(Ｈ）との基本周期を（１Ｌ／３Ｈ）以外として
も良く、例えば、応力のバランスを考慮した（１Ｌ／３
Ｈ） ｘ（３Ｌ／１Ｈ）ｙであっても良い。この場合、低
屈折率材料の膜及び高屈折率材料の膜の応力の方向が逆
で、しかもその大きさが略等しくなるように成膜を行う
のが良好である。さらに、高屈折率材料として、商品名
「ＳｕｂｓｔａｎｃｅＨ５」（メルク社製）を用いても
良い。
【００２１】
【表１】
【００２２】
【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、隣接して成膜された膜の内部応力が互いに相殺
する方向に生じるため、薄膜全体の内部応力を緩和する
ことができる。このため、応力が良好に相殺され、基板
の変形や膜の破壊を防ぐことができる。また、応力を相
殺するための膜を基板の基板の裏面に形成する必要がな
くなるため、必要に応じて裏面に反射防止膜を形成する
ことが可能となる。
よれば、隣接して成膜された膜の内部応力が互いに相殺
する方向に生じるため、薄膜全体の内部応力を緩和する
ことができる。このため、応力が良好に相殺され、基板
の変形や膜の破壊を防ぐことができる。また、応力を相
殺するための膜を基板の基板の裏面に形成する必要がな
くなるため、必要に応じて裏面に反射防止膜を形成する
ことが可能となる。
【００２３】請求項２の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、成膜を簡便に行うことができる。
の効果に加えて、成膜を簡便に行うことができる。
【００２４】請求項３の発明によれば、請求項１の発明
の効果に加えて、成膜された膜が引張り応力を示して、
一般的な膜の圧縮応力を相殺することができるため、基
板の変形や膜の破壊を防ぐことができる。
の効果に加えて、成膜された膜が引張り応力を示して、
一般的な膜の圧縮応力を相殺することができるため、基
板の変形や膜の破壊を防ぐことができる。
【図１】本発明の一実施の形態のＰ偏光及びＳ偏光の透
過率特性図である。
過率特性図である。
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 渡邊 正
東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ
ンパス光学工業株式会社内
(72)発明者 鵜澤 邦彦
東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ
ンパス光学工業株式会社内
(72)発明者 豊原 延好
東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ
ンパス光学工業株式会社内
(72)発明者 出口 武司
東京都渋谷区幡ヶ谷２丁目43番２号 オリ
ンパス光学工業株式会社内
Ｆターム(参考） 2H048 GA07 GA09 GA12 GA35 GA51
GA60 GA61 GA62
2K009 BB02 BB04 CC02 CC42 DD03
DD04 DD07 EE00
4K029 BA46 BA50 BB02 BC00 BC08
BD00 BD12 CA03 CA05 DC37
Claims (3)
- 【請求項１】 膜密度が高くなる成膜手段により、基板
上に屈折率が異なる少なくとも２種類の膜が交互に積層
された光学薄膜であって、隣接する膜の内部応力が互い
に相殺する方向に生じる膜材料を用いて形成されている
ことを特徴とする光学薄膜。 - 【請求項２】 膜密度が高くなる成膜手段として、イオ
ンプレーティング、イオンアシスト蒸着、スパッタリン
グ、イオンビームスパッタリングの内の一種を用いるこ
とを特徴とする請求項１記載の光学薄膜。 - 【請求項３】 屈折率が異なる膜材料の一方に、Ｔｉ及
びＬａを含む酸化化合物を用いることを特徴とする請求
項１記載の光学薄膜。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002080164A JP2003277911A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 光学薄膜 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002080164A JP2003277911A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 光学薄膜 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003277911A true JP2003277911A (ja) | 2003-10-02 |
Family
ID=29229312
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2002080164A Withdrawn JP2003277911A (ja) | 2002-03-22 | 2002-03-22 | 光学薄膜 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2003277911A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007063574A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Showa Shinku:Kk | 多層膜の成膜方法および成膜装置 |
| JP2007144926A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Toppan Printing Co Ltd | 導電性反射防止積層体およびディスプレイ |
| JP2015192006A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体ウェハー、受光センサー製造方法及び受光センサー |
| CN112442663A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-03-05 | 南阳利达光电有限公司 | 一种无形变膜层的制备方法 |
| WO2024181319A1 (ja) * | 2023-02-28 | 2024-09-06 | 東海光学株式会社 | 光学薄膜 |
-
2002
- 2002-03-22 JP JP2002080164A patent/JP2003277911A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2007063574A (ja) * | 2005-08-29 | 2007-03-15 | Showa Shinku:Kk | 多層膜の成膜方法および成膜装置 |
| JP2007144926A (ja) * | 2005-11-30 | 2007-06-14 | Toppan Printing Co Ltd | 導電性反射防止積層体およびディスプレイ |
| JP2015192006A (ja) * | 2014-03-28 | 2015-11-02 | セイコーエプソン株式会社 | 半導体ウェハー、受光センサー製造方法及び受光センサー |
| CN112442663A (zh) * | 2020-09-30 | 2021-03-05 | 南阳利达光电有限公司 | 一种无形变膜层的制备方法 |
| WO2024181319A1 (ja) * | 2023-02-28 | 2024-09-06 | 東海光学株式会社 | 光学薄膜 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101113028B1 (ko) | 흡수형 다층막 ｎｄ 필터 | |
| JP6095765B2 (ja) | タッチスクリーンパネル製作方法およびシステムで使用される透明体 | |
| US8263172B2 (en) | Method for producing optical element having multi-layered film | |
| KR20080085842A (ko) | 흡수형 다층막 ｎｄ 필터 및 그 제조 방법 | |
| US20090316262A1 (en) | Transmission type polarizing element, and composite polarizing plate using the element | |
| JP2006091694A (ja) | Ｎｄフィルタ及びその製造方法と光量絞り装置 | |
| KR20180119966A (ko) | 플라즈모닉 도파관용 적층체 및 그의 제조방법 | |
| JP2008015234A (ja) | 光学多層膜、光学素子、バンドパスフィルタ、光学多層膜製造方法および光学素子製造方法 | |
| JP2010128259A (ja) | 吸収型多層膜ｎｄフィルター及びその製造方法 | |
| US20160266282A1 (en) | Inorganic optical element and method for manufacturing same | |
| JP2003277911A (ja) | 光学薄膜 | |
| JP4804830B2 (ja) | 多層膜の成膜方法および成膜装置 | |
| US20090168170A1 (en) | Wire grid polarizer and method for fabricating the same | |
| JP2010224350A (ja) | 吸収型多層膜ｎｄフィルターとその製造方法 | |
| JP2000047007A (ja) | 反射防止膜及び陰極線管 | |
| US20190271799A1 (en) | Optical components having hybrid nano-textured anti-reflective coatings and methods of manufacture | |
| JP4876595B2 (ja) | 赤外線フィルタ及びその製造方法 | |
| JP2007093804A (ja) | 紫外線／赤外線カットフィルタ、及びその製造方法 | |
| US20210223451A1 (en) | Polarizing plate, optical apparatus and method of manufacturing polarizing plate | |
| JP2009276447A (ja) | 偏光子及び液晶プロジェクタ | |
| JPH11337733A (ja) | 複屈折板及びその作製方法 | |
| US20240076231A1 (en) | Fabrication Technique For Wire Grid Polarizer | |
| JP4811294B2 (ja) | 吸収型多層膜ｎｄフィルターの製造方法 | |
| JP4811293B2 (ja) | 吸収型多層膜ｎｄフィルター及びその製造方法 | |
| JP2011107496A (ja) | 吸収型多層膜ｎｄフィルターとその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20050607 |