JP2007193132A - Method for manufacturing optical component - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、光学多層膜を有する光学部品の製造方法に関する。 The present invention relates to a method for manufacturing an optical component having an optical multilayer film.
一般に、反射防止膜、ハーフミラー、ローパスフィルタ等、電子機器装置に多用される光学多層膜フィルタは、基板上に真空蒸着やスパッタリング等によって成膜された多層の薄膜から構成される。
真空蒸着やスパッタリング等では、加熱状態で膜堆積を行い、その後冷却するという温度変化の大きな工程を繰り返して多層の薄膜を形成する。その場合、薄膜を構成する素材と基板とでは熱膨張率(熱収縮率)が異なるため、薄膜内部に応力が発生する。また、薄膜が凝固するときの体積変化に起因する応力も発生する。この応力を内部応力というが、薄膜が多層になると、各々の内部応力が加算され、全体として極めて大きな応力となり、基板を変形させることがある。
基板が変形すると、電子機器の光学性能に悪影響を及ぼすだけでなく、薄膜全体あるいはその一部分が剥がれる等のトラブルも発生しやすくなる。
In general, an optical multilayer filter such as an antireflection film, a half mirror, and a low-pass filter, which is frequently used in an electronic apparatus device, is composed of a multilayer thin film formed on a substrate by vacuum deposition or sputtering.
In vacuum deposition, sputtering, or the like, a multilayer thin film is formed by repeating a process with a large temperature change in which a film is deposited in a heated state and then cooled. In that case, since the coefficient of thermal expansion (thermal contraction rate) differs between the material constituting the thin film and the substrate, stress is generated inside the thin film. In addition, stress is also generated due to volume change when the thin film is solidified. Although this stress is referred to as internal stress, when the thin film has multiple layers, the internal stresses are added together, resulting in extremely large stress as a whole, which may deform the substrate.
Deformation of the substrate not only adversely affects the optical performance of the electronic device, but also easily causes troubles such as peeling of the entire thin film or a part thereof.
これを防ぐために、従来、基板の両面に薄膜を形成することにより、その内部応力によって基板に作用する力を釣り合わせる方法(例えば、特許文献1)、薄膜の内部応力によって発生する基板の歪と逆向きで同じ大きさの歪を予め基板に与えておく方法(例えば、特許文献2)、あるいは、内部応力が圧縮応力である薄膜と内部応力が引張応力である薄膜とを組み合わせて多層膜全体の内部応力を低減する方法(例えば、特許文献3)、さらには、薄膜と基板の間に薄膜の内部応力を打ち消すような層を設ける方法(例えば、特許文献4)が開示されている。 In order to prevent this, conventionally, a method of balancing the force acting on the substrate by the internal stress by forming a thin film on both surfaces of the substrate (for example, Patent Document 1), and the distortion of the substrate caused by the internal stress of the thin film A method of applying a strain of the same magnitude in a reverse direction to the substrate in advance (for example, Patent Document 2), or a combination of a thin film whose internal stress is compressive stress and a thin film whose internal stress is tensile stress A method of reducing the internal stress of the thin film (for example, Patent Document 3), and a method of providing a layer that cancels the internal stress of the thin film between the thin film and the substrate (for example, Patent Document 4) are disclosed.
しかしながら、特許文献1のように、基板の両面に成膜する方法では、基板の両面とも光学特性を満足するように精度良く薄膜を形成することが困難である。つまり、そのような方法では、反り防止用として光学的性能を損ねる特性の薄膜は使用できない。もちろん、基板に薄膜を残せない場合には適用できない。また、特許文献2のように、基板に予め歪を与えておく方法では、基板を変形させる工程が付加されるだけでなく、応力のバランスをとることが困難であり、生産性の低下を招いてしまう。しかも、基板をどのように変形させるのかについて具体的な方法の記述がない。図面からは、研磨やプレス加工により変形させるようであるが、このような曲面加工を精度良く行うことは煩雑であり、極めてコストがかかる。また、特許文献3のように、圧縮応力を内部応力とする薄膜と引張応力を内部応力とする薄膜を組み合わせて多層膜を製作する方法や、特許文献4のように、薄膜と基板との間に薄膜の内部応力を打ち消すような層を設ける方法は、多層膜全体の内部応力が低減されるために基板の表面を歪ませるおそれはないが、光学的特性を満足させながら、応力が釣り合うように各層の材料と、膜厚を選択するのが困難であることと、引張応力を内部応力とする薄膜と圧縮応力を内部応力とする薄膜とが接する部分において、その応力差のために膜が剥がれやすいという問題がある。
However, as disclosed in
そこで、本発明は、薄膜の内部応力のために基板が歪んだり膜剥がれが発生する等のトラブルを効果的に回避できる光学部品の製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a method for manufacturing an optical component that can effectively avoid troubles such as a substrate being distorted or film peeling due to internal stress of a thin film.
本発明の光学部品の製造方法は、基板上に光学薄膜を形成する光学部品の製造方法であって、前記基板の成膜面の反対側面に、前記光学薄膜を単独で前記基板に形成した場合に前記基板に生ずる反りとは逆の方向に反りを与え、金属または金属酸化物から形成される反り付与層を、蒸着またはスパッタリングにより予め形成する反り付与層形成工程と、前記反り付与層形成工程後に前記基板の成膜面に蒸着またはスパッタリングにより前記光学薄膜を形成する光学薄膜形成工程と、前記光学薄膜形成工程後に前記反り付与層を前記基板から除去する除去工程とを備えることを特徴とする。 The optical component manufacturing method of the present invention is an optical component manufacturing method for forming an optical thin film on a substrate, and the optical thin film is formed on the substrate independently on the side surface opposite to the film forming surface of the substrate. A warp imparting layer forming step in which a warp imparting layer formed from a metal or a metal oxide is preliminarily formed by vapor deposition or sputtering, and the warp imparting layer forming step. An optical thin film forming step of forming the optical thin film on the film formation surface of the substrate by vapor deposition or sputtering later, and a removing step of removing the warp imparting layer from the substrate after the optical thin film forming step. .
ここで、反り付与層とは、基板上に形成されて基板に反りを与えることができ、かつ基板から除去できる性質を有する薄膜である。
本発明の光学部品の製造方法によれば、光学薄膜に起因して基板に生ずる反りとは逆の方向に反りを与え、かつ除去可能な反り付与層を予め基板の成膜面の反対側(以下、裏面ともいう)に蒸着またはスパッタリングにより形成する。そして、光学薄膜を基板に形成した後に裏面の反り付与層を除去すると、反り付与層が光学薄膜とは逆方向に反り(変位)を与えていた割合だけ応力が緩和され、光学薄膜により生じている応力により基板が変形するため、この反り戻しにより結果的に基板の反りを少なくすることが可能となる。しかも、反り防止層は除去されるため、その光学特性(透明性等)が問題とされることもない。特に、光学薄膜形成面の反対側を研磨して、基板の軽量化を図ろうとする場合においても有効である。
Here, the warp imparting layer is a thin film that is formed on the substrate, can warp the substrate, and can be removed from the substrate.
According to the method for manufacturing an optical component of the present invention, a warp imparting layer that warps in a direction opposite to the warp generated on the substrate due to the optical thin film and is removable is previously provided on the side opposite to the film formation surface of the substrate ( Hereinafter, it is also formed by vapor deposition or sputtering. Then, when the warp-imparting layer on the back surface is removed after the optical thin film is formed on the substrate, the stress is relieved by the rate at which the warp-imparting layer warps (displaces) in the opposite direction to the optical thin film, Since the substrate is deformed by the applied stress, it is possible to reduce the warpage of the substrate as a result of this warping back. In addition, since the warp preventing layer is removed, its optical properties (transparency, etc.) are not a problem. In particular, it is also effective when the opposite side of the optical thin film forming surface is polished to reduce the weight of the substrate.
また、本発明では、光学薄膜の形成が蒸着またはスパッタリングによるものであるので、光学薄膜と基板との線膨張係数の違いにより生ずる熱応力と、光学薄膜の凝固時の体積変化により生ずる内部応力(大きさ、向きは様々)とから基板の反りの程度を容易に推定することができ、反り付与層の形成条件に反映させることが容易となる。ここで、熱応力は、具体的には、光学薄膜形成時と常温との温度差、基板と光学薄膜の線膨張係数の差、基板と光学薄膜各々の弾性率及びポアソン比から決定される。
また、このように、光学薄膜の形成も反り付与層の形成も、ともに蒸着またはスパッタリングにより行っているので、薄膜形成装置を共通にすることができ、工程を簡略化することができる。
In the present invention, since the optical thin film is formed by vapor deposition or sputtering, the thermal stress caused by the difference in linear expansion coefficient between the optical thin film and the substrate and the internal stress caused by the volume change during solidification of the optical thin film ( The degree of warpage of the substrate can be easily estimated from the various sizes and orientations, and can easily be reflected in the conditions for forming the warp imparting layer. Here, the thermal stress is specifically determined from the temperature difference between the time of forming the optical thin film and room temperature, the difference in the linear expansion coefficient between the substrate and the optical thin film, the elastic modulus and Poisson's ratio of each of the substrate and the optical thin film.
In addition, since the formation of the optical thin film and the formation of the warp imparting layer are both performed by vapor deposition or sputtering, the thin film forming apparatus can be made common and the process can be simplified.
一般に、光学薄膜形成時に基板の温度を上昇させた方が強固で良好な膜を得られるため、形成される光学薄膜が圧縮応力を発現する場合、すなわち光学薄膜面が凸状に変形する場合は、反り付与層として基板より線膨張係数の大きい材料を選び、光学薄膜成膜時の温度より低い温度で形成することが好ましい。本発明では、反り付与層を蒸着またはスパッタリングで形成しているので、凝固時に発生する内部応力も圧縮応力となるように反り付与層形成条件を選択することが容易となる。例えば、イオンやプラズマを作用させ反り付与層の充填密度を上げるような条件を選ぶことがよい。
また、光学薄膜が引張応力を発現する場合、すなわち光学薄膜面が凹状に変形する場合は、反り付与層として基板より線膨張係数の小さい材料を選び、光学薄膜形成時の温度より低い温度で形成することが望ましい。本発明では、反り付与層を蒸着やスパッタリングで形成しているので、凝固時に発生する内部応力を引張応力となるように選択することも容易である。
なお、反り付与層としては、基板との乖離が容易な下地層と、反り応力を生じる応力層との2層構造としてもよい。
Generally, when the temperature of the substrate is raised during the formation of the optical thin film, a stronger and better film can be obtained. Therefore, when the formed optical thin film develops compressive stress, that is, when the optical thin film surface deforms into a convex shape It is preferable to select a material having a larger linear expansion coefficient than that of the substrate as the warp imparting layer and to form it at a temperature lower than the temperature at which the optical thin film is formed. In the present invention, since the warp imparting layer is formed by vapor deposition or sputtering, it becomes easy to select the warp imparting layer forming conditions so that the internal stress generated during solidification also becomes a compressive stress. For example, it is preferable to select conditions that increase the packing density of the warp imparting layer by acting ions or plasma.
Also, when the optical thin film develops tensile stress, that is, when the optical thin film surface is deformed into a concave shape, a material having a smaller linear expansion coefficient than the substrate is selected as the warp imparting layer, and it is formed at a temperature lower than the temperature at which the optical thin film is formed It is desirable to do. In the present invention, since the warp imparting layer is formed by vapor deposition or sputtering, it is easy to select the internal stress generated during solidification to be a tensile stress.
In addition, as a curvature provision layer, it is good also as a 2 layer structure of the base layer which is easy to detach | leave from a board | substrate, and the stress layer which produces curvature stress.
本発明では、前記反り防止層形成工程前に、前記基板の成膜面の反対側面に、有機化合物からなる有機層を形成する有機層形成工程を備えることが好ましい。
この発明によれば、基板の裏面に反り防止層を形成する前に、有機化合物からなる有機層を形成するので、この有機層ごと反り防止層を剥離することが可能となる。例えば、有機層を溶解するような溶剤により、反り防止層を容易に剥離できる。
このような有機層を形成する有機化合物としては、エポキシ樹脂などの有機系高分子であることが好ましい。
In this invention, it is preferable to provide the organic layer formation process which forms the organic layer which consists of an organic compound in the opposite side to the film-forming surface of the said board | substrate before the said curvature prevention layer formation process.
According to this invention, since the organic layer made of an organic compound is formed before the warp preventing layer is formed on the back surface of the substrate, the warp preventing layer can be peeled off together with the organic layer. For example, the warp preventing layer can be easily peeled off by a solvent that dissolves the organic layer.
The organic compound that forms such an organic layer is preferably an organic polymer such as an epoxy resin.
本発明では、前記有機層を乾式で形成することが好ましい。
ここで、乾式とは、例えば、蒸着やスパッタリングのような方法が挙げられる。
この発明によれば、有機層を乾式で形成するので、有機層形成と反り防止層形成とを同じ成膜装置を用いて行うことも可能となり、工程の簡素化を図ることができる。有機層の形成法としては、例えば、ケイ素を含有する有機金属化合物を原料としたCVD法を用いることができる。
In the present invention, the organic layer is preferably formed by a dry method.
Here, examples of the dry method include methods such as vapor deposition and sputtering.
According to this invention, since the organic layer is formed by a dry method, it is possible to perform the organic layer formation and the warp prevention layer formation using the same film forming apparatus, and the process can be simplified. As a method for forming the organic layer, for example, a CVD method using an organometallic compound containing silicon as a raw material can be used.
本発明では、前記反り付与層に基づく反り量dsと、前記光学薄膜を単独で基板に形成した場合の反り量dhとの比が下記式(1)の反り量比Rで示され、反り量比Rが2〜10であることが好ましい。
R=ds/dh (1)
[ここで、Rは、弧状に反った前記基板の凸部を上にして平坦な床面に置いた場合の床面から前記基板凹部頂点までの距離を反り量としたときに、前記反り付与層に基づく反り量dsと、前記光学薄膜を単独で基板に形成した場合の反り量dhとの比である。反り量の測定は、いずれも前記光学薄膜形成時の温度下で行う。]
In the present invention, the warp amount d s based on the warpage imparting layer, the ratio of the warp amount d h in the case of forming on the substrate the optical thin film alone is indicated by warpage ratio R of formula (1), The warp amount ratio R is preferably 2 to 10.
R = d s / d h (1)
[Where R is the amount of warpage when the distance from the floor surface to the top of the substrate recess when the convex portion of the substrate warped in an arc is placed on a flat floor surface is the warpage amount. and warpage d s based on the layer, which is the ratio of the warp amount d h in the case of forming on the substrate the optical thin film alone. Measurement of the amount of warpage is performed at the temperature at which the optical thin film is formed. ]
この発明によれば、反り量比Rが2〜10と特定の範囲にあるので、光学薄膜の反対側から基板に反りを与えていた反り防止層が除去されると、光学薄膜による反りの影響が強くなり、基板が効果的に平面に近づくことができる。ここで、反り量比Rは、2〜5であることがより好ましい。Rが2より小さいと、反り付与層の効果が十分ではなく、一方、Rが10を越えると反り付与層の効果が大きすぎてしまい、反り付与層を除去しても反り戻しが十分でなく、基板が平面とならないおそれがある。 According to this invention, since the warpage amount ratio R is in a specific range of 2 to 10, if the warp preventing layer that has warped the substrate from the opposite side of the optical thin film is removed, the influence of the warp by the optical thin film is removed. Becomes stronger and the substrate can effectively approach a plane. Here, the warp amount ratio R is more preferably 2 to 5. When R is smaller than 2, the effect of the warp imparting layer is not sufficient, while when R exceeds 10, the effect of the warp imparted layer is too large, and even if the warp imparting layer is removed, the warping back is not sufficient. The substrate may not be flat.
本発明では、前記反り付与層の除去方法が研磨あるいは洗浄によるものであることが好ましい。
この発明によれば、反り付与層の除去方法が研磨あるいは洗浄であるので、反り付与層の除去を簡便に行うことができる。
例えば、研磨による除去方法としては、物理的な研磨や化学的な研磨のいずれでもよい。物理的な研磨では、反り付与層を切削、磨耗させることで除去する。化学的研磨としては、例えば、電解研磨が好適である。電解研磨の場合は電気化学的に行うので、物理的研磨の場合と異なり、物理的な力を受けないため残留応力が発生せず、加工に伴う変質層を生じないという利点がある。
洗浄による除去方法としては、酸洗浄、アルカリ洗浄、あるいは有機溶剤による洗浄など、反り付与層の材質や、反り付与層と基板との中間に存在する層の材質に応じた方法を適宜採用すればよい。
In this invention, it is preferable that the removal method of the said curvature provision layer is a thing by grinding | polishing or washing | cleaning.
According to this invention, since the method for removing the warp imparting layer is polishing or washing, the warp imparting layer can be easily removed.
For example, the removal method by polishing may be either physical polishing or chemical polishing. In physical polishing, the warpage imparting layer is removed by cutting and wearing. As the chemical polishing, for example, electrolytic polishing is suitable. Since the electrolytic polishing is performed electrochemically, unlike the case of physical polishing, there is an advantage that no residual stress is generated because no physical force is applied, and a deteriorated layer is not generated during processing.
As a removal method by washing, a method according to the material of the warpage imparting layer, such as acid washing, alkali washing, or washing with an organic solvent, or the material of the layer existing between the warpage imparting layer and the substrate is appropriately adopted. Good.
本発明では、該光学部品が光学多層膜フィルタであることが好ましい。
この発明によれば、光学部品が、反りの少ない基板からなる光学多層膜フィルタであるので、例えば、従来の光学多層膜フィルタに比較して反りの少ない、UV−IRカットフィルタ(Ultraviolet-Infrared cut filter)やIRカットフィルタ(Infrared cut filter)として好適に使用することができる。
In the present invention, the optical component is preferably an optical multilayer filter.
According to the present invention, since the optical component is an optical multilayer filter composed of a substrate with less warpage, for example, a UV-IR cut filter (Ultraviolet-Infrared cut) having less warpage than a conventional optical multilayer filter. filter) and IR cut filter (Infrared cut filter).
本発明では、前記基板が、ガラス板であることが好ましい。
この発明によれば、基板がガラス板で構成されることにより、反りの少ない例えばCCD(電荷結合素子)などの映像素子の防塵ガラスとして、しかも所望のフィルタ機能を一体的に構成した、例えばUV−IRカットフィルタ及びIRカットフィルタ機能を含む光学多層膜フィルタを得ることができる。
In the present invention, the substrate is preferably a glass plate.
According to the present invention, the substrate is formed of a glass plate, so that the desired filter function is integrally formed as a dust-proof glass of an image element such as a CCD (charge coupled device) with little warpage, for example, UV. -An optical multilayer filter including an IR cut filter and an IR cut filter function can be obtained.
本発明では、前記基板が、水晶板であることが好ましい。
この発明によれば、基板が水晶板で構成されることにより、反りの少ない例えば光学ローパスフィルタとして、しかも所望のフィルタ機能を一体的に構成した、例えばUV−IRカットフィルタ及びIRカットフィルタ機能を含む光学多層膜フィルタを得ることができる。
In the present invention, the substrate is preferably a quartz plate.
According to the present invention, for example, a UV-IR cut filter and an IR cut filter function which are configured integrally with a desired filter function as an optical low-pass filter with little warpage, for example, with a substrate made of a quartz plate. An optical multilayer filter including this can be obtained.
本発明の電子機器装置は、上述した光学多層膜フィルタが組み込まれていることを特徴とする。
本発明の電子機器装置によれば、上述した光学多層膜フィルタが組み込まれているので、例えば、デジタルスチルカメラ、デジタルビデオカメラなどの映像装置や、いわゆるカメラ付携帯電話、いわゆるカメラ付携帯型パソコン(パーソナルコンピュータ)などとして有効に活用できる。
The electronic device apparatus of the present invention is characterized in that the above-described optical multilayer filter is incorporated.
According to the electronic device of the present invention, since the optical multilayer filter described above is incorporated, for example, video devices such as digital still cameras and digital video cameras, so-called camera-equipped mobile phones, so-called camera-equipped portable personal computers. (Personal computer) can be used effectively.
本発明は、基板上に光学薄膜を形成する光学部品の製造方法であって、基板の成膜面の反対側に、光学薄膜を単独で基板に形成した場合に基板に生ずる反りとは逆の方向に反りを与える反り付与層を予め蒸着またはスパッタリングにより形成する工程と、基板に蒸着またはスパッタリングにより光学薄膜を形成する工程と、光学薄膜の形成後に反り付与層を除去する工程とを備えることを特徴とするが、以下に、図面を参照しつつ一実施形態を詳細に説明する。 The present invention relates to a method of manufacturing an optical component for forming an optical thin film on a substrate, which is opposite to the warp generated on the substrate when the optical thin film is formed on the substrate on the opposite side of the film formation surface of the substrate. A step of forming a warp imparting layer that warps in a direction by vapor deposition or sputtering in advance, a step of forming an optical thin film by vapor deposition or sputtering on a substrate, and a step of removing the warp imparting layer after forming the optical thin film. In the following, an embodiment will be described in detail with reference to the drawings.
[反り付与層形成工程]
図1は、基板1に反り付与層2を形成した多層膜の概略断面図である。
基板1としては、ガラス基板、水晶基板などいずれの基板も用いられる。反り付与層2としては、蒸着またはスパッタリングにより基板1の上に形成されて基板1に反りを与えることができ、かつ基板1から除去できるものであることが必要である。
図1に示すように、平滑であった基板1に反り付与層2を形成し、所定の温度(後述する光学薄膜形成時の温度)に加熱すると、基板1と反り付与層2の熱膨張係数の差により、基板1にはdsで示す反り量を付与できる。具体的には、弧状に反った基板1を、凸部を上にして平坦な床面に置いた場合の床面から基板凹部頂点までの距離が、反り付与層2に基づく反り量dsである。この反り量は、例えば、高精度フラットネステスタFT−900(株式会社ニデック製)により測定できる。
[Cutting layer forming step]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view of a multilayer film in which a
As the
As shown in FIG. 1, when a
この反り付与層2は、基板1から除去された後も基板1に対して恒久的な歪み(反り)を残留させる働きをするものである。
反り付与層2の材質としては、蒸着またはスパッタリングが可能であるとともに、層形成時の温度において剥離や破壊の生じない耐熱性と、線膨張により基板1に反りを生じさせることが可能な柔軟性を有することが好ましい。また、後述する光学薄膜形成後に容易に除去可能であることも望ましい性質である。
例えば、反り付与層2としては、アルミニウム、鉄あるいはチタンなどの金属や、これらの金属酸化物が好ましい。
The
As a material for the
For example, the
また、このような反り防止層2を形成する前に、基板1の裏面に、有機化合物からなる有機層を形成して、反り防止層2を溶剤等により間接的に剥離(除去)しやすくすることも好ましい。反り防止層2自体が強固であり、基板1と強く結合する性質を持っていても、そのような剥離(除去)しやすい有機層を中間に介在させることで、間接的に反り防止層2を除去することが可能となる。
このような有機層を形成する有機化合物としては、有機系高分子が好ましい。例えば、エポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリスチレン、ポリカーボネート、ポリ塩化ビニル、ポリ塩化ビニリデン、ポリ酢酸ビニル、ポリアミド、ポリイミド、アクリル樹脂、メタクリル樹脂、フェノール樹脂、シリコーン樹脂、フッ素樹脂、ナイロン樹脂、エチレン・酢酸ビニル樹脂、スチレン・アクリロニトリル樹脂、アクリロニトリル・ブタジエン・スチレン樹脂などが挙げられる。このような有機系高分子は、単独で用いても二種以上混合されても良い。このような有機系高分子の中では、特に、硬化型のエポキシ樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリエステル樹脂が湿式成膜性(コーティング性)や耐熱性に優れているため好適である。
In addition, before forming such a
As an organic compound forming such an organic layer, an organic polymer is preferable. For example, epoxy resin, polyurethane resin, polyester resin, polyethylene, polypropylene, polystyrene, polycarbonate, polyvinyl chloride, polyvinylidene chloride, polyvinyl acetate, polyamide, polyimide, acrylic resin, methacrylic resin, phenol resin, silicone resin, fluorine resin, Nylon resin, ethylene / vinyl acetate resin, styrene / acrylonitrile resin, acrylonitrile / butadiene / styrene resin, and the like. Such organic polymers may be used alone or in combination of two or more. Among such organic polymers, curable epoxy resins, polyurethane resins, and polyester resins are particularly preferable because they have excellent wet film-forming properties (coating properties) and heat resistance.
さらにまた、このような有機層は、蒸着やスパッタのような乾式で形成してもよい。例えば、ケイ素を含有する有機金属化合物を原料としたCVD法を用いることもできる。ケイ素を含有する有機金属化合物としては、テトラエトキシシラン(TEOS)、テトラメトキシシラン(TMOS)、SOB((CH3)3SiO)3B)、SOP(((CH3)3SiO)3PO)、OMCTS(Si4C8H24O4)、MCTS(Si4C4H16O4)、HMDSO(((CH3)3Si)2O)、及びDADBS(SiC12H24O6)等が挙げられる。 Furthermore, such an organic layer may be formed by a dry method such as vapor deposition or sputtering. For example, a CVD method using an organometallic compound containing silicon as a raw material can also be used. Examples of organometallic compounds containing silicon include tetraethoxysilane (TEOS), tetramethoxysilane (TMOS), SOB ((CH 3 ) 3 SiO) 3 B), and SOP (((CH 3 ) 3 SiO) 3 PO). , OMCTS (Si 4 C 8 H 24 O 4 ), MCTS (Si 4 C 4 H 16 O 4 ), HMDSO (((CH 3 ) 3 Si) 2 O), DADBS (SiC 12 H 24 O 6 ), etc. Is mentioned.
[光学薄膜形成工程]
図2は、基板1に単独で光学薄膜3を形成した場合の多層膜の概略断面図である。このような多層膜は、例えば、光学多層膜フィルタを目的にしたものであれば、イオンプレーティング法やイオンアシスト法により、高屈折率材料層の材料としてTiO2、Ta2O5、Nb2O5などを用い、低屈折率材料層の材料としてSiO2、MgF2などを用いて交互に積層することで形成することができる。
図2に示すように、基板1には、光学薄膜形成時の温度で反り量dhで示される反りが認められる。
[Optical thin film formation process]
FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of the multilayer film when the optical
As shown in FIG. 2, the
ここで、下記式(1)で示される反り量比Rが2〜10であることが好ましく、2〜5であることがより好ましい。
R=ds/dh (1)
Rが2より小さいと、反り付与層2の効果が十分ではなく、逆にRが10を越えると、反り付与層2の効果が強すぎて、いずれにしても、後述する反り付与層2除去後に基板1が平面となりにくくなる。
図3は、基板1に反り付与層2を形成した後に、反対側に光学薄膜3を形成した多層膜の概略断面図である。図3に示すように、光学薄膜3の影響で、基板1の反りはいくぶん減少しているが依然として、反り付与層2の与える反り影響が大きく、基板1には未だに反りが残っている。
Here, the warpage amount ratio R represented by the following formula (1) is preferably 2 to 10, and more preferably 2 to 5.
R = d s / d h (1)
If R is smaller than 2, the effect of the
FIG. 3 is a schematic cross-sectional view of a multilayer film in which the optical
[反り付与層の除去工程]
図4は、図3の多層膜から反り付与層2を除去した後の基板1と光学薄膜3からなる光学多層膜10の概略断面図である。
反り付与層2の除去方法は、前記したような反り付与層2の材質に応じて適宜採用すればよい。例えば、アルミニウムを蒸着した場合であれば、反り付与層2は酸洗浄により容易に除去可能である。
[Removal process of warp imparting layer]
FIG. 4 is a schematic cross-sectional view of the
The method for removing the
前記したような実施形態によれば、以下のような効果を奏することができる。
(1)光学薄膜3に起因して基板1に生ずる反りとは逆の方向に反りを与え、かつ除去可能な反り付与層2を予め基板1の裏面に成膜し、その後に裏面の反り付与層2を除去するので、反り付与層2が光学薄膜3とは逆方向に変位を与えていた割合だけ応力が緩和され、光学薄膜3により生じた応力により基板が変形するため、この反り戻しにより結果的に基板1の反りが少なくなる。その結果、図4に示すような反りの少ない多層膜10が得られる。この多層膜10は、例えば、図5に示すように、光学歪みの少ない光学多層膜フィルタ10を備えた電子機器装置400として利用することができる。
According to the above-described embodiment, the following effects can be obtained.
(1) Warp in a direction opposite to the warp generated in the
(2)反り付与層2は、最終的に除去されるため、その光学特性(透明性等)が問題とされることもない。それ故、熱膨張係数を勘案して金属や金属酸化物など等様々な種類の材料の中から選定できるので材料選定の自由度が高い。
(3)反り付与層2として金属を蒸着したものは、酸洗浄により容易に除去することが可能となるため、利便性に優れる。また、反り付与層2の下地層として、剥離(除去)しやすい有機層を形成することで反り付与層2の除去を間接的に行うことも可能となる。
(2) Since the
(3) Since the thing which vapor-deposited the metal as the
(4)また、反り防止層2が除去されるため、除去後の面を研磨して、基板の軽量化を図ろうとする場合においても有効である。
(5)反り付与層2に基づく反り量dsと、光学薄膜3を単独で基板1に形成した場合の反り量dhとの比である反り量比Rが2〜10と特定の範囲にあると、光学薄膜3の反対側から基板1に反りを与えていた反り防止層2が除去されたときに、光学薄膜3による反りの影響が強くなり、基板1が効果的に平面に近づくことができる。このようなパラメータを用いることにより、反り防止層2の設計を定量的に行うことが可能となる。
(4) Further, since the
(5) and the warp amount d s based on the
以下、本発明を実施例及び図面に基づいて詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの例によって何等限定されるものではない。なお、各実施例とも、実施形態と同様の構造・機能を有するものは同じ符号を付けて説明する。
〔実施例1〕
本実施例は、可視波長域を通過し、所定波長以下の紫外波長域と所定波長以上の赤外波長域での光の吸収が少ない良好な反射特性を有する光学多層膜フィルタ(UV−IRカットフィルタ)の製造に適用した一例である。
Hereinafter, the present invention will be described in detail based on examples and drawings. However, the present invention is not limited to these examples. In each example, components having the same structure and function as those in the embodiment will be described with the same reference numerals.
[Example 1]
This example is an optical multilayer filter (UV-IR cut) having a good reflection characteristic that passes through the visible wavelength region and has little absorption of light in the ultraviolet wavelength region below the predetermined wavelength and the infrared wavelength region above the predetermined wavelength. It is an example applied to manufacture of a filter.
(反り付与層2の形成)
基板1の材料として直径30mmの白板ガラス(n=1.52、厚み:0.7mm)を用い、後述する光学薄膜3を形成する面の反対側(裏面)に以下のようにして反り付与層2を形成した。
基板1の裏面に、無加熱のイオンアシスト蒸着により金属アルミニウムを3μmの厚さで形成した。アルミニウム膜は通常の蒸着では引っ張り応力を生じてしまうが、アシスト条件を強くすることで圧縮応力とすることができる。裏面にこのアルミニウムを形成成膜した基板1は200℃において反り量dsが53μmであった。
なお、後述する光学薄膜の形成を単独で(反り付与層を形成せず)行った場合に、同じ温度で生ずる反り量dhは9μmであり、従って、反り量比Rは5であった。
(Formation of warpage imparting layer 2)
A white plate glass (n = 1.52, thickness: 0.7 mm) having a diameter of 30 mm is used as the material of the
Metal aluminum was formed to a thickness of 3 μm on the back surface of the
Incidentally, when performing alone the formation of optical thin film to be described later (without forming the warp imparting layer), warp amount d h occurring at the same temperature was 9 .mu.m, therefore, warpage ratio R was 5.
(光学薄膜3の形成)
次に、反り付与層2を形成した基板1の反対側に光学薄膜(多層膜)を形成した。使用した多層膜の各層の材料は、高屈折率層(H)がTa2O5、低屈折率層(L)がSiO2である。これら以外にも高屈折率層(H)としてTaO2、Nb2O5、低屈折率層(L)としてMgF2など一般に用いられる蒸着材料も使用できる。
高屈折率層(H)の膜厚を光学膜厚nd=1/4λの値を1Hとして標記し、膜厚構成は設計波長λが755nm、基板1側から1.14H、1.09L、1.03H、1.01L、(0.99H、0.99L)6、1.02H、1.08L、1.31H、0.18L、1.37H、1.24L、1.27H、1.28L、(1.28H、1.28L)6、1.26H、1.28L、1.25H、0.63Lの40層とした。総膜厚(物理膜厚)は4.6μmであった。成膜方法としては、通常のイオンプレーティング法を用いて行った。成膜時の温度は200℃である。
この成膜により、SiO2(強い圧縮応力)/TiO2(弱い圧縮応力)は、光学薄膜(光学多層膜)3側を凸状とするべく、反り付与層2による反りを押し戻すような力を基板1に与えるが、反り付与層2による応力が勝っているため、結果的に反り量dsは、30μmに減少しただけである。
(Formation of optical thin film 3)
Next, an optical thin film (multilayer film) was formed on the opposite side of the
The film thickness of the high refractive index layer (H) is marked with the value of optical film thickness nd = 1 / 4λ being 1H, and the film thickness is designed wavelength λ of 755 nm, 1.14H, 1.09L, 1 from the
By this film formation, SiO 2 (strong compressive stress) / TiO 2 (weak compressive stress) has a force that pushes back the warp by the
(反り付与層2の除去)
室温(25℃)に戻し、硫酸に1時間浸漬して反り付与層2である裏面のアルミニウム膜を除去した。アルミニウム膜除去後の最終的な製品の反り量は1.0μmと非常に小さな値を示した。
(Removal of warp imparting layer 2)
It returned to room temperature (25 degreeC), and it immersed in the sulfuric acid for 1 hour, and the aluminum film of the back surface which is the
実施例1においては、基板1として白板ガラスを用いて説明したが、これに限定せず、BK7、サファイアガラス、ホウケイ酸ガラス、青板ガラス、SF3、及びSF7等の透明基板であってもよいし、一般に市販されている光学ガラスも使用できる。あるいは、水晶基板を用いてもよい。
高屈折率材料層の材料としてTiO2を用いた場合で説明したが、Ta2O5、Nb2O5を適用することもできる。また、低屈折率材料層の材料としてSiO2を用いた場合で説明したが、MgF2を適用することもできる。
光学薄膜3の成膜は、イオンプレーティング法で説明したが、イオンアシスト法であっても良い。
In Example 1, although demonstrated using the white plate glass as the board |
Although the case where TiO 2 is used as the material of the high refractive index material layer has been described, Ta 2 O 5 and Nb 2 O 5 can also be applied. Although described in the case of using SiO 2 as the material of low refractive index material layer, it is possible to apply the MgF 2.
The optical
〔実施例2〕
以下に、実施例1の光学多層膜フィルタ10を含んで構成される電子機器装置について説明する。本実施例は、電子機器装置として、例えば、静止画の撮影を行うデジタルスチルカメラの撮像装置に適用した一実施例である。
図5は、本発明の電子機器装置の一構成例を示す説明図であり、撮像モジュールと、この撮像モジュールを含む撮像装置の構成例を示す。
[Example 2]
Below, the electronic device apparatus comprised including the optical
FIG. 5 is an explanatory diagram illustrating a configuration example of the electronic device according to the present invention, and illustrates a configuration example of an imaging module and an imaging device including the imaging module.
図5に示す撮像モジュール100は、光学多層膜フィルタ10と、光学ローパスフィルタ110と、光学像を電気的に変換する撮像素子のCCD(電荷結合素子)120と、この撮像素子120を駆動する駆動部130を含んで構成されている。
光学多層膜フィルタ10は、本発明の実施例1において説明したように、ガラス基板1と光学薄膜3により構成され、IRカットフィルタ機能を有する。この光学多層膜フィルタ10は、前記したCCD120の前面に、CCD120と貼り合わされて一体的に構成され、CCD120の防塵ガラス機能を併せて有している。
The
As described in the first embodiment of the present invention, the
この撮像モジュール100と、光入射側に配置されるレンズ200と、撮像モジュール100から出力される撮像信号の記録・再生等を行う本体部300とを含んで、撮像装置400を構成することができる。なお、図示しないが、本体部300は、撮像信号の補正等を行う信号処理部と、撮像信号を磁気テープ等の記録媒体に記録する記録部と、この撮像信号を再生する再生部と、再生された映像を表示する表示部などの構成要素が含まれる。
The
このように構成されたデジタルスチルカメラは、CCD120と防塵ガラス機能とIRカットフィルタ機能とを一体的に備えた光学多層膜フィルタ10の搭載により、貼り合わせ精度のよい、良好な光学特性のデジタルスチルカメラを提供することができる。
なお、実施例の撮像モジュール100は、レンズ200を分離して配置した構造で説明したが、レンズ200も含めて撮像モジュールが構成されていてもよい。
The digital still camera configured in this way is equipped with an optical
In addition, although the
本発明の光学部品の製造方法は、基板の反りが少ない光学多層膜フィルタ等の製造方法として、電子機器装置の分野で好適に利用することができる。 The method for producing an optical component of the present invention can be suitably used in the field of electronic equipment as a method for producing an optical multilayer filter or the like with little substrate warpage.
1…基板(ガラス基板)、2…反り付与層、3…光学薄膜、10…光学多層膜(光学多層膜フィルタ)、100…撮像モジュール、110…光学ローパスフィルタ、120…撮像素子、130…駆動部、200…レンズ、300…本体部、400…電子機器装置(撮像装置)
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記基板の成膜面の反対側面に、前記光学薄膜を単独で前記基板に形成した場合に前記基板に生ずる反りとは逆の方向に反りを与え、金属または金属酸化物から形成される反り付与層を、蒸着またはスパッタリングにより予め形成する反り付与層形成工程と、
前記反り付与層形成工程後に前記基板の成膜面に蒸着またはスパッタリングにより前記光学薄膜を形成する光学薄膜形成工程と、
前記光学薄膜形成工程後に前記反り付与層を前記基板から除去する除去工程とを備えることを特徴とする光学部品の製造方法。 An optical component manufacturing method for forming an optical thin film on a substrate,
When the optical thin film is formed on the substrate alone on the side opposite to the film forming surface of the substrate, the warp is imparted in a direction opposite to the warp generated in the substrate, and the warp is formed from metal or metal oxide. A warp imparting layer forming step of forming a layer in advance by vapor deposition or sputtering;
An optical thin film forming step of forming the optical thin film by vapor deposition or sputtering on the film forming surface of the substrate after the warp imparting layer forming step;
And a removing step of removing the warp imparting layer from the substrate after the optical thin film forming step.
前記反り防止層形成工程前に、前記基板の成膜面の反対側面に、有機化合物からなる有機層を形成する有機層形成工程を備えることを特徴とする光学部品の製造方法。 In the manufacturing method of the optical component according to claim 1,
An optical component manufacturing method comprising an organic layer forming step of forming an organic layer made of an organic compound on the side surface opposite to the film forming surface of the substrate before the warp preventing layer forming step.
前記有機層を乾式で形成することを特徴とする光学部品の製造方法。 In the manufacturing method of the optical component according to claim 2,
A method of manufacturing an optical component, wherein the organic layer is formed by a dry method.
前記反り付与層に基づく反り量dsと、前記光学薄膜を単独で基板に形成した場合の反り量dhとの比が下記式(1)の反り量比Rで示され、前記反り量比Rが2〜10であることを特徴とする光学部品の製造方法。
R=ds/dh (1)
[ここで、Rは、弧状に反った前記基板の凸部を上にして平坦な床面に置いた場合の床面から前記基板凹部頂点までの距離を反り量としたときに、前記反り付与層に基づく反り量dsと、前記光学薄膜を単独で基板に形成した場合の反り量dhとの比である。反り量の測定は、いずれも前記光学薄膜形成時の温度下で行う。] In the manufacturing method of the optical component in any one of Claims 1-3,
Wherein the amount of warpage d s based on warp-imparting layer, the ratio of the warp amount d h in the case of forming on the substrate the optical thin film alone is indicated by warpage ratio R of formula (1), the warpage amount ratio R is 2-10, The manufacturing method of the optical component characterized by the above-mentioned.
R = d s / d h (1)
[Wherein R is the amount of warp when the distance from the floor surface to the top of the substrate recess when the convex portion of the substrate warped in an arc is placed on a flat floor surface is the amount of warpage. and warpage d s based on the layer, which is the ratio of the warp amount d h in the case of forming on the substrate the optical thin film alone. Measurement of the amount of warpage is performed at the temperature at which the optical thin film is formed. ]
前記反り付与層の除去方法が研磨あるいは洗浄によるものであることを特徴とする光学部品の製造方法。 In the manufacturing method of the optical component in any one of Claims 1-4,
A method for producing an optical component, wherein the method for removing the warp imparting layer is by polishing or washing.
該光学部品が光学多層膜フィルタであることを特徴とする光学部品の製造方法。 In the manufacturing method of the optical component in any one of Claims 1-5,
A method of manufacturing an optical component, wherein the optical component is an optical multilayer filter.
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Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010023853A2 (en) * | 2008-09-01 | 2010-03-04 | 日本電気硝子株式会社 | Manufacturing method for glass substrate with thin film |
WO2019044779A1 (en) * | 2017-09-01 | 2019-03-07 | Agc株式会社 | Method for producing film-attached glass substrate, film-attached glass substrate, and method for removing film |
CN112946797A (en) * | 2021-02-19 | 2021-06-11 | 晋江联兴反光材料有限公司 | Reflective film of composite metal layer and preparation method thereof |
CN113866860A (en) * | 2021-09-22 | 2021-12-31 | 华天慧创科技(西安)有限公司 | Ultrathin wafer optical narrowband filter and preparation method thereof |
US11326246B2 (en) | 2020-07-27 | 2022-05-10 | Rockwell Collins, Inc. | Controlled warping of shadow mask tooling for improved reliability and miniturization via thin film deposition |
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Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2010023853A2 (en) * | 2008-09-01 | 2010-03-04 | 日本電気硝子株式会社 | Manufacturing method for glass substrate with thin film |
WO2010023853A3 (en) * | 2008-09-01 | 2010-04-08 | 日本電気硝子株式会社 | Manufacturing method for glass substrate with thin film |
WO2019044779A1 (en) * | 2017-09-01 | 2019-03-07 | Agc株式会社 | Method for producing film-attached glass substrate, film-attached glass substrate, and method for removing film |
CN110997590A (en) * | 2017-09-01 | 2020-04-10 | Agc株式会社 | Method for producing glass substrate with film, and method for removing film |
US11326246B2 (en) | 2020-07-27 | 2022-05-10 | Rockwell Collins, Inc. | Controlled warping of shadow mask tooling for improved reliability and miniturization via thin film deposition |
CN112946797A (en) * | 2021-02-19 | 2021-06-11 | 晋江联兴反光材料有限公司 | Reflective film of composite metal layer and preparation method thereof |
CN112946797B (en) * | 2021-02-19 | 2023-10-31 | 晋江联兴反光材料有限公司 | Reflective film with composite metal layer and preparation method thereof |
CN113866860A (en) * | 2021-09-22 | 2021-12-31 | 华天慧创科技(西安)有限公司 | Ultrathin wafer optical narrowband filter and preparation method thereof |
CN113866860B (en) * | 2021-09-22 | 2024-01-12 | 华天慧创科技(西安)有限公司 | Ultrathin wafer optical narrowband optical filter and preparation method thereof |
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