JP2009003214A - Absorption type multilayer film nd filter, its manufacturing apparatus, and manufacturing method of absorption type multilayer film nd filter - Google Patents

Absorption type multilayer film nd filter, its manufacturing apparatus, and manufacturing method of absorption type multilayer film nd filter Download PDF

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an absorption type multilayer film ND filter which can be stably manufactured with sufficient reproducibility and to provide a manufacturing apparatus and a manufacturing method of the absorption type multilayer film ND filter. <P>SOLUTION: The absorption type multilayer film ND filter includes an absorption type multilayer film made by alternately laminating an oxide dielectric film layer and a metal absorption film layer on at least one surface of film substrates 15,16 and the absorption type multilayer film has gradation concentration distribution. The oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer are respectively film-formed by sputtering. Further after film formation by sputtering, each metal absorption film layer is irradiated with ion beams containing oxygen and thereby transmittance of an irradiated part becomes higher than that of a non-irradiated part and further an extinction coefficient of the metal absorption film layer continuously decreases toward a center part from a peripheral part of irradiated ion beams 20 and the irradiated part has the gradation concentration distribution. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明はグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターに係り、特に、再現性よく安定して製造することが可能な吸収型多層膜NDフィルターとその製造装置および吸収型多層膜NDフィルターの製造方法に関するものである。   The present invention relates to an absorptive multilayer ND filter having a gradation density distribution, and in particular, an absorptive multilayer ND filter that can be stably manufactured with high reproducibility, a manufacturing apparatus thereof, and a manufacturing of the absorptive multilayer ND filter It is about the method.

最近、可視域の透過光を減衰させるNDフィルターが多用されるようになってきており、この種のND(Neutral Density Filter)フィルターには、入射光を反射して減衰させる反射型NDフィルターと、入射光を吸収して減衰させる吸収型NDフィルターが知られている。また、反射光が問題となるレンズ光学系にNDフィルターを組み込む場合には一般に吸収型NDフィルターが用いられ、この吸収型NDフィルターには、基板自体に吸収物質を混ぜ(色ガラスNDフィルター)あるいは吸収物質を塗布するタイプと、基板自体に吸収はなくその表面に形成された薄膜に吸収があるタイプとが存在する。また、後者の場合、薄膜表面の反射を防ぐため上記薄膜を多層膜で構成し、透過光を減衰させる機能と共に反射防止の効果を持たせた吸収型多層膜NDフィルターも知られている。   Recently, ND filters that attenuate transmitted light in the visible range have been widely used, and this type of ND (Neutral Density Filter) filter includes a reflective ND filter that reflects and attenuates incident light, Absorptive ND filters that absorb and attenuate incident light are known. In addition, when an ND filter is incorporated in a lens optical system in which reflected light is a problem, an absorption ND filter is generally used. In this absorption ND filter, an absorbing substance is mixed in the substrate itself (colored glass ND filter) or There are a type in which an absorbing material is applied and a type in which the thin film formed on the surface of the substrate has no absorption and has absorption. In the latter case, an absorption-type multilayer ND filter is also known in which the thin film is formed of a multilayer film to prevent reflection on the surface of the thin film, and has an antireflection effect as well as a function of attenuating transmitted light.

ところで、小型で薄型のデジタルカメラに用いられる上記吸収型多層膜NDフィルターにおいては、組込みスペースが狭いことから基板自体を薄くする必要があり、樹脂フィルムが最適な基板とされている。そして、この種の吸収型多層膜NDフィルターとして、特許文献1にはSiO等の酸化物誘電体膜層とNi等の金属吸収膜層から成る吸収型多層膜NDフィルターが開示されている。 By the way, in the above-mentioned absorption multilayer ND filter used for a small and thin digital camera, since the installation space is narrow, it is necessary to make the substrate itself thin, and a resin film is the optimum substrate. As this type of absorption multilayer ND filter, Patent Document 1 discloses an absorption multilayer ND filter comprising an oxide dielectric film layer such as SiO 2 and a metal absorption film layer such as Ni.

他方、動画を撮影するビデオカメラにおいては入射光量が逐次変化する。このため、ビデオカメラに用いられるNDフィルターには、入射光量に応じて透過光量を可変にできる機能が求められている。そして、このような要望に対応するには、光軸中心から半径方向に亘って徐々にその透過率が低くなるグラデーション濃度分布を有するNDフィルターが必要となり、グラデーション濃度分布を有するNDフィルターを最適な透過光量になる濃度位置まで移動させて使用することにより解決することができる。すなわち、入射光量が高いときにはNDフィルターの濃度の濃い部分(透過率が低い部分)を光軸上に移動させて使用し、入射光量が低いときにはNDフィルターの濃度の薄い部分(透過率が高い部分)を光軸上に移動させて使用することにより解決することができる。そして、ビデオカメラに入射する光量は常に変化しているため、グラデーション濃度分布を有するNDフィルターはその半径方向に亘って常に移動していることになる。   On the other hand, in a video camera that captures a moving image, the amount of incident light sequentially changes. For this reason, an ND filter used in a video camera is required to have a function capable of changing the amount of transmitted light according to the amount of incident light. In order to meet such a demand, an ND filter having a gradation density distribution in which the transmittance gradually decreases from the center of the optical axis in the radial direction is required, and an ND filter having a gradation density distribution is optimal. It can be solved by moving to a density position where the amount of transmitted light is used. That is, when the amount of incident light is high, the portion with a high density of the ND filter (portion with low transmittance) is used by moving it on the optical axis, and when the amount of incident light is low, the portion with a low density of the ND filter (portion with high transmittance). ) Can be used by moving it on the optical axis. Since the amount of light incident on the video camera is constantly changing, the ND filter having the gradation density distribution is constantly moving in the radial direction.

このようなグラデーション濃度分布を有するNDフィルターを製造するには概略二つの方法が知られている。例えば、特許文献2に記載されているように吸収膜成膜時にマスク等の遮蔽手段を用いて膜厚分布を発生させる方法、および、特許文献3に記載されているように吸収膜成膜中の酸素分圧を制御してその消衰係数に分布を発生させる方法である。そして、これ等方法においては、吸収膜の成膜時に、膜厚の分布や消衰係数の分布をつけて吸収膜にグラデーション濃度分布を施すものであった。   Two methods are generally known for manufacturing an ND filter having such a gradation density distribution. For example, as described in Patent Document 2, a method of generating a film thickness distribution using a shielding means such as a mask at the time of film formation of the absorption film, and during film formation of the absorption film as described in Patent Document 3 This is a method of generating a distribution in the extinction coefficient by controlling the partial pressure of oxygen. In these methods, when the absorption film is formed, a gradation density distribution is applied to the absorption film with a distribution of film thickness and a distribution of extinction coefficient.

しかし、吸収膜の成膜時にマスク等の遮蔽手段を用いる方法は、成膜と同時に膜厚分布を発生させる方法のため複雑なマスクや動作機構が必要となり、かつ、マスク等遮蔽手段の存在により良質な吸収膜が得られ難い問題が存在した。他方、成膜中の酸素分圧を制御して吸収膜の消衰係数に分布を発生させる方法では、フィルム基板から発生するガスの影響を受け易いことから再現性の維持が難しく、かつ、排気ポンプの能力が経時的に低下し易い問題を有していた。
特開2006−178395号公報 特開2005−345747号公報 特開2004−212462号公報
However, the method of using a shielding means such as a mask at the time of forming the absorption film requires a complicated mask and an operating mechanism because the film thickness distribution is generated at the same time as the film formation. There was a problem that it was difficult to obtain a good quality absorption film. On the other hand, the method of generating the distribution in the extinction coefficient of the absorption film by controlling the oxygen partial pressure during film formation is difficult to maintain reproducibility because it is easily affected by the gas generated from the film substrate, and the exhaust There was a problem that the capacity of the pump was likely to decrease over time.
JP 2006-178395 A JP 2005-345747 A JP 2004-212462 A

本発明は、このような問題点に着目してなされたもので、その課題とするところは、再現性よく安定して製造することが可能なグラデーション分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを提供し、かつ、グラデーション分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置とこの装置を用いた吸収型多層膜NDフィルターの製造方法を提供することにある。   The present invention has been made paying attention to such problems, and an object of the present invention is to provide an absorption-type multilayer ND filter having a gradation distribution that can be stably manufactured with high reproducibility. An object of the present invention is to provide an apparatus for manufacturing an absorption multilayer ND filter having a gradation distribution and a method for manufacturing an absorption multilayer ND filter using this apparatus.

そこで、本発明者が鋭意研究を行った結果、均一にスパッタリング成膜された金属吸収膜層の一部に対し、酸素を含むイオンビームを照射して金属吸収膜層の一部を酸化させた場合、照射されたイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層における酸化の程度に連続的な差異が生じ、照射されたイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数が連続的に減少して金属吸収膜層の透過率に分布が存在することが確認された。更に、フィルム基板の片面に酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次スパッタリング成膜し、成膜後の上記金属吸収膜層の一部に酸素を含むイオンビームを照射すると共に、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を繰り返して酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜を形成して研究を続行したところ、イオンビームの照射により透過率が高くなった金属吸収膜層の領域とイオンビームが照射されていない領域との境界部を打ち抜くことにより、グラデーション分布を有する吸収型多層膜NDフィルターが再現性よく安定して製造されることを発見するに至った。本発明はこのような技術的発見により完成されている。   Therefore, as a result of intensive studies by the present inventors, a part of the metal absorption film layer formed by sputtering was irradiated with an ion beam containing oxygen to oxidize a part of the metal absorption film layer. In this case, there is a continuous difference in the degree of oxidation in the metal absorption film layer from the periphery to the center of the irradiated ion beam, and the metal absorption film layer from the periphery to the center of the irradiated ion beam. It was confirmed that the extinction coefficient of the sapphire decreased continuously and a distribution existed in the transmittance of the metal absorption film layer. Further, an oxide dielectric film layer and a metal absorption film layer are sequentially formed on one side of the film substrate by sputtering, and an ion beam containing oxygen is irradiated to a part of the metal absorption film layer after the film formation. Absorption-type multilayer film in which an oxide dielectric film layer and a metal absorption film layer are alternately laminated by repeatedly forming a dielectric film layer and a metal absorption film layer and ion beam irradiation to the formed metal absorption film layer As a result, the absorption with a gradation distribution was punched out by punching out the boundary between the region of the metal absorption film layer whose transmittance was increased by the ion beam irradiation and the region not irradiated with the ion beam. It has been found that type multilayer ND filters can be manufactured stably with good reproducibility. The present invention has been completed by such technical discovery.

すなわち、請求項1に係る発明は、
フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されて成る吸収型多層膜を具備し、かつ、この吸収型多層膜がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜NDフィルターを前提とし、
上記酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層はそれぞれスパッタリングにより成膜され、かつ、各金属吸収膜層についてはスパッタリング成膜後に酸素を含むイオンビームが照射されて照射部位の透過率が非照射部位より高くなっていると共に、照射されたイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数が連続的に減少して上記照射部位がグラデーション濃度分布を有していることを特徴とする。
That is, the invention according to claim 1
An absorption type multilayer film comprising an oxide dielectric film layer and a metal absorption film layer alternately laminated on at least one surface of a film substrate, and the absorption type multilayer film has a gradation density distribution. Assuming a multilayer ND filter,
The oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer are formed by sputtering, and each metal absorption film layer is irradiated with an ion beam containing oxygen after the sputtering film formation so that the transmittance of the irradiated portion is not irradiated. It is higher than the area, and the extinction coefficient of the metal absorption film layer continuously decreases from the periphery to the center of the irradiated ion beam, and the irradiation area has a gradation density distribution. It is characterized by.

また、請求項2に係る発明は、
グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置を前提とし、
真空ポンプを備えたスパッタリング室と、
スパッタリング室に隣接して設けられ、かつ、複数のシート状フィルム基板が収容されると共に、上記スパッタリング室を大気中に開放することなくスパッタリング室へのシート状フィルム基板の出し入れを可能にする単一若しくは一対のロードロック室と、
上記シート状フィルム基板を保持してロードロック室からスパッタリング室へ搬入させると共に、スパッタリング室内において搬入したシート状フィルム基板の搬送方向を反転可能に搬送し、かつ、スパッタリング室内において成膜処理されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させる複数のホルダーとを備えると共に、
上記スパッタリング室内にはシート状フィルム基板の搬送方向に沿って二つのスパッタリングカソードとイオンビーム発生装置が配置され、かつ、スパッタリングカソードの一方には酸化物誘電体膜層を形成するためのターゲットが取り付けられ、他方には金属吸収膜層を形成するためのターゲットが取り付けられており、
スパッタリング室内を搬送されるシート状フィルム基板に対してスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の上記金属吸収膜層の一部に照射すると共に、シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射の各工程を繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜を形成することを特徴とし、
請求項3に係る発明は、
グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置を前提とし、
真空ポンプを備えたスパッタリング室と、
スパッタリング室内に設けられ帯状フィルム基板の巻取りと巻出しをする第一ロール並びに第二ロールと、第一ロールと第二ロール間の搬送路中に設けられ帯状フィルム基板が巻き付けられるキャンロールと、キャンロールの外周面に沿って設けられた二つのスパッタリングカソードと少なくとも一つのイオンビーム発生装置とを備え、
スパッタリングカソードの一方には酸化物誘電体膜層を形成するためのターゲットが取り付けられ、他方には金属吸収膜層を形成するためのターゲットが取り付けられており、
第一ロールまたは第二ロールから巻出されてキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し一方のスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層を成膜しながら第二ロールまたは第一ロールにより必要量の帯状フィルム基板を巻き取った後、第一ロール、第二ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させかつキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し他方のスパッタリングカソードにより金属吸収膜層を成膜すると共に、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射しながら第一ロールまたは第二ロールにより巻取り、以下、これ等一連の工程を繰り返して酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜を形成することを特徴とする。
The invention according to claim 2
Assuming a manufacturing device for an absorption-type multilayer ND filter having a gradation density distribution,
A sputtering chamber equipped with a vacuum pump;
A single unit provided adjacent to the sputtering chamber and accommodates a plurality of sheet-like film substrates, and allows the sheet-like film substrate to be taken into and out of the sputtering chamber without opening the sputtering chamber to the atmosphere. Or a pair of load lock chambers,
The sheet-like film substrate is held and carried from the load lock chamber to the sputtering chamber, and the conveyance direction of the sheet-like film substrate carried in the sputtering chamber is conveyed in a reversible manner, and the film is processed in the sputtering chamber. And a plurality of holders for carrying the film-like film substrate to the same or other load lock chambers,
In the sputtering chamber, two sputtering cathodes and an ion beam generator are arranged along the conveying direction of the sheet film substrate, and a target for forming an oxide dielectric film layer is attached to one of the sputtering cathodes. On the other side, a target for forming a metal absorption film layer is attached,
An oxide dielectric film layer and a metal absorption film layer are sequentially formed by a sputtering cathode on a sheet-like film substrate transported in a sputtering chamber, and a mixed ion beam of argon and oxygen is generated by an ion beam generator. The ion beam is irradiated onto a part of the metal absorption film layer after the film formation, and the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer are formed and formed while the conveying direction of the sheet-like film substrate is reversed. The step of ion beam irradiation to the metal absorption film layer is repeated to form an absorption multilayer film in which oxide dielectric film layers and metal absorption film layers are alternately stacked,
The invention according to claim 3
Assuming a manufacturing device for an absorption-type multilayer ND filter having a gradation density distribution,
A sputtering chamber equipped with a vacuum pump;
A first roll and a second roll which are provided in the sputtering chamber to wind and unwind the belt-like film substrate, a can roll which is provided in a transport path between the first roll and the second roll and on which the belt-like film substrate is wound; Two sputtering cathodes provided along the outer peripheral surface of the can roll and at least one ion beam generator;
A target for forming an oxide dielectric film layer is attached to one of the sputtering cathodes, and a target for forming a metal absorption film layer is attached to the other,
The second roll or the first roll while forming the oxide dielectric film layer with one sputtering cathode on the belt-like film substrate unwound from the first roll or the second roll and conveyed along the outer peripheral surface of the can roll After the necessary amount of the belt-shaped film substrate is wound up by the above, the other sputtering cathode with respect to the belt-shaped film substrate that is conveyed along the outer peripheral surface of the can roll with the rotation directions of the first roll, the second roll, and the can roll reversed. The metal absorbing film layer is formed by the above method, and a mixed ion beam of argon and oxygen is generated by the ion beam generator, and the first roll or the second roll is applied while irradiating a part of the metal absorbing film layer after the film formation. Winding with two rolls, and then repeating these series of steps, the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer were alternately laminated. And forming a Osamugata multilayer film.

また、請求項4に係る発明は、
請求項3に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの製造装置を前提とし、
第一ロールとキャンロール間並びに第二ロールとキャンロール間に複数のガイドロールがそれぞれ設けられると共に、第一ロール側のガイドロールと第二ロール側のガイドロールを搬送される帯状フィルム基板に対して酸素を含むイオンビームを照射させるイオンビーム発生装置がそれぞれ設けられ、かつ、第一ロール側のガイドロールとスパッタリングカソード間並びに第二ロール側のガイドロールとスパッタリングカソード間にキャンロールの外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対して酸素を含むイオンビームを照射させるイオンビーム発生装置がそれぞれ設けられていることを特徴とし、
請求項5に係る発明は、
請求項2〜4のいずれかに記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの製造装置を前提とし、
搬送されるフィルム基板の幅方向に沿って複数のイオンビーム発生装置が並んで設けられていることを特徴とする。
The invention according to claim 4
Assuming an apparatus for manufacturing an absorption-type multilayer ND filter according to the invention of claim 3,
A plurality of guide rolls are provided between the first roll and the can roll and between the second roll and the can roll, respectively, and the first roll side guide roll and the second roll side guide roll are conveyed to the belt-like film substrate. And an ion beam generator for irradiating an ion beam containing oxygen, respectively, between the guide roll on the first roll side and the sputtering cathode and between the guide roll on the second roll side and the sputtering cathode on the outer peripheral surface of the can roll. An ion beam generator for irradiating an ion beam containing oxygen to a belt-shaped film substrate transported along, respectively, is provided,
The invention according to claim 5
Assuming an apparatus for manufacturing an absorption-type multilayer ND filter according to any one of claims 2 to 4,
A plurality of ion beam generators are provided side by side along the width direction of the film substrate to be conveyed.

次に、請求項6に係る発明は、
請求項2記載の製造装置を用いてグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを製造する方法を前提とし、
ロードロック室内に収容されたシート状フィルム基板をホルダーにて保持させる第一工程と、
真空排気されたスパッタリング室内にホルダーにて保持されたシート状フィルム基板を搬入させる第二工程と、
スパッタリング室内を搬送される上記シート状フィルム基板に対して二つのスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の上記金属吸収膜層の一部に照射する第三工程と、
シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を単位とする処理を必要回繰り返してシート状フィルム基板の表面に吸収型多層膜を形成する第四工程と、
表面に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させ、ロードロック室内においてシート状フィルム基板の表裏を反転させた後、このシート状フィルム基板をホルダーにて保持させてスパッタリング室内に搬入させる第五工程と、
スパッタリング室内において上記第三工程と第四工程を繰り返してシート状フィルム基板の裏面にも吸収型多層膜を形成する第六工程と、
裏面にも吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させ、かつ、表裏面に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を打ち抜き加工してグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得る第七工程、
を具備することを特徴とし、
請求項7に係る発明は、
請求項3記載の製造装置を用いてグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを製造する方法を前提とし、
スパッタリング室内の第一ロールまたは第二ロールに帯状フィルム基板をセットする第一工程と、
スパッタリング室を真空排気した後、第一ロールまたは第二ロールにセットされた帯状フィルム基板を巻出しながらキャンロール外周面に沿って搬送させると共に、キャンロール外周面に沿って設けられた一方のスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層を成膜しながら第二ロールまたは第一ロールにより巻取る第二工程と、
第二ロールまたは第一ロールへの帯状フィルム基板の巻取りが終了した後、第一ロール、第二ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させかつキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し他方のスパッタリングカソードにより金属吸収膜層を成膜すると共に、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射しながら第一ロールまたは第二ロールにより巻取る第三工程と、
上記酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を単位とする処理を必要回繰り返して帯状フィルム基板の表面に吸収型多層膜を形成する第四工程と、
表面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板を第一ロールまたは第二ロールから取り外しかつ帯状フィルム基板の表裏を反転させながら第一ロールまたは第二ロールに巻付ける第五工程と、
スパッタリング室を真空排気した後、表裏を反転させて第一ロールまたは第二ロールに巻き付けられた帯状フィルム基板に対し上記第二工程〜第四工程を繰り返して帯状フィルム基板の裏面にも吸収型多層膜を形成する第六工程と、
表裏面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板を打ち抜き加工してグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得る第七工程、
を具備することを特徴とする。
Next, the invention according to claim 6 is:
On the premise of a method of manufacturing an absorption multilayer ND filter having a gradation density distribution using the manufacturing apparatus according to claim 2,
A first step of holding the sheet-like film substrate accommodated in the load lock chamber with a holder;
A second step of bringing the sheet-like film substrate held by the holder into the evacuated sputtering chamber;
An oxide dielectric film layer and a metal absorption film layer are sequentially formed by two sputtering cathodes on the sheet-like film substrate conveyed in the sputtering chamber, and a mixed ion beam of argon and oxygen is produced by an ion beam generator. And a third step of irradiating a part of the metal absorption film layer after film formation with this ion beam,
Reversing the conveying direction of the sheet-like film substrate, the sheet is formed by repeating the process of forming the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer and the ion beam irradiation on the formed metal absorption film layer as necessary. A fourth step of forming an absorptive multilayer film on the surface of the film substrate;
The sheet-like film substrate with the absorption multilayer film formed on the surface is carried out to the same or another load lock chamber, and the sheet-like film substrate is turned upside down in the load lock chamber, and then this sheet-like film substrate is used as a holder. And a fifth step for carrying it into the sputtering chamber,
A sixth step of forming the absorptive multilayer film on the back surface of the sheet-like film substrate by repeating the third step and the fourth step in the sputtering chamber;
Gradation of sheet-like film substrate with absorption multilayer film formed on the back side is carried out to the same or other load-lock chamber, and sheet-like film substrate with absorption multilayer film is formed on the front and back surfaces. A seventh step of obtaining an absorption-type multilayer ND filter having a concentration distribution;
It is characterized by comprising,
The invention according to claim 7 provides:
On the premise of a method of manufacturing an absorption multilayer ND filter having a gradation concentration distribution using the manufacturing apparatus according to claim 3,
A first step of setting the strip film substrate on the first roll or the second roll in the sputtering chamber;
After evacuating the sputtering chamber, the belt-shaped film substrate set on the first roll or the second roll is transported along the outer peripheral surface of the can roll while unwinding, and one of the sputtering provided along the outer peripheral surface of the can roll A second step of winding with a second roll or a first roll while forming an oxide dielectric film layer with a cathode;
After the winding of the belt-like film substrate to the second roll or the first roll is completed, the belt-like film is conveyed along the outer peripheral surface of the can roll with the rotation directions of the first roll, the second roll and the can roll reversed. A metal absorption film layer is formed on the substrate by the other sputtering cathode, and a mixed ion beam of argon and oxygen is generated by an ion beam generator, and this ion beam is irradiated to a part of the metal absorption film layer after film formation. While the third step of winding with the first roll or the second roll,
The above-described oxide dielectric film layer and metal absorption film layer are formed, and the treatment using the ion beam irradiation as a unit to the formed metal absorption film layer is repeated as many times as necessary to form an absorption type multilayer film on the surface of the belt-like film substrate. A fourth step to be formed;
A fifth step of wrapping the first roll or the second roll while removing the band-shaped film substrate having the absorption multilayer film formed on the surface from the first roll or the second roll and inverting the front and back of the band-shaped film substrate;
After evacuating the sputtering chamber, the front and back sides are reversed, and the second to fourth steps are repeated on the belt-like film substrate wound around the first roll or the second roll. A sixth step of forming a film;
A seventh step of obtaining an absorptive multilayer ND filter having a gradation density distribution by punching a band-shaped film substrate having an absorptive multilayer film formed on the front and back surfaces;
It is characterized by comprising.

また、請求項8に係る発明は、
請求項6または7に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの製造方法を前提とし、
シート状フィルム基板または帯状フィルム基板の表裏面にそれぞれ成膜される金属吸収膜層へのイオンビームの照射位置が、シート状フィルム基板または帯状フィルム基板の表面と裏面とで幅方向にずらされていることを特徴とし、
請求項9に係る発明は、
請求項6、7または8に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの製造方法を前提とし、
上記金属吸収膜層が、酸化により消衰係数が低下する材料で構成されていることを特徴とし、
請求項10に係る発明は、
請求項9に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの製造方法を前提とし、
酸化により消衰係数が低下する材料が、Ni若しくはNi合金であることを特徴とする。
The invention according to claim 8 is
Based on the manufacturing method of the absorption-type multilayer ND filter according to the invention of claim 6 or 7,
The irradiation position of the ion beam to the metal absorption film layer formed on the front and back surfaces of the sheet-like film substrate or the belt-like film substrate is shifted in the width direction between the front and back surfaces of the sheet-like film substrate or the belt-like film substrate. It is characterized by
The invention according to claim 9 is:
Based on the manufacturing method of the absorption type multilayer ND filter according to the invention of claim 6, 7 or 8,
The metal absorption film layer is made of a material whose extinction coefficient is reduced by oxidation,
The invention according to claim 10 is:
Based on the manufacturing method of the absorption-type multilayer ND filter according to the invention of claim 9,
The material whose extinction coefficient decreases by oxidation is Ni or a Ni alloy.

請求項1に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターによれば、
酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層はそれぞれスパッタリングにより成膜され、かつ、各金属吸収膜層についてはスパッタリング成膜後に酸素を含むイオンビームが照射されて照射部位の透過率が非照射部位より高くなっていると共に、照射されたイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数が連続的に減少して上記照射部位がグラデーション濃度分布を有しているため、グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを再現性よく製造することが可能となる。
According to the absorption multilayer ND filter according to the invention of claim 1,
Each of the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer is formed by sputtering, and each metal absorption film layer is irradiated with an ion beam containing oxygen after the sputtering film formation so that the transmittance of the irradiated region is not irradiated. As it is higher, the extinction coefficient of the metal absorption film layer continuously decreases from the peripheral part of the irradiated ion beam toward the central part, and the irradiation part has a gradation density distribution. An absorption multilayer ND filter having a gradation density distribution can be manufactured with good reproducibility.

また、請求項2に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの製造装置によれば、
スパッタリング室内を搬送されるシート状フィルム基板に対してスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の上記金属吸収膜層の一部に照射すると共に、シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射の各工程を繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜を形成しているため、グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを再現性よく製造することが可能となり、
請求項3に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの製造装置においても、
第一ロールまたは第二ロールから巻出されてキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し一方のスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層を成膜しながら第二ロールまたは第一ロールにより必要量の帯状フィルム基板を巻き取った後、第一ロール、第二ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させかつキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し他方のスパッタリングカソードにより金属吸収膜層を成膜すると共に、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射しながら第一ロールまたは第二ロールにより巻取り、以下、これ等一連の工程を繰り返して酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜を形成しているため、グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを再現性よく製造することが可能となる。
Moreover, according to the absorption multilayer ND filter manufacturing apparatus according to the invention of claim 2,
An oxide dielectric film layer and a metal absorption film layer are sequentially formed by a sputtering cathode on a sheet-like film substrate transported in a sputtering chamber, and a mixed ion beam of argon and oxygen is generated by an ion beam generator. The ion beam is irradiated onto a part of the metal absorption film layer after the film formation, and the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer are formed and formed while the conveying direction of the sheet-like film substrate is reversed. Each step of ion beam irradiation to the metal absorption film layer is repeated to form an absorption multilayer film in which oxide dielectric film layers and metal absorption film layers are alternately stacked. It is possible to manufacture the absorption-type multilayer ND filter having reproducibility,
In the manufacturing apparatus of the absorption type multilayer ND filter according to the invention of claim 3,
The second roll or the first roll while forming the oxide dielectric film layer with one sputtering cathode on the belt-like film substrate unwound from the first roll or the second roll and conveyed along the outer peripheral surface of the can roll After the necessary amount of the belt-shaped film substrate is wound up by the above, the other sputtering cathode with respect to the belt-shaped film substrate that is conveyed along the outer peripheral surface of the can roll with the rotation directions of the first roll, the second roll, and the can roll reversed. The metal absorbing film layer is formed by the above method, and a mixed ion beam of argon and oxygen is generated by the ion beam generator, and the first roll or the second roll is applied while irradiating a part of the metal absorbing film layer after the film formation. Winding with two rolls, and then repeating these series of steps, the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer were alternately laminated. Since forming the Osamugata multilayer film, it is possible to manufacture the absorption type multi-layer film ND filter good reproducibility with gradated density distribution.

次に、請求項6に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの製造方法によれば、
ロードロック室内に収容されたシート状フィルム基板をホルダーにて保持させる第一工程と、
真空排気されたスパッタリング室内にホルダーにて保持されたシート状フィルム基板を搬入させる第二工程と、
スパッタリング室内を搬送される上記シート状フィルム基板に対して二つのスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の上記金属吸収膜層の一部に照射する第三工程と、
シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を単位とする処理を必要回繰り返してシート状フィルム基板の表面に吸収型多層膜を形成する第四工程と、
表面に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させ、ロードロック室内においてシート状フィルム基板の表裏を反転させた後、このシート状フィルム基板をホルダーにて保持させてスパッタリング室内に搬入させる第五工程と、
スパッタリング室内において上記第三工程と第四工程を繰り返してシート状フィルム基板の裏面にも吸収型多層膜を形成する第六工程と、
裏面にも吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させ、かつ、表裏面に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を打ち抜き加工してグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得る第七工程、
を具備しており、
また、請求項7に記載の発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの製造方法においても、
スパッタリング室内の第一ロールまたは第二ロールに帯状フィルム基板をセットする第一工程と、
スパッタリング室を真空排気した後、第一ロールまたは第二ロールにセットされた帯状フィルム基板を巻出しながらキャンロール外周面に沿って搬送させると共に、キャンロール外周面に沿って設けられた一方のスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層を成膜しながら第二ロールまたは第一ロールにより巻取る第二工程と、
第二ロールまたは第一ロールへの帯状フィルム基板の巻取りが終了した後、第一ロール、第二ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させかつキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し他方のスパッタリングカソードにより金属吸収膜層を成膜すると共に、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射しながら第一ロールまたは第二ロールにより巻取る第三工程と、
上記酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を単位とする処理を必要回繰り返して帯状フィルム基板の表面に吸収型多層膜を形成する第四工程と、
表面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板を第一ロールまたは第二ロールから取り外しかつ帯状フィルム基板の表裏を反転させながら第一ロールまたは第二ロールに巻付ける第五工程と、
スパッタリング室を真空排気した後、表裏を反転させて第一ロールまたは第二ロールに巻き付けられた帯状フィルム基板に対し上記第二工程〜第四工程を繰り返して帯状フィルム基板の裏面にも吸収型多層膜を形成する第六工程と、
表裏面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板を打ち抜き加工してグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得る第七工程、
を具備しているため、グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを再現性よく安定して製造することが可能となる。
Next, according to the manufacturing method of the absorption multilayer ND filter according to the invention of claim 6,
A first step of holding the sheet-like film substrate accommodated in the load lock chamber with a holder;
A second step of bringing the sheet-like film substrate held by the holder into the evacuated sputtering chamber;
An oxide dielectric film layer and a metal absorption film layer are sequentially formed by two sputtering cathodes on the sheet-like film substrate conveyed in the sputtering chamber, and a mixed ion beam of argon and oxygen is produced by an ion beam generator. And a third step of irradiating a part of the metal absorption film layer after film formation with this ion beam,
Reversing the conveying direction of the sheet-like film substrate, the sheet is formed by repeating the process of forming the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer and the ion beam irradiation on the formed metal absorption film layer as necessary. A fourth step of forming an absorptive multilayer film on the surface of the film substrate;
The sheet-like film substrate with the absorption multilayer film formed on the surface is carried out to the same or another load lock chamber, and the sheet-like film substrate is turned upside down in the load lock chamber, and then this sheet-like film substrate is used as a holder. And a fifth step for carrying it into the sputtering chamber,
A sixth step of forming the absorptive multilayer film on the back surface of the sheet-like film substrate by repeating the third step and the fourth step in the sputtering chamber;
Gradation of sheet-like film substrate with absorption multilayer film formed on the back side is carried out to the same or other load-lock chamber, and sheet-like film substrate with absorption multilayer film is formed on the front and back surfaces. A seventh step of obtaining an absorption-type multilayer ND filter having a concentration distribution;
It has
Further, in the manufacturing method of the absorption-type multilayer ND filter according to the invention of claim 7,
A first step of setting the strip film substrate on the first roll or the second roll in the sputtering chamber;
After evacuating the sputtering chamber, the belt-shaped film substrate set on the first roll or the second roll is transported along the outer peripheral surface of the can roll while unwinding, and one of the sputtering provided along the outer peripheral surface of the can roll A second step of winding with a second roll or a first roll while forming an oxide dielectric film layer with a cathode;
After the winding of the belt-like film substrate to the second roll or the first roll is completed, the belt-like film is conveyed along the outer peripheral surface of the can roll with the rotation directions of the first roll, the second roll and the can roll reversed. A metal absorption film layer is formed on the substrate by the other sputtering cathode, and a mixed ion beam of argon and oxygen is generated by an ion beam generator, and this ion beam is irradiated to a part of the metal absorption film layer after film formation. While the third step of winding with the first roll or the second roll,
The above-described oxide dielectric film layer and metal absorption film layer are formed, and the treatment using the ion beam irradiation as a unit to the formed metal absorption film layer is repeated as many times as necessary to form an absorption type multilayer film on the surface of the belt-like film substrate. A fourth step to be formed;
A fifth step of wrapping the first roll or the second roll while removing the band-shaped film substrate having the absorption multilayer film formed on the surface from the first roll or the second roll and inverting the front and back of the band-shaped film substrate;
After evacuating the sputtering chamber, the front and back sides are reversed, and the second to fourth steps are repeated on the belt-like film substrate wound around the first roll or the second roll. A sixth step of forming a film;
A seventh step of obtaining an absorptive multilayer ND filter having a gradation density distribution by punching a band-shaped film substrate having an absorptive multilayer film formed on the front and back surfaces;
Therefore, the absorption multilayer ND filter having a gradation density distribution can be stably manufactured with good reproducibility.

以下、本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に説明する。
(1)吸収型多層膜NDフィルターの膜構造
まず、波長400〜700nmにおける平均透過率が6.3%である吸収型多層膜NDフィルターの膜構造(表1参照)を設計した。設計された吸収型多層膜NDフィルターの分光透過率を図5に示す。尚、NDフィルターの分光透過特性は自記分光光度計(日本分光社製 V570)を用いて行った。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
(1) Film structure of absorption multilayer ND filter First, a film structure (see Table 1) of an absorption multilayer ND filter having an average transmittance of 6.3% at a wavelength of 400 to 700 nm was designed. FIG. 5 shows the spectral transmittance of the designed absorption multilayer ND filter. The spectral transmission characteristics of the ND filter were measured using a self-recording spectrophotometer (V570 manufactured by JASCO Corporation).

そして、グラデーション濃度分布を有する本発明の吸収型多層膜NDフィルターは、以下に説明する本発明の製造装置を用いて平均透過率が6.3%の吸収型多層膜NDフィルターを基本として製造されている。   The absorption multilayer ND filter of the present invention having a gradation density distribution is manufactured based on the absorption multilayer ND filter having an average transmittance of 6.3% using the manufacturing apparatus of the present invention described below. ing.

Figure 2009003214
(2)吸収型多層膜NDフィルターを製造する第一の製造装置
本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターを製造する第一の製造装置は、一般的にロードロック式、インターバック式、連続式等と呼ばれるもので、シート形状に切断された基板(シート状フィルム基板)面にスパッタリングによる成膜を施す装置であり、例えば、図1に示すような構造を有している。
Figure 2009003214
(2) First manufacturing apparatus for manufacturing the absorption multilayer ND filter The first manufacturing apparatus for manufacturing the absorption multilayer ND filter according to the present invention is generally a load lock type, an inter-back type, a continuous type. This is an apparatus for forming a film by sputtering on the surface of a substrate (sheet-like film substrate) cut into a sheet shape, and has a structure as shown in FIG. 1, for example.

すなわち、本発明に係る第一の製造装置は、図示外の真空ポンプを備えたスパッタリング室11と、このスパッタリング室11に隣接して設けられかつ内部に複数のシート状フィルム基板(図示せず)が収容されると共にスパッタリング室11を大気中に開放させることなくスパッタリング室11へのシート状フィルム基板の出し入れを可能にする単一のロードロック室10と、上記シート状フィルム基板を保持してロードロック室10からスパッタリング室11へ搬入させると共にスパッタリング室11内において搬入したシート状フィルム基板15の搬送方向を反転可能に搬送しかつスパッタリング室11内において成膜処理されたシート状フィルム基板15を同一の上記ロードロック室10へ搬出させる複数のホルダー(図示せず)とを備えている。   That is, the first manufacturing apparatus according to the present invention includes a sputtering chamber 11 having a vacuum pump (not shown), and a plurality of sheet-like film substrates (not shown) provided adjacent to the sputtering chamber 11 and provided therein. And a single load lock chamber 10 that allows the sheet-like film substrate to be taken in and out of the sputtering chamber 11 without opening the sputtering chamber 11 to the atmosphere, and a load that holds the sheet-like film substrate. The sheet-like film substrate 15 that has been brought into the sputtering chamber 11 from the lock chamber 10 and is conveyed so that the carrying direction of the sheet-like film substrate 15 carried in the sputtering chamber 11 can be reversed and film-formed in the sputtering chamber 11 is the same. A plurality of holders (not shown) to be carried out to the load lock chamber 10 It is provided.

尚、図1に示した製造装置においては単一のロードロック室10が設けられているが、スパッタリング室11を中央にしてその両側にロードロック室をそれぞれ設ける構造にしてもよい。   In the manufacturing apparatus shown in FIG. 1, a single load lock chamber 10 is provided. However, the load lock chamber may be provided on both sides of the sputtering chamber 11 in the center.

また、上記スパッタリング室11内にはシート状フィルム基板15の搬送方向に沿って二つのスパッタリングカソード13、14とイオンビーム発生装置12が配置されており、一方のスパッタリングカソード14には酸化物誘電体膜層(例えばSiO膜層)を形成するための図示外のターゲットが取り付けられ、他方のスパッタリングカソード13には金属吸収膜層(例えばNi合金層)を形成するためのターゲット(図示せず)が取り付けられている。 In the sputtering chamber 11, two sputtering cathodes 13 and 14 and an ion beam generator 12 are arranged along the conveying direction of the sheet-like film substrate 15. One of the sputtering cathodes 14 has an oxide dielectric material. A target (not shown) for forming a film layer (for example, SiO 2 film layer) is attached, and a target (not shown) for forming a metal absorption film layer (for example, Ni alloy layer) is formed on the other sputtering cathode 13. Is attached.

そして、図1に示すスパッタリング室11内を図面の右から左方向へ向かって搬送されるシート状フィルム基板15に対し二つのスパッタリングカソード13、14により酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置12でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の上記金属吸収膜層の一部に照射すると共に、シート状フィルム基板の搬送方向を反転させて成膜初期の位置に戻した後、再度、シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射の各工程を繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜をシート状フィルム基板15の片面(表面)に形成することができる。   Then, the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer are formed by the two sputtering cathodes 13 and 14 on the sheet-like film substrate 15 conveyed from the right to the left in the drawing in the sputtering chamber 11 shown in FIG. The film is sequentially formed, and the ion beam generator 12 generates a mixed ion beam of argon and oxygen to irradiate a part of the metal absorption film layer after the film formation. After reversing the transport direction and returning it to the initial position of film formation, again forming the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer and reversing the metal absorption film while reversing the transport direction of the sheet-like film substrate One side (surface) of the sheet-like film substrate 15 is formed by repeating each step of ion beam irradiation to the film layer to form an absorption multilayer film in which oxide dielectric film layers and metal absorption film layers are alternately stacked. It can be formed.

尚、表1に示すようにシート状フィルム基板15の表裏両面に吸収型多層膜を形成するには、片面(表面)に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板15を同一のロードロック室10若しくは他のロードロック室(図示せず)へ搬出させ、ロードロック室内においてシート状フィルム基板の表裏を反転させた後、このシート状フィルム基板をホルダーにて保持させてスパッタリング室11内に再度搬入させる。そして、シート状フィルム基板の裏面に対して、上述した酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射の各工程を繰り返して酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜を形成すればよい。
(3)吸収型多層膜NDフィルターを製造する第二の製造装置
本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターを製造する第二の製造装置は、一般的にロールコータと呼ばれるもので、ロール状の基板(帯状フィルム基板)面にスパッタリングによる成膜を施す装置であり、例えば、図2に示すような構造を有している。
As shown in Table 1, in order to form the absorption multilayer film on both the front and back surfaces of the sheet-like film substrate 15, the same load lock is applied to the sheet-like film substrate 15 having the absorption multilayer film formed on one side (front surface). The sheet-like film substrate is carried out into the chamber 10 or another load lock chamber (not shown), and the sheet-like film substrate is turned upside down in the load-lock chamber. Bring it in again. Then, the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer described above are formed on the back surface of the sheet-like film substrate, and the steps of the ion beam irradiation to the formed metal absorption film layer are repeated. An absorption-type multilayer film in which dielectric film layers and metal absorption film layers are alternately stacked may be formed.
(3) Second manufacturing apparatus for manufacturing the absorption multilayer ND filter The second manufacturing apparatus for manufacturing the absorption multilayer ND filter according to the present invention is generally called a roll coater, An apparatus for forming a film by sputtering on a substrate (band-shaped film substrate) surface, for example, has a structure as shown in FIG.

すなわち、本発明に係る第二の製造装置は、図示外の真空ポンプを備えたスパッタリング室11と、このスパッタリング室11内に設けられ帯状フィルム基板16の巻取りと巻出しをする第一ロール1並びに第二ロール2と、第一ロール1と第二ロール2間の搬送路中に設けられ帯状フィルム基板16が巻き付けられる水冷キャンロール3と、上記第一ロール1と水冷キャンロール3との間並びに第二ロール2と水冷キャンロール3との間に設けられた四つのガイドロール21、22、23、24とを備えており、かつ、第一ロール1と第二ロール2はパウダークラッチにより張力バランスが保たれている。また、水冷キャンロール3の回転により帯状フィルム基板16の搬送方向が決められるようになっており、本明細書においては、帯状フィルム基板16が第一ロール1から第二ロール2側に巻き取られる水冷キャンロール3の回転方向を正転方向、第二ロール2から第一ロール1側に巻き取られる水冷キャンロール3の回転方向を逆転方向と定義している。   That is, the second manufacturing apparatus according to the present invention includes a sputtering chamber 11 having a vacuum pump (not shown), and a first roll 1 provided in the sputtering chamber 11 for winding and unwinding the belt-like film substrate 16. In addition, the second roll 2, the water-cooled can roll 3 provided in the conveyance path between the first roll 1 and the second roll 2, and the band-shaped film substrate 16 is wound around, and between the first roll 1 and the water-cooled can roll 3. And four guide rolls 21, 22, 23, 24 provided between the second roll 2 and the water-cooled can roll 3, and the first roll 1 and the second roll 2 are tensioned by a powder clutch. Balance is maintained. Moreover, the conveyance direction of the strip | belt-shaped film board | substrate 16 is decided by rotation of the water cooling can roll 3, and in this specification, the strip | belt-shaped film board | substrate 16 is wound up from the 1st roll 1 to the 2nd roll 2 side. The rotation direction of the water-cooled can roll 3 is defined as the forward rotation direction, and the rotation direction of the water-cooled can roll 3 wound from the second roll 2 to the first roll 1 side is defined as the reverse rotation direction.

また、上記スパッタリング室11内には、水冷キャンロール3の外周面に沿って二つのスパッタリングカソード4、5が配置されており、一方のスパッタリングカソード4には酸化物誘電体膜層(例えばSiO膜層)を形成するための図示外のターゲットが取り付けられ、他方のスパッタリングカソード5には金属吸収膜層(例えばNi合金層)を形成するためのターゲット(図示せず)が取り付けられている。 In the sputtering chamber 11, two sputtering cathodes 4 and 5 are disposed along the outer peripheral surface of the water-cooled can roll 3. One of the sputtering cathodes 4 has an oxide dielectric film layer (for example, SiO 2). A target (not shown) for forming a film layer) is attached, and a target (not shown) for forming a metal absorption film layer (for example, Ni alloy layer) is attached to the other sputtering cathode 5.

更に、上記スパッタリング室11内には、水冷キャンロール3の外周面に沿って二つのイオンビーム発生装置8、9が配置され、かつ、ガイドロール21とガイドロール22との間並びにガイドロール23とガイドロール24との間にも二つのイオンビーム発生装置6、7が配置されている。尚、イオンビーム発生装置については水冷キャンロール3の外周面に沿って少なくとも一つ配置されていればよい。   Further, in the sputtering chamber 11, two ion beam generators 8 and 9 are disposed along the outer peripheral surface of the water-cooled can roll 3, and between the guide roll 21 and the guide roll 22 and the guide roll 23. Two ion beam generators 6 and 7 are also arranged between the guide roll 24. It should be noted that at least one ion beam generator may be disposed along the outer peripheral surface of the water-cooled can roll 3.

そして、帯状フィルム基板16が第一ロール1から第二ロール2側に巻き取られる正転搬送時に、水冷キャンロール3外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板16に対し一方のスパッタリングカソード4により酸化物誘電体膜層(例えばSiO膜層)を成膜しながら第二ロール2により必要量(例えば、帯状フィルム基板16の全量)の帯状フィルム基板を巻き取った後、水冷キャンロール3の回転方向を反転させて帯状フィルム基板16の逆転搬送時に、水冷キャンロール3外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板16に対し他方のスパッタリングカソード5により金属吸収膜層(例えばNi合金層)を成膜すると共に、イオンビーム発生装置8とイオンビーム発生装置6でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層(例えばNi合金層)の一部に照射しながら第一ロール1により巻取り、以下、これ等一連の工程を繰り返して酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜を帯状フィルム基板16の片面(表面)に形成することができる。 And at the time of the normal rotation conveyance by which the strip | belt-shaped film board | substrate 16 is wound up by the 2nd roll 2 side from the 1st roll 1, with respect to the strip | belt-shaped film board | substrate 16 conveyed along the water-cooled can roll 3 outer peripheral surface, one sputtering cathode 4 is used. A film-shaped film substrate of a required amount (for example, the total amount of the band-shaped film substrate 16) is wound up by the second roll 2 while forming an oxide dielectric film layer (for example, a SiO 2 film layer), and then the water-cooled can roll 3 When the belt-shaped film substrate 16 is transported in the reverse direction by reversing the rotation direction, a metal absorbing film layer (for example, a Ni alloy layer) is formed on the belt-shaped film substrate 16 transported along the outer peripheral surface of the water-cooled can roll 3 by the other sputtering cathode 5. In addition to film formation, a mixed ion beam of argon and oxygen is generated by the ion beam generator 8 and the ion beam generator 6 and this ion beam is generated. Winding by the first roll 1 while irradiating a part of the metal absorption film layer (for example, Ni alloy layer) after film formation with the on-beam, and then repeating these series of steps to absorb the oxide dielectric film layer and the metal absorption. An absorptive multilayer film in which film layers are alternately laminated can be formed on one side (surface) of the strip-shaped film substrate 16.

尚、表1に示すように帯状フィルム基板16の表裏両面に吸収型多層膜を形成するには、片面(表面)に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板16を第二ロール2から取り外し、かつ、帯状フィルム基板16の表裏を反転させながら第一ロール1に巻き付けた後、再度、帯状フィルム基板16の裏面に対して、上述した酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射の各工程を繰り返して酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜を形成すればよい。
(4)グラデーション濃度分布
上述した第一の製造装置並びに第二の製造装置のいずれの装置においても、図3に示すように金属吸収膜層(例えばNi合金層)を成膜したフィルム基板15、16が搬送されるに伴い、酸素を含むイオンビーム20は金属吸収膜層表面を移動しながら酸化させていき、結果としてイオンビーム20が照射されたライン部分のみが透明になる。
As shown in Table 1, in order to form the absorption multilayer film on both the front and back surfaces of the strip film substrate 16, the strip film substrate 16 having the absorption multilayer film formed on one surface (front surface) is removed from the second roll 2. And after winding around the 1st roll 1, reversing the front and back of the strip | belt-shaped film board | substrate 16, film-forming of the oxide dielectric film layer and metal absorption film layer which were mentioned above with respect to the back surface of the strip | belt-shaped film board | substrate 16 again. In addition, an absorption multilayer film in which the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer are alternately stacked may be formed by repeating each step of ion beam irradiation to the formed metal absorption film layer.
(4) Gradation density distribution In any of the first manufacturing apparatus and the second manufacturing apparatus described above, as shown in FIG. 3, a film substrate 15 on which a metal absorption film layer (for example, a Ni alloy layer) is formed, As 16 is conveyed, the ion beam 20 containing oxygen is oxidized while moving on the surface of the metal absorption film layer, and as a result, only the line portion irradiated with the ion beam 20 becomes transparent.

上記金属吸収膜層のイオンビーム20が照射されたライン部分とその周囲を拡大してみると、図4に示すように透明になったライン部分のエッジ領域は矢印方向に濃度が濃くなるグラデーション濃度分布を有している。これは、イオンビーム20の周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層における酸化の程度に連続的な差異が生じ、照射されたイオンビーム20の周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数が連続的に減少したことによる。そして、図4において点線30で示す円形状の領域はグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターとして利用することができる。   When the line portion irradiated with the ion beam 20 of the metal absorption film layer and the periphery thereof are enlarged, the edge density of the transparent line portion becomes darker in the direction of the arrow as shown in FIG. Have a distribution. This is because there is a continuous difference in the degree of oxidation in the metal absorption film layer from the periphery of the ion beam 20 toward the center, and the metal absorption film layer from the periphery of the irradiated ion beam 20 toward the center. This is due to the continuous decrease in the extinction coefficient. And the circular area | region shown with the dotted line 30 in FIG. 4 can be utilized as an absorption type multilayer ND filter which has gradation density distribution.

すなわち、第一の製造装置並びに第二の製造装置を用いて表裏両面に吸収型多層膜が形成されたフィルム基板15、16について、上記点線30で示す領域を打ち抜き加工することによりグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得ることができる。   That is, the gradation density distribution is obtained by punching the region indicated by the dotted line 30 on the film substrates 15 and 16 having the absorption multilayer films formed on both the front and back surfaces using the first manufacturing apparatus and the second manufacturing apparatus. It is possible to obtain an absorption multilayer ND filter having the same.

そして、得られた吸収型多層膜NDフィルターについて、照射したイオンビームの中心位置からの距離に対応した波長550nmの透過率測定を行ったところ、図6のグラフ図に示すような結果が得られた。このときのイオンビーム半径は20mmであるが、イオンビーム中心位置から20mm〜30mm離れた領域間において透過率が連続的に低下していると共に、イオンビームが照射されずに酸化されていない部分に移っていることが確認される。   When the transmittance of the obtained absorption multilayer ND filter was measured at a wavelength of 550 nm corresponding to the distance from the center position of the irradiated ion beam, the result shown in the graph of FIG. 6 was obtained. It was. The ion beam radius at this time is 20 mm, but the transmittance continuously decreases between regions 20 mm to 30 mm away from the center position of the ion beam, and the ion beam is not irradiated and is not oxidized. It is confirmed that it has moved.

ここで、照射するイオンビームにおけるビームの広がり形状やフィルム基板とイオンビーム間の距離を適宜調整することによりグラデーション濃度分布を変えることも可能であるが、イオンビームのパワー密度を増加させてしまうとフィルム基板が溶けてしまう場合がある。また、搬送されるフィルム基板の幅方向に沿って複数のイオンビーム発生装置を並べて配置してもよい。フィルム基板の幅方向に沿ってイオンビーム発生装置を複数配置することにより、図7に示すようにグラデーション濃度分布を有する境界部分を一度に多く製造することができる。また、イオンビームには、DC(直流)イオンビームと、RF(交流)イオンビームがあり、加速電極の形状によりイオンビームを集光若しくは発散させることができ、本発明では平行若しくは集光する加速電極を用いることが好ましい。   Here, it is possible to change the gradation density distribution by appropriately adjusting the beam spreading shape in the ion beam to be irradiated and the distance between the film substrate and the ion beam, but if the power density of the ion beam is increased. The film substrate may melt. Further, a plurality of ion beam generators may be arranged side by side along the width direction of the film substrate to be conveyed. By arranging a plurality of ion beam generators along the width direction of the film substrate, a large number of boundary portions having a gradation density distribution can be produced at a time as shown in FIG. In addition, the ion beam includes a DC (direct current) ion beam and an RF (alternating current) ion beam. The ion beam can be condensed or diverged depending on the shape of the acceleration electrode. It is preferable to use an electrode.

次に、第一の製造装置並びに第二の製造装置を用いてフィルム基板の表裏両面に吸収型多層膜を形成する場合、フィルム基板の表裏両面にそれぞれ成膜される金属吸収膜層へのイオンビームの照射位置を一致させることにより、図8に示すようにグラデーション濃度分布が1段階である吸収型多層膜NDフィルターを製造することができ、また、フィルム基板の表裏両面にそれぞれ成膜される金属吸収膜層へのイオンビームの照射位置をフィルム基板の幅方向にずらすことにより、図9に示すように2段階のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを製造することができる。
(5)吸収型多層膜NDフィルターの製造方法
次に、本発明の製造装置を用いた吸収型多層膜NDフィルターの製造方法について説明する。尚、第二の製造装置(図2参照)を例に挙げて説明するが、図1に示す第一の製造装置を用いても当然のことながら吸収型多層膜NDフィルターを製造することができる。
Next, when forming an absorption type multilayer film on both front and back surfaces of the film substrate using the first manufacturing apparatus and the second manufacturing apparatus, ions to the metal absorption film layers formed on the front and back surfaces of the film substrate, respectively. By matching the beam irradiation positions, it is possible to manufacture an absorption type multilayer ND filter having a gradation gradation distribution of one level as shown in FIG. 8, and to form films on both the front and back surfaces of the film substrate. By shifting the irradiation position of the ion beam on the metal absorption film layer in the width direction of the film substrate, an absorption multilayer ND filter having a two-step gradation density distribution as shown in FIG. 9 can be manufactured.
(5) Manufacturing method of absorption multilayer ND filter Next, the manufacturing method of the absorption multilayer ND filter using the manufacturing apparatus of this invention is demonstrated. Although the second manufacturing apparatus (see FIG. 2) will be described as an example, the absorption multilayer ND filter can naturally be manufactured using the first manufacturing apparatus shown in FIG. .

a)ターゲット
図2に示す第二の製造装置において、金属吸収膜を成膜するためのターゲットにはNiあるいはNi合金ターゲットが例示され、酸化物誘電体膜であるSiOを成膜するためのターゲットにはSiターゲットが例示される。
a) Target In the second manufacturing apparatus shown in FIG. 2, a Ni or Ni alloy target is exemplified as a target for forming a metal absorption film, and SiO 2 that is an oxide dielectric film is formed. The target is exemplified by a Si target.

また、酸化物誘電体膜として上記SiOに代えAlも使用することができ、光学特性の波長依存性を改善するため、TiO、Nb、Ta、HfOやZrOを添加することも可能である。 In addition, Al 2 O 3 can be used instead of SiO 2 as the oxide dielectric film, and TiO 2 , Nb 2 O 3 , Ta 2 O 5 , HfO 2 can be used to improve the wavelength dependency of optical characteristics. It is also possible to add ZrO 2 .

また、上記金属吸収膜には、酸化により消衰係数が低下する材料であれば利用することができ、上述したNiあるいはNi合金ターゲット以外にも、Ti、Ta、W、Crから選ばれる1種あるいはこれらの合金ターゲットを使用することができる。   The metal absorbing film can be made of any material whose extinction coefficient is reduced by oxidation. In addition to the Ni or Ni alloy target described above, one kind selected from Ti, Ta, W, and Cr is used. Alternatively, these alloy targets can be used.

上記金属吸収膜を成膜するためのターゲット例えばNi合金ターゲットは、Arガスを導入するDCマグネトロンスパッタリングにより成膜され、一方、酸化物誘電体膜であるSiOを成膜するためのSiターゲットは、Arガスを導入するデュアルマグネトロンスパッタリングにより成膜され、SiターゲットからSiOを成膜するためにインピーダンスモニターにより酸素導入量を制御して成膜される。 A target for forming the metal absorption film, for example, a Ni alloy target is formed by DC magnetron sputtering that introduces Ar gas, while a Si target for forming SiO 2 that is an oxide dielectric film is The film is formed by dual magnetron sputtering introducing Ar gas, and the film is formed by controlling the amount of oxygen introduced by an impedance monitor in order to form SiO 2 from the Si target.

また、イオンビーム発生装置にはアルゴン50%と酸素50%の混合ガスを導入し、加速電圧を調節しながら照射する。尚、イオンビーム発生装置は、図2において6あるいは8の位置に取り付ければよい。   Further, a gas mixture of 50% argon and 50% oxygen is introduced into the ion beam generator, and irradiation is performed while adjusting the acceleration voltage. The ion beam generator may be attached at the position 6 or 8 in FIG.

b)フィルム基板
本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターにおいて、フィルム基板の材質については特に限定されることはない。この具体例として、ポリエチレンテレフタレート(PET)、ポリエーテルスルフォン(PES)、ポリアリレート(PAR)、ポリカーボネート(PC)、ポリオレフィン(PO)、ノルボルネンの樹脂材料から選択される樹脂フィルム単体、あるいは、これ等材料から選択された樹脂フィルム単体とこの単体片面または両面を覆うアクリル系有機膜との複合体が挙げられる。特に、ノルボルネンの樹脂材料については、代表的なものとして日本ゼオン社のゼオノア(商品名)やJSR社のアートン(商品名)等が挙げられる。
b) Film substrate In the absorptive multilayer ND filter according to the present invention, the material of the film substrate is not particularly limited. Specific examples thereof include a resin film alone selected from resin materials such as polyethylene terephthalate (PET), polyethersulfone (PES), polyarylate (PAR), polycarbonate (PC), polyolefin (PO), norbornene, or the like. Examples thereof include a composite of a resin film alone selected from materials and an acrylic organic film covering one or both sides of this single body. In particular, as for the resin material of norbornene, representative examples include ZEONOR (trade name) manufactured by Nippon Zeon Co., Ltd. and Arton (trade name) manufactured by JSR Corporation.

c)吸収型多層膜の成膜
金属吸収膜を成膜するためのターゲットとしてNi合金ターゲットを用い、酸化物誘電体膜であるSiOを成膜するためのターゲットとしてSiターゲットを用いた場合における吸収型多層膜の成膜手順を例に挙げて説明する。
c) Formation of Absorption-type Multilayer Film In the case where a Ni alloy target is used as a target for forming a metal absorption film and a Si target is used as a target for forming SiO 2 that is an oxide dielectric film The film forming procedure of the absorption multilayer film will be described as an example.

1)図2に示す第二の製造装置のスパッタリング室11を1×10−4Pa程度まで排気する。 1) The sputtering chamber 11 of the second manufacturing apparatus shown in FIG. 2 is evacuated to about 1 × 10 −4 Pa.

2)フィルム搬送速度を調整し、例えば1〜5m/min程度で第一ロール1から第二ロール2へ向けて帯状フィルム基板16を正転方向に搬送する。     2) The film transport speed is adjusted, and the belt-shaped film substrate 16 is transported in the forward direction from the first roll 1 to the second roll 2 at, for example, about 1 to 5 m / min.

3)Siターゲットが取付けられたスパッタリングカソード4にArガスを導入し、スパッタリングを行う。また、インピーダンスモニターにより酸素導入量を制御する。     3) Ar gas is introduced into the sputtering cathode 4 to which the Si target is attached, and sputtering is performed. Also, the oxygen introduction amount is controlled by an impedance monitor.

4)フィルム速度を調節し逆転方向に搬送する。     4) Adjust the film speed and feed in the reverse direction.

5)Ni合金ターゲットが取付けられたスパッタリングカソード5にArガスを導入し、スパッタリングを行いながら、イオンビーム発生装置8、6によりイオンビームを照射させてNi合金膜層を酸化させる。     5) Ar gas is introduced into the sputtering cathode 5 to which the Ni alloy target is attached, and the Ni alloy film layer is oxidized by irradiating the ion beam with the ion beam generators 8 and 6 while performing sputtering.

6)フィルム速度を調整し正転方向に搬送する。     6) Adjust the film speed and transport in the forward direction.

7)Siターゲットが取付けられたスパッタリングカソード4にArガスを導入し、スパッタリング成膜を行う。また、インピーダンスモニターにより酸素導入量を制御する。     7) Ar gas is introduced into the sputtering cathode 4 to which the Si target is attached, and sputtering film formation is performed. Also, the oxygen introduction amount is controlled by an impedance monitor.

8)フィルム速度を調整し逆転方向に搬送する。     8) Adjust the film speed and transport in the reverse direction.

9)Ni合金ターゲットが取付けられたスパッタリングカソード5にArガスを導入し、スパッタリングを行いながら、イオンビーム発生装置8、6によりイオンビームを照射させてNi合金膜層を酸化させる。     9) Ar gas is introduced into the sputtering cathode 5 to which the Ni alloy target is attached, and the Ni alloy film layer is oxidized by irradiating the ion beam with the ion beam generators 8 and 6 while performing sputtering.

10)フィルム速度を調整し正転方向に搬送する。   10) Adjust the film speed and transport in the forward direction.

11)Siターゲットが取付けられたスパッタリングカソード4にArガスを導入し、スパッタリング成膜を行う。また、インピーダンスモニターにより酸素導入量を制御する。   11) Ar gas is introduced into the sputtering cathode 4 to which the Si target is attached, and sputtering film formation is performed. Also, the oxygen introduction amount is controlled by an impedance monitor.

12)片面(表面)の成膜が完了した帯状フィルム基板16を取り出すと共に、表裏を反転させて第一ロール1にセットし、上記1)〜11)の工程を繰り返して帯状フィルム基板16の裏面にも吸収型多層膜を形成する。   12) Take out the belt-like film substrate 16 on which film formation on one side (front surface) has been completed, reverse the front and back and set it on the first roll 1, and repeat the steps 1) to 11) above to repeat the back side of the belt-like film substrate 16 Also, an absorption multilayer film is formed.

13)表裏両面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板16をスパッタリング室11から取り出す。   13) The strip-shaped film substrate 16 having the absorption type multilayer film formed on both the front and back surfaces is taken out from the sputtering chamber 11.

表裏両面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板16のイオンビーム中心位置からの距離に対応した波長550nmの透過率測定を行ったところ、図6のグラフ図に示すような結果が得られた。図6のグラフ図から、イオンビームの照射によりNi合金膜層の酸化が進行した部分と酸化されていない部分の境界部分をみると、透過率は約90%から6%程度まで直線的に変化している領域があることが確認される。従って、帯状フィルム基板16のこの部分を打ち抜き加工することにより、グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得ることができる。   When transmittance measurement was performed at a wavelength of 550 nm corresponding to the distance from the center position of the ion beam of the band-shaped film substrate 16 having the absorption multilayer film formed on both the front and back surfaces, the result shown in the graph of FIG. 6 was obtained. It was. From the graph of FIG. 6, the transmittance changes linearly from about 90% to about 6% when the boundary portion between the portion where the oxidation of the Ni alloy film layer is advanced by the ion beam irradiation and the portion where the oxidation is not performed is observed. It is confirmed that there is an area. Therefore, an absorptive multilayer ND filter having a gradation density distribution can be obtained by punching this portion of the belt-like film substrate 16.

ここで、照射するイオンビームにおけるビームの広がり形状や帯状フィルム基板とイオンビーム間の距離を適宜調整することによりグラデーション濃度分布を変えることも可能である。但し、イオンビームのパワー密度を増加させてしまうとフィルム基板が溶けてしまう場合があるので適宜調整することが必要である。また、搬送される帯状フィルム基板の幅方向に沿って複数のイオンビーム発生装置を並べて配置してもよい。フィルム基板の幅方向に沿ってイオンビーム発生装置を複数配置することにより、図7に示すようにグラデーション濃度分布を有する境界部分を一度に多く製造することができる。   Here, the gradation density distribution can be changed by appropriately adjusting the beam spreading shape in the ion beam to be irradiated and the distance between the belt-like film substrate and the ion beam. However, if the power density of the ion beam is increased, the film substrate may be melted. Therefore, it is necessary to adjust appropriately. A plurality of ion beam generators may be arranged side by side along the width direction of the belt-shaped film substrate to be conveyed. By arranging a plurality of ion beam generators along the width direction of the film substrate, a large number of boundary portions having a gradation density distribution can be produced at a time as shown in FIG.

また、帯状フィルム基板の表裏両面に吸収型多層膜を形成する場合、フィルム基板の表裏両面にそれぞれ成膜される金属吸収膜層へのイオンビームの照射位置を一致させることにより、図8に示すようにグラデーション濃度分布が1段階である吸収型多層膜NDフィルターを製造することができ、また、フィルム基板の表裏両面にそれぞれ成膜される金属吸収膜層へのイオンビームの照射位置をフィルム基板の幅方向にずらすことにより、図9に示すように2段階のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを製造することができる。   Moreover, when forming an absorption-type multilayer film on both front and back surfaces of a belt-like film substrate, the ion beam irradiation positions on the metal absorption film layers formed on both front and back surfaces of the film substrate are made to coincide with each other, as shown in FIG. In this way, it is possible to manufacture an absorption type multilayer ND filter having a gradation gradation distribution in one stage, and the ion beam irradiation position to the metal absorption film layer formed on each of the front and back surfaces of the film substrate is determined as the film substrate. By shifting in the width direction, an absorption-type multilayer ND filter having a two-step gradation density distribution as shown in FIG. 9 can be manufactured.

次に、本発明の実施例について具体的に説明する。   Next, specific examples of the present invention will be described.

まず、波長400〜700nmにおける平均透過率が6.3%である吸収型多層膜NDフィルターの膜構造(表1参照)を設計した。設計された吸収型多層膜NDフィルターの分光透過率を図5に示す。尚、NDフィルターの分光透過特性は自記分光光度計(日本分光社製 V570)を用いて行った。   First, a film structure (see Table 1) of an absorptive multilayer ND filter having an average transmittance of 6.3% at a wavelength of 400 to 700 nm was designed. FIG. 5 shows the spectral transmittance of the designed absorption multilayer ND filter. The spectral transmission characteristics of the ND filter were measured using a self-recording spectrophotometer (V570 manufactured by JASCO Corporation).

吸収型多層膜の成膜には図2に示した第二の製造装置であるスパッタリングロールコータ装置を用い、金属吸収膜を成膜するためのターゲットとしてNi合金ターゲット[住友金属鉱山(株)社製]を用い、酸化物誘電体膜であるSiOを成膜するためのターゲットとしてSiターゲット[住友金属鉱山(株)社製]を用いた。また、上記Ni合金ターゲットはArガスを導入するDCマグネトロンスパッタリングにより成膜され、一方、SiターゲットはArガスを導入するデュアルマグネトロンスパッタリングにより成膜され、SiからSiOを成膜するためにインピーダンスモニター(ボンアルデンヌ社製 プラズマエミッションモニター)により酸素導入量を制御した。 A sputtering roll coater, which is the second manufacturing apparatus shown in FIG. 2, is used to form the absorption multilayer film, and a Ni alloy target [Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.] is used as a target for forming the metal absorption film. The Si target [manufactured by Sumitomo Metal Mining Co., Ltd.] was used as a target for depositing SiO 2 which is an oxide dielectric film. The Ni alloy target is formed by DC magnetron sputtering that introduces Ar gas, while the Si target is formed by dual magnetron sputtering that introduces Ar gas, and an impedance monitor is used to form SiO 2 from Si. The amount of oxygen introduced was controlled by a plasma emission monitor manufactured by Bon Ardennes.

イオンビーム発生装置には、アルゴン50%と酸素50%の混合ガスを導入し、加速電圧150eVで照射した。尚、イオンビーム発生装置は、図2において6の位置に取り付けた。   The ion beam generator was introduced with a mixed gas of 50% argon and 50% oxygen and irradiated at an acceleration voltage of 150 eV. The ion beam generator was attached at position 6 in FIG.

また、帯状フィルム基板16には、厚さ100μmの両面易接着層付PETフィルム(東洋紡社製)を用いた。   The belt-like film substrate 16 was a PET film with a double-sided easy-adhesion layer (manufactured by Toyobo Co., Ltd.) having a thickness of 100 μm.

そして、以下の手順により吸収型多層膜の成膜を行った。   Then, an absorption multilayer film was formed by the following procedure.

1)図2に示す第二の製造装置のスパッタリング室11を1×10−4Pa程度まで排気した。 1) The sputtering chamber 11 of the second manufacturing apparatus shown in FIG. 2 was evacuated to about 1 × 10 −4 Pa.

2)フィルム搬送速度を1.50m/minに調整して、第一ロール1から第二ロール2へ向け上記帯状フィルム基板16を正転方向に搬送した。     2) The film transport speed was adjusted to 1.50 m / min, and the strip-shaped film substrate 16 was transported in the forward direction from the first roll 1 to the second roll 2.

3)Siターゲットが取付けられたスパッタリングカソード4にArガスを100sccm導入し、スパッタ出力10kWにてSiOの成膜を行った。また、インピーダンスモニターにより酸素導入量を制御した。 3) Ar gas was introduced at 100 sccm into the sputtering cathode 4 to which the Si target was attached, and SiO 2 was deposited at a sputtering output of 10 kW. The amount of oxygen introduced was controlled by an impedance monitor.

4)フィルム速度を0.94m/minに調節し逆転方向に搬送した。     4) The film speed was adjusted to 0.94 m / min and conveyed in the reverse direction.

5)Ni合金ターゲットが取付けられたスパッタリングカソード5にArガスを100sccm導入し、スパッタ出力1kWにてNi合金膜層の成膜を行いながら、イオンビーム発生装置6によりイオンビームを照射させてNi合金膜層を酸化させた。     5) Ar gas was introduced at 100 sccm to the sputtering cathode 5 on which the Ni alloy target was mounted, and the Ni alloy film layer was formed at a sputtering output of 1 kW, while the ion beam was irradiated by the ion beam generator 6 to form the Ni alloy. The membrane layer was oxidized.

6)フィルム搬送速度を0.43m/minに調整して帯状フィルム基板16を正転方向に搬送した。     6) The film transport speed was adjusted to 0.43 m / min, and the belt-shaped film substrate 16 was transported in the forward direction.

7)Siターゲットが取付けられたスパッタリングカソード4にArガスを100sccm導入し、スパッタ出力10kWにてSiOの成膜を行った。また、インピーダンスモニターにより酸素導入量を制御した。 7) Ar gas was introduced at 100 sccm to the sputtering cathode 4 to which the Si target was attached, and a SiO 2 film was formed at a sputtering output of 10 kW. The amount of oxygen introduced was controlled by an impedance monitor.

8)フィルム速度を0.94m/minに調節し逆転方向に搬送した。     8) The film speed was adjusted to 0.94 m / min and conveyed in the reverse direction.

9)Ni合金ターゲットが取付けられたスパッタリングカソード5にArガスを100sccm導入し、スパッタ出力1kWにてNi合金膜層の成膜を行いながら、イオンビーム発生装置6によりイオンビームを照射させてNi合金膜層を酸化させた。     9) Ar gas was introduced at 100 sccm into the sputtering cathode 5 to which the Ni alloy target was attached, and the Ni alloy film layer was formed at a sputtering output of 1 kW, while the ion beam was irradiated by the ion beam generator 6 to form the Ni alloy. The membrane layer was oxidized.

10)フィルム搬送速度を0.46m/minに調整して帯状フィルム基板16を正転方向に搬送した。   10) The film transport speed was adjusted to 0.46 m / min, and the belt-shaped film substrate 16 was transported in the forward direction.

11)Siターゲットが取付けられたスパッタリングカソード4にArガスを100sccm導入し、スパッタ出力10kWにてSiOの成膜を行った。また、インピーダンスモニターにより酸素導入量を制御した。 11) Ar gas was introduced at 100 sccm into the sputtering cathode 4 to which the Si target was attached, and SiO 2 was deposited at a sputtering output of 10 kW. The amount of oxygen introduced was controlled by an impedance monitor.

12)片面(表面)の成膜が完了した帯状フィルム基板16を取り出すと共に、表裏を反転させて第一ロール1にセットし、上記1)〜11)の工程を繰り返して帯状フィルム基板16の裏面にも吸収型多層膜を形成した。   12) Take out the belt-like film substrate 16 on which film formation on one side (front surface) has been completed, reverse the front and back and set it on the first roll 1, and repeat the steps 1) to 11) above to repeat the back side of the belt-like film substrate 16 Also, an absorption type multilayer film was formed.

13)表裏両面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板16をスパッタリング室11から取り出した。   13) The strip-shaped film substrate 16 having the absorption multilayer film formed on both the front and back surfaces was taken out from the sputtering chamber 11.

そして、表裏両面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板16のイオンビーム中心位置からの距離に対応した波長550nmの透過率測定を行ったところ、図6のグラフ図に示すような結果が得られた。図6のグラフ図から、イオンビームの照射によりNi合金膜層の酸化が進行した部分と酸化されていない部分の境界部分をみると、透過率は約90%から6%程度まで直線的に変化している領域があることが確認される。従って、帯状フィルム基板16のこの部分を打ち抜き加工することにより、グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得ることができる。   Then, when transmittance measurement was performed at a wavelength of 550 nm corresponding to the distance from the center position of the ion beam of the strip-shaped film substrate 16 having the absorption multilayer films formed on both the front and back surfaces, the result shown in the graph of FIG. 6 was obtained. Obtained. From the graph of FIG. 6, the transmittance changes linearly from about 90% to about 6% when the boundary portion between the portion where the oxidation of the Ni alloy film layer is advanced by the ion beam irradiation and the portion where the oxidation is not performed is observed. It is confirmed that there is an area. Therefore, an absorptive multilayer ND filter having a gradation density distribution can be obtained by punching this portion of the belt-like film substrate 16.

ここで、照射するイオンビームにおけるビームの広がり形状や帯状フィルム基板とイオンビーム間の距離を適宜調整することによりグラデーション濃度分布を変えることも可能である。但し、イオンビームのパワー密度を増加させてしまうとフィルム基板が溶けてしまう場合があるので適宜調整することが必要である。また、搬送される帯状フィルム基板の幅方向に沿って複数のイオンビーム発生装置を並べて配置してもよい。フィルム基板の幅方向に沿ってイオンビーム発生装置を複数配置することにより、図7に示すようにグラデーション濃度分布を有する境界部分を一度に多く製造することができる。   Here, the gradation density distribution can be changed by appropriately adjusting the beam spreading shape in the ion beam to be irradiated and the distance between the belt-like film substrate and the ion beam. However, if the power density of the ion beam is increased, the film substrate may be melted. Therefore, it is necessary to adjust appropriately. A plurality of ion beam generators may be arranged side by side along the width direction of the belt-shaped film substrate to be conveyed. By arranging a plurality of ion beam generators along the width direction of the film substrate, a large number of boundary portions having a gradation density distribution can be produced at a time as shown in FIG.

また、帯状フィルム基板の表裏両面に吸収型多層膜を形成する場合、フィルム基板の表裏両面にそれぞれ成膜される金属吸収膜層へのイオンビームの照射位置を一致させることにより、図8に示すようにグラデーション濃度分布が1段階である吸収型多層膜NDフィルターを製造することができ、また、フィルム基板の表裏両面にそれぞれ成膜される金属吸収膜層へのイオンビームの照射位置をフィルム基板の幅方向にずらすことにより、図9に示すように2段階のグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを製造することができる。   Moreover, when forming an absorption-type multilayer film on both front and back surfaces of a belt-like film substrate, the ion beam irradiation positions on the metal absorption film layers formed on both front and back surfaces of the film substrate are made to coincide with each other, as shown in FIG. In this way, it is possible to manufacture an absorption type multilayer ND filter having a gradation gradation distribution in one stage, and the ion beam irradiation position to the metal absorption film layer formed on each of the front and back surfaces of the film substrate is determined as the film substrate. By shifting in the width direction, an absorption-type multilayer ND filter having a two-step gradation density distribution as shown in FIG. 9 can be manufactured.

グラデーション濃度分布を有する本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターはデジタルビデオカメラ等に利用される産業上の利用可能性を有している。   The absorption multilayer ND filter according to the present invention having a gradation density distribution has industrial applicability for use in digital video cameras and the like.

グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造に用いられる本発明に係る第一の製造装置の概略構成説明図。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS Schematic structure explanatory drawing of the 1st manufacturing apparatus based on this invention used for manufacture of the absorption type multilayer ND filter which has gradation density distribution. グラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造に用いられる本発明に係る第二の製造装置の概略構成説明図。The schematic structure explanatory drawing of the 2nd manufacturing apparatus based on this invention used for manufacture of the absorption type multilayer ND filter which has gradation density distribution. イオンビーム発生装置により酸素を含むイオンビームの照射がなされた後の金属吸収膜層表面を示す概略説明図。Schematic explanatory drawing which shows the metal absorption film layer surface after being irradiated with the ion beam containing oxygen with an ion beam generator. 図3に示された金属吸収膜層表面のイオンビームが照射されたライン部分とその周囲の一部を拡大させた部分拡大図。FIG. 4 is a partial enlarged view in which a line portion irradiated with an ion beam on the surface of the metal absorbing film layer shown in FIG. 3 and a part of the periphery thereof are enlarged. 本発明に係る吸収型多層膜NDフィルターの分光透過率を示すグラフ図。The graph which shows the spectral transmittance of the absorption type multilayer ND filter which concerns on this invention. 金属吸収膜層に酸素を含むイオンビームが照射されて得られた吸収型多層膜におけるイオンビーム中心からの距離と透過率との関係を示すグラフ図。The graph which shows the relationship between the distance from the center of an ion beam, and the transmittance | permeability in the absorption type multilayer film obtained by irradiating the ion beam containing oxygen to a metal absorption film layer. フィルム基板の幅方向に沿って複数のイオンビーム発生装置が配置された場合におけるイオンビーム照射がなされた後の金属吸収膜層表面を示す概略説明図。Schematic explanatory drawing which shows the metal absorption film layer surface after ion beam irradiation was made when the several ion beam generator was arrange | positioned along the width direction of a film substrate. フィルム基板の表裏両面に成膜された各金属吸収膜層へのイオンビームの照射位置が一致された場合に得られる吸収型多層膜における両面透過率の1段階グラデーション濃度分布を示す説明図。Explanatory drawing which shows 1 step gradation density distribution of the double-sided transmissivity in the absorption type multilayer film obtained when the irradiation position of the ion beam to each metal absorption film layer formed into film on both the front and back surfaces of the film substrate is matched. フィルム基板の表裏両面に成膜された各金属吸収膜層へのイオンビームの照射位置がフィルム基板の幅方向にずらされた場合に得られる吸収型多層膜における両面透過率の2段階グラデーション濃度分布を示す説明図。Two-step gradation density distribution of double-sided transmittance in absorption multilayer film obtained when ion beam irradiation position on each metal absorption film layer formed on both front and back sides of film substrate is shifted in width direction of film substrate FIG.

符号の説明Explanation of symbols

1 第一ロール
2 第二ロール
3 水冷キャンロール
4 スパッタリングカソード
5 スパッタリングカソード
6 イオンビーム発生装置
7 イオンビーム発生装置
8 イオンビーム発生装置
9 イオンビーム発生装置
10 ロードロック室
11 スパッタリング室
12 イオンビーム発生装置
13 スパッタリングカソード
14 スパッタリングカソード
15 シート状フィルム基板
16 帯状フィルム基板
20 イオンビーム
21 ガイドロール
22 ガイドロール
23 ガイドロール
24 ガイドロール
30 点線
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 1st roll 2 2nd roll 3 Water cooling can roll 4 Sputtering cathode 5 Sputtering cathode 6 Ion beam generator 7 Ion beam generator 8 Ion beam generator 9 Ion beam generator 10 Load lock chamber 11 Sputtering chamber 12 Ion beam generator DESCRIPTION OF SYMBOLS 13 Sputtering cathode 14 Sputtering cathode 15 Sheet-like film substrate 16 Strip | belt-shaped film substrate 20 Ion beam 21 Guide roll 22 Guide roll 23 Guide roll 24 Guide roll 30 Dotted line

Claims (10)

フィルム基板の少なくとも片面に酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層されて成る吸収型多層膜を具備し、かつ、この吸収型多層膜がグラデーション濃度分布を有している吸収型多層膜NDフィルターにおいて、
上記酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層はそれぞれスパッタリングにより成膜され、かつ、各金属吸収膜層についてはスパッタリング成膜後に酸素を含むイオンビームが照射されて照射部位の透過率が非照射部位より高くなっていると共に、照射されたイオンビームの周辺部から中心部に向かって金属吸収膜層の消衰係数が連続的に減少して上記照射部位がグラデーション濃度分布を有していることを特徴とする吸収型多層膜NDフィルター。
An absorption type multilayer film comprising an oxide dielectric film layer and a metal absorption film layer alternately laminated on at least one surface of a film substrate, and the absorption type multilayer film has a gradation density distribution. In the multilayer ND filter,
The oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer are formed by sputtering, and each metal absorption film layer is irradiated with an ion beam containing oxygen after the sputtering film formation so that the transmittance of the irradiated portion is not irradiated. It is higher than the area, and the extinction coefficient of the metal absorption film layer continuously decreases from the periphery to the center of the irradiated ion beam, and the irradiation area has a gradation density distribution. An absorption multilayer ND filter characterized by the above.
真空ポンプを備えたスパッタリング室と、
スパッタリング室に隣接して設けられ、かつ、複数のシート状フィルム基板が収容されると共に、上記スパッタリング室を大気中に開放することなくスパッタリング室へのシート状フィルム基板の出し入れを可能にする単一若しくは一対のロードロック室と、
上記シート状フィルム基板を保持してロードロック室からスパッタリング室へ搬入させると共に、スパッタリング室内において搬入したシート状フィルム基板の搬送方向を反転可能に搬送し、かつ、スパッタリング室内において成膜処理されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させる複数のホルダーとを備えると共に、
上記スパッタリング室内にはシート状フィルム基板の搬送方向に沿って二つのスパッタリングカソードとイオンビーム発生装置が配置され、かつ、スパッタリングカソードの一方には酸化物誘電体膜層を形成するためのターゲットが取り付けられ、他方には金属吸収膜層を形成するためのターゲットが取り付けられており、
スパッタリング室内を搬送されるシート状フィルム基板に対してスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の上記金属吸収膜層の一部に照射すると共に、シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射の各工程を繰り返して、酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜を形成することを特徴とするグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置。
A sputtering chamber equipped with a vacuum pump;
A single unit provided adjacent to the sputtering chamber and accommodates a plurality of sheet-like film substrates, and allows the sheet-like film substrate to be taken into and out of the sputtering chamber without opening the sputtering chamber to the atmosphere. Or a pair of load lock chambers,
The sheet-like film substrate is held and carried from the load lock chamber to the sputtering chamber, and the conveyance direction of the sheet-like film substrate carried in the sputtering chamber is conveyed in a reversible manner, and the film is processed in the sputtering chamber. And a plurality of holders for carrying the film-like film substrate to the same or other load lock chambers,
In the sputtering chamber, two sputtering cathodes and an ion beam generator are arranged along the conveying direction of the sheet film substrate, and a target for forming an oxide dielectric film layer is attached to one of the sputtering cathodes. On the other side, a target for forming a metal absorption film layer is attached,
An oxide dielectric film layer and a metal absorption film layer are sequentially formed by a sputtering cathode on a sheet-like film substrate transported in a sputtering chamber, and a mixed ion beam of argon and oxygen is generated by an ion beam generator. The ion beam is irradiated onto a part of the metal absorption film layer after the film formation, and the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer are formed and formed while the conveying direction of the sheet-like film substrate is reversed. Gradation density distribution characterized by forming an absorption multilayer film in which an oxide dielectric film layer and a metal absorption film layer are alternately laminated by repeating each step of ion beam irradiation to the formed metal absorption film layer An apparatus for manufacturing an absorption-type multilayer ND filter.
真空ポンプを備えたスパッタリング室と、
スパッタリング室内に設けられ帯状フィルム基板の巻取りと巻出しをする第一ロール並びに第二ロールと、第一ロールと第二ロール間の搬送路中に設けられ帯状フィルム基板が巻き付けられるキャンロールと、キャンロールの外周面に沿って設けられた二つのスパッタリングカソードと少なくとも一つのイオンビーム発生装置とを備え、
スパッタリングカソードの一方には酸化物誘電体膜層を形成するためのターゲットが取り付けられ、他方には金属吸収膜層を形成するためのターゲットが取り付けられており、
第一ロールまたは第二ロールから巻出されてキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し一方のスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層を成膜しながら第二ロールまたは第一ロールにより必要量の帯状フィルム基板を巻き取った後、第一ロール、第二ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させかつキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し他方のスパッタリングカソードにより金属吸収膜層を成膜すると共に、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射しながら第一ロールまたは第二ロールにより巻取り、以下、これ等一連の工程を繰り返して酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層が交互に積層された吸収型多層膜を形成することを特徴とするグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターの製造装置。
A sputtering chamber equipped with a vacuum pump;
A first roll and a second roll which are provided in the sputtering chamber to wind and unwind the belt-like film substrate, a can roll which is provided in a transport path between the first roll and the second roll and on which the belt-like film substrate is wound; Two sputtering cathodes provided along the outer peripheral surface of the can roll and at least one ion beam generator;
A target for forming an oxide dielectric film layer is attached to one of the sputtering cathodes, and a target for forming a metal absorption film layer is attached to the other,
The second roll or the first roll while forming the oxide dielectric film layer with one sputtering cathode on the belt-like film substrate unwound from the first roll or the second roll and conveyed along the outer peripheral surface of the can roll After the necessary amount of the belt-shaped film substrate is wound up by the above, the other sputtering cathode with respect to the belt-shaped film substrate that is conveyed along the outer peripheral surface of the can roll with the rotation directions of the first roll, the second roll, and the can roll reversed. The metal absorbing film layer is formed by the above method, and a mixed ion beam of argon and oxygen is generated by the ion beam generator, and the first roll or the second roll is applied while irradiating a part of the metal absorbing film layer after the film formation. Winding with two rolls, and then repeating these series of steps, the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer were alternately laminated. Absorption type multi-layer film ND filter manufacturing apparatus having a gradated density distribution and forming a Osamugata multilayer film.
第一ロールとキャンロール間並びに第二ロールとキャンロール間に複数のガイドロールがそれぞれ設けられると共に、第一ロール側のガイドロールと第二ロール側のガイドロールを搬送される帯状フィルム基板に対して酸素を含むイオンビームを照射させるイオンビーム発生装置がそれぞれ設けられ、かつ、第一ロール側のガイドロールとスパッタリングカソード間並びに第二ロール側のガイドロールとスパッタリングカソード間にキャンロールの外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対して酸素を含むイオンビームを照射させるイオンビーム発生装置がそれぞれ設けられていることを特徴とする請求項3に記載の吸収型多層膜NDフィルターの製造装置。   A plurality of guide rolls are provided between the first roll and the can roll and between the second roll and the can roll, respectively, and the first roll side guide roll and the second roll side guide roll are conveyed to the belt-like film substrate. And an ion beam generator for irradiating an ion beam containing oxygen, respectively, between the guide roll on the first roll side and the sputtering cathode and between the guide roll on the second roll side and the sputtering cathode on the outer peripheral surface of the can roll. 4. The production apparatus for an absorption multilayer ND filter according to claim 3, wherein an ion beam generator for irradiating an ion beam containing oxygen to the belt-shaped film substrate conveyed along the belt film substrate is provided. 搬送されるフィルム基板の幅方向に沿って複数のイオンビーム発生装置が並んで設けられていることを特徴とする請求項2〜4のいずれかに記載の吸収型多層膜NDフィルターの製造装置。   The apparatus for producing an absorption multilayer ND filter according to any one of claims 2 to 4, wherein a plurality of ion beam generators are provided side by side along the width direction of the film substrate to be conveyed. 請求項2記載の製造装置を用いてグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを製造する方法において、
ロードロック室内に収容されたシート状フィルム基板をホルダーにて保持させる第一工程と、
真空排気されたスパッタリング室内にホルダーにて保持されたシート状フィルム基板を搬入させる第二工程と、
スパッタリング室内を搬送される上記シート状フィルム基板に対して二つのスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層を順次成膜し、かつ、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させてこのイオンビームを成膜後の上記金属吸収膜層の一部に照射する第三工程と、
シート状フィルム基板の搬送方向を反転させながら酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を単位とする処理を必要回繰り返してシート状フィルム基板の表面に吸収型多層膜を形成する第四工程と、
表面に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させ、ロードロック室内においてシート状フィルム基板の表裏を反転させた後、このシート状フィルム基板をホルダーにて保持させてスパッタリング室内に搬入させる第五工程と、
スパッタリング室内において上記第三工程と第四工程を繰り返してシート状フィルム基板の裏面にも吸収型多層膜を形成する第六工程と、
裏面にも吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を同一若しくは他のロードロック室へ搬出させ、かつ、表裏面に吸収型多層膜が形成されたシート状フィルム基板を打ち抜き加工してグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得る第七工程、
を具備することを特徴とする吸収型多層膜NDフィルターの製造方法。
A method of manufacturing an absorption multilayer ND filter having a gradation density distribution using the manufacturing apparatus according to claim 2,
A first step of holding the sheet-like film substrate accommodated in the load lock chamber with a holder;
A second step of bringing the sheet-like film substrate held by the holder into the evacuated sputtering chamber;
An oxide dielectric film layer and a metal absorption film layer are sequentially formed by two sputtering cathodes on the sheet-like film substrate conveyed in the sputtering chamber, and a mixed ion beam of argon and oxygen is produced by an ion beam generator. And a third step of irradiating a part of the metal absorption film layer after film formation with this ion beam,
Reversing the conveying direction of the sheet-like film substrate, the sheet is formed by repeating the process of forming the oxide dielectric film layer and the metal absorption film layer and the ion beam irradiation on the formed metal absorption film layer as necessary. A fourth step of forming an absorptive multilayer film on the surface of the film substrate;
The sheet-like film substrate with the absorption multilayer film formed on the surface is carried out to the same or another load lock chamber, and the sheet-like film substrate is turned upside down in the load lock chamber, and then this sheet-like film substrate is used as a holder. And a fifth step for carrying it into the sputtering chamber,
A sixth step of forming the absorptive multilayer film on the back surface of the sheet-like film substrate by repeating the third step and the fourth step in the sputtering chamber;
Gradation of sheet-like film substrate with absorption multilayer film formed on the back side is carried out to the same or other load-lock chamber, and sheet-like film substrate with absorption multilayer film is formed on the front and back surfaces. A seventh step of obtaining an absorption-type multilayer ND filter having a concentration distribution;
The manufacturing method of the absorption type multilayer ND filter characterized by comprising.
請求項3記載の製造装置を用いてグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを製造する方法において、
スパッタリング室内の第一ロールまたは第二ロールに帯状フィルム基板をセットする第一工程と、
スパッタリング室を真空排気した後、第一ロールまたは第二ロールにセットされた帯状フィルム基板を巻出しながらキャンロール外周面に沿って搬送させると共に、キャンロール外周面に沿って設けられた一方のスパッタリングカソードにより酸化物誘電体膜層を成膜しながら第二ロールまたは第一ロールにより巻取る第二工程と、
第二ロールまたは第一ロールへの帯状フィルム基板の巻取りが終了した後、第一ロール、第二ロール並びにキャンロールの各回転方向を反転させかつキャンロール外周面に沿って搬送される帯状フィルム基板に対し他方のスパッタリングカソードにより金属吸収膜層を成膜すると共に、イオンビーム発生装置でアルゴンと酸素の混合イオンビームを発生させこのイオンビームを成膜後の金属吸収膜層の一部に照射しながら第一ロールまたは第二ロールにより巻取る第三工程と、
上記酸化物誘電体膜層と金属吸収膜層の成膜並びに成膜された金属吸収膜層へのイオンビーム照射を単位とする処理を必要回繰り返して帯状フィルム基板の表面に吸収型多層膜を形成する第四工程と、
表面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板を第一ロールまたは第二ロールから取り外しかつ帯状フィルム基板の表裏を反転させながら第一ロールまたは第二ロールに巻付ける第五工程と、
スパッタリング室を真空排気した後、表裏を反転させて第一ロールまたは第二ロールに巻き付けられた帯状フィルム基板に対し上記第二工程〜第四工程を繰り返して帯状フィルム基板の裏面にも吸収型多層膜を形成する第六工程と、
表裏面に吸収型多層膜が形成された帯状フィルム基板を打ち抜き加工してグラデーション濃度分布を有する吸収型多層膜NDフィルターを得る第七工程、
を具備することを特徴とする吸収型多層膜NDフィルターの製造方法。
A method of manufacturing an absorption multilayer ND filter having a gradation density distribution using the manufacturing apparatus according to claim 3,
A first step of setting the strip film substrate on the first roll or the second roll in the sputtering chamber;
After evacuating the sputtering chamber, the belt-shaped film substrate set on the first roll or the second roll is transported along the outer peripheral surface of the can roll while unwinding, and one of the sputtering provided along the outer peripheral surface of the can roll A second step of winding with a second roll or a first roll while forming an oxide dielectric film layer with a cathode;
After the winding of the belt-like film substrate to the second roll or the first roll is completed, the belt-like film is conveyed along the outer peripheral surface of the can roll with the rotation directions of the first roll, the second roll and the can roll reversed. A metal absorption film layer is formed on the substrate by the other sputtering cathode, and a mixed ion beam of argon and oxygen is generated by an ion beam generator, and this ion beam is irradiated to a part of the metal absorption film layer after film formation. While the third step of winding with the first roll or the second roll,
The above-described oxide dielectric film layer and metal absorption film layer are formed, and the treatment using the ion beam irradiation as a unit to the formed metal absorption film layer is repeated as many times as necessary to form an absorption type multilayer film on the surface of the belt-like film substrate. A fourth step to be formed;
A fifth step of wrapping the first roll or the second roll while removing the band-shaped film substrate having the absorption multilayer film formed on the surface from the first roll or the second roll and inverting the front and back of the band-shaped film substrate;
After evacuating the sputtering chamber, the front and back sides are reversed, and the second to fourth steps are repeated on the belt-like film substrate wound around the first roll or the second roll. A sixth step of forming a film;
A seventh step of obtaining an absorptive multilayer ND filter having a gradation density distribution by punching a band-shaped film substrate having an absorptive multilayer film formed on the front and back surfaces;
The manufacturing method of the absorption type multilayer ND filter characterized by comprising.
シート状フィルム基板または帯状フィルム基板の表裏面にそれぞれ成膜される金属吸収膜層へのイオンビームの照射位置が、シート状フィルム基板または帯状フィルム基板の表面と裏面とで幅方向にずらされていることを特徴とする請求項6または7に記載の吸収型多層膜NDフィルターの製造方法。   The irradiation position of the ion beam to the metal absorption film layer formed on the front and back surfaces of the sheet-like film substrate or the belt-like film substrate is shifted in the width direction between the front and back surfaces of the sheet-like film substrate or the belt-like film substrate. The method for producing an absorption multilayer ND filter according to claim 6 or 7, wherein: 上記金属吸収膜層が、酸化により消衰係数が低下する材料で構成されていることを特徴とする請求項6、7または8に記載の吸収型多層膜NDフィルターの製造方法。   9. The method of manufacturing an absorption multilayer ND filter according to claim 6, 7 or 8, wherein the metal absorption film layer is made of a material whose extinction coefficient is reduced by oxidation. 酸化により消衰係数が低下する材料が、Ni若しくはNi合金であることを特徴とする請求項9に記載の吸収型多層膜NDフィルターの製造方法。   10. The method for producing an absorption multilayer ND filter according to claim 9, wherein the material whose extinction coefficient is reduced by oxidation is Ni or a Ni alloy.
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JP2013049914A (en) * 2011-07-29 2013-03-14 Nitto Denko Corp Method for double-side vacuum film formation and laminate obtainable by the method
JP2014119608A (en) * 2012-12-17 2014-06-30 Asahi Glass Co Ltd Optical element and method for manufacturing optical element
WO2015005019A1 (en) * 2013-07-11 2015-01-15 日産自動車株式会社 Surface treatment device and surface treatment method
US10585327B2 (en) 2015-05-21 2020-03-10 Nitto Denko Corporation Light modulation film and method for manufacturing same, and light modulation element

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010032629A (en) * 2008-07-25 2010-02-12 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Absorption type multilayer film nd filter, manufacturing apparatus therefor and method of manufacturing absorption type multilayer film nd filter
JP2013049914A (en) * 2011-07-29 2013-03-14 Nitto Denko Corp Method for double-side vacuum film formation and laminate obtainable by the method
JP2014119608A (en) * 2012-12-17 2014-06-30 Asahi Glass Co Ltd Optical element and method for manufacturing optical element
WO2015005019A1 (en) * 2013-07-11 2015-01-15 日産自動車株式会社 Surface treatment device and surface treatment method
US10585327B2 (en) 2015-05-21 2020-03-10 Nitto Denko Corporation Light modulation film and method for manufacturing same, and light modulation element

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