JP2009102717A - 光学フィルタの成膜方法及び光学フィルタ並びに撮像光量絞り装置 - Google Patents

Abstract

【課題】基板上に光吸収特性を有する金属膜を蒸着によって成膜する際に光学特性が安定した光学フィルタ及びその成膜方法を提供する。
【解決手段】基板上に金属膜層と誘電体膜層を積層状に形成する光学フィルタにおいて、その金属膜層を蒸着で形成する際に膜厚さが不安定となる蒸着初期及び／又は蒸着終期に蒸着皮膜に反応性ガス（活性ガス；酸素、窒素、フッ素など）を照射して化合物に変化させることを特徴としている。これによって酸化、窒化などで化合物に変化した被膜は透明となり光の透過率に影響を及ぼすことがない。
【選択図】図１

Description

本発明はカメラその他の光学器機において光量調整或いは特定波長の光の通過量を調整する光学フィルタの成膜方法及びこれを用いた光学フィルタに係わり、基板プレートに蒸着で光学膜を形成する際の成膜方法の改良に関する。

一般にこの種の光学フィルタはＮＤフィルタ（Neutral Density Filter）として各種撮像装置に広く用いられている。このＮＤフィルタは樹脂製の基板プレートに光吸収特性に優れた薄膜を形成している。そしてこのＮＤフィルタは全体が均一な単濃度の薄膜で成膜する場合と、均一な等濃度の領域と濃度が連続的に変化（漸減）するグラデーション領域で形成する場合が知られている。

近年、撮像装置の高解像化が進むに従い、明るい被写体条件下で光量を絞ると回折光の影響による画像ボケなど画質の劣化が顕著に現れる傾向にある。そこで例えば特許文献１に開示されているように光量を調整する絞り羽根にＮＤフィルタを添着し、小絞り時に発生する光の回折現象を抑えることが提案されている。

従来このようなＮＤフィルタの成膜方法としては、マイクロ写真法（例えば特許第２７５４５１８号）で作成することも提案されているが、真空蒸着装置（物理蒸着法）で成膜することが広く採用されている。例えば特許文献１には真空蒸着層（真空チャンバ）内の蒸着傘（蒸着ステージ）に基板プレートを装着し、この蒸着傘を回転させながら蒸着物質を加熱蒸発させて蒸着被膜を形成する成膜方法が開示されている。

そして例えば撮像装置などに用いられるＮＤフィルタは、金属膜層と誘電体膜層を複数層に積層状に形成して光の透過率を金属膜層で規制し、光の反射率を誘電体膜層で調整している。この場合光の透過率を金属膜層の膜厚さで調整（濃度調整）しているが膜厚さを正確にコントロールすることが問題となる。このため特許文献１に提案されている方法は膜厚さを直線的に漸減させるグラデーション領域の端縁で成膜をカットするマスキング方法が提案されている。

一方、特許文献２に開示されているように蒸着膜を形成する際に、蒸着物質（ターゲット）を不活性ガスでスパッタリングして発生する粒子で薄膜を形成するスパッタリング蒸着も知られている。このスパッタリング蒸着で成膜すると基板上に形成された被膜に活性ガス（酸素、窒素、フッ素など）を照射することによって化合物の薄膜を形成することも知られている。

特開２００５−０１７７７８号公報 特開２００１−０６４７７２号公報

上述のように蒸着膜で光学フィルタを製作する場合には一般的に成膜レート（膜厚さ／蒸着時間で制御している。この場合、膜厚さΔtと成膜時間との関係は図６（ａ）に示すように時間に比例して膜厚さが形成される。このとき図６（ｂ）に示すように金属膜層（光吸収層）の膜厚さ成膜初期時（図示Ｃａ）と終了時（図示Ｃｂ）に膜厚精度が著しく低減することが知られている。つまり同図の変曲点Ｃａ、Ｃｂで膜厚精度のコントロールが困難となる。この膜厚精度のコントロールは膜厚さが薄いときには更に困難となる。このため前掲特許文献１の方法では膜厚さが薄くなるグラデーション領域の端縁での成膜をカットするため複雑な形状のマスク板を用いている。

このように従来の光学フィルタは、その製造過程で基板に金属膜層を蒸着被膜で形成する際に、成膜初期時と終期時に膜厚さが不安定となる問題に遭遇している。これによって、生産したフィルタの減衰率は蒸着工程毎にバラツキ、或いは同時に膜形成した複数の基板の減衰率が個々に異なる問題があった。

そこでこのような成膜初期と終期の不安定な膜厚精度を改善するため従来は、金属膜の層数を減らす方法、或いは成膜レートを低くすることが試みられている。しかし金属膜の層数を減らすと光学特性が劣り、また成膜レートを低くすると膜密度が低下する問題が発生する。

そこで本発明者は、金属膜層を成膜する際に膜厚さのコントロールが困難である成膜初期或いは終期には、金属膜層（Ｎｂ、Ｔｉなど）を反応性ガスで酸化、窒化或いはフッ化（以下活性化という）するとの着想に至った。この金属膜層の活性化により例えば金属膜層がＮｂの場合、Ｎｂ２Ｏ３、Ｔｉの場合にはＴｉＯ２となりいずれも透明の膜層となる。つまり成膜時に膜厚さのコントロールが困難な蒸着条件のときには基板上に蒸着被膜を形成した上でこの被膜を酸化（活性化）することによって光学特性、例えば光の透過率が不安定となる問題を解決し得ることに着目した。

本発明は基板上に光吸収特性を有する金属膜を蒸着によって成膜する際に光学特性が安定した光学フィルタ及びその成膜方法の提供をその主な課題としている。
更に本発明は、基板上に光吸収性の金属膜を形成する際に膜厚精度の制御が容易で大量生産が可能な成膜方法の提供をその課題としている。

上記課題を達成するため本発明は、基板上に金属膜層と誘電体膜層を積層状に形成する光学フィルタにおいて、その金属膜層を蒸着で形成する際に膜厚さが不安定となる蒸着初期及び／又は蒸着終期に蒸着皮膜に反応性ガス（活性ガス；酸素、窒素、フッ素など）を照射して化合物に変化させることを特徴としている。これによって酸化、窒化などで化合物に変化した被膜は透明となり光の透過率に影響を及ぼすことがない。

チャンバ内で基板上に少なくとも２つの物質から成る複数のターゲットを不活性ガスでスパッタリングして誘電体膜層と金属膜層を積層状に形成する光学フィルタの成膜方法であって、金属物質から成るターゲットを不活性ガスでスパッタリングしてスパッタ粒子で上記基板上に上記金属膜層を形成する際に、成膜初期及び／又は成膜終期にはスパッタ粒子で基板上に形成した被膜に反応性ガスを照射して化合物に変化させる。

前記反応性ガスは、前記金属物質から成るスパッタ粒子の被膜を酸化又は窒化若しくはフッ化させる。

前記金属膜層は、光の透過率が一定の等透過率領域と、透過率が連続的に変化するグラデーション領域とに形成される。

前記誘電体膜層は酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミナ、窒化ケイ素、フッ化マグネシウムから選択された金属と、その酸化物、窒化物、フッ化物で成膜する。
で形成される。

チャンバ内で基板上に第１第２少なくとも２つの物質から成る複数のターゲットを不活性ガスでスパッタリングして誘電体膜層と金属膜層を積層状に形成する光学フィルタの成膜方法であって、上記誘電体膜層は、上記第１物質のターゲットを不活性ガスでスパッタリングして上記基板上にスパッタ粒子で被膜を形成した後、この被膜に反応性ガスを照射して生成された化合物で膜形成し、上記金属膜層は、上記第２物質のターゲットを不活性ガスでスパッタリングして上記基板上にスパッタ粒子で膜形成すると共に、成膜初期及び／又は成膜終期には基板上に被膜形成されたスパッタ粒子に反応性ガスを照射して生成された透光性の化合物で膜形成する。

透明又は半透明の基板プレートと、上記基板プレート上に金属膜層と誘電体膜層を積層状に蒸着成膜した光学フィルタであって、上記金属膜層は金属から成る蒸着物質を蒸着して成膜形成し、この金属膜層は、少なくとも第１、第２の２つの層成分で形成する。第１の層成分は上記蒸着物質の金属単体で構成し、第２の層成分は上記蒸着物質を酸化、窒化又はフッ化した金属化合物で構成する。また、前記金属膜層は、金属化合物成分、金属単体成分、金属化合物成分の順に形成する。

前記金属膜層は、光の透過率が一定の第１領域と、透過率が連続的に変化する第２領域とを有し、上記第１領域は膜厚さが均一に形成され、上記第２領域は膜厚さが直線的に漸減するように形成される。

本発明に係わる撮像光量絞り装置は、撮像光路に配置され撮像光量を調整する絞り羽根と、上記絞り羽根に添着された光学フィルタとから構成し、上記光学フィルタは上述に記載の構成を備える。

本発明は、基板上に金属膜層を形成して光の透過量を抑制する光学フィルタ及びその成膜方法において、その金属膜層を蒸着によって形成する際に、膜厚さが不安定となる蒸着初期及び／又は蒸着終期に蒸着皮膜に反応性ガスを照射して化合物に変化させるものであるから次の効果を奏する。

基板上に蒸着によって形成される金属被膜は、成膜初期時と終期時に膜厚さが不安定となり、減衰率が工程毎に、或いは同時に膜形成する複数の基板が個々に異なる。本発明はこの膜厚さが不安定となる成膜初期及び／又は終期に基板上に形成された蒸着皮膜を酸化、窒化、フッ化させて透明（又は半透明）の化合物に変化させるため、減衰率に影響を及ぼすことがない。

従って複数の基板に金属膜層を同時形成しても基板毎に減衰率が異なることがなく、バラツキの少ないフィルタを形成することが出来る。これと同様に蒸着工程（バッチ）毎に減衰率にバラツキが生ずることが少ない。

更に、本発明は蒸着皮膜を反応性スパッタリングによって形成することによって蒸着皮膜を簡単に化合物に変化させることが可能であり、簡単な装置で安価に製造することが出来る。

以下図示の好適な実施の態様に基づいて本発明を詳述する。図１は本発明に係わる光学フィルタの成膜構成の説明図である。図２Ａは図１の光学フィルタを製造する成膜方法の工程説明図であり、図２Ｂは成膜工程の要部を示すフローチャートである。図３は図１の光学フィルタを製造する際の蒸着メカニズムの説明図であり、図４は蒸着装置の全体構成の説明図である。図５は図１の光学フィルタを組み込んだカメラ用光量調整装置の説明図であり、図６は一般的に蒸着被膜を形成する際の成膜特性を示すチャートである。

［光学フィルタの構成］
まず、本発明に係わる光学フィルタの成膜方法について説明する。
本発明の光学フィルタ（ＮＤフィルタ）４３は、図１（ａ）に示すように基板プレート（成膜ベース基材）１０上に光吸収性の薄膜層２０を形成する。この薄膜層２０は光吸収層２１と中間層２２とで積層状に構成され、用途に応じて複数段（図示のものは６層構成）に形成される。光吸収層２１（２１ａ、２１ｂ、２１ｃ）は光吸収特性に富んだ金属膜で構成され、透明の基板プレート１０上に濃度を有する半透明層しとして形成される。中間層２２（２２ａ、２２ｂ、２２ｃ）は誘電体で構成され、光吸収層２１の上に成膜され光の反射特性を改善する透明層として形成される。

図示の薄膜層２０は、均一厚さで均一な透光率を有する単濃度領域２０ａと膜厚さが漸減するグラデーション領域２０ｂとに形成されている。また、最上層の誘電体層２２ｃの上には後述するコーティング層２３が形成されている。これらの金属膜層（光吸収層）２１、誘電体膜層（中間層）２２、コーティング層２３の成膜物質については後述する。

上述の薄膜層２０は蒸着（物理蒸着、反応性スパッタリング蒸着など）によって形成されるが、本発明は上記金属膜層（光吸収層）２１を蒸着金属（図示のものはＮｂ）と、この蒸着金属と活性ガス（酸素、窒素、フッ素など）とを反応させた化合物（Ｎｂ_２Ｏ_５）とで膜形成することを特徴としている。図１（ｂ）に示すように蒸着初期（図示２１ｘ）と蒸着終期（２１ｚ）には化合物（Ｎｂ_２Ｏ_５）で成膜し、蒸着中期（図示２１ｙ）には金属単体（Ｎｂ）で成膜する。この場合化合物（Ｎｂ_２Ｏ_５）は透明で透光率（濃度）には寄与しないが、金属単体（Ｎｂ）は半透明で透光率に寄与する。従って金属単体の蒸着皮膜は設計値に合致した膜厚さで形成されることが要求される。

［基板材質］
上述の基板プレート１０は透明又は半透明の合成樹脂板で構成する。素材としては例えばポリエチレンフタレート（ＰＥＴ）、ポリエチレンナフタレート（ＰＥＮ）、ノルボルネン系樹脂などを使用する。この他基板材質は用途に応じて好適な素材を選択する。

［金属物質］
上述の金属膜層（光吸収層）２１は、クロメル（ニッケルークロム合金）、ニオブ（Ｎｂ）チタン（Ｔｉ）などでの光吸収性に富んだ金属酸化物を使用する。

［誘電体物質］
上述の誘電体膜層（中間層）２２は、ケイ素或いはアルミ合金などの酸化物、窒化物、フッ化物で構成する。このため後述するターゲット３２はＳｉ（ケイ素）、Ａｌ（アルミ）の板状素材を使用する。

［コーティング層］
上述のコーティング層２３としてはフッ化マグネシウムなどの硬質性或いは撥水性に富んだ材料を使用する。この場合にはターゲット３２としてＭｇＯ（マグネシウム酸化物）を使用する。

［蒸着装置の構成］
本発明に係わる光学フィルタ４３を反応性スパッタリング装置で上述の金属膜層（光吸収層）２１と誘電体膜層（中間層）２２を成膜する場合を説明する。図３は成膜原理を説明する概念図であり、図４は蒸着装置を示す。まず図４に示すスパッタリング装置について説明する。同図の装置は、チャンバ３０を形成する外筐ケース３０ａと、このチャンバ３０内に回転自在に内蔵された円筒形状の回転ドラム３１と、この回転ドラム３１に距離を隔てて配置されたスパッタ電極３５とで構成されている。

上記チャンバ３０内は略々真空に形成され、このため図示しない真空ポンプが備えられている。そしてチャンバ３０内は複数のエリア３６ａ〜３６ｄに遮蔽板３７で区割されている。図示のものは金属膜層（光吸収層）２１を成膜する第１のターゲット（以下「金属ターゲット」という）３２ａをスパッタリングする第１エリア３６ａと、誘電体膜層（中間層）２２を成膜する第２のターゲット（以下「誘電体ターゲット」という）３２ｂをスパッタリングする第２エリア３６ｂと、コーティング層２３を成膜する第３のターゲット（以下「コート層ターゲット」という）３２ｃをスパッタリングする第３エリア３６ｃと、活性ガスを照射する第４エリア３６ｄとに区割されている。そして第１、第２、第３エリア３６ａ〜３６ｃには一対のスパッタ電極３５ａ、３５ｂがそれぞれ内蔵されている。

この一対のスパッタ電極３５ａ、３５ｂは交流電源に連結され、一方がカソード、他方がアノードとなるように配置されている。各スパッタ電極３５ａ、３５ｂは電源コイル３５ｃに結線され、交流電圧が印加されるように構成されている。上記第１、第２、第３エリア３６ａ〜３６ｃの各スパッタ電極３５ａ、３５ｂにはターゲット３２（３２ａ〜３２ｃ）が装着されている。このターゲット３２は板状材料で構成され、面状蒸着源を構成する。また上記第１、第２、第３エリア３６ａ〜３６ｃにはコントローラ３８を介してアルゴンなどの不活性ガス（動作ガス）が導入されるようになっている。図示３８ｇはアルゴンガスの供給ボンベである。

第４エリア３６ｄには反応性ガス発生室３９が設けられ、コントローラ３９ｃを介して活性ガス（酸素ガス、窒素ガス、フッ素ガスなど）が供給ボンベ３９ｇから供給されるようになっている。そして供給ボンベ３９ｇからのガスをプラズマ化して第４エリア３６ｄ内に照射するように構成されている。

このような装置構成で回転ドラム３１を所定速度で回転し、第１エリア３６ａの金属ターゲット３２ａをスパッタリングして金属膜（例えばＮｂ）を基板プレート１０上に付膜する。そして回転ドラム３１に装着した所定の基板プレート１０が第２、第３、第４エリアを通過して第１エリア３６ａに位置したとき同様に金属ターゲット３２ａをスパッタリングして先に成膜した蒸着皮膜の上に被膜形成する。この被膜形成を繰り返して所定厚さの金属膜層（光吸収層）２１が形成される。尚本発明はこの金属膜層（光吸収層）２１の成膜時に膜厚さが不安定となる成膜時（初期、終期）には第１エリア３６ａで形成した蒸着皮膜を第４エリア３６ｄで化学反応させることを特徴としているがその詳細は後述する。

上述のように基板プレート１０上に所定厚さの金属膜層（光吸収層）２１が被膜形成された後、次いで第２エリア３６ｂの誘導体ターゲット３２ｂをスパッタリングして誘電体膜層（例えばＳｉ）を基板プレート１０上に付膜する。そして回転ドラム３１が第４エリア３６ｄに位置したとき活性ガス（例えばＯ_２）を基板上に照射する。すると基板プレート上の誘電体膜層２２は酸化され酸化物（例えばＳｉＯ_２）の被膜を生成する。

このように金属膜層（光吸収層）２１と誘電体膜層（中間層）２２とを複数層に積層した後、最後の中間層２２ｃの上に第３エリア３６ｃのコート層ターゲット３２ｃをスパッタリングする。これによって最上層にコーティング層２３が付膜される。

［グラデーション領域の成膜］
図示の光学フィルタ４３は前述したように単濃度領域２０ａとグラデーション領域２０ｂを形成する場合を示している。このグラデーション領域２０ｂの成膜は図３に示すマスク板３４によって成膜する。図３において回転ドラム３１に基板プレート１０を装着する際にマスク板３４を組み合わせてセットする。このマスク板３４を介して基板プレート１０に対して平行な面状蒸着源（上述の各ターゲット）から膜成分のスパッタ粒子を飛翔させて成膜する。このときマスク板３４と基板プレート１０との間には所定間隔の成膜ギャップｄ（図３（ｂ）参照）が形成されている。従ってマスク板３４のマスク開口３３に対応する基板プレート１０には単濃度領域２０ａと、マスク開口３３の上端縁３３ａと下端縁３３ｂの周辺には膜厚さが直線的に漸減するグラデーション領域２０ｂが形成される。

上述のコントローラ３８は不活性ガスの導入量を加減することによって成膜圧力を調整するためであり、この成膜圧力の調整によってグラデーション領域２０ｂの成膜幅を誘電体膜層（中間層）２２と金属膜層（光吸収層）２１のそれぞれの端縁を一致させることが可能となる。つまり不活性ガスの圧力調整によってグラデーション領域２０ｂの厚さ勾配（濃度勾配）を膜層毎に設定するため、例えば誘電体膜層（中間層）２２の厚さ勾配と金属膜層（光吸収層）２１の厚さ勾配をそれぞれ個別に設定することが出来る。

［成膜方法］
上述の光学フィルタ４３の成膜方法について図２Ａに示す工程図に基づいて説明する。図１に示す光学フィルタ４３を図４に示す反応性スパッタリング装置で成膜する場合について本発明の成膜方法を説明する。

（１）基板プレートの製作
基板プレート１０は後述する透明又は半透明の素材で平板形状に形成される。この基板プレート１０は前述した合成樹脂で平板状に成形される。その成形方法は射出成形、押し出し成形などで薄板形状に形成する。その形状は光学フィルタの形状に応じて設定する。このように適宜形状に作成した基板プレート１０の表面を洗浄する。

（２）ターゲット物質をチャンバ内にセットする。
ターゲット物質（前述の金属ターゲット３２ａ、誘電体ターゲット３２ｂ、コート層ターゲット３２ｃ）を各エリアにセットする。

（３）基板＆マスク板チャッキング
次に回転ドラム３１に基板プレート１０とマスク板３４を装着セットする。回転ドラム３１に準備された基板装着部（ドラム周側壁）に基板プレート１０とマスク板３４（基板組）を装着する。通常はドラム周側壁に複数の基板組を装着する。

（４）蒸着条件設定
図４に示す装置のコントローラ（不図示）にバイアス電圧、成膜圧力設定、成膜時間などの蒸着条件を入力して設定する。このとき成膜時間Ｓは、印可するバイアス電圧、成膜圧力と仕上がり膜厚さ（Δｔ）から算出して設定する。このとき金属膜層（光吸収層）２１の成膜時間Ｓは図６（ａ）に示す成膜不安定期（同図２１Ｘ、２１Ｚ）と成膜安定期（２１Ｙ）が予め実験によって設定してある。従って金属膜層（光吸収層）２１の蒸着条件は成膜初期αsec、成膜安定期（中期）βsec、成膜終期γsecのように設定され、これらの数値は予め実験によって求められている。そして仕上がり膜厚さ（Δｔ）は成膜安定期の成膜で得られるように設定する。

（５）真空排気＆動作ガス導入
チャンバ３０内の空気を吸引排出して装置内を真空（近真空）状態にし、動作ガスを使用するエリア内に導入する。

以下図２Ｂの成膜フローに基づいて「金属膜層の成膜」と「誘電体膜層の成膜」について説明する。

（６）光吸収層の成膜（「金属膜層の成膜」）
上述のように設定されたスパッタリング装置（図４参照）で光吸収層（金属膜層）２１を成膜する場合は、図４に示す装置の第１エリア３６ａに動作ガス（アルゴンガス）を導入する。その後、回転ドラム３１を所定速度で回転する。図４の装置では回転ドラム３１を時計方向に回転する。すると回転ドラム３１に装着された基板プレート１０には、金属ターゲット３２ａを動作ガスでスパッタリングしたスパッタ粒子が第１エリア３６ａ内に飛翔し基板表面に付着する（Ｓｔ０１）。

このように第１エリア３６ａで被膜形成された蒸着皮膜（例えばＮｂ）に第４エリア３６ｄで反応性ガス（活性ガス；酸素ガス、窒素ガス、フッ素ガスなど）を照射する（Ｓｔ０２）。するとこの皮膜層は図１（ｂ）に示すように化合物膜層（５酸化ニオブ；Ｎｂ_２Ｏ_５）が生成される。このように第１エリア３６ａで被膜形成された金属膜層（光吸収層）２１を第４エリア３６ｄで化合物膜層に変化させる。そこで前述の成膜不安定期として予め設定された成膜初期時間αsecが経過するまでは第４エリア３６ｄで化合物膜層に変化させる（Ｓｔ０３）。

次に所定の成膜初期時間αsecが経過した後は、第１エリア３６ａに動作ガス（アルゴンガス）を導入して基板プレート１０に、金属ターゲット３２ａをスパッタリングしたスパッタ粒子で金属膜層を成膜する（Ｓｔ０４）。このとき第４エリア３６ｄには反応性ガスを導入しない。従って基板プレート１０には金属単体の膜層（Ｎｂ膜）が形成される。そして所定の成膜時間βsecが経過（Ｓｔ０５）する間、基板プレート１０上に被膜形成する。その成膜安定期時間βsecが経過すると所定厚さの金属膜層（光吸収層）２１が形成される。このときの膜層は図６（ｂ）に示すように成膜厚さ（Δt）と成膜時間（βsec）とは直線的に成膜され安定した膜厚さが得られる。

成膜時間βsecが経過した成膜終期には成膜厚さが不安定となるため、先に説明した成膜初期と同様に第１エリア３６ａで形成した金属被膜（Ｓｔ０６）に第４エリア３６ｄで反応性ガスを導入して化合物膜層に変化させる（Ｓｔ０７）。そして所定の成膜時間γsecが経過すると次の誘電体膜層（中間層）２２の成膜に移行する（Ｓｔ０８）。

（７）「誘電体膜層の成膜」
誘電体膜層（中間層）２２は、第２エリア３６ｂに準備した誘電体ターゲット３２ｂに高周波電圧を印可し、このエリアに動作ガスを導入する。そして回転ドラム３１を所定速度で回転する。するとドラムに装着された基板プレート１０には、誘電体ターゲット３２ｂを動作ガスでスパッタリングしたスパッタ粒子が第２エリア３６ｂ内に飛翔し基板表面に付着する（Ｓｔ０９）。

第２エリア３６ｂで被膜形成された蒸着皮膜（例えばＳｉ）に第４エリア３６ｄで反応性ガス（活性ガス；酸素ガス、窒素ガス、フッ素ガスなど）を照射する（Ｓｔ１０）。するとこの皮膜層は図１（ａ）に示すように化合物膜層（二酸化ケイ素；ＳｉＯ_２）が生成される。このように第２エリア３６ｂで形成された被膜を第４エリア３６ｄで化合物膜層に変化させる。そこで所定の成膜時間が経過（Ｓｔ１１）すると基板プレート１０上には金属膜層（光吸収層）２１ａの上に所定厚さの誘電体膜層（中間層）２２ａが形成される。

（８）「コーティング層成膜」
基板プレート１０上に所定層数の薄膜層２０が形成された後（Ｓｔ１２）は、第３エリア３６ｃに準備したコート層ターゲット３２ｃに高周波電圧を印可し、このエリアに動作ガスを導入する。そして回転ドラム３１を所定速度で回転する。するとドラムに装着された基板プレート１０には、コート層ターゲット３２ｃを動作ガスでスパッタリングしたスパッタ粒子が第３エリア３６ｃ内に飛翔し基板表面に付着する（Ｓｔ１３）。そこで所定の成膜時間が経過する（Ｓｔ１４）と基板プレート１０上には最上層に所定厚さのコーティング層２３が形成される。

（９）大気導入
上述のように基板プレート１０上に薄膜層２０を形成した後は、チャンバ３０内に大気を導入する。

（１０）基板アンチャッキング
そして回転ドラム３１から基板プレート１０を取り外す。

（１１）フィルタカッティング
次に成膜された基板プレート１０を所定形状にカッティングする。

（１２）羽根接着
所定形状にカッティングされたフィルタ４３ｆ（図５参照）を光量調節羽根４２ａの開口縁４２ｘに接着剤などで接着する。

［光量調整装置］
本発明に係わる光量調整装置Ｅは図５に示すように、基板４０と、この基板４０に形成された光路開口４１に１枚若しくは複数枚の光量調整羽根４２を開閉自在に配置する。そしてこの光量調整羽根４２で光路開口４１を通過する光量を大小調節する。図示のものは一対の羽根４２ａ、４２ｂで光量調整するように構成され、ぞれぞれの羽根には小絞り状態に光量調整するように狭窄部４２ｘ、４２ｙが形成してある。そして一方の光量調整羽根４２ａには狭窄部４２ｘにフィルタ４３ｆが添着してある。このフィルタ４３ｆは前述した基板プレート１０上に成膜した単濃度領域２０ａとグラデーション領域２０ｂをカットして形成されている。そして光路中心に向かうに従って光の透過率が高くなるように光量調整羽根４２ａに添着されている。

本発明に係わる光学フィルタの説明図であり、（ａ）は光学フィルタの積層構造の説明図、（ｂ）はその金属膜層（光吸収層）の部分拡大図。 図１の光学フィルタを製造する成膜方法の工程説明図。 図２Ａの工程に於ける要部の成膜手順を示すフローチャート。 図１の光学フィルタの皮膜を形成する際の蒸着メカニズムの説明図。 本発明に係わるフィルタ製造装置における蒸着装置の説明図。 図１の光学フィルタを組み込んだカメラ用光量調整装置の構造説明図。 一般的に蒸着被膜を形成する際の成膜特性を示す説明図であり、（ａ）は成膜制御の説明図であり、（ｂ）は成膜時間と成膜厚さとの関係を示す説明図。

符号の説明

１０ 基板プレート（成膜ベース基材）
２０ 薄膜層
２０ａ 単濃度領域
２０ｂ グラデーション領域
２１ 光吸収層（金属膜層）（２１ａ，２１ｂ，２１ｃ）
２２ 中間層（誘電体膜層）（２２ａ，２２ｂ，２２ｃ）
２３ コーティング層
３０ チャンバ
３０ａ 外筺ケース
３１ 回転ドラム
３２ ターゲット
３２ａ 第１のターゲット（金属ターゲット）
３２ｂ 第２のターゲット（誘電体ターゲット）
３２ｃ 第３のターゲット（コート層ターゲット）
３３ マスク開口
３４ マスク板
３５ スパッタ電極（３５ａ，３５ｂ）
３５ｃ 電源コイル
３６ａ 第１エリア
３６ｂ 第２エリア
３６ｃ 第３エリア
３６ｄ 第４エリア
３８ コントローラ
３８ｇ 供給ボンベ
３９ 反応性ガス発生室
３９ｃ コントローラ
３９ｇ 供給ボンベ
４２ 光量調整羽根
４３ 光学フィルタ（ＮＤフィルタ）
Ｅ 光量調整装置

Claims (9)

1. チャンバ内で基板上に少なくとも２つの物質から成る複数のターゲットを不活性ガスでスパッタリングして誘電体膜層と金属膜層を積層状に形成する光学フィルタの成膜方法であって、
   金属物質から成るターゲットを不活性ガスでスパッタリングしてスパッタ粒子で上記基板上に上記金属膜層を形成する際に、
   成膜初期及び／又は成膜終期にはスパッタ粒子で基板上に形成した被膜に反応性ガスを照射して透光性の化合物に変化させることを特徴とする光学フィルタの成膜方法。
2. 前記反応性ガスは、前記金属物質から成るスパッタ粒子の被膜を酸化又は窒化若しくはフッ化させることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタの成膜方法。
3. 前記金属膜層は、光の透過率が一定の等透過率領域と、透過率が連続的に変化するグラデーション領域とに形成されることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタの成膜方法。
4. 前記誘電体膜層は、酸化ケイ素、酸化チタン、酸化アルミナ、窒化ケイ素、フッ化マグネシウムから選択された物質で成膜され、
   前記金属膜層は、上記誘電体膜層と異なる物質であってニオブ、チタン、ニッケル−クロム合金から選択された金属と、その酸化物、窒化物又はフッ化物で成膜されていることを特徴とする請求項１に記載の光学フィルタの成膜方法。
5. チャンバ内で基板上に第１第２少なくとも２つの物質から成る複数のターゲットを不活性ガスでスパッタリングして誘電体膜層と金属膜層を積層状に形成する光学フィルタの成膜方法であって、
   上記誘電体膜層は、
   上記第１物質のターゲットを不活性ガスでスパッタリングして上記基板上にスパッタ粒子で被膜を形成した後、この被膜に反応性ガスを照射して生成された化合物で膜形成し、
   上記金属膜層は、
   上記第２物質のターゲットを不活性ガスでスパッタリングして上記基板上にスパッタ粒子で膜形成すると共に、成膜初期及び／又は成膜終期には基板上に被膜形成されたスパッタ粒子に反応性ガスを照射して生成された透光性の化合物で膜形成することを特徴とする光学フィルタの成膜方法。
6. 透明又は半透明の基板プレートと、
   上記基板プレート上に金属膜層と誘電体膜層を積層状に蒸着成膜した光学フィルタであって、
   上記金属膜層は金属から成る蒸着物質を蒸着して成膜形成され、
   この金属膜層は、少なくとも第１、第２の２つの層成分で形成され、
   第１の層成分は上記蒸着物質の金属単体で構成され、第２の層成分は上記蒸着物質を酸化、窒化又はフッ化した金属化合物で構成されていることを特徴とする光学フィルタ。
7. 前記金属膜層は、金属化合物成分、金属単体成分、金属化合物成分の順に形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光学フィルタ。
8. 前記金属膜層は、光の透過率が一定の第１領域と、透過率が連続的に変化する第２領域とを有し、
   上記第１領域は膜厚さが均一に形成され、上記第２領域は膜厚さが直線的に漸減するように形成されていることを特徴とする請求項６に記載の光学フィルタ。
9. 撮像光路に配置され、撮像光量を調整する絞り羽根と、
   上記絞り羽根に添着された光学フィルタと、から構成され、
   上記光学フィルタは請求項６に記載の構成を備えていることを特徴とする撮像光量絞り装置。

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