JP2010210707A - 偏光素子の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】基板(被処理基板X)の一面(成膜面Xa)に第1の方向(矢印D1)から第1の膜材料を堆積させ、凸部13に第1の膜14aを形成する工程と、第1の方向と異なる第2の方向(矢印D2)から第2の膜材料を堆積させ、凸部13に第2の膜14bを形成する工程と、を有することを特徴とする。
【選択図】図3
Description
すなわち、第1の膜を形成する際には、基板の一面内における凸部の位置によって各々の凸部に堆積する第1の膜材料の堆積量に偏りが生じる。それにより、各々の凸部の表面に形成される各々の第1の膜の膜厚に偏りが生じる。しかし、第1の膜の形成後、凸部に第1の膜材料を堆積させた第1の方向と異なる第2の方向から第2の膜材料を堆積させることで、各々の凸部の表面に第1の膜の膜厚の偏りと異なる膜厚の偏りの第2の膜が形成される。そのため、第1の膜の膜厚の偏りを第2の膜の膜厚の偏りによって相殺させ、第1の膜と第2の膜からなる膜の膜厚を均一化することが可能になる。
したがって、各々の凸部の表面に第1の膜と第2の膜とからなる均一な膜厚の膜を形成し、従来よりも均一な光学物性を発現する偏光素子を製造することができる。
図1は、本実施形態の偏光素子の製造方法に用いられる製造装置の一例である蒸着装置の概略図である。
まず、図2(a)に示すように、ガラス基板等の基板1Aを用意する。そして、基板1Aの一面側にレジスト材料をスピンコートにより塗布し、これをプリベークすることでレジスト層2aを形成する。レジスト材料としては、例えば、化学増幅型のポジ型フォトレジストTDUR−P338EM(東京応化工業(株)社製)を用いる。本実施形態では、レジスト層2aを200nmに形成する。
以上の工程により、被処理基板Xの成膜面Xaに複数の凹部12と凸部13が形成される。
図3(a)では、第1の膜材料140の粒子が飛来する方向(第1の方向)を矢印D1で示している。第1の方向は、凸部13の延在方向と交差する方向であることが望ましい。本実施形態では第1の膜材料140の粒子が飛来する第1の方向は、凸部13の延在方向と略直交している。また、第1の方向は、凸部13の短手方向の両側面13a,13bのうち、被処理基板Xの一端X1側の側面13a側から他端X2側の側面13b側へ凸部13を横断する方向となっている。
図3(b)では、第2の膜材料150の粒子が飛来する方向(第2の方向)を矢印D2で示している。第2の方向は、凸部13の延在方向と交差する方向であることが望ましい。本実施形態では第2の膜材料150の粒子が飛来する第2の方向は、凸部13の延在方向と略直交している。また、第2の方向は、凸部13の短手方向の両側面13a,13bのうち、被処理基板Xの他端X2側の側面13b側から一端X1側の側面13a側へ凸部13を横断する方向となっている。
したがって、本実施形態の偏光素子の製造方法によれば、各々の凸部13の表面に第1の膜14aと第2の膜14bとからなる均一な膜厚の膜14を形成し、従来よりも均一な光学物性を発現する偏光素子を製造することができる。
図5に示すように、膜材料の材料源をS、基板の成膜面をP、材料源Sと成膜面Pとの距離をR0、成膜面Pの法線方向に材料源Sを配置した場合の法線の原点をO、原点Oから距離xだけ離れた成膜面P上の点Qにおける微小面積要素をdσ、材料源Sから点Qまでの距離をRとする。材料源Sより微小面積要素dσを望む立体角dωは、下記の式(1)によって表される。
上記のように配置した基板の成膜面に一回目の蒸着を行った結果、成膜面P1,P2間に図9に示すような膜厚分布が生じているとする。この膜厚分布を均一化させるためには、一回目に蒸着を行った第1の方向と異なる第2の方向から二回目の蒸着を行う必要がある。より具体的には、第2の方向は、基板の成膜面から見て第1の方向と逆方向であることが望ましい。すなわち、第1の方向と第2の方向は基板の成膜面の法線に対して対象であることが好ましい。また、第1の方向と第2の方向は、それぞれ成膜面に対する角度が等しく、それぞれの方向を基板の成膜面に投影したときに正対する方向であることが好ましい。
上述のように、図5に示すような材料源Sから成膜面Pに飛来する粒子の質量dm(成膜面Pにおける成膜量、膜厚、又は成膜速度)は上記の式(2)で表される。この式(2)から、図10に示す材料源Sと成膜面P1との距離R1に対し成膜面P1と成膜面P2との間隔が十分に小さい場合、図13に示すように、材料源Sからの距離Rが遠い領域A1の方が、距離Rが近い領域A2よりも成膜面P内における膜厚(質量dm)のばらつきは小さくなる。
まず、30mm角の基板S1〜S6を用意し、図14に示す材料源Sの法線方向に対する成膜面の角度θと成膜速度とを基板S1〜S6毎に異ならせ、第1の方向から第1の膜材料を堆積させて成膜面の凸部に第1の膜を成膜した。それぞれの基板S1〜S6に対する成膜条件を表1に示す。
図16〜図18に示すように、角度θが大きく成膜速度が大きいほど、測定箇所D1〜D5における膜厚のばらつきが大きくなる傾向がある。したがって、基板の成膜面の膜をより均一に形成するためには、基板の角度θは0°であることが望ましい。
また、スパッタ装置を用いる場合には、プラズマ流の流れ方向と基板の成膜面との角度を5°未満、好ましくは2°以上3°以下となるように、基板とスパッタ装置を配置することが望ましい。このような配置とすることで、基板の一端側のプラズマ流と成膜面の角度と、基板の他端側のプラズマ流と成膜面の角度との角度差を無視することができるようになる。これにより、基板に対してより均一な膜厚の膜を形成することが可能になる。
Claims (4)
- 基板の少なくとも一面に設けられた複数の凸部の表面の少なくとも一部に膜を形成する偏光素子の製造方法であって、
前記基板の前記一面に第1の方向から第1の膜材料を堆積させ、前記凸部に第1の膜を形成する工程と、
前記第1の方向と異なる第2の方向から第2の膜材料を堆積させ、前記凸部に第2の膜を形成する工程と、を有する
ことを特徴とする偏光素子の製造方法。 - 前記複数の凸部はストライプ状に設けられ、前記第1の方向及び前記第2の方向は前記凸部の延在方向と交差する
ことを特徴とする請求項1に記載の偏光素子の製造方法。 - 前記第1の方向は前記凸部の短手方向の両側面の一方の側面側から他方の側面側へ前記凸部を横断する方向であり、
前記第2の方向は前記他方の側面側から前記一方の側面側へ前記凸部を横断する方向である
ことを特徴とする請求項2に記載の偏光素子の製造方法。 - 前記第1の膜を形成した後、前記基板を反転させて前記第2の膜を形成する
ことを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれか一項に記載の偏光素子の製造方法。
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