JP2010243872A

JP2010243872A - 偏光素子の製造方法

Info

Publication number: JP2010243872A
Application number: JP2009093716A
Authority: JP
Inventors: Hirotomo Kumai; 啓友熊井; Yutaka Nakamitsu; 豊中光
Original assignee: FTS CORP KK; Seiko Epson Corp
Current assignee: FTS CORP KK; Seiko Epson Corp
Priority date: 2009-04-08
Filing date: 2009-04-08
Publication date: 2010-10-28
Anticipated expiration: 2029-04-08
Also published as: JP5481664B2

Abstract

【課題】耐光性が高く、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
できる偏光素子の製造方法を提供する。
【解決手段】プラズマ生成領域Ｐｚを挟んでターゲット面Ｔａ，Ｔｂが対向する一対のタ
ーゲット１１１ａ，１１１ｂを備え、プラズマ生成領域Ｐｚからスパッタ粒子Ｐを放出す
るスパッタ装置１１０を用い、基板１の一面１ａがターゲット面Ｔａ，Ｔｂと略平行にな
るように基板１を配置し、凸条部１３の延在方向に交わる第１の方向から、凸条部１３の
一方の側面１３ａにスパッタ粒子を堆積させ、複数の第１細線１４ａを形成する工程と、
第１の方向とは基板１表面（被処理面１ａ）に投影した方位が正反対である第２の方向か
ら、凸条部１３の他方の側面１３ｂにスパッタ粒子を堆積させて複数の第２細線１４ｂを
形成し、第１細線１４ａと第２細線１４ｂとを有する細線１４を形成する工程と、を有す
ることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、偏光素子の製造方法に関するものである。

様々な電気光学装置の光変調装置として、液晶装置が用いられている。液晶装置の構造
として、対向配置された一対の基板間に液晶層が挟持されているものが広く知られ、所定
の偏光された光を液晶層に入射するための偏光素子や、電圧無印加時に液晶分子の配列を
制御する配向膜が備えられる構成が一般的である。

偏光素子としては、ヨウ素や二色性染料を含む樹脂フィルムを一方向に延伸することで
、ヨウ素や二色性染料を延伸方向に配向させて製造するフィルム型の偏光素子や、透明な
基板上にナノスケールの細線を敷き詰めて形成されるワイヤーグリッド型の偏光素子が知
られている。

ワイヤーグリッド型偏光素子は、無機材料から構成するため、耐熱性に優れているとい
う特長を有しており、特に耐熱性が要求される箇所に好適に使用される。例えば、液晶プ
ロジェクタのライトバルブ用の偏光素子として好適に用いられる。このようなワイヤーグ
リッド型の偏光素子としては、例えば特許文献１のような技術が開示されている。

特許文献１では、金属膜をエッチングしてパターニングし細線を形成する従来の方法に
代え、基板上に形成した凹凸部に対して斜め方向からの斜方スパッタ法で金属材料を堆積
させ、堆積した金属微粒子層を細線としている。この方法によると、可視光領域で所望の
消光比をもち、強い光に対する耐光特性のある偏光板が提供できるとしている。

特開２００８−２１６９５７号公報

しかしながら、上記従来の偏光素子の製造方法においては、斜方スパッタを行って基板
上の凸部に細線を形成すると、基板の面内の位置によって細線の材料である無機微粒子の
堆積量に偏りが生じるという課題がある。すなわち、特許文献１に示された方法では、基
板の表面において金属材料の材料源からの距離が様々に異なる。そのため、堆積される各
金属材料は基板の表面の位置によって目標の大きさに対して例えば±５０％程度の偏りが
できてしまう。金属材料の大きさに偏りが生じると、隣り合う細線間の距離や、細線の幅
・高さなど、偏光素子の光学物性に密接な関係のあるパラメータが変わってしまうため、
偏光素子全体で均一な光学物性を発現することができない。

そこで、本発明は、耐光性が高く、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偏光素子の製造方法を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、本発明の偏光素子の製造方法は、基板の一面側に平面視
略ストライプ状に設けられた複数の凸条部に、前記一面に対して斜め方向からスパッタ粒
子を堆積させ、前記凸条部の表面に堆積された細線状の薄膜によって複数の細線を形成す
る偏光素子の製造方法であって、プラズマ生成領域を挟んでターゲット面が対向する一対
のターゲットを備え、前記プラズマ生成領域から前記スパッタ粒子を放出するスパッタ装
置を用い、前記基板の一面が前記ターゲット面と略平行になるように前記基板を配置し、
前記凸条部の延在方向に交わる第１の方向から、前記凸条部の一方の側面に前記スパッタ
粒子を堆積させ、複数の第１細線を形成する工程と、前記第１の方向とは前記基板表面に
投影した方位が正反対である第２の方向から、前記凸条部の他方の側面に前記スパッタ粒
子を堆積させて複数の第２細線を形成し、前記第１細線と前記第２細線とを有する前記細
線を形成する工程と、を有することを特徴とする。

このように製造することで、ターゲットから放出されたスパッタ粒子が第１の方向から
基板の一面に斜めに堆積する。このとき、ターゲットまでの距離によって基板の一面内の
スパッタ粒子の堆積量に偏りが生じ、各第１細線の大きさに偏りが生じる。しかし、スパ
ッタ粒子を第２の方向から堆積させることで、各第１細線上のスパッタ粒子の堆積量に第
１細線の大きさの偏りとは正反対の偏りを生じさせることができる。これにより、第１細
線の大きさの偏りと第２細線の大きさの偏りとを相殺させ、基板の一面に均一な大きさの
細線を形成することができる。また、基板の凸条部に細線を形成することで、従来のフィ
ルム型の偏光素子等と比較して、耐光性を向上させることができる。また、対向させた一
対のターゲットを用いる対向ターゲットスパッタ法により細線を形成することで、その他
の方法を用いる場合と比較して細線の生産性を向上させることができる。
したがって、本発明の偏光素子の製造方法によれば、耐光性が高く、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。

また、本発明の偏光素子の製造方法は、前記基板は、前記一対のターゲットの中間点を
通り前記ターゲット面に平行な仮想面上であって、前記ターゲットの前記スパッタ粒子の
放出側に配置することを特徴とする。

このように製造することで、基板の一面内のスパッタ粒子の堆積量の偏りを小さくする
ことができるだけでなく、堆積量の偏りを基板の一面内で対称にすることができる。した
がって、細線の大きさをより均一に形成することができる。

また、本発明の偏光素子の製造方法は、前記基板の一面と反対側の面を互いに対向させ
た一対の前記基板を用い、一対の前記基板に一括して前記細線を形成することを特徴とす
る。

このように製造することで、一対の基板の双方に同時に細線を形成することができるの
で、偏光素子の生産性を向上させることができる。

また、本発明の偏光素子の製造方法は、前記基板を前記ターゲット面と平行で前記スパ
ッタ粒子の放出方向と交差する搬送方向に搬送しながら前記第１細線を形成する工程と、
前記基板を前記一面の法線回りに反転させ、前記基板を搬送しながら前記第２細線を形成
する工程と、を有することを特徴とする。

このように製造することで、基板の一面に第１の方向からスパッタ粒子を堆積させて第
１細線を形成した後、基板の一面に第２の方向からスパッタ粒子を堆積させて第２細線を
形成することができる。

また、本発明の偏光素子の製造方法は、前記基板を前記ターゲット面と平行で前記スパ
ッタ粒子の放出方向と交差する搬送方向に搬送しながら前記第１細線を形成する工程と、
前記基板を前記搬送方向と平行な回転軸回りに反転させ、前記基板を搬送しながら前記第
２細線を形成する工程と、を有することを特徴とする。

また、本発明の偏光素子の製造方法は、前記細線を形成した後、前記細線の上にさらに
前記細線を積層して形成することを特徴とする。

このように製造することで、各々の細線の大きさのばらつきを小さくすることができる
。

また、本発明の偏光素子の製造方法は、前記一対のターゲットを複数用い、前記一対の
ターゲット同士は、前記スパッタ粒子の放出方向が前記基板を向くように互いに正反対の
向きに配置され、第１の前記一対のターゲットにより前記第１細線を形成し、第２の前記
一対のターゲットにより前記第２細線を形成することを特徴とする。

このように製造することで、基板を反転させることなく細線を形成することができ、生
産性を向上させることができる。

また、本発明の偏光素子の製造方法は、第１の前記スパッタ装置の前記ターゲットの材
料と、第２の前記スパッタ装置の前記ターゲットの材料を異ならせ、前記第１細線と前記
第２細線とを異なる材料により形成することを特徴とする。

このように製造することで、異なる材料の第１細線と第２細線との組合せにより所望の
特性を有する細線を形成することができる。

本発明の第１実施形態に係る偏光素子の製造装置の概略図である。図１に示す製造装置の模式的な斜視図である。第１実施形態の偏光素子の製造工程を示す工程断面図である。第１実施形態の偏光素子の製造工程を示す工程断面図である。図１に示す偏光素子の製造装置の拡大図である。本発明の第２実施形態に係る偏光素子の製造装置の拡大図である。本発明の第３実施形態に係る偏光素子の製造装置の拡大図である。本発明の第４実施形態に係る偏光素子の製造装置の拡大図である。第４実施形態の偏光素子の製造工程を示す工程断面図である。

＜第一実施形態＞
以下、本発明の実施形態に係る偏光素子の製造方法について図面を参照して説明する。
図１は本実施形態に係る偏光素子の製造装置の概略構成を示す模式図である。図２は図１
に示す製造装置の模式的な斜視図である。

なお、以下の説明においてはＸＹＺ座標系を設定し、このＸＹＺ座標系を参照しつつ各
部材の位置関係を説明する。この際、水平面内における所定の方向をＸ軸方向、水平面内
においてＸ軸方向と直交する方向をＺ軸方向、垂直面内においてＸ軸方向とＺ軸方向のそ
れぞれの直交する方向をＹ軸方向とする。本実施形態の場合、細線の延在方向をＸ軸方向
とし、細線の配列軸をＹ軸方向としている。また、以下の全ての図面においては、図面を
見やすくするため、各構成要素の膜厚や寸法の比率などは適宜異ならせている。

まず、本実施形態に係る偏光素子の製造装置について説明する。
図１に示すように、偏光素子の製造装置１００は液晶装置の構成部材となる基板１上に
スパッタ法により細線を形成する装置である。製造装置１００は、基板１を収容する真空
チャンバー１０１と、基板１の表面（被処理面１ａ）にＡｌ等の光反射性材料やゲルマニ
ウム等の光吸収性材料からなる細線をスパッタ法により形成するスパッタ装置１１０とを
備えている。

真空チャンバー１０１には、その内部圧力を制御し、所望の真空度を得るための排気制
御装置（図示略）が配管を介して接続されている。また実際の製造装置１００では、真空
チャンバー１０１の真空度を保持した状態での基板１の搬入／搬出を可能とするロードロ
ックチャンバー（図示略）が、真空チャンバー１０１のＸ軸負方向外側に備えられている
。ロードロックチャンバーにも、これを独立して真空雰囲気に調整する排気制御装置が接
続されている。ロードロックチャンバーと真空チャンバー１０１とは、チャンバー間を気
密に閉塞するゲートバルブ（図示略）を介して接続されている。かかる構成により、真空
チャンバーを大気に解放することなく基板１の出し入れを行えるようになっている。真空
チャンバー１０１の下方（Ｙ軸負方向側）には、スパッタ装置１１０が連結されている。

スパッタ装置１１０は２枚のターゲット１１１ａ，１１１ｂを対向配置してなる対向タ
ーゲット型のスパッタ装置であり、第１のターゲット１１１ａは略平板状の第１電極１１
２ａに装着され、第２のターゲット１１１ｂは略平板状の第２電極１１２ｂに装着されて
いる。
第１電極１１２ａ及び第２電極１１２ｂは、それらの一端部（Ｙ軸負方向側端部）に接
続された側壁部材１１３と、第１電極１１２ａ及び第２電極１１２ｂのＸ軸方向両端部に
それぞれ接続された側壁部材１１４とともにスパッタ装置１１０の真空チャンバーとなる
箱形筐体を構成している。ただし、箱形筐体を構成する第１電極１１２ａ、第２電極１１
２ｂ、及び側壁部材１１３，１１４は互いに絶縁された構造である。

第１電極１１２ａ、第２電極１１２ｂ、及び側壁部材１１３，１１４からなる箱形筐体
は、第１電極１１２ａ及び第２電極１１２ｂの側壁部材１１３と反対側の端部にスパッタ
粒子Ｐが排出される開口部１１０ａを有している。そして、開口部１１０ａを介して真空
チャンバー１０１に接続され、かかる接続構造により箱形筐体の内部は真空チャンバー１
０１の内部と連通している。
また、スパッタ装置１１０は、箱型筐体のターゲット１１１ａ，１１１ｂが対向する空
間（プラズマ生成領域Ｐｚ）に放電用のアルゴンガスＧを流通させるガス供給部１１５を
備えている。

第１電極１１２ａ、第２電極１１２ｂに支持されたターゲット１１１ａ，１１１ｂは、
基板１上に形成する細線の構成物質を含む材料、例えばアルミニウム、モリブデンのよう
な金属材料やシリコン、ゲルマニウムのような半金属材料からなるものとされる。またタ
ーゲット１１１ａ，１１１ｂは互いに対向するターゲット面Ｔａ，Ｔｂが略平行になるよ
うに設置されている。ここで、ターゲット１１１ａ，１１１ｂの互いに対向するターゲッ
ト面Ｔａ，Ｔｂは、垂直面（ＸＹ平面）と略平行に設置されている。

第１電極１１２ａには直流電源又は高周波電源からなる電源１１６ａが接続され、第２
電極１１２ｂには直流電源又は高周波電源からなる電源１１６ｂが接続されており、各電
源１１６ａ，１１６ｂから供給される電力によりプラズマ生成領域Ｐｚにプラズマを発生
させるようになっている。第１電極、第２電極のターゲットと反対側にはそれぞれターゲ
ット１１１ａ，１１１ｂを冷却するための冷却部１１７ａ，１１７ｂが設けられている。

冷却部１１７ａ，１１７ｂには、冷媒循環部１１８ａ，１１８ｂが配管等を介して接続
されている。冷却部１１７ａ，１１７ｂは、ターゲット１１１ａ，１１１ｂとほぼ同一の
平面寸法に形成されており、それぞれ第１電極１１２ａ、第２電極１１２ｂを介してター
ゲット１１１ａ，１１１ｂと平面視で重なる位置に配設されている。冷却部１１７ａ，１
１７ｂは内部に冷媒を流通させる冷媒流路を備えており、かかる冷媒流路に対して冷媒循
環部１１８ａ，１１８ｂから供給される冷媒を循環させることでターゲット１１１ａ，１
１１ｂの冷却を行うようになっている。

Ｚ軸方向からの平面視で矩形状の第１の冷却部１１７ａを取り囲むようにして矩形枠状
の永久磁石、電磁石、これらを組み合わせた磁石等からなる第１の磁界発生部１１９ａが
配設されている。同様に第２の冷却部１１７ｂを取り囲む第２の磁界発生部１１９ｂが配
設されている。

第１の磁界発生部１１９ａと第２の磁界発生部１１９ｂとは、対向配置されたターゲッ
ト１１１ａ，１１１ｂの外周部で互いに対向して配置されている。そして、これらの磁界
発生部１１９ａ，１１９ｂがターゲット１１１ａ，１１１ｂを取り囲むＺ方向の磁界をス
パッタ装置１１０内に発生させ、かかる磁界によってプラズマに含まれる電子をプラズマ
生成領域Ｐｚ内に拘束する電子拘束手段を構成している。

真空チャンバー１０１の内部のスパッタ装置１１０の開口部１１０ａの上方（Ｙ軸正方
向側）には、図２に示すように、基板１をその被処理面１ａである一面が垂直（ＸＹ平面
と平行）になるようにして保持する基板ホルダー１０２が設けられている。図示は省略す
るが、基板ホルダー１０２は、基板ホルダー１０２を図示略のロードロックチャンバー側
からその反対側へ水平（Ｘ軸と平行な方向）に搬送するための移動手段を備えるとともに
、基板１の搬送方向（Ｘ軸方向）と直交する水平方向（Ｚ軸方向）の位置を調整する調整
手段と、基板１をＺ軸周り又はＸ軸周りに回転させる回転手段と、を備えている。

次に、細線の形成に上記の製造装置１００を用いた偏光素子の製造方法について説明す
る。図３及び図４は偏光素子の製造方法の説明図である。
まず、図３（ａ）に示すように、ガラス基板等の基板材料１Ａを用意し、基板材料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を例えば約２００ｎｍに形成する。

次に、例えば波長が２６６ｎｍのレーザ光を露光光として用いた二光束干渉露光法によ
りレジスト層２ａを露光する。二光束干渉露光法では、レジスト層２ａに干渉光を照射す
ることで、レーザ光の波長よりも狭い形成ピッチでレジスト層２ａを露光する。次いで、
レジスト層２ａをベーク（ＰＥＢ）した後、レジスト層２ａを現像する。これにより、図
３（ｂ）に示すように、縞状のパターンを有するレジスト２を形成する。また、本実施形
態では、レジスト２の縞状のパターンのピッチは例えば１４０ｎｍであり、高さは例えば
約２００ｎｍである。

次に、レジスト２を介してドライエッチング処理を行い、基板材料１Ａを約５０ｎｍ〜
約１５０ｎｍ程度掘り下げることで基板材料１Ａをパターニングする。そして、図３（ｃ
）に示すように被処理面１ａに溝部１２、凸条部１３を有する基板１を形成する。本実施
形態では、溝部１２が例えば約１００ｎｍの深さとなるまでエッチングを行う。また、本
実施形態では、エッチングガスにＣ_２Ｆ_６，ＣＦ_４，ＣＨＦ_３の混合ガスを用い、反応条
件として、ガス流量：Ｃ_２Ｆ_６／ＣＦ_４／ＣＨＦ_３＝２０／３０／３０ｓｃｃｍ、放電出
力：３００Ｗ、圧力：５Ｐａ、反応時間：３０〜４０ｓｅｃでエッチングを行う。

以上により、基板１の被処理面１ａである一面側に平面視で略ストライプ状の複数の凸
条部１３が形成される。本実施形態では形成された凸条部１３の高さｈ２は例えば約１０
０ｎｍであり、ピッチｄは例えば１４０ｎｍである。ここで、凸条部１３の高さｈ２を５
０ｎｍ≦ｈ２≦３００ｎｍの範囲とすると、偏光素子の生産性を必要以上に低下させるこ
となく所望の性能が得られ、量産化する上で好ましい。

次に、図１に示す偏光素子の製造装置１００により、凸条部１３が形成された基板１の
被処理面１ａに対して図４（ａ）に示すように斜め方向からスパッタ粒子Ｐを堆積させ、
凸条部１３の一方の側面１３ａに第１細線１４ａを形成する。なお、図４（ａ）〜図４（
ｄ）では、スパッタ粒子Ｐの入射方向を矢印で表している。

具体的には、まず基板１をロードロックチャンバー内に搬入して基板ホルダー１０２に
よって保持し、排気制御装置によってロードロックチャンバー内を所望の真空度に減圧す
る。ロードロックチャンバーが所望の真空度に達したら、真空チャンバーとの間のゲート
バルブを開き、基板１を基板ホルダー１０２の移動手段によりＸ軸正方向に移動させて真
空チャンバー１０１内に搬送する。本実施形態では、真空チャンバー１０１内の真空度は
、例えば約０．１Ｐａである。

図５は、スパッタ装置１１０と基板１との位置関係を示す図１の拡大図である。
図５に示すように、真空チャンバー１０１に搬入された基板１は、被処理面１ａがター
ゲット１１１ａ，１１１ｂのターゲット面Ｔａ，Ｔｂと平行に保たれた状態で基板ホルダ
ー１０２によって保持されている。このとき、凸条部１３の延在方向はＸ軸と平行になっ
ている。また、基板１は一対のターゲット１１１ａ，１１１ｂの中間点を通りターゲット
面Ｔａ，Ｔｂに平行な仮想面Ｖ上に配置され、図２に示すように真空チャンバー１０１内
をＸ軸正方向に搬送される。基板１の搬送速度は例えば２ｃｍ／ｍｉｎである。

ここで、本実施形態では、ターゲット１１１ａ，１１１ｂとして１２０ｍｍ角のシリコ
ンからなるものを用い、対向するターゲット１１１ａ，１１１ｂのターゲット面Ｔａ，Ｔ
ｂの間隔Ｓは例えば約６０ｍｍである。また、ターゲット１１１ａ，１１１ｂの上端（Ｙ
軸正方向側の端部）と基板１の下端（Ｙ軸負方向側の端部）との間の垂直方向（Ｙ軸方向
）の距離Ｄは、例えば約１１０ｍｍである。
また、本実施形態では、電源１１６ａ，１１６ｂの１ｋＷの電源電力により、第１電極
１１２ａと第２電極１１２ｂとの間に周波数１００ｋＨｚ、パルス幅４０１６ｎｓのパル
ス電圧を印加する。

このようにスパッタ装置１１０の第１電極１１２ａと第２電極１１２ｂとの間に電圧を
印加し、ガス供給部１１５によってプラズマ生成領域Ｐｚにアルゴンガスを導入すること
で、プラズマ生成領域Ｐｚにプラズマが発生する。発生したプラズマ雰囲気中のアルゴン
イオンはターゲット１１１ａ，１１１ｂに衝突して、ターゲット１１１ａ，１１１ｂから
細線の材料であるシリコンをスパッタ粒子Ｐとしてたたき出す。ターゲット１１１ａ，１
１１ｂからたたき出されプラズマに含まれるスパッタ粒子Ｐのうち、プラズマから開口部
１１０ａ側へ飛行するスパッタ粒子Ｐのみが選択的に真空チャンバー１０１内に放出され
る。

対向ターゲット型のスパッタ装置１１０を用い、基板１の被処理面１ａをターゲット面
Ｔａ，Ｔｂと平行にすることで、開口部１１０ａから真空チャンバー１０１内に放出され
たスパッタ粒子Ｐが基板１の被処理面１ａに対して約０°〜３０°の角度で入射する。ま
た、スパッタ装置１１０のターゲット１１１ａがスパッタ粒子Ｐを放出する方向（第１の
方向）は基板１表面（被処理面１ａ）に投影した方位がＹ軸方向と略平行となる。スパッ
タ粒子Ｐを凸条部１３の延在方向（Ｘ軸方向）と交わるＹ軸方向から堆積させることで、
図４（ａ）に示すようにスパッタ粒子Ｐは凸条部１３の一方の側面に斜め方向から堆積し
て第１細線１４ａを形成する。このように基板１をＸ軸正方向に搬送しながら凸条部１３
にスパッタ粒子Ｐを堆積させ、凸条部１３の一方の側面１３ａに第１細線１４ａを形成す
る。

スパッタ装置１１０からスパッタ粒子Ｐを放出して凸条部１３の側面１３ａに堆積させ
る際には、図１に示すようにスパッタ装置１１０のターゲット１１１ａ，１１１ｂを取り
囲む矩形枠状の磁界発生部１１９ａ，１１９ｂにより発生させた磁界によってプラズマに
含まれる電子を補足ないし反射させる。これにより基板１の近傍の空間にプラズマが侵出
することを防止し、基板１へのプラズマによる影響を除去することができる。したがって
、プラズマによる基板１へのダメージを抑制し、低ダメージ成膜を実現することができる
。また、基板１への２次電子、ターゲット１１１ａ，１１１ｂ等からの輻射熱を抑制する
ことができ、低温成膜を実現することができる。

また、対向ターゲット型のスパッタ装置１１０では、開口部１１０ａから放出されない
スパッタ粒子Ｐは、主にターゲット１１１ａ，１１１ｂに入射して再利用されるため、極
めて高いターゲット利用効率を得られるようになっている。さらにスパッタ装置１１０に
おいては、ターゲット間隔Ｓを狭めることで開口部１１０ａから放出されるスパッタ粒子
Ｐの指向性を高めることができる。したがって、基板１に到達するスパッタ粒子Ｐの入射
角は高度に制御されたものとなり、スパッタ粒子Ｐを高精度に堆積させることができる。

尚、スパッタ装置１１０の開口部１１０ａにスパッタ粒子Ｐを遮るシャッター１０３が
設けられている場合には、基板１上にスパッタ粒子Ｐを堆積させる際に基板１の裏面１ｂ
へのスパッタ粒子Ｐの入射を防止するようにシャッター１０３を部分的に閉じた状態や半
開状態にしてもよい。また、シャッター１０３を全開にして基板１の表面（被処理面１ａ
）と裏面１ｂの双方に凸条部を設け、表面（被処理面１ａ）と裏面１ｂの双方に一括して
スパッタ粒子Ｐを堆積させてもよい。また、シャッター１０３は必ずしも設けられていな
くてもよい。

図１及び図５に示すスパッタ装置１１０により第１細線１４ａを形成すると、基板１の
被処理面１ａ内では、ターゲット１１１ａ，１１１ｂに近い凸条部１３に堆積するスパッ
タ粒子Ｐは多くなる。また、ターゲット１１１ａ，１１１ｂから遠い凸条部１３に堆積す
るスパッタ粒子Ｐは少なくなる。そのため、凸条部１３の一方の側面１３ａに形成される
第１細線１４ａの体積は、図４（ａ）に示すように、スパッタ装置１１０のターゲット１
１１ａ，１１１ｂに近い（Ｙ軸負方向側）ほど大きく、ターゲット１１１ａ，１１１ｂか
ら遠い（Ｙ軸正方向側）ほど小さくなる傾向がある。

これにより、基板１の被処理面１ａの垂直（Ｙ軸）方向において第１細線１４ａの体積
に偏りができてしまう。すなわち凸条部１３上には第１細線１４ａがスパッタ装置１１０
のターゲット１１１ａ，１１１ｂから遠い側から近い側へ、例えば約３０ｎｍ〜約５０ｎ
ｍ程度の膜厚の範囲で形成される。このときの膜厚のばらつきは例えば約３２％程度にな
っている。

そこで、本実施形態では、第１細線１４ａを形成する際にスパッタ粒子Ｐを堆積させた
方向と逆の方向から凸条部１３の他方の側面１３ｂにスパッタ粒子Ｐを堆積させて第２細
線を形成する。換言すると、基板１表面（被処理面１ａ）に投影した方位が、図５に示す
基板１の一端１ｃ側から他端１ｄ側に向かう方向（第１の方向）と正反対である、基板１
の他端１ｄ側から一端１ｃ側に向かう方向（第２の方向）から、スパッタ粒子Ｐを堆積さ
せて第２細線を形成する。

具体的には、基板１をＸ軸正方向に搬送しながら第１細線１４ａを形成した後、基板１
がスパッタ装置１１０の開口部１１０ａ上を通過してスパッタ装置１１０と垂直（Ｙ軸）
方向に重ならない位置まで移動したら、基板１の搬送を停止する。
次いで、基板ホルダー１０２の回転手段を用い、例えばＺ軸と略平行な基板１の法線を
回転軸として基板１を１８０°反転させる。これにより、図５に示すスパッタ装置１１０
に対して基板１の一端１ｃ側と他端１ｄ側が入れ替わり、他端１ｄ側がスパッタ装置１１
０のターゲット１１１ａ，１１１ｂに近く、一端１ｃ側がスパッタ装置１１０のターゲッ
ト１１１ａ，１１１ｂから遠くなる。

これにより、図４（ｂ）に示すように、凸条部１３の一方の側面１３ａに形成された第
１細線１４ａの体積は、スパッタ装置１１０のターゲット１１１ａ，１１１ｂに近い（Ｙ
軸負方向側）ほど小さく、スパッタ装置１１０のターゲットから遠い１１１ａ，１１１ｂ
（Ｙ軸正方向側）ほど大きくなる。すなわち、スパッタ装置１１０に対する第１細線１４
ａの配置が反転され、第１細線１４ａの体積の偏りが垂直（Ｙ軸）方向で逆転する。

このように基板ホルダー１０２の回転手段を用いて基板１を反転させた後、図１及び図
５に示すように基板１を基板ホルダー１０２の移動手段によってＸ軸負方向に搬送し、ス
パッタ装置１１０の開口部１１０ａ上を通過させながらスパッタ装置１１０によりスパッ
タ粒子Ｐを放出する。これにより、図４（ｂ）に示すように、スパッタ粒子Ｐを凸条部１
３の他方の側面１３ｂに第１細線１４ａと同様に斜め方向から堆積させて第２細線１４ｂ
を形成し、凸条部１３の各々に第１細線１４ａと第２細線１４ｂとからなる細線１４を形
成する。これにより、基板１の被処理面１ａに凸条部１３と細線１４を備えた偏光素子１
０が形成される

このとき、基板１上のスパッタ装置１１０のターゲット１１１ａ，１１１ｂに近い凸条
部１３に堆積するスパッタ粒子Ｐは多くなり、ターゲット１１１ａ，１１１ｂから遠い凸
条部１３に堆積するスパッタ粒子Ｐは少なくなる。そのため、第２細線１４ｂの体積は、
スパッタ装置１１０のターゲット１１１ａ，１１１ｂに近い（Ｙ軸負方向側）ほど大きく
、ターゲット１１１ａ，１１１ｂから遠い（Ｙ軸正方向側）ほど小さくなる傾向がある。

しかし、本実施形態では、第１細線１４ａを形成した後に基板１をスパッタ装置１１０
に対して反転させたことで、第１細線１４ａの体積は、第２細線１４ｂとは逆にスパッタ
装置１１０のターゲット１１１ａ，１１１ｂに近いほど小さく、ターゲット１１１ａ，１
１１ｂから遠いほど大きくなっている。そのため、基板１の被処理面１ａの複数の凸条部
１３の他方の側面１３ｂには、第１細線１４ａの体積の偏りと正反対の体積の偏りを有す
る第２細線１４ｂが形成される。これにより、第１細線１４ａの体積の偏りが第２細線１
４ｂの正反対の体積の偏りによって相殺され、第１細線１４ａと第２細線１４ｂからなる
細線１４の体積が被処理面１ａ内で均一化される。

したがって、複数の凸条部１３の各々に、均一な大きさの細線１４を形成することがで
きる。すなわち、凸条部１３上には細線１４がスパッタ装置１１０のターゲット１１１ａ
，１１１ｂから遠い側から近い側へ、例えば約５０ｎｍ程度の均一な膜厚に形成される。
これにより、膜厚のばらつきを例えば約１１％程度に大幅に低減することができる。

ここで、細線１４は、幅ｂ、高さｈ１が下記の式（１）及び式（２）を満足するように
形成する。ここで、ｄは凸条部のピッチである。

０．１≦ｈ１／ｄ≦０．５ …（１）
０．１≦ｂ／ｄ≦０．５ …（２）

本実施形態では、凸条部１３のピッチｄは１４０ｎｍである。したがって、細線１４は
、高さｈ１が１４ｎｍ≦ｈ１≦７０ｎｍ範囲で、かつ幅ｂが１４ｎｍ≦ｂ１≦７０ｎｍの
範囲となるように形成する。

また、本実施形態では細線１４の形成材料としてシリコンを用いているが、シリコン以
外にも、アルミニウム、ゲルマニウム、モリブデン、を好適に用いることができる。細線
１４の形成材料にアルミニウムを用いると、加工がしやすい反面、アルミニウムが酸化し
やすい金属材料であるため劣化のおそれがある。そのため、上述した金属材料のうち酸化
し難いシリコン、ゲルマニウム、モリブデンを用いると、劣化し難い細線１４とすること
ができ好ましい。例えば、偏光素子が高温となる用途に用いる場合、高温環境下では酸化
反応が促進されるが、上記材料を用いて細線１４を形成すると、耐久性の高い偏光素子と
することが可能となる。また、必要に応じて、これらの材料を主として含む合金を形成材
料として用いることとしても構わない。

本実施形態では、図５に示すように、基板１をターゲット１１１ａ，１１１ｂの中間点
を通りターゲット面Ｔａ，Ｔｂに平行な仮想平面Ｖ上で、ターゲット１１１ａ，１１１ｂ
に対してスパッタ粒子Ｐの放出側に配置して細線１４を形成している。そのため、基板１
の被処理面１ａ内のスパッタ粒子Ｐの堆積量の偏りを小さくすることができるだけでなく
、堆積量の偏りを基板１の被処理面１ａ内で対称にすることができる。したがって、細線
の大きさをより均一に形成することができる。

ここで、基板１をスパッタ粒子Ｐの放出方向と交差する搬送方向に搬送せず、基板１を
静止させた状態で細線１４を形成した場合には、ターゲット１１１ａ，１１１ｂから基板
１上の細線１４を形成する位置までの距離によってスパッタ粒子Ｐの堆積量が変動する。
そのため、この場合には基板１上のスパッタ粒子Ｐの放出方向（Ｙ軸方向）と略垂直な搬
送方向（Ｘ軸方向）に細線１４の膜厚の変動が生じてしまう。

しかしながら、本実施形態では、図２に示すように、基板１をスパッタ粒子Ｐの放出方
向（Ｙ軸方向）と略垂直な搬送方向（Ｘ軸方向）に搬送しながら細線１４を形成している
。したがって、基板１上のスパッタ粒子Ｐの放出方向と略垂直な方向の細線１４の膜厚を
均一にすることができる。

次に、基板１の凸条部１３の各々に形成した細線１４の上にさらに細線１５を積層して
、複数の細線１４，１５を備えた偏光素子１０を形成する。
基板１をＸ軸負方向に搬送しながら、図４（ｂ）に示すように第２細線１４を形成して
凸条部１３に細線を形成した後、基板１が図１及び図５に示すスパッタ装置１１０の開口
部１１０ａ上を通過して開口部１１０ａと垂直（Ｙ軸）方向に重ならない位置に到達した
ら、基板１の搬送を停止する。

次いで、上述した図４（ａ）に示す凸条部１３上に第１細線１４ａを形成する場合と同
様に基板１をＸ軸正方向に搬送しながら、図４（ｃ）に示すようにスパッタ装置１１０に
よりスパッタ粒子Ｐを堆積させて細線１４上に第１細線１５ａを形成する。これにより、
下層側の第１細線１４ａと同様に、スパッタ装置１１０のターゲット１１１ａ，１１１ｂ
に近いほど体積が大きく、ターゲット１１１ａ，１１１ｂから遠いほど体積が小さくなる
ような体積の偏りを有する第１細線１５ａが形成される。

基板１がスパッタ装置１１０の開口部１１０ａ上を通過して開口部１１０ａのＸ軸正方
向側に到達したら、基板１の搬送を停止させ、図４（ｂ）に示す第２細線を形成する場合
と同様に、基板１を１８０°反転させて基板１の一端１ｃ側と他端１ｄ側を入れ替える。
これにより、図４（ｄ）に示すように、下層側の細線１４上に形成された第１細線１５
ａの体積は、スパッタ装置１１０のターゲット１１１ａ，１１１ｂに近い（Ｙ軸負方向側
）ほど小さく、スパッタ装置１１０のターゲット１１１ａ，１１１ｂから遠い（Ｙ軸正方
向側）ほど大きくなる。

基板１を反転させた後、図１及び図５に示すように基板１をＸ軸負方向に搬送し、スパ
ッタ装置１１０の開口部１１０ａ上を通過させながらスパッタ装置１１０によりスパッタ
粒子Ｐを放出する。これにより、図４（ｄ）に示すように、スパッタ粒子Ｐを下層側の細
線１４上に、第１細線１５ａと同様に斜め方向から堆積させて第２細線１５ｂを形成する
。そして、凸条部１３の各々に形成された下層側の細線１４上に第１細線１５ａと第２細
線１５ｂとからなる上層側の細線１５を形成する。

このとき、基板１上の被処理面１ａ内では、スパッタ装置１１０のターゲット１１１ａ
，１１１ｂに近い凸条部１３に堆積するスパッタ粒子Ｐは多くなる。また、ターゲット１
１１ａ，１１１ｂから遠い凸条部１３に堆積するスパッタ粒子Ｐは少なくなる。そのため
、第２細線１５ｂの体積は、スパッタ装置１１０のターゲット１１１ａ，１１１ｂに近い
ほど大きく、ターゲット１１１ａ，１１１ｂから遠いほど小さくなる傾向がある。

しかし、本実施形態では、第１細線１４ａを形成した後に基板１を反転させたことで、
第１細線１４ａの体積は、第２細線１４ｂとは逆にスパッタ装置１１０のターゲット１１
１ａ，１１１ｂに近いほど小さく、ターゲット１１１ａ，１１１ｂから遠いほど大きくな
っている。そのため、基板１の被処理面１ａの複数の凸条部１３の他方の側面１３ｂには
、第１細線１５ａの体積の偏りと正反対の体積の偏りを有する第２細線１５ｂが形成され
る。

これにより、第１細線１５ａの体積の偏りが第２細線１５ｂの正反対の体積の偏りによ
って相殺され、第１細線１５ａと第２細線１５ｂからなる細線１５の体積が均一化される
。したがって、均一な膜厚に形成された下層側の細線１４上に、均一な膜厚の上層側の細
線１５を形成し、複数の細線１４，１５からなる均一な膜厚の細線１６を形成することが
できる。

また、図２に示すように、基板１をスパッタ粒子Ｐの放出方向（Ｙ軸方向）と略垂直な
搬送方向（Ｘ軸方向）に搬送しながら細線１５を形成している。したがって、基板１上の
スパッタ粒子Ｐの放出方向と略垂直な方向の細線１５の膜厚を均一にして、均一な膜厚の
細線１６を形成することができる。

以上説明したように、本実施形態によれば、基板１の被処理面（一面）１ａに凸条部１
３と、凸条部１３に設けられた耐光性が高く均一な膜厚の細線１６とを備え、従来よりも
均一な光学物性を発現する偏光素子１０を製造することができる。

また、対向ターゲットスパッタ法により細線１６を形成することで、成膜レートを例え
ば約１５ｎｍ／ｍｉｎ程度にすることができる。すなわち、イオンビームスパッタ（ＩＢ
Ｓ）法等のその他の方法を用いる場合と比較して、成膜レートを二桁程度大きくして細線
１６の生産性を向上させることができる。

＜第二実施形態＞
次に、本発明の第二実施形態に係る偏光素子の製造方法ついて、図１〜図４を援用し、
図６を用いて説明する。本実施形態では、細線１４，１５の形成時に基板１をスパッタ装
置１１０の開口部１１０ａの端に配置する点で上述の第一実施形態で説明した偏光素子の
製造方法と異なっている。その他の点は第一実施形態と同様であるので、同一の部分には
同一の符号を付して説明は省略する。

まず、図３（ａ）に示すように、第一実施形態と同様に基板材料１Ａ上にレジスト層２
ａを形成し、図３（ｂ）に示すように、縞状のパターンを有するレジスト２を形成する。
次に、図３（ｃ）に示すように、第一実施形態と同様にレジスト２を介してドライエッチ
ング処理を行い、基板材料１Ａをパターニングして、溝部１２、凸条部１３を有する基板
１を形成する。

次に、図１に示す偏光素子の製造装置１００により、第一実施形態と同様に凸条部１３
が形成された基板１の被処理面１ａに対して図４（ａ）に示すように斜め方向からスパッ
タ粒子Ｐを堆積させ、凸条部１３の一方の側面１３ａに第１細線１４ａを形成する。

図６は、スパッタ装置１１０と基板１との位置関係を示す図１の拡大図である。
図６に示すように、第一実施形態と同様に真空チャンバー１０１内に搬入された基板１
は、被処理面１ａがターゲット１１１ａ，１１１ｂのターゲット面Ｔａ，Ｔｂと平行に保
たれた状態で、基板ホルダー１０２によって保持されている。このとき、凸条部１３の延
在方向はＸ軸と平行になっている。また、基板１は、基板ホルダー１０２の位置調整手段
によって、一対のターゲット１１１ａ，１１１ｂに平行でかつ一方のターゲット１１１ａ
のターゲット面Ｔａに接する仮想面Ｗ上に配置される。そして、基板１はこの状態で真空
チャンバー１０１内をＸ軸正方向に搬送される。基板１の搬送速度は例えば４ｃｍ／ｍｉ
ｎである。

ここで、本実施形態では、ターゲット１１１ａ，１１１ｂは１２０ｍｍ角のシリコンか
らなるものを用い、対向するターゲット１１１ａ，１１１ｂのターゲット面Ｔａ，Ｔｂの
間隔Ｓは例えば約６０ｍｍである。また、ターゲット１１１ａ，１１１ｂの上端（Ｙ軸正
方向側の端部）と基板１の下端（Ｙ軸負方向側の端部）との間の垂直（Ｙ軸）方向の距離
は、例えば約１１０ｍｍである。
また、本実施形態では、電源１１６ａ，１１６ｂは、１ｋＷの電源電力により、第１電
極１１２ａと第２電極１１２ｂとの間に周波数１００ｋＨｚ、パルス幅４０１６ｎｓのパ
ルス電圧を印加する。

スパッタ装置１１０の第１電極１１２ａと第２電極１１２ｂとの間に上記のパルス電圧
を印加し、ガス供給部１１５によってプラズマ生成領域Ｐｚにアルゴンガスを導入してス
パッタ粒子Ｐを放出させる。このとき、図６に示すようにシャッター１０３をターゲット
１１１ａ，１１１ｂとの中間点を通る仮想面Ｖ上まで閉じて半閉状態とする。そして、ス
パッタ粒子Ｐを凸条部１３の延在方向（Ｘ軸方向）と交わる方向から堆積させる。

これにより、図４（ａ）に示すようにスパッタ粒子Ｐは凸条部１３の一方の側面１３ａ
に斜め方向から堆積する。このように基板１をＸ軸正方向に搬送しながら凸条部１３にス
パッタ粒子Ｐを堆積させ、凸条部１３の一方の側面１３ａに第１細線１４ａを形成する。
本実施形態では、第１細線１４ａの膜厚は、例えば約２０ｎｍ〜約３０ｎｍ程度の膜厚の
範囲で形成され、膜厚のばらつきは例えば約２３％程度になっている。

次いで、ターゲット面Ｔａを通る仮想面Ｗ上に基板１を配置した状態で、第一実施形態
と同様に基板１を１８０°反転させ、図４（ｂ）に示すように基板１をＸ軸負方向に搬送
しながら第２細線１４ｂを形成し、凸条部１３上に細線１４を形成する。本実施形態では
、凸条部１３上の細線１４の膜厚は、例えば約３５ｎｍ程度の均一な膜厚に形成され、膜
厚のばらつきを例えば約４％程度に大幅に低減することができる。

次に、第一実施形態と同様に基板１を再度Ｘ軸正方向に搬送しながら、図４（ｃ）に示
すように細線１４上に第１細線１５ａを形成する。次いで、第一実施形態と同様に基板１
を１８０°反転させてＸ軸負方向に搬送しながら、細線１４上に第２細線１５ｂを形成し
、下層の細線１４上に上層の細線１５を形成する。
以上説明したように、本実施形態によれば第一実施形態と同様の効果を得ることができ
る。

＜第三実施形態＞
次に、本発明の第三実施形態に係る偏光素子の製造方法ついて、図１〜図４を援用し、
図７を用いて説明する。本実施形態では、基板１の被処理面１ａの反対側の裏面１ｂを互
いに対向させた一対の基板１，１に一括して細線１４，１５を形成する点で上述の第一実
施形態で説明した偏光素子の製造方法と異なっている。その他の点は第一実施形態と同様
であるので、同一の部分には同一の符号を付して説明は省略する。

まず、一対の基板材料１Ａを用意し、図３（ａ）に示すように、第一実施形態と同様に
それぞれの基板材料１Ａ上にレジスト層２ａを形成し、図３（ｂ）に示すように、縞状の
パターンを有するレジスト２を形成する。次に、図３（ｃ）に示すように、第一実施形態
と同様にレジスト２を介してドライエッチング処理を行い、基板材料１Ａをパターニング
して、溝部１２、凸条部１３を有する基板１１を形成する。

次に、図１に示す偏光素子の製造装置１００により、第一実施形態と同様に凸条部１３
が形成された基板１の被処理面１ａに対して図４（ａ）に示すように斜め方向からスパッ
タ粒子を堆積させ、凸条部の一方の側面に第１細線を形成する。

図７は、スパッタ装置１１０と基板１，１との位置関係を示す図１の拡大図である。
図７に示すように、真空チャンバー１０１に搬入された一対の基板１，１は、被処理面
１ａと反対側の裏面１ｂを互いに対向させて重ね合わされ、第一実施形態と同様に被処理
面１ａ，１ａがターゲット１１１ａ，１１１ｂのターゲット面Ｔａ，Ｔｂと平行に保たれ
た状態で基板ホルダー１０２（図１参照）によって保持されている。

次に、第一実施形態と同様に凸条部１３上に第１細線１４ａと第２細線１４ｂとからな
る下層側の細線１４を形成し、その細線１４上に積層させて第１細線１５ａと第２細線１
５ｂとからなる上層側の細線１５を形成する。これにより、一対の基板１，１の双方の被
処理面１ａ，１ａに一括して細線１６を形成することができる。
したがって、本実施形態によれば第１実施形態と同様の効果を得られるだけでなく、一
対の基板１，１に同時に細線１４，１５，１６を形成することができるので、偏光素子１
０の生産性を向上させることができる。

＜第四実施形態＞
次に、本発明の第四実施形態に係る偏光素子の製造方法ついて、図１及び図３を援用し
、図８及び図９を用いて説明する。本実施形態では、真空チャンバー１０１のＹ軸方向に
一対のスパッタ装置１１０，１２０が設けられている点で上述の第三実施形態で説明した
偏光素子の製造方法と異なっている。その他の点は第三実施形態と同様であるので、同様
の部分には同様の符号を付して説明は省略する。

図８は、本実施形態の偏光素子の製造装置２００におけるスパッタ装置１１０，１２０
と基板１，１との位置関係を示す第一実施形態の図５に相当する拡大図である。
本実施形態の製造装置２００は、図１に示す真空チャンバー１０１のＹ軸方向の両側に
、互いに正反対の方向を向くように配置された一対のスパッタ装置１１０，１２０を備え
ている。図８に示すように、一対のスパッタ装置１１０，１２０はそれぞれスパッタ粒子
Ｐの放出方向が真空チャンバー１０１内の基板１，１が通過する領域を向くように、開口
部１１０ａ，１２０ａを真空チャンバー１０１の中央部に向けて配設されている。また、
スパッタ装置１１０，１２０のターゲット１１１ａ，１１１ｂ，１２１ａ，１２１ｂのタ
ーゲット面Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄは上述の実施形態と同様に垂直面（ＸＹ平面）と平行
になるように設けられている。

図８では第１のスパッタ装置１１０と第２のスパッタ装置１２０を同一の平面上に表し
ているが、本実施形態に係る製造装置２００では、実際には第１のスパッタ装置１１０は
真空チャンバー１０１のロードロックチャンバーに近い側に設けられ、第２のスパッタ装
置１２０は第１のスパッタ装置１１０のＸ軸正方向側にずれた位置に設けられている。
なお、第１のスパッタ装置１１０と第２のスパッタ装置１２０は、互いの開口部１１０
ａ，１２０ａが真空チャンバー１０１を挟んで対向するように向かい合わせて配置しても
よいが、本実施形態では上記のように一対スパッタ装置１１０，１２０が基板１，１の搬
送方向であるＸ軸方向にずれた状態で開口部１１０ａ，１２０ａが垂直（Ｙ軸）方向で向
かい合うように配置されている。

また、図８では第１のスパッタ装置１１０と第２のスパッタ装置１２０のみを示してい
るが、第２のスパッタ装置１２０のＸ軸正方向側には、さらにもう一対のスパッタ装置が
設けられている。すなわち、第２のスパッタ装置１２０のＸ軸正方向側には、第１のスパ
ッタ装置と同様に設けられた第３のスパッタ装置が配設されている。また、第３のスパッ
タ装置のＸ軸正方向側には、第２のスパッタ装置１２０と同様に設けられた第４のスパッ
タ装置が配設されている。すなわち、本実施形態の製造装置２００は、二対のスパッタ装
置１１０，１２０を備え、Ｘ軸正方向側に設けられたロードロックチャンバーからＸ軸正
方向に第１のスパッタ装置１１０、第２のスパッタ装置１２０、第３のスパッタ装置（図
示略）、第４のスパッタ装置（図示略）がこの順に設けられている。

また、製造装置２００は、図１に示す製造装置１００と同様に移動手段と回転手段を有
する基板ホルダー１０２を備えている。基板ホルダー１０２は、図８に示すように一対の
基板１，１を重ね合わせた状態で保持し、基板１，１をＸ軸方向に搬送し、基板１，１を
Ｚ軸またはＸ軸回りに回転させることができるようになっている。

次に、細線の形成に上記の製造装置２００を用いた偏光素子の製造方法について説明す
る。図９は偏光素子の製造方法の説明図である。
まず、上記の他の実施形態と同様に、図３に示す一対の基板材料１Ａ，１Ａを用意し、
基板１の被処理面１ａに複数の凸条部１３を形成する。

次に、図８に示す偏光素子の製造装置２００により、凸条部１３が形成された一対の基
板１，１の被処理面１ａ，１ａに対して図９（ａ）に示すように斜め方向からスパッタ粒
子Ｐを堆積させ、凸条部１３の一方の側面１３ａに第１細線１７ａを形成する。なお、図
９（ａ）〜図９（ｄ）では、スパッタ粒子Ｐの入射方向を矢印で表している。

具体的には、まず一対の基板１，１をロードロックチャンバー内に搬入して、基板１，
１の被処理面１ａ，１ａと反対側の裏面１ｂ，１ｂが互いに向かい合うように基板１，１
を重ね合わせた状態（図８参照）で基板ホルダー１０２によって基板１，１を保持する。
基板１，１は、凸条部１３の延在方向が基板１，１の搬送方向（Ｘ軸方向）と平行になる
ように保持する。そして、排気制御装置によってロードロックチャンバー内を所望の真空
度に減圧し、基板ホルダー１０２により基板１，１をＸ軸正方向に移動させて真空チャン
バー１０１内に搬送する。

図８に示すように、真空チャンバー１０１に搬入された基板１，１は、被処理面１ａ，
１ａがターゲット１１１ａ，１１１ｂ，１２１ａ，１２１ｂのターゲット面Ｔａ，Ｔｂ，
Ｔｄ，Ｔｄと平行に保たれた状態で基板ホルダー１０２によって保持されている。このと
き、凸条部１３の延在方向は基板搬送方向（Ｘ軸方向）と平行になっている。また、基板
１，１は一対のターゲット１１１ａ，１１１ｂ、ターゲット１２１ａ，１２１ｂの中間点
を通りターゲット面Ｔａ〜Ｔｄに平行な仮想面Ｖ上に配置され、真空チャンバー１０１内
をＸ軸正方向に搬送される。基板１，１の搬送速度は例えば２ｃｍ／ｍｉｎである。
また、本実施形態では、第１のスパッタ装置１１０及び第２のスパッタ装置１２０のタ
ーゲット１１１ａ，１１１ｂ，１２１ａ，１２１ｂの材料としてＡｌを用いている。

上記の実施形態と同様に、第１のスパッタ装置１１０のプラズマ生成領域Ｐｚにプラズ
マを発生させ、ターゲット１１１ａ，１１１ｂから細線の材料であるＡｌをスパッタ粒子
としてたたき出し、スパッタ粒子Ｐを真空チャンバー１０１内に放出する。そして、一対
の基板１，１をＸ軸正方向に搬送して第１のスパッタ装置１１０の開口部１１０ａの上方
（Ｙ軸正方向側）の領域に基板１，１を通過させる。

これにより、図９（ａ）に示すようにスパッタ粒子Ｐは凸条部１３の一方の側面１３ａ
に斜め方向から堆積する。このように基板１，１をＸ軸正方向に搬送しながら凸条部１３
にスパッタ粒子Ｐを堆積させ、双方の基板１，１の凸条部１３の一方の側面１３ａに第１
細線１７ａを同時に形成する。このとき、上記の実施形態と同様に、凸条部１３の一方の
側面１３ａに形成される第１細線１７ａの体積は、第１のスパッタ装置１１０のターゲッ
ト１１１ａ，１１１ｂに近い（Ｙ軸負方向側）ほど大きく、ターゲット１１１ａ，１１１
ｂから遠い（Ｙ軸正方向側）ほど小さくなる。

凸条部１３上に第１細線１７ａが形成され、図８に示す第１のスパッタ装置１１０の開
口部１１０ａの上方（Ｙ軸正方向側）の領域を通過した一対の基板１，１は、基板ホルダ
ー１０２によってさらにＸ軸正方向に搬送される。そして、第１のスパッタ装置１１０の
Ｘ軸正方向側に配置された第２のスパッタ装置１２０の開口部１２０ａの下方（Ｙ軸負方
向側）の領域に到達する。一対の基板１，１が第２のスパッタ装置１２０の開口部１２０
ａの下方の領域に到達したら、第１のスパッタ装置１１０と同様に第２のスパッタ装置１
２０によってスパッタ粒子Ｐを真空チャンバー内に放出する。そして、一対の基板１，１
をＸ軸正方向に搬送して第２のスパッタ装置１２０の開口部１２０ａの下方の領域に基板
１，１を通過させる。

これにより、図９（ｂ）に示すようにスパッタ粒子Ｐは一対の基板１，１の凸条部１３
の他方の側面１３ｂに斜め方向から堆積する。このように基板１，１をＸ軸正方向に搬送
しながら凸条部１３にスパッタ粒子Ｐを堆積させ、双方の基板１，１の凸条部１３の他方
の側面１３ｂに第２細線１７ｂを同時に形成する。このとき、凸条部１３の他方の側面１
３ｂに形成される第２細線１７ｂの体積は、第２のスパッタ装置１２０のターゲット１２
１ａ，１２１ｂに近い（Ｙ軸正方向側）ほど大きく、第２のスパッタ装置１２０のターゲ
ット１２１ａ，１２１ｂから遠い（Ｙ軸負方向側）ほど小さくなる。

このように、第１のスパッタ装置１１０から上方（Ｙ軸正方向）側にスパッタ粒子Ｐを
放出し、第２のスパッタ装置１２０から下方（Ｙ軸負方向）にスパッタ粒子を放出して、
基板搬送方向（Ｘ軸方向）に沿って延在する凸条部１３上にスパッタ粒子Ｐを堆積させて
いる。ここで、第１のスパッタ装置１１０のスパッタ粒子Ｐの放出方向と第２のスパッタ
装置１２０のスパッタ粒子Ｐの放出方向は基板１，１の被処理面１ａ，１ａに投影した方
位が正反対である。

これにより、凸条部１３のターゲット１１１ａ，１１１ｂ，１２１ａ，１２１ｂからの
距離の違いに起因する第１細線１７ａ及び第２細線１７ｂの体積の偏りを互いに相殺する
ことができる。したがって、基板１，１を反転させることなく、基板１，１の被処理面１
ａ，１ａの凸条部１３上に体積の均一な細線１７を同時に形成することができる。

第１のスパッタ装置１１０と第２のスパッタ装置１２０により一対の基板１，１それぞ
れの被処理面１ａの凸条部１３上に細線１７を形成した後、第３のスパッタ装置と第４の
スパッタ装置により細線１７上にさらに細線１８を積層させて形成する。
本実施形態では、第３のスパッタ装置及び第４のスパッタ装置のターゲットの材料とし
てＧｅを用いている。

具体的には、基板１，１をＸ軸正方向に搬送しながら、図９（ｃ）に示すように第３の
スパッタ装置により細線１７上に第１細線１８ａを形成する。第１細線１８ａは、図９（
ａ）に示す第１細線１７ａを形成する場合と同様に形成される。
次いで、基板１，１をさらにＸ軸正方向に搬送し、図９（ｄ）に示すように第４のスパ
ッタ装置により細線１７上に第２細線１８ｂを形成する。第２細線１８ｂは、図９（ｂ）
に示す第２細線１７ｂを形成する場合と同様に形成される。

以上により、基板１，１のそれぞれの被処理面１ａの凸条部１３上にＡｌからなる細線
１７を同時に形成し、その上にＧｅからなる細線１８を同時に形成することができる。し
たがって、一対の基板１，１に複数の細線１７，１８からなる均一な体積の細線１９を同
時に形成することができる。これにより、基板１の被処理面１ａに凸条部と細線１９を備
えた偏光素子２０を製造することができる。

以上説明したように、本実施形態の製造装置２００及びこの製造装置２００を用いた偏
光素子２０の製造方法によれば、基板１，１を反転させることがなく、一対の基板１，１
に一括して第１細線１７ａ，１８ａと第２細線１７ｂ，１８ｂとを形成することができる
。したがって、上記の他の実施形態よりも生産性をさらに向上させることができる。
また、材料の異なる細線１７，１８が積層された細線１９を形成することができる。

尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しな
い範囲で種々変形して実施することができる。例えば、上述の実施形態において説明した
偏光素子の製造方法では、スパッタ装置のターゲットとしてシリコンからなるものを用い
、シリコンからなる細線を形成したが、ターゲットの材料はシリコンに限られない。例え
ば、アルミニウム、ゲルマニウム、モリブデン等を用いてこれらの材料からなる細線や、
これらの材料を適宜組み合わせて材料の異なる細線を積層させて形成してもよい。

また、上述の実施形態において説明した製造方法では、基板に第１細線を形成した後、
基板を被処理面の法線回りに反転させたが、基板は搬送方向（Ｘ軸方向）と平行な回転軸
回りに反転させてもよい。これにより、上述の実施形態と同様に、基板上の第１細線の配
置をターゲットに対して反転させ、第１細線の体積（大きさ）の偏りを反転させることが
できる。また、被処理面を一対のターゲットの一方のターゲット面に向けた状態から他方
のターゲットのターゲット面に向けた状態にすることができる。

また、上述の実施形態では基板の被処理面及びターゲットのターゲット面が垂直面に平
行な場合について説明したが、装置の構成を変更して基板の被処理面及びターゲットのタ
ーゲット面が水平面と平行になるようにしてもよい。

また、上述の実施形態では、ターゲット面が対向する一対のターゲットを複数対用いる
場合として、一対のスパッタ装置を対向させる場合について説明したが、同一チャンバー
内にターゲット面が対向する一対のターゲットを複数対備えたスパッタ装置を用いてもよ
い。この場合には、第四実施形態と同様に、ターゲット面が対向する一対のターゲット同
士を、それぞれのスパッタ粒子の放出方向が基板を向くように対向させて配置することが
できる。

また、上述の実施形態では、一対の対向ターゲット型のスパッタ装置を用いる場合に、
各スパッタ装置を基板の搬送方向にずらして配置する場合について説明した。しかし、一
対のスパッタ装置を基板の搬送方向にずらすことなく互いの開口部が対向するように配置
して、第１細線と第２細線とを同時に成膜してもよい。これにより、細線の生産性を著し
く向上させることができる。また、成膜装置を小型化することが可能になる。

また、複数のターゲットを用いる場合には、第１のスパッタ装置のターゲットの材料と
、第２のスパッタ装置のターゲットの材質を異ならせ、第１細線と第２細線とを異なる材
料により形成してもよい。このように製造することで、異なる材料の第１細線と第２細線
との組合せにより所望の特性を有する細線を形成することができる。

また、基板材料としては、ガラスの他に、石英、プラスチック等の透光性材料を用いる
ことができる。偏光素子を適応する用途によっては、偏光素子が蓄熱し高温になるため、
基板は、耐熱性の高いガラスや石英を形成材料とすることが好ましい。

＜比較例１＞
図１に示す製造装置１００を用い、被処理面１ａに凸条部１３が形成された基板１を図
５に示す仮想面Ｖが通るように配置し、基板１をターゲット面Ｔａ，Ｔｂ（垂直面）に対
して約３０°（水平面に対して約６０°）傾けた状態で、シャッター１０３を半開にした
。そして、真空チャンバー１０１の内部の真空度を０．１Ｐａとして、電源１１６ａ，１
１６ｂの１ｋＷの電源電力により、第１電極１１２ａと第２電極１１２ｂとの間に周波数
１００ｋＨｚ、パルス幅４０１６ｎｓのパルス電圧を印加し、基板１の搬送速度は５ｃｍ
／ｍｉｎとして、上述の第一実施形態と同様に凸条部１３上に細線を形成した。
このような条件により得られた細線の膜厚のばらつきは約８１％であった。

＜比較例２＞
図１に示す製造装置１００を用い、被処理面１ａに凸条部１３が形成された基板１を、
図６に示す仮想面Ｗが基板１を通るように配置し、基板１をターゲット面Ｔａ，Ｔｂ（垂
直面）に対して約３０°（水平面に対して約６０°）傾けた状態で、シャッター１０３を
全開にした。そして、真空チャンバー１０１の真空度を０．１Ｐａとして、電源１１６ａ
，１１６ｂの１ｋＷの電源電力により、第１電極１１２ａと第２電極１１２ｂとの間に周
波数１００ｋＨｚ、パルス幅４０１６ｎｓのパルス電圧を印加し、基板１の搬送速度は４
ｃｍ／ｍｉｎとして、上述の第一実施形態と同様に凸条部１３上に細線を形成した。
このような条件により得られた細線の膜厚のばらつきは約５０％であった。

＜比較例３＞
図１に示す製造装置１００を用い、被処理面１ａに凸条部１３が形成された基板１を図
６に示す仮想面Ｗが通るように配置し、基板１をターゲット面Ｔａ，Ｔｂ（垂直面）に対
して約３０°（水平面に対して約６０°）傾けた状態で、シャッター１０３を半開にした
。そして、真空チャンバー１０１の真空度を０．１Ｐａとして、１ｋＷの電源電力により
、第１電極１１２ａと第２電極１１２ｂとの間に周波数１００ｋＨｚ、パルス幅４０１６
ｎｓのパルス電圧を印加し、基板１の搬送速度は４ｃｍ／ｍｉｎとして、上述の第一実施
形態と同様に凸条部１３上に細線を形成した。
このような条件により得られた細線の膜厚のばらつきは約４２％であった。

比較例１〜３の結果から、基板１の被処理面１ａをターゲット面Ｔａ，Ｔｂと平行（水
平面と９０°）にして細線１５を形成した場合と比較して、細線の膜厚のばらつきが大き
くなった。また、基板１の被処理面１ａがターゲット面Ｔａ，Ｔｂに対して傾斜して、タ
ーゲット面Ｔａ，Ｔｂと平行ではなくなると、凸条部１３の間にスパッタ粒子Ｐが堆積し
て偏光素子の低下率が低下する。したがって、基板１の被処理面１ａをターゲット面Ｔａ
，Ｔｂに略平行にした状態で細線１５を形成することで、細線１５の膜厚をより均一にし
て、偏光素子１０，２０の透過率を改善できることが裏付けられた。

１基板、１ａ被処理面（一面）、１ｂ裏面（反対側の面）、１３凸条部、１３ａ
側面、１３ｂ側面、１４細線、１４ａ第１細線、１４ｂ第２細線、１５細線
、１５ａ第１細線、１５ｂ第２細線、１７ａ第１細線、１７ｂ第２細線、１８
細線、１８ａ第１細線、１８ｂ第２細線、１１０スパッタ装置、１１１ａ，１１１
ｂターゲット、１２０スパッタ装置、１２１ａ，１２１ｂターゲット、Ｐスパッ
タ粒子、Ｐｚプラズマ生成領域、Ｔａ，Ｔｂ,Ｔｃ,Ｔｄターゲット面、Ｖ仮想面

Claims

基板の一面側に平面視略ストライプ状に設けられた複数の凸条部に、前記一面に対して
斜め方向からスパッタ粒子を堆積させ、前記凸条部の表面に堆積された細線状の薄膜によ
って複数の細線を形成する偏光素子の製造方法であって、
プラズマ生成領域を挟んでターゲット面が対向する一対のターゲットを備え、前記プラ
ズマ生成領域から前記スパッタ粒子を放出するスパッタ装置を用い、
前記基板の一面が前記ターゲット面と略平行になるように前記基板を配置し、
前記凸条部の延在方向に交わる第１の方向から、前記凸条部の一方の側面に前記スパッ
タ粒子を堆積させ、複数の第１細線を形成する工程と、
前記第１の方向とは前記基板表面に投影した方位が正反対である第２の方向から、前記
凸条部の他方の側面に前記スパッタ粒子を堆積させて複数の第２細線を形成し、前記第１
細線と前記第２細線とを有する前記細線を形成する工程と、を有することを特徴とする偏
光素子の製造方法。
前記基板は、前記一対のターゲットの中間点を通り前記ターゲット面に平行な仮想面上
であって、前記ターゲットの前記スパッタ粒子の放出側に配置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。
前記基板の一面と反対側の面を互いに対向させた一対の前記基板を用い、
一対の前記基板に一括して前記細線を形成することを特徴とする請求項１または請求項
２に記載の偏光素子の製造方法。
前記基板を前記ターゲット面と平行で前記スパッタ粒子の放出方向と交差する搬送方向
に搬送しながら前記第１細線を形成する工程と、
前記基板を前記一面の法線回りに反転させ、前記基板を搬送しながら前記第２細線を形
成する工程と、
を有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。
前記基板を前記ターゲット面と平行で前記スパッタ粒子の放出方向と交差する搬送方向
に搬送しながら前記第１細線を形成する工程と、
前記基板を前記搬送方向と平行な回転軸回りに反転させ、前記基板を搬送しながら前記
第２細線を形成する工程と、
を有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。
前記細線を形成した後、前記細線の上にさらに前記細線を積層して形成することを特徴
とする請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の偏光素子の製造方法。
前記一対のターゲットを複数用い、
前記一対のターゲット同士は、前記スパッタ粒子の放出方向が前記基板を向くように互
いに正反対の向きに配置され、
第１の前記一対のターゲットにより前記第１細線を形成し、第２の前記一対のターゲッ
トにより前記第２細線を形成することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか一
項に記載の偏光素子の製造方法。
第１の前記スパッタ装置の前記ターゲットの材料と、第２の前記スパッタ装置の前記タ
ーゲットの材料を異ならせ、前記第１細線と前記第２細線とを異なる材料により形成する
ことを特徴とする請求項７に記載の偏光素子の製造方法。