JP3744003B2

JP3744003B2 - 光学素子の膜厚測定方法及び光学素子の製造方法

Info

Publication number: JP3744003B2
Application number: JP2003075900A
Authority: JP
Inventors: 幹夫岡本; 貴之秋山; まゆみ萩原
Original assignee: Nikon Corp
Current assignee: Nikon Corp
Priority date: 2003-03-19
Filing date: 2003-03-19
Publication date: 2006-02-08
Anticipated expiration: 2019-12-20
Also published as: JP2003307409A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、表面に反射防止膜等の多層膜を有する光学素子の膜厚の測定方法、その光学素子の製造方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
レンズや反射鏡等の光学素子には、反射防止を行ったり、波長ごとの透過率や反射率を所定の特性にしたり、波長ごとの位相特性を所定の特性にしたりするために、その表面に多層膜が成膜されることが多い。この多層膜の層数は数十層に達するものがあり、多層膜を構成する各膜の厚さを制御することにより、所定の特性を得るようになっている。
【０００３】
図１に、このような多層膜を成膜する方法の例を示す。図１において、(a)は回転テーブルを下から見た図、(b)はＡ−Ａ’位置での装置の端面図を示す。真空チャンバー１の中には基板ホルダー２が設けられ、回転軸３のまわりに回転している。基板ホルダー２の下面には、表面に成膜を施す光学素子４が同心円状に取り付けられているが、光学素子４を取り付ける場所の１ヶ所にはモニター基板５が取り付けられている。
【０００４】
真空チャンバー１の下部にはスパッター装置６が設けられ、そこから膜を構成する成分の粒子が飛び出して、光学素子４とモニター基板５の表面に当たって膜を形成する。また、真空チャンバー１の一部には、上下面に窓７が設けられており、投光器８より照射された光が、光学素子４又はモニター基板５を透過して受光器９で受光され、分光透過率が測定できるようになっている。この分光透過率の測定は、膜厚測定のために行なわれるものである。
【０００５】
モニター基板５は、透明な平板からなるものであり、膜厚測定のために用いられるダミー光学素子である。すなわち、光学素子４はレンズのように一般にその表面が曲面であるため、膜厚を正確に測定することができない。そのため、平板のモニター基板５を配置し、その上に成膜された膜の厚さを測定することにより、それと同条件で成膜される光学素子４上の膜厚を間接的に測定するものである。
【０００６】
図１に示すような装置を用いた多層膜の成膜は、以下のようにして行なわれる。まず、所定の光学特性（反射率、透過率、位相特性等）が得られるように、計算により膜の材質、層数、各層の厚さが決定される。このようにして設計が終了すると、まず、第１層の成膜が行なわれる。膜厚の測定が基板ホルダー２の回転を止めずに行なえる場合には、モニター基板５が投光器８と受光器９の位置を通り過ぎる毎に分光透過率の測定を行い、後に述べるような方法を使用して膜厚を測定する。もちろん、所定の膜厚を形成するために必要な概略の時間は計算により求まるので、膜厚の測定は、この時間に近い時間が経過してから実施するようにしてもよい。
【０００７】
膜厚の測定が基板ホルダー２の回転を止めないと行なえない場合には、所定の膜厚を形成するために必要な時間に近い時間が経過してから、周期的に基板ホルダー２の回転を止めて測定を行なう。この際、スパッター装置６からの粒子が特定の光学素子４に付着しないようにするために、スパッター装置６とその直上の光学素子４の間をシャッターにより遮蔽する。
【０００８】
このようにして、膜厚を測定しながら成膜を続け、測定光学特性が参照光学特性に等しくなったところで第１層目の成膜を終了する。そして、スパッターに用いる材料を変更して、第２層目の成膜を行う。以下、同様にして最終膜までの成膜を行なう。
【０００９】
以下、分光透過率に基づいて膜厚を測定する方法の原理を図２に基づいて説明する。図２において、(a)はモニター基板５の上に、多層薄膜Ｍが成膜されている状態を示している。多層薄膜Ｍは、Ｍ１〜Ｍｎまでのｎ層が成膜された状態となっており、この状態で第ｎ層の薄膜Ｍｎの厚さｄｎを測定するものとする。このとき測定されるのは、多層薄膜Ｍ全体とモニター基板５によって決定される分光透過率である。すなわち、このときの分光透過率をＴｎとすると、Ｔｎは
【００１０】
【数１】
Tn = Tn(λ,d1,d2,…d(n-1),dn,a1,a2,…a(n-1),an) …(1)
で決定される。ここにｄｉ（ｉ＝１〜ｎ）は第ｉ層の厚さであり、ａｉ（ｉ＝１〜ｎ）は第ｉ層の材質によって決定される値である。厳密に言えば、モニター基板５の厚さと材質も関係するが、これは一定であるとして(1)式では無視している。
【００１１】
第ｎ層の厚さを測定する場合には、(1)式においてｄ１〜ｄ（ｎ−１）とａ１〜ａｎは既知である。ここで、ｄｎの目標値をｄｎ₀として、(1)式にｄｎ₀を代入して分光透過率を計算する。その結果が例えば図２(b)のＡ（実線）で示される曲線になったとする。これに対し、ｄｎがｄｎ₀＋Δ、ｄｎ₀−Δとなったとして、これらの値を(1)式に代入して分光透過率を計算する。その結果は、それぞれ図２(b)のＢ（破線）、Ｃ（一点鎖線）で示されるように、Δ、−Δの値に対応して、Ａで示される曲線からずれる。
【００１２】
このように、ｄｎを目標値ｄｎ₀から±ｍΔ（ｍは適当な整数）ずらせた場合に得られる分光透過率曲線を予め計算しておき、実際に測定された分光透過率曲線に一番近いものを選択し、それに対応する膜厚を測定膜厚とする。具体的には、計算された分光透過率をＴ（ｄｎ₀＋ｉΔ，λ）（ｉ＝−ｍ〜ｍ）、実測された分光透過率をＴａ（λ）とすると、
【００１３】
【数２】

【００１４】
を各ｉについて求め、Ｓの値が最も小さくなるｉを採用する。ただし、(2)式の積分範囲は分光透過率の測定範囲とする。また、実際には(2)式の代わりにサンプル値を用いた数値計算によって積分値を求めることはいうまでもない。さらに、２乗計算の代わりに絶対値を用いてもよい。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
以上説明したように、多層膜の各層の膜厚を求めるには、分光透過率や分光反射率等の光学特性を測定し、目標とする膜厚での光学特性からのずれ量に基づいて膜厚を測定している。しかしながら、近赤外用、赤外線用に使用される光学素子においては、波長が長くなる関係から各層の膜厚が厚くなる。このような多層膜の膜厚を、通常の可視光に使用される多層膜の膜厚を測定する測定器で測定しようとすると、一般に可視光域での光学特性が波長に応じて大きく急峻に変化するために、正確な測定ができないという問題点が発生し、この傾向は多層膜の層数が増えるに従って顕著となる。
【００１６】
この様子を図３に示す。図３は、長波長透過フィルターの膜が２１層形成された段階での分光透過率の例を赤外領域まで示した図であり、縦軸は、測定器で測定する光学特性である分光透過率、横軸は波長を示す。図３に示すように、この分光透過率は950nm以上の赤外領域においてはそれほど大きな変化を示していないが、950nmから可視光領域においては波長の変化に対して大きく、かつ急峻な繰り返し変化を示すようになる。この理由は、短波長領域において各多層膜境界での反射光が重なり合って高次の干渉を起こすためであり、この干渉の結果生じる分光特性は、一般に波長依存性が急峻となるからである。
【００１７】
一方、分光透過率を測定する測定器の分解能は、主として分光器の分解能で決定され、一般に図４(a)に示すような感度分布を有している。すなわち、ある波長の受光量として検出されるのは、その波長の光のみでなく、その波長を中心とするある帯域の波長の光である。そのため図４(b)に示すような理想的なδ関数形の波長特性を有する光が受光器に入射した場合でも、観測される分光透過率はδ関数型とならず、図４(c)に示すようになまってしまう。
【００１８】
よって、従来技術の欄で説明したように、計算された分光透過率と実測された分光透過率を比較することによって膜厚を決定しようとすると誤差が大きくなってしまうという問題点がある。このような問題を避けるためには、赤外に感度を有する測定器を使用して光学特性を測定すればよいが、すると、赤外用の測定器を使用しなければならない。赤外線用測定器は装置が高価となるばかりでなく、測定ノイズが大きく、また、可視光用の光学素子を測定する場合と測定器を共用できないという問題点がある。
【００１９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、測定器で光学特性を測定した場合に、その測定器の分解能によって測定値がなまり、正確な測定ができないような場合においても、その測定器を使用して正確な膜厚測定を行なう方法、及びその方法を利用した光学素子の製造方法を提供することを課題とする。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するための第１の手段は、表面に多層膜を有する光学素子における、多層膜を構成する各々の膜の厚さを測定する方法であって、種々の膜厚のときに観測される分光特性を計算によって求め、求められた分光特性を測定器の感度特性又はその近似値によって補正した補正分光特性を求め、実際に測定された分光特性と前記補正分光特性とのフィッティング計算を行なうことにより膜厚を求めることを特徴とする光学素子の膜厚測定方法である。なお、この手段は特許請求されていない。
【００２１】
本手段においては、計算によって求められた分光特性を、測定器の感度特性又はその近似値で補正して補正分光特性を求めている。ここで「感度特性」とは、図４(a)で示したような、分解能を決定する感度特性である。すなわち、補正分光特性は、計算によって求められた分光特性を測定器で観測したときに得られるはずの分光特性となる。よって、実際に測定された分光特性と前記補正分光特性とのフィッティング計算を行なうことにより、従来技術の欄で説明した方法と同様の方法で膜厚を求めるようにすれば、計算で求められた分光特性が測定器で測定できないような急峻な変化を含むような場合でも、正確に膜厚を決定することができる。
【００２２】
なお、本明細書において「フィッティング計算」とは、あるパラメータによって決定される計算量と実際に観測された量の比較を行い、最も観測された量に近い計算量を与えるパラメータを採用する計算をいい、比較の方法として最小２乗法や、差の絶対値の和の最小を与えるパラメータを求める方法、相互相関係数を求めて最も大きな相互相関係数が得られるパラメータを採用する方法等が代表的なものである。
【００２３】
前記課題を解決するための第２の手段は、表面に多層膜を有する光学素子における、多層膜を構成する各々の膜の厚さを測定する方法であって、種々の膜厚のときに観測される分光特性を計算によって求め、一方、実際に測定された分光特性と測定器の感度特性又はその近似値より、真の分光特性を求め、前記計算によって求められた分光特性と前記真の分光特性とのフィッティング計算を行なうことにより膜厚を求めることを特徴とする光学素子の膜厚測定方法である。なお、この手段は特許請求はされていない。
【００２４】
本手段においては、前記第１の手段と逆に、実際に測定された分光特性から、測定器の感度特性又はその近似値を考慮して真の分光特性を求める。ここで「感度特性」とは、図４(a)で示したような、分解能を決定する感度特性である。そして、この真の分光特性と計算によって求められた分光特性とのフィッティング計算を行なうことにより、従来技術の欄で説明した方法と同様の方法で膜厚を求めるようにすれば、計算で求められた分光特性が測定器で測定できないような急峻な変化を含むような場合でも、正確に膜厚を決定することができる。
【００２５】
前記課題を解決するための第３の手段は、表面に多層膜を有する光学素子における、多層膜を構成する各々の膜の厚さを測定する方法であって、種々の膜厚のときに観測される分光特性を計算によって求めると共に、求められた分光特性を測定器の感度特性又はその近似値によって補正した補正分光特性を求め、両者の差が所定値以上である波長範囲を求め、この範囲を除いた範囲、又はこの範囲を含む所定範囲を除いた範囲において、計算によって求められた分光特性と実際に測定された分光特性とのフィッティング計算を行なうことにより膜厚を求めることを特徴とする光学素子の膜厚測定方法（請求項１）である。
【００２６】
本手段においては、比較の基準となる計算によって求められた分光特性と、それを測定したとき観測されると考えられる分光特性の差が大きくなる部分をフィッティング計算の範囲から除外しているので、計算で求められた分光特性が測定器で測定できないような急峻な変化を含むような場合でも、正確に膜厚を決定することができる。この場合「所定値」をいくらにするかは、計算によって求めた光学特性の形状等を考慮して、なるべく正確な膜厚測定精度が得られるように、当業者が適宜経験により決定することができる。
【００２７】
また、「この範囲を含む所定範囲」とは、例えば、当該範囲の前後所定範囲の波長域を含む範囲、また、当該範囲が近接した波長域に不連続に複数ある場合は、そのうち最短の波長から最長の波長までの全ての連続した範囲、さらにその連続した範囲の前後所定範囲をも含む範囲とか、種々の範囲が考えられる。
【００２８】
前記課題を解決するための第４の手段は、表面に多層膜を有する光学素子における、多層膜を構成する膜の各々の厚さを測定する方法であって、種々の膜厚のときに観測される分光特性を計算によって求め、このうち、測定器の分解能に対応する波長間における分光特性の変化が所定値以上である範囲を求め、この範囲を除いた範囲、又はこの範囲を含む所定範囲を除いた範囲において、計算によって求められた分光特性と実際に測定された分光特性とのフィッティング計算を行なうことにより膜厚を求めることを特徴とする光学素子の膜厚測定方法（請求項２）である。
【００２９】
本手段は、計算された分光特性が波長に対して急峻に変化し、測定器で正確に測定できない範囲をフィッティング計算に用いる範囲から除外することを骨子としている。すなわち、測定器の分解能（通常半値幅で表されることが多い）に対応する波長間隔での光学特性変化量が所定値以上の場合は、真の値と測定値との間に大きな誤差が出るとして、この範囲をフィッティング計算に使用する範囲から除外する。この場合「所定値」をいくらにするかは、計算によって求めた光学特性の形状等を考慮して、なるべく正確な膜厚測定精度が得られるように、当業者が適宜経験により決定することができる。本手段においては、測定精度の悪い部分をフィッティング計算から除外しているので、計算で求められた分光特性が測定器で測定できないような急峻な変化を含むような場合でも、正確に膜厚を決定することができる。
【００３０】
また、「この範囲を含む所定範囲」とは、例えば、当該範囲の前後所定範囲の波長域を含む範囲、また、当該範囲が近接した波長域に不連続に複数ある場合は、そのうち最短の波長から最長の波長までの全ての連続した範囲、さらにその連続した範囲の前後所定範囲をも含む範囲とか、種々の範囲が考えられる。
【００３１】
前記課題を解決するための第５の手段は、前記第１の手段又は前記第２の手段を使用して少なくとも１層の膜厚を測定するプロセスを有してなることを特徴とする光学素子の製造方法（請求項３）である。
【００３２】
本手段においては、計算で求められた分光特性が測定器で測定できないような急峻な変化を含むような場合でも、正確に膜厚を決定することができるので、多層膜の有する光学特性を所望の特性に正確に制御することができる。特に、前記第１の手段の膜厚測定方法又は前記第２の手段の膜厚測定方法と、前記第３の手段の膜厚測定方法とを組み合わせて使用すれば、さらに膜厚の測定精度を良くすることができ、多層膜の有する光学特性を所望の特性に正確に制御することができる。この効果は、前記第１の手段の膜厚測定方法又は前記第２の手段の膜厚測定方法と、前記第４の手段の膜厚測定方法とを組み合わせて使用しても同様に得られる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態の第１の例を詳細に説明する。なお、この発明の実施の形態は、参考のために示すものであって、特許請求されていない。以下の説明において、膜厚の測定法自体は、従来技術の説明の欄において説明したように、計算によって求められた分光透過率と実測された分光透過率のフィッティングにより求めるものとする。
【００３４】
分光透過率測定器の分解能を示す感度特性（以下、単に感度特性という）が、観測すべき波長をλとするとき、波長λ’に対してＡ（λ，λ’）で表されるとする。通常の場合は、感度特性を表す関数の形はλによらないので、Ａ（λ，λ’）は、
Ａ（λ，λ’）＝Ｂ（λ−λ’）という関数形で表されることが多い。
【００３５】
ある膜厚ｄのとき観測される分光透過率を計算によって求めた値を、Ｔ（ｄ，λ）とすると、次式により補正分光透過率Ｔ’（ｄ，λ）を求める。
【００３６】
【数３】

【００３７】
ただし、積分範囲は、分光透過率測定器の感度がある波長範囲内でフィッティング計算に用いる範囲とする。そしてこのようにして求められた補正分光透過率Ｔ’（ｄ，λ）を計算によって求められた分光透過率の代わりに使用して(2)式におけるＴ（ｄｎ₀＋ｉΔ，λ）（ｉ＝−ｍ〜ｍ）を求め、従来技術の欄において説明した方法と同じ方法を用いて、フィッティング計算により(2)式のＳが最も小さくなるｉを採用することにより、膜厚を求める。実際には(3)式の代わりにサンプル値を用いた数値計算によって積分値を求める。また、Ａ（λ，λ’）の関数形は近似値を用いたものにしてもよい。
【００３８】
このような実施の形態を用いることにより、計算された分光特性でなく測定器で測定されるはずの分光透過率と実際に測定された分光透過率のフィッティングが行われるので、正確に膜厚を求めることができる。
【００３９】
以下、本発明の第２の実施の形態について詳細に説明する。なお、この発明の実施の形態は、参考のために示すものであって、特許請求されていない。この実施の形態についても、膜厚の測定法自体は、従来技術の説明の欄において説明したように、計算によって求められた分光透過率と実測された分光透過率のフィッティングにより求めるものとする。
【００４０】
測定された分光透過率をＴａ（λ）とする。そして、この実施の形態においても分光透過率測定器の感度特性が、観測すべき波長をλとするとき、波長λ’に対してＡ（λ，λ’）で表されるとする。そのとき、真の分光透過率をＴ（λ）として，積分方程式
【００４１】
【数４】

【００４２】
を解いてＴ（λ）を求める。実際には、この積分方程式は数値計算により解かれる。Ａ（λ，λ’）の関数形は近似値を用いたものにしてもよい。
【００４３】
このようにして求められたＴ（λ）を用いて、(2)式のＴａ（λ）の代わりにＴ（λ）を使用した式
【００４４】
【数５】

【００４５】
を各ｉについて求め、Ｓの値が最も小さくなるｉを採用する。ただし、(2)式の積分範囲は分光透過率の測定範囲とする。また、実際には(2)式の代わりにサンプル値を用いた数値計算によって積分値を求めることはいうまでもない。さらに、２乗計算の代わりに絶対値を用いてもよい。
【００４６】
本手段においては、実際に観測された分光透過率から、測定器の特性を考慮した積分方程式を解くことにより真の分光透過率を求め、これと計算された分光透過率のフィッティングを行うことにより膜厚を求めているので、正確に膜厚を求めることができる。
【００４７】
以下、本発明の第３の実施の形態について詳細に説明する。この実施の形態についても、膜厚の測定法自体は、従来技術の説明の欄において説明したように、計算によって求められた分光透過率と実測された分光透過率のフィッティングにより求めるものとする。
【００４８】
第１の手段で説明したように、ある膜厚ｄのとき観測される分光透過率を計算によって求めた値を、Ｔ（ｄ，λ）とし、(3)式により計算した補正分光透過率Ｔ’（ｄ，λ）とＴ（ｄ，λ）の差｜Ｔ（ｄ，λ）−Ｔ’（ｄ，λ）｜を求める。そして、この差が所定値を超える波長範囲を、フィッティング計算を行う範囲から除外する。この所定値は、一定値としてもよいし、Ｔ（ｄ，λ）の値に所定係数を掛けた値としてもよい。
【００４９】
また、(2)式におけるもとの積分区間をＬ、積分から除外された区間をＬ’とするとき、(2)式におけるＳの値はＬからＬ’を除いた区間で積分して求められ、これらの積分は１区間のこともあれば複数区間のこともある。
【００５０】
フィッティング計算から除外する範囲としては、前記の差が所定値を超える波長範囲と共に、その前後の所定範囲の波長範囲をも除くようにしてもよい。また、前記の差が所定値を超える範囲が、近接して不連続に複数存在する場合は、そのうち最短の波長から最長の波長に亘る範囲全体をフィッティング計算から除くようにしてもよい。さらに、このようにして決定された連続した波長域の前後の所定の波長範囲を含めて除くようにしてもよい。また、フィッティング計算から除く範囲は、全ての膜厚測定に共通にしてもよいし、膜厚に応じて段階的に変えるようにしてもよい。このようにして決定された除外範囲は、複数の範囲であることもある。
【００５１】
以下、本発明の第４の実施の形態について詳細に説明する。この実施の形態についても、膜厚の測定法自体は、従来技術の説明の欄において説明したように、計算によって求められた分光透過率と実測された分光透過率のフィッティングにより求めるものとする。
【００５２】
従来技術の欄において説明したように、計算された分光透過率をＴ（ｄｎ₀＋ｉΔ，λ）（ｉ＝−ｍ〜ｍ）とする。一方、測定器の感度分布が図４(a)に示すようになっているとし、その半値幅を分解能としてその値をａとする。そして、(2)式に基づいてフィッティングを行う際、各計算分光透過率Ｔ（ｄｎ₀＋ｉΔ，λ）（ｉ＝−ｍ〜ｍ）について、波長がａだけ変化したとき分光透過率の計算値が所定値以上変化する区間を、(2)式における積分区間から除外する。この所定値は、一定値としてもよいし、波長がａだけ変化する区間の各計算分光特性Ｔ（ｄｎ₀＋ｉΔ，λ）（ｉ＝−ｍ〜ｍ）に所定係数を掛けた値としてもよい。
【００５３】
また、(2)式における積分区間をＬ、積分から除外された区間をＬ’とするとき、(2)式におけるＳの値は、区間ＬからＬ’を除いた区間で積分され、比較されることはいうまでもない。
【００５４】
本手段においては、計算された分光特性の変化が大きくて、測定器で測定した場合に誤差が大きくなる波長範囲がフィッティング計算から除外されているので、正確に膜厚を求めることができる。フィッティング計算から除外する範囲を、前記第３の実施の形態で述べたような範囲としてもよいことは言うまでも無い。
【００５５】
多層膜を成膜する過程において、少なくとも１層の膜厚をこれら実施の形態に示したような第１の手段から第４の手段に記載の膜厚測定方法で測定すれば、光学特性が波長に対して大きく変化する可視光域においても、光学特性を計測することにより膜厚を正確に測定することができる。この際、全ての膜の膜厚を同じ測定方法で計測する必要はなく、膜ごとに第１の手段から第４の手段に記載の膜厚測定方法の異なったものを選択して使用してもよい。
【００５６】
また、第１の手段に記載の方法又は第２の手段に記載の方法でフィッティング計算を行ない、これに加えて第３の手段又は第４の手段に記載の方法でフィッティング計算を行なう範囲を制限すれば、膜厚測定精度をさらに上げることができる。
【００５７】
このようにして成膜が行われた光学素子は、各層の膜厚が正確な厚さに成膜されているので、確実に目的とする光学特性を有するものとなる。よって、このような光学素子を光学装置に組み込めば、光学装置の性能の向上を図ることができる。また、本発明における光学素子の製造方法は、光通信用に使用される波長多重用狭帯域フィルター、長波長透過フィルター等を製造するのに特に適している。
【００５８】
【実施例】
（実施例１）
近赤外から赤外領域において、1000nmから1220nmの透過率が５％以下であり、1300nmから1800nmの透過率が85％以上という光学特性を目標とし、27層からなる多層膜を設計して成膜した。成膜の各過程において、各膜厚は第１の実施の形態で示したような方法により求め、従来技術の欄で示したような方法で成膜を行った。得られた多層膜の光学特性の測定結果を図５に示す。図５から、目標とする光学的特性が得られていることが分かる。
【００５９】
（実施例２）
実施例１と同じ多層膜を、膜厚を第２の実施の形態に示したような方法により求め、従来技術の欄で示したような方法で成膜を行った。得られた多層膜の光学特性の測定結果を図６に示す。図６から、目標とする光学的特性が得られていることが分かる。
【００６０】
（実施例３）
実施例１と同じ多層膜を、膜厚を第３の実施の形態に示したような方法により求め、従来技術の欄で示したような方法で成膜を行った。得られた多層膜の光学特性の測定結果を図７に示す。図７によると、1315nm付近で透過率が目標の85％を多少割り込んでいるが、ほぼ目標とする特性が得られているのが分かる。
【００６１】
（比較例）
実施例１と同じ多層膜を、従来と同じ方法で可視光領域で膜厚測定を行い、従来技術の欄で示したような方法で成膜を行った。得られた赤外領域の光学特性は、図８に示すように目標値を大きく外れており、上記各実施例より大幅に悪化していた。
【００６２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明においては、光学特性を測定する測定器の分解能を越えるような急峻な光学特性の変化がある場合でも、光学特性の変化に基づいて、多層膜の各膜厚を正確に決定することができ、これにより所望の光学特性を有する光学素子を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】多層膜を成膜する方法の例を示す図である。
【図２】分光透過率に基づいて膜厚を測定する方法の原理を示す図である。
【図３】分光透過率の例を赤外領域まで示した図である。
【図４】分光透過率測定器の感度特性と、理想的なδ関数型の波長特性を有する光が入射した場合に観測される分光透過率の形を示す図である。
【図５】本発明の第１の実施例により得られた多層膜の光学特性を示す図である。
【図６】本発明の第２の実施例により得られた多層膜の光学特性を示す図である。
【図７】本発明の第３の実施例により得られた多層膜の光学特性を示す図である。
【図８】従来の膜厚測定法を使用した成膜方法により得られた多層膜の光学特性を示す図である。
【符号の説明】
１…真空チャンバー
２…基板ホルダー
３…回転軸
４…光学素子
５…モニター基板
６…スパッター装置
７…窓
８…投光器
９…受光器
Ｍ…多層薄膜
Ｍ１〜Ｍｎ…薄膜

Claims

表面に多層膜を有する光学素子における、多層膜を構成する各々の膜の厚さを測定する方法であって、種々の膜厚のときに観測される分光特性を計算によって求めると共に、求められた分光特性を測定器の感度特性又はその近似値によって補正した補正分光特性を求め、両者の差が所定値以上である波長範囲を求め、この範囲除いた範囲、又はこの範囲を含む所定範囲を除いた範囲において、計算によって求められた分光特性と実際に測定された分光特性とのフィッティング計算を行なうことにより膜厚を求めることを特徴とする光学素子の膜厚測定方法。
表面に多層膜を有する光学素子における、多層膜を構成する膜の各々の厚さを測定する方法であって、種々の膜厚のときに観測される分光特性を計算によって求め、このうち、測定器の分解能に対応する波長間における分光特性の変化が所定値以上である範囲を求め、この範囲除いた範囲、又はこの範囲を含む所定範囲を除いた範囲において、計算によって求められた分光特性と実際に測定された分光特性とのフィッティング計算を行なうことにより膜厚を求めることを特徴とする光学素子の膜厚測定方法。
請求項１又は請求項２に記載の膜厚測定方法を使用して少なくとも１層の膜厚を測定するプロセスを有してなることを特徴とする光学素子の製造方法。