JP7188754B2 - 光学製品の反り予測方法及びプログラム - Google Patents

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Description

本発明は、基板に単層膜又は多層膜が形成された光学製品の反りを予測する方法及びプログラムに関する。
カメラレンズ用フィルタ等の光学製品における基板に対し、ハードコート膜あるいは反射防止膜等の単層膜あるいは多層膜が形成される場合に、その単層膜あるいは多層膜の応力により基板(光学製品)が反ることがある。
かような反りは、光学製品の性能に影響を及ぼすことがあり、典型的には反りがない(反り=0である)状態が望まれる。
従来、反りのない光学製品となる単層膜あるいは多層膜の設計では、まず光学的な機能を満たすものが仮設計され、その仮設計に係る単層膜あるいは多層膜が試験的に基板に対して成膜されて仮の光学製品が形成され、当該仮の光学製品の反りが実測されて、反りがある(反りの絶対値が所定値を超える)場合には反りがフィードバックされた状態で再度別の仮設計が行われ、以降仮の光学製品の形成及び反りの実測が、反りがなくなって設計が確定するまで繰り返される。
かような設計では手間及びコストがかかるため、設計に係る単層膜あるいは多層膜の反りの算出が試みられている。
下記非特許文献1,2,3では、単層膜の応力による反りδに関するStoneyの式(下記式(1))から、光学製品の反りδを計算することが開示されている。
式(1)において、dは膜厚[m(メートル)]、σは膜の応力[Pa(パスカル)]、bは円盤状の基板の板厚[m]、lは基板の半径[m]、Eは基板のヤング率[Pa]、νは基板のポアソン比[単位なし]である。
Figure 0007188754000001
又、高屈折材料で形成された高屈折率層と低屈折材料で形成された低屈折率層とが交互に積層された多層膜に関しては、下記非特許文献4に示されるように、Stoneyの式を拡張した下記式(2)~(6)によって、多層膜付き基板の反りδの計算が試みられている。
式(2)は、式(1)と同じである。
式(3)~(6)において、dは高屈折率層の合計膜厚[m]、dは低屈折率層の合計膜厚[m]、σは高屈折率層の真応力[Pa]、σは低屈折率層の真応力[Pa]である。
Figure 0007188754000002
G. G. Stoney: Proc. R. Soc. London, Series A, 82, 172 (1909) R. W. Hoffman, "The Mechanical Properties of Thin Condensed Films" in Physics of Thin Films (Academic, New York, 1966), Vol. 3, p. 211 A. Brenner and S. Senderoff: J.research NBS 42, 105(1949) Optical Interference Coatings 2013, Design Problem, Problem B
上記反りδの計算では、膜(層)の材質に応じた応力σ,σ,σ等を入力パラメータとするところ、当該入力パラメータとして理論値等の所定値が用いられるため、計算上の反りδと光学製品作製後において実際に発生する反りとの間に誤差が発生する。又、特に多層膜の場合のように関係する要素が増加すると、反りδの計算において系統誤差が発生し、計算上の反りδが実際の反りと相違することが増える。よって、上記反りδの計算の精度は、更に向上する余地があるものとなっている。
そこで、本発明の主な目的は、反りの計算が精度良くなされ、仮設計に係る仮の光学製品の作製及びフィードバックという工程の回数が減少し又は0となって光学製品の作製の手間及びコストの低減に資することができる光学製品の反り予測方法及びプログラムを提供することである。
上記目的を達成するため、請求項1に記載の発明は、光学製品の反り予測方法において、フィッティングパラメータを有しており、前記フィッティングパラメータは、第1フィッティングパラメータa、及び第2フィッティングパラメータ であり、複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている後述の式(7)(但し第3フィッティングパラメータδ及び基板の初期反りδが考慮されない)~(15)がコンピュータで計算されることにより、膜付きの基板の反りδが予測されることを特徴とし、ここで、σintは真応力、Eは多層膜のヤング率、Eは高屈折率層のヤング率、Eは低屈折率層のヤング率、νは多層膜のポアソン比、νは高屈折率層のポアソン比、νは低屈折率層のポアソン比、αは多層膜の線膨張係数、αは高屈折率層の線膨張係数、αは低屈折率層の線膨張係数、αは基板の線膨張係数、Tは室温、dは膜厚、bは基板の板厚、lは基板の半径、Eは基板のヤング率、νは基板のポアソン比、dは高屈折率層の合計膜厚、dは低屈折率層の合計膜厚、σは高屈折率層の真応力、σは低屈折率層の真応力である。
上記目的を達成するため、請求項2に記載の発明は、光学製品の反り予測方法において、フィッティングパラメータを有しており、前記フィッティングパラメータは、第1-1フィッティングパラメータ 第1-2フィッティングパラメータ 、及び第2フィッティングパラメータ であり、複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている後述の式(16)(但し基板の初期反りδが考慮されない)を含む式(9)~(17)(式(10)を除く)がコンピュータで計算されることにより、膜付きの基板の反りδが予測されることを特徴とし、ここで、σintは真応力、Eは多層膜のヤング率、Eは高屈折率層のヤング率、Eは低屈折率層のヤング率、νは多層膜のポアソン比、νは高屈折率層のポアソン比、νは低屈折率層のポアソン比、αは多層膜の線膨張係数、αは高屈折率層の線膨張係数、αは低屈折率層の線膨張係数、αは基板の線膨張係数、Tは室温、dは膜厚、bは基板の板厚、lは基板の半径、Eは基板のヤング率、νは基板のポアソン比、dは高屈折率層の合計膜厚、dは低屈折率層の合計膜厚、σは高屈折率層の真応力、σは低屈折率層の真応力である。
請求項3に記載の発明は、上記発明において、後述の式(7)(但し基板の初期反りδが考慮されない)~(15)あるいは式(16)(但し基板の初期反りδが考慮されず第3フィッティングパラメータが考慮される)を含む式(9)~(17)(式(10)を除く)が、複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ(前記第3フィッティングパラメータを含む)以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている状態でコンピュータで計算されることにより、膜付きの基板の反りδが予測されることを特徴とするものである。
請求項4に記載の発明は、上記発明において、後述の式(7)(但し第3フィッティングパラメータδが考慮されない)~(15)あるいは式(16)を含む式(9)~(17)(式(10)を除く)が複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている状態でコンピュータで計算されることにより、膜付きの基板の反りδが予測されることを特徴とするものである。
請求項5に記載の発明は、上記発明において、後述の式(7)~(15)あるいは式(16)に第3フィッティングパラメータを導入したものを含む式(9)~(17)(式(10)を除く)が、複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ(前記第3フィッティングパラメータを含む)以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている状態でコンピュータで計算されることにより、膜付きの基板の反りδが予測されることを特徴とするものである。
上記目的を達成するため、請求項6に記載の発明は、光学製品の反り予測プログラムにおいて、フィッティングパラメータを有しており、前記フィッティングパラメータは、第1フィッティングパラメータa、及び第2フィッティングパラメータ であり、複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている後述の式(7)(但し第3フィッティングパラメータδ及び基板の初期反りδが考慮されない)~(15)の記憶を参照可能であり、前記式(7)(但し第3フィッティングパラメータδ及び基板の初期反りδが考慮されない)~(15)を計算することにより膜付きの基板の反りδを予測する制御手段を、実行によりコンピュータにおいて形成することを特徴とし、ここで、σintは真応力、Eは多層膜のヤング率、Eは高屈折率層のヤング率、Eは低屈折率層のヤング率、νは多層膜のポアソン比、νは高屈折率層のポアソン比、νは低屈折率層のポアソン比、αは多層膜の線膨張係数、αは高屈折率層の線膨張係数、αは低屈折率層の線膨張係数、αは基板の線膨張係数、Tは室温、dは膜厚、bは基板の板厚、lは基板の半径、Eは基板のヤング率、νは基板のポアソン比、dは高屈折率層の合計膜厚、dは低屈折率層の合計膜厚、σは高屈折率層の真応力、σは低屈折率層の真応力である。
上記目的を達成するため、請求項7に記載の発明は、光学製品の反り予測プログラムにおいて、フィッティングパラメータを有しており、前記フィッティングパラメータは、第1-1フィッティングパラメータ 第1-2フィッティングパラメータ 、及び第2フィッティングパラメータ であり、複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている後述の式(16)(但し基板の初期反りδが考慮されない)を含む式(9)~(17)(式(10)を除く)の記憶を参照可能であり、前記式(16)(但し基板の初期反りδが考慮されない)を含む式(9)~(17)(式(10)を除く)を計算することにより膜付きの基板の反りδを予測する制御手段を、実行によりコンピュータにおいて形成することを特徴とし、ここで、σintは真応力、Eは多層膜のヤング率、Eは高屈折率層のヤング率、Eは低屈折率層のヤング率、νは多層膜のポアソン比、νは高屈折率層のポアソン比、νは低屈折率層のポアソン比、αは多層膜の線膨張係数、αは高屈折率層の線膨張係数、αは低屈折率層の線膨張係数、αは基板の線膨張係数、Tは室温、dは膜厚、bは基板の板厚、lは基板の半径、Eは基板のヤング率、νは基板のポアソン比、dは高屈折率層の合計膜厚、dは低屈折率層の合計膜厚、σは高屈折率層の真応力、σは低屈折率層の真応力である。
請求項8に記載の発明は、上記発明において、後述の式(7)(但し基板の初期反りδが考慮されない)~(15)あるいは式(16)(但し基板の初期反りδが考慮されず第3フィッティングパラメータが考慮される)を含む式(9)~(17)(式(10)を除く)について、複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ(前記第3フィッティングパラメータを含む)以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている状態で計算することにより膜付きの基板の反りδを予測する制御手段を、実行によりコンピュータにおいて形成することを特徴とするものである。
請求項9に記載の発明は、上記発明において、後述の式(7)(但し第3フィッティングパラメータδが考慮されない)~(15)あるいは式(9)~(17)(式(10)を除く)について複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている状態で計算することにより膜付きの基板の反りδを予測する制御手段を、実行によりコンピュータにおいて形成することを特徴とするものである。
請求項10に記載の発明は、上記発明において、後述の式(7)~(15)あるいは式(16)に第3フィッティングパラメータを導入したものを含む式(9)~(17)(式(10)を除く)について、複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている状態で計算することにより膜付きの基板の反りδを予測する制御手段を、実行によりコンピュータにおいて形成することを特徴とするものである。
本発明の主な効果は、反りの計算が精度良くなされ、仮設計に係る仮の光学製品の作製及びフィードバックという工程の回数が減少し又は0となって光学製品の作製の手間及びコストの低減に資することができる光学製品の反り予測方法及びプログラムが提供されることである。
本発明の第1形態に係る光学製品の反り予測装置のブロック図である。 本発明の第1形態に係る反り予測プログラムが実行されている光学製品の反り予測装置における各フィッティングパラメータの最適化に係る動作例(光学製品の反り予測方法における各フィッティングパラメータの最適化の一例)に関するフローチャートである。 本発明の第1形態に係る成膜条件Iで形成したサンプルの初期の反り計算値を横軸とし反り測定値を横軸としたグラフである。 第1調整段階の反り計算値に係る図3と同様のグラフである。 第2調整段階の反り計算値に係る図3と同様のグラフである。 第3調整段階の反り計算値に係る図3と同様のグラフである。 本発明の第1形態に係る光学製品の反り予測装置における反り予測の動作例(光学製品の反り予測方法における反り予測の一例)に関するフローチャートである。 本発明の第1形態において算出される反り計算値の正確性(予測精度)に関するグラフである。 本発明の第1形態において反り予測プログラムと膜設計プログラムとが連携されている場合の画面表示例を示す画像である。 本発明の第1形態に係る成膜条件IIにおける図6と同様のグラフである。 本発明の第1形態に係る成膜条件IIにおける図8と同様のグラフである。 本発明の第1形態に係る成膜条件IIIにおける図6と同様のグラフである。 本発明の第1形態に係る成膜条件IIIにおける図8と同様のグラフである。 本発明の第2形態に係る成膜条件Iにおける図6と同様のグラフである。 本発明の第2形態に係る成膜条件Iにおける図8と同様のグラフである。 高屈折率層の真応力σ及び低屈折率層の真応力σが異なる値とされた場合における図14と同様のグラフである。 図16の場合における図15と同様のグラフである。 高屈折率層の真応力σ及び低屈折率層の真応力σが更に異なる値とされた場合における図14と同様のグラフである。 図18の場合における図15と同様のグラフである。
以下、本発明に係る実施の形態の例が、適宜図面に基づいて説明される。尚、本発明の形態は、これらの例に限定されない。
[第1形態]
本発明の第1形態に係る光学製品の反り予測装置(反り予測装置)1は、コンピュータを含み、図1に示されるように、表示手段2と、入力手段4と、記憶手段6と、通信手段7と、制御手段8と、を備えている。
光学製品は、基板の片面又は両面に単層膜又は多層膜が形成されたものであり、例えば、単層膜あるいは光学多層膜(ハードコート膜、反射防止膜、及び減光膜の少なくとも何れか等)付きのレンズ用フィルタ、単層膜あるいは光学多層膜付きの光通過窓カバー(赤外線通信部カバー若しくは赤外線利用近接センサ部のカバー等)、光学多層膜によるミラー、フィルタ等である。
反り予測装置1は、例えば、光学製品メーカーに設置される。
表示手段2は、各種の情報を表示するものであり、例えば液晶ディスプレイあるいは有機エレクトロルミネッセンスディスプレイである。
入力手段4は、各種の情報の入力を受け付けるものであり、例えばキーボード及びポインティングデバイスの少なくとも一方である。
表示手段2と入力手段4とは、タッチパネルのように一体化されていても良い。
記憶手段6は、各種の情報を記憶するものであり、例えばハードディスク、メモリ、及びディスクドライブの少なくとも何れかである。
通信手段7は、各種の情報を外部機器との間で通信するものであり、ここではローカルエリアネットワーク(LAN)に接続された機器と通信するものである。
制御手段8は、これらの手段を制御するものであり、例えば中央演算装置(CPU)である。制御手段8は、記憶手段6に記憶された反り予測プログラムを逐次読み出して、当該プログラムに従い反りの定量的な予測に係る処理を行う。
又、記憶手段6には、反り予測プログラムの一部として(反り予測プログラムが参照可能である状態で)、光学製品の反りの定量的な予測のための下記式(7)~(15)が記憶されている。即ち、下記式(7)~(15)によって、基板の片面に多層膜が付いた光学製品における反りδの計算が行われる。尚、単層膜付き基板の反りδの計算が式(7)~(15)によって行われても良い。
式(7)~(15)において、σintは真応力[Pa]、Eは多層膜のヤング率[Pa]、Eは高屈折率層のヤング率[Pa]、Eは低屈折率層のヤング率[Pa]、νは多層膜のポアソン比[単位なし]、νは高屈折率層のポアソン比[単位なし]、νは低屈折率層のポアソン比[単位なし]、αは多層膜の線膨張係数[/K(毎ケルビン)]、αは高屈折率層の線膨張係数[/K]、αは低屈折率層の線膨張係数[/K]、αは基板の線膨張係数[/K]、Tは室温[K(ケルビン)]、δは基板の成膜前の反り(初期反り)[m]、dは高屈折率層の合計膜厚[m]、dは低屈折率層の合計膜厚[m]、σは高屈折率層の真応力[Pa]、σは低屈折率層の真応力[Pa]、aは第1フィッティングパラメータ(膜成長)、Tは第2フィッティングパラメータ(温度影響)、δは第3フィッティングパラメータ(系統誤差等)である。各種の応力及び反りδの符号が正であると引張応力(成膜面側に凹)、負であると圧縮応力(成膜面側に凸)である。尚、単位[K]は、単位[℃]とされても良く、他の単位についても適宜同等のものに変更されても良い。又、式(7)~(15)は高屈折率材料と低屈折率材料の2材料が念頭に置かれたものであるが、3材料以上に拡張されても良い。
式(7)は、式(1)に対し、新たに第3フィッティングパラメータδが導入されたものであり、式(A4)に対応する。
式(8)は、式(1)について特に応力に関する精度向上(実態に即したモデル式の導入)を目的として、式(1)の応力σを新規に拡張するために新たに導入されたものである。式(8)において、第1フィッティングパラメータa及び第2フィッティングパラメータTが用いられている。式(8)は、式(B1)に対応する。
式(9)は、式(3)と同じであり、式(C)に対応する。
式(10)は、式(4)の応力σについて、熱応力の影響を式(8)で別途考慮するために真応力σintに置き換えたものであり、式(D)に対応する。
式(11),(12)は、式(5),(6)と同じであり、順に式(E),(F)に対応する。
式(13),(14),(15)は、式(8)の一部(熱応力の各パラメータ)を示すものとして新たに導入されたものであり、順に式(G),(H),(I)に対応する。
Figure 0007188754000003
反り予測装置1では、予め成膜装置(成膜条件)毎に、式(7),(8)の第1,第2,第3フィッティングパラメータa,T,δが、複数の反りの実測値に基づいて最適化されて記憶手段6に記憶されている。第1~第3フィッティングパラメータが最適化された式(7)~(15)に対し、同じ成膜装置(同じプロセス)において成膜する場合の設計上の多層膜に係る各種の値を代入すれば、設計上の多層膜における反りが定量的に算出される。
図2は、反り予測プログラムが実行されている反り予測装置1における各フィッティングパラメータの最適化に係る動作例(光学製品の反り予測方法における各フィッティングパラメータの最適化の一例)に関するフローチャートである。
以下、まず高屈折率材料である五酸化二タンタルTaと低屈折率材料である二酸化ケイ素SiOとを交互に蒸着して多層膜を成膜する成膜装置D1における第1~第3フィッティングパラメータの最適化が説明される。成膜装置D1では、蒸着に係るチャンバの真空度は5×10-4Pa程度とされ、基板は別途加熱されず、チャンバ内に酸素(O)ガスが一定の流量で導入される。かような成膜条件は、以下成膜条件Iと呼ばれる。
第1~第3フィッティングパラメータの最適化において、予めサンプルとして、多層膜(Ta製高屈折率層とSiO製低屈折率層との交互膜)における層数、高屈折率層の合計物理膜厚(H膜厚)、低屈折率層の合計物理膜厚(L膜厚)、基板の材質、基板の大きさ等が複数設計される(ステップS1)。ここでは、基板は円板であり、基板の大きさは外形(直径[mm(ミリメートル)])及び板厚[mm]で決定される。
又、設計された各サンプルについて、第1,第2,第3フィッティングパラメータがa=1、T=T、δ=0とされた状態(背景技術に記載の式(2)~(6)とδを除いて同等の状態,初期状態)の式(7)~(15)で、反り予測装置1(制御手段8)によって仮に反りδ(PV計算値)が算出される(ステップS2)。PVはPeak to Valleyであり、ここでは、反りδは、最上端(基板面内で最も高い点,Peak)の高さと最下端(基板面内で最も低い点,Valley)の高さの差で把握される。フィッティングパラメータ以外の各種の値は、各サンプルの設計に基づいて入力手段4から入力される。ここで、真応力は、高屈折率層でσ=-270.5[MPa(メガパスカル)]とされ、低屈折率層でσ=-588.0[MPa]とされる。尚、反り予測装置1が膜設計装置と一体化され、即ち同じコンピュータに反り予測プログラムと膜設計プログラムとがインストールされ、膜設計プログラムで決定された各種の値が自動的に反り予測プログラムに渡されても良い。又、反りδは、PV以外のPower値等により把握されても良い。更に、初期状態において、各フィッティングパラメータの少なくとも何れかが上述の値と異なっていても良い。
更に、設計に基づいて各サンプルを実際に作製し、更に作製された各サンプルの反りδ(PV測定値)が反り測定装置で実測される(ステップS3)。
次の[表1]において、成膜条件Iにおける各サンプル(20例,No.1~20)が示される。尚、PV計算値及びPV測定値共に、λ=633nmが基準とされるところ、λは他の値とされても良い。
Figure 0007188754000004
そして、各サンプルにおけるPV測定値にPV計算値がフィットするように、各フィッティングパラメータが決定される(ステップS4~S6)。ここでは、各フィッティングパラメータは、第1フィッティングパラメータa、第2フィッティングパラメータT、第3フィッティングパラメータδの順で、次に説明するように決定される。尚、各フィッティングパラメータの決定順は、変更されても良いし、少なくとも2個以上のフィッティングパラメータが同時に変更されても良い。又、線形計画法等の別のフィッティング手法により、各フィッティングパラメータが決定されても良い。
即ち、フィッティングの対象(初期状態)となる各サンプルのPV計算値は、PV測定値に対し誤差を有している。図3は、PV計算値を横軸とし、PV測定値を縦軸としたグラフである。このグラフ内において点線で表された直線は、PV計算値=PV測定値となる線(一致直線)であり、この一致直線に可及的に近づくようなPV計算値が算出されるように、各フィッティングパラメータが決定されれば、決定後の式(7)~(15)において成膜条件Iに即したPV計算値が、光学製品の仮作製なしに正確に算出されるようになる。
[表1]の各サンプルの初期のPV計算値について最小二乗法で決定された直線(初期の参照直線)では、PV計算値をxとし、PV測定値をyとすると、y=0.8488x-0.0983となり、y=x(一致直線)から離れている。
そこで、制御手段8は、まず第1フィッティングパラメータaを最適化する(ステップS4)。
第1フィッティングパラメータaは、真応力(単層膜の応力)を定数倍するものであり、成膜時の膜成長の度合に対応し得るものである。
図4に示されるように、第1フィッティングパラメータaが増減されると、PV計算値が初期のものから第1調整段階のものに変化し、上述の参照直線の傾きが変化するので、制御手段8は参照直線の傾きが可及的に1に近づくような第1フィッティングパラメータaを決定する。ここでは、制御手段8は、a=0.849と決定する。このとき、参照直線はy=1.0000x-0.0983となり、一致直線に近づく。
尚、多層膜に拡張された真応力aσ=σ(本来であれば“~”は“σ”の真上に表記されるところ表現上の制約により適宜“σ”と記載される)となり、高屈折率層に係るσ =-229.6[MPa]となり、低屈折率層に係るσ =-499.1[MPa]となる。
次に、制御手段8は、第2フィッティングパラメータTを最適化する(ステップS5)。
第2フィッティングパラメータTは、膜応力に係る温度依存項に対応する熱応力項に関するものであり、温度影響を示すものである。第2フィッティングパラメータTが考慮されること(室温Tと等しくならないこと)は、膜応力に熱応力項が導入されることに対応し、かような熱応力項の導入により、基板の種類による影響が緩和される。
図5に示されるように、第2フィッティングパラメータTが増減されると、PV計算値が第1調整段階のものから第2調整段階のものに変化し、上述の参照直線の傾きが変化するので、制御手段8は参照直線の傾きが更に1に近づきあるいは1となるような第2フィッティングパラメータTを決定する。ここでは、制御手段8は、a=0.864,T=70[℃]と決定する。このとき、参照直線はy=1.0001x-0.0695となり、更に一致直線に近づく。
続いて、制御手段8は、第3フィッティングパラメータδを最適化する(ステップS6)。
第3フィッティングパラメータδは、基板の影響を始めとする系統誤差を示すものである。
図6に示されるように、第3フィッティングパラメータδが増減されると、PV計算値が第2調整段階のものから第3調整段階のものに変化し、上述の参照直線の切片が変化するので、制御手段8は参照直線の切片が0となるような第3フィッティングパラメータδを決定する。ここでは、制御手段8は、δ=-0.0695と決定する。このとき、参照直線はy=1.0000x-0.00004となり、更に一致直線に近づく。
尚、ステップS6が省略され、即ち第3フィッティングパラメータδの最適化が行われなくても良い。
このようにして、成膜条件Iに対し式(7)~(15)が最適化され、以後成膜条件Iで成膜される基板の定量的な反りδが正確に予測される。
即ち、図7に示されるように、成膜前の基板の初期反りδを反り測定装置で実測する(ステップS11)。以後、初期反りδを有する基板に対して、膜応力が変形力成分を変化させるものとして基板の反りδが計算される。尚、ステップS11は省略されても良い。
次に、事前に各フィッティングパラメータが定められることで最適化された式(7)~(15)に対し、各設計値あるいは特性値が代入されて、基板の反りδ(PV計算値)が計算される(ステップS12)。特に、式(8)の右辺第2項のように熱応力が考慮されているため、加熱成膜による反りδへの影響が反映され、一層正確な反りδの計算がなされる。
そして、算出された基板の反りδ(PV計算値)は、表示手段2における表示等により、ユーザに報知される(ステップS13)。尚、ステップS13に代えて、あるいはステップS13と共に、通信手段7を介して他の装置に算出された基板の反りδ(PV計算値)を発信するステップが設けられても良い。
図8は、算出される反りδ(PV計算値)の正確性(予測精度)に関するグラフである。即ち、上記[表1]の「反り測定」欄に示された実測に係るPV測定値から、最適化された式(7)~(15)に対して同表の各設計値(No.1~20)を代入して得られたPV計算値を引いた差は、当該差を縦軸とし、No.1~20を横軸とした図8に示されるように、±0.1λに収まっている。
又、上述の通り、反り予測プログラムと膜設計プログラムとが連携されていれば、膜設計プログラムによる膜設計の途中あるいは完了時に、即座に正確な膜付き基板の反りが参照可能となる。
この場合の画面表示例が、図9に示される。
即ち、膜設計プログラムに係る画面左部の「光学薄膜設計」ウィンドウの「0」タブにおいて、膜物質A(SiO)と膜物質B(Ta)の全5層の交互膜(反射防止膜)が、「N」欄の屈折率及び「D」欄の物理膜厚[nm]を有する状態で、数値等の入力により設計され、更に基板に関する情報である物質の種類(画面では「a」即ちBK7)及び板厚「D」[mm]が入力されると、「0」タブでの設計である「設計0」に係るものとして、画面右上の「反射率」ウィンドウにおいて、反射防止膜に係る可視波長域での反射率分布が、制御手段の計算に基づき表示されると共に、画面右下の「応力・反り」ウィンドウにおいて、反射防止膜に係る真応力[MPa],熱応力[MPa],平均全応力[MPa],反り(λ=633nm),曲率半径[m]が、反り予測プログラムを実行する制御手段の計算に基づき表示される。曲率半径は、反りと基板の大きさとから算出可能である。
又、ユーザは、「0」タブに対する入力を保持したまま、新たに生成した「1」タブに対して同様に入力すれば、「応力・反り」ウィンドウにおいて、「設計0」に係る反り等と「設計1」に係る反り等とを見比べることができる。更に、ユーザは、新たに生成した「2」タブ等に同様に入力していけば、3種以上の設計に係る反り等を見比べることができる。
更に、ユーザは、「光学薄膜設計」ウィンドウの「裏面考慮」ボックスにチェックを入れれば、裏面に考慮した反射率分布及び反り等を確認することができる。表面の膜の設計は図9にもあるように「SIDE1」に入力可能であり、裏面の膜の設計は新たに生成される「SIDE2」に入力可能である。
「光学薄膜設計」ウィンドウ下辺部における「媒質」は、光学製品を取り巻く物質のことであり、図9では媒質の屈折率N=1.000即ち空気が指定されている。
尚、屈折率は、「膜物質」欄の入力に応じ、自動的に設定されても良い。又、反射率ウィンドウの処理及び表示は、省略されても良い。
次に、高屈折率材料であるTaと低屈折率材料であるSiOとを交互に蒸着して多層膜を成膜する成膜装置D2におけるフィッティングパラメータの最適化が説明される。成膜装置D2では、蒸着に係るチャンバの真空度は9×10-4Pa程度とされ、基板は別途200℃に加熱され、チャンバ内に酸素(O)ガスが一定の流量で導入され、イオンアシストがなされる。かような成膜条件は、以下成膜条件IIと呼ばれる。
成膜条件IIにおけるフィッティングパラメータの最適化は、成膜条件Iの場合と同様に、各サンプルの設計値(ステップS1)からPV計算値が算出されると共に(ステップS2)、設計値通りに基板上に多層膜が成膜されて作製された光学製品の反りが実測されてPV測定値が得られ(ステップS3)、各サンプルにおけるPV測定値にPV計算値がフィットするように各フィッティングパラメータが決定されることで行われる(ステップS4~S6)。
次の[表2]において、成膜条件IIにおける各サンプル(9例,No.1~9)が示される。尚、PV計算値及びPV測定値共に、λ=633nmが基準とされる。
Figure 0007188754000005
反り計算値が第3調整段階(ステップS6)まで完了した場合、成膜条件IIにおけるPV計算値とPV測定値との関係は図10に示される通りとなる。又、成膜条件IIにおける第1フィッティングパラメータaは0.880、第2フィッティングパラメータTは180[℃]、第3フィッティングパラメータδは-0.0321となる。更に、成膜条件IIにおけるTaの真応力σ は-163.6[MPa]となり、SiOの真応力σ は-194.9[MPa]となる。
かように成膜条件IIにおいて最適化された式(7)~(15)により、以後成膜条件IIで成膜される基板の定量的な反りδが正確に予測される(ステップS11~13)。
図11は、成膜条件IIにおいて算出される反りδ(PV計算値)の正確性(予測精度)に関するグラフである。即ち、上記[表2]の「反り測定」欄に示された実測に係るPV測定値から、最適化された式(7)~(15)に対して同表の各設計値(No.1~9)を代入して得られたPV計算値を引いた差は、当該差を縦軸とし、No.1~9を横軸とした図11に示されるように、±0.1λに収まっている。
続いて、上述の成膜装置D2において、高屈折率材料をNbに代えた成膜条件IIIにおけるフィッティングパラメータの最適化が説明される。低屈折率材料は、SiOで変わらず、高屈折率材料と低屈折率材料とが交互に蒸着されることも変わらない。又、成膜条件IIIでは、蒸着に係るチャンバの真空度は9×10-4Pa程度とされ、基板は別途150℃に加熱され、チャンバ内に酸素(O)ガスが一定の流量で導入され、イオンアシストがなされる。
成膜条件IIIにおけるフィッティングパラメータの最適化は、成膜条件I,IIの場合と同様に、各サンプルの設計値(ステップS1)からPV計算値が算出されると共に(ステップS2)、設計値通りに基板上に多層膜が成膜されて作製された光学製品の反りが実測されてPV測定値が得られ(ステップS3)、各サンプルにおけるPV測定値にPV計算値がフィットするように各フィッティングパラメータが決定されることで行われる(ステップS4~S6)。
次の[表3]において、成膜条件IIIにおける各サンプル(21例,No.1~21)が示される。尚、PV計算値及びPV測定値共に、λ=633nmが基準とされる。
Figure 0007188754000006
反り計算値が第3調整段階(ステップS6)まで完了した場合、成膜条件IIIにおけるPV計算値とPV測定値との関係は図12に示される通りとなる。又、成膜条件IIIにおける第1フィッティングパラメータaは0.891、第2フィッティングパラメータTは146[℃]、第3フィッティングパラメータδは-0.0045となる。更に、成膜条件IIIにおけるNbの真応力σ は-159.4[MPa]となり、SiOの真応力σ は-197.4[MPa]となる。
かように成膜条件IIIにおいて最適化された式(7)~(15)により、以後成膜条件IIIで成膜される基板の定量的な反りδが正確に予測される(ステップS11~13)。
図13は、成膜条件IIIにおいて算出される反りδ(PV計算値)の正確性(予測精度)に関するグラフである。即ち、上記[表3]の「反り測定」欄に示された実測に係るPV測定値から、最適化された式(7)~(15)に対して同表の各設計値(No.1~21)を代入して得られたPV計算値を引いた差は、当該差を縦軸とし、No.1~21を横軸とした図13に示されるように、±0.1λに収まっている。
このように、成膜条件I~IIIといった成膜条件毎に第1~第3フィッティングパラメータを予め最適化した式(7)~(15)を備えた反り予測方法、反り予測プログラム、及びこれらを実行する反り予測装置1によって、同じ成膜条件下では、基板の種類、基板のサイズ、あるいは膜の層数によらず、定量的な反りδの評価が、光学製品の作製及び反りの実測をすることなく行える。
又、反り予測プログラムが、膜設計プログラムに組み込まれ、あるいは膜設計プログラムと連携可能とされて、膜の設計値(高屈折率材料の種類及び高屈折率層の合計膜厚並びに低屈折率材料の種類及び低屈折率層の合計膜厚)を参照可能とされれば、膜設計プログラムに対する設計値の入力に応じて反りδを計算して表示手段2等に表示させることができ、便利である。
尚、成膜条件I~IIIでは、応力が圧縮応力で反りδが成膜面側に凸であったところ、応力が引張応力で反りδが成膜面側に凹である場合においても、並びに応力として圧縮応力と引張応力とが混在して反りδがそのバランスにより決まる場合においても、応力及び反りδの符号により、反りδが同様に算出される。
即ち、本発明の第1形態に係る光学製品の反り予測方法では、aが第1フィッティングパラメータとされ、Tが第2フィッティングパラメータとされ、δが第3フィッティングパラメータとされていて、これらが複数のサンプルにより成膜条件I~III毎に最適化されている(ステップS1~S6)式(7)~(15)がコンピュータで計算される(ステップS11~S13)ことにより、膜付きの基板の反りδが予測される。よって、従来より正確な基板の反りδが予測可能であり、一旦式(7)~(15)が複数のサンプルにより最適化されれば、以後サンプルを都度作製することなく、正確な反りδが計算により得られ、反りδのない(所望の程度の反りδを有する)光学製品が低コストで簡単に作成可能となる。尚、式(7)は、上述の通り特許請求の範囲における式(A4)に対応する。
又、式(7)で第3フィッティングパラメータδ及び基板の初期反りδが考慮されなくても(特許請求の範囲の式(A1)に対応)、応力が真応力に加え熱応力についても式(8)及び第1,第2フィッティングパラメータで反映されることとなり、従来より正確な基板の反りδが予測可能である。同様に、第3フィッティングパラメータδが考慮されて基板の初期反りδが考慮されなくても(特許請求の範囲の式(A2)に対応)、第3フィッティングパラメータδの導入により、従来より正確な基板の反りδが予測可能である。又、基板の初期反りδが考慮されて第3フィッティングパラメータδが考慮されなくても(特許請求の範囲の式(A3)に対応)、板の初期反りδの導入により、従来より正確な基板の反りδが予測可能である。
更に、本発明の第1形態に係る光学製品の反り予測プログラムは、aが第1フィッティングパラメータとされ、Tが第2フィッティングパラメータとされ、δが第3フィッティングパラメータとされていて、これらが複数のサンプルにより成膜条件I~III毎に最適化されている式(7)~(15)の記憶手段6における記憶を参照可能であり、式(7)~(15)を計算することにより膜付きの基板の反りδを予測する制御手段8を、実行によりコンピュータにおいて形成する。よって、反り予測プログラムは、従来より正確な基板の反りδが予測可能な制御手段8をコンピュータにおいて形成可能であり、一旦式(7)~(15)が複数のサンプルにより最適化されれば、以後サンプルを都度作製することなく、正確な反りδが計算により得られ、反りδのない(所望の程度の反りδを有する)光学製品が低コストで簡単に作成可能となる。
又、式(7)で第3フィッティングパラメータδ及び基板の初期反りδが考慮されなくても(特許請求の範囲の式(A1)に対応)、応力が真応力に加え熱応力についても式(8)及び第1,第2フィッティングパラメータで反映されることとなり、従来より正確な基板の反りδが予測可能な制御手段8がコンピュータにおいて形成される。同様に、第3フィッティングパラメータδが考慮されて基板の初期反りδが考慮されなくても(特許請求の範囲の式(A2)に対応)、第3フィッティングパラメータδの導入により、従来より正確な基板の反りδが予測可能な制御手段8がコンピュータにおいて形成される。又、基板の初期反りδが考慮されて第3フィッティングパラメータδが考慮されなくても(特許請求の範囲の式(A3)に対応)、板の初期反りδの導入により、従来より正確な基板の反りδが予測可能な制御手段8がコンピュータにおいて形成される。
尚、上記動作例等において、多層膜における低屈折率材料及び高屈折率材料の少なくとも一方は、上記実施例等のものに限定されない。
又、基板の両面に膜が形成される場合の反りδが計算されても良く、この場合に各面における反りが別個に計算されたうえで総合的な反りδが合成されても良い。例えば、上述の動作例と同様に算出された基板の第1面の反りδ=2λであり、又同様に算出された基板の第2面の反りδ=2λである場合、基板の双方の面に対する成膜により第1面の反りδと第2面の反りδとが打ち消されるために総合的な反りδ=0と計算されても良い。
[第2形態]
本発明の第2形態に係る反り予測装置、反り予測プログラム及び反り予測方法は、記憶手段6に記憶された反りδの算出式及び反りδの算出方法を除き、第1形態と同様に成る。
第2形態では、第1形態の式(7)が、第3フィッティングパラメータを考慮しない式(16)(式(A3)に対応)に代えられている。尚、第2形態において、第3フィッティングパラメータが考慮されても良いし、初期反りδが考慮されなくても良い。
又、第2形態では、第1形態の式(8),(10)(順に式(B1),(D)に対応)が統合されたうえで、第1フィッティングパラメータaが第1-1フィッティングパラメータaと第1-2フィッティングパラメータaとに分けられ、第1-1フィッティングパラメータaがσ に乗算され、第1-2フィッティングパラメータaがσ に乗算された式(17)(式(B2)に対応)に代えられている。
次に、式(9)~(17)(式(10)を除く)が示される。
Figure 0007188754000007
第2形態に係る反り予測装置では、予め成膜装置(成膜条件)毎に、式(16),(17)の第1-1,第1-2,第2フィッティングパラメータa,a,Tが、複数の反りの実測値に基づいて最適化されて記憶手段に記憶されている。第1-1~第2フィッティングパラメータが最適化された式(9)~(17)(式(10)を除く)に対し、同じ成膜装置(同じプロセス)において成膜する場合の設計上の多層膜に係る各種の値を代入すれば、設計上の多層膜における反りが定量的に算出される。
第2形態の反り予測装置は、第1形態の動作例に係る図2と同様に動作する。
以下、高屈折率材料である五酸化二タンタルTaと低屈折率材料である二酸化ケイ素SiOとを交互に蒸着して多層膜を成膜する成膜装置D1における第1-1~第2フィッティングパラメータの最適化が説明される。第2形態の成膜装置D1では、上述の成膜条件Iにおいて成膜された。
即ち、第1-1~第2フィッティングパラメータの最適化において、予めサンプルが複数設計される(ステップS1)。
又、設計された各サンプルについて、第1-1,第1-2,第2フィッティングパラメータがa=1、a=1、T=Tとされた状態(初期状態)の式(9)~(17)(式(10)を除く)で、仮に反りδ(PV計算値)が算出される(ステップS2)。
更に、設計に基づいて各サンプルを実際に作製し、更に作製された各サンプルの反りδ(PV測定値)が反り測定装置で実測される(ステップS3)。
次の[表4]において、成膜条件Iにおける各サンプル(15例,No.1~15)が示される。尚、PV計算値及びPV測定値共に、λ=633nmが基準とされる。
Figure 0007188754000008
そして、各サンプルにおけるPV測定値にPV計算値がフィットするように、各フィッティングパラメータが決定されて、成膜条件Iに対し式(9)~(17)(式(10)を除く)が最適化され、以後成膜条件Iで成膜される基板の定量的な反りδが正確に予測される(ステップS4~S6)。
図14に示されるように、「計算条件」に示される各種の値(例えばσ=-313.8,σ=-625.1)によって式(9)~(17)(式(10)を除く)が最適化されると(同図左のグラフ参照)、各フィッティングパラメータは、「フィッティングパラメータ」で示される値となる。最適化後、同図右下に示されるように、高屈折率層の真応力aσは-220.8[MPa]となり、高屈折率層の真応力aσは-583.8[MPa]となり、実効成膜温度Tは68.9[℃]となる。尚、Quartzは合成石英であり、Rは決定係数である。
そして、各サンプルに係るPV測定値-PV計算値は、当該値を縦軸とし、No.1~15を横軸とした図8と同様である図15に示されるように、±0.1λに収まっている。横軸では、サンプルが、左端をNo.1として右方へ順に並んでいる。
又、図16に示されるように、同じ成膜条件I及びサンプルNo.1~15において、上述の場合と異なりσ=-254.2,σ=-712.4として式(9)~(17)(式(10)を除く)が最適化されても(同図左のグラフ参照)、同図右下に示されるように、高屈折率層の真応力aσは-220.8[MPa]となり、高屈折率層の真応力aσは-583.8[MPa]となり、実効成膜温度Tは68.9[℃]となって、何れも図14の場合と同じ結果となる。
更に、この場合において、各サンプルに係るPV測定値-PV計算値は、図15と同様である図17に示されるように、±0.1λに収まっている。
即ち、第1-1,第1-2フィッティングパラメータa,aが設けられることにより、σ,σが異なる値であっても(σとσとの比率が互いに異なった状態で最適化されても)、σ,σが同様の値となり、フィッティングにより、高屈折率層,低屈折率層の各膜応力が一意的に決まる。そして、多層膜の真応力、熱応力、成膜時の実効基板加熱温度も一意的に決定される。
加えて、図18に示されるように、同じ成膜条件I及びサンプルNo.1~15において、上述の場合と異なりσ=-200.0,σ=-300.0として式(9)~(17)(式(10)を除く)が最適化されても(同図左のグラフ参照)、同図右下に示されるように、高屈折率層の真応力aσは-220.9[MPa]となり、高屈折率層の真応力aσは-583.8[MPa]となり、実効成膜温度Tは68.9[℃]となって、何れも図14,図16の場合と同様な結果となる。
更に、この場合においても、各サンプルに係るPV測定値-PV計算値は、図15,図17と同様である図19に示されるように、±0.1λに収まっている。
やはり、第1-1,第1-2フィッティングパラメータa,aが設けられることにより、σ,σが異なる値であっても、σ,σが同様の値となり、フィッティングにより、高屈折率層,低屈折率層の各膜応力が一意的に決まって、多層膜の真応力、熱応力、成膜時の実効基板加熱温度も一意的に決定される。
尚、第2形態の成膜条件Iにおいても、応力が圧縮応力で反りδが成膜面側に凸であったところ、応力が引張応力で反りδが成膜面側に凹である場合においても、並びに応力として圧縮応力と引張応力とが混在して反りδがそのバランスにより決まる場合においても、応力及び反りδの符号により、反りδが同様に算出される。
即ち、本発明の第2形態に係る光学製品の反り予測方法では、aが第1-1フィッティングパラメータとされ、aが第1-2フィッティングパラメータとされ、Tが第2フィッティングパラメータとされていて、これらが複数のサンプルにより成膜条件Iにおいて最適化されている(ステップS1~S6)式(9)~(17)(式(10)を除く)がコンピュータで計算される(ステップS11~S13)ことにより、膜付きの基板の反りδが予測される。よって、従来より正確な基板の反りδが予測可能であり、一旦式(9)~(17)(式(10)を除く)が複数のサンプルにより最適化されれば、以後サンプルを都度作製することなく、正確な反りδが計算により得られ、反りδのない(所望の程度の反りδを有する)光学製品が低コストで簡単に作成可能となる。又、σ,σとして異なる値が代入されても、最適化によりσ,σが同様の値となり、高屈折率層,低屈折率層の各膜応力が一意的に決まって、多層膜の真応力、熱応力、成膜時の実効基板加熱温度も一意的に決定される。尚、式(16)は、上述の通り特許請求の範囲における式(A3)に対応する。
又、式(16)で基板の初期反りδが考慮されなくても(特許請求の範囲の式(A1)に対応)、応力が真応力に加え熱応力についても式(16)及び第1-1,第1-2,第2フィッティングパラメータで反映されることとなり、従来より正確な基板の反りδが予測可能で、各種値が一意に決定される。同様に、式(16)で更に第3フィッティングパラメータδが考慮されても(特許請求の範囲の式(A4)に対応)、第3フィッティングパラメータδの導入により、従来より正確な基板の反りδが予測可能で、各種値が一意に決定される。又、式(16)で基板の初期反りδが考慮されず第3フィッティングパラメータδが考慮されても(特許請求の範囲の式(A2)に対応)、従来より正確な基板の反りδが予測可能である。
更に、本発明の第1形態に係る光学製品の反り予測プログラムは、aが第1-1フィッティングパラメータとされ、aが第1-2フィッティングパラメータとされ、δが第3フィッティングパラメータとされていて、これらが複数のサンプルにより成膜条件Iにおいて最適化されている(ステップS1~S6)式(9)~(17)(式(10)を除く)の記憶手段6における記憶を参照可能であり、式(9)~(17)(式(10)を除く)を計算することにより膜付きの基板の反りδを予測する制御手段8を、実行によりコンピュータにおいて形成する。よって、反り予測プログラムは、従来より正確な基板の反りδが予測可能な制御手段8をコンピュータにおいて形成可能であり、一旦式(9)~(17)(式(10)を除く)が複数のサンプルにより最適化されれば、以後サンプルを都度作製することなく、正確な反りδが計算により得られ、反りδのない(所望の程度の反りδを有する)光学製品が低コストで簡単に作成可能となるし、各種値が一意に決定される。
又、式(16)で基板の初期反りδが考慮されなくても(特許請求の範囲の式(A1)に対応)、応力が真応力に加え熱応力についても式(16)及び第1-1,第1-2,第2フィッティングパラメータで反映されることとなり、従来より正確な基板の反りδが予測可能であり各種値が一意に決定可能である制御手段8がコンピュータにおいて形成される。同様に、式(16)で更に第3フィッティングパラメータδが考慮されても(特許請求の範囲の式(A4)に対応)、第3フィッティングパラメータδの導入により、従来より正確な基板の反りδが予測可能であり各種値が一意に決定可能である制御手段8がコンピュータにおいて形成される。又、式(16)で基板の初期反りδが考慮されず第3フィッティングパラメータδが考慮されても(特許請求の範囲の式(A2)に対応)、従来より正確な基板の反りδが予測可能であり各種値が一意に決定可能である制御手段8がコンピュータにおいて形成される。
尚、第2形態は、第1形態と同様の変更例を適宜有するものである。
1・・光学製品の反り予測装置(反り予測装置)、2・・表示手段、4・・入力手段、6・・記憶手段、7・・通信手段、8・・制御手段。

Claims (10)

  1. フィッティングパラメータを有しており、前記フィッティングパラメータは、第1フィッティングパラメータa、及び第2フィッティングパラメータ であり、複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている下記式(A1)~(I)
    Figure 0007188754000009
    がコンピュータで計算されることにより、膜付きの基板の反りδが予測される
    ことを特徴とする光学製品の反り予測方法。
    ここで、σintは真応力、Eは多層膜のヤング率、Eは高屈折率層のヤング率、Eは低屈折率層のヤング率、νは多層膜のポアソン比、νは高屈折率層のポアソン比、νは低屈折率層のポアソン比、αは多層膜の線膨張係数、αは高屈折率層の線膨張係数、αは低屈折率層の線膨張係数、αは基板の線膨張係数、Tは室温、dは膜厚、bは基板の板厚、lは基板の半径、Eは基板のヤング率、νは基板のポアソン比、dは高屈折率層の合計膜厚、dは低屈折率層の合計膜厚、σは高屈折率層の真応力、σは低屈折率層の真応力である。
  2. フィッティングパラメータを有しており、前記フィッティングパラメータは、第1-1フィッティングパラメータ 第1-2フィッティングパラメータ 、及び第2フィッティングパラメータ であり、複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている下記式(A1)~(I)
    Figure 0007188754000010
    がコンピュータで計算されることにより、膜付きの基板の反りδが予測される
    ことを特徴とする光学製品の反り予測方法。
    ここで、σintは真応力、Eは多層膜のヤング率、Eは高屈折率層のヤング率、Eは低屈折率層のヤング率、νは多層膜のポアソン比、νは高屈折率層のポアソン比、νは低屈折率層のポアソン比、αは多層膜の線膨張係数、αは高屈折率層の線膨張係数、αは低屈折率層の線膨張係数、αは基板の線膨張係数、Tは室温、dは膜厚、bは基板の板厚、lは基板の半径、Eは基板のヤング率、νは基板のポアソン比、dは高屈折率層の合計膜厚、dは低屈折率層の合計膜厚、σは高屈折率層の真応力、σは低屈折率層の真応力である。
  3. 前記式(A1)が、第3フィッティングパラメータδ を有する下記式(A2)に代わり、
    前記フィッティングパラメータに、前記第3フィッティングパラメータδ が加えられ、
    複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている前記式(A2)~(I)がコンピュータで計算されることにより、膜付きの基板の反りδが予測される
    Figure 0007188754000011
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学製品の反り予測方法。
  4. 前記式(A1)が、基板の成膜前の反りδを有する下記式(A3)に代わり、
    複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている前記式(A3)~(I)がコンピュータで計算されることにより、膜付きの基板の反りδが予測される
    Figure 0007188754000012
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学製品の反り予測方法。
  5. 前記式(A1)が、第3フィッティングパラメータδ及び基板の成膜前の反りδを有する下記式(A4)に代わり、
    前記フィッティングパラメータに、前記第3フィッティングパラメータδ が加えられ、
    複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている前記式(A4)~(I)がコンピュータで計算されることにより、膜付きの基板の反りδが予測される
    Figure 0007188754000013
    ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の光学製品の反り予測方法。
  6. フィッティングパラメータを有しており、前記フィッティングパラメータは、第1フィッティングパラメータa、及び第2フィッティングパラメータ であり、複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている下記式(A1)~(I)
    Figure 0007188754000014
    の記憶を参照可能であり、前記式(A1)~(I)を計算することにより膜付きの基板の反りδを予測する制御手段を、実行によりコンピュータにおいて形成する
    ことを特徴とする光学製品の反り予測プログラム。
    ここで、σintは真応力、Eは多層膜のヤング率、Eは高屈折率層のヤング率、Eは低屈折率層のヤング率、νは多層膜のポアソン比、νは高屈折率層のポアソン比、νは低屈折率層のポアソン比、αは多層膜の線膨張係数、αは高屈折率層の線膨張係数、αは低屈折率層の線膨張係数、αは基板の線膨張係数、Tは室温、dは膜厚、bは基板の板厚、lは基板の半径、Eは基板のヤング率、νは基板のポアソン比、dは高屈折率層の合計膜厚、dは低屈折率層の合計膜厚、σは高屈折率層の真応力、σは低屈折率層の真応力である。
  7. フィッティングパラメータを有しており、前記フィッティングパラメータは、第1-1フィッティングパラメータ 第1-2フィッティングパラメータ 、及び第2フィッティングパラメータ であり、複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている下記式(A1)~(I)
    Figure 0007188754000015
    の記憶を参照可能であり、前記式(A1)~(I)を計算することにより膜付きの基板の反りδを予測する制御手段を、実行によりコンピュータにおいて形成する
    ことを特徴とする光学製品の反り予測プログラム。
    ここで、σintは真応力、Eは多層膜のヤング率、Eは高屈折率層のヤング率、Eは低屈折率層のヤング率、νは多層膜のポアソン比、νは高屈折率層のポアソン比、νは低屈折率層のポアソン比、αは多層膜の線膨張係数、αは高屈折率層の線膨張係数、αは低屈折率層の線膨張係数、αは基板の線膨張係数、Tは室温、dは膜厚、bは基板の板厚、lは基板の半径、Eは基板のヤング率、νは基板のポアソン比、dは高屈折率層の合計膜厚、dは低屈折率層の合計膜厚、σは高屈折率層の真応力、σは低屈折率層の真応力である。
  8. 前記式(A1)が、第3フィッティングパラメータδ を有する下記式(A2)に代わり、
    前記フィッティングパラメータに、前記第3フィッティングパラメータδ が加えられ、
    複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている前記式(A2)~(I)について計算することにより膜付きの基板の反りδを予測する制御手段を、実行によりコンピュータにおいて形成する
    Figure 0007188754000016
    ことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の光学製品の反り予測プログラム。
  9. 前記式(A1)が、基板の成膜前の反りδを有する下記式(A3)に代わり、
    複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている前記式(A3)~(I)について計算することにより膜付きの基板の反りδを予測する制御手段を、実行によりコンピュータにおいて形成する
    Figure 0007188754000017
    ことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の光学製品の反り予測プログラム。
  10. 前記式(A1)が、第3フィッティングパラメータδ及び基板の成膜前の反りδを有する下記式(A4)に代わり、
    前記フィッティングパラメータに、前記第3フィッティングパラメータδ が加えられ、
    複数のサンプルにおける前記フィッティングパラメータ以外の値を代入して得られた式が、各前記サンプルにおいて実測された反りに対してフィットするように、前記フィッティングパラメータが成膜条件毎に最適化されている前記式(A4)~(I)について計算することにより膜付きの基板の反りδを予測する制御手段を、実行によりコンピュータにおいて形成する
    Figure 0007188754000018
    ことを特徴とする請求項6又は請求項7に記載の光学製品の反り予測プログラム。
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