JPH0667018A - 薄膜光フィルターの製法 - Google Patents

薄膜光フィルターの製法

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JPH0667018A
JPH0667018A JP22032092A JP22032092A JPH0667018A JP H0667018 A JPH0667018 A JP H0667018A JP 22032092 A JP22032092 A JP 22032092A JP 22032092 A JP22032092 A JP 22032092A JP H0667018 A JPH0667018 A JP H0667018A
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JP
Japan
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thin film
vapor deposition
layers
thin
substrate
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JP22032092A
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English (en)
Inventor
Katsuhiko Yokoe
克彦 横江
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Sumitomo Riko Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Riko Co Ltd
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Publication date
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 内部応力に起因する反りおよびクラック等の
生じない薄膜光フィルターの製法を目的とする。 【構成】 基板表面に複数の薄膜層を積層形成する薄膜
光フィルターの製法において、上記複数の薄膜を、イオ
ン源からのイオンガスを上記基板表面に投射しながら薄
膜形成物質を蒸着するイオンアシスト蒸着法によって積
層形成する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は、光学部品である光バ
ンドパスフィルター,短波長透過フィルター,長波長透
過フィルター等の薄膜光フィルターの製法に関するもの
である。
【0002】
【従来の技術】近年、情報通信システムにおいて、通信
用ケーブルとして光ファイバーが賞用されている。そし
て、上記光ファイバーには、通信用の光以外に、検査用
の光が伝搬されており、この検査用の光のみを除去する
ために、一般に、光ファイバー間に光フィルターが設置
されている。上記光フィルターは、図4に示すように、
ガラス基板1上に複数の薄膜層2が積層形成されてい
る。上記薄膜層2は、例えばTiO2 等からなる高屈折
率の薄膜層2aと、SiO2 等からなる低屈折率の薄膜
層2bとが、所定の積層数だけ交互に積層形成されてい
る。このようなガラス基板1上に複数の薄膜層2を形成
する方法としては、上記各薄膜層形成材料を蒸着法によ
り交互に順次積層する方法等があげられる。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記蒸
着法により薄膜を形成する際に、薄膜の内部応力が発生
し、ガラス基板1が非常に薄い場合、全体に反り等が発
生するという問題が生じる。さらに、薄膜層2内でクラ
ックが発生するという問題も生じる。
【0004】この発明は、このような事情に鑑みなされ
たもので、内部応力に起因する反りおよびクラック等の
生じない薄膜光フィルターの製法に関するものである。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、この発明の薄膜光フィルターの製法は、基板表面に
複数の薄膜層を積層形成する薄膜光フィルターの製法に
おいて、上記複数の薄膜を、イオン源からのイオンガス
を上記基板表面に投射しながら薄膜形成物質を蒸着する
イオンアシスト蒸着法によって形成するという構成をと
る。
【0006】
【作用】すなわち、この発明者は、反りやクラック等の
ない薄膜光フィルターを得るために一連の研究を重ね
た。その結果、イオン源からのイオンガスを基板表面に
投射しながら薄膜形成物質を蒸着するイオンアシスト蒸
着法によって基板面に薄膜を積層形成すると、基板上に
緻密な薄膜を形成することができ、しかも得られた薄膜
光フィルターの基板の反りの発生が抑制され、またクラ
ック等の発生を防止できることを見出しこの発明に到達
した。
【0007】つぎに、この発明を詳しく説明する。
【0008】この発明において、複数の薄膜層が形成さ
れる基板としては、特に限定するものではないが、一般
に、ガラス基板等があげられる。通常、基板は、0.1
〜1mm程度の厚みのものが用いられる。
【0009】上記イオンアシスト蒸着法で用いられるイ
オンガスとしては、Ar+ ガス,O + ガス,N+ ガス等
があげられる。
【0010】上記複数の薄膜層は、一般に、高屈折率の
薄膜層と低屈折率の薄膜層とが交互に積層され多層に形
成されている。そして、上記高屈折率の薄膜層形成材料
としては、TiO2 ,ZnS,CeO2 ,Ta2 5
ZrO2 等があげられ、上記低屈折率の薄膜層形成材料
としては、SiO2 ,MgF2 ,CaF2 ,BaF2
LiF,NaF等があげられる。
【0011】この発明の薄膜光フィルターの製法では、
例えば、図1に示すような光学膜形成用製造装置が用い
られる。3は真空槽であって、上記真空槽3内を真空状
態にするために真空槽3側壁に真空排気口4が設けら
れ、この真空排気口4が真空ポンプ(図示せず)に接続
されている。また、上記真空槽3側壁には、気体流入口
5が設けられている。そして、真空槽3の上部には、略
半球状の基板支持板6が設けられ、この略半球状基板支
持板6に、薄膜層形成面を下方に向けて複数個の基板7
が仮止めされる。また、真空槽3の下部には、基板7に
蒸着して積層形成される薄膜形成材料である蒸着源8が
設けられている。さらに、真空槽3の下部の上記略半球
面の球心近傍には、イオンガスを投射するためのイオン
源9が設けられている。
【0012】上記光学膜形成用製造装置を用いての薄膜
光フィルターは、例えばつぎのようにして製造される。
すなわち、まず、真空槽3内を真空排気口4に接続され
た真空ポンプを用いて、例えば1×10-5Torr以下
まで排気する。つぎに、気体流入口5からO2 ガスを流
入する。このとき、真空ポンプでの排気をひき続き行
い、真空槽3内の圧力を一定に保持する。この状態で、
電子ビームにより蒸着源8を加熱し、蒸発した物質を真
空槽3内に放出させる。この蒸着源8の放出と同時に、
イオン源9からイオンガスを基板7に向けて投射する。
このようにして、基板7表面に上記蒸着源8から放出さ
れた物質による薄膜層が形成される。ついで、上記蒸着
源8を代えて上記と同様の工程を行うことにより、新た
に薄膜層が形成される。このような工程を繰り返すこと
により複数の薄膜が順次積層された薄膜光フィルターが
製造される。通常、高屈折率の薄膜と低屈折率の薄膜と
が交互に積層形成される。
【0013】このようにして積層形成される薄膜層の厚
みは、通常、一層当たり0.15〜0.25μm程度に
設定される。
【0014】上記製法によると、複数の薄膜層が基板に
緻密に蒸着されるため、膜の内部応力による基板の反り
等が生じず、しかも薄膜にクラックが発生せず、優れた
薄膜光フィルターが得られる。さらに、イオン源9から
のイオンガスの投射位置が上記略半球面の球心近傍に設
定されているため、投射されるイオンガスが拡散して無
駄にならず、略半球状基板支持板6に仮止めされた基板
7に均等に投射される。したがって、イオンガスが少量
ですみ、低コスト化が図れる。
【0015】上記イオン源9であるイオンガスの照射圧
は、8×10-5Torr程度に設定することが好まし
い。そして、上記イオンガスの加速電流および加速電圧
の少なくとも一方を制御することによって、基板7上に
積層形成される薄膜の内部応力による反り、またはクラ
ック等の発生を抑制することが可能となる。
【0016】
【発明の効果】以上のように、この発明は、イオン源か
らのイオンガスを基板表面に投射しながら薄膜形成物質
を蒸着するイオンアシスト蒸着法によって基板面に薄膜
を積層形成して薄膜光フィルターを作製するものであ
る。したがって、基板上に緻密な薄膜が多層形成され、
しかも得られた薄膜光フィルターにおいて基板の反りの
発生が抑制され、またクラック等の発生が防止できる。
【0017】つぎに、実施例について比較例と合わせて
説明する。
【0018】
【実施例1】図1に示す光学膜形成用製造装置を用い
て、つぎのようにして薄膜光フィルターを製造した。す
なわち、まず、真空槽3内を真空排気口4に接続された
真空ポンプを用いて、5×10-6Torrとなるように
排気した。つぎに、気体流入口5からO2 ガスを流入す
る。このとき、真空ポンプでの排気をひき続き行い、真
空槽3内の圧力(8×10-5Torr)を一定に保持し
た。この状態で、電子ビームにより蒸着源8となるSi
2 を加熱し、蒸発したSiO2 を真空槽3内に放出さ
せた。この蒸着源8であるSiO2 の放出と同時に、イ
オン源9であるO + をガラス基板7に向けて加速電流1
Aで照射した。このようにして、基板7表面に上記蒸着
源8から放出されたSiO2 による薄膜層を形成した。
ついで、上記蒸着源8をTiO2 に代えて上記と同様の
工程を行うことにより、新たに薄膜層が形成した。この
ような工程を交互に繰り返してSiO2 層(低屈折率
層)とTiO2 層(高屈折率層)とがガラス基板7上に
交互に積層された膜厚み1.8μmの7層構造の光バン
ドパスフィルターを製造した。
【0019】
【実施例2】加速電流を0.5Aに変えた。それ以外は
実施例1と同様にしてSiO2 層(低屈折率層)とTi
2 層(高屈折率層)とがガラス基板7上に交互に積層
された膜厚み1.8μmの7層構造の光バンドパスフィ
ルターを製造した。
【0020】
【実施例3】図1に示す光学膜形成用製造装置を用い
て、つぎのようにして薄膜光フィルターを製造した。す
なわち、まず、真空槽3内を真空排気口4に接続された
真空ポンプを用いて、5×10-6Torrとなるように
排気した。つぎに、気体流入口5からO2 ガスを流入す
る。このとき、真空ポンプでの排気をひき続き行い、真
空槽3内の圧力(8×10-5Torr)を一定に保持し
た。この状態で、電子ビームにより蒸着源8となるSi
2 を加熱し、蒸発したSiO2 を真空槽3内に放出さ
せた。この蒸着源8であるSiO2 の放出と同時に、イ
オン源9であるO + をガラス基板7に向けて加速電流1
Aで照射した。このようにして、基板7表面に上記蒸着
源8から放出されたSiO2 による薄膜層を形成した。
ついで、上記蒸着源8をTiO2 に代えて上記と同様の
工程を行うことにより、新たに薄膜層が形成した。この
ような工程を交互に繰り返してSiO2 層(低屈折率
層)とTiO2 層(高屈折率層)とがガラス基板7上に
交互に積層された膜厚み9.5μmの42層構造の短波
長透過フィルターを製造した。
【0021】
【実施例4】加速電流を0.5Aに変えた。それ以外は
実施例4と同様にしてSiO2 層(低屈折率層)とTi
2 層(高屈折率層)とがガラス基板7上に交互に積層
された膜厚み9.5μmの42層構造の短波長透過フィ
ルターを製造した。
【0022】
【比較例】イオンアシスト蒸着法を用いなかった。すな
わち、イオン源を用いず、単に蒸着源8からTiO2
よびSiO2 を放出した。それ以外は実施例1と同様に
してSiO2 層(低屈折率層)とTiO2 層(高屈折率
層)とがガラス基板上に交互に積層された膜厚み9.9
μmの42層構造の短波長透過フィルターを製造した。
【0023】このようにして得られた実施例品のフィル
ターのガラス基板の表面形状を測定して反りの状態を調
べた。上記表面形状の測定方法は、図2に示すように、
蒸着膜21が形成されたガラス基板7面の端部に測定針
20を接触させ、この測定針20を矢印A方向に移動さ
せることにより表面形状測定機によりガラス基板7表面
の反りの状態を調べた。そして、各実施例品の反りの最
大距離値を取り出して、その結果を図3に示す。図にお
いて、a点は実施例1品、b点は実施例2品、c点は実
施例3品、d点は実施例4品、e点は比較例品を表す。
図3の結果から、実施例品は反りが生じなかったか、ま
たは僅かの反りの発生に抑えることができた。しかも、
実施例品にはいずれもクラックが発生しなかった。
【図面の簡単な説明】
【図1】この発明の薄膜光フィルターの製法に用いられ
る光学膜形成用製造装置の模式図である。
【図2】ガラス基板の表面形状の測定方法の説明図であ
る。
【図3】膜厚−基板の反りの関係を示すグラフ図であ
る。
【図4】薄膜光フィルターの構成を示す断面図である。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 基板表面に複数の薄膜層を積層形成する
    薄膜光フィルターの製法において、上記複数の薄膜を、
    イオン源からのイオンガスを上記基板表面に投射しなが
    ら薄膜形成物質を蒸着するイオンアシスト蒸着法によっ
    て形成することを特徴とする薄膜光フィルターの製法。
  2. 【請求項2】 基板支持板として略半球状板を用い、上
    記基板支持板の略半球面に上記基板の複数個を所定間隔
    で仮止めし、上記略半球面の球心近傍からイオンガスを
    投射する請求項1記載の薄膜光フィルターの製法。
JP22032092A 1992-08-19 1992-08-19 薄膜光フィルターの製法 Pending JPH0667018A (ja)

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Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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WO2001073865A3 (en) * 2000-03-24 2002-07-25 Cymbet Corp Continuous processing of thin-film batteries and like devices
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CN111893434A (zh) * 2020-07-31 2020-11-06 江苏星浪光学仪器有限公司 一种超薄滤光片的蒸发镀膜工艺

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