JPH11106902A - 光学薄膜成膜装置 - Google Patents
光学薄膜成膜装置Info
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- JPH11106902A JPH11106902A JP9268294A JP26829497A JPH11106902A JP H11106902 A JPH11106902 A JP H11106902A JP 9268294 A JP9268294 A JP 9268294A JP 26829497 A JP26829497 A JP 26829497A JP H11106902 A JPH11106902 A JP H11106902A
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 曲率の大きなレンズの場合においても膜厚む
らを小さく抑えることができるような光学薄膜成膜装置
を得る。 【解決手段】 成膜室１１内に、レンズＬを支持して公
転もしくは自公転運動させる素子支持機構、薄膜形成用
の蒸着粒子を発生させる蒸着源１２およびレンズＬと蒸
着源１２との間に配設されて蒸発粒子の付着むらを調整
する補正板１５を有して光学薄膜成膜装置１０が構成さ
れる。このとき、この補正板１５が、素子支持機構に支
持されたレンズＬの表面三次元形状、およびこのレンズ
Ｌの公転軌道位置と蒸着源１２との三次元位置関係に基
づいて、レンズ表面の成膜厚さを均一化するために最適
な形状に形成されている。
らを小さく抑えることができるような光学薄膜成膜装置
を得る。 【解決手段】 成膜室１１内に、レンズＬを支持して公
転もしくは自公転運動させる素子支持機構、薄膜形成用
の蒸着粒子を発生させる蒸着源１２およびレンズＬと蒸
着源１２との間に配設されて蒸発粒子の付着むらを調整
する補正板１５を有して光学薄膜成膜装置１０が構成さ
れる。このとき、この補正板１５が、素子支持機構に支
持されたレンズＬの表面三次元形状、およびこのレンズ
Ｌの公転軌道位置と蒸着源１２との三次元位置関係に基
づいて、レンズ表面の成膜厚さを均一化するために最適
な形状に形成されている。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学レンズ、プリ
ズム等のような光学素子の表面に光学薄膜（例えば、反
射膜、反射防止膜等）を成膜させるための装置に関す
る。
ズム等のような光学素子の表面に光学薄膜（例えば、反
射膜、反射防止膜等）を成膜させるための装置に関す
る。
【０００２】
【従来技術】一般的にこのような光学薄膜の成膜は真空
蒸着によって行われている。従来から用いられている真
空蒸着装置（光学薄膜成膜装置）の一例を図１１に示し
ており、この装置１００は真空排気可能な密閉された成
膜室１０１内に蒸着源１０２と補正板１０５と図示しな
い支持機構により自公転自在に支持された複数の光学素
子（レンズ）Ｌとを配設してなる。なお光学素子Ｌは支
持機構により矢印Ｂで示すように公転するとともに矢印
Ｃで示すように自転する。
蒸着によって行われている。従来から用いられている真
空蒸着装置（光学薄膜成膜装置）の一例を図１１に示し
ており、この装置１００は真空排気可能な密閉された成
膜室１０１内に蒸着源１０２と補正板１０５と図示しな
い支持機構により自公転自在に支持された複数の光学素
子（レンズ）Ｌとを配設してなる。なお光学素子Ｌは支
持機構により矢印Ｂで示すように公転するとともに矢印
Ｃで示すように自転する。
【０００３】成膜処理は、成膜室１０１内を真空排気し
た状態で、蒸着源１０２におけるヒーター又は電子銃１
０２ａにより蒸着物質１０２ｂを加熱蒸発させて行わ
れ、蒸着粒子を矢印Ａで示すように拡散させ、光学素子
Ｌの表面に蒸発粒子を付着させて薄膜を成膜させる。こ
のとき、蒸着源１０２からの粒子の到達距離等の関係か
ら成膜された膜厚分布にむらが生じないように、補正板
１０５が図示のように配設されている。この補正板１０
５は光学素子Ｌの表面が平板状もしくは曲率の小さな
（すなわち、曲率半径の大きな）曲面の場合に、膜厚む
らが発生しないように形状が設定されていた。
た状態で、蒸着源１０２におけるヒーター又は電子銃１
０２ａにより蒸着物質１０２ｂを加熱蒸発させて行わ
れ、蒸着粒子を矢印Ａで示すように拡散させ、光学素子
Ｌの表面に蒸発粒子を付着させて薄膜を成膜させる。こ
のとき、蒸着源１０２からの粒子の到達距離等の関係か
ら成膜された膜厚分布にむらが生じないように、補正板
１０５が図示のように配設されている。この補正板１０
５は光学素子Ｌの表面が平板状もしくは曲率の小さな
（すなわち、曲率半径の大きな）曲面の場合に、膜厚む
らが発生しないように形状が設定されていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところが、最近におけ
るステッパーと称される光リソグラフィー装置において
は波長の短いエキシマレーザ光が用いられ、このような
短波長の光に用いられるレンズの屈折率が小さいため、
曲率の大きな（すなわち、曲率半径の小さな）レンズ
（光学素子）が多用されるようになってきている。この
ような曲率の大きなレンズを成膜対象として、従来の光
学薄膜成膜装置をそのまま用いると、レンズの端部（周
辺部）における蒸着粒子の付着が不足して膜厚むらが発
生するという問題がある。このため、膜剥がれが発生し
たり、レンズ周辺部の膜弱や屈折率の低下が顕著に発生
してレンズ周辺部の特性変化が起こり、これらを用いた
光学系では光学性能を悪化させる等の問題があった。
るステッパーと称される光リソグラフィー装置において
は波長の短いエキシマレーザ光が用いられ、このような
短波長の光に用いられるレンズの屈折率が小さいため、
曲率の大きな（すなわち、曲率半径の小さな）レンズ
（光学素子）が多用されるようになってきている。この
ような曲率の大きなレンズを成膜対象として、従来の光
学薄膜成膜装置をそのまま用いると、レンズの端部（周
辺部）における蒸着粒子の付着が不足して膜厚むらが発
生するという問題がある。このため、膜剥がれが発生し
たり、レンズ周辺部の膜弱や屈折率の低下が顕著に発生
してレンズ周辺部の特性変化が起こり、これらを用いた
光学系では光学性能を悪化させる等の問題があった。
【０００５】このような問題に鑑み、本発明は、曲率の
大きなレンズの場合においても膜厚むらを小さく抑える
ことができるような光学薄膜成膜装置を提供することを
目的とする。
大きなレンズの場合においても膜厚むらを小さく抑える
ことができるような光学薄膜成膜装置を提供することを
目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明においては、成膜室内に、光学素子を支持し
て公転もしくは自公転運動させる素子支持部、薄膜形成
用の蒸着粒子を発生させる蒸着源および光学素子と蒸着
源との間に配設されて蒸発粒子の付着むらを調整する補
正板を有して光学薄膜成膜装置が構成され、このとき、
この補正板が、素子支持部に支持された光学素子の表面
三次元形状、およびこの光学素子の公転軌道位置と蒸着
源との三次元位置関係に基づいて、光学素子表面の成膜
厚さを均一化するために最適な形状に形成されている。
め、本発明においては、成膜室内に、光学素子を支持し
て公転もしくは自公転運動させる素子支持部、薄膜形成
用の蒸着粒子を発生させる蒸着源および光学素子と蒸着
源との間に配設されて蒸発粒子の付着むらを調整する補
正板を有して光学薄膜成膜装置が構成され、このとき、
この補正板が、素子支持部に支持された光学素子の表面
三次元形状、およびこの光学素子の公転軌道位置と蒸着
源との三次元位置関係に基づいて、光学素子表面の成膜
厚さを均一化するために最適な形状に形成されている。
【０００７】このように補正板形状を設定すれば、光学
素子が曲率の大きなレンズのような場合でも、この光学
素子の表面三次元形状に応じて成膜厚さを均一化するた
めに最適な補正板形状が設定されるため、レンズの端部
においてもむらのない均一な成膜を行うことが可能とな
る。
素子が曲率の大きなレンズのような場合でも、この光学
素子の表面三次元形状に応じて成膜厚さを均一化するた
めに最適な補正板形状が設定されるため、レンズの端部
においてもむらのない均一な成膜を行うことが可能とな
る。
【０００８】なお、蒸発源が素子支持部の公転軸上に配
設されるときには、補正板を公転軸に直角な面内におい
て公転軸から放射状に広がる複数の補正羽根から構成す
るのが好ましく、このときにはこれら複数の補正羽根を
全て同一形状にすれば良い。一方、蒸発源が素子支持部
の公転軸から離れて配設されるときには、補正板を公転
軸に直角な面内において公転軸から放射状に広がる複数
の補正羽根から構成し、これら複数の補正羽根は蒸発源
との距離に対応してそれぞれ異なる形状に形成される。
設されるときには、補正板を公転軸に直角な面内におい
て公転軸から放射状に広がる複数の補正羽根から構成す
るのが好ましく、このときにはこれら複数の補正羽根を
全て同一形状にすれば良い。一方、蒸発源が素子支持部
の公転軸から離れて配設されるときには、補正板を公転
軸に直角な面内において公転軸から放射状に広がる複数
の補正羽根から構成し、これら複数の補正羽根は蒸発源
との距離に対応してそれぞれ異なる形状に形成される。
【０００９】このような補正板の形状設定に際しては、
まず、平面状もしくは曲率の小さな表面形状を有した光
学素子を素子支持部により支持するとともに補正板を取
り外した状態で成膜したときの光学素子の表面薄膜厚さ
分布に基づいて、薄膜厚さを均一化するために必要な補
正板の基本形状を設定し、この基本形状を、成膜対象と
なる光学素子の表面三次元形状と、素子支持部に支持さ
れた光学素子の公転軌道位置と蒸着源との三次元位置関
係とに基づいて決まる重み付け関数を用いて修正し、こ
のように修正された形状に補正板を形成するのが好まし
い。
まず、平面状もしくは曲率の小さな表面形状を有した光
学素子を素子支持部により支持するとともに補正板を取
り外した状態で成膜したときの光学素子の表面薄膜厚さ
分布に基づいて、薄膜厚さを均一化するために必要な補
正板の基本形状を設定し、この基本形状を、成膜対象と
なる光学素子の表面三次元形状と、素子支持部に支持さ
れた光学素子の公転軌道位置と蒸着源との三次元位置関
係とに基づいて決まる重み付け関数を用いて修正し、こ
のように修正された形状に補正板を形成するのが好まし
い。
【００１０】このようにすれば、比較的容易に且つ画一
的に最適な補正板の形状設定を行うことが可能となる。
なお、この場合に用いられる重み付け関数は、素子支持
部に支持された光学素子の公転軌道位置と蒸着源との距
離（ｄ）の二乗に逆比例し、素子支持部に支持された光
学素子の公転軌道位置と蒸着源とを結ぶ線と公転軌道位
置における光学素子表面の法線とのなす角（α）の余弦
に比例し、素子支持部に支持された光学素子の公転軌道
位置と蒸着源とを結ぶ線と垂線とのなす角（β）の余弦
に比例する関数とするのが好ましく、これにより、成膜
厚さを均一化するために最適な形状設定を行うことがで
きる。
的に最適な補正板の形状設定を行うことが可能となる。
なお、この場合に用いられる重み付け関数は、素子支持
部に支持された光学素子の公転軌道位置と蒸着源との距
離（ｄ）の二乗に逆比例し、素子支持部に支持された光
学素子の公転軌道位置と蒸着源とを結ぶ線と公転軌道位
置における光学素子表面の法線とのなす角（α）の余弦
に比例し、素子支持部に支持された光学素子の公転軌道
位置と蒸着源とを結ぶ線と垂線とのなす角（β）の余弦
に比例する関数とするのが好ましく、これにより、成膜
厚さを均一化するために最適な形状設定を行うことがで
きる。
【００１１】さらに、このようして形状設定が行われた
補正板を用いて光学素子の成膜処理を行い、そのときの
光学素子の表面薄膜厚さ分布に基づいて、補正板形状を
追加修正するのが好ましく、これにより一層の形状最適
化を図ることが可能である。
補正板を用いて光学素子の成膜処理を行い、そのときの
光学素子の表面薄膜厚さ分布に基づいて、補正板形状を
追加修正するのが好ましく、これにより一層の形状最適
化を図ることが可能である。
【００１２】光学素子表面に複数の薄膜物質を成膜する
ときには、各薄膜物質毎に均一な薄膜厚さ分布を得るに
最適な補正板形状を設定し、これら複数の補正板形状を
平均した形状の補正板を用いるのが好ましい。複数の薄
膜成膜を行うときに、通常は複数の成膜処理を一つの補
正板のみで行うが、このように平均した形状の補正板を
用いることにより、いずれの物質の成膜層においてもで
きる限り膜厚の均一化を図ることができる。
ときには、各薄膜物質毎に均一な薄膜厚さ分布を得るに
最適な補正板形状を設定し、これら複数の補正板形状を
平均した形状の補正板を用いるのが好ましい。複数の薄
膜成膜を行うときに、通常は複数の成膜処理を一つの補
正板のみで行うが、このように平均した形状の補正板を
用いることにより、いずれの物質の成膜層においてもで
きる限り膜厚の均一化を図ることができる。
【００１３】なお、このときに、各薄膜物質の膜厚変化
に対する分光特性等の光学特性の影響度に基づいて重み
付けを行った上で、複数の補正板形状を平均した補正板
形状を求めるのが最も好ましい。これにより、成膜処理
が完成した光学素子の分光特性等の光学特性を最も最適
なものとすることができる。
に対する分光特性等の光学特性の影響度に基づいて重み
付けを行った上で、複数の補正板形状を平均した補正板
形状を求めるのが最も好ましい。これにより、成膜処理
が完成した光学素子の分光特性等の光学特性を最も最適
なものとすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。図１に本発明の第１
実施例に係る光学薄膜成膜装置を示しており、この装置
１０は、密閉されて真空排気可能な成膜室１１を有し、
この成膜室１１内に、図示のように、蒸発源１２と、補
正板１５と、レンズ（光学素子）Ｌを自公転自在に支持
する支持機構（図示せず）とを配設している。これによ
り成膜工程においては、レンズＬは公転軸Ｘを中心とし
て公転されるとともに、自転軸Ｙを中心として自転され
る。なお、レンズＬは公転軸Ｘから２００ｍｍ水平方向
に離れた自転軸Ｙを有し、蒸発源１２は公転軸Ｘから水
平方向に１００ｍｍ離れた位置に配設されており、レン
ズＬと蒸発源１２との垂直距離は１０００ｍｍである。
ましい実施形態について説明する。図１に本発明の第１
実施例に係る光学薄膜成膜装置を示しており、この装置
１０は、密閉されて真空排気可能な成膜室１１を有し、
この成膜室１１内に、図示のように、蒸発源１２と、補
正板１５と、レンズ（光学素子）Ｌを自公転自在に支持
する支持機構（図示せず）とを配設している。これによ
り成膜工程においては、レンズＬは公転軸Ｘを中心とし
て公転されるとともに、自転軸Ｙを中心として自転され
る。なお、レンズＬは公転軸Ｘから２００ｍｍ水平方向
に離れた自転軸Ｙを有し、蒸発源１２は公転軸Ｘから水
平方向に１００ｍｍ離れた位置に配設されており、レン
ズＬと蒸発源１２との垂直距離は１０００ｍｍである。
【００１５】補正板１５は平面視で図２に示すような形
状をしており、公転軸Ｘから水平方向に放射状に広がる
６本のフレーム１６と、各フレーム１６に取り付けられ
た補正羽根１７ａ〜１７ｆとから構成される。これら各
羽根により蒸発源１２から拡散されてレンズＬの表面に
至る蒸発粒子の量を調整し、レンズＬの表面に均一な光
学薄膜を形成させるようになっており、その形状は以下
のようにして設定される。
状をしており、公転軸Ｘから水平方向に放射状に広がる
６本のフレーム１６と、各フレーム１６に取り付けられ
た補正羽根１７ａ〜１７ｆとから構成される。これら各
羽根により蒸発源１２から拡散されてレンズＬの表面に
至る蒸発粒子の量を調整し、レンズＬの表面に均一な光
学薄膜を形成させるようになっており、その形状は以下
のようにして設定される。
【００１６】まず、レンズＬの代わりに平面基板を配置
し、さらに補正板１５を取り外した状態で、成膜室１１
内を真空排気し、蒸発源１２から蒸発物質を蒸発させ
る。このとき、支持機構によりレンズＬの位置に配設し
た平面基板を自公転させる。そして、平面基板の成膜厚
さを測定し、この測定結果を用いて補正羽根の基本形状
を設定する。この基本形状の決め方は、レンズの公転軌
道とフレーム１６との交差する位置における膜厚を測定
し、膜厚の最も薄い部分に対する各位置での膜厚の比に
基づいて各位置での補正羽根１７の幅を決定する。具体
的には、膜厚の薄い部分は幅を狭くし、膜厚の厚い部分
は幅を厚くするような補正羽根１７の形状を決定し、こ
れを基本形状とする。これにより、図２に示すような各
補正羽根の形状に近い略楕円状の基本形状が設定される
が、この基本形状は、全フレーム１６に対して全て同一
の羽根形状である。
し、さらに補正板１５を取り外した状態で、成膜室１１
内を真空排気し、蒸発源１２から蒸発物質を蒸発させ
る。このとき、支持機構によりレンズＬの位置に配設し
た平面基板を自公転させる。そして、平面基板の成膜厚
さを測定し、この測定結果を用いて補正羽根の基本形状
を設定する。この基本形状の決め方は、レンズの公転軌
道とフレーム１６との交差する位置における膜厚を測定
し、膜厚の最も薄い部分に対する各位置での膜厚の比に
基づいて各位置での補正羽根１７の幅を決定する。具体
的には、膜厚の薄い部分は幅を狭くし、膜厚の厚い部分
は幅を厚くするような補正羽根１７の形状を決定し、こ
れを基本形状とする。これにより、図２に示すような各
補正羽根の形状に近い略楕円状の基本形状が設定される
が、この基本形状は、全フレーム１６に対して全て同一
の羽根形状である。
【００１７】次に、この基本形状を各フレーム１６の位
置およびレンズＬの形状に対応した重み付け関数Ｆを用
いて修正する。この重み付け関数Ｆは、蒸着源１２の蒸
発粒子発生位置ａからレンズＬの表面位置ｂまでの距離
ｄの二乗に逆比例し、蒸発粒子発生位置ａとレンズＬの
表面位置ｂとを結ぶ線Ｓ１とレンズＬの表面位置ｂにお
けるレンズ表面に対する法線Ｓ２とのなす角αの余弦に
比例し、線Ｓ１と垂線Ｓ３とのなす角βの余弦に比例す
る関数であり、式（１）で表される。
置およびレンズＬの形状に対応した重み付け関数Ｆを用
いて修正する。この重み付け関数Ｆは、蒸着源１２の蒸
発粒子発生位置ａからレンズＬの表面位置ｂまでの距離
ｄの二乗に逆比例し、蒸発粒子発生位置ａとレンズＬの
表面位置ｂとを結ぶ線Ｓ１とレンズＬの表面位置ｂにお
けるレンズ表面に対する法線Ｓ２とのなす角αの余弦に
比例し、線Ｓ１と垂線Ｓ３とのなす角βの余弦に比例す
る関数であり、式（１）で表される。
【００１８】
【数１】Ｆ＝cosα×cosβ／ｄ2 ・・・（１）
【００１９】この重み付け関数Ｆは、蒸発粒子の平面密
度は距離ｄの二乗に比例して薄くなること、角αが小さ
いほどレンズＬの表面位置ｂに対する蒸発粒子入射角が
垂直入射に近づき、その付着効率および密度が高くなる
こと、および角βが小さいほどレンズＬ全体に対する蒸
発粒子の入射角が垂直入射に近くなり、全体としての蒸
発粒子の付着効率および密度が高くなることを鑑みたも
のである。
度は距離ｄの二乗に比例して薄くなること、角αが小さ
いほどレンズＬの表面位置ｂに対する蒸発粒子入射角が
垂直入射に近づき、その付着効率および密度が高くなる
こと、および角βが小さいほどレンズＬ全体に対する蒸
発粒子の入射角が垂直入射に近くなり、全体としての蒸
発粒子の付着効率および密度が高くなることを鑑みたも
のである。
【００２０】この式（１）で表される重み付け関数Ｆを
用いて基本形状を修正すると、図２に示すような形状の
各補正羽根１７ａ〜１７ｆが決まる。この形状からも分
かるように、補正羽根１７ａは蒸発源１２に最も近い位
置にあるため、最も幅の広い形状となり、補正羽根１７
ｄは蒸発源１２から最も離れるため、最も幅の狭い形状
となる。また、補正羽根１７ｂと１７ｆとが同一形状と
なり、補正羽根１７ｃと１７ｅとが同一形状となる。
用いて基本形状を修正すると、図２に示すような形状の
各補正羽根１７ａ〜１７ｆが決まる。この形状からも分
かるように、補正羽根１７ａは蒸発源１２に最も近い位
置にあるため、最も幅の広い形状となり、補正羽根１７
ｄは蒸発源１２から最も離れるため、最も幅の狭い形状
となる。また、補正羽根１７ｂと１７ｆとが同一形状と
なり、補正羽根１７ｃと１７ｅとが同一形状となる。
【００２１】このようにして各補正羽根１７の形状が決
められると、この形状の補正羽根を有した補正板１５が
作成されて成膜室１１内に配設され、実際に成膜対象と
なるレンズＬを支持機構により保持して成膜処理が行わ
れる。このようにして成膜されたレンズＬの場合には均
一な膜厚分布を有する光学薄膜がレンズＬの表面に形成
される。なお、このようにして成膜されたレンズＬの表
面の膜厚分布を測定し、そのばらつきに基づいて補正羽
根１７の形状をさらに修正し、試行錯誤的に最適な補正
羽根形状を設定するのが好ましい。
められると、この形状の補正羽根を有した補正板１５が
作成されて成膜室１１内に配設され、実際に成膜対象と
なるレンズＬを支持機構により保持して成膜処理が行わ
れる。このようにして成膜されたレンズＬの場合には均
一な膜厚分布を有する光学薄膜がレンズＬの表面に形成
される。なお、このようにして成膜されたレンズＬの表
面の膜厚分布を測定し、そのばらつきに基づいて補正羽
根１７の形状をさらに修正し、試行錯誤的に最適な補正
羽根形状を設定するのが好ましい。
【００２２】このような光学薄膜成膜装置１０を用いて
レンズＬの表面に光学薄膜を成膜するときに、異なる成
膜物質の層を何層にも形成することが多いが、このよう
な場合に各成膜層毎に適する補正板の補正羽根形状は異
なる。しかしながら、各成膜層の成膜工程毎に補正板を
交換することは行えない。このため、各成膜物質毎に最
適な補正羽根形状を設定し、この形状を平均した形状の
補正羽根を有した補正板を作成し、これを用いて成膜処
理が行われる。これにより、いずれの物質の成膜層にお
いてもできる限り膜厚の均一化を図ることができる。
レンズＬの表面に光学薄膜を成膜するときに、異なる成
膜物質の層を何層にも形成することが多いが、このよう
な場合に各成膜層毎に適する補正板の補正羽根形状は異
なる。しかしながら、各成膜層の成膜工程毎に補正板を
交換することは行えない。このため、各成膜物質毎に最
適な補正羽根形状を設定し、この形状を平均した形状の
補正羽根を有した補正板を作成し、これを用いて成膜処
理が行われる。これにより、いずれの物質の成膜層にお
いてもできる限り膜厚の均一化を図ることができる。
【００２３】但し、レンズＬの表面に形成される成膜層
の膜厚を均一化する最大の目的はこの成膜層によるレン
ズＬの光学特性（例えば、分光特性）のばらつきをなく
すことである。このため、上記のように各物質に対応す
る補正羽根形状を平均するときに、各成膜物質の膜厚変
化に対する光学特性（例えば、分光特性）の影響度に基
づく重み付けを行うのが好ましい。すなわち、膜厚変化
に対する光学特性（例えば、分光特性）の影響が大きい
成膜物質用の補正羽根形状については大きな重みを付
け、この影響が小さいものについては重みを小さくして
平均するのが好ましく、これにより、成膜処理が完了し
たレンズＬの光学特性（例えば、分光特性）のばらつき
を最も小さくすることができる。
の膜厚を均一化する最大の目的はこの成膜層によるレン
ズＬの光学特性（例えば、分光特性）のばらつきをなく
すことである。このため、上記のように各物質に対応す
る補正羽根形状を平均するときに、各成膜物質の膜厚変
化に対する光学特性（例えば、分光特性）の影響度に基
づく重み付けを行うのが好ましい。すなわち、膜厚変化
に対する光学特性（例えば、分光特性）の影響が大きい
成膜物質用の補正羽根形状については大きな重みを付
け、この影響が小さいものについては重みを小さくして
平均するのが好ましく、これにより、成膜処理が完了し
たレンズＬの光学特性（例えば、分光特性）のばらつき
を最も小さくすることができる。
【００２４】本発明に係る光学薄膜成膜装置の第２実施
例を図３に示す。この装置２０は、成膜室１１内におけ
る蒸発源１２の位置がレンズＬの公転軸Ｘ上であるとい
う点が図１の装置１０と異なり、これに基づいて補正板
２５の形状が異なるだけで、他は全て同一構成である。
例を図３に示す。この装置２０は、成膜室１１内におけ
る蒸発源１２の位置がレンズＬの公転軸Ｘ上であるとい
う点が図１の装置１０と異なり、これに基づいて補正板
２５の形状が異なるだけで、他は全て同一構成である。
【００２５】この場合にも、図１の装置１０と同様にし
て補正板２５の形状が決められるが、このときの補正板
２５は図４に示すような形状となる。すなわち、蒸発源
１２が公転軸上に位置するため、補正板２５の中心から
放射状に延びた６本のフレーム２６における膜厚の影響
度は同一であるため、各フレーム２６に設けられる補正
羽根２７ａ〜２７ｆの形状は全て同一形状となる。
て補正板２５の形状が決められるが、このときの補正板
２５は図４に示すような形状となる。すなわち、蒸発源
１２が公転軸上に位置するため、補正板２５の中心から
放射状に延びた６本のフレーム２６における膜厚の影響
度は同一であるため、各フレーム２６に設けられる補正
羽根２７ａ〜２７ｆの形状は全て同一形状となる。
【００２６】
【実施例】まず、図２に示す補正板１５を用いた装置
（図１の装置）による成膜処理を説明する。この補正板
１５における各補正羽根１７ａ〜１７ｆの形状は図５に
示すように設定されている。この表図には、公転軸から
の所定の距離（ｍｍ）における各補正板１７ａ〜１７ｆ
の幅（ｍｍ）が記載されている。成膜対象となるレンズ
Ｌは、外径直径２００ｍｍ、曲率半径２００ｍｍであ
る。このレンズＬに図１の成膜装置１０を用いて成膜物
質ＭｇＦ2 を成膜したときの膜厚分布比を図６に示す
が、この図から分かるように、小さなばらつきに抑える
ことができた。なお、このときの蒸着条件は、成膜室１
１内の到達真空度が５×１０-6（torr）であり、基板
（レンズ）加熱温度が摂氏３００度であり、レートが２
（オングストローム）／ｓである。
（図１の装置）による成膜処理を説明する。この補正板
１５における各補正羽根１７ａ〜１７ｆの形状は図５に
示すように設定されている。この表図には、公転軸から
の所定の距離（ｍｍ）における各補正板１７ａ〜１７ｆ
の幅（ｍｍ）が記載されている。成膜対象となるレンズ
Ｌは、外径直径２００ｍｍ、曲率半径２００ｍｍであ
る。このレンズＬに図１の成膜装置１０を用いて成膜物
質ＭｇＦ2 を成膜したときの膜厚分布比を図６に示す
が、この図から分かるように、小さなばらつきに抑える
ことができた。なお、このときの蒸着条件は、成膜室１
１内の到達真空度が５×１０-6（torr）であり、基板
（レンズ）加熱温度が摂氏３００度であり、レートが２
（オングストローム）／ｓである。
【００２７】なお、参考までに上記と同一条件で、従来
と同様の補正板、すなわち、基本形状（重み付け関数Ｆ
による重み付けがなされていない形状）の補正板を用い
て成膜処理を行った場合での膜厚分布比を図７に示す。
このように、従来の補正板では大きなばらつきが生じ
る。
と同様の補正板、すなわち、基本形状（重み付け関数Ｆ
による重み付けがなされていない形状）の補正板を用い
て成膜処理を行った場合での膜厚分布比を図７に示す。
このように、従来の補正板では大きなばらつきが生じ
る。
【００２８】次に、図４に示す補正板２５を用いた装置
（図３の装置）による成膜処理を説明する。この補正板
２５における各補正羽根２７ａ〜２７ｆの形状は図８に
示すように設定されており（この表図の見方は図５と同
じである）、これから分かるように全ての補正羽根が同
一形状である。成膜対象となるレンズＬは、上記と同一
で、外径直径２００ｍｍ、曲率半径２００ｍｍである。
このレンズＬに図３の成膜装置２０を用いて成膜物質Ｍ
ｇＦ2 を成膜したときの膜厚分布比を図９に示す。な
お、このときの蒸着条件は、成膜室１１内の到達真空度
が５×１０-6（torr）であり、基板（レンズ）加熱温度
が摂氏３００度であり、レートが２（オングストロー
ム）／ｓである。
（図３の装置）による成膜処理を説明する。この補正板
２５における各補正羽根２７ａ〜２７ｆの形状は図８に
示すように設定されており（この表図の見方は図５と同
じである）、これから分かるように全ての補正羽根が同
一形状である。成膜対象となるレンズＬは、上記と同一
で、外径直径２００ｍｍ、曲率半径２００ｍｍである。
このレンズＬに図３の成膜装置２０を用いて成膜物質Ｍ
ｇＦ2 を成膜したときの膜厚分布比を図９に示す。な
お、このときの蒸着条件は、成膜室１１内の到達真空度
が５×１０-6（torr）であり、基板（レンズ）加熱温度
が摂氏３００度であり、レートが２（オングストロー
ム）／ｓである。
【００２９】さらに、参考までに上記と同一条件で、従
来と同様の補正板、すなわち、基本形状（重み付け関数
Ｆによる重み付けがなされていない形状）の補正板を用
いて成膜処理を行った場合での膜厚分布比を図１０に示
す。このように、この場合にも、従来の補正板では大き
なばらつきが生じる。
来と同様の補正板、すなわち、基本形状（重み付け関数
Ｆによる重み付けがなされていない形状）の補正板を用
いて成膜処理を行った場合での膜厚分布比を図１０に示
す。このように、この場合にも、従来の補正板では大き
なばらつきが生じる。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
補正板が、素子支持部に支持された光学素子の表面三次
元形状、およびこの光学素子の公転軌道位置と蒸着源と
の三次元位置関係に基づいて、光学素子表面の成膜厚さ
を均一化するために最適な形状に形成されているので、
光学素子が曲率の大きなレンズのような場合でも、レン
ズの端部においてもむらのない均一な成膜を行うことが
可能となる。
補正板が、素子支持部に支持された光学素子の表面三次
元形状、およびこの光学素子の公転軌道位置と蒸着源と
の三次元位置関係に基づいて、光学素子表面の成膜厚さ
を均一化するために最適な形状に形成されているので、
光学素子が曲率の大きなレンズのような場合でも、レン
ズの端部においてもむらのない均一な成膜を行うことが
可能となる。
【００３１】なお、蒸発源が素子支持部の公転軸上に配
設されるときには、補正板を公転軸に直角な面内におい
て公転軸から放射状に広がる複数の同一形状の補正羽根
から構成することができる。一方、蒸発源が素子支持部
の公転軸から離れて配設されるときには、補正板を公転
軸に直角な面内において公転軸から放射状に広がる複数
の且つそれぞれ異なる形状の補正羽根から構成すること
ができる。
設されるときには、補正板を公転軸に直角な面内におい
て公転軸から放射状に広がる複数の同一形状の補正羽根
から構成することができる。一方、蒸発源が素子支持部
の公転軸から離れて配設されるときには、補正板を公転
軸に直角な面内において公転軸から放射状に広がる複数
の且つそれぞれ異なる形状の補正羽根から構成すること
ができる。
【００３２】このような補正板の形状設定に際しては、
まず、平面状もしくは曲率の小さな表面形状を有した光
学素子を素子支持部により支持するとともに補正板を取
り外した状態で成膜したときの光学素子の表面薄膜厚さ
分布に基づいて、薄膜厚さを均一化するために必要な補
正板の基本形状を設定し、この基本形状を、成膜対象と
なる光学素子の表面三次元形状と、素子支持部に支持さ
れた光学素子の公転軌道位置と蒸着源との三次元位置関
係とに基づいて決まる重み付け関数を用いて修正し、こ
のように修正された形状に補正板を形成するのが好まし
い。
まず、平面状もしくは曲率の小さな表面形状を有した光
学素子を素子支持部により支持するとともに補正板を取
り外した状態で成膜したときの光学素子の表面薄膜厚さ
分布に基づいて、薄膜厚さを均一化するために必要な補
正板の基本形状を設定し、この基本形状を、成膜対象と
なる光学素子の表面三次元形状と、素子支持部に支持さ
れた光学素子の公転軌道位置と蒸着源との三次元位置関
係とに基づいて決まる重み付け関数を用いて修正し、こ
のように修正された形状に補正板を形成するのが好まし
い。
【００３３】このようにすれば、比較的容易に且つ画一
的に最適な補正板の形状設定を行うことが可能となる。
なお、この場合に用いられる重み付け関数は、素子支持
部に支持された光学素子の公転軌道位置と蒸着源との距
離（ｄ）の二乗に逆比例し、素子支持部に支持された光
学素子の公転軌道位置と蒸着源とを結ぶ線と公転軌道位
置における光学素子表面の法線とのなす角（α）の余弦
に比例し、素子支持部に支持された光学素子の公転軌道
位置と蒸着源とを結ぶ線と垂線とのなす角（β）の余弦
に比例する関数とするのが好ましく、これにより、成膜
厚さを均一化するために最適な形状設定を行うことがで
きる。
的に最適な補正板の形状設定を行うことが可能となる。
なお、この場合に用いられる重み付け関数は、素子支持
部に支持された光学素子の公転軌道位置と蒸着源との距
離（ｄ）の二乗に逆比例し、素子支持部に支持された光
学素子の公転軌道位置と蒸着源とを結ぶ線と公転軌道位
置における光学素子表面の法線とのなす角（α）の余弦
に比例し、素子支持部に支持された光学素子の公転軌道
位置と蒸着源とを結ぶ線と垂線とのなす角（β）の余弦
に比例する関数とするのが好ましく、これにより、成膜
厚さを均一化するために最適な形状設定を行うことがで
きる。
【００３４】さらに、このようして形状設定が行われた
補正板を用いて光学素子の成膜処理を行い、そのときの
光学素子の表面薄膜厚さ分布に基づいて、補正板形状を
追加修正するのが好ましく、これによりより一層の形状
最適化を図ることが可能である。
補正板を用いて光学素子の成膜処理を行い、そのときの
光学素子の表面薄膜厚さ分布に基づいて、補正板形状を
追加修正するのが好ましく、これによりより一層の形状
最適化を図ることが可能である。
【００３５】光学素子表面に複数の薄膜物質を成膜する
ときには、各薄膜物質毎に均一な薄膜厚さ分布を得るに
最適な補正板形状を設定し、これら複数の補正板形状を
平均した形状の補正板を用いるのが好ましい。複数の薄
膜成膜を行うときに、通常は複数の成膜処理を一つの補
正板のみで行うが、このように平均した形状の補正板を
用いることにより、いずれの物質の成膜層においてもで
きる限り膜厚の均一化を図ることができる。
ときには、各薄膜物質毎に均一な薄膜厚さ分布を得るに
最適な補正板形状を設定し、これら複数の補正板形状を
平均した形状の補正板を用いるのが好ましい。複数の薄
膜成膜を行うときに、通常は複数の成膜処理を一つの補
正板のみで行うが、このように平均した形状の補正板を
用いることにより、いずれの物質の成膜層においてもで
きる限り膜厚の均一化を図ることができる。
【００３６】なお、このときに、各薄膜物質の膜厚変化
に対する分光特性等の光学特性の影響度に基づいて重み
付けを行った上で、複数の補正板形状を平均した補正板
形状を求めるのが最も好ましい。これにより、成膜処理
が完成した光学素子の分光特性等の光学特性を最も最適
なものとすることができる。
に対する分光特性等の光学特性の影響度に基づいて重み
付けを行った上で、複数の補正板形状を平均した補正板
形状を求めるのが最も好ましい。これにより、成膜処理
が完成した光学素子の分光特性等の光学特性を最も最適
なものとすることができる。
【図１】本発明の第１実施例に係る光学薄膜成膜装置の
構成を示す概略図である。
構成を示す概略図である。
【図２】第１実施例の装置に用いられる補正板形状を示
す平面図である。
す平面図である。
【図３】本発明の第２実施例に係る光学薄膜成膜装置の
構成を示す概略図である。
構成を示す概略図である。
【図４】第２実施例の装置に用いられる補正板形状を示
す平面図である。
す平面図である。
【図５】図２に示す補正板の補正羽根形状を示す表図で
ある。
ある。
【図６】図２の補正板を用いて図１の装置により成膜し
たときの膜厚分布比を示す表図である。
たときの膜厚分布比を示す表図である。
【図７】従来の補正板を用いて図１の装置により成膜し
たときの膜厚分布比を示す表図である。
たときの膜厚分布比を示す表図である。
【図８】図４に示す補正板の補正羽根形状を示す表図で
ある。
ある。
【図９】図４の補正板を用いて図３の装置により成膜し
たときの膜厚分布比を示す表図である。
たときの膜厚分布比を示す表図である。
【図１０】従来の補正板を用いて図３の装置により成膜
したときの膜厚分布比を示す表図である。
したときの膜厚分布比を示す表図である。
【図１１】従来の光学薄膜成膜装置の構成を示す概略図
である。
である。
１０，２０ 光学薄膜成膜装置 １１ 成膜室 １２ 蒸発源 １５，２５ 補正板 １７，２７ 補正羽根
Claims (8)
- 【請求項１】 密閉可能に形成された成膜室内に、 光学素子を支持するとともにこの光学素子を公転もしく
は自公転運動させる素子支持部、光学素子の表面に薄膜
を形成させるための蒸着粒子を発生させる蒸着源、およ
び前記素子支持部に支持された光学素子と前記蒸着源と
の間に配設されて前記光学素子表面への蒸発粒子の付着
むらを調整する補正板を有して構成され、 この補正板が、前記素子支持部に支持された光学素子の
表面三次元形状、および前記素子支持部に支持された光
学素子の公転軌道位置と前記蒸着源との三次元位置関係
に基づいて、前記光学素子表面の成膜厚さを均一化する
ために最適な形状に形成されていることを特徴とする光
学薄膜成膜装置。 - 【請求項２】 前記蒸発源が前記素子支持部の公転軸上
に配設され、前記補正板が前記公転軸に直角な面内にお
いて前記公転軸から放射状に広がるようにして設けられ
た複数の補正羽根からなり、これら複数の補正羽根が全
て同一形状であることを特徴とする請求項１に記載の光
学薄膜成膜装置。 - 【請求項３】 前記蒸発源が前記素子支持部の公転軸か
ら離れて配設され、前記補正板が前記公転軸に直角な面
内において前記公転軸から放射状に広がるようにして設
けられた複数の補正羽根からなり、これら複数の補正羽
根がそれぞれ異なる形状であることを特徴とする請求項
１に記載の光学薄膜成膜装置。 - 【請求項４】 平面状もしくは曲率の小さな表面形状を
有した光学素子を前記素子支持部により支持するととも
に前記補正板を取り外した状態で成膜したときの前記光
学素子の表面薄膜厚さ分布に基づいて、薄膜厚さを均一
化するために必要な前記補正板の基本形状を設定し、 この基本形状を、成膜対象となる光学素子の表面三次元
形状および前記素子支持部に支持された光学素子の公転
軌道位置と前記蒸着源との三次元位置関係に基づいて決
まる重み付け関数を用いて修正し、 前記補正板が、このように修正された形状に形成されて
いることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の
光学薄膜成膜装置。 - 【請求項５】 前記重み付け関数が、前記素子支持部に
支持された光学素子の公転軌道位置と前記蒸着源との距
離（ｄ）の二乗に逆比例し、前記素子支持部に支持され
た光学素子の公転軌道位置と前記蒸着源とを結ぶ線と前
記公転軌道位置における光学素子表面の法線とのなす角
（α）の余弦に比例し、前記素子支持部に支持された光
学素子の公転軌道位置と前記蒸着源とを結ぶ線と垂線と
のなす角（β）の余弦に比例する関数であることを特徴
とする請求項４に記載の光学薄膜成膜装置。 - 【請求項６】 前記基本形状が前記重み付け関数を用い
て修正された形状の補正板を用いて光学素子の成膜処理
を行ったときのこの光学素子の表面薄膜厚さ分布に基づ
いて、補正板形状が追加修正されてなることを特徴とす
る請求項４もしくは５に記載の光学薄膜成膜装置。 - 【請求項７】 光学素子表面に複数の薄膜物質が成膜さ
れるときには、各薄膜物質毎に均一な薄膜厚さ分布を得
るに最適な補正板形状を設定し、これら複数の補正板形
状を平均した形状の補正板を用いることを特徴とする請
求項１〜６のいずれかに記載の光学薄膜成膜装置。 - 【請求項８】 前記各薄膜物質の膜厚変化に対する分光
特性等の光学特性の影響度に基づいて重み付けを行った
上で、前記複数の補正板形状を平均した補正板形状を求
めることを特徴とする請求項７に記載の光学薄膜成膜装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9268294A JPH11106902A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 光学薄膜成膜装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9268294A JPH11106902A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 光学薄膜成膜装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11106902A true JPH11106902A (ja) | 1999-04-20 |
| JPH11106902A5 JPH11106902A5 (ja) | 2005-09-29 |
Family
ID=17456537
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9268294A Withdrawn JPH11106902A (ja) | 1997-10-01 | 1997-10-01 | 光学薄膜成膜装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11106902A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002285331A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-10-03 | Nikon Corp | 成膜装置、成膜方法及び多層膜反射鏡の製造方法 |
| US6780290B2 (en) | 2001-06-04 | 2004-08-24 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Method and device for forming film |
| JP2010138477A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Canon Inc | 真空蒸着装置及び膜形成方法 |
| CN115418619A (zh) * | 2022-07-30 | 2022-12-02 | 四川中科朗星光电科技有限公司 | 一种行星转动镀膜装置的均匀性模拟和测试方法 |
| CN116356260A (zh) * | 2023-04-14 | 2023-06-30 | 重庆京东方显示技术有限公司 | 一种膜层厚度控制装置 |
-
1997
- 1997-10-01 JP JP9268294A patent/JPH11106902A/ja not_active Withdrawn
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2002285331A (ja) * | 2001-03-22 | 2002-10-03 | Nikon Corp | 成膜装置、成膜方法及び多層膜反射鏡の製造方法 |
| US6780290B2 (en) | 2001-06-04 | 2004-08-24 | Nippon Sheet Glass Co., Ltd. | Method and device for forming film |
| JP2010138477A (ja) * | 2008-12-15 | 2010-06-24 | Canon Inc | 真空蒸着装置及び膜形成方法 |
| CN115418619A (zh) * | 2022-07-30 | 2022-12-02 | 四川中科朗星光电科技有限公司 | 一种行星转动镀膜装置的均匀性模拟和测试方法 |
| CN116356260A (zh) * | 2023-04-14 | 2023-06-30 | 重庆京东方显示技术有限公司 | 一种膜层厚度控制装置 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20040930 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20041028 |
|
| A521 | Written amendment |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20050513 |
|
| A761 | Written withdrawal of application |
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