JPH11200017A - 光学薄膜成膜装置およびこの光学薄膜成膜装置により成膜された光学素子 - Google Patents

光学薄膜成膜装置およびこの光学薄膜成膜装置により成膜された光学素子

Info

Publication number
JPH11200017A
JPH11200017A JP10008755A JP875598A JPH11200017A JP H11200017 A JPH11200017 A JP H11200017A JP 10008755 A JP10008755 A JP 10008755A JP 875598 A JP875598 A JP 875598A JP H11200017 A JPH11200017 A JP H11200017A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
evaporation
thin film
optical
optical element
optical thin
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10008755A
Other languages
English (en)
Inventor
Tetsuya Tomofuji
哲也 友藤
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP10008755A priority Critical patent/JPH11200017A/ja
Priority to US09/233,707 priority patent/US6142097A/en
Publication of JPH11200017A publication Critical patent/JPH11200017A/ja
Priority to US10/316,660 priority patent/US20030082299A1/en
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/24—Vacuum evaporation

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 レンズ等の成膜面が曲面で形成された光学素
子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とともに、この光学薄膜成膜
装置によって膜厚むらを小さく抑えた光学薄膜を成膜し
た光学素子を得る。 【解決手段】 真空チャンバ７内に、レンズ基板３を支
持して公転もしくは自公転運動させる基板ホルダ２と、
複数の蒸発源１０ａ〜１０ｃとを設けており、各蒸発源
１０ａ〜１０ｃは蒸発粒子の蒸発量を個別に制御可能と
なっている。さらに、各蒸発源１０ａ〜１０ｃとレンズ
基板３との間には、各蒸発源１０ａ〜１０ｃからの蒸発
粒子の拡散方向角を制限する絞り板４が設けられてい
る。また、各蒸発源１０ａ〜１０ｃは、複数の蒸発試料
を分離格納可能に構成しており、さらには、分離格納し
た蒸発試料のうちから所望の蒸発試料を蒸発可能な構成
としている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、特にレンズ、凹面
鏡、凸面鏡のような光学素子の曲面表面に膜厚が均一に
なる光学薄膜（例えば、反射膜、反射防止膜等）を成膜
させるための光学薄膜成膜装置に関するとともに、この
装置を用いて光学薄膜を成膜した光学素子に関する。
【０００２】
【従来の技術】光学薄膜成膜装置においては、図６に示
すように蒸発源Ｊから蒸発させた蒸発粒子を蒸発源Ｊの
上方に保持されている光学素子Ｋに入射、堆積させるこ
とにより薄膜を成膜するように構成されている。ここ
で、蒸発源Ｊが平面上に配設されている場合、理想状態
では下記の式（１）に従う膜厚で成膜される。
【０００３】ｔ ∝ ｃｏｓ2θ／ｄ2 ・・・（１）
【０００４】上記の式において、θは、蒸発面から上方
に伸びる鉛直軸と蒸発粒子の飛翔方向となす角。ｄは、
蒸発源Ｊが配設された面と平行な面にある光学素子Ｋと
蒸発源Ｊとの距離。ｔは、光学素子Ｋに成膜された光学
薄膜の膜厚である。
【０００５】すなわち、蒸発源Ｊからある高さにある蒸
発源Ｊと平行な面上での膜厚は、蒸発源Ｊの真上が最も
厚くなり、蒸発源Ｊから離れる（θが大きくなる）に従
って薄くなる傾向にある。このため光学素子Ｋ上では、
成膜された膜厚の分布が均一ではなくなってしまう。さ
らに現実の蒸発分布は使用する蒸発試料の種類、形状、
真空チャンバ内の雰囲気、蒸発条件等によって理想状態
より異なってくる。特にレンズ、凹面鏡、凸面鏡等の曲
面表面を有する光学素子の場合、成膜される光学薄膜の
膜厚分布のばらつきはさらに大きくなる。
【０００６】このような不具合を是正して、曲面表面を
有する光学素子上の膜厚を均一にすることができるよう
にした光学薄膜成膜装置としては、図７に示すような光
学薄膜成膜装置１０１がある。この光学薄膜成膜装置１
０１は、真空チャンバ１０７内に自公転をする基板ホル
ダ２を設け、この基板ホルダ２にレンズ基板３を装着す
るように構成されている。蒸発源１１０とレンズ３との
間には、マスク１０６が配置されており、１箇所の蒸発
源１１０から蒸発試料を加熱蒸発させて、レンズ基板３
に光学薄膜を成膜するようになっている。
【０００７】基板ホルダ２は、図８に示すように基板自
転機構を備えて構成され、光学基板３を保持している。
基板ホルダ２の中心にある円形の穴８は膜厚モニタ用の
穴であり、この穴８に水晶振動子を取り付けることによ
り、レンズ基板３に成膜された膜厚の変化を水晶振動子
の振動数の変化として検出することにより膜厚を計測す
るようになっている。
【０００８】マスク１０６は、図９に示すように、レン
ズ基板３上で膜が厚く付く領域に蒸発粒子の到達する量
を減少させるために配置されている補正板である。この
マスク１０６は、図からもよく分かるように、レンズ基
板３に対して垂直入射に近い方向の蒸発粒子の付着（レ
ンズ基板３の中央部への付着量）をある程度制限し、斜
入射方向の蒸発粒子の付着（レンズ基板３の周辺部近
傍）については制限を小さくして、膜厚分布を均一化さ
せるようになっている。
【０００９】ところで現実に成膜させる光学薄膜は、複
数の膜材料層から構成される多層膜となることが多い。
このため、上記の光学薄膜成膜装置１０１においては、
レンズ基板３上に形成する膜が多層膜を形成する場合、
真空チャンバ１０７の真空を維持したまま蒸発源１１０
の蒸発試料を交換して蒸着させることにより行ってい
る。
【００１０】このように、レンズ基板３上で膜厚分布の
小さい多層膜を形成するためには、蒸発試料を複数種類
使用するため、各試料に対して最適化したマスク１０６
を使用しなければならない。しかしながら、真空蒸着中
に真空を保持したままマスク１０６を交換することは困
難であることから、多層膜を作成するときに使用するマ
スクは、使用する蒸発試料のうちで影響力の強い（膜厚
が厚くなる）試料の蒸発分布を考慮した設計としてい
た。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】このように、上記のよ
うな光学薄膜成膜装置１０１においては、レンズ基板３
上の場所により膜厚が異なり、特に多層膜を作成すると
きには一種類のマスク１０６しか使用できないため、各
層の膜厚が異なって設計した光学特性が得られないとい
う問題があった。
【００１２】例えば、レンズの曲率半径Ｒとレンズの有
効径Ｄとの比がＲ：Ｄ＝１.４：２であるレンズに対し
て、ＭｇＦ2／ＺｒＯ2／Ａｌ2Ｏ3／レンズという膜構成
で、膜厚を１／４光学波長、１／２光学波長、１／４光
学波長とした３層の反射防止膜を成膜した場合、レンズ
頂点部付近はほぼ設計通りの膜厚となるがレンズ周辺部
では膜厚が設計値からずれてしまう。
【００１３】このような反射防止膜を形成したレンズに
おいて、反射防止膜のレンズ頂点部の反射率特性を図１
０に示し、レンズ周辺部の反射率特性を図１１に示す。
上記の光学薄膜成膜装置１０１によって成膜したレンズ
においては、周辺部では膜厚が設計値からずれてしまう
ため、図１０および図１１の比較結果からもあきらかな
ように、レンズ周辺部の反射率特性がレンズ頂点部と異
なってしまうという問題を生じる。
【００１４】本発明は、このような問題に鑑みてなされ
たものであり、レンズ等の成膜面が曲面で形成された光
学素子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と
ともに、この光学薄膜成膜装置によって膜厚むらを小さ
く抑えた光学薄膜を成膜した光学素子を提供することを
目的としている。
【００１５】
【課題を解決するための手段】このような目的を達成す
るために、本発明の光学薄膜成膜装置（実施形態におけ
る光学薄膜成膜装置１）は、成膜室（例えば、実施形態
における真空チャンバ７）内に、光学素子（実施形態に
おけるレンズ基板３）を支持して公転もしくは自公転運
動させる素子支持部（実施形態における基板ホルダ２）
と、薄膜形成用の蒸発粒子を発生させる蒸発源（実施形
態における蒸発源１０）とを設けて構成されるが、この
とき、蒸発源を複数配設しているとともに、蒸発源から
の蒸発粒子の蒸発量を個別に制御可能な構成としてい
る。
【００１６】このように複数の蒸発源を配設した上で各
蒸発源からの蒸発粒子の蒸発量を変えるようにすれば、
公転もしくは自公転する光学素子に対して複数の方向か
ら異なる蒸発量で蒸発粒子を入射させて薄膜形成がなさ
れるため、曲率の大きなレンズ等のような光学素子であ
っても、その表面の膜厚分布を均一化することが可能と
なる。
【００１７】すなわち、本発明の成膜装置を用れば、従
来のように一カ所の蒸発源から拡散放出される蒸発粒子
によって光学素子全面に成膜を行うのではなく、複数の
方向から異なる量で拡散飛来する蒸発粒子によって成膜
が行われる。ここで光学素子の表面の各部には複数の方
向のうちの入射角が垂直入射に近くなる蒸発源からの蒸
発粒子が最も効率良く付着して成膜されるのであるが、
曲率の大きな表面形状を有する光学素子の場合でも、表
面のほぼ全ての位置で入射角が垂直入射に近くなる蒸発
源を有するようにすることが可能となる。
【００１８】さらに、複数の蒸発源を設けた場合には、
光学素子に対して、蒸発面から上方に伸びる鉛直軸と蒸
発粒子の飛翔方向となす角（図６に示すθ、以下「蒸発
源と光学素子とのなす角θ」と略す）が小さい蒸発源か
らの蒸発粒子が多く付着して、その蒸発源から飛来する
蒸発粒子によって成膜される部分の膜厚が厚くなる。こ
のため、光学素子とのなす角θが小さい蒸発源からの蒸
発粒子の蒸発量を、光学素子とのなす角θが大きい蒸発
源からの蒸発粒子の蒸発量よりも少なくすれば、膜厚分
布を均一化することができる。
【００１９】なお、これら複数の蒸発源を素子支持部の
公転軸（実施形態におけるＣａ）から異なる距離を有し
て配設するのが好ましく、これにより、光学素子に対し
て異なる方向で且つ異なる入射角で蒸発粒子を入射させ
て光学素子表面に付着させることができ、膜厚分布をよ
り均一化することができる。
【００２０】また、同様の趣旨から、各蒸発源と素子支
持部に支持された光学素子との間に、各蒸発源からの蒸
発粒子の拡散方向角を制限する絞り部材（実施形態にお
ける絞り板４）を設けるのが好ましい。この絞り部材に
より、複数の蒸発源のそれぞれから光学素子へ到達する
蒸発粒子の入射角を制限して（蒸発粒子の拡散する立体
角を制限して）光学素子表面に成膜される薄膜の膜厚分
布制御を行うことが可能であり、斜入射となる方向の入
射角を制限する等して、膜厚分布をさらに均一化するこ
とができる。
【００２１】なお、本発明の光学薄膜成膜装置において
は、複数の蒸発源の各々において複数の蒸発試料を分離
格納可能に構成し、さらには、分離格納した蒸発試料の
うちから所望の蒸発試料を蒸発可能に構成することが好
ましい。このような構成とすることにより、成膜室内の
真空状態を維持する等、成膜室内の雰囲気を維持させた
まま蒸発源から蒸発させる蒸発粒子の種類を変えること
ができるため、光学素子表面に容易に多層の光学薄膜を
成膜することができる。
【００２２】さらに、蒸発試料が異なると同一の条件下
でも成膜される光学薄膜の厚さに変動を生じる（蒸発試
料の種類によって成膜の影響力に変動がある）場合があ
るが、このような場合には蒸発源からの蒸発粒子の蒸発
量を変えることにより、均一な膜厚の多層の光学薄膜を
成膜することができる。
【００２３】また、本発明の光学薄膜成膜装置において
は、複数の蒸発源のうちの１つの蒸発源（実施形態にお
ける１０ａ）は素子支持部の公転軸上に配設したり、複
数の蒸発源のうちの少なくとも１つの蒸発源（実施形態
における１０ｂ，１０ｃ）は光学素子の自転軸軌道（実
施形態におけるＣｂ，Ｃｃ）上に配設したりするように
構成することが好ましい。このような構成とすることに
より、素子支持部の公転軸上に配設した蒸発源からは素
子支持部に支持された光学素子の周辺部に垂直入射に近
い状態で蒸発粒子を付着させることができ、光学素子の
自転軸軌道上に配設した蒸発源からは素子支持部に支持
された光学素子の中央部に垂直入射に近い状態で蒸発粒
子を付着させることができる。
【００２４】そして、上記のように構成された光学薄膜
成膜装置を用いて光学薄膜を成膜すれば、厚さのばらつ
きが少ない光学薄膜が成膜された光学素子を得ることが
できる。
【００２５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の好ましい実施形態
について図１から図３を参照して説明する。図１には本
発明に係る光学薄膜成膜装置１の構成例を示している。
この光学薄膜成膜装置１は、密閉されて真空排気可能な
真空チャンバ７を有しており、この真空チャンバ７内に
は自公転自在に基板ホルダ２が配置されている。基板ホ
ルダ２は、レンズ基板３が４ヶ保持されており、図８に
示す前記基板ホルダ２と同一構成であるためここでの再
度の説明は省略する。
【００２６】真空チャンバ７内の底部には蒸発源１０が
配設されており、この蒸発源１０は、第一蒸発源１０
ａ、第二蒸発源１０ｂおよび第三蒸発源１０ｃから構成
されている。蒸発源１０のうち基板ホルダ２の中心位
置、即ち、レンズ基板３の公転軸Ｃａ上には第一蒸発源
１０ａが配置され、レンズ基板３の中心の軌道上、即ち
レンズ基板３の自転軸軌道Ｃｂ，Ｃｃ上には第二蒸発源
１０ｂおよび、第三蒸発源１０ｃが配置されている。す
なわち、第二蒸発源１０ｂと第三蒸発源１０ｃとの位置
関係は、第一蒸発源１０ａを中心に点対称の関係にあ
る。
【００２７】蒸発源１０と基板ホルダ２との間には、蒸
発源１０からの蒸発流を制御するため絞り板４が配置さ
れている。絞り板４には、図２に示すように各蒸発源１
０ａ，１０ｂ，１０ｃに対応して円形の開口５ａ，５
ｂ，５ｃが形成されている。第一蒸発源１０ａに対応し
て形成された中央部の第一開口５ａは、第二蒸発源１０
ｂおよび第三蒸発源１０ｃに対応して形成された第二開
口５ｂおよび第三開口５ｃよりも小さい径で形成されて
いる。
【００２８】従って、第一蒸発源１０ａから蒸発する蒸
発試料の蒸発流は、中心軸Ｃａを中心に各々θａづつ上
方に向かって広がるように制限され、第二、第三蒸発源
１０ｂ，１０ｃから蒸発する蒸発試料の蒸発流は、中心
軸Ｃｂ，Ｃｃを中心にθａよりも大きい角度であるθｂ
およびθｃづつ上方に向かって広がるように制限され
る。
【００２９】これにより、各レンズ基板３に対してレン
ズ基板３の中央部への蒸発粒子の付着量をある程度制限
し、レンズ基板３の周辺部近傍への蒸発粒子の付着量に
ついては制限を小さくして、膜厚分布を均一化させるこ
とができる。なお、レンズ基板３上に均一な膜を形成す
るために、開口５ａ，５ｂ，５ｃの形状・寸法は成膜対
象のレンズ基板３の形状に応じて適宜変更される。
【００３０】各蒸発源１０ａ〜１０ｃは、その平面形状
を図３に示すように、蒸発試料を保持する試料保持部材
１１と、この試料保持部材１１内に保持されている蒸発
試料を加熱蒸発させるための電子銃１２とから構成され
ている。なお、各蒸発源の１０ａ〜１０ｃはいずれも同
一構成であるため、図３には１個の蒸発源１０のみを表
している。
【００３１】試料保持部材１１は、複数種類の蒸発試料
を保持することができるように複数の保持室（図３に示
す試料保持部材１１においては、３つの保持室１１ａ，
１１ｂ，１１ｃ）に分かれて形成されている。試料保持
部材１１は、中心位置Ｐを中心として回転自在（図３に
おいては右回転）に構成されている。そして、電子銃１
２は、試料保持部材１１の中心位置Ｐに対して偏心した
位置Ｏを加熱するように配設されている。このため、一
箇所の保持室（例えば１１ａ）内の蒸発試料を加熱蒸発
させているときは、他の保持室（１１ｂ，１１ｃ）内の
蒸発試料は加熱蒸発されない。
【００３２】このように構成された光学薄膜成膜装置１
においては、試料保持部材１１における第一〜第三保持
室１１ａ〜１１ｃに異なる蒸発試料を保持させ、まず第
一保持室１１ａに保持された第一蒸発試料を電子銃１２
によって加熱蒸発させる。これにより、この第一蒸発試
料はレンズ基板３に成膜される光学薄膜の一層目の薄膜
として蒸着される。
【００３３】そして、このように一層目の薄膜の蒸着を
行った後は、試料保持部材１１の中心位置Ｐを中心とし
て試料保持部材１１を１２０°右方向に回動させ、第二
保持室１１ｂに保持された第二蒸発試料を電子銃１２に
よって加熱蒸発させる。これにより、この第二蒸発試料
はレンズ基板３に成膜される光学薄膜の二層目の薄膜と
して蒸着される。さらに、二層目の薄膜の蒸着を行った
後は前記と同様に蒸着保持部材１１を回動させて、第三
保持室１１ｃに保持された第三蒸発試料の蒸着を行って
三層目の薄膜を成膜する。
【００３４】このように構成された蒸発源１０によれ
ば、真空チャンバ７内の真空を維持したまま簡単に蒸発
試料を変えることができる。このため、レンズ基板３上
へ多層膜を成膜する場合には、成膜する層数に応じた数
の保持室を有する試料保持部材１１を用いて、異なる蒸
発試料を順次蒸発させることにより、多層の光学薄膜を
容易に、且つ、確実に成膜することができる。
【００３５】また、各蒸発源１０ａ〜１０ｃにおいて
は、各電子銃１２の投入電力を変えることによって、各
蒸発源１０ａ〜１０ｃからの蒸発試料の蒸発量を変える
ことができるようになっている。従って、各蒸発源１０
ａ〜１０ｃとレンズ基板３とのなす角度θが異なってい
ても、レンズ基板３とのなす角θが小さい蒸発源からの
蒸発量を、レンズ基板３とのなす角θが大きい蒸発源か
らの蒸発量よりも少なくするような蒸発量の制御を行え
ば、膜厚分布を均一化させることができる。
【００３６】さらに、蒸発試料の種類によって成膜の影
響力に変動がある（膜厚が厚くなったり薄くなったりす
る）場合でも、影響力の大きい蒸発源からの蒸発量を少
なくするような蒸発量の制御を行えば、蒸発試料を変え
る毎に交換する必要がある補正板（マスク１０６に相
当）を設けなくても膜厚分布を均一化させることができ
る。また、上記の絞り板４を用いてレンズ基板３への蒸
発試料の蒸発量の制御を併せて行えば、膜厚分布をより
均一化させることができる。
【００３７】このように各電子銃１２の投入電力を変え
るような構成とすることにより、真空チャンバ７の真空
状態を維持したまま、真空チャンバ７の外部からでも簡
単に各蒸発源１０ａ〜１０ｃからの蒸発量を調整するこ
とができる。また、蒸発源１０における蒸発試料の加熱
蒸発手段としては必ずしも電子銃１２を用いる必要はな
く、抵抗加熱方式（電気ヒータ）や誘導加熱方式の加熱
蒸発手段を用い、入力電圧等の投入電力の調整を行うこ
とによりヒータの温度調節を行う等して蒸発試料の蒸発
量の調整を行うように構成してもよい。
【００３８】なお、上記の実施形態においては、絞り板
４は必ずしも設ける必要はなく、上記のように各蒸発源
１０ａ〜１０ｃにおける蒸発量の調整だけで膜厚分布を
均一化させるようにしてもよい。また、絞り板４を設け
るのみならず、図９に示すようなマスク１０６を併せて
用いるように構成してもよい。
【００３９】上記の実施形態においては、レンズ基板３
上に多層膜の光学薄膜を形成する場合について説明した
ため、各蒸発源１０ａ〜１０ｃにおいては各々複数の蒸
発試料を保持することができるように構成したが、本発
明は必ずしもこのような構成とする必要はなく、単層膜
の光学薄膜を成膜する場合には、各蒸発源１０ａ〜１０
ｃにおいて一つの蒸発試料を保持することができればよ
い。
【００４０】さらに、上記の光学薄膜成膜装置１におい
ては、第一蒸発源１０ａをレンズ基板３の公転軸上に配
設しているが、本発明はこのような構成に限られるもの
ではなく、第一蒸発源１０ａは必ずしもレンズ基板３の
公転軸上に配設する必要はない。また、第二蒸発源１０
ｂおよび第三蒸発源１０ｃも必ずしもレンズ基板３の自
転軸軌道上に配設する必要はなく、少なくとも１つの蒸
発源１０がガラス基板３の自転軸軌道上に配設されてい
ればよいか、さらには、ガラス基板３の自転軸軌道上に
蒸発源１０が配設されていなくてもよい。
【００４１】
【実施例】以下、本発明の好ましい実施例について、図
４を加えて説明する。例えば、本発明に係る光学薄膜成
膜装置１を用いて、レンズの曲率半径Ｒとレンズの有効
径Ｄとの比がＲ：Ｄ＝１.４：２であるレンズに対し
て、前記と同じ３層の反射防止膜（ＭｇＦ2／ＺｒＯ2／
Ａｌ2Ｏ3／レンズで、膜厚１／４光学波長、１／２光学
波長、１／４光学波長）を形成する場合について説明す
る。
【００４２】このような成膜を行う場合には、蒸発源１
０の蒸発源面と基板ホルダ２の基板取付面までの距離Ｄ
を１０００ｍｍに設定する。絞り板４は、第一蒸発源１
０ａの蒸発流を制限する角度θａ，θａが各々１６゜と
なり、第二蒸発源１０ｂおよび第三蒸発源１０ｃの蒸発
流を制限する角度θｂ，θｂおよびθｃ，θｃが各々２
５゜となるように、絞り板４の開口５ａ，５ｂおよび５
ｃの寸法を調整した上で蒸発源１０とガラス基板３との
間に配設される。なお、開口５ａは、公転軸Ｃａを中心
として形成された丸穴であり、開口５ｂ，５ｃは、開口
５ａよりも大きな径で自転軸軌道Ｃｂ，Ｃｃを中心とし
て形成された丸穴である。
【００４３】そして、各蒸発源１０ａ〜１０ｃの試料保
持部材１１における第一保持室１１ａにはＡｌ2Ｏ3を保
持させ、第二保持室１１ｂ内にはＺｒＯ2を保持させる
とともに、第三保持室にはＭｇＦ2を蒸発試料として保
持させる。そして、各蒸発源１０ａ，１０ｂ，１０ｃか
ら図４に示すような蒸発源レート比で加熱蒸発させる。
ここで、蒸発源レート比とは、同一時間蒸発試料を加熱
蒸発させたときに、蒸発源からある高さにある蒸発源と
平行な面上において成膜される膜厚（図６におけるｔ）
の比をいう。
【００４４】上記のような光学薄膜を成膜する場合に
は、まず各蒸発源１０ａ〜１０ｃにおける第一保持室１
１ａのＡｌ2Ｏ3を加熱蒸発させてレンズ基板３上にＡｌ
2Ｏ3の薄膜を成膜する。このとき、第二蒸発源１０ｂお
よび第三蒸発源１０ｃにおいては、第一蒸発源１０ａの
７５％の蒸発量となるように（各蒸発源１０ａ〜１０ｃ
とのなす角θが同一である位置に基板を配設したと仮定
した状態で、基板に成膜される光学薄膜の膜厚が、第一
蒸発源１０ａから蒸発させた蒸発粒子によって成膜され
る膜厚に対して、第二蒸発源１０ｂおよび第三蒸発源１
０ｃから蒸発させた蒸発粒子によって成膜される膜厚が
７５％となるように）電子銃１２の投入電力の調整を行
う。
【００４５】すなわち、光学薄膜成膜装置１において
は、第二蒸発源１０ｂおよび第三蒸発源１０ｃとガラス
基板３とのなす角θ（光学薄膜成膜装置１においては、
０°）が、第一蒸発源１０ａとガラス基板３とのなす角
よりも小さいため、第二蒸発源１０ｂおよび第三蒸発源
１０ｃからの蒸発量を第一蒸発源１０ａからの蒸発量よ
りも少なくして、ガラス基板３において成膜される光学
薄膜の膜厚の均一化を図ることとしている。
【００４６】そして、Ａｌ2Ｏ3の薄膜の厚さが１／４光
学波長の厚さに達したら蒸発を終了して、試料保持部材
１１を１２０°右方向に回動させ、第二保持室１１ｂに
保持されたＺｒＯ2を加熱蒸発させる。ＺｒＯ2を加熱蒸
発させる場合には、第二蒸発源１０ｂおよび第三蒸発源
１０ｃにおいては、第一蒸発源１０ａの８５％の蒸発量
となるように電子銃１２の投入電力の調整を行う。
【００４７】さらに、ＺｒＯ2の薄膜の厚さが１／２光
学波長の厚さに達したら蒸発を終了して、再度試料保持
部材１１を１２０°右方向に回動させ、第三保持室１１
ｃに保持されたＭｇＦ2を加熱蒸発させる。ＭｇＦ2を加
熱蒸発させる場合には、第二蒸発源１０ｂおよび第三蒸
発源１０ｃにおいては、第一蒸発源１０ａの９５％の蒸
発量となるように電子銃１２の投入電力の調整を行う。
そして、ＭｇＦ2の薄膜の厚さが１／４光学波長の厚さ
に達したら蒸着を終了させることにより、ＭｇＦ2／Ｚ
ｒＯ2／Ａｌ2Ｏ3／レンズであって、膜厚を１／４光学
波長、１／２光学波長、１／４光学波長の３層の反射防
止膜を成膜することができる。
【００４８】このような反射防止膜を成膜したレンズ基
板３において、反射防止膜のレンズ頂点部の反射率特性
は、前記の光学薄膜成膜装置１０１を用いて成膜した場
合と同様に図１０に示すような結果となり、レンズ周辺
部の反射率特性は図５に示すような結果となる。この図
からもあきらかなように、従来の光学薄膜成膜装置１０
１を用いて成膜した場合におけるレンズ周辺部の特性
（図１１参照）よりレンズ頂点部の特性に近くなってい
る。従って、上記の光学薄膜成膜装置１を用いて光学薄
膜の成膜を行えば、レンズ全面にわたってほぼ均一な反
射率特性を有する光学薄膜を成膜したレンズを得ること
ができる。
【００４９】
【発明の効果】以上のように、本発明に係る光学薄膜成
膜装置によれば、成膜室内に蒸発源を複数配設している
ので、公転もしくは自公転する光学素子に対して複数の
方向から蒸発粒子を入射させて薄膜形成がなされ、曲率
の大きなレンズ等のような光学素子であっても、その表
面の膜厚分布を均一化することが可能となる。すなわ
ち、複数の方向から拡散飛来する蒸発粒子によって成膜
が行われるので、曲率の大きな表面形状を有する光学素
子の場合でも、表面のほぼ全ての位置で入射角が垂直入
射に近くなる蒸発源を有するようにすることが可能とな
る。
【００５０】さらに、光学素子とのなす角が小さい蒸発
源からの蒸発粒子の蒸発量を、光学素子とのなす角が大
きい蒸発源からの蒸発粒子の蒸発量よりも少なくすれ
ば、曲率の大きな光学素子の表面に対しても均一な膜厚
分布の光学薄膜を形成することができ、レンズ頂点部と
周辺部とでの光学特性の差を小さくすることができる。
【００５１】なお、これら複数の蒸発源を素子支持部の
公転軸から異なる距離を有して配設するのが好ましく、
これにより、光学素子に対して異なる方向で且つ異なる
入射角で蒸発粒子を入射させて光学素子表面に付着させ
ることができ、膜厚分布をより均一化することができ
る。
【００５２】また、同様の趣旨から、各蒸発源と素子支
持部に支持された光学素子との間に、各蒸発源からの蒸
発粒子の拡散方向角を制限する絞り部材を設けるのが好
ましい。この絞り部材により、複数の蒸発源のそれぞれ
から光学素子へ到達する蒸発粒子の入射角を制限して光
学素子表面に成膜される薄膜の膜厚分布制御を行うこと
が可能であり、斜入射となる方向の入射角を制限する等
することにより、膜厚分布を均一化させることができ
る。
【００５３】そして、異なる種類の蒸発試料を用いて多
層膜を成膜する場合でも、各蒸発源からの蒸発量を個別
に制御すれば、一種類の絞り部材を用いるだけで蒸発試
料を変える毎に絞り部材を交換する必要はなく、膜厚分
布を均一化させることができる。
【００５４】なお、本発明の光学薄膜成膜装置において
は、複数の蒸発源の各々において複数の蒸発試料を分離
格納可能に構成し、さらには、分離格納した蒸発試料の
うちから所望の蒸発試料を蒸発可能に構成することが好
ましい。このような構成とすることにより、成膜室内の
真空状態を維持する等、成膜室内の雰囲気を維持させた
まま蒸発源から蒸発させる蒸発粒子の種類を変えること
ができるため、光学素子表面に容易に多層の光学薄膜を
成膜することができる。
【００５５】このとき、蒸発試料の違いによって成膜さ
れる光学薄膜の厚さが変化する場合には、蒸発試料に応
じて蒸発量を制御すれば、蒸発試料の違いに応じて交換
する必要がある補正板等を設けなくても、成膜した光学
薄膜の膜厚を均一化させることができる。
【００５６】さらに、複数の蒸発源のうちの１つの蒸発
源は素子支持部の公転軸上に配設したり、複数の蒸発源
のうちの少なくとも１つの蒸発源は光学素子の自転軸軌
道上に配設したりするように構成することが好ましい。
このような構成とすることにより、素子支持部の公転軸
上に配設した蒸発源からは素子支持部に支持された光学
素子の周辺部に垂直入射に近い状態で蒸発粒子を付着さ
せることができ、光学素子の自転軸軌道上に配設した蒸
発源からは素子支持部に支持された光学素子の中央部に
垂直入射に近い状態で蒸発粒子を付着させることができ
る。
【００５７】そして、上記のように構成された光学薄膜
成膜装置を用いて光学薄膜を成膜すれば、厚さのばらつ
きが少ない光学薄膜が成膜された光学素子を得ることが
できるため、光学素子の中心部と周辺部とでの光学特性
の差を小さくした光学素子を得る。特に、光学素子が曲
率の大きなレンズである場合には、レンズ頂点部と周辺
部とでの光学特性の差を小さくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る光学薄膜成膜装置の概要図であ
る。
【図２】上記の光学薄膜成膜装置に用いられる絞り板の
平面図であり、図１におけるII矢視図である。
【図３】上記の光学薄膜成膜装置に用いられる蒸発源の
平面図である。
【図４】上記の光学薄膜成膜装置の実施例として示した
蒸発材料による蒸発源の蒸発レート比を示す図表であ
る。
【図５】上記の光学薄膜成膜装置を用いた反射防止膜の
レンズ周辺部の反射率特性を示す図である。
【図６】式１に用いている記号を示す図である。
【図７】従来の光学薄膜成膜装置を示す概要図である。
【図８】光学薄膜成膜装置に用いられているレンズホル
ダの平面図であり、図１におけるVIII矢視図である。
【図９】従来の光学薄膜成膜装置に用いられているマス
クの平面図である。
【図１０】光学薄膜成膜装置を用いて成膜した反射防止
膜のレンズ頂点部の反射率特性を示す図である。
【図１１】光学薄膜成膜装置を用いて成膜した反射防止
膜のレンズ周辺部の反射率特性を示す図である。
【符号の説明】
１ 光学薄膜成膜装置 ２ 基板ホルダ ３ レンズ基板 ４ 絞り板 ５ 開口 ７ 真空チャンバ １０ 蒸発源

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【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および前記光学素子の表
    面に薄膜を形成させるための蒸発粒子を発生させる複数
    の蒸発源を配設して構成され、 前記光学素子表面の成膜厚さを均一化するために前記各
    蒸発源からの蒸発粒子の蒸発量を個別に制御可能とした
    ことを特徴とする光学薄膜成膜装置。
  2. 【請求項２】 前記複数の蒸発源が、前記素子支持部の
    公転軸から異なる距離を有して配設されていることを特
    徴とする請求項１に記載の光学薄膜成膜装置。
  3. 【請求項３】 前記各蒸発源と前記素子支持部に支持さ
    れた光学素子との間に、前記各蒸発源からの蒸発粒子の
    拡散方向角を制限する絞り部材を設け、前記各蒸発源か
    ら前記光学素子へ到達する蒸発粒子の入射角を制限して
    前記光学素子表面に成膜される薄膜の膜厚分布制御を行
    うことを特徴とする請求項１もしくは請求項２に記載の
    光学薄膜成膜装置。
  4. 【請求項４】 前記各蒸発源が、複数の蒸発試料を分離
    格納可能に構成され、分離格納した蒸発試料のうちから
    所望の蒸発試料を蒸発可能に構成していることを特徴と
    する請求項１から請求項３のいずれかに記載の光学薄膜
    成膜装置。
  5. 【請求項５】 前記各蒸発源のうちの１つの蒸発源が前
    記素子支持部の公転軸上に配設されていることを特徴と
    する請求項１から請求項４のいずれかに記載の光学薄膜
    成膜装置。
  6. 【請求項６】 前記各蒸発源のうち少なくとも１つの蒸
    発源が前記光学素子の自転軸軌道上に配設されているこ
    とを特徴とする請求項１から請求項５のいずれかに記載
    の光学薄膜成膜装置。
  7. 【請求項７】 前記請求項１から請求項６のいずれかに
    記載の光学薄膜成膜装置によって成膜された光学素子で
    あって、成膜された光学薄膜の厚さのばらつきを小さく
    したことを特徴とする光学素子。
JP10008755A 1998-01-20 1998-01-20 光学薄膜成膜装置およびこの光学薄膜成膜装置により成膜された光学素子 Pending JPH11200017A (ja)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10008755A JPH11200017A (ja) 1998-01-20 1998-01-20 光学薄膜成膜装置およびこの光学薄膜成膜装置により成膜された光学素子
US09/233,707 US6142097A (en) 1998-01-20 1999-01-19 Optical membrane forming apparatus and optical device produced by the same
US10/316,660 US20030082299A1 (en) 1998-01-20 2002-12-11 Method for forming an optical membrane

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10008755A JPH11200017A (ja) 1998-01-20 1998-01-20 光学薄膜成膜装置およびこの光学薄膜成膜装置により成膜された光学素子

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH11200017A true JPH11200017A (ja) 1999-07-27

Family

ID=11701753

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10008755A Pending JPH11200017A (ja) 1998-01-20 1998-01-20 光学薄膜成膜装置およびこの光学薄膜成膜装置により成膜された光学素子

Country Status (2)

Country Link
US (2) US6142097A (ja)
JP (1) JPH11200017A (ja)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006131993A (ja) * 2004-11-05 2006-05-25 Samsung Sdi Co Ltd 蒸着方法及びそのための蒸着装置
JP2006330656A (ja) * 2005-04-25 2006-12-07 Showa Shinku:Kk 液晶配向膜用真空蒸着装置およびその成膜方法
KR100889762B1 (ko) * 2002-11-07 2009-03-24 삼성모바일디스플레이주식회사 박막 증착 방법 및 그 장치
CN107299329A (zh) * 2017-07-14 2017-10-27 信利光电股份有限公司 一种曲面盖板的镀膜装置及镀膜方法
WO2018147122A1 (ja) * 2017-02-09 2018-08-16 株式会社神戸製鋼所 成膜装置および成膜物の製造方法
WO2019208551A1 (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 株式会社神戸製鋼所 成膜装置及び成膜方法

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6830663B2 (en) * 1999-01-26 2004-12-14 Symyx Technologies, Inc. Method for creating radial profiles on a substrate
US6364956B1 (en) 1999-01-26 2002-04-02 Symyx Technologies, Inc. Programmable flux gradient apparatus for co-deposition of materials onto a substrate
JP2001279429A (ja) 2000-03-30 2001-10-10 Idemitsu Kosan Co Ltd 素子用薄膜層の成膜方法及び有機エレクトロルミネッセンス素子
US20020008891A1 (en) * 2000-07-10 2002-01-24 Atomic Telecom Substrate fixture for high-yield production of thin film based dense wavelength division multiplexers
US20020089758A1 (en) 2001-01-05 2002-07-11 Nikon Corporation Optical component thickness adjustment method, optical component, and position adjustment method for optical component
JP2003266011A (ja) * 2001-09-17 2003-09-24 Cark Zeiss Smt Ag 光学部材用の基板の塗布方法および塗布装置
FR2840925B1 (fr) * 2002-06-18 2005-04-01 Riber Chambre d'evaporation de materiaux sous vide a pompage differentiel
FR2859487B1 (fr) * 2003-09-04 2006-12-15 Essilor Int Procede de depot d'une couche amorphe contenant majoritairement du fluor et du carbone et dispositif convenant a sa mise en oeuvre
US7997227B2 (en) * 2007-03-13 2011-08-16 General Electric Company Vacuum coater device and mechanism for supporting and manipulating workpieces in same
KR101136539B1 (ko) * 2010-04-01 2012-04-17 주식회사 누리텍 챔버 후랜지 구조를 갖는 패럴린 코팅 장치
CN102251218B (zh) * 2010-05-18 2014-04-23 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 镀膜装置
TW201142066A (en) 2010-05-18 2011-12-01 Hon Hai Prec Ind Co Ltd Coating device
JP5031066B2 (ja) * 2010-05-26 2012-09-19 兵庫県 クラスタービーム発生装置、基板処理装置、クラスタービーム発生方法及び基板処理方法
GB2491152B (en) * 2011-05-24 2017-11-01 Qioptiq Ltd Methods and apparatuses for depositing a layer of coating material on a component
KR101885245B1 (ko) * 2012-05-31 2018-09-11 삼성디스플레이 주식회사 증착 장치 및 이를 이용한 유기 발광 표시장치의 제조방법
US20140134849A1 (en) * 2012-11-09 2014-05-15 Intermolecular Inc. Combinatorial Site Isolated Plasma Assisted Deposition
KR102050482B1 (ko) * 2013-03-27 2019-12-02 삼성디스플레이 주식회사 증착장치, 이를 이용한 유기발광 디스플레이 장치 제조 방법 및 유기발광 디스플레이 장치
CN109402569A (zh) * 2018-11-09 2019-03-01 上海利方达真空技术有限公司 一种硅集成电路的铟层镀膜机构

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
BE792552A (fr) * 1971-12-21 1973-06-12 Cit Alcatel Enceinte pour depot de couches minces sous vide
US3853091A (en) * 1973-12-03 1974-12-10 Ibm Thin film coating apparatus
US3858547A (en) * 1973-12-14 1975-01-07 Nils H Bergfelt Coating machine having an adjustable rotation system
US4023523A (en) * 1975-04-23 1977-05-17 Xerox Corporation Coater hardware and method for obtaining uniform photoconductive layers on a xerographic photoreceptor
FR2455634A1 (fr) * 1979-05-04 1980-11-28 Bois Daniel Procede et dispositif de depot par evaporation sous vide utilisant un faisceau d'electrons moule et un ecran
US4284033A (en) * 1979-10-31 1981-08-18 Rca Corporation Means to orbit and rotate target wafers supported on planet member
US4368689A (en) * 1980-12-29 1983-01-18 Rockwell International Corporation Beam source for deposition of thin film alloys
US4600489A (en) * 1984-01-19 1986-07-15 Vac-Tec Systems, Inc. Method and apparatus for evaporation arc stabilization for non-permeable targets utilizing permeable stop ring
US4620081A (en) * 1984-08-03 1986-10-28 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Self-contained hot-hollow cathode gun source assembly
US4724058A (en) * 1984-08-13 1988-02-09 Vac-Tec Systems, Inc. Method and apparatus for arc evaporating large area targets
US4863581A (en) * 1987-02-12 1989-09-05 Kawasaki Steel Corp. Hollow cathode gun and deposition device for ion plating process
US4811687A (en) * 1987-12-14 1989-03-14 Eastman Kodak Company Temperature control apparatus for thin film deposition system
US4951604A (en) * 1989-02-17 1990-08-28 Optical Coating Laboratory, Inc. System and method for vacuum deposition of thin films
JPH0521670A (ja) * 1991-07-12 1993-01-29 Sumitomo Electric Ind Ltd ヒートシンク、ヒートシンクの製造方法および製造装置
US5525199A (en) * 1991-11-13 1996-06-11 Optical Corporation Of America Low pressure reactive magnetron sputtering apparatus and method
JP3169151B2 (ja) * 1992-10-26 2001-05-21 三菱電機株式会社 薄膜形成装置

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100889762B1 (ko) * 2002-11-07 2009-03-24 삼성모바일디스플레이주식회사 박막 증착 방법 및 그 장치
JP2006131993A (ja) * 2004-11-05 2006-05-25 Samsung Sdi Co Ltd 蒸着方法及びそのための蒸着装置
US7819975B2 (en) 2004-11-05 2010-10-26 Samsung Mobile Display Co., Ltd. Deposition method and apparatus
JP4584105B2 (ja) * 2004-11-05 2010-11-17 三星モバイルディスプレイ株式會社 蒸着方法及びそのための蒸着装置
JP2006330656A (ja) * 2005-04-25 2006-12-07 Showa Shinku:Kk 液晶配向膜用真空蒸着装置およびその成膜方法
WO2018147122A1 (ja) * 2017-02-09 2018-08-16 株式会社神戸製鋼所 成膜装置および成膜物の製造方法
JP2018127679A (ja) * 2017-02-09 2018-08-16 株式会社神戸製鋼所 成膜装置および成膜物の製造方法
CN107299329A (zh) * 2017-07-14 2017-10-27 信利光电股份有限公司 一种曲面盖板的镀膜装置及镀膜方法
WO2019208551A1 (ja) * 2018-04-27 2019-10-31 株式会社神戸製鋼所 成膜装置及び成膜方法
JP2019194354A (ja) * 2018-04-27 2019-11-07 株式会社神戸製鋼所 成膜装置及び成膜方法
CN112041478A (zh) * 2018-04-27 2020-12-04 株式会社神户制钢所 成膜装置以及成膜方法
CN112041478B (zh) * 2018-04-27 2022-09-23 株式会社神户制钢所 成膜装置以及成膜方法

Also Published As

Publication number Publication date
US20030082299A1 (en) 2003-05-01
US6142097A (en) 2000-11-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JPH11200017A (ja) 光学薄膜成膜装置およびこの光学薄膜成膜装置により成膜された光学素子
JP4474109B2 (ja) スパッタ装置
CN101861408B (zh) 光学薄膜沉积装置及光学薄膜的制造方法
US6063436A (en) Use of multiple masks to control uniformity in coating deposition
US5993904A (en) Three-dimensional masking method for control of coating thickness
JP2009003348A (ja) 減光フィルタの成膜方法、減光フィルタの製造装置及びこれを用いた減光フィルタ並びに撮像光量絞り装置
JP2003266011A (ja) 光学部材用の基板の塗布方法および塗布装置
US6082296A (en) Thin film deposition chamber
JP4555638B2 (ja) 薄膜蒸着装置
JP2007084880A (ja) 蒸着装置及び位相差補償素子
JP5005205B2 (ja) 真空蒸着装置
US6210540B1 (en) Method and apparatus for depositing thin films on vertical surfaces
JPH11106901A (ja) 光学薄膜成膜装置
JPH08236449A (ja) 蒸着装置
JP7329005B2 (ja) 成膜装置、成膜方法、及び電子デバイスの製造方法
JPH11106902A (ja) 光学薄膜成膜装置
JP2752409B2 (ja) 真空蒸着装置
JP6219594B2 (ja) 薄膜形成装置、及び薄膜形成方法
JP2009007651A (ja) 減光フィルタの成膜方法、減光フィルタの製造装置及びこれを用いた減光フィルタ並びに撮像光量絞り装置
JP2587400B2 (ja) 球状ガラスの全面膜付法及び装置
JP2002164303A (ja) 真空蒸着装置
JPH11140642A (ja) 光学薄膜成膜装置
JP2006312765A (ja) 真空蒸着装置
JPH05134115A (ja) 複屈折部材
JPH1171671A (ja) 真空蒸着装置

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20041206

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20070907

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20070921

A02 Decision of refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02

Effective date: 20080201