WO2010023853A2 - 薄膜付きガラス基板の製造方法 - Google Patents

薄膜付きガラス基板の製造方法 Download PDF

Info

Publication number
WO2010023853A2
WO2010023853A2 PCT/JP2009/004014 JP2009004014W WO2010023853A2 WO 2010023853 A2 WO2010023853 A2 WO 2010023853A2 JP 2009004014 W JP2009004014 W JP 2009004014W WO 2010023853 A2 WO2010023853 A2 WO 2010023853A2
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
glass substrate
thin film
main surface
film
warpage
Prior art date
Application number
PCT/JP2009/004014
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
WO2010023853A3 (ja
Inventor
岸本暁
田部昌志
今村努
Original Assignee
日本電気硝子株式会社
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 日本電気硝子株式会社 filed Critical 日本電気硝子株式会社
Priority to CN2009801342022A priority Critical patent/CN102137820A/zh
Priority to US13/061,187 priority patent/US20110154861A1/en
Publication of WO2010023853A2 publication Critical patent/WO2010023853A2/ja
Publication of WO2010023853A3 publication Critical patent/WO2010023853A3/ja

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/02—Re-forming glass sheets
    • C03B23/023—Re-forming glass sheets by bending
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B23/00—Re-forming shaped glass
    • C03B23/02—Re-forming glass sheets
    • C03B23/023—Re-forming glass sheets by bending
    • C03B23/025—Re-forming glass sheets by bending by gravity
    • C03B23/0252—Re-forming glass sheets by bending by gravity by gravity only, e.g. sagging
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/001—General methods for coating; Devices therefor
    • C03C17/002—General methods for coating; Devices therefor for flat glass, e.g. float glass
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03C—CHEMICAL COMPOSITION OF GLASSES, GLAZES OR VITREOUS ENAMELS; SURFACE TREATMENT OF GLASS; SURFACE TREATMENT OF FIBRES OR FILAMENTS MADE FROM GLASS, MINERALS OR SLAGS; JOINING GLASS TO GLASS OR OTHER MATERIALS
    • C03C17/00—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating
    • C03C17/34—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions
    • C03C17/3411—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials
    • C03C17/3417—Surface treatment of glass, not in the form of fibres or filaments, by coating with at least two coatings having different compositions with at least two coatings of inorganic materials all coatings being oxide coatings
    • 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
    • C23C14/02—Pretreatment of the material to be coated
    • 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
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/08—Oxides
    • C23C14/083—Oxides of refractory metals or yttrium
    • 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
    • C23C14/06—Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/10—Glass or silica
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/26—Reflecting filters
    • G—PHYSICS
    • G02—OPTICS
    • G02B—OPTICAL ELEMENTS, SYSTEMS OR APPARATUS
    • G02B5/00—Optical elements other than lenses
    • G02B5/20—Filters
    • G02B5/28—Interference filters
    • G02B5/281—Interference filters designed for the infrared light
    • G02B5/282—Interference filters designed for the infrared light reflecting for infrared and transparent for visible light, e.g. heat reflectors, laser protection

Definitions

  • the present invention relates to a method for manufacturing a glass substrate with a thin film in which a thin film is formed on the surface of a glass substrate, such as a wavelength cut filter.
  • Patent Document 1 discloses that in a total reflection mirror in which a mirror film is formed on one main surface of a glass substrate, a correction film for correcting warpage is formed on the other main surface.
  • JP 2007-244101 A Japanese Patent Laid-Open No. 5-251427
  • Patent Document 2 as a method of manufacturing a semiconductor substrate having a thin film formed on the surface, the thin film is formed in a state in which a strain stress opposite to the warpage of the semiconductor substrate caused by the formation of the thin film is applied to the semiconductor substrate.
  • a method of forming is disclosed. According to this method, it is described in Patent Document 2 that the force with which the thin film contracts and the strain stress applied to the semiconductor substrate become equal, and a flat-plate-like semiconductor substrate with a thin film is obtained.
  • Patent Document 2 It is also conceivable to apply the method for manufacturing a semiconductor substrate with a thin film disclosed in Patent Document 2 to the manufacture of a glass substrate with a thin film.
  • the method described in Patent Document 2 is applied to the production of a glass substrate with a thin film, the thin film must be formed while maintaining a state in which strain stress is applied to the glass substrate. There is a problem that it becomes complicated.
  • An object of the present invention is to provide a method for producing a glass substrate with a thin film, which can easily produce a glass substrate with a thin film with little warpage.
  • the method for producing a glass substrate with a thin film according to the present invention is a method for producing a glass substrate with a thin film in which a thin film is formed on the main surface of the glass substrate.
  • the main surface of the glass substrate becomes flat because the thin film expands or contracts relative to the glass substrate in the surface direction of the thin film after the thin film is formed. Therefore, a glass substrate with a thin film with reduced warpage can be obtained. Further, in the method for manufacturing a glass substrate with a thin film according to the present invention, it is not necessary to separately form a thin film for reducing warpage, and it is not necessary to maintain strain stress on the glass substrate in the thin film forming process. A glass substrate with a thin film can be easily produced.
  • the “final state after thin film formation” means a state when the production of the glass substrate with a thin film is completed.
  • the “final state after thin film formation” means a state in which the glass substrate on which the thin film has been formed is cooled to a use temperature such as room temperature after the thin film is formed. To do.
  • the “final state after the thin film is formed” means a state in which the formed thin film has been dried.
  • the plastic deformation of the glass substrate can be performed, for example, in a state in which the glass substrate is heated to a temperature equal to or higher than 50 ° C. below the strain point. According to this, since a curved glass substrate with less distortion can be obtained, the in-plane distribution of stress exerted on the thin film by the glass substrate can be reduced.
  • the thin film is formed on either the convex main surface or the concave main surface is determined by the combination of the thin film and the glass substrate. Specifically, in the case of a combination of a thin film and a glass substrate in which the thin film imparts compressive stress to the glass substrate after the thin film is formed, the main surface on which the thin film is formed is preferably convex. On the other hand, in the case of a combination of a thin film and a glass substrate in which the thin film imparts tensile stress to the glass substrate after the thin film is formed, the main surface on which the thin film is formed is preferably concave.
  • a thin film may be formed on both main surfaces of the glass substrate. Even in this case, a glass substrate with a thin film with little warpage can be obtained by applying the present invention.
  • Examples of the method for forming a thin film include a sputtering method and a vapor deposition method.
  • a thin film is formed by sputtering or vapor deposition, if the thermal expansion coefficient of the thin film differs from the thermal expansion coefficient of the glass substrate, there is a difference between the shrinkage of the thin film and the shrinkage of the glass substrate in the cooling process after the thin film is formed. Therefore, film stress tends to occur between the thin film and the glass substrate. Therefore, the glass substrate is likely to warp. Therefore, the present invention is particularly effective when using a method of increasing the temperature of the glass substrate when forming a thin film, such as a sputtering method or a vapor deposition method.
  • the present invention is particularly effective when a plurality of thin films are formed.
  • the thickness of the glass substrate is not particularly limited, but the thinner the glass substrate is, the more easily the glass substrate with a thin film is warped. Therefore, the present invention is particularly effective when the glass substrate is thin.
  • the thickness range of the glass substrate in which the present invention is particularly effective is 0.1 mm to 100 mm.
  • the thickness of the thin film is not particularly limited, but when the thin film is relatively thick with respect to the glass substrate, the glass substrate with the thin film is likely to be warped, and therefore the present invention has a large relative thickness of the thin film with respect to the glass substrate. Sometimes particularly effective.
  • the range of the relative thickness of the thin film ((thickness of thin film) / (thickness of glass substrate)) to the glass substrate in which the present invention is particularly effective is 1/2500 to 1/20.
  • the glass substrate with a thin film produced according to the present invention include, for example, an IR cut filter attached to an image sensor.
  • an IR cut filter attached to an image sensor When the IR cut filter is warped, it is difficult to attach the IR cut filter to the image sensor. For this reason, the IR cut filter attached to the image sensor has a particularly small amount of warp. Therefore, the present invention capable of effectively suppressing warpage is particularly effectively used for manufacturing an IR cut filter attached to an image sensor.
  • the present invention it is possible to provide a method for producing a glass substrate with a thin film, which can easily produce a glass substrate with a thin film with little warpage.
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a glass substrate with a thin film according to the first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the glass substrate before forming a thin film.
  • FIG. 3 is a plan view of a jig used for plastic deformation of the glass substrate. 4 is a cross-sectional view taken along section line IV-IV shown in FIG.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the glass substrate in a state where the glass substrate is curved.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the image sensor unit.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of a glass substrate with a thin film according to the third embodiment.
  • FIG. 8 is a plan view of a glass substrate showing measurement points for the amount of warpage.
  • FIG. 9 is a cross-sectional view illustrating a process of measuring the amount of warpage of the glass substrate.
  • FIG. 10 is a graph showing the relationship between the holding time and the maximum amount of warpage
  • FIG. 1 is a cross-sectional view of a glass substrate 1 with a thin film to be manufactured in this embodiment. First, the structure of the glass substrate 1 with a thin film is demonstrated, referring FIG.
  • the glass substrate 1 with a thin film includes a glass substrate 10.
  • the glass substrate 10 can be appropriately selected according to the characteristics of the glass substrate 1 with a thin film.
  • the glass substrate 10 can be composed of, for example, a borosilicate glass substrate.
  • the glass substrate 10 has first and second main surfaces 10a and 10b which are parallel to each other. Each of the first and second main surfaces 10a and 10b is flat. A thin film 11 is formed on the first main surface 10a.
  • the thin film 11 can be appropriately selected according to the characteristics of the glass substrate 1 with a thin film. For example, when the glass substrate 1 with a thin film is an IR cut filter, the thin film 11 can be an IR cut film. For example, when the glass substrate 1 with a thin film is a reflective mirror, the thin film 11 can be used as a reflective film. For example, when the glass substrate 1 with a thin film is an antireflection substrate, the thin film 11 can be an antireflection film.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the glass substrate 10 before the thin film 11 is formed.
  • the first and second main surfaces 10a and 10b of the glass substrate 10 are flattened in the final state after the thin film formation shown in FIG.
  • the substrate 10 is plastically deformed so that the first and second main surfaces 10a, 10b of the glass substrate 10 are curved, a thin film is formed on the first or second main surface 10a, 10b of the glass substrate 10. 11 is formed.
  • FIG. 2 shows a case where the thin film 11 is formed on the first main surface 10a curved in a concave shape of the glass substrate 10.
  • a thin film when a thin film is formed on a glass substrate, film stress is generated on the thin film regardless of the method of forming the thin film.
  • a method of increasing the temperature of the glass substrate when forming a thin film such as sputtering or vapor deposition
  • the thermal expansion coefficient of the thin film differs from the thermal expansion coefficient of the glass substrate
  • a film stress in the surface direction of the thin film is generated in the thin film in the cooling step after the thin film is formed. For this reason, for example, when a thin film is formed on a flat glass substrate, the glass substrate is warped in the cooling step. That is, both main surfaces of the glass substrate are curved.
  • the first and second main surfaces 10a and 10b of the glass substrate 10 are flat in the final state after the thin film formation.
  • the glass substrate 10 is plastically deformed so that the first and second main surfaces 10a and 10b of the glass substrate 10 are curved.
  • the first and second main surfaces 10a and 10b in the final state after the thin film is formed due to the film stress in the surface direction of the thin film 11 generated after the thin film is formed and the elastic force of the glass substrate 10. Becomes flat. Therefore, the glass substrate 1 with a thin film in which the warpage is suppressed is obtained.
  • the glass substrate may be damaged in the thin film forming process.
  • the manufacturing method of the present embodiment when the film stress generated in the thin film in the cooling process is large, the glass substrate may be largely plastically deformed, and it is not necessary to apply a large strain stress to the glass substrate. Therefore, damage to the glass substrate is suppressed in the thin film forming process. Therefore, according to the manufacturing method of this embodiment, even if the thin film 11 causes a large film stress in the cooling process, the glass substrate 1 with a thin film in which the warpage is suppressed can be manufactured at a high yield rate. .
  • the thickness of the glass substrate 10 is not specifically limited, Since the glass substrate with a thin film tends to warp, so that the thickness of the glass substrate 10 is thin, the manufacturing method of the glass substrate with a thin film of this embodiment Is particularly effective when the glass substrate is thin.
  • the range of the thickness of the glass substrate 10 in which the method for producing a glass substrate with a thin film of the present embodiment is particularly effective is 0.1 mm to 10 mm.
  • the thickness of the thin film 11 is not particularly limited, when the thin film 11 is relatively thick with respect to the glass substrate 10, the glass substrate with a thin film is likely to be warped. This is particularly effective when the thickness of the thin film relative to the glass substrate is large.
  • the range of the relative thickness of the thin film 11 with respect to the glass substrate 10 in which the manufacturing method of the glass substrate with a thin film of the present embodiment is particularly effective is 1/2500 to 1/20.
  • Step of plastically deforming glass substrate 10 Examples of methods for plastically deforming the glass substrate 10 include the following methods (1) to (5). (1) Method of heating and deforming glass substrate 10 to a temperature lower than the strain point by 50 ° C. or higher (2) Method of press-molding glass substrate 10 using a mold (3) One main surface of glass substrate 10 (4) Method of polishing one main surface of glass substrate 10 (5) Method of irradiating one main surface side of glass substrate 10 with argon plasma
  • a method that can be easily performed and hardly causes scratches or the like on the glass substrate 10 (1) A method in which the glass substrate 10 is heated to a temperature lower than the strain point by 50 ° C. or more is preferably used.
  • the plastic deformation of the glass substrate 10 is performed in the following procedure.
  • FIG. 3 is a plan view of the jig 20 used for plastic deformation of the glass substrate 10.
  • 4 is a cross-sectional view taken along section line IV-IV shown in FIG.
  • an opening 20 a for setting the glass substrate 10 is formed in the jig 20.
  • a ring-shaped notch 20b is formed around the opening 20a of the jig 20.
  • the glass substrate 10 is set in this notch 20b.
  • the glass substrate 10 is heated and held to a temperature of 50 ° C. lower than the strain point of the glass substrate 10 in a state set in the notch 20b.
  • FIG. 5 is a cross-sectional view of the glass substrate 10 that has been heated and held to a temperature that is 50 ° C. lower than the strain point.
  • the glass substrate 10 is plastically deformed in a convex shape in the vertical direction by the weight of the glass substrate 10 by being heated and held to a temperature equal to or higher than 50 ° C. lower than the strain point.
  • the glass substrate 10 which is plastically deformed into a curved shape as a whole is obtained by cooling the glass substrate 10 to room temperature while being set on the jig 20.
  • the temperature and holding time when the glass substrate 10 is plastically deformed can be appropriately set according to the type of the glass substrate 10, the amount of deformation of the glass substrate 10, and the like.
  • the holding temperature of the glass substrate 10 is preferably at least 50 ° C. below the strain point of the glass substrate 10 and below the softening point, and more preferably near or below the glass transition temperature.
  • the amount by which the glass substrate 10 is deformed can be determined experimentally based on the measurement result obtained by measuring in advance the amount of warpage of the glass substrate when a thin film is formed on a glass substrate having a flat main surface, for example. .
  • the film forming method of the thin film 11 can be appropriately selected according to the type of the thin film 11 and the like.
  • Examples of a method for forming the thin film 11 include a vapor phase method such as a sputtering method and a vapor deposition method, and a wet method such as a sol-gel method and a spin coating method.
  • Whether the thin film 11 is formed on the first or second main surface 10a, 10b can be determined by the direction of the film stress of the thin film 11 in the final state after the thin film is formed. For example, when the thin film 11 gives tensile stress along the surface direction of the thin film 11 to the glass substrate 10 in the final state after forming the thin film, it is preferable to form the thin film 11 on the concave main surface. On the other hand, when the thin film 11 gives a compressive stress along the surface direction of the thin film 11 to the glass substrate 10 in the final state after the thin film is formed, it is preferable to form the thin film 11 on the convex main surface.
  • the glass substrate deforms as the thin film 11 expands or contracts relative to the glass substrate 10 in the plane direction of the thin film 11.
  • the glass substrate with a thin film of a combination of the thin film 11 and the glass substrate 10 can be generally applied.
  • the method for manufacturing a glass substrate with a thin film according to the present embodiment is also suitable for manufacturing an IR cut filter to be attached to an image sensor.
  • FIG. 6 is a cross-sectional view of the image sensor unit 3 having the IR cut filter 1 as a glass substrate with a thin film attached to the image sensor 2.
  • the image sensor unit 3 includes an image sensor 2 and an IR cut filter 1.
  • the imaging device 2 is configured by, for example, a charge coupled device (CCD: Charged Coupled Device), a complementary metal oxide semiconductor (CMOS), or the like.
  • CCD Charged Coupled Device
  • CMOS complementary metal oxide semiconductor
  • the light receiving surface 2a of the image sensor 2 is normally formed flat.
  • the IR cut filter 1 is stuck on the flat light receiving surface 2a. For this reason, the IR cut filter 1 is required not to warp. Therefore, the manufacturing method of the glass substrate with a thin film of the present embodiment capable of suppressing warpage is suitably applied to manufacturing the IR cut filter 1.
  • the second main surface 10 b of the glass substrate 10 is attached to the imaging element 2 has been described.
  • the surface of the thin film 11 opposite to the glass substrate 10 is the imaging element 2. It may be affixed.
  • the method for manufacturing a glass substrate with a thin film according to the present invention is a thin film stack in which a plurality of thin films are stacked.
  • the present invention is also applied when the body is formed on the main surfaces 10a and 10b of the glass substrate 10.
  • the film stress applied to the glass substrate in the cooling process tends to be larger than when only one thin film 11 is formed. For this reason, it exists in the tendency for a big curvature to generate
  • the thin film stack include a multilayer film in which a high refractive index film such as a ZrO 2 film, a TiO 2 film, and an Nb 2 O 3 film and a low refractive index film such as an SiO 2 film are alternately stacked. It is done.
  • a high refractive index film such as a ZrO 2 film, a TiO 2 film, and an Nb 2 O 3 film and a low refractive index film such as an SiO 2 film are alternately stacked. It is done.
  • FIG. 7 is a cross-sectional view of the glass substrate 1 with a thin film of the present embodiment.
  • thin films 11 a and 11 b may be formed on both the first and second main surfaces 10 a and 10 b of the glass substrate 10. Even in this case, the method for producing a glass substrate with a thin film of the present invention is suitably applied.
  • the thin film having the larger compressive stress in the surface direction of the thin films 11a and 11b after the thin film is formed until the final state is formed on the convex main surface A thin film having a larger tensile stress is formed on the concave main surface.
  • the shape of the glass substrate 10 has the main surface 10a.
  • the second main surface 10b may be formed in a convex shape or a concave shape.
  • Disc-shaped glass substrate 10 (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., product name “ABC”, diameter: 200 mm, thickness: 0.4 mm, strain point: 650 ° C. set in the jig 20 shown in FIGS. 3 and 4 Glass transition temperature: 705 ° C., softening temperature: 950 ° C.) is raised from room temperature to 650 ° C. over 15 minutes, held at 650 ° C. for a predetermined holding time, and then cooled to room temperature over about 10 hours. did. Next, the warpage amount of the obtained glass substrate 10 was measured at points A to H (see FIG. 8) set at intervals of 45 ° in the central angle in the circumferential direction. Specifically, as shown in FIG.
  • the glass substrate 10 is arranged on the surface plate 21 so as to be convex toward the surface plate 21, and the surface plate 21 and the glass at each point A to H.
  • a thickness gauge 22 No. 75A10, manufactured by TSK
  • FIG. 10 shows the results of the above experiment with various holding times. As shown in FIG. 10, it can be seen that the maximum warpage amount of the glass substrate 10 is increased by increasing the holding time. From this result, it is understood that the maximum warpage amount of the glass substrate 10 can be adjusted by changing the holding time.
  • Example 1 Disc-shaped glass substrate (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., product name “ABC”, diameter: 200 mm, thickness: 0.4 mm, strain point: 650 ° C., glass transition temperature: 705 ° C., softening (Temperature: 950 ° C.) were prepared, and the warpage amount of each glass substrate was measured by the same method as in the above experimental example. The maximum warpage of the five glass substrates was 0 mm to 0.05 mm.
  • each glass substrate is set in the jig 20 shown in FIG. 3 and FIG. 4, heated from room temperature to 650 ° C. over 15 minutes, held at 650 ° C. for 2 hours, and then room temperature over about 10 hours. Until cooled. About each glass substrate after a heating, the curvature amount was measured again. The maximum warpage of the five glass substrates was 0.45 mm to 0.55 mm.
  • a laminated film in which a total of 44 layers of ZrO 2 films and SiO 2 films are alternately laminated on the concave main surface of each glass substrate after heating is formed by sputtering at about 130 ° C.
  • the substrate was completed.
  • the total film thickness of the ZrO 2 film was about 2 ⁇ m, and the total film thickness of the SiO 2 film was about 3 ⁇ m.
  • the amount of warpage of the obtained glass substrate with a thin film was measured.
  • the maximum amount of warpage of the five glass substrates with thin films was -0.05 mm to 0.05 mm.
  • a flat glass substrate manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., product name “ABC”, diameter: 200 mm, thickness: 0.4 mm, strain point: 650 ° C., glass transition temperature: 705 ° C., softening temperature : 950 ° C.
  • the maximum amount of warpage when a laminated film was formed on a flat glass substrate was about 0.6 mm.
  • Example 2 Disc-shaped glass substrate (manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., product name “ABC”, diameter: 200 mm, thickness: 0.4 mm, strain point: 650 ° C., glass transition temperature: 705 ° C., softening (Temperature: 950 ° C.) were prepared, and the amount of warpage of each glass substrate was measured by the same method as in the above experimental example. The maximum warpage of the five glass substrates was 0 mm to 0.05 mm.
  • each glass substrate is set in the jig 20 shown in FIG. 3 and FIG. 4, heated from room temperature to 650 ° C. over 15 minutes, held at 650 ° C. for 4 hours, and then room temperature over about 10 hours. Until cooled. About each glass substrate after a heating, the curvature amount was measured again. The maximum warpage of the five glass substrates was 0.6 mm to 0.7 mm.
  • an antireflection multilayer film in which a total of four layers of Nb 2 O 3 films and SiO 2 films are alternately stacked on the convex main surface of each glass substrate after heating is formed at about 130 ° C. by a sputtering method. Formed.
  • the total film thickness of the Nb 2 O 3 film was about 0.1 ⁇ m, and the total film thickness of the SiO 2 film was about 0.2 ⁇ m.
  • an infrared cut laminated film in which a total of 40 layers of Nb 2 O 3 films and SiO 2 films are alternately laminated on the concave main surface of each glass substrate is formed by sputtering at about 130 ° C.
  • a glass substrate was completed.
  • the total film thickness of the Nb 2 O 3 film was about 1.5 ⁇ m, and the total film thickness of the SiO 2 film was about 2.5 ⁇ m.
  • the amount of warpage of the obtained glass substrate with a thin film was measured.
  • the maximum warpage of the five glass substrates with thin films was 0.15 mm to 0.25 mm.
  • a flat glass substrate manufactured by Nippon Electric Glass Co., Ltd., product name “ABC”, diameter: 200 mm, thickness: 0.4 mm, strain point: 650 ° C., glass transition temperature: 705 ° C., softening temperature : 950 ° C.
  • an infrared cut laminated film and an antireflection laminated film were formed in the same manner as in Example 2, and the amount of warpage was measured.
  • the maximum amount of warpage when a laminated film was formed on a flat glass substrate was about 1 mm.

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Geochemistry & Mineralogy (AREA)
  • Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Optics & Photonics (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Surface Treatment Of Glass (AREA)
  • Optical Filters (AREA)
  • Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
  • Laminated Bodies (AREA)

Abstract

　反りの少ない薄膜付きガラス基板を容易に製造することができる薄膜付きガラス基板の製造方法を提供する。　薄膜形成後の最終状態においてガラス基板１０の主面１０ａが平坦となるように、ガラス基板１０を塑性変形させることによりガラス基板１０の主面１０ａを湾曲した形状とする変形工程と、塑性変形させたガラス基板１０の主面１０ａ上に薄膜１１を形成する薄膜形成工程とを行う。

Description

薄膜付きガラス基板の製造方法
　本発明は、例えば、波長カットフィルタなどの、ガラス基板の表面に薄膜が形成された薄膜付きガラス基板の製造方法に関する。
　従来、撮像素子の受光面側に配置されるＩＲカットフィルタなど、ガラス基板の主面に薄膜が形成された薄膜付きガラス基板が種々知られている。薄膜付きガラス基板は、他の部材の表面に貼り合わせられて使用されることが多い。このため、薄膜付きガラス基板には、主面が平坦であることが求められている。しかしながら、ガラス基板上に薄膜を形成した場合、薄膜形成後に、ガラス基板に対して薄膜の面方向に薄膜が相対的に収縮または膨張することにより薄膜の面方向の膜応力が生じるため、ガラス基板に反りが発生するという問題がある。このような問題に鑑み、特許文献１などにおいて薄膜付きガラス基板の反りの低減方法が種々提案されている。
　例えば、特許文献１には、ガラス基板の一方の主面にミラー膜が形成された全反射ミラーにおいて、他方の主面に反りを矯正するための矯正膜を形成することが開示されている。
特開２００７－２４１０１８号公報 特開平５－２５１４２７号公報
　しかしながら、特許文献１に開示された反りの低減方法では、ミラー膜に加えて矯正膜を形成する必要があるため、必要となる薄膜が増え、薄膜付きガラス基板の製造工程が煩雑になり、製造コストが上昇するという問題がある。
　また、例えば、特許文献２には、表面に薄膜が形成された半導体基板を製造する方法として、薄膜の形成によって生じる半導体基板の反りとは逆方向の歪応力を半導体基板に付与した状態で薄膜を形成する方法が開示されている。この方法によれば、薄膜が収縮する力と半導体基板に加えられていた歪応力が均等となり、平板状の薄膜付き半導体基板が得られる旨が特許文献２に記載されている。
　上記特許文献２に開示された薄膜付き半導体基板の製造方法を、薄膜付きガラス基板の製造にも適用することも考えられる。しかしながら、特許文献２に記載された方法を薄膜付きガラス基板の製造に適用した場合、歪応力をガラス基板に加えた状態を保持したまま薄膜の形成を行わなければならず、薄膜の形成工程が煩雑になるという問題がある。
　本発明の目的は、反りの少ない薄膜付きガラス基板を容易に製造することができる薄膜付きガラス基板の製造方法を提供することにある。
　本発明に係る薄膜付きガラス基板の製造方法は、ガラス基板の主面上に薄膜が形成された薄膜付きガラス基板を製造する方法であり、薄膜形成後、薄膜がガラス基板に対し薄膜の面方向に相対的に膨張または収縮することによりガラス基板が変形する薄膜付きガラス基板の製造方法であって、薄膜形成後の最終状態においてガラス基板の主面が平坦となるように、ガラス基板を塑性変形させることによりガラス基板の主面を湾曲した形状とする変形工程と、塑性変形させたガラス基板の主面上に薄膜を形成する薄膜形成工程とを備えることを特徴としている。これによれば、薄膜形成後に薄膜がガラス基板に対し薄膜の面方向に相対的に膨張または収縮することによりガラス基板の主面が平坦となる。よって、反りの低減された薄膜付きガラス基板が得られる。また、本発明に係る薄膜付きガラス基板の製造方法では、反り低減用の薄膜を別途形成する必要がなく、また、薄膜形成工程において歪応力をガラス基板に加えた状態で保持する必要もないため、薄膜付きガラス基板を容易に製造することができる。
　なお、本発明において、「薄膜形成後の最終状態」とは、薄膜付きガラス基板の製造が完了したときの状態を意味する。例えば、スパッタリング法や蒸着法により薄膜を形成する場合は、「薄膜形成後の最終状態」とは、薄膜形成後、薄膜が形成されたガラス基板を室温などの使用温度にまで冷却した状態を意味する。また、ゾルゲル法やスピンコート法などのウエット法により薄膜を形成する場合は、「薄膜形成後の最終状態」とは、形成された薄膜の乾燥が終了した状態を意味する。
　ガラス基板の塑性変形は、例えば、ガラス基板を歪点より５０℃低い温度以上の温度に加熱した状態で行うことができる。これによれば、歪みの少ない湾曲形状のガラス基板を得ることができるため、ガラス基板が薄膜に及ぼす応力の面内分布を小さくすることができる。
　薄膜を凸状の主面及び凹状の主面のうちのいずれの主面に形成するかは、薄膜とガラス基板との組み合わせによって決定される。具体的には、薄膜形成後に薄膜がガラス基板に圧縮応力を付与する薄膜とガラス基板との組み合わせの場合は、薄膜を形成する主面は凸状であることが好ましい。一方、薄膜形成後に薄膜がガラス基板に引張応力を付与する薄膜とガラス基板との組み合わせの場合は、薄膜を形成する主面は凹状であることが好ましい。
　また、薄膜をガラス基板の両方の主面に形成してもよい。この場合であっても、本発明を適用することにより、反りの少ない薄膜付きガラス基板を得ることができる。
　薄膜の形成方法としては、例えば、スパッタリング法や蒸着法などが挙げられる。スパッタリング法や蒸着法により薄膜を形成する場合、薄膜の熱膨張係数とガラス基板の熱膨張係数とが異なると、薄膜形成後の冷却工程において、薄膜の収縮量とガラス基板の収縮量とに差が生じるため、薄膜とガラス基板との間に膜応力が生じやすい。よって、ガラス基板に反りが生じやすい。従って、スパッタリング法や蒸着法などの、薄膜を形成する際にガラス基板の温度が上昇する方法を用いる場合には、本発明が特に有効である。
　また、薄膜を複数積層して形成する場合は、薄膜の膜応力がより大きくなり、薄膜付きガラス基板の反りが大きくなる傾向にある。このため、薄膜を複数積層して形成する場合には、本発明が特に有効である。
　本発明において、ガラス基板の厚みは特に限定されないが、ガラス基板の厚みが薄いほど薄膜付きガラス基板に反りが生じやすいため、本発明は、ガラス基板が薄い場合に特に有効である。本発明が特に有効なガラス基板の厚みの範囲は、０．１ｍｍ～１００ｍｍである。
　本発明において、薄膜の厚みも特に限定されないが、ガラス基板に対して薄膜が相対的に厚いときに薄膜付きガラス基板に反りが生じやすいため、本発明は、ガラス基板に対する薄膜の相対厚みが大きいときに特に有効である。本発明が特に有効なガラス基板に対する薄膜の相対厚み（（薄膜の厚み）／（ガラス基板の厚み））の範囲は、1／２５００～１／２０である。
　本発明により製造される薄膜付きガラス基板の具体例としては、例えば、撮像素子に貼付されるＩＲカットフィルタが挙げられる。ＩＲカットフィルタが反っている場合、ＩＲカットフィルタを撮像素子に貼り付けることが困難となる。このため、撮像素子に貼付されるＩＲカットフィルタでは、許容される反り量が特に少ない。従って、反りを効果的に抑制することができる本発明は、撮像素子に貼付されるＩＲカットフィルタの製造に特に効果的に用いられる。
　本発明によれば、反りの少ない薄膜付きガラス基板を容易に製造することができる薄膜付きガラス基板の製造方法を提供することができる。
図１は、第１の実施形態における薄膜付きガラス基板の断面図である。 図２は、薄膜を成膜する前のガラス基板の断面図である。 図３は、ガラス基板の塑性変形に用いる治具の平面図である。 図４は、図３に示す切り出し線ＩV－ＩVにおける断面図である。 図５は、ガラス基板を湾曲させた状態のガラス基板の断面図である。 図６は、撮像素子ユニットの断面図である。 図７は、第３の実施形態における薄膜付きガラス基板の断面図である。 図８は、反り量の測定ポイントを表すガラス基板の平面図である。 図９は、ガラス基板の反り量を測定する工程を表す断面図である。 図１０は、実験例における保持時間とガラス基板の最大反り量との関係を表すグラフである。
　（第１の実施形態）　図１は、本実施形態において製造する対象となる薄膜付きガラス基板１の断面図である。まず、図１を参照しつつ薄膜付きガラス基板１の構成について説明する。
　図１に示すように、薄膜付きガラス基板１は、ガラス基板１０を備えている。ガラス基板１０は、薄膜付きガラス基板１の特性などに応じて適宜選択することができる。ガラス基板１０は、例えば、ホウ珪酸ガラス基板などにより構成することができる。
　ガラス基板１０は、互いに平行な第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂを有している。第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂのそれぞれは、平坦である。第１の主面１０ａの上には、薄膜１１が形成されている。薄膜１１は、薄膜付きガラス基板１の特性などに応じて適宜選択することができる。例えば薄膜付きガラス基板１がＩＲカットフィルタである場合には、薄膜１１をＩＲカット膜とすることができる。また、例えば薄膜付きガラス基板１が反射ミラーである場合には、薄膜１１を反射膜とすることができる。例えば薄膜付きガラス基板１が反射防止基板である場合には、薄膜１１を反射防止膜とすることができる。
　次に、薄膜付きガラス基板１の製造方法について説明する。図２は、薄膜１１を成膜する前のガラス基板１０の断面図である。本実施形態の製造方法は、薄膜１１を形成する前に、図１に示す薄膜形成後の最終状態においてガラス基板１０の第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂが平坦となるように、ガラス基板１０を塑性変形させることによりガラス基板１０の第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂを湾曲した形状とした後に、ガラス基板１０の第１または第２の主面１０ａ、１０ｂの上に薄膜１１を形成することを特徴とする。具体的に、図２は、ガラス基板１０の凹状に湾曲した第１の主面１０ａの上に薄膜１１を形成する場合を示している。
　一般的に、ガラス基板に薄膜を形成する場合、薄膜の形成方法に関わらず、薄膜に膜応力が生じる。例えば、スパッタリング法や蒸着法などのように、薄膜を形成する際にガラス基板の温度が上昇する方法を用いる場合、薄膜の熱膨張係数とガラス基板の熱膨張係数とが異なると、薄膜形成後の冷却工程における薄膜の面方向に沿った収縮量とガラス基板の同方向に沿った収縮量とに差が生じる。従って、薄膜形成後の冷却工程において薄膜に薄膜の面方向の膜応力が生じる。このため、例えば、平坦なガラス基板に薄膜を形成した場合、冷却工程において、ガラス基板に反りが発生することとなる。すなわち、ガラス基板の両主面が湾曲することとなる。
　それに対して本実施形態では、上述のように、薄膜１１を形成する前に、薄膜形成後の最終状態においてガラス基板１０の第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂが平坦となるように、ガラス基板１０を塑性変形させることによりガラス基板１０の第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂを湾曲した形状とする。このため、薄膜形成後に生じる薄膜１１の面方向の膜応力とガラス基板１０の弾性力とによって、図１に示すように、薄膜形成後の最終状態において第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂが平坦となる。従って、反りの抑制された薄膜付きガラス基板１が得られる。
　また、本実施形態の製造方法によれば、反り低減用の薄膜を形成する必要がなく、薄膜形成工程において、歪応力をガラス基板に加えた状態で保持する必要もないため、薄膜付きガラス基板１を容易に製造することができる。
　また、例えば、ガラス基板に歪応力を加えた状態で保持して薄膜を形成する場合は、薄膜形成工程において、保持具との接触及び保持具によってガラス基板に加えられる応力によってガラス基板に傷や割れ・ひびが生じるおそれがある。それに対して本実施形態では、薄膜１１の形成工程において、ガラス基板１０に歪応力を加えた状態で保持する必要がないため、ガラス基板１０に傷や割れ・ひびが生じることを防止することができる。
　さらに、ガラス基板に歪応力を加えた状態で保持して薄膜を形成する方法においては、冷却工程において薄膜に生じる膜応力が大きい場合は、薄膜形成工程において、ガラス基板に大きな歪応力を付与する必要がある。従って、薄膜形成工程においてガラス基板が損傷するおそれがある。
　それに対して本実施形態の製造方法によれば、冷却工程において薄膜に生じる膜応力が大きい場合は、ガラス基板を大きく塑性変形させておけばよく、ガラス基板に大きな歪応力を加える必要がない。よって、薄膜形成工程においてガラス基板の損傷が抑制される。従って、本実施形態の製造方法によれば、冷却工程において薄膜１１が大きな膜応力を生じさせるものであっても、反りの抑制された薄膜付きガラス基板１を高い良品率で製造することができる。
　なお、本実施形態において、ガラス基板１０の厚みは特に限定されないが、ガラス基板１０の厚みが薄い場合ほど薄膜付きガラス基板に反りが生じやすくなるため、本実施形態の薄膜付きガラス基板の製造方法は、ガラス基板の厚みが薄い場合に特に有効である。本実施形態の薄膜付きガラス基板の製造方法が特に有効なガラス基板１０の厚みの範囲は、０．１ｍｍ～１０ｍｍである。
　また、薄膜１１の厚みも特に限定されないが、ガラス基板１０に対して薄膜１１が相対的に厚いときに薄膜付きガラス基板に反りが生じやすいため、本実施形態の薄膜付きガラス基板の製造方法は、ガラス基板に対する薄膜の相対厚みが大きいときに特に有効である。本実施形態の薄膜付きガラス基板の製造方法が特に有効なガラス基板１０に対する薄膜１１の相対厚みの範囲は、１／２５００～１／２０である。
　以下、薄膜付きガラス基板１の各製造工程について、さらに詳細に説明する。
　（ガラス基板１０を塑性変形させる工程）　ガラス基板１０を塑性変形させる方法としては、例えば、以下の方法（１）～（５）が挙げられる。（１）ガラス基板１０を歪点よりも５０℃低い温度以上に加熱して変形させる方法（２）成形型を用いてガラス基板１０をプレス成形する方法（３）ガラス基板１０の一方の主面側をイオン強化する方法（４）ガラス基板１０の一方の主面を研磨する方法（５）ガラス基板１０の一方の主面側にアルゴンプラズマを照射する方法
　これらの中でも、簡単に行え、ガラス基板１０に傷等が生じにくい（１）ガラス基板１０を歪点よりも５０℃低い温度以上に加熱して変形させる方法が好ましく用いられる。
　ガラス基板１０を歪点以上に加熱して変形させる場合は、具体的には、以下のような手順でガラス基板１０の塑性変形が行われる。
　図３は、ガラス基板１０の塑性変形に用いる治具２０の平面図である。図４は、図３に示す切り出し線ＩＶ－ＩＶにおける断面図である。図３及び図４に示すように、治具２０には、ガラス基板１０をセットするための開口２０ａが形成されている。治具２０の開口２０ａの周辺部には、リング状の切欠部２０ｂが形成されている。ガラス基板１０は、この切欠部２０ｂにセットされる。ガラス基板１０は、この切欠部２０ｂにセットされた状態でガラス基板１０の歪点よりも５０℃低い温度以上の温度にまで加熱され、保持される。
　図５は、歪点よりも５０℃低い温度以上の温度にまで加熱され、保持されたガラス基板１０の断面図である。図５に示すように、ガラス基板１０は、歪点よりも５０℃低い温度以上の温度にまで加熱され、保持されることにより、ガラス基板１０の自重により鉛直方向に凸状に塑性変形する。この状態で、治具２０にセットしたまま、ガラス基板１０を室温まで冷却することにより、全体的に湾曲形状に塑性変形されたガラス基板１０が得られる。
　尚、ガラス基板１０を塑性変形させる際の温度や保持時間は、ガラス基板１０の種類や、ガラス基板１０を変形させる量などに応じて適宜設定し得る。一般的には、ガラス基板１０の保持温度は、ガラス基板１０の歪点よりも５０℃低い温度以上軟化点以下であることが好ましく、ガラス転移温度近傍またはそれ以下であることがより好ましい。
　ガラス基板１０を変形させる量は、例えば、平坦な主面を有するガラス基板に薄膜を形成したときのガラス基板の反り量を予め測定し、その測定結果に基づいて実験的に決定することができる。
　（薄膜１１の成膜工程）　薄膜１１の成膜方法は、薄膜１１の種類などに応じて適宜選択することができる。薄膜１１の成膜方法としては、例えば、スパッタリング法や蒸着法などの気相法や、ゾルゲル法やスピンコート法などのウエット法などが挙げられる。
　薄膜１１を第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂのうちのどちらに形成するかは、薄膜形成後の最終状態における薄膜１１の膜応力の方向によって決めることができる。例えば、薄膜形成後の最終状態において、薄膜１１がガラス基板１０に対して薄膜１１の面方向に沿った引張応力を付与する場合は、薄膜１１を凹状の主面に形成することが好ましい。一方、薄膜形成後の最終状態において、薄膜１１がガラス基板１０に対して薄膜１１の面方向に沿った圧縮応力を付与する場合は、薄膜１１を凸状の主面に形成することが好ましい。
　本実施形態の薄膜付きガラス基板の製造方法は、薄膜１１の形成後、薄膜１１がガラス基板１０に対して薄膜１１の面方向に相対的に膨張または収縮することによりガラス基板が変形するような薄膜１１とガラス基板１０との組み合わせの薄膜付きガラス基板一般に適用可能である。例えば、本実施形態の薄膜付きガラス基板の製造方法は、撮像素子に貼付されるＩＲカットフィルタの製造にも好適である。
　図６は、撮像素子２に貼付された、薄膜付きガラス基板としてのＩＲカットフィルタ１を有する撮像素子ユニット３の断面図である。撮像素子ユニット３は、撮像素子２と、ＩＲカットフィルタ１とを備えている。撮像素子２は、例えば、電荷結合素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）や相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ：Complementary Metal-Oxide Semiconductor device）などにより構成される。撮像素子２の受光面２ａは、通常、平坦に形成されている。ＩＲカットフィルタ１は、この平坦な受光面２ａの上に貼付されている。このため、ＩＲカットフィルタ１には、反りのないことが要求される。従って、ＩＲカットフィルタ１の製造には、反りの抑制が可能な本実施形態の薄膜付きガラス基板の製造方法が好適に適用される。
　尚、図６に示す例では、ガラス基板１０の第２の主面１０ｂが撮像素子２に貼付される例について説明したが、薄膜１１のガラス基板１０とは反対側の表面を撮像素子２に貼付してもよい。
　（第２の実施形態）　上記第１の実施形態では、薄膜１１を１層のみ形成する例について説明したが、本発明の薄膜付きガラス基板の製造方法は、複数の薄膜が積層された薄膜積層体をガラス基板１０の主面１０ａ、１０ｂ上に形成する場合にも適用される。この場合は、薄膜１１を１層のみ形成する場合と比較して、冷却工程においてガラス基板に加わる膜応力が大きくなりやすい。このため、薄膜付きガラス基板に大きな反りが発生する傾向にある。従って、本発明の薄膜付きガラス基板の製造方法を適用することが効果的である。
　薄膜積層体の具体例としては、ＺｒＯ２膜、ＴｉＯ２膜及びＮｂ２Ｏ３膜などの高屈折率膜と、ＳｉＯ２膜などの低屈折率膜が交互に積層された多層膜などが挙げられる。
　（第３の実施形態）　上記実施形態では、ガラス基板１０の一方の主面１０ａにのみ薄膜１１を形成する例について説明した。但し、本発明はこの構成に限定されない。
　図７は、本実施形態の薄膜付きガラス基板１の断面図である。図７に示すように、ガラス基板１０の第１及び第２の主面１０ａ、１０ｂの両方に薄膜１１ａ、１１ｂを形成してもよい。この場合であっても、本発明の薄膜付きガラス基板の製造方法が好適に適用される。
　本実施形態では、薄膜１１ａ、１１ｂのうち、薄膜形成後から最終状態となるまでの間の薄膜１１ａ、１１ｂの面方向の圧縮応力が大きな方の薄膜が凸状の主面上に形成され、引張応力が大きな方の薄膜が凹状の主面上に形成される。
　（第４の実施形態）　上記第１の実施形態では、ガラス基板１０が、平坦な一対の主面１０ａ、１０ｂを有する例について説明したが、ガラス基板１０の形状は、主面１０ａを有するものである限り特に限定されない。例えば、第２の主面１０ｂが凸状または凹状に形成されていてもよい。
　（実験例）　本実験例では、ガラス基板１０を塑性変形させる工程において、ガラス基板１０を歪点以上の温度で保持する保持時間を変化させることによってガラス基板１０の反り量を調節できることを確認する実験を行った。
　図３及び図４に示す治具２０にセットした円盤状のガラス基板１０（日本電気硝子（株）社製　製品名「ＡＢＣ」、直径：２００ｍｍ、厚さ：０．４ｍｍ、歪点：６５０℃、ガラス転移温度:７０５℃、軟化温度：９５０℃）を、１５分かけて室温から６５０℃まで昇温し、６５０℃で所定の保持時間だけ保持し、その後、約１０時間かけて室温まで冷却した。次に、得られたガラス基板１０の反り量を、周方向に中心角で４５°間隔で設定されたポイントＡ～Ｈ（図８を参照）において測定した。具体的には、図９に示すように、ガラス基板１０を定盤２１側に向かって凸状となるように定盤２１の上に配置し、各ポイントＡ～Ｈにおいて、定盤２１とガラス基板１０との間にシックネスゲージ２２（ＴＳＫ社製Ｎｏ．７５Ａ１０）を挿入することによりガラス基板１０の各ポイントＡ～Ｈにおける反り量を測定した。測定された各ポイントＡ～Ｈにおける反り量のうち最も大きな反り量をガラス基板１０の最大反り量とした。
　保持時間を種々変化させて上記実験を行った結果を図１０に示す。図１０に示すように、保持時間を長くすることによってガラス基板１０の最大反り量が大きくなることがわかる。この結果から、保持時間を変化させることによってガラス基板１０の最大反り量を調節できることができることがわかる。
　（実施例１）　円盤状のガラス基板（日本電気硝子（株）社製　製品名「ＡＢＣ」、直径：２００ｍｍ、厚さ：０．４ｍｍ、歪点：６５０℃、ガラス転移温度:７０５℃、軟化温度：９５０℃）を５枚用意し、各ガラス基板の反り量を上記実験例と同じ方法で測定した。５枚のガラス基板の最大反り量は、０ｍｍ～０．０５ｍｍであった。
　次に、各ガラス基板を図３及び図４に示す治具２０にセットし、１５分かけて室温から６５０℃まで昇温し、６５０℃で２時間保持し、その後、約１０時間かけて室温まで冷却した。加熱後の各ガラス基板について、再び反り量を測定した。５枚のガラス基板の最大反り量は、０．４５ｍｍ～０．５５ｍｍであった。
　次に、加熱後の各ガラス基板の凹状の主面上に、ＺｒＯ２膜とＳｉＯ２膜とが交互に合計４４層積層された積層膜を約１３０℃でスパッタリング法により形成し、薄膜付きガラス基板を完成させた。尚、ＺｒＯ２膜の総膜厚は約２μｍであり、ＳｉＯ２膜の総膜厚が約３μｍであった。
　得られた薄膜付きガラス基板の反り量を測定した。５枚の薄膜付きガラス基板の最大反り量は、―０．０５ｍｍ～０．０５ｍｍであった。
　比較例として、平板状のガラス基板（日本電気硝子（株）社製　製品名「ＡＢＣ」、直径：２００ｍｍ、厚さ：０．４ｍｍ、歪点：６５０℃、ガラス転移温度:７０５℃、軟化温度：９５０℃）に上記実施例１と同様の薄膜を形成し、反り量を測定した。平板状のガラス基板に積層膜を形成した場合の最大反り量は、約０．６ｍｍであった。
　以上の結果から、薄膜の形成前にガラス基板を湾曲させておくことで薄膜付きガラス基板の反り量を低減できることがわかる。
　（実施例２）　円盤状のガラス基板（日本電気硝子（株）社製　製品名「ＡＢＣ」、直径：２００ｍｍ、厚さ：０．４ｍｍ、歪点：６５０℃、ガラス転移温度:７０５℃、軟化温度：９５０℃）を５枚用意し、各ガラス基板の反り量を上記実験例と同じ方法で測定した。５枚のガラス基板の最大反り量は、０ｍｍ～０．０５ｍｍであった。
　次に、各ガラス基板を図３及び図４に示す治具２０にセットし、１５分かけて室温から６５０℃まで昇温し、６５０℃で４時間保持し、その後、約１０時間かけて室温まで冷却した。加熱後の各ガラス基板について、再び反り量を測定した。５枚のガラス基板の最大反り量は、０．６ｍｍ～０．７ｍｍであった。
　次に、加熱後の各ガラス基板の凸状の主面上に、Ｎｂ２Ｏ３膜とＳｉＯ２膜）とが交互に合計４層積層された反射防止積層膜を約１３０℃でスパッタリング法により形成した。Ｎｂ２Ｏ３膜の総膜厚は約０．１μｍであり、ＳｉＯ２膜の総膜厚は約０．２μｍであった。
　続いて、各ガラス基板の凹状の主面上に、Ｎｂ２Ｏ３膜とＳｉＯ２膜とが交互に合計４０層積層された赤外線カット積層膜を約１３０℃でスパッタリング法により形成し、薄膜付きガラス基板を完成させた。Ｎｂ２Ｏ３膜の総膜厚は約１．５μｍであり、ＳｉＯ２膜の総膜厚は約２．５μｍであった。
　得られた薄膜付きガラス基板の反り量を測定した。５枚の薄膜付きガラス基板の最大反り量は、０．１５ｍｍ～０．２５ｍｍであった。
　比較例として、平板状のガラス基板（日本電気硝子（株）社製　製品名「ＡＢＣ」、直径：２００ｍｍ、厚さ：０．４ｍｍ、歪点：６５０℃、ガラス転移温度:７０５℃、軟化温度：９５０℃）に上記実施例２と同様に、赤外線カット積層膜と、反射防止積層膜とを形成し、反り量を測定した。平板状のガラス基板に積層膜を形成した場合の最大反り量は、約１ｍｍであった。
　以上の結果から、ガラス基板の両面に薄膜を形成する場合においても、薄膜の形成前にガラス基板を湾曲させておくことで薄膜付きガラス基板の反り量を低減できることがわかる。
　１…ガラス基板　２…撮像素子　２ａ…受光面　３…撮像素子ユニット　１０…ガラス基板　１０ａ…第１の主面　１０ｂ…第２の主面　１１、１１ａ、１１ｂ…薄膜　２０…治具　２０ａ…開口　２０ｂ…切欠部　２１…定盤　２２…シックネスゲージ

Claims (7)

  1. 　ガラス基板の主面上に薄膜が形成された薄膜付きガラス基板を製造する方法であり、前記薄膜形成後、前記薄膜が前記ガラス基板に対し前記薄膜の面方向に相対的に膨張または収縮することにより前記ガラス基板が変形する薄膜付きガラス基板の製造方法であって、
    　前記薄膜形成後の最終状態において前記ガラス基板の前記主面が平坦となるように、前記ガラス基板を塑性変形させることにより前記ガラス基板の前記主面を湾曲した形状とする変形工程と、
    　前記塑性変形させたガラス基板の主面上に前記薄膜を形成する薄膜形成工程とを備えることを特徴とする薄膜付きガラス基板の製造方法。
  2. 　前記ガラス基板の塑性変形は、前記ガラス基板を歪点より５０℃低い温度以上の温度に加熱した状態で行うことを特徴とする請求項１に記載の薄膜付きガラス基板の製造方法。
  3. 　前記変形工程は、前記主面が凸状となるように前記ガラス基板を塑性変形させる工程であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜付きガラス基板の製造方法。
  4. 　前記変形工程は、前記主面が凹状となるように前記ガラス基板を塑性変形させる工程であることを特徴とする請求項１または２に記載の薄膜付きガラス基板の製造方法。
  5. 　前記薄膜をスパッタリング法または蒸着法により形成することを特徴とする請求項１～４のいずれか１項に記載の薄膜付きガラス基板の製造方法。
  6. 　前記薄膜を複数積層して形成することを特徴とする請求項１～５のいずれか１項に記載の薄膜付きガラス基板の製造方法。
  7. 　前記薄膜付きガラス基板は、撮像素子に貼付される赤外線カットフィルタであることを特徴とする請求項１～６のいずれか１項に記載の薄膜付きガラス基板の製造方法。
PCT/JP2009/004014 2008-09-01 2009-08-21 薄膜付きガラス基板の製造方法 WO2010023853A2 (ja)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN2009801342022A CN102137820A (zh) 2008-09-01 2009-08-21 带有薄膜的玻璃基板的制造方法
US13/061,187 US20110154861A1 (en) 2008-09-01 2009-08-21 Manufacturing method for glass substrate with thin film

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2008223752A JP5304112B2 (ja) 2008-09-01 2008-09-01 薄膜付きガラス基板の製造方法
JP2008-223752 2008-09-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
WO2010023853A2 true WO2010023853A2 (ja) 2010-03-04
WO2010023853A3 WO2010023853A3 (ja) 2010-04-08

Family

ID=41722053

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/JP2009/004014 WO2010023853A2 (ja) 2008-09-01 2009-08-21 薄膜付きガラス基板の製造方法

Country Status (6)

Country Link
US (1) US20110154861A1 (ja)
JP (1) JP5304112B2 (ja)
KR (1) KR101614179B1 (ja)
CN (1) CN102137820A (ja)
TW (1) TWI432386B (ja)
WO (1) WO2010023853A2 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10953633B2 (en) 2012-08-31 2021-03-23 Corning Incorporated Strengthened thin glass-polymer laminates

Families Citing this family (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2011230944A (ja) * 2010-04-26 2011-11-17 Nippon Electric Glass Co Ltd 光学フィルム及びその製造方法
JP5234201B2 (ja) * 2011-03-23 2013-07-10 株式会社ニコン 撮像ユニットおよび撮像装置
JP6378884B2 (ja) * 2014-01-24 2018-08-22 株式会社アルバック 成膜方法
JP6910299B2 (ja) * 2015-01-14 2021-07-28 コーニング インコーポレイテッド ガラス基板およびそれを備えたディスプレイ装置
JP6636037B2 (ja) 2015-03-20 2020-01-29 ショット グラス テクノロジーズ （スゾウ） カンパニー リミテッドＳｃｈｏｔｔ Ｇｌａｓｓ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ （Ｓｕｚｈｏｕ） Ｃｏ．， Ｌｔｄ． 成形ガラス物品および該成形ガラス物品の製造方法
TWI673240B (zh) * 2016-01-28 2019-10-01 積創科技股份有限公司 具有弧面結構之玻璃及其製造方法
US11104601B2 (en) 2016-03-17 2021-08-31 Corning Incorporated Bendable electronic device modules, articles and bonding methods of making the same
TWI655160B (zh) * 2016-05-19 2019-04-01 美商蘋果公司 非對稱化學強化
US10899660B2 (en) 2016-05-19 2021-01-26 Apple Inc. Asymmetric chemical strengthening
CN106565111A (zh) * 2016-10-27 2017-04-19 广东星弛光电科技有限公司 一种3d玻璃视窗防护屏的复合印刷制备工艺
US11286201B2 (en) * 2017-01-31 2022-03-29 AGC Inc. Cover glass and glass laminate
TW201837009A (zh) 2017-03-30 2018-10-16 日商日本碍子股份有限公司 暫時固定基板及電子元件的模塑方法
TWI770110B (zh) 2017-03-30 2022-07-11 日商日本碍子股份有限公司 暫時固定基板及電子元件的暫時固定方法
JP2020203801A (ja) * 2017-09-01 2020-12-24 Ａｇｃ株式会社 膜付きガラス基板の製造方法、膜付きガラス基板、および膜の除去方法
US11639307B2 (en) 2018-07-13 2023-05-02 Apple Inc. Patterned asymmetric chemical strengthening
US11447416B2 (en) 2018-12-20 2022-09-20 Apple Inc. Strengthened covers for electronic devices
JP7430704B2 (ja) * 2019-03-22 2024-02-13 日本碍子株式会社 仮固定基板、複合基板および電子部品の剥離方法
CN114716139A (zh) * 2022-04-19 2022-07-08 安徽精卓光显技术有限责任公司 玻璃盖板的制备方法及玻璃盖板、屏幕及电子设备

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006528932A (ja) * 2003-05-19 2006-12-28 サン−ゴバン グラス フランス 複数の支持体上でのガラス要素の重力式曲げ
JP2007193132A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Seiko Epson Corp 光学部品の製造方法
JP2007334087A (ja) * 2006-06-16 2007-12-27 Epson Toyocom Corp 光学部品の製造方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
GB1309333A (en) * 1970-01-19 1973-03-07 Glaverbel Process for bending glass
JPH1180928A (ja) * 1997-09-01 1999-03-26 Ricoh Co Ltd 薄膜形成方法および装置
US20060087739A1 (en) * 2004-10-21 2006-04-27 Jds Uniphase Corporation Low net stress multilayer thin film optical filter
JP2007241018A (ja) * 2006-03-10 2007-09-20 Epson Toyocom Corp 全反射ミラー

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006528932A (ja) * 2003-05-19 2006-12-28 サン−ゴバン グラス フランス 複数の支持体上でのガラス要素の重力式曲げ
JP2007193132A (ja) * 2006-01-19 2007-08-02 Seiko Epson Corp 光学部品の製造方法
JP2007334087A (ja) * 2006-06-16 2007-12-27 Epson Toyocom Corp 光学部品の製造方法

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10953633B2 (en) 2012-08-31 2021-03-23 Corning Incorporated Strengthened thin glass-polymer laminates

Also Published As

Publication number Publication date
US20110154861A1 (en) 2011-06-30
WO2010023853A3 (ja) 2010-04-08
JP5304112B2 (ja) 2013-10-02
KR20110073425A (ko) 2011-06-29
CN102137820A (zh) 2011-07-27
TW201022168A (en) 2010-06-16
KR101614179B1 (ko) 2016-04-20
JP2010058989A (ja) 2010-03-18
TWI432386B (zh) 2014-04-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP5304112B2 (ja) 薄膜付きガラス基板の製造方法
US9163150B2 (en) Heat treatable four layer anti-reflection coating
US20170212278A1 (en) Optical element and method for producing the same
JP2016139138A (ja) 反射低減層系の製造方法及び反射低減層系
JPH10104422A (ja) 偏光素子及びその製造方法
CN111399103B (zh) 一种低应力的多层薄膜滤光片及其制备方法
JP2011023438A (ja) 基板接合体の製造方法
JP4666217B2 (ja) フォトニック結晶の製造方法
JP5838777B2 (ja) 成形用型の製造方法
WO2006006363A1 (ja) 光学フィルタおよび光学フィルタの製造方法
JP2007193132A (ja) 光学部品の製造方法
WO2006092919A1 (ja) 光学素子及び光学素子の製造方法
US20120132349A1 (en) Method for producing tunable interference filter
JP2005241740A (ja) 反射防止膜の製造方法
JP2011002627A (ja) 反射防止膜を有するレンズ及びその製造方法
JP2019117311A (ja) Ｎｄフィルターおよびその製造方法
JP2022034713A (ja) 光学部材及びその製造方法
JP2010072451A (ja) 光学素子、撮像装置、電子機器、および光学素子の製造方法
JPH08166501A (ja) 光学薄膜およびその製造方法
KR20080042476A (ko) 내열기능을 가지는 다층박막 안경렌즈
KR20240037628A (ko) 그래핀이 함유된 고강도 내열 안경렌즈 제조방법
JPH0693042B2 (ja) 反射防止膜
JPH0890665A (ja) 複合型光学素子の製造方法
JP5362969B2 (ja) 光学素子
CN110997590A (zh) 带有膜的玻璃基板的制造方法、带有膜的玻璃基板和膜的除去方法

Legal Events

Date Code Title Description
WWE Wipo information: entry into national phase

Ref document number: 200980134202.2

Country of ref document: CN

121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 09809509

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 20117003798

Country of ref document: KR

Kind code of ref document: A

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE

122 Ep: pct application non-entry in european phase

Ref document number: 09809509

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A2