光学素子の製造方法
【課題】 基板の表面に成膜される多層膜の膜厚を一様な厚さにし、不良品となる光学素子を少なくすることができる光学素子の製造方法を提供する。
【解決手段】 基板１には、所定間隔で互いに直交する溝２の列が形成されている。この基板１の溝２が形成されている面に、スパッタリングにより多層膜３を形成する。この多層膜３は、溝２の底部にも僅かに形成されるが、溝２の深さを多層膜３の総膜厚に対して十分大きくしておけば、（ｃ）に示すように、多層膜３は、溝２で分断されたような状態となり、基板１全体を覆うような大きさにはならない。よって、多層膜３の膜応力も小さくなり、基板１を変形させるようなものとはならない。従って、従来技術と異なり、基板１とターゲットとの間隔が、基板１の成膜面内で異なることが無く、基板１に均一な厚さの膜が成膜される。
【解決手段】 基板１には、所定間隔で互いに直交する溝２の列が形成されている。この基板１の溝２が形成されている面に、スパッタリングにより多層膜３を形成する。この多層膜３は、溝２の底部にも僅かに形成されるが、溝２の深さを多層膜３の総膜厚に対して十分大きくしておけば、（ｃ）に示すように、多層膜３は、溝２で分断されたような状態となり、基板１全体を覆うような大きさにはならない。よって、多層膜３の膜応力も小さくなり、基板１を変形させるようなものとはならない。従って、従来技術と異なり、基板１とターゲットとの間隔が、基板１の成膜面内で異なることが無く、基板１に均一な厚さの膜が成膜される。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野で使用されるフィルタ素子等、基板の上に多層膜が形成された光学素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野で使用されるフィルタ素子等の光学素子には、反射防止を行ったり、波長ごとの透過率や反射率を所定の特性にしたり、波長ごとの位相特性を所定の特性にしたりするために、基板の表面に多層膜を成膜し、膜間の干渉により所定の光学特性を持たせたものがある。
【０００３】
図２に、このような多層膜を成膜する方法の例を示す。図２において、(a)は回転テーブルを下から見た図、(b)はＡ−Ａ位置での装置の端面図を示す。真空チャンバ２１の中には基板ホルダ２２が設けられ、回転軸２３を中心として回転している。基板ホルダ２２の下面には、表面に成膜を施す基板２４が同心円状に取り付けられているが、基板２４を取り付ける場所の１ヶ所にはモニタ基板２５が取り付けられている。
【０００４】
真空チャンバ２１の下部にはターゲット２６が設けられ、そこから膜を構成するスパッタリング原子が飛び出して、基板２４とモニタ基板２５の表面に当たって膜を形成する。また、真空チャンバ２１の一部には、上下面に窓２７が設けられており、投光器２８より照射された光が、光学素子２４又はモニタ基板２５を透過して受光器２９で受光され、分光透過率が測定できるようになっている。この分光透過率の測定は、膜厚測定のために行なわれるものである。
【０００５】
図２に示すような装置を用いた多層膜の成膜は、以下のようにして行なわれる。まず、所定の光学特性（反射率、透過率、位相特性等）が得られるように、計算により膜の材質、層数、各層の厚さが決定される。このようにして設計が終了すると、まず、第１層の成膜が行なわれる。モニタ基板２５が投光器２８と受光器２９の位置を通り過ぎる毎に分光透過率の測定を行い、膜厚を測定する。
【０００６】
このようにして、膜厚を測定しながら成膜を続け、測定光学特性が参照光学特性に等しくなったところで第１層目の成膜を終了する。そして、ターゲット材料を変更して、第２層目の成膜を行う。以下、同様にして最終膜までの成膜を行う。なお、一般には、その後、成膜が完了した基板２４を切断し、複数の光学素子を得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のようにスパッタリングにより基板２４の表面に多層膜を形成する場合、成膜途中で、それまでに成膜された多層膜の膜応力により、基板２４が反るという問題点がある。通常の場合、この反りは、多層膜が形成された側に凸となるような反り方となる。
【０００８】
このような反りが発生すると、基板２４の表面とターゲットとの距離が、基板２４の成膜面内で異なるようになり、その結果、それ以後成膜される膜厚が基板２４の各部で異なるようになる。そのため、基板２４のある部分から切り出される光学素子の特性が、所定のものとならず、不良品になるという問題が発生する。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、基板の表面に成膜される多層膜の膜厚を一様にし、不良品となる光学素子を少なくすることができる光学素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題は、基板上に多層膜を成膜し、その後、前記多層膜が成膜された前記基板を切断することにより、複数の光学素子を得る光学素子の製造方法であって、前記基板に切り込みを設け、その後、前記切り込みが設けられた面に前記多層膜の成膜を行う工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法（請求項１）により解決される。
【００１１】
本手段においては、基板に切り込み（通常は縦横２方向に設ける）が設けられているので、基板上に成膜される多層膜が、この切り込みの部分でつながらないようになり、その結果、基板を変形させるような大きな膜応力が発生しなくなる。よって、基板の反りが抑えられるので、成膜される多層膜の厚さが基板の成膜面内で一様となり、その結果、目的とする特性の光学素子を歩留まり良く多数採取することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基板の表面に成膜される多層膜の膜厚を一様にし、不良品となる光学素子を少なくすることができる光学素子の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態である光学素子の製造方法を説明するための図である。（ａ）は基板の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００１４】
基板１には、所定間隔で互いに直交する溝２の列が形成されている。この基板１の溝２が形成されている面に、従来技術で説明したようなスパッタリングにより、多層膜３を形成する。この多層膜３は、溝２の底部にも僅かに形成されるが、溝２の深さを多層膜３の総膜厚に対して十分大きくしておけば、（ｃ）に示すように、多層膜３は、溝２で分断されたような状態となり、基板１全体を覆うような膜にはならない。
【００１５】
よって、多層膜３の膜応力も小さくなり、基板１を変形させるようなものとはならない。従って、従来技術と異なり、基板１とスパッタリングのターゲットとの間隔が、基板１の成膜位置によって異なることが無く、基板１に均一な厚さの膜が成膜される。
【００１６】
成膜の完了後、溝２に沿ってダイシングソー等により基板１を切断し（ｄ）に示すように、基板１の上に多層膜３が成膜された光学素子４を得る。前述のように、基板１に形成される薄膜の膜厚は均一なものとなるので、基板１のどの部分からとれる光学素子４も、目的とする光学特性を有するものとなる。
【００１７】
なお、図１に示す例においては、最終的に採取する光学素子４の境界面に沿って溝２を形成したが、最終的に採取する光学素子４の大きさの整数倍の間隔で溝２を形成するようにしてもよい。又、少量の光学素子４を製造する際には、必ずしも、最終的に採取する光学素子４の境界面に沿って溝２を形成したり、最終的に採取する光学素子４の大きさの整数倍の間隔で溝２を形成したりする必要はない。
【００１８】
なお、本実施の形態においては、スパッタリングにより多層膜の成膜を行っているが、真空蒸着等、他の成膜方法を用いる場合でも、本発明は有効に作用効果を奏する。
【実施例】
【００１９】
基板１として0.3mm厚のＢＫ−７ガラス基板を使用し、ダイシングソーを使用して、図１に示すように、幅0.2mm、深さ0.1mmの溝２を、縦横それぞれ1.4mmのピッチで形成した。溝２の形成後、基板１を洗浄し、切り屑を除去した。
【００２０】
この基板１を、溝２が形成された面がターゲットと対向するように、図２に示すようなスパッタリング装置を使用した成膜装置にセットし、その表面に、Nb２Ｏ５とSiＯ２の薄膜を交互に成膜して、総数１１７層で総膜厚が２７μｍの多層膜３を成膜した。成膜時において、従来技術に見られたような基板１の反りは観察されなかった。
【００２１】
成膜完了後、溝２に沿ってダイシングソーにより基板１を切断し、複数の光学素子（フィルタ）を得た。このフィルタは、入射角１０°の光に対して、1520〜1563nmの波長の光を透過し、1569nm〜1610nmの光を反射する、いわゆるＣバンドとＬバンドを分離するフィルタであり、光通信用に用いられる。
【００２２】
このような製造方法により、良品である製品として得られる製品の歩留まりは、従来技術の方法で製造されたものに比して、大幅に向上した。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態である光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図２】基板に多層膜を成膜する方法の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…基板、２…溝、３…多層膜、４…光学素子
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光通信分野で使用されるフィルタ素子等、基板の上に多層膜が形成された光学素子の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
光通信分野で使用されるフィルタ素子等の光学素子には、反射防止を行ったり、波長ごとの透過率や反射率を所定の特性にしたり、波長ごとの位相特性を所定の特性にしたりするために、基板の表面に多層膜を成膜し、膜間の干渉により所定の光学特性を持たせたものがある。
【０００３】
図２に、このような多層膜を成膜する方法の例を示す。図２において、(a)は回転テーブルを下から見た図、(b)はＡ−Ａ位置での装置の端面図を示す。真空チャンバ２１の中には基板ホルダ２２が設けられ、回転軸２３を中心として回転している。基板ホルダ２２の下面には、表面に成膜を施す基板２４が同心円状に取り付けられているが、基板２４を取り付ける場所の１ヶ所にはモニタ基板２５が取り付けられている。
【０００４】
真空チャンバ２１の下部にはターゲット２６が設けられ、そこから膜を構成するスパッタリング原子が飛び出して、基板２４とモニタ基板２５の表面に当たって膜を形成する。また、真空チャンバ２１の一部には、上下面に窓２７が設けられており、投光器２８より照射された光が、光学素子２４又はモニタ基板２５を透過して受光器２９で受光され、分光透過率が測定できるようになっている。この分光透過率の測定は、膜厚測定のために行なわれるものである。
【０００５】
図２に示すような装置を用いた多層膜の成膜は、以下のようにして行なわれる。まず、所定の光学特性（反射率、透過率、位相特性等）が得られるように、計算により膜の材質、層数、各層の厚さが決定される。このようにして設計が終了すると、まず、第１層の成膜が行なわれる。モニタ基板２５が投光器２８と受光器２９の位置を通り過ぎる毎に分光透過率の測定を行い、膜厚を測定する。
【０００６】
このようにして、膜厚を測定しながら成膜を続け、測定光学特性が参照光学特性に等しくなったところで第１層目の成膜を終了する。そして、ターゲット材料を変更して、第２層目の成膜を行う。以下、同様にして最終膜までの成膜を行う。なお、一般には、その後、成膜が完了した基板２４を切断し、複数の光学素子を得る。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記のようにスパッタリングにより基板２４の表面に多層膜を形成する場合、成膜途中で、それまでに成膜された多層膜の膜応力により、基板２４が反るという問題点がある。通常の場合、この反りは、多層膜が形成された側に凸となるような反り方となる。
【０００８】
このような反りが発生すると、基板２４の表面とターゲットとの距離が、基板２４の成膜面内で異なるようになり、その結果、それ以後成膜される膜厚が基板２４の各部で異なるようになる。そのため、基板２４のある部分から切り出される光学素子の特性が、所定のものとならず、不良品になるという問題が発生する。
【０００９】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、基板の表面に成膜される多層膜の膜厚を一様にし、不良品となる光学素子を少なくすることができる光学素子の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
前記課題は、基板上に多層膜を成膜し、その後、前記多層膜が成膜された前記基板を切断することにより、複数の光学素子を得る光学素子の製造方法であって、前記基板に切り込みを設け、その後、前記切り込みが設けられた面に前記多層膜の成膜を行う工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法（請求項１）により解決される。
【００１１】
本手段においては、基板に切り込み（通常は縦横２方向に設ける）が設けられているので、基板上に成膜される多層膜が、この切り込みの部分でつながらないようになり、その結果、基板を変形させるような大きな膜応力が発生しなくなる。よって、基板の反りが抑えられるので、成膜される多層膜の厚さが基板の成膜面内で一様となり、その結果、目的とする特性の光学素子を歩留まり良く多数採取することができる。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、基板の表面に成膜される多層膜の膜厚を一様にし、不良品となる光学素子を少なくすることができる光学素子の製造方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明の実施の形態の例を、図を用いて説明する。図１は、本発明の実施の形態である光学素子の製造方法を説明するための図である。（ａ）は基板の平面図、（ｂ）は（ａ）におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００１４】
基板１には、所定間隔で互いに直交する溝２の列が形成されている。この基板１の溝２が形成されている面に、従来技術で説明したようなスパッタリングにより、多層膜３を形成する。この多層膜３は、溝２の底部にも僅かに形成されるが、溝２の深さを多層膜３の総膜厚に対して十分大きくしておけば、（ｃ）に示すように、多層膜３は、溝２で分断されたような状態となり、基板１全体を覆うような膜にはならない。
【００１５】
よって、多層膜３の膜応力も小さくなり、基板１を変形させるようなものとはならない。従って、従来技術と異なり、基板１とスパッタリングのターゲットとの間隔が、基板１の成膜位置によって異なることが無く、基板１に均一な厚さの膜が成膜される。
【００１６】
成膜の完了後、溝２に沿ってダイシングソー等により基板１を切断し（ｄ）に示すように、基板１の上に多層膜３が成膜された光学素子４を得る。前述のように、基板１に形成される薄膜の膜厚は均一なものとなるので、基板１のどの部分からとれる光学素子４も、目的とする光学特性を有するものとなる。
【００１７】
なお、図１に示す例においては、最終的に採取する光学素子４の境界面に沿って溝２を形成したが、最終的に採取する光学素子４の大きさの整数倍の間隔で溝２を形成するようにしてもよい。又、少量の光学素子４を製造する際には、必ずしも、最終的に採取する光学素子４の境界面に沿って溝２を形成したり、最終的に採取する光学素子４の大きさの整数倍の間隔で溝２を形成したりする必要はない。
【００１８】
なお、本実施の形態においては、スパッタリングにより多層膜の成膜を行っているが、真空蒸着等、他の成膜方法を用いる場合でも、本発明は有効に作用効果を奏する。
【実施例】
【００１９】
基板１として0.3mm厚のＢＫ−７ガラス基板を使用し、ダイシングソーを使用して、図１に示すように、幅0.2mm、深さ0.1mmの溝２を、縦横それぞれ1.4mmのピッチで形成した。溝２の形成後、基板１を洗浄し、切り屑を除去した。
【００２０】
この基板１を、溝２が形成された面がターゲットと対向するように、図２に示すようなスパッタリング装置を使用した成膜装置にセットし、その表面に、Nb２Ｏ５とSiＯ２の薄膜を交互に成膜して、総数１１７層で総膜厚が２７μｍの多層膜３を成膜した。成膜時において、従来技術に見られたような基板１の反りは観察されなかった。
【００２１】
成膜完了後、溝２に沿ってダイシングソーにより基板１を切断し、複数の光学素子（フィルタ）を得た。このフィルタは、入射角１０°の光に対して、1520〜1563nmの波長の光を透過し、1569nm〜1610nmの光を反射する、いわゆるＣバンドとＬバンドを分離するフィルタであり、光通信用に用いられる。
【００２２】
このような製造方法により、良品である製品として得られる製品の歩留まりは、従来技術の方法で製造されたものに比して、大幅に向上した。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】本発明の実施の形態である光学素子の製造方法を説明するための図である。
【図２】基板に多層膜を成膜する方法の例を示す図である。
【符号の説明】
【００２４】
１…基板、２…溝、３…多層膜、４…光学素子
【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に多層膜を成膜し、その後、前記多層膜が成膜された前記基板を切断することにより、複数の光学素子を得る光学素子の製造方法であって、前記基板に切り込みを設け、その後、前記切り込みが設けられた面に前記多層膜の成膜を行う工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
【請求項１】
基板上に多層膜を成膜し、その後、前記多層膜が成膜された前記基板を切断することにより、複数の光学素子を得る光学素子の製造方法であって、前記基板に切り込みを設け、その後、前記切り込みが設けられた面に前記多層膜の成膜を行う工程を有することを特徴とする光学素子の製造方法。
【図１】
【図２】
【図２】
【公開番号】特開２００６−１５４６３５（Ｐ２００６−１５４６３５Ａ）
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００４−３４８５９６（Ｐ２００４−３４８５９６）
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年６月１５日（２００６．６．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１６年１２月１日（２００４．１２．１）
【出願人】（０００００４１１２）株式会社ニコン (12,601)
【Ｆターム（参考）】
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