JP2000137114A - 光フィルタの製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転方向の角度θに対して透過波長が直線的
に変化し、かつ該角度θのほとんどすべての範囲にわた
って、利用可能な光フィルタの製造方法を提供するこ
と。 【解決手段】 誘電体材料による製膜時に、開口４ａを
設けたマスク４あるいは基板１の一部の角度範囲を覆う
マスク５を用い、基板１に対してマスク４、５を相対的
に回転させながら誘電体材料を基板１上に堆積させて誘
電体膜２を形成する。これによって、光フィルタの回転
角度θに対して透過波長が直線的に変化し、かつ、回転
角度θのほとんどすべての範囲にわたって使用可能な光
フィルタを製造できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に誘電体材
料を単層あるいは多層堆積させてなる光フィルタの製造
方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、ガラス基板上に誘電体材料を堆積
させてなる誘電体単層膜フィルタあるいは誘電体多層膜
フィルタは波長選択用光フィルタとして用いられる。こ
のような光フィルタにおいては、誘電体の膜厚を面内方
向に関して変化させることによって、透過波長の可変性
が実現されている。このような光フィルタは、図１のよ
うに円盤状の基板１上に誘電体膜２を堆積させる時に、
該誘電体膜厚を面内分布を与えて誘電体材料を堆積する
ことにより製造する。これにより、基板１の回転方向の
角度θ（＝０〜２π）に対して透過波長が可変である光
フィルタを実現することが可能となる。

【０００３】このような光フィルタの特性は、基板１の
回転角度θに対して透過波長が直線的に変化することが
望ましい。従来の製造方法では、図２のような扇状に開
閉するシャッタ３を用いて、誘電体材料の堆積時間を角
度θに対して直線的に変化、すなわち、らせん階段状に
変化させる製膜方法が用いられていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、図２の
扇状のシャッタ３を用いる方法では、基板１上に誘電体
が堆積されない角度θの領域が残ってしまう。すなわ
ち、シャッタ３を開き終えた状態においても、図３のよ
うに、最後までシャッタ３に覆われる領域が残るため、
その領域を光フィルタとして利用することができなかっ
た。またこの方法では、シャッタ３を開き終わるまで、
滑らかに動かすことが困難なため、十分な精度で誘電体
を堆積させることができなかった。このため、角度θの
ほとんどすべての範囲にわたって、利用可能である光フ
ィルタが実現できなかった。

【０００５】本発明の目的は、上記課題に鑑み、基板の
回転方向の角度θに対して透過波長が直線的に変化し、
かつ該角度θのほとんどすべての範囲にわたって、利用
可能な光フィルタの製造方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明は、ディスク状光フィルタの製造方法であっ
て、基板に対して同軸回転中心で相対的に面内回転可能
で、半径方向に沿って開口角φの開口を有するマスクを
用い、基板に対してマスクを一定でない角速度で少なく
とも一回相対回転させながら、製膜室内でマスク側から
基板上に誘電体材料を単層あるいは多層に堆積させるこ
とを特徴とする光フィルタの製造方法を提供する。

【０００７】また、本発明では、前記マスクの前記基板
に対する相対回転方向の角度θに対する前記誘電体材料
の所望の膜厚がＴ（θ）（０≦θ≦２π−φ）で、単位
時間当たりに堆積する前記誘電体材料の膜厚がａである
とき、前記基板に対する前記マスクの相対回転角度θの
関数として表された時間ｔ（θ）が Ｔ（θ）＝ａ［ｔ（θ＋φ）−ｔ（θ）］ を満たすように、前記基板に対して前記マスクを相対的
に１回回転させることを特徴とする。

【０００８】また、本発明では、前記マスクの前記基板
に対する相対回転方向の角度θに対する前記誘電体材料
の所望の膜厚がＴ（θ）（０≦θ≦２π−φ）で、単位
時間当たりに堆積する前記誘電体材料の膜厚がａである
とき、前記基板に対する前記マスクの相対回転角度θの
関数として表された時間ｔ（θ）が Ｔ（θ）＝ａＮ［ｔ（θ＋φ）−ｔ（θ）］ を満たすように、前記基板に対して前記マスクを相対的
にＮ回回転させることを特徴とする。

【０００９】さらに、本発明は、ディスク状光フィルタ
の製造方法であって、基板に対して同軸回転中心で相対
的に面内回転可能で、半径方向に沿って角度φの範囲を
覆うマスクを用い、基板に対してマスクを一定でない角
速度で少なくとも一回相対回転させながら、製膜室内で
マスク側から基板上に誘電体材料を単層あるいは多層に
堆積させることを特徴とする光フィルタの製造方法を提
供する。

【００１０】また、本発明では、前記マスクの前記基板
に対する相対回転方向の角度θに対する前記誘電体材料
の所望の膜厚がＴ（θ）（０≦θ≦２π−φ）で、単位
時間当たりに堆積する前記誘電体材料の膜厚がａである
とき、前記基板に対する前記マスクの相対回転角度θの
関数として表された時間ｔ（θ）が Ｔ（θ）＝ａ［（ｔ（２π）−ｔ（０））−（ｔ（θ＋
φ）−ｔ（θ））］ を満たすように、前記基板に対して前記マスクを相対的
に１回回転させることを特徴とする。

【００１１】また、本発明では、前記マスクの前記基板
に対する相対回転方向の角度θに対する前記誘電体材料
の所望の膜厚がＴ（θ）（０≦θ≦２π−φ）で、単位
時間当たりに堆積する前記誘電体材料の膜厚がａである
とき、前記基板に対する前記マスクの相対回転角度θの
関数として表された時間ｔ（θ）が Ｔ（θ）＝ａＮ［（ｔ（２π）−ｔ（０））−（ｔ（θ
＋φ）−ｔ（θ））］ を満たすように、前記基板に対して前記マスクを相対的
にＮ回回転させることを特徴とする。

【００１２】また、本発明では、前記誘電体材料の堆積
を異なる屈折率を有する誘電体材料を用いて繰り返すこ
とにより、基板上に多層構造を形成することを特徴とす
る。

【００１３】また、本発明では、前記誘電体材料の堆積
速度をモニタ手段を用いてモニタし、該モニタ手段の出
力に基づいて前記マスクの前記基板に対する相対回転速
度を帰還制御することを特徴とする。

【００１４】また、本発明では、前記基板上に設けられ
たエンコーダマークを読み取り手段を用いて読み取り、
該読み取り手段の出力に基づいて前記マスクの前記基板
に対する相対回転を制御することを特徴とする。

【００１５】また、本発明では、前記マスクまたは基板
は、気密保持手段を介して製膜室の外部から前記マスク
または基板に接続されたモータにより回転されることを
特徴とする。

【００１６】また、本発明では、前記基板と、前記基板
またはマスクに前記モータからの回転力を伝達する手段
とからなる搬送ユニットの形で、前記基板を製膜室にセ
ットすることを特徴とする。

【００１７】また、本発明では、前記搬送ユニットに含
まれた前記基板上の回転中心を前記モータから基板に回
転力を伝達する回転軸に一致させて前記搬送ユニットを
製膜室内にセットすることを特徴とする。

【００１８】また、本発明では、複数の前記搬送ユニッ
トを製膜室の前室に収納し、前記誘電体材料の堆積の前
後において、製膜室の真空状態を破ることなく該前室か
ら各搬送ユニットを製膜室に順次搬入および搬出するこ
とを特徴とする。

【００１９】また、本発明では、前記誘電体材料の堆積
は、電子ビーム蒸着法、電子サイクロトロン共鳴スパッ
タリング法、イオンアシスト電子ビーム蒸着法、真空蒸
着法、イオンビームスパッタリング法、高周波スパッタ
リング法のいづれか一つの方法により前記誘電体材料を
堆積させることを特徴とする。

【００２０】

【発明の実施の形態】まず、図４および図５を参照し
て、本発明の光フィルタ製造方法の第一の実施形態につ
いて説明する。

【００２１】第一の実施形態では、図４に示すように、
誘電体を堆積させる際に、基板１の回転方向に対し角度
φの開口４ａを設けたマスク４を用いて基板１を覆い、
基板１に対してマスク４を回転させるようにした。

【００２２】図５は、基板１に対するマスク４の回転
を、回転方向に関して直線的に表した原理図である。図
５では、簡単のためマスク４の開講４ａ周辺部分のみを
示しているが、実際には開口４ａ下の範囲以外はすべて
マスク４によって覆われているものである。角度θ＝０
から出発して角度θに達する時刻をｔ（θ）とする。誘
電体が単位時間に対し一定の膜厚で堆積される場合、角
度θ（＝０〜２π−φ）における膜厚Ｔ（θ）は開口４
ａ下にさらされる時間に比例する。従って、膜厚Ｔ
（θ）と時刻ｔ（θ）の関係は差分方程式 Ｔ（θ）＝ａ［ｔ（θ＋φ）−ｔ（θ）］ （１） で表される。但し、ａは単位時間当たりに堆積する膜厚
である。

【００２３】任意の膜厚分布Ｔ（θ）は、（１）式を満
足するｔ（θ）を求めることにより実現可能である。マ
スク４の運動θ（ｔ）はｔ（θ）の逆関数で与えられる
ため、ｔ（θ）は０≦θ≦２πにおいて単調増加関数で
あることが要求される。

【００２４】図５に示されるように、製膜の初めと終わ
りに対応する角度２π−φ≦θ≦２π範囲で、所望の膜
厚変化Ｔ（θ）との食い違いが生じるが、φを２πに対
し十分小さくすることにより、θのほとんどすべての範
囲で所望の膜厚分布Ｔ（θ）を実現することが可能とな
る。

【００２５】ここで、角度範囲０≦θ＜２π−φの角度
位置θの膜厚は、開口の右端がθを通過してから左端が
θを通過するまでの時間に比例する。これとは逆に、角
度範囲２π−φ≦θ＜２πでは、角度位置θを先に開口
の左端が通過し、開口の一回転の最後に右端が通過す
る。開口が図８、９に従って運動する時、角度範囲０≦
θ＜２π−φでは開口の右端の通過速度は左端の通過速
度より常に速いので、角度位置θが大きくなるにつれて
膜厚は増加する。これとは逆に、角度範囲２π−φ≦θ
＜２πでは、開口の右端の通過速度は左端の通過速度よ
り遅いので、角度位置θが大きくなるにつれて膜厚は減
少する。以上の理由により、図５に示すように、角度範
囲２π−φ≦θ＜２πにおける膜厚の傾斜は、角度範囲
０≦θ＜２π−φのそれとは異なる。

【００２６】次に、図６および図７を参照して、本発明
の光フィルタ製造方法の第二の実施形態について説明す
る。

【００２７】第二の実施形態では、図６に示すように、
誘電体を堆積させる際に、基板１の回転方向に対し角度
φの範囲を覆うマスク５を用い、基板１に対してマスク
５を回転させる。

【００２８】図７は、図５と同様の基板１に対するマス
ク５の回転を、回転方向に関して直線的に表した原理図
である。この場合、膜厚Ｔ（θ）と時刻ｔ（θ）の関係
は差分方程式 で表される。ここでｔ（２π）−ｔ（０）はマスク５の
回転周期を意味する。この場合も前述の方法と同様に、
任意の膜厚分布Ｔθ）を（２）式を満足するｔ（θ）を
求めることにより実現可能である。

【００２９】この場合も、製膜の始めと終わりに対応す
る角度２π−φ≦θ≦２πの範囲で、所望の膜厚変化Ｔ
（θ）との食い違いが生じるが、φを２πに対し十分小
さくすることにより、θのほとんどすべての範囲で所望
の膜厚分布Ｔ（θ）を実現することが可能となる。

【００３０】ここで、角度範囲０≦θ＜２π−φの角度
位置θの膜厚は、マスクの右端がθを通過してから左端
がθを通過するまでの時間に比例する。これとは逆に、
角度範囲２π−φ≦θ＜２πでは、角度位置θを先にマ
スクの左端が通過し、マスクの一回転の最後に右端が通
過する。開口が図１０、１１に従って運動する時、角度
範囲０≦θ＜２π−φではマスクの右端の通過速度は左
端の通過速度より常に遅いので、角度位置θが大きくな
るにつれて膜厚は増加する。これとは逆に、角度範囲２
π−φ≦θ＜２πでは、マスクの右端の通過速度は左端
の通過速度より速いので、角度位置θが大きくなるにつ
れて膜厚は減少する。以上の理由により、図７に示すよ
うに、角度範囲２π−φ≦θ＜２πにおける膜厚の傾斜
は、角度範囲０≦θ＜２π−φのそれとは異なる。

【００３１】なお、上記第一および第二の実施形態にお
いて、堆積すべき誘電体材料に対してｔ（θ）を選択す
ることにより、１つマスク４または５で様々な膜厚分布
Ｔ（θ）を実現することが可能である。

【００３２】また、上記説明では、誘電体を堆積させる
際に、図４または図６に示すように、固定された基板１
に対してマスク４または５を回転させたが、逆に、固定
されたマスク４または５に対して基板１を回転させるよ
うにしてもよい。

【００３３】次に、図８から図１３を参照して、本発明
の光フィルタ製造方法の具体例について説明する。

【００３４】図８と図９は、図４のように角度φの開口
４ａをもつマスク４を用いて、図５に示されるような回
転角度θ（０≦θ≦２π−φ）に対し直線的に変化する
膜厚分布 Ｔ（θ）＝αθ＋β を実現する第一の具体例を示しており、この場合、マス
ク４を（１）式を満足する解 ｔ（θ）＝ｐθ^２ ＋ｑθ に従って回転させる。ｔ（θ）は図８に示されるような
グラフを描く。時間に対する角度変化はｔ（θ）の逆関
数で、図９のように表される。但し、ｐ＝α／（２ａ
φ）、および、ｑ＝１／ａ（β／φ−α／２）である。
ｔ（θ）は単調関数であるため、αおよびβは、β／α
≦φ／２の関係を満足する必要がある。

【００３５】図１０と図１１は、図６のように角度φを
覆うマスク５を用いて、図７に示されるような回転角度
θ（０≦θ≦２π−φ）に対し直線的に変化する膜厚分
布 Ｔ（θ）＝αθ＋β を実現する第二の具体例を示しており、この場合、マス
クを（２）式を満足する解 ｔ（θ）＝ｐθ^２ ＋ｑθ に従って回転させる。ｔ（θ）は図１０に示されるよう
なグラフを描く。但し、ｐ＝−α／（２ａφ）、およ
び、ｑ＝１／ａ（（ａτ−β）／φ＋α／２）で、τは
マスクの回転周期ｔ（２π）−ｔ（０）を表す。時間に
対する角度変化はｔ（θ）の逆関数で、図１１のように
表される。第一の具体例と同様に、ｔ（θ）は単調関数
であるため、αおよびβは、（β−ａτ）／α＜φ／２
の関係を満足する必要がある。

【００３６】図１２は、所望の膜厚分布が回転角度θに
対し均一、すなわち、 Ｔ（θ）＝Ｔ_０ である第三の具体例を示しており、この場合、 ｔ（θ）＝Ｔ_０θ／α は（１）式を満足する。図１２に示されるように、マス
クの運動θ（ｔ）は等速運動であるため、角度２π−φ
≦θ≦２πの範囲における、膜厚のＴ（θ）からの食い
違いは生じない。

【００３７】上述した第一から第三の具体例では、マス
ク４、５を１回転させて所望の膜厚分布Ｔ（θ）を得て
いるが、図１３に示す第四の具体例では、同じ膜厚分布
Ｔ（θ）を得るのにマスク４、５を複数回回転させる。
図４のように角度φの開口４ａをもつマスク４を用いる
場合、このマスク４の一回転でＴ（θ）／Ｎの膜厚分布
が得られる条件 Ｔ（θ）＝ａＮ［ｔ（θ＋φ）−ｔ（θ）］ （３） を満足するｔ（θ）を求め、図１３で示されるような周
期的な回転速度でマスク４をＮ回転させれば、第一およ
び第二の具体例の場合と同様にＴ（θ）の膜厚分布を得
ることが可能となる。同様に、図６のように角度φを覆
うマスク５を用いる場合、このマスク５の１回転でＴ
（θ）／Ｎの膜厚分布が得られる条件 を満足するｔ（θ）を求め、マスク５をＮ回転させれ
ば、同様にＴ（θ）の膜厚分布を得ることが可能とな
る。

【００３８】同じ膜厚分布をＮ回転で得る場合のマスク
の角速度は、１回転で得る場合と比べてＮ倍になる。

【００３９】以上述べた実施形態では、誘電体を堆積さ
せる際に、図４あるいは図６に示すように、固定された
基板１に対してマスク４または５を回転させたが、逆
に、固定されたマスク４または５に対して基板１を回転
させる方法も可能である。開口４ａをもつマスク４を用
いる場合、マスク４の開口部分４ａは固定されていて、
その面積も比較的小さいため、膜厚分布の制御がより容
易になる。

【００４０】さらに以上述べた実施形態では、１種類の
誘電体材料で単層の誘電体膜を作成する場合について述
べたが、上記工程を異なる屈折率を有する複数の誘電体
材料を用いて繰り返すことにより基板上に多様な膜厚分
布の多層構造を形成することも可能である。この場合も
多様な膜厚分布を１種類のマスクを用いて実現すること
が可能である。また、マスクの基板に対する角速度を各
層毎に異なるようにして、各層の膜厚分布が異なるよう
にしてもよいし、一定膜厚の層を含むようにしてもよ
い。

【００４１】誘電体材料の堆積速度が時間的に変動する
場合には、製膜室内に堆積速度をモニタするモニタ手段
を設け、このモニタ手段の出力に基づいてマスクまたは
基板の回転速度を帰還制御してもよい。モニタ手段とし
ては、例えば、誘電体材料が水晶の振動面に堆積すると
振動周波数が小さくなる水晶振動子を用いることができ
る。帰還制御は、堆積速度が時間的に変動する場合、差
分方程式によりマスクの回転速度を堆積速度に比例して
増減させ、堆積速度が大きいときに回転速度が大きくな
るように行うことができる。これにより、堆積速度が一
定の場合と同様の製膜が可能となる。

【００４２】基板を回転させる場合、基板の回転速度
は、誘電体材料の堆積時に基板を回転させる駆動手段
（モータ）に与える制御信号から検出できるが、より正
確には基板の回転を直接検出することが望ましい。この
ため、基板にエンコーダマークを付与しておき、製膜室
内にエンコーダマークを読み取る手段を設けて、このエ
ンコーダマークを読み取る手段から出力される信号に基
づいて、基板とマスクの相対回転を制御してもよい。即
ち、基板の回転方向に沿って設けられたエンコーダマー
クを光学的にカウントして実際の回転量を測定し、測定
値をモータの制御系にフィードバックすることができ
る。

【００４３】誘電体材料の堆積は真空状態に保持された
製膜室内で行う必要があり、この場合、マスクまたは基
板の回転は製膜室の外部から駆動することになる。図１
４に電子ビーム蒸着法を用いる場合の本発明の光学フィ
ルタ製造方法を実現するための光学フィルタ製造装置の
一構成例を示す。図１４の構成において、製膜室１０は
真空ポンプ１３により真空状態に保たれ、この製膜室１
０内において電子ビーム銃１１からの電子ビーム１２を
誘電体材料１４上に照射することにより基板１上にマス
ク４または５側から堆積される遊離した誘電体材料１５
を生成している。基板１は以下で説明する搬送ユニット
１６の形で製膜室１０内にマウントされ、この基板１ま
たはその上に設けられたマスク４または５が製膜室１０
の外部にあって回転制御手段１８により制御されるモー
タ１７によって回転されられる。ここで、図１５に示す
ように、マスクまたは基板は、一般にハーメチックシー
ルと呼ばれる気密保持手段２３を介して製膜室の外部か
らモータで回転させることができる。

【００４４】搬送ユニット１６は、図１５の例に示すよ
うに、基板とマスクの回転軸の位置決め精度を保つた
め、基板１と、それに対する偏心を除去して基板１が取
り付けられたスピンドル２１と、このスピンドル２１に
製膜室の外部のモータ１７からの回転力（ｔｏｒｑｕ
ｅ）を伝達するトルク伝達アタッチメント２２〜構成さ
れる。

【００４５】そして、製膜室に搬入された搬送ユニット
に含まれた基板の回転中心を、製膜室の外部から基板を
回転させるモータの回転力を伝達する回転軸に一致させ
る機構を製膜室内に設けてもよい。例えば、トルク伝達
アタッチメント２２の搬送ユニット側とモータ側に位置
決め用の凹凸部を設け、搬送ユニット１６をセットした
時にこれら凹凸部が係合することによって搬送ユニット
１６がモータ１７に対して自動的に位置決めされるよう
にできる。また、図１５に示すようにエンコーダマーク
を設けたKIBAN１を用いる場合には、基板１を回転させ
ながらエンコーダマークをモニタすることにより基板１
の回転中心を光学的に検出し、この検出結果に基づい
て、予め設けられた調整機構により回転軸を適宜調整す
ることができる。

【００４６】また、基板の交換の度に製膜室の真空を破
ることは製造時間および製造コストを増大させるため、
製膜室の真空状態を保ったまま基板を交換できる機構を
設けるようにしてもよい。例えば、光学薄膜を形成する
製膜室とは独立に複数の搬送ユニットを収納する前室を
設け、そこから製膜室に搬送ユニットを順次搬入および
搬出できるようにしてもよい。即ち、図１６に示すよう
に、真空ポンプ３３を備えた前室３０を製膜室１０にエ
アロック３１を備えた通路３２を介して接続し、搬送ユ
ニット１６をこの前室３０に収納し、この前室３０に設
けられたユニット搬送装置３４によって前室３０から製
膜室１０に対して搬送ユニット１６を搬入または搬出で
きるようにする。図１６の構成において、製膜室１０は
高真空状態に保たれ、前室３０は複数の搬送ユニット１
６が収納された後に、製膜室と同程度またはそれより低
い真空状態にされる。そして、前室３０に収納された搬
送ユニット１６の各々について以下の動作を繰り返す。
即ち、製膜室１０と前室３０の間のエアロック３１を開
き、一つの搬送ユニット１６を前室３０から製膜室１０
に搬入して製膜室１０内にセットする。次いで、エアロ
ック３１を閉じ、製膜室１０を製膜条件に合った真空状
態にして、製膜室１０内で製膜を行う。製膜後には、エ
アロック３１を開き、搬送ユニット１６を製膜室１０か
ら搬出する。これにより製膜室の真空を破らずに順次光
フィルタを製造することが可能となるので、この手法は
量産化に好適である。

【００４７】誘電体材料の堆積方法の一例として、電子
ビーム蒸着法を用いることができる。この方法は、誘電
体材料に電子ビームを照射して加熱、蒸発させ、基板上
に誘電体材料を堆積する方法であり、光学薄膜の製造方
法として一般的なものである。

【００４８】また、誘電体材料の堆積方法の他の例とし
て、電子サイクロトロン共鳴（ＥＣＲ）スパッタリング
法を用いることもできる。この方法は、マイクロ波によ
り電子を共鳴振動させてガスをプラズマ化し、そのプラ
ズマガスと誘電体材料とを反応させて、光学薄膜を堆積
する方法である。この方法は、緻密な膜が形成でき、か
つ膜組成を自由に変えられるという特徴を有している。

【００４９】これら以外にも、電子ビームで遊離させた
誘電体材料をマイクロ波によってイオン化させて堆積す
るイオンアシスト電子ビーム蒸着法や、電気抵抗器を用
いてジュール熱により誘電体材料を蒸発させる真空蒸着
法や、製膜室に導入した希ガスにマイクロ波ビームを照
射してイオン化させ、そのイオンを誘電体材料に衝突さ
せて遊離させるイオンビームスパッタリング法や、製膜
室に導入した希ガスに高周波電界を印加してイオン化さ
せ、そのイオンを誘電体材料に衝突させて遊離させる高
周波（ＲＦ）スパッタリング法などの堆積方法を用いる
ことも可能である。

【００５０】なお、マスク４の開口４ａおよびマスク５
は、図４および図６に示されるように回転の中心から伸
びた形状である必然性はなく、必要に応じて所望の長さ
だけ半径方向に沿って伸びた形状としても良い。

【００５１】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、誘
電体材料による製膜時に、開口を設けたマスクあるいは
基板の一部の角度範囲を覆うマスクを用い、基板に対し
てマスクを相対的に回転させることによって誘電体を堆
積するので、光フィルタの回転角度θに対して透過波長
が直線的に変化し、かつ、回転角度θのほとんどすべて
の範囲にわたって使用可能な光フィルタを製造できる。
また、マスクあるいは基板の回転運動を選択すること
で、１種類のマスクで多様な膜厚分布を実現することが
可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】誘電体膜厚が面内分布を持った光フィルタを示
す図。

【図２】従来のシャッタを用いた光フィルタの誘電体膜
の製造方法の示す図。

【図３】従来の製造方法においてシャッタを開ききった
状態を示す図。

【図４】本発明の光フィルタ製造方法の第一の実施形態
で用いる構成を示す図。

【図５】本発明の光フィルタ製造方法の第一の実施形態
の動作原理を示す図。

【図６】本発明の光フィルタ製造方法の第二の実施形態
で用いる構成を示す図。

【図７】本発明の光フィルタ製造方法の第二の実施形態
の動作原理を示す図。

【図８】本発明の光フィルタ製造方法の第一の具体例を
示す図。

【図９】本発明の光フィルタ製造方法の第一の具体例を
示す図。

【図１０】本発明の光フィルタ製造方法の第二の具体例
を示す図。

【図１１】本発明の光フィルタ製造方法の第二の具体例
を示す図。

【図１２】本発明の光フィルタ製造方法の第三の具体例
を示す図。

【図１３】本発明の光フィルタ製造方法の第四の具体例
を示す図。

【図１４】本発明の光フィルタ製造方法を実現する光フ
ィルタ製造装置の一構成例を示す図。

【図１５】図１４の光フィルタ製造装置において用いら
れる搬送ユニットに関連した部分の構成を示す図。

【図１６】本発明の光フィルタ製造方法を実現する光フ
ィルタ製造装置の他の構成例を示す図。

【符号の説明】

１…基板 ２…誘電体膜 ４…マスク ４ａ…開口 ５…マスク

Claims (14)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク状光フィルタの製造方法であっ
   て、 基板に対して同軸回転中心で相対的に面内回転可能で、
   半径方向に沿って開口角φの開口を有するマスクを用
   い、 基板に対してマスクを一定でない角速度で少なくとも一
   回相対回転させながら、製膜室内でマスク側から基板上
   に誘電体材料を単層あるいは多層に堆積させることを特
   徴とする光フィルタの製造方法。
2. 【請求項２】 前記マスクの前記基板に対する相対回転
   方向の角度θに対する前記誘電体材料の所望の膜厚がＴ
   （θ）（０≦θ≦２π−φ）で、単位時間当たりに堆積
   する前記誘電体材料の膜厚がａであるとき、 前記基板に対する前記マスクの相対回転角度θの関数と
   して表された時間ｔ（θ）が Ｔ（θ）＝ａ［ｔ（θ＋φ）−ｔ（θ）］ を満たすように、前記基板に対して前記マスクを相対的
   に１回回転させることを特徴とする請求項１記載の光フ
   ィルタの製造方法。
3. 【請求項３】 前記マスクの前記基板に対する相対回転
   方向の角度θに対する前記誘電体材料の所望の膜厚がＴ
   （θ）（０≦θ≦２π−φ）で、単位時間当たりに堆積
   する前記誘電体材料の膜厚がａであるとき、 前記基板に対する前記マスクの相対回転角度θの関数と
   して表された時間ｔ（θ）が Ｔ（θ）＝ａＮ［ｔ（θ＋φ）−ｔ（θ）］ を満たすように、前記基板に対して前記マスクを相対的
   にＮ回回転させることを特徴とする請求項１記載の光フ
   ィルタの製造方法。
4. 【請求項４】 ディスク状光フィルタの製造方法であっ
   て、 基板に対して同軸回転中心で相対的に面内回転可能で、
   半径方向に沿って角度φの範囲を覆うマスクを用い、 基板に対してマスクを一定でない角速度で少なくとも一
   回相対回転させながら、製膜室内でマスク側から基板上
   に誘電体材料を単層あるいは多層に堆積させることを特
   徴とする光フィルタの製造方法。
5. 【請求項５】 前記マスクの前記基板に対する相対回転
   方向の角度θに対する前記誘電体材料の所望の膜厚がＴ
   （θ）（０≦θ≦２π−φ）で、単位時間当たりに堆積
   する前記誘電体材料の膜厚がａであるとき、 前記基板に対する前記マスクの相対回転角度θの関数と
   して表された時間ｔ（θ）が Ｔ（θ）＝ａ［（ｔ（２π）−ｔ（０））−（ｔ（θ＋
   φ）−ｔ（θ））］ を満たすように、前記基板に対して前記マスクを相対的
   に１回回転させることを特徴とする請求項４記載の光フ
   ィルタの製造方法。
6. 【請求項６】 前記マスクの前記基板に対する相対回転
   方向の角度θに対する前記誘電体材料の所望の膜厚がＴ
   （θ）（０≦θ≦２π−φ）で、単位時間当たりに堆積
   する前記誘電体材料の膜厚がａであるとき、 前記基板に対する前記マスクの相対回転角度θの関数と
   して表された時間ｔ（θ）が Ｔ（θ）＝ａＮ［（ｔ（２π）−ｔ（０））−（ｔ（θ
   ＋φ）−ｔ（θ））］ を満たすように、前記基板に対して前記マスクを相対的
   にＮ回回転させることを特徴とする請求項４記載の光フ
   ィルタの製造方法。
7. 【請求項７】 前記誘電体材料の堆積を異なる屈折率を
   有する誘電体材料を用いて繰り返すことにより、基板上
   に多層構造を形成することを特徴とする請求項１または
   ４記載の光フィルタの製造方法。
8. 【請求項８】 前記誘電体材料の堆積速度をモニタ手段
   を用いてモニタし、 該モニタ手段の出力に基づいて前記マスクの前記基板に
   対する相対回転速度を帰還制御することを特徴とする請
   求項１または４記載の光フィルタの製造方法。
9. 【請求項９】 前記基板上に設けられたエンコーダマー
   クを読み取り手段を用いて読み取り、 該読み取り手段の出力に基づいて前記マスクの前記基板
   に対する相対回転を制御することを特徴とする請求項１
   または４記載の光フィルタの製造方法。
10. 【請求項１０】 前記マスクまたは基板は、気密保持手
    段を介して製膜室の外部から前記マスクまたは基板に接
    続されたモータにより回転されることを特徴とする請求
    項１または４記載の光フィルタの製造方法。
11. 【請求項１１】 前記基板と、前記基板またはマスクに
    前記モータからの回転力を伝達する手段とからなる搬送
    ユニットの形で、前記基板を製膜室にセットすることを
    特徴とする請求項１０記載の光フィルタの製造方法。
12. 【請求項１２】 前記搬送ユニットに含まれた前記基板
    上の回転中心を前記モータから基板に回転力を伝達する
    回転軸に一致させて前記搬送ユニットを製膜室内にセッ
    トすることを特徴とする請求項１１記載の光フィルタの
    製造方法。
13. 【請求項１３】 複数の前記搬送ユニットを製膜室の前
    室に収納し、 前記誘電体材料の堆積の前後において、製膜室の真空状
    態を破ることなく該前室から各搬送ユニットを製膜室に
    順次搬入および搬出することを特徴とする請求項１１記
    載の光フィルタの製造方法。
14. 【請求項１４】 前記誘電体材料の堆積は、電子ビーム
    蒸着法、電子サイクロトロン共鳴スパッタリング法、イ
    オンアシスト電子ビーム蒸着法、真空蒸着法、イオンビ
    ームスパッタリング法、高周波スパッタリング法のいづ
    れか一つの方法により前記誘電体材料を堆積させること
    を特徴とする請求項１または４記載の光フィルタの製造
    方法。