光学薄膜沉积装置及光学薄膜的制造方法制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种能够制造具有良好的光学特性的光学薄膜的光学薄膜沉积装置，以及制造成本低廉而且具有良好的光学特性的光学薄膜的制造方法。在真空容器（１０）内向基体（１４）沉积沉积物质的光学薄膜沉积装置具有：圆顶形的基体保持单元（１２），其设置在真空容器（１０）内，用于保持基体（１４）；旋转单元，其使基体保持单元（１２）旋转；沉积单元（３４），其与基体（１４）相对设置；离子源（３８），其向基体（１４）照射离子；以及中和器（４０），其向基体（１４）照射电子。离子源（３８）被设置在下述位置，即，所述位置是使从离子源（３８）照射离子的轴线、与相对于基体（１４）的表面的垂线之间的角度为８°以上４０°以下，并使基体保持单元的旋转轴中心和离子源（３８）的中心之间的垂直方向的距离、与基体保持单元（１２）的直径之比为０．５以上１．２以下的范围。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及，尤其涉及具有向基体照射 离子的离子源的。
技术介绍
以往，公知有当在真空容器内朝向基板表面蒸发薄膜材料时，通过向堆积在基板 上的沉积层照射离子来实现致密化的沉积装置、即离子辅助沉积装置。在该沉积装置中，利 用离子源向基体照射能量较低的离子束(气体离子)，同时利用被称为neutralize!·的中和 器向基板照射中和电子(电子)。根据这种结构，能够中和通过离子束而沉积在基板上的电 荷，并利用离子束的动能镀制致密的光学薄膜(例如专利文献1)。根据专利文献1公开的技术，如图7所示，从沉积源134交替地蒸发高折射率物质 和低折射率物质并将其层叠，能够得到由多层膜构成的光学薄膜。在分别对高折射率物质 和低折射率物质进行成膜时，利用从离子源138照射的氩离子或氧离子，使 附着在基板114 上的蒸发物质致密化，同时利用从中和器140照射的中和电子防止基板114和基板支架等 电荷沉积。并且，在专利文献1公开的技术中公开的沉积装置构成为，在与基板114相对的位 置即真空容器的底面侧配置沉积源134和离子源138。在这种结构的装置中，为了使膜厚分 布保持固定，需要根据基板支架的大小，将沉积源134与基板支架(基板114)之间的距离 设为固定的比率。因此，在具有直径较大的基板支架的沉积装置中，如果把沉积源134和基 板114配置为合适的距离，则成为基板支架与离子源138之间的距离较远的配置，造成离子 辅助的效果降低。为了解决这种问题而提出了下述的技术，在与沉积源相比更靠近基板支架的真空 容器的侧面位置安装离子源，由此提高离子辅助效果，防止成膜效率的降低(参照专利文 献2 4)。专利文献1 日本特开2007-248828号公报专利文献2 日本特开2000-129421号公报专利文献3 日本特开2004-131783号公报专利文献4 日本特开2006-045632号公报根据上述专利文献2 4公开的技术，在与沉积源相比更靠近基板支架的位置、或 者在与沉积源相比更靠近基板支架的位置且真空容器的侧面附近安装离子源，由此能够在 某种程度上防止离子辅助的效果和离子镀引起的成膜效率的降低。更具体地讲，根据上述 专利文献2 4公开的技术，虽然能够将从离子源照射的离子束保持较高能量状态照射到 基板上，但还期望得到更高的离子辅助的效果。另一方面，作为组合高折射率物质和低折射率物质得到的光学薄膜的一例，列举 遮挡特定波长的光而使除此波长之外的波长的光透射的截止滤波器。在截止滤波器等的光 学薄膜中，透射光的损失越小、白浊越少，越能成为良好的光学薄膜，作为其膜质量的指标，使用反射率与透射率之和的值(％)。并且，一般该值越接近100%，越能成为良好的光学薄 膜。因此，期望反射率与透射率之和的值接近100%、而且如上所述确保较高的成膜效率的 光学薄膜的形成装置。但是，在上述专利文献2公开的技术中，由于基板支架是平面状的，因而通过设于 真空容器侧的离子源得到的离子辅助效果难以相对于基板固定，结果，存在得到的光学薄 膜的膜质量难以均勻的问题。另外，虽然专利文献3和4的基板支架是圆顶状的，但是没有 具体公开从离子源向所设置的基板照射的离子束的角度等、离子源与基板支架之间的位置 关系。因此，在专利文献3和4公开的技术中，虽然能够得到离子辅助效果，但是没有公开 与离子源的安装位置相关联的离子辅助效果的程度。因此，在现有技术中，很难实现获得较高的离子辅助效果、膜质量均勻、并具有较 高的光学特性的光学薄膜。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种具有离子源的光学薄膜沉积装置，能够获得更高的离子辅助效果，而且膜质量均勻，具有良好的光学特性。并且，本专利技术的其他目的在于，提供能够实现光学薄膜的制造成本降低、并制造高 性能的光学薄膜的光学薄膜沉积装置，以及制造成本低廉而且高性能的光学薄膜的制造方 法。本专利技术的专利技术人为了解决上述问题，经过反复认真研究，结果得到了下述的新见 解并完成了本专利技术，即，通过使照射离子的轴线与相对于基体表面的垂线形成预定的角度 而入射来进行成膜处理，能够获得高于以往的离子照射的效果。所述问题是利用本专利技术的光学薄膜沉积装置解决的，一种在真空容器内向基体沉 积沉积物质的光学薄膜沉积装置，所述光学薄膜沉积装置具有圆顶形的基体保持单元，其 设置在所述真空容器内，用于保持所述基体；旋转单元，其使该基体保持单元旋转；沉积单 元，其与所述基体相对设置；离子源，其向所述基体照射离子；以及中和器，其向所述基体 照射电子，所述离子源被设置在下述位置的下述范围内，即，上述位置是使从所述离子源照 射离子的轴线、与相对于保持在所述基体保持单元上的所述基体表面的垂线之间的最大角 度为8°以上40°以下的位置，上述范围是使所述基体保持单元与旋转轴中心的交点和所 述离子源的中心之间的垂直方向的距离、与所述基体保持单元的直径之比为0. 5以上1. 2 以下的范围。这样，光学薄膜沉积装置具有圆顶状的基体保持单元，其将基体保持在真空容器 内；旋转单元，其使该基体保持单元旋转；沉积单元，其与所述基体相对设置；离子源，其向 所述基体照射离子；以及中和器，其向所述基体照射电子，该光学薄膜沉积装置交替地沉积 高折射率物质和低折射率物质来形成光学薄膜，离子源被安装成为使从离子源照射离子的 轴线相对于基体保持单元旋转的轴线形成预定角度。并且，通过将从离子源照射离子的轴线和相对于基体表面的垂线形成的最大角度 设计为8°以上40°以下，与使离子束以几乎接近直角的角度冲击基体的以往的光学薄膜 沉积装置相比，在离子束冲击时，能够使横断方向的作用力作用于基体表面。即，给沉积物 质的能量较大，使堆积在基体表面上的沉积物质移动，平滑化、致密化以及使薄膜组织均勻化的效果较高。因此，能够以更小的功率或者在短时间内对膜质量均勻的光学薄膜进行成 膜，并能够实现膜质量的改善。并且，如上所述，相对基体表面的垂线和离子束的轴线形成的最大角度为8°以上 40°以下，照射的离子不会被基体保持单元遮挡，因而能够获得成膜于基体上的薄膜均勻、 膜质量良好的光学薄膜。与此相对，在上述的角度之外、例如相对于基体表面的垂线和离子束的轴线形成 的最大角度大于40°的情况下，尤其在使用弯曲的基体保持单元时，离子束被基体保持单 元遮挡，得到的光学薄膜的膜质量在基体上不均勻。另一方面，在相对于基体表面的垂线和 离子束的轴线形成的角度小于8°的情况下，离子源与基板的距离变远，因而离子辅助效果 变小，不是优选方式。 另外，离子源的安装位置被配置成为，使基体保持单元与旋转轴中心的交点和离 子源的中心之间的垂直方向的距离、与基体保持单元的直径之比为0. 5 1. 2，由此离子束 不会被基体保持单元遮挡，容易均勻地照射基体。结果，能够对离子辅助效果较高、而且具 有良好的光学特性的光学薄膜进行成膜。因此，通过使相对于基体表面的垂线和离子束的轴线形成的最大角度为8°以上 40°以下，在使用具有凹凸的基体(例如凹透镜等透镜形状的基体)的情况下，离子束也不 会被基体的一部分遮挡，能够形成可对膜质量良好的光学薄膜进行成膜的沉积装置。此时，如权利要求2所述，优选所述离子源被设置在所述真空容器的侧面。这样，离子源被设置在真空容器的侧面，由此能够将离子源配本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在真空容器内向基体沉积沉积物质的光学薄膜沉积装置，其特征在于，所述光学薄膜沉积装置具有：圆顶形的基体保持单元，其设置在所述真空容器内，用于保持所述基体；旋转单元，其使该基体保持单元旋转；沉积单元，其与所述基体相对设置；离子源，其向所述基体照射离子；以及中和器，其向所述基体照射电子，所述离子源被设置在下述位置的下述范围内，即，上述位置是使从所述离子源照射离子的轴线、与相对于保持在所述基体保持单元上的所述基体表面的垂线之间的最大角度为８°以上４０°以下的位置，上述范围是使所述基体保持单元与旋转轴中心的交点和所述离子源的中心之间的垂直方向的距离、与所述基体保持单元的直径之比为０．５以上１．２以下的范围。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】JP 2008-8-15 PCT/JP2008/064647一种在真空容器内向基体沉积沉积物质的光学薄膜沉积装置，其特征在于，所述光学薄膜沉积装置具有圆顶形的基体保持单元，其设置在所述真空容器内，用于保持所述基体；旋转单元，其使该基体保持单元旋转；沉积单元，其与所述基体相对设置；离子源，其向所述基体照射离子；以及中和器，其向所述基体照射电子，所述离子源被设置在下述位置的下述范围内，即，上述位置是使从所述离子源照射离子的轴线、与相对于保持在所述基体保持单元上的所述基体表面的垂线之间的最大角度为8°以上40°以下的位置，上述范围是使所述基体保持单元与旋转轴中心的交点和所述离子源的中心之间的垂直方向的距离、与所述基体保持单元的直径之比为0.5以上1.2以下的范围。2.根据权利要求1所述的光学薄膜沉积装置，其特征在于，所述离子源被设置在所述 真空容器的侧面。3.根据权利要求1所述的光学薄膜沉积装置，其特征在于，...

【专利技术属性】
技术研发人员：长江亦周，姜友松，塩野一郎，清水匡之，林达也，古川诚，村田尊则，
申请(专利权)人：株式会社新柯隆，
类型：发明
国别省市：JP[日本]