JPH11106901A - 光学薄膜成膜装置 - Google Patents

光学薄膜成膜装置

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JPH11106901A
JPH11106901A JP9268297A JP26829797A JPH11106901A JP H11106901 A JPH11106901 A JP H11106901A JP 9268297 A JP9268297 A JP 9268297A JP 26829797 A JP26829797 A JP 26829797A JP H11106901 A JPH11106901 A JP H11106901A
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lens
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 曲率の大きなレンズの場合においても膜厚む
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。 【解決手段】 成膜室内に、レンズLを支持して公転も
しくは自公転運動させる素子支持機構と、薄膜を形成用
の蒸着粒子を発生させる複数の蒸着源11,12とを設
けて光学薄膜成膜装置が構成される。このように複数の
蒸発源11,12を配設すれば、公転もしくは自公転す
るレンズL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。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、光学レンズ、ミラ
ー等のような光学素子の表面に光学薄膜(例えば、反射
膜、反射防止膜等)を成膜させるための装置に関する。
【0002】
【従来技術】一般的にこのような光学薄膜の成膜は真空
蒸着によって行われている。従来から用いられている真
空蒸着装置(光学薄膜成膜装置)の一例を図4に示して
おり、この装置100は真空排気可能な密閉された成膜
室101内に蒸着源102と補正板105と図示しない
支持機構により自公転自在に支持された複数の光学素子
(レンズ)Lとを配設してなる。なお光学素子Lは支持
機構により矢印Bで示すように公転するとともに矢印C
で示すように自転される。
【0003】成膜処理は、成膜室101内を真空排気し
た状態で、蒸着源102におけるヒーター又は電子銃1
02aにより蒸着物質102bを加熱蒸発させて行わ
れ、蒸着粒子を矢印Aで示すように拡散させ、光学素子
Lの表面に蒸発粒子を付着させて薄膜を成膜させる。こ
のとき、このままでは、蒸着源102からの粒子の到達
距離等の関係から成膜された膜厚分布にむらが生じない
ように、補正板105が図示のように配設されている。
なお、この補正板は、図からもよく分かるように、光学
素子Lに対して垂直入射に近い方向の蒸発粒子の付着
(光学素子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(光学素子周辺部近傍)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。
【0004】また、光学素子Lを自公転させるだけでな
く、揺動させて蒸発源102と光学素子Lとのなす角を
変化させて膜厚分布の均一化を図ることも行われてい
る。なお、従来においては、補正板105は光学素子L
の表面が平板状もしくは曲率半径の大きな曲面(曲率の
小さな曲面)として、膜厚むらが発生しないように形状
が設定されていた。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】ところが、最近におけ
るステッパーと称される光リソグラフィー装置において
は波長の短いエキシマレーザ光が用いられ、このような
短波長の光に用いられるレンズの屈折率が小さいため、
曲率半径の小さな(曲率の大きなレンズ)光学素子)が
多用されるようになってきている。このような曲率の大
きなレンズを成膜対象として、従来の光学薄膜成膜装置
をそのまま用いると、レンズの端部(周辺部)における
蒸着粒子の付着が不足して膜厚むらが発生するという問
題がある。このため、膜剥がれが発生したり、レンズ周
辺部の膜弱や屈折率の低下が顕著に発生してレンズ周辺
部の特性変化が起こり、これらを用いた光学系では光学
性能を悪化させる等の問題があった。
【0006】このような問題に鑑み、本発明は、曲率の
大きなレンズの場合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。
【0007】
【課題を解決するための手段】このような目的達成のた
め、本発明においては、成膜室内に、光学素子を支持し
て公転もしくは自公転運動させる素子支持部と、薄膜形
成用の蒸着粒子を発生させる蒸着源とを設けて光学薄膜
成膜装置が構成されるのであるが、このとき、蒸発源を
複数配設している。このように複数の蒸発源を配設すれ
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。
【0008】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り、膜厚分布が均一化され
る。
【0009】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。
【0010】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
して、膜厚分布をさらに均一化可能である。さらに、絞
り部材と素子支持部に支持された光学素子との間に、こ
の光学素子の表面への蒸発粒子の付着むらを調整する補
正板(従来と同様の補正板であり、垂直入射に近い部分
の付着量を制限する補正板)を設けると、膜厚分布を一
層均一化できる。
【0011】
【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明の好
ましい実施形態について説明する。まず図1に本発明に
係る光学薄膜成膜装置の第1実施例を示す。この装置1
0は、図4と同様の成膜室(図示せず)内に、図示のよ
うに2個の蒸発源11,12を配設して構成される。成
膜室内にはさらに、レンズLを自転(矢印C)可能に支
持する支持機構(図示せず)が設けられ、レンズLと各
蒸発源11,12との間には絞り板15,16が設けら
れている。
【0012】支持機構に支持されたレンズLは垂直に延
びた自転軸Xを中心に矢印Cで示すように自転される。
蒸発源11,12はそれぞれ、蒸発物質11b,12b
を電子銃11a,12aにより加熱蒸発させて、蒸発粒
子を拡散させるようになっている。なお、蒸発源11は
レンズLの真下(自転軸Xの下方)に配設され、蒸発源
12はレンズLに対して斜め下側に配設されている。絞
り板15,16にはそれぞれ円形もしくは楕円形の開口
15a,16aが形成されており、この開口15a,1
6aはそれぞれ蒸発源11,12から見てレンズLの下
面中央および周辺に対向する。
【0013】このような成膜装置10を用いてレンズL
の表面に光学薄膜を形成するには、まず成膜室内を真空
に排気し、次に電子銃11a,12aにより蒸発物質1
1b,12bを加熱蒸発させて拡散させる。このように
して拡散された蒸発粒子は、矢印A1〜A4で示すよう
に拡散するが、矢印A2およびA4で示す方向に拡散さ
れた蒸発粒子は絞り板15,16により阻止され、矢印
A1およびA3で示す方向に拡散された蒸発粒子のみが
開口15a,16aを通過して、レンズLの表面に到達
付着し、光学薄膜を形成する。
【0014】この例の場合には、蒸発源11から矢印A
1方向に拡散された蒸発粒子はレンズLの下面中央部分
に向かい、ほぼ垂直入射に近い状態でレンズLの表面に
到達して付着する。一方、蒸発源12から矢印A3方向
に拡散された蒸発粒子はレンズLの下面周辺に斜めから
入射し、この場合にもほぼ垂直入射に近い状態でレンズ
Lの下面周辺に到達して付着する。すなわち、蒸発源1
1からはレンズ下面中央部に、また、蒸発源12からは
レンズ下面周辺部に、ともに垂直入射に近い状態で蒸発
粒子が付着して光学薄膜が形成されるため、いずれの部
分においても効率のよい薄膜形成が行われ、膜厚分布も
均一となる。
【0015】図2に本発明に係る光学薄膜成膜装置の第
2実施例を示す。この装置20も図示しない成膜室内
に、2個の蒸発源21,22を配設して構成される。成
膜室内にはさらに、複数のレンズLを公転(矢印B)お
よび自転(矢印C)可能に支持する支持機構(図示せ
ず)が設けられ、レンズLと各蒸発源21,22との間
には絞り板25,26が設けられている。蒸発源21,
22は上記第1実施例の蒸発源11,12と同一構成の
ものである。蒸発源21はレンズLの公転軌跡の下方に
配設され、蒸発源22はレンズLに対して斜め下側に配
設されている。絞り板25,26にはそれぞれ円形もし
くは楕円形の開口25a,26aが形成されており、こ
の開口25a,26aはそれぞれ蒸発源21,22から
見てレンズLの下面側および周辺側に対向する。
【0016】このような成膜装置20を用いてレンズL
の表面に光学薄膜を形成するには、まず成膜室内を真空
に排気し、次に各蒸発源21,22から蒸発粒子を拡散
させる。このようにして拡散された蒸発粒子は、矢印A
1〜A4で示すように拡散するが、矢印A2およびA4
で示す方向に拡散された蒸発粒子は絞り板25,26に
より阻止され、矢印A1およびA3で示す方向に拡散さ
れた蒸発粒子のみが開口25a,26aを通過して、レ
ンズLの表面に到達付着し、光学薄膜を形成する。
【0017】この例の場合には、蒸発源21から矢印A
1方向に拡散された蒸発粒子は自公転するレンズLの下
面に対して垂直方向上方に向かい、レンズLの下面中央
部に対してほぼ垂直入射に近い状態で到達して付着す
る。一方、蒸発源22から矢印A3方向に拡散された蒸
発粒子は自公転するレンズLに斜めから入射し、レンズ
周辺部に対してほぼ垂直入射に近い状態で到達して付着
する。ここで、垂直入射される蒸発粒子の付着効率が最
も高く且つ付着密度も最も高くなるため、レンズ下面中
央部は主として蒸発源21からの蒸発粒子により光学薄
膜が形成され、また、レンズ下面周辺部には主として蒸
発源22からの蒸発粒子により光学薄膜が形成され、い
ずれの部分においても効率のよい薄膜形成が行われ、膜
厚分布も均一となる。
【0018】図3に本発明に係る光学薄膜成膜装置の第
3実施例を示す。この装置30は図2に示した成膜装置
に補正板31を追加したものであり、図2に示す部材と
同一部材については同一番号を付してその説明を省略す
る。補正板31は、蒸発源からの蒸発粒子は、レンズL
の表面に垂直入射するときに最も付着効率が高く、入射
角が斜入射側に大きくなればなるほど付着効率が低くな
ることを鑑み、垂直入射近傍の入射粒子を制限する複数
の羽根32を有する。
【0019】このような成膜装置30を用いてレンズL
の表面に光学薄膜を形成するには、まず成膜室内を真空
に排気し、次に各蒸発源21,22から蒸発粒子を拡散
させる。このようにして拡散された蒸発粒子は、矢印A
1〜A4で示すように拡散し、矢印A2およびA4で示
す方向に拡散された蒸発粒子は絞り板25,26により
阻止され、矢印A1およびA3で示す方向に拡散された
蒸発粒子のみが開口25a,26aを通過する。
【0020】このように開口25a,26aを通過した
蒸発粒子は、次に補正板31を通過し、その羽根32に
より通過粒子が一部制限された後、レンズLの表面に到
達付着し、光学薄膜を形成する。この羽根32による通
過粒子の制限は、レンズLの表面に垂直入射となる部分
が最も大きく、斜入射側ほど小さくなる制限であり、こ
れにより、形成される光学薄膜の膜厚分布をさらに均一
化する。
【0021】以上の説明から分かるように、絞り板は各
蒸発源から拡散される蒸発粒子のうち、斜入射成分が入
射するのを阻止して付着効率の良い垂直入射成分のみを
用い膜厚分布の均一化を図るものであるが、このため、
蒸発源を複数設け、レンズ(光学素子)の中央部と周辺
部を異なる蒸発源からの蒸発粒子を用いて成膜処理でき
るようにしている。一方、補正板は所定の蒸発源からの
蒸発粒子の付着に対して、垂直入射成分と斜入射成分と
の差をなくすため、垂直入射成分の入射をある程度制限
するためのものであり、絞り板と補正板とは膜厚分布の
均一化という点では同一目的のものであるが、その手法
が大きく異なる。
【0022】なお、上記実施例ではいずれも、2個の蒸
発源が用いられているが、これを3個以上配設してもよ
い。このときには、絞り板も3個以上用いられる。ま
た、蒸発源の配設位置についても、光学素子の表面形状
に合わせて適宜設定することができる。また、蒸発源に
おける蒸発物質の加熱手段として電子銃を用いている
が、抵抗加熱あるいは誘導加熱方式を用いても良い。ま
た、成膜時に酸素、アルゴンなどのガスを成膜室内に導
入しても良い。
【0023】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
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り、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
成することができる。
【0024】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。
【0025】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
して、膜厚分布をさらに均一化可能である。さらに、絞
り部材と素子支持部に支持された光学素子との間に、こ
の光学素子の表面への蒸発粒子の付着むらを調整する補
正板を設けると、膜厚分布を一層均一化できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係る光学薄膜成膜装置の
構成を示す概略図である。
【図2】本発明の第2実施例に係る光学薄膜成膜装置の
構成を示す概略図である。
【図3】本発明の第3実施例に係る光学薄膜成膜装置の
構成を示す概略図である。
【図4】従来の光学薄膜成膜装置の構成を示す概略図で
ある。
【符号の説明】
10,20,30 成膜装置 11,12,21,22 蒸発源 15,16,25,26 絞り板 31 補正板

Claims (4)

    【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光学素子の表面に
    薄膜を形成させるための蒸着粒子を発生させる複数の蒸
    着源を配設して構成される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2に記載の光学薄
    膜成膜装置。
  4. 【請求項4】 前記絞り部材と前記素子支持部に支持さ
    れた光学素子との間に、この光学素子の表面への蒸発粒
    子の付着むらを調整する補正板を設けたことを特徴とす
    る請求項3に記載の光学薄膜成膜装置。
JP9268297A 1997-10-01 1997-10-01 光学薄膜成膜装置 Withdrawn JPH11106901A (ja)

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