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JP2010049137A - Dimmer filter and film forming method and film forming device of dimmer filter - Google Patents

Dimmer filter and film forming method and film forming device of dimmer filter Download PDF

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JP2010049137A
JP2010049137A JP2008214935A JP2008214935A JP2010049137A JP 2010049137 A JP2010049137 A JP 2010049137A JP 2008214935 A JP2008214935 A JP 2008214935A JP 2008214935 A JP2008214935 A JP 2008214935A JP 2010049137 A JP2010049137 A JP 2010049137A
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JP
Japan
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film layer
target
film
layer
Prior art date
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Pending
Application number
JP2008214935A
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Japanese (ja)
Inventor
Katsura Nakajima
桂 中嶋
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Canon Finetech Nisca Inc
Original Assignee
Nisca Corp
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To stably provide a dimmer filter superior in reflection characteristic without irregularities by forming a gradation region layer in which film thickness gradually decreases when forming a film layer corresponding to optical characteristics on a transparent substrate. <P>SOLUTION: The dimmer filter comprises: the substrate; and a gradation layer constituted of a metal film layer formed in a laminated layer state by sputtering a different substance on the substrate and a dielectric film layer. The metal film layer and the dielectric film layer have gradient angles to the substrate. The gradient angle of the dielectric film layer is smaller than the gradient angle to the substrate of the metal film layer and substantially uniform film thickness is formed in a metal film layer forming region. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明はカメラ等の撮影装置の光量を調整する減光フィルタとその成膜方法及び成膜装置に係わり、特にその減光フィルタの減光特性が連続的に漸減するグラデーション成膜方法及び成膜装置に関する。 The present invention relates to a neutral density filter that adjusts the amount of light of an imaging device such as a camera, a film formation method thereof, and a film formation apparatus, and more particularly, a gradation film formation method and film formation in which the light reduction characteristics of the light reduction filter are continuously and gradually reduced. Relates to the device.

一般にこの種の減光フィルタは撮像光量絞り装置に広く用いられている。この減光フィルタは樹脂基板に光吸収特性に優れた薄膜を形成している。そしてこの減光フィルタは全体が均一な単濃度の薄膜で成膜する場合と、濃度が異なる幾つかの領域に区割し成膜する場合と、濃度分布が連続的に変化するグラデーション薄膜で成膜する場合等が知られている。 In general, this type of neutral density filter is widely used in an imaging light quantity diaphragm device. In this neutral density filter, a thin film having excellent light absorption characteristics is formed on a resin substrate. This neutral density filter is formed with a thin film with a uniform single concentration as a whole, when it is divided into several regions with different concentrations, and with a gradation thin film whose concentration distribution changes continuously. The case of forming a film is known.

近年、撮像装置の高解像化が進むに従い、明るい被写体条件下で光量を絞ると回折光の影響による画像ボケなど画質の劣化が顕著に現れる傾向にある。そこで例えば特許文献1に開示されているように光量を調整する絞り羽根に減光フィルタを添着し、小絞り時に発生する回折現象を抑えることが提案されている。そしてこの減光フィルタを一定の絞り値以下のときには濃度(光の透過率)が開口径側に連続的に漸減するグラデーションフィルタが提案されている。このようなフィルタによって例えば絞り羽根を絞り込んだ際に光の干渉による画像不良が発生することを抑えるようにしている。 In recent years, as the resolution of an imaging apparatus increases, image quality degradation such as image blur due to the influence of diffracted light tends to be noticeable when the amount of light is reduced under bright subject conditions. Thus, for example, as disclosed in Patent Document 1, it is proposed to attach a neutral density filter to an aperture blade that adjusts the amount of light to suppress a diffraction phenomenon that occurs at the time of a small aperture. There has been proposed a gradation filter in which the density (light transmittance) continuously decreases gradually toward the aperture diameter when the neutral density filter is below a certain aperture value. By using such a filter, for example, when a diaphragm blade is narrowed down, image defects due to light interference are prevented from occurring.

従来、このような減光フィルタは例えば特許文献1に開示されているように、透明又は半透明の基板に光吸収性に富んだ薄膜を形成している。そしてこの薄膜は膜厚さが等しく光の減衰率が均一な等濃度領域と膜厚さが直線的に漸減するグラデーション領域とを備えている。また、特許文献2にはこの減光膜を光吸収性に富んだ金属膜と誘電体膜とを積層状に数層重ね合わせることが開示されている。そして金属膜で光を減衰し、誘電体膜で光の透過量を調整し同時に反射防止する成膜構造が知られている。 Conventionally, in such a neutral density filter, as disclosed in Patent Document 1, for example, a thin film having high light absorption is formed on a transparent or translucent substrate. The thin film has an equal density region where the film thickness is equal and the light attenuation rate is uniform, and a gradation region where the film thickness decreases linearly. Further, Patent Document 2 discloses that several layers of a light-absorbing metal film and a dielectric film are laminated in a laminated manner. A film-forming structure is known in which light is attenuated by a metal film and light transmission is adjusted by a dielectric film to prevent reflection at the same time.

その金属膜層としてはニオブ、クロメル、チタンなどで形成され、誘電体膜層としてはケイ素、アルミなどの酸化物、窒化物、フッ化物などで形成されている。そして膜層の最上層は例えばフッ化マグネシュームなどの硬質で撥水性に富んだ膜層で覆っている。これらの膜層はグラデーション領域で膜厚さが直線的に漸減するように構成されている。このような膜構造で光を減衰し、その透光量を調整するように構成されているが、誘電体膜の膜勾配が大きいと十分な反射防止効果が得られない問題がある。 The metal film layer is made of niobium, chromel, titanium or the like, and the dielectric film layer is made of an oxide such as silicon or aluminum, nitride, fluoride or the like. The uppermost layer of the film layer is covered with a hard and water-repellent film layer such as magnesium fluoride. These film layers are configured such that the film thickness gradually decreases linearly in the gradation region. Although it is configured to attenuate light with such a film structure and adjust the light transmission amount, there is a problem that a sufficient antireflection effect cannot be obtained if the film gradient of the dielectric film is large.

一方、このようなグラデーション領域層の成膜方法としては、真空蒸着装置で作成することが広く用いられている。例えば先の特許文献2には蒸着膜でグラデーション領域層を作成することが開示されている。 On the other hand, as a method for forming such a gradation region layer, it is widely used that the gradation region layer is formed by a vacuum evaporation apparatus. For example, the above-mentioned Patent Document 2 discloses that a gradation region layer is formed with a vapor deposition film.

その特許文献2には真空蒸着装置に基板を装着し、このステージを回転させながら蒸発成分を加熱蒸発させて基板に成膜する成膜方法が提案されている。そしてこの蒸発源と基板との間にマスク開口を有するマスク板を設け、このマスク開口と対向する基板上に等濃度領域を、その周辺にグラデーション領域を形成することが開示されている。 Patent Document 2 proposes a film forming method in which a substrate is mounted on a vacuum evaporation apparatus, and an evaporation component is heated and evaporated while rotating the stage to form a film on the substrate. It is disclosed that a mask plate having a mask opening is provided between the evaporation source and the substrate, and an equi-concentration region is formed on the substrate facing the mask opening, and a gradation region is formed in the periphery thereof.

そしてその特許文献2の真空蒸着装置を用いてグラデーション領域層を形成する生成メカニズムを図1A及び図1Bに示す。その方法は基板50を蒸着ステージ51に図1Aのように放射状に多数装着する。そしてそのステージと距離を隔てた位置に成膜開口52を有するマスク53を配置し、ステージ51とマスク53は同一軸Xを中心に回転するように装置内に装備する。そこでこの回転軸Xから所定量オフセットした位置Yに蒸着源54が配置されている。このような状態でステージ51を回転し蒸着源から成膜成分を蒸発させる。すると蒸着源から発散された成膜成分は、その一部がマスク開口52から基板上に付着し、他はマスク53に遮られる。 And the production | generation mechanism which forms a gradation area | region layer using the vacuum evaporation apparatus of the patent document 2 is shown to FIG. 1A and FIG. 1B. In this method, a large number of substrates 50 are mounted on the deposition stage 51 in a radial manner as shown in FIG. 1A. A mask 53 having a film formation opening 52 is arranged at a position spaced from the stage, and the stage 51 and the mask 53 are equipped in the apparatus so as to rotate about the same axis X. Therefore, the vapor deposition source 54 is disposed at a position Y that is offset from the rotation axis X by a predetermined amount. In this state, the stage 51 is rotated to evaporate film forming components from the vapor deposition source. Then, a part of the film forming component emitted from the vapor deposition source adheres to the substrate from the mask opening 52 and the other is blocked by the mask 53.

このような構造でステージ51とマスク53を回転させると蒸着源54との間には図2Aに示すような幾何学的関係が成立する。つまりステージ51に装着された基板50に対して蒸着源54を点蒸発源として表現すると、この蒸着源54は図2Aのように所定角度θで傾斜した円弧軌跡で回転する。そしてこの傾斜角度θはドーム形状のステージ51に装着された基板50の角度θと一致する。そこで基板50には角度θで傾斜した円弧軌跡で蒸発源54から蒸着成分がマスク53の開口から投射される。従って基板上には図2Bに示すような膜厚さdがd1からd2に漸減的に変化する膜層が形成される。この膜層によって透過光量は濃度の濃い部分(d1)は透過率が大きく、濃度の薄い部分(d2)は透過率が小さくなる。 When the stage 51 and the mask 53 are rotated with such a structure, a geometrical relationship as shown in FIG. That is, when the vapor deposition source 54 is expressed as a point evaporation source with respect to the substrate 50 mounted on the stage 51, the vapor deposition source 54 rotates in an arc locus inclined at a predetermined angle θ as shown in FIG. 2A. The inclination angle θ coincides with the angle θ of the substrate 50 mounted on the dome-shaped stage 51. Therefore, the vapor deposition component is projected from the opening of the mask 53 to the substrate 50 from the evaporation source 54 along an arc locus inclined at an angle θ. Therefore, a film layer in which the film thickness d gradually changes from d1 to d2 as shown in FIG. 2B is formed on the substrate. With this film layer, the transmitted light amount has a high transmittance in the dark portion (d1) and the light transmittance in the light portion (d2).

つまり従来のグラデーション領域層を生成する場合は、蒸着槽内で基板とターゲットとの間にマスク板を設け、このマスク開口に対して所定角度α傾斜した位置から成膜成分を蒸発させるようにして形成している。従って特許文献2には開示されていないが、ターゲットとマスク板との距離L1は、マスク板と基板との距離dに比べて十分大きく設定し、ターゲットから投射される蒸着成分が平行光線のような直線を描くようにコントロールされている。これによって図2Bに示すように幾何学的に形成される膜厚さは直線的に変化することとなる。
特開平5−281593公報 特開2005−345746号公報
In other words, when generating a conventional gradation area layer, a mask plate is provided between the substrate and the target in the vapor deposition tank, and the film forming components are evaporated from a position inclined by a predetermined angle α with respect to the mask opening. Forming. Therefore, although not disclosed in Patent Document 2, the distance L1 between the target and the mask plate is set to be sufficiently larger than the distance d between the mask plate and the substrate, and the vapor deposition component projected from the target is like parallel rays. It is controlled to draw a straight line. As a result, the geometrically formed film thickness changes linearly as shown in FIG. 2B.
JP-A-5-281593 JP 2005-345746 A

上述のように従来はこのグラデーションフィルタを前掲特許文献2のような蒸着装置で成膜する方法を採っている。ところがこの方法による場合には、同時に複数枚のフィルタ素材を生成する場合に膜厚さが個々の素材毎に異なり歩溜まりが極端に悪いという問題を抱えている。つまり所定減衰率のフィルタを大量生産する際に、個々の減衰特性が異なり、光学的特性にバラツキが生ずる欠点がある。 As described above, conventionally, the gradation filter is formed into a film by a vapor deposition apparatus as described in Patent Document 2 described above. However, this method has a problem that when a plurality of filter materials are generated at the same time, the film thickness differs for each material and the yield is extremely bad. That is, when a filter having a predetermined attenuation rate is mass-produced, individual attenuation characteristics are different, and there is a defect that optical characteristics vary.

この膜厚さの不均一は、図6Aに理想的な膜厚さを破線で表現するとき前掲特許文献2の方法で作成したフィルタは同図鎖線で示すように光学特性にバラツキが生ずる欠点がある。このように従来の蒸着装置によるグラデーションフィルタの成膜方法では複数の基板を同時生産すると個々の素材の光学特性に大きなバラツキが生ずる問題と、グラデーション領域層が直線的に減衰しない問題が知られている。従ってその生産には槽内の真空状態管理、蒸着成分の蒸着条件管理、蒸着成分の槽内浮遊条件管理など高度な経験と、ノウハウを要するとされている。 This non-uniform film thickness has the disadvantage that the filter created by the method of the above-mentioned Patent Document 2 when the ideal film thickness is expressed by a broken line in FIG. 6A causes variations in optical characteristics as shown by the chain line in FIG. is there. As described above, in the gradation filter film forming method using the conventional vapor deposition apparatus, there are known problems that a large variation in optical characteristics of individual materials occurs when a plurality of substrates are produced simultaneously, and that the gradation region layer does not attenuate linearly. Yes. Therefore, it is said that the production requires advanced experience and know-how such as vacuum state management in the tank, vapor deposition condition management of vapor deposition components, and float condition management of vapor deposition components in the tank.

また上述の特許文献2に開示の成膜方法における素材毎に光学特性のバラツキが発生する原因は次にあると思われる。まず図1A及び図1Bで示す基板50はドーム形状のステージ51に、それぞれ角度θが異なる状態で装着されている。そしてこの各基板50に対応するマスク板53が同一の角度θで配置されている。この基板50とマスク板53を装着したステージに対して蒸発源54はその回転中心から所定角度αオフセットした位置に配置されている。 Moreover, it seems that the reason for the variation in optical characteristics for each material in the film forming method disclosed in Patent Document 2 is as follows. First, the substrate 50 shown in FIGS. 1A and 1B is mounted on a dome-shaped stage 51 in a state where the angles θ are different from each other. The mask plates 53 corresponding to the respective substrates 50 are arranged at the same angle θ. The evaporation source 54 is arranged at a position offset from the rotation center by a predetermined angle α with respect to the stage on which the substrate 50 and the mask plate 53 are mounted.

従って蒸着源54から飛散した蒸着成分はそれぞれ異なる角度でマスク板53を通過し基板上に膜形成する。このため基板50aと基板50bと基板50cでは異なる幅の膜層が形成される。これと共に回転軸Xを中心に回転するステージ51では蒸着源54から蒸着成分が基板50aと基板50bと基板50cでは図示距離L1、L2、L3が異なる。従って当然に両基板に成膜される膜厚さがことなる事となり、これが素材毎に光学特性のバラツキが生ずる原因と解析される。 Accordingly, the vapor deposition components scattered from the vapor deposition source 54 pass through the mask plate 53 at different angles to form a film on the substrate. Therefore, film layers having different widths are formed on the substrate 50a, the substrate 50b, and the substrate 50c. At the same time, in the stage 51 rotating around the rotation axis X, the components 50a, 50b, and 50c have different illustrated distances L1, L2, and L3 from the evaporation source 54. Accordingly, the film thicknesses formed on both the substrates are naturally different, and this is analyzed as the cause of the variation in the optical characteristics for each material.

次に上述の特許文献2に開示の成膜方法において膜層が直線的に減衰しない原因は次にあると思われる。同文献の成膜方法は図1に示すように基板50とマスク板53が回転する方向前後にグラデーション領域層を形成している。このためグラデーション領域層は基板50に回転しながら蒸発源54から放射された蒸着成分が付着する。このような成膜ではチャンバ内の雰囲気が基板50の回転で変化する。この変化で付着される膜厚さが不安定となり幾何学的に形成される通りの膜厚さが得られない。これと共に同文献の蒸着槽内で蒸着物質を加熱して蒸着させる成膜方法では、成膜物質の粒子が大きいこと、この蒸着成分の粒子が大きいため、成膜条件が多少でも変化すると膜厚さが大きく異なる原因と解析される。これと同時に例えば蒸着成分として二酸化ケイ素を用いる場合に例えると蒸着源54から蒸着する成分は「SiO2」「SiO」またその中間酸化物など不安定な状態で生成される。このようなオキサイドシフトが成膜手段によって無作為に発生するため安定した膜層を形成することが出来ないことに原因すると思われる。 Next, the reason why the film layer is not linearly attenuated in the film forming method disclosed in Patent Document 2 is considered to be as follows. In the film forming method of this document, as shown in FIG. 1, gradation region layers are formed before and after the direction in which the substrate 50 and the mask plate 53 rotate. For this reason, the vapor deposition component emitted from the evaporation source 54 adheres to the gradation area layer while rotating on the substrate 50. In such film formation, the atmosphere in the chamber changes as the substrate 50 rotates. Due to this change, the deposited film thickness becomes unstable, and the film thickness as geometrically formed cannot be obtained. At the same time, in the film forming method in which the vapor deposition material is heated and vapor deposited in the vapor deposition tank of the same document, the film thickness of the film formation material is large and the particle size of the vapor deposition component is large. It is analyzed that the cause is very different. At the same time, for example, when silicon dioxide is used as the vapor deposition component, the component deposited from the vapor deposition source 54 is generated in an unstable state such as “SiO 2 ” or “SiO” or an intermediate oxide thereof. Such an oxide shift is randomly generated by the film forming means, so that it is considered that a stable film layer cannot be formed.

そこで本発明者は既に知られている反応式スパッタリング装置(例えば特開平11−279757号公報)でグラデーションフィルタを生成することに着目し、この場合に上述のバラツキが発生しない成膜方法の提供と、同時にグラデーションフィルタの膜厚さの変化による反射防止効果の劣化抑えることができる成膜方法の提供を案出するに至った。 In view of this, the present inventor paid attention to the generation of a gradation filter by using a known reactive sputtering apparatus (for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 11-279757). At the same time, the inventors have devised to provide a film forming method capable of suppressing the deterioration of the antireflection effect due to the change in the film thickness of the gradation filter.

本発明は透明な基板上に光学特性に応じた膜層を形成する際に、膜厚さが漸減するグラデーション領域層を安定してバラツキなく同時に複数の基板に成膜することが出来、しかもグラデーション領域層の膜厚さを直線的に漸減することの可能であり、同時に経時的に劣化することのない減光フィルタの成膜方法、製造装置及びこれを用いた減光フィルタの提供をその主な課題としている。 In the present invention, when forming a film layer according to optical characteristics on a transparent substrate, a gradation region layer whose film thickness gradually decreases can be formed on a plurality of substrates at the same time without variation. It is possible to gradually reduce the thickness of the region layer linearly, and at the same time, to provide a neutral density filter film forming method, a manufacturing apparatus, and a neutral density filter using the same. It is a difficult issue.

更に本発明はそのグラデーション領域層全域に渡り十分な反射防止効果が得られる減光フィルタの特性改良を課題としている。 Another object of the present invention is to improve the characteristics of a neutral density filter capable of obtaining a sufficient antireflection effect over the entire gradation region layer.

上記課題を達成するため本発明は以下の構成を採用する。 To achieve the above object, the present invention employs the following configuration.

まず本発明の減光フィルタは、基板と、前記基板に異なる物質をスパッタリングして積層状に形成された金属膜層と誘電体膜層から構成されるグラデーション層を形成して成り、前記金属膜層と前記誘電体膜層は共に前記基板に対し勾配角を有し、しかも前記誘電体膜層の勾配角は前記金属膜層の前記基板との勾配角に対し小さく、且つ前記金属膜層形成領域内でほぼ均一な膜厚さを形成していることを特徴としている。 First, the neutral density filter of the present invention is formed by forming a gradation layer composed of a substrate, a metal film layer formed by stacking different materials on the substrate and a dielectric film layer, and the metal film. Both the dielectric layer and the dielectric film layer have a gradient angle with respect to the substrate, and the gradient angle of the dielectric film layer is smaller than the gradient angle of the metal film layer with the substrate, and the metal film layer is formed. It is characterized in that a substantially uniform film thickness is formed in the region.

次に本発明の減光フィルタ成膜方法では、成膜チャンバ内で異なる物質から成る少なくとも第1、第2のターゲットをスパッタリングして、基板に対し所定の成膜ギャップを形成し配置されたマスク開口を介し前記基板上に、前記第1のターゲット物質から成る金属膜層と前記第2のターゲット物質から成る誘電体膜層とを積層状に形成する減光フィルタの成膜方法であって、(1)前記基板を前記成膜チャンバ内に配置された筒形状の回転ドラムに装着し、(2)前記回転ドラムには前記マスク開口を有するマスク板を前記基板との間に所定の成膜ギャップを形成するように配置し、(3)前記第1のターゲットは板状材料で前記基板表面と略々平行で、且つ第1のターゲットのスパッタ領域中央部位が前記マスク開口中央部と前記回転ドラムの回転中心を結ぶ法線上で前記基板に対峙する位置に配置され、(4)前記第2のターゲットは板状材料で前記基板表面と略々平行で、且つ第2のターゲットのスパッタ領域中央部位が前記マスク開口中央部と前記回転ドラムの回転中心を結ぶ前記法線に対し前記回転ドラムの回転方向と直交する方向に適宜変位した位置で前記基板に対峙する位置に配置され、前記回転ドラムを回転させながら前記第1、第2のターゲットにスパッタ電圧を印加することによって、前記基板には前記回転ドラムの回転方向と直交する方向に前記マスク板のマスク開口から前記成膜ギャップ内に生ずるスパッタ粒子の拡散で、膜厚さが漸減する前記金属膜層と、膜厚さがその金属膜層形成領域内でほぼ均一な誘電体膜層から成るグラデーション層が形成されることを特徴としている。 Next, in the neutral density filter film forming method of the present invention, at least first and second targets made of different substances are sputtered in the film forming chamber to form a predetermined film forming gap with respect to the substrate. A method of forming a neutral density filter comprising forming a metal film layer made of the first target material and a dielectric film layer made of the second target material on the substrate through an opening, (1) The substrate is mounted on a cylindrical rotating drum disposed in the film forming chamber, and (2) a predetermined plate is formed between the substrate and the mask plate having the mask opening on the rotating drum. (3) The first target is a plate-like material and is substantially parallel to the substrate surface, and the sputter region central part of the first target is rotated with the central part of the mask opening. Do (4) the second target is a plate-like material that is substantially parallel to the substrate surface and is located at the center of the sputter region of the second target. The part is disposed at a position facing the substrate at a position appropriately displaced in a direction perpendicular to the rotation direction of the rotary drum with respect to the normal line connecting the center of the mask opening and the rotation center of the rotary drum, and the rotary drum By applying a sputtering voltage to the first and second targets while rotating the substrate, the substrate is generated in the film formation gap from the mask opening of the mask plate in a direction orthogonal to the rotation direction of the rotating drum. Due to the diffusion of the sputtered particles, the metal film layer whose film thickness gradually decreases and the gradation layer which is composed of a dielectric film layer whose film thickness is almost uniform within the metal film layer forming region are formed. It is characterized in Rukoto.

また前記基板とマスク板は前記回転ドラムの周側面に配置され、この基板とマスク板との間に配置されたスペーサ部材によって前記成膜ギャップが形成され、前記マスク板に形成されたマスク開口の上下端縁の少なくとも一方は、前記回転ドラムの回転方向と一致する直線上に配置し、前記第1ターゲットのスパッタ領域中央部位を前記マスク開口のほぼ中央に配置するとともに、前記第2ターゲットのスパッタ領域中央部位を前記マスク開口のほぼ中央に対し前記回転ドラムの回転方向と直交する方向に所定距離だけ変位した位置に配置して、前記誘電体膜層のグラデーション層の膜端縁が前記金属膜層のグラデーション層の膜端縁に対しマスク開口端より離間した位置に形成して成ることを特徴とするることを特徴としている。 The substrate and the mask plate are disposed on a peripheral side surface of the rotating drum, and the film formation gap is formed by a spacer member disposed between the substrate and the mask plate, and a mask opening formed in the mask plate is formed. At least one of the upper and lower end edges is arranged on a straight line that coincides with the rotation direction of the rotary drum, and a sputter region central portion of the first target is arranged substantially at the center of the mask opening, and the sputter of the second target is arranged. An area center portion is disposed at a position displaced by a predetermined distance in a direction orthogonal to the rotation direction of the rotary drum with respect to the approximate center of the mask opening, and the film edge of the gradation layer of the dielectric film layer is the metal film It is characterized in that it is formed at a position separated from the edge of the mask opening with respect to the film edge of the gradation layer.

次に本発明の減光フィルタの製造装置は、基板上に誘電体膜層層と金属膜層を積層状に成膜する減光フィルタの製造装置であって、成膜チャンバと、前記成膜チャンバ内に配置された筒形状の回転ドラムと、前記回転ドラムに装着された複数の基板と、前記成膜チャンバ内に区割された第1エリアに前記基板と距離を隔てて配置された金属物質から成る第1のターゲットと、前記成膜チャンバ内に区割された第2エリアに前記基板と距離を隔てて配置された誘電性物質から成る第2のターゲットと、前記成膜チャンバ内に区割された第3エリアに配置された反応性ガスの供給源と、前記第1エリア及び第2エリアに配置されたスパッタリング用の動作ガス供給源と、を備え、前記基板を前記成膜チャンバ内に配置された筒形状の回転ドラムに装着し、前記回転ドラムには前記マスク開口を有するマスク板を前記基板との間に所定の成膜ギャップを形成するように配置し、前記第1のターゲットは板状材料で前記基板表面と略々平行で、且つ第1のターゲットのスパッタ領域中央部位が前記マスク開口中央部と前記回転ドラムの回転中心を結ぶ法線上で前記基板に対峙する位置に配置され、前記第2のターゲットは板状材料で前記基板表面と略々平行で、且つ第2のターゲットのスパッタ領域中央部位が前記マスク開口中央部と前記回転ドラムの回転中心を結ぶ前記法線に対し前記回転ドラムの回転方向と直交する方向に適宜変位した位置で前記基板に対峙する位置に配置され、前記回転ドラムを回転させながら前記第1、第2のターゲットにスパッタ電圧を印加することによって、前記基板には前記回転ドラムの回転方向と直交する方向に前記マスク板のマスク開口から前記成膜ギャップ内に生ずるスパッタ粒子の拡散で、膜厚さが漸減する前記金属膜層と、膜厚さがその金属膜層形成領域内でほぼ均一な誘電体膜層から成るグラデーション層を形成して成ることを特徴としている。 Next, an apparatus for manufacturing a neutral density filter according to the present invention is an apparatus for manufacturing a neutral density filter in which a dielectric film layer and a metal film layer are formed on a substrate in the form of a laminate. A cylindrical rotating drum disposed in the chamber, a plurality of substrates mounted on the rotating drum, and a metal disposed at a distance from the substrate in a first area divided in the film forming chamber. A first target made of a material, a second target made of a dielectric material disposed at a distance from the substrate in a second area partitioned in the film forming chamber, and in the film forming chamber A reactive gas supply source disposed in the divided third area; and a sputtering operating gas supply source disposed in the first area and the second area, wherein the substrate is formed in the film formation chamber. A cylindrical rotating drum placed inside And a mask plate having the mask opening is disposed on the rotating drum so as to form a predetermined film-forming gap between the rotary plate and the first target is a plate-like material and substantially the same as the substrate surface. Parallel to each other and the sputter region central portion of the first target is disposed at a position facing the substrate on a normal line connecting the central portion of the mask opening and the rotation center of the rotary drum, and the second target is plate-shaped The material is substantially parallel to the substrate surface, and the sputter region central portion of the second target is perpendicular to the rotation direction of the rotary drum with respect to the normal line connecting the central portion of the mask opening and the rotation center of the rotary drum. By placing a sputtering voltage on the first and second targets while rotating the rotating drum, being arranged at a position facing the substrate at a position appropriately displaced in the direction, The substrate has a metal film layer whose thickness is gradually reduced by diffusion of sputtered particles generated in the film forming gap from the mask opening of the mask plate in a direction perpendicular to the rotation direction of the rotating drum, Is characterized in that a gradation layer comprising a substantially uniform dielectric film layer is formed in the metal film layer forming region.

以上説明したように本発明は、第1のターゲットのスパッタ領域中央部位がマスク開口中央部と回転ドラムの回転中心を結ぶ法線上で基板に対峙する位置に配置する一方、第2のターゲットのスパッタ領域中央部位がマスク開口中央部と回転ドラムの回転中心を結ぶ前記法線に対し回転ドラムの回転方向と直交する方向に適宜変位した位置で基板に対峙する位置に配置した状態で各ターゲットをスパッタリングして成膜するようにしたものであるから次の効果を奏する。 As described above, according to the present invention, the sputter region central portion of the first target is disposed at a position facing the substrate on the normal line connecting the central portion of the mask opening and the rotation center of the rotary drum, while the sputter of the second target. Sputtering of each target is carried out in a state where the central part of the region is arranged at a position facing the substrate at a position appropriately displaced in a direction perpendicular to the rotation direction of the rotary drum with respect to the normal line connecting the central part of the mask opening and the rotation center of the rotary drum. Thus, the following effects can be obtained because the film is formed.

回転ドラムに装着された基板とマスク板はターゲットに対して、回転ドラムの回転で成膜する際に常に同一の幾何学的位置関係が維持される。従って成膜する各ファクタの位置関係が安定しているため回転ドラムに複数の基板を配置しても略々均一の膜層が形成され、基板毎の膜層にバラツキが生ずることがない。 The substrate and the mask plate mounted on the rotating drum always maintain the same geometric positional relationship with respect to the target when the film is formed by rotating the rotating drum. Therefore, since the positional relationship between the factors for forming the film is stable, even if a plurality of substrates are arranged on the rotating drum, a substantially uniform film layer is formed, and there is no variation in the film layers of each substrate.

膜厚さが直線的に漸減するグラデーション領域層を基板との間に成膜ギャップを有するマスク開口から拡散するスパッタ粒子によって形成するものであるから、この粒子拡散はマスク開口の開口縁から周辺に向かって徐々に減衰する。従って従来の真空蒸着法における蒸着成分に比べ本発明のスパッタ粒子は極めて微細であるためマスク開口から周辺に拡散する際に光の拡散と同様に減衰し、基板上にはマスク開口の法線方向に均一な厚さの膜が生成され、その周辺には拡散角度に比例して徐々に減衰する厚さの膜(グラデーション領域層)が形成される。 Since the gradation region layer whose film thickness gradually decreases linearly is formed by sputtered particles diffusing from the mask opening having a film forming gap with the substrate, this particle diffusion is from the opening edge of the mask opening to the periphery. Decreases gradually. Therefore, the sputtered particles of the present invention are extremely fine compared to the vapor deposition components in the conventional vacuum vapor deposition method, and therefore, when diffusing from the mask opening to the periphery, it is attenuated in the same manner as the light diffusion, and the normal direction of the mask opening is formed on the substrate. A film having a uniform thickness is generated, and a film (gradation region layer) having a thickness that gradually decreases in proportion to the diffusion angle is formed around the film.

このグラデーション領域層をマスク開口の回転方向と直交する上下縁の周囲に拡散するスパッタ粒子で形成することによって、回転ドラムの回転による影響を抑えることが出来るため、より安定した(バラツキのない)膜厚さの減衰が得られる。 By forming this gradation area layer with sputtered particles diffusing around the upper and lower edges perpendicular to the rotation direction of the mask opening, the influence of the rotation of the rotating drum can be suppressed, so that the film is more stable (no variation) Thickness attenuation is obtained.

また特に、本発明は、第1第2のターゲットをそれぞれ板形状に構成して基板表面と略々平行で、且つ第1のターゲットのスパッタ領域中央部位が前記マスク開口中央部と前記回転ドラムの回転中心を結ぶ法線上で前記基板に対峙する位置に、第2のターゲットのスパッタ領域中央部位が前記マスク開口中央部と前記回転ドラムの回転中心を結ぶ前記法線に対し前記回転ドラムの回転方向と直交する方向に適宜変位した位置で前記基板に対峙する位置に配置することで、グラデーション領域層を形成する金属膜層と誘電体膜層の直線的に漸減する膜厚さを各膜層毎に調整することが可能で、特に誘電体膜層の膜厚さを金属膜層領域内でほぼ均一に成膜することが出来ることから次の効果を奏する。 In particular, according to the present invention, each of the first and second targets is formed in a plate shape so as to be substantially parallel to the substrate surface, and the sputter region central portion of the first target is formed between the mask opening central portion and the rotating drum. The rotational direction of the rotating drum is relative to the normal line where the sputter region central portion of the second target connects the mask opening central portion and the rotating center of the rotating drum at a position facing the substrate on the normal line connecting the rotating center. The thickness of the metal film layer that forms the gradation region layer and the dielectric film layer that are gradually decreased linearly is arranged for each film layer by disposing it at a position that is appropriately displaced in a direction orthogonal to the substrate. In particular, since the film thickness of the dielectric film layer can be formed almost uniformly in the metal film layer region, the following effects can be obtained.

光の減衰膜を光吸収性に富んだ金属膜と、誘電体膜とで層状に形成する際に例えば金属膜は直線的に光の吸収特性が変化する濃度勾配に形成し、誘電体膜は光の反射防止効果が損なわれない緩やかな濃度勾配に生成することが可能となる。特にこの膜勾配は第1ターゲットの中心を前記マスク開口のほぼ中央に配置するとともに、第2ターゲットの中心を第1ターゲットの中心に対し所定距離だけ変位した非対象位置に膜形成前に配置することによって簡単に行うことが出来る。 When a light attenuating film is formed of a metal film rich in light absorption and a dielectric film, for example, the metal film is formed in a concentration gradient in which the light absorption characteristics change linearly, It is possible to generate a gentle density gradient that does not impair the antireflection effect of light. In particular, this film gradient places the center of the first target approximately at the center of the mask opening and places the center of the second target at a non-target position displaced by a predetermined distance from the center of the first target before film formation. Can be done easily.

減光膜を光の吸収特性に富んだ金属膜と光の透過量及び光の反射を防止する誘電体膜とで構成する場合に、金属膜は直線的な濃度勾配に、減光膜は反射防止を妨げない緩やかな濃度勾配に形成することによって、光減衰特性と反射防止特性に優れた減光フィルタを提供することが可能であり、その製造コストも安価に出来る。 When the light-reducing film is composed of a metal film rich in light absorption characteristics and a dielectric film that prevents light transmission and light reflection, the metal film has a linear concentration gradient and the light-reducing film reflects By forming a gentle density gradient that does not prevent prevention, it is possible to provide a neutral density filter excellent in light attenuation characteristics and antireflection characteristics, and the manufacturing cost can be reduced.

以下図示の好適な実施の態様に基づいて本発明を詳述する。図3A、図3Bはターゲットから蒸着成分を飛翔させる概念図を示すもので、図4A、図4Bは回転ドラムに装着された基板とターゲットとの配置関係を示し、本発明に係わる成膜方法の概念構成を示すモデル図である。 The present invention will be described in detail below based on the preferred embodiments shown in the drawings. FIG. 3A and FIG. 3B are conceptual diagrams for causing vapor deposition components to fly from the target. FIGS. 4A and 4B show the positional relationship between the substrate mounted on the rotating drum and the target. It is a model figure which shows a conceptual structure.

まず減光フィルタの成膜方法について説明するに、図8に示す減光フィルタ43は図5Fで最終生成膜の膜層構造を示すように基板(成膜ベース基材)10上に光吸収性の減光膜20を形成する。この減光膜20は均一厚さで均一な透光率を有する等濃度領域20aと膜厚さが漸減するグラデーション領域20bとに形成される。図示のものは光吸収性に富んだ金属膜層21と、光の透過量と反射を抑制する誘電体膜層22とから積層状に構成される。この金属膜層21と誘電体膜層22は積層状に複数段形成され、図示のものは基板、金属膜層、誘電体膜層、金属膜層、誘電体膜層の順に積層され、最上層にARコート層(Anti Refledion Coating)23が形成されている。これらの成膜物質については後述する。 First, the method of forming the neutral density filter will be described. The neutral density filter 43 shown in FIG. 8 is light-absorbing on the substrate (deposition base substrate) 10 as shown in FIG. The light reduction film 20 is formed. The light-reducing film 20 is formed into an equal density region 20a having a uniform thickness and a uniform light transmittance, and a gradation region 20b in which the film thickness is gradually reduced. The illustrated one is formed in a laminated form from a metal film layer 21 rich in light absorption and a dielectric film layer 22 that suppresses light transmission and reflection. The metal film layer 21 and the dielectric film layer 22 are formed in a plurality of layers in a stacked manner, and the illustrated one is laminated in the order of a substrate, a metal film layer, a dielectric film layer, a metal film layer, and a dielectric film layer. In addition, an AR coating layer (Anti Reflation Coating) 23 is formed. These film forming materials will be described later.

上述のように形成される減光フィルタ43は以下のように成膜する。
(1)上記金属膜層21と誘電体膜層22を反応性スパッタリングで形成する。図3Aに示すようにチャンバ30内のステージ31に基板10を装着し、この基板10と対向するようにターゲット32を配置する。この蒸着ステージ31はターゲット32に対して相対的に回転するように筒形状の回転ドラムで構成する。そしてターゲット32をカソード電極35に設置してステージ31との間にスパッタ電圧を印加する。このスパッタ電圧は例えば高周波電源から供給する。そこで略々真空状態のチャンバ30内に動作ガスを導入する。するとチャンバ内は動作ガスが反応性ガス状態となり、その電子或いはイオンが高速で移動し、ターゲット32に衝突する。この衝突でターゲット32からスパッタ粒子SPが飛翔し、基板10に付着する。
The neutral density filter 43 formed as described above is formed as follows.
(1) The metal film layer 21 and the dielectric film layer 22 are formed by reactive sputtering. As shown in FIG. 3A, the substrate 10 is mounted on the stage 31 in the chamber 30, and the target 32 is disposed so as to face the substrate 10. The vapor deposition stage 31 is composed of a cylindrical rotary drum so as to rotate relative to the target 32. Then, the target 32 is placed on the cathode electrode 35 and a sputtering voltage is applied to the stage 31. This sputtering voltage is supplied from, for example, a high frequency power source. Therefore, an operating gas is introduced into the chamber 30 that is substantially in a vacuum state. Then, the working gas becomes a reactive gas state in the chamber, and the electrons or ions move at high speed and collide with the target 32. Due to this collision, the sputtered particles SP fly from the target 32 and adhere to the substrate 10.

(2)上記金属膜層21を光吸収性に富んだ金属物質のターゲット(第2ターゲット)で構成し、誘電体膜層22を誘電性物質(Si、Alなど)のターゲット(第1ターゲット)で構成する。そしてこの第1、第1ターゲット21、22を成膜する際に、通常ではスパッタリングする動作ガス(Arガス、Neガス)の成膜圧力Pを異ならせるか、若しくはターゲットに供給するスパッタ電源の電力量を異ならせるところ、この実施に於いては第1、第1ターゲット21、22を基板10の成膜面に対し非対称な位置に対峙するように配置することを特徴としている。このスパッタリング条件の調整については後述するがこのような条件下で誘電体膜層22は、この誘電性物質を動作ガスでスパッタリングして上記基板上にスパッタ粒子SPの被膜を形成した後、この被膜に反応性ガスを照射して生成された化合物で膜形成する。つまり、基板上にケイ素、アルミ合金などの粒子で被膜を形成し、次いで酸素ガス、窒素ガス、フッ素ガスなどの反応性ガスを照射する。これによって酸化膜、窒化膜、フッ化膜が生成される。 (2) The metal film layer 21 is composed of a light-absorbing metal material target (second target), and the dielectric film layer 22 is a dielectric material (Si, Al, etc.) target (first target). Consists of. When the first and first targets 21 and 22 are deposited, the deposition pressure P of the operating gas (Ar gas, Ne gas) that is normally sputtered is varied, or the power of the sputtering power source supplied to the target This embodiment is characterized in that the first and first targets 21 and 22 are disposed so as to face asymmetric positions with respect to the film formation surface of the substrate 10 in this embodiment. The adjustment of the sputtering conditions will be described later. Under such conditions, the dielectric film layer 22 is formed by sputtering the dielectric material with an operating gas to form a film of sputtered particles SP on the substrate. A film is formed with a compound formed by irradiating a reactive gas on the substrate. That is, a film is formed on the substrate with particles of silicon, aluminum alloy, etc., and then irradiated with a reactive gas such as oxygen gas, nitrogen gas, fluorine gas. As a result, an oxide film, a nitride film, and a fluoride film are generated.

(3)そこで上記基板10をチャンバ30内の回転ドラム(ステージ;以下同様)31に装着し、上記ターゲット32をカソード電極に装着する際に、ターゲット32を板状材料で面状蒸着源に構成すること、この板状材料を基板10の表面と略々平行に配置することを特徴としている。図3Aに示すように回転ドラム31の周上に装着された基板10と、この基板と距離L(飛翔距離)を隔ててターゲット32を平行に配置する。これによって面状蒸着源と基板10とは図3Bで示すX−X方向に均一な距離関係に保持される。 (3) Therefore, when the substrate 10 is mounted on a rotating drum (stage; hereinafter the same) 31 in the chamber 30 and the target 32 is mounted on the cathode electrode, the target 32 is configured as a planar evaporation source with a plate-like material. In addition, the plate-like material is arranged substantially in parallel with the surface of the substrate 10. As shown in FIG. 3A, the substrate 10 mounted on the circumference of the rotary drum 31 and the target 32 are arranged in parallel with a distance L (flight distance) from this substrate. Thereby, the planar vapor deposition source and the substrate 10 are maintained in a uniform distance relationship in the XX direction shown in FIG. 3B.

次に、上記ターゲット32と基板10との間にマスク開口33を有するマスク板34を配置することを特徴としている。このマスク板34は回転ドラム31に基板10とセットで装着することが好ましい。そしてマスク板34と基板10との間には図3Bで示すように所定の成膜ギャップdを形成する。 Next, a mask plate 34 having a mask opening 33 is disposed between the target 32 and the substrate 10. The mask plate 34 is preferably attached to the rotating drum 31 as a set with the substrate 10. A predetermined film-forming gap d is formed between the mask plate 34 and the substrate 10 as shown in FIG. 3B.

特に上述の基板10とマスク板34とは回転ドラム31の回転方向(Y−Y)と直交するマスク開口33の上下端縁33a、33bは少なくとも一方がY−Y方向と一致するように配置する。図示の上端縁33aと下端縁33bは互いに平行に形成され、この上下端縁33a、33bが回転ドラム31の回転方向と一致するようにマスク板34は回転ドラム31に装着されている。 In particular, the substrate 10 and the mask plate 34 are arranged such that at least one of the upper and lower edges 33a and 33b of the mask opening 33 perpendicular to the rotation direction (YY) of the rotary drum 31 coincides with the YY direction. . The illustrated upper edge 33 a and lower edge 33 b are formed in parallel with each other, and the mask plate 34 is mounted on the rotating drum 31 so that the upper and lower edges 33 a and 33 b coincide with the rotation direction of the rotating drum 31.

このような構成で回転ドラム31を所定速度で回転させ、基板10とターゲット32との間に高周波電圧を印加し、同時に動作ガスをチャンバ内に導入する。これによって基板上に膜形成される。このときの成膜状態は図3Bに示すように回転ドラム31の回転軸方向Y−Yでマスク開口33の上端縁33aと下端縁33bには成膜ギャップd内にスパッタ粒子SPの拡散によるグラデーション領域20bが生成される。また開口中央部には等濃度膜層20aが生成される。この成膜状態を説明すると、マスク開口33の周縁から外周方向にスパッタ粒子SPの拡散が発生する。このスパッタ粒子SPの拡散は原子或いは分子の微細粒子で光と同様の拡散現象が生ずることが知られている。そしてこの拡散は拡散角度θに対してコサイン関数で減衰することが究明されている。 With such a configuration, the rotating drum 31 is rotated at a predetermined speed, a high frequency voltage is applied between the substrate 10 and the target 32, and simultaneously, an operating gas is introduced into the chamber. As a result, a film is formed on the substrate. As shown in FIG. 3B, the film formation state at this time is a gradation due to diffusion of sputtered particles SP in the film formation gap d at the upper edge 33a and the lower edge 33b of the mask opening 33 in the rotation axis direction YY of the rotary drum 31. Region 20b is generated. In addition, an equi-concentration film layer 20a is generated at the center of the opening. Explaining this film formation state, diffusion of the sputtered particles SP occurs from the periphery of the mask opening 33 toward the outer periphery. It is known that the diffusion of the sputtered particles SP causes a diffusion phenomenon similar to light in atomic or molecular fine particles. It has been investigated that this diffusion attenuates with a cosine function with respect to the diffusion angle θ.

従って基板10上に生成されるマスク開口33の外周部に形成される膜厚さは図6Aに示す余弦曲線となり、同図6BにLxで示す直線成分に沿った膜厚さが生成される。そして本発明はこのような膜生成をターゲット32に対して回転する基板10の回転方向と直交する図4Aで示すX−X方向に形成したことを特徴としている。これによって回転ドラム31の回転の影響を受けることなく直線的に膜厚さが減衰するグラデーション領域20bを形成することが可能である。 Accordingly, the film thickness formed on the outer peripheral portion of the mask opening 33 generated on the substrate 10 becomes a cosine curve shown in FIG. 6A, and the film thickness along the linear component indicated by Lx in FIG. 6B is generated. The present invention is characterized in that such film formation is formed in the XX direction shown in FIG. 4A orthogonal to the rotation direction of the substrate 10 rotating with respect to the target 32. Accordingly, it is possible to form the gradation region 20b in which the film thickness is linearly attenuated without being affected by the rotation of the rotating drum 31.

上記マスク板34の構成について説明すると、図3Bに示すように回転ドラム31に基板10を装着する。その具体的構成は図示しないが回転ドラム31に装着治具を介して取付ける。このとき基板10との間に枠状のスペーサ部材34Sを設け、このスペーサ部材34Sにマスク板34を取付ける。そしてマスク板34には成膜エリアに応じたマスク開口33が設けられ、この開口33の上端縁33aと下端縁33bの少なくとも一方は回転ドラム31の回転方向(Y−Y方向)と一致する線分を備えるように回転ドラム31に取付ける。そして上記スペーサ部材34Sで基板10との間に成膜ギャップdを形成する。この場合、成膜ギャップd(基板とマスク板との間隔)は、図6Bで示す所望(設計値)の成膜幅Δxに対して次式で求められる。[d=k×ΔX/tanθ]、この補正値k及び拡散角度θはチャンバ内雰囲気から実験値として求める。 Explaining the configuration of the mask plate 34, the substrate 10 is mounted on the rotary drum 31 as shown in FIG. 3B. Although the specific configuration is not shown, it is attached to the rotating drum 31 via a mounting jig. At this time, a frame-like spacer member 34S is provided between the substrate 10 and the mask plate 34 is attached to the spacer member 34S. The mask plate 34 is provided with a mask opening 33 corresponding to the film formation area, and at least one of the upper edge 33a and the lower edge 33b of the opening 33 is a line that coincides with the rotation direction (Y-Y direction) of the rotary drum 31. It is attached to the rotating drum 31 so as to have a minute. A film formation gap d is formed between the spacer member 34S and the substrate 10. In this case, the film formation gap d (interval between the substrate and the mask plate) is obtained by the following equation for the desired (design value) film formation width Δx shown in FIG. 6B. [D = k × ΔX / tan θ], the correction value k and the diffusion angle θ are obtained as experimental values from the atmosphere in the chamber.

上述のように成膜されたグラデーション領域層は図6Aに実線で示すように理想的な成膜厚さ(同図破線)に略々近似した膜厚さが得られた。これに対し前述した前掲特許文献5の真空蒸着による成膜方法では同図に鎖線で示すような膜厚さとなる。これから明らかなように本発明の成膜方法では膜厚さは直線的に漸減し、その濃度勾配も光の透過率も直線的に減衰することとなる。 As shown by the solid line in FIG. 6A, the gradation region layer formed as described above has a film thickness approximately approximate to the ideal film thickness (broken line in the figure). On the other hand, in the film forming method by vacuum vapor deposition described in Patent Document 5 described above, the film thickness is as shown by a chain line in FIG. As is clear from this, in the film forming method of the present invention, the film thickness gradually decreases linearly, and the concentration gradient and light transmittance are also linearly attenuated.

以上説明した本発明の成膜方法について、具体的な実施形態を説明する。 Specific embodiments of the film forming method of the present invention described above will be described.

上述の基板10は透明ガラス又は合成樹脂板で構成する。合成樹脂の場合例えばポリエチレンテレフタレート、ポリエチレンナフタレート、ノルボルネン系樹脂などを使用する。この他基板材質は使用環境に応じて好適な素材を選択する。 The above-described substrate 10 is made of transparent glass or a synthetic resin plate. In the case of a synthetic resin, for example, polyethylene terephthalate, polyethylene naphthalate, norbornene resin or the like is used. As the other substrate material, a suitable material is selected according to the use environment.

前述の誘電体膜は、ケイ素或いはアルミなどの酸化物、窒化物、フッ化物で構成する。このためターゲット32はSi、Alの板状部材を使用する。 The aforementioned dielectric film is made of oxide, nitride, or fluoride such as silicon or aluminum. For this reason, the target 32 uses a plate member of Si or Al.

前述の金属膜は、クロメル、ニオブ、チタンなどでの光吸収性に富んだ金属酸化物を使用する。 The metal film described above uses a metal oxide rich in light absorption such as chromel, niobium, and titanium.

上述のコーティング層23としてはフッ化マグネシウムなどの硬質性或いは撥水性に富んだ材料を使用する。この場合にはターゲット32として酸化マグネシウムを使用する。 As the above-mentioned coating layer 23, a hard or water-repellent material such as magnesium fluoride is used. In this case, magnesium oxide is used as the target 32.

図7に示すスパッタリング装置について説明する。図7に示す装置は、チャンバ30を形成する外筐ケース30aと、このチャンバ30内に回転自在に内蔵された筒形状の回転ドラム31と、この回転ドラム31に距離を隔てて配置されたスパッタ電極35とで構成されている。 The sputtering apparatus shown in FIG. 7 will be described. The apparatus shown in FIG. 7 includes an outer casing 30a that forms a chamber 30, a cylindrical rotary drum 31 that is rotatably housed in the chamber 30, and a sputter that is disposed at a distance from the rotary drum 31. It is comprised with the electrode 35. FIG.

上記チャンバ30内は略々真空に形成される。そしてチャンバ30内は複数のエリア36a〜36dに遮蔽板37で区割されている。図示のものは金属膜層21を成膜する第2のターゲット32a(以下「金属ターゲット」という)をスパッタリングする第1エリア36aと、誘電体膜層22を成膜する第2のターゲット32b(以下「誘電体ターゲット」という)をスパッタリングする第2エリア36bと、コーティング層23を成膜する第2のターゲット32c(以下「コート層ターゲット」という)をスパッタリングする第3エリア36cと、活性ガスを照射する第4エリア36dとに区割されている。そして第1、第2、第3エリア36a〜36cには一対のスパッタ電極35a、35bがそれぞれ内蔵されている。 The inside of the chamber 30 is formed in a vacuum. The chamber 30 is divided into a plurality of areas 36 a to 36 d by a shielding plate 37. The illustrated one is a first area 36a for sputtering a second target 32a for forming the metal film layer 21 (hereinafter referred to as “metal target”), and a second target 32b for forming the dielectric film layer 22 (hereinafter referred to as “metal target”). Irradiation with active gas, second area 36b for sputtering (dielectric target), third area 36c for sputtering second target 32c (hereinafter referred to as “coat layer target”) for forming coating layer 23, and irradiation with active gas The fourth area 36d is divided. A pair of sputter electrodes 35a and 35b are built in the first, second and third areas 36a to 36c, respectively.

この金属ターゲット32aと誘電体ターゲット32bとは、図3Cで示すようにグラデーション領域20bの各成膜を形成するために、図3Dに示すよう金属ターゲット32aの成膜面に対する対峙位置32−1の中心部が成膜する成膜基準線(図中のニ点鎖線)に対し誘電体ターゲット32bの成膜面に対する対峙位置32−2、32−3は互いに成膜基準線(図中のニ点鎖線)に対し逆の方向に変位量eだけ変位して成膜面に対峙配置されている。尚、変位量eは先に説明した成膜幅Δxの幅によって予め調整し設定する。 As shown in FIG. 3C, the metal target 32a and the dielectric target 32b are formed at the opposite positions 32-1 with respect to the film formation surface of the metal target 32a as shown in FIG. The opposite positions 32-2 and 32-3 with respect to the film formation surface of the dielectric target 32b with respect to the film formation reference line (the two-dot chain line in the drawing) at which the central portion is formed are mutually the film formation reference line (the two dots in the drawing). Displaced by a displacement amount e in the opposite direction to the chain line) and arranged opposite to the film formation surface. The displacement amount e is adjusted and set in advance according to the width of the film formation width Δx described above.

また、図4Bで示すように金属ターゲット32a及び誘電体ターゲット32bをそれぞれ一枚の板材を用いる場合には、上記対峙位置32−1、32−2、32−3の関係を取る為に、各対峙位置32−1、32−2、32−3に開口部を形成した開口板32cで覆うことで実施することが出来る。 In addition, as shown in FIG. 4B, in the case where a single plate material is used for each of the metal target 32a and the dielectric target 32b, in order to take the relationship between the facing positions 32-1, 32-2, and 32-3, It can implement by covering with the opening plate 32c which formed the opening part in the opposing positions 32-1, 32-2, and 32-3.

また、図4Cで示すように金属ターゲット32a及び誘電体ターゲット32bをそれぞれ各基板10に対応した数の板材を用いる場合には、上記対峙位置32−1、32−2、32−3の関係を取る為に、各対峙位置32−1、32−2、32−3に成るよう各スパッタ電極35a、35bに配置することで実施することが出来る。 In addition, as shown in FIG. 4C, when using a number of plate materials corresponding to each substrate 10 for the metal target 32a and the dielectric target 32b, the relationship between the facing positions 32-1, 32-2, and 32-3 is as follows. Therefore, it can be carried out by arranging the sputter electrodes 35a and 35b so as to be in the facing positions 32-1, 32-2 and 32-3.

また一対のスパッタ電極35a、35bには高周波の交流電源に連結され、一方がカソード、他方がアノードとなるように配置されている。各スパッタ電極35a、35bは電源コイル35cに結線され、100KHz〜40MHzの高周波電力が印加されるように構成されている。そして上記基板10を装着する回転ドラム31にはバイアス電圧が印加されるようになっている。また、上記第1、第2、第3エリア36a〜36cの各スパッタ電極35a、35bにはターゲット32が装着されている。このターゲット32は板状材料で構成され、面状蒸着源を構成する。また上記第1、第2、第3エリア36a〜36cにはコントローラ38を介してアルゴン、ネオンなどの動作ガスが導入されるようになっている。図示38gはアルゴンガスの供給ボンベである。そして上記第4エリア36dにはコントローラ38を介して活性ガスが供給ボンベ38gから供給されるようになっている。 The pair of sputter electrodes 35a and 35b are connected to a high-frequency AC power source, and one is a cathode and the other is an anode. Each sputter electrode 35a, 35b is connected to a power supply coil 35c, and is configured such that a high frequency power of 100 KHz to 40 MHz is applied. A bias voltage is applied to the rotating drum 31 on which the substrate 10 is mounted. A target 32 is mounted on each of the sputter electrodes 35a and 35b in the first, second and third areas 36a to 36c. The target 32 is made of a plate material and constitutes a planar vapor deposition source. An operating gas such as argon or neon is introduced into the first, second and third areas 36a to 36c via a controller 38. 38 g shown is an argon gas supply cylinder. The active gas is supplied from the supply cylinder 38g to the fourth area 36d via the controller 38.

第4エリア36dには反応性ガス発生室39が設けられ、供給ボンベ38gからのガスを反応性ガス化して第4エリア36d内に照射するように構成されている。このような装置構成で回転ドラム31を所定速度で回転し、第1エリア36aの金属ターゲット32aをスパッタリングして金属膜(例えばNb)を基板10上に付着し、次いで第2エリア36bの誘導体ターゲット32bをスパッタリングして誘電体膜(例えばSi)を基板10上に付着する。次いで第4エリア36dで活性ガス(例えばO2)を基板上に照射する。すると基板上の誘電体膜は酸化され酸化物(例えばSiO2)の膜を生成する。 A reactive gas generation chamber 39 is provided in the fourth area 36d, and is configured to convert the gas from the supply cylinder 38g into a reactive gas and irradiate it into the fourth area 36d. In such an apparatus configuration, the rotating drum 31 is rotated at a predetermined speed, the metal target 32a in the first area 36a is sputtered to deposit a metal film (for example, Nb) on the substrate 10, and then the derivative target in the second area 36b. A dielectric film (for example, Si) is deposited on the substrate 10 by sputtering 32b. Next, the substrate is irradiated with an active gas (for example, O 2 ) in the fourth area 36d. Then, the dielectric film on the substrate is oxidized to generate an oxide (eg, SiO 2 ) film.

このように金属膜層21と誘電体膜層22とを複数層に積層した後、第3エリア36cのコート層ターゲット32cをスパッタリングして最上層にARコート層23を付着させる。 Thus, after laminating the metal film layer 21 and the dielectric film layer 22 in a plurality of layers, the coat layer target 32c in the third area 36c is sputtered to adhere the AR coat layer 23 to the uppermost layer.

このように本発明は減光フィルタ43を成膜する際に、回転ドラム31に基板10とマスク板34を装着し、この基板10に対して平行な面状蒸着源から膜成分のスパッタ粒子を飛翔させて成膜する。このときマスク板34と基板10との間には所定間隔の成膜ギャップdが形成されている。従ってマスク板34のマスク開口33に対応する基板10には等濃度膜層20aと、マスク開口33の上端縁33aと下端縁33bの周辺には膜厚さが直線的に漸減するグラデーション領域20bが形成される。 As described above, according to the present invention, when the neutral density filter 43 is formed, the substrate 10 and the mask plate 34 are mounted on the rotary drum 31, and the sputtered particles of the film component are applied from the planar evaporation source parallel to the substrate 10. Fly to form a film. At this time, a film-forming gap d having a predetermined interval is formed between the mask plate 34 and the substrate 10. Accordingly, the substrate 10 corresponding to the mask opening 33 of the mask plate 34 has the equiconcentration film layer 20a, and the gradation region 20b in which the film thickness gradually decreases linearly around the upper edge 33a and the lower edge 33b of the mask opening 33. It is formed.

そこで本発明は上述の金属膜層21と誘電体膜層22を次のように成膜することを特徴としている。これを図5A乃至図5C、及び図5D乃至図5Gに基づいて説明するが、同図では成膜圧力を変更する場合について説明する。同図5Aに示すように基板10上に第1の金属膜層21を成膜する場合は動作ガスの成膜圧力を所定圧力P1に設定する。このときのグラデーション領域の膜幅Δxは図示のようにゼロになるように成膜ギャップdが設定してある。 Therefore, the present invention is characterized in that the metal film layer 21 and the dielectric film layer 22 are formed as follows. This will be described with reference to FIG. 5A to FIG. 5C and FIG. 5D to FIG. 5G. In FIG. As shown in FIG. 5A, when the first metal film layer 21 is formed on the substrate 10, the film forming pressure of the working gas is set to a predetermined pressure P1. At this time, the film formation gap d is set so that the film width Δx of the gradation area becomes zero as shown in the figure.

次に図5Bに示す上記第1の金属膜層21の上に誘電体膜層22を成膜する場合は、ターゲット32bをスパッタリングする際に第2エリア36bに供給する動作ガスの成膜圧力P2を前記P1より大きい値に設定する。するとこの誘電体膜22は膜端縁に図示Δhの膜厚さを有する緩やかな濃度勾配に形成される。これはマスク開口33の端縁33aから拡散するスパッタ粒子の拡散角度θ2(θ2>θ1)が先の角度θ1より大きくなる為である。 Next, when the dielectric film layer 22 is formed on the first metal film layer 21 shown in FIG. 5B, the film formation pressure P2 of the working gas supplied to the second area 36b when the target 32b is sputtered. Is set to a value larger than P1. Then, the dielectric film 22 is formed on the edge of the film with a gentle concentration gradient having a thickness of Δh shown in the figure. This is because the diffusion angle θ2 (θ2> θ1) of the sputtered particles diffusing from the edge 33a of the mask opening 33 is larger than the previous angle θ1.

次に図5Cに示す上記第1の金属膜層21、第2の誘電体膜層22上に第2の金属膜層21を成膜する場合は前述の第1成膜(図5A)と同様の成膜条件(成膜圧力P1、拡散角度θ1)に設定する。これにより第1の膜層と同様に直線的な濃度勾配の膜が得られる。 Next, when the second metal film layer 21 is formed on the first metal film layer 21 and the second dielectric film layer 22 shown in FIG. 5C, it is the same as the first film formation (FIG. 5A). Film forming conditions (film forming pressure P1, diffusion angle θ1). As a result, a film having a linear concentration gradient is obtained as in the first film layer.

次に図5Dに示す上記第1の金属膜、第2の誘電体膜、第3の金属膜の上に誘電体膜を形成する場合は、前述の第2の成膜条件に設定する。これにより第2の成膜と同様に緩やかな濃度勾配で膜端にΔhの膜厚が形成される。 Next, when a dielectric film is formed on the first metal film, the second dielectric film, and the third metal film shown in FIG. 5D, the above-described second film formation conditions are set. As a result, a film thickness of Δh is formed at the film edge with a gentle concentration gradient as in the second film formation.

このように、複数段に成膜された後、その表面層にはコーティング層23が成膜される。このコーティング層23は比較的硬質で撥水性に富んだ材料でコーティングし、内部の誘電体膜層と金属膜層が経時的に劣化しないように成膜する。この場合は、前述の誘電体膜と同様に膜厚さの勾配が出来るだけ緩やかな成膜条件に設定する。例えば成膜圧力P3を(P3≧P2)に設定する。 As described above, after the film is formed in a plurality of stages, the coating layer 23 is formed on the surface layer. The coating layer 23 is coated with a material that is relatively hard and rich in water repellency, and is formed so that the internal dielectric film layer and metal film layer do not deteriorate over time. In this case, the film forming conditions are set as gentle as possible with a film thickness gradient as in the case of the dielectric film described above. For example, the film forming pressure P3 is set to (P3 ≧ P2).

図5Fに上述のように成膜した最終生成膜の膜層構造を示す。均一膜層は誘電体膜層と金属膜層がそれぞれ所定の膜厚さで構成され、グラデーション領域では膜厚さが直線的に漸減するように構成される。このとき金属膜層21の勾配に対し誘電体膜層の勾配は緩やかな角度に形成されている。そして図5Gに示すように膜端縁の膜厚さは金属膜層が「ゼロ」、誘電体膜層が「Δh」に形成されている。 FIG. 5F shows the film layer structure of the final product film formed as described above. The uniform film layer is configured such that the dielectric film layer and the metal film layer each have a predetermined thickness, and the film thickness gradually decreases linearly in the gradation region. At this time, the gradient of the dielectric film layer is formed at a gentle angle with respect to the gradient of the metal film layer 21. As shown in FIG. 5G, the film edge is formed such that the metal film layer is “zero” and the dielectric film layer is “Δh”.

本発明に係わる光量調整装置Eは図8に示すように、地板40と、この地板40に形成された光路開口41に1枚若しくは複数枚の光量調整羽根42を開閉自在に配置する。そしてこの光量調整羽根42で光路開口41を通過する光量を大小調節する。図示のものは一対の羽根42a、42bで光量調整するように構成され、ぞれぞれの羽根には小絞り状態に光量調整するように狭窄部42x、42yが形成してある。そこでその一方の羽根42aには狭窄部42xに減光フィルタ43が添着してある。この減光フィルタ43は前述した基板10上に成膜した単濃度膜層20aとグラデーション領域20bをカットして形成されている。そして光路中心に向かうに従って光の透過率が高くなるように光量調整羽根42aに添着されている。 As shown in FIG. 8, the light amount adjusting device E according to the present invention arranges one or a plurality of light amount adjusting blades 42 in an openable and closable manner in a base plate 40 and an optical path opening 41 formed in the base plate 40. The amount of light passing through the optical path opening 41 is adjusted by the light amount adjusting blade 42. The illustrated one is configured to adjust the amount of light with a pair of blades 42a and 42b, and each blade is formed with constrictions 42x and 42y so as to adjust the amount of light in a small aperture state. Therefore, a neutral density filter 43 is attached to the narrowed portion 42x of the one blade 42a. The neutral density filter 43 is formed by cutting the single concentration film layer 20a and the gradation region 20b formed on the substrate 10 described above. The light amount adjustment blade 42a is attached so that the light transmittance increases toward the center of the optical path.

図1Aは従来の減光フィルタの成膜方法のモデル図で装置構成の説明図。
図1Bは同装置構成の基板とマスク板の配置構成の説明図。
図2Aは図1Aに示す従来の減光フィルタの成膜方法のモデル図でグラデーション領域層の成膜モデル拡大説明図。
図2Bは同モデル図でその基板に成膜する状態の拡大説明図。
図3Aは本発明に係わる成膜方法の概念説明図で、装置上方から見た場合のターゲットから蒸着成分を飛翔させるモデル図。
図3Bは同概念説明図であり、装置横から見た場合のターゲットから蒸着成分を飛翔させるモデル図。
図3Cはターゲットの配置と成膜状態を説明する為の説明図。
図3Dは図3Cに対応したターゲットの配置関係を示す。
図4Aは回転ドラムを斜め上方から見た場合の基板とターゲットとの配置関係を示す。
図4Bは同横側面から見た場合の基板とターゲットとの配置関係を示す。
図4Cは図4Bと異なる同横側面から見た場合の基板とターゲットとの配置関係を示す。
図5Aは本発明に係わる減光フィルタの成膜方法であり、一層目の膜生成の説明図である。
図5Bは同二層目の膜生成の説明図である。
図5Cは同三層目の膜生成の説明図である。
図5Dは同四層目の膜生成の説明図である。
図5Eは同コーティング層の膜生成の説明図である。
図5Fは同減光フィルタの膜層断面図である。
図5Gは同グラデーション領域層の拡大断面図。
図6Aは本発明に係わる減光フィルタの成膜厚さと拡散距離との関係を示す模式図。
図6Bは同減光フィルタの濃度と成膜位置との関係図。
図7はスパッタリング装置の上面図。
図8は光量調整装置の配置を示す斜視図。
FIG. 1A is a model diagram of a conventional film forming method of a neutral density filter and is an explanatory diagram of an apparatus configuration.
FIG. 1B is an explanatory diagram of an arrangement configuration of a substrate and a mask plate of the same apparatus configuration.
2A is a model diagram of a film forming method of the conventional neutral density filter shown in FIG.
FIG. 2B is an enlarged explanatory view of a state where a film is formed on the substrate in the model diagram.
FIG. 3A is a conceptual explanatory diagram of a film forming method according to the present invention, and is a model diagram in which vapor deposition components are ejected from a target when viewed from above the apparatus.
FIG. 3B is an explanatory diagram of the concept, and is a model diagram in which a vapor deposition component is caused to fly from a target when viewed from the side of the apparatus.
FIG. 3C is an explanatory diagram for explaining a target arrangement and a film formation state.
FIG. 3D shows a target arrangement relationship corresponding to FIG. 3C.
FIG. 4A shows the positional relationship between the substrate and the target when the rotary drum is viewed obliquely from above.
FIG. 4B shows the positional relationship between the substrate and the target when viewed from the same lateral side surface.
FIG. 4C shows the positional relationship between the substrate and the target when viewed from the same lateral side surface as that in FIG. 4B.
FIG. 5A is a method for forming a neutral density filter according to the present invention, and is an explanatory view of film formation of the first layer.
FIG. 5B is an explanatory diagram of film formation of the second layer.
FIG. 5C is an explanatory diagram of film formation of the third layer.
FIG. 5D is an explanatory diagram of film formation of the fourth layer.
FIG. 5E is an explanatory diagram of film formation of the coating layer.
FIG. 5F is a sectional view of a film layer of the neutral density filter.
FIG. 5G is an enlarged cross-sectional view of the gradation region layer.
FIG. 6A is a schematic diagram showing the relationship between the film thickness of the neutral density filter and the diffusion distance according to the present invention.
FIG. 6B is a relationship diagram between the density of the neutral density filter and the film formation position.
FIG. 7 is a top view of the sputtering apparatus.
FIG. 8 is a perspective view showing the arrangement of the light amount adjusting device.

符号の説明Explanation of symbols

d 成膜ギャップ
10 基板(成膜ベース基材)
20 薄膜層
20a 等濃度膜層
20b グラデーション膜層
21 金属膜層(第2ターゲット)
22 誘電体膜層(第1ターゲット)
23 コーティング層
31 ステージ(回転ドラム)
32 ターゲット
32a 第2のターゲット(金属ターゲット)
32b 第2のターゲット(誘導体ターゲット)
32c 第2のターゲット(コート層ターゲット)
33 マスク開口
34 マスク板
43 NDフィルタ
d Deposition gap 10 Substrate (deposition base material)
20 Thin film layer 20a Equivalent concentration film layer 20b Gradation film layer 21 Metal film layer (second target)
22 Dielectric film layer (first target)
23 coating layer 31 stage (rotating drum)
32 target 32a second target (metal target)
32b Second target (derivative target)
32c Second target (coat layer target)
33 Mask opening 34 Mask plate 43 ND filter

Claims (6)

成膜チャンバ内で異なる物質から成る少なくとも第1、第2のターゲットをスパッタリングして、基板に対し所定の成膜ギャップを形成し配置されたマスク開口を介し前記基板上に、前記第1のターゲット物質から成る金属膜層と前記第2のターゲット物質から成る誘電体膜層とを積層状に形成する減光フィルタの成膜方法であって、
(1)前記基板を前記成膜チャンバ内に配置された筒形状の回転ドラムに装着し、
(2)前記回転ドラムには前記マスク開口を有するマスク板を前記基板との間に所定の成膜ギャップを形成するように配置し、
(3)前記第1のターゲットは板状材料で前記基板表面と略々平行で、且つ第1のターゲットのスパッタ領域中央部位が前記マスク開口中央部と前記回転ドラムの回転中心を結ぶ法線上で前記基板に対峙する位置に配置され、
(4)前記第2のターゲットは板状材料で前記基板表面と略々平行で、且つ第2のターゲットのスパッタ領域中央部位が前記マスク開口中央部と前記回転ドラムの回転中心を結ぶ前記法線に対し前記回転ドラムの回転方向と直交する方向に適宜変位した位置で前記基板に対峙する位置に配置され、
前記回転ドラムを回転させながら前記第1、第2のターゲットにスパッタ電圧を印加することによって、前記基板には前記回転ドラムの回転方向と直交する方向に前記マスク板のマスク開口から前記成膜ギャップ内に生ずるスパッタ粒子の拡散で、膜厚さが漸減する前記金属膜層と、膜厚さがその金属膜層形成領域内でほぼ均一な誘電体膜層から成るグラデーション層が形成されることを特徴とする減光フィルタの成膜方法。
Sputtering at least first and second targets made of different substances in a film forming chamber to form a predetermined film forming gap with respect to the substrate, and the first target is placed on the substrate through a mask opening. A method of forming a neutral density filter comprising: forming a metal film layer made of a material and a dielectric film layer made of the second target material in a stacked manner;
(1) The substrate is mounted on a cylindrical rotating drum disposed in the film forming chamber,
(2) A mask plate having the mask opening is disposed on the rotating drum so as to form a predetermined film formation gap between the substrate and the substrate.
(3) The first target is a plate-like material and is substantially parallel to the substrate surface, and the center part of the sputter region of the first target is on the normal line connecting the central part of the mask opening and the rotation center of the rotary drum. Arranged at a position facing the substrate,
(4) The second target is a plate-like material and is substantially parallel to the substrate surface, and the sputter region central portion of the second target connects the mask opening central portion and the rotation center of the rotary drum. Is disposed at a position facing the substrate at a position appropriately displaced in a direction perpendicular to the rotation direction of the rotating drum,
By applying a sputtering voltage to the first and second targets while rotating the rotating drum, the deposition gap extends from the mask opening of the mask plate to the substrate in a direction perpendicular to the rotating direction of the rotating drum. The diffusion of sputtered particles generated in the metal film layer gradually reduces the film thickness, and the gradation layer is formed of a dielectric film layer having a substantially uniform film thickness in the metal film layer formation region. A film forming method for a neutral density filter.
前記基板とマスク板は前記回転ドラムの周側面に配置され、
この基板とマスク板との間に配置されたスペーサ部材によって前記成膜ギャップが形成され、
前記マスク板に形成されたマスク開口の上下端縁の少なくとも一方は、前記回転ドラムの回転方向と一致する直線上に配置し、
前記第1ターゲットのスパッタ領域中央部位を前記マスク開口のほぼ中央に配置するとともに、
前記第2ターゲットのスパッタ領域中央部位を前記マスク開口のほぼ中央に対し前記回転ドラムの回転方向と直交する方向に所定距離だけ変位した位置に配置して、前記誘電体膜層のグラデーション層の膜端縁が前記金属膜層のグラデーション層の膜端縁に対しマスク開口端より離間した位置に形成して成ることを特徴とする請求項1に記載の減光フィルタの成膜方法。
The substrate and the mask plate are disposed on a peripheral side surface of the rotating drum,
The film forming gap is formed by a spacer member disposed between the substrate and the mask plate,
At least one of upper and lower edges of the mask opening formed in the mask plate is disposed on a straight line that matches the rotation direction of the rotating drum,
The sputter region central portion of the first target is disposed at substantially the center of the mask opening,
The gradation layer film of the dielectric film layer is arranged such that the center part of the sputter region of the second target is displaced by a predetermined distance in the direction orthogonal to the rotation direction of the rotary drum with respect to the approximate center of the mask opening. 2. The method of forming a neutral density filter according to claim 1, wherein the edge is formed at a position spaced from the edge of the mask opening with respect to the film edge of the gradation layer of the metal film layer.
基板と、前記基板に異なる物質をスパッタリングして積層状に形成された金属膜層と誘電体膜層から構成されるグラデーション層を形成して成り、前記金属膜層と前記誘電体膜層は共に前記基板に対し勾配角を有し、しかも前記誘電体膜層の勾配角は前記金属膜層の前記基板との勾配角に対し小さく、且つ前記金属膜層形成領域内でほぼ均一な膜厚さを形成することを特徴とする減光フィルタ。 A substrate and a gradation layer composed of a metal film layer and a dielectric film layer formed by sputtering different substances on the substrate to form a gradation layer, and the metal film layer and the dielectric film layer are both The dielectric film layer has a gradient angle with respect to the substrate, and the gradient angle of the dielectric film layer is smaller than the gradient angle of the metal film layer with the substrate, and the film thickness is substantially uniform in the metal film layer formation region. A neutral density filter. 撮像光路に配置され、撮像光量を調整する絞り羽根と、
前記絞り羽根に添着された減光フィルタと、から構成され、
前記減光フィルタは請求項3に記載の構成を備えていることを特徴とする撮像光量絞り装置。
A diaphragm blade that is arranged in the imaging optical path and adjusts the imaging light amount;
A neutral density filter attached to the diaphragm blade, and
An imaging light amount diaphragm device, wherein the neutral density filter has the configuration according to claim 3.
基板上に誘電体膜層層と金属膜層を積層状に成膜する減光フィルタの製造装置であって、
成膜チャンバと、
前記成膜チャンバ内に配置された筒形状の回転ドラムと、
前記回転ドラムに装着された複数の基板と、
前記成膜チャンバ内に区割された第1エリアに前記基板と距離を隔てて配置された金属物質から成る第1のターゲットと、
前記成膜チャンバ内に区割された第2エリアに前記基板と距離を隔てて配置された誘電性物質から成る第2のターゲットと、
前記成膜チャンバ内に区割された第3エリアに配置された反応性ガスの供給源と、
前記第1エリア及び第2エリアに配置されたスパッタリング用の動作ガス供給源と、
を備え、
前記基板を前記成膜チャンバ内に配置された筒形状の回転ドラムに装着し、
前記回転ドラムには前記マスク開口を有するマスク板を前記基板との間に所定の成膜ギャップを形成するように配置し、
前記第1のターゲットは板状材料で前記基板表面と略々平行で、且つ第1のターゲットのスパッタ領域中央部位が前記マスク開口中央部と前記回転ドラムの回転中心を結ぶ法線上で前記基板に対峙する位置に配置され、
前記第2のターゲットは板状材料で前記基板表面と略々平行で、且つ第2のターゲットのスパッタ領域中央部位が前記マスク開口中央部と前記回転ドラムの回転中心を結ぶ前記法線に対し前記回転ドラムの回転方向と直交する方向に適宜変位した位置で前記基板に対峙する位置に配置され、
前記回転ドラムを回転させながら前記第1、第2のターゲットにスパッタ電圧を印加することによって、前記基板には前記回転ドラムの回転方向と直交する方向に前記マスク板のマスク開口から前記成膜ギャップ内に生ずるスパッタ粒子の拡散で、膜厚さが漸減する前記金属膜層と、膜厚さがその金属膜層形成領域内でほぼ均一な誘電体膜層から成るグラデーション層を形成して成ることを特徴とする減光フィルタの製造装置。
An apparatus for manufacturing a neutral density filter for forming a dielectric film layer and a metal film layer on a substrate in a laminated form,
A deposition chamber;
A cylindrical rotating drum disposed in the film forming chamber;
A plurality of substrates mounted on the rotating drum;
A first target made of a metal material disposed at a distance from the substrate in a first area divided in the film forming chamber;
A second target made of a dielectric material disposed at a distance from the substrate in a second area divided in the deposition chamber;
A reactive gas supply source disposed in a third area divided in the film forming chamber;
An operating gas supply source for sputtering disposed in the first area and the second area;
With
The substrate is mounted on a cylindrical rotating drum disposed in the film forming chamber,
A mask plate having the mask opening is disposed on the rotating drum so as to form a predetermined film forming gap between the substrate and the substrate.
The first target is a plate-like material that is substantially parallel to the surface of the substrate, and the center region of the sputter region of the first target is on the substrate on a normal line connecting the center of the mask opening and the rotation center of the rotary drum. It is placed at the opposite position,
The second target is a plate-like material, is substantially parallel to the substrate surface, and the sputter region center portion of the second target is in relation to the normal line connecting the center portion of the mask opening and the rotation center of the rotary drum. Arranged at a position facing the substrate at a position appropriately displaced in a direction perpendicular to the rotation direction of the rotating drum,
By applying a sputtering voltage to the first and second targets while rotating the rotating drum, the deposition gap extends from the mask opening of the mask plate to the substrate in a direction perpendicular to the rotating direction of the rotating drum. Forming the gradation layer consisting of the metal film layer whose thickness is gradually reduced by the diffusion of sputtered particles and the dielectric film layer whose film thickness is almost uniform in the metal film layer formation region. An apparatus for manufacturing a neutral density filter.
前記基板とマスク板は前記回転ドラムの周側面に配置され、
この基板とマスク板との間に配置されたスペーサ部材によって前記成膜ギャップが形成され、
前記マスク板に形成されたマスク開口の上下端縁の少なくとも一方は、前記回転ドラムの回転方向と一致する直線上に配置し、
前記第1ターゲットのスパッタ領域中央部位を前記マスク開口のほぼ中央に配置するとともに、
前記第2ターゲットのスパッタ領域中央部位を前記マスク開口のほぼ中央に対し前記回転ドラムの回転方向と直交する方向に所定距離だけ変位した位置に配置して、前記誘電体膜層のグラデーション層の膜端縁が前記金属膜層のグラデーション層の膜端縁に対しマスク開口端より離間した位置に形成して成ることを特徴とする請求項5に記載の減光フィルタの製造装置。
The substrate and the mask plate are disposed on a peripheral side surface of the rotating drum,
The film forming gap is formed by a spacer member disposed between the substrate and the mask plate,
At least one of upper and lower edges of the mask opening formed in the mask plate is disposed on a straight line that matches the rotation direction of the rotating drum,
The sputter region central portion of the first target is disposed at substantially the center of the mask opening,
The gradation layer film of the dielectric film layer is arranged such that the center part of the sputter region of the second target is displaced by a predetermined distance in the direction orthogonal to the rotation direction of the rotary drum with respect to the approximate center of the mask opening. 6. The apparatus for manufacturing a neutral density filter according to claim 5, wherein the edge is formed at a position spaced from the edge of the mask opening with respect to the film edge of the gradation layer of the metal film layer.
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