光學(xué)元件、光學(xué)薄膜形成裝置及光學(xué)薄膜形成方法
【專利摘要】在被成膜材(3)的曲面狀表面(3a)上形成光學(xué)薄膜(14)時，對于作為處理室(2)內(nèi)的空間的一部分的配置部(4)和靶材(5)之間的特定空間(8)，預(yù)先利用遮蔽部(9)來包圍該特定空間(8)。若在該狀態(tài)下利用下述濺射工序進(jìn)行成膜，則在曲面狀表面上形成有光學(xué)膜厚實(shí)質(zhì)相同的光學(xué)薄膜，所述濺射工序中，在為真空狀態(tài)且供給有活性氣體以及惰性氣體的處理室(2)內(nèi)對靶材(5)施加電壓。
【專利說明】光學(xué)元件、光學(xué)薄膜形成裝置及光學(xué)薄膜形成方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及光學(xué)元件、形成其光學(xué)薄膜的光學(xué)薄膜形成裝置以及光學(xué)薄膜形成方 法，所述光學(xué)元件在曲面基板、光學(xué)透鏡等被成膜材的曲面狀表面上形成有光學(xué)薄膜。

【背景技術(shù)】
[0002] 作為光學(xué)薄膜的一種，例如，防反射膜是眾所周知的。為了防止透過光量的損失降 低、鬼影光斑等的發(fā)生，在安裝至數(shù)碼相機(jī)等的攝像透鏡、安裝至液晶投影機(jī)等的投射用透 鏡、光學(xué)機(jī)器的覆蓋玻璃等的表面上，設(shè)置有多層的防反射膜。對于防反射膜而言，需要按 照能夠得到所期望的防反射特性、且不會產(chǎn)生光學(xué)膜厚的膜厚分布的方式來進(jìn)行成膜。在 透鏡面上形成防反射膜的情況下，與在通常的平面基板等平坦的表面上進(jìn)行成膜的情況相 異，由于透鏡面為凸?fàn)罨蛘甙紶畹那?，因此在透鏡面中心和周邊處容易產(chǎn)生物理膜厚的 膜厚分布。例如，在作為照相機(jī)用透鏡而使用的凹彎月透鏡的凹面上進(jìn)行成膜的情況下，在 其周邊部難以成膜，相較于中心部，物理膜厚容易變薄。因此，在透鏡面中心部和其周邊容 易因光學(xué)膜厚的分布而使反射率產(chǎn)生超過容許范圍的差。
[0003] 在專利文獻(xiàn)1 (日本特開2011-84760號公報）中，提案有一種使用濺射法而在凹 面透鏡面上形成防反射膜的成膜方法。該成膜方法的目的在于，改善成膜在曲率半徑小的 凹面透鏡上的防反射膜等的膜厚分布，其中，隔著配置在其與靶材之間的膜厚調(diào)整用掩膜， 利用濺射法在凹面透鏡的凹球面上成膜均勻膜厚的薄膜。在該成膜方法中，通過對掩膜的 圓形的開口部的開口徑以及位置進(jìn)行調(diào)整，從而防止在透鏡中心部產(chǎn)生陰影，改善成膜在 曲率半徑小的凹面透鏡上的防反射膜等的膜厚不均（專利文獻(xiàn)1 :日本特開2011-84760號 公報的段落0008?0010)。
[0004] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0005] 專利文獻(xiàn)
[0006] 專利文獻(xiàn)1 :日本特開2011-84760號公報


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007] 發(fā)明要解決的問題
[0008] 近年來，光學(xué)系統(tǒng)所要求的光學(xué)性能日益提高，伴隨于此，對于防反射膜等光學(xué)薄 膜要求性能更進(jìn)一步的提升。另外，透鏡的大口徑化、廣角化日益進(jìn)展，多使用曲率半徑更 小的凹面透鏡、凸面透鏡、非球面透鏡、自由曲面透鏡等。
[0009] 例如，在高性能數(shù)碼相機(jī)透鏡中，使用了凹面的最大面角度為40度以上的凹彎月 形狀的非球面透鏡。對于形成于這種最大面角度大的凹面透鏡面上的防反射膜而言，若在 透鏡中心部和周邊部存在有膜厚分布，則起因于此所產(chǎn)生的反射率差會導(dǎo)致在實(shí)際拍照中 容易產(chǎn)生鬼影。若產(chǎn)生鬼影，則會對照相機(jī)透鏡系統(tǒng)的性能或光學(xué)透鏡設(shè)計造成很大的影 響，因此不優(yōu)選。
[0010] 此處，在上述專利文獻(xiàn)1中，在凹面透鏡上進(jìn)行防反射膜的成膜的情況下，必須設(shè) 置膜厚調(diào)整用的掩膜，難以在整個透鏡的被成膜面同時形成防反射膜，難以充分抑制膜厚 的偏差。
[0011] 另外，在面角度有所變化的部分、特別是在面角度會大幅度變化的面周邊部，由于 朝向透鏡面的光線角度變大，因此反射光的強(qiáng)度容易變強(qiáng)，反射的光會集中在拍照面的一 部分而形成鬼影，有時會使拍照畫像的畫質(zhì)大幅度劣化。因此，需要使膜厚分布更加均勻。 但是，在現(xiàn)有的成膜方法中，由于無法使周邊部也形成同樣的光學(xué)性多層膜的光學(xué)膜厚，因 此對于面角度有所變化的部分、特別是面角度變大的面周邊部，難以以均勻的膜厚分布來 進(jìn)行成膜。
[0012] 如此，在上述專利文獻(xiàn)1的使用濺射法在透鏡面等的曲面狀表面上成膜的方法 中，難以在整個透鏡面上形成光學(xué)膜厚實(shí)質(zhì)相同的光學(xué)薄膜。另外，在上述專利文獻(xiàn)1的成 膜方法中，在對2個以上的透鏡進(jìn)行成膜的情況下，難以在透鏡間得到光學(xué)膜厚不存在偏 差的光學(xué)薄膜。
[0013] 除了透鏡以外，上述問題例如在曲面型反射鏡（反射型光學(xué)元件）、曲面型濾鏡、 陣列狀光學(xué)元件（透鏡陣列、棱鏡陣列）、取景器元件、折射型光學(xué)元件、菲涅爾透鏡等的被 成膜材上也有可能發(fā)生。
[0014] 本發(fā)明的一個實(shí)施方式的目的在于提供一種光學(xué)元件，該光學(xué)元件中，在被成膜 材的曲面狀表面的整個區(qū)域形成有光學(xué)膜厚實(shí)質(zhì)相同的光學(xué)薄膜。另外，本發(fā)明的另一個 實(shí)施方式的目的在于提供一種能夠在被成膜材的曲面狀表面的整個區(qū)域形成光學(xué)膜厚實(shí) 質(zhì)相同的光學(xué)薄膜的光學(xué)薄膜形成裝置以及光學(xué)薄膜形成方法。
[0015] 用于解決問題的手段
[0016] 本發(fā)明的一個實(shí)施方式的光學(xué)元件具備形成為曲面狀的曲面狀表面、和形成在曲 面狀表面上的光學(xué)薄膜。曲面狀表面具有包含曲面狀表面的中心的第1部位、和與第1部 位分離的第2部位。第1部位上的光學(xué)薄膜的光學(xué)膜厚、和第2部位上的光學(xué)薄膜的光學(xué) 膜厚實(shí)質(zhì)相同。
[0017] 本發(fā)明的一個實(shí)施方式的光學(xué)薄膜形成裝置為下述裝置：具有處理室，并且在處 理室內(nèi)將光學(xué)薄膜形成于具有曲面狀表面的被成膜材。該裝置具有將處理室內(nèi)的空氣排出 的排氣部、和向保持為真空狀態(tài)的處理室內(nèi)供給活性氣體以及惰性氣體的氣體供給部。另 夕卜，該裝置具有設(shè)置在處理室內(nèi)并用于配置被成膜材的配置部、和在處理室內(nèi)與配置部相 向配置的靶材。另外，該裝置具有對靶材施加電壓以使靶材的顆粒射出的電源、和設(shè)置在所 述處理室內(nèi)且能夠?qū)⑻囟臻g包圍的遮蔽部，該特定空間為處理室內(nèi)的空間的一部分、且 為靶材和配置部之間的空間。
[0018] 本發(fā)明的一個實(shí)施方式的光學(xué)薄膜形成方法為將光學(xué)薄膜形成于具有曲面狀表 面的被成膜材的方法。該方法具有將被成膜材配置在處理室內(nèi)的配置部上的配置工序、和 在將被成膜材配置于處理室內(nèi)的狀態(tài)下對處理室內(nèi)進(jìn)行真空排氣的排氣工序。另外，該方 法具有在進(jìn)行真空排氣之后向處理室內(nèi)供給活性氣體以及惰性氣體的氣體供給工序。另 夕卜，該方法具有濺射工序，該濺射工序中，通過對設(shè)置在供給有活性氣體以及惰性氣體的處 理室內(nèi)、且與配置部相向配置的靶材施加電壓，由此惰性氣體與靶材碰撞而從靶材放出靶 材的顆粒。另外，該方法具有光學(xué)薄膜形成工序，該光學(xué)薄膜形成工序中，在利用遮蔽部將 作為處理室內(nèi)的空間的一部分并且作為靶材和配置部之間的空間的特定空間包圍的狀態(tài) 下，使由濺射工序得到的靶材顆?；蚺c活性氣體進(jìn)行了反應(yīng)的顆粒堆積于被成膜材的曲面 狀表面上。
[0019] 發(fā)明效果
[0020] 本發(fā)明的一個實(shí)施方式的光學(xué)元件在曲面狀表面的整個區(qū)域具有光學(xué)膜厚實(shí)質(zhì) 相同的光學(xué)薄膜，因此能夠期待其光學(xué)特性實(shí)質(zhì)相同（均一）。
[0021] 本發(fā)明的一個實(shí)施方式的裝置以及方法能夠在被成膜材的曲面狀表面的整個區(qū) 域形成光學(xué)膜厚實(shí)質(zhì)相同的光學(xué)薄膜。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0022] 圖1是本發(fā)明的一個實(shí)施方式的反應(yīng)性濺射裝置的概念圖。
[0023] 圖2是表示圖1的反應(yīng)性濺射裝置的處理室內(nèi)的靶材顆粒堆積于透鏡上的模樣的 圖。
[0024] 圖3是表示圖1的一個實(shí)施方式的光學(xué)透鏡的構(gòu)成例以及本發(fā)明的一個實(shí)施方式 中的靶材顆粒在光學(xué)透鏡上堆積的模樣的圖。
[0025] 圖4是表示本發(fā)明的一個實(shí)施方式的透鏡面處的反射率的測定部位的圖。
[0026] 圖5是表示實(shí)施例1中的防反射膜的膜構(gòu)成以及利用反應(yīng)性濺射的成膜條件的 圖。
[0027] 圖6是表示實(shí)施例1中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的截面圖、以及表示形 成在透鏡面上的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0028] 圖7是表示實(shí)施例1中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的一部分的測定位置處 的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0029] 圖8是表示實(shí)施例2中的防反射膜的膜構(gòu)成以及利用反應(yīng)性濺射的成膜條件的 圖。
[0030] 圖9是表示實(shí)施例2中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的截面圖、以及表示形 成在透鏡面上的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0031] 圖10是表示實(shí)施例2中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的一部分的測定位置 處的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0032] 圖11是表示實(shí)施例3中的防反射膜的膜構(gòu)成以及利用反應(yīng)性濺射的成膜條件的 圖。
[0033] 圖12是表示實(shí)施例3中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的截面圖、以及表示形 成在透鏡面上的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0034] 圖13是表示實(shí)施例3中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的一部分的測定位置 處的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0035] 圖14是表示實(shí)施例4中的防反射膜的膜構(gòu)成以及利用反應(yīng)性濺射的成膜條件的 圖。
[0036] 圖15是表示實(shí)施例4中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的截面圖、以及表示形 成在透鏡面上的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0037] 圖16是表示實(shí)施例4中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的一部分的測定位置 處的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0038] 圖17是表示實(shí)施例5中的防反射膜的膜構(gòu)成以及利用反應(yīng)性濺射的成膜條件的 圖。
[0039] 圖18是表示實(shí)施例5中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的截面圖、以及表示形 成在透鏡面上的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0040] 圖19是表示實(shí)施例5中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的一部分的測定位置 處的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0041] 圖20是表示實(shí)施例6中的防反射膜的膜構(gòu)成以及利用反應(yīng)性濺射的成膜條件的 圖。
[0042] 圖21是表示實(shí)施例6中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的截面圖、以及表示形 成在透鏡面上的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0043] 圖22是表示實(shí)施例6中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的一部分的測定位置 處的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0044] 圖23是表示比較例1中的防反射膜的膜構(gòu)成以及利用蒸鍍法的成膜條件的圖。
[0045] 圖24是表示比較例1中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的截面圖、以及表示形 成在透鏡面上的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0046] 圖25是表示比較例1中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的一部分的測定位置 處的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0047] 圖26是表示比較例2中的防反射膜的膜構(gòu)成以及利用濺射法的成膜條件的圖。
[0048] 圖27是表示比較例2中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的截面圖、以及表示形 成在透鏡面上的防反射膜的光譜反射特性的圖。
[0049] 圖28是表示比較例2中的被成膜對象的光學(xué)透鏡的透鏡面的一部分的測定位置 處的防反射膜的光譜反射特性的圖。

【具體實(shí)施方式】
[0050] 以下，對本發(fā)明的實(shí)施方式進(jìn)行說明。另外，以下的實(shí)施方式并非用于限定權(quán)利要 求書中的發(fā)明，另外，在實(shí)施方式中所說明的諸要素及其組合并不一定全部為本發(fā)明的解 決手段中所必須的。
[0051] 另外，在以下的說明中，所謂"光學(xué)膜厚實(shí)質(zhì)均勻或?qū)嵸|(zhì)相同"是指在光學(xué)薄膜中 的某一分光特性（以下，以防反射膜的光譜反射率為例來作說明。一般而言，所謂的"光譜 反射率"是按照將反射率作為波長的函數(shù)來進(jìn)行表現(xiàn)的（非專利文獻(xiàn)："光用語辭典"P237、 發(fā)行者：0hmsha，Ltd.)。另外，在本說明書中，也將"光譜反射率"標(biāo)記為"光譜反射特性"或 "特性曲線"）的規(guī)定值中，透鏡的中心位置和周邊部的波長差小，具體而言為規(guī)定值的范圍 內(nèi)。此處，光學(xué)膜厚是由折射率η和物理膜厚d的乘積來表示的。
[0052] 圖1是本發(fā)明的一個實(shí)施方式的反應(yīng)性濺射裝置的概念圖，圖2是表示圖1的反 應(yīng)性濺射裝置的處理室內(nèi)的靶材顆粒堆積于透鏡上的模樣的圖，圖3是表示本發(fā)明的一個 實(shí)施方式的光學(xué)透鏡的構(gòu)成例以及本發(fā)明的一個實(shí)施方式中的靶材顆粒在光學(xué)透鏡上堆 積的模樣的圖。
[0053] 若是參考圖1?3來進(jìn)行說明，則反應(yīng)性濺射裝置1具備能夠形成規(guī)定的真空狀 態(tài)的處理室2。在處理室2的內(nèi)部配置有用于設(shè)置成膜對象的光學(xué)透鏡3(工件）的工件支 持器4。在工件支持器4的工件設(shè)置面4a處，設(shè)置有1個或2個以上的光學(xué)透鏡3。對于 工件設(shè)置面4a，隔著一定的距離而平行且相向地配置有濺射用的靶材5。在靶材5的背面 處配置有電極、例如濺射電極6,在該濺射電極6處，例如從電源7施加有電壓。
[0054] 作為靶材5和工件設(shè)置面4a之間的空間的特定空間8為處理室2內(nèi)的空間中的 一部分的空間，反應(yīng)性濺射裝置1具有遮蔽部9,該遮蔽部9能夠?qū)⑻囟臻g8的周圍（此 處為相對于從祀材5而朝向工件支持器4的方向?yàn)榇怪狈较虻姆秶┌鼑?br> [0055] 遮蔽部9能夠?qū)⑻囟臻g8的全周或其大部分包圍。遮蔽部9可以為通過將一枚 薄片彎折或彎曲等而構(gòu)成的筒狀部件，也可以為由2個以上的部件（例如圓弧狀或平板狀 的部件）的組合而構(gòu)成的部件。遮蔽部9的材質(zhì)優(yōu)選為SUS制或陶瓷制。
[0056] 遮蔽部9的最下部9a(工件設(shè)置面4a側(cè)的端部）的位置為與配置在工件支持器 4處的光學(xué)透鏡3的最高的靶材5側(cè)的面（在圖1中，為光學(xué)透鏡3的上面）相同高度的 位置，或者為與配置在工件支持器4處的光學(xué)透鏡3的最高的靶材5側(cè)的面相比更低的位 置。因此，特定空間（特別是，從光學(xué)透鏡3的上面起到靶材5的表面5a的空間）8在處理 室2內(nèi)從特定空間8的周圍的空間進(jìn)行遮蔽。此時，特定空間8為封閉空間。通過采用這 種構(gòu)成，能夠抑制靶材原子或其化合物顆粒從特定空間8向周圍的擴(kuò)散，并且能夠提高特 定空間8中的導(dǎo)入氣體（Ar氣以及0 2氣）以及由包含這些氣體的離子（Ar離子或氧離子） 的物質(zhì)所成的等離子體的等離子體濃度（密度），若等離子體的濃度增高，則等離子體均勻 地分布。在特定空間8中，能夠形成靶材原子、化合物顆粒的粘性流區(qū)域，能夠在光學(xué)透鏡 3的非球面透鏡面3a的整個區(qū)域形成光學(xué)膜厚實(shí)質(zhì)均勻的防反射膜。
[0057] 另外，反應(yīng)性溉射裝置1具有位置變更部15。位置變更部15用于進(jìn)行第1變更和 第2變更中的至少一方。第1變更中，將遮蔽部9的相對于工件支持器4的相對性位置從 第1位置（如圖1所示，能夠使遮蔽部9包圍特定空間8而形成封閉空間的位置，換言之， 能夠在光學(xué)透鏡3以使防反射膜14的光學(xué)膜厚的膜厚分布成為所期望的分布的方式來形 成的位置）變更至第2位置（所謂第2位置例如為按照能夠進(jìn)行將光學(xué)透鏡3配置在工件 支持器4以及將光學(xué)透鏡3從工件支持器4取出中的至少一方的作業(yè)的程度，使遮蔽部9 相對于工件支持器4而相對性地進(jìn)行遠(yuǎn)離的位置）。第2變更中，將遮蔽部9的相對于工 件支持器4的相對性位置從上述第2位置變更至上述第1位置。在本實(shí)施方式中，位置變 更部15能夠通過使遮蔽部9在上下方向進(jìn)行升降等的方法來進(jìn)行上述第1變更和上述第 2變更這兩種變更。
[0058] 處理室2能夠通過具備真空泵10的排氣機(jī)構(gòu)11而進(jìn)行真空抽氣。另外，在處理室 2中，從惰性氣體供給機(jī)構(gòu)12供給Ar氣等惰性氣體，并從活性氣體供給機(jī)構(gòu)13供給0 2氣 或隊氣等活性氣體。惰性氣體供給機(jī)構(gòu)12中，從未圖示的惰性氣體供給源經(jīng)由閥門12a、 質(zhì)量流量控制器12b以及閥門12c向處理室2供給惰性氣體。活性氣體供給機(jī)構(gòu)13中，從 未圖示的活性氣體供給源經(jīng)由閥門13a、質(zhì)量流量控制器13b以及閥門13c來向處理室2供 給活性氣體。
[0059] 如圖3所示，作為被成膜材的一例的光學(xué)透鏡3例如為非球面凹透鏡，該凹狀的非 球面透鏡面3a為成膜對象的曲面狀表面。在該非球面透鏡面3a處，例如利用上述的基于 本發(fā)明的反應(yīng)性濺射所進(jìn)行的成膜形成方法形成2層以上的防反射膜14。非球面透鏡面 3a例如由其最大面角度Θ為40度以上的非球面形成。面角度Θ為非球面透鏡面3a處所 引出的法線和透鏡光軸3A所成的角度。非球面透鏡面3a的外周緣3b的外徑大于透鏡有 效直徑。在非球面透鏡面3a的外周緣3b處，在與透鏡光軸3A相正交的方向上連續(xù)有一定 寬度的圓環(huán)狀的凸面3c。此處，該光學(xué)透鏡3中的球截形長度Z為從光學(xué)透鏡3的凸面3c 的高度位置到光學(xué)透鏡3的中心P的高度位置為止的沿著透鏡光軸3A的方向的長度。
[0060] 此處，在本發(fā)明的一個實(shí)施方式的光學(xué)薄膜形成方法中，在基于反應(yīng)性濺射進(jìn)行 成膜的處理室2內(nèi)，按照光學(xué)透鏡3的非球面透鏡面3a位于特定空間8內(nèi)所飛散的靶材顆 粒（藉由等離子體放電而從靶材5所濺射出來的顆粒、以及該顆粒與活性氣體的化合物的 化合物顆粒）為粘性流狀態(tài)的粘性流區(qū)域內(nèi)的方式，設(shè)定工件支持器4和靶材5的相對性 位置。即，設(shè)置有光學(xué)透鏡3的工件支持器4的工件設(shè)置面4a的高度位置（與靶材5的距 離）是按照光學(xué)透鏡3的非球面透鏡面3a位于粘性流區(qū)域內(nèi)的方式來設(shè)定的。需要說明 的是，所謂粘性流狀態(tài)是指顆粒彼此的碰撞占據(jù)大部分、壓力高且平均自由程短的狀態(tài)。例 如，光學(xué)透鏡3配置在根據(jù)靶材顆粒的平均自由程和遮蔽部9的內(nèi)側(cè)面的距離之比所求出 的克努森數(shù)小于〇. 01的區(qū)域中。另外，在將光學(xué)透鏡3配置于工件支持器4的狀態(tài)下，按 照曲面狀表面的面直徑D除以凹面形狀中的球截形長度Z并且更進(jìn)而除以從靶材5表面到 光學(xué)透鏡3的凹面形狀的最遠(yuǎn)的位置為止的距離L后的值為0.010?10的范圍的方式，配 置工件支持器4以及靶材5。
[0061] 在反應(yīng)性濺射裝置1處的基于反應(yīng)性濺射的成膜動作中，如圖2所示，在將成膜對 象的光學(xué)透鏡3設(shè)置于工件支持器4處之后，處理室2內(nèi)保持為規(guī)定的真空狀態(tài)，并向處理 室2內(nèi)供給惰性氣體以及活性氣體。通過如此供給的惰性氣體的原子，顆粒（靶材來源顆 粒）16從靶材5的表面彈出（濺射）。濺射出的靶材來源顆粒16與存在于特定空間8中 的靶材顆粒（其它的靶材來源顆粒以及化合物顆粒的至少一種）16或氣體的顆粒17 (Ar顆 粒、02顆粒、Ar離子顆?；?2離子顆粒）反復(fù)發(fā)生碰撞。在此過程中，靶材來源顆粒16因 活性氣體而成為氧化物等化合物的顆粒（化合物顆粒）。另外，氣體的顆粒17由于所具有 的能量大，因此，與遮蔽部9相碰撞的情況下，被遮蔽部9彈回。并且，在此過程中所產(chǎn)生的 化合物顆粒16附著堆積于光學(xué)透鏡3的非球面透鏡面3a，從而形成光學(xué)薄膜14。
[0062] 如圖2所示，在本發(fā)明的一個實(shí)施方式的光學(xué)薄膜形成方法中，按照使光學(xué)透鏡3 的非球面透鏡面3a位于靶材顆粒（靶材來源顆粒以及化合物顆粒）的粘性流區(qū)域內(nèi)的方 式，確定工件支持器4相對于靶材5的相對性位置。在粘性流區(qū)域內(nèi)，化合物顆粒在光學(xué)透 鏡3的非球面透鏡面3a的各部分處環(huán)繞，顆粒對于非球面透鏡面3a的從中心部到所有周 邊部是幾乎均等地從其法線方向進(jìn)行碰撞的。
[0063] 其結(jié)果，如使用圖2所示那樣，若化合物顆粒16堆積在透鏡面3a上，則如圖3所 示，對于各光學(xué)透鏡3而言，在非球面透鏡面3a的全區(qū)域形成有光學(xué)膜厚實(shí)質(zhì)均勻的防反 射膜14。另外，當(dāng)對2個以上的光學(xué)透鏡3的透鏡面3a同時進(jìn)行成膜的情況下，在2個以 上的光學(xué)透鏡3之間，實(shí)質(zhì)上不存在光學(xué)膜厚的偏差，在2個以上的光學(xué)透鏡3上形成有光 學(xué)膜厚實(shí)質(zhì)均勻的防反射膜14。除此之外，在透鏡面直徑外側(cè)的平坦的凸面3c處，也與非 球面透鏡面3a相同，一直到凸面3c的端部為止形成有光學(xué)膜厚實(shí)質(zhì)相同（均勻）的防反 射膜14。此部分的成膜對于使用光學(xué)透鏡時的光學(xué)透鏡3自身的光學(xué)特性并不會造成影 響，但是在作為透鏡使用時，能夠得到下述優(yōu)良效果：即，能夠改善起因于射入至凸面3c處 的雜散光所導(dǎo)致的影響、以及光學(xué)透鏡3的防反射膜14的耐候性。另外，在本實(shí)施方式中， 能夠形成由物理膜厚和折射率的乘積所得到的光學(xué)膜厚實(shí)質(zhì)相同（均勻）的防反射膜14。 該防反射膜14的光學(xué)膜厚能夠在1個光學(xué)透鏡3以及2個以上的光學(xué)透鏡3中實(shí)質(zhì)形成 為相同膜厚。
[0064] 為了將光學(xué)透鏡3的非球面透鏡面3a配置在靶材原子和其化合物顆粒的粘性流 區(qū)域內(nèi)，按照靶材5與非球面透鏡面3a近鄰相接的方式進(jìn)行配置。具體而言，期望的是，按 照從非球面透鏡面3a到祀材5的表面5a為止的最大距離L為0. 1mm?200mm的范圍內(nèi)的 值的方式來進(jìn)行設(shè)定。另外，更期望的是，按照從非球面透鏡面3a到靶材5的表面5a為止 的最大距離L為30mm?50mm的范圍內(nèi)的值的方式來進(jìn)行設(shè)定。在圖1中所示的非球面凹 透鏡的情況下，從靶材表面5a到透鏡面中心位置為止的距離為最大距離L。
[0065] 需要說明的是，雖然也能夠配置在與0. 1mm相比而更為接近的位置，但是，若考慮 到成膜中的基板（透鏡）或靶材的熱膨漲所導(dǎo)致的接觸、靶材面的面精確度（表面粗糙 度）、成膜裝置的機(jī)械精確度等，則期望為〇. 1mm以上的距離。
[0066] 另外，根據(jù)本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)，則確認(rèn)到：在光學(xué)透鏡3的球面凸透鏡面、球面凹透 鏡面、非球面凸透鏡面、非球面凹透鏡面上形成防反射膜等光學(xué)薄膜的情況下，優(yōu)選根據(jù)表 1所示的成膜條件來進(jìn)行防反射膜的形成。
[0067] 具體而言，在將靶材表面5a和光學(xué)透鏡3的透鏡面3a的最大距離L設(shè)定為 0. 1_?200_的范圍內(nèi)，并根據(jù)表1所示的成膜條件來進(jìn)行基于本發(fā)明的成膜，從而形成 了由表1中所列記的構(gòu)成的膜材料所形成的光學(xué)薄膜，結(jié)果確認(rèn)到能夠形成光學(xué)膜厚實(shí)質(zhì) 相同（均勻）的光學(xué)薄膜（后述的實(shí)施例1?6)。需要說明的是，在表1中，作為輸入功 率，雖記載有形成Si0 2薄膜、Nb205薄膜的情況下的條件（成膜條件），但是對于其它種類的 光學(xué)薄膜，也能夠設(shè)定為與Si0 2薄膜的情況相同范圍的輸入功率。
[0068] [表 1]
[0069]

【權(quán)利要求】
1. 一種光學(xué)兀件，其中， 該光學(xué)元件具備形成為曲面狀的曲面狀表面、和形成于所述曲面狀表面上的光學(xué)薄 膜， 所述曲面狀表面具有包含所述曲面狀表面的中心的第1部位、和與所述第1部位分離 的第2部位， 所述第1部位上的光學(xué)薄膜的光學(xué)膜厚與所述第2部位上的光學(xué)薄膜的光學(xué)膜厚實(shí)質(zhì) 相同。
2. 如權(quán)利要求1所述的光學(xué)元件，其中， 在所述光學(xué)薄膜的光譜反射率的規(guī)定的反射率或所述光學(xué)薄膜的光譜透過率的規(guī)定 的透過率下，所述第1部位上的最短波長側(cè)的波長和所述第2部位上的最短波長側(cè)的波長 的第1波長差為50nm以下， 或者，在所述光學(xué)薄膜的光譜反射率的規(guī)定的反射率或所述光學(xué)薄膜的光譜透過率的 規(guī)定的透過率下，所述第1部位上的最長波長側(cè)的波長和所述第2部位上的最長波長側(cè)的 波長的第2波長差為lOOnm以下。
3. 如權(quán)利要求2所述的光學(xué)元件，其中， 所述光學(xué)薄膜為防反射膜， 在紫外區(qū)域到近紅外區(qū)域的光譜反射特性中滿足光譜反射率1. 〇%的情況下， 所述第1波長差為30nm以下，或者， 所述第2波長差為60nm以下。
4. 如權(quán)利要求2或3所述的光學(xué)元件，其中， 所述第2部位存在有2個以上， 2個以上的所述第2部位分別配置在所述曲面狀表面的徑方向上， 對于每個所述2個以上的第2部位，所述第2波長差為60nm以下。
5. 如權(quán)利要求2?4任一項所述的光學(xué)兀件，其中， 所述第2部位存在有2個以上， 2個以上的所述第2部位分別配置在所述曲面狀表面的圓周方向上， 對于每個所述2個以上的第2部位，所述第2波長差為60nm以下。
6. 如權(quán)利要求1?5任一項所述的光學(xué)兀件，其中， 所述光學(xué)薄膜為單層膜， 所述單層膜為在所述光學(xué)元件的表面上由氧化硅所形成的層。
7. 如權(quán)利要求1?5任一項所述的光學(xué)元件，其中，所述光學(xué)薄膜為多層膜。
8. 如權(quán)利要求7所述的光學(xué)元件，其中， 所述光學(xué)薄膜為在所述光學(xué)元件的表面上將由氧化硅形成的層和由氧化鈮形成的層 交替地層積而得到的多層膜。
9. 一種光學(xué)薄膜形成裝置，其是具有處理室的光學(xué)薄膜形成裝置，并且在所述處理室 中將光學(xué)薄膜形成于具有曲面狀表面的被成膜材上，其中， 該光學(xué)薄膜形成裝置具備： 排氣部，其用于將所述處理室內(nèi)的空氣排出；和 氣體供給部，其用于向保持為真空狀態(tài)的所述處理室內(nèi)供給活性氣體以及惰性氣體； 和 配置部，其設(shè)置在所述處理室內(nèi)、并且用于配置所述被成膜材；和 靶材，其在所述處理室內(nèi)與所述配置部相向地配置；和 電源，其用于向所述靶材施加電壓以使所述靶材的顆粒射出；和 遮蔽部，其設(shè)置在所述處理室內(nèi)、并且用于將特定空間包圍，該特定空間為所述處理室 內(nèi)的空間的一部分、并且為所述靶材和所述配置部之間的空間。
10. 如權(quán)利要求9所述的光學(xué)薄膜形成裝置，其中， 所述遮蔽部的最下部的位置與配置在所述配置部的所述被成膜材的最高的位置相同、 或所述遮蔽部的最下部的位置低于配置在所述配置部的所述被成膜材的最高的位置。
11. 如權(quán)利要求9或10所述的光學(xué)薄膜形成裝置，其中， 所述被成膜材為光學(xué)元件， 所述曲面狀表面具有凹面形狀， 在將所述光學(xué)元件配置于所述配置部上的狀態(tài)下，按照如下方式配置著所述配置部以 及所述靶材：將所述曲面狀表面的面徑除以所述凹面形狀中的球截形長度，所得到的值再 除以從所述靶材表面起到所述凹面形狀的最遠(yuǎn)的位置為止的距離后的值為〇. 010?10的 范圍。
12. 如權(quán)利要求9?11任一項所述的光學(xué)薄膜形成裝置，其中， 所述光學(xué)薄膜形成裝置進(jìn)一步具備用于進(jìn)行第1變更和第2變更中的至少一者的位置 變更部， 所述第1變更中，將所述遮蔽部相對于所述配置部的相對性位置從包圍所述特定空間 的第1位置變更至與所述第1位置相比所述配置部和所述遮蔽部分開的第2位置， 所述第2變更中，將所述相對性位置從所述第2位置變更至所述第1位置。
13. -種光學(xué)薄膜形成方法，其是在具有曲面狀表面的被成膜材上形成光學(xué)薄膜的光 學(xué)薄膜形成方法，其中， 該光學(xué)薄膜形成方法具有下述工序： 配置工序，其中，將所述被成膜材配置在處理室內(nèi)的配置部上；和 排氣工序，其中，在將所述被成膜材配置于所述處理室內(nèi)的狀態(tài)下，對所述處理室內(nèi)進(jìn) 行真空排氣；和 氣體供給工序，其中，在進(jìn)行真空排氣后，向所述處理室內(nèi)供給活性氣體以及惰性氣 體；和 濺射工序，其中，通過對與所述配置部相向配置的靶材施加電壓，由此所述惰性氣體與 所述靶材碰撞而從所述靶材放出所述靶材的顆粒；和 光學(xué)薄膜形成工序，其中，在利用遮蔽部將作為所述處理室內(nèi)的空間的一部分并且為 所述靶材和所述配置部之間的空間的特定空間包圍的狀態(tài)下，使由所述濺射工序得到的所 述靶材的顆?；蚺c所述活性氣體進(jìn)行了反應(yīng)的所述顆粒堆積于所述被成膜材的所述曲面 狀表面上。
14. 如權(quán)利要求13所述的光學(xué)薄膜形成方法，其中， 在所述光學(xué)薄膜形成工序中，所述被成膜材配置在克努森數(shù)為小于0.3的區(qū)域中，該 克努森數(shù)是根據(jù)所述特定空間中的所述靶材的顆粒的平均自由程和所述遮蔽部的內(nèi)側(cè)面
【文檔編號】G02B3/02GK104066867SQ201280065431
【公開日】2014年9月24日 申請日期:2012年12月28日 優(yōu)先權(quán)日:2011年12月30日
【發(fā)明者】川岸秀一朗, 山下照夫 申請人:Hoya株式會社