[發(fā)明專利]衍射光學(xué)元件及其制造方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210040533.3
• 申請日: 2012-02-21
• 公開（公告）號: CN102645688A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 巖田研逸
• 申請（專利權(quán)）人: 佳能株式會社
• 主分類號: G02B5/18
• 分類號: G02B5/18;G02B1/10
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 楊小明

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種用于諸如照相機(jī)或攝像機(jī)的光學(xué)裝置的衍射光學(xué)元件及其制造方法。

背景技術(shù)

以衍射光柵為代表的衍射光學(xué)元件包括以同心的方式布置的多個光柵部分，每個所述光柵部分具有光學(xué)有效表面和光柵壁表面，所述光學(xué)有效表面用于在所期望的位置處形成入射光的圖像，所述光柵壁表面不作為光學(xué)元件工作。如果來自有效畫面外部的光進(jìn)入光柵壁表面，則光可到達(dá)偏離所期望的圖像形成位置的位置，并變成耀斑。如果存在大量耀斑，則圖像質(zhì)量大大地劣化。為了抑制耀斑，在光柵壁表面上形成遮光層是有效的，并且提出了各種方法。

美國專利No.5,676,804公開了這樣一種技術(shù)，該技術(shù)涉及：僅在光學(xué)有效表面上形成初級膜，在光柵的整個表面上形成由遮光材料制成的膜，然后使用剝離法，以使得遮光層僅保留在沒有形成初級膜的光柵壁表面上。

另外，日本專利申請公開No.H11-251215提出了：作為在臺階部分上形成抗蝕劑的方法的步驟之一，僅在光柵壁表面上形成抗反射膜的方法。具體地講，該方法包括：在基板的整個表面上形成抗反射材料的均勻膜，然后通過反應(yīng)離子蝕刻執(zhí)行基板的整個表面的回蝕刻，以使得抗反射膜僅保留在光柵壁表面上。

根據(jù)上述常規(guī)技術(shù)，可在光柵壁表面上形成遮光層，但是存在如下問題。美國專利No.5,676,804中所公開的方法是具有強(qiáng)方向性的氣相沉積方法，在該氣相沉積方法中，膜形成角度被優(yōu)化和設(shè)計為使得膜僅形成在光學(xué)有效表面上，但是實際上，不能抑制對于光柵壁表面的圍繞(wraparound)。形成在光柵壁表面上的初級膜具有比形成在光學(xué)有效表面上的初級膜的密度低的密度。在這種狀態(tài)下，如果遮光材料形成在整個光學(xué)元件上，則光柵壁表面上的遮光膜變?yōu)榉滦?imitate)下層的低密度膜。形成在光柵壁表面上的低密度膜的狀態(tài)根據(jù)光柵壁表面與光柵斜面之間的角度而大大地改變。如果所述角度大約為80度，則所述低密度膜的膜密度變?yōu)楦呙芏饶さ哪っ芏鹊拇蠹s1/4到1/3。此外，當(dāng)執(zhí)行剝離工藝時，發(fā)生這樣的問題，即，必須保留在光柵壁表面上的遮光層被部分地移除。如果遮光膜的密度低，則作為膜的遮光能力降低，因此，不能獲得足夠的耀斑抑制效果。

此外，存在另一個問題，即，在光柵壁表面上出現(xiàn)沒有形成遮光層的區(qū)域。這是由下述事實引起的，即，由于在初級膜形成于整個光學(xué)有效表面上的狀態(tài)下形成遮光材料，所以由遮光材料制成的膜沒有形成在光柵壁表面的下端部分附近。如果在光柵壁表面上出現(xiàn)沒有形成遮光層的區(qū)域，則在該區(qū)域上不執(zhí)行耀斑抑制，因此，整體上不能獲得足夠的耀斑抑制效果。

在日本專利申請公開No.H11-251215中，通過氧反應(yīng)離子蝕刻(RIE)執(zhí)行各向異性蝕刻，以試圖僅移除平坦部分的膜。然而，由于具有均勻密度和厚度的膜形成在整個表面上，所以不能充分地獲得平坦部分與光柵壁表面之間的蝕刻速率差異。結(jié)果，當(dāng)蝕刻平坦部分時，光柵壁表面也被蝕刻，光柵壁表面的膜變?yōu)榈兔芏饶ぃ虼耍荒艹浞值孬@得所需的膜功能。作為衍射光柵的情況下的特定問題，遮光性能不足，從而不能獲得足夠的耀斑抑制效果。相反，如果在能在光柵壁表面的膜中獲得足夠的遮光性能的狀態(tài)下停止蝕刻，則膜也保留在光學(xué)有效表面上，因此，出現(xiàn)諸如透射率降低的問題。

此外，如果將被蝕刻的材料是有機(jī)膜，則易于形成對于各向異性蝕刻重要的壁表面保護(hù)膜。然而，如果將被蝕刻的材料是無機(jī)材料，則由于蝕刻速率低，所以壁表面保護(hù)膜形成得少。因此，還存在這樣的問題，即，當(dāng)蝕刻無機(jī)材料時，與有機(jī)材料的情況相比，不能確保蝕刻速率差異。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種衍射光學(xué)元件及其制造方法，其使得能夠在光柵壁表面上形成具有高遮光能力的遮光層，而不降低衍射光學(xué)元件的光學(xué)有效表面的光學(xué)特性。

為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明，提供一種衍射光學(xué)元件，其包括多個光柵部分，所述光柵部分包括連續(xù)地形成在其表面上的光柵光學(xué)有效表面和光柵壁表面，其中，所述多個光柵部分的每個光柵光學(xué)有效表面包括形成在其上的Al₂O₃層，并且所述多個光柵部分的每個光柵壁表面包括形成在其上的Al層。