JP2003014923A - 薄膜作成方法及び薄膜作成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 所望の光学特性を有する多層膜を作成するこ
とができる薄膜作成方法及び薄膜作成装置の提供。 【解決手段】 多層膜作成工程では、ＴｉＯ_２を蒸着さ
せる蒸着工程とＳｉＯ _２を蒸着させる蒸着工程とを交互
に繰り返し実行する。各回の蒸着動作により形成される
薄膜が得るであろう屈折率を、当該回の蒸着動作を実行
する前に予め個別に決定しておく。そして、かかる屈折
率に基づいて、蒸着制御データを作成する。こうして作
成された蒸着制御データを用いて当該回の蒸着動作を制
御する。従って、たとえ、蒸着工程を繰り返し実行して
いくにつれ薄膜の屈折率が変動していっても、各回の蒸
着工程を、当該屈折率に応じて正確に制御することがで
きる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は薄膜作成方法及び薄膜作
成装置に関し、特に、真空蒸着法により多層膜を作成す
る薄膜作成方法及び薄膜作成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、真空漕内で蒸着を行うことで
多層膜を作成する薄膜作成方法が知られている。

【０００３】かかる薄膜作成方法では、蒸着工程を複数
種類の材料について交互に繰り返し実行することで、多
層膜を作成する。例えば、高屈折材料と低屈折材料とを
交互に繰り返し蒸着することにより、多層膜ミラーや多
層膜バンドパスフィルタを作成する。

【０００４】ここで、作成された多層膜が所望の光学特
性を備えるためには、各膜が所望の光学膜厚を有するよ
うに製膜する必要がある。ここで、光学膜厚とは、屈折
率と膜厚との積で定義される量である。

【０００５】このため、従来の薄膜作成方法では、真空
漕中に、蒸着しようとする基板とモニター用の基板とを
設置し、これら基板に対し同時に蒸着を行う。各層の製
膜中、モニター用の基板に測定光を照射し、反射光の光
量をモニターする。反射光光量が所定の目標値に達する
と、蒸着を終了する。

【０００６】ここで、各材料は、当該材料に固有の所定
の屈折率を有する。このため、同一材料の薄膜が同一の
光学膜厚を有する場合には、同一の反射率を有すると考
えられる。従来の薄膜作成方法では、同一の光学膜厚を
有する薄膜を同一材料により複数層作成したい場合に
は、各層を作成するための蒸着工程を、反射光光量が同
一の目標値となるまで続けるようにしている。

【０００７】例えば、酸化チタンＴｉＯ_２（屈折率およ
そ２．２５）と二酸化ケイ素ＳｉＯ _２（屈折率およそ
１．４５）とを交互に全２３層製膜して、図２１の
（ａ）に示すような波長透過特性を有する多層膜バンド
パスフィルタを作成する場合について考える。この場合
には、図２２に示すように、全２３層の薄膜のうち、第
７層と第１９層のＴｉＯ_２薄膜が光学膜厚３００nmを有
し、残りの全ての薄膜が光学膜厚１５０nmを有するよう
に設計する。

【０００８】ここで、屈折率約２．２５のＴｉＯ_２薄膜
が光学膜厚３００nmを有している場合には、当該薄膜
は、その屈折率によって定まる反射率を有する。したが
って、ＴｉＯ_２薄膜の第７層と第１９層の作成工程で
は、反射光量が当該反射率に対応する所定の目標値に到
達するまで、蒸着を行う。また、ＴｉＯ_２薄膜が光学膜
厚１５０nmを有している場合には、当該薄膜は別の反射
率を有する。したがって、光学膜厚１５０nmのＴｉＯ_２
薄膜を作成する工程では、反射光量が当該別の反射率に
対応する目標値に到達するまで、蒸着を行う。さらに、
屈折率約１．４５のＳｉＯ_２薄膜が光学膜厚１５０nmを
有している場合には、当該薄膜は、さらに別の反射率を
有する。したがって、ＳｉＯ_２薄膜の各層の作成工程で
も、反射光量が当該反射率に対応する目標値に到達する
まで、蒸着を行う。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
薄膜作成方法では、反射光量の目標値を利用して各蒸着
動作を制御しているにも関わらず、所望の光学特性を有
する多層膜を作成することができなかった。

【００１０】例えば、図２１の（ａ）に示すような波長
透過特性を有する多層膜バンドパスフィルタを作成する
べく、各層の蒸着動作を上述のように目標値に基づいて
制御しても、実際に得られる多層膜の波長透過特性は、
図２１の（ｂ）に示すように、劣化したものになってし
まった。

【００１１】そこで、本発明は、所望の光学特性を有す
る多層膜を作成することができる薄膜作成方法及び薄膜
作成装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明者は、以下のシュ
ミレーション実験を行った。まず、図２１の（ｂ）の特
性を有する全２３層の多層膜バンドパスフィルタでは、
その第１９層〜第２３層の光学膜厚が、所望の値（１５
０nmや３００nm）よりずれてしまい、図２２の括弧内に
示した値となっていると仮定した。具体的には、第１９
層は３０６nmとなり第２０〜２３層は１５３nmとなって
しまっていると仮定した。そして、このような光学膜厚
を有する多層膜バンドパスフィルタがどのような波長透
過特性を有するかについて、シュミレーション計算を行
った。その結果、図２１の（ｂ）と略同一の波長透過特
性が得られた。

【００１３】このシュミレーション実験の結果より、蒸
着を繰り返し行っていくにしたがって、実際に作成され
る薄膜の光学膜厚が所望の値から徐々にずれてしまうと
推測できる。

【００１４】そこで、本発明者は、更に、実験を行っ
た。同一材料について蒸着動作を繰り返し行って、各蒸
着動作によって形成される層の屈折率を測定した。その
結果、蒸着工程を繰り返すにつれ、作成される層の屈折
率が変動していくことを発見した。

【００１５】そこで、本発明は、上記目的を達成するた
めに、第１の材料を蒸着させ薄膜を形成させる第１材料
蒸着工程と第２の材料を蒸着させ薄膜を形成させる第２
材料蒸着工程とを、蒸着制御データと該形成された薄膜
を所定の測定光により測定して得られる測定結果とに基
づいて、交互に繰り返し、該第１材料蒸着工程と該第２
材料蒸着工程とをそれぞれ複数回ずつ実行することで、
該第１の材料の薄膜と該第２の材料の薄膜とが交互に積
層された多層膜を作成する多層膜作成工程と、該複数回
の第１材料蒸着工程の各回において作成される薄膜の屈
折率を、個別に、かつ、当該回の第１材料蒸着工程を実
施する前に予め決定し、該各回の第１材料蒸着工程にお
いて使用する蒸着制御データを、当該回の第１材料蒸着
工程を実施する前に、該決定した屈折率に基づいて作成
する蒸着制御データ作成工程とからなることを特徴とす
る薄膜作成方法を提供している。

【００１６】このように、多層膜作成工程においては、
真空漕内で、第１の材料を蒸着させる第１材料蒸着工程
と第２の材料を蒸着させる第２材料蒸着工程とを交互に
繰り返し実行する。各回の第１材料蒸着工程では、蒸発
した第１の材料を凝結させて薄膜を作成する。この薄膜
を所定の測定光にて測定し、その測定結果と蒸着制御デ
ータとに基づいて、当該回の第１材料蒸着工程を制御す
る。各回の第２材料蒸着工程では、蒸発した第２の材料
を凝結させて薄膜を作成する。この薄膜を所定の測定光
にて測定し、その測定結果と蒸着制御データとに基づい
て、当該回の第２材料蒸着工程を制御する。なお、多層
膜作成工程を開始する前に、真空漕内の排気を開始す
る。多層膜作成工程を行っている間、真空漕の排気を続
ける。多層膜作成工程を終了すると、排気も終了する。

【００１７】本発明では、各回の第１材料蒸着動作によ
り形成される薄膜が得るであろう屈折率を、当該回の蒸
着動作を実行する前に予め個別に決定し、かかる屈折率
に基づいて、蒸着制御データを作成しておく。そして、
かかる蒸着制御データを用いて当該回の第１材料蒸着動
作を制御する。従って、たとえ、第１材料蒸着工程を繰
り返し複数回実行していくにつれ、第１の材料の薄膜の
屈折率が変動していっても、各回の第１材料蒸着工程
を、当該屈折率に応じて正確に制御することができる。
従って、所望の特性を有する多層膜を作成することがで
きる。

【００１８】各回の第１材料蒸着工程や各回の第２材料
蒸着工程では、測定光を薄膜に照射し、薄膜で反射した
反射光や薄膜を透過した透過光の光量を測定すれば良
い。具体的には、各回の第１材料蒸着工程や各回の第２
材料蒸着工程中、多層膜作成用の基板とモニター基板と
に、同時に、蒸着を行い薄膜を作成する。蒸着を１層行
うたびにモニター基板を新たなモニター基板に交換す
る。したがって、モニター基板には常に薄膜が１層だけ
形成される。モニター基板に所定の測定光を照射し、反
射光または透過光を測定することで、薄膜についての測
定結果を得る。こうして得られた測定結果を蒸着制御デ
ータと比較し、該測定結果が蒸着制御データと一致する
まで蒸着を続ける。本発明では、各回の第１材料蒸着動
作で使用される蒸着制御データは、当該回で作成される
ことになる薄膜の屈折率に基づいて、予め、作成されて
いる。このため、薄膜が所望の光学膜厚になった時点で
蒸着動作を終了することができる。

【００１９】第２の材料については、その蒸着動作を繰
り返し複数回実行していっても形成される薄膜の屈折率
があまり変動しない場合には、形成される全層の屈折率
を、予め、互いに同一の値に設定し、かかる屈折率に基
づいて、各層を形成するのに用いる蒸着制御データを作
成すれば良い。

【００２０】一方、蒸着制御データ作成工程が、更に、
複数回の第２材料蒸着工程の各回において作成される薄
膜の屈折率を、個別に、かつ、当該回の第２材料蒸着工
程を実施する前に予め決定し、該各回の第２材料蒸着工
程において使用する蒸着制御データを、当該回の第２材
料蒸着工程を実施する前に、該決定した屈折率に基づい
て作成するのでも良い。

【００２１】例えば、第２の材料の薄膜の屈折率が蒸着
動作を繰り返し実行するにつれ変動する場合には、各回
の第２材料蒸着工程によって作成される薄膜の屈折率
も、当該第２材料蒸着工程が実施される前に予め個別に
決定し、当該屈折率に基づいて、蒸着制御データを作成
しておくことが好ましい。かかる蒸着制御データを当該
対応する蒸着工程にて使用することで、第２の材料につ
いても各層の蒸着を正確に行うことができる。

【００２２】ここで、第２の材料は、複数の互いに異な
る材料からなるのでも良い。この場合には、第２材料蒸
着工程は複数の材料蒸着工程からなる。各材料蒸着工程
では、対応する材料を蒸着して薄膜を形成する。したが
って、多層膜作成工程は、第１材料蒸着工程とこれら複
数の材料蒸着工程とを順番に繰り返し、各蒸着工程をそ
れぞれ複数回ずつ実行することで、該第１の材料の薄膜
と各材料の薄膜とが次々に積層された多層膜を作成す
る。

【００２３】本発明によれば、少なくとも第１の材料の
各層を、所望の光学膜厚にて作成することができる。し
たがって、所望の光学特性を有する光学多層膜、例え
ば、多層膜ミラーや多層膜フィルタを作成することがで
きる。ここで、第１の材料としては、例えば、酸化チタ
ン（ＴｉＯ_２）を採用することができる。第２の材料と
しては、例えば、二酸化珪素（ＳｉＯ_２）を採用するこ
とができる。第１の材料や第２の材料としては、他に、
酸化ハフニウム（ＨｆＯ_２）、五酸化タンタル（Ｔａ_２
Ｏ_５）、酸化ジルコニウム（ＺｒＯ_２）、酸化アルミニ
ウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸
化イットリウム（Ｙ_２Ｏ_３）、酸化セリウム（Ｃｅ
Ｏ_２）等をも採用することができる。さらに、五酸化ニ
オブ（Ｎｂ_２Ｏ _５）、酸化ビスマス（Ｂｉ_２Ｏ_３）、酸
化ネオジウム（Ｎｄ_２Ｏ_３）、酸化アンチモン（Ｓｂ_２
Ｏ_３）、酸化スカンジウム（Ｓｃ_２Ｏ_３）、酸化タング
ステン（ＷＯ_３）、酸化インジウム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸
化スズ（ＳｎＯ_２）、酸化亜鉛（ＺｎＯ）等、任意の材
料を採用することができる。

【００２４】ここで、蒸着制御データ作成工程が、各回
の第１材料蒸着工程において作成された薄膜についての
測定結果に基づいて、該各回の第１材料蒸着工程におい
て作成された薄膜の屈折率を決定し、さらに、該決定し
た屈折率に基づいて、該各回の第１材料蒸着工程の次に
行われる回の第１材料蒸着工程で形成される薄膜の屈折
率を決定し、該決定された屈折率の値に基づいて、該次
に行われる回の第１材料蒸着工程で用いる蒸着制御デー
タを作成することが好ましい。

【００２５】このように、各回の第１材料蒸着工程で得
られた薄膜を測定光にて測定し、その測定結果に基づい
て、当該薄膜の屈折率を決定する。該決定した屈折率に
基づいて、次回の第１材料蒸着工程で作成されることに
なる薄膜の屈折率を決定すれば良い。例えば、次回の第
１材料蒸着工程で作成されることになる薄膜の屈折率
を、今回の第１材料蒸着工程で作成された薄膜の屈折率
と等しい値として決定すれば良い。こうして決定した屈
折率に基づいて、当該次回の第１材料蒸着工程で使用す
る蒸着制御データを作成する。

【００２６】また、蒸着制御データ作成工程が、予備薄
膜作成工程とデータ作成工程とを備え、該予備薄膜作成
工程が、第１の材料を蒸着させ薄膜を形成させる第１材
料予備蒸着工程と第２の材料を蒸着させ薄膜を形成させ
る第２材料予備蒸着工程とを、該形成された薄膜を前記
所定の測定光により測定しながら、交互に繰り返し、該
第１材料予備蒸着工程と該第２材料予備蒸着工程とをそ
れぞれ前記複数回ずつ実行し、該データ作成工程が、該
各回の第１材料予備蒸着工程にて作成された薄膜につい
ての測定結果に基づいて、該各回の第１材料予備蒸着工
程により作成された薄膜の屈折率を決定し、当該屈折率
に基づいて、前記多層膜作成工程における対応する回の
第１材料蒸着工程にて得られる薄膜の屈折率を決定し、
該対応する回の第１材料蒸着工程にて使用する蒸着制御
データを、該決定した薄膜の屈折率に基づいて決定する
のでも良い。

【００２７】このように、多層膜作成工程を行うに先立
って、予め、予備薄膜作成工程を行ってもよい。なお、
多層膜作成工程の場合と同様、予備薄膜作成工程を開始
する前に、真空漕内の排気を開始する。予備薄膜作成工
程を行っている間、真空漕の排気を続ける。予備薄膜作
成工程を終了すると、排気も終了する。

【００２８】各回の第１材料予備蒸着工程で得られた薄
膜を測定光にて測定し、その測定結果に基づいて、当該
材料で作成された薄膜の屈折率を決定する。こうして決
定した屈折率に基づいて、多層膜作成工程における対応
する回の第１材料蒸着工程で作成されることになる薄膜
の屈折率を決定する。例えば、各回の第１材料予備蒸着
工程で得られた薄膜の屈折率と等しい値を、多層膜作成
工程における対応する回の第１材料蒸着工程で得られる
であろう薄膜の屈折率として決定することができる。

【００２９】具体的には、予備薄膜作成工程における第
１回、第２回、・・の第１材料予備蒸着動作にて得られ
た薄膜の屈折率を、それぞれ、多層膜作成工程における
対応する第１回、第２回，・・の第１材料蒸着動作にて
得られるであろう薄膜の屈折率として設定する。そし
て、第１回、第２回，・・の第１材料蒸着工程で使用す
る蒸着制御データを、当該回の第１材料蒸着工程で得ら
れるであろう屈折率に基づいて作成する。

【００３０】また、本発明は、真空蒸着装置と、該真空
蒸着装置を制御する制御装置とからなり、該真空蒸着装
置が、所望の基板を配置する配置部と、第１の材料と第
２の材料を蒸発させ該配置部に蒸着させる材料蒸発部
と、該配置部に照射された所定の測定光を検出するため
の測定部とを備え、該制御装置が、蒸着制御データを作
成する蒸着制御データ作成部と、該蒸着制御データを格
納する蒸着制御データ格納部と、該蒸着制御データ格納
部に格納されている該蒸着制御データに基づいて、該真
空蒸着装置に蒸着を行わせることで多層膜を作成する多
層膜作成制御部とからなり、該多層膜作成制御部が、該
材料蒸発部を制御して、該第１の材料を該配置部上に蒸
着させる第１材料蒸着動作と該第２の材料を該配置部上
に蒸着させる第２材料蒸着動作とを、該測定部により得
られる測定結果と該蒸着制御データとに基づいて、交互
に繰り返させ、該第１材料蒸着動作と該第２材料蒸着動
作とをそれぞれ複数回実行させることで、該第１の材料
の薄膜と該第２の材料の薄膜とが交互に積層された多層
膜を作成させ、該蒸着制御データ作成部が、該複数回の
第１材料蒸着動作の各回において作成される薄膜の屈折
率を、個別に、かつ、対応する回の第１材料蒸着動作を
実施する前に予め決定し、該各回の第１材料蒸着動作に
おいて使用する蒸着制御データを、当該回の第１材料蒸
着工程を実施する前に、該決定した屈折率に基づいて作
成し該蒸着制御データ格納部に格納することを特徴とす
る薄膜作成装置を提供している。

【００３１】ここで、各回の第１材料蒸着動作では、蒸
発した第１の材料を凝結させ、薄膜を作成する。この薄
膜を所定の測定光にて測定し、その測定結果と蒸着制御
データとに基づいて、当該回の第１材料蒸着工程を制御
する。また、各回の第２材料蒸着動作では、蒸発した第
２の材料を凝結させ、薄膜を作成する。この薄膜を所定
の測定光にて測定し、その測定結果と蒸着制御データと
に基づいて、当該回の第２材料蒸着工程を制御する。

【００３２】本発明では、各回の第１材料蒸着動作によ
り形成される薄膜が得るであろう屈折率を、該回の第１
材料蒸着動作を実施する前に予め個別に決定し、かかる
屈折率に基づいて、蒸着制御データを作成し、格納して
おく。従って、たとえ、第１材料蒸着動作を繰り返し複
数回実行していくにつれ、該第１の材料にて作成される
薄膜の屈折率が変動していっても、各回の第１材料蒸着
動作を、当該屈折率に対応して正確に制御することがで
きる。したがって、所望の特性を有する多層膜を作成す
ることができる。

【００３３】ここで、蒸着制御データ作成部が、更に、
複数回の第２材料蒸着動作の各回において作成される薄
膜の屈折率を、個別に、かつ、対応する回の第２材料蒸
着動作を実施する前に予め決定し、該各回の第２材料蒸
着動作において使用する蒸着制御データを、当該回の第
２材料蒸着工程を実施する前に、該決定した屈折率に基
づいて作成し該蒸着制御データ格納部に格納するのでも
良い。

【００３４】たとえ、第２材料蒸着動作を繰り返し複数
回実行していくにつれ、該第２の材料にて作成される薄
膜の屈折率が変動していっても、各回の第２材料蒸着動
作を、当該屈折率に対応して正確に制御することができ
る。

【００３５】

【発明の実施の形態】本発明の第１の実施の形態による
薄膜作成方法及び薄膜作成装置について図１〜図１６に
基づき説明する。

【００３６】図１に、本発明の第１の実施の形態による
薄膜作成装置１を示す。

【００３７】ここで、薄膜作成装置１は、真空蒸着装置
２と、真空蒸着装置２を制御する制御装置４とを備えて
いる。

【００３８】真空蒸着装置２は、真空漕３４を備えてい
る。真空漕３４は、排気ポンプ６に連通している。排気
ポンプ６は、真空漕３４内を排気するためのものであ
る。真空漕３４は、さらに、酸素供給バルブ８を介して
酸素ボンベ９に連通している。酸素供給バルブ８が開閉
することによって、酸素が真空漕３４内に選択的に導入
される。

【００３９】真空漕３４内には、材料蒸発部１０と、基
板装着ドーム２０と、モニター基板交換装置２２（図
６）と、測定光源３０と、反射光検出器３２とが設けら
れている。

【００４０】材料蒸発部１０は、所望の材料を蒸発させ
蒸発物を上方向（図１の上方向）に飛翔させるためのも
のである。基板装着ドーム２０は、材料蒸発部１０の上
部に設けられている。基板装着ドーム２０は、多層膜を
作成したい所望の基板Ｋ（例えば、ガラス基板）とモニ
ターガラス基板Ｍとを保持して、これらに蒸発材料を蒸
着させるためのものである。図６に示すモニター基板交
換装置２２は、基板装着ドーム２０に取り付けるモニタ
ーガラス基板Ｍを交換するためのものである。測定光源
３０は、モニターガラス基板Ｍに測定光を照射するため
のものである。反射光検出器３２は、モニターガラス基
板Ｍで反射された測定光の光量Ｌを検出するためのもの
である。

【００４１】図２に示すように、材料蒸発部１０は、電
子銃１２と、坩堝載置台１４と、固定カバー１５と、シ
ャッター１６とからなる。図３は、これら電子銃１２と
坩堝載置台１４と固定カバー１５とシャッター１６の断
面を示す。

【００４２】図４は、電子銃１２と、坩堝載置台１４
と、固定カバー１５とを上方（図２の上方）から見た上
面図である。この図では、シャッター１６の図示を省略
している。図２〜図４に示すように、坩堝載置台１４
は、真空漕３４の底部３６に対し回転可能に設けられた
回転軸１４０と、回転軸に固着し回転軸１４０と共に回
転する円盤状の坩堝装着板１４２とからなる。坩堝装着
板１４２の上面には、複数の凹部１４４が形成されてい
る。これら凹部１４４は、坩堝装着板１４２の円周に沿
って等間隔に配置されている。各凹部１４４には、蒸着
させたい材料が入った坩堝を装着することができる。こ
の例では、坩堝装着板１４２には、図４に示すように、
全部で１５個の凹部１４４が形成されており、そのうち
４個の凹部１４４に、酸化チタン（ＴｉＯ_２）をのせた
第１の坩堝Ｕ１が装着され、７個の凹部１４４に、二酸
化珪素（ＳｉＯ_２）をのせた第２の坩堝Ｕ２が装着され
ている。

【００４３】固定カバー１５が、坩堝装着板１４２の上
方に、坩堝装着板１４２に対して非接触状態で配置され
ている。固定カバー１５は、円形板１５０からなる。円
形板１５０は、その中心が坩堝装着板１４２の回転軸１
４０と同軸になるように、真空漕３４の底部３６に対し
て、図示しない固定部材により固定されている。円形板
１５０の径は、坩堝装着板１４２の径と略等しい。円形
板１５０の円周上の一部には、切り欠き部１５２が形成
されている。かかる構成により、固定カバー１５は、切
り欠き部１５２の真下に位置した１つの坩堝のみを露出
させ、残りの全ての坩堝を覆うことができる。また、坩
堝装着板１４２が回転することで、切り欠き部１５２の
真下に配置する坩堝を交換することができる。

【００４４】電子銃１２は、切り欠き部１５２の真下に
位置した坩堝内の材料に電子ビームを照射させるための
ものである。この例では、電子銃１２は、１８０°偏向
型の電子銃である。電子銃１２は、フィラメント１２０
と、一対の偏向ポールピース１２２と、これらを保持す
る筐体１２４とからなる。フィラメント１２０は、図４
に示すような渦巻き形状をしており、電流が流されるこ
とにより電子を放出する。一対の偏向ポールピース１２
２は、フィラメント１２０から放出された電子を収束し
て電子ビームを生成し、その電子ビームを切り欠き部１
５２の真下に位置した坩堝の方向に偏向する。電子ビー
ムが坩堝内の蒸着材料に照射されると、蒸着材料が、加
熱、溶解して、蒸発する。

【００４５】図５は、電子銃１２と、固定カバー１５
と、シャッター１６とを上方（図２の上方）から見た上
面図である。図２，図３、及び、図５に示すように、シ
ャッター１６は、真空漕３４の底部３６に対し回転可能
に設けられた回転軸１６０と、回転軸１６０に固着し回
転軸１６０と共に回動する動作棒１６２と、動作棒１６
２の自由端に設けられた円形遮断板１６４とから構成さ
れている。動作棒１６２は、円形遮断板１６４が固定カ
バー１５の上方に位置するように、回転軸１６０に対し
固着されている。

【００４６】蒸着を行う際には、図３及び図５において
実線で示すように、回転軸１６０が回転して、円形遮断
板１６４が切り欠き部１５２の真上から待避する（シャ
ッター開状態）。蒸着を終了する際には、図３及び図５
において破線で示すように、回転軸１６０が回転して、
円形遮断板１６４が切り欠き部１５２の真上に位置する
（シャッター閉状態）。

【００４７】かかる構成により、材料蒸発部１０は、以
下のように動作する。

【００４８】蒸着開始前、円形遮断板１６４は、図３，
図５に破線で示すように、切り欠き部１５２の真上に位
置している。この状態で、坩堝装着板１４２が回転し
て、蒸着させたい蒸着材料を保持した１つの坩堝（Ｕ１
またはＵ２）を切り欠き部１５２の真下に配置する。フ
ィラメント１２０に徐々に電流を流し、電子ビームを切
り欠き部１５２の真下に位置した坩堝内の材料に照射す
る。フィラメント１２０に流れる電流が所定のパワーに
達すると、材料の蒸発が始まる。次に、回転軸１６０が
回転し、円形遮断板１６４が切り欠き部１５２上から待
避する。この結果、蒸発物が上方向に飛び出していき、
後述のように、蒸着が行われる。蒸着を終了する際に
は、回転軸１６０が回転して円形遮断板１６４が切り欠
き部１５２上に達し、蒸発物を遮断する。同時に、フィ
ラメント１２０に流す電流をゼロに戻し、電子ビームを
止める。

【００４９】基板装着ドーム２０は、図１及び図６に示
すように、材料蒸発部１０の上方に位置した半球形状板
２００からなる。半球形状板２００は、図示しない保持
部材により、真空漕３４の底部３６に対し回転可能に設
けられている。半球形状板２００は、上方向（図１の上
方向）に湾曲した内側湾曲面（以下、ドーム面２０２と
いう）を有している。ドーム面２０２の曲率中心は、固
定カバー１５の切り欠き部１５２の位置と略一致してい
る。半球形状板２００の略中心には、中心貫通穴２０４
が形成されている。半球形状板２００には、複数の基板
保持貫通穴２０６も形成されている。

【００５０】多層膜を作成したい所望の基板Ｋは円盤形
状をしている。１つの基板Ｋを１つの基板保持貫通穴２
０６に、その下面（蒸着面）がドーム面２０２と同一面
上になるように、固定する。複数の基板Ｋを複数の基板
保持貫通穴２０６に固定すれば、複数の基板Ｋを基板装
着ドーム２０に同時に装着することができる。なお、図
１及び図６は、１個の基板Ｋのみを装着した場合を示し
ている。

【００５１】モニター基板交換装置２２は、基板装着ド
ーム２０の中心貫通穴２０４の上部に設けられている。
モニター基板交換装置２２には、複数個のモニターガラ
ス基板Ｍが予め装着されており、そのうちの１個ずつを
順番に中心貫通穴２０４に固定する。

【００５２】モニター基板交換装置２２は、２つの互い
に同一の構造を有する装着装置２４からなる。各装着装
置２４は、真空漕３４の底部３６に対し上下動及び回転
可能な可動軸２４０と、可動軸２４０に固着され可動軸
２４０と共に上下動及び回転する円盤２４２とからな
る。円盤２４２には、複数の貫通穴２４４が形成されて
いる。これら貫通穴２４４は、円盤２４２の円周に沿っ
て等間隔に配置されている。各貫通穴２４４には、円筒
ホルダー２６が、ぶら下がる状態で、装着されている。
図７に示すように、円筒ホルダー２６は、その内部下端
に、円盤形状のモニターガラス基板Ｍを保持している。

【００５３】各円盤２４２の円周上の一部には、切り欠
き部２４６が形成されている。蒸着動作中には、２つの
装着装置２４のうち、一方が使用状態となり、他方が待
機状態となる。待機状態となった回転装置２４では、可
動軸２４０が回転して、切り欠き部２４６が中心貫通穴
２０４の真上に配置される。使用状態となった装着装置
２４では、可動軸２４０が回転して、選択された１個の
円筒ホルダー２６が中心貫通穴２０４の真上に配置され
る。次に、可動軸２４０が円盤２４２と共に下降し、円
筒ホルダー２６を下降させる。円筒ホルダー２６内に保
持されているモニターガラス基板Ｍの下面（蒸着面）が
ドーム面２０２と同一面上になったところで、可動軸２
４０は停止する。こうして、モニターガラス基板Ｍは、
基板Ｋと同様、蒸着面がドーム面２０２と同一面上とな
った状態で、基板装着ドーム２０に装着される。

【００５４】測定光源３０は、基板装着ドーム２０に装
着されたモニターガラス基板Ｍに対し、その上側の面
（蒸着面とは反対側の面）から、所定の波長λ（例え
ば、５５５ｎｍ）の測定光を照射する。測定光源３０
は、図示しない白色光光源とバンドパスフィルタとを備
えている。バンドパスフィルタは、白色光光源からの白
色光のうち所定の波長λの光のみを透過させる。測定光
源３０から出射した波長λの測定光は、図示しないミラ
ー部材により反射されて、基板装着ドーム２０に装着さ
れているモニターガラス基板Ｍに対し垂直に入射する。
モニターガラス基板Ｍで反射された測定光は、図示しな
いミラー部材により反射されて、反射光検出器３２へ導
かれる。

【００５５】反射光検出器３２は、たとえば、光電子増
倍管からなり、モニターガラス基板Ｍで反射された測定
光を受けとり、該測定光の反射光量Ｌを示す電気信号を
出力する。

【００５６】かかる構成の真空蒸着装置２によれば、坩
堝Ｕ１が切り欠き部１５２の真下に配置された状態で
は、電子銃１２からの電子ビームは、坩堝Ｕ１内の材料
ＴｉＯ _２に照射される。その結果、ＴｉＯ_２が加熱、溶
解されて、蒸発する。シャッター１６が図３，図５の実
線で示す位置（開状態）にあると、この蒸発したＴｉＯ
_２が、基板装着ドーム２０に固定されているモニターガ
ラス基板Ｍと基板Ｋの蒸着面上に凝結して蒸着する。同
様に、坩堝Ｕ２が切り欠き部１５２の真下に配置された
状態では、ＳｉＯ_２が、モニターガラス基板Ｍと基板Ｋ
上に凝結して蒸着する。なお、ＴｉＯ_２は、蒸着する際
に酸素が抜けやすく蒸着膜が酸素欠損状態になりやす
い。そのため、ＴｉＯ_２の蒸着時には、酸素供給バルブ
８より真空槽３４内に酸素を供給する。

【００５７】図８に示すように、制御装置４は、コンピ
ュータからなり、ＣＰＵ４０，ＲＡＭ４２，ＲＯＭ４
４、ハードディスク４６、入／出力インターフェース４
８等から構成されており、これらがバス５０によって互
いに接続されている。ＣＰＵ４０は、ＲＯＭ４４または
ハードディスク４６に格納されているプログラム（図１
１に示す多層膜作成プログラム、図１４に示す薄膜作成
プログラム、及び、図１５に示すテストプログラム）を
実行して真空蒸着装置２による薄膜の作成を制御する。
ＲＡＭ４２は、薄膜作成動作を制御するのに必要なデー
タを格納する。

【００５８】制御装置４は、入／出力インターフェース
４８を介して、表示モニター５２や、マウス、キーボー
ド等の入力装置５４に接続されている。制御装置４は、
さらに、排気ポンプ６、酸素供給バルブ８、及び、真空
蒸着装置２内の電子銃１２、坩堝載置台１４、シャッタ
ー１６、モニター基板交換装置２２、測定光源３０、及
び、反射光検出器３２に接続されている。

【００５９】ユーザは、表示モニター５２を見ながら、
マウス、キーボード等の入力装置５４を操作すること
で、必要なデータを制御装置４に入力することができ
る。

【００６０】制御装置４は、排気ポンプ６を制御するこ
とにより、真空漕３４内を排気して、残留ガス圧を低く
する。制御装置４は、また、酸素供給バルブ８の開閉を
制御して、必要なタイミングで酸素ボンベ９の酸素を真
空漕３４内に供給する。

【００６１】制御装置４は、モニター基板交換装置２２
を制御して、複数のモニターガラス基板Ｍを１枚ずつ順
次中心貫通穴２０４に装着する。

【００６２】制御装置４は、電子銃１２のフィラメント
１２０に電流を流して電子ビームの照射を開始し、ま
た、電流を停止して電子ビームの照射を終了する。制御
装置４は、また、坩堝載置台１４の回転軸１４０を駆動
して、所望の坩堝を切り欠き部１５２の真下に配置させ
ることで、所望の蒸着材料を蒸発させる。制御装置４
は、また、シャッター１６の開閉を制御して、蒸発材料
が基板装着ドーム２０に向けて飛翔するのを選択的に遮
断する。

【００６３】制御装置４は、さらに、測定光源３０を駆
動して、測定光をモニターガラス基板Ｍに照射させる。

【００６４】制御装置４は、反射光検出器３２を駆動し
て、反射光検出器３２が受光した反射光量Ｌを示す電気
信号を出力させると共に、この電気信号を受け取る。制
御装置４は、電気信号が示す反射光量Ｌを規格化し、規
格化した値（以下、規格化反射光量値Ｉという）に基づ
いて蒸着を終了するタイミングを制御する。より詳しく
は、所定の蒸着材料にて１層の薄膜を作成する際、ま
ず、薄膜がまだ作成されていないモニターガラス基板Ｍ
から反射された初期反射光量Ｌ_０を、所定の初期値Ｉ_０
（例えば、ＴｉＯ_２については２０、ＳｉＯ_２について
は９０）に規格化する。すなわち、規格化するための係
数（規格化係数）ｐ_０＝Ｉ_０／Ｌ_０を演算する。当該薄
膜の作成中には、反射光検出器３２からの電気信号が示
す反射光量Ｌを当該規格化係数ｐ_０を用いて規格化し
て、規格化反射光量値Ｉ（＝ｐ_０・Ｌ）を求める。

【００６５】さて、所定の蒸着材料により蒸着が行われ
ると、モニターガラス基板Ｍと基板Ｋには、同一の膜厚
ｄだけ蒸着材料が蒸着されて薄膜が形成される。蒸着が
進行するにつれ、作成される薄膜の光学膜厚ｎ・ｄ（こ
こで、ｎは、薄膜の屈折率、ｄは、製膜された薄膜の膜
厚）は、次第に増加していく。ここで、薄膜の反射率Ｒ
は、当該薄膜の光学膜厚ｎｄに対し、以下の数式（１）
を満足する。

【００６６】 Ｒ＝（ｒ_１ ²＋ｒ_２ ²＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πｎｄ／λ））／（１＋ｒ_１ ²ｒ_２ ² ＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πｎｄ／λ）） ・・・（１）

【００６７】ここで、ｒ_１は、薄膜とモニターガラス基
板Ｍとの界面における振幅反射率（フレネル係数）であ
り、（ｎ―ｎ_ｇ）／（ｎ＋ｎ_ｇ）で表される。なお、ｎ
_ｇは、モニターガラス基板Ｍの屈折率である。また、ｒ
_２は、薄膜と真空との界面での振幅反射率であり、（ｎ
_０―ｎ）／（ｎ_０＋ｎ）で表される。なお、ｎ_０は、真
空中の屈折率、すなわち、１である。

【００６８】また、規格化反射光量値Ｉは、以下の数式
（２）で表される。

【００６９】 Ｉ＝Ｐ_０・Ｒ ＝Ｐ_０・（ｒ_１ ²＋ｒ_２ ²＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πｎｄ／λ））／（１＋ｒ_１ ²ｒ_２ ² ＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πｎｄ／λ）） ・・・（２）

【００７０】ここで、Ｐ_０は、以下の数式（３）を満足
する定数である。

【００７１】 Ｐ_０ ＝ Ｉ_０／［（ｎ_０―ｎ_ｇ）／（ｎ_０＋ｎ_ｇ）］² ・・・（３）

【００７２】ここで、Ｐ_０が数式（３）を満足するの
は、モニターガラス基板Ｍからの反射光量が所定の初期
値Ｉ_０に規格化されていること、及び、モニターガラス
基板Ｍの反射率が、数式（１）におけるｄ＝０の時の反
射率Ｒの値［（ｎ_０―ｎ_ｇ）／（ｎ_０＋ｎ_ｇ）］²に等
しいからである。

【００７３】したがって、反射率Ｒ及び規格化反射光量
Iは、図９の（ａ）や（ｂ）に示されるように、薄膜の
光学膜厚ｎ・ｄが測定光の波長λの１／４の倍数に達す
る度にピークとなる単振動を示す。ここで、ＴｉＯ_２薄
膜のように、その屈折率ｎがモニターガラス基板Ｍの屈
折率ｎ_ｇ（約１．５２）より大きい薄膜では、屈折率Ｒ
及び反射光量Iは、図９の（ａ）に示すように、光学膜
厚ｎ・ｄが測定光の波長λの１／４に達すると極大ピー
クを示す。その後、光学膜厚ｎ・ｄが測定光の波長λの
１／４の倍数に達する度にピーク（極大ピークまたは極
小ピーク）を示す。また、ＳｉＯ_２薄膜のように、その
屈折率ｎがモニターガラス基板Ｍの屈折率ｎ_ｇより小さ
い薄膜では、屈折率Ｒ及び反射光量Iは、図９の（ｂ）
に示すように、光学膜厚ｎ・ｄが測定光の波長λの１／
４に達すると極小ピークを示す。その後、光学膜厚ｎ・
ｄが測定光の波長λの１／４の倍数に達する度にピーク
（極大ピークまたは極小ピーク）を示す。

【００７４】従って、例えば、測定光の波長λが５５５
ｎｍである場合において、光学膜厚ｎ・ｄが５５５／４
ｎｍ（約１３９ｎｍ）であるＴｉＯ_２薄膜を作成したい
場合には、規格化反射光量Iの光量変化曲線が初期値２
０から増加していき、最初のピーク（極大ピーク）を迎
えたところで製膜を終了すればよいことがわかる。ま
た、光学膜厚ｎ・ｄが５５５／４ｎｍ（約１３９ｎｍ）
であるＳｉＯ_２薄膜を作成したい場合には、規格化反射
光量Iの光量変化曲線が初期値９０から減少していき、
最初のピーク（極小ピーク）を迎えたところで製膜を終
了すればよいことがわかる。

【００７５】一般に、屈折率ｎの薄膜を任意の光学膜厚
Ａ（＝ｎ・ｄ、但し、λ/４以上λ/２以下）になるよう
に製膜したい場合には、規格化反射光量Iが、最初にピ
ークとなった後に以下の数式（４）の示す目標光量値Ｄ
となるまで蒸着を続け、当該目標光量値Ｄに達した時点
で、蒸着を終了すればよい。

【００７６】 Ｄ＝Ｐ_０・（ｒ_１ ²＋ｒ_２ ²＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πＡ／λ））／（１＋ｒ_１ ²ｒ _２ ² ＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πＡ／λ））・・・（４）

【００７７】したがって、規格化反射光量Ｉをモニター
しながら蒸着を進行していき、規格化反射光量Ｉがピー
ク（極大ピークまたは極小ピーク）に最初に到達した後
目標光量値Ｄに達した時点で蒸着を終了することによ
り、所望の光学膜厚Ａの薄膜を作成することができる。

【００７８】更に、本実施の形態の薄膜形成装置１によ
れば、複数種類の蒸着材料（例えば、ＴｉＯ_２とＳｉＯ
_２）を基板Ｋ上に交互に蒸着させることで、任意の光学
膜厚のＴｉＯ_２層とＳｉＯ_２層とが交互に積層した多層
膜を作成することができる。

【００７９】以下、所望の光学膜厚Ａ_ｔ（例えば、１５
０ｎｍ）のＴｉＯ_２層と所望の光学膜厚Ａ_ｓ（例えば、
１５０ｎｍ）のＳｉＯ_２層とを交互に複数層積層した多
層膜ミラーを作成する場合の動作について、説明する。

【００８０】この場合、ＴｉＯ_２を蒸着する蒸着動作
と、ＳｉＯ_２を蒸着する蒸着動作とを、交互に、複数回
行う。具体的には、第１回目、第３回目等、奇数回目の
蒸着動作では、ＴｉＯ_２による蒸着を行う。すなわち、
坩堝Ｕ１を切り欠き部１５２の真下に配置し蒸着を行
う。第２回目、第４回目等、偶数回目の蒸着動作では、
ＳｉＯ_２による蒸着を行う。すなわち、坩堝Ｕ２を切り
欠き部１５２の真下に配置し蒸着を行う。また、各回の
蒸着動作（以下、第ｉ回目の蒸着動作という、なお、１
≦ｉ≦Ｎ、Ｎは作成する層の総数）において、その蒸着
動作を終了させるための目安となる目標光量データＤ
（ｉ）（ここで、１≦ｉ≦Ｎ）を予め設定する。

【００８１】以下、目標光量データＤ（ｉ）について説
明する。

【００８２】ここで、材料ＴｉＯ_２により作成される層
（奇数回目の蒸着で作成される層）の屈折率ｎ（ｉ）
（ｉ＝１，３、・・・）が互いに同一の値ｎ_ｔであると
仮定する。この場合において、全てのＴｉＯ_２層を同一
の光学膜厚Ａ_ｔに作成したい場合を考える。その場合に
は、対応する蒸着動作で使用する目標光量データＤ
（１）、Ｄ（３）、・・・を、全て、以下の数式（５）
で定められる同一の値Ｄ_ｔに設定すれば良い。

【００８３】 Ｄ_ｔ＝Ｐ_０ｔ・（ｒ_１ ²＋ｒ_２ ²＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πＡ_ｔ／λ））／（１＋ ｒ_１ ²ｒ_２ ²＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πＡ_ｔ／λ））・・・（５）

【００８４】なお、ｒ_１＝（ｎ_ｔ―ｎ_ｇ）／（ｎ_ｔ＋ｎ
_ｇ）、ｒ_２＝（ｎ_０―ｎ_ｔ）／（ｎ _０＋ｎ_ｔ）、Ｐ_０ｔ
＝２０／［（ｎ_０―ｎ_ｇ）／（ｎ_０＋ｎ_ｇ）］²であ
る。

【００８５】また、材料ＳｉＯ_２により作成される層
（偶数回目の蒸着で作成される層）の屈折率ｎ（ｉ）
（ｉ＝２，４、・・・）も互いに同一の値ｎ_ｓであると
仮定する。この場合において、全てのＳｉＯ_２層を同一
の光学膜厚Ａ_ｓに作成したい場合には、対応する蒸着動
作で使用する目標光量データＤ（２）、Ｄ（４）、・・
・を、全て、以下の数式（６）で定められる同一の値Ｄ
_ｓに設定する。

【００８６】 Ｄ_ｓ＝Ｐ_０ｓ・（ｒ_１ ²＋ｒ_２ ²＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πＡ_ｓ／λ））／（１＋ ｒ_１ ²ｒ_２ ²＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πＡ_ｓ／λ））・・・（６）

【００８７】なお、ｒ_１＝（ｎ_ｓ―ｎ_ｇ）／（ｎ_ｓ＋ｎ
_ｇ）、ｒ_２＝（ｎ_０―ｎ_ｓ）／（ｎ _０＋ｎ_ｓ）、Ｐ_０ｓ
＝９０／［（ｎ_０―ｎ_ｇ）／（ｎ_０＋ｎ_ｇ）］²であ
る。

【００８８】例えば、ＴｉＯ_２層の屈折率ｎ_ｔが固定値
２．２４５で、ＳｉＯ_２層の屈折率ｎ_ｓが固定値１．４
５であると仮定する。その場合には、図１０に示すよう
に、どの層のＴｉＯ_２薄膜の作成中でも、規格化反射光
量Ｉは、初期値２０から増大していき、所定の極大ピー
ク７５．８５１に到達すると、減少に転じ、７５．１７
１に達したところで、光学膜厚Ａ_ｔが１５０nmとなる
（図９の（ａ））。同様に、どの層のＳｉＯ_２薄膜の作
成中でも、反射光量Ｉは、初期値９０から減少してい
き、極小ピーク７３．０６０に到達すると、増大に転
じ、７３．３３８に達したところで、光学膜厚Ａ_ｓが１
５０nmとなる（図９の（ｂ））。したがって、例えば、
全１〜２０層について光学膜厚Ａ_ｔ＝Ａ_ｓ＝１５０nmの
多層膜を作成したい場合には、図１０に示すように、目
標光量データＤ（１）、Ｄ（３）、・・・、Ｄ（１９）
を７５．１７１に設定し、目標光量データＤ（２）、Ｄ
（４）、・・・、Ｄ（２０）を７３．３３８に設定すれ
ばよい。これら目標光量データＤ（１）〜Ｄ（２０）
を、ＲＡＭ４２に格納しておく。

【００８９】一般に、層の総数がＮの多層膜であって、
各層が屈折率ｎ（ｉ）の材料からなり、かつ、各層が任
意の光学膜厚Ａ（ｉ）を有するものを作成したい場合に
は、各層ｉ（１≦ｉ≦Ｎ）について、以下の数式（７）
を満足する目標光量データＤ（ｉ）を設定し、ＲＡＭ４
２に格納すれば良い。

【００９０】 Ｄ（ｉ）＝Ｐ_０（ｉ）・（ｒ_１ ²＋ｒ_２ ²＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πＡ（ｉ）／λ ））／（１＋ｒ_１ ²ｒ_２ ²＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πＡ（ｉ）／λ））・・・（７）

【００９１】なお、ｒ_１＝（ｎ（ｉ）―ｎ_ｇ）／（ｎ
（ｉ）＋ｎ_ｇ）、ｒ_２＝（ｎ_０―ｎ（ｉ））／（ｎ_０＋
ｎ（ｉ））、Ｐ_０（ｉ）＝Ｉ_０（ｉ）／［（ｎ_０―
ｎ_ｇ）／（ｎ_０＋ｎ_ｇ）］²、ここで、Ｉ_０（ｉ）は、
規格化反射光量値Ｉ（ｉ）の所定初期値であり、例え
ば、ＴｉＯ_２薄膜では２０，ＳｉＯ_２薄膜では９０であ
る。

【００９２】制御装置４は、かかる目標光量データＤ
（ｉ）（Ｄ（１）〜Ｄ（Ｎ））に基づき、蒸着動作を全
Ｎ回繰り返し連続的に行うことによって、層の総数がＮ
の多層膜を作成する。

【００９３】以下、２つの蒸着材料ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２
とを交互に切り替えながら、蒸着動作を、計Ｎ回連続的
に行う多層膜作成工程について、図１１を参照して、説
明する。なお、多層膜作成工程において第ｉ層（１≦ｉ
≦Ｎ）の薄膜を作成する蒸着動作を第ｉ回目（１≦ｉ≦
Ｎ）の蒸着動作という。

【００９４】この多層膜作成工程は、制御装置４のＣＰ
Ｕ４０が、ＲＯＭ４４またはハードディスク４６に格納
されている多層膜作成プログラムを実行することで、行
われる。

【００９５】多層膜作成工程では、まず、ユーザが、蒸
着しようとする基板Ｋを基板装着ドーム２０の基板保持
貫通穴２０６に固定する。ＣＰＵ４０は、ユーザが真空
漕３４を閉止するのを図示しないセンサーにて検知する
と、Ｓ１０にて、多層膜作成工程の準備動作を行う。す
なわち、ＣＰＵ４０は、排気ポンプ６を駆動して真空漕
３４内の排気を開始する。さらに、測定用光源３０を点
灯し、反射光検出器３２の動作を開始する。なお、初期
状態においては、シャッター１６は閉じている。また、
酸素供給バルブ８も閉じている。

【００９６】次に、ＣＰＵ４０は、Ｓ２０にて、変数ｉ
を初期値１に設定する。

【００９７】次に、ＣＰＵ４０は、Ｓ３０にて、第ｉ回
目（ここで、ｉ＝１）の蒸着動作を開始する。

【００９８】すなわち、ｉが奇数の場合には、ＣＰＵ４
０は、酸素供給バルブ８を開き、真空漕３４内に酸素を
一定の流量で供給する。一方、ｉが偶数の場合には、酸
素供給バルブ８は閉じたままとする。

【００９９】ＣＰＵ４０は、さらに、モニター基板交換
装置２２を制御して、中心貫通穴２０４に既に固定され
ており前回（第ｉ―１回目）の蒸着動作で使用されたモ
ニターガラス基板Ｍを、まだ蒸着がされていない新しい
モニターガラス基板Ｍに交換する。この結果、新しいモ
ニターガラス基板Ｍに、所定の波長λ（この場合、５５
５nm）の測定光が照射される。反射光検出器３２は、モ
ニターガラス基板Ｍからの反射光量Ｌ_０（ｉ）を示す電
気信号を出力する。ＣＰＵ４０は、受け取った電気信号
が示す反射光量Ｌ_０（ｉ）を所定の初期値Ｉ_０（ｉ）
（ｉが奇数の時はＩ_０（ｉ）＝２０、ｉが偶数の時はＩ
_０（ｉ）＝９０）に規格化するのに必要な規格化係数ｐ
_０（ｉ）（すなわち、＝Ｉ_０（ｉ）／Ｌ_０（ｉ））を演
算する。ＣＰＵ４０は、演算した規格化係数ｐ_０（ｉ）
を、ＲＡＭ４２に格納する。

【０１００】ＣＰＵ４０は、更に、坩堝載置台１４を制
御して、対応する蒸着材料（ｉが奇数の時にはＴｉ
Ｏ_２、ｉが偶数の時にはＳｉＯ_２）を入れた坩堝を切り
欠き部１５２の真下に配置する。さらに、電子銃１２の
駆動を開始して、蒸着材料を電子ビームにより蒸発させ
る。その後、ＣＰＵ４０は、シャッター１６を開いて、
基板Ｋ及びモニターガラス基板Ｍ上への蒸着材料の蒸着
を開始する。

【０１０１】蒸着材料の蒸着を開始すると、ＣＰＵ４０
は、ＲＡＭ４２内のフラグＦを０に初期設定した後（Ｓ
４０）、Ｓ５０にて、反射光検出器３２からの電気信号
を受け取り、その信号の示す反射光量値Ｌ（ｉ）を規格
化係数ｐ_０（ｉ）によって規格化して、規格化反射光量
値Ｉ（ｉ）（＝ｐ_０（ｉ）・Ｌ_０（ｉ））を演算する。

【０１０２】次に、ＣＰＵ４０は、Ｓ６０にて、フラグ
Ｆが１か否かを判断する。フラグＦが０の場合には（Ｓ
６０でＮｏ）、Ｓ７０に進み、規格化反射光量値Ｉ
（ｉ）がピークに到達したか否かについて判断する。こ
こで、ｉが奇数の場合には、規格化反射光量値Ｉ（ｉ）
が初期値Ｉ_０（ｉ）より増加した後減少に転じたか否
か、すなわち、極大値に到達したかを判断する。一方、
ｉが偶数の場合には、規格化反射光量値Ｉ（ｉ）が初期
値Ｉ_０（ｉ）より減少した後増加に転じたか否か、すな
わち、極小値に到達したかを判断する。

【０１０３】規格化反射光量値Ｉ（ｉ）がピークに到達
するまで（Ｓ７０でＮｏ）、規格化反射光量値Ｉ（ｉ）
を演算しモニターするＳ５０、Ｓ６０（Ｎｏ）、Ｓ７０
の処理を繰り返す。

【０１０４】規格化反射光量値Ｉ（ｉ）がピークに到達
する（Ｓ７０でＹｅｓ）と、ＣＰＵ４０は、Ｓ８０に
て、フラグＦを１に設定した後、Ｓ９０に進む。

【０１０５】Ｓ９０で、ＣＰＵ４０は、規格化反射光量
値Ｉ（ｉ）が、ＲＡＭ４２に格納されている目標光量値
Ｄ（ｉ）に到達したか否かについて判断する。規格化反
射光量値Ｉ（ｉ）が目標光量値Ｄ（ｉ）に到達するまで
（Ｓ９０でＮｏ）、規格化反射光量値Ｉ（ｉ）を演算し
モニターするＳ５０、Ｓ６０（Ｙｅｓ），Ｓ９０の処理
を繰り返す。

【０１０６】規格化反射光量値Ｉ（ｉ）が目標光量値Ｄ
（ｉ）に到達する（Ｓ９０でＹｅｓ）と、Ｓ１００に移
行する。Ｓ１００にて、ＣＰＵ４０は、第ｉ回目の蒸着
動作を終了する。すなわち、シャッター１６を閉じ、同
時に、電子銃１２の駆動を停止する。ｉが奇数の場合に
は、酸素供給バルブ８を閉じ、酸素の供給を終了する。

【０１０７】こうして、第ｉ回目の蒸着動作中、反射光
検出器３２からの電気信号が示す反射光量値Ｌ（ｉ）を
規格化しその値Ｉ（ｉ）（＝Ｌ（ｉ）・ｐ_０（ｉ））を
モニターし続ける。規格化反射光量値Ｉ（ｉ）がピーク
（奇数回目の蒸着動作では極大、偶数回目の蒸着動作で
は極小）に最初に到達し、さらに、目標光量データＤ
（ｉ）の値に到達したら、蒸着を終了する。

【０１０８】かかる第ｉ回目の蒸着動作の結果、基板Ｋ
及びモニターガラス基板Ｍ上には、数式（７）を満足す
る光学膜厚Ａ（ｉ）を有する薄膜が形成される。

【０１０９】次に、ＣＰＵ４０は、Ｓ１１０にて、変数
ｉが層の総数Ｎに到達したか判断する。到達していなけ
れば（Ｓ１１０でＮｏ）、Ｓ１３０にて、変数ｉを１イ
ンクリメントした後、Ｓ３０に戻り、次の層の蒸着を行
う。

【０１１０】なお、ＣＰＵ４０は、各回（第ｉ回目）の
蒸着動作を開始する度に、モニターガラス基板Ｍを、ま
だ蒸着されていない新しいモニターガラス基板Ｍに交換
する。従って、各回の蒸着動作では、モニターガラス基
板Ｍには、当該回の蒸着動作で作成された薄膜のみが１
層形成される。一方、基板Ｋには、蒸着動作が繰り返さ
れるにしたがって、各回の蒸着動作で作成された薄膜が
前回の蒸着動作で作成された薄膜上に積層されていく。

【０１１１】また、各回（第ｉ回目）の蒸着動作を行う
度に、まず最初に、反射光量を規格化するための規格化
係数ｐ_０（ｉ）を、モニターガラス基板Ｍで反射された
反射光の初期光量値Ｌ_０（ｉ）に基づいて、演算する。
Ｓ５０では、当該規格化係数ｐ_０（ｉ）を用いて、当該
回の蒸着動作で得られた反射光量値Ｌ（ｉ）を規格化し
て規格化反射光量値Ｉ（ｉ）（＝ｐ_０（ｉ）・Ｌ
（ｉ））を演算する。したがって、測定光源３０が照射
する照射光量が、各回の蒸着動作によって変動しても、
その変動を考慮した検出を行うことができる。

【０１１２】こうして、全Ｎ回の蒸着動作が完了すると
（Ｓ１１０でＹｅｓ）、ＣＰＵ４０は、Ｓ１４０にて、
排気ポンプ６による排気動作を停止し、測定光源３０を
消灯し、反射光検出器３２の動作を停止する。

【０１１３】こうして、全Ｎ層の多層膜の作成が完了す
ると、多層膜作成工程が終了する。

【０１１４】ここで、本発明者は、実際に、ＴｉＯ_２と
ＳｉＯ_２とを交互に第１層から第２３層（すなわち、Ｎ
＝２３）まで作成する実験を行った。そして、各層の蒸
着動作中、規格化反射光量Ｉ（ｉ）の変動をモニター
し、最初に到達したピークの値Ｉｍ（ｉ）（すなわち、
光学膜厚がλ／４に達した時の規格化反射光量値：Ｔｉ
Ｏ_２では極大ピーク値、ＳｉＯ_２では極小ピーク値）を
記録した。材料ＴｉＯ_２で作成した第１層、第３層、・
・・、第２３層について観察したところ、蒸着作業が進
行するにつれ、得られる反射光量のピーク値Ｉｍ
（１）、Ｉｍ（３）、・・・、Ｉｍ（２３）が変動して
いくことが判明した。ＳｉＯ_２で作成する第２層、第４
層、・・・、第２２層についても同様であった。

【０１１５】ここで、光学膜厚がλ／４に達した時の薄
膜の反射率（以下、反射率ピーク値という）Ｒｍ（ｉ）
と薄膜の屈折率ｎ（ｉ）とは、以下の数式（８）に示す
関係にある。

【０１１６】 ｎ（ｉ）＝ｎ_ｇ ^１／２・［｛１＋Ｒｍ（ｉ）^１／２｝／｛１―Ｒｍ（ｉ）^{１／ ２} ｝］^１／２ ・・・（８）

【０１１７】また、反射率ピーク値Ｒｍ（ｉ）は、反射
光量ピーク値Ｉｍ（ｉ）に対し、以下の数式（９）の関
係を有している。

【０１１８】 Ｒｍ（ｉ）＝Ｉｍ（ｉ）／Ｐ_０（ｉ） ＝Ｉｍ（ｉ）・［（ｎ_０―ｎ_ｇ）／（ｎ_０＋ｎ_ｇ）］^２／Ｉ_０（ｉ） ・・・（ ９）

【０１１９】そこで、本発明者は、第１〜２３層につい
て実際に得られた反射光量ピークの値Ｉｍ（ｉ）に基づ
き、数式（８）（９）を演算して、各層の屈折率ｎ
（ｉ）を算出した。

【０１２０】図１２に、第１〜２３層について求めた屈
折率ｎ（ｉ）（ここで、ｎ＝１〜２３）の値を示す。横
軸は、左端を基板側として１層目（ＴｉＯ_２）、２層目
(ＳｉＯ_２)、・・２２層目（ＳｉＯ_２）、２３層目(Ｔ
ｉＯ_２)の順に製膜を進行させた様子を示している。

【０１２１】このグラフより、同じ材料で作成する層で
あっても、蒸着作業が進行するにつれ、屈折率の値が徐
々に上昇していることが判明した。特に、ＴｉＯ_２にお
いて屈折率が顕著に上昇していることがわかった。

【０１２２】かかる変化は、以下の理由で生じていると
考えられる。

【０１２３】蒸着動作を行う際には、排気ポンプ６によ
る真空漕３４内の排気を開始した後、排気を継続しなが
ら、蒸着動作を第１回目から第Ｎ回目まで繰り返し連続
して行う。したがって、排気を継続するにつれ、真空度
は、徐々に向上していくと考えられる。蒸発粒子は、真
空度が向上するほど、残留気体分子とぶつかりにくくな
り、エネルギーを失いにくくなる。このため、蒸発粒子
が基板上に高充填率にて凝結しやすくなり、屈折率が高
くなると考えられる。かかる理由から、蒸着工程が進行
するにつれて、屈折率が徐々に大きくなると考えられ
る。

【０１２４】特に、ＴｉＯ_２の製膜工程では、真空漕３
４内に酸素を供給しつつ排気を行う。そのため、連続す
る蒸着動作の開始当初には、その真空度は、かなり悪く
なる。蒸着膜の密度がかなり低く、屈折率もかなり小さ
くなる。その一方で、蒸着動作が繰り返し行われ排気処
理が進行していくにつれて、屈折率が非常に大きく増加
すると考えられる。

【０１２５】このように、蒸着を繰り返すにつれ層の屈
折率が変動していく場合には、その反射率も変動する。
例えば、屈折率が向上していく程、反射率の振幅も大き
くなる。ここで、ある層の作成中、その層の実際の屈折
率ｎ‘が、予め想定していた屈折率の値ｎからずれてし
まったと仮定する。また、この層を所望の光学膜厚Ａ＝
ｎ・ｄとなるように作成するために、予め想定していた
屈折率値ｎに基づいて、目標光量値Ｄを設定していたと
する。この場合には、実際の屈折率ｎ‘が予め想定して
いた値ｎからずれてしまっているため、当該目標光量値
Ｄに基づいて蒸着を制御したのでは、所望の光学膜厚Ａ
＝ｎ・ｄを得ることはできない。例えば、図１３に示す
ように、実際の屈折率ｎ’が想定屈折率ｎより大きくな
った場合には、規格化反射光量値Ｉが目標光量値Ｄに到
達するまで蒸着を続けてしまうと、実際に作成される薄
膜の光学膜厚ｎ’・ｄ‘は、所望の光学膜厚Ａ＝ｎ・ｄ
より大きくなってしまう。

【０１２６】そこで、本実施の形態では、制御装置４
が、図１１の多層膜作成工程を開始する前に、テスト工
程を実施し、各層の屈折率ｎ（ｉ）を個別に求めて、図
１２のような屈折率の変化プロット図を作成する。そし
て、この屈折率ｎ（ｉ）に基づいて、各層を実際に作成
する際使用する目標光量値データＤ（ｉ）を算出する。
例えば、テスト工程によって、各層について図１２に示
すような屈折率が求められたとする。すなわち、各層の
屈折率が、計算により、図１２にプロットしたように求
められたとする。例えば、１層目のＴｉＯ_２の屈折率が
２．２２３と求められ、１１層目の屈折率が２．２５９
と求められている。したがって、数式（７）により、１
層目のＴｉＯ_２の目標光量値Ｄ（１）を屈折率２．２２
３に基づいて計算し、１１層目の目標光量値Ｄ（１１）
を屈折率２．２５９に基づいて計算する。

【０１２７】ここで、テスト工程は、すでに説明した多
層膜作成工程と略同様に行われる。すなわち、真空ポン
プ６による排気を開始し、当該排気を継続しながら、多
層膜作成工程の蒸着動作と略同一のテスト蒸着動作を繰
り返し行う。すなわち、多層膜作成工程における蒸着動
作と同一の材料を蒸着するテスト蒸着動作を、同一の順
番で同一の回数（全層数Ｎ）だけ繰り返し実行する。テ
スト工程は、多層膜作成工程と、略同一の時間をかけて
行われる。したがって、テスト工程における各回のテス
ト蒸着動作には、多層膜作成工程における対応する回の
蒸着動作と略同一の排気効果の影響が与えられる。

【０１２８】ただし、テスト蒸着動作では、モニター用
ガラス基板Ｍのみを基板装着ドーム２０に装着し、基板
Ｋは装着しない。また、各回のテスト蒸着動作は、規格
化反射光量値Ｉがピーク（極大ピークまたは極小ピー
ク）に最初に到達した時点で終了するように制御する。

【０１２９】以下、本実施の形態の薄膜作成装置１の薄
膜作成動作の全体の流れについて、図１４〜図１５を参
照して説明する。

【０１３０】なお、この薄膜作成動作は、制御装置４の
ＣＰＵ４０がＲＯＭ４４またはハードディスク４６内に
格納されている薄膜作成プログラム、テストプログラ
ム、及び、多層膜作成プログラムを実行することにより
行われる。

【０１３１】まず、ユーザは、作成したい多層膜の光学
特性に基づいて、多層膜を構成すべき高屈折材料及び低
屈折率材料と多層膜の層の総数とを決定する。ユーザ
は、決定した高屈折材料及び低屈折率材料の屈折率のお
おまかな値ｎＨ、ｎＬと層の総数Ｎ、及び、各層の光学
膜厚のおおまかな値ａ（ｉ）（１≦ｉ≦Ｎ）を、入力装
置５４を介して制御装置４に入力する。ＣＰＵ４０は、
入力されたデータに基づいて、得たい光学特性を有する
多層膜の各層の光学膜厚Ａ（ｉ）（１≦ｉ≦Ｎ）を演算
する。

【０１３２】以下、ユーザが、高屈折材料ＴｉＯ_２と低
屈折率材料ＳｉＯ_２とからなり層の総数Ｎが２０で所望
の反射特性を有する多層膜ミラーを作成したい場合を例
に、具体的に説明する。

【０１３３】この場合、ユーザは、まず、入力装置５４
を操作して、高屈折材料ＴｉＯ_２の屈折率ｎＨのおおよ
その値２．２４５と、低屈折材料ＳｉＯ_２の屈折率ｎＬ
のおおよその値１．４５と、全層数Ｎ＝２０とを入力す
る。ユーザは、さらに、各層のおおよその光学膜厚ａ
（ｉ）（１≦ｉ≦２０）として１５０ｎｍを、制御装置
４に入力したとする。

【０１３４】ＣＰＵ４０は、これらの入力を受けると、
まず、Ｓ２１０にて、入力値ｎＨ、ｎＬ、Ｎ、ａ（ｉ）
に基づき演算を実行し、各層が有すべき光学膜厚Ａ
（ｉ）（１≦ｉ≦２０）を求める。具体的には、ＣＰＵ
４０は、各層の光学膜厚Ａ（ｉ）について、まず、初期
値として入力値ａ（ｉ）を設定し、入力値ｎＨ、ｎＬ、
Ｎに基づいて、作成される多層膜の光学特性をシュミレ
ーション演算する。演算した光学特性が所望のものと等
しくない場合には、光学膜厚Ａ（ｉ）の値を変更して、
再び、光学特性を演算する。所望の光学特性が得られる
まで、光学膜厚Ａ（ｉ）の値を少しずつ変更しながら演
算を繰り返す。所望の特性が得られたら、その演算の際
に使用した各層の光学膜厚Ａ（ｉ）を、作成すべき光学
膜厚Ａ（ｉ）として設定する。

【０１３５】ここでは、光学膜厚Ａ（ｉ）として初期値
ａ（ｉ）（＝１５０ｎｍ）を設定して演算した光学特性
が所望の光学特性となったと仮定する。したがって、Ｃ
ＰＵ４０は、全層について、光学膜厚Ａ（ｉ）（１≦ｉ
≦２０）＝１５０nmを設定する。

【０１３６】次に、ＣＰＵ４０は、Ｓ２２０にて、真空
蒸着装置２を制御して、テスト工程を行う。すなわち、
第１回目から第Ｎ（この場合、Ｎ＝２０）回目まで、蒸
着材料をＴｉＯ_２とＳｉＯ_２に交互に切り替えながら、
テスト蒸着動作を連続して行う。より詳しくは、奇数回
目ではＴｉＯ_２を蒸着し、偶数回目ではＳｉＯ_２を蒸着
する。

【０１３７】具体的には、Ｓ２２０のテスト工程では、
図１５に示すように、ＣＰＵ４０は、まず、Ｓ３００に
て、テスト工程の準備動作を行う。すなわち、排気ポン
プ６を駆動して排気を開始する。また、測定光源３０と
反射光検出器３２の駆動を開始する。

【０１３８】次に、Ｓ３１０にて、変数ｉを初期値１に
設定する。

【０１３９】次に、Ｓ３２０にて、第ｉ回目（ここで、
ｉ＝１）のテスト蒸着動作を開始する。

【０１４０】すなわち、ｉが奇数の場合には、酸素供給
バルブ８を開いて酸素を導入する。一方、ｉが偶数の場
合には、酸素供給バルブ８を閉じたままとする。モニタ
ー基板交換装置２２を駆動して、基板装着ドーム２０に
現在装着されているモニター基板Ｍを、新しいモニター
基板Ｍに交換する。そして、この新しいモニターガラス
基板Ｍから反射された反射光の初期反射光量値Ｌ
_０（ｉ）を所定の初期値Ｉ_０（ｉ）（ｉが奇数の時は２
０、ｉが偶数の時は９０）に規格化するための規格化係
数ｐ_０（ｉ）（＝Ｉ_０（ｉ）／Ｌ_０（ｉ））を演算す
る。次に、坩堝載置台１４を駆動し、電子銃１２を駆動
し、シャッター１６を開いて、対応する材料（ｉが奇数
の時はＴｉＯ_２、ｉが偶数の時は低屈折材料ＳｉＯ_２）
の蒸着を開始する。

【０１４１】次に、Ｓ３３０にて、モニターガラス基板
Ｍ上に作成された薄膜から反射された反射光の反射光量
値Ｌ（ｉ）を規格化係数ｐ_０（ｉ）によって規格化し
て、規格化反射光量値Ｉ（ｉ）（＝ｐ_０（ｉ）・Ｌ
_０（ｉ））を求める。

【０１４２】次に、Ｓ３４０にて、値Ｉ（ｉ）がピーク
に到達したか否かについて判断する。ここで、ｉが奇数
の場合には、規格化反射光量値Ｉ（ｉ）が初期値Ｉ
_０（ｉ）より増加した後減少に転じたか否かを判断す
る。ｉが偶数の場合には、規格化反射光量値Ｉ（ｉ）が
初期値Ｉ_０（ｉ）より減少した後増加に転じたか否かを
判断する。規格化反射光量値Ｉ（ｉ）がピークに到達す
るまで（Ｓ３４０でＮｏ）、反射光量値Ｉ（ｉ）を演算
しモニターするＳ３３０−Ｓ３４０の処理を繰り返す。

【０１４３】規格化反射光量値Ｉ（ｉ）がピークに到達
する（Ｓ３４０でＹｅｓ）と、Ｓ３５０にて第ｉ回目の
テスト蒸着動作を終了する。すなわち、シャッター１６
を閉じ、電子銃１２の駆動を停止する。さらに、ｉが奇
数なら、酸素供給バルブ８を閉じる。

【０１４４】次に、Ｓ３６０にて、ＣＰＵ４０は、Ｓ３
４０にて検知した、反射光量値Ｉ（ｉ）のピークの値Ｉ
ｍ（ｉ）をＲＡＭ４２に格納する。

【０１４５】次に、Ｓ３７０にて、変数ｉが層の総数Ｎ
（この場合、２０）に到達したか判断し、到達していな
ければ（Ｓ３７０でＮｏ）、Ｓ３８０にて、変数ｉを１
インクリメントする。そして、Ｓ３２０に戻り、次の回
のテスト蒸着を行う。

【０１４６】なお、ＣＰＵ４０は、各回（第ｉ回目）の
テスト蒸着動作を開始する度に、モニターガラス基板Ｍ
を、まだ蒸着されていない新しいモニターガラス基板Ｍ
に交換する。

【０１４７】全Ｎ回のテスト蒸着が終了すると（Ｓ３７
０でＹｅｓ）、ＣＰＵ４０は、Ｓ３９０にて排気ポンプ
６を停止し、測定光源３０と反射光検出器３２の駆動を
停止する。

【０１４８】次に、プログラムは図１４のＳ２３０に移
行する。

【０１４９】Ｓ２３０では、ＣＰＵ４０は、全Ｎ回のテ
スト蒸着動作中に得られた反射光量ピーク値Ｉｍ（１）
〜Ｉｍ（Ｎ）に基づいて、数式（８）（９）を演算し
て、全Ｎ回のテスト蒸着動作で作成された薄膜の屈折率
ｎ（１）〜ｎ（Ｎ）を算出する。例えば、反射光量ピー
ク値Ｉｍ（１）〜Ｉｍ（２０）が、図１６のように得ら
れた場合には、屈折率ｎ（１）〜ｎ（Ｎ）が、当該図に
示されているように、演算される。

【０１５０】次に、Ｓ２４０にて、ＣＰＵ４０は、Ｓ２
１０にて算出した光学膜厚Ａ（１）〜Ａ（Ｎ）と、Ｓ２
３０にて算出した屈折率ｎ（１）〜ｎ（Ｎ）とに基づい
て、数式（７）を演算して、目標光量値Ｄ（１）〜Ｄ
（Ｎ）を演算する。例えば、Ｓ２１０にて、光学膜厚Ａ
（１）〜Ａ（Ｎ）（この場合、Ｎ＝２０）について１５
０ｎｍと演算された場合には、図１６に示すような目標
光量値Ｄ（１）〜Ｄ（２０）が演算される。

【０１５１】ＣＰＵ４０は、次に、Ｓ２５０にて、目標
光量値Ｄ（１）〜Ｄ（Ｎ）を、ＲＡＭ４４に格納する。

【０１５２】次に、ＣＰＵ４０は、Ｓ２６０にて、真空
蒸着装置２を制御して、図１１に示す多層膜作成工程を
実行する。すなわち、Ｓ２２０〜Ｓ２５０で求めた目標
光量値Ｄ（１）〜Ｄ（Ｎ）に基づいて、第１層〜第Ｎ層
の薄膜からなる多層膜を作成する。全Ｎ層の多層膜の作
成が完了すると、薄膜作成工程を終了する。

【０１５３】なお、上記説明では、テスト工程にて、両
方の材料ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２について各層の屈折率を個
別に設定し、目標光量データを作成した。しかしなが
ら、材料ＳｉＯ_２については、図１２より明らかなよう
に、屈折率の変動はさほど大きくない。したがって、Ｓ
ｉＯ_２薄膜の屈折率については、図１０の比較例と同
様、固定値１．４５であると想定しても良い。その場合
には、Ｓ２４０では、この屈折率の値１．４５と光学膜
厚Ａ（２）、Ａ（４）、・・・とに基づいて数式（７）
を演算して、目標光量データＤ（２）、Ｄ（４）、・・
・を設定すればよい。例えば、全層の光学膜厚Ａ（１）
〜Ａ（Ｎ）が互いに等しい場合には、図１０に示すよう
に、目標光量データＤ（２）、Ｄ（４）、・・・も、互
いに同一の値に演算される。材料ＴｉＯ_２についての
み、各層の屈折率を個別に設定し、目標光量データを作
成すれば良い。ただし、このように材料ＴｉＯ_２につい
てのみ各層の屈折率を個別に求める場合にも、Ｓ２２０
のテスト工程においては、上述のように、両方の材料Ｔ
ｉＯ_２とＳｉＯ_２を交互に蒸着する動作を全Ｎ回行う。
テスト工程には、多層膜作成工程と略同一の時間をかけ
て行い、多層膜作成工程の場合と同一の程度の排気効果
が与えられるようにする必要があるからである。Ｓ２３
０〜Ｓ２４０において、材料ＴｉＯ_２の層についての
み、屈折率ｎ（ｉ）と目標光量データＤ（ｉ）とを求め
る。

【０１５４】以上、作成しようとする各層の光学膜厚Ａ
（ｉ）がλ／４以上でλ／２以下の値である場合につい
て説明した。そのため、反射光量Ｉ（ｉ）が最初にピー
クに到達した後初めて目標光量値Ｄ（ｉ）に達した際に
蒸着動作を停止していた。しかしながら、作成したい各
層の光学膜厚Ａ（ｉ）がλ／２より大きい場合には、反
射光量Ｉ（ｉ）がピーク（極大ピークまたは極小ピー
ク）に到達する回数をカウントし、必要な回数だけピー
クに到達しその後初めて目標光量値Ｄ（ｉ）に達した際
に蒸着動作を停止するようにすればよい。いずれにして
も、作成しようとする各層の光学膜厚Ａ（ｉ）が測定光
の波長λの少なくとも１／４以上となるように、測定光
源３０内に設けるべきバンドパスフィルターを選択すれ
ば良い。

【０１５５】本発明の第２の実施の形態による薄膜作成
方法及び薄膜作成装置について図１７〜図１９に基づき
説明する。

【０１５６】上記第１の実施の形態では、制御装置４
は、テスト工程を行って目標光量データＤ（ｉ）を生成
した。しかしながら、第２の実施の形態では、テスト工
程を行わない。

【０１５７】また、材料ＳｉＯ_２については、屈折率の
変動がさほど大きくないため、図１０の比較例の場合と
同様、全ての回の蒸着動作によって得られる薄膜の屈折
率ｎ（２）、ｎ（４）、・・・を同一の値１．４５に設
定する。そして、目標光量データＤ（２）、Ｄ（４）、
・・・も、この屈折率値１．４５と所望の光学膜厚Ａ
（２），Ａ（４）、・・・とを数式（７）に代入して求
めた値（例えば、図１０に示す７３．３３８）に設定す
る。

【０１５８】一方、材料ＴｉＯ_２については、第１、
３，・・・回目の蒸着動作（第ｉ回目の蒸着動作（ｉは
奇数））の終了後に、それぞれ、次回（第ｉ＋２回目：
第３，５，・・・）の蒸着動作で使用する目標光量デー
タＤ（ｉ＋２）を生成する。

【０１５９】本実施の形態では、制御装置４のＲＯＭ４
４またはハードディスク４６には、図１７に示す薄膜作
成プログラムと図１８に示す多層膜作成プログラムとが
格納されている。

【０１６０】なお、本実施の形態の薄膜作成装置１の構
成及び動作は、上記の点を除き、第１の実施の形態と同
一である。

【０１６１】かかる本実施の形態の薄膜作成装置１の薄
膜作成動作について、図１７、図１８を参照して、説明
する。

【０１６２】薄膜作成動作が開始すると、まず、Ｓ２１
０の多層膜設計工程が、第１の実施の形態と同様に行わ
れる。

【０１６３】なお、以下の説明では、第１の実施の形態
の場合と同様、ユーザが、ＳｉＯ_２とＴｉＯ_２のおおよ
その屈折率ｎＬ（１．４５）、ｎＨ（２．２４５）と、
層の総数（Ｎ＝２０）と、各層のおおよその光学膜厚ａ
（ｉ）＝１５０ｎｍを入力し、ＣＰＵ４０が、これらの
値に基づいて、各層の光学膜厚Ａ（ｉ）（１≦ｉ≦Ｎ）
を１５０ｎｍと演算したとする。

【０１６４】Ｓ２１０の多層膜設計工程の後、ＣＰＵ４
０は、Ｓ２３０‘にて、第１層の屈折率ｎ（１）をｎＨ
（＝２．２４５）に設定し、第２，４，・・・層の屈折
率ｎ（２）、ｎ（４）、・・・をｎＬ（＝１．４５）に
設定する。ＣＰＵ４０は、Ｓ２４０’にて、第１層の屈
折率ｎ（１）と光学膜厚Ａ（１）とに基づいて、数式
（７）を演算することにより、目標光量値Ｄ（１）を求
める。この場合、図１０の場合と同様、Ｄ（１）＝７
５．１７１と演算される。ＣＰＵ４０は、また、第２，
４，・・・層の屈折率ｎ（２）、ｎ（４）、・・・と光
学膜厚Ａ（２）、Ａ（４）、・・・とに基づいて、数式
（７）を演算することにより、目標光量値Ｄ（２）、Ｄ
（４）、・・・を求める。この場合、図１０の場合と同
様、Ｄ（２）＝Ｄ（４）＝・・・＝７３．３３８と演算
される。

【０１６５】次に、ＣＰＵ４０は、Ｓ２５０‘にて、こ
れら目標光量値Ｄ（１）、Ｄ（２）、Ｄ（４）、・・・
をＲＡＭ４４に格納する。

【０１６６】次に、ＣＰＵ４０は、真空蒸着装置２を制
御して、Ｓ２６０‘の多層膜作成工程を行う。

【０１６７】Ｓ２６０‘の多層膜作成工程では、図１８
に示すように、第１の実施の形態の場合と同様、Ｓ１０
〜Ｓ８０を実行する。規格化反射光量値Ｉ（ｉ）がピー
クに到達し（Ｓ７０でＹｅｓ）、Ｓ８０にてフラグＦを
１に設定すると、ＣＰＵ４０は、Ｓ８５にて、当該ピー
クの値Ｉｍ（ｉ）をＲＡＭ４２に格納した後、Ｓ９０に
移行する。

【０１６８】次に、Ｓ９０〜Ｓ１１０を、第１の実施形
態の場合と同様に、実行する。

【０１６９】Ｓ１１０にて、変数ｉが層の総数Ｎ（この
場合、２０）に到達したか判断し、到達していなければ
（Ｓ１１０でＮｏ）、Ｓ１１２に進む。ＣＰＵ４０は、
Ｓ１１２にて、変数ｉが層の総数より１小さい数「Ｎ―
１」（この場合、１９）に到達したか判断する。Ｎ−１
に到達していなければ（Ｓ１１２でＮｏ）、Ｓ１１４に
進む。ＣＰＵ４０は、Ｓ１１４にて、変数ｉが奇数であ
るか否か判断する。奇数であれば（Ｓ１１４でＹｅ
ｓ）、Ｓ１１６に進む。Ｓ１１６にて、ＣＰＵ４０は、
Ｓ８５で格納した反射光量ピーク値Ｉｍ（ｉ）に基づ
き、上記の数式（８）（９）を演算して、今回（第ｉ回
目）の蒸着動作で形成された層の屈折率ｎ（ｉ）を求め
る。

【０１７０】次に、Ｓ１１８にて、ＣＰＵ４０は、第ｉ
＋２回目の蒸着動作で形成される層の屈折率ｎ（ｉ＋
２）を、屈折率ｎ（ｉ）に等しいと設定する。

【０１７１】次に、Ｓ１２０にて、ＣＰＵ４０は、Ｓ１
１８にて設定した屈折率ｎ（ｉ＋２）と、光学膜厚Ａ
（ｉ＋２）とに基づき、上記の数式（７）を演算するこ
とで、第ｉ＋２回目の蒸着動作で使用すべき目標光量値
データＤ（ｉ＋２）を求める。

【０１７２】次に、Ｓ１２２にて、ＣＰＵ４０は、目標
光量値データＤ（ｉ＋２）をＲＡＭ４２に格納する。

【０１７３】その後、Ｓ１３０にて、変数ｉを１インク
リメントする。

【０１７４】なお、Ｓ１１２にて変数ｉがＮ−１に到達
していれば（Ｓ１１２でＹｅｓ）、直接Ｓ１３０に移行
する。同様にして、Ｓ１１４で変数ｉが偶数である場合
（Ｓ１１４でＮｏ）も、直接Ｓ１３０に移行する。

【０１７５】そして、Ｓ３０に戻り、次の層の蒸着を行
う。

【０１７６】全Ｎ層の蒸着が終了すると（Ｓ１１０でＹ
ｅｓ）、第１の実施の形態と同様、Ｓ１４０にて多層膜
作成工程を終了させる動作を行い、薄膜作成工程を終了
する。

【０１７７】したがって、Ｓ９０では、第１層と偶数回
目の層（第２層、第４層、・・・）については、反射光
量値Ｉ（１）、Ｉ（２）、Ｉ（４）、・・・を、Ｓ２５
０‘にてＲＡＭ４２に格納された目標光量値Ｄ（１）、
Ｄ（２）、Ｄ（４）、・・・と比較する。一方、第１層
以外の奇数回目の層（第３層、第５層、・・・）につい
ては、反射光量値Ｉ（３）、Ｉ（５）、・・・を、２層
前の蒸着工程終了後のＳ１２２にてＲＡＭ４２に格納さ
れた目標光量値Ｄ（３）、Ｄ（５）、・・・と比較す
る。

【０１７８】以上のように、本実施の形態では、多層膜
作成工程（Ｓ２６０‘）を開始する前に、目標光量デー
タＤ（１）、Ｄ（２）、Ｄ（４）、・・・を初期設定す
る。多層膜作成工程では、まず、第１回目の蒸着動作を
行い、規格化反射光量値Ｉ（１）がピークとなった後目
標光量データＤ（１）の値に到達したところで、第１回
目の蒸着動作を終了する。この回の蒸着動作で得られた
第１の薄膜の屈折率ｎ（１）を求める。そして、図１９
に示すように、同一の材料で行われる次回の蒸着動作で
ある第３回目の蒸着動作で得られる薄膜の屈折率ｎ
（３）を、当該屈折率ｎ（１）と等しいと予測する。そ
して、当該屈折率ｎ（３）と光学膜厚Ａ（３）とに基づ
き、目標光量データＤ（３）を求める。以下、同様にし
て、奇数回目（第ｉ回目）の蒸着動作にて得られた光量
ピーク値Ｉｍ（ｉ）に基づいて、当該奇数回目（第ｉ回
目）の蒸着動作で形成された薄膜の屈折率ｎ（ｉ）を求
める。同一の材料にて次に行う蒸着動作（第ｉ＋２回目
の蒸着動作）で作成される薄膜の屈折率ｎ（ｉ＋２）を
屈折率ｎ（ｉ）と等しいと設定して、当該屈折率ｎ（ｉ
＋２）と光学膜厚Ａ（ｉ＋２）とに基づき、目標光量デ
ータＤ（ｉ＋２）を設定する。

【０１７９】本実施の形態によれば、テスト工程を行う
必要がなく、多層膜作成工程中に、目標光量データＤを
作成することができる。したがって、薄膜作成動作全体
を簡素化することができる。

【０１８０】なお、上記の説明では、奇数回目（第ｉ回
目）の蒸着動作終了後、第ｉ＋２回目の蒸着動作で使用
する目標光量値Ｄ（ｉ＋２）を演算・格納した（Ｓ１１
６〜Ｓ１２２）後に、第ｉ＋１回目の蒸着動作を開始す
る（Ｓ１３０，Ｓ３０）ようにしている。しかしなが
ら、第ｉ＋２回目の蒸着動作で使用する目標光量値を演
算・格納しているのと同時に、第ｉ＋１回目の蒸着動作
を行うようにしても良い。すなわち、Ｓ１１０でＮｏの
場合には、直接、Ｓ１３０を経てＳ３０に進み、同時
に、Ｓ１１２〜Ｓ１２２の処理を行うようにしても良
い。

【０１８１】また、上記説明では、各奇数回目の蒸着動
作で得られた薄膜の屈折率を次の奇数回目の蒸着動作で
得られる薄膜の屈折率に等しいと予想して目標光量デー
タを生成していた。しかしながら、屈折率の変動の傾向
を考慮して、各奇数回目の蒸着動作で得られた薄膜の屈
折率を所定の係数で補正した値を、次の奇数回目の蒸着
動作で得られる薄膜の屈折率と等しいと予想して目標光
量データを生成しても良い。例えば、各奇数回目の蒸着
動作で得られた薄膜の屈折率に所定の係数を掛け、その
結果を、次の奇数回目の蒸着動作で得られる薄膜の屈折
率として設定して目標光量データを生成しても良い。

【０１８２】また、上記説明では、２つの材料ＴｉＯ_２
とＳｉＯ_２とを交互に製膜して多層膜を作成するにあた
り、材料ＴｉＯ_２についてのみ、各回の蒸着動作で作成
された層の屈折率に基づき次回形成される層の屈折率を
予想し、目標光量データを作成した。しかしながら、両
方の材料ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２について、それぞれ、各回
の蒸着動作で形成された層の屈折率に基づき、次回形成
される層の屈折率を設定し、目標光量データを作成して
もよい。この場合には、Ｓ２４０‘では、第１層、第２
層の目標光量データＤ（１）、Ｄ（２）のみを、ユーザ
が入力した屈折率のおおよその値に基づき設定する。第
１層の蒸着終了後のＳ１１６〜Ｓ１２０にて、屈折率ｎ
（１）を第１層のピーク値Ｉｍ（１）に基づいて算出
し、第３層の屈折率ｎ（３）と目標光量データＤ（３）
とを演算する。第２層の蒸着終了後のＳ１１６〜Ｓ１２
０にて、屈折率ｎ（２）を第２層のピーク値Ｉｍ（２）
に基づいて算出し、第４層の屈折率ｎ（４）と目標光量
データＤ（４）を演算する。以下、同様にして、目標光
量データＤ（ｉ＋２）を順次算出しつつ層を作成してい
けば良い。

【０１８３】なお、本実施の形態でも、第１の実施の形
態と同様、各層の光学膜厚Ａ（ｉ）が測定光の波長λの
少なくとも１／４以上となるように、測定光源３０内の
バンドパスフィルターを選択する。また、作成したい各
層の光学膜厚Ａ（ｉ）がλ／２より大きい場合には、反
射光量Ｉ（ｉ）がピークに到達する回数をカウントし、
必要な回数だけピークに到達した後初めて目標光量値Ｄ
（ｉ）に達した際に蒸着動作を停止するようにすればよ
い。

【０１８４】本発明による薄膜作成方法及び薄膜作成装
置は上述した実施の形態に限定されず、特許請求の範囲
に記載した範囲で種々の変形や改良が可能である。

【０１８５】例えば、第１の実施の形態では、テスト工
程（Ｓ２２０）の後、各層ｉについて屈折率ｎ（ｉ）が
計算により求められ（Ｓ２３０）、この屈折率値ｎ
（ｉ）に基づいて目標光量値Ｄ（ｉ）が求められていた
（Ｓ２４０）。しかしながら、Ｓ２３０では、各層の屈
折率ｎ（ｉ）を計算により求めた後、これら屈折率ｎ
（ｉ）を図１２のようにプロットして、これらプロット
点を近似的に結ぶ近似曲線を演算するようにしても良
い。こうして求めた近似曲線により各層の屈折率ｎ
（ｉ）を設定し直し、こうして設定し直した値を用いて
目標光量値Ｄ（ｉ）を求めても良い。かかる方法によれ
ば、屈折率の変動をより精度よく特定することができ
る。そのため、多層膜作成工程（Ｓ２６０）をより精度
よく制御することができる。例えば、図１２の場合、１
１層目の屈折率ｎ（１１）は、計算により２．２５９
（プロット点）と求められるが、近似曲線を作成するこ
とにより、２．２６１と設定し直される。したがって、
１１層目の目標光量値Ｄ（１１）を、屈折率２．２６１
に基づいて数式（７）により計算すれば良い。

【０１８６】また、上述の第１及び第２の実施の形態で
は、モニターガラス基板Ｍの表面（膜が形成される面）
における反射のみを考慮して、数式（１）〜（９）を規
定していた。しかしながら、モニターガラス基板Ｍの裏
面（膜が形成されない面）における反射をも考慮すれ
ば、モニターガラス基板Ｍによる測定光の反射をより精
度良く規定することができる。この場合には、数式
（１）で定義した反射率Ｒの代わりに、以下の数式（１
０）で表わされるＲ_ｅｆを、薄膜の反射率として定義す
れば良い。

【０１８７】 Ｒ_ｅｆ ＝ Ｒ ＋ Ｒｇ ・・・（１０）

【０１８８】ここで、Ｒは、数式（１）で定義した反射
率、すなわち、モニターガラス基板の表面での反射率で
ある。Ｒｇは、モニターガラス基板の裏面での反射率で
あり、｛（ｎ_０―ｎ_ｇ）／（ｎ_０＋ｎ_ｇ）｝^２で表され
る。ここで、ｎ_０は真空中の屈折率、ｎ_ｇはモニターガ
ラス基板Ｍの屈折率である。したがって、Ｒｇは、蒸着
の進行に関わらず、一定の値（約０．０４２６）であ
る。

【０１８９】反射率Ｒ_ｅｆをこのように定義した場合に
は、第１及び第２の実施の形態の薄膜作成工程では、数
式（７）、（８）、（９）の代わりに、以下の数式（１
１）、（１２）、（１３）を用いれば良い。

【０１９０】

【０１９１】ここで、Ｒ（ｉ）＝（ｒ_１ ²＋ｒ_２ ²＋２ｒ
_１ｒ_２cos（４πＡ（ｉ）／λ））／（１＋ｒ_１ ²ｒ_２ ²
＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πＡ（ｉ）／λ））、ｒ_１＝（ｎ
（ｉ）―ｎ_ｇ）／（ｎ（ｉ）＋ｎ_ｇ）、ｒ_２＝（ｎ_０―
ｎ（ｉ））／（ｎ_０＋ｎ（ｉ））、Ｐ_０（ｉ）＝Ｉ
_０（ｉ）／｛［（ｎ_０―ｎ_ｇ）／（ｎ_０＋ｎ_ｇ）］²＋
Ｒｇ｝＝Ｉ_０（ｉ）／２Ｒｇ、Ｒｇ＝［（ｎ_０―ｎ_ｇ）
／（ｎ_０＋ｎ_ｇ）］²＝０．０４、Ｉ_０（ｉ）は、規格
化反射光量値Ｉ（ｉ）の所定初期値（ＴｉＯ_２薄膜では
２０，ＳｉＯ_２薄膜では９０）である。

【０１９２】 ｎ（ｉ）＝ｎ_ｇ ^１／２・［｛１＋Ｒｍ‘（ｉ）^１／２｝／｛１―Ｒｍ’（ｉ） ^１／２ ｝］^１／２ ・・・（１２）

【０１９３】ここで、Ｒｍ‘（ｉ）＝Ｒｍ（ｉ）―Ｒｇ
である。

【０１９４】

【０１９５】数式（７）〜（９）の代わりに上記数式
（１１）〜（１３）を使用して第１及び第２の実施の形
態の薄膜作成工程を実施すれば、モニターガラス基板の
両面における反射を考慮することができるので、薄膜の
作成をより精度良く制御することができる。

【０１９６】更に、モニターガラス基板Ｍの表面及び裏
面の両面で多重反射が起こることを考慮すれば、モニタ
ーガラス基板Ｍでの測定光の反射を更に精度よく規定す
ることができる。この場合には、数式（１）の代わり
に、以下の数式（１４）に示すＲ_ｅｆを、薄膜の反射率
として定義すれば良い。

【０１９７】 Ｒ_ｅｆ ＝ （Ｒｇ ＋ Ｒ ― ２ＲｇＲ）／（１−ＲｇＲ）・・・（１４ ）

【０１９８】反射率Ｒ_ｅｆをこのように定義した場合に
は、第１及び第２の実施の形態の薄膜作成工程では、以
下の数式（１５）（１６）（１７）を数式（７）（８）
（９）の代わりに用いれば良い。

【０１９９】 Ｄ（ｉ）＝Ｐ_０（ｉ）・｛Ｒｇ ＋ Ｒ（ｉ） ― ２ＲｇＲ（ｉ）｝／｛１ −ＲｇＲ（ｉ）｝・・・（１５）

【０２００】ここで、Ｒ（ｉ）＝（ｒ_１ ²＋ｒ_２ ²＋２ｒ
_１ｒ_２cos（４πＡ（ｉ）／λ））／（１＋ｒ_１ ²ｒ_２ ²
＋２ｒ_１ｒ_２cos（４πＡ（ｉ）／λ））、ｒ_１＝（ｎ
（ｉ）―ｎ_ｇ）／（ｎ（ｉ）＋ｎ_ｇ）、ｒ_２＝（ｎ_０―
ｎ（ｉ））／（ｎ_０＋ｎ（ｉ））、Ｐ_０（ｉ）＝Ｉ
_０（ｉ）・（１＋Ｒｇ）／２ＲｇＲｇ＝［（ｎ_０―
ｎ_ｇ）／（ｎ_０＋ｎ_ｇ）］² ＝０．０４、Ｉ_０（ｉ）
は、規格化反射光量値Ｉ（ｉ）の所定初期値（ＴｉＯ_２
薄膜では２０，ＳｉＯ_２薄膜では９０）である。

【０２０１】 ｎ（ｉ）＝ｎ_ｇ ^１／２・［｛１＋Ｒｍ‘（ｉ）^１／２｝／｛１―Ｒｍ‘（ｉ） ^１／２ ｝］^１／２ ・・・（１６）

【０２０２】ここで、Ｒｍ‘（ｉ）＝（Ｒｍ（ｉ）―Ｒ
ｇ）／（ＲｇＲｍ（ｉ）＋１―２Ｒｇ）である。

【０２０３】 Ｒｍ（ｉ） ＝Ｉｍ（ｉ）／Ｐ_０（ｉ） ＝｛２Ｒｇ・Ｉｍ（ｉ）｝／｛（１＋Ｒｇ）・Ｉ_０（ｉ）｝・・・（１７）

【０２０４】数式（７）〜（９）の代わりに上記数式
（１５）〜（１７）を使用して第１及び第２の実施の形
態の薄膜作成工程を実施すれば、モニターガラス基板の
両面における多重反射を考慮することにより、薄膜の作
成を更に精度良く制御することができる。

【０２０５】また、上記実施の形態では、測定光を薄膜
に照射して得られる反射光の光量を測定したが、薄膜を
透過した透過光の光量等、測定光の他の特徴量を測定す
るようにしても良い。その場合には、目標光量データ
も、測定光の特徴量を示すデータとして作成する。

【０２０６】薄膜の測定については、モニターガラス基
板Ｍに測定光を照射して測定を行ったが、多層膜を作成
する基板Ｋ自体に測定光を照射して測定を行うようにし
ても良い。その場合には、モニターガラス基板Ｍは不要
になる。

【０２０７】測定光源３０の照射光量を一定に制御する
ようにしても良い。

【０２０８】作成する多層膜としては、２種類の材料を
交互に積層して作成する場合に限られず、３種類以上の
材料を交互に積層して作成するのでも良い。

【０２０９】薄膜を作成する材料としては、ＴｉＯ_２や
ＳｉＯ_２に限られない。任意の材料を蒸着して薄膜を作
成することができる。例えば、酸化ハフニウム（ＨｆＯ
_２）、五酸化タンタル（Ｔａ_２Ｏ_５）、酸化ジルコニウ
ム（ＺｒＯ_２）、酸化アルミニウム（Ａｌ_２Ｏ_３）、酸
化マグネシウム（ＭｇＯ）、酸化イットリウム（Ｙ_２Ｏ
_３）、酸化セリウム（ＣｅＯ_２）等のうちの２種類以上
の材料を交互に蒸着して多層膜を作成することができ
る。五酸化ニオブ（Ｎｂ_２Ｏ_５）、酸化ビスマス（Ｂｉ
_２Ｏ_３）、酸化ネオジウム（Ｎｄ_２Ｏ_３）、酸化アンチ
モン（Ｓｂ_２Ｏ_３）、酸化スカンジウム（Ｓｃ
_２Ｏ_３）、酸化タングステン（ＷＯ_３）、酸化インジウ
ム（Ｉｎ_２Ｏ_３）、酸化スズ（ＳｎＯ_２）、及び、酸化
亜鉛（ＺｎＯ）等を蒸着しても良い。本発明によれば、
各層の光学膜厚を正確に制御することができるため、所
望の光学特性を有する光学多層膜を作成することができ
る。

【０２１０】ここで、例えば、ＨｆＯ_２を蒸着する場合
にも、ＴｉＯ_２と同様、酸素を導入しながら蒸着する。
ＨｆＯ_２薄膜の屈折率も、図２０のように、蒸着動作を
繰り返していくうちに、大きく変動する。したがって、
上記第１，第２の実施の形態のように、個々の蒸着動作
（第ｉ回目の蒸着動作：１≦ｉ≦Ｎ）によって形成され
る薄膜の屈折率ｎ（ｉ）を予め個別に予想し、目標光量
データＤ（ｉ）をこの予想した屈折率ｎ（ｉ）に基づい
て作成すればよい。

【０２１１】ここで、一般に、材料ＴｉＯ_２やＨｆＯ_２
のように、屈折率が大きい酸化物材料を蒸着する場合に
は、酸素気体を導入しながら蒸着を行う。逆に、材料Ｓ
ｉＯ _２のように屈折率が小さい酸化物材料では、酸素の
導入は行わない。しかし、酸素を導入しない場合にも、
各蒸着工程にて作成される薄膜の屈折率ｎ（ｉ）を予め
個別に決定し、当該屈折率ｎ（ｉ）に基づいて当該蒸着
工程で使用する目標光量データＤ（ｉ）を作成すれば、
各層を形成するための蒸着工程をより正確に行うことが
できる。

【０２１２】また、酸化物以外の蒸着材料を使用するこ
ともできる。例えば、フッ化マグネシウム（ＭｇＦ_２）
を使用することができる。

【０２１３】酸化物以外の蒸着材料を使用する場合に
も、所定の気体を真空漕内に導入しながら、蒸着工程を
繰り返し行っても良い。かかる場合に、各蒸着工程にて
作成される薄膜の屈折率ｎ（ｉ）を予め個別に決定し、
当該屈折率ｎ（ｉ）に基づいて当該蒸着工程で使用する
目標光量データＤ（ｉ）を作成すれば良い。気体を導入
しない場合にも、各蒸着工程にて作成される薄膜の屈折
率ｎ（ｉ）を予め個別に決定し、当該屈折率ｎ（ｉ）に
基づいて当該蒸着工程で使用する目標光量データＤ
（ｉ）を作成しても良い。どのように蒸着工程を行う場
合でも、蒸着工程を繰り返し複数回行うにつれ、作成さ
れる薄膜の屈折率が変化していく場合には、各層の屈折
率を個別に設定し、目標光量データを作成することが好
ましい。

【０２１４】

【発明の効果】請求項１記載の薄膜作成方法によれば、
各回の第１材料蒸着工程を、当該回の蒸着工程にて形成
される薄膜の屈折率に応じた蒸着制御データによって制
御することができるため、所望の特性を有する多層膜を
作成することができる。

【０２１５】請求項２記載の薄膜作成方法によれば、各
回の第２材料蒸着工程をも、当該回の蒸着工程にて形成
される薄膜の屈折率に応じた蒸着制御データによって制
御することができるため、所望の特性をより正確に有す
る多層膜を作成することができる。

【０２１６】請求項３記載の薄膜作成方法によれば、各
回の第１材料蒸着工程にて形成された薄膜の屈折率に基
づいて、次回の第１材料蒸着工程にて得られるであろう
薄膜の屈折率を設定し、当該次回の第１材料蒸着工程を
制御するための蒸着制御データを作成する。したがっ
て、蒸着制御データを簡単にかつ正確に作成することが
でき、所望の特性を有する多層膜を作成することができ
る。

【０２１７】請求項４記載の薄膜作成方法によれば、予
備薄膜作成工程を予め実施する。予備薄膜作成工程で
は、各回の第１材料予備蒸着工程にて得られた薄膜の屈
折率に基づいて、多層膜作成工程における対応する回の
第１材料蒸着工程にて得られるであろう薄膜の屈折率を
設定し、当該対応する回の第１材料蒸着工程を制御する
ための蒸着制御データを作成する。こうして作成された
蒸着制御データにより、所望の特性を有する多層膜を作
成することができる。

【０２１８】請求項５記載の薄膜作成装置によれば、各
回の第１材料蒸着動作を、当該回の第１材料蒸着動作に
て形成されることになる薄膜の屈折率に応じた蒸着制御
データによって制御することができるため、所望の特性
を有する多層膜を作成することができる。

【０２１９】請求項６記載の薄膜作成装置によれば、各
回の第２材料蒸着動作をも、当該回の第２材料蒸着動作
にて形成されることになる薄膜の屈折率に応じた蒸着制
御データによって制御することができるため、所望の特
性をより正確に有する多層膜を作成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態による薄膜作成装置
全体の構成を示す部分断面説明図。

【図２】図１の薄膜作成装置の真空蒸着装置内部に設け
られた材料蒸発部の構成を示す斜視図。

【図３】図２の材料蒸発部の断面図。

【図４】図２の材料蒸発部の固定カバーと電子銃とを上
方から見た上面図。

【図５】図２の材料蒸発部のシャッターと電子銃とを上
方から見た上面図。

【図６】図１の基板装着ドームと、その上方に設けられ
たモニター基板交換装置とを示す斜視図。

【図７】図６のモニター基板交換装置に搭載される、モ
ニター基板を下端に保持した円筒ホルダーの断面図。

【図８】図１の薄膜作成装置に設けられた制御装置のブ
ロック図。

【図９】（ａ）は、１つのＴｉＯ_２層の蒸着が進行する
につれ反射率及び反射光量が変化する様子を示すグラフ
であり、（ｂ）は、１つのＳｉＯ_２層の蒸着が進行する
につれ反射率及び反射光量が変化する様子を示すグラ
フ。

【図１０】ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２とを交互に２０層製膜し
て多層膜ミラーを作成する際に、ＴｉＯ_２層が全て固定
した屈折率２．２４５を有し、ＳｉＯ_２層が全て固定し
た屈折率１．４５を有するものと仮定した比較例におけ
る光量変化を示すデータシート図。

【図１１】第１の実施の形態における多層膜作成工程の
動作フロー図。

【図１２】ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２とを交互に２３層製膜し
ていった際、各層の屈折率が徐々に変化していった様子
を示すグラフ。

【図１３】所望の光学膜厚ｎ・ｄを作成するための目標
光量値Ｄを想定屈折率ｎに基づいて定めた場合におい
て、実際の屈折率ｎ’が想定屈折率ｎより大きくなって
いるにも関わらず反射光量Ｉが目標光量値Ｄに到達する
まで蒸着を続けた場合に作成される薄膜の実際の光学膜
厚ｎ’・ｄ‘と当該所望の光学膜厚ｎ・ｄとの関係を説
明するグラフ。

【図１４】第１の実施の形態における薄膜作成工程の動
作フロー図。

【図１５】第１の実施の形態におけるテスト工程の動作
フロー図。

【図１６】ＴｉＯ_２とＳｉＯ_２とを交互に２０層製膜し
て多層膜ミラーを作成する際に、テスト工程によって、
各ＴｉＯ_２層と各ＳｉＯ_２層の反射光ピーク値と屈折率
とを個別に求め、各層の目標光量値を個別に設定した場
合の光量変化を示すデータシート図。

【図１７】本発明の第２の実施の形態における薄膜作成
工程の動作フロー図。

【図１８】第２の実施の形態における多層膜作成工程の
動作フロー図。

【図１９】第２の実施形態において、多層膜作成中に、
各回のＴｉＯ_２の蒸着動作の結果求められた屈折率を、
次回のＴｉＯ_２の蒸着動作で得られるであろう屈折率と
等しいと設定して屈折率の変動を次々に予測していく方
法を説明するグラフ。

【図２０】ＨｆＯ_２を順次製膜していった際、各層の屈
折率が徐々に変化していった様子を示すグラフ。

【図２１】（ａ）は、バンドパスフィルタの波長透過特
性の設計値を示すグラフであり、（ｂ）は、従来の薄膜
作成方法によって作成されたバンドパスフィルタの波長
透過特性の実測値を示すグラフ。

【図２２】図２１の（ａ）の波長透過特性を有するバン
ドパスフィルタを作成するために、第１層から第２３層
まで順次製膜する際に各層が有するべき光学膜厚の値を
示す図。

【符号の説明】

１ 薄膜作成装置 ２ 真空蒸着装置 ４ 制御装置 ６ 排気ポンプ ８ 酸素供給バルブ １０ 材料蒸発部 １２ 電子銃 １４ 坩堝載置台 １６ シャッター ２２ モニター基板交換装置 ２０ 基板装着ドーム ３０ 測定光源 ３２ 反射光検出器 ３４ 真空漕 ４０ ＣＰＵ ４２ ＲＡＭ ４４ ＲＯＭ ４６ ハードディスク

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H048 GA04 GA12 GA33 GA51 GA54 GA57 GA60 2K009 DD03 EE00 4K029 AA09 BA46 BA48 BB02 BC07 BD00 BD09 CA01 DB05 DB12 DB14 DB21 EA01

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 第１の材料を蒸着させ薄膜を形成させる
   第１材料蒸着工程と第２の材料を蒸着させ薄膜を形成さ
   せる第２材料蒸着工程とを、蒸着制御データと該形成さ
   れた薄膜を所定の測定光により測定して得られる測定結
   果とに基づいて、交互に繰り返し、該第１材料蒸着工程
   と該第２材料蒸着工程とをそれぞれ複数回ずつ実行する
   ことで、該第１の材料の薄膜と該第２の材料の薄膜とが
   交互に積層された多層膜を作成する多層膜作成工程と、 該複数回の第１材料蒸着工程の各回において作成される
   薄膜の屈折率を、個別に、かつ、当該回の第１材料蒸着
   工程を実施する前に予め決定し、該各回の第１材料蒸着
   工程において使用する蒸着制御データを、当該回の第１
   材料蒸着工程を実施する前に、該決定した屈折率に基づ
   いて作成する蒸着制御データ作成工程とからなることを
   特徴とする薄膜作成方法。
2. 【請求項２】 前記蒸着制御データ作成工程が、更に、
   前記複数回の第２材料蒸着工程の各回において作成され
   る薄膜の屈折率を、個別に、かつ、当該回の第２材料蒸
   着工程を実施する前に予め決定し、該各回の第２材料蒸
   着工程において使用する蒸着制御データを、当該回の第
   ２材料蒸着工程を実施する前に、該決定した屈折率に基
   づいて作成することを特徴とする請求項１記載の薄膜作
   成方法。
3. 【請求項３】 前記蒸着制御データ作成工程が、前記各
   回の第１材料蒸着工程において作成された薄膜について
   の測定結果に基づいて、該各回の第１材料蒸着工程にお
   いて作成された薄膜の屈折率を決定し、さらに、該決定
   した屈折率に基づいて、該各回の第１材料蒸着工程の次
   に行われる回の第１材料蒸着工程で形成される薄膜の屈
   折率を決定し、該決定された屈折率の値に基づいて、該
   次に行われる回の第１材料蒸着工程で用いる蒸着制御デ
   ータを作成することを特徴とする請求項１記載の薄膜作
   成方法。
4. 【請求項４】 該蒸着制御データ作成工程が、予備薄膜
   作成工程とデータ作成工程とを備え、 該予備薄膜作成工程が、前記第１の材料を蒸着させ薄膜
   を形成させる第１材料予備蒸着工程と前記第２の材料を
   蒸着させ薄膜を形成させる第２材料予備蒸着工程とを、
   該形成された薄膜を前記所定の測定光により測定しなが
   ら、交互に繰り返し、該第１材料予備蒸着工程と該第２
   材料予備蒸着工程とをそれぞれ前記複数回ずつ実行し、 該データ作成工程が、該各回の第１材料予備蒸着工程に
   て作成された薄膜についての測定結果に基づいて、該各
   回の第１材料予備蒸着工程により作成された薄膜の屈折
   率を決定し、当該屈折率に基づいて、前記多層膜作成工
   程における対応する回の第１材料蒸着工程にて得られる
   薄膜の屈折率を決定し、該対応する回の第１材料蒸着工
   程にて使用する蒸着制御データを、該決定した薄膜の屈
   折率に基づいて決定することを特徴とする請求項１記載
   の薄膜作成方法。
5. 【請求項５】 真空蒸着装置と、 該真空蒸着装置を制御する制御装置とからなり、 該真空蒸着装置が、 所望の基板を配置する配置部と、 第１の材料と第２の材料を蒸発させ該配置部に蒸着させ
   る材料蒸発部と、 該配置部に照射された所定の測定光を検出するための測
   定部と、 を備え、 該制御装置が、 蒸着制御データを作成する蒸着制御データ作成部と、 該蒸着制御データを格納する蒸着制御データ格納部と、 該蒸着制御データ格納部に格納されている該蒸着制御デ
   ータに基づいて、該真空蒸着装置に蒸着を行わせること
   で多層膜を作成する多層膜作成制御部とからなり、 該多層膜作成制御部が、該材料蒸発部を制御して、該第
   １の材料を該配置部上に蒸着させる第１材料蒸着動作と
   該第２の材料を該配置部上に蒸着させる第２材料蒸着動
   作とを、該測定部により得られる測定結果と該蒸着制御
   データとに基づいて、交互に繰り返させ、該第１材料蒸
   着動作と該第２材料蒸着動作とをそれぞれ複数回実行さ
   せることで、該第１の材料の薄膜と該第２の材料の薄膜
   とが交互に積層された多層膜を作成させ、 該蒸着制御データ作成部が、該複数回の第１材料蒸着動
   作の各回において作成される薄膜の屈折率を、個別に、
   かつ、対応する回の第１材料蒸着動作を実施する前に予
   め決定し、該各回の第１材料蒸着動作において使用する
   蒸着制御データを、当該回の第１材料蒸着工程を実施す
   る前に、該決定した屈折率に基づいて作成し該蒸着制御
   データ格納部に格納することを特徴とする薄膜作成装
   置。
6. 【請求項６】 前記蒸着制御データ作成部が、更に、前
   記複数回の第２材料蒸着動作の各回において作成される
   薄膜の屈折率を、個別に、かつ、対応する回の第２材料
   蒸着動作を実施する前に予め決定し、該各回の第２材料
   蒸着動作において使用する蒸着制御データを、当該回の
   第２材料蒸着工程を実施する前に、該決定した屈折率に
   基づいて作成し該蒸着制御データ格納部に格納すること
   を特徴とする請求項５記載の薄膜作成装置。