JP2003149404A - 光学薄膜およびその製造方法、及び光学薄膜による光学素子、光学系、該光学系を備える撮像装置、記録装置、露光装置 - Google Patents
光学薄膜およびその製造方法、及び光学薄膜による光学素子、光学系、該光学系を備える撮像装置、記録装置、露光装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】高屈折率を有する薄膜材料と低屈折率を有する
薄膜材料を積層して光学薄膜を形成するに際に、薄膜全
体の応力のバランスを図り、薄膜の割れや剥離のない、
耐久性の優れた光学薄膜およびその製造方法、該光学薄
膜による光学素子、光学系、該光学系を備える撮像装
置、記録装置、露光装置を提供する。 【解決手段】高屈折率を有する薄膜材料と低屈折率を有
する薄膜材料を、それぞれ１層以上組み合わせて積層し
た光学薄膜において、これら薄膜材料の応力の向きが互
いに逆になるように組み合わせて積層する。
薄膜材料を積層して光学薄膜を形成するに際に、薄膜全
体の応力のバランスを図り、薄膜の割れや剥離のない、
耐久性の優れた光学薄膜およびその製造方法、該光学薄
膜による光学素子、光学系、該光学系を備える撮像装
置、記録装置、露光装置を提供する。 【解決手段】高屈折率を有する薄膜材料と低屈折率を有
する薄膜材料を、それぞれ１層以上組み合わせて積層し
た光学薄膜において、これら薄膜材料の応力の向きが互
いに逆になるように組み合わせて積層する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、応力が少なく耐久
性に優れた薄膜とその製造方法に関するものである。特
に光学素子、たとえば２５０ｎｍ以下の波長で用いられ
る反射防止膜やミラー、フィルター等に利用される光学
素子、あるいは該光学素子による光学系、該光学系を備
える撮像装置（カメラ、ビデオ、スキャナー等）、記録
装置（レーザービームプリンタ等）、露光装置（ステッ
パーネスキャナー等）に関する。
性に優れた薄膜とその製造方法に関するものである。特
に光学素子、たとえば２５０ｎｍ以下の波長で用いられ
る反射防止膜やミラー、フィルター等に利用される光学
素子、あるいは該光学素子による光学系、該光学系を備
える撮像装置（カメラ、ビデオ、スキャナー等）、記録
装置（レーザービームプリンタ等）、露光装置（ステッ
パーネスキャナー等）に関する。
【０００２】
【従来の技術】薄膜はそれ自身の持つ性質により薄膜作
成時に基板に対して変形を与える。これを応力発生とい
う。基板に対して同じ種類の応力の物質を多く重ねると
基板の変形が大きくなるほか、薄膜自身の応力により薄
膜そのものが破壊することがある。基板に対して薄膜が
外側にそる場合を圧縮応力、基板に対して薄膜が内側に
そる場合を引っ張り応力と定義すると、引っ張り応力を
示す物質としてＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ａｌ
2Ｏ3、ＭｇＦ2などが知られており、また、圧縮応力を
示す物質としそは、ＳｉＯ2のみが知られていた。
成時に基板に対して変形を与える。これを応力発生とい
う。基板に対して同じ種類の応力の物質を多く重ねると
基板の変形が大きくなるほか、薄膜自身の応力により薄
膜そのものが破壊することがある。基板に対して薄膜が
外側にそる場合を圧縮応力、基板に対して薄膜が内側に
そる場合を引っ張り応力と定義すると、引っ張り応力を
示す物質としてＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ａｌ
2Ｏ3、ＭｇＦ2などが知られており、また、圧縮応力を
示す物質としそは、ＳｉＯ2のみが知られていた。
【０００３】一方で、従来、高屈折率の材料と低屈折の
材料を組み合わせて多層膜を形成する場合、高屈折材料
としてはＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3などが
用いられており、また低屈折率材料としてはＳｉＯ2、
ＭｇＦ2などが用いられていた。
材料を組み合わせて多層膜を形成する場合、高屈折材料
としてはＴｉＯ2、Ｔａ2Ｏ5、ＺｒＯ2、Ａｌ2Ｏ3などが
用いられており、また低屈折率材料としてはＳｉＯ2、
ＭｇＦ2などが用いられていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】ところで、応力を減少
させ、なおかつ良好な光学特性を発揮させるためには応
力の向きが互いに逆の高屈折率材料と低屈折率材料を組
み合わせることが望ましいが、従来の知られている材料
と薄膜の製造方法では、低屈折率材料としてＳｉＯ2を
用いるほか選択肢が無く、得られる光学特性は自ら限ら
れることとなる。
させ、なおかつ良好な光学特性を発揮させるためには応
力の向きが互いに逆の高屈折率材料と低屈折率材料を組
み合わせることが望ましいが、従来の知られている材料
と薄膜の製造方法では、低屈折率材料としてＳｉＯ2を
用いるほか選択肢が無く、得られる光学特性は自ら限ら
れることとなる。
【０００５】これに対して、近年需要が増加している真
空紫外線領域（波長２５０ｎｍ以下）においては、上記
の材料のうち高屈折率材料はＡｌ2Ｏ3以外ほとんど透明
性が無く、また低屈折率材料に関してはＭｇＦ2、Ｓｉ
Ｏ2があるが、ＳｉＯ2は１９０ｎｍ以下の波長に対して
は透過率が急激に低下する。このため、真空紫外線領域
で薄膜を作成しようとすれば、従来の材料の組み合わせ
では高屈折率材料がＡｌ2Ｏ3、低屈折率材料がＭｇＦ2
となってしまうため、材料の応力の向きが同じになるこ
ととなり、耐久性のある薄膜を作成する上で問題が生じ
る。
空紫外線領域（波長２５０ｎｍ以下）においては、上記
の材料のうち高屈折率材料はＡｌ2Ｏ3以外ほとんど透明
性が無く、また低屈折率材料に関してはＭｇＦ2、Ｓｉ
Ｏ2があるが、ＳｉＯ2は１９０ｎｍ以下の波長に対して
は透過率が急激に低下する。このため、真空紫外線領域
で薄膜を作成しようとすれば、従来の材料の組み合わせ
では高屈折率材料がＡｌ2Ｏ3、低屈折率材料がＭｇＦ2
となってしまうため、材料の応力の向きが同じになるこ
ととなり、耐久性のある薄膜を作成する上で問題が生じ
る。
【０００６】つまり、前述のように、従来利用されてき
た真空蒸着用薄膜材料は成膜後の応力状態が引っ張り応
力になる物質がほとんどであり、わずかにＳｉＯ2が圧
縮応力を示すに過ぎない。従って、高屈折率薄膜と低屈
折率薄膜を積層すると薄膜全体の基板に与える応力は大
きな引っ張り応力となり、薄膜の割れや剥離現象を引き
起こす原因となっていた。
た真空蒸着用薄膜材料は成膜後の応力状態が引っ張り応
力になる物質がほとんどであり、わずかにＳｉＯ2が圧
縮応力を示すに過ぎない。従って、高屈折率薄膜と低屈
折率薄膜を積層すると薄膜全体の基板に与える応力は大
きな引っ張り応力となり、薄膜の割れや剥離現象を引き
起こす原因となっていた。
【０００７】そこで、本発明は上記課題を解決し、高屈
折率を有する薄膜材料と低屈折率を有する薄膜材料を積
層して光学薄膜を形成するに際に、薄膜全体の応力のバ
ランスを図り、薄膜の割れや剥離のない、耐久性の優れ
た光学薄膜およびその製造方法、該光学薄膜による光学
素子、光学系、該光学系を備える撮像装置、記録装置、
露光装置を提供することを目的とするものである。
折率を有する薄膜材料と低屈折率を有する薄膜材料を積
層して光学薄膜を形成するに際に、薄膜全体の応力のバ
ランスを図り、薄膜の割れや剥離のない、耐久性の優れ
た光学薄膜およびその製造方法、該光学薄膜による光学
素子、光学系、該光学系を備える撮像装置、記録装置、
露光装置を提供することを目的とするものである。
【０００８】
【発明を解決するための手段】本発明は、上記課題を達
成するため、つぎの（１）〜（２３）のように構成した
光学薄膜およびその製造方法、該光学薄膜による光学素
子、光学系、該光学系を備える撮像装置、記録装置、露
光装置を提供するものである。 （１）高屈折率を有する薄膜材料と低屈折率を有する薄
膜材料を、それぞれ１層以上組み合わせて積層した光学
薄膜において、これら薄膜材料の応力の向きが互いに逆
になるように組み合わせて積層したことを特徴とする光
学薄膜。 （２）前記組み合わせて積層したそれぞれの薄膜材料
が、真空紫外線領域において所望の光学的特性を有する
薄膜材料であることを特徴とする上記（１）に記載の光
学薄膜。 （３）前記高屈折率を有する薄膜材料が、ランタノイド
を含むフッ化物材料であることを特徴とする上記（１）
または上記（２）に記載の光学薄膜。 （４）前記ランタノイドを含むフッ化物材料が、ＧｄＦ
3またはＬａＦ3、またはその両方であることを特徴とす
る上記（３）に記載の光学薄膜。 （５）前記低い屈折率を有する薄膜が、ランタノイド以
外を含むフッ化物材料であることを特徴とする上記
（１）または上記（２）に記載の光学薄膜。 （６）前記ランタノイド以外を含むフッ化物材料が、Ｍ
ｇＦ2であることを特徴とする上記（５）に記載の光学
薄膜。 （７）前記光学薄膜は、前記高い屈折率を持つ薄膜材料
の堆積速度を１５Å／ｓ以下で積層した光学薄膜である
ことを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載
の光学薄膜。 （８）前記光学薄膜は、前記高い屈折率を持つ薄膜材料
の膜厚を６００Å以下として構成されていることを特徴
とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の光学薄
膜。 （９）前記光学薄膜が、真空蒸着によって形成された光
学薄膜であることを特徴とする上記（１）〜（８）のい
ずれかに記載の光学薄膜。 （１０）高屈折率を有する薄膜材料と低屈折率を有する
薄膜材料を、それぞれ１層以上組み合わせて積層する光
学薄膜の製造方法において、これら薄膜材料の応力の向
きが互いに逆になるように組み合わせて積層することを
特徴とする光学薄膜の製造方法。 （１１）前記組み合わせて積層したそれぞれの薄膜材料
が、真空紫外線領域において所望の光学的特性を有する
薄膜材料であることを特徴とする上記（１０）に記載の
光学薄膜の製造方法。 （１２）前記高屈折率を有する薄膜材料が、ランタノイ
ドを含むフッ化物材料であることを特徴とする上記（１
０）または上記（１１）に記載の光学薄膜の製造方法。 （１３）前記ランタノイドを含むフッ化物材料が、Ｇｄ
Ｆ3またはＬａＦ3、またはその両方であることを特徴と
する上記（１２）に記載の光学薄膜の製造方法。 （１４）前記低い屈折率を有する薄膜が、ランタノイド
以外を含むフッ化物材料であることを特徴とする上記
（１０）または上記（１１）に記載の光学薄膜の製造方
法。 （１５）前記ランタノイド以外を含むフッ化物材料が、
ＭｇＦ2であることを特徴とする上記（１４）に記載の
光学薄膜の製造方法。 （１６）前記高い屈折率を持つ薄膜材料は、その堆積速
度を１５Å／ｓ以下で積層することを特徴とする上記
（１０）〜（１５）のいずれかに記載の光学薄膜の製造
方法。 （１７）前記高い屈折率を持つ薄膜材料は、その膜厚を
６００Å以下に形成することを特徴とする上記（１０）
〜（１６）のいずれかに記載の光学薄膜の製造方法。 （１８）前記光学薄膜は、真空蒸着によって形成するこ
とを特徴とする上記（１０）〜（１７）のいずれかに記
載の光学薄膜の製造方法。 （１９）上記（１）〜（９）のいずれかに記載の光学薄
膜または上記（１０）〜（１８）のいずれかに記載の光
学薄膜の製造方法で製造された光学薄膜が形成してある
ことを特徴とする光学素子。 （２０）上記（１９）に記載の光学素子を有することを
特徴とする光学系。 （２１）上記（２０）に記載の光学系を備えることを特
徴とする撮像装置。 （２２）上記（２０）に記載の光学系を備えることを特
徴とする記録装置。 （２３）上記（２０）に記載の光学系を備えることを特
徴とする露光装置。
成するため、つぎの（１）〜（２３）のように構成した
光学薄膜およびその製造方法、該光学薄膜による光学素
子、光学系、該光学系を備える撮像装置、記録装置、露
光装置を提供するものである。 （１）高屈折率を有する薄膜材料と低屈折率を有する薄
膜材料を、それぞれ１層以上組み合わせて積層した光学
薄膜において、これら薄膜材料の応力の向きが互いに逆
になるように組み合わせて積層したことを特徴とする光
学薄膜。 （２）前記組み合わせて積層したそれぞれの薄膜材料
が、真空紫外線領域において所望の光学的特性を有する
薄膜材料であることを特徴とする上記（１）に記載の光
学薄膜。 （３）前記高屈折率を有する薄膜材料が、ランタノイド
を含むフッ化物材料であることを特徴とする上記（１）
または上記（２）に記載の光学薄膜。 （４）前記ランタノイドを含むフッ化物材料が、ＧｄＦ
3またはＬａＦ3、またはその両方であることを特徴とす
る上記（３）に記載の光学薄膜。 （５）前記低い屈折率を有する薄膜が、ランタノイド以
外を含むフッ化物材料であることを特徴とする上記
（１）または上記（２）に記載の光学薄膜。 （６）前記ランタノイド以外を含むフッ化物材料が、Ｍ
ｇＦ2であることを特徴とする上記（５）に記載の光学
薄膜。 （７）前記光学薄膜は、前記高い屈折率を持つ薄膜材料
の堆積速度を１５Å／ｓ以下で積層した光学薄膜である
ことを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれかに記載
の光学薄膜。 （８）前記光学薄膜は、前記高い屈折率を持つ薄膜材料
の膜厚を６００Å以下として構成されていることを特徴
とする上記（１）〜（７）のいずれかに記載の光学薄
膜。 （９）前記光学薄膜が、真空蒸着によって形成された光
学薄膜であることを特徴とする上記（１）〜（８）のい
ずれかに記載の光学薄膜。 （１０）高屈折率を有する薄膜材料と低屈折率を有する
薄膜材料を、それぞれ１層以上組み合わせて積層する光
学薄膜の製造方法において、これら薄膜材料の応力の向
きが互いに逆になるように組み合わせて積層することを
特徴とする光学薄膜の製造方法。 （１１）前記組み合わせて積層したそれぞれの薄膜材料
が、真空紫外線領域において所望の光学的特性を有する
薄膜材料であることを特徴とする上記（１０）に記載の
光学薄膜の製造方法。 （１２）前記高屈折率を有する薄膜材料が、ランタノイ
ドを含むフッ化物材料であることを特徴とする上記（１
０）または上記（１１）に記載の光学薄膜の製造方法。 （１３）前記ランタノイドを含むフッ化物材料が、Ｇｄ
Ｆ3またはＬａＦ3、またはその両方であることを特徴と
する上記（１２）に記載の光学薄膜の製造方法。 （１４）前記低い屈折率を有する薄膜が、ランタノイド
以外を含むフッ化物材料であることを特徴とする上記
（１０）または上記（１１）に記載の光学薄膜の製造方
法。 （１５）前記ランタノイド以外を含むフッ化物材料が、
ＭｇＦ2であることを特徴とする上記（１４）に記載の
光学薄膜の製造方法。 （１６）前記高い屈折率を持つ薄膜材料は、その堆積速
度を１５Å／ｓ以下で積層することを特徴とする上記
（１０）〜（１５）のいずれかに記載の光学薄膜の製造
方法。 （１７）前記高い屈折率を持つ薄膜材料は、その膜厚を
６００Å以下に形成することを特徴とする上記（１０）
〜（１６）のいずれかに記載の光学薄膜の製造方法。 （１８）前記光学薄膜は、真空蒸着によって形成するこ
とを特徴とする上記（１０）〜（１７）のいずれかに記
載の光学薄膜の製造方法。 （１９）上記（１）〜（９）のいずれかに記載の光学薄
膜または上記（１０）〜（１８）のいずれかに記載の光
学薄膜の製造方法で製造された光学薄膜が形成してある
ことを特徴とする光学素子。 （２０）上記（１９）に記載の光学素子を有することを
特徴とする光学系。 （２１）上記（２０）に記載の光学系を備えることを特
徴とする撮像装置。 （２２）上記（２０）に記載の光学系を備えることを特
徴とする記録装置。 （２３）上記（２０）に記載の光学系を備えることを特
徴とする露光装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】上記構成を適用して、低屈折率薄
膜ＭｇＦ2に対し高屈折率薄膜ＬａＦ3またはＧｄＦ3を
堆積するに際して、薄膜の膜厚と堆積速度を制御するこ
とで、基板に対してほとんど応力の影響がなく薄膜の割
れや剥離といった問題のない、耐久性の優れた光学素子
を実現することが可能となるが、これは本発明者らが鋭
意研究をした結果によるつぎのような知見に基づくもの
である。
膜ＭｇＦ2に対し高屈折率薄膜ＬａＦ3またはＧｄＦ3を
堆積するに際して、薄膜の膜厚と堆積速度を制御するこ
とで、基板に対してほとんど応力の影響がなく薄膜の割
れや剥離といった問題のない、耐久性の優れた光学素子
を実現することが可能となるが、これは本発明者らが鋭
意研究をした結果によるつぎのような知見に基づくもの
である。
【００１０】本発明者らは、真空紫外領域の波長約２０
０ｎｍ付近での屈折率が約１．６６のＬａＦ3、同じく
屈折率が約１．６８のＧｄＦ3に注目、これらの材料に
ついて応力特性を詳細に検討した結果、薄膜の膜厚と堆
積速度を厳密に制御することにより、ＭｇＦ2との組み
合わせに於いて互いに応力を打ち消しあい、基板に対し
てほとんど応力の影響が無く、割れや剥離の無い薄膜の
完成に至ったものである。
０ｎｍ付近での屈折率が約１．６６のＬａＦ3、同じく
屈折率が約１．６８のＧｄＦ3に注目、これらの材料に
ついて応力特性を詳細に検討した結果、薄膜の膜厚と堆
積速度を厳密に制御することにより、ＭｇＦ2との組み
合わせに於いて互いに応力を打ち消しあい、基板に対し
てほとんど応力の影響が無く、割れや剥離の無い薄膜の
完成に至ったものである。
【００１１】すなわち、本発明の薄膜は、高屈折率材料
としてＧｄＦ3またはＬａＦ3を用い、また低屈折率材料
としてＭｇＦ2またはその他の引っ張り応力特性をもつ
物質を用いて、それら高屈折率物質と低屈折率物質を交
互に組み合わせ、また、両者の成膜速度と膜厚を厳密に
制御することによって応力の少ない薄膜を提供するもの
である。具体的には、高屈折率材料としてのＧｄＦ3ま
たはＬａＦ3は基板上においてその薄膜の堆積速度を１
５Å／ｓ以下、最適には５Å／ｓ以下で作成し、かつそ
れら薄膜の厚さを６００Å以下にすることが望ましい。
また低屈折率材料としてのＭｇＦ2の利用も可能にする
ものである。
としてＧｄＦ3またはＬａＦ3を用い、また低屈折率材料
としてＭｇＦ2またはその他の引っ張り応力特性をもつ
物質を用いて、それら高屈折率物質と低屈折率物質を交
互に組み合わせ、また、両者の成膜速度と膜厚を厳密に
制御することによって応力の少ない薄膜を提供するもの
である。具体的には、高屈折率材料としてのＧｄＦ3ま
たはＬａＦ3は基板上においてその薄膜の堆積速度を１
５Å／ｓ以下、最適には５Å／ｓ以下で作成し、かつそ
れら薄膜の厚さを６００Å以下にすることが望ましい。
また低屈折率材料としてのＭｇＦ2の利用も可能にする
ものである。
【００１２】また、本発明の多層膜は、真空中で該蒸着
材料を溶融蒸発させる真空蒸着法で作成されることが望
ましい。また、その多層膜は薄膜を作成する基板上に該
蒸着材料を交互に堆積させることによって実現される。
蒸発源の種類は、成膜時に膜厚と成膜速度を制御する必
要があることから、蒸発源はその出力を精密に制御でき
るものが望ましく、電子銃溶解法、抵抗加熱法、高周波
誘導加熱法などが適している。
材料を溶融蒸発させる真空蒸着法で作成されることが望
ましい。また、その多層膜は薄膜を作成する基板上に該
蒸着材料を交互に堆積させることによって実現される。
蒸発源の種類は、成膜時に膜厚と成膜速度を制御する必
要があることから、蒸発源はその出力を精密に制御でき
るものが望ましく、電子銃溶解法、抵抗加熱法、高周波
誘導加熱法などが適している。
【００１３】また、膜厚を制御するために、光学式ある
いは水晶式の膜厚モニターを備えていることが望まし
い。薄膜として形成される物質の元の物質を蒸着材料と
呼ぶが、本発明の蒸着材料であるＧｄＦ3、ＬａＦ3、Ｍ
ｇＦ2は粉末を焼き固めた焼結体、単結晶、単結晶を粉
砕した果粒状等が用いられる。本発明において多層膜を
形成される基板は、特に限定されるものではないが、真
空紫外用の反射防止膜、増反射膜、特定の波長を透過さ
せるフィルター等があげられる。さらに、本発明に基づ
く光学薄膜を他の薄膜と組み合わせて利用することによ
り、薄膜全体の応力を低減し、耐久性の優れた光学薄膜
を得ることができる。
いは水晶式の膜厚モニターを備えていることが望まし
い。薄膜として形成される物質の元の物質を蒸着材料と
呼ぶが、本発明の蒸着材料であるＧｄＦ3、ＬａＦ3、Ｍ
ｇＦ2は粉末を焼き固めた焼結体、単結晶、単結晶を粉
砕した果粒状等が用いられる。本発明において多層膜を
形成される基板は、特に限定されるものではないが、真
空紫外用の反射防止膜、増反射膜、特定の波長を透過さ
せるフィルター等があげられる。さらに、本発明に基づ
く光学薄膜を他の薄膜と組み合わせて利用することによ
り、薄膜全体の応力を低減し、耐久性の優れた光学薄膜
を得ることができる。
【００１４】
【実施例】以下に、本発明の実施例について説明する
が、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるも
のでない。 ［実施例１］実施例１の光学薄膜の製造においては、図
１に示す真空蒸着装置を用いた。図１において、１は真
空蒸着装置、２は真空槽、３は電子銃、４は蒸着材料、
５は電子ビーム、６は石英基板、７は水晶振動子であ
る。
が、本発明はこれらの実施例によって何ら限定されるも
のでない。 ［実施例１］実施例１の光学薄膜の製造においては、図
１に示す真空蒸着装置を用いた。図１において、１は真
空蒸着装置、２は真空槽、３は電子銃、４は蒸着材料、
５は電子ビーム、６は石英基板、７は水晶振動子であ
る。
【００１５】この装置により光学薄膜を製造するに際し
て、まず図１の真空蒸着装置（シンクロン製ＢＭＣ８０
０）中のドームに直径３０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英
基板を配置し応力および薄膜観察用のモニター基板とす
る。次に、装置の底部に配置された電子ビーム蒸着用ハ
ースにＧｄＦ3、ＭｇＦ2を充填し装置内を１×１０-3Ｐ
ａの圧力まで排気し、その後電子銃加速電圧６ｋＶに設
定、水晶振動子にて膜厚、成膜速度を監視しながら成膜
速度５Å／ｓ、膜厚が３４０ÅになるようにＭｇＦ2を
成膜した。次に、同じ加速電圧にて同様に水晶振動子に
て膜厚、成膜速度を監視しながら成膜速度５Å／ｓ、膜
厚２８７ÅになるようにＧｄＦ3を成膜した。同様のこ
とを交互に繰り返し、層数２４層の薄膜を得た。
て、まず図１の真空蒸着装置（シンクロン製ＢＭＣ８０
０）中のドームに直径３０ｍｍ、厚さ０．５ｍｍの石英
基板を配置し応力および薄膜観察用のモニター基板とす
る。次に、装置の底部に配置された電子ビーム蒸着用ハ
ースにＧｄＦ3、ＭｇＦ2を充填し装置内を１×１０-3Ｐ
ａの圧力まで排気し、その後電子銃加速電圧６ｋＶに設
定、水晶振動子にて膜厚、成膜速度を監視しながら成膜
速度５Å／ｓ、膜厚が３４０ÅになるようにＭｇＦ2を
成膜した。次に、同じ加速電圧にて同様に水晶振動子に
て膜厚、成膜速度を監視しながら成膜速度５Å／ｓ、膜
厚２８７ÅになるようにＧｄＦ3を成膜した。同様のこ
とを交互に繰り返し、層数２４層の薄膜を得た。
【００１６】成膜終了後、石英基板を真空槽から取り出
し、干渉計にて面精度を測定したところ、基板は薄膜の
面が凹面となるような変形をし、基板に働く応力は０．
２×１０-9ＧＰａと計算された。この薄膜を温度６０
℃、湿度９５％の恒温恒湿環境中に２００時間放置し、
放置前と放置後の薄膜の状態を目視にて確認したとこ
ろ、クラックや膜はがれなどの変化は見られなかった。
し、干渉計にて面精度を測定したところ、基板は薄膜の
面が凹面となるような変形をし、基板に働く応力は０．
２×１０-9ＧＰａと計算された。この薄膜を温度６０
℃、湿度９５％の恒温恒湿環境中に２００時間放置し、
放置前と放置後の薄膜の状態を目視にて確認したとこ
ろ、クラックや膜はがれなどの変化は見られなかった。
【００１７】［実施例２］実施例２においては、まず実
施例１と同じ図１の真空蒸着装置中に実施例１と同様に
石英の基板を配置し、底面に配置された電子ビーム蒸着
用ハースにＬａＦ 3、ＭｇＦ2を充填し装置内を１×１０
-3Ｐａの圧力まで排気する。その後、電子銃加速電圧６
ｋＶにし、水晶振動子にて膜厚、成膜速度を監視しなが
ら成膜速度５Å／ｓ、膜厚が３４０ÅになるようにＭｇ
Ｆ2を成膜した。次に、同じ加速電圧にて同様に水晶振
動子を用いて膜厚、成膜速度を監視しながら成膜速度５
Å／ｓ、膜厚２９１ÅになるようにＬａＦ3を成膜し
た。同様のことを交互に繰り返し、層数３０層の薄膜を
得た。
施例１と同じ図１の真空蒸着装置中に実施例１と同様に
石英の基板を配置し、底面に配置された電子ビーム蒸着
用ハースにＬａＦ 3、ＭｇＦ2を充填し装置内を１×１０
-3Ｐａの圧力まで排気する。その後、電子銃加速電圧６
ｋＶにし、水晶振動子にて膜厚、成膜速度を監視しなが
ら成膜速度５Å／ｓ、膜厚が３４０ÅになるようにＭｇ
Ｆ2を成膜した。次に、同じ加速電圧にて同様に水晶振
動子を用いて膜厚、成膜速度を監視しながら成膜速度５
Å／ｓ、膜厚２９１ÅになるようにＬａＦ3を成膜し
た。同様のことを交互に繰り返し、層数３０層の薄膜を
得た。
【００１８】成膜終了後、石英基板を真空槽から取り出
し、干渉計にて面精度を測定したところ、基板は薄膜の
面が凹面となるような変形をし、基板に働く応力は０．
７×１０-9ＧＰａと計算された。この薄膜を温度６０
℃、湿度９５％の恒温恒湿環境中に２００時間放置し、
放置前と放置後の薄膜の状態を目視にて確認したとこ
ろ、クラックや膜はがれなどの変化は見られなかった。
し、干渉計にて面精度を測定したところ、基板は薄膜の
面が凹面となるような変形をし、基板に働く応力は０．
７×１０-9ＧＰａと計算された。この薄膜を温度６０
℃、湿度９５％の恒温恒湿環境中に２００時間放置し、
放置前と放置後の薄膜の状態を目視にて確認したとこ
ろ、クラックや膜はがれなどの変化は見られなかった。
【００１９】（比較例１）実施例１と同じ図１の真空蒸
着装置中に実施例１と同様に石英の基板を配置し、底面
に配置された電子ビーム蒸着用ハースにＡｌ2Ｏ3、Ｍｇ
Ｆ2を充填し装置内を１×１０-3Ｐａの圧力まで排気す
る。その後、電子銃加速電圧６ｋＶにし、水晶振動子に
て膜厚、成膜速度を監視しながら成膜速度５Å／ｓ、膜
厚が３４０ÅになるようにＭｇＦ2を成膜した。次に、
同じ加速電圧にて同様に水晶振動子を用いて膜厚、成膜
速度を監視しながら成膜速度５Å／ｓ、膜厚２８４Åに
なるようにＡｌ2Ｏ3を成膜した。同様のことを交互に繰
り返し、層数３０層の薄膜を得た。
着装置中に実施例１と同様に石英の基板を配置し、底面
に配置された電子ビーム蒸着用ハースにＡｌ2Ｏ3、Ｍｇ
Ｆ2を充填し装置内を１×１０-3Ｐａの圧力まで排気す
る。その後、電子銃加速電圧６ｋＶにし、水晶振動子に
て膜厚、成膜速度を監視しながら成膜速度５Å／ｓ、膜
厚が３４０ÅになるようにＭｇＦ2を成膜した。次に、
同じ加速電圧にて同様に水晶振動子を用いて膜厚、成膜
速度を監視しながら成膜速度５Å／ｓ、膜厚２８４Åに
なるようにＡｌ2Ｏ3を成膜した。同様のことを交互に繰
り返し、層数３０層の薄膜を得た。
【００２０】成膜終了後、石英基板を真空槽から取り出
し、干渉計にて面精度を測定したところ、基板は薄膜の
面が凹面となるような変形をし、基板に働く応力は２．
７×１０-9ＧＰａと計算された。この薄膜を温度６０
℃、湿度９５％の恒温恒湿環境中に２００時間放置し、
放置前と放置後の薄膜の状態を目視にて確認したとこ
ろ、クラックや膜はがれが発生しているのが観察され
た。
し、干渉計にて面精度を測定したところ、基板は薄膜の
面が凹面となるような変形をし、基板に働く応力は２．
７×１０-9ＧＰａと計算された。この薄膜を温度６０
℃、湿度９５％の恒温恒湿環境中に２００時間放置し、
放置前と放置後の薄膜の状態を目視にて確認したとこ
ろ、クラックや膜はがれが発生しているのが観察され
た。
【００２１】（比較例２）実施例１と同じ図１の真空蒸
着装置中に実施例１と同様に石英の基板を配置し、底面
に配置された電子ビーム蒸着用ハースにＬａＦ3、Ｍｇ
Ｆ2を充填し装置内を１×１０-3Ｐａの圧力まで排気す
る。その後、電子銃加速電圧６ｋＶにし、水晶振動子に
て膜厚、成膜速度を監視しながら成膜速度２０Å／ｓ、
膜厚が３４０ÅになるようにＭｇＦ3を成膜した。次
に、同じ加速電圧にて同様に水晶振動子を用いて膜厚、
成膜速度を監視しながら成膜速度５Å／ｓ、膜厚２８４
ÅになるようにＬａＦ3を成膜した。同様のことを交互
に繰り返し、層数３０層の薄膜を得た。
着装置中に実施例１と同様に石英の基板を配置し、底面
に配置された電子ビーム蒸着用ハースにＬａＦ3、Ｍｇ
Ｆ2を充填し装置内を１×１０-3Ｐａの圧力まで排気す
る。その後、電子銃加速電圧６ｋＶにし、水晶振動子に
て膜厚、成膜速度を監視しながら成膜速度２０Å／ｓ、
膜厚が３４０ÅになるようにＭｇＦ3を成膜した。次
に、同じ加速電圧にて同様に水晶振動子を用いて膜厚、
成膜速度を監視しながら成膜速度５Å／ｓ、膜厚２８４
ÅになるようにＬａＦ3を成膜した。同様のことを交互
に繰り返し、層数３０層の薄膜を得た。
【００２２】成膜終了後、石英基板を真空槽から取り出
し、干渉計にて面精度を測定したところ、基板は薄膜の
面が凹面となるような変形をし、基板に働く応力は１．
８×１０-9ＧＰａと計算された。この薄膜を温度６０
℃、湿度９５％の恒温恒湿環境中に２００時間放置し、
放置前と放置後の薄膜の状態を目視にて確認したとこ
ろ、クラックや膜はがれが発生しているのが観察され
た。
し、干渉計にて面精度を測定したところ、基板は薄膜の
面が凹面となるような変形をし、基板に働く応力は１．
８×１０-9ＧＰａと計算された。この薄膜を温度６０
℃、湿度９５％の恒温恒湿環境中に２００時間放置し、
放置前と放置後の薄膜の状態を目視にて確認したとこ
ろ、クラックや膜はがれが発生しているのが観察され
た。
【００２３】図２は、本発明に係る光学素子１０の一例
を示す概略図であり、前述の実施例１及び実施例２のい
ずれかの光学薄膜を石英基板６に形成したものである。
８は低屈折率層、９は高屈折率層である。なお、基板は
平板であっても、レンズやプリズムであっても良い。
を示す概略図であり、前述の実施例１及び実施例２のい
ずれかの光学薄膜を石英基板６に形成したものである。
８は低屈折率層、９は高屈折率層である。なお、基板は
平板であっても、レンズやプリズムであっても良い。
【００２４】
【発明の効果】本発明によれば、高屈折率を有する薄膜
材料と低屈折率を有する薄膜材料を積層して光学薄膜を
形成するに際に、薄膜全体の応力のバランスを図り、薄
膜の割れや剥離のない、耐久性の優れた光学薄膜および
その製造方法、該光学薄膜による光学素子、光学系、該
光学系を備える撮像装置、記録装置、露光装置を実現す
ることができる。
材料と低屈折率を有する薄膜材料を積層して光学薄膜を
形成するに際に、薄膜全体の応力のバランスを図り、薄
膜の割れや剥離のない、耐久性の優れた光学薄膜および
その製造方法、該光学薄膜による光学素子、光学系、該
光学系を備える撮像装置、記録装置、露光装置を実現す
ることができる。
【図１】本発明の実施例に用いた真空蒸着装置の一例を
示す概略図である。
示す概略図である。
【図２】本発明に係る光学素子の一例を示す概略図であ
る。
る。
１：真空蒸着装置
２：真空槽
３：電子銃
４：蒸着材料
５：電子ビーム
６：石英基板
７：水晶振動子
８：低屈折率層
９：高屈折率層
１０：光学素子
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考）
Ｇ０２Ｂ 5/28 Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０１ ４Ｋ０２９
Ｇ０３Ｆ 7/20 ５０１ ５０３ ５Ｆ０４６
５０３ Ｇ０２Ｂ 1/10 Ａ
Ｈ０１Ｌ 21/027 Ｈ０１Ｌ 21/30 ５１５Ｄ
(72)発明者 青木 智則
茨城県結城市鹿窪1744−１ 株式会社オプ
トロン内
Ｆターム(参考） 2H042 DA08 DB02 DB14 DC02 DE00
2H048 GA04 GA13 GA27 GA35 GA60
2H097 AA03 CA15 LA17
2K009 AA02 BB01 CC06 DD03 DD09
4G059 AA11 AB11 AC04 GA01 GA04
GA12
4K029 AA08 BA42 BB02 BC08 BD00
CA01 DB05 DB14
5F046 CB12 CB25
Claims (23)
- 【請求項１】高屈折率を有する薄膜材料と低屈折率を有
する薄膜材料を、それぞれ１層以上組み合わせて積層し
た光学薄膜において、これら薄膜材料の応力の向きが互
いに逆になるように組み合わせて積層したことを特徴と
する光学薄膜。 - 【請求項２】前記組み合わせて積層したそれぞれの薄膜
材料が、真空紫外線領域において所望の光学的特性を有
する薄膜材料であることを特徴とする請求項１に記載の
光学薄膜。 - 【請求項３】前記高屈折率を有する薄膜材料が、ランタ
ノイドを含むフッ化物材料であることを特徴とする請求
項１または請求項２に記載の光学薄膜。 - 【請求項４】前記ランタノイドを含むフッ化物材料が、
ＧｄＦ3またはＬａＦ3、またはその両方であることを特
徴とする請求項３に記載の光学薄膜。 - 【請求項５】前記低い屈折率を有する薄膜が、ランタノ
イド以外を含むフッ化物材料であることを特徴とする請
求項１または請求項２に記載の光学薄膜。 - 【請求項６】前記ランタノイド以外を含むフッ化物材料
が、ＭｇＦ2であることを特徴とする請求項５に記載の
光学薄膜。 - 【請求項７】前記光学薄膜は、前記高い屈折率を持つ薄
膜材料の堆積速度を１５Å／ｓ以下で積層した光学薄膜
であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に
記載の光学薄膜。 - 【請求項８】前記光学薄膜は、前記高い屈折率を持つ薄
膜材料の膜厚を６００Å以下として構成されていること
を特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の光学
薄膜。 - 【請求項９】前記光学薄膜が、真空蒸着によって形成さ
れた光学薄膜であることを特徴とする請求項１〜８のい
ずれか１項に記載の光学薄膜。 - 【請求項１０】高屈折率を有する薄膜材料と低屈折率を
有する薄膜材料を、それぞれ１層以上組み合わせて積層
する光学薄膜の製造方法において、これら薄膜材料の応
力の向きが互いに逆になるように組み合わせて積層する
ことを特徴とする光学薄膜の製造方法。 - 【請求項１１】前記組み合わせて積層したそれぞれの薄
膜材料が、真空紫外線領域において所望の光学的特性を
有する薄膜材料であることを特徴とする請求項１０に記
載の光学薄膜の製造方法。 - 【請求項１２】前記高屈折率を有する薄膜材料が、ラン
タノイドを含むフッ化物材料であることを特徴とする請
求項１０または請求項１１に記載の光学薄膜の製造方
法。 - 【請求項１３】前記ランタノイドを含むフッ化物材料
が、ＧｄＦ3またはＬａＦ3、またはその両方であること
を特徴とする請求項１２に記載の光学薄膜の製造方法。 - 【請求項１４】前記低い屈折率を有する薄膜が、ランタ
ノイド以外を含むフッ化物材料であることを特徴とする
請求項１０または請求項１１に記載の光学薄膜の製造方
法。 - 【請求項１５】前記ランタノイド以外を含むフッ化物材
料が、ＭｇＦ2であることを特徴とする請求項１４に記
載の光学薄膜の製造方法。 - 【請求項１６】前記高い屈折率を持つ薄膜材料は、その
堆積速度を１５Å／ｓ以下で積層することを特徴とする
請求項１０〜１５のいずれか１項に記載の光学薄膜の製
造方法。 - 【請求項１７】前記高い屈折率を持つ薄膜材料は、その
膜厚を６００Å以下に形成することを特徴とする請求項
１０〜１６のいずれか１項に記載の光学薄膜の製造方
法。 - 【請求項１８】前記光学薄膜は、真空蒸着によって形成
することを特徴とする請求項１０〜１７のいずれか１項
に記載の光学薄膜の製造方法。 - 【請求項１９】請求項１〜９のいずれか１項に記載の光
学薄膜または請求項１０〜１８のいずれか１項に記載の
光学薄膜の製造方法で製造された光学薄膜が形成してあ
ることを特徴とする光学素子。 - 【請求項２０】請求項１９に記載の光学素子を有するこ
とを特徴とする光学系。 - 【請求項２１】請求項２０に記載の光学系を備えること
を特徴とする撮像装置。 - 【請求項２２】請求項２０に記載の光学系を備えること
を特徴とする記録装置。 - 【請求項２３】請求項２０に記載の光学系を備えること
を特徴とする露光装置。
Priority Applications (3)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001344544A JP2003149404A (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 光学薄膜およびその製造方法、及び光学薄膜による光学素子、光学系、該光学系を備える撮像装置、記録装置、露光装置 |
| US10/285,484 US20030107818A1 (en) | 2001-11-09 | 2002-11-01 | Optical thin film and manufacturing method thereof |
| EP02257650A EP1312586A1 (en) | 2001-11-09 | 2002-11-05 | Optical coating for UV applications |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001344544A JP2003149404A (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 光学薄膜およびその製造方法、及び光学薄膜による光学素子、光学系、該光学系を備える撮像装置、記録装置、露光装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2003149404A true JP2003149404A (ja) | 2003-05-21 |
Family
ID=19158055
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001344544A Withdrawn JP2003149404A (ja) | 2001-11-09 | 2001-11-09 | 光学薄膜およびその製造方法、及び光学薄膜による光学素子、光学系、該光学系を備える撮像装置、記録装置、露光装置 |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
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| EP (1) | EP1312586A1 (ja) |
| JP (1) | JP2003149404A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009134064A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Epson Toyocom Corp | 光学部材および撮像系光学物品、撮像モジュール |
| JP2011117044A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Nikon Corp | 光学薄膜およびその製造方法、光学薄膜を含む光学多層膜、光学薄膜を有する光学部品、光学部品を含む露光装置および露光方法 |
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|---|---|---|---|---|
| WO2004006310A1 (ja) * | 2002-07-09 | 2004-01-15 | Nikon Corporation | 露光装置 |
| DE102004025646A1 (de) * | 2004-05-24 | 2005-12-22 | Jenoptik Laser, Optik, Systeme Gmbh | Hochreflektierender dielektrischer Spiegel und Verfahren zu dessen Herstellung |
| CN101925837B (zh) * | 2007-11-30 | 2013-01-30 | 康宁股份有限公司 | 用于duv元件的致密均匀氟化物膜及其制备方法 |
| DE102008041404B4 (de) * | 2008-08-21 | 2017-10-19 | Carl Zeiss Vision Gmbh | Brillenlinse mit verbesserten mechanischen Eigenschaften sowie Verfahren zu deren Herstellung |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
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| JP4161387B2 (ja) * | 1997-01-23 | 2008-10-08 | 株式会社ニコン | 多層反射防止膜 |
| US5944964A (en) * | 1997-02-13 | 1999-08-31 | Optical Coating Laboratory, Inc. | Methods and apparatus for preparing low net stress multilayer thin film coatings |
| DE10080898T1 (de) * | 1999-03-29 | 2001-06-28 | Nikon Corp | Mehrschicht-Antireflexionsfilm, optisches Element und Reduktionsprojektionsbelichtungsapparat |
-
2001
- 2001-11-09 JP JP2001344544A patent/JP2003149404A/ja not_active Withdrawn
-
2002
- 2002-11-01 US US10/285,484 patent/US20030107818A1/en not_active Abandoned
- 2002-11-05 EP EP02257650A patent/EP1312586A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009134064A (ja) * | 2007-11-30 | 2009-06-18 | Epson Toyocom Corp | 光学部材および撮像系光学物品、撮像モジュール |
| JP2011117044A (ja) * | 2009-12-04 | 2011-06-16 | Nikon Corp | 光学薄膜およびその製造方法、光学薄膜を含む光学多層膜、光学薄膜を有する光学部品、光学部品を含む露光装置および露光方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| US20030107818A1 (en) | 2003-06-12 |
| EP1312586A1 (en) | 2003-05-21 |
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