JP2005248276A - Method for manufacturing optical multilayer film - Google Patents

Method for manufacturing optical multilayer film Download PDF

Info

Publication number
JP2005248276A
JP2005248276A JP2004062166A JP2004062166A JP2005248276A JP 2005248276 A JP2005248276 A JP 2005248276A JP 2004062166 A JP2004062166 A JP 2004062166A JP 2004062166 A JP2004062166 A JP 2004062166A JP 2005248276 A JP2005248276 A JP 2005248276A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
sputtering
refractive index
optical multilayer
multilayer film
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
JP2004062166A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP4595354B2 (en
Inventor
Kimitaka Nashiko
公貴 梨子
Kenro Miyamura
賢郎 宮村
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
AGC Inc
Original Assignee
Asahi Glass Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Asahi Glass Co Ltd filed Critical Asahi Glass Co Ltd
Priority to JP2004062166A priority Critical patent/JP4595354B2/en
Publication of JP2005248276A publication Critical patent/JP2005248276A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP4595354B2 publication Critical patent/JP4595354B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Lifetime legal-status Critical Current

Links

Images

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for manufacturing an optical multilayer film which can acquire a desired transmittance with thoroughly low optical absorption, because of causing no optical absorption due to an interface transition layer formed by an interface reaction occurring among multilayers, while keeping an adequate film-forming speed, and to provide the optical multilayer film manufactured with the method. <P>SOLUTION: The method for manufacturing the optical multilayer film with a sputtering technique includes, when forming another film on one previously-formed film with the sputtering technique, in a process of forming two or more films consisting of different metallic oxides with the sputtering technique, forming another film in such a condition that particles sputtered from a target for forming another film can not extract oxygen from metallic oxide on the surface of the one film when having deposited on the surface of the one film, at least in an early period of sputtering. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は、スパッタ法を用いた光学多層膜の製造方法および該製造方法により製造される光学多層膜に関する。   The present invention relates to a method for producing an optical multilayer film using a sputtering method and an optical multilayer film produced by the production method.

従来、光学素子用の誘電体薄膜に用いられる光学多層膜を製造する方法として、電子ビーム蒸着法が多く用いられていたが、最近では、膜厚制御の精度が高く、かつ膜を安定的に形成できるスパッタ法の利用が増えてきている。   Conventionally, electron beam evaporation has been widely used as a method for producing optical multilayer films used for dielectric thin films for optical elements, but recently, the accuracy of film thickness control is high, and the film is stable. The use of sputtering methods that can be formed is increasing.

また、近年の光学素子、特に、光通信に用いられる薄膜干渉フィルタなどの種々のフィルタや発光素子等は、従来と比較して一段と高機能化が要求されていることから、光学素子用いられる光学多層膜においては、高屈折率膜と低屈折率膜とを交互に積層したものが主として用いられてきている。
具体的には、光学多層膜の積層材料として広く用いられているSiO2からなる低屈折率膜(屈折率:1.46)とTa25からなる高屈折率膜(屈折率:2.18)とをスパッタ法で成膜する場合、ターゲットとしてケイ素(Si)ターゲットおよびタンタル(Ta)ターゲットを用い、(1)不活性ガスと酸化性ガスとの混合ガスを用いて該ターゲットをスパッタする反応性スパッタ法(以下、単に「反応性スパッタ法」という。)や、(2)不活性ガスを用いて該ターゲットをスパッタして金属膜を形成し、該金属膜を別の場所で酸化性ガスを用いて酸化するプロセスを繰り返す成膜方法(以下、単に「半反応性スパッタ法」という。)が知られている(例えば、特許文献1および2参照。)。
また、一般的にスパッタ法は、成膜速度の点においては蒸着法に劣ることが多いため、カソードへの投入電力を極力大きくすることによって成膜を高速化することが行われている。
In addition, recent optical elements, in particular, various filters such as thin film interference filters used for optical communication, light emitting elements, and the like are required to have higher functions than conventional ones. As the multilayer film, a film in which a high refractive index film and a low refractive index film are alternately laminated has been mainly used.
Specifically, the low refractive index film (refractive index: 1.46) composed of widely SiO 2 which is used as a laminate material of the optical multilayer film and Ta 2 O 5 comprising a high refractive index film (refractive index: 2. 18) using a sputtering method, a silicon (Si) target and a tantalum (Ta) target are used as targets, and (1) the target is sputtered using a mixed gas of an inert gas and an oxidizing gas. Reactive sputtering (hereinafter simply referred to as “reactive sputtering”), or (2) Sputtering the target with an inert gas to form a metal film, and oxidizing the metal film at another location A film forming method (hereinafter simply referred to as “semi-reactive sputtering method”) that repeats an oxidation process using a gas is known (see, for example, Patent Documents 1 and 2).
In general, the sputtering method is often inferior to the vapor deposition method in terms of film formation speed, and therefore, the film formation speed is increased by increasing the input power to the cathode as much as possible.

特開平3−229870号公報JP-A-3-229870 特開平11−279757号公報JP-A-11-279757

しかしながら、カソードへの投入電力を大きくすることで良好な成膜速度とし、さらに単層膜として光学吸収が十分に小さく実用上問題のないレベルの酸化物薄膜を成膜する条件を見出した場合であっても、その条件を光学多層膜の作製にそのまま適用した場合には、多層化に伴う層の界面反応によって生じる界面遷移層による光学吸収により、得られる光学多層膜が所望の透過率を有しないという問題がある。   However, when the input power to the cathode is increased, the film formation speed is improved, and the optical absorption is sufficiently small as a single layer film. However, if the conditions are applied as they are to the production of an optical multilayer film, the resulting optical multilayer film has a desired transmittance due to optical absorption by the interface transition layer caused by the interface reaction of the layers accompanying multilayering. There is a problem of not.

そこで、本発明は、良好な成膜速度を維持しつつ、多層化に伴う界面反応によって生じる界面遷移層による光学吸収がなく、光吸収が十分に小さいといった所望の透過率とすることができる光学多層膜を製造する光学多層膜の製造方法および該製造方法により製造される光学多層膜を提供することを目的とする。   Therefore, the present invention provides an optical that can achieve a desired transmittance such that the optical absorption by the interface transition layer caused by the interface reaction accompanying multilayering is not present and the light absorption is sufficiently small while maintaining a good film formation rate. An object of the present invention is to provide an optical multilayer film manufacturing method for manufacturing a multilayer film and an optical multilayer film manufactured by the manufacturing method.

本発明者は、上記目的を達成すべく鋭意検討した結果、上述の問題が以下の機構により引き起こされるのではないかと推測した。すなわち、カソードへの投入電力を大きくすることによって、ターゲットから弾き出されるスパッタ粒子のエネルギーが増加し、該スパッタ粒子が該スパッタ粒子の原子とは異なる直前に形成された層である金属酸化物膜の表面に付着する時に該金属酸化物を還元するため、具体的には、Ta25膜上にSiO2膜を成膜する際に、Ta25表面の一部が還元されることによって、界面の少なくとも一部に極めて薄いTa2x(例えば、x=4.5,4.8等)膜が形成されるために引き起こされるのではないかと推測した。
そこで、本発明者は、上記推測に基づき、高屈折率膜(例えば、Ta25膜)上に低屈折率膜(例えば、SiO2膜)をスパッタにより成膜する際に、少なくともスパッタ初期において、Siのスパッタ粒子がTa25膜表面に付着した時に該付着面の金属酸化物であるTa25から酸素を引き抜かない条件、すなわち、Ta25を還元しない条件でスパッタしたところ、良好な成膜速度を維持しつつ、多層化に伴う界面反応によって生じる界面遷移層による光学吸収がなくなることを見出すことができ、本発明を達成するに至った。すなわち、本発明は、下記(1)〜(7)に記載の光学多層膜の製造方法および(8)に記載の光学多層膜を提供する。
As a result of intensive studies to achieve the above object, the present inventor speculated that the above-described problems may be caused by the following mechanism. That is, by increasing the input power to the cathode, the energy of the sputtered particles ejected from the target increases, and the metal oxide film is a layer formed immediately before the sputtered particles are different from the atoms of the sputtered particles. In order to reduce the metal oxide when adhering to the surface, specifically, when a SiO 2 film is formed on the Ta 2 O 5 film, a part of the Ta 2 O 5 surface is reduced. It was speculated that this may be caused by the formation of a very thin Ta 2 O x (eg, x = 4.5, 4.8, etc.) film on at least a part of the interface.
Therefore, the present inventor, based on the above estimation, at least in the initial stage of sputtering when forming a low refractive index film (eg, SiO 2 film) on a high refractive index film (eg, Ta 2 O 5 film) by sputtering. in conditions where the sputtered particles of Si are not withdrawn oxygen from Ta 2 O 5 is a metal oxide of said adhesion surface when attached to the Ta 2 O 5 film surface, i.e., by sputtering under the condition that does not reduce the Ta 2 O 5 However, it was found that the optical absorption by the interface transition layer caused by the interface reaction accompanying the multi-layering disappears while maintaining a good film forming speed, and the present invention was achieved. That is, this invention provides the manufacturing method of the optical multilayer film as described in the following (1)-(7) and the optical multilayer film as described in (8).

(1)スパッタ法を用いて光学多層膜を製造する光学多層膜の製造方法であって、
異なる金属酸化物からなる2以上の膜をスパッタにより成膜する場合において、先に成膜された一の膜上に他の膜をスパッタにより成膜する際に、少なくともスパッタ初期において、他の膜を形成するターゲットのスパッタ粒子が一の膜表面に付着した時に該一の膜表面の金属酸化物から酸素を引き抜かない条件で成膜する、光学多層膜の製造方法(第1の態様)。
(1) A method for producing an optical multilayer film using a sputtering method,
When two or more films made of different metal oxides are formed by sputtering, when another film is formed by sputtering on one of the previously formed films, the other film is at least in the initial stage of sputtering. A method for producing an optical multilayer film (first embodiment) in which, when sputtered particles of a target for forming a film adhere to one film surface, oxygen is not extracted from the metal oxide on the one film surface.

(2)スパッタ法を用いて光学多層膜を製造する光学多層膜の製造方法であって、
光学多層膜を構成する高屈折率膜および低屈折率膜がそれぞれ異なる金属酸化物から形成さており、該高屈折率膜上に該低屈折率膜をスパッタにより成膜する際に、少なくともスパッタ初期において、該低屈折率膜を形成するターゲットのスパッタ粒子が該高屈折率膜表面に付着した時に該高屈折率膜表面の金属酸化物から酸素を引き抜かない条件で成膜する、上記(1)に記載の光学多層膜の製造方法。
(2) A method of manufacturing an optical multilayer film using a sputtering method,
The high refractive index film and the low refractive index film constituting the optical multilayer film are formed from different metal oxides, and when the low refractive index film is formed on the high refractive index film by sputtering, at least in the initial stage of sputtering. In the above (1), the film is formed under the condition that oxygen is not extracted from the metal oxide on the surface of the high refractive index film when the sputtered particles of the target forming the low refractive index film adhere to the surface of the high refractive index film. The manufacturing method of the optical multilayer film as described in any one of.

(3)上記高屈折率膜が、Ta、ニオブ(Nb)およびチタン(Ti)からなる群から選択される少なくとも1種の金属の酸化物膜であり、上記低屈折率膜が、Siの酸化物膜である上記(2)に記載の光学多層膜の製造方法。   (3) The high refractive index film is an oxide film of at least one metal selected from the group consisting of Ta, niobium (Nb), and titanium (Ti), and the low refractive index film is an oxide of Si The manufacturing method of the optical multilayer film as described in said (2) which is a physical film.

(4)上記低屈折率膜をスパッタにより成膜する際の少なくともスパッタ初期において、該低屈折率膜を形成するターゲットのスパッタ粒子が上記高屈折率膜表面に付着した時に該高屈折率膜表面の金属酸化物から酸素を引き抜かないように、該ターゲットに印加する電力密度を設定する上記(2)または(3)に記載の光学多層膜の製造方法。   (4) The surface of the high refractive index film when sputtered particles of the target forming the low refractive index film adhere to the surface of the high refractive index film at least in the initial stage of sputtering when the low refractive index film is formed by sputtering. The method for producing an optical multilayer film according to (2) or (3), wherein the power density applied to the target is set so as not to extract oxygen from the metal oxide.

(5)スパッタ初期における電力密度が、スパッタ初期後のスパッタにおける電力密度よりも低い上記(4)に記載の光学多層膜の製造方法。   (5) The method for producing an optical multilayer film according to (4), wherein the power density in the initial stage of sputtering is lower than the power density in the sputtering after the initial stage of sputtering.

(6)上記低屈折率膜をスパッタにより成膜する前において、該低屈折率膜を形成するターゲットのスパッタ粒子が上記高屈折率膜表面に付着した時に該高屈折率膜表面の金属酸化物から酸素を引き抜かないように、酸化性ガス量を設定してプリスパッタを行う上記(2)〜(5)のいずれかに記載の光学多層膜の製造方法。   (6) The metal oxide on the surface of the high refractive index film when the sputtered particles of the target forming the low refractive index film adhere to the surface of the high refractive index film before the low refractive index film is formed by sputtering. The method for producing an optical multilayer film according to any one of (2) to (5), wherein pre-sputtering is performed by setting an oxidizing gas amount so as not to extract oxygen from the substrate.

(7)プリスパッタにおける酸化性ガス量が、プリスパッタ後のスパッタにおける酸化性ガス量よりも多い上記(6)に記載の光学多層膜の製造方法。   (7) The method for producing an optical multilayer film according to (6), wherein the amount of oxidizing gas in pre-sputtering is larger than the amount of oxidizing gas in sputtering after pre-sputtering.

(8)上記(1)〜(7)のいずれかに記載の製造方法により製造される光学多層膜(第2の態様)。   (8) An optical multilayer film produced by the production method according to any one of (1) to (7) (second aspect).

以下に説明するように、本発明によれば、良好な成膜速度を維持しつつ、多層化に伴う界面反応によって生じる界面遷移層による光学吸収がなく、光吸収が十分に小さいといった所望の透過率とすることができる光学多層膜を製造することができるため有用である。   As will be described below, according to the present invention, a desired transmission rate such that the optical absorption by the interface transition layer caused by the interface reaction accompanying the multi-layering is not present and the light absorption is sufficiently small while maintaining a good film formation rate. This is useful because an optical multilayer film can be manufactured.

以下に、本発明を詳細に説明する。
本発明の第1の態様に係る光学多層膜の製造方法(以下、単に「本発明の製造方法」という。)は、スパッタ法を用いて光学多層膜を製造する光学多層膜の製造方法であって、異なる金属酸化物からなる2以上の膜をスパッタにより成膜する場合において、先に成膜された一の膜上に他の膜をスパッタにより成膜する際に、少なくともスパッタ初期において、他の膜を形成するターゲットのスパッタ粒子が一の膜表面に付着した時に該一の膜表面の金属酸化物から酸素を引き抜かない条件で成膜する、光学多層膜の製造方法である。
具体的には、光学多層膜を構成する高屈折率膜および低屈折率膜がそれぞれ異なる金属酸化物から形成さており、該高屈折率膜上に該低屈折率膜をスパッタにより成膜する際に、少なくともスパッタ初期において、該低屈折率膜を形成するターゲットのスパッタ粒子が該高屈折率膜表面に付着した時に該高屈折率膜表面の金属酸化物から酸素を引き抜かない条件で成膜する、光学多層膜の製造方法が好適に例示される。
The present invention is described in detail below.
The method for producing an optical multilayer film according to the first aspect of the present invention (hereinafter simply referred to as “the production method of the present invention”) is a method for producing an optical multilayer film that produces an optical multilayer film using a sputtering method. When two or more films made of different metal oxides are formed by sputtering, when another film is formed by sputtering on one of the previously formed films, at least in the initial stage of sputtering, This is a method for producing an optical multilayer film, in which, when sputtered particles of a target forming the film adhere to the surface of one film, the film is formed under the condition that oxygen is not extracted from the metal oxide on the surface of the one film.
Specifically, the high refractive index film and the low refractive index film constituting the optical multilayer film are formed from different metal oxides, and the low refractive index film is formed on the high refractive index film by sputtering. Further, at least in the initial stage of sputtering, when the sputtered particles of the target for forming the low refractive index film adhere to the surface of the high refractive index film, the film is formed on the condition that oxygen is not extracted from the metal oxide on the surface of the high refractive index film. A method for producing an optical multilayer film is preferably exemplified.

本発明において、スパッタ法とは、上述した半反応性スパッタ法もしくは反応性スパッタ法のことをいい、直流放電によるものであっても交流放電によるものであってもよい。なお、ターゲットは、上述したSiターゲット、Taターゲットに限定されない。
次に、半反応性スパッタ法および反応性スパッタ法を用いた製造方法を用いた製造方法をそれぞれ詳述する。
In the present invention, the sputtering method refers to the semi-reactive sputtering method or the reactive sputtering method described above, and may be based on direct current discharge or alternating current discharge. The target is not limited to the above-described Si target and Ta target.
Next, a manufacturing method using a manufacturing method using a semi-reactive sputtering method and a reactive sputtering method will be described in detail.

<半反応性スパッタ法を用いた製造方法>
半反応性スパッタ法によるスパッタは、上述したように、不活性ガスを用いてターゲットをスパッタして金属膜を形成し、該金属膜を別の場所で酸化性ガスを用いて酸化するプロセスを繰り返す成膜方法であり、用いるターゲットの表面が理想的には酸化しない状態もしくは酸化の程度が非常に低い状態でするスパッタである。
<Manufacturing method using semi-reactive sputtering method>
As described above, the sputtering by the semi-reactive sputtering method repeats the process of forming a metal film by sputtering a target using an inert gas and oxidizing the metal film using an oxidizing gas at another location. This is a film forming method, which is sputtering in which the surface of a target to be used is ideally not oxidized or has a very low degree of oxidation.

ここで、不活性ガスを用いたターゲットのスパッタと酸化性ガスを用いた酸化を、図1を用いて説明するが、半反応性スパッタ法によるスパッタはこれに限定されない。図1は、スパッタ装置の構成を示す平面模式図である。
図1において、スパッタ装置1は、真空槽2内に、円筒状の基板ホルダ3と該基体ホルダ3の外周面上に設けられた基板4とを有し、各基板4が基板ホルダ3の中心軸を回転中心として回転可能に支持された構造を有している。
また、真空槽2の内部には、第1カソード5および該第1カソード5の前に設置された第1ターゲット(例えば、高屈折率膜を形成するターゲット)6からなる第1スパッタ源7と、第2カソード8および該第2カソード8の前に設置された第2ターゲット(例えば、低屈折率膜を形成するターゲット)9からなる第2スパッタ源10と、両スパッタ源から離間したプラズマ酸化源11とが設置されている。
また、第1スパッタ源7および第2スパッタ源10の成膜方向には、成膜を開始・停止させるための第1シャッタ12および第2シャッタ13が設けられており、さらに、各スパッタ源とプラズマ酸化源11とを分離させるための仕切り板(遮蔽板)14および15が設けられている。
Here, sputtering of a target using an inert gas and oxidation using an oxidizing gas will be described with reference to FIG. 1, but sputtering by a semi-reactive sputtering method is not limited to this. FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of the sputtering apparatus.
In FIG. 1, a sputtering apparatus 1 has a cylindrical substrate holder 3 and a substrate 4 provided on the outer peripheral surface of the substrate holder 3 in a vacuum chamber 2, and each substrate 4 is the center of the substrate holder 3. It has a structure that is supported rotatably about an axis.
The vacuum chamber 2 includes a first sputtering source 7 including a first cathode 5 and a first target (for example, a target for forming a high refractive index film) 6 disposed in front of the first cathode 5. A second sputtering source 10 comprising a second cathode 8 and a second target (for example, a target for forming a low refractive index film) 9 installed in front of the second cathode 8 and plasma oxidation separated from both sputtering sources. A source 11 is installed.
Further, a first shutter 12 and a second shutter 13 for starting and stopping the film formation are provided in the film forming directions of the first sputtering source 7 and the second sputtering source 10, and each sputtering source and Partition plates (shielding plates) 14 and 15 for separating the plasma oxidation source 11 are provided.

不活性ガスを用いたターゲットのスパッタを、図1を用いて説明すると、第1シャッタ12を開けて、第2シャッタ13を閉じた状態で、第1ターゲット6の材料のみを基板上に形成させるスパッタ、または、第2シャッタ13を開けて、第1シャッタ12を閉じた状態で、第2ターゲット9の材料のみからなる金属膜を基板上に形成させるスパッタのことである。
同様に、酸化性ガスを用いた酸化プロセスを、図1を用いて説明すると、ターゲットのスパッタ後に、基板上に形成された金属膜をプラズマ酸化源11からの酸化性ガスにより酸化させ、金属酸化物膜とする工程のことである。このような金属膜を形成し、形成された金属膜を酸化して金属酸化物を形成するプロセスを繰り返すことで所望の膜厚を有する金属酸化物膜を形成できる。
Sputtering of the target using an inert gas will be described with reference to FIG. 1. Only the material of the first target 6 is formed on the substrate with the first shutter 12 opened and the second shutter 13 closed. Sputtering or sputtering in which a metal film made of only the material of the second target 9 is formed on the substrate with the second shutter 13 opened and the first shutter 12 closed.
Similarly, an oxidation process using an oxidizing gas will be described with reference to FIG. 1. After sputtering of the target, a metal film formed on the substrate is oxidized with an oxidizing gas from the plasma oxidation source 11, and metal oxidation is performed. It is a process to make a physical film. A metal oxide film having a desired film thickness can be formed by repeating such a process of forming a metal film and oxidizing the formed metal film to form a metal oxide.

半反応性スパッタ法によるスパッタは、成膜と酸化とが別々の場所で行われるため、ターゲット表面が理想的には酸化されず、もしくは酸化性ガスの混入により酸化されたとしてもその程度が非常に低い状態でするスパッタとなる。   Sputtering by the semi-reactive sputtering method is performed at different locations in film formation and oxidation, so even if the target surface is not ideally oxidized or is oxidized by the inclusion of oxidizing gas, the extent is very high. Sputtering is performed in a low state.

本発明において、上記不活性ガスとしては、具体的には、例えば、ヘリウム、ネオン、アルゴン、クリプトン、キセノン等が挙げられる。これらのうち、経済性および放電のしやすさの点からアルゴンが好ましい。これらは、単独でまたは2種以上を混合して用いられる。
また、上記酸化性ガスとしては、具体的には、例えば、酸素、オゾン、炭酸ガス、酸化窒素ガス(例えば、N2O)、水蒸気、これらの混合ガス(例えば、酸素とオゾンとの混合ガス等)が挙げられる。これらのうち、経済性の点から酸素が好ましい。
In the present invention, specific examples of the inert gas include helium, neon, argon, krypton, and xenon. Among these, argon is preferable from the viewpoint of economy and ease of discharge. These may be used alone or in admixture of two or more.
Specific examples of the oxidizing gas include oxygen, ozone, carbon dioxide gas, nitrogen oxide gas (for example, N 2 O), water vapor, and a mixed gas thereof (for example, a mixed gas of oxygen and ozone). Etc.). Of these, oxygen is preferable from the viewpoint of economy.

本発明において、上記高屈折率膜を形成するターゲットとしては、公知の材料を用いることができ、具体的には、例えば、Ta、NbおよびTiからなる群から選択される少なくとも1種の金属が挙げられる。   In the present invention, a known material can be used as a target for forming the high refractive index film. Specifically, for example, at least one metal selected from the group consisting of Ta, Nb and Ti is used. Can be mentioned.

これらのターゲットにより形成される高屈折率膜は、該ターゲットから弾き出されるスパッタ粒子が酸化性ガスにより酸化された金属酸化物膜である。
具体的には、Ta25(2.10〜2.20)、Nb25(2.35)、TiO2(2.40)が、屈折率が十分に大きく、広い波長範囲にわたって屈折率の消衰係数(k)が小さい理由から好適に例示される。なお、括弧内の数字は屈折率である。
The high refractive index film formed by these targets is a metal oxide film in which sputtered particles ejected from the target are oxidized by an oxidizing gas.
Specifically, Ta 2 O 5 (2.10 to 2.20), Nb 2 O 5 (2.35), and TiO 2 (2.40) have a sufficiently large refractive index and are refracted over a wide wavelength range. It is preferably exemplified because the extinction coefficient (k) of the rate is small. The number in parentheses is the refractive index.

また、上記低屈折率膜を形成するターゲットとしては、公知の材料を用いることができ、具体的には、例えば、金属Si等が挙げられる。なお、Siは厳密には半導体であるが、純粋なSiは慣用上メタリックシリコンと称呼される場合が多い。   Moreover, as a target for forming the low refractive index film, a known material can be used, and specifically, for example, metal Si or the like can be used. Strictly speaking, Si is a semiconductor, but pure Si is often referred to as metallic silicon conventionally.

これらのターゲットにより形成される低屈折率膜は、該ターゲットから弾き出されるスパッタ粒子が酸化性ガスにより酸化された金属酸化物膜である。
具体的には、SiO2(1.46)が、屈折率が十分に小さく、また広い波長範囲にわたって屈折率の消衰係数(k)が小さく、さらに耐候性に優れ、安価である理由から好適に例示される。なお、括弧内の数字は屈折率である。
The low refractive index film formed by these targets is a metal oxide film in which sputtered particles ejected from the target are oxidized by an oxidizing gas.
Specifically, SiO 2 (1.46) is preferable because the refractive index is sufficiently small, the extinction coefficient (k) of the refractive index is small over a wide wavelength range, and is excellent in weather resistance and inexpensive. Is exemplified. The number in parentheses is the refractive index.

本発明の製造方法においては、上述した高屈折率膜および低屈折率膜を形成する金属酸化物膜は、それぞれ窒素を含有した金属酸化物膜であってもよい。   In the manufacturing method of the present invention, the metal oxide film forming the high refractive index film and the low refractive index film described above may be a metal oxide film containing nitrogen.

また、本発明の製造方法においては、先に成膜された一の膜上に他の膜を成膜するスパッタ、具体的には、上記高屈折率膜上に上記低屈折率膜を成膜するスパッタは、少なくともスパッタ初期において、該低屈折率膜を形成するターゲットのスパッタ粒子が該高屈折率膜表面に付着した時に該高屈折率膜表面の金属酸化物から酸素を引き抜かない条件で行われる。
ここで、「スパッタ初期」とは、上記先に成膜された一の膜(高屈折率膜)上に成膜される上記他の膜(低屈折率膜)の膜厚が、該他の膜(低屈折率膜)を構成する金属酸化物の単分子膜の膜厚(例えば、SiO2膜なら約2nm)になるまでのスパッタのことをいう。
In the manufacturing method of the present invention, sputtering for forming another film on one film formed in advance, specifically, forming the low refractive index film on the high refractive index film is performed. Sputtering is performed under the condition that oxygen is not extracted from the metal oxide on the surface of the high refractive index film when the target sputtered particles forming the low refractive index film adhere to the surface of the high refractive index film at least in the initial stage of sputtering. Is called.
Here, “the initial stage of sputtering” means that the film thickness of the other film (low refractive index film) formed on the one film (high refractive index film) previously formed is the other film thickness. This refers to sputtering until the thickness of the monomolecular film of metal oxide constituting the film (low refractive index film) (for example, about 2 nm for SiO 2 film) is reached.

また、「他の膜(低屈折率膜)を形成するターゲットのスパッタ粒子が先に成膜された一の膜(高屈折率膜)表面に付着した時に先に成膜された一の膜(高屈折率膜)表面の金属酸化物から酸素を引き抜かない条件」としては、例えば、1)上記低屈折率膜を形成するターゲットに印加する電力密度の設定によるもの、および/または、2)スパッタ前に酸化性ガス量を設定したプリスパッタを行うもの等が好適に挙げられる。   In addition, “the first film formed when the sputtered particles of the target for forming another film (low refractive index film) adhere to the surface of the first film (high refractive index film) previously formed ( High refractive index film) The conditions for not extracting oxygen from the surface metal oxide include, for example, 1) the power density applied to the target for forming the low refractive index film and / or 2) sputtering. Suitable examples include those that perform pre-sputtering in which an oxidizing gas amount has been previously set.

電力密度の設定によるものとしては、具体的には、スパッタ初期における電力密度をスパッタ初期後のスパッタにおける電力密度よりも低くする条件が挙げられ、より具体的には、スパッタ初期における電力密度を1〜6W/cm2とし、スパッタ初期後のスパッタにおける電力密度を8〜14W/cm2とする条件が挙げられる。
電力密度の値がこの範囲であれば、得られる光学多層膜の界面反応によって生じる界面遷移層による光学吸収を確実に抑制することができ、所望の透過率とすることができるため好ましい。その理由は、上記低屈折率膜を形成するターゲットのスパッタ粒子から弾き出されるスパッタ粒子のエネルギーを抑制することができ、それにより該スパッタ粒子による上記高屈折率膜の金属酸化物の還元も抑制することができるためと考えられる。
また、この電力密度の設定と同時に、成膜領域を安定に維持するため、金属膜を形成する際のスパッタ雰囲気中の酸化性ガス量を再設定する必要があることが多い。特に、電力密度を低くすると同時に、電力密度の低減割合(スパッタ初期における電力密度/その後のスパッタにおける電力密度)よりも小さい割合で、酸化性ガス量を少なくすることが好ましい。通常、金属膜を形成する場合、スパッタ雰囲気中には酸化性ガスを含有させることはない。しかし、プラズマ酸化源からの酸化性ガスが金属膜を形成するスパッタ雰囲気に不可避的に流入するため、酸化プロセスにおける酸化性ガス量をスパッタ初期には減少させる必要がある。このとき、スパッタ初期における酸化プロセスにおける酸化性ガス量は、金属膜を形成するスパッタ雰囲気中の不活性ガスと酸化プロセスにおける酸化性ガスとの総量に対して、装置の種類によっても異なるが、35〜60体積%であることが好ましく、スパッタ初期後のスパッタ時における酸化プロセスにおける酸化性ガス量は60〜80体積%であることが好ましい。このように酸化性ガス量を調整することにより、スパッタ初期からその後のスパッタまでを通じて成膜領域が変化することなく、安定にスパッタが進行するという理由から好ましい。
Specific examples of the power density setting include a condition in which the power density in the initial stage of sputtering is lower than the power density in the sputtering after the initial stage of sputtering. More specifically, the power density in the initial stage of sputtering is 1 and ~6W / cm 2, condition and the like that the power density at the sputtering after sputter initial and 8~14W / cm 2.
If the value of the power density is within this range, it is preferable because the optical absorption by the interface transition layer caused by the interface reaction of the obtained optical multilayer film can be surely suppressed and the desired transmittance can be obtained. The reason is that it is possible to suppress the energy of the sputtered particles ejected from the sputtered particles of the target forming the low refractive index film, thereby suppressing the reduction of the metal oxide of the high refractive index film by the sputtered particles. It is thought that it is possible.
At the same time as setting the power density, it is often necessary to reset the amount of oxidizing gas in the sputtering atmosphere when forming the metal film in order to stably maintain the film formation region. In particular, it is preferable to reduce the amount of oxidizing gas at a rate lower than the power density reduction rate (power density at the initial stage of sputtering / power density at subsequent sputtering) at the same time as reducing the power density. Usually, when a metal film is formed, an oxidizing gas is not included in the sputtering atmosphere. However, since the oxidizing gas from the plasma oxidation source inevitably flows into the sputtering atmosphere in which the metal film is formed, it is necessary to reduce the amount of oxidizing gas in the oxidation process at the initial stage of sputtering. At this time, the amount of the oxidizing gas in the oxidation process at the initial stage of sputtering differs depending on the type of the apparatus with respect to the total amount of the inert gas in the sputtering atmosphere for forming the metal film and the oxidizing gas in the oxidation process. The amount of oxidizing gas in the oxidation process during sputtering after the initial stage of sputtering is preferably 60 to 80% by volume. By adjusting the oxidizing gas amount in this way, it is preferable for the reason that sputtering proceeds stably without changing the film formation region from the initial stage of sputtering to the subsequent sputtering.

また、「プリスパッタ」とは、プリスパッタ後の通常のスパッタによる成膜前に、ターゲット表面の汚染層(自然酸化膜を含む)の除去、またはターゲット表面の安定化を目的として行われる予備スパッタのことをいい、通常は、ターゲット表面の上部(基板側)に設置されたシャッタを閉じた状態でスパッタするものである。
そこで、酸化性ガス量を設定したプリスパッタとしては、具体的には、プリスパッタにおける酸化性ガス量を、プリスパッタ後のスパッタにおける酸化性ガス量よりも増加させる条件で行うプリスパッタが挙げられ、より具体的には、装置の種類によっても異なるが、プリスパッタ時における酸化プロセスにおける酸化性ガス量を69〜75体積%とし、プリスパッタ後のスパッタ時における酸化プロセスにおける酸化性ガス量を60〜68体積%とする条件で行うプリスパッタが挙げられる。
酸化性ガス量がこの範囲であれば、得られる光学多層膜の界面反応によって生じる界面遷移層による光学吸収を確実に抑制することができ、所望の透過率とすることができるため好ましい。その理由は、上記低屈折率膜を形成するターゲットのスパッタ粒子と酸化性ガスとの接触機会の増加により、該スパッタ粒子の還元能を低下させることができるためであると考えられる。
In addition, “pre-sputtering” refers to preliminary sputtering performed for the purpose of removing a contamination layer (including a natural oxide film) on the target surface or stabilizing the target surface before film formation by normal sputtering after pre-sputtering. In general, sputtering is performed with the shutter installed on the upper surface (substrate side) of the target surface closed.
Therefore, specific examples of pre-sputtering in which the amount of oxidizing gas is set include pre-sputtering that is performed under the condition that the amount of oxidizing gas in pre-sputtering is higher than the amount of oxidizing gas in sputtering after pre-sputtering. More specifically, although depending on the type of apparatus, the amount of oxidizing gas in the oxidation process during pre-sputtering is 69 to 75% by volume, and the amount of oxidizing gas in the oxidation process during sputtering after pre-sputtering is 60. Examples include pre-sputtering performed under a condition of ˜68% by volume.
If the amount of the oxidizing gas is within this range, it is preferable because optical absorption by the interface transition layer caused by the interface reaction of the obtained optical multilayer film can be reliably suppressed and a desired transmittance can be obtained. The reason is considered to be that the reducing ability of the sputtered particles can be reduced by increasing the contact opportunity between the sputtered particles of the target forming the low refractive index film and the oxidizing gas.

本発明の製造方法においては、後述する実施例にも示すように、このような条件のスパッタが、スパッタ初期、言いかえれば、成膜される上記低屈折率膜の膜厚が2nm程度になるまで行われていてもよい。しかし、界面遷移層を減少させ、設計値どおりの膜を得るという観点から0.5nm以上であることが好ましく、経済性および光学特性の観点から3nm以下であることが好ましい。   In the manufacturing method of the present invention, as shown in the examples described later, sputtering under such conditions is at the initial stage of sputtering, in other words, the film thickness of the low refractive index film to be formed is about 2 nm. It may be done. However, it is preferably 0.5 nm or more from the viewpoint of reducing the interface transition layer and obtaining a film as designed, and is preferably 3 nm or less from the viewpoint of economy and optical properties.

<反応性スパッタ法を用いた製造方法>
反応性スパッタ法によるスパッタは、上述したように、不活性ガスと酸化性ガスとの混合ガスを用いてターゲットをスパッタするものであって、本発明においては、単層膜として得られる膜が透明となる条件、すなわち、メタルモードの成膜領域でも遷移領域寄りの領域、遷移領域もしくはオキサイドモード(酸化モード)で利用することができる。
なお、不活性ガス、酸化性ガス、ターゲットおよび膜、ならびに電力密度の設定およびプリスパッタ等による条件は、上述した半反応性スパッタ法を用いた製造方法と基本的に同様である。
<Manufacturing method using reactive sputtering method>
As described above, sputtering by the reactive sputtering method involves sputtering a target using a mixed gas of an inert gas and an oxidizing gas. In the present invention, a film obtained as a single layer film is transparent. Even in the metal mode film formation region, the region near the transition region, the transition region, or the oxide mode (oxidation mode) can be used.
The conditions for setting the inert gas, oxidizing gas, target and film, power density and pre-sputtering are basically the same as those of the manufacturing method using the semi-reactive sputtering method described above.

ここで、反応性スパッタ法の成膜領域を図2を用いて説明する。図2は、投入電力一定下で、スパッタ雰囲気中の不活性ガスの流量を一定とする一方で、該雰囲気中の酸化性ガスの流量を変化させて、単層膜を製造する場合における、酸化性ガス流量と電圧との関係を示す模式図(電圧変化曲線)である。
図2において、酸化性ガス流量を少なくすることで得られる、電圧が高くかつスパッタ率の高い領域が、メタルモードでの成膜領域である。
一方、酸化性ガス流量を多くすることで得られる、電圧が低くかつスパッタ率の低い領域が、オキサイドモードでの成膜領域である。
なお、これらの両モードの間の電圧が大きく変化する領域が遷移領域である。
Here, the film formation region of the reactive sputtering method will be described with reference to FIG. FIG. 2 shows the oxidation in the case where a single layer film is manufactured by changing the flow rate of the oxidizing gas in the atmosphere while keeping the flow rate of the inert gas in the sputtering atmosphere constant under a constant input power. It is a schematic diagram (voltage change curve) which shows the relationship between property gas flow volume and a voltage.
In FIG. 2, the region where the voltage is high and the sputtering rate is high, which is obtained by reducing the oxidizing gas flow rate, is the film formation region in the metal mode.
On the other hand, a region where the voltage is low and the sputtering rate is low, which is obtained by increasing the oxidizing gas flow rate, is a film formation region in the oxide mode.
A region where the voltage between these two modes changes greatly is a transition region.

本発明の第2の態様に係る光学多層膜(以下、単に「本発明の光学多層膜」という。)は、上述した本発明の製造方法により製造される光学多層膜であって、高機能化の観点から、上述したように、基体上に、異なる金属酸化物からなる2以上の膜を有する多層膜であり、具体的には、高屈折率膜と低屈折率膜とをそれぞれ1層以上、好ましくは合計して4〜40層となるようにそれぞれを交互に積層してなる多層膜である。
また、高屈折率膜の膜厚は、50〜200nmであることが好ましく、低屈折率膜の膜厚は、50〜400nmであることが好ましい。
The optical multilayer film according to the second aspect of the present invention (hereinafter simply referred to as “optical multilayer film of the present invention”) is an optical multilayer film manufactured by the above-described manufacturing method of the present invention, and has a higher functionality. From the above viewpoint, as described above, the multi-layer film has two or more films made of different metal oxides on the substrate. Specifically, each of the high-refractive index film and the low-refractive index film includes one or more layers. , Preferably, it is a multilayer film formed by alternately laminating each so that there are 4 to 40 layers in total.
The film thickness of the high refractive index film is preferably 50 to 200 nm, and the film thickness of the low refractive index film is preferably 50 to 400 nm.

ここで、上記基体は、特に限定されず、従来公知のものを用いることができる。例えば石英、硬板、ガラス板、プラスチック板、プラスチックフィルム等を用いることができる。
また、このような基体の厚さは、強度および透過率の観点から0.2〜6.0mmであることが好ましい。
Here, the substrate is not particularly limited, and a conventionally known substrate can be used. For example, quartz, a hard plate, a glass plate, a plastic plate, a plastic film, or the like can be used.
Moreover, it is preferable that the thickness of such a base | substrate is 0.2-6.0 mm from a viewpoint of intensity | strength and the transmittance | permeability.

本発明の光学多層膜は、上述した本発明の製造方法により製造されているため、良好な成膜速度を維持しつつ、多層化に伴う界面反応によって生じる界面遷移層による光学吸収がない効果を有している。
また、本発明の光学多層膜の用途は、特に限定されないが、例えば、薄膜干渉フィルタ、ルゲートフィルタ、反射防止膜、ダイクロイックミラー、紫外・赤外カットフィルター、バンドパスフィルターに好適に用いることができため有用である。
Since the optical multilayer film of the present invention is manufactured by the above-described manufacturing method of the present invention, there is an effect that there is no optical absorption by the interface transition layer generated by the interface reaction accompanying the multilayering while maintaining a good film forming speed. Have.
The use of the optical multilayer film of the present invention is not particularly limited, but for example, it can be suitably used for a thin film interference filter, a rugate filter, an antireflection film, a dichroic mirror, an ultraviolet / infrared cut filter, and a bandpass filter. This is useful.

以下に、実施例を用いて本発明をより詳細に説明する。ただし、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。   Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples. However, the present invention is not limited to these examples.

(実施例1)
厚さ1.0mmの石英基板に、交流放電を用いた半反応性スパッタ法により、高屈折率膜であるTa25膜(各層の平均膜厚90nm)を成膜し、その上に低屈折率膜であるSiO2膜(各層の平均膜厚135nm)を成膜するという操作を繰り返して、ガラス基体上に、Ta25膜とSiO2膜とを交互に合計15層有する光学多層膜を作製した。Ta25膜およびSiO2膜の成膜条件を以下に示す。
なお、SiO2膜の成膜においては、スパッタにより成膜されるSiO2膜の膜厚が2nmになるまでの間は、酸素ガス量50体積%、交流電源電力3kWで行い、その後のスパッタにおいては、酸素ガス量64体積%、交流電源電力6kWで行った。
(Example 1)
A high-refractive-index Ta 2 O 5 film (average film thickness of 90 nm) is formed on a quartz substrate having a thickness of 1.0 mm by a semi-reactive sputtering method using alternating current discharge. An optical multilayer having a total of 15 Ta 2 O 5 films and SiO 2 films alternately on a glass substrate by repeating the operation of forming a refractive index film SiO 2 film (average film thickness of each layer: 135 nm). A membrane was prepared. Deposition conditions for the Ta 2 O 5 film and the SiO 2 film are shown below.
In the formation of the SiO 2 film, between the film thickness of the SiO 2 film deposited by sputtering until the 2 nm, amount of oxygen gas 50 vol%, performed on ac power 3 kW, in subsequent sputtering Was performed with an oxygen gas amount of 64 vol% and an AC power supply power of 6 kW.

<Ta25膜の成膜条件>
・スパッタターゲット:金属Taターゲット(Ta99.99質量%)
・雰囲気:アルゴンガス80sccm
・成膜中圧力:0.22Pa
・交流の周波数:50kHz
・交流電源電力:3kW(電力密度:5W/cm2
・カソード電圧:520V
・カソード電流:6.9A
・成膜速度:0.32nm/sec
・プラズマ酸化源:酸素ガス120sccm
<Ta 2 O 5 film formation conditions>
-Sputter target: Metal Ta target (Ta99.99 mass%)
・ Atmosphere: Argon gas 80sccm
-Pressure during film formation: 0.22 Pa
・ AC frequency: 50 kHz
AC power supply power: 3 kW (Power density: 5 W / cm 2 )
・ Cathode voltage: 520V
・ Cathode current: 6.9A
・ Deposition rate: 0.32 nm / sec
・ Plasma oxidation source: Oxygen gas 120sccm

<SiO2膜の成膜条件>
・スパッタターゲット:金属BドープSiターゲット(Si99.99質量%)
・雰囲気:アルゴンガス80sccm
・成膜中圧力:0.25Pa
・交流の周波数:50kHz
・交流電源電力:3kW→6kW(電力密度:5W/cm2→10W/cm2
・カソード電圧:630V
・カソード電流:10.8A
・成膜速度:0.43nm/sec
・プラズマ酸化源:酸素ガス80sccm→140sccm
<Deposition conditions for SiO 2 film>
Sputter target: Metal B-doped Si target (Si 99.99 mass%)
・ Atmosphere: Argon gas 80sccm
-Pressure during film formation: 0.25 Pa
・ AC frequency: 50 kHz
AC power supply power: 3 kW → 6 kW (power density: 5 W / cm 2 → 10 W / cm 2 )
・ Cathode voltage: 630V
・ Cathode current: 10.8A
・ Deposition rate: 0.43 nm / sec
・ Plasma oxidation source: Oxygen gas 80sccm → 140sccm

(比較例1)
SiO2膜の成膜において、酸素ガス量64体積%、交流電源電力6kWの値で一定にスパッタを行った以外は実施例1と同様の条件で光学多層膜を作製した。
(Comparative Example 1)
An optical multilayer film was produced under the same conditions as in Example 1 except that in the formation of the SiO 2 film, sputtering was carried out constantly at an oxygen gas amount of 64 vol% and an AC power supply power of 6 kW.

作製した各光学多層膜付き基体について、波長650nm前後の透過帯(透過帯域約40nm)の分光透過率を調べた。その結果を図3に示す。なお、分光透過率とは、650nm前後の透過率の最大の透過率をいい、この透過帯における分光透過率の理論値は、約96.5%であった。   With respect to each of the manufactured substrates with optical multilayer films, the spectral transmittance of a transmission band having a wavelength of about 650 nm (transmission band of about 40 nm) was examined. The result is shown in FIG. The spectral transmittance refers to the maximum transmittance of about 650 nm, and the theoretical value of the spectral transmittance in this transmission band is about 96.5%.

図3に示す結果から、比較例1で製造した光学多層膜付き基体では、石英基板の裏面反射を含めて約95%であるのに対し、実施例1で製造した光学多層膜付き基体では、理論値と同様、約96.5%であった。これにより、多層膜の界面における光吸収が抑制されていることが分かった。   From the results shown in FIG. 3, the substrate with an optical multilayer film manufactured in Comparative Example 1 is about 95% including the back reflection of the quartz substrate, whereas the substrate with an optical multilayer film manufactured in Example 1 Similar to the theoretical value, it was about 96.5%. Thereby, it turned out that the light absorption in the interface of a multilayer film is suppressed.

図1は、スパッタ装置の構成を示す平面模式図である。FIG. 1 is a schematic plan view showing the configuration of the sputtering apparatus. 図2は、光学多層膜の製造を実施する場合における、酸化性ガス流量と電圧との関係を示す模式図(電圧変化曲線)である。FIG. 2 is a schematic diagram (voltage change curve) showing the relationship between the oxidizing gas flow rate and the voltage when manufacturing the optical multilayer film. 図3は、実施例1および比較例1で得られた光学多層膜における分光透過率を示すグラフである。FIG. 3 is a graph showing the spectral transmittance of the optical multilayer film obtained in Example 1 and Comparative Example 1.

符号の説明Explanation of symbols

1 スパッタ装置
2 真空槽
3 基板ホルダ
4 基板
5 第1カソード
6 第1ターゲット
7 第1スパッタ源
8 第2カソード
9 第2ターゲット
10 第2スパッタ源
11 プラズマ酸化源
12 第1シャッタ
13 第2シャッタ
14、15 仕切り板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Sputtering apparatus 2 Vacuum chamber 3 Substrate holder 4 Substrate 5 First cathode 6 First target 7 First sputter source 8 Second cathode 9 Second target 10 Second sputter source 11 Plasma oxidation source 12 First shutter 13 Second shutter 14 , 15 Partition plate

Claims (8)

スパッタ法を用いて光学多層膜を製造する光学多層膜の製造方法であって、
異なる金属酸化物からなる2以上の膜をスパッタにより成膜する場合において、先に成膜された一の膜上に他の膜をスパッタにより成膜する際に、少なくともスパッタ初期において、他の膜を形成するターゲットのスパッタ粒子が一の膜表面に付着した時に該一の膜表面の金属酸化物から酸素を引き抜かない条件で成膜する、光学多層膜の製造方法。
An optical multilayer film manufacturing method for manufacturing an optical multilayer film using a sputtering method,
When two or more films made of different metal oxides are formed by sputtering, when another film is formed by sputtering on one of the previously formed films, the other film is at least in the initial stage of sputtering. A method for producing an optical multilayer film, wherein sputtered particles of a target for forming a film are deposited on a surface of one film under a condition that oxygen is not extracted from a metal oxide on the surface of the one film.
スパッタ法を用いて光学多層膜を製造する光学多層膜の製造方法であって、
光学多層膜を構成する高屈折率膜および低屈折率膜がそれぞれ異なる金属酸化物から形成さており、該高屈折率膜上に該低屈折率膜をスパッタにより成膜する際に、少なくともスパッタ初期において、該低屈折率膜を形成するターゲットのスパッタ粒子が該高屈折率膜表面に付着した時に該高屈折率膜表面の金属酸化物から酸素を引き抜かない条件で成膜する、請求項1に記載の光学多層膜の製造方法。
An optical multilayer film manufacturing method for manufacturing an optical multilayer film using a sputtering method,
The high refractive index film and the low refractive index film constituting the optical multilayer film are formed from different metal oxides, and when the low refractive index film is formed on the high refractive index film by sputtering, at least in the initial stage of sputtering. 2, wherein the target sputtered particles for forming the low refractive index film are deposited under conditions that do not extract oxygen from the metal oxide on the surface of the high refractive index film when attached to the surface of the high refractive index film. The manufacturing method of the optical multilayer film of description.
前記高屈折率膜が、タンタル(Ta)、ニオブ(Nb)およびチタン(Ti)からなる群から選択される少なくとも1種の金属の酸化物膜であり、前記低屈折率膜が、ケイ素(Si)の酸化物膜である請求項2に記載の光学多層膜の製造方法。   The high refractive index film is an oxide film of at least one metal selected from the group consisting of tantalum (Ta), niobium (Nb), and titanium (Ti), and the low refractive index film is silicon (Si The method for producing an optical multilayer film according to claim 2. 前記低屈折率膜をスパッタにより成膜する際の少なくともスパッタ初期において、該低屈折率膜を形成するターゲットのスパッタ粒子が前記高屈折率膜表面に付着した時に該高屈折率膜表面の金属酸化物から酸素を引き抜かないように、該ターゲットに印加する電力密度を設定する請求項2または3に記載の光学多層膜の製造方法。   When the sputtered particles of the target forming the low refractive index film adhere to the surface of the high refractive index film at least in the initial stage of sputtering when the low refractive index film is formed by sputtering, metal oxidation of the surface of the high refractive index film is performed. The method for producing an optical multilayer film according to claim 2 or 3, wherein a power density applied to the target is set so as not to extract oxygen from the object. スパッタ初期における電力密度が、スパッタ初期後のスパッタにおける電力密度よりも低い請求項4に記載の光学多層膜の製造方法。   The method for producing an optical multilayer film according to claim 4, wherein the power density in the initial stage of sputtering is lower than the power density in the sputtering after the initial stage of sputtering. 前記低屈折率膜をスパッタにより成膜する前において、該低屈折率膜を形成するターゲットのスパッタ粒子が前記高屈折率膜表面に付着した時に該高屈折率膜表面の金属酸化物から酸素を引き抜かないように、酸化性ガス量を設定してプリスパッタを行う請求項2〜5のいずれかに記載の光学多層膜の製造方法。   Before forming the low refractive index film by sputtering, when sputtered particles of the target forming the low refractive index film adhere to the surface of the high refractive index film, oxygen is removed from the metal oxide on the surface of the high refractive index film. The method for producing an optical multilayer film according to any one of claims 2 to 5, wherein pre-sputtering is performed by setting an oxidizing gas amount so as not to be pulled out. プリスパッタにおける酸化性ガス量が、プリスパッタ後のスパッタにおける酸化性ガス量よりも多い請求項6に記載の光学多層膜の製造方法。   The method for producing an optical multilayer film according to claim 6, wherein the amount of oxidizing gas in pre-sputtering is larger than the amount of oxidizing gas in sputtering after pre-sputtering. 請求項1〜7のいずれかに記載の製造方法により製造される光学多層膜。   An optical multilayer film produced by the production method according to claim 1.
JP2004062166A 2004-03-05 2004-03-05 Method for producing optical multilayer film Expired - Lifetime JP4595354B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004062166A JP4595354B2 (en) 2004-03-05 2004-03-05 Method for producing optical multilayer film

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004062166A JP4595354B2 (en) 2004-03-05 2004-03-05 Method for producing optical multilayer film

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2005248276A true JP2005248276A (en) 2005-09-15
JP4595354B2 JP4595354B2 (en) 2010-12-08

Family

ID=35029035

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2004062166A Expired - Lifetime JP4595354B2 (en) 2004-03-05 2004-03-05 Method for producing optical multilayer film

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP4595354B2 (en)

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010150594A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Asahi Glass Co Ltd Reactive sputtering method and optical member
CN103018811A (en) * 2012-12-12 2013-04-03 浙江大学 Method for preparing wrinkle negative optical filter by using atomic layer deposition technique
JP2013252992A (en) * 2012-06-07 2013-12-19 Nippon Electric Glass Co Ltd Dielectric multilayer film, glass plate with dielectric multilayer film and method for producing glass plate with dielectric multilayer film
JP2018180493A (en) * 2017-04-21 2018-11-15 キヤノン株式会社 Optical thin film
CN112198593A (en) * 2020-10-12 2021-01-08 东莞市微科光电科技有限公司 Manufacturing method of CWDM optical filter
CN113667940A (en) * 2021-07-09 2021-11-19 信利光电股份有限公司 AR film and AF film coating method

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1087348A (en) * 1996-06-11 1998-04-07 Asahi Glass Co Ltd Light-absorbing antireflection body and its production
JP2003098340A (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Asahi Glass Co Ltd Optical multilayer interference film, method for manufacturing the same and filter using optical multilayer interference film

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH1087348A (en) * 1996-06-11 1998-04-07 Asahi Glass Co Ltd Light-absorbing antireflection body and its production
JP2003098340A (en) * 2001-09-21 2003-04-03 Asahi Glass Co Ltd Optical multilayer interference film, method for manufacturing the same and filter using optical multilayer interference film

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010150594A (en) * 2008-12-25 2010-07-08 Asahi Glass Co Ltd Reactive sputtering method and optical member
JP2013252992A (en) * 2012-06-07 2013-12-19 Nippon Electric Glass Co Ltd Dielectric multilayer film, glass plate with dielectric multilayer film and method for producing glass plate with dielectric multilayer film
CN103018811A (en) * 2012-12-12 2013-04-03 浙江大学 Method for preparing wrinkle negative optical filter by using atomic layer deposition technique
CN103018811B (en) * 2012-12-12 2015-01-21 浙江大学 Method for preparing wrinkle negative optical filter by using atomic layer deposition technique
JP2018180493A (en) * 2017-04-21 2018-11-15 キヤノン株式会社 Optical thin film
JP6995491B2 (en) 2017-04-21 2022-01-14 キヤノン株式会社 Manufacturing method of optical thin film, optical element, optical element
US11346983B2 (en) 2017-04-21 2022-05-31 Canon Kabushiki Kaisha Optical thin film and manufacturing method of optical element
CN112198593A (en) * 2020-10-12 2021-01-08 东莞市微科光电科技有限公司 Manufacturing method of CWDM optical filter
CN113667940A (en) * 2021-07-09 2021-11-19 信利光电股份有限公司 AR film and AF film coating method

Also Published As

Publication number Publication date
JP4595354B2 (en) 2010-12-08

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US20210396919A1 (en) Optical filter and sensor system
TWI397949B (en) Method for producing smooth, dense optical films
JP3808917B2 (en) Thin film manufacturing method and thin film
JP2003315977A (en) Method for producing lithography mask blank and apparatus therefor
JP4486838B2 (en) Method for producing silicon oxide film and method for producing optical multilayer film
CN109136840B (en) Preparation method of vacuum ultraviolet aluminum reflector
JP2007154242A (en) Method for producing mixture film of oxides
JP4595354B2 (en) Method for producing optical multilayer film
JP6944623B2 (en) Manufacturing method of ND filter
JP2006336084A (en) Sputtering film deposition method
CN112225171B (en) Method for producing film
JP2003098340A (en) Optical multilayer interference film, method for manufacturing the same and filter using optical multilayer interference film
JP4793056B2 (en) Sputter deposition method of antireflection film
Tang et al. Fabrication and characteristics of rugate filters deposited by the TSH reactive sputtering method
JPH0812373A (en) Film forming method
JP2003114303A (en) Method for manufacturing optical thin film, and optical thin film
Montcalm et al. High-rate dual ion beam sputtering deposition technology for optical telecommunication filters
JP3933218B2 (en) Optical thin film manufacturing method and optical thin film
JPH09263936A (en) Production of thin film and thin film
JPH07267681A (en) Production of optical thin film
JP2003253438A (en) Method for depositing oxide film
JP2000297367A (en) Formation of metallic oxide thin film
JP2011208270A (en) Method for forming transparent dielectric thin film
JP2008209458A (en) Thin film deposition method and laminate
JP2001262317A (en) Optical thin film and its production method

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20070124

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20090930

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20091006

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20091202

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100119

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100301

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20100406

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20100518

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20100824

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20100906

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 4595354

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131001

Year of fee payment: 3

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131001

Year of fee payment: 3

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131001

Year of fee payment: 3

R371 Transfer withdrawn

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R371

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131001

Year of fee payment: 3

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

S533 Written request for registration of change of name

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313533

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250