JP2013182091A - Antireflection film and method for forming the same - Google Patents

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幸市 室
Kiyoshi Ishii
清 石井
Hiroki Shoji
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an antireflection film and a method for forming the film that is inexpensive and has good antireflection ability.SOLUTION: An antireflection film 10 is produced by a method including steps of: forming a silicon oxide-nitride film 1 on a substrate 20 by a sputtering process using oxygen and nitrogen as a raw material gas; forming a silicon nitride film 2 on the silicon oxide-nitride film 1 by a sputtering process using nitrogen as a raw material gas; and forming a silicon oxide film 3 on the silicon nitride film 2 by a sputtering process using oxygen as a raw material gas, with all the steps carried out in the same chamber using the same silicon target. The antireflection film 10 comprises layers of, from the substrate 20 side, the silicon oxide-nitride film 1, the silicon nitride film 2 and the silicon oxide film 3, in which a ratio of oxygen to nitrogen (oxygen:nitrogen) in the silicon oxide-nitride film 1 preferably ranges from 5:95 to 20:80.

Description

本発明は、低コストで密着性及び反射防止能のよい反射防止膜及びその形成方法に関する。   The present invention relates to an antireflection film having good adhesion and antireflection performance at low cost and a method for forming the same.

反射防止膜(「AR膜」ともいう。)は、各種の光機能製品の表面に設けられて、光の反射を防止するように機能する。一般的な反射防止膜は、ガラスやPET等の透明基板上に、高屈折率膜と低屈折率膜とを積層した構造、又は、それらの膜を交互に積層した構造を有している。低屈折率膜用材料としては、SiOやMgF等が用いられ、高屈折率膜用材料としては、ZrO、TiO等が用いられている。 The antireflection film (also referred to as “AR film”) is provided on the surface of various optical functional products and functions to prevent reflection of light. A general antireflection film has a structure in which a high refractive index film and a low refractive index film are laminated on a transparent substrate such as glass or PET, or a structure in which these films are alternately laminated. As the low refractive index film material, SiO 2 , MgF 2 or the like is used, and as the high refractive index film material, ZrO 2 , TiO 2 or the like is used.

反射防止膜の作製には、一般に蒸着やスパッタリングが用いられている。しかし、両手法とも、所望の特性を得るためには複数のターゲット材料を使用するため、又は複数の成膜装置が必要になり、プロセスが煩雑であるという問題がある。   In general, vapor deposition or sputtering is used for the production of the antireflection film. However, both methods have a problem that the process is complicated because a plurality of target materials are used to obtain desired characteristics or a plurality of film forming apparatuses are required.

こうした問題に対し、特許文献1では、使用するターゲット(蒸着源材料)を単一とし、単一のスパッタリング装置で成膜を行うことのできる反射防止膜の形成方法を提案している。   With respect to such a problem, Patent Document 1 proposes a method of forming an antireflection film in which a single target (evaporation source material) is used and film formation can be performed with a single sputtering apparatus.

特開平10−160902号公報Japanese Patent Laid-Open No. 10-160902

上記特許文献1で提案された方法は、低コスト化の点では有効ではあるものの、反射防止能が十分ではなく、また、基板に対する密着性等も不十分であるという難点があった。   Although the method proposed in Patent Document 1 is effective in terms of cost reduction, there is a problem in that the antireflection ability is not sufficient and the adhesion to the substrate is insufficient.

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであって、その目的は、低コストで密着性及び反射防止能のよい反射防止膜及びその形成方法を提供することにある。   The present invention has been made to solve the above problems, and an object of the present invention is to provide an antireflection film having good adhesion and antireflection performance at low cost and a method for forming the same.

上記課題を解決するための本発明に係る反射防止膜は、基板側から、酸窒化ケイ素膜、窒化ケイ素膜及び酸化ケイ素膜がその順で積層されていることを特徴とする。   An antireflection film according to the present invention for solving the above-described problems is characterized in that a silicon oxynitride film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film are laminated in that order from the substrate side.

この発明によれば、低屈折率膜である酸窒化ケイ素膜、高屈折率膜である窒化ケイ素膜、及び低屈折率膜である酸化ケイ素膜がその順で設けられているので、反射防止能に優れた反射防止膜とすることができる。また、反射防止膜を構成する各膜はいずれもケイ素化合物であるので、反射防止膜を例えばスパッタリング等で容易に成膜することができる膜形態である。その結果、低コストの反射防止膜を提供できる。また、各膜はいずれもケイ素化合物であるので、各膜間の密着性にも優れている。   According to the present invention, the silicon oxynitride film that is a low refractive index film, the silicon nitride film that is a high refractive index film, and the silicon oxide film that is a low refractive index film are provided in this order. It can be set as the anti-reflective film excellent in. In addition, since each film constituting the antireflection film is a silicon compound, the antireflection film can be easily formed by sputtering, for example. As a result, a low-cost antireflection film can be provided. Moreover, since each film | membrane is a silicon compound, it is excellent also in the adhesiveness between each film | membrane.

本発明に係る反射防止膜において、前記酸窒化ケイ素膜の酸素と窒素の割合が、酸素:窒素=30:70〜80:20の範囲内である。   In the antireflection film according to the present invention, the ratio of oxygen and nitrogen in the silicon oxynitride film is in the range of oxygen: nitrogen = 30: 70 to 80:20.

この発明によれば、酸窒化ケイ素膜の酸素と窒素の割合が上記範囲内のとき、酸窒化ケイ素膜は、高屈折率の窒化ケイ素膜と低屈折率の酸化ケイ素膜の中間の中屈折率となり、良好な反射防止能を奏する。   According to the present invention, when the ratio of oxygen and nitrogen in the silicon oxynitride film is within the above range, the silicon oxynitride film is an intermediate refractive index intermediate between the high refractive index silicon nitride film and the low refractive index silicon oxide film. Thus, good antireflection performance is achieved.

上記課題を解決するための本発明に係る反射防止膜の形成方法は、基板上に酸素及び窒素を原料ガスとしたスパッタリング法により酸窒化ケイ素膜を形成する工程と、該酸窒化ケイ素膜上に窒素を原料ガスとしたスパッタリング法により窒化ケイ素膜を形成する工程と、該窒化ケイ素膜上に酸素を原料ガスとしたスパッタリング法により酸化ケイ素膜を形成する工程とを有し、各工程を同じチャンバー内で同じケイ素ターゲットを用いて行うことを特徴とする。   A method for forming an antireflection film according to the present invention for solving the above-described problems includes a step of forming a silicon oxynitride film on a substrate by sputtering using oxygen and nitrogen as source gases, A step of forming a silicon nitride film by a sputtering method using nitrogen as a source gas, and a step of forming a silicon oxide film by a sputtering method using oxygen as a source gas on the silicon nitride film, each step being performed in the same chamber And using the same silicon target.

この発明によれば、各工程を同じチャンバー内で同じケイ素ターゲットを用い、さらにチャンバー内に導入する原料ガスを切り替えて行うので、反射防止膜を構成する各膜を容易に成膜することができる。その結果、反射防止膜を低コストで形成することができる。また、酸窒化ケイ素膜、窒化ケイ素膜及び酸化ケイ素膜はそれぞれ中屈折率膜、高屈折率膜及び低屈折率膜であるので、反射防止能に優れた反射防止膜を形成できる。   According to this invention, since each process is performed using the same silicon target in the same chamber and switching the source gas introduced into the chamber, each film constituting the antireflection film can be easily formed. . As a result, the antireflection film can be formed at low cost. In addition, since the silicon oxynitride film, the silicon nitride film, and the silicon oxide film are a medium refractive index film, a high refractive index film, and a low refractive index film, respectively, an antireflection film having excellent antireflection performance can be formed.

本発明に係る反射防止膜の形成方法において、前記スパッタリング法が、DCパルススパッタリング法であることが好ましい。   In the method for forming an antireflection film according to the present invention, the sputtering method is preferably a DC pulse sputtering method.

この発明によれば、各膜をDCパルススパッタリング法で成膜したので、緻密で密度の高い膜を形成できる。その結果、それぞれの膜は例えば水やアルコール等を浸透させにくく、その浸透によって密着性が低下するのを防いで、各膜間の密着性を向上させることができ、また、基板と酸窒化ケイ素膜との間の密着性を向上させることができる。   According to the present invention, since each film is formed by the DC pulse sputtering method, a dense and dense film can be formed. As a result, each film is difficult to permeate water, alcohol, etc., for example, and it is possible to prevent the adhesion from being lowered by the permeation, thereby improving the adhesion between each film. Adhesion with the film can be improved.

本発明に係る反射防止膜の形成方法において、前記酸窒化ケイ素膜の原料ガスである酸素と窒素の導入割合を、酸素:窒素=5:95〜30:70の範囲内とする。   In the method for forming an antireflection film according to the present invention, the introduction ratio of oxygen and nitrogen, which are raw material gases for the silicon oxynitride film, is in the range of oxygen: nitrogen = 5: 95 to 30:70.

この発明によれば、酸窒化ケイ素膜の原料ガスである酸素と窒素の導入割合を上記範囲内にしたので、成膜された酸窒化ケイ素膜は、高屈折率の窒化ケイ素膜と低屈折率の酸化ケイ素膜の中間の中屈折率となり、良好な反射防止能を奏する。   According to the present invention, since the introduction ratio of oxygen and nitrogen, which are the raw material gases of the silicon oxynitride film, is within the above range, the silicon oxynitride film formed has a high refractive index silicon nitride film and a low refractive index. The intermediate refractive index of the silicon oxide film is good, and the antireflection performance is good.

本発明に係る反射防止膜及びその形成方法によれば、低屈折率膜である酸窒化ケイ素膜、高屈折率膜である窒化ケイ素膜、及び低屈折率膜である酸化ケイ素膜がその順で設けられているので、反射防止能に優れた反射防止膜とすることができる。また、各膜は、同じチャンバー内で同じケイ素ターゲットを用い、さらにチャンバー内に導入する原料ガスを切り替えて成膜されるので、反射防止膜を構成する各膜を容易に成膜することができる。その結果、反射防止膜を低コストで形成することができる。   According to the antireflection film and the method for forming the same according to the present invention, a silicon oxynitride film that is a low refractive index film, a silicon nitride film that is a high refractive index film, and a silicon oxide film that is a low refractive index film in that order. Since it is provided, an antireflection film having excellent antireflection performance can be obtained. In addition, since each film is formed by using the same silicon target in the same chamber and switching the source gas introduced into the chamber, each film constituting the antireflection film can be easily formed. . As a result, the antireflection film can be formed at low cost.

本発明に係る反射防止膜の一例を示す断面構成図である。It is a section lineblock diagram showing an example of an antireflection film concerning the present invention. 本発明に係る反射防止膜の他の一例を示す断面構成図である。It is a section lineblock diagram showing other examples of an antireflection film concerning the present invention. 実施例1で得られた反射防止膜の反射率を示すグラフである。3 is a graph showing the reflectance of the antireflection film obtained in Example 1.

以下、本発明に係る反射防止膜及びその形成方法について図面を参照しつつ説明するが、本発明は下記の説明及び図面に記載された内容のみに限定されない。   Hereinafter, an antireflection film and a method for forming the same according to the present invention will be described with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the following description and the contents described in the drawings.

本発明に係る反射防止膜10は、図1及び図2に示すように、基板20側から、酸窒化ケイ素膜1、窒化ケイ素膜2及び酸化ケイ素膜3がその順で積層されている。こうした反射防止膜10は、基板20上に酸素及び窒素を原料ガスとしたスパッタリング法により酸窒化ケイ素膜1を形成する工程と、その酸窒化ケイ素膜1上に窒素を原料ガスとしたスパッタリング法により窒化ケイ素膜2を形成する工程と、その窒化ケイ素膜2上に酸素を原料ガスとしたスパッタリング法により酸化ケイ素膜3を形成する工程とを有し、各工程を同じチャンバー内で同じケイ素ターゲットを用いて行うことに特徴がある。   As shown in FIGS. 1 and 2, the antireflection film 10 according to the present invention includes a silicon oxynitride film 1, a silicon nitride film 2, and a silicon oxide film 3 stacked in that order from the substrate 20 side. Such an antireflection film 10 is formed by a step of forming a silicon oxynitride film 1 on a substrate 20 by a sputtering method using oxygen and nitrogen as source gases, and a sputtering method using nitrogen as a source gas on the silicon oxynitride film 1. A step of forming a silicon nitride film 2 and a step of forming a silicon oxide film 3 on the silicon nitride film 2 by a sputtering method using oxygen as a raw material gas. It is characterized by using it.

以下、反射防止膜の各構成要素について説明するとともに、併せて反射防止膜の形成方法についても説明する。   Hereinafter, each component of the antireflection film will be described, and a method for forming the antireflection film will also be described.

[基板]
基板20は、反射防止膜10を設ける対象に応じて任意に選択され、特に限定されない。例えば、各種のガラス基板、各種のプラスチック基板が用いられる。ガラス基板としては、ソーダガラス、無アルカリガラス等の各種のガラス基板を挙げることができる。また、プラスチック基板としては、ポリエチレンテレフタレートフイルム、ポリエチレンナフタレートフイルム、ポリカーボネートフイルム、トリアセチルセルロースフイルム、(メタ)アクリロニトリルフイルム、ポリエーテルサルフォンフルム、ポリフェニレンスルフィッドフルム等を挙げることができる。
[substrate]
The board | substrate 20 is arbitrarily selected according to the object which provides the antireflection film 10, and is not specifically limited. For example, various glass substrates and various plastic substrates are used. Examples of the glass substrate include various glass substrates such as soda glass and non-alkali glass. Examples of the plastic substrate include polyethylene terephthalate film, polyethylene naphthalate film, polycarbonate film, triacetyl cellulose film, (meth) acrylonitrile film, polyethersulfone film, polyphenylenesulfide film, and the like.

ガラス基板もプラスチック基板も、透明性に優れたものであることが好ましく、例えば全光透過率で85%以上のものであることが好ましい。また、耐熱性も良好であることが好ましい。後述するDCパルススパッタリング法で成膜する場合には、高温にならないので、比較的耐熱性の乏しいプラスチック基板でも広く用いることができる。なお、基板20の厚さもその種類や用途によって任意である。   Both the glass substrate and the plastic substrate are preferably excellent in transparency. For example, the total light transmittance is preferably 85% or more. Moreover, it is preferable that heat resistance is also favorable. When a film is formed by a DC pulse sputtering method, which will be described later, since it does not reach a high temperature, even a plastic substrate with relatively poor heat resistance can be widely used. The thickness of the substrate 20 is also arbitrary depending on the type and application.

[反射防止膜]
反射防止膜10は、基板20上に設けられ、その基板20側から、酸窒化ケイ素膜1、窒化ケイ素膜2及び酸化ケイ素膜3がその順で積層されている。酸窒化ケイ素膜1は、SiO(x:y=30:70〜80:20)で表される膜であり、屈折率は約1.60〜1.85程度である。窒化ケイ素膜2は、Si又はそれに近い組成で表される膜であり、屈折率は約1.94程度である。酸化ケイ素膜3は、SiO又はそれに近い組成で表される膜であり、屈折率は約1.49程度である。
[Antireflection film]
The antireflection film 10 is provided on the substrate 20, and the silicon oxynitride film 1, the silicon nitride film 2, and the silicon oxide film 3 are laminated in that order from the substrate 20 side. The silicon oxynitride film 1 is a film represented by SiO x N y (x: y = 30: 70 to 80:20) and has a refractive index of about 1.60 to 1.85. The silicon nitride film 2 is a film represented by Si 3 N 4 or a composition close thereto, and has a refractive index of about 1.94. The silicon oxide film 3 is a film represented by SiO 2 or a composition close thereto, and has a refractive index of about 1.49.

この反射防止膜10は、基板20上に、中屈折率膜としての酸窒化ケイ素膜1、高屈折率膜としての窒化ケイ素膜2、及び低屈折率膜としての酸化ケイ素膜3がその順で設けられており、後述の実験結果に示すように、500nm〜760nmの範囲内で反射率が1%未満であり、優れた反射防止能を有している。   The antireflection film 10 includes a silicon oxynitride film 1 as a medium refractive index film, a silicon nitride film 2 as a high refractive index film, and a silicon oxide film 3 as a low refractive index film in this order on a substrate 20. As shown in the experimental results described later, the reflectivity is less than 1% within the range of 500 nm to 760 nm, and it has excellent antireflection performance.

反射防止膜10は、スパッタリング法で成膜される。具体的には、基板20上に酸素及び窒素を原料ガスとしたスパッタリング法により酸窒化ケイ素膜1を形成する工程と、その酸窒化ケイ素膜1上に窒素を原料ガスとしたスパッタリング法により窒化ケイ素膜2を形成する工程と、その窒化ケイ素膜2上に酸素を原料ガスとしたスパッタリング法により酸化ケイ素膜3を形成する工程とを有する形成方法で形成される。この反射防止膜10を構成する各膜はいずれもケイ素化合物であるので、同じケイ素ターゲットを用い、各膜を形成するためのガス種を酸素及び窒素→窒素→酸素の順で入れ替えれば、同じチャンバー内で各膜を成膜できる。そのため、膜毎に異なる成膜チャンバーに移す等の煩雑さがないという利点がある。   The antireflection film 10 is formed by a sputtering method. Specifically, a silicon oxynitride film 1 is formed on the substrate 20 by sputtering using oxygen and nitrogen as source gases, and silicon nitride is formed on the silicon oxynitride film 1 by sputtering using nitrogen as source gas. It is formed by a forming method including a step of forming the film 2 and a step of forming the silicon oxide film 3 on the silicon nitride film 2 by a sputtering method using oxygen as a source gas. Since each film constituting the antireflection film 10 is a silicon compound, the same chamber is used if the same silicon target is used and the gas species for forming each film are replaced in the order of oxygen and nitrogen → nitrogen → oxygen. Each film can be formed inside. Therefore, there is an advantage that there is no complexity such as transfer to a different film forming chamber for each film.

各膜のうち、酸素と窒素を導入して成膜される酸窒化ケイ素膜1は、酸素と窒素の導入割合を変えることにより、任意の組成で成膜できる。例えば、酸素:窒素=5:95〜20:80の範囲内でチャンバー内に導入することにより、成膜された酸窒化ケイ素膜1の屈折率を1.60〜1.85程度にすることができる。この屈折率領域は、高屈折率膜の窒化ケイ素膜2と低屈折率膜の酸化ケイ素膜3の中間となり、良好な反射防止能をもたらすことができる。   Of each film, the silicon oxynitride film 1 formed by introducing oxygen and nitrogen can be formed with an arbitrary composition by changing the introduction ratio of oxygen and nitrogen. For example, the refractive index of the formed silicon oxynitride film 1 can be set to about 1.60 to 1.85 by introducing it into the chamber within the range of oxygen: nitrogen = 5: 95 to 20:80. it can. This refractive index region is intermediate between the silicon nitride film 2 as a high refractive index film and the silicon oxide film 3 as a low refractive index film, and can provide good antireflection performance.

各層の厚さdは、nd=λ/4の関係から導かれる。ここで、nは屈折率であり、λは波長(633nm)である。各膜は、その計算式で得られた値を目処に成膜される。具体的には、屈折率が1.78程度の酸窒化ケイ素膜1の厚さは89nmを目処に成膜され、屈折率が1.94程度の窒化ケイ素膜2の厚さは82nmを目処に成膜され、屈折率が1.49程度の酸化ケイ素膜3の厚さは106nmを目処に成膜されることが好ましい。   The thickness d of each layer is derived from the relationship of nd = λ / 4. Here, n is a refractive index and λ is a wavelength (633 nm). Each film is formed with the value obtained by the calculation formula as a target. Specifically, the silicon oxynitride film 1 having a refractive index of about 1.78 is formed with a thickness of about 89 nm, and the silicon nitride film 2 with a refractive index of about 1.94 is formed with a thickness of about 82 nm. The silicon oxide film 3 having a refractive index of about 1.49 is preferably formed with a thickness of about 106 nm.

このように、反射防止膜10の三層構造の膜構成は、反射防止膜10を容易に成膜することができる形態ということができる。その結果、低コストの反射防止膜10を提供できる。   Thus, it can be said that the film configuration of the three-layer structure of the antireflection film 10 is a form in which the antireflection film 10 can be easily formed. As a result, a low-cost antireflection film 10 can be provided.

スパッタリング法としては。高周波スパッタリング法、マグネトロンスパッタリング法、DCスパッタリング法、DCパルススパッタリング法等の各種のスパッタリング法を適用できる。これらのうち、DCパルススパッタリング法で成膜することが好ましい。DCパルススパッタリング法による成膜は、他の方式のスパッタリング法にはない遷移領域制御での高速度成膜が可能であり、緻密で密度の高い膜を形成できる。その結果、それぞれの膜は例えば水やアルコール等を浸透させにくく、その浸透によって密着性が低下するのを防いで、各膜1,2,3間の密着性を向上させることができるという有利な効果を奏する。また、基板20と酸窒化ケイ素膜1との間の密着性も向上させることができる。   As a sputtering method. Various sputtering methods such as a high-frequency sputtering method, a magnetron sputtering method, a DC sputtering method, and a DC pulse sputtering method can be applied. Among these, it is preferable to form a film by a DC pulse sputtering method. Film formation by the DC pulse sputtering method enables high-speed film formation with transition region control not found in other types of sputtering methods, and a dense and dense film can be formed. As a result, each film is difficult to permeate water, alcohol, etc., for example, and it is possible to prevent the adhesion from being lowered by the permeation and to improve the adhesion between the films 1, 2, and 3. There is an effect. In addition, the adhesion between the substrate 20 and the silicon oxynitride film 1 can be improved.

なお、反射防止膜10の上には、反射防止能を阻害しない範囲内で、必要に応じて、防汚膜、ハードコート膜等を設けてもよい。   Note that an antifouling film, a hard coat film, or the like may be provided on the antireflection film 10 as necessary within a range not inhibiting the antireflection ability.

以上説明したように、本発明に係る反射防止膜10によれば、酸窒化ケイ素膜1、窒化ケイ素膜2及び酸化ケイ素膜3はそれぞれ中屈折率膜、高屈折率膜及び低屈折率膜であるので、反射防止能に優れた反射防止膜となる。各膜は1,2,3、同じチャンバー内で同じケイ素ターゲットを用い、さらにチャンバー内に導入する原料ガスを切り替えて成膜されるので、反射防止膜10を構成する各膜を容易に成膜することができる。その結果、反射防止膜10を低コストで形成することができる。こうして得られた反射防止膜10は、各種の光学レンズ、電子ディスプレイパネル、建材ガラス、自動車ガラス等に適用することができる。   As described above, according to the antireflection film 10 according to the present invention, the silicon oxynitride film 1, the silicon nitride film 2, and the silicon oxide film 3 are a medium refractive index film, a high refractive index film, and a low refractive index film, respectively. Therefore, the antireflection film is excellent in antireflection performance. Each film is formed by using the same silicon target in the same chamber, and by switching the source gas introduced into the chamber, so that each film constituting the antireflection film 10 can be easily formed. can do. As a result, the antireflection film 10 can be formed at low cost. The antireflection film 10 thus obtained can be applied to various optical lenses, electronic display panels, building material glass, automobile glass and the like.

本発明を実施例により更に具体的に説明するが、本発明はその要旨を超えない限り、以下の実施例の記載に限定されるものではない。   EXAMPLES The present invention will be described more specifically with reference to examples. However, the present invention is not limited to the description of the following examples unless it exceeds the gist.

[実施例1]
スパッタリング装置として、プラズマ電源にDCパルス機構を備えたDCパルススパッタリング装置(Fraunhofer製、型式:DRM400)を用いた。Siターゲットを用い、スパッタガスとしてアルゴンガスを用い、原料ガスとして酸素ガスと窒素ガスとをそれぞれ10:90の割合で導入し、ガラス基板上に厚さ89nmを目処にSiOxNy膜を成膜した。次いで、ガスの導入を止めてチャンバー内のガスを排気し、再びアルゴンガスと窒素ガスを導入して、SiOxNy膜上に厚さ82nmを目処にSi膜を形成した。次いで、ガスの導入を止めてチャンバー内のガスを排気し、再びアルゴンガスと酸素ガスを導入して、Si膜上に厚さ106nmを目処にSiO膜を形成した。
[Example 1]
As a sputtering apparatus, a DC pulse sputtering apparatus (manufactured by Fraunhofer, model: DRM400) provided with a DC pulse mechanism in a plasma power source was used. A Si target was used, argon gas was used as a sputtering gas, oxygen gas and nitrogen gas were introduced at a ratio of 10:90 as source gases, and a SiOxNy film was formed on a glass substrate with a thickness of 89 nm. Next, the introduction of the gas was stopped, the gas in the chamber was evacuated, and argon gas and nitrogen gas were introduced again to form a Si 3 N 4 film on the SiOxNy film with a thickness of 82 nm. Next, the introduction of the gas was stopped, the gas in the chamber was evacuated, and argon gas and oxygen gas were introduced again to form a SiO 2 film on the Si 3 N 4 film with a thickness of 106 nm.

得られた膜の屈折率は、SiOxNy膜が約1.78であり、Si膜が約1.95であり、SiO膜が約1.48であった。また、DCパルススパッタリング法は、遷移領域制御での高速成膜ができる点で有利であり、ここでは4nm/秒の成膜速度であった。また、SiOxNy膜を構成する酸素と窒素の質量割合は、酸素:窒素=38:62であった。なお、屈折率は、分光光度計(日本分光株式会社製、型式:V−670)で測定し、質量割合は、波長分散型蛍光X線元素分析装置(株式会社リガク製、型式:ZSX PrimusII)で測定し、反射率は、分光光度計(日本分光株式会社製、型式:V−670)で測定した。 The refractive index of the obtained film was about 1.78 for the SiOxNy film, about 1.95 for the Si 3 N 4 film, and about 1.48 for the SiO 2 film. The DC pulse sputtering method is advantageous in that high-speed film formation can be performed with transition region control, and here, the film formation speed is 4 nm / second. The mass ratio of oxygen and nitrogen constituting the SiOxNy film was oxygen: nitrogen = 38: 62. The refractive index is measured with a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model: V-670), and the mass ratio is a wavelength dispersion type fluorescent X-ray element analyzer (manufactured by Rigaku Corporation, model: ZSX Primus II). The reflectance was measured with a spectrophotometer (manufactured by JASCO Corporation, model: V-670).

図3は、得られた反射防止膜の反射率のグラフである。500nm〜760nmの波長範囲で、反射率が1%未満であり、優れた反射防止能を示した。特に、633nmでは、反射率が0.03%であった。また、SiOxNy膜、Si膜、SiO膜のいずれも耐久性に優れており、長期間の使用にも耐えた。また、水及びアルコールに浸漬した後であっても、各膜の密着性に優れていた。その理由は、各膜がDCパルススパッタリング法によって、容易に水分等を浸透させないだけの高密度な膜として成膜されているためである。 FIG. 3 is a graph of the reflectance of the obtained antireflection film. In the wavelength range of 500 nm to 760 nm, the reflectance was less than 1%, and excellent antireflection performance was exhibited. In particular, at 633 nm, the reflectance was 0.03%. In addition, the SiOxNy film, the Si 3 N 4 film, and the SiO 2 film are all excellent in durability and can withstand long-term use. Moreover, even after being immersed in water and alcohol, the adhesiveness of each film was excellent. The reason is that each film is formed by a DC pulse sputtering method as a high-density film that does not easily allow moisture to penetrate.

[実施例2]
実施例1において、原料ガスとして酸素ガスと窒素ガスとをそれぞれ20:80の割合で導入し、ガラス基板上に厚さ89nmを目処にSiOxNy膜を成膜した他は、実施例1と同様にして、実施例2の反射防止膜を得た。得られた膜の屈折率は、SiOxNy膜が約1.59であり、Si膜が約1.95であり、SiO膜が約1.48であった。633nmでの反射率は0.6%であった。また、SiOxNy膜を構成する酸素と窒素の質量割合は、酸素:窒素=72:28であった。
[Example 2]
In Example 1, oxygen gas and nitrogen gas were introduced as source gases in a ratio of 20:80, respectively, and a SiOxNy film was formed on a glass substrate with a thickness of 89 nm as a target. Thus, an antireflection film of Example 2 was obtained. The refractive index of the obtained film was about 1.59 for the SiOxNy film, about 1.95 for the Si 3 N 4 film, and about 1.48 for the SiO 2 film. The reflectance at 633 nm was 0.6%. The mass ratio of oxygen and nitrogen constituting the SiOxNy film was oxygen: nitrogen = 72: 28.

[比較例1]
実施例1において、ガラス基板上にSiOxNy膜を設けずに、直接Si膜とSiO膜を設けた他は、実施例1と同様にして、比較例1の反射防止膜を得た。得られたSi膜とSiO膜の屈折率は、実施例1と同様であった。633nmでの反射率は1.1%であった。
[Comparative Example 1]
In Example 1, an antireflection film of Comparative Example 1 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a Si 3 N 4 film and a SiO 2 film were directly provided without providing a SiOxNy film on the glass substrate. . The refractive indexes of the obtained Si 3 N 4 film and SiO 2 film were the same as in Example 1. The reflectance at 633 nm was 1.1%.

[比較例2]
実施例1において、ガラス基板上に、Si膜、SiOxNy膜、SiO膜の順で設けた他は、実施例1と同様にして、比較例2の反射防止膜を得た。得られた各膜の屈折率は、実施例1と同様であった。633nmでの反射率は11%であった。
[Comparative Example 2]
In Example 1, an antireflection film of Comparative Example 2 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a Si 3 N 4 film, a SiOxNy film, and a SiO 2 film were provided on the glass substrate in this order. The refractive index of each film obtained was the same as in Example 1. The reflectance at 633 nm was 11%.

[比較例3]
実施例1において、ガラス基板上に、SiO膜、SiOxNy膜、Si膜の順で設けた他は、実施例1と同様にして、比較例3の反射防止膜を得た。得られた各膜の屈折率は、実施例1と同様であった。633nmでの反射率は12%であった。
[Comparative Example 3]
In Example 1, an antireflection film of Comparative Example 3 was obtained in the same manner as in Example 1 except that a SiO 2 film, a SiOxNy film, and a Si 3 N 4 film were provided on the glass substrate in this order. The refractive index of each film obtained was the same as in Example 1. The reflectance at 633 nm was 12%.

1 酸窒化ケイ素膜
2 窒化ケイ素膜
3 酸化ケイ素膜
10 反射防止膜
20 基板


DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Silicon oxynitride film 2 Silicon nitride film 3 Silicon oxide film 10 Antireflection film 20 Substrate


Claims (5)

基板側から、酸窒化ケイ素膜、窒化ケイ素膜及び酸化ケイ素膜がその順で積層されていることを特徴とする反射防止膜。   An antireflection film, wherein a silicon oxynitride film, a silicon nitride film, and a silicon oxide film are laminated in this order from the substrate side. 前記酸窒化ケイ素膜の酸素と窒素の割合が、酸素:窒素=30:70〜80:20の範囲内である、請求項1に記載の反射防止膜。   The antireflection film according to claim 1, wherein a ratio of oxygen and nitrogen in the silicon oxynitride film is in a range of oxygen: nitrogen = 30: 70 to 80:20. 基板上に酸素及び窒素を原料ガスとしたスパッタリング法により酸窒化ケイ素膜を形成する工程と、該酸窒化ケイ素膜上に窒素を原料ガスとしたスパッタリング法により窒化ケイ素膜を形成する工程と、該窒化ケイ素膜上に酸素を原料ガスとしたスパッタリング法により酸化ケイ素膜を形成する工程とを有し、各工程を同じチャンバー内で同じケイ素ターゲットを用いて行うことを特徴とする反射防止膜の形成方法。   Forming a silicon oxynitride film on the substrate by a sputtering method using oxygen and nitrogen as a source gas; forming a silicon nitride film on the silicon oxynitride film by a sputtering method using nitrogen as a source gas; and Forming a silicon oxide film on the silicon nitride film by sputtering using oxygen as a source gas, and performing each process using the same silicon target in the same chamber. Method. 前記スパッタリング法が、DCパルススパッタリング法である、請求項3に記載の反射防止膜の形成方法。   The method for forming an antireflection film according to claim 3, wherein the sputtering method is a DC pulse sputtering method. 前記酸窒化ケイ素膜の原料ガスである酸素と窒素の導入割合を、酸素:窒素=5:95〜30:70の範囲内とする、請求項3又は4に記載の反射防止膜の形成方法。


5. The method for forming an antireflection film according to claim 3, wherein an introduction ratio of oxygen and nitrogen, which are source gases of the silicon oxynitride film, is in a range of oxygen: nitrogen = 5: 95 to 30:70.


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