JPH0552922B2 - - Google Patents
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- JPH0552922B2 JPH0552922B2 JP59238524A JP23852484A JPH0552922B2 JP H0552922 B2 JPH0552922 B2 JP H0552922B2 JP 59238524 A JP59238524 A JP 59238524A JP 23852484 A JP23852484 A JP 23852484A JP H0552922 B2 JPH0552922 B2 JP H0552922B2
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- G—PHYSICS
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- G02B1/00—Optical elements characterised by the material of which they are made; Optical coatings for optical elements
- G02B1/10—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements
- G02B1/12—Optical coatings produced by application to, or surface treatment of, optical elements by surface treatment, e.g. by irradiation
Description
技術分野
本発明はフツ化物の被膜を形成する方法に関す
る。 従来の技術 フツ化物、例えばフツ化マグネシウムはその屈
折率と硬度を利用して、光学部品の反射防止膜や
表面保護膜として汎く用いられている。従来、フ
ツ化マグネシウム薄膜は、基板を十分に洗浄し、
ヒーターにより基板を例えば200〜300℃に加熱し
て必要によりボンバード処理したのち、真空蒸着
することにより製造されていた。これは、上記温
度で十分に加熱されていない基板上に真空蒸着さ
れた膜は、クラツクを生じ、耐擦傷性や密着性の
良い膜が得られないためである。 したがつて、プラスチツクフイルムやプラスチ
ツク部品など必ずしも十分な耐熱性をもたない基
板上にフツ化マグネシウムのようなフツ化物被膜
を形成しようとすると、基板を十分に加熱できな
いことから、膜の硬度や密着性が低下し実用上問
題が大きかつた。また、ガラスなどの光学部品に
蒸着する場合も上記温度で加熱すると熱応力が生
じたり、表面や光学的性質などが悪化することも
あつた。さらに、ガラスのように熱シヨツクに弱
く、破損したり表面が悪化したりする基板の場合
は、上記温度での蒸着作業の終了後も十分に冷却
するまで真空槽をリークできず、蒸着装置の稼動
率が低下するという問題もあつた。 そこで、基板を高温に加熱することなく、低温
で十分な特性をもつたフツ化物薄膜を得る方法が
要望されている。このための１つの試みとして、
フツ化マグネシウムを基板に蒸着すると同時に、
基板上にイオン源からのイオンビームを照射す
る、いわゆるイオンビームアシスト蒸着がある。
この方法によれば、基板を加熱しなくても硬く密
着性に優れたフツ化マグネシウム膜を得ることが
できる。しかしながら、このようにして得られる
フツ化マグネシウム被膜は、イオンの照射によ
り、フツ化マグネシウムが分解され、マグネシウ
ムに富んだ被膜となり光学的吸収が発生するとい
う問題があつた。 発明の目的 本発明は、吸収の発生が少なく、硬く密着性に
優れたフツ化物被膜を、低温下に形成することの
できる方法を提供することを目的とする。 発明の構成 本発明のフツ化物被膜の形成方法は、真空雰囲
気下で、基板の被蒸着面にイオンビームを照射し
ながら基板上にフツ化物を真空蒸着するフツ化物
被膜の形成方法において、 該真空雰囲気中にフツ素化合物ガス分子を存在
せしめることを特徴とする。 以下、添付図面に添つて本発明をさらに詳細に
説明する。 第１図は本発明を実施するのに用いられる装置
の構成例を示す模式図であり、真空槽１１内に
は、蒸発源１３と基板ホルダー１５が配設される
とともに、イオン源としてイオン銃１７が設けら
れている。１９はガス導入バルブ、２１は排気系
を示す。 フツ化物被膜を形成するにはたとえば、先ず真
空槽１１内を排気系２１により高真空、たとえば
10-6Torr台まで排気する。ついで、イオン銃１
７から基板１２にアルゴンイオンビームを照射し
て基板表面をクリーニングしたのち、フツ素化合
物ガスを、ガス導入バルブ１９より真空槽１１に
導入してフツ素化合物ガス雰囲気とする。通常、
６×10-5〜２×10-4Torr程度までフツ素化合物
ガスを導入するのが適当であり、好ましくは８×
10-5〜１×10-4Torrである。 フツ素化合物ガスとしては、テトラフルオロメ
タン（CF4）、ヘキサフルオロエタン（C2F6）、オ
クタフルオロプロパン（C3F8）、１，１−ジフル
オロエタン（CH3CHF2）などのフツ化炭化水
素、ジクロロジフルオロメタン（CCl2F2）、トリ
クロロトリフルオロエタン（C2Cl3F3）、ジクロロ
テトラフルオロエタン（C2Cl2F4）などのハロゲ
ン炭化水素、フツ化ケイ素（SiF4）、フツ化水素
（HF）などが挙げられ、この中でもフツ化炭化
水素、とくに総ての水素がフツ素で置換されたパ
ーフルオロ炭化水素が好ましい。 ついでフツ素化合物ガス雰囲気下に、電子銃や
抵抗加熱電極などを用いた蒸発源１３から、蒸着
材料としてのフツ化物を基板１２に蒸着すると同
時に、イオン銃１７からイオンビームを照射す
る。イオン銃としてはカウフマン型イオン銃など
が用いられ、10-4〜10-5Torr台で蒸着が行なわ
れる。図中、３１は蒸発源電源、３３はイオン銃
のガス供給ユニツト、３５はイオン銃電源を表わ
す。 フツ化物としては、フツ化マグネシウムが代表
的であり、この他、氷晶石、CaF2、CeF2、
ThF4、LaF3、NaF3、PbF2、AlF3なども用いら
れる。 イオン銃１７からは、アルゴンなどの不活性ガ
スイオンが供給される。基板１２のガスイオン照
射は、たとえば、20〜100μA／cm2程度が適当であ
る。イオン銃からのイオンエネルギーが高すぎる
と、イオンによる基板衝撃が激しくなり、蒸着膜
の光学的吸収が大きくなる。また、プラスチツク
のような基板では、表面の変質を起こしてしま
う。また、エネルギーが小さすぎると、イオンに
よる十分な効果が得られず、耐擦傷性や密着性が
悪くなる。もつとも、イオンビームの照射条件は
基板上へのフツ化物蒸着速度、イオン銃と基板間
の距離など他のパラメーターとも密接な関係があ
り、約３〜５Å／secの蒸着速度を得たいときに
は、20〜25μA／cm2で照射するのが適当である。
一般的に言えば、基板に飛来するフツ化物分子と
基板に照射されるガスイオンとの比率、即ち、照
射量／蒸着量が１／５〜１／13となるように制御
するのが適当であり、好ましくは１／８〜１／11
である。イオンビームの照射量に比して蒸着量が
大きすぎると、薄膜にクラツクが生じてくる。ま
た、蒸着量が小さすぎると、吸収が生じる。 また、本発明においては、真空槽内に酸素ガス
を導入し、酸素ガスの存在下にフツ化物を蒸着す
ることもできる。 本発明では、また、フツ素化合物ガスをイオン
化してイオン銃から真空槽内に導入することもで
きる。この場合、フツ素化合物ガスを単独でイオ
ン銃に導いてガスイオンの照射を行なつてもよい
し、フツ素化合物ガスとアルゴンガスなどの不活
性ガスとの混合ガス、あるいはさらに酸素ガスと
の混合ガスを用いてガスイオンビームの照射を行
なつてもよい。 発明の効果 本発明の方法によれば、基板を高温に加熱する
ことも、低温条件下で硬く密着性に優れ、吸収の
少ないフツ化物被膜を形成することができる。よ
つて、比較的耐熱性に乏しいプラスチツク上に
も、優れた特性のフツ化物被膜を蒸着することが
できる。また、基板に熱影響が残ることもなく、
さらに、蒸着終了後は基板の冷却を待つまでもな
く直ちに真空槽を大気に開放できるなど生産性も
高く、実用的にも優れた方法である。 実施例 １ 基板として、超音波洗浄したBk7、ポリカーボ
ネート樹脂板（商品名CR−39、ジエチルグリコ
ールビスアクリルカーボネート）およびアクリル
板を真空槽にセツトし、５×10-6Torrまで排気
した。ついで、イオン銃から加速電圧1000V、加
速電流120mAのイオン化したArガスを５分間照
射して、基板をクリーニングした。 次に、１×10-4Torrになるまで、ガス導入バ
ルブからCF4を導入したのち、イオン銃から加速
電圧500V、加速電流80mAでイオン化したArガ
スを、20〜25μA／cm2の照射条件で基板に照射し
ながら、電子銃を用いてMgF2を約4.0Å／secの
蒸着速度で基板を加熱することなく蒸着して、約
6500ÅのMgF2膜を得た。 実施例 ２ CF4の導入量を６×10-5Torrとする以外は、実
施例１と同様にしてMgF2膜を蒸着した。 実施例 ３ CF4の導入量を２×10-4Torrとする以外は、実
施例１と同様にしてMgF2膜を蒸着した。 比較例 １ CF4ガスを導入しない以外は実施例１と同様に
して、MgF2膜を得た。 比較例 ２ 実施例１と同様にしてクリーニングしたのち、
CF4の導入およびイオンビーム照射を行なうこと
なく、基板を加熱せずに電子銃を用いてMgF2を
蒸着した。 参考例 Bk7基板を用い基板を300℃に加熱し、CF4の
導入およびイオンビーム照射を行なうことなく、
実施例１と同様にしてMgF2膜を蒸着した。 以上のようにしたBk7上に形成したMgF2膜に
ついて、以下の方法で膜の硬度（耐擦傷性）、密
着性および吸収率を評価し、その結果を第１表に
示した。 耐擦傷性 ＃0000のスチールウールを１Kg／cm2の荷重で膜
に押しつけて往復30回こすり、スポツトライトを
当てながら目視により次の基準で評価した。 ○…傷が生じない △…傷が生じた ×…剥離 膜の密着性 セロテープを膜上に強く貼り付け、垂直にすば
やくはがし、膜のはがれを目視による次の基準
で、評価した。 ○…剥離しない ×…剥離する 膜の吸収 分光光度計を用い、各波長での吸収率を算出し
た。
る。 従来の技術 フツ化物、例えばフツ化マグネシウムはその屈
折率と硬度を利用して、光学部品の反射防止膜や
表面保護膜として汎く用いられている。従来、フ
ツ化マグネシウム薄膜は、基板を十分に洗浄し、
ヒーターにより基板を例えば200〜300℃に加熱し
て必要によりボンバード処理したのち、真空蒸着
することにより製造されていた。これは、上記温
度で十分に加熱されていない基板上に真空蒸着さ
れた膜は、クラツクを生じ、耐擦傷性や密着性の
良い膜が得られないためである。 したがつて、プラスチツクフイルムやプラスチ
ツク部品など必ずしも十分な耐熱性をもたない基
板上にフツ化マグネシウムのようなフツ化物被膜
を形成しようとすると、基板を十分に加熱できな
いことから、膜の硬度や密着性が低下し実用上問
題が大きかつた。また、ガラスなどの光学部品に
蒸着する場合も上記温度で加熱すると熱応力が生
じたり、表面や光学的性質などが悪化することも
あつた。さらに、ガラスのように熱シヨツクに弱
く、破損したり表面が悪化したりする基板の場合
は、上記温度での蒸着作業の終了後も十分に冷却
するまで真空槽をリークできず、蒸着装置の稼動
率が低下するという問題もあつた。 そこで、基板を高温に加熱することなく、低温
で十分な特性をもつたフツ化物薄膜を得る方法が
要望されている。このための１つの試みとして、
フツ化マグネシウムを基板に蒸着すると同時に、
基板上にイオン源からのイオンビームを照射す
る、いわゆるイオンビームアシスト蒸着がある。
この方法によれば、基板を加熱しなくても硬く密
着性に優れたフツ化マグネシウム膜を得ることが
できる。しかしながら、このようにして得られる
フツ化マグネシウム被膜は、イオンの照射によ
り、フツ化マグネシウムが分解され、マグネシウ
ムに富んだ被膜となり光学的吸収が発生するとい
う問題があつた。 発明の目的 本発明は、吸収の発生が少なく、硬く密着性に
優れたフツ化物被膜を、低温下に形成することの
できる方法を提供することを目的とする。 発明の構成 本発明のフツ化物被膜の形成方法は、真空雰囲
気下で、基板の被蒸着面にイオンビームを照射し
ながら基板上にフツ化物を真空蒸着するフツ化物
被膜の形成方法において、 該真空雰囲気中にフツ素化合物ガス分子を存在
せしめることを特徴とする。 以下、添付図面に添つて本発明をさらに詳細に
説明する。 第１図は本発明を実施するのに用いられる装置
の構成例を示す模式図であり、真空槽１１内に
は、蒸発源１３と基板ホルダー１５が配設される
とともに、イオン源としてイオン銃１７が設けら
れている。１９はガス導入バルブ、２１は排気系
を示す。 フツ化物被膜を形成するにはたとえば、先ず真
空槽１１内を排気系２１により高真空、たとえば
10-6Torr台まで排気する。ついで、イオン銃１
７から基板１２にアルゴンイオンビームを照射し
て基板表面をクリーニングしたのち、フツ素化合
物ガスを、ガス導入バルブ１９より真空槽１１に
導入してフツ素化合物ガス雰囲気とする。通常、
６×10-5〜２×10-4Torr程度までフツ素化合物
ガスを導入するのが適当であり、好ましくは８×
10-5〜１×10-4Torrである。 フツ素化合物ガスとしては、テトラフルオロメ
タン（CF4）、ヘキサフルオロエタン（C2F6）、オ
クタフルオロプロパン（C3F8）、１，１−ジフル
オロエタン（CH3CHF2）などのフツ化炭化水
素、ジクロロジフルオロメタン（CCl2F2）、トリ
クロロトリフルオロエタン（C2Cl3F3）、ジクロロ
テトラフルオロエタン（C2Cl2F4）などのハロゲ
ン炭化水素、フツ化ケイ素（SiF4）、フツ化水素
（HF）などが挙げられ、この中でもフツ化炭化
水素、とくに総ての水素がフツ素で置換されたパ
ーフルオロ炭化水素が好ましい。 ついでフツ素化合物ガス雰囲気下に、電子銃や
抵抗加熱電極などを用いた蒸発源１３から、蒸着
材料としてのフツ化物を基板１２に蒸着すると同
時に、イオン銃１７からイオンビームを照射す
る。イオン銃としてはカウフマン型イオン銃など
が用いられ、10-4〜10-5Torr台で蒸着が行なわ
れる。図中、３１は蒸発源電源、３３はイオン銃
のガス供給ユニツト、３５はイオン銃電源を表わ
す。 フツ化物としては、フツ化マグネシウムが代表
的であり、この他、氷晶石、CaF2、CeF2、
ThF4、LaF3、NaF3、PbF2、AlF3なども用いら
れる。 イオン銃１７からは、アルゴンなどの不活性ガ
スイオンが供給される。基板１２のガスイオン照
射は、たとえば、20〜100μA／cm2程度が適当であ
る。イオン銃からのイオンエネルギーが高すぎる
と、イオンによる基板衝撃が激しくなり、蒸着膜
の光学的吸収が大きくなる。また、プラスチツク
のような基板では、表面の変質を起こしてしま
う。また、エネルギーが小さすぎると、イオンに
よる十分な効果が得られず、耐擦傷性や密着性が
悪くなる。もつとも、イオンビームの照射条件は
基板上へのフツ化物蒸着速度、イオン銃と基板間
の距離など他のパラメーターとも密接な関係があ
り、約３〜５Å／secの蒸着速度を得たいときに
は、20〜25μA／cm2で照射するのが適当である。
一般的に言えば、基板に飛来するフツ化物分子と
基板に照射されるガスイオンとの比率、即ち、照
射量／蒸着量が１／５〜１／13となるように制御
するのが適当であり、好ましくは１／８〜１／11
である。イオンビームの照射量に比して蒸着量が
大きすぎると、薄膜にクラツクが生じてくる。ま
た、蒸着量が小さすぎると、吸収が生じる。 また、本発明においては、真空槽内に酸素ガス
を導入し、酸素ガスの存在下にフツ化物を蒸着す
ることもできる。 本発明では、また、フツ素化合物ガスをイオン
化してイオン銃から真空槽内に導入することもで
きる。この場合、フツ素化合物ガスを単独でイオ
ン銃に導いてガスイオンの照射を行なつてもよい
し、フツ素化合物ガスとアルゴンガスなどの不活
性ガスとの混合ガス、あるいはさらに酸素ガスと
の混合ガスを用いてガスイオンビームの照射を行
なつてもよい。 発明の効果 本発明の方法によれば、基板を高温に加熱する
ことも、低温条件下で硬く密着性に優れ、吸収の
少ないフツ化物被膜を形成することができる。よ
つて、比較的耐熱性に乏しいプラスチツク上に
も、優れた特性のフツ化物被膜を蒸着することが
できる。また、基板に熱影響が残ることもなく、
さらに、蒸着終了後は基板の冷却を待つまでもな
く直ちに真空槽を大気に開放できるなど生産性も
高く、実用的にも優れた方法である。 実施例 １ 基板として、超音波洗浄したBk7、ポリカーボ
ネート樹脂板（商品名CR−39、ジエチルグリコ
ールビスアクリルカーボネート）およびアクリル
板を真空槽にセツトし、５×10-6Torrまで排気
した。ついで、イオン銃から加速電圧1000V、加
速電流120mAのイオン化したArガスを５分間照
射して、基板をクリーニングした。 次に、１×10-4Torrになるまで、ガス導入バ
ルブからCF4を導入したのち、イオン銃から加速
電圧500V、加速電流80mAでイオン化したArガ
スを、20〜25μA／cm2の照射条件で基板に照射し
ながら、電子銃を用いてMgF2を約4.0Å／secの
蒸着速度で基板を加熱することなく蒸着して、約
6500ÅのMgF2膜を得た。 実施例 ２ CF4の導入量を６×10-5Torrとする以外は、実
施例１と同様にしてMgF2膜を蒸着した。 実施例 ３ CF4の導入量を２×10-4Torrとする以外は、実
施例１と同様にしてMgF2膜を蒸着した。 比較例 １ CF4ガスを導入しない以外は実施例１と同様に
して、MgF2膜を得た。 比較例 ２ 実施例１と同様にしてクリーニングしたのち、
CF4の導入およびイオンビーム照射を行なうこと
なく、基板を加熱せずに電子銃を用いてMgF2を
蒸着した。 参考例 Bk7基板を用い基板を300℃に加熱し、CF4の
導入およびイオンビーム照射を行なうことなく、
実施例１と同様にしてMgF2膜を蒸着した。 以上のようにしたBk7上に形成したMgF2膜に
ついて、以下の方法で膜の硬度（耐擦傷性）、密
着性および吸収率を評価し、その結果を第１表に
示した。 耐擦傷性 ＃0000のスチールウールを１Kg／cm2の荷重で膜
に押しつけて往復30回こすり、スポツトライトを
当てながら目視により次の基準で評価した。 ○…傷が生じない △…傷が生じた ×…剥離 膜の密着性 セロテープを膜上に強く貼り付け、垂直にすば
やくはがし、膜のはがれを目視による次の基準
で、評価した。 ○…剥離しない ×…剥離する 膜の吸収 分光光度計を用い、各波長での吸収率を算出し
た。
【表】
【表】
また、実施例１，２および３で、ポリカーボネ
ート板およびアクリル板上に得られたフツ化マグ
ネシウム膜も、耐擦傷性および密着性に優れ、光
学的吸収も同様にみられなかつた。
ート板およびアクリル板上に得られたフツ化マグ
ネシウム膜も、耐擦傷性および密着性に優れ、光
学的吸収も同様にみられなかつた。
第１図は本発明で用いられる装置の構成例を示
す概略図である。 １１……真空槽、１２……基板、１３……蒸発
源、１５……基板ホルダー、１７……イオン銃、
１９……ガス導入バルブ。
す概略図である。 １１……真空槽、１２……基板、１３……蒸発
源、１５……基板ホルダー、１７……イオン銃、
１９……ガス導入バルブ。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 真空雰囲気下で、基板の被蒸着面にイオンビ
ームを照射しながら基板上にフツ化物を真空蒸着
するフツ化物被膜の形成方法において、 該真空雰囲気中にフツ素化合物ガス分子を存在
せしめることを特徴とするフツ化物被膜の形成方
法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59238524A JPS61117503A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | フツ化物被膜の形成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP59238524A JPS61117503A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | フツ化物被膜の形成方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS61117503A JPS61117503A (ja) | 1986-06-04 |
| JPH0552922B2 true JPH0552922B2 (ja) | 1993-08-06 |
Family
ID=17031533
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP59238524A Granted JPS61117503A (ja) | 1984-11-14 | 1984-11-14 | フツ化物被膜の形成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS61117503A (ja) |
Families Citing this family (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS63113401A (ja) * | 1986-10-30 | 1988-05-18 | Nippon Sheet Glass Co Ltd | 光学薄膜を有するプラスチツク物品の製法 |
| JPH01116601A (ja) * | 1987-10-30 | 1989-05-09 | Sumitomo Electric Ind Ltd | スピネル系透光性複合材 |
| JPH01145601A (ja) * | 1987-12-02 | 1989-06-07 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 酸化イツトリウム系透光性複合材 |
| JPH0751751B2 (ja) * | 1988-04-07 | 1995-06-05 | 凸版印刷株式会社 | イオン・アシスト蒸着法及びそのための装置 |
| US5026575A (en) * | 1989-07-11 | 1991-06-25 | Board Of Regents, The University Of Texas System | Growth of polycrystalline CaF2 via low temperature OMCVD |
| US8524397B1 (en) | 2004-11-08 | 2013-09-03 | Quallion Llc | Battery having high rate and high capacity capabilities |
| US7052802B2 (en) | 2002-10-15 | 2006-05-30 | Quallion Llc | Fluorinated carbon active material |
| WO2012043732A1 (ja) * | 2010-10-01 | 2012-04-05 | 株式会社エス・エフ・シー | 成膜方法 |
| WO2015097898A1 (ja) * | 2013-12-27 | 2015-07-02 | 株式会社シンクロン | 多層反射防止膜の成膜方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6064301A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-12 | Olympus Optical Co Ltd | 光学部品の反射防止膜とその形成方法 |
-
1984
- 1984-11-14 JP JP59238524A patent/JPS61117503A/ja active Granted
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS6064301A (ja) * | 1983-09-20 | 1985-04-12 | Olympus Optical Co Ltd | 光学部品の反射防止膜とその形成方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS61117503A (ja) | 1986-06-04 |
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