JPH06240446A - 多層光学薄膜の製造方法 - Google Patents

多層光学薄膜の製造方法

Info

Publication number
JPH06240446A
JPH06240446A JP5053028A JP5302893A JPH06240446A JP H06240446 A JPH06240446 A JP H06240446A JP 5053028 A JP5053028 A JP 5053028A JP 5302893 A JP5302893 A JP 5302893A JP H06240446 A JPH06240446 A JP H06240446A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
film
substrate
thin film
sample
optical thin
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.)
Pending
Application number
JP5053028A
Other languages
English (en)
Inventor
Hidehiko Fujimura
秀彦 藤村
Minoru Otani
実 大谷
Atsumichi Ishikura
淳理 石倉
Mitsuharu Sawamura
光治 沢村
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.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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 Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP5053028A priority Critical patent/JPH06240446A/ja
Publication of JPH06240446A publication Critical patent/JPH06240446A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Optical Elements Other Than Lenses (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フッ化物からなる多層光学薄膜の密着力や充
填率を向上させ、波長シフトを抑制する。 【構成】 3×10-4Pa以下の真空槽内において、直
径30mm、厚さ1mmのBK7からなる基板101上
に、クラスターイオンビーム法により順次LaF3 膜1
02、BiF2 膜103、MgF2 膜104を成膜し
た。各膜の成膜条件は次のとおりである。LaF3 膜1
02は、加速電圧350V、イオン化電流300mA,
蒸着速度1.2nm/sec、光学膜厚nd=85.9
nmとし、BiF2 膜103は、加速電圧400V、イ
オン化電流200mA、蒸着速度1.0nm/sec、
光学膜厚nd=212.6とし、MgF2 膜104は、
加速電圧200V、イオン化電流300mA、蒸着速度
1.5nm/sec、光学膜厚nd=123.4nmと
した。ただし、nはλ=500nmである。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、紫外から赤外領域で使
用する光学素子の反射防止膜、偏光膜、反射膜等を作製
するための多層光学薄膜の製造方法に関するものであ
る。
【0002】
【従来の技術】従来、フッ化物からなる光学薄膜を作製
する場合、フッ化物が低融点材料であるので、抵抗加熱
法により蒸着していた。しかし、抵抗加熱法による蒸着
では、フッ化物からなる光学薄膜の密着力や充填率が小
さい。
【0003】そこで、前記密着力や充填率を向上させる
ため、電子銃による電子線蒸着法により、基板を200
〜300℃程度に加熱して蒸着する方法が採用されるよ
うになった。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかし上記従来の技術
では、密着力や充填率がある程度向上するものの、光学
薄膜内に水などの不純物が侵入し、波長シフトの問題や
耐久性の劣化が生じてしまうという問題点があった。
【0005】本発明は、上記従来の技術の有する問題点
に鑑みてなされたものであって、フッ化物からなる多層
光学薄膜の密着力や充填率が向上し、波長シフトを抑制
することができる多層光学薄膜の製造方法を実現するこ
とを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の多層光学薄膜の製造方法は、異種のフッ化
物からなる多層膜を基板に蒸着する多層光学薄膜の製造
方法であって、真空槽に設けられた複数のクラスターイ
オンビーム発生源より順次異種のフッ化物のクラスター
イオンビームを発生させて前記基板に蒸着することを特
徴とするものである。
【0007】また、フッ化物が、MgF2 ,LaF3
LiF,NdF3 ,BaF2 ,SrF2 ,NaF,Al
3 ,BiF2 ,CaF2 ,PbF2 ,CeF3 ,Gd
3,HoF3 ,Na3 AlF6 の少なくとも二種から
なるものとすると効果的である。
【0008】
【作用】各フッ化物をクラスターイオンビーム法で基板
に順次蒸着することにより、基板を加熱するしないにか
かわらず成膜された多層光学薄膜の密着力や充填率が向
上する。
【0009】また、フッ化物としては、MgF2 ,La
3 ,LiF,NdF3 ,BaF2,SrF2 ,Na
F,AlF3 ,BiF2 ,CaF2 ,PbF2 ,CeF
3 ,GdF3 ,HoF3 ,Na3 AlF6 のうちから少
なくとも二種以上を適宜選択し、基板上に順次蒸着する
ことにより、可視光域全域を対象とする反射防止膜、レ
ーザー用反射防止膜、レーザー用増反射膜等の多層光学
薄膜を作製することができる。
【0010】
【実施例】本発明の実施例を図面を参照しつつ説明す
る。
【0011】先ず、本発明の実施に用いるクラスターイ
オンビーム蒸着装置について説明する。
【0012】図1に示すように、真空槽4は、図示しな
い真空発生源に接続される排気口4Aを有し、その上壁
側には、駆動部3により回転される基板ホルダ2が配設
されているとともに、基板ホルダ2と前記上壁間にはヒ
ータ15が設けられており、基板ホルダ2に保持させた
基板1を回転させながらヒータ15により基板1を所定
温度に加熱できるように構成されている。
【0013】また、真空槽4の底壁側には、第1〜第4
のクラスターイオンビーム源(以下、「第1〜第4のI
CB源」という。)5,7,9,11が配設されてお
り、各ICB源5,7,9,11はそれぞれ成膜時間を
調節するための第1〜第4のシャッタ6,8,10,1
2が付設されており、各シャッタ6,8,10,12を
開閉することにより第1〜第4のICB源5,7,9,
11それぞれから発生されたフッ化物のクラスターイオ
ンビームを順次基板1に向けて照射するように構成され
ている。さらに、基板ホルダ2の近傍には蒸着速度を制
御するための水晶モニタ14が配設されており、前記底
壁には膜厚を制御するための光モニタ13が配設されて
いる。
【0014】(第1実施例)図2は、第1実施例により
製造した可視光域全域を対象とする反射防止膜の模式断
面図であって、基板上に順次LaF3 膜102、BiF
2 膜103、MgF2 膜104をクラスターイオンビー
ム法によって成膜したものである。
【0015】図1に示す真空蒸着装置の基板ホルダ2に
直径30mm、厚さ1mmのBK7からなる基板101
を保持させ、真空槽4を3×10-4Pa以下に排気し、
第1〜第4のICB源5,7,9,11の中から適宜選
択した3個のICB源を用い、基板101上に順次La
3 膜102、BiF2 膜103、MgF2 膜104を
成膜した。
【0016】LaF3 膜102の成膜条件は、加速電圧
350V、イオン化電流は300mA、蒸着速度1.2
nm/sec、光学膜厚nd=85.9nmとし、Bi
2膜103の成膜条件は、加速電圧400V、イオン
化電流は200mA、蒸着速度1.0nm/sec、光
学膜厚nd=212.6nmとし、MgF2 膜104の
成膜条件は、加速電圧200V、イオン化電流は300
mA、蒸着速度1.5nm/sec、光学膜厚nd=1
23.4nmとした。また、基板温度は、室温、100
℃,300℃の3段階に変化させた。ただし、nはλ=
500nmの屈折率である。
【0017】本実施例によって製造した第1実施例のサ
ンプルである反射防止膜の分光反射率特性を図3に示
す。
【0018】効果を確認するため、本実施例によって製
造した第1実施例のサンプルと電子銃による電子線蒸着
法によって成膜した比較例1のサンプルとについて、そ
れぞれ、as depo、高温高湿(70℃−85%)
の100h、500h耐久試験後、(1)テープによる
密着性、(2)シルボン紙による耐摩耗性、(3)有機
溶剤による耐溶剤性、(4)波長シフト、に関してそれ
ぞれ評価を行った。評価結果を表1〜表3に示す。
【0019】
【表1】
【0020】
【表2】
【0021】
【表3】 表1〜表3の評価基準 ○:不良サンプル無し △:一部不良サンプル有り ×:全サンプル不良 表1〜表3から明らかなように、第1実施例のサンプル
である反射防止膜は、as depo、100h、50
0h高温高湿耐久後においても不良サンプルは見られ
ず、また、室温成膜でも充分な膜特性が得られているこ
とが解る。つまり、基板加熱工程をほとんど必要ないこ
とが確認できた。
【0022】(第2実施例)図4は、第2実施例により
製造したレーザー波長366nmを対象とする反射防止
膜の模式断面図であって、基板201上に順次LaF3
膜202、MgF2膜203をクラスターイオンビーム
法によって成膜したものである。
【0023】図1に示す真空蒸着装置の基板ホルダ2
に、直径40mm、厚さ3mmの合成石英からなる基板
201を保持させ、真空槽4を3×10-4Pa以下に排
気し、第1〜第4のICB源5,7,9,11の中から
適宜選択した2個のICB源を用い、基板201上に順
次LaF3 膜202、MgF2 膜203を成膜した。
【0024】LaF3 202膜の成膜条件は、加速電圧
500V、イオン化電流は200mA、蒸着速度1.5
nm/sec、光学膜厚nd=λ/4とし、MgF2
203の成膜条件は、加速電圧200V、イオン化電流
は200mA、蒸着速度1.0nm/sec、光学膜厚
nd=λ/4とし、また、基板温度は100℃である。
ただし、λ=355nmである。
【0025】第2実施例のサンプルであるレーザー用反
射防止膜の分光反射率特性を図5に示す。
【0026】効果を確認するため、本実施例によって製
造した第2実施例のサンプルと電子銃による電子線蒸着
法によって成膜した比較例2のサンプルについて、それ
ぞれYAGレーザーの3倍の高調波(λ=355nm、
パルス幅0.3ns)でレーザー損傷しきい値を測定し
た。その結果を表4に示す。
【0027】
【表4】 表4から明らかなように、第2実施例のサンプルは比較
例2のサンプルに比較してレーザー損傷しきい値が2割
程度向上していることが解る。
【0028】また、第2実施例および比較例2のサンプ
ルについて各膜の屈折率、表面粗さを測定したので、そ
の結果を表5に示す。
【0029】
【表5】 表5から明らかなように、第2実施例のサンプルは、比
較例2に比較して屈折率が向上しているとともに表面粗
さの値から充填率が増加していることが解る。
【0030】また、引張り法による密着力は、第2実施
例のサンプルが4.1×107 Paであって、比較例2
のサンプルの2.5×107 Paに比べて1.6倍に向
上している。さらに、波長355nmの吸収率を吸収に
よる温度上昇を測定する伝熱法によって測定したとこ
ろ、第2実施例のサンプルは0.26%であり、比較例
2のサンプルの0.32%に比べ僅かに減少している。
【0031】以上のことから、本実施例によれば、レー
ザー用反射防止膜のレーザー耐力が向上することが解
る。
【0032】(第3実施例)図6は、第3実施例によっ
て製造したレーザー波長266nmを対象とする増反射
ミラーの模式断面図であって、基板301上に順次Mg
2 膜302、NdF3 膜303の32層からなる繰返
し多層膜をクラスターイオンビーム法によって成膜した
ものである。
【0033】図1に示す真空蒸着装置の基板ホルダ2に
直径40mm、厚さ3mmのBK7からなる基板301
を保持させ、真空槽4を3×10-4Pa以下に排気し、
基板温度は室温として、第1〜第4のICB源5,7,
9,11の中から適宜選択した2個または4個のICB
源を用い基板301上に順次MgF2 膜302、NdF
3 303を繰返し成膜し、32層の多層光学薄膜を作成
した。
【0034】奇数層目のMgF2 膜302の成膜条件
は、加速電圧200V、イオン化電流は200mA、蒸
着速度1.0nm/sec、光学膜厚nd=λ/4と
し、偶数層目のNdF3 膜303の成膜条件は、加速電
圧300V、イオン化電流は200mA、蒸着速度0.
9nm/sec、光学膜厚nd=λ/4とした。ただ
し、λ=266nmである。
【0035】第3実施例のサンプルの分光反射率特性を
図7に示す。ここで、図7の(A)は反射率0〜100
(%)の分光反射率特性のグラフ、図7の(B)は反射
率90〜100(%)の分光反射率の特性のグラフであ
る。
【0036】効果を確認するため、第3実施例のサンプ
ルと、基板温度300℃で電子銃による電子線蒸着法に
よって成膜した比較例3のサンプルについて、それぞれ
YAGレーザーの4倍の高調波(λ=266nm、パル
ス幅0.3ns)でレーザー損傷しきい値を測定すると
ともに、成膜後30日経過後のレーザー損傷しきい値を
測定した。その結果を表6に示す。
【0037】
【表6】 表6から明らかなように、as depoでは第3実施
例のサンプルは、比較例3のサンプルに比べレーザー損
傷しきい値が12%程度向上しており、また、30日経
過後では、比較例3のサンプルはレーザー損傷しきい値
が低下しているのに対し、第3実施例のサンプルはほと
んど低下していない。これは、図8および図9に見られ
るように比較例3のサンプルでは、反射ミラーの中心波
長が長波長側へ7nmシフトし、これによって薄膜内の
電界強度が増大したためと考えられる。
【0038】図10および図11は、比較例3のサンプ
ルのas depoと30日経過後の薄膜内の電界強度
をそれぞれ示したグラフである。
【0039】以上のことから、第3実施例では、充填率
の高い繰返し多層膜を成膜でき、レーザー損傷しきい値
を向上させることが解る。
【0040】
【発明の効果】本発明は、上述のとおり構成されている
ので、次に記載するような効果を奏する。
【0041】基板を加熱するかしないかにかかわらず、
成膜された異種のフッ化物からなる多層光学薄膜の密着
力や充填率が向上し、耐久性の高い多層光学薄膜を作製
することができる。
【0042】また、フッ化物の種類を適宜選択して順次
基板上に蒸着することにより、可視光域全域を対象とす
る反射防止膜、レーザー用反射防止膜、レーザー用増反
射膜等の各種の多層光学薄膜を作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施に用いる真空蒸着装置の一例を示
す説明図である。
【図2】第1実施例により製造した反射防止膜の模式断
面図である。
【図3】第1実施例のサンプルである反射防止膜の分光
反射率特性を示すグラフである。
【図4】第2実施例により製造したレーザー用反射防止
膜の模式断面図である。
【図5】第2実施例のサンプルであるレーザー用反射防
止膜の分光反射率特性を示すグラフである。
【図6】第3実施例により製造したレーザー波長266
nmを対象とする増反射ミラーの模式断面図である。
【図7】第3実施例のサンプルである増反射ミラーの分
光反射率特性を示し、(A)は反射率0〜100%の分
光反射率特性のグラフ、(B)は反射率90〜100%
の分光反射率特性のグラフである。
【図8】比較例3のサンプルのas depo分光反射
率特性を示し、(A)は反射率0〜100%の分光反射
率特性のグラフ、(B)は反射率90〜100%の分光
反射率特性のグラフである。
【図9】比較例3のサンプルの30日経過後分光反射率
特性を示し、(A)は反射率0〜100%の分光反射率
特性のグラフ、(B)は反射率90〜100%の分光反
射率特性のグラフである。
【図10】比較例3のサンプルのas depo電界強
度を示すグラフである。
【図11】比較例3のサンプルの30日経過後電界強度
を示すグラフである。
【符号の説明】
1,101,201,301 基板 2 基板ホルダ 3 駆動部 4 真空槽 5,7,9,11 ICB源 6,8,10,12 シャッタ 13 光モニタ 14 水晶モニタ 15 ヒータ 102,202 LaF3 膜 103 BiF2 膜 104,203,302 MgF2 膜 303 NdF3
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 沢村 光治 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 異種のフッ化物からなる多層膜を基板に
    蒸着する多層光学薄膜の製造方法であって、真空槽に設
    けられた複数のクラスターイオンビーム発生源より順次
    異種のフッ化物のクラスターイオンビームを発生させて
    前記基板に蒸着することを特徴とする多層光学薄膜の製
    造方法。
  2. 【請求項2】 フッ化物が、MgF2 ,LaF3 ,Li
    F,NdF3 ,BaF2 ,SrF2 ,NaF,AlF
    3 ,BiF2 ,CaF2 ,PbF2 ,CeF3,GdF3
    ,HoF3 ,Na3 AlF6 の少なくとも二種からな
    ることを特徴とする請求項1記載の多層光学薄膜の製造
    方法。
JP5053028A 1993-02-18 1993-02-18 多層光学薄膜の製造方法 Pending JPH06240446A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5053028A JPH06240446A (ja) 1993-02-18 1993-02-18 多層光学薄膜の製造方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP5053028A JPH06240446A (ja) 1993-02-18 1993-02-18 多層光学薄膜の製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH06240446A true JPH06240446A (ja) 1994-08-30

Family

ID=12931442

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP5053028A Pending JPH06240446A (ja) 1993-02-18 1993-02-18 多層光学薄膜の製造方法

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH06240446A (ja)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998058280A1 (en) * 1997-06-16 1998-12-23 Laser Power Corporation Low absorption coatings for infrared laser optical elements
WO2003079062A1 (de) * 2002-03-18 2003-09-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Optisches element, verfahren zu seiner herstellung und zur bestimmung seiner optischen eigenschaften
JP2012188759A (ja) * 2008-09-05 2012-10-04 Shincron:Kk 成膜方法及び撥油性基材
WO2021131316A1 (ja) * 2019-12-25 2021-07-01 コニカミノルタ株式会社 反射防止膜付き光学レンズの製造方法

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO1998058280A1 (en) * 1997-06-16 1998-12-23 Laser Power Corporation Low absorption coatings for infrared laser optical elements
WO2003079062A1 (de) * 2002-03-18 2003-09-25 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Optisches element, verfahren zu seiner herstellung und zur bestimmung seiner optischen eigenschaften
JP2012188759A (ja) * 2008-09-05 2012-10-04 Shincron:Kk 成膜方法及び撥油性基材
WO2021131316A1 (ja) * 2019-12-25 2021-07-01 コニカミノルタ株式会社 反射防止膜付き光学レンズの製造方法
CN114846362A (zh) * 2019-12-25 2022-08-02 柯尼卡美能达株式会社 带有防反射膜的光学透镜的制造方法
CN114846362B (zh) * 2019-12-25 2023-12-29 柯尼卡美能达株式会社 带有防反射膜的光学透镜的制造方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Waldorf et al. Optical coatings deposited by reactive ion plating
EP0505547B1 (en) D.c. reactively sputtered antireflection coatings
JP4178190B2 (ja) 多層膜を有する光学素子およびその製造方法
KR101151813B1 (ko) 안정화된 플루오르 도핑 실리카 박층 형성 방법, 동 형성 방법에 의해 형성된 박층, 및 그의 안경 광학에 대한 용도
JP2003302520A (ja) 赤外レーザ用反射ミラーとその製造方法
JPH0612663B2 (ja) 白熱電球
US5582879A (en) Cluster beam deposition method for manufacturing thin film
KR20100057442A (ko) 내구성이 우수한 저방사 유리
JPH06240446A (ja) 多層光学薄膜の製造方法
US6603601B2 (en) Infrared laser optical element and manufacturing method therefor
JP4028282B2 (ja) 光学多層膜フィルタ
JP4028219B2 (ja) 光学多層膜フィルタ
CN114846362B (zh) 带有防反射膜的光学透镜的制造方法
JPH10268107A (ja) 反射防止膜付合成樹脂レンズ
JPH11326634A (ja) 光学多層薄膜および光学多層薄膜の製造方法
JPH07138744A (ja) フッ化物薄膜の製造方法およびこれによって製造されたフッ化物薄膜
CN115478252B (zh) 一种无界面高激光损伤阈值薄膜及其制备方法
JP2001194526A (ja) 多層膜反射ミラー
JPH11305014A (ja) 多層膜ミラーおよび多層膜ミラーの製造方法
US20230258848A1 (en) Thin-film Structures for Optical Applications Comprising Fluoride Mixtures
JP3102959B2 (ja) 高耐久性薄膜
JP3253065B2 (ja) 光学薄膜
JPH05188203A (ja) CaF2基板用反射防止膜
CN115480393A (zh) 一种提高高反射薄膜激光损伤阈值的方法
JP2979327B2 (ja) 低融点基体上蒸着反射防止膜