JPH11119014A - レーザー用ミラー - Google Patents
レーザー用ミラーInfo
- Publication number
- JPH11119014A JPH11119014A JP28704397A JP28704397A JPH11119014A JP H11119014 A JPH11119014 A JP H11119014A JP 28704397 A JP28704397 A JP 28704397A JP 28704397 A JP28704397 A JP 28704397A JP H11119014 A JPH11119014 A JP H11119014A
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- JP
- Japan
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- film
- aluminum film
- mirror
- reflectivity
- laser
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- 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
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光散乱が極めて少なく耐光特性の良いレーザ
ーミラーを提供しようとするものである。 【解決手段】 超精密な光学面を有するミラー基板、高
反射率アルミニウム膜および高反射率誘電体多層膜から
なるレーザー用ミラーにおいて、高反射率アルミニウム
膜を化学蒸着法、特にアルキルアルミニウムハイドライ
ドを用いて成膜することを特徴とする。
ーミラーを提供しようとするものである。 【解決手段】 超精密な光学面を有するミラー基板、高
反射率アルミニウム膜および高反射率誘電体多層膜から
なるレーザー用ミラーにおいて、高反射率アルミニウム
膜を化学蒸着法、特にアルキルアルミニウムハイドライ
ドを用いて成膜することを特徴とする。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、高出力レーザー用
ミラーに係り、ＹＡＧレーザー、ＣＯ2 レーザー、エキ
シマレーザーなどの光に対する高帯域、高反射率、高耐
光力を示すレーザー用ミラーに関するものである。
ミラーに係り、ＹＡＧレーザー、ＣＯ2 レーザー、エキ
シマレーザーなどの光に対する高帯域、高反射率、高耐
光力を示すレーザー用ミラーに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来のレーザー用ミラーのアルミニウム
金属膜は、抵抗加熱蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパ
ッタリング法などの真空成膜法などにより基板上に成膜
されている。このような方法で得られた金属膜は、多結
晶体でその結晶粒の大きさはサブミクロンから数ミクロ
ンの大きさである。これをレーザーのような単位面積当
たりのエネルギーの高い光で使用していると、特に光の
波長が短く光吸収が大きく、アルミニウムのような再結
晶化温度の低い金属膜は再結晶化して当初の光学特性と
は異なったものに変化するため、耐久性上の欠点があっ
た。また、結晶粒の大きさがかなり小さいために、この
結晶の粒界においてレーザー光が散乱し、レーザー用ミ
ラーの特性を悪くする原因になっていた。また、アルミ
ニウム膜の結晶粒界に偏析している不純物の光の吸収に
より、使用中にレーザー用ミラーとしての特性が悪化し
たり、光エネルギーの吸収によりアルミニウム膜の再結
晶化が生じ、レーザー用ミラーとしての特性が変動して
しまうなどの欠点がある。
金属膜は、抵抗加熱蒸着法、イオンビーム蒸着法、スパ
ッタリング法などの真空成膜法などにより基板上に成膜
されている。このような方法で得られた金属膜は、多結
晶体でその結晶粒の大きさはサブミクロンから数ミクロ
ンの大きさである。これをレーザーのような単位面積当
たりのエネルギーの高い光で使用していると、特に光の
波長が短く光吸収が大きく、アルミニウムのような再結
晶化温度の低い金属膜は再結晶化して当初の光学特性と
は異なったものに変化するため、耐久性上の欠点があっ
た。また、結晶粒の大きさがかなり小さいために、この
結晶の粒界においてレーザー光が散乱し、レーザー用ミ
ラーの特性を悪くする原因になっていた。また、アルミ
ニウム膜の結晶粒界に偏析している不純物の光の吸収に
より、使用中にレーザー用ミラーとしての特性が悪化し
たり、光エネルギーの吸収によりアルミニウム膜の再結
晶化が生じ、レーザー用ミラーとしての特性が変動して
しまうなどの欠点がある。
【０００３】更に、普通に行われている真空による方法
で成膜されたアルミニウム膜は、結晶粒の表面に凹凸が
大きいためにレーザー用ミラー、特に光波長の短いレー
ザー用ミラーとしては、光の散乱が多くその性能が十分
ではない。また、単結晶化したアルミニウム膜の表面は
結晶成長する際の晶癖により必ずしも表面は光学的には
滑らかではない。単結晶を作製する方法としては、スパ
ッター法より成膜したのち固相エピタキシャルする方法
（特開平４−１３２２１８）、グラフォエピタキシャル
する法（産業図書（株）刊ＳＯＩ構造形成技術）などが
知られている。しかし、これらの方法で得られる薄膜は
表面性が良くなく、ミラーとして使用するには散乱が多
く特性的に満足できないものである。
で成膜されたアルミニウム膜は、結晶粒の表面に凹凸が
大きいためにレーザー用ミラー、特に光波長の短いレー
ザー用ミラーとしては、光の散乱が多くその性能が十分
ではない。また、単結晶化したアルミニウム膜の表面は
結晶成長する際の晶癖により必ずしも表面は光学的には
滑らかではない。単結晶を作製する方法としては、スパ
ッター法より成膜したのち固相エピタキシャルする方法
（特開平４−１３２２１８）、グラフォエピタキシャル
する法（産業図書（株）刊ＳＯＩ構造形成技術）などが
知られている。しかし、これらの方法で得られる薄膜は
表面性が良くなく、ミラーとして使用するには散乱が多
く特性的に満足できないものである。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、基板、高反
射率アルミニウム膜、高反射率誘電体多層膜からなる構
成要素を上記の順に一体化してレーザー用ミラーを構成
して光散乱が極めて少なく耐光特性の良いレーザー用ミ
ラーを提供しようとするものである。ここで必要とされ
るアルミニウム薄膜は薄膜の表面が光学的に滑らかで光
散乱が極めて少なく、耐光性にも優れたものが必要であ
り、従来のアルミニウムの薄膜は真空蒸着法で得られて
いるが、これらの方法では一般には薄膜の結晶粒が大き
く平滑性が悪いために光の散乱が多く使用できない。
射率アルミニウム膜、高反射率誘電体多層膜からなる構
成要素を上記の順に一体化してレーザー用ミラーを構成
して光散乱が極めて少なく耐光特性の良いレーザー用ミ
ラーを提供しようとするものである。ここで必要とされ
るアルミニウム薄膜は薄膜の表面が光学的に滑らかで光
散乱が極めて少なく、耐光性にも優れたものが必要であ
り、従来のアルミニウムの薄膜は真空蒸着法で得られて
いるが、これらの方法では一般には薄膜の結晶粒が大き
く平滑性が悪いために光の散乱が多く使用できない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記した実情に鑑み、本
発明者らは鋭意検討した結果、化学蒸着法でも上記の目
的を達成し得ることを見出して本発明に到達した。
発明者らは鋭意検討した結果、化学蒸着法でも上記の目
的を達成し得ることを見出して本発明に到達した。
【０００６】すなわち、本発明は、超精密な光学面を有
するミラー基板、高反射率アルミニウム膜および高反射
率誘電体多層膜からなるレーザー用ミラーにおいて、高
反射率アルミニウム膜を化学蒸着法で成膜したことを特
徴とするレーザー用ミラーである。
するミラー基板、高反射率アルミニウム膜および高反射
率誘電体多層膜からなるレーザー用ミラーにおいて、高
反射率アルミニウム膜を化学蒸着法で成膜したことを特
徴とするレーザー用ミラーである。
【０００７】上記した本発明においては、高反射率アル
ミニウム膜の成膜に際して、アルキルアルミニウムハイ
ドライドを用いた化学蒸着法の採用が特に好ましい。
ミニウム膜の成膜に際して、アルキルアルミニウムハイ
ドライドを用いた化学蒸着法の採用が特に好ましい。
【０００８】
【発明の実施の形態】本発明で採用する化学蒸着法にお
いて、出発原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）、トリイソブ
チルアルミニウム（ＴｉＢＡ）などを用いることができ
るが、これらを用いてできたアルミニウム膜は光の散乱
が大きくレーザー用ミラーとしては好ましくない。しか
しながら、レーザー用ミラーとして光の散乱の極めて少
ない膜を化学蒸着法で成膜することができることが判明
した。すなわち、好適なアルミニウム膜の１例はアルキ
ルアルミニウムハイドライドを出発原料として成膜され
る。この原料からのアルミニウム膜の成膜は特開平５−
１３５９８、特開平５−１６８８０２、特開平６−２９
２２０、特開平８−３２５０８３に開示されている。こ
の方法で作られたアルミニウム膜は結晶表面の平滑性が
よく、また耐熱性に優れている。
いて、出発原料としてトリメチルアルミニウム（ＴＭ
Ａ）、トリエチルアルミニウム（ＴＥＡ）、トリイソブ
チルアルミニウム（ＴｉＢＡ）などを用いることができ
るが、これらを用いてできたアルミニウム膜は光の散乱
が大きくレーザー用ミラーとしては好ましくない。しか
しながら、レーザー用ミラーとして光の散乱の極めて少
ない膜を化学蒸着法で成膜することができることが判明
した。すなわち、好適なアルミニウム膜の１例はアルキ
ルアルミニウムハイドライドを出発原料として成膜され
る。この原料からのアルミニウム膜の成膜は特開平５−
１３５９８、特開平５−１６８８０２、特開平６−２９
２２０、特開平８−３２５０８３に開示されている。こ
の方法で作られたアルミニウム膜は結晶表面の平滑性が
よく、また耐熱性に優れている。
【０００９】この化学蒸着法で得られる膜は式膜条件を
選ぶことにより基板全面のＡｌ膜を単結晶化することが
可能である。このようにして成膜したアルミニウム膜上
に誘電体の多層膜からなる高反射膜を設けることにより
高性能なレーザー用ミラーを得ることができる。この誘
電体を使用した高反射膜は例えば、特許公開法昭６３−
２０８８０１、昭６４−７６７８８に開示されているよ
うな構成が選ばれる。例えば 第１層 第２層 第３層 第４層 第５層 第６層 ＭｇＦ2 ／Ｓｃ2 Ｏ3 ／ＭｇＦ2 ／Ｓｃ2 Ｏ3 ／ＭｇＦ2 ／Ｓｃ2 Ｏ3 の順にＭｇＦ2 とＳｃ2 Ｏ3 が交互に積層されている。
選ぶことにより基板全面のＡｌ膜を単結晶化することが
可能である。このようにして成膜したアルミニウム膜上
に誘電体の多層膜からなる高反射膜を設けることにより
高性能なレーザー用ミラーを得ることができる。この誘
電体を使用した高反射膜は例えば、特許公開法昭６３−
２０８８０１、昭６４−７６７８８に開示されているよ
うな構成が選ばれる。例えば 第１層 第２層 第３層 第４層 第５層 第６層 ＭｇＦ2 ／Ｓｃ2 Ｏ3 ／ＭｇＦ2 ／Ｓｃ2 Ｏ3 ／ＭｇＦ2 ／Ｓｃ2 Ｏ3 の順にＭｇＦ2 とＳｃ2 Ｏ3 が交互に積層されている。
【００１０】
【作用】本発明は上記構成により、レーザー光照射によ
る高耐光性、高反射率化でかつ低光散乱性を持ったレー
ザー用ミラーを提供するものである。
る高耐光性、高反射率化でかつ低光散乱性を持ったレー
ザー用ミラーを提供するものである。
【００１１】
【実施例】以下、図面を参照しながら本発明の実施例に
ついて説明する。
ついて説明する。
【００１２】実施例１ 図１は実施例における断面図である。２０２はシリコン
単結晶のウェファーであり、この上にアルミニウムの化
学蒸着（ＣＶＤ）膜２０４を５００ｎｍの厚さで付け
た。
単結晶のウェファーであり、この上にアルミニウムの化
学蒸着（ＣＶＤ）膜２０４を５００ｎｍの厚さで付け
た。
【００１３】アルミニウム単結晶膜は図２のような装置
を使用した。成膜前にＳｉウェファーは、Ｈ2ＳＯ4／Ｈ
2Ｏ2＝４／１溶液で洗浄、純水リンス他、さらにＨＦ／
Ｈ2Ｏ＝１／５０溶液で洗浄し、純水でリンスした。ア
ルミニウム膜成膜は以下のようである。Ｓｉウェファー
（４０１）を洗浄後試料出し入れ口（４０３）を通して
反応室（４０６）に設置し、排気設備（４０５）により
大略５＊Ｅ−８Ｔｏｒｒ以下に排気する。その後Ｈ2 ガ
スをガス供給系（４０４）により２Ｔｏｒｒになるまで
満たす。Ｓｉ基板をヒーター（４０２）により３００℃
に加熱した後に、ジメチルアルミニウムハイドライド
（ＤＭＡＨ）をガス供給系（４０４）により２＊Ｅ−４
Ｔｏｒｒを反応室に３０分間導入してアルミニウム膜を
成膜した。冷却後Ｈ2 ガスの供給を止め排気した後、ウ
ェファーを反応室より取り出し膜厚を測定したところ、
２５００ｎｍの厚さの単結晶膜であった。更に、この上
に室温にてマグネトロンスパッター法にてＴｉＯ2 とＳ
ｉＯ2 との膜で高反射率誘電体膜（２０６）を形成し
た。このようにして作製したミラーの２４８ｎｍでの光
反射率は９９．９％であり、また、光散乱は観察され
ず、３０ｍＪ／ｃｍ2 で１０ｅ８回のＫｒＦエキシマレ
ーザーの照射によっても反射率は何ら変化しなかった。
を使用した。成膜前にＳｉウェファーは、Ｈ2ＳＯ4／Ｈ
2Ｏ2＝４／１溶液で洗浄、純水リンス他、さらにＨＦ／
Ｈ2Ｏ＝１／５０溶液で洗浄し、純水でリンスした。ア
ルミニウム膜成膜は以下のようである。Ｓｉウェファー
（４０１）を洗浄後試料出し入れ口（４０３）を通して
反応室（４０６）に設置し、排気設備（４０５）により
大略５＊Ｅ−８Ｔｏｒｒ以下に排気する。その後Ｈ2 ガ
スをガス供給系（４０４）により２Ｔｏｒｒになるまで
満たす。Ｓｉ基板をヒーター（４０２）により３００℃
に加熱した後に、ジメチルアルミニウムハイドライド
（ＤＭＡＨ）をガス供給系（４０４）により２＊Ｅ−４
Ｔｏｒｒを反応室に３０分間導入してアルミニウム膜を
成膜した。冷却後Ｈ2 ガスの供給を止め排気した後、ウ
ェファーを反応室より取り出し膜厚を測定したところ、
２５００ｎｍの厚さの単結晶膜であった。更に、この上
に室温にてマグネトロンスパッター法にてＴｉＯ2 とＳ
ｉＯ2 との膜で高反射率誘電体膜（２０６）を形成し
た。このようにして作製したミラーの２４８ｎｍでの光
反射率は９９．９％であり、また、光散乱は観察され
ず、３０ｍＪ／ｃｍ2 で１０ｅ８回のＫｒＦエキシマレ
ーザーの照射によっても反射率は何ら変化しなかった。
【００１４】実施例２ 実施例１において、ウェファー温度２７０℃、成膜時間
２０分とし、他は同じ条件にて成膜した。このときの膜
厚は１４００ｎｍであった。この後、実施例１と同じ多
層膜を付け、高反射ミラーを作製した。このようなミラ
ーの２４８ｎｍでの光反射率は９９．９％であり、ま
た、３０ｍＪ／ｃｍ2 で１０ｅ８回のＫｒＦエキシマー
ザーの照射によっても反射率は何ら変化しなかった。
２０分とし、他は同じ条件にて成膜した。このときの膜
厚は１４００ｎｍであった。この後、実施例１と同じ多
層膜を付け、高反射ミラーを作製した。このようなミラ
ーの２４８ｎｍでの光反射率は９９．９％であり、ま
た、３０ｍＪ／ｃｍ2 で１０ｅ８回のＫｒＦエキシマー
ザーの照射によっても反射率は何ら変化しなかった。
【００１５】実施例３ 実施例１において、ウェファー温度を２９０℃、成膜時
間を１０分とし、他は同じ条件にて成膜した。このとき
の膜厚は１６００ｎｍであった。この後、実施例１と同
じ多層膜を付け、高反射ミラーを作製した。このような
ミラーの２４８ｎｍでの光反射率は９９．９％であり、
また、３０ｍＪ／ｃｍ2 で１０ｅ８回のＫｒＦエキシマ
レーザーの照射によっても反射率は何ら変化しなかっ
た。
間を１０分とし、他は同じ条件にて成膜した。このとき
の膜厚は１６００ｎｍであった。この後、実施例１と同
じ多層膜を付け、高反射ミラーを作製した。このような
ミラーの２４８ｎｍでの光反射率は９９．９％であり、
また、３０ｍＪ／ｃｍ2 で１０ｅ８回のＫｒＦエキシマ
レーザーの照射によっても反射率は何ら変化しなかっ
た。
【００１６】実施例４ 実施例１において、ウェファー温度３２０℃、成膜時間
を１０分とし、他は同じ条件にて成膜した。このときの
膜厚は２１００ｎｍであった。この後、実施例１と同じ
多層膜を付け、高反射ミラーを作製した。このようなミ
ラーの１９３ｎｍでの光反射率は９９．８％であり、ま
た、３０ｍＪ／ｃｍ2 で１０ｅ８回のＡｒＦエキシマレ
ーザーの照射によっても反射率は何ら変化しなかった。
を１０分とし、他は同じ条件にて成膜した。このときの
膜厚は２１００ｎｍであった。この後、実施例１と同じ
多層膜を付け、高反射ミラーを作製した。このようなミ
ラーの１９３ｎｍでの光反射率は９９．８％であり、ま
た、３０ｍＪ／ｃｍ2 で１０ｅ８回のＡｒＦエキシマレ
ーザーの照射によっても反射率は何ら変化しなかった。
【００１７】結晶粒界が全くなかったり、またあったと
しても亜粒界のような結晶欠陥であり、従来のミラーに
比べて光散乱は無視できるほど少なかった。
しても亜粒界のような結晶欠陥であり、従来のミラーに
比べて光散乱は無視できるほど少なかった。
【００１８】
【発明の効果】以上説明した通り、アルミニウム膜を出
発原料として、例えばＤＭＡＨを使用してＣＶＤ成膜す
ることにより、光に対する耐久性を大幅に改善すること
ができた。
発原料として、例えばＤＭＡＨを使用してＣＶＤ成膜す
ることにより、光に対する耐久性を大幅に改善すること
ができた。
【図１】本発明の実施例におけるレーザー用ミラーの断
面図である。
面図である。
【図２】アルミニウム膜の成膜に使用した成膜装置の１
例である。
例である。
２０２ Ｓｉ単結晶ウェファー ２０４ アルミニウム膜 ２０６ 誘電体多層膜 ４０１ Ｓｉウエハー ４０２ 加熱ヒーター ４０３ 試料出し入れ口 ４０４ ガス供給系 ４０５ 真空排気系 ４０６ 反応室 ４０７ 放電電極
Claims (2)
- 【請求項１】 超精密な光学面を有するミラー基板、高
反射率アルミニウム膜および高反射率誘電体多層膜から
なるレーザー用ミラーにおいて、高反射率単結晶アルミ
ニウム膜を化学蒸着法で成膜したことを特徴とするレー
ザー用ミラー。 - 【請求項２】 Ａｌ単結晶の膜がアルキルアルミニウム
ハイドライドを用いた化学蒸着法で造られたことを特徴
とする請求項１に記載のレーザー用ミラー。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28704397A JPH11119014A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | レーザー用ミラー |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28704397A JPH11119014A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | レーザー用ミラー |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH11119014A true JPH11119014A (ja) | 1999-04-30 |
Family
ID=17712320
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28704397A Pending JPH11119014A (ja) | 1997-10-20 | 1997-10-20 | レーザー用ミラー |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH11119014A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7525124B2 (en) | 2004-09-14 | 2009-04-28 | Hitachi Kyowa Engineering Co., Ltd. | Submount for light emitting diode and its manufacturing method |
-
1997
- 1997-10-20 JP JP28704397A patent/JPH11119014A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US7525124B2 (en) | 2004-09-14 | 2009-04-28 | Hitachi Kyowa Engineering Co., Ltd. | Submount for light emitting diode and its manufacturing method |
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