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JP2025103782A - Multilayer film, optical member, and method for manufacturing multilayer film - Google Patents

Multilayer film, optical member, and method for manufacturing multilayer film Download PDF

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JP2025103782A JP2023221408A JP2023221408A JP2025103782A JP 2025103782 A JP2025103782 A JP 2025103782A JP 2023221408 A JP2023221408 A JP 2023221408A JP 2023221408 A JP2023221408 A JP 2023221408A JP 2025103782 A JP2025103782 A JP 2025103782A
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Abstract

To provide a multilayer film that fully exhibits a self-purification function by a photocatalytic reaction on a surface, even in a case where a film thickness of a low refractive index layer of a surface is made equal to or more than a specific thickness for reducing a reflection rate of light, and can maintain hydrophilicity over a long period in a dark place.SOLUTION: In a multilayer film, a layer containing cerium oxide contains cerium oxide that includes a cubic system polycrystalline structure and a columnar structure, and a film thickness of the layer containing the cerium oxide is equal to or more than 85 nm and less than 800 nm, let the layer as a whole containing the cerium oxide be an area (A), and let an oxygen vacancy rate of the cerium oxide in the area (A) be an oxygen vacancy rate (VA), the oxygen vacancy rate (VA) is equal to or more than 0.05% and less than 10%, a film thickness of a layer containing silicon oxide or a layer containing magnesium fluoride is equal to or more than 50 nm and less than 240 nm, and a refractive index of a layer containing a low refractive index layer with respect to light of a wavelength 500 nm is equal to or less than 1.65.SELECTED DRAWING: Figure 1A

Description

本開示は、自己浄化性および親水性に優れた多層膜、該多層膜を有する光学部材、ならびに該多層膜の製造方法に関する。 This disclosure relates to a multilayer film with excellent self-cleaning properties and hydrophilicity, an optical component having the multilayer film, and a method for manufacturing the multilayer film.

光学レンズ、ミラー、光学フィルターのような光学部材は、光の透過率や反射率を増加または低減させるために、無機材料により形成された膜を有している。無機材料により形成された膜は、一般的に成膜直後の時点では表面自由エネルギーが高いため、親水性が高い。しかしながら、自己反応や人あるいは環境由来の汚れが付着することにより、比較的短時間で表面自由エネルギーが低下し、親水性が低下する。 Optical components such as optical lenses, mirrors, and optical filters have a film formed from an inorganic material to increase or decrease the light transmittance or reflectance. Films formed from inorganic materials generally have high surface free energy immediately after film formation, and therefore are highly hydrophilic. However, the surface free energy decreases in a relatively short period of time due to self-reactions or the adhesion of dirt from humans or the environment, and the hydrophilicity decreases.

例えば自動車に使用される光学製品、防犯カメラ、メガネレンズなどの屋外で使用する光学製品やこれらの保護カバーの表面の親水性が低下している状態で、水滴が付着すると、視界が悪化する場合があり、上記光学製品や保護カバーの機能が十分発揮できない恐れがある。 For example, if the hydrophilicity of the surface of optical products used in automobiles, security cameras, and optical products used outdoors, such as eyeglass lenses, or the protective covers for these products, is reduced, visibility may be impaired if water droplets adhere to them, and the optical products and protective covers mentioned above may not be able to fully function.

前述の課題を解決する手段として、結晶性の二酸化チタン薄膜上に二酸化ケイ素薄膜を形成した親水膜が利用される(特許文献1、特許文献2、非特許文献1)。結晶性二酸化チタンの表面に近紫外光を照射すると、光触媒機能により活性酸素が生成し、生成した活性酸素が親水膜の表面の有機物を分解する。結果として、親水膜の親水性が回復し、降雨により汚れが洗い流され、自己浄化される。また、二酸化チタンの上に二酸化ケイ素を配置することで、光照射を停止しても、二酸化チタンのみの薄膜のように短時間で疎水化することはなく、暗所でも1~2週間程度は親水性が継続することが知られている。 As a means of solving the above-mentioned problems, a hydrophilic film in which a thin film of silicon dioxide is formed on a thin film of crystalline titanium dioxide is used (Patent Document 1, Patent Document 2, Non-Patent Document 1). When the surface of crystalline titanium dioxide is irradiated with near-ultraviolet light, active oxygen is generated by the photocatalytic function, and the generated active oxygen decomposes the organic matter on the surface of the hydrophilic film. As a result, the hydrophilicity of the hydrophilic film is restored, and the dirt is washed away by rainfall, and the film is self-purified. In addition, by placing silicon dioxide on top of titanium dioxide, even if the light irradiation is stopped, it does not become hydrophobic in a short time like a thin film of titanium dioxide alone, and it is known that the hydrophilicity continues for about 1 to 2 weeks even in a dark place.

しかしながら、特許文献1の表2に記載のように、結晶性の二酸化チタン薄膜上に形成した二酸化ケイ素薄膜が50nmに満たない場合、二酸化チタンの屈折率が大きいため、反射率が増大し、透過率が低下するという課題がある。そのため反射率が大きくなっても支障のない車載用ドアミラーなどには適用できても、反射防止膜を備えたレンズのような光学部材には適さないという課題がある。
また、結晶性の二酸化チタン薄膜上に形成した表面の二酸化ケイ素薄膜が50nm以上である場合、光触媒反応による自己浄化機能が充分に発現しない課題がある。加えて、暗所での親水性維持性能が、結晶性二酸化チタンのみの場合に比べると改善されるものの、十分ではない課題がある。
However, as shown in Table 2 of Patent Document 1, when the silicon dioxide thin film formed on the crystalline titanium dioxide thin film is less than 50 nm, there is a problem that the reflectance increases and the transmittance decreases because the refractive index of titanium dioxide is large. Therefore, although it can be applied to vehicle door mirrors and the like where a high reflectance does not cause any problems, there is a problem that it is not suitable for optical components such as lenses equipped with an anti-reflection film.
Furthermore, when the silicon dioxide thin film formed on the surface of the crystalline titanium dioxide thin film is 50 nm or more, there is a problem that the self-cleaning function by the photocatalytic reaction is not fully exhibited. In addition, although the hydrophilicity maintaining performance in a dark place is improved compared to the case where only crystalline titanium dioxide is used, there is still a problem that it is not sufficient.

また、特許文献2の実施例や非特許文献1に記載のように、結晶性二酸化チタン層を光触媒として使用する場合、二酸化チタンからなる薄膜を結晶化するために、薄膜や該薄膜を上に設けた基材を高温に加熱しなければならない場合があり、耐熱性の低い樹脂製基材が使用できない課題がある。一部のウェットプロセスによる二酸化チタンの成膜は、高温加熱を要しない。しかしながら、ウェットプロセスを用いた場合は、1nm単位の細かな膜厚制御、均一な膜厚を有する薄膜の形成、および平板などの単純な形状の基材以外の基材の上への成膜が難しく、また、コーティング液の保存期間が短いなどの固有の課題がある。 In addition, as described in the examples of Patent Document 2 and Non-Patent Document 1, when a crystalline titanium dioxide layer is used as a photocatalyst, in order to crystallize the thin film made of titanium dioxide, the thin film or the substrate on which the thin film is provided may have to be heated to a high temperature, which poses the problem that resin substrates with low heat resistance cannot be used. Some wet processes for forming titanium dioxide films do not require high-temperature heating. However, when using wet processes, it is difficult to precisely control the film thickness in 1 nm increments, form a thin film with a uniform film thickness, and form a film on a substrate other than a substrate with a simple shape such as a flat plate, and there are inherent problems such as a short shelf life of the coating liquid.

特開2000-053449号公報JP 2000-053449 A 特開平09-057912号公報Japanese Patent Application Publication No. 09-057912

K.Miyashita,et al, Journal of the Ceramic Society of Japan 110 [5] 450-454 (2002)K. Miyashita, et al, Journal of the Ceramic Society of Japan 110 [5] 450-454 (2002)

光学部材への応用を考慮すると、光学部材表面の低屈折率層を反射防止膜として設計することが可能なように、低屈折率層の膜厚を厚くした場合においても、光触媒反応による自己浄化機能が充分に発現する多層膜が望まれている。また、暗所で親水性を維持する期間がより長い多層膜が望まれている。 Considering application to optical components, there is a demand for a multilayer film that fully exhibits the self-cleaning function through photocatalytic reaction even when the low refractive index layer is made thick so that the low refractive index layer on the surface of the optical component can be designed as an anti-reflection film. There is also a demand for a multilayer film that maintains its hydrophilicity for a longer period in a dark place.

本開示の目的は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、光の反射率を低減させるために、表面の低屈折率層の膜厚を特定の厚さ以上にした場合にも、表面で光触媒反応による自己浄化機能が充分に発現し、また暗所において親水性を長期間維持できる多層膜を提供することである。本開示の目的は、上記多層膜を有する光学部材を提供することである。また、本開示の目的は、上記多層膜の製造方法を提供するものである。 The object of the present disclosure has been made in consideration of the above problems, and is to provide a multilayer film that can fully exhibit a self-cleaning function by photocatalytic reaction on the surface and can maintain hydrophilicity for a long period of time in a dark place, even when the film thickness of the low refractive index layer on the surface is set to a specific thickness or more in order to reduce the reflectance of light. The object of the present disclosure is to provide an optical member having the multilayer film. In addition, the object of the present disclosure is to provide a method for manufacturing the multilayer film.

上記の課題を解決するために、本開示は、
酸化セリウムを含有する層と、前記酸化セリウムを含有する層の上に直接あるいは他の層を介して、低屈折率層とを有し、
前記低屈折率層は、酸化ケイ素を含有する層またはフッ化マグネシウムを含有する層を有し、
前記酸化セリウムを含有する層が、立方晶系多結晶構造および柱状構造を含む酸化セリウムを含有し、
前記酸化セリウムを含有する層の膜厚が、85nm以上800nm以下であり、
前記酸化セリウムを含有する層全体を領域(A)とし、前記領域(A)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0.05%以上10%以下であり、
前記低屈折率層の膜厚が、50nm以上240nm以下であり、
波長500nmの光に対する、前記低屈折率層の屈折率が、1.65以下である、ことを特徴とする多層膜である。
In order to solve the above problems, the present disclosure provides:
A layer containing cerium oxide and a low refractive index layer provided directly or via another layer on the layer containing cerium oxide,
the low refractive index layer has a layer containing silicon oxide or a layer containing magnesium fluoride,
the cerium oxide-containing layer contains cerium oxide having a cubic polycrystalline structure and a columnar structure,
The thickness of the layer containing cerium oxide is 85 nm or more and 800 nm or less,
When the entire layer containing the cerium oxide is defined as a region (A) and the oxygen deficiency rate of the cerium oxide in the region (A) is defined as an oxygen deficiency rate (V A ), the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.05% or more and 10% or less,
The low refractive index layer has a thickness of 50 nm or more and 240 nm or less,
The multilayer film is characterized in that the refractive index of the low refractive index layer for light with a wavelength of 500 nm is 1.65 or less.

また、本開示は、上記の多層膜を有する光学部材である。 The present disclosure also relates to an optical member having the above multilayer film.

また、本開示は、
基材の上に直接あるいは他の層を介して、酸化セリウムを含有する層を真空蒸着法により形成する工程(A)と、
前記酸化セリウムを含有する層の上に直接あるいは他の層を介して、低屈折率層を真空蒸着法により形成する工程(B)と
を含み、
前記低屈折率層は、酸化ケイ素を含有する層またはフッ化マグネシウムを含有する層を有し、
前記酸化セリウムを含有する層が、立方晶系多結晶構造および柱状構造を含む酸化セリウムを含有し、
前記酸化セリウムを含有する層の膜厚が、85nm以上800nm以下とし、
前記酸化セリウムを含有する層全体を領域(A)とし、前記領域(A)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0.5%以上10%以下であり、
前記低屈折率層の膜厚が、50nm以上240nm以下である、ことを特徴とする多層膜の製造方法である。
The present disclosure also provides
A step (A) of forming a layer containing cerium oxide on a substrate directly or via another layer by a vacuum deposition method;
and (B) forming a low refractive index layer by a vacuum deposition method on the layer containing cerium oxide directly or via another layer,
the low refractive index layer has a layer containing silicon oxide or a layer containing magnesium fluoride,
the cerium oxide-containing layer contains cerium oxide having a cubic polycrystalline structure and a columnar structure,
The thickness of the layer containing cerium oxide is 85 nm or more and 800 nm or less,
When the entire layer containing the cerium oxide is designated as region (A) and the oxygen deficiency rate of the cerium oxide in the region (A) is designated as oxygen deficiency rate (V A ), the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.5% or more and 10% or less,
The method for producing a multilayer film is characterized in that the low refractive index layer has a thickness of 50 nm or more and 240 nm or less.

本開示の一態様よれば、光の反射率を低減させるために、表面の低屈折率層の膜厚を特定の厚さ以上にした場合においても、表面で光触媒反応による自己浄化機能が充分に発現し、また、暗所においても親水性を長期間維持可能な多層膜、上記多層膜を有する光学部材、および上記多層膜の製造方法を得ることができる。 According to one aspect of the present disclosure, even when the film thickness of the low refractive index layer on the surface is set to a specific thickness or more in order to reduce the reflectance of light, it is possible to obtain a multilayer film that exhibits sufficient self-cleaning function due to a photocatalytic reaction on the surface and can maintain hydrophilicity for a long period of time even in a dark place, an optical member having the multilayer film, and a method for manufacturing the multilayer film.

本開示に係る第1の実施形態における構成を示す概略断面図である。1 is a schematic cross-sectional view showing a configuration according to a first embodiment of the present disclosure. 本開示に係る第1の実施形態を説明するための概略断面図である。FIG. 1 is a schematic cross-sectional view for explaining a first embodiment according to the present disclosure. 本開示に係る第2の実施形態における構成を示す概略断面図である。FIG. 11 is a schematic cross-sectional view showing a configuration according to a second embodiment of the present disclosure. 本開示に係る応用例の一例を示す概略図である。FIG. 1 is a schematic diagram illustrating an example of an application example according to the present disclosure. 本開示に係る応用例の別の一例を示す概略図である。FIG. 13 is a schematic diagram showing another example of an application according to the present disclosure.

以下、好適な実施の形態を挙げて、本開示に係る多層膜、該多層膜を有する光学部材、該多層膜の成膜方法の実施形態を説明する。
また、本開示は下記実施形態に限定されるわけではない。
また、本開示において、数値範囲を表す[XX以上YY以下]や[XX~YY]の記載は、特に断りのない限り、端点である下限および上限を含む数値範囲を意味する。さらに、数値範囲が段階的に記載されている場合、各数値範囲の上限および下限は任意に組み合わせることができる。
Hereinafter, preferred embodiments of the multilayer film, the optical member having the multilayer film, and the method for forming the multilayer film according to the present disclosure will be described.
Furthermore, the present disclosure is not limited to the following embodiments.
In the present disclosure, the description of a numerical range such as [XX to YY] or [XX to YY] means a numerical range including the lower and upper limits, which are the endpoints, unless otherwise specified. Furthermore, when a numerical range is described in stages, the upper and lower limits of each numerical range can be arbitrarily combined.

本開示において[多層膜]とは、基材の面上に形成した2つ以上の層を含む構成を指す。本開示に係る多層膜は、基材の上に直接あるいは他の層を介して、設けることができる。以下、多層膜を構成する層について膜もしくは薄膜とも称する場合がある。 In this disclosure, the term "multilayer film" refers to a structure including two or more layers formed on the surface of a substrate. The multilayer film according to this disclosure can be provided on the substrate directly or via another layer. Hereinafter, the layers constituting the multilayer film may also be referred to as a film or thin film.

本開示において[基材]とは、物品としては固形物である。 In this disclosure, the "substrate" is a solid article.

本開示において[光学部材]とは、上記多層膜を備える光学部材である。該光学部材としては光学フィルター、光学レンズ、採光レンズ、光学フィルム、光学プリズム、眼鏡レンズ、写真用レンズ、監視カメラのカバー、車載カメラのカバー、車載センサーのカバー、車両用ドアミラー、ホームドアのセンサー、採光レンズのカバー、板ガラス、集光レンズ、ディスプレイ用カバーガラス、タッチパネル、および各種フィルムなどが挙げられる。 In this disclosure, the term "optical component" refers to an optical component that includes the above multilayer film. Examples of such optical components include optical filters, optical lenses, light-collecting lenses, optical films, optical prisms, eyeglass lenses, photographic lenses, surveillance camera covers, vehicle-mounted camera covers, vehicle-mounted sensor covers, vehicle door mirrors, platform door sensors, light-collecting lens covers, sheet glass, light-collecting lenses, display cover glass, touch panels, and various films.

本開示に係る多層膜について具体的に説明をするに先立ち、本開示の理解のため、まず、その効果を奏するメカニズムの推定について以下に述べる。ただし、以下の説明はあくまで仮説にすぎず、本開示は何ら以下の仮説によって限定されるものではない。 Before specifically explaining the multilayer film according to the present disclosure, in order to facilitate understanding of the present disclosure, we will first describe below the presumed mechanism by which the effect is achieved. However, the following explanation is merely a hypothesis, and the present disclosure is in no way limited by the following hypothesis.

本発明者は、基材の上に直接あるいは他の層を介して特定の酸素空孔を有する立方晶系多結晶構造からなる酸化セリウムを含有する層を配置し、さらに上記酸化セリウムを含有する層の上に直接あるいは他の層を介して特定の膜厚のフッ化マグネシウムもしくは酸化ケイ素を含有する層が配置されている場合において、光触媒による自己浄化性による親水性の回復機能が発現するとともに、暗所での親水性維持能力が飛躍的に向上することを見出した。前記のメカニズムについて、以下の内容が考えられる。 The inventors have found that when a layer containing cerium oxide, which has a cubic polycrystalline structure with specific oxygen vacancies, is placed on a substrate directly or through another layer, and a layer containing magnesium fluoride or silicon oxide of a specific thickness is placed on the layer containing cerium oxide directly or through another layer, a hydrophilicity recovery function due to the self-purifying properties of the photocatalyst is expressed and the ability to maintain hydrophilicity in a dark place is dramatically improved. The following is thought to be the mechanism behind the above.

近紫外線に応答する光触媒の膜に近紫外光を照射したとき、光励起により電子と正孔が生成する。生成した電子や正孔が、膜の表面に到達できた場合、化学反応が起こり、自己浄化性による親水性の回復機能が発現する。本開示の酸化セリウムを含有する層の酸化セリウムには適量の酸素空孔が存在する。酸素空孔が過剰でないことで、光励起により生成した正孔と電子との再結合が抑えられる。その結果、光触媒活性が強くなる。また、酸素空孔の不足による、光励起により生成した電子や正孔の移動度の低下が抑えられる。その結果、光触媒による自己浄化機能の低下が抑えられる。 When a near-ultraviolet light-responsive photocatalyst film is irradiated with near-ultraviolet light, electrons and holes are generated by photoexcitation. If the generated electrons and holes reach the surface of the film, a chemical reaction occurs, and the hydrophilic recovery function due to self-purification is expressed. The cerium oxide in the cerium oxide-containing layer of the present disclosure has an appropriate amount of oxygen vacancies. The absence of an excess of oxygen vacancies suppresses the recombination of holes and electrons generated by photoexcitation. As a result, the photocatalytic activity is enhanced. In addition, the decrease in the mobility of electrons and holes generated by photoexcitation due to a shortage of oxygen vacancies is suppressed. As a result, the decrease in the self-purification function of the photocatalyst is suppressed.

さらに、酸素空孔が存在することにより、薄膜や環境由来の水分子(HO)や酸素分子(O)などを酸素空孔がとらえられ、紫外線のない環境下においても活性種が生成し、暗所における表面の親水性維持に寄与する。加えて、本開示の酸化セリウムを含有する層において、特に多結晶界面には酸素空孔が存在する。これにより、電気伝導性が向上するため、光励起により生成した電子と正孔の分離が促進され、電子と正孔が界面に沿ってスムーズに移動し、表面に到達しやすくなる。これらの結果、光触媒による自己浄化性による親水性の回復機能が発現するとともに、暗所での親水性維持能力が飛躍的に向上すると考えられる。 Furthermore, due to the presence of oxygen vacancies, water molecules (H 2 O) and oxygen molecules (O 2 ) derived from the thin film or the environment are captured by the oxygen vacancies, and active species are generated even in an environment without ultraviolet light, contributing to maintaining the hydrophilicity of the surface in a dark place. In addition, in the layer containing cerium oxide of the present disclosure, oxygen vacancies are present, particularly at the polycrystalline interface. This improves electrical conductivity, promoting the separation of electrons and holes generated by photoexcitation, making it easier for the electrons and holes to move smoothly along the interface and reach the surface. As a result, it is believed that the hydrophilicity recovery function due to the self-purifying properties of the photocatalyst is expressed, and the hydrophilicity maintenance ability in a dark place is dramatically improved.

≪第1の実施形態≫
第1の実施形態は、多層膜についてである。
本開示の多層膜は、
酸化セリウムを含有する層と、前記酸化セリウムを含有する層の上に直接あるいは他の層を介して、低屈折率層とを有し、
前記低屈折率層は、酸化ケイ素を含有する層またはフッ化マグネシウムを含有する層を有し、
前記酸化セリウムを含有する層が、立方晶系多結晶構造および柱状構造を含む酸化セリウムを含有し、
前記酸化セリウムを含有する層の膜厚が、85nm以上800nm以下であり、
前記酸化セリウムを含有する層全体を領域(A)とし、前記領域(A)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0.05%以上10%以下であり、
前記低屈折率層の膜厚が、50nm以上240nm以下であり、
波長500nmの光に対する、前記低屈折率層の屈折率が、1.65以下である、ことを特徴とする。
First Embodiment
The first embodiment is directed to a multilayer film.
The multilayer film of the present disclosure is
A layer containing cerium oxide and a low refractive index layer provided directly or via another layer on the layer containing cerium oxide,
the low refractive index layer has a layer containing silicon oxide or a layer containing magnesium fluoride,
the cerium oxide-containing layer contains cerium oxide having a cubic polycrystalline structure and a columnar structure,
The thickness of the layer containing cerium oxide is 85 nm or more and 800 nm or less,
When the entire layer containing the cerium oxide is defined as a region (A) and the oxygen deficiency rate of the cerium oxide in the region (A) is defined as an oxygen deficiency rate (V A ), the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.05% or more and 10% or less,
The low refractive index layer has a thickness of 50 nm or more and 240 nm or less,
The low refractive index layer has a refractive index of 1.65 or less for light having a wavelength of 500 nm.

本開示の多層膜は、酸化セリウムを含有する層と、酸化セリウムを含有する層の上に直接あるいは他の層を介して、低屈折率層とを有し、低屈折率層は、酸化ケイ素を含有する層またはフッ化マグネシウムを含有する層を有する。図1Aは、基材の上に設けられた本開示の多層膜における、第1の実施形態を示す概略断面図である。図1Aでは、基材11上に、低屈折率層として、本開示の酸化セリウムを含有する層13が形成され、さらに酸化セリウムを含有する層13の上にフッ化マグネシウムを含有する層14が形成された構成例を示している。図1A(および後述する図1B)において、フッ化マグネシウムを含有する層14の代わりに、酸化セリウムを含有する層13の上に酸化ケイ素を含有する層15が形成されていてもよい。なお、図1A、図1Bおよび図2は、本開示における多層膜の構成を模式的に表したものである。そのため、各層の面積や膜厚などを正確な比率で表したものではない。 The multilayer film of the present disclosure has a layer containing cerium oxide and a low refractive index layer directly or via another layer on the layer containing cerium oxide, and the low refractive index layer has a layer containing silicon oxide or a layer containing magnesium fluoride. FIG. 1A is a schematic cross-sectional view showing a first embodiment of the multilayer film of the present disclosure provided on a substrate. FIG. 1A shows a configuration example in which a layer containing cerium oxide 13 of the present disclosure is formed as a low refractive index layer on a substrate 11, and a layer containing magnesium fluoride 14 is further formed on the layer containing cerium oxide 13. In FIG. 1A (and FIG. 1B described later), a layer containing silicon oxide 15 may be formed on the layer containing cerium oxide 13 instead of the layer containing magnesium fluoride 14. Note that FIGS. 1A, 1B, and 2 are schematic representations of the configuration of the multilayer film of the present disclosure. Therefore, the areas and film thicknesses of each layer are not shown in exact proportions.

基材11について説明する。
基材11は、他の層12や本開示の酸化セリウムを含有する層13を積層形成可能なものであればよく、ガラス、セラミックス、樹脂、および金属などを用いることが可能である。基材の形状は限定されることはなく、例えば、平面、曲面、凹面、凸面、およびフィルム状であってもよい。また、基材11は、ハードコート層やバリア層を有していてもよい。加えて、基材11の大きさや厚さについても特に限定されることはなく、用途などに応じて適宜設定することが可能である。
The substrate 11 will now be described.
The substrate 11 may be any material capable of laminating other layers 12 and the layer 13 containing cerium oxide of the present disclosure, and may be made of glass, ceramics, resin, metal, or the like. The shape of the substrate is not limited, and may be, for example, flat, curved, concave, convex, or film-like. The substrate 11 may also have a hard coat layer or a barrier layer. In addition, the size and thickness of the substrate 11 are not particularly limited, and may be appropriately set depending on the application.

本開示に係る酸化セリウムを含有する層13について説明する。本開示の多層膜は、酸化セリウムを含有する層全体を領域(A)とし、領域(A)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき酸素欠損率(V)が、0.05%以上10%以下である。酸素欠損率が0.05%未満であると、光で励起した電子や正孔の移動度が低下し、光触媒による自己浄化機能が低下する。10%を超えると、光で励起した電子や正孔が再結合しやすくなり、光触媒による自己浄化機能が低下する。 The cerium oxide-containing layer 13 according to the present disclosure will be described. In the multilayer film according to the present disclosure, the entire layer containing cerium oxide is designated as region (A), and the oxygen deficiency rate of cerium oxide in region (A) is designated as oxygen deficiency rate (V A ), where V A is 0.05% or more and 10% or less. If the oxygen deficiency rate is less than 0.05%, the mobility of electrons and holes excited by light decreases, and the self-purification function by the photocatalyst decreases. If it exceeds 10%, the electrons and holes excited by light are more likely to recombine, and the self-purification function by the photocatalyst decreases.

本開示における[酸素欠損率]の定義としては、酸化セリウムの酸素含有量をAとし、CeOの理論上の酸素含有量をBとするとき、酸素欠損率を(B-A)/B×100(%)で表すことができる。例えば、化学量論組成通りのCeOの酸素欠損率が0%、CeOの酸素原子が全て無いと仮定したとき(Ceであるとき)の酸素欠損率が100%である。 In the present disclosure, the oxygen deficiency rate can be defined as (B-A)/B x 100 (%), where A is the oxygen content of cerium oxide and B is the theoretical oxygen content of CeO2 . For example, the oxygen deficiency rate of CeO2 according to the stoichiometric composition is 0%, and the oxygen deficiency rate when it is assumed that all oxygen atoms in CeO2 are absent (when it is Ce) is 100%.

本開示の多層膜は、酸化セリウムを含有する層13の領域(A)における酸化セリウムの酸素欠損率(V)が、0.05%以上0.6%以下であることが好ましい。酸素欠損率が0.05%以上であると、自己浄化機能力、親水性の維持能力がさらに高まる。 In the multilayer film of the present disclosure, the oxygen deficiency rate (V A ) of the cerium oxide in the region (A) of the cerium oxide-containing layer 13 is preferably 0.05% or more and 0.6% or less. When the oxygen deficiency rate is 0.05% or more, the self-purifying function and the ability to maintain hydrophilicity are further improved.

本開示の多層膜は、酸化セリウムを含有する層13の領域(A)における酸化セリウムの酸素欠損率(V)が、0.1%以上0.3%以下であることがより好ましい。酸素欠損率がこの範囲であると、自己浄化機能力、親水性の維持能力がより高まる。 In the multilayer film of the present disclosure, the oxygen deficiency rate (V A ) of the cerium oxide in the region (A) of the cerium oxide-containing layer 13 is preferably 0.1% or more and 0.3% or less. When the oxygen deficiency rate is in this range, the self-purifying function and the ability to maintain hydrophilicity are further improved.

本開示の多層膜は、酸化セリウムを含有する層13が、立方晶系多結晶構造を含む酸化セリウム(CeO)を含有する。単結晶構造の酸化セリウムよりなる層では、膜にクラックが発生しやすくなる。非晶質構造の酸化セリウムからなる層であると、光触媒による自己浄化機能および暗所での親水性維持能力が顕著に低下する。 In the multilayer film of the present disclosure, the cerium oxide-containing layer 13 contains cerium oxide (CeO x ) having a cubic polycrystalline structure. A layer made of cerium oxide with a single crystal structure is prone to cracking. A layer made of cerium oxide with an amorphous structure is significantly reduced in the self-purifying function by photocatalysis and in the ability to maintain hydrophilicity in a dark place.

また、本開示における[多結晶構造]の定義としては、成膜後の膜のX線回折(XRD)測定において、酸化セリウム特有のピークが出現することを意味する。 In addition, the definition of "polycrystalline structure" in this disclosure means that a peak specific to cerium oxide appears in an X-ray diffraction (XRD) measurement of the film after deposition.

本開示の多層膜は、酸化セリウムを含有する層13の膜厚が、85nm以上800nm以下である。酸化セリウムを含有する層13の膜厚が85nmを下回ると、光触媒による自己浄化機能および暗所での親水性維持能力が顕著に低下する。また、酸化セリウムを含有する層13の膜厚が800nmを超えると、クラックが発生しやすくなり、また不均質や表面粗さ、多結晶の結晶界面による光散乱が大きくなりすぎる場合があり、光学特性に悪影響を及ぼす場合がある。 In the multilayer film of the present disclosure, the thickness of the cerium oxide-containing layer 13 is 85 nm or more and 800 nm or less. If the thickness of the cerium oxide-containing layer 13 is less than 85 nm, the photocatalytic self-purification function and the ability to maintain hydrophilicity in a dark place are significantly reduced. If the thickness of the cerium oxide-containing layer 13 exceeds 800 nm, cracks are likely to occur, and the light scattering due to the heterogeneity, surface roughness, and crystal interfaces of polycrystals may become too large, which may adversely affect the optical properties.

本開示の多層膜は、酸化セリウムを含有する層13が、柱状構造を有する酸化セリウムを含有する。柱状構造を有することで、光で励起した電子や正孔の分離が促進され、また電子と空孔が表面に到達しやすくなる。これにより、光触媒による自己浄化機能より高まる。 In the multilayer film of the present disclosure, the cerium oxide-containing layer 13 contains cerium oxide having a columnar structure. The columnar structure promotes the separation of electrons and holes excited by light, and also makes it easier for the electrons and holes to reach the surface. This enhances the self-purification function of the photocatalyst.

ここで、本開示における[柱状構造]を定義する。柱状構造とは、膜中に円柱状構造、角柱状構造、錐台状構造、棒状構造、繊維的柱状などの多結晶を含むことをいう。中実状であっても良く、中空状であってもよい。柱状の長手方向は、概ね膜の基材側から膜の外気側方向に成長したものであり、鉛直方向に真っ直ぐに伸びるもの、傾斜状に伸びるもの、湾曲しながら伸びるもの、枝状に分岐して伸びるもの、柱状結晶が複数本成長する途中で融合したものなどを含む。 Here, we define the "columnar structure" in this disclosure. The columnar structure refers to the inclusion of polycrystals such as cylindrical structures, prismatic structures, frustum-shaped structures, rod-shaped structures, and fibrous columnar structures in the film. They may be solid or hollow. The longitudinal direction of the columns generally grows from the substrate side of the film toward the outside air side of the film, and includes those that grow straight vertically, those that grow at an angle, those that grow while curving, those that grow branched out like branches, and those in which multiple columnar crystals fuse together during growth.

本開示の酸化セリウムを含有する層13は、基材11上に直接配置されてもよいし、後述する他の層12を介して配置されていてもよい。 The layer 13 containing cerium oxide of the present disclosure may be disposed directly on the substrate 11, or may be disposed via another layer 12 described below.

本開示の多層膜は、低屈折率層の膜厚が、50nm以上240nm以下であることが好ましい。本開示の多層膜は、波長500nmの光に対する、前記低屈折率層の屈折率が、1.65以下であることが好ましい。 In the multilayer film of the present disclosure, the film thickness of the low refractive index layer is preferably 50 nm or more and 240 nm or less. In the multilayer film of the present disclosure, the refractive index of the low refractive index layer for light with a wavelength of 500 nm is preferably 1.65 or less.

本開示に係るフッ化マグネシウムを含有する層14について説明する。本開示の多層膜は、フッ化マグネシウムを含有する層14の膜厚が、50nm以上240nm以下である。フッ化マグネシウムを含有する層14の膜厚が50nm未満であると多層膜の反射率が高くなりすぎる場合がある。一方、フッ化マグネシウムを含有する層14の膜厚が240nmを超えると、多層膜表面において光触媒による自己浄化機能が発揮されない場合がある。また、本開示の多層膜は、波長500nmの光に対するフッ化マグネシウムを含有する層14の屈折率が、1.65以下である。フッ化マグネシウムを含有する層14の屈折率が1.65を超えると多層膜の反射率が高くなりすぎる場合がある。 The layer 14 containing magnesium fluoride according to the present disclosure will be described. In the multilayer film of the present disclosure, the layer 14 containing magnesium fluoride has a thickness of 50 nm or more and 240 nm or less. If the layer 14 containing magnesium fluoride has a thickness of less than 50 nm, the reflectance of the multilayer film may be too high. On the other hand, if the layer 14 containing magnesium fluoride has a thickness of more than 240 nm, the self-purifying function by photocatalysis may not be exhibited on the surface of the multilayer film. In addition, in the multilayer film of the present disclosure, the layer 14 containing magnesium fluoride has a refractive index of 1.65 or less for light with a wavelength of 500 nm. If the refractive index of the layer 14 containing magnesium fluoride exceeds 1.65, the reflectance of the multilayer film may be too high.

本開示の多層膜は、図1Bに示されるように、酸化セリウムを含有する層13と、フッ化マグネシウムを含有する層14との界面から、8nm以下の位置にある酸化セリウムを含有する層13の領域を領域(B)とし、領域(B)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、酸素欠損率(V)が、0.5%以上30%以下であることが好ましい。本開示の多層膜は、領域(A)のうち、領域(B)を除いた領域を領域(C)とし、領域(C)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、酸素欠損率(V)が、0%以上10%以下であることが好ましい。本開示の多層膜は、酸素欠損率(V)が、酸素欠損率(V)より大きいことが好ましい。 In the multilayer film of the present disclosure, as shown in Fig. 1B, when a region of the cerium oxide-containing layer 13 located 8 nm or less from the interface between the cerium oxide-containing layer 13 and the magnesium fluoride-containing layer 14 is defined as region (B) and the oxygen deficiency rate of the cerium oxide in region (B) is defined as oxygen deficiency rate ( VB ), the oxygen deficiency rate ( VB ) is preferably 0.5% or more and 30% or less. In the multilayer film of the present disclosure, when a region of region (A) excluding region (B) is defined as region (C) and the oxygen deficiency rate of the cerium oxide in region (C) is defined as oxygen deficiency rate ( VC ), the oxygen deficiency rate ( VC ) is preferably 0% or more and 10% or less. In the multilayer film of the present disclosure, the oxygen deficiency rate ( VB ) is preferably larger than the oxygen deficiency rate ( VC ).

フッ化マグネシウムを含有する層14を構成する物質の総量におけるフッ化マグネシウムの含有比が65質量%以上であることが好ましい。上記の範囲内であれば、暗所における親水性維持能力がより高まる。 It is preferable that the content ratio of magnesium fluoride in the total amount of materials constituting the layer 14 containing magnesium fluoride is 65 mass% or more. If it is within the above range, the ability to maintain hydrophilicity in a dark place is further improved.

上記の通り、図1Aおよび図1Bにおいて、フッ化マグネシウムを含有する層14の代わりに、酸化ケイ素を含有する層15が配置されてもよい。以下に、本開示に係る酸化ケイ素を含有する層15について説明する。 As described above, in FIG. 1A and FIG. 1B, a layer 15 containing silicon oxide may be disposed in place of the layer 14 containing magnesium fluoride. The layer 15 containing silicon oxide according to the present disclosure will be described below.

本開示の多層膜は、波長500nmの光に対する酸化ケイ素を含有する層15の屈折率が、1.65以下である。酸化ケイ素を含有する層15の屈折率が、1.65を超えると、多層膜の反射率が高くなりすぎる場合がある。本開示の多層膜は、酸化ケイ素を含有する層15が、50nm以上240nm以下である。酸化ケイ素を含有する層15の膜厚が50nm未満であると多層膜の反射率が高くなりすぎる場合がある。一方、酸化ケイ素を含有する層15の膜厚が240nmを超えると、多層膜の表面において光触媒による自己浄化機能が発揮されない場合がある。 In the multilayer film of the present disclosure, the silicon oxide-containing layer 15 has a refractive index of 1.65 or less for light with a wavelength of 500 nm. If the refractive index of the silicon oxide-containing layer 15 exceeds 1.65, the reflectance of the multilayer film may become too high. In the multilayer film of the present disclosure, the silicon oxide-containing layer 15 is 50 nm or more and 240 nm or less. If the thickness of the silicon oxide-containing layer 15 is less than 50 nm, the reflectance of the multilayer film may become too high. On the other hand, if the thickness of the silicon oxide-containing layer 15 exceeds 240 nm, the self-purifying function by the photocatalyst may not be exhibited on the surface of the multilayer film.

本開示の多層膜は、図1Bに示されるように、酸化セリウムを含有する層13と、酸化ケイ素を含有する層15との界面から、8nm以下の位置にある酸化セリウムを含有する層13の領域を領域(B)とし、領域(B)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、するとき、酸素欠損率(V)が、0.5%以上30%以下であることが好ましい。本開示の多層膜は、領域(A)のうち、領域(B)を除いた領域を領域(C)とし、領域(C)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、酸素欠損率(V)が、0%以上10%以下であることが好ましい。本開示の多層膜は、酸素欠損率(V)が、酸素欠損率(V)より大きいことが好ましい。 In the multilayer film of the present disclosure, as shown in Fig. 1B, a region of the cerium oxide-containing layer 13 located 8 nm or less from the interface between the cerium oxide-containing layer 13 and the silicon oxide-containing layer 15 is defined as region (B), and the oxygen deficiency rate of the cerium oxide in region (B) is defined as oxygen deficiency rate ( VB ), and the oxygen deficiency rate ( VB ) is preferably 0.5% or more and 30% or less. In the multilayer film of the present disclosure, a region of region (A) excluding region (B) is defined as region (C), and the oxygen deficiency rate of the cerium oxide in region (C) is defined as oxygen deficiency rate ( VC ), and the oxygen deficiency rate ( VC ) is preferably 0% or more and 10% or less. In the multilayer film of the present disclosure, the oxygen deficiency rate ( VB ) is preferably greater than the oxygen deficiency rate ( VC ).

酸化ケイ素を含有する層15は、酸化ケイ素(SiO)を含有する層である。酸化ケイ素を含有する層15における酸化ケイ素の含有割合は、酸化ケイ素を含有する層15全体に対して65質量%以上であることが好ましい。酸化ケイ素を含有する層15における酸化ケイ素の含有割合が上記の範囲内であれば、暗所における親水性維持能力がより高まる。 The silicon oxide-containing layer 15 is a layer containing silicon oxide (SiO x ). The content of silicon oxide in the silicon oxide-containing layer 15 is preferably 65 mass % or more with respect to the entire silicon oxide-containing layer 15. If the content of silicon oxide in the silicon oxide-containing layer 15 is within the above range, the ability to maintain hydrophilicity in a dark place is further improved.

酸化ケイ素を含有する層15は、酸化ケイ素の組成はSiOであって、xは1.5以上2.0以下であることが好ましい。酸化ケイ素の組成SiOにおけるxの値が上記の範囲内であれば、酸化ケイ素を含有する層15の屈折率を1.65以下にすることができる。また可視光線から近赤外線の波長範囲において、より透明な膜を得ることができる。 The silicon oxide-containing layer 15 preferably has a composition of silicon oxide of SiO x , where x is 1.5 or more and 2.0 or less. If the value of x in the composition of silicon oxide SiO x is within the above range, the refractive index of the silicon oxide-containing layer 15 can be made 1.65 or less. In addition, a film that is more transparent in the wavelength range from visible light to near infrared light can be obtained.

酸化ケイ素を含有する層15は、酸化ケイ素(SiO)以外に酸化アルミニウムを含有してもよい。このとき、酸化ケイ素を含有する層15における酸化アルミニウムの含有割合は、酸化ケイ素を含有する層15全体に対して0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましい。酸化ケイ素を含有する層15が酸化アルミニウムを0.1~10質量%含むことにより、多層膜の光触媒による自己浄化機能や暗所での親水性維持能力を保ったまま、耐擦傷性や耐湿性などの多層膜の耐久性を高めることができる。 The silicon oxide-containing layer 15 may contain aluminum oxide in addition to silicon oxide (SiO x ). In this case, the content of aluminum oxide in the silicon oxide-containing layer 15 is preferably 0.1 mass % or more and 10 mass % or less with respect to the entire silicon oxide-containing layer 15. When the silicon oxide-containing layer 15 contains 0.1 to 10 mass % aluminum oxide, the durability of the multilayer film, such as scratch resistance and moisture resistance, can be improved while maintaining the photocatalytic self-purification function of the multilayer film and its ability to maintain hydrophilicity in a dark place.

酸化ケイ素を含有する層15は、酸化ケイ素(SiO)以外に酸化セリウムを含有してもよい。このとき、酸化ケイ素を含有する層15における酸化セリウムの含有割合は、酸化ケイ素を含有する層15全体に対して0.1質量%以上10質量%以下であることが好ましい。酸化ケイ素を含有する層15が酸化セリウムを0.1質量%以上10質量%以下を含むことにより、多層膜の親水性維持能力を保ったまま、光触媒による自己浄化機能を高めることができる。 The silicon oxide-containing layer 15 may contain cerium oxide in addition to silicon oxide (SiO x ). In this case, the content of cerium oxide in the silicon oxide-containing layer 15 is preferably 0.1% by mass to 10% by mass with respect to the entire silicon oxide-containing layer 15. By having the silicon oxide-containing layer 15 contain 0.1% by mass to 10% by mass of cerium oxide, the self-purification function by photocatalysis can be enhanced while maintaining the hydrophilicity maintaining ability of the multilayer film.

≪第2の実施形態≫
第2の実施形態は、多層膜についてである。第2の実施形態の多層膜は、基材11の上に設けられた他の層12の上に設けられているという点で、第1の実施形態の多層膜と異なっている。他の層12以外については、上記の通りであるので、説明を省略する。
図2は、本開示の多層膜における、第2の実施形態を示す概略断面図である。図2では、本開示に係る多層膜は、基材11の上に設けられた他の層12の上に設けられている。すなわち、第2の実施形態は、基材11上に他の層12が形成され、さらに他の層12の上に、本開示の酸化セリウムを含有する層13が形成され、加えて酸化セリウムを含有する層13の上に、低屈折率層として、酸化ケイ素を含有する層15が形成された構成例を示している。
Second Embodiment
The second embodiment is directed to a multilayer film. The multilayer film of the second embodiment differs from the multilayer film of the first embodiment in that the multilayer film is provided on another layer 12 provided on a substrate 11. The components other than the other layer 12 are as described above, and therefore will not be described.
Fig. 2 is a schematic cross-sectional view showing a second embodiment of the multilayer film of the present disclosure. In Fig. 2, the multilayer film according to the present disclosure is provided on another layer 12 provided on a substrate 11. That is, the second embodiment shows a configuration example in which another layer 12 is formed on the substrate 11, a layer 13 containing cerium oxide of the present disclosure is further formed on the other layer 12, and a layer 15 containing silicon oxide is further formed as a low refractive index layer on the layer 13 containing cerium oxide.

基材11および本開示の酸化セリウムを含有する層13に関しては前記の第1の実施形態で説明した通りである。 The substrate 11 and the layer 13 containing cerium oxide of the present disclosure are as described in the first embodiment above.

図2において、酸化ケイ素を含有する層15の全てまたは一部について、代わりに第1の実施形態で説明したフッ化マグネシウムを含有する層14を配置してもよい。また、本開示の酸化セリウムを含有する層13は、他の層12を介さずに、基材11上に直接配置されてもよい。 In FIG. 2, the layer 14 containing magnesium fluoride described in the first embodiment may be disposed instead of all or part of the layer 15 containing silicon oxide. Also, the layer 13 containing cerium oxide of the present disclosure may be disposed directly on the substrate 11 without another layer 12 therebetween.

他の層12としては、金属やフッ化物、酸化物、炭化物、硫化物、ハロゲン化物、窒化物および複合アニオン化合物(酸窒化物、酸硫化物、酸ハロゲン化物、酸フッ化物、酸窒化物など)を含有する層を配置することができる。他の層12としては、具体的には、アルミニウム(Al)、クロム(Cr)、金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、シリコン(Si)、ゲルマニウム(Ge)、チタン(Ti)、ニッケル(Ni)のような元素を含む金属層や、フッ化マグネシウム(MgF)、フッ化カルシウム(CaF)のようなフッ化物を含有する層、酸化ケイ素(SiO)、酸化アルミニウム(Al)、酸化イットリウム(Y)、酸化ジルコニウム(ZrO)、酸化ハフニウム(HfO)、酸化亜鉛(ZnO)、酸化タンタル(Ta)、酸化ニオブ(Nb)、酸化インジウム(In)、酸化スズ(SnO)、酸化タングステン(WO)、酸化セリウム(CeO)、酸化チタン(TiO)、チタン酸ランタン(LaTi)、チタン酸アルミニウム(LaAl)、アルミナ添加二酸化ケイ素(SiO+Al)のような酸化物を含有する層、ZnSのような硫化物を含有する層、窒化ケイ素(Si)、窒化ガリウム(GaN)のような窒化物を含有する層、炭化タングステン(WC)のような炭化物を含有する層、酸窒化ケイ素(SiO)、酸フッ化鉛チタン(PbTi)のような複合アニオン化合物などを用いることができる。他の層12は、1層であってもよいし、2層以上の多層であってもよい。他の層12が2層以上の多層であるとき、上記で例示した層のうち、複数種類の層を組み合わせて他の層12を構成してもよい。また他の層12は、上記で例示した層が含有する化合物のうちの2種類以上からなる混合物を含有する層でもあってもよい。 As the other layer 12, a layer containing a metal, a fluoride, an oxide, a carbide, a sulfide, a halide, a nitride, or a complex anion compound (oxynitride, oxysulfide, oxyhalide, oxyfluoride, oxynitride, etc.) can be disposed. Specific examples of the other layer 12 include metal layers containing elements such as aluminum (Al), chromium (Cr), gold (Au), silver (Ag), copper (Cu), silicon (Si), germanium (Ge), titanium (Ti), and nickel (Ni), layers containing fluorides such as magnesium fluoride (MgF 2 ) and calcium fluoride (CaF 2 ), and layers containing silicon oxide (SiO x ), aluminum oxide (Al 2 O x ), yttrium oxide (Y 2 O x ), zirconium oxide (ZrO x ), hafnium oxide (HfO x ), zinc oxide (ZnO x ), tantalum oxide (Ta 2 O x ), niobium oxide (Nb 2 O x ), indium oxide (In 2 O x ), tin oxide (SnO x ), tungsten oxide (WO x ), cerium oxide (CeO x ), and titanium oxide (TiO x ) . ), lanthanum titanate (La x Ti y O z ), aluminum titanate (La x Al y O z ), a layer containing an oxide such as alumina-added silicon dioxide (SiO 2 +Al 2 O 3 ), a layer containing a sulfide such as ZnS, a layer containing a nitride such as silicon nitride (Si x N y ), gallium nitride (GaN), a layer containing a carbide such as tungsten carbide (WC), a composite anion compound such as silicon oxynitride (SiO x N y ), lead titanium oxyfluoride (Pb w Ti x O y F z ), or the like can be used. The other layer 12 may be a single layer or a multilayer of two or more layers. When the other layer 12 is a multilayer of two or more layers, the other layer 12 may be formed by combining a plurality of types of layers among the layers exemplified above. The other layer 12 may also be a layer containing a mixture of two or more types of compounds contained in the layers exemplified above.

他の層12の形成方法は特に制限されない。他の層12の形成方法には、例えば、スパッタリング法、真空蒸着法、イオンプレーティング法のような乾式による成膜法や、ディッピング法、塗布法、スプレー法、スピンコート法、バーコート法、印刷法、フローコート法のような湿式による成膜法を適用することが可能である。 The method for forming the other layer 12 is not particularly limited. For example, the method for forming the other layer 12 may be a dry film formation method such as a sputtering method, a vacuum deposition method, or an ion plating method, or a wet film formation method such as a dipping method, a coating method, a spray method, a spin coating method, a bar coating method, a printing method, or a flow coating method.

他の層12を目的や機能に応じた組成、屈折率、膜厚、層数などにすることで、反射防止層、ハーフミラー層、光吸収層、アルカリ拡散防止層、密着層、帯電防止層、ヒーター層など特定の機能を付加した多層膜にすることができる。 By adjusting the composition, refractive index, film thickness, number of layers, etc. of the other layers 12 according to the purpose and function, it is possible to create a multilayer film with specific functions added, such as an anti-reflection layer, a half-mirror layer, a light absorption layer, an alkali diffusion prevention layer, an adhesion layer, an antistatic layer, a heater layer, etc.

≪応用例≫
本開示の応用例は、光学部材についてである。
本開示の光学部材は、上記に記載の多層膜を有する、ことを特徴とする。
図3および図4は、それぞれ本開示の光学部材の一実施形態における構成を示す概略図である。図3は監視カメラ用のレンズカバーであり、ドーム型樹脂基材21の表面に本開示の多層膜を形成したものである。また、図4は眼鏡であり、本開示の光学部材の一実施形態である眼鏡レンズ31と、メガネフレーム32から構成されている。眼鏡レンズ31の両表面には、本開示の多層膜が形成されている。
<Application Examples>
An application example of the present disclosure is an optical member.
The optical member of the present disclosure is characterized by having the multilayer film described above.
Fig. 3 and Fig. 4 are schematic diagrams each showing a configuration of an embodiment of the optical member of the present disclosure. Fig. 3 shows a lens cover for a surveillance camera, in which a multilayer film of the present disclosure is formed on the surface of a dome-shaped resin substrate 21. Fig. 4 shows glasses, which are composed of a glasses lens 31, which is an embodiment of the optical member of the present disclosure, and a glasses frame 32. The multilayer film of the present disclosure is formed on both surfaces of the glasses lens 31.

本開示の多層膜は、反射防止膜や各種光学フィルター多層膜、光学ミラー多層膜などの光学薄膜として利用することができる。また、光学フィルター、光学レンズ、採光レンズ、光学フィルム、光学プリズム、眼鏡レンズ、写真用レンズ、監視カメラのカバー、車載カメラのカバー、車載センサーのカバー、車両用ドアミラー、板ガラス、集光レンズ、ディスプレイ用カバーガラス、タッチパネルおよび各種フィルムなどの光学部材や該光学部材を保護するカバーなどに用いることができる。また、基材11の、上述した各層を設ける面以外の面に、目的や機能に応じた組成、屈折率、膜厚、層数などを有する層のコーティングをすることで、ミラー層、ハーフミラー層、光吸収層、透明ヒーター層、反射防止層など、特定の機能を付加した光学部材にすることができる。 The multilayer film of the present disclosure can be used as an optical thin film such as an anti-reflection film, various optical filter multilayer films, and optical mirror multilayer films. It can also be used for optical components such as optical filters, optical lenses, light collecting lenses, optical films, optical prisms, eyeglass lenses, photographic lenses, surveillance camera covers, vehicle-mounted camera covers, vehicle-mounted sensor covers, vehicle door mirrors, sheet glass, light collecting lenses, display cover glass, touch panels, and various films, as well as covers to protect the optical components. In addition, by coating layers having compositions, refractive indexes, film thicknesses, and number of layers according to the purpose and function of the substrate 11 on surfaces other than the surfaces on which the above-mentioned layers are provided, it is possible to make optical components with specific functions added thereto, such as a mirror layer, a half mirror layer, a light absorbing layer, a transparent heater layer, and an anti-reflection layer.

≪第3の実施形態≫
第3の実施形態は、多層膜の製造方法についてである。
本開示の多層膜の製造方法は、
基材の上に直接あるいは他の層を介して、酸化セリウムを含有する層を真空蒸着法により形成する工程(A)と、
前記酸化セリウムを含有する層の上に直接あるいは他の層を介して、低屈折率層を真空蒸着法により形成する工程(B)と
を含み、
前記低屈折率層は、酸化ケイ素を含有する層またはフッ化マグネシウムを含有する層を有し、
前記酸化セリウムを含有する層が、立方晶系多結晶構造および柱状構造を含む酸化セリウムを含有し、
前記酸化セリウムを含有する層の膜厚が、85nm以上800nm以下とし、
前記酸化セリウムを含有する層全体を領域(A)とし、前記領域(A)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0.05%以上10%以下であり、
前記低屈折率層の膜厚が、50nm以上240nm以下である、ことを特徴とする。
以下に、説明をする。多層膜については、上記の通りなので、説明を一部省略する。
Third embodiment
The third embodiment relates to a method for manufacturing a multilayer film.
The method for producing a multilayer film according to the present disclosure includes the steps of:
A step (A) of forming a layer containing cerium oxide on a substrate directly or via another layer by a vacuum deposition method;
and (B) forming a low refractive index layer by a vacuum deposition method on the layer containing cerium oxide directly or via another layer,
the low refractive index layer has a layer containing silicon oxide or a layer containing magnesium fluoride,
the cerium oxide-containing layer contains cerium oxide having a cubic polycrystalline structure and a columnar structure,
The thickness of the layer containing cerium oxide is 85 nm or more and 800 nm or less,
When the entire layer containing the cerium oxide is defined as a region (A) and the oxygen deficiency rate of the cerium oxide in the region (A) is defined as an oxygen deficiency rate (V A ), the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.05% or more and 10% or less,
The low refractive index layer has a thickness of 50 nm or more and 240 nm or less.
The multilayer film has been described above, so a part of the description will be omitted.

上記工程(A)で形成する酸化セリウムを含有する層13は、特定の酸素欠損率を有する立方晶系多結晶構造からなる酸化セリウムを含有し、また、上記工程(A)で形成する酸化セリウムを含有する層13の膜厚は、85nm以上800nm以下である。また、上記工程(B)で形成する酸化ケイ素を含有する層14またはフッ化マグネシウムを含有する層15の膜厚は、50nm以上240nm以下である。波長500nmの光に対する、上記工程(B)で形成する酸化ケイ素を含有する層14およびフッ化マグネシウムを含有する層15の、屈折率は、1.65以下である。 The cerium oxide-containing layer 13 formed in the above step (A) contains cerium oxide having a cubic polycrystalline structure with a specific oxygen deficiency rate, and the thickness of the cerium oxide-containing layer 13 formed in the above step (A) is 85 nm to 800 nm. The thickness of the silicon oxide-containing layer 14 or the magnesium fluoride-containing layer 15 formed in the above step (B) is 50 nm to 240 nm. The refractive index of the silicon oxide-containing layer 14 and the magnesium fluoride-containing layer 15 formed in the above step (B) for light with a wavelength of 500 nm is 1.65 or less.

本開示の多層膜の製造方法は、基材の上に直接あるいは他の層を介して、酸化セリウムを含有する層を真空蒸着法により形成する工程(A)と、前記酸化セリウムを含有する層の上に直接あるいは他の層を介して、酸化ケイ素を含有する層またはフッ化マグネシウムを含有する層を真空蒸着法により形成する工程(B)とを含む。真空蒸着するときの基材の温度は、酸化セリウムが結晶化する温度が好ましい。使用する基材の耐熱温度や他の成膜条件にもよるが、通常0℃以上、500℃以下の範囲で温度を選択することができる。 The method for producing a multilayer film disclosed herein includes a step (A) of forming a layer containing cerium oxide on a substrate directly or via another layer by vacuum deposition, and a step (B) of forming a layer containing silicon oxide or a layer containing magnesium fluoride on the layer containing cerium oxide directly or via another layer by vacuum deposition. The temperature of the substrate during vacuum deposition is preferably a temperature at which cerium oxide crystallizes. Although it depends on the heat resistance temperature of the substrate used and other film formation conditions, the temperature can usually be selected in the range of 0°C or higher and 500°C or lower.

真空蒸着における蒸発方法は、膜形成材料が蒸発する方法であれば限定されない。例えば、蒸発方法には、電子銃や抵抗加熱、レーザーのような蒸発手段を適用することができる。また、上記蒸発手段には、必要に応じてイオンアシスト、プラズマアシストなどを併用することができる。 The evaporation method in vacuum deposition is not limited as long as it is a method that evaporates the film-forming material. For example, evaporation means such as an electron gun, resistance heating, or laser can be used. In addition, the above evaporation means can be used in combination with ion assist, plasma assist, etc., as necessary.

本開示の多層膜の製造方法は、工程(A)の前に、あらかじめ雰囲気の水分子(HO)の分圧と酸素分子(O)の分圧との合計値が、2×10-2Pa以下であることが好ましく、5.9×10-4Pa以下であることがより好ましい。また、領域(B)の成膜中の水分子(HO)の分圧と酸素種(本発明において、酸素種とは、酸素原子、酸素分子、酸素イオンをいう。)の分圧との合計値が、平均で2×10-2Pa以下であることが好ましく、平均で7.8×10-3Pa以下であることがより好ましい。 In the method for producing a multilayer film of the present disclosure, prior to step (A), the total value of the partial pressure of water molecules (H 2 O) and oxygen molecules (O 2 ) in the atmosphere is preferably 2×10 -2 Pa or less, more preferably 5.9×10 -4 Pa or less. Moreover, during film formation in region (B), the total value of the partial pressure of water molecules (H 2 O) and oxygen species (in the present invention, oxygen species refers to oxygen atoms, oxygen molecules, and oxygen ions) is preferably 2×10 -2 Pa or less on average, more preferably 7.8×10 -3 Pa or less on average.

蒸着装置内の真空度が同一(例えば真空度7×10-4Pa)であっても蒸着装置内の状態が異なる場合、例えば汚れ具合、微小な真空リークがある場合とリークがほとんどない場合、事前のベーキングの実施などによって、真空雰囲気中に残存する気体の分圧比が大きく変わる。その結果、酸化セリウムを含有する層を成膜する前および成膜中の気体分圧が変化するため、得られる酸化セリウムを含有する層13の特性に影響する場合がある。例えば、成膜前に装置内の蒸発元周辺や壁面などの吸着物質(水分子など)が少なくなるように、清掃を行うことで水分子の分圧を低下させることができる。 Even if the degree of vacuum in the deposition apparatus is the same (e.g., 7×10 −4 Pa), the partial pressure ratio of gas remaining in the vacuum atmosphere varies greatly depending on the state of the deposition apparatus, for example, the degree of dirt, whether there is a small vacuum leak or not, whether prior baking is performed, etc. As a result, the partial pressure of gas before and during the deposition of the cerium oxide-containing layer changes, which may affect the characteristics of the obtained cerium oxide-containing layer 13. For example, the partial pressure of water molecules can be reduced by cleaning the area around the evaporation source and the wall surfaces in the apparatus before deposition so as to reduce the amount of adsorbed substances (e.g., water molecules).

また、電子銃で成膜する膜形成材料については、最もよく利用される純銅製のハースライナーを使用すると高い熱および電気伝導性ゆえに、エネルギーロスが大きく、電子銃出力をより大きくしないと蒸発しないため、蒸発元周辺の温度がより高くなってしまう。そのため、脱離する吸着ガス(水分子など)量などがより多くなってしまう場合がある。純銅製ではなく、モリブデン製やタンタル製のハースライナーを使用することで、成膜中の電子銃出力を低くすることができる。また通常の無酸素銅よりモリブデンなどの方が、ガス含有量が少ない特長を有する。 In addition, when using hearth liners made of pure copper, which is the most commonly used material for forming films using electron guns, the high thermal and electrical conductivity of the material results in high energy loss, and the electron gun output must be increased for evaporation to occur, resulting in a higher temperature around the evaporation source. This can result in a larger amount of adsorbed gas (such as water molecules) being desorbed. By using a hearth liner made of molybdenum or tantalum instead of pure copper, the electron gun output during film formation can be reduced. Molybdenum and other materials also have the advantage of containing less gas than regular oxygen-free copper.

真空排気装置にはロータリーポンプ、拡散ポンプに加え、クライオチラーを設置すると、雰囲気の水分子分圧が低下しやすくなる。また、真空蒸着装置の壁面を加熱するヒーター(壁ヒーター)によって真空蒸着装置の壁面付近を加熱したり、事前にベーキングを行ったりすると、雰囲気の水分子分圧が低下しやすくなる。 If a cryochiller is installed in addition to a rotary pump and a diffusion pump in the vacuum exhaust system, the partial pressure of water molecules in the atmosphere is likely to decrease. In addition, if the area near the wall of the vacuum deposition system is heated using a heater (wall heater) that heats the wall of the vacuum deposition system, or if baking is performed in advance, the partial pressure of water molecules in the atmosphere is likely to decrease.

成膜プロセスを開始する前に、成膜装置のリークがほとんどないことを確認すると、装置内の酸素分圧を安定させることができる。なぜなら、微小なリークであっても装置周辺の空気が装置内に流れ込むため、雰囲気の酸素分圧が大きくなってしまい、得られる酸化セリウムを含有する層の特性に影響する場合があるからである。 Before starting the deposition process, it is important to check that there are almost no leaks in the deposition equipment in order to stabilize the oxygen partial pressure inside the equipment. This is because even a small leak can cause the air around the equipment to flow into the equipment, increasing the oxygen partial pressure in the atmosphere and potentially affecting the properties of the resulting cerium oxide-containing layer.

基材加熱する際は、基材の実際の温度が熱電対による計測温度と同じ温度になるまでタイムラグがある。基材熱設定温度、基材ホルダーの素材、基材の厚みなどにもよるが、熱電対の温度が設定温度に到達した後、10~20分間ほど待つ必要がある。また、基材には少なからず水分などが吸着しているため、基板が充分に加熱することにより、成膜前に基材に吸着している水分をより多く脱離させることができる。成膜中は蒸発元からの輻射熱によるエネルギーも加わるため、より基材から水分が脱離しやすくなる。そのため、基板を加熱する際は、基板温度測定用の熱電対が設定温度±2℃を示してから15分間以上経過後、成膜プロセスを開始した。 When heating the substrate, there is a time lag until the actual temperature of the substrate becomes the same as the temperature measured by the thermocouple. Although it depends on the substrate heat setting temperature, the material of the substrate holder, the thickness of the substrate, etc., it is necessary to wait about 10 to 20 minutes after the thermocouple temperature reaches the set temperature. In addition, since a certain amount of moisture is adsorbed on the substrate, by heating the substrate sufficiently, more moisture adsorbed on the substrate before film formation can be desorbed. During film formation, energy from radiant heat from the evaporation source is also added, making it easier for moisture to desorb from the substrate. Therefore, when heating the substrate, the film formation process was started after 15 minutes or more had passed since the thermocouple used to measure the substrate temperature indicated the set temperature ±2°C.

基材を蒸着装置内に設置する際、通常ホルダー、ヤトイなどと呼ばれる治具を使用して基材を装置内にセッティングする。この治具については、洗浄した清浄なものを使用し、またSUS316LN製などのガス吸脱着が少ない素材を使用すると、成膜中に脱離する水分などのガス放出量を低減させることができる。一方、汚れがある治具や多孔質素材、素材が真鍮や合成樹脂である治具、あるいは亜鉛メッキされた治具などは、ガス放出量が多いため、成膜中に治具から、水分や酸素などのガス成分が脱離しやすくなる。 When placing the substrate in the deposition device, a jig, usually called a holder or holder, is used to set the substrate in the device. If a clean, washed jig is used and made of a material with low gas adsorption and desorption, such as SUS316LN, the amount of gas released, such as moisture, during film formation can be reduced. On the other hand, dirty jigs, porous materials, jigs made of brass or synthetic resin, or galvanized jigs, etc., release a lot of gas, making it easier for gas components such as moisture and oxygen to be released from the jig during film formation.

これら内壁面清掃、クライオチラーの設置、リークの確認、基板加熱時間の制御、治具素材の選定などを行う理由は、酸化セリウムを含有する層13を成膜する際、同じガス導入条件(例えば全くガス導入しない場合や、酸素導入量を1×10-2Paとしたとき)であっても、雰囲気の酸素分子や水分子の分圧が異なってしまう。そのため、得られる酸化セリウムを含有する層の酸素欠損率に影響する場合がある。したがって、これらを行わない場合、その他の成膜条件などが本願実施例と同じであっても、本開示の酸化セリウムを含有する層13を含む多層膜が得られない場合がある。 The reason for cleaning the inner wall surface, installing a cryochiller, checking for leaks, controlling the substrate heating time, selecting the jig material, etc. is that when forming the cerium oxide-containing layer 13, even under the same gas introduction conditions (for example, when no gas is introduced or when the amount of oxygen introduced is 1×10 −2 Pa), the partial pressure of oxygen molecules and water molecules in the atmosphere will be different. This may affect the oxygen deficiency rate of the obtained cerium oxide-containing layer. Therefore, if these are not performed, even if other film formation conditions, etc. are the same as those in the examples of the present application, a multilayer film including the cerium oxide-containing layer 13 of the present disclosure may not be obtained.

本開示の多層膜の製造方法は、酸化セリウムを含有する層全体を領域(A)とし、領域(A)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、酸素欠損率(V)が、0.05%以上10%以下である。また、本開示の多層膜の製造方法は、図1Bに示されるように、酸化セリウムを含有する層と低屈折率層(フッ化マグネシウムを含有する層または酸化ケイ素を含有する層)との界面から8nm以下の位置にある、酸化セリウムを含有する層の領域を領域(B)とし、領域(B)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、酸素欠損率(V)が、0.5%以上30%以下であり、領域(A)のうち、領域(B)を除いた領域を領域(C)とし、領域(C)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、酸素欠損率(V)が、0%以上10%以下であり、酸素欠損率(V)が、前記酸素欠損率(V)より大きいことが好ましい。 In the method for producing a multilayer film according to the present disclosure, when the entire layer containing cerium oxide is defined as region (A) and the oxygen deficiency rate of cerium oxide in region (A) is defined as oxygen deficiency rate (V A ), the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.05% or more and 10% or less. In addition, in the method for producing a multilayer film according to the present disclosure, as shown in FIG. 1B , when a region of the cerium oxide-containing layer located 8 nm or less from the interface between the cerium oxide-containing layer and the low refractive index layer (the layer containing magnesium fluoride or the layer containing silicon oxide) is defined as region (B) and the oxygen deficiency rate of cerium oxide in region (B) is defined as oxygen deficiency rate (V B ), the oxygen deficiency rate (V B ) is 0.5% or more and 30% or less; and when a region of region (A) excluding region (B) is defined as region (C) and the oxygen deficiency rate of cerium oxide in region (C) is defined as oxygen deficiency rate (V C ), the oxygen deficiency rate (V C ) is 0% or more and 10% or less, and the oxygen deficiency rate (V B ) is preferably greater than the oxygen deficiency rate (V C ).

上記の方法により、本開示の多層膜を好適に製造することができる。 The above method can be used to effectively manufacture the multilayer film disclosed herein.

以下、本開示を実施例に挙げてさらに詳細に説明するが、本開示は、以下の実施例によって何ら限定されるものではない。 The present disclosure will be described in more detail below with reference to examples, but the present disclosure is not limited in any way to the following examples.

実施例における多層膜作製および評価のために使用した材料を以下に記す。 The materials used to fabricate and evaluate the multilayer films in the examples are listed below.

(基材)
以下に挙げる素材の平板を基材として使用した。なお、蒸着時の基材温度が100℃以上の場合は、樹脂製以外の基材を使用した。それ以外の基材温度の場合は、下記すべての基材を使用した。なおシリコンと塩化ナトリウムの基材は酸素欠損率の分析や電子顕微鏡による膜厚測定用として使用した。
・硼珪酸ガラス:厚さ3mm
・合成石英:厚さ3mm
・ポリカーボネート樹脂:厚さ2mm
・ポリメタクリル酸メチル樹脂:厚さ2mm
・シリコン:厚さ1mm
・塩化ナトリウム:厚さ2mm
(膜形成材料)
以下に挙げる材料を使用した。
・Ce:粒状、純度99.9%
・CeO:円柱状、純度99.9%
・La:円柱状、純度99.9%
・Sm:円柱状、純度99.9%
・SiO:粒状、純度99.9%
・SiO:粒状、純度99.9%
・Al:粒状、純度99.95%
・MgF:粒状、純度99.9%
・Ti:粒状、純度99.9%
・TaO:粒状、純度99.9%
・Cr:粒状、純度99.9%
(イオンアシスト成膜用ガス)
・O:ガス、純度99.999%
・Ar:ガス、純度99.999%
(真空リーク確認用ガス)
・He:ガス、純度99.9999%
(測定時のエッチング用ガス)
・Ar:ガス、純度99.9999%
(試薬など)
・純水:JIS K0557 A4
・ステアリン酸:JIS K8585特級、純度99.9%
・ヘプタン:JIS K9701特級、純度99.9%
(Base material)
Flat plates of the materials listed below were used as substrates. When the substrate temperature during deposition was 100°C or higher, substrates other than resin were used. When the substrate temperature was other than this, all of the substrates listed below were used. The silicon and sodium chloride substrates were used for analyzing the oxygen deficiency rate and measuring the film thickness using an electron microscope.
・Borosilicate glass: 3mm thick
・Synthetic quartz: thickness 3 mm
・Polycarbonate resin: thickness 2mm
・Polymethylmethacrylate resin: thickness 2 mm
・Silicon: Thickness 1mm
・Sodium chloride: 2 mm thick
(film forming material)
The following materials were used:
・Ce: Granular, purity 99.9%
CeO2 : cylindrical, purity 99.9%
La2O3 : cylindrical , purity 99.9%
Sm2O3 : cylindrical , purity 99.9%
・SiO: Granular, purity 99.9%
・SiO 2 : Granular, purity 99.9%
Al2O3 : Granular , purity 99.95%
・MgF 2 : Granular, purity 99.9%
Ti3O5 : Granular , purity 99.9%
・TaO: granular, purity 99.9%
・Cr: Granular, purity 99.9%
(Gas for ion-assisted deposition)
O2 : gas, purity 99.999%
Ar: gas, purity 99.999%
(Gas for checking vacuum leaks)
He: gas, purity 99.9999%
(Etching gas used during measurement)
Ar: gas, purity 99.9999%
(Reagents, etc.)
・Pure water: JIS K0557 A4
Stearic acid: JIS K8585 special grade, purity 99.9%
Heptane: JIS K9701 special grade, purity 99.9%

(多層膜の作製)
多層膜の作製における、実施例および比較例の共通の成膜方法および成膜条件を説明する。成膜装置として真空蒸着装置(ドーム径Φ1300mm、蒸着距離1100mm)を用いた。
蒸着装置内に設置した全基材で同一の多層膜が得られるように、温度分布、膜形成材料の成膜速度、イオンアシストの入射イオン分布などがすべてのドーム上に設置した基材および、モニター基材で同一になるように調整した。この調整のために、ファラデーカップや熱電対、膜厚測定装置などよる測定と補正板や、シーズヒーターの配置、ヒーター出力の最適化を繰り返した。
成膜前に装置内の蒸発元周辺やドーム、壁面を、研磨および有機溶剤(イソヘキサン)による拭き取り清掃を行った。
(Fabrication of multilayer film)
The film formation method and film formation conditions common to the examples and comparative examples in the production of the multilayer film will be described below. A vacuum deposition apparatus (dome diameter Φ1300 mm, deposition distance 1100 mm) was used as the film formation apparatus.
In order to obtain the same multilayer film on all substrates placed in the deposition device, the temperature distribution, deposition rate of the film-forming material, and ion-assisted incident ion distribution were adjusted so that they were the same for all substrates placed on the dome and the monitor substrate. To achieve this adjustment, measurements were made using Faraday cups, thermocouples, and film thickness measuring devices, and the positioning of compensation plates and sheathed heaters and heater output were repeatedly optimized.
Before deposition, the area around the evaporation source, the dome, and the walls inside the device were polished and wiped clean with an organic solvent (isohexane).

続いて、前記の膜形成材料と清浄な基材各種とを真空蒸着装置内にセッティングした。
電子銃で成膜する蒸着材料については、清浄かつ脱ガス処理したモリブデン製ハースライナーに設置して蒸発させた。基材ホルダーには、清浄かつ脱ガス処理したSUS316LN製のものを使用した。
得られる試験片が多層膜のみであると分析や解析評価が困難になる場合があるため、各層ごとに基材を交換できる機構に各種基材をセッティングし、多層膜だけでなく分析、解析評価用の単層膜も同時に得られるようにした。
Next, the film-forming material and various clean substrates were placed in a vacuum deposition apparatus.
The deposition material for film formation by the electron gun was placed in a cleaned and degassed molybdenum hearth liner and evaporated. A cleaned and degassed SUS316LN substrate holder was used.
If the only test piece obtained was a multilayer film, analysis and evaluation would be difficult. Therefore, various substrates were set up in a mechanism that allowed the substrate to be replaced for each layer, enabling not only multilayer films but also single-layer films for analysis and evaluation to be obtained at the same time.

その後、成膜を開始する真空度、水分子および酸素分子の分圧になるまで排気した。真空排気装置にはロータリーポンプ、拡散ポンプに加え、クライオチラー(PFC-1102HC、Polycold社製)を併用した。
成膜プロセスを開始する前に、リーク検知用のHeガスおよび四重極質量分析計(Qulee with YTP-H、アルバック社製)をリークディテクターとして使用して、真空蒸着装置にリークがほとんど無いことを確認した。確認項目として、質量分析計がリーク検知用のHeガスを検出しないことおよび窒素分子(質量数28)と酸素分子(質量数32)の比率が大気中の比率(N:O=79%:21%)とは明らかに異なることを確認した。
Thereafter, the chamber was evacuated until the partial pressure of water molecules and oxygen molecules reached the vacuum level required to start film formation. A cryochiller (PFC-1102HC, manufactured by Polycold) was used in addition to a rotary pump and a diffusion pump as a vacuum exhaust device.
Before starting the film formation process, it was confirmed that there was almost no leakage in the vacuum deposition apparatus using He gas for leakage detection and a quadrupole mass spectrometer (Qulee with YTP-H, manufactured by ULVAC, Inc.) as a leakage detector. It was confirmed that the mass spectrometer did not detect He gas for leakage detection and that the ratio of nitrogen molecules (mass number 28) to oxygen molecules (mass number 32) was clearly different from that in the atmosphere (N 2 :O 2 = 79%:21%).

酸化セリウムを含有する層13の成膜開始前に雰囲気の水分子の分圧および酸素分子の分圧を電離真空計および四重極質量分析計により測定、算出した。
また、酸化セリウムを含有する層13の領域(B)を成膜中に、1秒ごとに水分子の分圧と酸素種(酸素原子、酸素分子、酸素イオン)の分圧を電離真空計および四重極質量分析計により測定、算出し、これらの分圧を合計し、平均して、領域(B)成膜中の平均分圧を算出した。
成膜時の基材温度は、-15℃以上600℃以下である。基材温度が設定温度±2℃に達してから15分間以上経過したから成膜プロセスを開始した。
Before starting the deposition of the cerium oxide-containing layer 13, the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules in the atmosphere were measured and calculated using an ionization vacuum gauge and a quadrupole mass spectrometer.
In addition, during the formation of region (B) of layer 13 containing cerium oxide, the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species (oxygen atoms, oxygen molecules, oxygen ions) were measured and calculated every second using an ionization vacuum gauge and a quadrupole mass spectrometer, and these partial pressures were summed and averaged to calculate the average partial pressure during the formation of region (B).
The substrate temperature during the film formation was −15° C. to 600° C. The film formation process was started after 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature had reached the set temperature ±2° C.

その後、セッティングした基材上に膜形成用材料を真空蒸着法によって、表1-1~表1-4に挙げる通りに多層膜を形成して、試験片を得た。
特に記載がない場合、酸化セリウムを含有する層は0.5nm/sの成膜速度で蒸着した。各層を成膜中のドーム回転速度は20rpmとした。CeO+AlやSiO+Alなどの2成分からなる膜は、2種類の膜形成用材料を、2箇所の加熱源それぞれに設置して、同時に蒸発させる方法である二元蒸着法により成膜した。MgFおよびSiOを膜形成材料として使用する際は、加熱源としてタンタルボートおよび抵抗加熱を使用した。
Thereafter, a multilayer film was formed on the set substrate by vacuum deposition of the film-forming material as shown in Tables 1-1 to 1-4 to obtain a test piece.
Unless otherwise specified, layers containing cerium oxide were deposited at a deposition rate of 0.5 nm/s. The dome rotation speed during deposition of each layer was 20 rpm. Films consisting of two components, such as CeO2 + Al2O3 or SiO2 + Al2O3 , were deposited by a binary deposition method in which two types of film-forming materials are placed on two heating sources and evaporated simultaneously. When MgF2 and SiO were used as film-forming materials, a tantalum boat and resistance heating were used as the heating source.

なお、各実施例1~66および比較例1~22において、基材の種類を変えて得られた多層膜同士は、実質的に違いがなかったため、表1-1~表1-4には1例のみ記載した。また、表1-1~表1-4中の「結晶質」は、酸化セリウムを含有する層が、立方晶系多結晶構造を有する酸化セリウムを含有することを意味し、「非晶質」は、酸化セリウムを含有する層が、立方晶系多結晶構造を有する酸化セリウムを含有しないことを意味する。表1-1~表1-4中の「柱状」は、酸化セリウムを含有する層が、柱状構造を有する酸化セリウムを含有することを意味し、「非柱状」は、酸化セリウムを含有する層が、柱状構造を有する酸化セリウムを含有しないことを意味する。 In each of Examples 1 to 66 and Comparative Examples 1 to 22, there was no substantial difference between the multilayer films obtained by changing the type of substrate, so only one example is shown in Tables 1-1 to 1-4. In addition, "crystalline" in Tables 1-1 to 1-4 means that the layer containing cerium oxide contains cerium oxide having a cubic polycrystalline structure, and "amorphous" means that the layer containing cerium oxide does not contain cerium oxide having a cubic polycrystalline structure. In Tables 1-1 to 1-4, "columnar" means that the layer containing cerium oxide contains cerium oxide having a columnar structure, and "non-columnar" means that the layer containing cerium oxide does not contain cerium oxide having a columnar structure.

以下、多層膜作製における各実施例および比較例の個別条件について説明する。
[実施例1]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.53×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B):酸化セリウムを含有する層と、酸化ケイ素を含有する層またはフッ化マグネシウムを含有する層との界面から、8nm以下の位置にある酸化セリウムを含有する層の領域)の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.11×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
The individual conditions for fabricating the multilayer film in each of the examples and comparative examples will be described below.
[Example 1]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.53×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film-forming material. Then, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using MgF 2 as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during film formation in the surface layer 8 nm side of the layer containing cerium oxide (region (B): the region of the layer containing cerium oxide located 8 nm or less from the interface between the layer containing cerium oxide and the layer containing silicon oxide or the layer containing magnesium fluoride) was 3.11×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Fabrication of multilayer film).

[実施例2]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを105℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.50×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.06×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 2]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 105°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.50×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.06×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例3]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを110℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.50×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびAlを用いて、SiO+Al3膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.05×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 3]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 110°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.50×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +Al 2 O 3 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO and Al 2 O 3 as film forming materials, to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.05×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例4]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを115℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.49×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.03×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 4]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 115°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.49×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using MgF 2 as a film forming material, and a multilayer film was produced. Note that the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.03×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Production of multilayer film).

[実施例5]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを140℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.48×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.00×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 5]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 140°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.48×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film-forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.00×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例6]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを120℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.47×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびCeO用いて、SiO+CeO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.98×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 6]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 120°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.47×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +CeO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO and CeO 2 as film forming materials, to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.98×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例7]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを125℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.45×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.96×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 7]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 125°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.45×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using MgF 2 as a film forming material, and a multilayer film was produced. Note that the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.96×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Production of multilayer film).

[実施例8]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを130℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.45×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.94×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 8]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 130°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.45×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film-forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.94×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例9]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを135℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.44×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびAl用いて、SiO+Al3膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.92×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 9]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 135°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.44×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +Al 2 O 3 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO and Al 2 O 3 as film forming materials, to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.92×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例10]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを140℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.39×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.84×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 10]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 140°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.39×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.84×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例11]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを145℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.38×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.80×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 11]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 145°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.38×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film-forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.80×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例12]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを150℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.37×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびCeO用いて、SiO+CeO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.78×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 12]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 150°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.37×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +CeO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO and CeO 2 as film forming materials, to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.78×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例13]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを155℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.34×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.73×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 13]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 155°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.34×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using MgF 2 as a film forming material, and a multilayer film was produced. Note that the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.73×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Production of multilayer film).

[実施例14]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.33×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.71×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 14]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.33×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.71×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例15]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを165℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.26×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびAl用いて、SiO+Al膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.57×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 15]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 165°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.26×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +Al 2 O 3 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO and Al 2 O 3 as film forming materials, to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.57×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例16]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを150℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.71×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、0.7nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で4.89×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 16]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 150°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.71×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation rate of 0.7 nm/s using CeO 2 as a film formation material. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film formation material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 4.89×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例17]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを175℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.78×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、1.0nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で7.23×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 17]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 175°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.78×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation rate of 1.0 nm/s using CeO 2 as a film formation material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film formation material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 7.23×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例18]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを180℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.96×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、1.5nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびCeO用いて、SiO+CeO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で1.20×10-2Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 18]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 180°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.96×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation rate of 1.5 nm/s using CeO 2 as a film formation material. Then, a SiO 2 +CeO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO and CeO 2 as film formation materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 1.20×10 −2 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例19]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.87×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeおよびCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で5.84×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 19]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.87×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using Ce and CeO 2 as film-forming materials. Then, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 5.84×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例20]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.83×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeおよびCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で5.76×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 20]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.83×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using Ce and CeO 2 as film-forming materials. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 5.76×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例21]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを200℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.03×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてSmおよびCeOを用いて、0.65nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびAl用いて、SiO+Al膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.71×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 21]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 200°C and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.03×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation rate of 0.65 nm/s using Sm 2 O 3 and CeO 2 as film formation materials. Then, a SiO 2 +Al 2 O 3 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO and Al 2 O 3 as film formation materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during film formation in the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.71×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Fabrication of multilayer film).

[実施例22]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.84×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeおよびCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で5.76×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 22]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.84×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using Ce and CeO 2 as film-forming materials. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 5.76×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例23]
真空蒸着装置の基材温度を250℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が250±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.51×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層を成膜する際には、RFイオン源によるイオンアシストを行った。イオンアシストの条件は、加速電圧値700V、加速電流値700mA、Oガス流量60sscmである。また、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際は、イオンガンおよびガス導入を停止して成膜した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際は、イオンガンおよびガス導入を停止して成膜した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.08×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 23]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 250°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 250±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.51×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. When the layer containing cerium oxide was formed, ion assist was performed using an RF ion source. The ion assist conditions were an acceleration voltage value of 700V, an acceleration current value of 700mA, and an O 2 gas flow rate of 60sscm. In addition, when the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was formed, the ion gun and gas introduction were stopped. When the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was formed, the ion gun and gas introduction were stopped. Next, a MgF2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF2 as a film forming material to produce a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during film formation in the surface 8 nm side (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.08× 10-3 Pa on average. The other film formation conditions were as described in (Production of multilayer film).

[実施例24]
真空蒸着装置の基材温度を350℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が350±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.49×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層を成膜する際には、Auto Pressure Control(APC)による酸素導入を行った。酸素ガスの導入量は1.9×10-2Paである。また、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際は、酸素ガス導入を停止してから1分間後に成膜した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.03×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 24]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 350°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 350±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.49×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film-forming material. When the layer containing cerium oxide was formed, oxygen was introduced by Auto Pressure Control (APC). The amount of oxygen gas introduced was 1.9×10 −2 Pa. In addition, when the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was formed, the film was formed 1 minute after the introduction of oxygen gas was stopped. Next, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film-forming material, and a multilayer film was produced. During deposition of the layer containing cerium oxide in the top 8 nm region (region (B)), the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species was 3.03×10 −3 Pa on average. The other deposition conditions were as described in (Fabrication of multilayer film).

[実施例25]
真空蒸着装置の基材温度を300℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が300±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.45×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層を成膜する際には、RFイオン源によるイオンアシストを行った。イオンアシストの条件は、加速電圧値700V、加速電流値700mA、Oガス流量35sscm、Arガス流量7sccmである。また、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際は、イオンガンおよびガス導入を停止して成膜した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびAl用いて、SiO+Al膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.95×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 25]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 300°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 300±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.45×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. When the layer containing cerium oxide was formed, ion assist was performed using an RF ion source. The ion assist conditions were an acceleration voltage value of 700V, an acceleration current value of 700mA, an O 2 gas flow rate of 35sscm, and an Ar gas flow rate of 7sccm. In addition, when forming the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide, the ion gun and gas introduction were stopped. Next, a SiO2 + Al2O3 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO2 and Al2O3 as film - forming materials to produce a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during film formation in the surface 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.95× 10-3 Pa on average. The other film formation conditions were as described in (Production of multilayer film).

[実施例26]
真空蒸着装置の基材温度を300℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が300±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.39×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層を成膜する際には、RFイオン源によるイオンアシストを行った。イオンアシストの条件は、加速電圧値700V、加速電流値700mA、Oガス流量30sscm、Arガス流量10sccmである。また、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際は、イオンガンおよびガス導入を停止して成膜した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.83×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 26]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 300°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 300±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.39×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film-forming material. When the layer containing cerium oxide was formed, ion assist was performed using an RF ion source. The ion assist conditions were an acceleration voltage value of 700V, an acceleration current value of 700mA, an O 2 gas flow rate of 30sscm, and an Ar gas flow rate of 10sccm. In addition, when the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was formed, the ion gun and gas introduction were stopped to form the film. Subsequently, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film-forming material, and a multilayer film was produced. During deposition of the layer containing cerium oxide, 8 nm from the surface (region (B)), the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species was 2.83×10 −3 Pa on average. The other deposition conditions were as described in (Fabrication of multilayer film).

[実施例27]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.45×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、2.0nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で1.99×10-2Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 27]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.45×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation rate of 2.0 nm/s using CeO 2 as a film formation material. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film formation material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 1.99×10 −2 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例28]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.87×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeおよびCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で5.84×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 28]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.87×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using Ce and CeO 2 as film-forming materials. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 5.84×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例29]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.51×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.08×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 29]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.51×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.08×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例30]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.51×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.08×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 30]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.51×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.08×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例31]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.50×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびAl用いて、SiO+Al膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種との分圧の合計値は、平均で3.05×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 31]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.50×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +Al 2 O 3 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO and Al 2 O 3 as film forming materials, to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.05×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例32]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.47×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.98×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 32]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.47×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using MgF 2 as a film forming material, and a multilayer film was produced. Note that the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.98×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Production of multilayer film).

[実施例33]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.45×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.95×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 33]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.45×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO as a film forming material to prepare a multilayer film. Note that the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.95×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例34]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.42×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびCeO用いて、SiO+CeO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.89×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 34]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.42×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +CeO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO and CeO 2 as film forming materials, to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.89×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例35]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.38×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.80×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 35]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.38×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using MgF 2 as a film forming material, and a multilayer film was produced. Note that the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.80×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Production of multilayer film).

[実施例36]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.37×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.80×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 36]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.37×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.80×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例37]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.31×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびAl用いて、SiO+Al膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.66×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 37]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.31×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +Al 2 O 3 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO and Al 2 O 3 as film forming materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.66×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例38]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを200℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、9.84×10-5Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてLaおよびCeOを用いて、0.7nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.80×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 38]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 200°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 9.84×10 −5 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation rate of 0.7 nm/s using La 2 O 3 and CeO 2 as film formation materials. Then, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film formation material, to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.80×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例39]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.87×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeおよびCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で5.84×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 39]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.87×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using Ce and CeO 2 as film-forming materials. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 5.84×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例40]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.27×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびCeO用いて、SiO+CeO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.59×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 40]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.27×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film-forming material. Then, a SiO 2 +CeO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO and CeO 2 as film-forming materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.59×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例41]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.51×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.08×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 41]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.51×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film-forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.08×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例42]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.37×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびCeO用いて、SiO+CeO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.79×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 42]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.37×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +CeO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO and CeO 2 as film forming materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.79×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例43]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.51×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.08×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 43]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.51×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film forming material. Then, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.08×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例44]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.45×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.94×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 44]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.45×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film-forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.94×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例45]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.51×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびAl用いて、SiO+Al膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.08×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 45]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.51×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +Al 2 O 3 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO and Al 2 O 3 as film forming materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.08×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例46]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.45×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.95×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 46]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.45×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film forming material. Then, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.95×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例47]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.51×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.07×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 47]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.51×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.07×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例48]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.41×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびCeO用いて、SiO+CeO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.87×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 48]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.41×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +CeO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO and CeO 2 as film forming materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.87×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例49]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.51×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.07×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 49]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.51×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film forming material. Then, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.07×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例50]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.37×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.78×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 50]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.37×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film-forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.78×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例51]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.51×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびAl用いて、SiO+Al膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.08×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 51]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.51×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +Al 2 O 3 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO 2 and Al 2 O 3 as film forming materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.08×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例52]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.45×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.95×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 52]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.45×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film forming material. Then, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.95×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例53]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.50×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.05×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 53]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.50×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film-forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO 2 as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.05×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例54]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.44×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびCeO用いて、SiO+CeO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.94×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 54]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.44×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film forming material. Then, a SiO 2 +CeO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO 2 and CeO 2 as film forming materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.94×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例55]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.37×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.79×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 55]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.37×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film forming material. Then, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.79×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例56]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.22×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.49×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 56]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.22×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film-forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.49×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例57]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.08×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、3.0nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびAl用いて、SiO+Al3膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.54×10-2Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 57]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.08×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation rate of 3.0 nm/s using CeO 2 as a film formation material. Then, a SiO 2 +Al 2 O 3 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO and Al 2 O 3 as film formation materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during film formation in the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.54×10 −2 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例58]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを160℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.87×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeおよびCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.51×10-2Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 58]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 160°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.87×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using Ce and CeO 2 as film-forming materials. Then, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.51×10 −2 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例59]
真空蒸着装置の基板加熱をOFF、壁ヒーターを50℃に設定して真空排気した。成膜前の基板温度は28℃であった。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.22×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製したなお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.48×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 59]
The vacuum deposition apparatus was turned off to heat the substrate, and the wall heater was set to 50°C to evacuate. The substrate temperature before film formation was 28°C. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.22 x 10-4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO2 as a film-forming material. Then, a SiO2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.48 x 10-3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例60]
真空蒸着装置の基板加熱をOFF、壁ヒーターを50℃に設定して真空排気した。成膜前の基板温度は31℃であった。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.45×10-4Paであった。各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびCeO用いて、SiO+CeO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.95×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 60]
The vacuum deposition apparatus was turned off to heat the substrate, and the wall heater was set to 50° C. to evacuate the vacuum. The substrate temperature before film formation was 31° C. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.45×10 −4 Pa. A layer containing cerium oxide was formed on various substrates using CeO 2 as a film-forming material. Then, a SiO 2 +CeO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO and CeO 2 as film-forming materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during film formation in the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.95×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例61]
真空蒸着装置の基材温度を100℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が100±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、9.54×10-5Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で1.94×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 61]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 100°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 100±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 9.54×10 −5 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using MgF 2 as a film forming material, and a multilayer film was produced. Note that the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 1.94×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Production of multilayer film).

[実施例62]
真空蒸着装置の基材温度を100℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が100±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.36×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.78×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 62]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 100°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 100±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.36×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film-forming material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.78×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例63]
真空蒸着装置の基材温度を270℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が270±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.87×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeおよびCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびAl用いて、SiO+Al膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で5.84×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 63]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 270°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 270±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.87×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using Ce and CeO 2 as film-forming materials. Then, a SiO 2 +Al 2 O 3 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO and Al 2 O 3 as film-forming materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 5.84×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例64]
真空蒸着装置の基材温度を270℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が270±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.84×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、1.0nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で7.50×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 64]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 270°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 270±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.84×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation rate of 1.0 nm/s using CeO 2 as a film formation material. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film formation material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 7.50×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例65]
真空蒸着装置の基材温度を500℃、壁ヒーターを200℃に設定して真空排気した。基材温度が500±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.37×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製したなお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で2.79×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 65]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 500°C and a wall heater of 200°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 500±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.37×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film-forming material. Next, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO as a film-forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 2.79×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[実施例66]
真空蒸着装置の基材温度を500℃、壁ヒーターを200℃に設定して真空排気した。基材温度が500±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.87×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてYおよびCeOを用いて、0.7nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびCeO用いて、SiO+CeO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で8.18×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Example 66]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 500°C and a wall heater of 200°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 500±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.87×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation rate of 0.7 nm/s using Y 2 O 3 and CeO 2 as film formation materials. Then, a SiO 2 +CeO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO and CeO 2 as film formation materials, to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during film formation in the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 8.18×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Fabrication of multilayer film).

[比較例1]
真空蒸着装置の基材温度を300℃、壁ヒーターを50℃に設定して真空排気した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、8.20×10-3Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、0.2nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で6.68×10-2Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Comparative Example 1]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 300°C and a wall heater of 50°C, and evacuated. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 8.20×10 −3 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation rate of 0.2 nm/s using CeO 2 as a film formation material. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO 2 as a film formation material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 6.68×10 −2 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[比較例2]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、6.15×10-3Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、0.2nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびCeO用いて、SiO+CeO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で5.01×10-2Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Comparative Example 2]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 6.15×10 −3 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation rate of 0.2 nm/s using CeO 2 as a film formation material. Then, a SiO 2 +CeO 2 film (low refractive index layer) was formed on the layer using SiO 2 and CeO 2 as film formation materials to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 5.01×10 −2 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[比較例3]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.53×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、0.2nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層を成膜する際には、Auto Pressure Control(APC)装置にて真空度が1.8×10-2PaになるようにOガスを導入した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で1.80×10-2Paであった。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Comparative Example 3]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.53×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation speed of 0.2 nm/s using CeO 2 as a film formation material. When forming the layer containing cerium oxide, O 2 gas was introduced using an Auto Pressure Control (APC) device so that the degree of vacuum was 1.8×10 −2 Pa. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during film formation in the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 1.80×10 −2 Pa on average. Subsequently, a MgF2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF2 as a film forming material to prepare a multilayer film. The other film forming conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[比較例4]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.53×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、0.2nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際には、RFイオン源によるイオンアシストを行った。イオンアシストの条件は、加速電圧値700V、加速電流値700mA、Oガス流量50sscmとした。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.11×10-3Paであった。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Comparative Example 4]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.53×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation rate of 0.2 nm/s using CeO 2 as a film formation material. When forming the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide, ion assist was performed using an RF ion source. The ion assist conditions were an acceleration voltage value of 700 V, an acceleration current value of 700 mA, and an O 2 gas flow rate of 50 sscm. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.11×10 −3 Pa on average. Subsequently, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film forming material to prepare a multilayer film. The other film forming conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[比較例5]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを150℃に設定して真空排気した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.91×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeおよびCeOを用いて、0.9nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際は、成膜速度を0.1nm/sに変更して成膜した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で1.07×10-2Paであった。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびAl用いて、SiO+Al膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Comparative Example 5]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 150°C, and evacuated. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.91×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation speed of 0.9 nm/s using Ce and CeO 2 as film formation materials. When forming the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide, the film formation speed was changed to 0.1 nm/s. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 1.07×10 −2 Pa on average. Subsequently, a SiO2 + Al2O3 film (low refractive index layer ) was formed thereon using SiO and Al2O3 as film forming materials to prepare a multilayer film. Other film forming conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[比較例6]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを150℃に設定して真空排気した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.87×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeおよびCeOを用いて、1.0nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際は、成膜速度を0.1nm/sに変更して成膜した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で1.17×10-2Paであった。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Comparative Example 6]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 150°C, and evacuated. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.87×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation speed of 1.0 nm/s using Ce and CeO 2 as film formation materials. When forming the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide, the film formation speed was changed to 0.1 nm/s. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 1.17×10 −2 Pa on average. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film formation material, to prepare a multilayer film. Other film formation conditions were as described in (Fabrication of multilayer film).

[比較例7]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを150℃に設定して真空排気した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.83×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeおよびCeOを用いて、1.1nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際は、成膜速度を0.1nm/sに変更して成膜した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で1.27×10-2Paであった。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Comparative Example 7]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 150°C, and evacuated. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.83×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation speed of 1.1 nm/s using Ce and CeO 2 as film formation materials. When forming the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide, the film formation speed was changed to 0.1 nm/s. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 1.27×10 −2 Pa on average. Then, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film formation material, to prepare a multilayer film. Other film formation conditions were as described in (Fabrication of multilayer film).

[比較例8]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを150℃に設定して真空排気した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.79×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeおよびCeOを用いて、1.2nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際は、成膜速度を0.1nm/sに変更して成膜した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で1.36×10-2Paであった。続いてその上に、膜形成材料としてSiOおよびCeO用いて、SiO+CeO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Comparative Example 8]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 150°C, and evacuated. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.79×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation speed of 1.2 nm/s using Ce and CeO 2 as film formation materials. When forming the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide, the film formation speed was changed to 0.1 nm/s. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 1.36×10 −2 Pa on average. Then, a SiO 2 +CeO 2 film (low refractive index layer) was formed on it using SiO and CeO 2 as film formation materials, to produce a multilayer film. Other film formation conditions were as described in (Fabrication of multilayer film).

[比較例9]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを150℃に設定して真空排気した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.75×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeおよびCeOを用いて、1.4nm/sの成膜速度で酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際は、成膜速度を0.1nm/sに変更して成膜した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で1.57×10-2Paであった。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Comparative Example 9]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 150°C, and evacuated. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.75×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate at a film formation speed of 1.4 nm/s using Ce and CeO 2 as film formation materials. When forming the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide, the film formation speed was changed to 0.1 nm/s. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 1.57×10 −2 Pa on average. Next, a MgF 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF 2 as a film formation material, to prepare a multilayer film. Other film formation conditions were as described in (Fabrication of multilayer film).

[比較例10]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.53×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層を成膜する際には、APCによる酸素導入を行った。酸素ガスの導入量は5.0×10-2Paである。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で5.00×10-2Paであった。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Comparative Example 10]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.53×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film-forming material. When the layer containing cerium oxide was formed, oxygen was introduced by APC. The amount of oxygen gas introduced was 5.0×10 −2 Pa. During the film formation of the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species was 5.00×10 −2 Pa on average. Next, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO as a film-forming material, and a multilayer film was produced. Other film formation conditions were as described in (Fabrication of multilayer film).

[比較例11]
真空蒸着装置の基材温度を250℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が250±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.52×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層を成膜する際には、RFイオン源によるイオンアシストを行った。イオンアシストの条件は、加速電圧値が700Vであり、加速電流値が700mAであり、Oガス流量が80sscmである。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.09×10-2Paであった。続いて、その上に、膜形成材料としてSiOおよびAl用いて、SiO+Al膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Comparative Example 11]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 250°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 250±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.52×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. When the layer containing cerium oxide was formed, ion assist was performed using an RF ion source. The ion assist conditions were an acceleration voltage value of 700V, an acceleration current value of 700mA, and an O 2 gas flow rate of 80sscm. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.09×10 −2 Pa on average. Subsequently, a SiO2 + Al2O3 film (low refractive index layer ) was formed thereon using SiO and Al2O3 as film forming materials to prepare a multilayer film. Other film forming conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[比較例12]
真空蒸着装置の基材温度を250℃、壁ヒーターを100℃に設定して真空排気した。基材温度が250±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.52×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層を成膜する際には、RFイオン源によるイオンアシストを行った。イオンアシストの条件は、加速電圧値が700Vであり、加速電流値が700mAであり、Oガス流量が70sscmである。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.02×10-2Paであった。また。続いてその上に、膜形成材料としてMgFを用いて、MgF膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。
[Comparative Example 12]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 250°C and a wall heater of 100°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 250±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.52×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. When the layer containing cerium oxide was formed, ion assist was performed using an RF ion source. The ion assist conditions were an acceleration voltage value of 700V, an acceleration current value of 700mA, and an O 2 gas flow rate of 70sscm. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 3.02×10 −2 Pa on average. Also. Subsequently, a MgF2 film (low refractive index layer) was formed thereon using MgF2 as a film forming material to prepare a multilayer film. The other film forming conditions were as described in (Preparation of multilayer film).

[比較例13]
実施例34の柱状構造を有する酸化セリウムを含有する層の代わりに、非柱状構造の酸化セリウムを含有する層が得られるように、基材温度を600℃に変更した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.51×10-4Paであった。酸化セリウムを含有する層の成膜には、RFイオン源によるイオンアシストを行った。イオンアシストの条件は、加速電圧値が900Vであり、加速電流値が1000mAであり、Oガス流量が6sscmであり、Arガス流量が34sccmである。また、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際は、イオン源のOガス流量を2sscmに変更し、Arガス流量を38sccmに変更して成膜した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.08×10-3Paであった。それ以外は実施例34と同様の方法で多層膜を作製した。
[Comparative Example 13]
Instead of the layer containing cerium oxide having a columnar structure in Example 34, the substrate temperature was changed to 600° C. so that a layer containing cerium oxide having a non-columnar structure was obtained. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.51×10 −4 Pa. The film formation of the layer containing cerium oxide was performed with ion assistance using an RF ion source. The ion assistance conditions were an acceleration voltage value of 900 V, an acceleration current value of 1000 mA, an O 2 gas flow rate of 6 sscm, and an Ar gas flow rate of 34 sccm. In addition, when forming the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide, the O 2 gas flow rate of the ion source was changed to 2 sscm, and the Ar gas flow rate was changed to 38 sccm to form the film. During deposition of the layer containing cerium oxide in the top 8 nm region (region (B)), the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species was 3.08×10 −3 Pa on average. Except for this, a multilayer film was prepared in the same manner as in Example 34.

[比較例14]
実施例36の柱状構造を有する酸化セリウムを含有する層の代わりに、非柱状構造の酸化セリウムを含有する層が得られるように、基材温度を600℃に変更した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.51×10-4Paであった。酸化セリウムを含有する層の成膜には、RFイオン源によるイオンアシストを行った。イオンアシストの条件は、加速電圧値が1000Vであり、加速電流値が1000mAであり、Oガス流量が3sscmであり、Arガス流量が37sccmである。また、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))を成膜する際は、イオン源のOガス流量を0sscmに変更し、Arガス流量を40sccmに変更して成膜した。酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で3.07×10-3Paであった。それ以外は実施例36と同様の方法で多層膜を作製した。
[Comparative Example 14]
Instead of the layer containing cerium oxide having a columnar structure in Example 36, the substrate temperature was changed to 600° C. so that a layer containing cerium oxide having a non-columnar structure was obtained. Before starting the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.51×10 −4 Pa. The film formation of the layer containing cerium oxide was performed with ion assistance using an RF ion source. The ion assistance conditions were an acceleration voltage value of 1000 V, an acceleration current value of 1000 mA, an O 2 gas flow rate of 3 sscm, and an Ar gas flow rate of 37 sccm. In addition, when forming the surface layer side 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide, the O 2 gas flow rate of the ion source was changed to 0 sscm, and the Ar gas flow rate was changed to 40 sccm to form the film. During deposition of the layer containing cerium oxide in the top 8 nm region (region (B)), the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species was 3.07×10 −3 Pa on average. Except for this, a multilayer film was prepared in the same manner as in Example 36.

[比較例15]
実施例19の立方晶系多結晶のCeO層の代わりに、非晶質のCeO層が得られるように、基材温度を-18℃に変更し、加えて壁ヒーターをOFFにしてから真空排気し、成膜した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.38×10-5Paであった。また、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で4.84×10-4Paであった。それ以外は実施例19と同様の方法で多層膜を作製した。
[Comparative Example 15]
Instead of the cubic polycrystalline CeO2 layer of Example 19, an amorphous CeO2 layer was obtained by changing the substrate temperature to -18°C, and in addition, the wall heater was turned off before evacuation and film formation. Before starting the film formation process of the cerium oxide-containing layer, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.38 x 10-5 Pa. In addition, during film formation of the surface 8 nm (region (B)) of the cerium oxide-containing layer, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species was 4.84 x 10-4 Pa on average. A multilayer film was produced in the same manner as in Example 19 except for the above.

[比較例16]
実施例20の立方晶系多結晶のCeO層の代わりに、非晶質のCeO層が得られるように、基材温度を-18℃に変更し、加えて壁ヒーターをOFFにしてから真空排気し、成膜した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.87×10-4Paであった。また、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で5.84×10-3Paであった。それ以外は実施例20と同様の方法で多層膜を作製した。
[Comparative Example 16]
Instead of the cubic polycrystalline CeO2 layer of Example 20, an amorphous CeO2 layer was obtained by changing the substrate temperature to -18°C, and in addition, the wall heater was turned off before evacuation and film formation. Before starting the film formation process of the cerium oxide-containing layer, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.87 x 10-4 Pa. In addition, during film formation of the surface 8 nm (region (B)) of the cerium oxide-containing layer, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species was 5.84 x 10-3 Pa on average. A multilayer film was produced in the same manner as in Example 20 except for the above.

[比較例17]
実施例24のSiO膜を形成する代わりに、SiOを用いて1.3nm/sの成膜速度でSiO膜を形成した。SiO膜は屈折率が大きく、光吸収による光損失量も多いため、光学薄膜として不適であった。
[Comparative Example 17]
Instead of forming the SiO 2 film in Example 24, a SiO film was formed at a film formation rate of 1.3 nm/s using SiO. The SiO film had a large refractive index and a large amount of light loss due to light absorption, so it was not suitable as an optical thin film.

[比較例18]
真空蒸着装置の基材温度を400℃、壁ヒーターを180℃に設定して真空排気した。基材温度が400±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始前に水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、2.87×10-4Paであった。その後、各種基材上に、膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。続いてその上に、膜形成材料としてYを用いてY膜を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B))の成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で5.84×10-3Paであった。その他の成膜条件は、(多層膜の作製)に記載した通りである。Y膜より屈折率が大きいため、光学部材として不適であった。
[Comparative Example 18]
The vacuum deposition apparatus was set to a substrate temperature of 400°C and a wall heater of 180°C, and evacuated. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 400±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 2.87×10 −4 Pa. Then, a layer containing cerium oxide was formed on each substrate using CeO 2 as a film forming material. Then, a Y 2 O 3 film was formed on the layer using Y 2 O 3 as a film forming material to prepare a multilayer film. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation of the surface layer 8 nm (region (B)) of the layer containing cerium oxide was 5.84×10 −3 Pa on average. Other film formation conditions were as described in (Preparation of multilayer film). Since the refractive index was larger than that of the Y 2 O 3 film, it was not suitable as an optical member.

(酸素欠損率の評価)
得られた多層膜の試験片をエックス線光電子分光装置(Scienta社製 ESCA-300)に導入して、高真空になるまで排気した。多層膜の酸化セリウムを含有する層13より上層の薄膜をアルゴンイオンによるエッチングで除去した。続いて、Ce 3d軌道のXPSスペクトル測定とアルゴンイオンによるエッチングを繰り返した。多層膜の分析エリア変えて合計3箇所した。得られた結果から酸化セリウムを含有する層(13)の酸素欠損率(V)、酸素欠損率(V)、酸素欠損率(V)を算出した。
(Evaluation of oxygen deficiency rate)
The obtained multilayer film test piece was introduced into an X-ray photoelectron spectroscopy apparatus (ESCA-300 manufactured by Scienta) and evacuated to a high vacuum. The thin film above the cerium oxide-containing layer 13 of the multilayer film was removed by etching with argon ions. Then, XPS spectrum measurement of the Ce 3d orbital and etching with argon ions were repeated. The analysis area of the multilayer film was changed and a total of three locations were analyzed. From the obtained results, the oxygen deficiency rate (V A ), oxygen deficiency rate (V B ), and oxygen deficiency rate (V C ) of the cerium oxide-containing layer (13) were calculated.

エックス線光電子分光法の定量下限を下回る酸素欠損率については、走査透過型電子顕微鏡(日立ハイテクノロジーズ製、HF5000)で観察・投影・酸素空孔の計測を行った。測定する多層膜の前処理としては、(1)試料の得られた多層膜を基材ごと割り、切断して断面を露出させる、(2)集束イオンビーム(FIB)による加工、(3)イオンビームによる垂直方向へのエッチングの(1)~(3)作業のいずれかもしくは組み合わせて、測定部位を採取・微細加工を行った。また加工の際は、酸素空孔の変化を最小限にするために、低温、アルゴンガス、真空ポンプを組み合わせた雰囲気で成膜直後に行った。 For oxygen vacancy rates below the lower limit of quantification by X-ray photoelectron spectroscopy, observation, projection, and measurement of oxygen vacancies were performed using a scanning transmission electron microscope (HF5000, manufactured by Hitachi High-Technologies). The multilayer film to be measured was pretreated by (1) splitting the obtained multilayer film together with the substrate to expose the cross section, (2) processing with a focused ion beam (FIB), and (3) etching in the vertical direction with an ion beam, using either or a combination of (1) to (3) above to collect and finely process the measurement area. In addition, to minimize changes in oxygen vacancies, processing was performed immediately after film formation in an atmosphere that combined low temperature, argon gas, and a vacuum pump.

その後、加速電圧200kVの条件にて、酸化セリウムを含有する層の酸素原子の有無が分かるHAADF-STEM像およびABF-STEM像を膜厚の深さ方向に段階的に得た。軽元素である酸素や酸素空孔の観察を補助するために、同じエリアのLAADF-STEM像も得た。層膜の分析エリア変えて合計5箇所の像を得た。得られた各々の像をソフトウェア処理してマッピング像に変換し、酸素サイト数と酸素空孔の数をカウントして、酸化セリウムを含有する層の酸素欠損率(V)、(V)、(V)を求めた。 Then, under the condition of an acceleration voltage of 200 kV, HAADF-STEM images and ABF-STEM images showing the presence or absence of oxygen atoms in the layer containing cerium oxide were obtained stepwise in the depth direction of the film thickness. To assist in the observation of oxygen and oxygen vacancies, which are light elements, LAADF-STEM images of the same area were also obtained. A total of five images were obtained by changing the analysis area of the layer film. Each of the obtained images was converted into a mapping image by software processing, and the number of oxygen sites and the number of oxygen vacancies were counted to determine the oxygen deficiency rate (V A ), (V B ), and (V C ) of the layer containing cerium oxide.

実施例19~22、28、38、39、比較例5~9で得られた多層膜については、エックス線吸収微細構造法(XAFS)による酸素欠損率(V)の測定も行った。標準試料としてCeOおよびCe(NO-6HOを使用し、測定吸収端はCe-L吸収端(5723.0eV)、検出器に多素子シリコンドリフトを使用した蛍光収量法により測定を行った。得られたXANESスペクトルのフィッティング結果より酸素欠損率を算出した。エックス線光電子分光法や電子顕微鏡で測定した酸素欠損率値と差は殆ど無く、酸素欠損率の測定が妥当であることを確認した。 For the multilayer films obtained in Examples 19 to 22, 28, 38, and 39 and Comparative Examples 5 to 9, the oxygen deficiency rate (V A ) was also measured by X-ray absorption fine structure (XAFS). CeO 2 and Ce(NO 3 ) 3 -6H 2 O were used as standard samples, the measured absorption edge was the Ce-L 3 absorption edge (5723.0 eV), and the measurement was performed by a fluorescence yield method using a multi-element silicon drift detector. The oxygen deficiency rate was calculated from the fitting results of the obtained XANES spectrum. There was almost no difference from the oxygen deficiency rate value measured by X-ray photoelectron spectroscopy or electron microscope, and it was confirmed that the measurement of the oxygen deficiency rate was valid.

(厚さ(膜厚)の測定と屈折率の測定)
実施例および比較例の多層膜の各層の厚さおよび屈折率は分光エリプソメトリー(JA WOOLLAM社製 ESM300)を用いて求めた。光源の波長は192nmから1000nmとし、入射角度は45°~65°の範囲を5°ごとに測定した。また、解析の精度を向上させるために、透過率も合わせて測定した。得られた反射および透過率データを、Cauchy、Gaussian、Tauc-Lorentz、有効媒質近似(表面ラフネス)などのモデルを組み合わせて解析を行い、膜厚および屈折率を求めた。多層膜であるため、層数と膜厚が複雑であり、解析が困難な場合がある。その際は、同一バッチの成膜で別途得られた単層膜を測定および解析を行い、得られた屈折率などのデータを利用して解析を行った。
(Thickness (film thickness) measurement and refractive index measurement)
The thickness and refractive index of each layer of the multilayer film in the examples and comparative examples were determined using a spectroscopic ellipsometry (JA WOOLLAM ESM300). The wavelength of the light source was set to 192 nm to 1000 nm, and the incidence angle was measured in 5° increments in the range of 45° to 65°. In addition, in order to improve the accuracy of the analysis, the transmittance was also measured. The obtained reflection and transmittance data were analyzed by combining models such as Cauchy, Gaussian, Tauc-Lorentz, and effective medium approximation (surface roughness), and the film thickness and refractive index were obtained. Since it is a multilayer film, the number of layers and film thickness are complicated, and analysis may be difficult. In such a case, a single layer film obtained separately by film formation of the same batch was measured and analyzed, and the analysis was performed using the obtained data such as the refractive index.

(組成の測定)
実施例および比較例の多層膜におけるSiO+CeOやSiO+Alなどの2成分からなる層の組成を、波長分散型蛍光エックス線分光分析装置((株)リガク製 ZSX PrimusII)により測定して求めた。層ごとの定量分析が困難な場合は、同一バッチの成膜で別途得られた単層膜について測定を行った。
(Determination of Composition)
The compositions of layers consisting of two components, such as SiO2 + CeO2 or SiO2 + Al2O3 , in the multilayer films of the examples and comparative examples were measured using a wavelength dispersive X-ray fluorescence spectrometer (ZSX Primus II, manufactured by Rigaku Corporation). When quantitative analysis of each layer was difficult, measurements were performed on a single layer film obtained separately by film formation in the same batch.

(構造の確認)
Si基板上に形成した多層膜を、断面を超高分解能電界放出形走査電子顕微鏡(JSM-IT800、日本電子(株)製)によって反射電子像および二次電子像を観察した。得られた画像から柱状構造であるか、それ以外の構造(非柱状)であるかを確認した。その際、各層の膜厚も確認した。前記エリプソメーターで得られた膜厚値との差は殆ど無く、エリプソメーターによる膜厚測定が妥当であることを確認した。また、各層の組成をエネルギー分散型エックス線分光法(EDX)によっても測定を行い、前記の(組成の測定)で得られた値と差は殆ど無く、前記の組成の測定が妥当であることを確認した。
(Confirmation of structure)
The cross section of the multilayer film formed on the Si substrate was observed with a super-high resolution field emission scanning electron microscope (JSM-IT800, manufactured by JEOL Ltd.) to obtain backscattered electron images and secondary electron images. From the obtained images, it was confirmed whether the structure was columnar or other structure (non-columnar). At that time, the film thickness of each layer was also confirmed. There was almost no difference from the film thickness value obtained by the ellipsometer, and it was confirmed that the film thickness measurement by the ellipsometer was appropriate. In addition, the composition of each layer was also measured by energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX), and there was almost no difference from the value obtained by the above (composition measurement), and it was confirmed that the above composition measurement was appropriate.

(結晶性の測定)
実施例および比較例の多層膜をXRD回折装置(Smart Lab、(株)リガク製)にて集中法により2θ=20°~100°の範囲を0.01°のステップ、5°/分のスピードで測定し、回折線強度などにより層の同定および結晶性の確認を行った。多層膜であるため、MgFやSiO+CeOなどの回折強度が解析の妨げになる場合がある。その際は、同一バッチの成膜で別途得られた単層膜についても測定して、あわせて解析を行った。酸化セリウムを含有する層に起因する回折ピークがある多層膜については結晶質と判断し、酸化セリウムを含有する層に起因する回折ピークが無い多層膜については非晶質と判断した。
(Measurement of Crystallinity)
The multilayer films of the examples and comparative examples were measured by an XRD diffractometer (Smart Lab, manufactured by Rigaku Corporation) in the range of 2θ = 20° to 100° by the focusing method at a step of 0.01° and a speed of 5°/min, and the layers were identified and their crystallinity was confirmed by the diffraction line intensity. Since it is a multilayer film, the diffraction intensity of MgF 2 , SiO 2 + CeO 2 , etc. may interfere with the analysis. In that case, a single layer film obtained separately by film formation of the same batch was also measured and analyzed. A multilayer film having a diffraction peak due to a layer containing cerium oxide was judged to be crystalline, and a multilayer film having no diffraction peak due to a layer containing cerium oxide was judged to be amorphous.

(親水性維持評価)
実施例および比較例の多層膜を暗所(温度23±2℃,湿度60±15%RH)に60日間放置し、その後、水に対する接触角を測定した。前記測定後、基材をさらに暗所に240日間放置し、合計300日間暗所に放置した後、水に対する接触角を測定した。なお、接触角計には協和界面科学(株)製 CA-X150型を使用し、試験片にマイクロシリンジから2.5mLの純水を滴下して、滴下5秒後の接触角をθ/2法により求めた。
表面の親水性は水との接触角によって定量化することができる。一般に20°未満の場合を親水性、10°未満の場合は超親水性と呼ばれる。それに倣い、接触角10°未満の場合は[A]の評価とし、接触角10°以上20°未満の場合は[B]の評価、接触角が20°以上の場合は[C]の評価とした。
(Hydrophilicity Maintenance Evaluation)
The multilayer films of the examples and comparative examples were left in a dark place (temperature 23±2°C, humidity 60±15% RH) for 60 days, and then the contact angle with water was measured. After the measurement, the substrate was left in a dark place for an additional 240 days, and after leaving it in a dark place for a total of 300 days, the contact angle with water was measured. The contact angle meter used was a CA-X150 model manufactured by Kyowa Interface Science Co., Ltd., and 2.5 mL of pure water was dropped onto the test piece from a microsyringe, and the contact angle 5 seconds after the drop was obtained by the θ/2 method.
The hydrophilicity of a surface can be quantified by the contact angle with water. Generally, a contact angle of less than 20° is called hydrophilic, and a contact angle of less than 10° is called superhydrophilic. Following this, a contact angle of less than 10° was rated as [A], a contact angle of 10° or more but less than 20° was rated as [B], and a contact angle of 20° or more was rated as [C].

(自己浄化性能評価)
実施例および比較例の多層膜に、JIS R1753-1に準拠して、ステアリン酸のヘプタン溶液(0.3質量%)を用いてステアリン酸を塗布し、乾燥機で70℃、30分間乾燥した。その後、ステアリン酸を塗布した試験片の接触角を、(親水性維持評価)に記載の方法と同様に測定し、接触角が20°以上になっていることを確認した。接触角が20°以上になっていない場合は、接触角が20°以上になるまでステアリン酸の塗布、乾燥、接触角測定を繰り返した。その後、ステアリン酸を塗布した多層膜に紫外線を2時間および30時間照射した後、再び接触角を測定し、紫外線照射後の水接触角を求めた。紫外線光源にはブラックライトブルー蛍光灯((株)ホタルクス製 FL20SBL-B)を用いた。紫外線は、照度が2.0mw/cmとなるように、試験片に照射した。
前記の(親水性維持評価)における評価と同様に、接触角10°未満の場合は[A]の評価とし、接触角10°以上20°未満の場合は[B]の評価、接触角が20°以上の場合は[C]の評価とした。
(Self-purification performance evaluation)
Stearic acid was applied to the multilayer films of the examples and comparative examples using a heptane solution (0.3 mass%) of stearic acid in accordance with JIS R1753-1, and dried in a dryer at 70°C for 30 minutes. Thereafter, the contact angle of the test piece coated with stearic acid was measured in the same manner as in the method described in (Evaluation of hydrophilicity maintenance), and it was confirmed that the contact angle was 20° or more. If the contact angle was not 20° or more, the application of stearic acid, drying, and contact angle measurement were repeated until the contact angle became 20° or more. Thereafter, the multilayer film coated with stearic acid was irradiated with ultraviolet light for 2 hours and 30 hours, and then the contact angle was measured again to determine the water contact angle after ultraviolet light irradiation. A black light blue fluorescent lamp (FL20SBL-B, manufactured by Hotalux Co., Ltd.) was used as the ultraviolet light source. The test piece was irradiated with ultraviolet light so that the illuminance was 2.0 mw/ cm2 .
As in the evaluation in the above (Evaluation of Hydrophilicity Maintenance), a contact angle of less than 10° was rated as [A], a contact angle of 10° or more and less than 20° was rated as [B], and a contact angle of 20° or more was rated as [C].

(親水性維持評価)および(自己浄化性能評価)で得られた結果を表1-1~表1-4に示す。なお、各実施例および比較例において、評価結果は基材の種類に依らず同じであった。 The results obtained in (hydrophilicity maintenance evaluation) and (self-cleaning performance evaluation) are shown in Tables 1-1 to 1-4. Note that in each example and comparative example, the evaluation results were the same regardless of the type of substrate.

(光学特性の評価)
実施例および比較例の多層膜の入射角5°における透過率および反射率を測定した。測定装置として紫外可視近赤外分光光度計(日立ハイテク製 UH4150)を使用し、測定波長範囲450nm~1200nmを1nmごとに測定した。得られた波長ごとの透過率(%)および反射率(%)の平均値を求め、平均透過率(%)および平均反射率(%)を得た。100%から平均透過率(%)および平均反射率(%)を差し引き、光損失の平均値を求めた。光損失の平均値が1%未満の場合は[A]の評価とし、1%以上の場合は[C]の評価とした。
(Evaluation of Optical Properties)
The transmittance and reflectance of the multilayer films of the examples and comparative examples at an incidence angle of 5° were measured. A UV-Vis-NIR spectrophotometer (UH4150 manufactured by Hitachi High-Technologies) was used as the measuring device, and measurements were made in 1 nm increments over the measurement wavelength range of 450 nm to 1200 nm. The average transmittance (%) and reflectance (%) obtained for each wavelength were calculated to obtain the average transmittance (%) and average reflectance (%). The average light loss was calculated by subtracting the average transmittance (%) and average reflectance (%) from 100%. When the average light loss was less than 1%, it was rated as [A], and when it was 1% or more, it was rated as [C].

[比較例23]
実施例23の酸化セリウムを含有する層を成膜する代わりに、TiO膜を形成した。その際、膜形成材料としてTiを使用した。その他の成膜条件は、実施例23と同じ条件で多層膜を形成した。TiO層の結晶性を評価した結果、アナターゼ型の多結晶であった。また構造を評価した結果、柱状構造であった。親水性維持性能を評価した結果、60日間経過後の水接触角が58.7°であり、300日間経過後の水接触角が63.4°であった。自己浄化性能を評価した結果、2時間照射後の水接触角が77.5°であり、30時間照射後の水接触角が72.5°であった。
[Comparative Example 23]
Instead of forming a layer containing cerium oxide as in Example 23, a TiO2 film was formed. In this case, Ti3O5 was used as the film forming material. The other film forming conditions were the same as those in Example 23 to form a multilayer film. The crystallinity of the TiO2 layer was evaluated to be anatase type polycrystal. The structure was evaluated to be a columnar structure. The hydrophilicity retention performance was evaluated to find that the water contact angle after 60 days was 58.7° and after 300 days was 63.4°. The self-purifying performance was evaluated to find that the water contact angle after 2 hours of irradiation was 77.5° and after 30 hours of irradiation was 72.5°.

[比較例24]
実施例24の酸化セリウムを含有する層を成膜する代わりに、TiO膜を形成した。その際、膜形成材料としてTiを使用した。その他の成膜条件は、実施例24と同じ条件で多層膜を形成した。TiO層の結晶性を評価した結果、主成分がアナターゼ型結晶で、その他に微量のルチル型結晶が存在する多結晶であった。また構造を評価した結果、柱状構造であった。親水性維持性能を評価した結果、60日間経過後の水接触角が39.4°であり、300日間経過後の水接触角が61.6°であった。自己浄化性能を評価した結果、2時間照射後の水接触角が72.3°であり、30時間照射後の水接触角が63.4°であった。
[Comparative Example 24]
Instead of forming a layer containing cerium oxide as in Example 24, a TiO2 film was formed. In this case, Ti3O5 was used as the film forming material. The other film forming conditions were the same as those in Example 24 to form a multilayer film. The crystallinity of the TiO2 layer was evaluated to be polycrystalline with anatase crystals as the main component and trace amounts of rutile crystals present. The structure was evaluated to be columnar. The hydrophilicity retention performance was evaluated to find that the water contact angle after 60 days was 39.4° and after 300 days was 61.6°. The self-purifying performance was evaluated to find that the water contact angle after 2 hours of irradiation was 72.3° and after 30 hours of irradiation was 63.4°.

[比較例25]
各種基材を真鍮製および純度99.5%アルミニウム製ホルダーにセットし、真空蒸着装置の基板加熱をOFF、壁ヒーターをOFFに設定して、1.3×10-3Pa以下まで真空排気した。成膜前の基板温度は24℃であった。各種基材上に第1層としてCr層(1nm)を形成した。無酸素銅製のハースライナーと膜形成材料としてCeOを用いて、酸化セリウムを含有する層を形成した。酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値分圧を確認したところ、8.94×10-4Paであった。続いてその上に、膜形成材料としてSiOを用いて、SiO膜(低屈折率層)を形成し、多層膜を作製した。なお、酸化セリウムを含有する層の表層側8nm(領域(B):酸化セリウムを含有する層と、酸化ケイ素を含有する層またはフッ化マグネシウムを含有する層との界面から、8nm以下の位置にある酸化セリウムを含有する層の領域)のを成膜中における、水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値は、平均で8.03×10-3Paであった。得られた多層膜について、実施例1~68の多層膜と同様に、結晶性、構造、光学特性、酸素欠損率について評価を行った。評価の結果、酸化セリウムを含有する層は結晶質の柱状構造であり、酸素欠損率は、Vが0.02%、Vが0.01%、Vが0.02%であった。SiO層の屈折率は1.46であった。また多層膜の光損失は1.4%であり、光学特性は[C]評価であった。
[Comparative Example 25]
Various substrates were set in holders made of brass and 99.5% aluminum, and the vacuum deposition apparatus was set to OFF with the substrate heating and wall heaters turned OFF, and the vacuum was evacuated to 1.3×10 −3 Pa or less. The substrate temperature before film formation was 24° C. A Cr layer (1 nm) was formed as the first layer on each substrate. A layer containing cerium oxide was formed using an oxygen-free copper hearth liner and CeO 2 as a film-forming material. Before starting the film-forming process of the layer containing cerium oxide, the total partial pressure of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 8.94×10 −4 Pa. Subsequently, a SiO 2 film (low refractive index layer) was formed thereon using SiO 2 as a film-forming material, and a multilayer film was produced. The total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during the film formation in the 8 nm area on the surface side of the layer containing cerium oxide (region (B): the region of the layer containing cerium oxide located 8 nm or less from the interface between the layer containing cerium oxide and the layer containing silicon oxide or the layer containing magnesium fluoride) was 8.03×10 −3 Pa on average. The obtained multilayer film was evaluated for crystallinity, structure, optical properties, and oxygen deficiency rate in the same manner as the multilayer films of Examples 1 to 68. As a result of the evaluation, the layer containing cerium oxide had a crystalline columnar structure, and the oxygen deficiency rates were V A 0.02%, V B 0.01%, and V C 0.02%. The refractive index of the SiO 2 layer was 1.46. The optical loss of the multilayer film was 1.4%, and the optical properties were rated as [C].

[実施例67]
実施例3で得られた多層膜を有する平板ガラスを加工し、市販車両の近赤外線センサーの外側に装着して、センサーの保護カバーとした。
[Example 67]
The flat glass having the multilayer film obtained in Example 3 was processed and attached to the outside of a near-infrared sensor of a commercially available vehicle to form a protective cover for the sensor.

[実施例68]
使用する基材として、アクリル系ハードコートが施されたポリメタクリル酸メチル樹脂(三菱ケミカル製 アクリライト(登録商標))製のドーム型透明基材を使用し、真空蒸着装置の基材温度を50℃、壁ヒーターを50℃に設定して真空排気した。基材温度が50±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.49×10-4Paであった。膜形成材料としてSiOを使用して、SiO膜(200nm)を0.3nm/sの蒸着速度で1層目に形成した。
[Example 68]
The substrate used was a dome-shaped transparent substrate made of polymethyl methacrylate resin (Acrylite (registered trademark) manufactured by Mitsubishi Chemical) with an acrylic hard coat, and the substrate temperature of the vacuum deposition apparatus was set to 50°C, and the wall heater was set to 50°C to evacuate. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 50±2°C and before the start of the film formation process of the layer containing cerium oxide, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.49×10 −4 Pa. Using SiO as the film-forming material, a SiO 2 film (200 nm) was formed as the first layer at a deposition rate of 0.3 nm/s.

次に、膜形成材料としてTaOを使用して、Ta膜(14nm)を0.2nm/sの蒸着速度で2層目に形成した。3層目に、膜形成材料としてSiOを使用して、SiO膜(35nm)を0.7nm/sの蒸着速度で1層目に形成した。4層目に、膜形成材料としてCeおよびCeOを使用して、酸化セリウムを含有する層(256nm)を0.3nm/sの蒸着速度で形成した。5層目に、膜形成材料としてSiOおよびCeOを使用して、0.5nm/sの蒸着速度でSiO(95%)+CeO(5%)膜(79nm、屈折率1.52)を形成した。最後の6層目に、膜形成材料としてSiOを使用して、SiO膜(10nm、屈折率1.46)を形成し、多層膜を作製した。なお成膜中は、基材を遊星回転させながら多層膜を作製した。 Next, a Ta2O5 film (14 nm) was formed on the second layer at a deposition rate of 0.2 nm/s using TaO as the film-forming material. A SiO2 film (35 nm) was formed on the first layer at a deposition rate of 0.7 nm/s using SiO2 as the film-forming material for the third layer. A layer (256 nm) containing cerium oxide was formed on the fourth layer at a deposition rate of 0.3 nm/s using Ce and CeO2 as the film-forming materials. A SiO2 (95%) + CeO2 (5% ) film (79 nm, refractive index 1.52) was formed on the fifth layer at a deposition rate of 0.5 nm/s using SiO and CeO2 as the film-forming materials. A SiO2 film (10 nm, refractive index 1.46) was formed on the sixth layer, using SiO2 as the film-forming material, to produce a multilayer film. During the film formation, the substrate was rotated in planetary rotation to produce a multilayer film.

また1、2、4層目の成膜時には、RFイオン源を使用してイオンアシストを行った。その際1層目については、加速電圧値280V、加速電流値280mA、Oガス流量40sccmの条件下でイオンアシストを行い、また2層目については、加速電圧値が500Vであり、加速電流値が500mAであり、Oガス流量が60sccmである条件下でイオンアシストを行った。5層目については、加速電圧値500V、加速電流値500mA、Oガス流量40sccmの条件下でイオンアシストを行い、5層目の表層側8nmを成膜する際は、成膜速度を0.5nm/sに変更し、さらにイオン源のOガス流量を0sccm、Arガス流量40sccmに変更して成膜した。 In addition, when the first, second, and fourth layers were formed, ion assist was performed using an RF ion source. At that time, for the first layer, ion assist was performed under the conditions of an acceleration voltage value of 280 V, an acceleration current value of 280 mA, and an O2 gas flow rate of 40 sccm, and for the second layer, ion assist was performed under the conditions of an acceleration voltage value of 500 V, an acceleration current value of 500 mA, and an O2 gas flow rate of 60 sccm. For the fifth layer, ion assist was performed under the conditions of an acceleration voltage value of 500 V, an acceleration current value of 500 mA, and an O2 gas flow rate of 40 sccm, and when forming the surface layer side 8 nm of the fifth layer, the film formation speed was changed to 0.5 nm/s, and the O2 gas flow rate of the ion source was changed to 0 sccm and the Ar gas flow rate to 40 sccm.

得られた多層膜付きのドーム型樹脂基材および同時に成膜した各種基板について、実施例1~68の多層膜と同様に、薄膜の組成、結晶性、構造、酸素欠損率、光学特性について評価を行った。評価の結果、SiO+CeO層の組成は、SiO(95%)+CeO(5%)、膜厚は79nm、屈折率は1.52であった。SiO層の屈折率は1.46であった。また、酸化セリウムを含有する層は結晶質の柱状構造であり、酸素欠損率は、Vが0.05%、Vが0.52%、Vが0.03%であり、光損失は1.5%未満であった。続いて、得られた多層膜付きのドーム型樹脂基材を、監視カメラカバーとして使用するために、監視カメラに装着した。 The obtained dome-shaped resin substrate with a multilayer film and various substrates formed at the same time were evaluated for the composition, crystallinity, structure, oxygen deficiency rate, and optical properties of the thin film in the same manner as the multilayer films of Examples 1 to 68. As a result of the evaluation, the composition of the SiO 2 +CeO 2 layer was SiO 2 (95%) + CeO 2 (5%), the film thickness was 79 nm, and the refractive index was 1.52. The refractive index of the SiO 2 layer was 1.46. In addition, the layer containing cerium oxide had a crystalline columnar structure, and the oxygen deficiency rates were V A 0.05%, V B 0.52%, and V C 0.03%, and the light loss was less than 1.5%. Subsequently, the obtained dome-shaped resin substrate with a multilayer film was attached to a surveillance camera for use as a surveillance camera cover.

作製したカバーを装着した監視カメラを、暗所である商品化粧箱の中に4か月間保管した。その後、夜間の雨天時に屋外に設置し、降雨で水が付着した場合も、水滴がカバー上に濡れ広がり、良好な視認性を維持した。また水分が乾燥した後も水跡は残らず、良好な視認性を維持した。さらに屋外設置した8か月後の雨天時も、水滴がカバー上に濡れ広がり、良好な視認性を維持した。 The surveillance camera fitted with the cover was stored in a product presentation box in a dark place for four months. It was then installed outdoors at night on a rainy day, and even when water got on the camera due to rain, the water droplets spread over the cover, maintaining good visibility. Even after the water dried, no water marks remained, and good visibility was maintained. Furthermore, even when it rained eight months after it was installed outdoors, the water droplets spread over the cover, maintaining good visibility.

[実施例69]
使用する基材を、シリコン系ハードコートが施された樹脂基材(三井化学製MR-8)とし、真空蒸着装置の基材温度を80℃、壁ヒーターを80℃に設定して真空排気した。基材温度が80±2℃に達してから15分間以上経過したときであって、酸化セリウムを含有する層の成膜プロセスを開始する前に、水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値を確認したところ、1.52×10-4Paであった。膜形成材料としてAlを使用してAl膜(82nm)を多層膜の1層目に形成した。2層目に、膜形成材料としてCeおよびCeOを使用して、CeO膜(252nm)を形成した。3層目に、膜形成材料としてSiOおよびAlを使用して、SiO(95%)+CeO(5%)膜(75nm、屈折率1.52)を形成した。最後の4層目に、膜形成材料としてSiO用を使用して、SiO膜(15nm、屈折率1.46)を形成し、多層膜を作製した。なお成膜中は、0.5nm/sの蒸着速度によって多層膜を作製した。得られた多層膜付きの樹脂基材を加工して、眼鏡用のフレームに装着して、眼鏡を作製した。
[Example 69]
The substrate used was a resin substrate (MR-8 manufactured by Mitsui Chemicals) with a silicon-based hard coat applied, and the substrate temperature of the vacuum deposition apparatus was set to 80°C, and the wall heater was set to 80°C to perform evacuation. When 15 minutes or more had elapsed since the substrate temperature reached 80±2°C, and before the film formation process of the layer containing cerium oxide was started, the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules was confirmed to be 1.52×10 −4 Pa. An Al 2 O 3 film (82 nm) was formed in the first layer of the multilayer film using Al 2 O 3 as the film-forming material. In the second layer, a CeO 2 film (252 nm) was formed using Ce and CeO 2 as the film-forming materials. In the third layer, a SiO 2 (95%) + CeO 2 (5%) film (75 nm, refractive index 1.52) was formed using SiO 2 and Al 2 O 3 as the film-forming materials. For the last fourth layer, a SiO2 film (15 nm, refractive index 1.46) was formed using SiO2 as the film forming material to produce a multilayer film. During film formation, the multilayer film was produced at a deposition rate of 0.5 nm/s. The resin substrate with the obtained multilayer film was processed and attached to a frame for glasses to produce glasses.

得られた多層膜付きのメガネレンズ基材および同時に成膜した各種基板について、実施例1~68の多層膜と同様に、結晶性、構造、酸素欠損率、光学特性について評価を行った。評価の結果、酸化セリウムを含有する層は結晶質の柱状構造であり、酸素欠損率は、Vが0.05%、Vが0.53%、Vが0.03%であり、光損失は1.5%未満であった。続いて、作製した眼鏡を、暗所であるアルミニウム製の眼鏡ケースの中に3か月間保管した。その後、レンズに水飛沫を付着させた場合、水滴がレンズ上に濡れ広がり、良好な視認性を維持した。その際の水の接触角は4.7°であった。また水分が乾燥した後も水跡は残らず、良好な視認性を維持した。 The obtained eyeglass lens substrate with the multilayer film and the various substrates formed at the same time were evaluated for crystallinity, structure, oxygen deficiency rate, and optical properties in the same manner as the multilayer films of Examples 1 to 68. As a result of the evaluation, the layer containing cerium oxide had a crystalline columnar structure, the oxygen deficiency rate was VA 0.05%, VB 0.53%, and VC 0.03%, and the light loss was less than 1.5%. The prepared eyeglasses were then stored in an aluminum eyeglass case in a dark place for three months. After that, when water droplets were attached to the lens, the water droplets wet and spread on the lens, maintaining good visibility. The contact angle of water at that time was 4.7°. Furthermore, no water marks remained even after the water dried, and good visibility was maintained.

本開示の多層膜は、光学フィルター、光学レンズ、採光レンズ、光学フィルム、光学プリズム、眼鏡レンズ、写真用レンズ、車両用ドアミラー、板ガラス、集光レンズ、ディスプレイ用カバーガラス、タッチパネル、および各種フィルムなどの光学部材や、監視カメラのカバー、車載カメラのカバー、車載センサーのカバーなどの光学部材を保護するカバーなどに利用することができる。 The multilayer film of the present disclosure can be used for optical components such as optical filters, optical lenses, light collecting lenses, optical films, optical prisms, eyeglass lenses, photographic lenses, vehicle door mirrors, sheet glass, light collecting lenses, display cover glass, touch panels, and various films, as well as covers for protecting optical components such as surveillance camera covers, in-vehicle camera covers, and in-vehicle sensor covers.

また、本開示の光学部材は、デジタルカメラ、デジタルビデオカメラ、アクションカメラ、内視鏡、レンズ鏡筒、眼鏡、センサー、双眼鏡、望遠鏡、監視カメラ、車載カメラ、スマートフォン、タブレットPC、お天気カメラ、ライヴカメラ、保護ゴーグル、水中眼鏡、ヘッドマウントディスプレイ、サングラス、スマートグラス、フェイスシールド、ヘルメット用シールド、車両用ミラー、および浴室用ミラーなどの光学機器などやそれらを保護するカバーなどとして利用することができる。 The optical members of the present disclosure can also be used as optical devices such as digital cameras, digital video cameras, action cameras, endoscopes, lens barrels, eyeglasses, sensors, binoculars, telescopes, surveillance cameras, vehicle-mounted cameras, smartphones, tablet PCs, weather cameras, live cameras, protective goggles, underwater goggles, head-mounted displays, sunglasses, smart glasses, face shields, helmet shields, vehicle mirrors, and bathroom mirrors, as well as covers for protecting these devices.

本開示は以下の実施形態を含む。
(1)
酸化セリウムを含有する層と、前記酸化セリウムを含有する層の上に直接あるいは他の層を介して、低屈折率層とを有し、
前記低屈折率層は、酸化ケイ素を含有する層またはフッ化マグネシウムを含有する層を有し、
前記酸化セリウムを含有する層が、立方晶系多結晶構造および柱状構造を含む酸化セリウムを含有し、
前記酸化セリウムを含有する層の膜厚が、85nm以上800nm以下であり、
前記酸化セリウムを含有する層全体を領域(A)とし、前記領域(A)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0.05%以上10%以下であり、
前記低屈折率層の膜厚が、50nm以上240nm以下であり、
波長500nmの光に対する、前記低屈折率層の屈折率が、1.65以下である、ことを特徴とする多層膜。
(2)
前記酸素欠損率(V)が、0.05%以上0.6%以下である、(1)に記載の多層膜。
(3)
前記酸素欠損率(V)が、0.1%以上0.3%以下である、(1)に記載の多層膜。
(4)
前記酸化セリウムを含有する層と前記低屈折率層との界面から8nm以下の範囲にある、酸化セリウムを含有する層の領域を領域(B)とし、前記領域(B)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0.5%以上30%以下である、(1)~(3)のいずれか1つに記載の多層膜。
(5)
前記酸素欠損率(V)が、0.05%以上10%以下であって、
前記酸素欠損率(V)が、0.5%以上30%以下であって、
前記領域(A)のうち、前記領域(B)を除いた領域を領域(C)とし、前記領域(C)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0%以上10%以下であり、
前記酸素欠損率(V)が、前記酸素欠損率(V)より大きい、(1)~(4)のいずれか1つに記載の多層膜。
(6)
(1)~(5)のいずれか1つに記載の多層膜を有する、光学部材。
(7)
基材の上に直接あるいは他の層を介して、酸化セリウムを含有する層を真空蒸着法により形成する工程(A)と、
前記酸化セリウムを含有する層の上に直接あるいは他の層を介して、低屈折率層を真空蒸着法により形成する工程(B)と
を含み、
前記低屈折率層は、酸化ケイ素を含有する層またはフッ化マグネシウムを含有する層を有し、
前記酸化セリウムを含有する層が、立方晶系多結晶構造および柱状構造を含む酸化セリウムを含有し、
前記酸化セリウムを含有する層の膜厚が、85nm以上800nm以下とし、
前記酸化セリウムを含有する層全体を領域(A)とし、前記領域(A)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0.05%以上10%以下であり、
前記低屈折率層の膜厚が、50nm以上240nm以下である、ことを特徴とする多層膜の製造方法。
(8)
前記酸化セリウムを含有する層と、前記低屈折率層との界面から、8nm以下の範囲にある酸化セリウムを含有する層の領域を領域(B)とし、前記領域(B)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0.5%以上30%以下であり、
前記領域(A)のうち、前記領域(B)を除いた領域を領域(C)とし、前記領域(C)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0%以上10%以下であり、
前記酸素欠損率(V)が、前記酸素欠損率(V)より大きい、(7)に記載の多層膜の製造方法。
(9)
前記工程(A)の前に、あらかじめ雰囲気の水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値が、2×10-2Pa以下であり、
前記領域(B)の成膜中の水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値が、平均で2×10-2Pa以下である、(7)または(8)に記載の多層膜の製造方法。
The present disclosure includes the following embodiments.
(1)
A layer containing cerium oxide and a low refractive index layer provided directly or via another layer on the layer containing cerium oxide,
the low refractive index layer has a layer containing silicon oxide or a layer containing magnesium fluoride,
the cerium oxide-containing layer contains cerium oxide having a cubic polycrystalline structure and a columnar structure,
The thickness of the layer containing cerium oxide is 85 nm or more and 800 nm or less,
When the entire layer containing the cerium oxide is designated as region (A) and the oxygen deficiency rate of the cerium oxide in the region (A) is designated as oxygen deficiency rate (V A ), the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.05% or more and 10% or less,
The low refractive index layer has a thickness of 50 nm or more and 240 nm or less,
A multilayer film, characterized in that the refractive index of the low refractive index layer for light with a wavelength of 500 nm is 1.65 or less.
(2)
The multilayer film according to (1), wherein the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.05% or more and 0.6% or less.
(3)
The multilayer film according to (1), wherein the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.1% or more and 0.3% or less.
(4)
The multilayer film according to any one of (1) to (3), wherein a region of the cerium oxide-containing layer located within a range of 8 nm or less from an interface between the cerium oxide-containing layer and the low refractive index layer is designated as region ( B ), and an oxygen deficiency rate of cerium oxide in region (B) is designated as oxygen deficiency rate (V B ), the oxygen deficiency rate (V B ) being 0.5% or more and 30% or less.
(5)
The oxygen deficiency rate (V A ) is 0.05% or more and 10% or less,
The oxygen deficiency rate (V B ) is 0.5% or more and 30% or less,
When the region (A) excluding the region (B) is designated as region (C) and the oxygen deficiency rate of cerium oxide in the region (C) is designated as oxygen deficiency rate (V C ), the oxygen deficiency rate (V C ) is 0% or more and 10% or less,
The multilayer film according to any one of (1) to (4), wherein the oxygen deficiency rate (V B ) is greater than the oxygen deficiency rate (V C ).
(6)
An optical member having the multilayer film according to any one of (1) to (5).
(7)
A step (A) of forming a layer containing cerium oxide on a substrate directly or via another layer by a vacuum deposition method;
and (B) forming a low refractive index layer by a vacuum deposition method on the layer containing cerium oxide directly or via another layer,
the low refractive index layer has a layer containing silicon oxide or a layer containing magnesium fluoride,
the cerium oxide-containing layer contains cerium oxide having a cubic polycrystalline structure and a columnar structure,
The thickness of the layer containing cerium oxide is 85 nm or more and 800 nm or less,
When the entire layer containing the cerium oxide is designated as region (A) and the oxygen deficiency rate of the cerium oxide in the region (A) is designated as oxygen deficiency rate (V A ), the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.05% or more and 10% or less,
2. A method for producing a multilayer film, wherein the low refractive index layer has a thickness of 50 nm or more and 240 nm or less.
(8)
a region of the layer containing cerium oxide within a range of 8 nm or less from an interface between the layer containing cerium oxide and the low refractive index layer is designated as region (B), and an oxygen deficiency rate of cerium oxide in region (B) is designated as oxygen deficiency rate (V B ), the oxygen deficiency rate (V B ) is 0.5% or more and 30% or less,
When the region (A) excluding the region (B) is designated as region (C) and the oxygen deficiency rate of cerium oxide in the region (C) is designated as oxygen deficiency rate (V C ), the oxygen deficiency rate (V C ) is 0% or more and 10% or less,
The method for producing a multilayer film according to (7), wherein the oxygen deficiency rate (V B ) is greater than the oxygen deficiency rate (V C ).
(9)
Prior to the step (A), the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules in the atmosphere is set to 2×10 −2 Pa or less;
The method for producing a multilayer film according to (7) or (8), wherein the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during film formation in the region (B) is 2×10 −2 Pa or less on average.

11 基材
12 他の層
13 酸化セリウムを含有する層
14 フッ化マグネシウムを含有する層
15 酸化ケイ素を含有する層
16 二酸化ケイ素を含有する層
21 ドーム型樹脂基材
31 眼鏡レンズ
32 眼鏡フレーム
11 Substrate 12 Other layer 13 Layer containing cerium oxide 14 Layer containing magnesium fluoride 15 Layer containing silicon oxide 16 Layer containing silicon dioxide 21 Dome-shaped resin substrate 31 Spectacle lens 32 Spectacle frame

Claims (9)

酸化セリウムを含有する層と、前記酸化セリウムを含有する層の上に直接あるいは他の層を介して、低屈折率層とを有し、
前記低屈折率層は、酸化ケイ素を含有する層またはフッ化マグネシウムを含有する層を有し、
前記酸化セリウムを含有する層が、立方晶系多結晶構造および柱状構造を含む酸化セリウムを含有し、
前記酸化セリウムを含有する層の膜厚が、85nm以上800nm以下であり、
前記酸化セリウムを含有する層全体を領域(A)とし、前記領域(A)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0.05%以上10%以下であり、
前記低屈折率層の膜厚が、50nm以上240nm以下であり、
波長500nmの光に対する、前記低屈折率層の屈折率が、1.65以下である、ことを特徴とする多層膜。
A layer containing cerium oxide and a low refractive index layer provided directly or via another layer on the layer containing cerium oxide,
the low refractive index layer has a layer containing silicon oxide or a layer containing magnesium fluoride,
the cerium oxide-containing layer contains cerium oxide having a cubic polycrystalline structure and a columnar structure,
The thickness of the layer containing cerium oxide is 85 nm or more and 800 nm or less,
When the entire layer containing the cerium oxide is designated as region (A) and the oxygen deficiency rate of the cerium oxide in the region (A) is designated as oxygen deficiency rate (V A ), the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.05% or more and 10% or less,
The low refractive index layer has a thickness of 50 nm or more and 240 nm or less,
A multilayer film, characterized in that the refractive index of the low refractive index layer for light with a wavelength of 500 nm is 1.65 or less.
前記酸素欠損率(V)が、0.05%以上0.6%以下である、請求項1に記載の多層膜。 The multilayer film according to claim 1 , wherein the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.05% or more and 0.6% or less. 前記酸素欠損率(V)が、0.1%以上0.3%以下である、請求項1に記載の多層膜。 The multilayer film according to claim 1 , wherein the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.1% or more and 0.3% or less. 前記酸化セリウムを含有する層と前記低屈折率層との界面から8nm以下の範囲にある、酸化セリウムを含有する層の領域を領域(B)とし、前記領域(B)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0.5%以上30%以下である、請求項1に記載の多層膜。 2. The multilayer film according to claim 1, wherein a region of the cerium oxide-containing layer located within a range of 8 nm or less from an interface between the cerium oxide-containing layer and the low refractive index layer is defined as region (B), and an oxygen deficiency rate of cerium oxide in region ( B ) is defined as oxygen deficiency rate (VB), the oxygen deficiency rate ( VB ) being 0.5% or more and 30% or less. 前記酸素欠損率(V)が、0.05%以上10%以下であって、
前記酸素欠損率(V)が、0.5%以上30%以下であって、
前記領域(A)のうち、前記領域(B)を除いた領域を領域(C)とし、前記領域(C)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0%以上10%以下であり、
前記酸素欠損率(V)が、前記酸素欠損率(V)より大きい、請求項4に記載の多層膜。
The oxygen deficiency rate (V A ) is 0.05% or more and 10% or less,
The oxygen deficiency rate (V B ) is 0.5% or more and 30% or less,
When the region (A) excluding the region (B) is designated as region (C) and the oxygen deficiency rate of cerium oxide in the region (C) is designated as oxygen deficiency rate (V C ), the oxygen deficiency rate (V C ) is 0% or more and 10% or less,
The multilayer film according to claim 4 , wherein the oxygen deficiency rate (V B ) is greater than the oxygen deficiency rate (V C ).
請求項1~5のいずれか1項に記載の多層膜を有する、光学部材。 An optical member having the multilayer film according to any one of claims 1 to 5. 基材の上に直接あるいは他の層を介して、酸化セリウムを含有する層を真空蒸着法により形成する工程(A)と、
前記酸化セリウムを含有する層の上に直接あるいは他の層を介して、低屈折率層を真空蒸着法により形成する工程(B)と
を含み、
前記低屈折率層は、酸化ケイ素を含有する層またはフッ化マグネシウムを含有する層を有し、
前記酸化セリウムを含有する層が、立方晶系多結晶構造および柱状構造を含む酸化セリウムを含有し、
前記酸化セリウムを含有する層の膜厚が、85nm以上800nm以下とし、
前記酸化セリウムを含有する層全体を領域(A)とし、前記領域(A)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0.05%以上10%以下であり、
前記低屈折率層の膜厚が、50nm以上240nm以下である、ことを特徴とする多層膜の製造方法。
A step (A) of forming a layer containing cerium oxide on a substrate directly or via another layer by a vacuum deposition method;
and (B) forming a low refractive index layer by a vacuum deposition method on the layer containing cerium oxide directly or via another layer,
the low refractive index layer has a layer containing silicon oxide or a layer containing magnesium fluoride,
the cerium oxide-containing layer contains cerium oxide having a cubic polycrystalline structure and a columnar structure,
The thickness of the layer containing cerium oxide is 85 nm or more and 800 nm or less,
When the entire layer containing the cerium oxide is designated as region (A) and the oxygen deficiency rate of the cerium oxide in the region (A) is designated as oxygen deficiency rate (V A ), the oxygen deficiency rate (V A ) is 0.05% or more and 10% or less,
2. A method for producing a multilayer film, wherein the low refractive index layer has a thickness of 50 nm or more and 240 nm or less.
前記酸化セリウムを含有する層と、前記低屈折率層との界面から、8nm以下の範囲にある酸化セリウムを含有する層の領域を領域(B)とし、前記領域(B)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0.5%以上30%以下であり、
前記領域(A)のうち、前記領域(B)を除いた領域を領域(C)とし、前記領域(C)における酸化セリウムの酸素欠損率を酸素欠損率(V)とするとき、前記酸素欠損率(V)が、0%以上10%以下であり、
前記酸素欠損率(V)が、前記酸素欠損率(V)より大きい、請求項7に記載の多層膜の製造方法。
a region of the layer containing cerium oxide within a range of 8 nm or less from an interface between the layer containing cerium oxide and the low refractive index layer is designated as region (B), and an oxygen deficiency rate of cerium oxide in region (B) is designated as oxygen deficiency rate (V B ), the oxygen deficiency rate (V B ) is 0.5% or more and 30% or less,
When the region (A) excluding the region (B) is designated as region (C) and the oxygen deficiency rate of cerium oxide in the region (C) is designated as oxygen deficiency rate (V C ), the oxygen deficiency rate (V C ) is 0% or more and 10% or less,
The method for producing a multilayer film according to claim 7 , wherein the oxygen deficiency rate (V B ) is greater than the oxygen deficiency rate (V C ).
前記工程(A)の前に、あらかじめ雰囲気の水分子の分圧と酸素分子の分圧との合計値が、2×10-2Pa以下であり、
前記領域(B)の成膜中の水分子の分圧と酸素種の分圧との合計値が、平均で2×10-2Pa以下である、請求項7または8に記載の多層膜の製造方法。
Prior to the step (A), the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen molecules in the atmosphere is set to 2×10 −2 Pa or less;
9. The method for producing a multilayer film according to claim 7, wherein the total value of the partial pressure of water molecules and the partial pressure of oxygen species during film formation in the region (B) is 2×10 −2 Pa or less on average.
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