JPS61210175A - エレクトロンビ−ムアシスト成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は光学用薄膜の成膜に関するものであり、詳しく
は高精度レンズのコーティング薄膜用の成膜装置に関す
る。

〔従来技術〕

レンズ表面等に設けられる反射防止膜などの薄膜は、レ
ンズの組立時および使用時にキズがつかないように、成
膜時においてレンズとの接着性および膜の硬度の向上の
ためにさまざまな方法がとられている。

特に成膜時に加熱処理によって膜の機械的性質を強くす
る蒸着法（ハードコーティング）はその有力な方法の１
つである。この蒸着法によりてレンズを成膜するには、
２５０℃以上の高温で加熱を行うのが一般的である。

しかしながら、半導体機器の光学系に使われる高精度レ
ンズやビデオ光学系または一般影撮系に使われる貼合せ
レンズへの成膜は、高温加熱による面精度、屈折率の微
小変化および貼合せ破壊が問題になる。

このため、従来では精度維持および貼合せ破壊防止のた
め、成膜時にレンズ加熱を１５０℃以下にして単層また
は多層膜を真空蒸着によシ成属していたが、低温成膜の
ために薄膜の密着性および膜自体の硬度の低下を生じ、
光学系の組立時などにおいて膜キズ、膜ハガレ等の不良
が起きやすい。

という問題点がありた。

〔発明の目的〕

本発明は上記の如き従来技術の問題点に鑑み、低温で従
来の基板加熱方法によりて成膜された膜と同じ光学特性
を維持し、なおかつ高密着、高硬度の膜を形成できる成
膜装置を提供することｋあるＯ 〔発明の要旨〕 本発明によれば、以上の様な目的は成膜室内で、蒸着源
からの蒸着分子をエレクトロン放射用フィラメントから
放射されたエレクトロンによって加速し、低温で基板上
に被膜を形成させることを特徴とするエレクトロンビー
ムアシスト成膜装置を提供することで達成される。

〔実施例〕

以下、図面を用いて本発明の具体的実施例を説明する。

第１図は本発明の低温蒸着多層膜を成膜するエレクトロ
ンビームアシスト成膜装置（以下、単に成膜装置と称す
）の概略図である。該成膜装置は成膜室１を有し、この
成膜室１は排気導管２を通じて真空源（図示せず）に接
続されている。

成膜室１の底部には、蒸着源３が配置されておシ、該蒸
着源３上には蒸発物質４が収容される。

蒸着源３としては電子ビーム方式を採用している。

成膜室１内の頂部付近には、基板支持用ドーム５が設け
られておυ、該ドーム５上にレンズなどの基板６が支持
固定される。この基板支持用ドー・　ム５は成膜室１の
外のバイアス電源７に接続されておシ、正に印加される
ようになっている。

また基板支持用ドーム５の下には、エレクトロン放射用
電源８に接続されているエレクトロン放射用フィラメン
ト９が取９つけられ、該フィラメント９からエレクトロ
ン１０を放射する。

との成膜装置は蒸着源３から蒸発した蒸着分子がエレク
トロン放射用フィラメント９から発生したエレクトロン
１０によシ加速され正に印加された基板支持用ドーム５
上の基板６に被膜を形成する装置である。

次に、本発明のエレクトロンビームアシスト成膜装置に
よる成膜例を多層反射防止膜を例にとシ説明する。

実施例１ 成膜に際しては成膜室１の圧力を１．ＯＸ　１０　　Ｔ
ｏｒｒまで排気し、しかる後基板６０表面をきれいＫす
るためエレクトロン放射用熱フィラメント９に加速電圧
ｅ２〜４ｋＶ印加し、３０Ａの電流を流す。

一方バイアス電源７によってバイアス電圧■２００〜５
００マｏｆｔを印加し４〜５分清浄処理した後上記操作
を停止すること無く、上記の操作と並行して徐々に加熱
された蒸着源３の５酸化タンタル（’ｔ’ｓ２ｏ、）を
蒸発させ前述の熱フィラメント９から放射されるエレク
トロン１０のアシストによシ、光学的膜厚０．０５λ（
λ＝５００ｎｍ）の５酸化タンタル（’ｒａ２ｏ、）膜
の第１層を基板６上に形成させる。このエレクトロンビ
ームアシストによシ形成されたＴａ　２０５は基板に固
着され高密着、高硬度の成膜を可能にする。

次に下記の手順で第１層と同じ方法で第２層以後を形成
する。

１）第１層の上に第１層と同じ方法でアルミナ（Ａｔ２
０３）を蒸着源３で蒸着し前述のエレクトロン１０のア
シストによシ、光学的膜厚０．１４λのアルミナ（、ｍ
２ｏ、）膜の第２層を形成させる。

２）第２層の上忙第１層と同じ方法で５酸化タンタル（
Ｔａ　２０５　）を蒸着源３で蒸着し前述のエレクトロ
ン１０のアシストによシ光学的膜厚０．３λの５酸化タ
ンタル（Ｔａ　２０５　）膜の第３層を形成させる。

３）第３層の上に第１層と同じ方法で、アルミナ（Ａｔ
２０．）を蒸着源３で蒸着し前述のエレクトロン１０の
アシストにより光学的膜厚０．０２λのアルミナ（Ａｔ
２０５）膜の第４層を形成させる。

４）第４層の上に第１層と同じ方法で、５酸化タンタル
（’ｒａ２ｏ、）を蒸着源３で蒸着し前述のエレクトロ
ン１０のアシストによシ、光学的膜厚０．２λの５酸化
タンタル（ＴａｚＯｓ　）膜の第５層を形成させる。

５）第５層の上Ｋ、第１層と同じ方法で弗化マグネシウ
ム（ＭｇＦ２　）を蒸着源３で蒸着し前述のエレクトロ
ン１０のアシストによシ光学的膜厚０．２λの弗化マグ
ネシウム（ＭｇＦ２）膜の第６層を形成させる。

６）第６層の上に第１層と同じ方法で２酸化珪素（ｓ　
ｉｏ□）を蒸着源３で蒸着し前述のエレクトロン１０の
アシストによシ光学的膜厚０．０４λの２酸化珪素（Ｓ
ｔＯ２）膜の第７層を形成させる。

このようなエレクトロンビームアシスト成膜法によれば
成膜蒸着源による輻射熱とエレクトロンビーム放射熱合
わせても６０℃程度しかならず高温による面精度及び屈
折率の変化をなくすことができる。

第２図は上記の７層反射防止膜の拡大概略図を示したも
ので、第２図において６は硝子等の基板、１１はＴａ２
０５膜の第１層、１２はＡＡ２０．膜の第２層、１３は
Ｔ＆□０５膜の第３層、１４はＡｔ２０．膜の第４層、
１５はＴａ　Ｏ膜の第５層、１６はＭｇＦ２膜の第６層
、１７は５ｉｏ２膜の第７層である。

第３図は第２図の反射防止膜の分光反射率特性を示した
図であり、横軸は波長（ｎｍ）、縦軸は反射率（イ）を
示している。第３図から明らかなように該反射防止膜は
可視域において反射率が０．５％以下の良好な分光反射
率特性を有している。

実施例２ 第４図は、第２実施例であシ本発明のエレクトロンビー
ムアシスト成膜法釦よる低温蒸着反射防止膜の拡大断面
図を示したものである。

その構成は、第１実施例において第１層１１、第３層１
３、第５層１５の構成物質である５酸化り／タル（ｒａ
２ｏｓ　）に代えて、酸化ジルコニウム（Ｚｒ０２）／
２酸化チタｙ（Ｔｔｏ□）＝６／１（モル比）を使用し
、第１層、第３層、第５層を形成した７層構成の反射防
止膜である。

すなわち、第４図において、６は硝子等の基板、１８は
Ｚ　ｒＯ２，／’Ｉ”　ｌ　Ｏ２膜の第１層、１９はＡ
ｔ２０．膜の第２層、２０はＺ　ｒＯ２／Ｔ　１０２膜
の第３層、２１はｈｔ２ｏ、膜の第４層、２２はＺ　ｒ
０２／Ｔ　ｉ　Ｏｚ膜の第５層、２３はＭｇＦ２膜の栖
６層、２４はＳｉＯ２膜の第７層である。

この第２実施例の分光反射率特性も第３図に示した第１
実施例の分光反射率特性とまったく同じ特性を示す。

以上述べてきたような本発明のエレクトロンビームアシ
スト成膜装置忙よって作られた２？の低温蒸着反射防止
膜の強度を調べるために、密着性テスト、耐溶剤性テス
ト、耐摩耗テスト、耐環境テストの４つのテストを行っ
た。各テストの内容は以下に示すとおりである。

１）密着性テスト；上記反射防止膜の表面にセロハンテ
ープにチバン）を接着させた後この表面にほぼ垂直な角
度で、すばやくとりのぞくテストを５０回繰返し、蒸着
膜の剥離が生ずるか調べる。

２）耐溶剤性テスト：上記反射防止膜の表面の１ケ所を
エーテル、アルコール混合液をふくんだレンズ拭き紙（
シルボン紙）で２．５〜ｓｋｇ／ｃｒｔｉ’圧で５０往
復こすり、異常が生じるか調べる。

３）耐摩耗テスト；上記反射防止膜の表面をレンズ拭き
紙（シルボン紙）を包んだ測定子で耐摩耗往復動試験機
を用い５ｋｌ／ｃｍ２の圧で５０往復こすシ、異状が生
ずるか調べる。

４）耐環境テスト；上記反射防止膜の成膜基板を温度４
５℃、相対湿度９５チの恒瀉恒湿槽中忙１０００時間放
置し、異常が生ずるか調べる。

この４テストの結果は、どのテストにおいても異状がみ
られず、従来の低混成膜法で作られた膜に比べて、本発
明の製法による膜は極めて強い膜であることが判明した
。

〔発明の効果〕

以上、詳細に述べてきたように１本発明のエレクトロン
ビームアシスト成膜装置は、６０℃の低温で成膜でき、
従来の２５０℃以上の高温加熱によって得られた膜と同
等の光学特性と密着性、硬度をもち、高温加熱ができな
かった高精度レンズ、貼合せレンズの成膜に非常に有効
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のエレクトロンビームアシスト成膜装置
の概略図である。 第２図、第４図はそれぞれ本発明のエレクトロンビーム
アシスト成膜装置によって成膜された多層構成の反射防
止膜の拡大図であシ、第３図はそれらの分光反射率特性
である。 １・・・成膜室、３・・・蒸着源、４・・・蒸着物質、
６・・・基板、７・・・バイアス電源、９・・・エレク
トロン放射用フィラメント。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）成膜室内で、蒸着源からの蒸着分子をエレクトロ
   ン放射用フィラメントから放射されたエレクトロンによ
   って加速し、低温で基板上に被膜を形成させることを特
   徴とするエレクトロンビームアシスト成膜装置。