JPH01219163A - フレキシブルミラーの製造方法 - 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、例えばＸ線顕微鏡やＸ線望遠鏡或いはＸ線加
工機等の光学系を構成するＸ線ミラーなどに使用される
フレキシブルミラーの製造方法に関するものである。

［従来の技術］ 第２図は従来方法で使用する真空蒸着装置の構成説明図
で、従来公知の真空蒸着装置（例えば、１９７９年発行
の技術雑誌“金属表面技術”第３０巻５号所載）の応用
装置を示す。説明の都合で、ここではフィルム基板にポ
リイミドを用い、Ａｕを蒸着材料とした場合を例示して
説明する。

第２図において、（１）は上記したＡｕからなる蒸る材
料、（２）は同様にポリイミドのフィルムＭＩＮである
。（３）はフィルム基数（１）の表面に真空蒸着法で形
成された膜、（４）は坩堝である。（５）は坩堝（４）
を加熱するヒータである。（６）は排気系、（９）は回
転式のシャッター、（１０）は上記の各素子を真空中に
収容する真空容器である。（１１）は交流電源である。

土建のような装置を用いて基板（１）上に蒸着材料（１
）を成膜するには、先ず真空容器（１０）内の空気を排
気系（６）から排気して内部をｌ　０−６Ｔｏｒｒ程度
の真空度に減圧する。そして、電源（１１）のスイッチ
を入れて加熱ヒータ（５）に通電し、坩堝（４）と共に
蒸着材料（１）を加熱する。加熱温度の目安としては、
蒸着材料（１）の蒸気圧が０．１〜Ｉ　Ｔｏｒｒ前後で
あり、実施例のＡｕの場合には１５００〜１６００℃で
ある。この状態ヤシャッター（９）を開けると、坩堝（
４）内の蒸着材料（１）に加熱と蒸発に伴う運動エネル
ギーが与えられて、上方のフィルム基板（２）への蒸着
が始まる。フィルム基板（２）の蒸着が進んで膜（３）
が所望の膜厚に成ったところで、シャッター（９）を閉
じて成膜操作が終了する。この種の膜厚の計測には、一
般には公知の水晶発振式の膜厚計が用いられる。従来は
、このような製作方法で、フレキシブルミラーが造られ
ていた。

［発明が解決しようとする課題］ 上述のように、従来の成膜に利用されるエネルギーは、
加熱・蒸発時に蒸着材料（１）のＡｕに与えられる０、
１〜１ｅＶ程度の弱い運動エネルギーだけであった。こ
のため、フィルム基板（２）の表面に不純物を残したま
ま成膜が行われるようなことかあるので、膜（３）のフ
ィルム基板（２）への付イ１力が弱く、例えば粘着テー
プでも剥離を起こすような虞があった。また、平面状態
で蒸着が行われたフレキシブルミラーを、凹面や凸面に
加工するような時にも膜（３）の剥離が生じることもあ
った。

この場合、真空蒸着法より強い付着力が得られる従来か
らのスパッタ法やイオンブレーティング法、成るいはイ
オンミキシング法を利用することも考えられる。しかし
ながら、スパッタ法ではフィルム基板が放電空間に曝さ
れるので、このフィルム基板が熱劣化を起こすことにな
る。また、イオンブレーティング法ではフィルム基板に
多量の電荷が投入されるため、フィルム基板がチャージ
アップをして膜質が損なわれることになる。更に、イオ
ンミキシング法では蒸着のための粒子ビームのエネルギ
ーが強すぎて、フィルムを変質・劣化させる等、いずれ
も実用的ではない。

また、フレキシブルミラーとしての適用上の問題として
、Ｘ線ミラーの場合の膜表面の粗さを数人以下にするこ
とが要求されている。これに対して、上述した従来の製
造方法ではたかだかｌＯ八へ度であって、それ以下の粗
さに成膜することは不可能であるという問題点もあった
。

本発明は、この様な従来の製造方法の種々の問題点を解
決するために成されたもので、形成された膜のフィルム
基板への付着力が強く、膜表面が滑らかで光学特性に優
れた膜を得ることにより、その用途を拡大させることの
できるフレキシブルミラーの製造方法を実現することを
目的とするものである。

［課題を解決するための手段］ この発明のフレキシブルミラーの製造方法は、真空中で
蒸着材料のうちの少なくとも一部をクラスタイオン化さ
せて成膜する方法において、クラスタイオンの電流密度
をｏ−ｉｏμＡ　／　ｃｄ位、加速電圧を３〜５に■、
成膜速度を１〜５０ｎａ／　ｓｉｎ　ｓ蒸着時のフィル
ム基板の温度を１００℃以下、真空度をＩ　Ｘ　１Ｏ−
５Ｔｏｒｒ以上にすることによって、表面の粗さが１０
０Å以下の蒸着膜を形成するようにしたものである。

［作　　用］ この発明においては、上記の成膜条件に基づいて基板に
到達する電荷量等が個別に制御されて、運動エネルギー
の効果と電荷の効果を伴うクラスタイオン化された粒子
を混在した蒸着法による膜形成が行われる。そして、フ
ィルム基板に蒸着される膜の表面の粗さ、結晶性および
付着力が制御され、１′：１度な光学特性を備えたフレ
キシブルミラーが製造される。

［発明の実施例コ 第１図は本発明実施例方法に使用するクラスタイオンビ
ーム蒸着装置の構成説明図である。

第１図において、第２図と同じ記号の素子は同様構成で
同じ機能を有するので、再説明を省略する。本発明の実
施例においても従来方法のときと同様に、蒸着材料（１
）にＡｕを用いてポリイミドの基板（２）に成膜する場
合を挙げて説明を行う。図における（７）は電子放射源
、（８）は加速電極、（１２）は加熱用の交流電源、（
２１）〜（２３）は直流電源である。

ここで、上述のような構成の装置を用いた本発明のフレ
キシブルミラーの製造方法を、次に説明する。

先ず、排気系（６）によって真空容器（９）内をＩ　Ｘ
　１１）−６Ｔｏｒｒ程度に排気した後、加熱ヒータ（
５）に通電して坩堝（４）内のＡｕ　　（１）を加熱す
る。坩堝（４）の中に入れたＡｕ　　（１）の蒸気圧が
Ｉ　Ｔｏｒｒ前後になると、Ａｕ　　（１）が坩堝（４
）の上部小孔から噴出する。このとき、坩堝（４）の内
外の圧力差により蒸発したＡｕ　　（１）は断熱膨張し
て、２〜２０００個程度の原子からなるクラスタ（塊状
原子集団）を形成する。このクラスタのうち、一部は電
子放射源（７）から発生される電子シャワーによってイ
オン化される。イオン化されたＡｕ　　（１）のクラス
タは、加速電極（８）から加速エネルギーが与えられて
フィルム基板（２）に到達してＡｕの膜（３）を形成す
る。

また、イオン化されなかった中性のクラスタも坩堝（４
）から噴き出される１２０ｅＶ程度の噴出エネルギーに
よって基板（２）に到達し、上記のイオン化されたクラ
スタと共に膜（３）の形成に携わることになる。

この様なフレキシブルミラーの製造過程における真空蒸
むについての本願発明者達の実験・研究の結果、クラス
タの電荷量や加速電圧等の蒸着時の成膜条件について、
次のような事項が明らかにされた。

（１）クラスタの電荷量について クラスタのｔｔｉ　ｆ：Ｉｍは極めて小さい値でも良好
な膜（３）を形成できるが、ｌＯμＡ　／　ｃ−を越え
る電荷量になると絶縁体のフィルム基板（２）がチャー
ジアップを起こして膜質を損なうので好ましくない。

（２）加速電圧について 加速電圧を３ｋｖ以下にすると、十分な付性力が得られ
ない。特に、加速電圧を０〜３ｋｖの範囲の小さい値に
設定すると、膜（３）の緻密性が低くなって耐環境′性
の問題がでることがある。逆に、加速電圧が５ＫＶ以上
になると、イオンのエネルギーが大きくなり過ぎてＨ（
３）の表面が荒らされることになる。よって、望ましい
加速電圧は、上記の３〜５ｋｖの範囲にある。

（３）成膜速度について また、成膜速度は１　ｎｓ＋／ｗｉｎ程度では膜質に問
題はないが、工業的には時間の面から不向きである。

成膜速度を５０ｔｖ／ａ＋Ｉｎ以上の高速成膜にすると
、上記の加速電圧を小さくした時と同様にＩＩ！！　（
３）の緻密性が低下する。また、結晶粒が粗大化して、
膜（３）の表面の粗さが増して光学特性が悪くなる。

（４）基板温度について 基板温度は、１００℃付近から結晶粒の粗大化が始まる
ので、それより低く押さえることが必要である。

（５）真空容器の真空度について また、容器（ｌＯ）の真空度については、ｌロー５Ｔ。

１１台のレベルでは、残留ガス成分が無視できなくなる
。その理由は、クラスタをイオン化および加速するため
のフィラメントや加速電極が残留ガスに作用してこれを
イオン化および加速して、膜（３）をスパッタして表面
を荒らすためである。

また、残留ガスが膜（３）の内部に混入して、悪影響を
与えるような虞もある。よって、真空容器（ｌＯ〉の内
ｆｆ１ｓの真空度は、１Ｏ−６Ｔｏｒｒのレベルに保つ
ことが必要である。

即ち、上記の（１）〜（５）の研究結果を総合すると、
クラスタの電荷量か０−１０μＡ　／　ｃａＦ　、加速
電圧を３〜５　ｋｖ、成膜速度をｉ　〜５０ｎｍ／１ｎ
、基板温度を１００４℃以下、真空度をＩ　Ｘ　１０＝
Ｔｏｒｒより高真空に保持することが好ましい。そして
、この設定範囲て成膜条件を変化させることにより、Ｉ
Ｉ！ｉｎ）の表面の粗さを所望の値に制御できることが
発明名達の真撃且つ不断の研究の結果に明らかにされた
。

就中、クラスタの電荷量を１μＡ　／　ｃｄ　、加速電
圧を５　ｋｖ、成膜速度を４　ｎａ／ｍｉｎ、基板温度
を８０℃、真空度を６　Ｘ　１ｏ−６Ｔｏｒｒに固定し
て、５００人のＡｕをポリイミドの基板（２）に蒸着し
た。この結果、膜（３）の粗さが４．７人であり、１０
．１３μｍの波長に対して９９．２％の反射率で、４５
ＭＰＨという活管テープを越える付着力を有する膜（３
）を形成することができた。

なお、上述の実施例では真空容器の内部を残留ガスに影
響されない真空度にしてから、クラスタの発生−イオン
化→加速−薄青という成膜順序の場合を例示して説明し
たが、例えばＩ　Ｘ　ｔｏ−’Ｔｏｒｒ程度の真空度に
してクラスタを発生する前に、イオン化と加速動作を利
用して付着力を大きくするための基板のクリーニングを
行う。そして、再び容器内を排気して所定の真空度にし
てから、上述の実施例の成膜動作の行程を辿るようにし
ても良い。この様にすれば、フィルム基板に形成される
膜の付着力が一層強くなって、譬え外力等が加わっても
剥離を起こすようなことがない。また、上記実施例では
蒸むすべき材料がＡｕであったが、ＡＩやその他の物質
であってもよい。さらに、フィルム基板もポリイミドの
基板に限定されるものではなく、例えば耐熱性の高分子
材料などが一般に利用可能である。

［発明の効果］ 以上説明したように、本発明方法によれば、真空中で薄
青材料のうちの少なくとも一部をクラスタイオン化させ
て成膜する際に、クラスタイオンの電流密度をＯ〜１０
μＡ　／　ｃｊ位、加速電圧を３〜５　ＫＶ、成膜速度
を１〜５０ｎｍ／　ｗｉｎ　ｓ蒸管時のフィルム基板の
温度を１００℃以下、真空度をＩ　Ｘ　１Ｏ−５Ｔｏｒ
ｒ以上という成膜条件下で蒸着膜を形成するようにした
。この結果、表面の粗さが１００Å以下の緻密で、しか
も付着力強い蒸着膜を形成することができる。

よって、本発明製造方法によれば、高品質で信頼性の高
いフレキシブルミラーを実現することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明実施例方法に使用する真空薄青装置の構
成説明図、第２図は従来方法に使用する真空薄青装置の
構成説明図である。 図において、（１）は蒸管材料、（２）はフィルム基板
、（３）は膜、（４）は坩堝、（５）はヒータ、（６）
は排気系、（９）はシャッター、（１０）は真空容器で
ある。 なお、図中同一符号は同一または相当部分を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 真空中で蒸着すべき材料のうち少なくとも一部をクラス
   タイオン化させてフィルム基板の表面に成膜させて該膜
   をミラーとするフィルム状ミラーの製造方法において、 前記フィルム基板に到達するクラスタイオンの電流密度
   を０〜１０μＡ／ｃｍ＾２、加速電圧を３〜５ｋＶ、成
   膜速度を１〜５０ｎｍ／ｍｉｎ、フィルム基板の温度を
   １００℃以下、真空度を１×１０＾−＾５Ｔｏｒｒ以上
   の高真空として、表面の粗さが１００Å以下の膜を形成
   するようにしたことを特徴とするフレキシブルミラーの
   製造方法。