JPH03183761A - 蒸着法 - 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） 本発明は光学系に用いられる薄膜の蒸着法に関し、詳し
くは薄膜組成の安定化に関する。

（発明の背景） 近年、大容量のデータ記憶装置の必要性が高まり、光デ
イスク装置、光磁気ディスク装置などが多く利用される
ようになっている。これらの装置では、光学ヘッドを使
用してデータを読み取っている。この光学ヘッドの中に
ビームスプリッタが使用されており、骸光学ヘッドは例
えば所定形状に加工されたプリズムの一面に、高屈折率
の防電体物質と低屈折率の誘電体物質とが真空蒸着等に
より交互に累積された積層光学膜が形成される。

前記真空蒸着法は、蒸着物質に対する禁忌が少く、薄膜
形成の制御が容易で、作業性がよく大量生産に適してい
ることから広く活用されている。

しかし一方において、蒸着条件によって薄膜の性質が変
り易く、合金、化合物を蒸着すると蒸発源ｍ或と蒸着暎
組戊との間に差を生することが多い。即ち一般に真空蒸
着法におていは、基板ホールダに配置された基板上への
蒸着膜厚を均一にするために、真空槽中にアルゴン等の
不活性ガスを導入し、訣ガス圧を調整しながら蒸着が進
められるが、往々にして製造バッチ間或はパッチ内で、
基板上に生皮した薄膜特性が変動する。

その顕著な例として弗化マグネシウム（以後ＭｇＦｘと
標記する。但しＸ≦２）をアルゴン（Ａｒと標記）ガス
の存在下蒸着すると、弗素の含有量の低下、従ってマグ
ネシウム（Ｍｇ）１１の増大を呼び膜組成が変動し、屈
折率の変化を招く。

従ってレンズ、プリズム等の光学部材表面に酸化チタン
（ＴｔＯ，）　、酸化プラセオジム（Ｐｒｏｗ）　、或
はその混合物Ｔｉｅ、−Ｐｒｙ、を高屈折率層とし、Ｍ
ｇＦｘを低屈折率層として繰返し積層して所定の光学特
性を有する累積Ｎ（コートティングと称す）を形成する
と、その透過率、反射率或は偏光性等の光学特性の再現
性、性能値確度が著しく不安定となる。

（発明の目的） 本発明の目的は、ＭｇＦｘの関る真空蒸着において、基
板ホールダに配置される基板上の蒸着膜が製造バッチ間
及びバッチ内で、 ｌ）蒸着膜厚が均一で、 ２　）　ＭｇＦｘ蒸着膜中の弗素含有■の低下がなく光
学屈折率の再現性、確度が良好であり、 ３）高屈折率層とＭｇＦｘの関る低屈折率層からなる累
積蒸着層の光学特性が均一、安定である。

蒸着法を提供することにある。

（発明の構成及び作用効果） 前記した本発明の目的は、ＭｇＦｘの真空蒸着を酸素ガ
ス又は酸素と不活性ガス例えば、Ａｒ、Ｎ＊等との混合
ガスの存在下に行うことを特徴とする蒸着法によって達
成される。

更に本発明の態様は高屈折率及びＭｇＦｘ低屈折率贋の
累積真空蒸着に用いて効果を挙げることができ、また前
記高屈率層としてＴｉ０１、Ｐｒ０１又はその混合物Ｔ
ｉｅ、−Ｐｒｙ、を用いる場合にも有用である。

次に本発明の真空蒸着に用いる真空蒸着装置の概要を第
１図に示した。

図において１１は真空槽、１２は径８０〜１５０ｃｍの
大きさの曲面をもつ回転する蒸着基板ホールダであって
、回転によって蒸着の均一性を図っている。

１３は蒸発源を入れる坩堝である。本発明においては低
屈折率材料（Ｌ材料と称す）としてＭｇＦ　ｘ、高屈折
率材料（Ｈ材料）としてＴｉｅ、、Ｐｒｏ、又はその混
合物ＴｉＯ，−ＰｒＯ，を用いる。

前記蒸発源は加熱によって蒸発させられるが、本発明に
おでいは好ましくは電子銃１４からの電子ビーム１５に
よって行われる。

１６はガス導入管であって、本発明に係る酸素（０，）
ガスは、単独或はＡｒガスとの併用の場合も１．０〜４
ＸＩＯ−’＋ｍｂａｒに調整される。尚併用するＡｒガ
スは１０〜３ＸＩＯ−’ｍｂａｒが好ましい。

また蒸着速度はり、Ｈ両材料共にｌＯ〜５０Ａ／ｓｅｅ
に制御される。

蒸着基板にＢＫ−７ガラスを用いる場合には基板温度２
５０〜３５０℃、好ましくは３００℃に調節される。

前記の要件の下にＡｒガス単独、Ｏ，ガス単独及びＡｒ
ガスとＯ，ガスの混合ガスの導入でＭｇＦｘ層を蒸着し
た場合の蒸着膜中の弗素含有■を表１に相対値表 表１に明かなようにＯ，ガスの存在によって弗素含有量
が上り、光学特性が安定となり、またバッチ内及びバッ
チ間の膜厚分布の均一性が上る。

弗素含有量はオージェ（Ａｕｇｅｒ）電子分光法を用い
た。又Ａｒガスの代りにＮ、ガスを用いた場合も同様な
煩向を示した。

また累積する蒸着層数は必要に応じ任意に定めうる。本
発明における高屈折率層は”　１０１Ｐ　ｒ　Ｏｘの単
組戊層であってもよいし、混合物Ｔｉ０ｘ−ＰｒＯｘの
混成高屈折率層であってもよいが、すべての高屈折率層
が混成高屈折率層であることが好ましい。

また該ａｓ、ｙｍにおいてｐｒｏ、、’ｒｉｏ、の重量
比は０．５〜５、好ましくは２〜３である。

更に前記混合物に、Ｚｒ、　Ｔａ、　Ｙ、　Ｌａ等の金
属及び／又はそれらの酸化物が特性を損なわぬ範囲含有
されていてもよい。

〔実施例〕

次に実施例によって本発明を具体的に説明する。

実施例１ Ｐｒｏ、とＴｉＯ２とを主成分とする混合物（例えばＥ
。

Ｍｅｒｃｋ社製商品名”サブスタンス２Ｈ；以下５ｕｂ
−■と標記）を高屈折率物質、化学量論的にＭｇＦ、を
低屈折率物質として、直角等辺三角形ガラスプリズム（
材質：ＢＫ−７）の斜辺面上に真空蒸着を用いて交互に
７層累積蒸着した。蒸着時、基板加熱温度は３００℃で
あった。５ｕｂ−ＩＩは０．ガス２Ｘ１０−’ｍｂａｒ
、蒸着速度４　Ａ　／　ｓｅｅ％ＭｇＦ、は０．ガス３
ＸｌＯ−’ｍｂａｒ％１０人／ｓｅｅで蒸着を行った。

前記斜辺面から数えて奇数番層を１２３．６ｇｔμの高
屈折率層（５ｕｂ−ｎ層）、偶数番層を１９６．７−μ
の低屈折率層（ＭｇＦｘ層）とした。

蒸着後、前記プリズムを大気中に取出し、同形の接合ガ
ラスプリズム（材質：ＢＫ−７）と、紫外線硬化型接着
剤（ノーランド社製Ｎｏ、６１）を用いて斜辺面を接合
した。１０ｍｗ／ｃｍ”の強さの紫外線を仮固定に５秒
間、本硬化に１０分間照射し、第２図に示す光学プリズ
ムを作成した。

このプリズムへ垂直に光を入射させた時（積層膜への入
射角は４５’）　Ｐ波成分とＳ波成分の分光透過率を第
３図に示す。

図の実線Ａ、、　Ａ、に示されるように７８０±１５ｍ
μの波長領域で Ｐ波成分；透過率８５±１％１反射率１５±１％Ｓ波戊
分；透過率４±１％１反射率９６±１％となり、化学量
論的ＭｇＦ！を用いた設計光学特性（曲線Ｃｐ、　Ｃｍ
）に近い値かえられた。

また性能の均一化、確度が良好となる。また再現性もよ
い。

比較例（１） 実施例１と同材料、層構成で、導入ガスを、５ｕｂ−Ｉ
Ｉ　；　Ｏ，ガス、２Ｘ１０−’ｍｂａｒＭｇＦ１　；
　Ａｒガス、３Ｘ１Ｇ−’ｍｂａｒとした外は全く同様
にして接合プリズムを作成し同様に評価し、第３図に併
示した（曲線Ｂ□ｎｓ）。

Ｐ波成分；透過率９０±３％、反射率ｌＯ±３％Ｓ波成
分；透過率２±３％、反射率９８±３％実施例に対して
、透過率においてＰ波成分が増加し、Ｓ波成分が減少す
る。

化学量論的ＭｇＦ！を用いた設計値から大きく偏り、ま
た性能値確度も低下し、また再現性も低下した。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る真空蒸着装置の概要図、第２図は
本発明に係る高、低屈折率層コーテングを有する接合プ
リズムの断面図、第３図は前記接合プリズムのＰ、Ｓ波
成分の光透過率−波長の関係図である。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）弗化マグネシウムの真空蒸着を酸素ガス又は酸素
   と不活性ガスの混合ガスの存在下に行うことを特徴とす
   る蒸着法。
2. （２）高屈折率層及び低屈折率層の累積真空蒸着におい
   て、酸素ガス又は酸素と不活性ガスの混合ガスの存在下
   に弗化マグネシウム低屈折率層を形成することを特徴と
   する蒸着法。
3. （３）前記高屈折率層として酸化チタン、酸化プラセオ
   ジム又は、酸化チタンと酸化プラセオジウムの混合物を
   主成分とする材料を用いる請求項２に記載の蒸着法。