JPH06240440A

JPH06240440A - 化合物薄膜形成装置、酸化物薄膜形成装置、および光学多層膜の成膜方法

Info

Publication number: JPH06240440A
Application number: JP5023911A
Authority: JP
Inventors: Tsuguhiro Korenaga; 継博是永; Shinji Uchida; 真司内田; Hideo Kurokawa; 英雄黒川; Akihito Sawada; 亮人沢田
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1993-02-12
Filing date: 1993-02-12
Publication date: 1994-08-30

Abstract

(57)【要約】【目的】広い面積で均一な膜質を有する薄膜の作成装
置と方法を提供する。【構成】酸化物からなる薄膜層を有する光学多層膜を
成膜するにあたり、蒸発源２３より発する蒸発粒子流２
２内に酸素ガス導入管２１を設け、酸素ガスを導入しつ
つ酸化物を成膜する。【効果】上記の構成により、蒸発粒子と酸素ガスの空
間分布が近くなり、広い成膜面積で均一な膜質をもつ光
学多層膜が得られる。これにより従来、高精度な波長精
度を要求される光学多層膜にとって課題であったサンプ
ル間の耐環境性ばらつきを非常に少なくできるため、製
造上極めて有効である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、広い面積にて高精度に
均一な膜質を要求される薄膜を形成するに適した装置並
びに方法に関し、例えば特に光学多層膜の成膜に用いて
有用なものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、目的とする組成を有する化合
物薄膜を作成するために、蒸着中に反応ガスを導入する
反応性蒸着法がよく用いられている。例えばＡｌを蒸着
しながらＮＨ₃を導入すればＡｌＮが得られ、Ｔｉを蒸
着しながらＣ₂Ｈ₄を導入すればＴｉＣが得られる。

【０００３】反応性蒸着法は化合物の成膜方法として極
めて有効なものであるが、このような蒸着法が特によく
利用される分野の一つに光学薄膜がある。光学薄膜の蒸
着材料として用いられるＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂などの酸化物
は高融点であるため蒸発源として電子ビ−ム加熱源がよ
く使われる。しかし、これらの材料は原物質をそのまま
蒸着すると酸素が解離してしまい所望の光学薄膜が得ら
れにくい。

【０００４】そこで、原物質やＴｉＯ、Ｔｉ₂Ｏ₃、Ｔｉ
₃Ｏ₅、ＺｒＯなどの低級酸化物を、酸素雰囲気中で蒸発
させることにより、ＴｉＯ₂、ＺｒＯ₂などの膜を作成す
る反応蒸着法がこれらの酸化物を材料とする光学薄膜、
光学多層膜の成膜によく用いられている。

【０００５】以下図面を参照しながら、従来の光学多層
膜の成膜装置、成膜方法の一例について説明する。

【０００６】図１０は従来の光学多層膜を成膜する装置
の構成図である。排気ポンプ１０１によって真空状態に
保たれた真空槽１０２内に設けられた電子銃１０３によ
りハ−ス１０４内の蒸着材料１０５を加熱融解し蒸発さ
せる。例えばＴｉＯ₂の薄膜を作成する際には蒸着材料
１０５として主にＴｉ₃Ｏ₅、Ｔｉ₂Ｏ₃などの低級酸化物
を用いる。蒸発した蒸発粒子１０６はその一部が膜厚補
正板１０７によって進行を妨げられるが、残りは回転ド
−ム１０８上に設置された基板１０９に到達する。

【０００７】この膜厚補正板１０７は均一膜厚が得られ
る領域を広げる効果をもつ。この際、蒸着時に基板１０
９近くに設けられたリング状酸素ガス導入部１０１０か
ら噴出される酸素ガス１０１１と蒸発粒子１０６が反応
し、基板１０９上に酸素欠損のない酸化物薄膜が形成さ
れる。酸素ガス導入部は蒸発源から十分離れたところに
設けられることもある（光・薄膜技術マニユアル、オプ
トロニクス社、ｐ２３６）。更に、第２、第３‥の蒸着
材料１０１２についても同様の過程を繰り返すことによ
って多層膜を作成する。

【０００８】各層の膜厚については同時成膜されるモニ
タガラス１０１３の反射率を測定することで高精度に制
御され、設定した膜厚になるとシャッタ１０１４が閉じ
て一層の成膜が終了する。

【０００９】従来よりこのような成膜装置にて、ＴｉＯ
₂、ＺｒＯ₂などの酸化物薄膜からなる光学多層膜が製造
されている。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】一方、近年光学デバイ
スに要求される仕様は厳しくなってきており、極めて高
い波長精度をもつ光学多層膜を大量に製造する技術が必
要となっている。これを実現するためには、成膜時の蒸
着条件の精密な制御、あるいは膜厚補正板を有効に利用
して光学多層膜の光学特性を限られた精度内の収めるこ
と以外に、大気に取り出して後の経時変化のばらつきを
極めて少なくする必要がある。

【００１１】しかしながら、従来の光学多層膜の成膜方
法では以下のような課題があることが検討の結果判明し
た。我々は図１０に示すような従来の成膜装置、成膜方
法を用いて、ＴｉＯ₂とＳｉＯ₂からなるバンドパスフィ
ルタをガラス基板上に作成し、その真空中と大気中での
半値波長（反射率が最大値の半分になる波長）のシフト
と、６０℃、９０％ＲＨの恒温恒湿下に保管した場合の
半値波長の経時変化を評価した。

【００１２】その結果、真空中と大気中での半値波長シ
フトが、ガラス基板の回転ド−ム上の位置よって異な
り、かつ同一位置であってもバッチ毎にそのシフト量に
ばらつきが存在することを見いだした。また、真空中と
大気中の半値波長シフトが大きいほど、恒温恒湿下での
半値波長の経時変化も大きいことが判った。

【００１３】一般に真空中と大気中での半値波長シフ
ト、および恒温恒湿下での半値波長の経時変化は膜質が
疎であるほど大きくなる。これは疎なほど空隙に水分が
多く入り、屈折率変化が大きくなるためである。光学多
層膜全体においてその環境変化時の特性変化に寄与して
いるのは、ガスを導入しているため膜質が疎になりやす
い酸化物層であり、成膜面積内でこの酸化物層の膜質分
布をなくすことが肝要である。

【００１４】本発明は上記問題点に鑑み、広い面積で均
一な膜質、耐環境性を有する薄膜、特に光学多層膜を提
供することを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに第１の発明は蒸発源から発する蒸発粒子流内に反応
ガス導入ポ−トを設けたことを特徴とする化合物薄膜形
成装置である。

【００１６】また、第２の発明は蒸発源から発する蒸発
粒子流内に第１の酸素ガス導入ポ−トを設け、成膜され
る基板近傍に第２の酸素ガス導入ポ−トを設けたことを
特徴とする酸化物薄膜形成装置である。

【００１７】さらに第３の発明は酸化物よりなる薄膜層
を有する光学多層膜において、前記酸化物の成膜を、蒸
発源から発する蒸発粒子流内にて上向きに酸素ガスを導
入して行う際、成膜される基板表面付近の前記蒸発粒子
の単位面積あたりの個数をＮ ₁、酸素ガス分子の個数を
Ｎ₂とするとき、４０＞Ｎ₁／Ｎ₂＞１の範囲内にあることを特徴とする光学多層膜の成膜方法
である。

【００１８】

【作用】従来の反応蒸着法における薄膜の成膜におい
て、成膜面積内で膜質の差が生じる最大原因は導入する
反応ガスが分布を有しているためである。これにより、
各成膜域における化合物の組成、膜中に取り込まれる反
応ガスの量に差ができ、膜質分布が生じる。従来の方法
では反応ガスを蒸発粒子流の周辺から導入するため、そ
の圧力差によって反応ガスが周辺にかたよっていた。

【００１９】以上の点を鑑み、第１の発明の作用は以下
のようになる。蒸発源から発する蒸発粒子流内に反応ガ
スの導入ポ−トを設け、上向きに反応ガスを導入するこ
とにより、蒸発粒子と反応ガスの空間分布を近くし、成
膜される化合物層の膜質を均一にするものである。

【００２０】次に第２の発明の作用は以下のようにな
る。酸化物薄膜を形成する際には、蒸発粒子と酸素ガス
の反応は気相反応と基板上における表面反応の両方の寄
与があり、第１の発明のごとく蒸発源から発する蒸発粒
子流内に酸素ガスの導入ポ−トを設け、上向きに酸素ガ
スを導入することに加えて、基板表面付近に第２の酸素
ガス導入ポ−トを設けることにより、作成される酸化物
膜の更なる膜質の均一化を図るものである。

【００２１】さらに第３の発明の作用は酸化物層を含む
光学多層膜において、その酸化物層を第１、あるいは第
２の発明の成膜装置を用いて成膜する際、基板表面にお
ける蒸着粒子と酸素分子の比を限定することにより、光
吸収がなく、クラックや剥離の生じない光学多層膜を実
現するものである。

【００２２】

【実施例】以下本発明の一実施例の光学多層膜の成膜装
置および方法について、図面を参照しながら説明する。

【００２３】図１は本発明の化合物薄膜を成膜する装置
の構成図である。排気ポンプ１１によって真空状態に保
たれた真空槽１２内に設けられた電子銃１３によりハ−
ス１４内の蒸着材料１５を加熱融解し蒸発させる。ここ
ではＴｉＯ₂の薄膜を作成するために蒸着材料１５とし
て低級酸化物のＴｉ₃Ｏ₅としている。ハ−ス１４は複数
個あるため、多層膜の形成が可能である。

【００２４】蒸発源であるハ−ス１４からは蒸発粒子流
１６が発するが、その蒸発粒子流１６内にハ−ス１４か
ら斜め上、距離約５０ｍｍのところに酸素ガス導入ポ−
ト１７があり、ここから上向きに酸素ガスが導入され
る。酸素ガスは真空計１８と制御弁１９によって圧力制
御されている。

【００２５】蒸発した蒸発粒子１６はその一部が膜厚補
正板１１０によって進行を妨げられるが残りは回転ド−
ム１１１上に設置された基板１１２に到達する。この膜
厚補正板１１０は均一膜厚が得られる領域を広げる効果
をもつ。また、基板１１２はヒ−タにより約３００℃に
加熱されている。ハ−ス１４を切り替えることにより多
層膜を作成するが、各層の膜厚については同時成膜され
るモニタガラス１１３の反射率を測定することで高精度
に制御され、設定した膜厚になるとシャッタ１１４が閉
じて一層の成膜が終了する。図２に蒸着源と反応ガス導
入ポ−ト部の拡大図を示す。

【００２６】以下、従来例と比較しつつ、本発明の効果
について説明する。膜材料として、ＴｉＯ₂とＳｉＯ₂の
２材料を用い、（表１）のような膜構成をもつバンドパ
スフィルタとなる光学多層膜を成膜した。

【００２７】

【表１】

【００２８】このような膜構成にてガラス基板に成膜し
た光学多層膜の代表的な反射特性を図３に示す。

【００２９】まず、従来例として図１０のような一般的
な成膜装置を用いて以上のような光学多層膜を成膜した
サンプルについてその真空中と大気中の光学特性を評価
した。その結果を（表２）に示す。なお、サンプル成膜
時の基板はガラス、基板温度は３００℃、導入した酸素
ガスの分圧は０．０１Ｐａ、ＴｉＯ₂の成膜レ−トは約
０．３ｎｍ／ｓｅｃ、ＳｉＯ₂の成膜レ−トは約１．２
ｎｍ／ｓｅｃとした。また、大気中の光学特性は真空中
から取り出して約２時間経過したものを２０℃、５０％
ＲＨの雰囲気下にて測定した。

【００３０】

【表２】

【００３１】（表２）の半値波長とは反射率が最大値の
半分になるところの波長を示している。また半値波長測
定における誤差は±０．５ｎｍである。なお、ド−ム上
の段数とは、図４に示すようにド−ムの回転軸から近い
順に１段目、２段目…の基板の配置となっており、用い
た成膜装置の実寸は蒸発源と回転ド−ムの回転軸の距離
が１５ｃｍ、回転ド−ムの曲率半径が３８ｃｍ、曲率中
心の高さが２２ｃｍ、ド−ムの最大径が３１ｃｍであ
る。

【００３２】（表２）の結果より、従来の成膜装置によ
って成膜した光学多層膜は真空中から大気中への半値波
長シフトが各段数間で１８ｎｍから２６ｎｍまで分布を
もつとともに同一段数でも最大±２．５ｎｍの範囲でば
らついていることがわかる。

【００３３】さらに、以上と同一のサンプルの表面を接
着剤でシ−ルした後、６０℃、９０％ＲＨの恒温恒湿環
境下にて１０００時間保管したときの半値波長の移動量
を（表３）に示す。

【００３４】

【表３】

【００３５】（表２）、（表３）の結果、真空中から大
気中への半値波長シフトに対し、恒温恒湿試験時の経時
変化量は、その絶対量、ばらつき量とも比例して大きく
なっていることがわかる。

【００３６】近年では、ハイパス、ロ−パス、バンドパ
スフィルタなどの光学多層膜を用いた光学部品、デバイ
スにおいては極めて高い波長精度が求められてきてい
る。特に高温、高湿環境下にて安定であり、かつサンプ
ル間でばらつきの少ないことが極めて要求される。今回
おこなった６０℃、９０％ＲＨ、１０００時間の恒温恒
湿放置試験は光学部品の環境試験としては一般的なもの
であり、本試験において特性変化が数ｎｍから１０ｎｍ
以下であることが望まれている。（表３）の結果は、従
来の薄膜形成装置、方法によるサンプルは環境変化に対
して不安定であることを示す。

【００３７】一方、本発明の一実施例として図１の成膜
装置を用いることによって作成した光学多層膜について
（表２）、（表３）と同様の評価を行った結果をそれぞ
れ（表４）、（表５）に示す。なおサンプル成膜時の成
膜条件は従来例と同じとした。

【００３８】

【表４】

【００３９】

【表５】

【００４０】（表４）から本発明の化合物形成装置によ
り得られた光学多層膜はド−ム上の段数間の半値波長の
シフト分布が少ないことがわかる。それにともない（表
５）のように環境試験による経時変化が小さく、サンプ
ル間のばらつきもほとんどないことが示された。以上
（表２）から（表５）までの結果を図５と図６に示し
た。これらの図には、酸素ガス導入位置として図１０の
従来例以外に、従来例２として蒸発源と同一高さ、距離
３０ｃｍのところから酸素ガスを導入したときの結果も
併記した。図５、図６から本発明の化合物形成装置は極
めて有効であることがわかる。

【００４１】従来では蒸着粒子流の外から反応ガスを供
給するために、蒸着粒子流の圧力が蒸発源近くで反応ガ
スよりも２〜３桁高く、反応ガスは周辺に偏っていた。
そのため図５に示したようにド−ム上の周辺部（高段数
部）で半値波長変化量が大きくなっている。一方、本発
明によれば蒸着粒子流内で反応ガスが拡散するために、
両者の分布が比較的近づき、膜質のド−ム段数方向の均
一性が高まるとともに、各段数でのばらつきも比較的少
なくできることが判った。

【００４２】なお、蒸発源と反応ガス導入ポ−トとの距
離についてはあまり敏感ではなく、蒸発粒子流内にあれ
ばほぼ同一の結果が得られた。また、反応ガスの導入方
向について検討したところ、水平に導入した場合には本
発明の効果は得られず、上向きに導入することが効果的
であると判明した。

【００４３】本実施例においては膜材料としてＴｉＯ₂
とＳｉＯ₂の酸化物を用い、光学多層膜を対象とした
が、ＡｌＮのような窒化物における電気的バンドギャッ
プ、あるいはＴｉＣなどの炭化物の耐摩耗性についても
顕著な効果を確認した。これは本発明の作用が蒸発粒子
と反応ガスとが同じ空間分布をとることに基づくもので
あり、反応性蒸着法の範囲ならば本発明が如何なる膜材
料に対しても有効であることを示している。

【００４４】また、膜構成にも制限はなく、単層膜ある
いは多層膜にも有効である。また、本実施例では成膜方
式を電子ビ−ム蒸着としたがスパッタ等の他の成膜方式
であっても同様に有効である。また、本実施例では反応
ガス導入ポ−トの形状を円管状としたが、ラッパ状、あ
るいは多数の穴を開けたシャワ−状であってもかまわな
い。さらに回転ド−ム以外の基板ホルダであってもかま
わない。

【００４５】以下、第２の発明の実施例の光学多層膜の
成膜装置および方法について、図面を参照しながら説明
する。

【００４６】図７は本実施例の酸化物薄膜を成膜する装
置の構成図である。この装置の構成は図１の装置に第２
の酸素ガス導入ポ−トとしてリング状酸素ガス導入ポ−
ト７１５を付加したものである。酸素ガスは真空計７８
と第１の制御弁７９、第２の制御弁７１６により圧力制
御される。両制御弁の設定により、第１の酸素ガス導入
ポ−ト７７と第２の酸素ガス導入ポ−ト７１５からの酸
素ガスの流量比を変えることが可能である。

【００４７】以下、従来例と比較しつつ、本発明の効果
について説明する。膜材料として、ＴｉＯ₂とＳｉＯ₂の
２材料を用い、（表１）のような膜構成をもつバンドパ
スフィルタとなる光学多層膜を成膜した。これについ
て、真空中と大気中での半値波長のシフト、およびサン
プル表面を接着剤でシ−ルした後、６０℃、９０％ＲＨ
の恒温恒湿環境下にて１０００時間保管したときの半値
波長の移動量を（表６）、（表７）に示す。成膜条件、
半値波長の測定条件は先の実施例と同様とし、第１の酸
素ガス導入ポ−ト７７と第２の酸素ガス導入ポ−ト７１
３からの酸素ガスの流量比を３：１とした。

【００４８】

【表６】

【００４９】

【表７】

【００５０】（表６）より本発明の酸化物薄膜形成装置
を用いて作成した光学多層膜はド−ム上の段数間の半値
波長のシフト分布が極めて少ないことがわかる。それに
ともない（表７）のように環境試験による経時変化が小
さく、サンプル間のばらつきもほとんどないことが示さ
れた。これは従来の成膜装置や第１の発明の薄膜形成装
置による光学多層膜の評価結果である（表２）、（表
３）および（表４）、（表５）よりも良好な結果であっ
た。

【００５１】酸化物を反応性蒸着法で成膜する場合、蒸
発粒子と酸素ガスが気相にて反応する気相反応と、成膜
される基板上にて反応する表面反応の両方が起こってお
り、第１の実施例にて示したような気相反応を制御する
のみでは（表４）に示したようにド−ム上の段数間の半
値波長シフト分布は比較的小さくできても、高段数部の
半値波長シフトばらつきは少し残っていた。本発明は第
１の発明に対し、基板近傍に新たに第２の酸素ガス導入
ポ−トを付加することで、基板付近の酸素ガス量をさら
に厳密に制御可能とし、ド−ム上の段数間の半値波長シ
フト分布のみならず、高段数部の半値波長シフトばらつ
きをも減らすものである。

【００５２】上記検討より、本発明の酸化物形成装置は
極めて有効であることが判明した。なお、第１の酸素ガ
ス導入ポ−ト７７と第２の酸素ガス導入ポ−ト７１３か
らの酸素ガスの流量比について検討したところ、検討範
囲の１０：１から２：１まで同様の結果を得た。また、
本実施例においては膜材料としてＴｉＯ₂ とＳｉＯ₂を
用い、光学多層膜を対象としたが、酸化物であれば如何
なる材料にも効果があり、その用途も光学多層膜に限定
されない。また、膜構成にも制限はなく、単層膜あるい
は多層膜にも有効である。また、本実施例では成膜方式
を電子ビ−ム蒸着としたがスパッタ等の他の成膜方式で
あっても同様に有効である。また、本実施例では反応ガ
ス導入ポ−トの形状を円管状としたが、ラッパ状、ある
いは多数の穴を開けたシャワ−状であってもかまわな
い。さらに回転ド−ム以外の基板ホルダであってもかま
わない。

【００５３】本実施例、および第１の実施例のそれぞれ
の効果を実証するにあたって、酸素ガスあるいは蒸着時
のレ−トなどの蒸着パラメ−タについて検討した。その
結果、以下に示す事柄を見いだした。

【００５４】図１の第１の発明の化合物形成装置を用い
て、（表１）の膜構成をもつ光学多層膜を作成するにあ
たり、ＴｉＯ₂成膜時の酸素ガス分圧を変化させて場合
の真空中と大気中での半値波長シフト、および大気中で
の反射率特性を評価した。基板はガラスとし、基板温度
３００℃、基板上の成膜レ−トは０．３ｎｍ／ｓｅｃと
した。ＳｉＯ₂成膜時には酸素ガス分圧を０．０１Ｐａ
固定とした。各酸素ガス分圧におけるド−ム上の各段数
での真空中と大気中での半値波長シフトを図８に、各酸
素ガス分圧に対する光学多層膜の可視域での最大反射率
を図９にそれぞれ示す。

【００５５】図８より酸素ガス分圧が低いほど半値波長
シフトは小さくなっている。これは分圧が低いほど膜質
がち密であることを意味している。一方、図９より最大
反射率は酸素ガス分圧が１×１０^-3Ｐａより下がると低
下していることがわかる。これは分圧が低いと得られる
酸化膜の組成が十分にＴｉＯ₂になっておらず、酸素が
組成的に不足し、光吸収が生じるせいである。ただし、
酸素ガス分圧が０．０４Ｐａより大きくなると膜にクラ
ックが発生した。つまり基板上の成膜レ−トが０．３ｎ
ｍ／ｓｅｃのとき１×１０^-3から０．０４Ｐａが有効酸
素ガス分圧域といえる。

【００５６】次に電子銃のエミッション電流値を変化さ
せ、基板上での成膜レ−トを変化させたときの有効酸素
ガス分圧の最大値、および最小値を検討した。この結
果、基板上での成膜レ−トが０．１から３ｎｍ／ｓｅｃ
に対し、有効酸素ガス分圧の最大、最小とも比例してい
ることがわかった。これは蒸着材料をＴｉＯ₂、Ｔｉ₂Ｏ
₃、Ｔｉ₃Ｏ₅のいずれとしても同じであった。この結果
から、基板近傍における蒸発粒子と酸素ガス分子の個数
比が光学多層膜の特性に大きく関係していることが判明
した。

【００５７】本実験における真空計の位置と基板表面の
相対関係を考慮することによって算出される、基板上の
単位面積あたりの酸素ガス分子の個数Ｎ₂と、基板上で
の成膜レ−トから算出される基板上の単位面積あたりの
蒸発粒子の個数をＮ₁とすると、４０＞Ｎ₁／Ｎ₂＞１で
あれば成膜レ−トに関わらず光学多層膜として良好な特
性をもつことが見いだせた。Ｎ₁／Ｎ₂が４０以上であれ
ば作成される酸化物膜は酸素欠損のため吸収が大きくな
り、光学特性に影響を及ぼす。一方、Ｎ₁／Ｎ₂が１以下
のときは膜中に取り込まれる酸素ガスが多く、機械強度
的に極めて弱い膜になってしまい製品として不適であ
る。

【００５８】同様の検討をＺｒＯ₂およびＳｉＯ₂でも行
った。その結果、反射率の低下する波長域は異なるもの
のＴｉＯ₂と同じ結果が得られた。

【００５９】以上のように酸化物よりなる薄膜層を有す
る光学多層膜において、本発明が極めて有効であること
が言える。

【００６０】なお、本実施例においては膜材料としてＴ
ｉＯ₂ とＳｉＯ₂ を用いたが、酸化物であれば如何なる
材料にも効果がある。また、光学薄膜であれば膜構成に
も制限はなく、単層膜にも有効である。また、本実施例
では成膜方式を電子ビ−ム蒸着としたがスパッタ等の他
の成膜方式であっても同様に有効である。また、本実施
例では反応ガス導入ポ−トの形状を円管状としたが、ラ
ッパ状、あるいは多数の穴を開けたシャワ−状であって
もかまわない。さらに回転ド−ム以外の基板ホルダであ
ってもかまわない。

【００６１】

【発明の効果】以上に述べたように、第１の発明によれ
ば蒸発源から発する蒸着粒子流内に反応ガス導入ポ−ト
を設けることによって、蒸発粒子と反応ガスの空間分布
をより近づけ、膜質の均一化が図れる。

【００６２】第２の発明によれば酸化物を反応蒸着法に
て形成する際には、第１の発明の酸素ガス導入ポ−トに
加えて、基板近傍に第２の酸素導入ポ−トを設けること
により、蒸着粒子と酸素ガスの反応を気相、および基板
表面の両方で行わせ、さらに膜質の均一化を図ることが
可能になる。

【００６３】さらに第３の発明により、第１あるいは第
２の発明による薄膜形成装置をもちいて光学薄膜を作成
する際に、基板表面、単位面積あたりの蒸着粒子数と酸
素ガス分子数の個数比を規定することによって、成膜レ
−トに関わらず、膜質が均一で、光吸収がなく、剥離の
ないものが得られ、製造上極めて効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施例の化合物薄膜形成装置の
構成を示す要部断面図

【図２】同実施例装置の反応ガス導入ポ−トと蒸着源の
拡大図

【図３】同実施例装置により成膜した光学多層膜の代表
的な光学特性図

【図４】同実施例装置における回転ド−ムの概略図

【図５】同実施例装置で作成した光学多層膜における半
値波長シフトの関係図

【図６】同実施例装置で作成した光学多層膜における半
値波長変化量の関係図

【図７】本発明の第２の実施例の酸化物薄膜形成装置の
構成を示す要部断面図

【図８】本発明における、酸素ガス分圧をパラメ−タと
したときの、成膜されたド−ム上の位置（段数）と真空
中から大気中への半値波長との関係の一例を示す特性図

【図９】本発明における、酸素ガス分圧と光学多層膜の
最大反射率との関係の一例を示す特性図

【図１０】従来の光学多層膜の成膜装置の概略図

【符号の説明】

１１排気ポンプ１２真空槽１３電子銃１４ハ−ス１５Ｔｉ₃Ｏ₅ １６蒸発粒子流１７酸素ガス導入ポ−ト１８真空計１９制御弁１１０膜厚補正板１１１回転ド−ム１１２基板１１３モニタガラス１１４シャッタ２１酸素ガス導入管２２蒸発粒子流２３蒸発源４１回転ド−ム４２ガラス基板７１排気ポンプ７２真空槽７３電子銃７４ハ−ス７５Ｔｉ₃Ｏ₅ ７６蒸発粒子流７７第１の酸素ガス導入ポ−ト７８真空計７９第１の制御弁７１０膜厚補正板７１１回転ド−ム７１２基板７１３モニタガラス７１４シャッタ７１５第２の酸素ガス導入ポ−ト（リング状）７１６第２の制御弁１０１排気ポンプ１０２真空槽１０３電子銃１０４ハ−ス１０５蒸着材料１０６蒸発粒子流１０７膜厚補正板１０８回転ド−ム１０９ガラス基板１１０膜厚補正板１０１０リング状酸素ガス導入ポ−ト１０１１酸素ガス１０１２第２の蒸着材料１０１３モニタガラス１０１４シャッタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者沢田亮人大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】蒸発源から発する蒸発粒子流内に反応ガス
導入ポ−トを有し、前記反応ガス導入ポ−トが上向きに
反応ガスを導入することを特徴とする化合物薄膜形成装
置。
【請求項２】蒸発源から発する蒸発粒子流内に第１の酸
素ガス導入ポ−トと、成膜される基板近傍に第２の酸素
ガス導入ポ−トを有し、前記第１の酸素ガス導入ポ−ト
が上向きに酸素ガスを導入することを特徴とする酸化物
薄膜形成装置。
【請求項３】酸化物よりなる薄膜層を有する光学多層膜
において、前記酸化物の成膜を、蒸発源から発する蒸発
粒子流内にて上向きに酸素ガスを導入して行う際、成膜
される基板表面付近の前記蒸発粒子の個数Ｎ₁と酸素ガ
ス分子の個数Ｎ₂の比Ｎ₁／Ｎ₂が４０＞Ｎ₁／Ｎ₂＞１の範囲内にあることを特徴とする光学多層膜の成膜方
法。