JPH10339801A - 光学薄膜 - Google Patents

光学薄膜

Info

Publication number
JPH10339801A
JPH10339801A JP10141791A JP14179198A JPH10339801A JP H10339801 A JPH10339801 A JP H10339801A JP 10141791 A JP10141791 A JP 10141791A JP 14179198 A JP14179198 A JP 14179198A JP H10339801 A JPH10339801 A JP H10339801A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
thin film
refractive index
film
optical thin
optical
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP10141791A
Other languages
English (en)
Inventor
Atsushi Abe
淳 阿部
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Nikon Corp
Original Assignee
Nikon Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Nikon Corp filed Critical Nikon Corp
Priority to JP10141791A priority Critical patent/JPH10339801A/ja
Publication of JPH10339801A publication Critical patent/JPH10339801A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Landscapes

  • Physical Vapour Deposition (AREA)
  • Surface Treatment Of Optical Elements (AREA)
  • Coating Of Shaped Articles Made Of Macromolecular Substances (AREA)
  • Treatments Of Macromolecular Shaped Articles (AREA)
  • Compounds Of Alkaline-Earth Elements, Aluminum Or Rare-Earth Metals (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 屈折率の低い光学薄膜を得る。 【解決課題】 本発明の光学薄膜は、屈折率が1.36
〜1.37であることを特徴とするフッ化マグネシウム
系光学薄膜である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、反射防止膜等として用
いられる光学薄膜に関し、特にプラスチックレンズ上へ
の形成に好適な光学薄膜に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来、光学部品の反射防止膜としては、
屈折率が低く、可視域での吸収が少ないMgF2膜が汎
用されている。このMgF2膜は、ガラスからなる光学
部品用の反射防止膜として真空蒸着法により実用化さ
れ、今日までに至っている。しかし、真空蒸着法により
MgF2膜を形成する場合、蒸着時及び蒸着後に高温
(200〜400℃)で加熱しなければ、光学的及び機
械的性能を十分に満足させることはできない。従って、
光学部品がプラスチックからなる場合、熱変形等の理由
から、MgF2膜を形成することは非常に困難である。
このため、現在のところMgF2膜はプラスチックレン
ズ等には実用化されていないのが実情である。
【0003】光学薄膜を常温で形成する試みとしては、
Hollandらが、”L Martinu,H Bi
ederman and L Holland,Vac
uum/vol.35/number 12/p531
〜535/1985”(文献1)の中でスパッタリング
による方法について記載している。Hollandら
は、この文献の中で、「1)スパッタリングガスとして
Arガスを使って作成した膜ではMgF2蒸着膜と同等
の低い屈折率(n=1.38〜1.42)が得られる。
2)スパッタリングで形成したMgF2膜で可視域での
吸収が生じるのは、プラズマ中のF-イオンが基板ホル
ダ側に励起される負のプラズマポテンシャルにより反発
するため、薄膜内に取り込まれるF重量が不足すること
と、プラズマ中での水の解離により励起されたO- イオ
ンとMg+ イオンとの酸化反応により形成されるMgO
による。」と述べている。
【0004】しかし、本発明者らが上記のHollan
dらの文献に基づいて、スパッタリングによってMgF
2膜を作成したところ、後述の比較例でデータを示すよ
うに、Arガスを用いても低屈折率の薄膜は得られなか
った。また、基板ホルダ側にRFのバイアスをかけてM
gF2膜を作成し、光学特性を検討したが、基板側のプ
ラズマポテンシャルが負電位であるか否かとということ
と、薄膜の光学特性の間にHollandらが述べてい
るような関係は認められなかった。
【0005】この他、MgF2膜を高温処理せずに作成
する方法としては、IAD法(Ion assiste
d deposition)が考えられる。しかし、こ
のIAD法は、分子容を大きくする(イオン半径の大き
いイオンを導入して配位数を高め、充填率を高くする)
方法であるため、得られたMgF2膜の屈折率は蒸着膜
に比べて高くなってしまう。
【0006】更に、IAD法でMgF2膜を作成する場
合、機械的性能を上げるためには、かなり高いイオン電
流密度を必要とするため、イオン損傷による膜の内部応
力の変化に対する影響が大きく、光学特性の経時的安定
性に問題点がある。また、プラスチックレンズ用の低屈
折率膜としては、二酸化ケイ素(SiO2)が用いられ
ることがあるが、SiO2の屈折率はn=1.47程度
と高く、反射率が高くなってしまう。
【0007】
【課題を解決するための手段】本発明者は、蒸着法によ
るMgF2膜と同等以上の光学特性及び機械特性を有
し、かつ、高温処理が不要で、プラスチックレンズ等に
も支障なく用いることのできる新規な光学薄膜を得るべ
く、鋭意研究の結果、これまで文献等に報告のない低屈
折率のフッ化マグネシウム系光学薄膜を初めて成膜する
ことに成功し、本発明を成すに至った。
【0008】即ち、本発明は、「屈折率が1.36〜
1.37であることを特徴とするフッ化マグネシウム系
光学薄膜」を提供する。このような光学薄膜は、これま
で知られておらず、新規物質である。本発明の光学薄膜
では、光学特性の経時安定性を向上させるためには、無
機化合物中のSi濃度を3〜10wt%とすると良い。
この際の各元素の好ましい原子比の範囲は次のようであ
る。
【0009】 F/Mg=(1.3/1)〜(1.6/1) O/Mg=(0.4/1)〜(0.7/1) Si/Mg=(0.1/1)〜(0.3/1) Siを添加する場合、MgF2とSiをプラズマ中で反
応させる方法、具体的にはスパッタリング等によって作
成することができる。スパッタリングの条件は、求める
光学的特性等に応じて適宜設定されるものであるが、例
えば、MgF2とSiをターゲットとし、スパッタリン
グガスとしてArとO2を用いて、バックグランド圧力
を1.1×10-3Pa程度、スパッタリンガス圧6×1
-1Pa程度とすると良い。
【0010】
【作用】本発明において、光学薄膜の屈折率が低くなる
理由としては、薄膜を構成する無機化合物の分子屈折の
変化が考えられる。本発明では、屈折率が低くなる方法
として、分子屈折を変化させるため(結合角を小さくす
る)、スパッタリング中の酸素イオンによる分子容の変
化を抑制でき、IAD法による膜のように屈折率が高く
ならない(酸素イオンが取り込まれて分子容が大きくな
ると屈折率が高くなる)。
【0011】次に、本発明の光学薄膜の光学特性の経時
安定性について述べる。この薄膜をを反射防止膜等とし
て用いるにあたって、屈折率を低い一定の値に保つ必要
がある場合、薄膜中のSi濃度を調整することで屈折率
の経時変化を抑えることができる。本発明者らの検討結
果によれば(具体的なデータは実施例で説明)、薄膜中
のSi濃度が低い場合、Si濃度が高すぎる場合に比べ
てSiOX の割合が低下してSi−F2結合の割合が高
くなる。具体的には、Si濃度を3〜10wt%程度と
することで、屈折率の経時安定性が向上する。この理由
は、Si濃度が低い場合、より結合エネルギーの高いS
i−Fの結合が促進されることにより、Siのダングリ
ングボンドの不動態化が行なわれるものと推測される。
【0012】
【実施例】図1で説明した同様なスパッタ装置(日電ア
ネルバ株式会社製SPF−530H)を用いた。本実施
例ではMgF2ターゲット1上にSiウエハ(2inc
h)2を1枚のせて、真空室3中にスパッタリングガス
としてAr,Ar+O2,O2 +CF4 ,O2 を各々導
入した。真空室3内の圧力はバリアブルオリフィス6に
てクライオンポンプ7の排気速度を調整した。スパッタ
リング条件を変動させて基板8上に薄膜を形成した。そ
の時のスパッタリング条件及び得られた各薄膜の光学特
性を表1に示す。
【0013】
【表1】
【0014】O2ガスを使用し、例えばバックグラウン
ドの圧力を1.3×10-3Paとすると、膜の屈折率は
n=1.3676となり、約1.36〜1.37と低い
値の屈折率を有するフッ化マグネシウム系薄膜が得られ
た。そして、後述する比較例に比べて低い屈折率が得ら
れたことが分かる。なお、表1での吸収係数の測定波長
は400nmである。
【0015】[比較例1]MgF2をターゲットとし、
スパッタリングガスとして、Ar,Ar+O2 ,O2+
CF4,Ar+CF4をそれぞれ真空室へ導入して、Mg
F2膜を作成し、スパッタリングによるMgF2膜の光
学特性を調べた。この結果をスパッタリング条件ととも
に表2に示す。
【0016】表2からわかるように、スパッタリング条
件を変動させても、屈折率がn=1.36〜1.37の
ものは得ることができず、屈折率はn=1.51〜1.
61位と高い値となった。また、吸収係数についても、
α(λ0 )=1×105 〜2×106-1(λ0 =40
0nm)の範囲であり、光学的性能上から反射防止膜と
しては使用するのには問題があった。
【0017】
【表2】
【0018】[比較例2]MgF2をターゲットとし、
基板ホルダー側にRFバイアスをかけてスパッタリング
によってMgF2膜を作成した。スパッタリングガスと
しては、Ar,Ar+O2 ,O2 +CF4,Ar+CF4
を使用し、スパッタリング条件を変動させてみた。この
結果を表3に示す。表3からわかるように、Ar+CF
4を使用した場合、バックグランドの圧力を低くして
(6〜9×10-5Pa)作成した薄膜の屈折率がn=
1.39〜1.41位になり、バックグラウンドの圧力
を高くした場合(1〜2×10-4Pa)の薄膜の屈折率
かn=1.56〜1.58位と高くなつた。この両条件
(Ar+CF4ガス使用、バックグランド圧力高,低)
で作成した時の基板ホルダ側に発生したプラズマポテン
シャル電位を測定したところ、両者とも負の電位(約−
100V〜−200V)を示していた。
【0019】またArガスを使って同様に基板側にRF
のバイアスをかけた場合、作成した薄膜の屈折率はほと
んど高い値(n=1.44〜1.70)を示した。そし
てこの場合も、基板ホルダ側には負の電位が発生した。
また、作成した膜には全てに可視光における吸収が生じ
ており、安定して低吸収、低屈折率の膜は得られなかっ
た。
【0020】前述したように、本発明者らが実験した表
3の結果とHollandらの文献1の記載内容とは一
致していない。つまり、文献1によれば、Arガスを使
って作成した膜では低い屈折率(n=1.38〜1.4
2)が得られるはずであるが、今回我々の行った結果で
は、Arガスを使用しても低い屈折率の膜は得られなか
った。また、Ar+CF4ガスを使って基板ホルダ側に
RFのバイアスをかけた場合、プラズマポテンシャルは
負の電位になっているにもかかわらず、屈折率は低い値
(n=1.39〜1.41)を示した。
【0021】
【表3】
【0022】
【発明の効果】以上のように、本発明の光学薄膜は、フ
ッ化マグネシウム系としてはこれまでにない文献等の報
告のない低屈折率であり、光学部品の反射防止膜や保護
膜等として好適に用いることができる。反射防止膜に用
いた場合、本発明の光学薄膜の屈折率は、これまで、プ
ラスチックレンズ用の低屈折率膜として用いられてきた
二酸化ケイ素の屈折率と比べて大幅に低くなっているの
で、反射率を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】は、本発明の実施例で使用したスパッタリング
装置の概略図である。
【符号の説明】
1・・・MgF2ターゲット 2・・・Siウエハ 3・・・真空室 4・・・アルゴンガス 5・・・酸素ガス 6・・・バリアブルオリフィス 7・・・クライオンポンプ 8・・・基板 9・・・マスフローコントロール

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 屈折率が1.36〜1.37であること
    を特徴とするフッ化マグネシウム系光学薄膜。
JP10141791A 1998-05-22 1998-05-22 光学薄膜 Pending JPH10339801A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10141791A JPH10339801A (ja) 1998-05-22 1998-05-22 光学薄膜

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP10141791A JPH10339801A (ja) 1998-05-22 1998-05-22 光学薄膜

Related Parent Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP02414523A Division JP3079580B2 (ja) 1990-12-25 1990-12-25 光学部品用薄膜及びこれを有する光学部品及びその製造方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH10339801A true JPH10339801A (ja) 1998-12-22

Family

ID=15300243

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP10141791A Pending JPH10339801A (ja) 1998-05-22 1998-05-22 光学薄膜

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH10339801A (ja)

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP3808917B2 (ja) 薄膜の製造方法及び薄膜
EP1529124B1 (fr) Procede d'obtention d'une couche mince de silice fluoree stabilisee, substrat ainsi revetu et lentille ophthalmique ainsi obtenue
US7440204B2 (en) ND filter of optical film laminate type with carbon film coating
JP5027980B2 (ja) フッ素添加シリカ薄膜を付着させる方法
JP2003098340A (ja) 光学多層干渉膜とその製造方法および光学多層干渉膜を用いたフィルター
JPH10339801A (ja) 光学薄膜
JP3079580B2 (ja) 光学部品用薄膜及びこれを有する光学部品及びその製造方法
JPH08101301A (ja) 光学薄膜とその製造方法
JPH10282304A (ja) 光学薄膜
JP4126372B2 (ja) ソーラーパネルとその製造方法
KR102151947B1 (ko) 광학필터 및 이를 포함하는 센서시스템, 그리고 광학필터용 할로겐화 비정질 실리콘 박막 제조방법
CN111880324A (zh) 可随温度自调节的全向透射薄膜元件及其制备方法
JPH10268107A (ja) 反射防止膜付合成樹脂レンズ
JP2001108802A (ja) 反射防止膜
JPH09263936A (ja) 薄膜の製造方法および薄膜
JP3933218B2 (ja) 光学薄膜の製造方法及び光学薄膜
JP2009093068A (ja) 耐擦傷性物品の製造方法
JP2009093067A (ja) 酸化ジルコニウム層、耐擦傷性物品および光学物品
JPS63260138A (ja) シリコン酸化膜の形成方法
JP2979327B2 (ja) 低融点基体上蒸着反射防止膜
Clarke et al. New high-rate automated deposition system for the manufacture of complex multilayer coatings-II. Process control
JP3353944B2 (ja) 光学部品の反射防止膜およびこの反射防止膜を形成した光学部品
JP3509414B2 (ja) 反射鏡及びその製造方法
CN118377137A (zh) 一种多波段激光滤光膜及其制备方法
JPS59148002A (ja) 蒸着およびスパツタ用酸化ジルコニウム組成物およびそれを用いる光学用薄膜の製造方法