(57)【要約】【課題】９９％を超える高反射率のＡｕ膜ミラーを作成することは困難であった。【解決手段】真空蒸着装置の電子銃により蒸着材料の金Ａｕを加熱して溶融蒸発させ、基板上に厚さ３０ｎｍ〜１０００ｎｍのＡｕ膜を形成して構成したミラーにおいて、電子銃による蒸着時の平均真空度を１×１０−３Ｐａ以下とし、かつ、電子銃の投入電力量を１ＫＷ以下として、Ａｕを溶融蒸発させることによりＡｕ膜を基板の表面に形成し、波長１０．６μｍの光において、入射角４５度のｎ偏光に対し９９％超の反射率を有する、もしくは、入射角４５度のＳ偏光に対し９９．３％超の反射率を有する高反射率Ａｕ膜が実現する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板と、この基板上に真空中の加熱源により溶融蒸発されて形成された厚さ３０ｎｍ〜１０００ｎｍのＡｕ膜を有するミラーにおいて、前記加熱源による蒸着時の平均真空度を１×１０−３Ｐａ以下とし、かつ、前記加熱源の投入電力量を１ＫＷ以下としてＡｕを溶融蒸発させることにより、前記Ａｕ膜を前記基板の表面に形成したミラー。
【請求項２】
前記加熱源は真空蒸着装置の電子銃である請求項１に記載のミラー。
【請求項３】
前記加熱源は抵抗加熱蒸着装置の抵抗過熱手段である請求項１に記載のミラー。
【請求項４】
前記Ａｕ膜は、波長１０．６μｍの光において、入射角４５度のｎ偏光に対し９９％超の反射率を有する、もしくは、入射角４５度のＳ偏光に対し９９．３％超の反射率を有することを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のミラー。
【請求項５】
前記基板はＣｕであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のミラー。
【請求項６】
Ａｕを溶融蒸発させるための電子銃を有する真空蒸着装置により、基板上に厚さ３０ｎｍ〜１０００ｎｍのＡｕ膜を有するミラーの製造方法において、前記真空蒸着装置による蒸着時の平均真空度を１×１０−３Ｐａ以下とし、かつ、前記電子銃の投入電力量を１ＫＷ以下にてＡｕ膜を基板上に蒸着してなるミラーの製造方法。
【請求項７】
前記Ａｕ膜の蒸着速度は１Å／秒〜２Å／秒とした請求項６に記載のミラーの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、光学部品としてのミラーに関し、特に炭酸ガスレーザ等から出力される赤外レーザの光を反射するための反射鏡として用いられるミラーおよびその製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の炭酸ガスレーザ用反射鏡として、鏡面加工された銅Ｃｕ、アルミＡｌ、シリコンＳｉ、モリブデンＭｏなどの金属基板上に１〜２０重量％のクロムＣｒを含む金Ａｕの薄膜を形成したものがある。このＡｕ膜は、薄膜作成法としてイオンプレーティングを用い、１×１０−５Ｔｏｒｒ（１．３×１０−３Ｐａ）の真空度にて、蒸着速度２０Å／秒で作成されている（例えば特許文献１）。
【０００３】
また、基板上にアルミＡｌ薄膜を蒸着する装置として、電子ビーム加熱真空蒸着装置における被蒸着基板と蒸発源の間に、蒸着の開始と終了を制御するシャッタの他に網目状のメッシュを設置することにより、反射率の高い、きれいな蒸着膜が形成できるようにした薄膜蒸着装置が開示されている（例えば特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１−３０９００５号公報（３頁１９〜２１行、３頁７２〜７９、図１）
【特許文献２】特開２００１−２７１１５７号公報（図１）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上記した特許文献１には、Ａｕ膜の反射率が波長１０．６μｍの光に対し９９．５％であることを開示している。しかし、発明者らの研究により、Ａｕ膜の反射率は真空度（蒸着時平均真空度）と相関性を有しており、Ａｕ膜に取り込まれる不純物を極力低減しなければ、波長１０．６μｍのｎ偏光（Ｓ偏光とＰ偏光の平均）に対し９９％を超える反射率を有するＡｕ膜は得られず、最大でも９９．３％程度であることが判明した。また、波長１０．６μｍのＳ偏光の光に対しても９９．５％超の反射率を得るには概ね２×１０−４Ｐａ（１．５×１０−６Ｔｏｒｒ）よりも高い真空度が必要であり、市販品においては波長１０．６μｍのｎ偏光（Ｓ偏光とＰ偏光の平均）に対し９９％未満の反射率しか有していないという問題があった。
【０００６】
また、上記した特許文献２には、反射率の高い膜を作成するには高真空で、蒸着速度を速くすれば良いと開示している。蒸着速度を速くするには電子ビームのエミッション電流を増大させ、蒸発源のアルミＡｌインゴットの温度を上げることであるが、その場合アルミＡｌの蒸発が盛んになり、アルミＡｌが塊で飛び出すスプラッシュが多くなって、蒸着膜が均一にならないという問題がある。そこでスプラッシュを捕獲するために被蒸着基板と蒸発源の間に、網目状のメッシュを設置するようにしている。
【０００７】
この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、薄膜が均一で高反射率を有するＡｕ膜のミラーおよびその製造方法を得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】
【０００８】
この発明に係わるミラーは、基板と、この基板上に真空中の加熱源により溶融蒸発されて形成された厚さ３０ｎｍ〜１０００ｎｍのＡｕ膜を有するミラーにおいて、加熱源による蒸着時の平均真空度を１×１０−３Ｐａ以下とし、かつ、加熱源の投入電力量を１ＫＷ以下としてＡｕを溶融蒸発させることにより、Ａｕ膜を基板の表面に形成したものである。
【０００９】
また、この発明のミラーの製造方法は、Ａｕを溶融蒸発させるための電子銃を有する真空蒸着装置により、基板上に厚さ３０ｎｍ〜１０００ｎｍのＡｕ膜を有するミラーの製造方法において、真空蒸着装置による蒸着時の平均真空度を１×１０−３Ｐａ以下とし、かつ、電子銃の投入電力量を１ＫＷ以下にてＡｕ膜を基板上に蒸着してなるものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明によれば、真空蒸着装置にて、蒸着時の平均真空度を１×１０−３Ｐａ以下とし、加熱源の投入電力量を１ＫＷ以下とすることにより、入射角４５度のｎ偏光に対し９９％超の高反射率を有する、もしくは、入射角４５度のＳ偏光に対し９９．３％超の高反射率を有する均一のＡｕ膜のミラーが作成できる。しかも、レーザ光をパワーロスなく伝送できるミラーが低コストにて実現される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】真空度とＡｕ膜反射率の関係を示す図である。
【図２】電子銃への投入電力量と真空度の関係を示す図である。
【図３】Ａｕ膜厚と反射率の関係を示す図である。
【図４】この発明の実施の形態１におけるミラーを製造する真空蒸着装置の概略図である。
【図５】この発明の実施の形態１におけるミラーの反射率を測定するための反射率測定装置の概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
実施の形態１．
以下、この発明の実施の形態１におけるミラーおよび製造方法について、図１〜図５に基づいて説明する。
図１は真空度とＡｕ膜反射率の関係を示した図で、横軸は平均真空度（単位：Ｐａ）を表わし、縦軸は波長１０．６μｍの炭酸ガスレーザの光をｎ偏光として測定した反射率（単位：％）を表わしている。なお、上述した通り、ｎ偏光とはＳ偏光とＰ偏光の平均を意味し、ここではＳ偏光における反射率とＰ偏光における反射率を足して２で割ったものをｎ偏光に対する反射率と称している。また平均真空度とはＡｕ膜を蒸着している時間における真空蒸着装置内の真空度を平均したものである。
【００１３】
図１は、図４に示した真空蒸着装置にて発明者らがミラーを試作し、図５に示した反射率測定装置にて測定されたＡｕ膜ミラーの反射率を平均真空度との関係にて表わしたものである。
図１よりＡｕ膜の反射率と平均真空度には明確な相関があり、平均真空度が悪い場合（以下、真空度が低いと言う）、概ね１×１０−３Ｐａより低い平均真空度にて成膜されたＡｕ膜は９９％以下の反射率しか有していないことが分かる。一方、比較的平均真空度が良い場合（以下、真空度が高いという）、概ね１×１０−３Ｐａより高い平均真空度にて成膜されたＡｕ膜は９９％超の反射率を有していることが分かる。
また、図１より、９９．２％の反射率が得られるのは概ね２×１０−４Ｐａであることが分かる。なお真空度を高くすればするほど良いが、高真空にするには時間がかかり、またある値以上の高真空になれば飽和状態となって時間をかけても真空度の上昇は緩やかとなる。したがって真空度の上限は２×１０−６Ｐａとするのが望ましい。
以上から、この発明においては、蒸着時の平均真空度を１×１０−３Ｐａ以下とし、好ましくは２×１０−４Ｐａ以下の真空度とする。
【００１４】
なお、成膜時に高真空度を維持するためには排気能力を向上させるだけではなく、蒸着材料（この場合は金Ａｕ）を加熱する際の投入電力量（電子銃の加速電圧×エミッション電流値）を抑制することも重要である。
図２は、蒸着材料の加熱源として電子銃を有する真空蒸着装置にて蒸着材料の加熱に用いられる電子銃への投入電力量と平均真空度の関係を示したものである。横軸は投入電力量（単位：ＫＷ）を表し、縦軸は蒸着時の平均真空度（単位：Ｐａ）を表わしている。
【００１５】
図２では、投入電力量０．４８ＫＷ（加速電圧６ＫＶ×エミッション電流値８０ｍＡ）、１ＫＷ（加速電圧６ＫＶ×エミッション電流値１７０ｍＡ）、５．４ＫＷ（加速電圧６ＫＶ×エミッション電流値９００ｍＡ）、５．６ＫＷ（加速電圧７ＫＶ×エミッション電流値８００ｍＡ）の場合について比較している。
投入電力量０．４８ＫＷ、１ＫＷについては、到達真空度５×１０−４Ｐａにて加速電圧６ＫＶ一定とし、エミッション電流値８０ｍＡ、１７０ｍＡとした場合の蒸着時平均真空度を示したものである。また、投入電力量５．４ＫＷ、５．６ＫＷについては、到達真空度５×１０−３Ｐａにて各々加速電圧６ＫＶ、７ＫＶ、エミッション電流値９００ｍＡ、８００ｍＡの場合の蒸着時平均真空度を示したものである。
【００１６】
このように、到達真空度が５×１０−３Ｐａであると、蒸着材料（Ａｕ）を充填する一般的なハースライナー（直径３５ｍｍ、材料充填可能容量８．３ｃｍ−３）を用いてＡｕ材料を溶融蒸発させる場合、蒸着時に１×１０−３Ｐａ以下の高真空を維持することは困難であることが分かる。また、到達真空度が５×１０−５Ｐａの場合であっても、蒸着材料であるＡｕを溶融／蒸発させるために１ＫＷ程度の電力は必要であることから、溶融したＡｕや真空槽内の構成物が放出するガスのために真空度の低下を生じ、５×１０−４Ｐａ程度まで上昇する。
【００１７】
図１に示したＡｕ膜作成においては、Ａｕの溶融に際して、投入電力量は１．０ＫＷ以下としている。発明者らは図１より、この発明で得られた高反射率Ａｕ膜は、膜中に不純物の混入が小さい、清浄度が極限まで高められたＡｕの膜ではないかと推定している。なお、２．４×１０−３Ｐａの蒸着時平均真空度にて、電子銃への投入電力量が４．８ＫＷの場合、得られた反射率は９８．３％（ｎ偏光、波長１０．６μｍの光）であった。
したがってこの発明においては、加熱源の投入電力量は１ＫＷ以下〜０．１ＫＷとし、好ましくは０．５ＫＷ以下とする。
【００１８】
図３はＡｕ膜厚と反射率の関係を示した図で、図１と同様、図４に示した真空蒸着装置にて発明者らがミラーを試作し、図５に示した反射率測定装置にて測定されたものである。横軸は膜厚（単位ｎｍ）、縦軸は反射率（単位％、ｎ偏光、波長１０．６μｍの光）を示している。
図３から明らかなようにＡｕの膜厚が３０ｎｍ以上で反射率は９９％を超えており、ミラーに照射される光の９９％は極く表層の３００Å程度にて反射されていることが分かる。したがってＡｕ膜はあまり厚くしても価格が高価になるだけで、膜厚の上限は１０００ｎｍ程度でよい。図１および図３より、高反射率を有するＡｕ膜を作成するには表層のＡｕ膜にて、できる限り不純物混入を抑制することが重要ではないかと考えられる。
【００１９】
なお、発明者らが、従来の真空蒸着装置におけるＡｕ膜作成につき検証したところ、以下のような事実が判明した。市販の一般的な真空蒸着装置を用いてＡｕ膜を作成する場合、蒸着用のＡｕ材料約１００ｇを、例えばタングステン製ハースライナーに充填し、電子ビームを用いた加熱を行うが、この時、ハースライナーは通常は水冷されている。そのため、上述の通り、直径３５ｍｍタイプの一般的なハースライナーを用いた場合、加熱条件としては、加速電圧６ＫＶにて約８００ｍＡ程度もの電力が必要で、この場合は投入電力量が４．８ＫＷにもなり、ハースライナーやその周辺の輻射熱の影響でチャンバー内は最大１００度を超える場合もあることが分かった。
【００２０】
真空成膜装置のチャンバー壁や電子銃の周辺には大気開放時に水分が吸着し、チャンバーや基板、蒸着材料の加熱やチャンバー内へのガス導入等によりチャンバー壁や電子銃廻りから水分放出が生じることが知られている。従って、チャンバー内が１００度を超えるような状況では、チャンバー壁や電子銃廻りから放出された水分がＡｕ膜中に取り込まれ、９９％超の反射率を有する膜作成は困難であったと思われる。
【００２１】
表１は、図５に示した反射率測定装置にて、いくつかのＡｕ／Ｃｕミラー（Ｃｕ基板の上にＡｕが成膜されたもの）の反射率を比較したものである。表１から分かるように、カタログ値にて９９．０％と称されている市販Ａｕ／Ｃｕミラーにおいて９９％超の反射率は得られていない。また、Ａｕ膜のコーテイングのみを専門の蒸着業者に委託（外作）したものにおいても９９％超の反射率は得られていない。一方、発明者らの試作したこの発明にかかるＡｕ／Ｃｕミラーにおいては９９．２％とＡ社の市販品ミラーに比して約０．４％高い反射率が得られている。
【表１】
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【００２２】
次にこの発明のミラーの製造に使用した真空蒸着装置の概要を述べるとともに、Ａｕ膜作成方法につき説明する。
図４はこの発明のミラーの製造に使用した真空蒸着装置であり、高真空かつ低投入電力を実現するためにいくつかの工夫を行っている。
まず１つ目の工夫は、チャンバー１のサイズを直径４００ｍｍ、基板取付けドーム２の直径を３００ｍｍと小さくし、排気ポンプ系には、１６インチサイズの大容量型クライオポンプ３を配し、粗引き用としてメカニカルブースターポンプ４とドライポンプ５を配した構成としている。このような構成にしたため、チャンバー扉（図示せず）を閉めてから５×１０−５Ｐａの真空度に到達するまでの時間はわずか３０分足らずで、チャンバー扉を閉めてから５時間の排気では１０−６Ｐａ台の真空度まで到達する。後述する低電力での材料加熱と併せ、Ａｕ蒸着時の平均的な真空度は、概ね、５×１０−４Ｐａ以下と高い真空度を示す。
【００２３】
２つ目の工夫はチャンバー１のサイズを抑えた上で、蒸着材料６の金Ａｕを充填するハースライナー７と基板取付けドーム２間の距離を１ｍと比較的長く取ったことである。このような構成にしたことで、後述する低電力での材料加熱と併せ、基板取付けドーム２での輻射が押さえられ、基板取付けドーム２裏側で測定する限り、Ａｕ膜の膜厚１０００Å（１００ｎｍ）の成膜直後（取り出し時）において４０℃程度までしか昇温することがない。
【００２４】
３つ目の工夫はハースライナー７の形状である。蒸着材料６の加熱に際し、電子銃８からの電子ビーム９により蒸着材料６を加熱する投入電力量を抑制するためには蒸着材料６の充填量を抑制することが必要である。そのため、ここでは直径２５ｍｍのタングステン製ハースライナー７に直径１０ｍｍの窪みを形成することで約８ｇのＡｕ充填量に抑えている。
【００２５】
さらに４つ目の工夫として、ハースライナー７の下に厚み１ｍｍのカーボンプレート（図示せず）を１〜数枚配置し、ハースライナー７を熱的にハース（図示せず）から浮かせた状態とした。これらの工夫により、蒸着材料６（Ａｕ）の溶融に投入される電力量は従来の４．８ＫＷから１．０ＫＷ以下まで抑制することができている。
【００２６】
なお、図４において、電子銃８からの電子ビーム９により加熱溶融された蒸着材料６のＡｕ蒸気１０は、基板取付ドーム２に取り付けられた銅Ｃｕ基板（図示せず）の表面に蒸着され、Ａｕ／Ｃｕミラー（Ｃｕ基板の上にＡｕが成膜されたもの）が製造される。
また、投入する電力量を抑制するため、Ａｕの蒸着速度は１Å／秒〜２Å／秒としている。蒸着速度を４Å／秒とすると、投入電力量が１．５ＫＷに増大するが、この時、反射率は２Å／秒の場合に比して、０．１％程度低下する傾向を示した。
【００２７】
次に、上記した真空蒸着装置によりＡｕ膜作成方法について詳しく説明する。
まず、チャンバー１の扉（図示せず）を開放し、ハースライナー７に蒸着材料６である金Ａｕを充填する。Ｃｕ基板（図示せず）は基板取付けドーム２の内側に取り付けておく。ＡｕとＣｕ基板の取り付けが終わると、チャンバー１の扉を閉じ、真空引きを開始する。真空引きはメカニカルブースターポンプ４、ドライポンプ５によるあら引き後、クライオポンプ３による本引きが行われる。チャンバー１の真空度が所定の値（概ね８×１０−５Ｐａ）に到達すると電子銃８に電力が印加され、電子ビーム９がハースライナー７に充填された蒸着材料６（Ａｕ）に照射される。
【００２８】
蒸着材料６（Ａｕ）が蒸発温度に到達すると、蒸着材料６（Ａｕ）の蒸気１０は上方の基板取付けドーム２に向かい、基板取付けドーム２に設置されたＣｕ基板の表面に付着し、Ａｕ膜を形成する。Ａｕ膜の膜厚は水晶式膜厚計（図示せず）にてモニターされ、所定の膜厚に到達すると電子銃８の電力投入が終了し、蒸着が終わる。その後、ハースライナー７の冷却後、チャンバー１が大気開放され、基板を取り出すことになる。
【００２９】
図５はこの発明に使用されたＡｕ膜の反射率測定装置の概略構成図であり、この発明において重要な役割を担うものである。現在、遠赤外光である１０．６μｍの波長の光の反射率を正確に計る装置は市販されておらず、Ａｕの反射率も文献値等を調査しても、９９．０％（「光学薄膜と成膜技術、李正中著、アグネ技術センター刊、Ｐ．１３７」）、９９．２％（Ｓ偏光：「レーザ加工機のビーム計測と光学部品の評価技術」、レーザ熱加工研究会ワーキンググループ、ＩＳＢＮ  ４−９９０００９８−２−７、Ｐ．１０８）、９８．９８％（ｎ偏光：光学薄膜設計ソフトＥｓｓｅｎｔｉａｌ  Ｍａｃｌｅｏｄのシミュレーション値）とばらつきが大きく、Ａｕ膜の実際の反射率を議論することは非常に困難である。
【００３０】
そのため、この発明にかかる高反射Ａｕ膜を有するミラーの開発に当たり、１０．６μｍの光が正確に取り出せる炭酸ガスレーザを用いた直接の反射率測定装置を製作したものである。
なお、このような正確な反射率の測定を必要としたのには以下のような事情がある。この発明にかかるミラーの重要な用途として炭酸ガスレーザ用光学部品が挙げられるが、炭酸ガスレーザの場合、複雑な光学系においては約３０枚もの伝送用ミラー（ベンドミラー）が用いられることがある。このような装置においては、例えば、反射率が９９％のミラーと９９．３％のミラーでは、入射光を「１」とした場合、最終的に到達する光の量は、「０．７４」と「０．８１」と７％もの差が生じることになる。
炭酸ガスレーザの場合、出力が最大で１０ＫＷ程度で、この７％の光は７００Ｗものエネルギーになるが、それらは熱としてミラーに吸収され、システム全体を加熱することになる。そのため、炭酸ガスレーザ用反射膜としては、０．１％でも高い反射率が好ましい。
【００３１】
次に図５に従って、この発明に使用された反射率測定装置につき説明する。
光の発光源として炭酸ガスレーザ発振器１１を用い、出力１００Ｗタイプのものを用意した。炭酸ガスレーザ発振器１１には出力安定性が±３％以下となるよう、水冷機構（図示せず）が設けられている。炭酸ガスレーザ発振器１１から出射した光１２は直線偏光（Ｓ偏光）となっており、ビームスプリッター１３にて分波され、一部は出力モニターに使用される。ビームスプリッター１３を通過した光は直線偏光（Ｓ偏光）の状態でベンドミラー１４へと導かれる。２つのベンドミラー１４を通過した光は直線偏光（Ｓ偏光）の状態でサンプル１５（発明対象のミラー）へと導かれる。すなわち、この場合にはサンプル１５にＳ波が４５度入射することになる。
【００３２】
反射率は、サンプル１５が無の場合にディテクター１６（実線で示された位置）にて検出される光量と、サンプル１５が有の場合にディテクター１６（点線で示された位置）にて検出される光量との比較から決定される。この時、ディテクター１６への光の照射位置としては±０．５ｍｍ程度以下の精度が求められる。発明者らの調査によると、ディテクター１６への光の照射位置が１ｍｍずれると０．１％〜０．２％程度の誤差を生じる場合がある。また、炭酸ガスレーザ発振器１１自体の光のゆらぎも誤差要因で、これに起因する誤差が約０．０５％程度は存在する。このように、遠赤外域の波長である１０．６μｍの光に対する反射率を正しく測定することは容易ではなく、Ａｕ反射率の文献値がばらついている大きな原因ではないかと思われる。
【００３３】
発明者らは、このような測定を数百回以上繰り返すことで、この発明の高反射Ａｕ膜において、Ｓ偏光で９９．３％〜９９．６％（概ね９９．５％以上）、ｎ偏光で９９．０〜９９．３％（概ね９９．２％以上）の反射率が得られることを突き止めたものである。
なお、ベンドミラー１４とサンプル１５との間に偏光板１７を設け、サンプル１５への入射光を円偏光とすることでｎ偏光に対する反射率を測定している。４５度入射の場合、ｎ偏光に対する反射率はＳ偏光に対する反射率に対し、概ね０．３％低いことが分かった。この値は文献値等で知られた値とよく一致している。以上、この反射率測定装置により、この発明の高反射率Ａｕ膜を有するミラーにおいて、４５度入射の１０．６μｍのｎ偏光の光に対しては、９９．０〜９９．３％の反射率を有することが確認された。
【００３４】
ところで、前述した特許文献１においては、イオンプレーティング法を用いてＡｕ膜作成したと記載されており、真空度は１×１０−５Ｔｏｒｒ（１．３×１０−３Ｐａ）であるとされている。しかしながら、上述の通り、発明者らが行った調査によれば、真空蒸着装置においても１×１０−５Ｔｏｒｒでは９９％超の反射率は得られず、特に、Ａｒガスを用いたイオンプレーティングにてＡｕ膜作成するとＳ偏光の光に対しても９８．３％の反射率しか得られなかった。この時の真空度は概ね１×１０−５Ｔｏｒｒであった。
【００３５】
また、市販の蒸着装置でＡｒイオンアシストを行った場合も９８．３％の反射率しか得らず、この時の真空度は８×１０−３Ｐａ（６×１０−５Ｔｏｒｒ）であった。また、特許文献１においては成膜速度が２０Å／秒であり、かなり大量の電力が投入されていたことが伺われ、前述した輻射の影響も併せ、Ａｕ膜中にはかなり多量の不純物が混入していた可能性が高く、発明者らの調査結果からすると１０．６μｍの光に対し、上述したような直接測定を実施した場合、９９．５％の反射率は得られないと思われる。なお、表１に示した通り、市販品にても９９．５％の反射率は実現されていない。
【００３６】
また、真空蒸着においては、前述した特許文献２には高真空で蒸着すれば膜質がよくなると言われている。しかしながら、従来知られていた膜質が良くなるレベルは、この発明による高反射率Ａｕ膜が必要とするものとは異なるものである。従来知られていた、電子ビーム加熱真空蒸着装置における、反射率の高い、きれいな蒸着膜は、特許文献２に開示されたように、蒸着速度を早くすることにより得られるものである。また、「薄膜作成の基礎」１９７７年１月、日刊工業新聞社発行においては、きれいな膜を作成するためには、（圧力Ｐ）／（蒸着速度ｒ）の比を小さくしてやることが大切であることが開示されている。
【００３７】
しかしながら、上述した通り、この発明にかかる高反射率Ａｕ膜においては、ハースライナーに投入する電力量を抑制し、蒸着速度を遅くすることにより得られるもので、これは（圧力Ｐ）／（蒸着速度ｒ）の比を大きくすることを意味し、従来の常識を覆すものである。これは、例えば、Ａｕ膜の場合、波長１０．６μｍにおける反射率が９９％以下のレベルにおいては、ハースライナーへの投入電力量が大きくなっても、蒸着速度を上げることにより膜中への不純物の取り込み量が小さくなるためであると思われる。
【００３８】
しかしながら、Ａｕ膜において、波長１０．６μｍにおける反射率が９９％超の高反射膜の場合には従来知られていたきれいな膜に対し、さらなる不純物混入抑制が必要となるため、単に、蒸着速度を速めるのではなく、高真空雰囲気とした上で、材料や真空槽内の構造物から生じる放出ガスの影響を極力抑制することが重要となり、材料を溶融／蒸発させるエネルギーを極力抑制する必要が生じるためと考えられる。
【００３９】
以上、生産性に優れた一般的な物理成膜装置である真空蒸着装置において、蒸着時平均真空度を、概ね１×１０−３Ｐａ以下、好ましくは２×１０−４Ｐａ以下の真空度とし、蒸着材料の加熱における投入電力量を１．０ＫＷ以下、好ましくは０．５ＫＷ以下とし、チャンバーや電子銃周りからのＡｕ膜中への不純物混入を極力低減させることで、波長１０．６μｍのｎ偏光に対し、９９．０〜９９．３％の反射率（概ね９９．２％超の反射率）を、波長１０．６μｍのＳ偏光に対し、９９．３〜９９．６％の反射率（概ね９９．５％超の反射率）を有するＡｕ膜ミラーが低コストにて実現される。これにより、レーザ光をパワーロスなく伝送できるミラーが低コストにて実現される。
実施の形態２．
【００４０】
以上の実施の形態１においては、蒸着材料６であるＡｕを加熱溶融する加熱源として電子銃８を用いた場合について説明したが、Ａｕの加熱はこれに限らず、例えば、図４にて示した電子銃８に代えて抵抗加熱手段を用いても良い。
即ち、抵抗加熱蒸着装置の場合、ハースライナー７に代えて、例えばタングステン製のボートを用意し、タングステン製ボートに蒸着材料６であるＡｕを充填し、タングステン製ボートに抵抗加熱手段で電流を流し加熱することで、Ａｕを溶融させ、蒸発させることになる。この場合、抵抗加熱手段による過熱源の投入電力量は電子銃と同様に１ＫＷ以下とするが、電子銃方式と異なり、水冷機構が基本的に設けられていないため、より少ない投入電力量にてＡｕ蒸着が行えるという利点がある。
実施の形態３．
【００４１】
以上の実施形態１、２のように、加熱源は実用的には前述した電子銃と抵抗加熱手段の２つが挙げられるが、Ａｕの加熱はこれらに限られず、例えば、ホローカソードを用いる方法やレーザを用いる方法もあり、いずれの方法を用いても実施の形態１で示した高反射率Ａｕ膜作成が可能となり、同様の効果が得られることは言うまでもない。
【符号の説明】
【００４２】
１：チャンバー、                  ２：基板ドーム
３：クライオポンプ                ４：メカニカルブースターポンプ
５：ドライポンプ                  ６：蒸着材料（Ａｕ）
７：ハースライナー                ８：電子銃
９：電子ビーム                  １０：Ａｕ蒸気
１１：炭酸ガスレーザ発振器、      １２：レーザ光
１３：ビームスプリッター          １４：ベンドミラー
１５：サンプル（ミラー）          １６：ディテクター
１７：偏光板。
【図４】
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【図５】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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