(57)【要約】【課題】高温多湿な使用条件下でも膜剥離が発生せず、信頼性の高いＡｇ合金膜光学反射鏡を提供する。【解決手段】光学反射鏡に用いる基板１０の上に窒化Ｃｒ膜１２ａを膜厚として、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下に成膜し、あるいは金属Ｃｒ膜１２ｃと窒化Ｃｒ膜１２ｂとを膜厚として、合計３ｎｍ以上３０ｎｍ以下に成膜し、Ａｇ合金金属膜１１の下地膜とすることで、反射膜であるＡｇ合金金属膜１１の膜剥離を防止し、可視光の広帯域で高反射率、高光利用効率の光学反射鏡を得ることができる。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板上に窒化Ｃｒ膜とＡｇ合金金属膜とを順次形成した光学反射鏡であって、
前記窒化Ｃｒ膜の膜厚が５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする光学反射鏡。
【請求項２】
基板上にＣｒ膜、窒化Ｃｒ膜、Ａｇ合金金属膜を順次形成した光学反射鏡であって、前記Ｃｒ膜と前記窒化Ｃｒ膜の膜厚はそれぞれ１ｎｍ以上かつそれぞれの合計が３ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする光学反射鏡。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学反射鏡に係り、特にＤＶＤなどの光ディスク、反射型空間光変調素子等に用いる可視光全帯域の広帯域高反射率を有する表面反射鏡に関する。
【０００２】
【従来の技術】
広帯域高反射率を有する金属膜としてＡｌ膜、Ａｇ膜が周知であり、ＤＶＤなどの光ディスク、反射型空間光変調素子等の光学反射膜として用いられている。
一般にＡｇ膜は可視帯域においてＡｌ膜より高い反射率特性を有するものの腐食し易く信頼性に劣ることが知られている。信頼性に優れたＡｇ合金金属膜としてＡｇＰｄＣｕ合金を用いるようにしている（例えば特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２８５５１７公報（第４−５項、表１）
【０００４】
これらＡｇ合金膜を可視全帯域の光学反射鏡膜として用いる場合、膜厚約１００ｎｍのＡｇＰｄＣｕ合金膜をガラスやポリカーボネイト等の基板上に形成して用いるようにしている。成膜は前記組成のＡｇ合金ターゲットを用いたＤＣスパッタリング法が適切である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光学反射鏡基板としてガラス、ポリカーボネイト等を用い、一般的なスパッタリング法でＡｇ合金膜を成膜した場合、膜の付着強度のバラツキが多く、基板からの膜剥離を生じ易い。特に、高温多湿になった場合膜剥離をより生じ易いという問題があった。
膜剥離を防止する一般的な基板表面改善方法として、Ａｇ合金膜の成膜前に逆スパッタ処理を施すことが用いられているが、改善は見られるものの膜剥離を皆無にすることはできず、解決手法が確立されていないという問題があった。
【０００６】
本発明は、以上の点に鑑みなされたもので、光学反射鏡基板に窒化Ｃｒ、あるいは金属Ｃｒと窒化Ｃｒとの下地膜を適切な膜厚値で成膜した上にＡｇ合金膜を成膜して光学反射鏡を構成することにより、反射膜であるＡｇ合金膜の膜剥離を無くし、高い信頼性を有する高性能広帯域光学反射鏡膜を提供する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するために、以下の１）及び２）に記載の手段よりなる。
すなわち、
１）基板上にＡｇ合金金属膜を形成した光学反射鏡において、
前記基板と前記Ａｇ合金金属膜との間に窒化Ｃｒ膜を形成し、
前記窒化Ｃｒ膜の膜厚が５ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする光学反射鏡。
２）基板上にＡｇ合金金属膜を形成した光学反射鏡において、
前記基板と前記Ａｇ合金金属膜との間にＣｒ膜と窒化Ｃｒ膜とを形成し、
前記Ｃｒ膜と前記窒化Ｃｒ膜の膜厚はそれぞれ１ｎｍ以上かつそれぞれの合計が３ｎｍ以上３０ｎｍ以下であることを特徴とする光学反射鏡。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の光学反射鏡の発明の実施の形態につき、好ましい実施例により説明する。図１（ａ）に本実施例に適用される光学反射鏡の概略構造図を示す。反射膜作成の基板１０としては、白板ガラスあるいはポリカーボネイト基板を用い、成膜は常温でＤＣマグネトロンスパッタ法で行った。ターゲットは金属ＣｒとＡｇＰｄＣｕ合金を用いた。基板１０上第１層の窒化Ｃｒ膜１２ａの成膜は、Ａｒガスに窒素ガスを体積比１０から３０％添加しいわゆる反応性スパッタ法を用い、０ｎｍ（従来構成）〜１００ｎｍの範囲で形成した。
【０００９】
前述の窒化Ｃｒ膜１２ａ直上に同一チャンバー内で真空を破ることなく第２層のＡｇ合金膜１１をＡｒガスをスパッタガスとして可視光帯域で安定した反射率を示す反射膜として典型的に用いられる１００ｎｍに通常のスパッタ成膜した。スパッタガス圧は、０．３Ｐａ〜０．６Ｐａで行った。
【００１０】
表１は、得られた光学反射鏡に対し、６０℃９０ＲＨ％１０００時間の恒温恒湿試験を行った後にテープ剥離試験で基板からの膜剥離試験結果、基板表面におけるプラズマ損傷の発生結果、光学反射鏡の外見的変化（反り）を示したものである。膜剥離について、○は膜剥離が発生しなかったことを、×は膜剥離が発生したことを示す。プラズマ損傷については、○はプラズマ損傷が発生しなかったことを、△はプラズマ損傷が発生した場合があったことをそれぞれ示している。外見的変化（反り）については、○は外見の変化は認められなかったことを、×は反りが認められたこと示している。
【００１１】
【表１】
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【００１２】
まず、膜剥離試験結果から得られた知見について説明する。４ｎｍ以下の窒化Ｃｒ膜厚さでは、テープ剥離試験で膜剥離が発生した。これは窒化Ｃｒ膜が４ｎｍ以下では連続膜として均一に形成できないことに起因すると考えられる。５ｎｍ以上の第１層窒化Ｃｒ膜を形成した場合は、膜剥離は発生せず、高信頼の反射膜が形成できることが明らかとなった。
【００１３】
つぎに、プラズマ損傷の発生結果より得られた知見について説明する。３０ｎｍより厚い第１層窒化Ｃｒ膜を設けた場合には、成膜時間が長く基板表面にプラズマ損傷が発生する場合があることが認められた。
【００１４】
つぎに、外見的変化（反り）の発生結果より得られた知見について説明する。３０ｎｍより厚い第１層窒化Ｃｒ膜を設けた場合には、膜応力が大きくなることにより反りが発生した。
【００１５】
上述した膜剥離試験結果、基板表面におけるプラズマ損傷の発生結果、光学反射鏡の外見的変化（反り）の発生結果から、全結果をクリアする第１層窒化Ｃｒ膜の膜厚として、５ｎｍ以上３０ｎｍ以下からなるものが有効である。
【００１６】
図１（ｂ）に別実施例に適用される光学反射鏡の概略構造図を示す。前述の実施例と同じ基板、金属ターゲット、成膜法、成膜条件を用い、基板１０上第１層に金属Ｃｒ膜１２ｃ、第２層に窒化Ｃｒ膜１２ｂ、第３層にＡｇ合金反射膜１１を同一チャンバー内で真空を破ることなく、第１層目金属Ｃｒ膜１２ｃと第２層目窒化Ｃｒ膜１２ｂとの合計膜厚を０ｎｍ（従来構成）〜１００ｎｍの範囲で、第３層目Ａｇ合金金属膜厚は１００ｎｍで成膜形成した。但し、金属Ｃｒ膜１２ｃ、窒化Ｃｒ膜１２ｂの最小値はそれぞれ１ｎｍとした。
【００１７】
表２は、得られた光学反射鏡に対し、６０℃９０ＲＨ％１０００時間の恒温恒湿試験を行った後にテープ剥離試験で基板からの膜剥離試験結果、基板表面におけるプラズマ損傷の発生結果、光学反射鏡の外見的変化（反り）を示したものである。膜剥離について、○は膜剥離が発生しなかったことを、×は膜剥離が発生したことを示す。プラズマ損傷については、○はプラズマ損傷が発生しなかったことを、△はプラズマ損傷が発生した場合があったことをそれぞれ示している。外見的変化（反り）については、○は外見の変化は認められなかったことを、×は反りが認められたこと示している。
【００１８】
【表２】
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【００１９】
まず、膜剥離試験結果から得られた知見について説明する。金属Ｃｒ膜と窒化Ｃｒ膜との合計が２ｎｍ以下の厚さでは、テープ剥離試験で膜剥離が発生した。これは金属Ｃｒ膜と窒化Ｃｒ膜との合計が２ｎｍ以下では連続膜として均一に形成できないことに起因すると考えられる。金属Ｃｒ膜と窒化Ｃｒ膜との合計が３ｎｍ以上の下地膜を形成した場合は、膜剥離は発生せず、高信頼の反射膜が形成できることが明らかとなった。
【００２０】
つぎに、プラズマ損傷の発生結果より得られた知見について説明する。３０ｎｍより厚い金属Ｃｒ膜と窒化Ｃｒ膜とによる下地膜を設けた場合には、成膜時間が長く基板表面にプラズマ損傷が発生する場合があることが認められた。
【００２１】
つぎに、外見的変化（反り）の発生結果より得られた知見について説明する。３０ｎｍより厚い金属Ｃｒ膜と窒化Ｃｒ膜とによる下地膜を設けた場合には、膜応力が大きくなることにより反りが発生した。
【００２２】
上述した膜剥離試験結果、基板表面におけるプラズマ損傷の発生結果、光学反射鏡の外見的変化（反り）の発生結果から、全結果をクリアする金属Ｃｒ膜と窒化Ｃｒ膜とによる下地膜として、３ｎｍ以上３０ｎｍ以下からなるものが有効である。
【００２３】
なお、上述の実施例においては、ＡｇＰｄＣｕ合金を反射膜に用いることについて説明したが、第三元素はＣｕに限定されるわけではなく、他の金属、例えば、Ｔｉ，Ｃｒ，Ａｕ，Ａｌ，Ｒｈなどを採用したＡｇ合金を用いてもよい。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、光学反射鏡に用いる基板の上に窒化Ｃｒ膜を膜厚として５ｎｍ以上３０ｎｍ以下に成膜し、あるいは金属Ｃｒ膜ｃと窒化Ｃｒ膜とを膜厚として合計３ｎｍ以上３０ｎｍ以下に成膜し、Ａｇ合金金属膜の下地膜とすることで、光学反射膜を形成するＡｇ合金反射膜は高温多湿な使用条件下でも高い膜剥離信頼性を有するので、可視光の広帯域で高反射率並びに高光利用効率の光学反射鏡が実現できるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施例に適用される光学反射鏡の概略構造図である。
【符号の説明】
１０…基板
１１…Ａｇ合金金属膜
１２ａ，１２ｂ…窒化Ｃｒ膜
１２ｃ…金属Ｃｒ膜
【図１】
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