(57)【要約】【課題】合成樹脂から成る基材との密着性，耐環境性，耐磨耗性，耐薬品性を確保し、且つ、好適な光学特性を有するケイ素酸化物の膜を有する光学用反射防止膜、及びその成膜方法の提供。【解決手段】アクリルの基材上に、該アクリルと同程度の屈折率を有するＳｉＯ膜を約２００ｎｍの膜厚だけ形成し、その上に、１．４８〜１．６２の範囲内の値の屈折率を有するＳｉＯ膜を約２００ｎｍの膜厚だけ形成する。更に、例えばＨＬＨＬ型の反射防止膜の場合、最外層から２番目に位置する層を成すＴｉＯ２膜を特殊なイオンプレーティング装置を用いて成膜することにより、このＴｉＯ２膜の屈折率が２．２〜２．４の範囲内の値を有するＴｉＯ２膜を形成する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
合成樹脂製の基材上に形成された光学用反射防止膜において、
前記基材表面には、該基材の屈折率と略同一の屈折率を有する所定の膜厚の第１膜が形成され、該第１膜表面には、１．４８〜１．６２の範囲内の値の屈折率を有し前記第１膜と同一又は異なる材料から構成される所定の膜厚の第２膜が形成されており、前記第２膜表面には、反射防止特性を有する多層膜が備えられていることを特徴とする光学用反射防止膜。
【請求項２】
前記第１及び第２膜が、ケイ素酸化物から構成される請求項１記載の光学用反射防止膜。
【請求項３】
前記基材は、アクリルから成ることを特徴とする請求項１又は２に記載の光学用反射防止膜。
【請求項４】
前記第１膜は、抵抗加熱法を用いた真空蒸着法により成膜されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の光学用反射防止膜。
【請求項５】
前記多層膜は、隣同士で屈折率が互いに異なる膜が積層されて成り、該各膜の屈折率は、交互に且つ相対的に高／低を成していることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の光学用反射防止膜。
【請求項６】
前記多層膜は、前記第２膜から最も離隔した最外層から２番目の位置に、２．２〜２．４の範囲内の値の屈折率を有する第３膜を有していることを特徴とする請求項５記載の光学用反射防止膜。
【請求項７】
前記第３膜は、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２の混合物、ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ３Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２並びにＮｂ２Ｏ５のうち、何れか一つを主成分としていることを特徴とする請求項６に記載の光学用反射防止膜。
【請求項８】
前記第３膜は、
真空チャンバと前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、
前記バイアス供給電極に前記基材を配置するプロセスと、前記真空チャンバ内にて成膜材料を蒸発させるプロセスと、前記バイアス供給電極を一方の電極として該電極に高周波電圧を供給することにより前記真空チャンバ内にプラズマを生成させるプロセスと、２０ＫＨｚ以上且つ２．４５ＧＨｚ以下の周波数の波状に変化するバイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加するプロセスとに基づいて成膜されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の光学用反射防止膜。
【請求項９】
前記バイアス電圧が負の平均値及び正の最大値を有する請求項８に記載の光学用反射防止膜。
【請求項１０】
前記第３膜は、
真空チャンバと、成膜に利用するイオンビームを発生させるイオンビーム発生構造とを備える成膜装置を用い、
前記真空チャンバ内に前記基材を配置するプロセスと、前記イオンビーム発生構造によりイオンビームを発生させるプロセスと、前記真空チャンバ内において前記イオンビームを用いて前記基材表面に成膜材料を堆積させるプロセスに基づいて成膜されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の光学用反射防止膜。
【請求項１１】
前記イオンビーム発生構造がイオン銃であり、
前記成膜材料を堆積させるプロセスは、前記イオン銃にて発生させたイオンビームを前記成膜材料に照射し該材料を蒸発させるプロセスと、前記蒸発した成膜材料を前記基材表面に蒸着させるプロセスとを含むことを特徴とする請求項１０に記載の光学用反射防止膜。
【請求項１２】
前記第３膜は、
真空チャンバと、前記真空チャンバ内に供給するプラズマを発生させるプラズマ発生構造と、前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、
前記バイアス供給電極に基材を配置するプロセスと、前記プラズマ発生構造においてプラズマを発生させ、該プラズマ中の電子により構成される電子ビームを発生させて前記真空チャンバ内に導くプロセスと、前記電子ビームを前記成膜材料に照射して前記成膜材料を蒸発させるプロセスと、前記電子ビームにより前記真空チャンバ内にプラズマを発生させるプロセスと、バイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加して前記基材表面に前記成膜材料を堆積させるプロセスとに基づいて成膜されていることを特徴とする請求項６又は７に記載の光学用反射防止膜。
【請求項１３】
前記プラズマ発生構造がプラズマ銃である請求項１２に記載の光学用反射防止膜。
【請求項１４】
前記多層膜は、前記第２膜から最も離隔して位置する外層膜と、前記第２膜に対して最も近くに位置する内層膜と、前記外層膜及び内層膜の間に位置する中間層膜との３層が積層されて成り、
前記外層膜は、前記３層の膜のうち最も低い屈折率を有し、前記中間層膜は、前記３層のうち最も高い屈折率を有し、前記内層膜は、前記外層膜の屈折率と前記中間層膜の屈折率との間の値の屈折率を有することを特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の光学用反射防止膜。
【請求項１５】
前記外層膜は、弗化マグネシウム（ＭｇＦ２）を主成分としていることを特徴とする請求項１４に記載の光学用反射防止膜。
【請求項１６】
前記外層膜は、
真空チャンバと前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、
前記バイアス供給電極に前記基材を配置するプロセスと、前記真空チャンバ内にて成膜材料を蒸発させるプロセスと、前記バイアス供給電極を一方の電極として該電極に高周波電圧を供給することにより前記真空チャンバ内にプラズマを生成させるプロセスと、負の平均値及び正の最大値を有して２０ＫＨｚ以上且つ２．４５ＧＨｚ以下の周波数の波状に変化するバイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加するプロセスとに基づいて成膜されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の光学用反射防止膜。
【請求項１７】
前記外層膜は、
真空チャンバと、前記真空チャンバ内に供給するプラズマを発生させるプラズマ発生構造と、前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、
前記バイアス供給電極に基材を配置するプロセスと、前記プラズマ発生構造においてプラズマを発生させ、該プラズマ中の電子により構成される電子ビームを発生させて前記真空チャンバ内に導くプロセスと、前記電子ビームを前記真空チャンバ内の前記成膜材料に照射して前記成膜材料を蒸発させるプロセスと、前記電子ビームにより前記真空チャンバ内にプラズマを発生させるプロセスと、負の平均値及び正の最大値を有するバイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加して前記基材表面に前記成膜材料を堆積させるプロセスとに基づいて成膜されていることを特徴とする請求項１４又は１５に記載の光学用反射防止膜。
【請求項１８】
合成樹脂製の基材上に形成された光学用反射防止膜の成膜方法について、
前記基材表面に、前記基材の屈折率と略同一の屈折率を有する所定の膜厚の第１膜を抵抗加熱法を用いた真空蒸着法により形成するステップと、
前記第１膜表面に、１．４８〜１．６２の範囲内の値の屈折率を有し前記第１膜と同一又は異なる材料から構成される所定の膜厚の第２膜を抵抗加熱法を用いた真空蒸着法により形成するステップと、
前記第２膜表面に、反射防止特性を有する多層膜を形成するステップとを備えたことを特徴とする光学用反射防止膜の成膜方法。
【請求項１９】
前記第１及び第２膜がケイ素酸化物を主成分とする請求項１８記載の光学用反射防止膜の成膜方法。
【請求項２０】
前記多層膜を形成するステップは、前記第２膜表面に、隣同士で屈折率が互いに異なるように、また該屈折率が交互に且つ相対的に高／低を成すように、膜を積層するステップを含み、、
前記膜を積層するステップは、前記多層膜のうち前記基材から最も離隔した最外層から２番目に位置する第３膜として、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２の混合物、ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ３Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２並びにＮｂ２Ｏ５から構成される成膜材料群のうちの何れか一つを主成分とする膜を形成するステップを含む請求項１８又は１９に記載の光学用反射防止膜の成膜方法。
【請求項２１】
前記第３膜を形成するステップは、
真空チャンバと前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、前記バイアス供給電極に前記基材を配置するステップと、前記真空チャンバ内にて、前記成膜材料群のうちの何れか一つを成膜材料として蒸発させるステップと、前記バイアス供給電極を一方の電極として前記電極に高周波電圧を供給することにより前記真空チャンバ内にプラズマを生成させるステップと、２０ＫＨｚ以上且つ２．４５ＧＨｚ以下の周波数の波状に変化するバイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加するステップとを有する請求項２０記載の光学用反射防止膜の成膜方法。
【請求項２２】
前記バイアス電圧を印加するステップは、負の平均値及び正の最大値を有する前記バイアス電圧を印加する請求項２１記載の光学用反射防止膜の成膜方法。
【請求項２３】
前記第３膜を形成するステップは、
真空チャンバと前記真空チャンバ内に配置される成膜材料に照射するイオンビームを発生させるイオン銃とを備える成膜装置を用い、前記真空チャンバ内に前記基材を配置するステップと、前記イオン銃にてイオンビームを発生させ前記イオンビームを照射して前記成膜材料群のうちの何れか一つを成膜材料として蒸発させるステップと、前記蒸発した成膜材料を前記基材表面に蒸着させるステップとを有する請求項２０記載の光学用反射防止膜の成膜方法。
【請求項２４】
前記第３膜を形成するステップは、
真空チャンバと、前記真空チャンバ内に供給するプラズマを発生させるプラズマ銃と、前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、前記バイアス供給電極に基材を配置するステップと、前記プラズマ銃においてプラズマを発生させ、該プラズマ中の電子により構成される電子ビームを発生させて前記真空チャンバ内に導くプロセスと、前記電子ビームを照射して前記真空チャンバ内にて前記成膜材料群のうちの何れか一つを成膜材料として蒸発させるステップと、前記電子ビームにより前記真空チャンバ内にてプラズマを発生させるステップと、バイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加することにより前記基材の表面に前記成膜材料を堆積させるステップとを有する請求項２０記載の光学用反射防止膜の成膜方法。
【請求項２５】
前記多層膜を形成するステップは、前記第２膜に対して最も近くに位置する内層膜を形成するステップと、前記内層膜上に中間層膜を形成するステップと、前記中間層膜上に前記第２膜から最も離隔して位置する外層膜を形成するステップとを含み、前記外層膜は、前記３層の膜のうち最も低い屈折率を有し、前記中間層膜は、前記３層のうち最も高い屈折率を有し、前記内層膜は、前記外層膜の屈折率と前記中間層膜の屈折率との間の値の屈折率を有し、
前記外層膜を形成するステップでは、弗化マグネシウムを主成分とする膜を形成する請求項１８又は１９記載の光学用反射防止膜の成膜方法。
【請求項２６】
弗化マグネシウムを主成分とする前記外層膜を形成するステップは、真空チャンバと前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、前記バイアス供給電極に前記基材を配置するステップと、前記真空チャンバ内にて弗化マグネシウムを成膜材料として蒸発させるステップと、前記バイアス供給電極を一方の電極として該電極に高周波電圧を供給することにより前記真空チャンバ内にプラズマを生成させるステップと、負の平均値及び正の最大値を有して２０ＫＨｚ以上且つ２．４５ＧＨｚ以下の周波数の波状に変化するバイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加するステップとを有する請求項２５に記載の光学用反射防止膜の成膜方法。
【請求項２７】
弗化マグネシウムを主成分とする前記外層膜を形成するステップは、真空チャンバと、前記真空チャンバ内に供給するプラズマを発生させるプラズマ銃と、前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、前記バイアス供給電極に前記基材を配置するステップと、前記プラズマ銃においてプラズマを発生させ、該プラズマ中の電子により構成される電子ビームを発生させて前記真空チャンバ内に導くステップと、前記電子ビームを照射して前記真空チャンバ内にて弗化マグネシウムを成膜材料として蒸発させるステップと、前記電子ビームにより前記真空チャンバ内にプラズマを発生させるステップと、負の平均値及び正の最大値を有するバイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加して前記基材表面に前記成膜材料を堆積させるステップとを有する請求項２５記載の光学用反射防止膜の成膜方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、光学系に用いられる反射防止膜及びその成膜方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
光学レンズ、コンパクトディスクの記録内容を読み取るための対物レンズ等の光学系には、反射による光量損失等を抑制するために反射防止膜が形成されている。反射防止膜が形成される基材としては、従来からガラスが多く使用されてきたが、近年では、軽量であり、射出成型による大量生産が可能な合成樹脂、特に光透過性にも優れたアクリル（ＰＭＭＡ）が使用されてきている。
【０００３】
反射防止膜の一般的な構成としては、所謂「ＨＬＨＬ型」と称される構成と、「ＭＨＬ型」と称される構成とがある。ＨＬＨＬ型の反射防止膜とは、隣り合う膜の屈折率が互いに異なるように基材上に積層された多層膜から成り、各膜の屈折率は交互に且つ相対的に高／低と成してある。なお、この多層膜は、４層，５層，或いはそれ以上の層数から成り、何れの場合も最外層（基材から最も離隔して位置する層）は相対的に低屈折率の膜となっている。他方でＭＨＬ型の反射防止膜とは、基材上に３層の膜が積層された構成となっており、更にこの３層の膜の屈折率は、基材に近い側の膜から順に、相対的に中程度の屈折率，高い屈折率，低い屈折率を夫々有している。
【０００４】
また、合成樹脂を基材として形成された反射防止膜としては、種々の構成例が開示されている（例えば、特許文献１，特許文献２参照）。一般に合成樹脂は軟質性を有し、また、薬品により侵食されやすいという性質を有している。そこで、合成樹脂を基材としてその上に反射防止膜を形成する場合には、前記公報にも開示されているように、基材表面にケイ素酸化物による膜を形成し、該膜上に前記ＨＬＨＬ型の多層膜又は前記ＭＨＬ型の多層膜を形成することにより反射防止膜としている。
【０００５】
このケイ素酸化物は、あまりに薄く（例えば、２００ｎｍ以下）形成すると、基材への密着性，耐環境性（熱，湿気に対する耐性等），耐磨耗性，及び耐薬品性等にて十分な性質を確保することが困難となる。一例としてケイ素酸化物を比較的薄く形成した場合について、環境テストを行った後の反射防止膜の表面状態の写真を図１１に示す。該反射防止膜は、合成樹脂の表面に比較的薄くケイ素酸化物を形成し、その上に反射防止特性を有するＨＬＨＬ型の多層膜が形成されている。図１１に示すように、ケイ素酸化物が比較的薄い場合には、反射防止膜の表面に多数のクラックが発生しており、耐環境性が不十分であることが判る。従って、ケイ素酸化物の膜は通常は単層で３００ｎｍ以上の比較的厚い膜厚で形成されており、上記特許文献１，２においてもこのようなケイ素酸化物の膜を有する反射防止膜が開示されている。
【０００６】
また、上述したような反射防止膜を構成する各層の膜は、真空チャンバ内に設けられた電子銃から射出される電子ビームにより成膜材料を加熱・蒸散させ、基材に蒸着させることにより成膜することが多い。これは、成膜時における制御性及び操作性に優れており、安定した成膜条件を確保し易いからである。
【０００７】
【特許文献１】
特許第３２２１７６４号公報（表１〜表６）
【特許文献２】
特開２００２−２０２４０１号公報（表１，表５）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、光学特性として反射防止特性を鑑みた場合、ケイ素酸化物の膜は、屈折率が１．４８〜１．６２の範囲内、好ましくは１．５〜１．６の範囲内の値であり且つ膜厚が２００ｎｍ程度であることが好ましい。しかしながら、上述したような理由から、従来はケイ素酸化物の膜を２００ｎｍ程度に薄くすることができなかった。
【０００９】
また、特にアクリルを基材とし、電子銃を用いて形成した反射防止膜は、一般に密着性が非常に低い。これは、電子銃から射出されて成膜材料へ照射された電子の一部が跳ね返り、２次電子としてなって基材の表面へ衝突する結果、該基材の表面が変質してしまうためである。従来から真空チャンバ内に磁石を配置し、２次電子を捕獲する方法が用いられているが、適用できる真空チャンバのサイズに制限があり、また、場所によって捕獲効果が異なるため、反射防止膜と基材との密着力にムラが生じていた。
【００１０】
これに対し、塗装，ディップ等のウエットプロセスによってアクリルの基材にハードコート層を形成することにより、密着性及び耐磨耗性は向上する。しかしながら、膜厚が厚くなり、また、アクリルと同程度の屈折率を有するハードコート液が存在しないため、アクリルとハードコート層との間の光の干渉によって反射特性が低下してしまうという問題がある。また、反射防止膜を形成する全ての膜を抵抗加熱により蒸散させて成膜する方法があり、これにより成膜された反射防止膜は密着性が良好である。しかしながら、大量に生産する際の品質の安定性、及び生産時における操作性が低く、また高融点材料を成膜材料として用いることができないという問題点がある。
【００１１】
他方、上述したＨＬＨＬ型の多層膜からなる反射防止膜の場合、その反射防止特性を向上させるため、最外層から２番目の層に位置する膜の屈折率は可及的に高いことが好ましい。ガラスを基材として用いた場合には、該基材を３００℃程度に加熱することにより、成膜される前記膜の屈折率を高めることができる。しかしながら、基材として用いられるアクリルは耐熱温度が８０℃程度であるため、従来は十分に高い屈折率が得られなかった。また、上述した公報において開示されている反射防止膜の場合、最外層から２番目の層に位置する膜の屈折率は、高くてもせいぜい２．１５程度であり、より高い屈折率を実現することが要望されている。
【００１２】
また、実用的な光学膜用の材料のうちで弗化マグネシウム（ＭｇＦ２）は最も低屈折率（屈折率ｎ＝１．３８）であるため、反射防止膜の最外層に用いれば反射防止特性が向上する。また、基材を加熱して成膜することにより十分な硬性を有するため、ガラスを基材としてを用いた反射防止膜には広く使用されている。しかしながら、アクリル基材に形成すべく無加熱で成膜した場合、非常に脆くて耐磨耗性に乏しくなるため、従来はアクリルを基材として用いた反射防止膜には利用することができなかった。
【００１３】
なお、従来から用いられてきた所謂プラズマ・イオンプロセスによって基材を加熱することなくＭｇＦ２膜を成膜した場合、十分な硬性を有するＭｇＦ２膜を得ることができる。しかしながらこのプロセスによれば、成膜されたＭｇＦ２膜中にて弗素が欠乏するという欠点がある。その結果、膜が茶色を帯び、光学膜としては到底利用できない程に光の吸収率が高くなってしまう。
【００１４】
そこで本発明は、合成樹脂から成る基材との密着性，耐環境性，耐磨耗性，耐薬品性を確保し、且つ、好適な光学特性を有する光学用反射防止膜、及びその成膜方法を提供することを第１の目的とする。
【００１５】
また、合成樹脂を基材とし、所謂ＨＬＨＬ型の多層膜を有する反射防止膜において、最外層から２番目の層に位置する膜の屈折率を従来に比して一段と高めた光学用反射防止膜、及びその成膜方法を提供することを第２の目的とする。
【００１６】
また、合成樹脂を基材とし、所謂ＭＨＬ型の多層膜を有する反射防止膜において、十分な硬性と、光学膜として十分に低い屈折率とを有するＭｇＦ２膜を備える光学用反射防止膜、及びその成膜方法を提供することを第３の目的とする。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記のような事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係る光学用反射防止膜は、合成樹脂製の基材上に形成された光学用反射防止膜において、前記基材表面には、該基材の屈折率と略同一の屈折率を有する所定の膜厚の第１膜が形成され、該第１膜表面には、１．４８〜１．６２の範囲内の値の屈折率を有し前記第１膜と同一又は異なる材料から構成される所定の膜厚の第２膜が形成されており、前記第２膜表面には、反射防止特性を有する多層膜が備えられたものである。特に、  前記第１及び第２膜が、ケイ素酸化物から構成されることが好ましい。
【００１８】
このような構成とすることにより、第１膜及び第２膜を合わせた膜厚によって、密着性、耐環境性、耐磨耗性、耐薬品性等を十分に確保できるように、例えば１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度の膜厚を有する第１膜を形成した上で、良好な光学特性が得られるように、１．４８〜１．６２の範囲内、好ましくは１．５〜１．６の範囲内の値の屈折率を有する第２膜を好ましい膜厚（例えば、２００ｎｍ程度）で形成することができる。なお、第１膜の屈折率は、合成樹脂製の基材の屈折率と略同一であるため、該第１膜が形成されていることによって反射防止膜の光学特性が低下することは殆どない。また、第１及び第２膜が同一の材料から構成される場合には、第１及び第２膜間の密着性のさらなる向上が図られ、特に、第１及び第２膜がケイ素酸化物から構成される場合には、反射防止膜の光学特性を良好に保ちつつ、密着性、耐環境性、耐磨耗性、耐薬品性等を十分に確保することが可能となる。
【００１９】
前記基材は、アクリルから成ってもよい。上述したように第１膜及び第２膜が形成されているため、基材として密着性が悪いアクリルを用いた場合であっても、十分に高い密着性が得られ、反射防止膜にクラックが生じるのを抑制することができる。
【００２０】
前記第１膜は、抵抗加熱法を用いた真空蒸着法により成膜されてもよい。このような構成とすることにより、基材の表面に変質等のダメージを与えることなくケイ素酸化物を主成分とする第１膜を形成することができる。また、基材表面が第１膜によりコーティングされるため、２次電子によって基材表面に与えられるダメージを防止することができる。従って、該第１膜の上に形成する膜の成膜には電子銃を用いることも可能となる。
【００２１】
前記多層膜は、隣同士で屈折率が互いに異なる膜が積層されて成り、該各膜の屈折率は、交互に且つ相対的に高／低を成してもよい。このような構成とすることにより、所謂ＨＬＨＬ型の多層膜を有する反射防止膜においても、上述したような効果を奏することができる。
【００２２】
前記多層膜は、前記第２膜から最も離隔した最外層から２番目の位置に、２．２〜２．４の範囲内の値の屈折率を有する第３膜を有することが好ましい。このような構成とすることにより、従来にない高屈折率の第３膜を有するＨＬＨＬ型の反射防止膜を得ることができ、優れた光学特性を有する反射防止膜を実現することができる。
【００２３】
前記第３膜は、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２の混合物、ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ３Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２並びにＮｂ２Ｏ５のうち、何れか一つを主成分としてもよい。このような構成とすることにより、上述したような効果を得ることができる。
【００２４】
前記第３膜は、真空チャンバと前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、前記バイアス供給電極に前記基材を配置するプロセスと、前記真空チャンバ内にて成膜材料を蒸発させるプロセスと、前記バイアス供給電極を一方の電極として該電極に高周波電圧を供給することにより前記真空チャンバ内にプラズマを生成させるプロセスと、２０ＫＨｚ以上且つ２．４５ＧＨｚ以下の周波数の波状に変化するバイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加するプロセスとに基づいて成膜されてもよい。該バイアス電圧は、負の平均値及び正の最大値を有してもよい。
【００２５】
また、前記第３膜は、真空チャンバと、成膜に利用するイオンビームを発生させるイオンビーム発生構造とを備える成膜装置を用い、前記真空チャンバ内に前記基材を配置するプロセスと、前記イオンビーム発生構造によりイオンビームを発生させるプロセスと、前記真空チャンバ内において前記イオンビームを用いて前記基材表面に成膜材料を堆積させるプロセスとに基づいて成膜されてもよい。例えば、前記イオンビーム発生構造がイオン銃であり、前記成膜材料を堆積させるプロセスは、前記イオン銃にて発生させたイオンビームを前記成膜材料に照射し該材料を蒸発させるプロセスと、前記蒸発した成膜材料を前記基材表面に蒸着させるプロセスとを含んでもよい。なお、イオンビームによる蒸発とは、イオンビームを用いたスパッタリングによる蒸発を含むものである。
【００２６】
また、前記第３膜は、真空チャンバと、前記真空チャンバ内に供給するプラズマを発生させるプラズマ構造（例えばプラズマ銃）と、前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、前記バイアス供給電極に基材を配置するプロセスと、前記プラズマ発生構造においてプラズマを発生させ、該プラズマ中の電子により構成される電子ビームを発生させて前記真空チャンバ内に導くプロセスと、前記電子ビームを前記真空チャンバ内の前記成膜材料に照射して前記成膜材料を蒸発させるプロセスと、前記電子ビームにより前記真空チャンバ内にプラズマを発生させるプロセスと、バイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加して前記基材表面に前記成膜材料を堆積させるプロセスとに基づいて成膜されてもよい。
【００２７】
このような構成とすることにより、基材を加熱することなく（無加熱で）、加熱した場合と同程度の高屈折率を有する第３膜を形成することができる。従って、アクリル等の耐熱性の低い基材であっても、光学特性に優れた反射防止膜を実現することができる。
【００２８】
前記多層膜は、前記第２膜から最も離隔して位置する外層膜と、前記第２膜に対して最も近くに位置する内層膜と、前記外層膜及び内層膜の間に位置する中間層膜との３層が積層されて成り、前記外層膜は、前記３層の膜のうち最も低い屈折率を有し、前記中間層膜は、前記３層のうち最も高い屈折率を有し、前記内層膜は、前記外層膜の屈折率と前記中間層膜の屈折率との間の値の屈折率を有してもよい。
【００２９】
このような構成とすることにより、所謂ＭＨＬ型の多層膜を有する反射防止膜においても、上述したような効果を奏することができる。
【００３０】
前記外層膜は、弗化マグネシウム（ＭｇＦ２）を主成分とすることが好ましい。
このような構成とすることにより、実用的な光学用材料のうちで特に屈折率の低いＭｇＦ２を用いるため、より光学特性に優れた反射防止膜を実現することができる。
【００３１】
前記外層膜は、真空チャンバと前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、前記バイアス供給電極に前記基材を配置するプロセスと、前記真空チャンバ内にて成膜材料を蒸発させるプロセスと、前記バイアス供給電極を一方の電極として該電極に高周波電圧を供給することにより前記真空チャンバ内にプラズマを生成させるプロセスと、負の平均値及び正の最大値を有して２０ＫＨｚ以上且つ２．４５ＧＨｚ以下の周波数の波状に変化するバイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加するプロセスとに基づいて成膜されてもよい。
【００３２】
また、前記外層膜は、真空チャンバと、前記真空チャンバ内に供給するプラズマを発生させるプラズマ発生構造（例えばプラズマ銃）と、前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、前記バイアス供給電極に基材を配置するプロセスと、前記プラズマ発生構造においてプラズマを発生させ、該プラズマ中の電子により構成される電子ビームを発生させて前記真空チャンバ内に導くプロセスと、前記電子ビームを前記真空チャンバ内の前記成膜材料に照射して前記成膜材料を蒸発させるプロセスと、前記電子ビームにより前記真空チャンバ内にプラズマを発生させるプロセスと、負の平均値及び正の最大値を有するバイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加するプロセスとに基づいて成膜されてもよい。
【００３３】
このような構成とすることにより、基材を加熱することなく最外層を成膜することができ、更に、最外層としてＭｇＦ２膜を形成する場合には、硬性が十分に高く、また、弗素の欠乏のない低い屈折率を有するＭｇＦ２膜を得ることができ、優れた光学特性を有する反射防止膜を実現することができる。
【００３４】
本発明に係る光学用反射防止膜の成膜方法は、合成樹脂製の基材上に形成された光学用反射防止膜の成膜方法について、前記基材表面に、前記基材の屈折率と略同一の屈折率を有する所定の膜厚の第１膜を抵抗加熱法を用いた真空蒸着法により形成するステップと、前記第１膜表面に、１．４８〜１．６２の範囲内の値の屈折率を有し前記第１膜と同一又は異なる材料から構成される所定の膜厚の第２膜を抵抗加熱法を用いた真空蒸着法により形成するステップと、前記第２膜表面に、反射防止特性を有する多層膜を形成するステップとを備えたものである。特に、前記第１及び第２膜がケイ素酸化物を主成分とすることが好ましい。
【００３５】
このような構成とすることにより、第１膜及び第２膜を合わせた膜厚によって、密着性，耐環境性，耐磨耗性，耐薬品性等を十分に確保できるように、例えば１００ｎｍ〜２００ｎｍ程度の膜厚を有する第１膜を形成した上で、良好な光学特性が得られるように、１．４８〜１．６２の範囲内、好ましくは１．５〜１．６の範囲内の値の屈折率を有する第２膜を好ましい膜厚（例えば、２００ｎｍ程度）で形成することができる。なお、第１膜の屈折率は、合成樹脂製の基材の屈折率と略同一であるため、該第１膜が形成されていることによって反射防止膜の光学特性が低下することは殆どない。
【００３６】
前記多層膜を形成するステップは、前記第２膜表面に、隣同士で屈折率が互いに異なるように、また該屈折率が交互に且つ相対的に高／低を成すように、膜を積層するステップを含み、前記膜を積層するステップは、前記多層膜のうち前記基材から最も離隔した最外層から２番目に位置する第３膜として、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２の混合物、ＴｉＯ２、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ３Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、ＺｒＯ２並びにＮｂ２Ｏ５から構成される成膜材料群のうちの何れか一つを主成分とする膜を形成するステップを含んでもよい。
【００３７】
このようにして光学用反射防止膜を成膜することにより、例えば基材としてアクリルを用いた場合であっても、密着性，耐環境性，耐磨耗性，耐薬品性に優れ、且つ、光学的な反射防止特性にも優れた所謂ＨＬＨＬ型の反射防止膜を実現することができる。
【００３８】
前記第３膜を形成するステップは、真空チャンバと前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、前記バイアス供給電極に前記基材を配置するステップと、前記真空チャンバ内にて、前記成膜材料群のうちの何れか一つを成膜材料として蒸発させるステップと、前記バイアス供給電極を一方の電極として前記電極に高周波電圧を供給することにより前記真空チャンバ内にプラズマを生成させるステップと、２０ＫＨｚ以上且つ２．４５ＧＨｚ以下の周波数の波状に変化するバイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加するステップとを有してもよい。また、前記バイアス電圧は、負の平均値及び正の最大値を有してもよい。
【００３９】
また、前記第３膜を形成するステップは、真空チャンバと、前記真空チャンバ内に配置され成膜材料に照射するイオンビームを発生させるイオン銃とを備える成膜装置を用い、前記真空チャンバ内に前記基材を配置するステップと、前記イオン銃にてイオンビームを発生させ前記イオンビームを照射して前記成膜材料群のうちの何れか一つを成膜材料として蒸発させるステップと、前記蒸発した成膜材料を前記基材表面に蒸着させるステップとを有してもよい。
【００４０】
また、前記第３膜を形成するステップは、真空チャンバと、前記真空チャンバ内に供給するプラズマを発生させるプラズマ銃と、前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、前記バイアス供給電極に基材を配置するステップと、前記プラズマ銃においてプラズマを発生させ、該プラズマ中の電子により構成される電子ビームを発生させて前記真空チャンバ内に導くプロセスと、前記電子ビームを照射して前記真空チャンバ内にて前記成膜材料群のうちの何れか一つを成膜材料として蒸発させるステップと、前記電子ビームにより前記真空チャンバ内にてプラズマを発生させるステップと、バイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加することにより前記基材の表面に前記成膜材料を堆積させるステップとを有してもよい。
【００４１】
このような構成とすることにより、基材を加熱することなく（無加熱で）、加熱した場合と同程度の高屈折率を有する第３膜を形成することができる。従って、アクリル等の耐熱性の低い基材であっても、光学特性に優れた反射防止膜を実現することができる
前記多層膜を形成するステップは、前記第２膜に対して最も近くに位置する内層膜を形成するステップと、前記内層膜上に中間層膜を形成するステップと、前記中間層膜上に前記第２膜から最も離隔して位置する外層膜を形成するステップとを含み、前記外層膜は、前記３層の膜のうち最も低い屈折率を有し、前記中間層膜は、前記３層のうち最も高い屈折率を有し、前記内層膜は、前記外層膜の屈折率と前記中間層膜の屈折率との間の値の屈折率を有し、前記外層膜を形成するステップでは、弗化マグネシウムを主成分とする膜を形成することが好ましい。
【００４２】
このようにして光学用反射防止膜を成膜することにより、上述したような優れた性質を有する反射防止膜を所謂ＭＨＬ型においても実現することができる。
【００４３】
弗化マグネシウムを主成分とする前記外層膜を形成するステップは、真空チャンバと前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、前記バイアス供給電極に前記基材を配置するステップと、前記真空チャンバ内にて弗化マグネシウムを成膜材料として蒸発させるステップと、前記バイアス供給電極を一方の電極として該電極に高周波電圧を供給することにより前記真空チャンバ内にプラズマを生成させるステップと、負の平均値及び正の最大値を有して２０ＫＨｚ以上且つ２．４５ＧＨｚ以下の周波数の波状に変化するバイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加するステップとを有してもよい。
【００４４】
また、弗化マグネシウムを主成分とする前記外層膜を形成するステップは、真空チャンバと、前記真空チャンバ内に供給するプラズマを発生させるプラズマ銃と、前記真空チャンバ内に配置されたバイアス供給電極とを備える成膜装置を用い、前記バイアス供給電極に前記基材を配置するステップと、前記プラズマ銃においてプラズマを発生させ、該プラズマ中の電子により構成される電子ビームを発生させて前記真空チャンバ内に導くステップと、前記電子ビームを照射して前記真空チャンバ内にて弗化マグネシウムを成膜材料として蒸発させるステップと、前記電子ビームにより前記真空チャンバ内にプラズマを発生させるステップと、負の平均値及び正の最大値を有するバイアス電圧を前記バイアス供給電極に印加して前記基材表面に前記成膜材料を堆積させるステップとを有してもよい。
【００４５】
このような構成とすることにより、基材を加熱することなく最外層を成膜することができ、更に、最外層としてＭｇＦ２膜を形成する場合には、硬性が十分に高く、また、弗素の欠乏のない低い屈折率を有するＭｇＦ２膜を得ることができ、優れた光学特性を有する反射防止膜を実現することができる。
【００４６】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。図１は、本発明の実施の形態に係る反射防止膜の構成を示す断面図である。図１に示す反射防止膜Ａは、所謂ＨＬＨＬ型の多層膜を有する反射防止膜を示している。該反射防止膜Ａは、アクリル（ＰＭＭＡ）から成る基材１００上に、該基材１００に近い側から順に形成された第１層〜第６層の膜により６層構造を成す多層膜によって構成されている。
【００４７】
図２は、本実施の形態に係る反射防止膜について、各層の主成分たる薬品，各層の物理膜厚（ｎｍ），光学膜厚，及び設計波長（ｎｍ）を示す図表である。図１，２に示すように前記反射防止膜Ａは、第１層にＳｉＯ膜１０１，第２層にＳｉＯ膜１０２，第３層にＺｒＯ２及びＴｉＯ２の混合膜（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２膜）１０３，第４層にＳｉＯ２膜１０４，第５層にＴｉＯ２膜１０５，第６層にＳｉＯ２膜１０６が夫々形成されている。
【００４８】
ここで、第１層のＳｉＯ膜１０１は、基材１００の材料の屈折率と同程度の屈折率を有することが望ましく、本実施の形態ではアクリルの屈折率と略同一になるように屈折率が１．５０２となるように成膜している。また、第１層のＳｉＯ膜１０１の膜厚は、第２層のＳｉＯ膜１０２と合わせて十分な密着性，耐環境性，耐磨耗性，耐薬品性を得られるように所定の膜厚とされ、本実施の形態においては２００ｎｍとされている。該ＳｉＯ２膜は抵抗加熱法を用い、真空チャンバ内にて基材１００上に真空蒸着されて成膜されている。
【００４９】
なお、ＳｉＯ膜は、膜中のケイ素原子と酸素原子との組成比によって屈折率が変動する。従って、真空蒸着時に真空チャンバ内を適当な酸素雰囲気とすることにより、所望の屈折率を有するＳｉＯ膜を形成することができる。また、基材１００としてアクリルを用いる場合、第１層のＳｉＯ膜１０１の屈折率は、約１．４８〜１．５１の範囲内にその値を有することが望ましい。
【００５０】
第２層のＳｉＯ膜１０２は、優れた光学特性を確保することができる屈折率を有するように、その値は１．４８〜１．６２の範囲内であることが望ましく、本実施の形態では１．６０２１となるように成膜してある。また、第２層のＳｉＯ膜１０２の膜厚は２００ｎｍとしてあり、第１層のＳｉＯ膜１０１と合わせて４００ｎｍのＳｉＯ膜が基材１００上に形成されていることになる。従って、反射防止膜Ａは、アクリルから成る基材１００に対する密着性，耐環境性，耐磨耗性，耐薬品性に優れたものとなっている。なお、該ＳｉＯ膜１０２は、第１層のＳｉＯ膜１０１と同様に適当な酸素雰囲気中にて抵抗加熱により真空蒸着されて成膜されている。
【００５１】
第３層には、ＺｒＯ２及びＴｉＯ２の混合材によって比較的高い屈折率（本実施の形態では、屈折率ｎ＝１．９８９９）を有するＺｒＯ２＋ＴｉＯ２膜１０３が形成されている。該ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２膜１０３は、電子銃を用いてＺｒＯ２及びＴｉＯ２の混合材を加熱し、前記第２層上に真空蒸着して成膜されている。なお、前述したように基材１００上には第１層及び第２層を合わせて４００ｎｍの膜厚を有するＳｉＯ膜１０１，ＳｉＯ膜１０２が既に形成されている。従って、電子銃を用いて真空蒸着を行った場合であっても、２次電子が基材１００へ衝突して該基材１００の表面が変質されることがなく、反射防止膜Ａと基材１００との密着性に影響はない。
【００５２】
第４層には、第３層のＺｒＯ２＋ＴｉＯ２膜１０３に対して比較的低い屈折率（本実施の形態では、ｎ＝１．４４７１）を有するＳｉＯ２膜１０４が形成されている。該ＳｉＯ２膜１０４は電子銃を用いて第３層上に真空蒸着されている。
【００５３】
第５層には、第４層のＳｉＯ２膜１０４と比較して十分に高い屈折率（本実施の形態では、ｎ＝２．３４８３）を有するＴｉＯ２膜１０５が形成されている。該ＴｉＯ２膜１０５は、特殊なイオンプレーティング装置を用いた方法により成膜されている。この方法を用いて成膜することにより、基材１００を加熱することなく、従来では実現できなかった高屈折率を有する第５層を実現している。なお、前記特殊なイオンプレーティング装置、及び該装置を用いた成膜方法については後述する。
【００５４】
第６層には、第５層のＴｉＯ２膜１０５と比較して十分に低い屈折率（本実施の形態では、ｎ＝１．４４７１）を有するＳｉＯ２膜１０６が形成されている。該ＳｉＯ２膜１０６は電子銃を用いて第５層上に真空蒸着されている。
【００５５】
次ぎに、図３に、本発明の実施の形態に係る反射防止膜の他の構成を表す断面図を示す。図３に示す反射防止膜Ｂは、所謂ＭＨＬ型の多層膜を有する反射防止膜を示している。該反射防止膜Ｂは、アクリルから成る基材２００上に、該基材２００に近い側から順に形成された第１層〜第５層の膜により５層構造を成す多層膜によって構成されている。
【００５６】
図２，３に示すように前記反射防止膜Ｂは、第１層にＳｉＯ膜２０１，第２層にＳｉＯ膜２０２，第３層にＡｌ２Ｏ３膜２０３，第４層にＺｒＯ２及びＴｉＯ２の混合膜（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２膜）２０４，第５層にＭｇＦ２膜２０５が夫々形成されている。
【００５７】
ここで、第１層のＳｉＯ膜２０１，及び第２層のＳｉＯ膜２０２は、図１に示した反射防止膜Ａにおける第１層のＳｉＯ膜１０１，及び第２層のＳｉＯ膜１０２と同様の製法により同様の構成（屈折率，膜厚等）と成してある。従って、反射防止膜Ｂは、アクリルからなる基材２００に対する密着性，耐環境性，耐磨耗性，耐薬品性に優れ、且つ、光学特性に優れたものとなっている。
【００５８】
第３層には、後述する第４層のＺｒＯ２＋ＴｉＯ２膜２０４と第５層のＭｇＦ２膜２０５との間の値の屈折率（本実施の形態では、ｎ＝１．６３１）を有するＡｌ２Ｏ３膜２０３が形成されている。該Ａｌ２Ｏ３膜２０３は、電子銃を用いて真空蒸着されて第２層上に成膜されている。
【００５９】
第４層には、第３層のＡｌ２Ｏ３膜２０３に対して比較的高い屈折率（本実施の形態では、ｎ＝１．９８９９）を有するＺｒＯ２＋ＴｉＯ２膜２０４が形成されている。該ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２膜２０４は、電子銃を用いて真空蒸着されて第３層上に成膜されている。
【００６０】
第５層には、第３層のＡｌ２Ｏ３膜２０３に対して比較的低い屈折率（本実施の形態では、ｎ＝１．３７３３）を有するＭｇＦ２膜２０５が形成されている。該ＭｇＦ２膜２０５は、反射防止膜Ａの第５層のＴｉＯ２膜１０５を形成するために用いたのと同様の、特殊なイオンプレーティング装置を用いた方法により成膜されている。この方法を用いて成膜することにより、基材２００を加熱することなく、高い耐磨耗性と優れた光学特性とを有するＭｇＦ２膜２０５を実現している。この場合、最外層に耐磨耗性に優れた膜（例えば、ＳｉＯ２）を別個に形成する必要がない。
【００６１】
また、既に述べたように反射防止膜Ａ，Ｂでは、基材１００，２００上に第１層のＳｉＯ膜１０１，２０１、及び第２層のＳｉＯ膜１０２，２０２が形成されているため、第３層以上の層に成膜する際には電子銃を用いて成膜材料を加熱・蒸散させることができる。従って、抵抗加熱による場合と比較して、大量に生産する際の品質の安定性，生産時における操作性が高く、また、高融点材料を成膜材料として使用することも可能である。
【００６２】
次ぎに、上述した本実施の形態に係る反射防止膜Ａ，Ｂとの比較例として、前記特殊なイオンプレーティング装置を用いずに形成した反射防止膜Ｃの構成を表す断面図を図４に示す。図２，４に示すように反射防止膜Ｃは、図１に示した反射防止膜Ａと同様の基材及び材料から成る所謂ＨＬＨＬ型の反射防止膜である。即ち、基材３００に近い側から順に、第１層のＳｉＯ膜３０１，第２層のＳｉＯ膜３０２，第３層のＺｒＯ２及びＴｉＯ２の混合膜（ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２膜）３０３，第４層のＳｉＯ２膜３０４，第５層のＴｉＯ２膜１０５，第６層のＳｉＯ２膜１０６から構成されている。但し、第５層のＴｉＯ２膜３０５は、上述した特殊なイオンプレーティング装置を用いず、従来から公知の真空蒸着法により成膜されている。
【００６３】
次ぎに、上述した特殊なイオンプレーティング装置及び該装置を用いた成膜方法について説明する。図５は、前記反射防止膜Ａの第５層のＴｉＯ２膜，前記反射防止膜Ｂの第５層のＭｇＦ２膜等の光学膜を成膜することができる成膜装置の一例を示す模式図である。該成膜装置１０は、成膜の方式としてイオンプレーティングに基づいて成膜できるように構成されている。
【００６４】
成膜装置１０は、真空チャンバ１と電力供給ユニット８とを主として備えている。該真空チャンバ１は導電性の材質により形成され、接地されている。該真空チャンバ１内の上部には、成膜される基材（例えば、基材２００）を保持する基材ホルダ２が配置されている。該基材ホルダ２は、導電性の材質によって形成されている。また、該基材ホルダ２は、図示されないモータによって回転駆動されるように成されており、基材ホルダ２を回転させることにより、基材２００を回転させつつ成膜できるように構成されている。真空チャンバ１内の下部には、成膜材料を保持するための坩堝３と、該坩堝３内の成膜材料へ電子ビームを照射するための電子銃４とが配置されている。
【００６５】
また、該成膜装置１０には、特に図示されない真空ポンプ等の排気手段と、ガス供給手段とが備えられ、真空チャンバ１内の空間を所要の真空雰囲気とすることができ、また、例えば所要の酸素雰囲気（又はアルゴン雰囲気等）とすることができる。
【００６６】
前記電力供給ユニット８は、高周波電源ユニット１１とバイアス電源ユニット１２とを備えている。該高周波電源ユニット１１は、一方の出力端子がハイパスフィルタ（ＨＰＦ）１５を介して前記基材ホルダ２に接続されており、他方の出力端子は接地されている。また、バイアス電源ユニット１２は、一方の出力端子がローパスフィルタ（ＬＰＦ）１６を介して前記基材ホルダ２に接続されており、他方の出力端子は接地されている。
【００６７】
従って、前記基材ホルダ２は、高周波電力とバイアス電力との双方を真空チャンバ１内へ供給するための電極をも成している。なお、基材ホルダ２へ高周波電力が印加された場合、真空チャンバ１内にはプラズマが生成され、前記坩堝３から蒸散した成膜材料はイオン化（励起）される。
【００６８】
前記高周波電源ユニット１１の出力について、その具体的な電力値及び周波数は、成膜しようとする膜の材質及び成膜条件等に応じて適宜決定される。
【００６９】
また、高周波電源ユニット１１とハイパスフィルタ１５との間には特に図示しないマッチングボックスが設けられる。このマッチングボックスは、コンデンサ，コイル等からなる周知のマッチング回路により構成されており、該マッチング回路を調整することにより、高周波電源ユニット１１側と真空チャンバ１側とのインピーダンスをマッチングさせることができる。
【００７０】
他方、バイアス電源ユニット１２は、波形生成器１３とバイアス電源１４とを備えている。波形生成器１３は、バイアス電源ユニット１２から出力するためのバイアス電圧の波形を生成してバイアス電源１４へ入力するものである。この波形生成器１３は、定常的に一定値を取る直流波形，各周波数の交流波形，及び方形波又は三角波等の各種の波形を、基本波形として生成させることができる。また、複数の基本波形に基づいて他の基本波形に合成することもできる。そして、波形生成器１３により生成された基本波形に基づき、バイアス電源１４によって所定の大きさの出力のバイアス電圧に増幅される。
【００７１】
なお、前記ハイパスフィルタ１５は、高周波電源ユニット１１からの出力を基材ホルダ２側へ通過させ、バイアス電源ユニット１２からの出力が高周波電源ユニット１１へ入力されるのを阻止する機能を担っている。また、前記ローパスフィルタ１６は、バイアス電源ユニット１２からの出力を基材ホルダ２側へ通過させ、高周波電源ユニット１１からの出力がバイアス電源ユニット１２へ入力されるのを阻止する機能を担っている。
【００７２】
次に、バイアス電源ユニット１２から出力されるバイアス電圧について説明する。図６は、バイアス電源ユニット１２から出力されるバイアス電圧の波形の一例を示している。図６において、横軸は時間（ｓｅｃ．）に対応しており、縦軸は電圧値（Ｖ）の大きさに対応している。
【００７３】
バイアス電圧は、図６に示されるように周期的に電圧値が正負に変動する。より詳述すると該バイアス電圧は、一周期（ＴＷ１＋Ｔ１）のうちの期間ＴＷ１の間は一定の正の電圧値（ＶＰ１）をとる正バイアスを成し、該一周期のうちの他の期間Ｔ１の間は一定の負の電圧値（−ＶＢ１  ）をとる負バイアスを成し、方形パルス状の波形を成している。
【００７４】
以上に説明した成膜装置１０を用い、以下のように光学膜を成膜することができる。なお、以下に示す成膜の手順においては、上述した反射防止膜Ｂの第５層を成すＭｇＦ２膜２０５を成膜する場合について説明する。但し、反射防止膜Ａの第５層を成すＴｉＯ２膜１０５を成膜する場合についても同様の手順に基づいて行えばよい。
【００７５】
初めに、坩堝３にはＭｇＦ２からなる成膜材料を装填し、基材ホルダ２には基材２００をセットする。基材２００を基材ホルダ２にセットするにあたり、成膜しようとする基材２００の表面が坩堝３に対向するようにセットする。そして、電子銃４から射出させた電子ビームを成膜材料へ照射し、該成膜材料を蒸発させる。
【００７６】
他方、電力供給ユニット８を動作させ、基材ホルダ２を介して真空チャンバ１内へ高周波電力を供給し、更に、バイアス電源ユニット１２を動作させて基材ホルダ２へバイアス電圧を印加する。
【００７７】
これにより、真空チャンバ１内にはプラズマが生成される。また、坩堝３にて蒸散された成膜材料は、前記プラズマを通過する際にイオン化（励起）され、ＭｇＦ２イオンは基材２００へ入射・付着し、該基材２００上にＭｇＦ２膜が形成される。
【００７８】
ところで、成膜装置１０を用いて基材２００に成膜する過程において、基材ホルダ２に高周波電圧が印加され、更に真空チャンバ１内にプラズマが形成されると、基材２００の表面近傍には、いわゆる自己バイアスに伴う負電位が形成される。
【００７９】
そして、かかる自己バイアスに伴う負電位，及びバイアス電圧の負バイアスによって、正電荷を帯びたＭｇＦ２イオンを基材２００へ向かって加速させることができる。このように、バイアス電圧の負バイアスによってＭｇＦ２イオンを一層加速することができ、基材２００に形成されるＭｇＦ２膜をより緻密な構造にすることができる。
【００８０】
また、成膜装置１０を用いた成膜過程においては、イオン化したＭｇＦ２から結合の弱い弗素が解離され易いが、バイアス電圧が期間ＴＷ１の間に正バイアスをとるため、負電荷を帯びた弗素イオンを基材２００に取り込むことができる。従って、基材２００に形成される膜における弗素の欠乏を防ぐことができ、弗素の欠乏に伴って生ずるＭｇＦ２膜の光学特性の低下を防ぐことができる。
【００８１】
ここで、前記自己バイアスについて簡単に説明する。ハイパスフィルタ１５は、高周波電源ユニット１１に対して直列に接続されたブロッキングコンデンサ（図示せず）を有している。該ブロッキングコンデンサは、電流の高周波成分は透過させるが直流成分は遮断するという機能を有している。従って、高周波電力が真空チャンバ１内に供給された場合、該高周波電力の供給によって発生したプラズマから基材ホルダ２に流入した電荷は前記ブロッキングコンデンサに蓄積される。従って、ブロッキングコンデンサの両端には、ブロッキングコンデンサの容量と電荷量とによって決まるオフセット電圧が生じ、このオフセット電圧が基材ホルダ２に印加される。また、プラズマ中に存在する電子とイオンとを比較すると、電子の方が速い速度で基材ホルダ側に移動するため、前記オフセット電圧は基材ホルダ２側が負の一定値となる。このような仕組みでプラズマに接する電極（ここでは基材ホルダ２）に発生する電圧を自己バイアスと呼んでいる。
【００８２】
次に、この自己バイアスとバイアス電源ユニット１２から出力されるバイアス電圧との関係について説明する。ハイパスフィルタ１５が有するブロッキングコンデンサとバイアス電源ユニット１２とは基材ホルダ２に対し互いに並列に接続されている。このような場合には、自己バイアスとバイアス電源ユニット１２によるバイアス電圧とのうち、優勢な方の電圧が支配的に基材ホルダ２に印加される。本実施の形態では、バイアス電源ユニット１２からの出力であるバイアス電圧が優勢であり、このバイアス電圧が支配的に基材ホルダ２に印加される。図７は、基材ホルダ２の電位を示すグラフである。図７に示すように、基材ホルダ２の電位ＶＨは、バイアス電源ユニット１２によるバイアス電圧（図６参照）にほぼ従ったものとなり、それと同様に変化する。
【００８３】
なお、バイアス電圧としては図６に示した波形のものに限られない。例えば、正弦波状の波形を有するものであってもよく、好ましくは負の平均値と正の最大値を有し、その周波数が２０ＫＨｚ以上且つ２．４５ＧＨｚ以下の周波数の波状に変化する電圧であればよい。また、バイアス電圧の周波数としてはより高い周波数であることが望ましいが、周波数を高くし過ぎると真空チャンバ１内に生成されるプラズマが不安定となるため、実用的には上述したように２．４５ＧＨｚ以下とするのが望ましい。
【００８４】
次ぎに、上述した本実施の形態に係る反射防止膜Ａ，Ｂと、比較例としての反射防止膜Ｃとを比較する。図８は、前記反射防止膜Ａ，Ｂ，Ｃについて、各波長（約３５０ｎｍ〜８００ｎｍ）を有する光に対する反射率を示すグラフである。
【００８５】
図８に示すように、前記反射防止膜Ａ，Ｂは、約４００ｎｍ〜６５０ｎｍの範囲の波長を有する光に対し、平均反射率が約０．２％であり、前記反射防止膜Ｃについての同範囲の波長を有する光に対する平均反射率は約０．５％であった。従って、本実施の形態に係る反射防止膜Ａ，Ｂは共に、上記成膜装置１０を用いずに形成した反射防止膜Ｃと比較して良好な反射防止特性を有していることが判る。
【００８６】
ところで、上述した反射防止膜Ａは、前記範囲の波長を有する光が透過する際に光量損失が無いとした場合、その光の透過率を９９．８％と仮定することができる。同様に、反射防止膜Ｂの光の透過率も９９．８％と仮定することができ、反射防止膜Ｃの光の透過率は９９．５％と仮定することができる。
【００８７】
従って、例えばレンズの両面を反射防止膜Ａでコーティングした場合、このレンズ（以下、「レンズＡ」という）における反射防止膜の透過率は９９．６％となる。同様に、レンズ両面を反射防止膜Ｂでコーティングした場合、このレンズ（以下、「レンズＢ」という）における反射防止膜の透過率は９９．６％となる。他方、レンズ両面を反射防止膜Ｃでコーティングした場合、このレンズ（以下、「レンズＣ」という）における反射防止膜の透過率は９９．０％となる。このようにレンズＡ，ＢとレンズＣとでは、コーディングされた反射防止膜の透過率に約０．６％もの差が存在することとなる。
【００８８】
また、望遠用のカメラレンズアレイでは、一般に１０枚ものレンズが組み合わされて構成されていることが多々ある。このようなカメラレンズアレイを前記レンズＡ，Ｂ，又はレンズＣを用いて構成した場合、レンズＡ，Ｂを用いて構成したカメラレンズアレイの光の透過率は０．９９６１０＝０．９６１（９６．１％）となり、レンズＣを用いて構成したカメラレンズアレイの光の透過率は０．９９０１０＝０．９０４（９０．４％）となる。このように、反射防止膜Ａ，Ｂを用いた場合と、反射防止膜Ｃを用いた場合とで、カメラレンズアレイの光の透過率は約５．７％もの差が存在することとなり、両カメラレンズアレイの光学特性に格段の差が生じることが判る。従って、反射防止膜Ａ，Ｂが極めて良好な光学特性を有していることが判る。
【００８９】
また、反射防止膜Ａ，Ｂについての耐磨耗性試験の結果を表す写真を図９に、反射防止膜Ｃについての耐磨耗試験の結果を表す写真を図１０に夫々示す。図９，１０に示すように、反射防止膜Ｃに対して反射防止膜Ａ，Ｂは、膜の剥離もなく、傷もほとんどない良好な耐磨耗性を有していることが判る。
【００９０】
以上に詳述したように、本発明に係る光学用反射防止膜及びその成膜方法によれば、アクリル等の剛性樹脂から成る基材との密着性，耐環境性，耐磨耗性，耐薬品性に優れ、且つ、好適な光学特性を有するケイ素酸化物の膜を有する光学用反射防止膜を実現することができる。
【００９１】
また、合成樹脂を基材とし、所謂ＨＬＨＬ型の多層膜を有する反射防止膜において、最外層から２番目の層に位置する膜の屈折率を従来に比して一段と高め、優れた反射防止特性を有する反射防止膜を実現することができる。
【００９２】
また、合成樹脂を基材とし、所謂ＭＨＬ型の多層膜を有する反射防止膜において、十分な硬性と、光学膜として十分に低い屈折率とを有するＭｇＦ２膜を形成し、優れた反射防止特性を有する反射防止膜を実現することができる。
【００９３】
なお、本実施の形態においては図１に示すようにＨＬＨＬ型として４層を成す反射防止膜Ａについて説明しているが、５層又はそれ以上の多層を成すようにしてもよい。
【００９４】
また、本実施の形態において、図１及び図３の反射防止膜Ａ，Ｂを構成する各層の構成材料は上記に限定されるものではなく、これ以外の材料から構成されてもよい。例えば、図１に示すＨＬＨＬ型の反射防止膜Ａでは、前述のように最外層から２番目の層に位置する屈折率の高い第５層１０５がＴｉＯ２を主成分として構成されているが、該性質を有する第５層は、ＴｉＯ２以外に、透明で屈折率が２．２〜２．４の範囲と高い材料から構成されてもよい。具体的には、反射防止膜Ａにおいて、第５層１０５は、ＴｉＯ２、ＺｒＯ２、Ｔｉ２Ｏ５、Ｔｉ２Ｏ３、Ｔｉ３Ｏ５、Ｔａ２Ｏ５、Ｎｂ２Ｏ５、並びに、ＴｉＯ２及びＺｒＯ２の混合物の何れか一つを主成分として構成されてもよい。また、例えば、図１の反射防止膜Ａにおいて、屈折率の低い最外層に相当する第６層１０６が、前述のイオンプレーティング法により形成されたＭｇＦ２膜から構成されてもよい。第６層１０６をＭｇＦ２膜で構成することにより、該層１０６において、十分な硬性と十分低い屈折率とを実現することができるので、優れた反射防止膜を実現することができる。
【００９５】
また、基材１００，２００上に形成される第１層及び第２層は、ＳｉＯ以外のケイ素酸化物から構成されてもよく、あるいは、それ以外の材料から構成されてもよい。さらに、第１層及び第２層が、異なる材料から構成されてもよい。なお、第１層及び第２層が同一の材料から構成される場合には、両層の密着性が良好となる。また、本実施の形態のように第１層及び第２層がＳｉＯから構成される場合には、光学特性等において本発明の効果が有効に奏される。
【００９６】
また、本実施の形態においては、図１に示すＨＬＨＬ型の反射防止膜Ａの第５層１０５を構成するＴｉＯ２膜が、前述のイオンプレーティング法（すなわち高周波電圧を与えることにより生成させたプラズマを用いた特殊なイオンプレーティング法）により成膜する場合について説明したが、該ＴｉＯ２膜は、このようなイオンプレーティング法以外の成膜方法、例えば、イオン銃を用いたイオンビーム蒸着法やプラズマ銃を用いた方法によっても成膜が可能である。以下に、これらの方法について詳細に説明する。
【００９７】
図１２（ａ），（ｂ）及び図１３（ｃ），（ｄ）は、図１の反射防止膜Ａの第５層１０５たるＴｉＯ２膜等の光学膜を成膜することができる成膜装置の他の構成例を示す概略的な模式図である。本実施の形態においては、成膜装置が、前述のイオンプレーティング法の代わりに、イオンビーム蒸着法に基づいて成膜できるように構成されている。
【００９８】
まず、図１２（ａ）に示す成膜装置では、真空チャンバ１内の上部に、基材１００を保持する基材ホルダ２が配置されている。該基材ホルダ２は、モータＭによって回転駆動されるように構成されている。真空チャンバ１内の下部には、基材ホルダ２に取り付けられた基材１００の成膜面と対向するように、成膜材料を主成分として構成されるターゲット２０が配設されている。ここでは、ターゲット２０は、Ｔｉを主成分として構成される。さらに、該ターゲット２０の主面に上方からイオンビーム２１を照射するイオン銃２２が、真空チャンバ１内の側部に配設されている。そして、該イオン銃２２には、イオン源たるガスを供給するイオン源供給部２２ａが配設されている。後述するように、ここでは、イオン源供給部２２ａからイオン銃２２にアルゴンガスが供給される。イオン銃２２としては従来から使用されているものを利用することができる。すなわち、ここでは図示を省略しているが、イオン銃２２の内部には、プラズマを発生させる放電電極や、発生したプラズマからイオンを選択的に取り出してイオンビームを形成するための構造等が配設されている。
【００９９】
また、ここでは図示を省略しているが、前述の実施の形態と同様、成膜装置には、真空ポンプ等の排気手段と、反応ガス供給手段とが配設されている。それにより、真空チャンバ１内の空間を所要の真空雰囲気とすることができ、また、例えば、所要の反応ガス雰囲気（ここでは酸素雰囲気）とすることができる。
【０１００】
次ぎに、上記の成膜装置を用いて、図１の反射防止膜Ａの第５層たるＴｉＯ２膜を成膜する方法について説明する。
【０１０１】
まず、図１に示すように表面に第１〜第４層１０１〜１０４が形成された基材１００を、基材ホルダ２に取り付ける。ここでは、各層１０１〜１０４が形成された基材１００の面がＴｉＯ２膜の成膜面であり、該成膜面がチャンバ内方を向くように基材１００を配置する。また、基材１００の成膜面と対向するように、真空チャンバ１内の下部に、ターゲット２０を配置する。そして、排気を行って真空チャンバ１内を所要の真空雰囲気とするとともに、反応ガスたる酸素ガスを供給してチャンバ内を所要の酸素雰囲気とする。
【０１０２】
続いて、イオン源供給部２２ａからイオン銃２２にアルゴンガスを供給し、イオン銃２２の内部において、放電を行ってプラズマを形成し該プラズマからアルゴンイオンを選択的に取り出す。そして、取り出したアルゴンイオンの流束（以下、これをイオンビームと呼ぶ）２１をターゲット２０に向けて出射させ、イオンビーム２１をターゲット２０に照射する。このような照射により、ターゲット２０を構成する成膜材料（すなわちＴｉ）が該イオンによりスパッタされて蒸発する。蒸散したＴｉ２０ａは、チャンバ内の酸素ガスと反応し、ＴｉＯ２となって基材１００へ付着・堆積する。それにより、ＴｉＯ２膜が形成される。このような成膜は、基材ホルダ２とともに基材１００を回転させた状態で行う。
【０１０３】
本例のように、イオン銃２２を備えた成膜装置を用いてＴｉＯ２膜を成膜した場合においても、前述のイオンプレーティング法における効果と同様、基材１００を高温に加熱することなく高屈折率のＴｉＯ２膜を形成することが可能となる。
【０１０４】
図１２（ｂ）に示す成膜装置は、図１２（ａ）の成膜装置と同様の構成を有するが、以下の点で図１２（ａ）の装置と異なっている。すなわち、本例の成膜装置では、図１２（ａ）の装置と同様に装置の上方側部にイオン銃２２が配設されるだけでなく、さらに、装置の下方側部にイオン銃２３が配設されている。ここでは、上方に配設されたイオン銃２２を第１イオン銃と称し、下方に配設されたイオン銃２３を第２イオン銃と称する。第１及び第２イオン銃２２，２３は、図１２（ａ）の場合と同様、従来から使用されているものと同様の構成を有しており、イオン源としてアルゴンガスが供給される。
【０１０５】
このように２つのイオン銃２２，２３が配設された本例の装置では、第１イオン銃２２が、図１２（ａ）のイオン銃と同様に、ターゲット２０にイオンビーム２１を照射して成膜材料たるＴｉを蒸発させる。そして、該蒸発したＴｉ２０ａを用いて、図１２（ａ）の場合と同様にしてＴｉＯ２膜が形成される。一方、第２イオン銃２３は、より緻密な膜を形成するために、第１イオン銃２２を補助（アシスト）する。すなわち、第２イオン銃２３は、基材１００の成膜面に堆積したＴｉＯ２膜に、装置の下方からイオンビーム２１を照射し、該ＴｉＯ２膜を押し固める（これをボンバードと呼ぶ）。本例では、図１２（ａ）において前述した効果の他に、第２イオン銃２３により堆積したＴｉＯ２膜を押し固めることができるので、さらに緻密なＴｉＯ２膜を成膜することが可能となる。
【０１０６】
図１３（ｃ）に示す成膜装置は、図１２（ｂ）の成膜装置と同様の構成を有するが、以下の点が異なっている。すなわち、本例の装置は、第１イオン銃２２によりターゲット２０をスパッタして成膜材料（Ｔｉ）を蒸発させる代わりに、坩堝２４に充填された成膜材料２５に、電子銃２７から出射された電子ビーム２８を照射して該材料２５を蒸発させる構成である。具体的には、基材ホルダ２に取り付けられた基材１００と対向するように坩堝２４が配置されるとともに、該坩堝２４に充填された成膜材料（Ｔｉ）２５に電子ビーム２８を出射する電子銃２７、及び、該電子ビーム２８を屈曲させて成膜材料２５に導く電子ビーム誘導構造（図示せず）が配置されている。
【０１０７】
電子銃２７としては、従来構成のものが用いられている。すなわち、ここでは図示を省略しているが、電子銃２７では、内部においてフィラメントが加熱されて熱電子が発生し、該熱電子の流束（以下、これを電子ビームと呼ぶ）２８が電子銃２７を出射する。そして、例えば磁石を用いた電子ビーム誘導構造によって、該電子ビーム２８が坩堝２４に導かれ、成膜材料２５に照射されて該材料２５を蒸発させる。蒸発した成膜材料２５ａは、チャンバ内の酸素ガスと反応してＴｉＯ２となり、基材１００の成膜面に付着・堆積する。ここで、本例では、図１２（ｂ）の場合と同様、堆積したＴｉＯ２膜にイオン銃２３からイオンビーム２１を照射してアシストを行うため、前述のように、膜のさらなる緻密化が図られる。
【０１０８】
図１３（ｄ）示す成膜装置では、真空チャンバ１内に、導電性の材質から形成された基材ホルダ２が配設されている。そして、該基材ホルダ２に取り付けられる基材１００の成膜面と対向するように、成膜材料（Ｔｉ）２５を充填した坩堝２４が配設されている。該坩堝２４は導電性の材質から形成されており、前述の基材ホルダ２とともに電源に直列に接続されている。坩堝２４と基材ホルダ２との間のチャンバ内空間には、加熱可能に形成されたフィラメント２８とイオン化用電極２９とが、坩堝２４と基材１００とを結ぶ方向に交差する方向において対向するように配設されている。さらに、該フィラメント２８及びイオン化用電極２９よりも基材ホルダ２側には、前述の交差方向において対向する一対の加速電極３１が配設されている。該加速電極３１は、図示しない電源に接続されている。
【０１０９】
なお、ここでは図示を省略しているが、本例の装置は、真空チャンバ１内の排気を行う排気手段、及び、チャンバ内に反応ガスを供給する反応ガス供給手段とを備えており、該反応ガスとしては、酸素が用いられる。
【０１１０】
本例の装置では、基材ホルダ２と坩堝２４との間に電圧を印加し、坩堝２４から成膜材料（Ｔｉ）２５噴出させて、該材料２５を中性クラスタ３０状態として蒸発させる。なお、クラスタとは、５００〜１０００個の原子が緩く結合した状態をさす。そして、フィラメント２８を加熱して熱電子を発生させ、イオン化用電極２９との間の放電によって、中性クラスタ３０をイオン化させる。以下、イオン化したクラスタをイオン化クラスタ３２と呼ぶ。イオン化クラスタ３２は、チャンバ内の酸素ガスと反応し、さらに、加速電極３１により加速されて基材１００の表面に付着・堆積する。それにより、ＴｉＯ２膜が形成される。以上のように、成膜材料自体をイオンビーム化する本例においても、イオン銃を用いた前述の場合と同様の効果が得られる。また、ここでは、成膜材料がイオン化クラスタを形成するため、より良好な膜質の膜が得られる。
【０１１１】
なお、上記図１２（ａ），（ｂ）及び図１３（ｃ）の成膜装置においては、成膜時に基材側にバイアス電圧を印加しないため、前述のイオンプレーティングの場合のように基材側に正バイアス及び負バイアスを印加することはできない。したがって、これらの装置を、図３の反射防止膜ＢのＭｇＦ２膜の成膜に適用すると、基材側に適宜正バイアスを印加することによって弗素の解離を防止するという、前述のイオンプレーティング法における効果は得られない。一方、図１３（ｄ）の成膜装置は、基材側に電圧を印加する構成であるため、基材側に適宜正バイアスを印加することができる。したがって、該装置を図３の反射防止膜ＢのＭｇＦ２膜の成膜に用いると、前述のイオンプレーティング法の場合と同様、弗素の解離防止効果が得られる。
【０１１２】
図１４は、図１の反射防止膜Ａの第５層１０５のＴｉＯ２膜、及び、図３の反射防止膜Ｂの第５層２０５のＭｇＦ２膜等の光学膜を成膜することができる成膜装置のさらに他の例を示す概略的な模式図である。本実施の形態においては、成膜装置が、図１２，１３に示す実施の形態のイオン銃の代わりに、プラズマ銃を用いた方法に基づいて成膜できるように構成されている。
【０１１３】
図１４に示すように、本実施の形態の成膜装置は、真空チャンバ１と、該真空チャンバ１内にプラズマを発生させるためのプラズマ銃４０とを備える。なお、ここでは図示を省略しているが、成膜装置は、真空チャンバ１内の排気を行う真空ポンプ等の排気手段と、真空チャンバ１内に反応ガスを供給する供給ポンプ等の反応ガス供給手段とを備えている。ここでは、反応ガスとして、酸素が該チャンバ内に供給される。
【０１１４】
真空チャンバ１は、反応ガス供給口４１、ガス排気口４２、及びプラズマ導入口４３を有している。反応ガス供給口４１は反応ガス供給手段（図示せず）に接続されており、ガス排気口４２は排気手段（図示せず）に接続されており、プラズマ導入口４３はプラズマ銃４０に接続されている。そして、真空チャンバ１内の上部には、基材１００を保持する基材ホルダ２が配置されている。該基材ホルダ２は、導電性の材質によって形成されており、チャンバ外部に配設されたイオン集積電源４４に電気的に接続されている。イオン集積電源４４は、接地されている。また、基材ホルダ２は、モータ（図示せず）によって回転駆動されるように構成されている。
【０１１５】
真空チャンバ１内の下部には、蒸発源６０が配置されている。蒸発源６０は、成膜材料６１が充填される坩堝６２と、後述するようにプラズマ銃４０から出射された電子ビーム４５が成膜材料６１に照射されるように該電子ビーム４５の進行方向を屈曲させる電子ビーム集積磁石６３が内部に配置された支持体６４とから構成される。蒸発源６０は導電性の材質から形成されており、外部に配設された放電電極５０に接続されるとともに接地されている。このような蒸発源６０は、後述のプラズマ発生のための放電の際に、陽極として機能する。
【０１１６】
プラズマ銃４０は、真空チャンバ１の側部に配設されており、該銃４０の内部空間は、発生した電子ビーム４５が電子ビーム導入口４３を介して真空チャンバ１内に導入されるように真空チャンバ１内に連通している。プラズマ銃４０としては、従来から使用されるプラズマ銃を用いている。
【０１１７】
すなわち、プラズマ銃４０の内部には、対向して配置された一対のプラズマ発生用陰極４６が配置されており、また、真空チャンバ１との接続部と該陰極４６との間には、発生したプラズマから電子を引き出すための第１及び第２中間電極４７，４８が、電子ビームの供給経路に順に配置されている。さらに、プラズマ銃４０では、真空チャンバ１との接続部付近に、一対のプラズマ流収束用コイル４９が配置されている。各電極４６，４７，４８は、抵抗が適宜配置された配線を介して、蒸発源６０と共通の放電電源５０に接続されている。このようなプラズマ銃４０では、陰極４６の上流側にキャリアガス導入口５１が形成されており、該キャリアガス導入口５１は、キャリアガス供給手段（図示せず）に接続されている。ここでは、キャリアガス供給手段により、アルゴンガスがプラズマ源としてプラズマ銃４０に供給される。
【０１１８】
次ぎに、上記構成を有する装置を用いて、図１の反射防止膜Ａの第５層１０５たるＴｉＯ２膜を成膜する場合について説明する。
【０１１９】
まず、図１に示すように表面に第１〜第４層１０１〜１０４が形成された基材１００を、基材ホルダ２に取り付ける。ここでは、各層１０１〜１０４が形成された基材１００の面がＴｉＯ２膜膜の成膜面であり、該成膜面がチャンバ内方に向くように基材１００が配置される。そして、坩堝６２内に成膜材料６１を充填する。なお、ここでは成膜材料６１としてＴｉを用いているが、ＴｉＯ２等のＴｉ酸化物を成膜材料として用いてもよい。そして、排気手段（図示せず）によって、ガス排気口４２を通じて排気を行い、チャンバ内を所定の真空状態に保つとともに、反応ガスたる酸素ガスを、反応ガス供給手段（図示せず）から反応ガス導入口４１を通じてチャンバ内に所定量供給する。
【０１２０】
一方、プラズマ発生のためのキャリアガスたるアルゴンガスを、キャリアガス供給手段（図示せず）からキャリアガス導入口５１を通じてプラズマ銃４０内に供給する。供給されたアルゴンガスは、陰極４６と陽極たる蒸発源６０との間の放電により、プラズマ状態となる。そして、第１及び第２中間電極４７，４８の作用により、該プラズマから電子が選択的に引き出される。プラズマから引き出された電子の流束（すなわち電子ビーム４５）は、プラズマ流収束用コイル４９によって収束され、さらに、蒸発源６０の電子ビーム集積磁石６３によって発生した磁界の作用を受ける。それにより、該電子ビーム４５が、プラズマ導入口４３を通じて真空チャンバ１内に導入され、坩堝６２内の成膜材料６１に照射される。このような電子ビーム４５の照射により、成膜材料６１が蒸発する。また、該電子ビーム４５により、チャンバ内の酸素ガスと電子ビーム４５の電子とが衝突し、それにより、チャンバ内にプラズマが発生する。
【０１２１】
蒸発した成膜材料６１は、チャンバ内に発生した上記プラズマ中を通過する過程で、該プラズマにより励起されてイオン化する。本例では、特に、電子ビーム４５が照射された成膜材料の蒸発濃度の高い部分において、プラズマによりイオン化を行うことができるため、イオン化効率の向上が図られる。
【０１２２】
イオン化した成膜材料は、チャンバ内の酸素と反応するとともに、イオン集積電源４４からバイアス電圧が印加された基材側に該電圧によって加速されて移動し、基材１００の成膜面に衝突・付着する。それにより、基材１００の成膜面に、ＴｉＯ２膜が形成される。
【０１２３】
本実施の形態では、プラズマ銃４０を用いているため、緻密な膜を形成することが可能となる。また、前述のようにイオン化効率の向上が図られるため、反応性が高くなり、膜質の向上が図られる。
【０１２４】
なお、上記においては、プラズマ銃を備えた本実施の形態の成膜装置を用いてＴｉＯ２膜を成膜する場合について説明したが、該装置を、図３の反射防止膜Ｂの第５層２０５たるＭｇＦ２膜の成膜に適用することも可能である。この場合、イオン集積電源４４から基材側に、図６に示すように適宜正バイアスを印加することにより、前述の弗素解離防止効果を得ることが可能となる。
【０１２５】
【発明の効果】
本発明によれば、合成樹脂から成る基材との密着性，耐環境性，耐磨耗性，耐薬品性を確保し、且つ、好適な光学特性を有する光学用反射防止膜、及びその成膜方法を提供することができる。
【０１２６】
また、合成樹脂を基材とし、所謂ＨＬＨＬ型の多層膜を有する反射防止膜において、最外層から２番目の層に位置する膜の屈折率を従来に比して一段と高めた反射防止膜、及びその成膜方法を提供することができる。
【０１２７】
また、合成樹脂を基材とし、例えば所謂ＭＨＬ型の多層膜を有する反射防止膜において、十分な硬性と、光学として十分に低い屈折率とを有するＭｇＦ２膜を備える光学用反射防止膜、及びその成膜方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る反射防止膜の構成を示す断面図である。
【図２】本実施の形態に係る反射防止膜について、各層の主成分たる薬品，各層の物理膜厚，光学膜厚，及び設計波長を示す図表である。
【図３】本発明の実施の形態に係る反射防止膜の他の構成を表す断面図である。
【図４】本実施の形態に係る反射防止膜との比較例としての反射防止膜の構成を表す断面図である。
【図５】図１に示す反射防止膜の第５層のＴｉＯ２膜，及び図３に示す反射防止膜の第５層のＭｇＦ２膜等の光学膜を成膜することができる成膜装置の一例を示す模式図である。
【図６】図５に示す成膜装置が備えるバイアス電源ユニットから出力されるバイアス電圧の波形の一例を示している。
【図７】図５に示す成膜装置が備える基材ホルダの電位を示すグラフである。
【図８】図１，３，４に示す各反射防止膜について、各波長を有する光に対する反射率を示すグラフである。
【図９】図１，３に示す反射防止膜についての耐磨耗性試験の結果を表す写真である。
【図１０】図４に示す反射防止膜についての耐磨耗試験の結果を表す写真である。
【図１１】基材上にケイ素酸化物を比較的薄く形成した場合について、環境テストを行った後の反射防止膜の表面状態の写真である。
【図１２】図１に示す反射防止膜の第５層のＴｉＯ２膜等の光学膜を成膜することができる成膜装置の他の例を示す該略的な模式図である。
【図１３】図１に示す反射防止膜の第５層のＴｉＯ２膜等の光学膜を成膜することができる成膜装置の他の例を示す概略的な模式図である。
【図１４】図１に示す反射防止膜の第５層のＴｉＯ２膜等の光学膜を成膜することができる成膜装置のさらに他の例を示す概略的な模式図である。
【符号の説明】
１  真空チャンバ
２  基材ホルダ
３  坩堝
４  電子銃
８  電力供給ユニット
１０  成膜装置
１１  高周波電源ユニット
１２  バイアス電源ユニット
１３  波形生成器
１４  バイアス電源
１５  ハイパスフィルタ（ＨＰＦ）
１６  ローパスフィルタ（ＬＰＦ）
２０  ターゲット
２２  イオン銃
４０  プラズマ銃
１００，２００  基材
１０１，２０１  ＳｉＯ膜（第１層）
１０２，２０２  ＳｉＯ膜（第２層）
１０３  ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２膜（第３層）
１０４  ＳｉＯ２膜（第４層）
１０５  ＴｉＯ２膜（第５層）
１０６  ＳｉＯ２膜（第６層）
２０３  Ａｌ２Ｏ３膜（第３層）
２０４  ＺｒＯ２＋ＴｉＯ２膜（第４層）
２０５  ＭｇＦ２膜（第５層）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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