(57)【要約】【課題】光学的，物理的特性のバリエーションに富んだ新規な光学物品を提供する。【解決手段】被覆層Ｆが基板Ｓの表面に形成された光学物品Ｐであって、被覆層Ｆは、酸窒化ケイ素、酸窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、および酸化ケイ素からなる群より選択される材料からなる薄膜を積層したものである。このように、薄膜を酸窒化ケイ素、酸窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、および酸化ケイ素からなる群より選択するため、二酸化チタンおよび二酸化ケイ素の２種類のみからなる従来の光学物品と比較して、光学的，物理的特性のバリエーションに富んだ光学物品を提供することが可能となる。【選択図】図１
2007248562.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
異なる材料からなる２種類以上の薄膜を積層した被覆層が基体の表面に形成された光学物品であって、前記薄膜は、酸窒化ケイ素，酸窒化アルミニウム，窒化ケイ素，窒化アルミニウム，酸化アルミニウム，および酸化ケイ素からなる群より選択される材料で形成されたことを特徴とする光学物品。
【請求項２】
前記薄膜のうち少なくとも１つが、酸窒化アルミニウム，窒化アルミニウム，および酸化アルミニウムからなる群より選択される材料からなることを特徴とする請求項１に記載の光学物品。
【請求項３】
前記薄膜のうち少なくとも１つが、次の一般式：ＳｉＯｘ１Ｎｙ１（ここで、０＜ｘ１≦０．５、１≦ｙ１＜１．３３であり、ｘ１＝０のときｙ１＝１．３３、ｘ１＝２のときｙ１＝０である）で示される酸窒化ケイ素，または窒化ケイ素からなることを特徴とする請求項１に記載の光学物品。
【請求項４】
前記光学物品は、赤外線領域の光を透過する性質を有するフィルタであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の光学物品。
【請求項５】
前記フィルタは光学リフレクタであることを特徴とする請求項４に記載の光学物品。
【請求項６】
異なる材料からなる第１の薄膜および第２の薄膜を交互に積層した被覆層が基体の表面に形成された光学物品の製造方法であって、
真空容器内の成膜プロセス領域内でアルミニウムまたはケイ素からなるターゲットをスパッタして前記基体の表面にアルミニウムまたはケイ素からなる第１の膜原料物質を付着させる第１のスパッタ工程と、
前記成膜プロセス領域と離間した位置に形成された反応プロセス領域に前記基体を搬送する第１の基体搬送工程と、
前記反応プロセス領域に少なくとも窒素ガスおよび酸素ガスから選択される少なくとも１種類の反応性ガスを供給する第１の反応性ガス供給工程と、
前記反応プロセス領域内で前記反応性ガスのプラズマを発生させて前記第１の膜原料物質の反応物を生成させる第１のプラズマ処理工程と、からなる第１の薄膜形成工程により第１の薄膜を形成し、
前記成膜プロセス領域に前記基体を再度搬送する再搬送工程と、
前記成膜プロセス領域内でアルミニウムまたはケイ素からなるターゲットをスパッタして前記基体の表面にアルミニウムまたはケイ素からなる第２の膜原料物質を付着させる第２のスパッタ工程と、
前記反応プロセス領域に前記基体を搬送する第２の基体搬送工程と、
前記反応プロセス領域内で前記反応性ガスのプラズマを発生させて前記第２の膜原料物質の反応物を生成させる第２のプラズマ処理工程と、からなる第２の薄膜形成工程により第２の薄膜を形成し、
前記第１の薄膜形成工程と前記第２の薄膜形成工程を順次繰り返すことにより前記被覆層を形成することを特徴とする光学物品の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は光学物品およびその製造方法に係り、特に、基体の表面に被覆層が形成された光学物品およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
プラスチックやガラスなどの基板の表面に種々の材料からなる薄膜を積層した光学物品が知られている。光学物品は、積層する薄膜の屈折率や硬度等の特性によって、様々な光学的，物理的特性を備える。
【０００３】
光学物品の例として光学リフレクタがある。光学リフレクタは、反射層に入射する光線のうち主として可視光領域の光（約３５０〜７５０ｎｍ）に対して透過率が低く、赤外線領域（８００〜１１００ｎｍ）の光に対しては高い透過率を示す性質を備えている。すなわち、反射層に入射する光線のうち主として可視光領域の光を反射し、赤外線領域の光を吸収する性質を備えている。光学リフレクタは、自動車やプロジェクターなどのランプや、自転車や道路標識の反射板といった種々の用途に用いられている。
また、同様の性質を有する他の光学物品として、赤外線ランプの反射板や暗視撮影用の赤外線透視フィルタ、防曇用の窓ガラス等に用いられる熱線反射膜などがある。
【０００４】
このような光学物品として、従来から二酸化ケイ素や二酸化チタンを積層して反射層を形成した反射鏡（すなわち、光学リフレクタ）が広く利用されてきた。例えば、ガラス基体上に二酸化チタンと二酸化ケイ素との交互層からなる誘電体多層膜（すなわち、光学フィルタ）が形成された反射鏡を光源装置に用いられた例が知られている（例えば、特許文献１）。
このような光学リフレクタを備えることで、光源装置の発光体からの光線のうち主として可視光を反射し、赤外線領域の光を透過することが可能となる。
【０００５】
【特許文献１】特開平６−３６７４７号（請求項１，請求項２，段落００１９，図１など）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
このように光学リフレクタは、赤外線領域の光を透過して、可視光領域の光を反射する性質を備えているが、その使用目的や使用環境に応じて、赤外線領域の透過波長や透過率、可視光波長の反射波長や反射係数など、様々な光学的特性が要求される。
また、光学フィルタが赤外線領域の光を透過しやすい性質を有しているため、光学フィルタを透過した赤外線がガラス基板で吸収されて、その熱効果によりガラス基体が加熱され、光学リフレクタ全体の温度が高くなるという性質がある。また、光源装置の光学リフレクタとして使用する場合、光源からの放射熱により光学リフレクタ全体の温度が高くなることがある。従って、光学リフレクタを構成する光学フィルタは、耐熱性に優れた性質を有することが必要とされる。
さらに、光学リフレクタは、自動車のランプや道路標識などに用いられることが多いが、これらの使用される環境では、光学リフレクタが風雨や飛来物に曝されることが多く、このため表面に損傷を負いやすい。従って、光学リフレクタの表面の光学フィルタは、耐摩耗性に優れた性質を備えていることが好ましい。
【０００７】
しかしながら、従来の光学フィルタの材料は、二酸化チタンと二酸化ケイ素の２種類の材料しか用いられておらず、これらの材料から形成される光学フィルタは、屈折率や減衰係数などの光学的特性や、融点や硬度などの物理的特性のバリエーションに乏しく、種々の特性を備えた光学フィルタを作成することが困難であった。
加えて、二酸化ケイ素の融点は１６６０℃、二酸化チタンの融点は１８４０℃と、いずれの材料も低融点である。このため、このような低融点材料で形成された光学フィルタは、耐熱性が低く、熱により容易に損傷したり光学的特性に変化が生じたりする不都合があった。
また、二酸化ケイ素のビッカース硬さは６４０Ｈｖ、二酸化チタンは１１００Ｈｖといずれも硬度が低い。このため、このような低硬度材料で形成された光学フィルタは耐摩耗性に乏しく、表面への衝撃などに対して容易に破損するという不都合があった。
【０００８】
本発明の目的は、従来の光学物品と比較して、光学的特性や物理的特性のバリエーションに富み、様々な特性を有する新規な光学物品を提供することにある。
また、本発明の他の目的は、特に耐熱性，耐摩耗性に優れた光学物品を提供することにある。
さらにまた、本発明の他の目的は、上記のようなバリエーションに富んだ光学物品の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の光学物品は、異なる材料からなる２種類以上の薄膜を積層した被覆層が基体の表面に形成された光学物品であって、前記薄膜は、酸窒化ケイ素，酸窒化アルミニウム，窒化ケイ素，窒化アルミニウム，酸化アルミニウム，および酸化ケイ素からなる群より選択される材料で形成されたことにより解決される。
このように、本発明の光学物品によれば、基体の表面に形成される被覆層が、酸窒化ケイ素，酸窒化アルミニウム，窒化ケイ素，窒化アルミニウム，酸化アルミニウム，および酸化ケイ素からなる群より選択される材料を積層して形成される。このため、二酸化ケイ素と二酸化チタンの２種類のみからなる従来の光学物品と比較して、光学的，物理的特性のバリエーションに富んだ光学物品を提供することが可能となる。
【００１０】
この場合、前記薄膜のうち少なくとも１つが、酸窒化アルミニウム，窒化アルミニウム，および酸化アルミニウムからなる群より選択される材料からなることが好ましい。
【００１１】
本発明の光学物品は、被覆層を形成する薄膜のうち少なくとも１つが、酸窒化アルミニウム，窒化アルミニウム，および酸化アルミニウムからなる群より選択される材料からなる薄膜である。酸窒化アルミニウム，窒化アルミニウム，酸化アルミニウムは、いずれも融点が２０４５℃以上、ビッカース硬さが１２３０以上の高融点、高硬度材料であるため、これらの材料から形成される被覆層は、高融点、高硬度となる。
従って、従来のような耐熱性や耐磨耗性の低い材料を用いた場合と比較して、熱による光学的・物理的特性が変化しにくく、かつ表面に損傷を受けにくい、安定した光学的特性を備えた光学物品を提供することが可能となる。
【００１２】
また、前記薄膜のうち少なくとも１つが、次の一般式：ＳｉＯｘ１Ｎｙ１（ここで、０＜ｘ１≦０．５、１≦ｙ１＜１．３３であり、ｘ１＝０のときｙ１＝１．３３、ｘ１＝２のときｙ１＝０である）で示される酸窒化ケイ素，または窒化ケイ素からなることが好ましい。
【００１３】
本発明の光学物品は、被覆層を形成する薄膜のうち少なくとも１つが、ＳｉＯｘ１Ｎｙ１（ここで、０＜ｘ１≦０．５、１≦ｙ１＜１．３３であり、ｘ１＝０のときｙ１＝１．３３、ｘ１＝２のときｙ１＝０である）で示される酸窒化ケイ素、または窒化ケイ素からなる薄膜である。この式で示される酸窒化ケイ素は、融点が１７５０℃以上，ビッカース硬さ（Ｈｖ）が１１００以上の高融点，高硬度材料であるため、この材料から形成される被覆層は、高融点，高硬度となる。
従って、従来のような耐熱性や耐磨耗性の低い材料を用いた場合と比較して、熱による光学的・物理的特性が変化しにくく、かつ表面に損傷を受けにくい、安定した光学的特性を備えた光学物品を提供することが可能となる。
【００１４】
また、前記光学物品は、赤外線領域の光を透過する性質を有するフィルタであることが好ましい。
さらにこの場合、具体的には、前記フィルタは光学リフレクタであることが好ましい。
【００１５】
光学物品が光学リフレクタのように赤外線領域の光を透過する性質を有するフィルタである場合、赤外線の熱効果でフィルタ自体が加熱される。しかしながら、本発明の光学物品の場合は、被覆層を構成する薄膜が耐熱性，耐摩耗性の高い材料で形成されているため、赤外線からの熱による損傷や光学的特性の変化といった不都合が生じにくく、安定した光学的特性を有する。
【００１６】
また、上記課題を解決するために、本発明の光学物品の製造方法は、異なる材料からなる第１の薄膜および第２の薄膜を交互に積層した被覆層が基体の表面に形成された光学物品の製造方法であって、真空容器内の成膜プロセス領域内でアルミニウムまたはケイ素からなるターゲットをスパッタして前記基体の表面にアルミニウムまたはケイ素からなる第１の膜原料物質を付着させる第１のスパッタ工程と、前記成膜プロセス領域と離間した位置に形成された反応プロセス領域に前記基体を搬送する第１の基体搬送工程と、前記反応プロセス領域に少なくとも窒素ガスおよび酸素ガスから選択される少なくとも１種類の反応性ガスを供給する第１の反応性ガス供給工程と、前記反応プロセス領域内で前記反応性ガスのプラズマを発生させて前記第１の膜原料物質の反応物を生成させる第１のプラズマ処理工程と、からなる第１の薄膜形成工程により第１の薄膜を形成し、前記成膜プロセス領域に前記基体を再度搬送する再搬送工程と、前記成膜プロセス領域内でアルミニウムまたはケイ素からなるターゲットをスパッタして前記基体の表面にアルミニウムまたはケイ素からなる第２の膜原料物質を付着させる第２のスパッタ工程と、前記反応プロセス領域に前記基体を搬送する第２の基体搬送工程と、前記反応プロセス領域内で前記反応性ガスのプラズマを発生させて前記第２の膜原料物質の反応物を生成させる第２のプラズマ処理工程と、からなる第２の薄膜形成工程により第２の薄膜を形成し、前記第１の薄膜形成工程と前記第２の薄膜形成工程を順次繰り返すことにより前記被覆層を形成することにより解決される。
【００１７】
このように、本発明による光学物品の製造方法では、スパッタにより基板の表面に膜原料物質を付着させる成膜プロセス領域と、この膜原料物質をプラズマ処理する反応プロセス領域を分離している。そして、成膜プロセス領域内には窒素ガスや酸素ガスなどの反応性ガスを導入しないように構成されている。従って、ターゲットの表面が酸化されて膜原料物質の酸化物や窒化物が生成する現象を防止することができる。
このため、成膜時間の経過に伴ってターゲットの表面に酸化ケイ素の割合が高くなることで、膜質が変化したり、ターゲットに高周波電圧を印加する際に異常放電が発生したりするといった不都合を防止することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
このように、本発明の光学物品によれば、基体の表面に形成される被覆層が、酸窒化ケイ素、酸窒化アルミニウム、窒化ケイ素、窒化アルミニウム、酸化アルミニウム、および酸化ケイ素からなる群より選択される材料を積層して形成される。このため、二酸化チタンおよび二酸化ケイ素の２種類のみからなる従来の光学物品と比較して、光学的，物理的特性のバリエーションに富んだ光学物品を提供することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、本発明の第一の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下に説明する部材，配置等は発明を具体化した一例であって本発明を限定するものではなく、本発明の趣旨に沿って各種改変することができることは勿論である。
【００２０】
図１は本発明の一実施形態に係る光学物品の横断面形状を模式的に示した説明図である。なお、この図では、発明の理解を容易にするために、薄膜の膜厚を実際の厚さよりも厚く描いてある。
【００２１】
この図に示すように、本発明の光学物品Ｐは、基板Ｓの表面に被覆層Ｆが形成されている。そして被覆層Ｆは、屈折率の異なる２種類の薄膜が交互に積層された構造を有している。この２種類の薄膜は、図中では第１の薄膜Ｆ１、第２の薄膜Ｆ２として示している。
【００２２】
基板Ｓの材料としては、第１の薄膜Ｆ１や第２の薄膜Ｆ２を表面に付着可能な材料であればどのようなものであってもよい。このような材料の例として、例えばＢＫ７等の光学ガラスや、ポリエステル，ポリオレフィン等のプラスチックが挙げられる。
【００２３】
第１の薄膜Ｆ１と第２の薄膜Ｆ２は、互いに異なる材料で形成される。これらの薄膜Ｆ１，Ｆ２は、いずれも酸窒化ケイ素，酸窒化アルミニウム，窒化ケイ素，窒化アルミニウム，酸化アルミニウム，および酸化ケイ素からなる群より選択される材料から形成される薄膜である。
ここで、酸窒化ケイ素は、次の一般式で：ＳｉＯｘ１Ｎｙ１（ここで、０＜ｘ１＜２であり、０＜ｙ１＜１．３３であって、ｘ１＝０のときｙ１＝１．３３であり、ｘ１＝２のときｙ１＝０である）で示される化合物である。
また、酸窒化アルミニウムは、次の一般式：ＡｌＯｘ２Ｎｙ２（ここで、０＜ｘ２＜１．５であり、０＜ｙ２＜１であって、ｘ２＝０のときｙ２＝１であり、ｘ２＝１のときｙ２＝０である）で示される化合物である。
【００２４】
このような材料のうち、特に高融点かつ高硬度の材料が好ましい。
ここで高融点とは、融点が１７５０℃以上であることを言うものとする。また、高硬度とは、ビッカース硬さ試験の結果、ビッカース硬さが１１００Ｈｖ以上であることを言う。
融点が１７５０℃以上の場合、二酸化ケイ素や二酸化チタンよりも融点が高いため、従来の光学物品と比較して、耐熱性に優れたものとなる。
また、ビッカース硬さが１１００Ｈｖ以上の場合、二酸化ケイ素や二酸化チタンよりも硬度が高いため、従来の光学物品と比較して、耐摩耗性に優れたものとなる。
【００２５】
なお、本明細書中でビッカース硬さ試験とは、ＪＩＳ  Ｚ２２４４に準拠する方法で行われた試験を示す。
具体的には、四角錘のダイヤモンド圧子を試験片の表面に押し込み、その試験力を解除した後に表面に残ったくぼみの対角線長さを測定し、試験力とくぼみの表面積の商に所定の定数を掛けた値としてビッカース硬さを得ることができる。
【００２６】
このような高融点かつ高硬度材料の具体例として、ケイ素系化合物では、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４），次の一般式で示される酸窒化ケイ素：ＳｉＯｘ１Ｎｙ１（ここで、０＜ｘ１≦０．５であり、１．０≦ｙ１＜１．３３であって、ｘ１＝０のときｙ１＝１．３３であり、ｘ１＝０．５のときｙ１＝１．０である）が挙げられる。
また、アルミニウム系化合物では、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯｘ２Ｎｙ２：ここで、０＜ｘ２＜１．５であり、０＜ｙ２＜１であって、ｘ２＝０のときｙ２＝１であり、ｘ２＝１のときｙ２＝０である），窒化アルミニウム（ＡｌＮ），および酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）が挙げられる。
なお、ここでの屈折率とは、波長５５０ｎｍにおける屈折率を言う。以下の説明においても同じである。
【００２７】
このうち、ケイ素系化合物について更に詳細に説明する。
図２は酸窒化ケイ素（ＳｉＯｘ１Ｎｙ１）を構成する酸素および窒素の組成比と、酸窒化ケイ素を材料とする薄膜の融点および硬度の関係を示したグラフである。グラフの横軸は酸窒化ケイ素の窒素の組成比ｙ１（０＜ｙ１＜１．３３）を示し、グラフの右側縦軸は融点（℃）、グラフの左側縦軸はビッカース硬さ（Ｈｖ）を示している。
【００２８】
このグラフのデータを下記の表に記す。表中、酸窒化ケイ素の組成比は、酸窒化ケイ素を構成する酸化ケイ素（ＳｉＯ２）および窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）のモル比に基づいて計算した。
【表１】
2007248562.tif 000003
なお、ｘ１＝２．００、ｙ１＝０．００のときは酸化ケイ素（ＳｉＯ２）であり、ｘ１＝０．００、ｙ１＝１．３３のときは窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）である。
【００２９】
この図と表からわかるように、酸窒化ケイ素に含まれる酸素の組成比が大きく窒素の組成比が小さい場合は、融点，硬度共に低いが、酸素の組成比が小さく窒素の組成比が大きい場合は、融点，硬度共に高くなる。
【００３０】
特に、酸素の組成比ｘ１が０＜ｘ１≦０．５であり、窒素の組成比ｙ１が１．０≦ｙ１＜１．３３であると、融点が１７５０℃以上であり、かつビッカース硬さが１１００Ｈｖ以上となる。この値は、従来用いられていた二酸化ケイ素（ＳｉＯ２）や二酸化チタン（ＴｉＯ２）よりも高い。
このように、酸素の組成比ｘ１が０＜ｘ１≦０．５であり、窒素の組成比ｙ１が１．０≦ｙ１＜１．３３の場合には、従来の二酸化ケイ素および二酸化チタンを積層した場合と比較して、融点，硬度共に高く、耐熱性，耐摩耗性に優れた被覆層Ｆが形成される。
さらに、酸素の組成比ｘ１が０＜ｘ１≦０．１５であり、窒素の組成比ｙ１が１．２３≦ｙ１＜１．３３であると、融点が１８５０℃以上であり、かつビッカース硬さが１５００Ｈｖ以上となり、硬度および融点共により優れたものとなる。
【００３１】
次に、薄膜材料のうちアルミニウム系化合物に詳細に説明する。
図３は酸窒化アルミニウム（ＡｌＯｘ２Ｎｙ２）を構成する酸素および窒素の組成比と、酸窒化アルミニウムを材料とする薄膜の融点および硬度の関係を示したグラフである。グラフの横軸は酸窒化アルミニウム（ＡｌＯｘ２Ｎｙ２）の窒素の組成比ｙ２（０＜ｙ２＜１．０）を示し、グラフの右側縦軸は融点（℃）、左側縦軸はビッカース硬さ（硬度：Ｈｖ）を示している。
【００３２】
このグラフのデータを下記の表に記す。表中、酸窒化アルミニウムの組成比は、酸窒化アルミニウムを構成する酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）および窒化ケイ素（ＡｌＮ）のモル比に基づいて計算した。
【表２】
2007248562.tif 000004
なお、ｘ２＝１．５０、ｙ２＝０．００のときは酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）であり、ｘ２＝０．００、ｙ２＝１．００のときは窒化アルミニウム（ＡｌＮ）である。
【００３３】
この図と表からわかるように、酸窒化アルミニウムに含まれる酸素の組成比が大きく窒素の組成比が小さい場合は、硬度は高いが融点は低くなる。逆に、酸窒化アルミニウムに含まれる酸素の組成比が小さく窒素の組成比が大きい場合は、硬度は低いが融点は高くなる。しかしながら、いずれの組成比であっても、融点が２０００℃以上であり、かつビッカース硬さが１２００Ｈｖ以上を示している。すなわち、従来の二酸化ケイ素や二酸化チタンを用いた場合と比較して、いずれの組成比であっても耐熱性，耐摩耗性に優れた被覆層Ｆが形成される。
さらに、酸素の組成比ｘ２が０．８６≦ｘ２＜１．５０であり、窒素の組成比ｙ２が０＜ｙ≦０．４３の場合には、融点が２０００℃以上であり、かつビッカース硬さが１５００Ｈｖ以上と、融点，硬度共に優れたものとなり好ましい。
【００３４】
以下に、各種材料で構成された薄膜の屈折率，融点，ビッカース硬さをまとめた表を示す。
【表３】
2007248562.tif 000005
【００３５】
このように本実施形態の光学物品Ｐは、高融点，高硬度材料により薄膜が形成されているため、光学物品Ｐ全体の硬度および融点が向上し、耐熱性，耐摩耗性に優れた性質を有する。
特に、酸窒化ケイ素（ＳｉＯｘ１Ｎｙ１）あるいは酸窒化アルミニウム（ＡｌＯｘ２Ｎｙ２）を材料とした場合、薄膜中に含まれる酸素および窒素の組成比に応じて屈折率，融点，ビッカース硬さといった光学的・物理的特性が変化する。このため、これらの材料の酸素および窒素の組成比を変更することで、製造される光学物品Ｐの光学的・物理的特性にバリエーションを持たせることが可能となり、特に好ましい。
より好ましくは、耐熱性，耐摩耗性という観点から、酸窒化アルミニウム（ＡｌＯｘ２Ｎｙ２）が好適である。酸窒化アルミニウムの融点は２０４５〜２２５０℃であり、ビッカース硬さは１２３０〜２１００Ｈｖであり、いずれの数値も高い。このため、製造される光学物品Ｐの耐熱性，耐摩耗性についても顕著に向上する。
【００３６】
次に、被覆層Ｆを構成する第２の薄膜Ｆ２について説明する。第２の薄膜Ｆ２は、第１の薄膜Ｆ１と異なる屈折率を有する材料で形成されることが好ましい。屈折率の異なる材料で形成することで、第一の薄膜Ｆ１の屈折率と第二の薄膜Ｆ２の屈折率の中間屈折率を有する被覆層Ｆを形成することが可能となる。
なお、第２の薄膜Ｆ２は、上記した第１の薄膜Ｆ１とは異なり、必ずしも高硬度，高融点材料で形成される必要は無いが、光学物品Ｐの耐摩耗性，耐熱性の観点からはＦ１と同じく高硬度，高融点材料で形成されることが好ましい。
【００３７】
第２の薄膜Ｆ２の材料として、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４），酸窒化ケイ素（ＳｉＯｘ１Ｎｙ１：ここで、０＜ｘ１＜２であり、０＜ｙ１＜１．３３であって、ｘ１＝０のときｙ１＝１．３３であり、ｘ１＝２のときｙ１＝０である），酸化ケイ素（ＳｉＯ２），酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），酸窒化アルミニウム（ＡｌＯｘ２Ｎｙ２：ここで、０＜ｘ２＜１．５であり、０＜ｙ２＜１であって、ｘ２＝０のときｙ２＝１であり、ｘ２＝１のときｙ２＝０である），窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から選択される材料であって、かつ第１の薄膜Ｆ１として使用した材料以外の材料が挙げられる。
【００３８】
基板Ｓの表面に形成される被覆層Ｆは、第１の薄膜Ｆ１と第２の薄膜Ｆ２を交互に積層することで形成される。第１の薄膜Ｆ１と第２の薄膜Ｆ２の材料の組み合わせや膜厚等は、最終製品の屈折率や材料の熱膨張率などを考慮して適宜選択する。
【００３９】
また、薄膜を積層する順番としては任意の順番でよいが、被覆層Ｆの最外層が高融点，高硬度材料からなる薄膜となるように積層することが好ましい。最外層を高硬度，高融点材料からなる薄膜とすることで、光学物品Ｐの表面が傷などによる損傷を受けにくく、かつ熱による光学的物性が変化することを防止することが可能となる。
【００４０】
更に、本発明の光学物品Ｐの他の例として、３種類の薄膜を積層したものがある。
例えば、第１の薄膜Ｆ１および第２の薄膜Ｆ２として、上記した窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４），酸窒化ケイ素（ＳｉＯｘ１Ｎｙ１：ここで、０＜ｘ１＜２であり、０＜ｙ１＜１．３３であって、ｘ１＝０のときｙ１＝１．３３でありｘ１＝２のときｙ１＝０である），酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３），酸窒化アルミニウム（ＡｌＯｘ２Ｎｙ２：ここで、０＜ｘ２＜１．５であり、０＜ｙ２＜１であって、ｘ２＝０のときｙ２＝１であり、ｘ２＝１のときｙ２＝０である），または窒化アルミニウム（ＡｌＮ）から選択される材料を用い、第３の薄膜として酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を用いた合計３種類の薄膜を順次積層して被覆層Ｆを形成するようにしてもよい。
【００４１】
この場合、積層する順番としては任意の順番でよいが、被覆層Ｆの最外層が高融点，高硬度材料からなる薄膜となるように積層することが好ましい。これは、最外層を高融点，高硬度材料で構成される薄膜とすることで、光学物品Ｐの表面が傷などによる損傷を受けにくく、かつ熱により光学的物性が変化することを防止できるためである。
【００４２】
本発明の光学物品Ｐは、上述のように被覆層Ｆを構成する複数の薄膜のうち少なくとも１つの薄膜が高融点材料，高硬度材料で形成されているため、耐熱性，耐摩耗性が要求される様々な用途に好適に使用される。
このような光学物品Ｐのうち、特に、赤外線領域の光に対する透過率が高く可視光領域の光に対して反射率が高い光学リフレクタとして好適に使用される。光学リフレクタは、基体の表面に被覆層Ｆ（すなわち、光学フィルタ）を被覆して形成された光学物品である。この被覆層Ｆは赤外線を透過しやすい性質を備えている。ここで、赤外線領域の光に対する透過率が高いとは、赤外線領域（８００〜１１００ｎｍ）の光に対する平均透過率が８０％以上を言うものとする。
このように、被覆層Ｆは赤外線領域の光を透過しやすいため、赤外線による熱効果で光学リフレクタ自身が熱せられやすい。そこで、この被覆層Ｆを上記高融点，高硬度材料の薄膜で形成することで、フィルタ自身が高温となっても光学的・物理的特性が変化しにくく、安定した特性を備えた光学物品Ｐを提供することが可能となる。
【００４３】
このように、本発明の光学物品Ｐは耐熱性および耐摩耗性に優れているため、自動車，プロジェクター，道路標識等の反射板として使用される光学リフレクタや、赤外線ランプの反射板、暗視撮影用の赤外線透視フィルタ、防曇用の窓ガラス等の熱線反射膜といった、種々の用途に好適に使用できる。
【００４４】
次に、本発明の光学物品を製造する方法について説明する。
本発明の光学物品は、真空蒸着やイオンプレーティング等の公知の薄膜形成技術により製造することが可能であるが、特に光学物品の光学的特性向上や製造の歩留まり向上の観点から、以下に説明する反応性スパッタリングにより製造することが好ましい。
【００４５】
一般的な反応性スパッタリングでは、スパッタを行う成膜プロセス領域内に酸素ガスや窒素ガス等の反応性ガスを導入して、ターゲットから飛翔する金属粒子を反応性ガスと反応させ、反応物を基板の表面に付着させている。このような一般的な反応性スパッタリングでは、ターゲットの表面の金属が反応性ガスと反応してターゲットの表面に金属の反応物が形成され、これによりターゲットに高周波電圧を印加する際に異常放電が発生するといった不都合があった。
以下に説明する薄膜形成装置は、スパッタにより基板の表面に膜原料物質を付着させる成膜プロセス領域と、この膜原料物質をプラズマ処理する反応プロセス領域を分離している点を特徴としている。そして、成膜プロセス領域内には窒素ガスや酸素ガスなどの反応性ガスを導入しないように構成されている。
このため、ターゲットの表面の金属が反応性ガスと反応することによる異常放電の発生を防止することが可能となる。
【００４６】
図４〜図７は本発明の光学物品を製造するための薄膜形成装置の説明図であり、図４は薄膜形成装置を上面から見た説明図、図５は図４の薄膜形成装置を側面から見た説明図、図６は図４の薄膜形成装置の成膜プロセス領域周辺を拡大して示した説明図、図７は図４の薄膜形成装置の反応プロセス領域周辺を拡大して示した説明図である。
【００４７】
本実施形態では、薄膜形成装置としてスパッタの一例であるマグネトロンスパッタを行う薄膜形成装置を用いているが、本発明の薄膜形成装置としては、このようなマグネトロンスパッタに限定されず、マグネトロン放電を用いない２極スパッタ等の他の公知のスパッタを行う薄膜形成装置を用いることもできる。
【００４８】
本実施形態の薄膜形成装置では、目的の膜厚よりも相当程度薄い薄膜を基板表面に付着するスパッタ処理工程と、この薄膜に対して酸化などの処理を行って薄膜の組成を変換するプラズマ処理工程とにより基板の表面に中間薄膜を形成し、このスパッタ処理とプラズマ処理を複数回繰り返すことで、中間薄膜を複数層積層して目的の膜厚を有する最終薄膜を基板の表面に形成している。
具体的には、スパッタ処理とプラズマ処理によって組成変換後における膜厚の平均値が０．０１〜１.５ｎｍ程度の中間薄膜を基板表面に形成する工程を、回転ドラムの回転毎に繰り返すことにより、目的とする数ｎｍ〜数百ｎｍ程度の膜厚を有する最終薄膜を形成している。
【００４９】
以下、薄膜形成装置について説明する。
図４に示すように、本実施形態の薄膜形成装置１は、真空容器１１と、回転ドラム１３と、モータ１７（図５参照）と、スパッタ手段２０と、スパッタガス供給手段３０と、プラズマ発生手段６０と、反応性ガス供給手段７０と、を主要な構成要素としている。
なお、図中では、スパッタ手段２０は破線、スパッタガス供給手段３０は一点鎖線、プラズマ発生手段６０は破線、反応性ガス供給手段７０は一点鎖線で表示している。
【００５０】
真空容器１１は、公知の薄膜形成装置で通常用いられるようなステンレススチール製で、ほぼ直方体形状をした中空体である。真空容器１１の内部は、開閉扉としての扉１１Ｃによって薄膜形成室１１Ａとロードロック室１１Ｂに分けられる。真空容器１１の上方には扉１１Ｃを収容する扉収納室（不図示）が接続されており、扉１１Ｃは、真空容器１１の内部と扉収納室の内部との間でスライドすることで開閉する。
【００５１】
真空容器１１には、ロードロック室１１Ｂと真空容器１１の外部とを仕切る扉１１Ｄが設けられている。扉１１Ｄはスライドまたは回動することで開閉する。薄膜形成室１１Ａには排気用の配管１６ａ−１が接続され、この配管１６ａ−１には真空容器１１の内部を排気するための真空ポンプ１５ａが接続されている。真空容器１１の内部において配管１６ａ−１には開口が形成されており、この開口は真空容器１１の内部の成膜プロセス領域２０Ａと反応プロセス領域６０Ａとの間に位置している。これにより、成膜プロセス領域２０Ａで飛散した膜原料物質を真空ポンプ１５ａで吸引することが可能となり、成膜プロセス領域２０Ａから飛散した膜原料物質が反応プロセス領域６０Ａに侵入してプラズマ発生手段６０を汚染したり、成膜プロセス領域２０Ａの外に位置する基板Ｓの表面に付着して汚染したりすることを防止している。
また、ロードロック室１１Ｂには排気用の配管１６ｂが接続され、この配管１６ｂには真空容器１１の内部を排気するための真空ポンプ１５ｂが接続されている。
【００５２】
本実施形態の薄膜形成装置１は、このようなロードロック室１１Ｂを備えているため、薄膜形成室１１Ａ内の真空状態を保持した状態で基板Ｓの搬入出を行うことが可能となる。従って、基板Ｓを搬出する毎に真空容器１１の内部を脱気して真空状態にする手間を省くことが可能となり、高い作業効率で成膜処理を行うことができる。
なお、本実施形態の真空容器１１は、ロードロック室１１Ｂを備えるロードロック方式を採用しているが、ロードロック室１１Ｂを設けないシングルチャンバ方式を採用することも可能である。また、複数の真空室を備え、それぞれの真空室で独立に薄膜形成を行うことが可能なマルチチャンバ方式を採用することも可能である。
【００５３】
回転ドラム１３は、表面に薄膜を形成させる基板Ｓを真空容器１１の内部で保持するための筒状の部材であり、基体保持手段としての機能を有する。図５に示すように、回転ドラム１３は、複数の基板保持板１３ａと、フレーム１３ｂと、基板保持板１３ａおよびフレーム１３ｂを締結する締結具１３ｃと、を主要な構成要素としている。
基板保持板１３ａはステンレススチール製の平板状部材で、基板Ｓを保持するための複数の基板保持孔を、基板保持板１３ａの長手方向に沿って板面中央部に一列に備えている。基板Ｓは、基板保持板１３ａの基板保持孔に収納され、脱落しないようにネジ部材等を用いて基板保持板１３ａに固定されている。また、基板保持板１３ａの長手方向の両端部には、後述する締結具１３ｃを挿通可能なネジ穴が板面に設けられている。
【００５４】
フレーム１３ｂはステンレススチール製からなり、上下に配設された２つの環状部材で構成されている。フレーム１３ｂのそれぞれの環状部材には、基板保持板１３ａのネジ穴と対応する位置にネジ穴が設けられている。基板保持板１３ａとフレーム１３ｂはボルトおよびナットからなる締結具１３ｃを用いて固定される。具体的には、ボルトを基板保持板１３ａおよびフレーム１３ｂのネジ穴に挿通してナットで固定することにより固定される。
なお、本実施形態における回転ドラム１３は、平板状の基板保持板１３ａを複数配置しているため横断面が多角形をした多角柱状をしているが、このような多角柱状のものに限定されず、円筒状や円錐状のものであってもよい。
【００５５】
基板Ｓは本発明の基体に該当するものである。本実施形態では、基板Ｓはガラス製の円板状部材を採用しており、薄膜形成処理により表面に薄膜が形成されるが、基体としてはこのような円板状のものに限定されず、レンズ状や管状であってもよい。また、基板Ｓの材質もガラス製に限定されず、プラスチックや金属等であってもよい。
【００５６】
真空容器１１の内部に設置された回転ドラム１３は、図４に示す薄膜形成室１１Ａとロードロック室１１Ｂの間を移動できるように構成されている。本実施形態では、真空容器１１の底面にレール（不図示）が設置されており、回転ドラム１３はこのレールに沿って移動する。回転ドラム１３は、円筒の筒方向の回転軸線Ｚ（図５参照）が真空容器１１の上下方向になるように真空容器１１の内部に配設される。基板保持板１３ａをフレーム１３ｂに取り付ける際やフレーム１３ｂから取り外す際には、回転ドラム１３はロードロック室１１Ｂに搬送されて、このロードロック室１１Ｂ内で基板保持板１３ａがフレーム１３ｂに着脱される。一方、成膜中にあっては、回転ドラム１３は薄膜形成室１１Ａに搬送されて、薄膜形成室１１Ａ内で回転可能な状態になっている。
【００５７】
図５に示すように、回転ドラム１３の下面中心部はモータ回転軸１７ａの上面と係合する形状になっている。回転ドラム１３とモータ回転軸１７ａとは、モータ回転軸１７ａの中心軸線と回転ドラム１３の中心軸線とが一致するよう位置決めされ、両者が係合することにより連結されている。回転ドラム１３下面のモータ回転軸１７ａと係合する面は絶縁部材で構成されている。これにより、基板Ｓの異常放電を防止することが可能となる。また、真空容器１１とモータ回転軸１７ａとの間は、Ｏリングで気密が保たれている。
【００５８】
真空容器１１の内部の真空状態を維持した状態で、真空容器１１の下部に設けられたモータ１７を駆動させることによってモータ回転軸１７ａが回転する。この回転に伴って、モータ回転軸１７ａに連結された回転ドラム１３は回転軸線Ｚを中心に回転する。各基板Ｓは回転ドラム１３上に保持されているため、回転ドラム１３が回転することで回転軸線Ｚを公転軸として公転する。
【００５９】
回転ドラム１３の上面にはドラム回転軸１８が設けられており、回転ドラム１３の回転に伴ってドラム回転軸１８も回転するように構成されている。真空容器１１の上壁面には孔部が形成されており、ドラム回転軸１８はこの孔部を貫通して真空容器１１の外部に通じている。孔部の内面には軸受が設けられており、回転ドラム１３の回転をスムーズに行えるようにしている。また、真空容器１１とドラム回転軸１８との間は、Ｏリングで気密が保たれている。
【００６０】
次に、基板Ｓの表面に薄膜を形成する成膜プロセス領域２０Ａと反応プロセス領域６０Ａについて説明する。図４に示すように、真空容器１１の内壁には、回転ドラム１３へ面した位置に仕切壁１２と仕切壁１４が立設されている。本実施形態における仕切壁１２と仕切壁１４は、いずれも真空容器１１と同じステンレススチール製の部材である。仕切壁１２と仕切壁１４は、いずれも上下左右に一つずつ配設された平板部材により構成されており、真空容器１１の内壁面から回転ドラム１３に向けて四方を囲んだ状態となっている。これにより、成膜プロセス領域２０Ａおよび反応プロセス領域６０Ａが真空容器１１の内部でそれぞれ区画される。
【００６１】
真空容器１１の側壁は、外方に突出した横断面凸状をしており、突出した壁面にはスパッタ手段２０が設けられている。成膜プロセス領域２０Ａは、真空容器１１の内壁面と、仕切壁１２と、回転ドラム１３の外周面と、スパッタ手段２０により囲繞された領域に形成されている。成膜プロセス領域２０Ａでは、基板Ｓの表面に膜原料物質を付着させるスパッタ処理が行われる。
【００６２】
また、成膜プロセス領域２０Ａから回転ドラム１３の回転軸を中心として９０°離間した真空容器１１の側壁もまた、外方に突出した横断面凸状をしており、突出した壁面にはプラズマ発生手段６０が設けられている。反応プロセス領域６０Ａは、真空容器１１の内壁面と、仕切壁１４と、回転ドラム１３の外周面と、プラズマ発生手段６０により囲繞された領域に形成されている。反応プロセス領域６０Ａでは、基板Ｓの表面に付着した膜原料物質に対してプラズマ処理が行われる。
【００６３】
モータ１７によって回転ドラム１３が回転すると、回転ドラム１３の外周面に保持された基板Ｓが公転して、成膜プロセス領域２０Ａに面する位置と反応プロセス領域６０Ａに面する位置との間を繰り返し移動することになる。そして、このように基板Ｓが公転することで、成膜プロセス領域２０Ａでのスパッタ処理と、反応プロセス領域６０Ａでのプラズマ処理とが順次繰り返し行われて、基板Ｓの表面に薄膜が形成される。
【００６４】
（成膜プロセス領域２０Ａ）
以下に、成膜プロセス領域２０Ａについて説明する。
図６に示すように、成膜プロセス領域２０Ａにはスパッタ手段２０が設置されている。
スパッタ手段２０は、一対のターゲット２２ａ，２２ｂと、ターゲット２２ａ，２２ｂを保持する一対のマグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂと、マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂに電力を供給する交流電源２４と、交流電源２４からの電力量を調整する電力制御手段としてのトランス２３により構成される。
真空容器１１の壁面は外方に突出しており、この突出部の内壁にマグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂが側壁を貫通した状態で配設されている。このマグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂは、接地電位にある真空容器１１に不図示の絶縁部材を介して固定されている。
【００６５】
本実施形態のターゲット２２ａ，２２ｂは、膜原料物質を平板状に形成したものであり、後述するように回転ドラム１３の側面に対向するようにマグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂにそれぞれ保持される。ターゲット２２ａ，２２ｂの材質としては、製造する光学物品Ｐの用途や使用目的に応じてケイ素，アルミニウムを採用することが可能である。
本実施形態では、ターゲット２２ａ，２２ｂとしてケイ素（Ｓｉ）またはアルミニウム（Ａｌ）を用いている。
【００６６】
マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂは、複数の磁石が所定の方向に配置された構造を有している。マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂは、トランス２３を介して交流電源２４に接続され、両電極に１ｋ〜１００ｋＨｚの交番電界が印加できるように構成されている。マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂには、ターゲット２２ａ，２２ｂがそれぞれ保持されている。ターゲット２２ａ，２２ｂの形状は平板状であり、図５に示すように、ターゲット２２ａ，２２ｂの長手方向が回転ドラム１３の回転軸線Ｚと平行になるように設置されている。
【００６７】
図６に示すように、成膜プロセス領域２０Ａの周辺にはアルゴン等のスパッタガスを供給するスパッタガス供給手段３０が設けられている。スパッタガス供給手段３０は、スパッタガス貯蔵手段としてのスパッタガスボンベ３２と、スパッタガス供給路としての配管３５ａおよび配管３５ｃと、スパッタガスの流量を調整するスパッタガス流量調整手段としてのマスフローコントローラ３１と、を主要な構成要素として具備している。
スパッタガスとしては、例えばアルゴンやヘリウム等の不活性ガスが挙げられる。本実施形態ではアルゴンガスを使用している。
【００６８】
スパッタガスボンベ３２、マスフローコントローラ３１はいずれも真空容器１１の外部に設けられている。マスフローコントローラ３１は、スパッタガスを貯蔵する単一のスパッタガスボンベ３２に配管３５ｃを介して接続されている。
【００６９】
マスフローコントローラ３１は配管３５ａに接続されており、配管３５ａの一端は真空容器１１の側壁を貫通して成膜プロセス領域２０Ａ内のターゲット２２ａ，２２ｂの近傍に延びている。配管３５ａの先端部には導入口３５ｂが形成されており、図５に示すように、配管３５ａの先端部はターゲット２２ａ，２２ｂの下部中心付近に配設され、その先端にはターゲット２２ａ，２２ｂの前面中心方向に向けて導入口３５ｂが開口している。
【００７０】
マスフローコントローラ３１はガスの流量を調節する装置であり、スパッタガスボンベ３２からのガスが流入する流入口と、スパッタガスを配管３５ａへ流出させる流出口と、ガスの質量流量を検出するセンサと、ガスの流量を調整するコントロールバルブと、流入口より流入したガスの質量流量を検出するセンサと、センサにより検出された流量に基づいてコントロールバルブの制御を行う電子回路と、を主要な構成要素として備えている（いずれも不図示）。電子回路には外部から所望の流量を設定することが可能となっている。
【００７１】
スパッタガスボンベ３２からのスパッタガスは、マスフローコントローラ３１により流量を調節されて配管３５ａ内に導入される。配管３５ａに流入したスパッタガスは、導入口３５ｂより成膜プロセス領域２０Ａに配置されたターゲット２２ａ，２２ｂの前面に導入される。
【００７２】
成膜プロセス領域２０Ａにスパッタガス供給手段３０からスパッタガスが供給されて、ターゲット２２ａ，２２ｂの周辺が不活性ガス雰囲気になった状態で、マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂに交流電源２４から交番電極が印加されると、ターゲット２２ａ，２２ｂ周辺のスパッタガスの一部は電子を放出してイオン化する。マグネトロンスパッタ電極２１ａ，２１ｂに配置された磁石によりターゲット２２ａ，２２ｂの表面に漏洩磁界が形成されるため、この電子はターゲット２２ａ，２２ｂの表面近傍に発生した磁界中を、トロイダル曲線を描きながら周回する。この電子の軌道に沿って強いプラズマが発生し、このプラズマに向けてスパッタガスのイオンが加速され、ターゲット２２ａ，２２ｂに衝突することでターゲット２２ａ，２２ｂの表面の原子や粒子（ターゲット２２ａ，２２ｂがケイ素の場合はケイ素原子やケイ素粒子、アルミニウムの場合はアルミニウム原子やアルミニウム粒子）が叩き出される。このケイ素原子やケイ素粒子は薄膜の原料である膜原料物質であり、基板Ｓの表面に付着して薄膜を形成する。
【００７３】
（反応プロセス領域６０Ａ）
続いて、反応プロセス領域６０Ａについて説明する。上述したように、反応プロセス領域６０Ａでは、成膜プロセス領域２０Ａで基板Ｓの表面に付着した膜原料物質をプラズマ処理して、膜原料物質の反応物からなる薄膜の形成を行う。
【００７４】
図７に示すように、反応プロセス領域６０Ａに対応する真空容器１１の壁面には、プラズマ発生手段６０を設置するための開口が形成されている。また、反応プロセス領域６０Ａには、Ｙ字型の配管７５ａが接続されており、この配管７５ａは真空容器１１の外で分岐している。分岐した配管７５ａの一端にはマスフローコントローラ７２が接続されており、このマスフローコントローラ７２は更に窒素ガスボンベ７１に接続されている。また、分岐した配管７５ａの他端にはマスフローコントローラ７４が接続されており、このマスフローコントローラ７４は更に酸素ガスボンベ７３に接続されている。
このような構成を備えることで、反応プロセス領域６０Ａ内に、窒素ガスボンベ７１から窒素ガスを、酸素ガスボンベ７３から酸素ガスを供給することが可能となっている。
【００７５】
反応プロセス領域６０Ａに面する側の仕切壁１４の壁面には、熱分解窒化硼素（Ｐｙｒｏｌｙｔｉｃ  Ｂｏｒｏｎ  Ｎｉｔｒｉｄｅ）からなる保護層が被覆されている。更に、真空容器１１の内壁面の反応プロセス領域６０Ａに面する部分にも熱分解窒化硼素からなる保護層が被覆されている。熱分解窒化硼素は、化学的気相成長法（Ｃｈｅｍｉｃａｌ  Ｖａｐｏｒ  Ｄｅｐｏｓｉｔｉｏｎ）を利用した熱分解法によって仕切壁１４や真空容器１１の内壁面へ被覆される。このような保護層は、必要に応じて設けるようにすることが好ましい。
【００７６】
プラズマ発生手段６０は、反応プロセス領域６０Ａに面して設けられている。本実施形態のプラズマ発生手段６０は、ケース体６１と、誘電体板６２と、アンテナ６３と、マッチングボックス６４と、高周波電源６５と、を有して構成されている。
【００７７】
ケース体６１は、真空容器１１の壁面に形成された開口１１ａを塞ぐ形状を備え、ボルト（不図示）で真空容器１１の開口１１ａを塞ぐように固定されている。ケース体６１が真空容器１１の壁面に固定されることで、プラズマ発生手段６０は真空容器１１の壁面に取り付けられている。本実施形態において、ケース体６１はステンレスで形成されている。
【００７８】
誘電体板６２は、板状の誘電体で形成されている。本実施形態において、誘電体板６２は石英で形成されているが、誘電体板６２の材質としてはこのような石英だけではなく、Ａｌ２Ｏ３等のセラミックス材料で形成されたものでもよい。誘電体板６２は、図示しない固定枠でケース体６１に固定されている。誘電体板６２がケース体６１に固定されることで、ケース体６１と誘電体板６２によって囲繞された領域にアンテナ収容室６１Ａが形成される。
【００７９】
ケース体６１に固定された誘電体板６２は、開口１１ａを介して真空容器１１の内部（反応プロセス領域６０Ａ）に臨んで設けられている。このとき、アンテナ収容室６１Ａは、真空容器１１の内部と分離している。すなわち、アンテナ収容室６１Ａと真空容器１１の内部とは、誘電体板６２で仕切られた状態で独立した空間を形成している。また、アンテナ収容室６１Ａと真空容器１１の外部は、ケース体６１で仕切られた状態で独立の空間を形成している。本実施形態では、このように独立の空間として形成されたアンテナ収容室６１Ａの中に、アンテナ６３が設置されている。なお、アンテナ収容室６１Ａと真空容器１１の内部、アンテナ収容室６１Ａと真空容器１１の外部との間は、それぞれＯリングで気密が保たれている。
【００８０】
本実施形態では、配管１６ａ−１から配管１６ａ−２が分岐している。この配管１６ａ−２はアンテナ収容室６１Ａに接続されており、アンテナ収容室６１Ａの内部を排気して真空状態にする際の排気管としての役割を備えている。
【００８１】
配管１６ａ−１には、真空ポンプ１５ａから真空容器１１の内部に連通する位置にバルブＶ１、Ｖ２が設けられている。また、配管１６ａ−２には、真空ポンプ１５ａからアンテナ収容室６１Ａの内部に連通する位置にバルブＶ３が設けられている。バルブＶ２，Ｖ３のいずれかを閉じることで、アンテナ収容室６１Ａの内部と真空容器１１の内部との間での気体の移動は阻止される。真空容器１１の内部の圧力や、アンテナ収容室６１Ａの内部の圧力は、真空計（不図示）で測定される。
【００８２】
本実施形態では、薄膜形成装置１に制御装置（不図示）を備えている。この制御装置には、真空計の出力が入力される。制御装置は、入力された真空計の測定値に基づいて、真空ポンプ１５ａによる排気を制御して、真空容器１１の内部やアンテナ収容室６１Ａの内部の真空度を調整する機能を備える。本実施形態では、制御装置がバルブＶ１，Ｖ２，Ｖ３の開閉を制御することで、真空容器１１の内部とアンテナ収容室６１Ａの内部を同時に、または独立して排気できる。
【００８３】
アンテナ６３は、高周波電源６５から電力の供給を受けて、真空容器１１の内部（反応プロセス領域６０Ａ）に誘導電界を発生させ、反応プロセス領域６０Ａにプラズマを発生させるためのものである。本実施形態のアンテナ６３は、銅で形成された円管状の本体部と、本体部の表面を被覆する銀で形成された被覆層を備えている。アンテナ６３のインピーダンスを低下するためには、電気抵抗の低い材料でアンテナ６３を形成するのが好ましい。そこで、高周波の電流がアンテナ６３の表面に集中するという特性を利用して、アンテナ６３の本体部を安価で加工が容易な、しかも電気抵抗も低い銅で円管状に形成し、アンテナ６３の表面を銅よりも電気抵抗の低い銀で被覆している。このように構成することで、高周波に対するアンテナ６３のインピーダンスを低減して、アンテナ６３に電流を効率よく流すことによりプラズマを発生させる効率を高めている。
本実施形態の薄膜形成装置１では、高周波電源６５からアンテナ６３に周波数１〜２７MＨｚの交流電圧を印加して、反応プロセス領域６０Ａに反応性ガスのプラズマを発生させるように構成されている。
【００８４】
アンテナ６３は、マッチング回路を収容するマッチングボックス６４を介して高周波電源６５に接続されている。マッチングボックス６４内には、図示しない可変コンデンサが設けられている。
アンテナ６３は、導線部を介してマッチングボックス６４に接続されている。導線部はアンテナ６３と同様の素材からなる。ケース体６１には、導線部を挿通するための挿通孔が形成されており、アンテナ収容室６１Ａ内側のアンテナ６３と、アンテナ収容室６１Ａ外側のマッチングボックス６４とは、挿通孔に挿通される導線部を介して接続される。導線部と挿通孔との間にはシール部材が設けられ、アンテナ収容室６１Ａの内外で気密が保たれる。
【００８５】
アンテナ６３と回転ドラム１３との間には、イオン消滅手段としてのグリッド６６が設けられている。グリッド６６は、アンテナ６３で発生したイオンの一部や電子の一部を消滅させるためのものである。グリッド６６は、導電体からなる中空部材であり、アースされている。中空部材からなるグリッド６６の内部に冷却媒（例えば冷却水）を流すために、グリッド６６の端部には冷却媒を供給するホース（不図示）が接続されている。なお、グリッド６６の詳細な説明は、本発明の趣旨とは異なるため省略する。
【００８６】
また、反応プロセス領域６０Ａの周辺には反応性ガス供給手段７０が設けられている。反応性ガス供給手段７０は、窒素ガスを貯蔵する窒素ガスボンベ７１と、窒素ガスボンベ７１より供給される窒素ガスの流量を調整するマスフローコントローラ７２と、酸素ガスを貯蔵する酸素ガスボンベ７３と、酸素ガスボンベ７３より供給される酸素ガスの流量を調整するマスフローコントローラ７４と、窒素ガス，酸素ガス，または窒素ガスと酸素ガスの混合ガスを反応プロセス領域６０Ａに導入する配管７５ａを主要な構成要素として具備している。
なお、窒素ガスボンベ７１と酸素ガスボンベ７３は、成膜プロセス領域２０Ａのスパッタガスボンベ３２と同様の装置とすることが可能である。また、マスフローコントローラ７２とマスフローコントローラ７４は、成膜プロセス領域２０Ａのマスフローコントローラ３１と同様の装置を採用することが可能である。
【００８７】
窒素ガスボンベ７１や酸素ガスボンベ７３から配管７５ａを通じて窒素ガスや酸素ガスが反応プロセス領域６０Ａに導入された状態で、アンテナ６３に高周波電源６５から電力が供給されると、反応プロセス領域６０Ａ内のアンテナ６３に面した領域にプラズマが発生し、基板Ｓの表面に形成された膜原料物質がプラズマ処理されて膜原料物質の反応物となる。
反応性ガス供給手段７０から窒素ガスのみが供給される場合は、基板Ｓの表面に形成された膜原料物質の窒化物が形成され、酸素ガスのみが供給される場合は、酸化物が形成される。また、窒素ガスと酸素ガスの混合ガスが供給される場合は、膜原料物質の酸窒化物が形成される。
具体的には、ターゲット２２ａ，２２ｂの材料がケイ素の場合、膜原料物質の窒化物は窒素ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）、酸化物は酸化ケイ素（ＳｉＯ２）、酸窒化物は酸窒化ケイ素（ＳｉＯｘ１Ｎｙ１）である。また、ターゲット２２ａ，２２ｂの材料がアルミニウムの場合、膜原料物質の窒化物は窒化アルミニウム（ＡｌＮ）、酸化物は酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）、酸窒化物は酸窒化アルミニウム（ＡｌＯｘ２Ｎｙ２）である。
【００８８】
この薄膜形成装置１を用いて酸化ケイ素からなる薄膜と酸窒化ケイ素からなる薄膜を交互に積層した光学物品Ｐを製造する場合について説明する。この場合、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる薄膜を形成する場合、反応プロセス領域６０Ａには酸素ガスのみを供給して、窒素ガスは供給しない。
まず、回転ドラム１３を回転して基板Ｓを成膜プロセス領域２０Ａに、そして、成膜プロセス領域２０Ａでターゲット２２ａ，２２ｂをスパッタして基板Ｓの表面にケイ素を付着させる（第１のスパッタ工程）。次に、回転ドラム１３を回転して、基板Ｓを反応プロセス領域６０Ａに搬送する（第１の基体搬送工程）。続いて、反応プロセス領域６０Ａに酸素ガスを導入する（第１の反応性ガス供給工程）。そして、反応プロセス領域６０Ａにて酸素ガスのプラズマを発生させて基板Ｓの表面に付着したケイ素を酸化ケイ素（ＳｉＯ２）に変換する（第１のプラズマ処理工程）。この工程を所定回数繰り返して酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる薄膜を形成する（以上、第１の薄膜形成工程）。
【００８９】
続いて、回転ドラム１３を停止して一旦成膜工程を停止して、第２の薄膜形成工程の準備を行う。具体的には、第２の薄膜の原料となる金属で形成されたターゲット２２ａ，２２ｂを、成膜プロセス領域２０Ａに設置する。また、第２の薄膜の材料に応じた酸素ガスと窒素ガスからなる混合ガスを反応プロセス領域６０Ａに導入する（第２の反応性ガス供給工程）。酸素ガスと窒素ガスの流量が安定した後で、再度回転ドラム１３の回転を開始して成膜工程を再開する。
まず、第１の薄膜が形成された基板Ｓを成膜プロセス領域２０Ａに再度搬送する（再搬送工程）。次に、成膜プロセス領域２０Ａでターゲット２２ａ，２２ｂをスパッタしてすでに基板Ｓ上に形成されている酸化ケイ素薄膜の表面にケイ素を付着させる（第２のスパッタ工程）。次に、回転ドラム１３を回転して、基板Ｓを反応プロセス領域６０Ａに搬送する（第２の基体搬送工程）。そして、反応プロセス領域６０Ａにて酸素ガスと窒素ガスのプラズマを発生させてこのケイ素を酸窒化ケイ素（ＳｉＯｘ１Ｎｙ１）に変換する（第２のプラズマ処理工程）。この工程を所定回数繰り返して酸窒化ケイ素（ＳｉＯｘ１Ｎｙ１）からなる薄膜を形成する（以上、第２の薄膜形成工程）。
以下、酸化ケイ素薄膜を形成する第１の薄膜形成工程と酸窒化ケイ素薄膜を形成する第２の薄膜形成工程を順次繰り返して被覆層Ｆを形成し、所望の光学物品Ｐを製造する。
なお、ケイ素の反応物ではなくアルミニウムの反応物を被覆とする場合は、ターゲットをケイ素ではなくアルミニウムに換えて上記の手順で成膜を行えばよい。
【００９０】
本実施形態の薄膜形成装置１は成膜プロセス領域２０Ａと反応プロセス領域６０Ａをそれぞれ一つずつ設けて成膜をおこなうよう構成されているが、成膜プロセス領域２０Ａ以外の別の領域にもうひとつ成膜プロセス領域を更に設けて、２種類のターゲットを用いて成膜を行ってもよい。このような薄膜形成装置では、異なる金属材料からなる被覆層Ｆを形成するのに特に好適である。
【００９１】
以下に、この薄膜形成装置について説明する。
図８は他の実施形態の薄膜形成装置を上面から見た説明図である。この図に示すように、回転ドラム１３の回転軸を中心として成膜プロセス領域２０Ａと対称となる真空容器１１の内部の領域には、第２の成膜プロセス領域としての成膜プロセス領域４０Ａが形成されている。そして、成膜プロセス領域４０Ａには、第２のスパッタ手段としてのスパッタ手段４０が配設されている。
なお、このスパッタ手段４０は、第１のスパッタ手段としてのスパッタ手段２０と同様の構成であるため、詳細な説明はここでは省略する。
【００９２】
このスパッタ手段４０にはターゲット４２ａ，４２ｂが配設されている。ターゲット４２ａ，４２ｂは、第１のスパッタ手段であるスパッタ手段２０のターゲット２２ａ，２２ｂとは異なる材料で形成されている。
【００９３】
この薄膜形成装置１を用いて酸窒化ケイ素からなる薄膜と酸窒化アルミニウムからなる薄膜を交互に積層した光学物品Ｐを製造する場合は、ターゲット２２ａ，２２ｂとしてケイ素、ターゲット４２ａ，４２ｂとしてアルミニウムを用いる。そして、反応プロセス領域６０Ａには酸素ガスと窒素ガスの混合ガスを所定の流量比で供給する。
まず、成膜プロセス領域２０Ａでターゲット２２ａ，２２ｂをスパッタして基板Ｓの表面にケイ素を付着させ、次に反応プロセス領域６０Ａにて酸素ガスと窒素ガスのプラズマを発生させてケイ素を酸窒化ケイ素に変換する。この工程を所定回数繰り返して酸窒化ケイ素（ＳｉＯｘ１Ｎｙ１）からなる薄膜を形成する。
【００９４】
続いて、回転ドラム１３を停止して一旦成膜工程を停止し、反応プロセス領域６０Ａ内に酸素ガスと窒素ガスの混合ガスを所定の流量比で供給する。酸素ガスと窒素ガスの流量がいずれも安定した後で、再度回転ドラム１３の回転を開始して成膜工程を再開する。そして、今度は成膜プロセス領域４０Ａでターゲット４２ａ，４２ｂをスパッタして上記酸窒化ケイ素薄膜の表面にアルミニウムを付着させ、続いて反応プロセス領域６０Ａにて酸素ガスと窒素ガスのプラズマを発生させてこのアルミニウムを酸窒化アルミニウム（ＡｌＯｘ２Ｎｙ２）に変換する。
以下、酸窒化ケイ素薄膜を形成する工程と酸窒化アルミニウム薄膜を形成する工程を順次繰り返して、光学物品を製造する。
【００９５】
＜耐熱性試験＞
次に、実際に光学物品を製造した実施例について説明する。更に、この光学物品Ｐを使用して耐熱性試験を行った結果について示す。
なお、光学物品の一種である可視光領域の光を反射する光学リフレクタを作成して耐熱性試験を行った。
【００９６】
（実施例１）
まず、光学リフレクタとして、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を交互に積層した例について説明する。
光学リフレクタの製造は、真空容器１１の内部に成膜プロセス領域２０Ａおよび反応プロセス領域６０Ａをそれぞれ１つずつ備えた薄膜形成装置１を用いて行った（図８参照）。基板Ｓとして、直径４ｃｍ、厚さ１ｍｍの円板状の石英ガラス基板を使用した。スパッタのターゲット２２ａ，２２ｂとしてケイ素を使用し、反応プロセス領域６０Ａ内には酸素ガスと窒素ガスを供給できるようにした。反応プロセス領域６０Ａには、窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）を積層する場合には窒素ガスのみ、酸化ケイ素を積層する場合には酸素ガスのみを供給して、石英ガラス基板上に堆積したケイ素をプラズマ処理した。石英ガラス基板上に窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を交互に積層して合計１３層とした。
【００９７】
窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）の成膜条件は以下のとおりである。なお、成膜レートは０．４ｎｍ／ｓである。
＜成膜プロセス領域２０Ａ＞
スパッタ電力：５ｋＷ
周波数：４０ｋＨｚ
アルゴンガスの流量：１５０ｓｃｃｍ
＜反応プロセス領域６０Ａ＞
アンテナに印加される電力：５ｋＷ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
窒素ガスの流量：１００ｓｃｃｍ
【００９８】
また、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の成膜条件は以下のとおりである。なお、成膜レートは０．５ｎｍ／ｓである。
＜成膜プロセス領域２０Ａ＞
スパッタ電力：５ｋＷ
周波数：４０ｋＨｚ
アルゴンガスの流量：１５０ｓｃｃｍ
＜反応プロセス領域６０Ａ＞
アンテナに印加される電力：５ｋＷ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
酸素ガスの流量：１２０ｓｃｃｍ
熱安定性試験は、製造した光学リフレクタを純水中で約１時間煮沸して、煮沸前と煮沸後の吸収スペクトルを比較することで行った。
【００９９】
図９は窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる複合膜の熱安定性を示すグラフである。複合膜として反射防止膜（ＡＲ膜）を被覆した光学物品を試験に用いた。グラフの縦軸は光学リフレクタの反射率（％）を示し、横軸は測定波長（ｎｍ）を示している。グラフ中の点線が煮沸前、実線が煮沸後の結果を示している。
このグラフからわかるように、煮沸前および煮沸後で光学リフレクタの吸収スペクトルがほとんど変化していないことがわかる。特に可視光領域では、両グラフがほぼ一致している。すなわち、煮沸前と煮沸後で光学リフレクタの光学的特性がほとんど変化していないことがわかる。
【０１００】
（実施例２）
次に、光学リフレクタとして酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を交互に積層した例について説明する。本実施例の光学リフレクタは、図８で示した薄膜形成装置１、すなわち、真空容器１１の内部に２箇所の成膜プロセス領域２０Ａ，４０Ａと１箇所の反応プロセス領域６０Ａを備えた薄膜形成装置１を用いて作成した。基板Ｓは実施例１で使用した石英ガラス基板と同じものを用いた。成膜プロセス領域２０Ａに設置するターゲット２２ａ，２２ｂとしてアルミニウム、成膜プロセス領域６０Aに設置するターゲット４４ａ，４４ｂとしてケイ素を用い、反応プロセス領域６０Ａの内部には酸素ガスを供給してプラズマ処理を行った。上記成膜を順次繰り返し、石英ガラス基板上に酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を交互に積層して合計２８層とした。
【０１０１】
酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）の成膜条件は以下のとおりである。なお、成膜レートは０．４ｎｍ／ｓである。
＜成膜プロセス領域２０Ａ＞
スパッタ電力：６ｋＷ
周波数：４０ｋＨｚ
アルゴンガスの流量２５０ｓｃｃｍ
＜反応プロセス領域６０Ａ＞
アンテナに印加される電力：２ｋＷ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
酸素ガスの流量：１００ｓｃｃｍ
【０１０２】
また、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の成膜条件は以下のとおりである。なお、成膜レートは０．５ｎｍ／ｓである。
＜成膜プロセス領域４０Ａ＞
スパッタ電力：５ｋＷ
周波数：４０ｋＨｚ
アルゴンガスの流量：１５０ｓｃｃｍ
＜反応プロセス領域６０Ａ＞
アンテナに印加される電力：５ｋＷ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
酸素ガスの流量：１２０ｓｃｃｍ
熱安定性試験は、実施例１と同様に、作成した光学リフレクタを純水中で約１時間煮沸して煮沸前と煮沸後の吸収スペクトルを比較することで行った。
【０１０３】
図１０は酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる複合膜の熱安定性を示すグラフである。複合膜として反射防止膜（ＡＲ膜）を被覆した光学物品を試験に用いた。グラフの縦軸は光学リフレクタの反射率（％）を示し、横軸は測定波長（ｎｍ）を示している。グラフ中の点線が煮沸前、実線が煮沸後の結果を示している。
このグラフから、実施例１と同様に煮沸前と煮沸後で光学リフレクタの吸収スペクトルがほとんど変化していないことがわかる。すなわち、可視光の全領域で吸収スペクトルがほぼ一致している。すなわち、煮沸前と煮沸後で光学リフレクタの光学的特性がほとんど変化していないことがわかる。
このように、実施例２の光学リフレクタは、上述したように可視光の全領域においても吸収スペクトルがほぼ一致している。一方で、実施例１（酸化ケイ素と窒化ケイ素からなる光学リフレクタ）の場合には可視光のうち低波長側（３８０〜４５０ｎｍ）では、煮沸前と煮沸後で吸収スペクトルに多少の差が生じている。従って、酸化ケイ素と窒化ケイ素からなる光学リフレクタと比較して、実施例２の酸化アルミニウムと窒化アルミニウムからなる光学リフレクタの方が安定した光学的特性を備えていることがわかる。これは、酸化アルミニウムの方が窒化ケイ素よりも耐熱性が高いためと考えられる（表３参照）。
【０１０４】
＜紫外線照射試験＞
次に、上の実施例１で作成した光学リフレクタについて紫外線耐性試験を行った結果について示す。
紫外線耐性試験は、実施例１で作成した光学リフレクタに紫外線光源からの紫外線を照射して、照射前および照射後の光学リフレクタの吸収スペクトルを比較することで行った。
紫外線光源として、高圧水銀ランプ（セン特殊光源株式会社製ＨＬ４００Ｂ）を使用し、紫外領域における波長が２５３．７ｎｍと３６５．０ｎｍ、ランプ入力パワーが４００Ｗで、照射なし，１０分照射，３０分照射，６０分照射，１８０分照射の５つの条件で試験を行い、試験後の光学リフレクタの吸収スペクトルをそれぞれ測定した。以下のその結果を示す。
【０１０５】
図１１は窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を積層した光学リフレクタの紫外線に対する安定性を示すグラフである。複合膜として反射防止膜（ＡＲ膜）を被覆した光学物品を試験に用いた。グラフの縦軸は光学リフレクタの反射率（％）を示し、横軸は測定波長（ｎｍ）を示している。グラフの点線が紫外線照射前、一点鎖線が紫外線照射後の結果を示している。
このグラフから、紫外線照射によって光学リフレクタの吸収スペクトルがほとんど変化していないことがわかる。すなわち、紫外線照射前と紫外線照射後で光学リフレクタの光学的特性がほとんど変化していないことがわかる。
従って、このような光学リフレクタは、紫外線を大量に放射するメタルハライドランプや超高圧水銀ランプ，キセノンランプ等のプロジェクター用ランプに使用しても、紫外線による光学的特性の変化が生じにくいため好ましい。
【０１０６】
＜破壊試験＞
次に、実施例１および実施例２で作成した光学リフレクタの破壊試験を行った結果について示す。
光学リフレクタの破壊試験は、実施例１および実施例２で作成した光学リフレクタに対して、ＤＬＣ（Ｄｉａｍｏｎｄ  Ｌｉｋｅ  Ｃａｒｂｏｎ）コーティングしたカッターを用いて１ｋｇの力を加えて表面をスクラッチすることで行った。このスクラッチ後の光学リフレクタの表面を光学顕微鏡にて撮影した。
【０１０７】
また、比較例として、酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を積層した光学リフレクタについて上記と同様の破壊試験を行った。
酸化ニオブ（Ｎｂ２Ｏ５）は以下の通りである。なお、成膜レートは０．４ｎｍ／ｓである。
＜成膜プロセス領域２０Ａ＞
スパッタ電力：４ｋＷ
周波数：４０ｋＨｚ
アルゴンガスの流量：１００ｓｃｃｍ
＜反応プロセス領域６０Ａ＞
アンテナに印加される電力：４ｋＷ
周波数：１３．５ＭＨｚ
酸素ガスの流量：１２０ｓｃｃｍ
【０１０８】
また、酸化ケイ素（ＳｉＯ２）の成膜条件は以下のとおりである。なお、成膜レートは０．４ｎｍ／ｓである。
＜成膜プロセス領域４０Ａ＞
スパッタ電力：４ｋＷ
周波数：４０ｋＨｚ
アルゴンガスの流量：２００ｓｃｃｍ
＜反応プロセス領域６０Ａ＞
アンテナに印加される電力：４ｋＷ
周波数：１３．５６ＭＨｚ
酸素ガスの流量：１２０ｓｃｃｍ
【０１０９】
図１２は実施例１，実施例２と比較例の光学フィルタを用いて破壊試験を行った結果を示す写真であって、（ａ）は実施例１の光学リフレクタ（ＳｉＯ２／Ｓｉ３Ｎ４）について、（ｂ）は実施例２の光学リフレクタ（Ａｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２）について、（ｃ）は比較例の光学リフレクタ（Ｎｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２）の破壊試験後の断面を撮影した写真である。
【０１１０】
この図に示すように、比較例のＮｂ２Ｏ５／ＳｉＯ２（図のｃ）の場合では、薄膜に深い傷が形成され、一部の薄膜が基板から剥離して基板の表面が露出している状態が観察された。一方、本発明の実施例であるＳｉＯ２／Ｓｉ３Ｎ４（図のａ）とＡｌ２Ｏ３／ＳｉＯ２（図のｂ）の場合は、いずれも表面に浅い傷が形成されたのみであり、基板表面が露出するほど深い傷が形成されている形跡は見当たらない。
この実験結果から、本発明の実施例の薄膜は、比較例に示す従来の薄膜よりも硬度が高く、傷や磨耗に対して耐久性が高いことが示された。
【図面の簡単な説明】
【０１１１】
【図１】本発明の一実施形態に係る光学物品の横断面形状を模式的に示した説明図である。
【図２】酸窒化ケイ素（ＳｉＯｘ１Ｎｙ１）を構成する酸素および窒素の組成比と、酸窒化ケイ素を材料とする薄膜の融点および硬度の関係を示したグラフである。
【図３】酸窒化アルミニウム（ＡｌＯｘ２Ｎｙ２）を構成する酸素および窒素の組成比と、酸窒化アルミニウムを材料とする薄膜の融点および硬度の関係を示したグラフである。
【図４】薄膜形成装置を上面から見た説明図である。
【図５】図４の薄膜形成装置を側面から見た説明図である。
【図６】図４の薄膜形成装置の成膜プロセス領域周辺を拡大して示した説明図である。
【図７】図４の薄膜形成装置の反応プロセス領域周辺を拡大して示した説明図である。
【図８】他の実施形態の薄膜形成装置を上面から見た説明図である。
【図９】窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる複合膜の熱安定性を示すグラフである。
【図１０】酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）からなる複合膜の熱安定性を示すグラフである。
【図１１】窒化ケイ素（Ｓｉ３Ｎ４）と酸化ケイ素（ＳｉＯ２）を積層した光学リフレクタの紫外線に対する安定性を示すグラフである。
【図１２】実施例１，実施例２と比較例の光学フィルタを用いて破壊試験を行った結果を示す写真である。
【符号の説明】
【０１１２】
１    薄膜形成装置
１１    真空容器
１１ａ    開口
１１Ａ    薄膜形成室
１１Ｂ    ロードロック室
１１Ｃ    扉
１１Ｄ    扉
１２    仕切壁
１３    回転ドラム
１３ａ    基板保持板
１３ｂ    フレーム
１３ｃ    締結具
１４    仕切壁
１５ａ    真空ポンプ
１５ｂ    真空ポンプ
１６ａ−１    配管
１６ａ−２    配管
１６ｂ    配管
１７    モータ
１７ａ    モータ回転軸
１８    ドラム回転軸
２０    スパッタ手段
２０Ａ    成膜プロセス領域
２１ａ    マグネトロンスパッタ電極
２１ｂ    マグネトロンスパッタ電極
２２ａ    ターゲット
２２ｂ    ターゲット
２３    トランス
２４    交流電源
３０    スパッタガス供給手段
３１    マスフローコントローラ
３２    スパッタガスボンベ
３５ａ    配管
３５ｂ    導入口
３５ｃ    配管
４０    スパッタ手段
４０Ａ    成膜プロセス領域
４２ａ    ターゲット
４２ｂ    ターゲット
６０    プラズマ発生手段
６０Ａ    反応プロセス領域
６１    ケース体
６１Ａ    アンテナ収容室
６２    誘電体板
６３    アンテナ
６４    マッチングボックス
６５    高周波電源
６６    グリッド
７０    反応性ガス供給手段
７１    窒素ガスボンベ
７２    マスフローコントローラ
７３    酸素ガスボンベ
７４    マスフローコントローラ
７５ａ    配管
Ｓ    基板（基体）
Ｖ１    バルブ
Ｖ２    バルブ
Ｖ３    バルブ
Ｚ    回転軸線
Ｐ    光学物品
Ｆ    被覆層
Ｆ１    第１の薄膜
Ｆ２    第２の薄膜
【図１】
2007248562.tif 000006
【図２】
2007248562.tif 000007
【図３】
2007248562.tif 000008
【図４】
2007248562.tif 000009
【図５】
2007248562.tif 000010
【図６】
2007248562.tif 000011
【図７】
2007248562.tif 000012
【図８】
2007248562.tif 000013
【図９】
2007248562.tif 000014
【図１０】
2007248562.tif 000015
【図１１】
2007248562.tif 000016
【図１２】
2007248562.tif 000017