(57)【要約】【課題】基材上にアルミニウム膜が設けられた反射部材であって、紫外領域における反射率が高い反射部材及びその製造方法を提供する。【解決手段】基材２と、基材２上に設けられたアルミニウム膜３とを備える反射部材１であって、アルミニウム膜２は立方晶アルミニウムの結晶面（１１１）によるＸ線回折ピークの積分幅から求めた結晶子サイズが、１８ｎｍ以上であることを特徴としている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
基材と、前記基材上に設けられたアルミニウム膜とを備える反射部材であって、
前記アルミニウム膜は立方晶アルミニウムの結晶面（１１１）によるＸ線回折ピークの積分幅から求めた結晶子サイズが、１８ｎｍ以上である、反射部材。
【請求項２】
波長３２０ｎｍにおける反射率が、９０％以上である、請求項１に記載の反射部材。
【請求項３】
基材と、前記基材上に設けられたアルミニウム膜とを備える反射部材を製造する方法であって、
前記基材をチャンバー内に配置する工程と、
前記チャンバー内を減圧する工程と、
前記チャンバー内の圧力が所定の圧力になったときに、不活性ガスを前記チャンバー内に導入する工程と、
前記不活性ガスを前記チャンバー内に導入した後、スパッタリングを開始して前記アルミニウム膜を前記基材上に形成する工程とを備え、
前記所定の圧力が、３×１０−４Ｐａ以下である、反射部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、基材上にアルミニウム膜が設けられた反射部材及びその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、天体望遠鏡や光学機器用ミラーとして、紫外線の反射率が高い反射ミラーが用いられている。また、半導体素子等の製造において紫外線を用いる場合にも、紫外線の反射率が高い反射ミラーが求められている。
【０００３】
アルミニウムは、紫外領域における反射率が高いことから、上記のような紫外線を反射させる用途で用いられている。例えば、紫外線反射ミラーとして、基材上にアルミニウム膜を設けた反射ミラーが知られている（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−２５８４９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載のアルミニウム膜は、紫外領域において十分な反射率を有していない。
【０００６】
本発明の目的は、基材上にアルミニウム膜が設けられた反射部材であって、紫外領域における反射率が高い反射部材及びそ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】
【０００７】
本発明の反射部材は、基材と、基材上に設けられたアルミニウム膜とを備える反射部材であって、アルミニウム膜は立方晶アルミニウムの結晶面（１１１）によるＸ線回折ピークの積分幅から求めた結晶子サイズが、１８ｎｍ以上であることを特徴としている。
【０００８】
本発明の反射部材において、波長３２０ｎｍにおける反射率は、９０％以上であることが好ましい。
【０００９】
本発明の反射部材の製造方法は、基材と、基材上に設けられたアルミニウム膜とを備える反射部材を製造する方法であって、基材をチャンバー内に配置する工程と、チャンバー内を減圧する工程と、チャンバー内の圧力が所定の圧力になったときに、不活性ガスをチャンバー内に導入する工程と、不活性ガスをチャンバー内に導入した後、スパッタリングを開始してアルミニウム膜を基材上に形成する工程とを備え、上記所定の圧力が、３×１０−４Ｐａ以下であることを特徴としている。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の反射部材によれば、紫外領域の反射率を高めることができる。
【００１１】
本発明の反射部材の製造方法によれば、紫外領域における反射率が高い反射部材を製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態の反射部材を示す模式的断面図である。
【図２】本発明の反射部材の製造方法を説明するためのチャンバー内の圧力と経過時間との関係を示す図である。
【図３】実施例１〜３の反射部材の反射率を示す図である。
【図４】実施例１〜３の反射部材の紫外領域における反射率を示す図である。
【図５】実施例１の反射部材のアルミニウム膜のＸ線回折パターンを示す図である。
【図６】実施例１の反射部材のアルミニウム膜の表面を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図７】比較例１の反射部材のアルミニウム膜の表面を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【図８】比較例２の反射部材のアルミニウム膜の表面を示す走査型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、好ましい実施形態について説明する。但し、以下の実施形態は単なる例示であり、本発明は以下の実施形態に限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明の一実施形態の反射部材を示す模式的断面図である。図１に示すように、本実施形態の反射部材１は、基材２と、基材２の上に設けられたアルミニウム膜３とを備えている。基材２の材質は、特に限定されるものではなく、例えば、セラミック、ガラス、樹脂、金属、合金などの材料から形成することができる。
【００１５】
本実施形態のアルミニウム膜３は、アルミニウム結晶を含み、その結晶子サイズが、１８ｎｍ以上である。結晶子サイズは、ＣｕＫα線を使用して、２θ＝３０°〜９０°の範囲でアルミニウム膜３のＸ線回折強度を測定したときの立方晶アルミニウムの結晶面（１１１）によるＸ線回折ピークの積分幅から求めることができる。具体的には、Ｓｃｈｅｒｒｅｒ式  Ｄ＝Ｋλ／Ｂｃｏｓθ  （Ｄ：結晶子サイズ、Ｋ：Ｓｃｈｅｒｒｅｒ定数（＝１．０５）、Ｂ：ピークの積分幅（ラジアン単位）、λ：Ｘ線の波長、θ：立方晶アルミニウムの結晶面（１１１）によるＸ線回折ピークのブラッグ角）を用いることで結晶子サイズＤを算出することができる。
【００１６】
Ｘ線回折強度は、リガク社製のＳｍａｒｔＬａｂを用いて測定し、測定条件は、
・Ｘ線出力：４５ｋＶ−２００ｍＡ
・光学系：平行ビーム光学系
・使用光源：ＣｕＫα線（波長：０．１５４１８４ｎｍ）
・スリット幅：入射スリット＝１．０ｍｍ・受光スリット＝１．０ｍｍ
・走査軸：２θ（単独走査）
・Ｘ線入射角：０．２５°（固定）
・スキャン速度：０．５°／分
とした。
【００１７】
結晶子サイズが１８ｎｍ以上であることにより、紫外領域における反射率を高めることができる。ここで、紫外領域とは、例えば、波長２２０ｎｍ〜４００ｎｍの範囲である。結晶子サイズは、より好ましくは、１９ｎｍ以上である。結晶子サイズの上限値は特に限定されるものではないが、一般には、３０ｎｍ以下である。
【００１８】
アルミニウム膜３の厚みは、特に限定されるものではないが、４０ｎｍ〜２００ｎｍの範囲であることが好ましく、５０ｎｍ〜１５０ｎｍの範囲であることがさらに好ましい。
【００１９】
アルミニウム膜３は、アルミニウム純度が高い（９９．９％以上）ことが好ましい。アルミニウム膜３中のアルミニウムの純度が９９．９％以上であると、高い反射率の反射部材１を得ることができる。
【００２０】
アルミニウム膜３は、スパッタリング法により基材２の上に形成されたものであることが好ましい。しかしながら、これに限定されるものではなく、他の方法で基材２の上に形成されたものであってもよい。
【００２１】
本発明においては、反射率をさらに高めるため、アルミニウム膜３の上に、誘電体多層膜などからなる増反射膜を設けてもよい。
【００２２】
本実施形態において、アルミニウム膜３が形成される基材２の表面は、平坦な面形状であるが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、基材２は、表面が凹面形状や凸面形状などの曲面形状、又は球面形状であってもよい。
【００２３】
図２は、本発明の製造方法を説明するためのチャンバー内の圧力と経過時間との関係を示す図である。本発明の製造方法においては、以下のようにして反射部材１を製造することができる。まず、基材をチャンバー内に配置する。次に、図２に示すように、チャンバー内の圧力を減圧する。チャンバー内の圧力が所定の圧力になった時点（図２に示すＡ時点）において、不活性ガスをチャンバー内に導入する。本発明においては、この所定の圧力（以下、この圧力を「不活性ガス導入時圧力」という）を、３×１０−４Ｐａ以下としている。その後、電極間に電圧を印加し、スパッタリングを行い、基材上にアルミニウム膜を成膜する。
【００２４】
本発明の製造方法に従い、不活性ガス導入時圧力を３×１０−４Ｐａ以下にすることにより、上記結晶子サイズが１８ｎｍ以上であるアルミニウム膜を基材上に形成することができる。したがって、本発明の製造方法によれば、紫外領域における反射率が高い反射部材１を製造することができる。
【００２５】
不活性ガス導入時圧力は、好ましくは、２×１０−４Ｐａ以下であり、さらに好ましくは、１×１０−４Ｐａ以下である。不活性ガス導入時圧力をより低くすることにより、紫外領域における反射率をさらに高めることができる。不活性ガス導入時圧力の下限値は特に限定されるものではないが、装置上の制約などから、一般には、５×１０−５Ｐａ以上である。
【００２６】
なお、成膜時のチャンバー内の圧力は、１×１０−１Ｐａ〜４×１０−１Ｐａの範囲内であることが好ましい。
【実施例】
【００２７】
以下、本発明を具体的な実施例により説明する。但し、以下の実施例は単なる例示であり、本発明は以下の実施例に限定されるものではない。
【００２８】
（実施例１）
基材としては、厚さ０．７ｍｍの無アルカリガラス基板を用いた。また、スパッタリングに用いるターゲットとしては、幅１２７ｍｍ、高さ６８６ｍｍ、厚み６ｍｍである、純度９９．９９％のアルミニウムターゲットを２個用いた。基材をチャンバー内に配置し、排気ポンプによりチャンバー内を減圧した。チャンバー内の圧力が８×１０−５Ｐａとなった時点で、不活性ガスであるアルゴンガスをチャンバー内に導入した。したがって、本実施例では、不活性ガス導入時圧力を８×１０−５Ｐａとした。
【００２９】
次に、チャンバー内の圧力が２×１０−１Ｐａとなり安定した時点で、電極間に電圧を印加し、スパッタリングを行い、基材上にアルミニウム膜を成膜した。なお、ターゲットに対して１０ｋＷの電力を投入した。また、アルミニウム膜の厚みは、７０ｎｍとした。
【００３０】
以上のようにして、基材の上にアルミニウム膜を成膜し、本実施例の反射部材を製造した。
【００３１】
（実施例２）
不活性ガス導入時圧力を１×１０−４Ｐａとする以外は、実施例１と同様にして、反射部材を製造した。
【００３２】
（実施例３）
不活性ガス導入時圧力を２×１０−４Ｐａとする以外は、実施例１と同様にして、反射部材を製造した。
【００３３】
（比較例１）
不活性ガス導入時圧力を５×１０−４Ｐａとする以外は、実施例１と同様にして、反射部材を製造した。
【００３４】
（比較例２）
不活性ガス導入時圧力を１×１０−３Ｐａとする以外は、実施例１と同様にして、反射部材を製造した。
【００３５】
＜アルミニウム膜の反射率の測定＞
実施例１〜３並びに比較例１及び２で得られた反射部材のアルミニウム膜の反射率を測定した。測定結果を図３及び図４に示す。図３は、波長２２０ｎｍ〜１０２０ｎｍの領域における反射率を示している。図４は、紫外領域（波長２２０ｎｍ〜４００ｎｍの領域）におけるアルミニウム膜の反射率を示している。
【００３６】
図３及び図４に示すように、実施例１〜３の反射部材のアルミニウム膜は、紫外領域（波長２２０ｎｍ〜４００ｎｍの領域）において、比較例１及び２よりも高い反射率を示している。実施例１〜３の反射部材のアルミニウム膜は、波長３２０ｎｍにおいて、９０％以上の反射率を示している。また、実施例１〜３の反射部材のアルミニウム膜は、波長２２０ｎｍにおいて、６５％以上の反射率を示している。また、実施例１及び２の反射部材のアルミニウム膜は、波長２２０ｎｍにおいて、７５％以上の反射率を示している。
【００３７】
＜結晶子サイズの測定＞
実施例１〜３並びに比較例１及び２で得られた反射部材のアルミニウム膜について、ＣｕＫα線を使用して、２θ＝３０°〜９０°の範囲でＸ線回折強度を測定した。
【００３８】
図５は、実施例１の反射部材のアルミニウム膜のＸ線回折パターンを示す図である。図５に示すように、２θ＝３８°近傍に、立方晶アルミニウムの結晶面（１１１）によるＸ線回折ピークが観察された。このピークの積分幅を測定し、Ｓｃｈｅｒｒｅｒ式から結晶子サイズを求めた。
【００３９】
実施例２及び３並びに比較例１及び２についても、同様にしてＸ線回折強度を測定した。図示はしないが、実施例１と同様に、２θ＝３８°近傍に、立方晶アルミニウムの結晶面（１１１）によるＸ線回折ピークが観察された。ピークの積分幅を測定し、Ｓｃｈｅｒｒｅｒ式からそれぞれの結晶子サイズを求めた。このようにして求めた実施例１〜３並びに比較例１及び２のアルミニウム膜の結晶子サイズを、以下に示す。
【００４０】
実施例１：２０．４ｎｍ
実施例２：１９．２ｎｍ
実施例３：１９．２ｎｍ
比較例１：１７．８ｎｍ
比較例２：１６．８ｎｍ
【００４１】
以上の結果から明らかなように、結晶子サイズが１８ｎｍ以上であることにより、紫外領域における反射率を高めることができる。
【００４２】
＜表面粗さＲａの測定＞
実施例１及び比較例２のアルミニウム膜の表面について、原子間力顕微鏡（ＡＦＭ）を用いて、表面粗さＲａを測定した。実施例１の表面粗さＲａは、３．２ｎｍであり、比較例２の表面粗さＲａは、３．１ｎｍであった。したがって、本発明における紫外領域の高い反射率は、表面粗さＲａに起因するものではないと思われる。
【００４３】
＜アルミニウム膜の走査型電子顕微鏡による観察＞
実施例１並びに比較例１及び２のアルミニウム膜の表面を、走査型電子顕微鏡で観察した。図６は実施例１のアルミニウム膜の表面を示しており、図７は比較例１のアルミニウム膜の表面を示しており、図８は比較例２のアルミニウム膜の表面を示している。
【符号の説明】
【００４４】
１……反射部材
２……基材
３……アルミニウム膜
【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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