日本真空光学の技術

イオンプレーティング（ION PLATING）法は、プラズマ中に蒸発粒子を通過させ基板へ付着させる方法です。プラズマを用いることで、蒸着粒子の一部がイオン化すること、導入ガスプラズマによる成膜表面へのスパッタリング効果が得られるため、従来の真空蒸着薄膜と比べて高密度、高付着強度などの優れた性能を持つ薄膜を得ることができます。日本真空光学では独自の方式を用いて波長移動の無い信頼性の高い光学薄膜製品を作製しています。

当社のコア技術であるプラズマプロセスを応用して、独自のプラズマCVD法を開発しました。
気相からの凝縮を用いた薄膜の形成方法は、物理的気相成長法(PVD)と化学的気相成長法(CVD)に大別されます。PVD法は真空中において、熱的蒸着またはイオン衝撃によるスパッタリングによって蒸着源から作られた原子や分子気体を基板上に凝縮させ、薄膜を形成する方法です。蒸着、イオンプレーティング、IBSは、PVDに分類されます。

真空蒸着とは、蒸着材料を真空中で加熱し蒸発・昇華させることで蒸気に変え、その蒸気が基板に付着したときに薄膜を形成することを利用した成膜技術です。材料を加熱する方法として、電子ビーム加熱、抵抗線加熱が選択できます。

古典的な成膜方法でありますが、フッ化物など乖離しやすい物質にも対応できる、高い成膜速度で成膜できるなどの特徴があるうえ、材料の選択性が広く幅広い製品に応用できます。

用途として、紫外域のフィルター製品や、レーザー光学素子などの製作に適しています。またアルミ、金、銀、クロムなど金属材料のコーティングにも対応します。

スパッタリングとは成膜したい材料(ターゲット)を、プラズマ状態のAr+などのイオンや原子で衝撃し、ターゲット物質を叩き出して基板に成膜するプロセスです。ターゲット材料を加熱し蒸発させ成膜する真空蒸着に比べて、ターゲット分子のエネルギーが大きいため膜の付着強度が強く、緻密な膜を形成することができます。

イオンビームスパッタは、イオンガンと呼ばれるスパッタ源をもちます。アルゴンガスに高周波(13.56MHz)を印加しガスをプラズマ化します。発生したプラズマから、格子状のグリッドと呼ばれる部品に電圧をかけることによってアルゴンイオンを引き出します。引き出されたアルゴンイオンは、ターゲット物質に衝突し、膜材料をスパッタします。スパッタされた膜材料を基板に堆積させることによって、光学多層膜を形成することができます。

イオンビームスパッタ膜は、低欠陥、低損失、平滑性が高い、低温成膜が可能などの特徴があげられます。これらの特徴から、低散乱が求められる、レーザー用素子、蛍光ラマン分析用光学素子などの作製に最適です。

スパッタリングと成膜したい材料(ターゲット)を、プラズマ状態のAr+などのイオンや原子で衝撃し、ターゲット物質を叩き出して基板に成膜するプロセスです。ターゲット材料を加熱し蒸発させ成膜する真空蒸着に比べて、ターゲット分子のエネルギーが大きいため膜の付着強度が強く、緻密な膜を形成することができます。

マグネトロンスパッタリングはターゲット背面に磁石を配置し、磁場を発生させその中に電子を囲い込むことで、濃いプラズマ領域を作りターゲットを効率的にスパッタできます。蒸着源が点である蒸着と違い大面積への均一な成膜を可能とします。