成膜プロセス

成膜は、薄膜を基板表面に形成する技術であり、蒸着法、スパッタリング、CVD（化学的気相法）の手法を使用しています。成膜の方法によって特性が変化し、膜質や特性に影響を与えます。それぞれの方法には独自の特徴があり、異なる材料や用途に適しています。光学薄膜は、光学機器、半導体、医療機器などの幅広い分野で使用され、重要な役割を果たしています。
薄膜の製造プロセスは、様々な方法がありますが、気相プロセスと液相プロセスに大別できます。光学薄膜においては気相プロセスが一般的です。真空蒸着法は最も基礎的な製造プロセスです。真空中で成膜材料を蒸発させ、基板表面に凝着させる方法です。成膜材料を熱源で加熱し、気体化させることで蒸発させます。この蒸気が基板表面に到達し、薄膜が形成されます。加熱により膜密着性を向上させた加熱蒸着や、イオンにより蒸気の速度を加速させるイオンアシスト蒸着は真空蒸着が基になっております。

 

高周波イオンプレーティング

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。

プラズマCVD

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。

特徴

プラズマ中で励起された気体は、反応性が高く非熱平衡状態で化学反応が進行するため、熱励起プロセスでは実現できない原子の組成や、配列を持った膜を作ることができます。

使用例

プラズマ発生に弊社独自のイオンプロセス法を応用し、高耐久性、IR高透過性等の特徴を持つDLC膜を作成しています。
DLC（ダイヤモンドライクカーボン）は CVDを用いて形成可能な一つの薄膜のタイプで、耐摩耗性や潤滑性の向上、耐食性の向上の強化膜として利用されます。OCJのDLC膜は光学部品や赤外線用製品に応用されます。

真空蒸着

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。

▼装置概要図

材料：SiO2, Ta2O5, HfO2, ZrO2, TiO2, Al2O3, ZnS, ITO, SiO, Na3AlF6, MgF2, GdF3, LaF3, YF3, YbF3, CeO, Au, Ag, Al, Cr, Ni,
基板：各種ガラス、石英、サファイア、ゲルマニウム、シリコン、カルコゲナイトガラス
（上記以外でもご要望ございましたらお問い合わせください。）

イオンビームスパッタ

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。

対応基板サイズ：～φ200mm

膜材料： SiO2, Ta2O5, Nb2O5, HfO2, Al2O3

対応基板： 石英、ガラス、ファイバー端面、結晶材料

マグネトロンスパッタ

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。

材料：.SiO2, Ta2O5, Nb2O5 etc
基板： ガラス、石英、サファイア、シリコン etc.

▼装置概要図