JPH05295530A - 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 - Google Patents
薄膜形成方法及び薄膜形成装置Info
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- JPH05295530A JPH05295530A JP10099292A JP10099292A JPH05295530A JP H05295530 A JPH05295530 A JP H05295530A JP 10099292 A JP10099292 A JP 10099292A JP 10099292 A JP10099292 A JP 10099292A JP H05295530 A JPH05295530 A JP H05295530A
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Landscapes
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Abstract
(57)【要約】
【目的】基板の材料の種類や品質の差、あるいは保管履
歴等に影響されることなく、所定の膜厚を有する薄膜を
スパッタリング法により形成することができる改良方
法、並びにこの方法を実施するに適した薄膜形成装置を
提供する。 【構成】基板に対向するグロー放電用電極と、グロー放
電時の電圧または電流の変化を検出する電圧・電流検出
回路と、ターゲットに対してスパッタリング電力を供給
する電源回路と、電圧・電流検出回路より出力された信
号の変化が一定値以下となったときにグロー放電を停止
させて電源回路を所定時間作動させる処理時間制御回路
とを備えた薄膜形成装置を用い、真空中で電極に電力を
供給してグロー放電させて放電電圧又は放電電流の変化
が一定値以下になった時点で放電を終了する第１工程
と、ターゲットに電力を所定時間供給して該基板面上に
スパッタリング成膜する第２工程とを実施し、薄膜を形
成する。
歴等に影響されることなく、所定の膜厚を有する薄膜を
スパッタリング法により形成することができる改良方
法、並びにこの方法を実施するに適した薄膜形成装置を
提供する。 【構成】基板に対向するグロー放電用電極と、グロー放
電時の電圧または電流の変化を検出する電圧・電流検出
回路と、ターゲットに対してスパッタリング電力を供給
する電源回路と、電圧・電流検出回路より出力された信
号の変化が一定値以下となったときにグロー放電を停止
させて電源回路を所定時間作動させる処理時間制御回路
とを備えた薄膜形成装置を用い、真空中で電極に電力を
供給してグロー放電させて放電電圧又は放電電流の変化
が一定値以下になった時点で放電を終了する第１工程
と、ターゲットに電力を所定時間供給して該基板面上に
スパッタリング成膜する第２工程とを実施し、薄膜を形
成する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は光学式情報ディスクや光
学機器等における光学反射膜、その他の金属薄膜などを
形成する方法並びにこれらの薄膜を形成する装置に関す
る。
学機器等における光学反射膜、その他の金属薄膜などを
形成する方法並びにこれらの薄膜を形成する装置に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】光学式ビデオディスクなどの光学式情報
ディスクは、たとえばアクリル樹脂やポリカーボネート
樹脂等のプラスチックス基板の面上に情報ピットを形成
し、その上にアルミニウムまたはアルミニウム合金の光
学反射膜を設けてなるものである。
ディスクは、たとえばアクリル樹脂やポリカーボネート
樹脂等のプラスチックス基板の面上に情報ピットを形成
し、その上にアルミニウムまたはアルミニウム合金の光
学反射膜を設けてなるものである。
【０００３】このような基板に対してアルミニウム反射
膜を形成する方法としては真空蒸着法やスパッタリング
法などの真空成膜法が挙げられるが、工程の自動化や装
置の小型化、或いは成膜の効率等の面から、スパッタリ
ング法が採用されることが多い。このようなスパッタリ
ング法において形成される膜の厚さは、スパッタ処理時
間の関数として定まるものとして制御するのが一般的で
あった。
膜を形成する方法としては真空蒸着法やスパッタリング
法などの真空成膜法が挙げられるが、工程の自動化や装
置の小型化、或いは成膜の効率等の面から、スパッタリ
ング法が採用されることが多い。このようなスパッタリ
ング法において形成される膜の厚さは、スパッタ処理時
間の関数として定まるものとして制御するのが一般的で
あった。
【０００４】しかしながら、スパッタ処理時間を一定に
しても膜厚にばらつきが生ずることを避けるのは不可能
であった。特に基板の材料がプラスチックスである場合
には、基板の材料の品質、保管環境、保管時間などによ
る影響が大きく、膜厚を一定に制御することは困難であ
るとされていた。
しても膜厚にばらつきが生ずることを避けるのは不可能
であった。特に基板の材料がプラスチックスである場合
には、基板の材料の品質、保管環境、保管時間などによ
る影響が大きく、膜厚を一定に制御することは困難であ
るとされていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】そこで本発明は、基板
の材料の種類や品質の差、あるいは保管履歴等に影響さ
れることなく、所定の膜厚を有する薄膜をスパッタリン
グ法により形成することができる改良方法を提供しよう
とするものであり、更にかかる方法を実施するに適した
薄膜形成装置を提供しようとするものである。
の材料の種類や品質の差、あるいは保管履歴等に影響さ
れることなく、所定の膜厚を有する薄膜をスパッタリン
グ法により形成することができる改良方法を提供しよう
とするものであり、更にかかる方法を実施するに適した
薄膜形成装置を提供しようとするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】上記のような本発明の目
的は、真空中で基板に対向する電極に電力を供給してグ
ロー放電させたときの放電電圧または放電電流の変化を
信号として取り出し、該信号の変化が一定値以下になっ
た時点でグロー放電処理を終了する第１工程と、ターゲ
ットに対して電力を所定時間供給して該基板面上に所定
の厚さの薄膜をスパッタリング成膜する第２工程とを含
むことを特徴とする薄膜形成方法によって達成すること
ができる。
的は、真空中で基板に対向する電極に電力を供給してグ
ロー放電させたときの放電電圧または放電電流の変化を
信号として取り出し、該信号の変化が一定値以下になっ
た時点でグロー放電処理を終了する第１工程と、ターゲ
ットに対して電力を所定時間供給して該基板面上に所定
の厚さの薄膜をスパッタリング成膜する第２工程とを含
むことを特徴とする薄膜形成方法によって達成すること
ができる。
【０００７】更にこのような薄膜形成方法は、基板に対
向するグロー放電用電極と、グロー放電時の電圧または
電流の変化を検出する電圧・電流検出回路と、ターゲッ
トに対してスパッタリング電力を供給する電源回路と、
該電圧・電流検出回路より出力された信号の変化が一定
値以下となったときに前記グロー放電を停止させて該電
源回路を所定時間作動させる処理時間制御回路とを備え
たことを特徴とする薄膜形成装置を用いることにより、
効率的に実施することができる。
向するグロー放電用電極と、グロー放電時の電圧または
電流の変化を検出する電圧・電流検出回路と、ターゲッ
トに対してスパッタリング電力を供給する電源回路と、
該電圧・電流検出回路より出力された信号の変化が一定
値以下となったときに前記グロー放電を停止させて該電
源回路を所定時間作動させる処理時間制御回路とを備え
たことを特徴とする薄膜形成装置を用いることにより、
効率的に実施することができる。
【０００８】本発明において用いられる基板はプラスチ
ックス材料ばかりでなく各種の材料から形成されたもの
であってよく、特に限定されるものではない。また、グ
ロー放電用電極にはターゲットを取り付けうるように構
成して、ターゲットそのものをグロー放電用電極として
利用することもできる。この場合、基板表面の処理と同
時にターゲットの表面処理も実施できるという利点もあ
る。
ックス材料ばかりでなく各種の材料から形成されたもの
であってよく、特に限定されるものではない。また、グ
ロー放電用電極にはターゲットを取り付けうるように構
成して、ターゲットそのものをグロー放電用電極として
利用することもできる。この場合、基板表面の処理と同
時にターゲットの表面処理も実施できるという利点もあ
る。
【０００９】本発明の薄膜形成装置の例を図１に示す。
ここで１は真空室であり、図示しない真空ポンプと不活
性ガス供給装置とが接続されていて、真空室１内の圧力
を一定とするために不活性ガスの導入量と真空ポンプの
吸引量とが釣り合うように制御されている。２は真空室
１内に設けられた電極であって、その表面にターゲット
を取り付けることができるように構成されている。また
３は同じく真空室１内に電極２と対向して取り付けられ
た基板である。４は電極２に電力を供給する電源回路で
あり、５は電源回路４から電極２に供給される電力の電
圧あるいは電流を検出する検出回路、６は検出回路５で
検出された電圧あるいは電流信号をクロックパルス毎に
掃引すると共に掃引毎の信号を比較して、その差が一定
値以下になった時に電源装置４にグロー放電を停止して
スパッタ処理を開始する信号を送出する制御回路であ
る。
ここで１は真空室であり、図示しない真空ポンプと不活
性ガス供給装置とが接続されていて、真空室１内の圧力
を一定とするために不活性ガスの導入量と真空ポンプの
吸引量とが釣り合うように制御されている。２は真空室
１内に設けられた電極であって、その表面にターゲット
を取り付けることができるように構成されている。また
３は同じく真空室１内に電極２と対向して取り付けられ
た基板である。４は電極２に電力を供給する電源回路で
あり、５は電源回路４から電極２に供給される電力の電
圧あるいは電流を検出する検出回路、６は検出回路５で
検出された電圧あるいは電流信号をクロックパルス毎に
掃引すると共に掃引毎の信号を比較して、その差が一定
値以下になった時に電源装置４にグロー放電を停止して
スパッタ処理を開始する信号を送出する制御回路であ
る。
【００１０】前記の装置を用いて薄膜の形成を行うに当
たっては、まず基板を真空室内に取り付け、基板に対向
する電極に高電圧を印加してグロー放電させるが、この
放電によって発生するプラズマの作用によって基板の表
面が改質される。しかしこうした表面改質時間は一般に
基板の品質や製造経歴のみならず保管環境条件等によっ
ても変化し一定とはならないのが普通である。そして、
グロー放電時の電圧は徐々に上昇して安定したレベルに
到達すると同時に、放電電流も放電開始時には一時的に
高くなるが徐々に低下して安定したレベルに落ち着くも
のである。
たっては、まず基板を真空室内に取り付け、基板に対向
する電極に高電圧を印加してグロー放電させるが、この
放電によって発生するプラズマの作用によって基板の表
面が改質される。しかしこうした表面改質時間は一般に
基板の品質や製造経歴のみならず保管環境条件等によっ
ても変化し一定とはならないのが普通である。そして、
グロー放電時の電圧は徐々に上昇して安定したレベルに
到達すると同時に、放電電流も放電開始時には一時的に
高くなるが徐々に低下して安定したレベルに落ち着くも
のである。
【００１１】ところでこのようなグロー放電による表面
改質においては、グロー放電時の電圧または電流が安定
したレベルに到達したときに基板の表面は充分に改質さ
れた清浄な状態となるが、放電による損傷を受けるには
到っていない。そこで、グロー放電時の電圧または電流
の変化を信号として取り出し、該信号の変化が一定値以
下になった時点で表面改質処理、即ち第１工程を終了す
るのである。
改質においては、グロー放電時の電圧または電流が安定
したレベルに到達したときに基板の表面は充分に改質さ
れた清浄な状態となるが、放電による損傷を受けるには
到っていない。そこで、グロー放電時の電圧または電流
の変化を信号として取り出し、該信号の変化が一定値以
下になった時点で表面改質処理、即ち第１工程を終了す
るのである。
【００１２】続く第２工程においては、改質済の基板表
面に対して通常の方法によってスパッタリング成膜をお
こなうが、その条件はターゲットの材質、成膜速度等に
応じて適宜選択するのがよく、特に限定されない。
面に対して通常の方法によってスパッタリング成膜をお
こなうが、その条件はターゲットの材質、成膜速度等に
応じて適宜選択するのがよく、特に限定されない。
【００１３】
【作用】このような本発明の方法によれば、第１工程に
よって基板の表面改質処理が行われて表面が清浄化さ
れ、スパッタリングによる成膜を妨げるような汚染の除
去が完了する。そのため、第２工程のスパッタ処理を開
始すると同時に成膜が始まり、スパッタ処理時間と比例
した厚さの薄膜が形成されることになる。従って、材料
の品質、保管環境、保管時間などのばらつきによる影響
を排除することができ、所定時間のスパッタ処理によっ
て膜厚の揃った均質な薄膜が得られる。
よって基板の表面改質処理が行われて表面が清浄化さ
れ、スパッタリングによる成膜を妨げるような汚染の除
去が完了する。そのため、第２工程のスパッタ処理を開
始すると同時に成膜が始まり、スパッタ処理時間と比例
した厚さの薄膜が形成されることになる。従って、材料
の品質、保管環境、保管時間などのばらつきによる影響
を排除することができ、所定時間のスパッタ処理によっ
て膜厚の揃った均質な薄膜が得られる。
【００１４】
【実施例】直径３０cm、厚さ１．２mmのＰＭＭＡ基板を
射出成形した後、温度２３℃、湿度５０％RHの無塵室内
にそれぞれ所定時間保管し、これをＤＣスパッタ装置の
中に取り付け、装置内を一旦１０-3Paまで排気したの
ち、アルゴンで置換して装置内の圧力を０．５Pa程度に
維持し、グロー電極として用いる径３５cmのアルミニウ
ムターゲットに高電圧を印加してグロー放電を開始させ
てＰＭＭＡ基板の面をプラズマ処理した（第１工程）。
こうして放電電圧が安定値に到達したとき改質処理を終
了し、続いて印加電力０．９kWでアルミニウムのスパッ
タリング成膜を２．１秒間行なって、２０nmの目標厚さ
となるようアルミニウム薄膜を形成した（第２工程）。
射出成形した後、温度２３℃、湿度５０％RHの無塵室内
にそれぞれ所定時間保管し、これをＤＣスパッタ装置の
中に取り付け、装置内を一旦１０-3Paまで排気したの
ち、アルゴンで置換して装置内の圧力を０．５Pa程度に
維持し、グロー電極として用いる径３５cmのアルミニウ
ムターゲットに高電圧を印加してグロー放電を開始させ
てＰＭＭＡ基板の面をプラズマ処理した（第１工程）。
こうして放電電圧が安定値に到達したとき改質処理を終
了し、続いて印加電力０．９kWでアルミニウムのスパッ
タリング成膜を２．１秒間行なって、２０nmの目標厚さ
となるようアルミニウム薄膜を形成した（第２工程）。
【００１５】一方、第１工程の表面処理と第２工程のア
ルミニウム薄膜の形成とを行う代わりに、装置内の圧力
がアルゴンで０．５Pa程度となった後に初めから印加電
力０．９kWでアルミニウムのスパッタリング成膜を６．
０秒間行なってアルミニウム薄膜を形成した。
ルミニウム薄膜の形成とを行う代わりに、装置内の圧力
がアルゴンで０．５Pa程度となった後に初めから印加電
力０．９kWでアルミニウムのスパッタリング成膜を６．
０秒間行なってアルミニウム薄膜を形成した。
【００１６】このようにして本発明の方法に従って基板
の表面改質処理を行った後にスパッタリング成膜を実施
して得たアルミニウム薄膜と、従来の方法に従って初め
からスパッタリング成膜を実施して得たアルミニウム薄
膜とについて、それぞれ膜厚を測定し、試料３個の平均
値とその標準偏差とを算出して保管時間との関係を調べ
た。また併せて全体の平均値とその標準偏差とを算出
し、これらの結果を表１に示した。
の表面改質処理を行った後にスパッタリング成膜を実施
して得たアルミニウム薄膜と、従来の方法に従って初め
からスパッタリング成膜を実施して得たアルミニウム薄
膜とについて、それぞれ膜厚を測定し、試料３個の平均
値とその標準偏差とを算出して保管時間との関係を調べ
た。また併せて全体の平均値とその標準偏差とを算出
し、これらの結果を表１に示した。
【００１７】
【表１】 アルミニウム薄膜の膜厚（nm） ────────────────────────────────── 基板保管 本発明による薄膜 従来方法による薄膜 時間（分） 膜厚 平均 標準偏差 膜厚 平均 標準偏差 ────────────────────────────────── ０ 18,20,22 20.0 1.6 22,26,28 25.3 2.5 ５ 19,21,22 20.7 1.3 17,21,25 21.0 1.0 １０ 19,19,22 20.0 1.4 16,20,22 19.3 2.5 ２０ 18,19,22 19.7 1.7 6, 8,14 9.3 1.1 ３０ 20,22,22 21.3 0.9 3, 6,11 6.7 3.3 ６０ 18,19,21 19.3 1.3 5,18,22 15.0 7.3 ────────────────────────────────── 全体 20.2 1.5 16.1 7.7 ──────────────────────────────────
【００１８】この結果から、本発明の光学反射膜の形成
方法によって形成した薄膜の厚さは基板保管時間による
ばらつきが少なく、また同一条件で保管した基板に対し
ても膜厚が揃った薄膜が得られることがわかる。
方法によって形成した薄膜の厚さは基板保管時間による
ばらつきが少なく、また同一条件で保管した基板に対し
ても膜厚が揃った薄膜が得られることがわかる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば、従来膜厚の制御が困難
であったスパッタリング成膜法によって、膜厚の揃った
薄膜が再現性よく得られるという効果がある。
であったスパッタリング成膜法によって、膜厚の揃った
薄膜が再現性よく得られるという効果がある。
【図１】本発明の光学反射膜の形成方法を実施する装置
の例を示す構成図である。
の例を示す構成図である。
１ 真空室 ２ 電極 ３ 基板 ４ 電源回路 ５ 電圧あるいは電流の検出回路 ６ 制御回路
Claims (4)
- 【請求項１】 真空中で基板に対向する電極に電力を供
給してグロー放電させたときの放電電圧または放電電流
の変化を信号として取り出し、該信号の変化が一定値以
下になった時点でグロー放電処理を終了する第１工程
と、ターゲットに対して電力を所定時間供給して該基板
面上に所定の厚さの薄膜をスパッタリング成膜する第２
工程とを含むことを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項２】 グロー放電用電極としてスパッタリング
用ターゲットを利用する請求項１記載の薄膜形成方法。 - 【請求項３】 基板に対向するグロー放電用電極と、グ
ロー放電時の電圧または電流の変化を検出する電圧・電
流検出回路と、ターゲットに対してスパッタリング電力
を供給する電源回路と、該電圧・電流検出回路より出力
された信号の変化が一定値以下となったときに前記グロ
ー放電を停止させて該電源回路を所定時間作動させる処
理時間制御回路とを備えたことを特徴とする薄膜形成装
置。 - 【請求項４】 グロー放電用電極がターゲットを取り付
けうるように構成されている請求項３記載の薄膜形成装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10099292A JPH05295530A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10099292A JPH05295530A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05295530A true JPH05295530A (ja) | 1993-11-09 |
Family
ID=14288809
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10099292A Pending JPH05295530A (ja) | 1992-04-21 | 1992-04-21 | 薄膜形成方法及び薄膜形成装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH05295530A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100989748B1 (ko) * | 2010-05-10 | 2010-10-26 | 이홍규 | 인라인 방식의 자동차용알루미늄휠 프라즈마 코팅방법 |
-
1992
- 1992-04-21 JP JP10099292A patent/JPH05295530A/ja active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR100989748B1 (ko) * | 2010-05-10 | 2010-10-26 | 이홍규 | 인라인 방식의 자동차용알루미늄휠 프라즈마 코팅방법 |
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| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20010717 |