JP3466387B2 - 成膜方法および成膜装置 - Google Patents
成膜方法および成膜装置Info
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Description
ク等のドーナツ状円盤型基体の表面にアルミニウム等の
被膜をスパッタリング等で形成する成膜方法およびその
装置に関する。
情報を大量に記録するのに、広く使用されているコンパ
クトディスク(以下、CDと称する。)やデジタルビデ
オディスク(以下、DVDと称する。)は、ポリカーボ
ネイト等の透明な合成樹脂板製のドーナツ状円盤型基体
の表面にたとえばスパッタリング等により光反射率の高
いアルミニウム等の薄膜を形成したものからなる。
アルミニウム等の膜に、情報を「1」、「0」からなる
デジタル信号に変えたビットと称する小さな孔を開けて
記録させてあり、これにレーザ光を当て反射波の有無
(孔の有無) を検出して、記録情報を読み出すようにし
ている。
型のCD1は、円盤型基体11の外径が120mm、厚
さ1.2mm、中心部の孔12径が15mm、透明部が
基体11の中心から約20mmの間に、アルミニウム等
の被膜2が基体11の中心から約20mm〜約59mm
の孔12周辺(中央部)の内端側13および外端側(周
縁部)14を除く間に形成してある。
たとえばスパッタリングにより被膜を形成するのは図5
に示すような設備を用い行なわれていた。チャンバー等
の真空室内のホルダー64の段部63上に載置して移送
されてきた円盤型基体11は、その状態のままスパッタ
ーを行うと全面に被膜2が形成されてしまうので、マス
キングをして作業が行われている。
在に挿通して、センターブラケット81が配設されてい
る。このセンターブラケット81は、シャフト83の先
端にコイル状ばね85を介して弾性的に軸方向へ自由度
を有して取着され、先端がドーナツ状円盤型基体11の
中央の孔12内に容易に挿入されるようテーパー状の先
端部87が形成されている。また、シャフト83の下端
にはシリンダ装置84が連結してある。また、上方には
スパッター源となるマグネトロンスパッタリング装置
(図示しない。)や先端が円状のセンターマスク71お
よびリング状のアウターマスク73等が配設されてい
る。
84を作動してシャフト83を上昇させると、センター
ブラケット81先端の先端部87が円盤型基体11の中
央の孔12内に侵入する。この先端部87はテーパー状
であるため中央の孔12内に容易に侵入し、円盤型基体
11の平坦部に達したところで円盤型基体11はホルダ
ー64の段部63から押し上げられる。さらに押し上げ
がすすむと、円盤型基体11表面側の中央部がセンター
マスク71の当接部72に当たるとともに円盤型基体1
1表面側の周縁部14もアウターマスク73の当接部7
4に当たる。このとき、円盤型基体11は弾性変形して
その反力により表面側の周縁部14がアウターマスク7
3に確実に押し当てられる。
真空度に達したら、マグネトロンスパッター装置を作動
してアルミニウムの微粒子を放出させ、円盤型基体11
の表面にアルミニウム被膜2を形成する。この被膜2の
形成が終了したら、シリンダ装置84を作動してシャフ
ト83を下降させると、円盤型基体11を保持している
センターブラケット81が下降し、途中のホルダー64
部を通過のとき円盤型基体11裏面側の周縁部14が段
部63に引っ掛かって、円盤型基体11はこの段部63
上に載置される。
ホルダー64から円盤型基体11を取り出すことによっ
て作業は終了する。
作業では、形成された被膜2に欠陥の生じることがあっ
た。これは、円盤型基体11の種類、材質、厚さ等によ
るもののほか、同一の部品でもばらつきがあり、上記作
業においてセンターブラケット81の押し上げ時に、円
盤型基体11の周縁部14に加わるアウターマスク73
の押圧力が変わったり、被着される被膜材料によっても
円盤型基体11にかかる応力が変わるため、円盤型基体
11とセンターマスク71やアウターマスク73との間
に変形による隙間を生じ被膜材料が入り込むことがあっ
た。(なお、図5はこの円盤型基体11が変形した状態
を誇張して示してある。)この被膜の非形成部への被着
は、境界部が不明確で被膜がはみでるぼけ等の発生があ
り、特性的にも外観的にも改善の必要があった。また、
円盤型基体11がそり等湾曲するときおよび湾曲から元
に戻るときに周縁部14を擦っていくので、この周縁部
14付近には擦り傷の発生があった。
情に鑑みなされたもので、CD等のドーナツ状円盤型基
体の表面に被膜を形成するに際し、被膜境界部にぼけ等
の発生がないスパッタリング等による成膜方法および成
膜装置を提供することを目的とする。
の成膜方法は、減圧装置に接続したチャンバー内でドー
ナツ状円盤型基体の表面中央部をセンターマスクによ
り、また、周縁部をアウターマスクにより覆い、被膜材
料を飛散させてドーナツ状の被膜を形成する成膜方法に
おいて、上記ドーナツ状円盤型基体裏面の中央部をばね
部材を介してシャフトに取着されたセンターブラケット
により押圧するとともに、上記ドーナツ状円盤型基体裏
面の周縁部を上記ばね部材とは独立して作用するばね部
材を介して上記シャフトに同軸的に取着されたアウター
ブラケットにより押圧した、上記ドーナツ状円盤型基体
を表裏両面から押圧保持して被膜材料を被着させること
を特徴とする。
面からそれぞれ独立して作用するばね部材を介し弾性的
に押圧させるので、円盤型基体の厚さが変わったり、被
膜形成材料が変わったとき等にも、基体をほぼ一直線の
状態で保持して被膜が形成され、被膜形成の境界部を明
確にだすことができる。また、円盤型基体にそり等の変
形が発生しないので基体の周縁部がずれることがなく擦
り傷の発生もない。
圧装置に接続したチャンバー内に設けられたリング状の
ホルダーにドーナツ状円盤型基体の周縁部を保持させる
工程と、シャフトにそれぞればね部材を介して単独で作
用するよう同軸的に設けられたセンターブラケットおよ
びアウターブラケットとを上記ホルダーのリング状部内
を通過させ、上記センターブラケットの先端部を上記ド
ーナツ状円盤型基体中央部の孔内に挿入するとともにこ
のドーナツ状円盤型基体の中央部を上記センターブラケ
ット上に、また、周縁部を上記アウターブラケット上に
載置させる工程と、上記両ブラケットを上昇させて上記
ドーナツ状円盤型基体表面の中央部をセンターマスク
に、また、周縁部をアウターマスクに当接させ、上記ド
ーナツ状円盤型基体裏面を上記センターブラケットおよ
びアウターブラケットによりそれぞれ独立して作用する
ばね部材を介して押圧する工程と、上記減圧したチャン
バー内において被膜材料を飛散させて上記ドーナツ状円
盤型基体の表面に被膜を形成する工程と、上記両ブラケ
ットを下降して上記ドーナツ状円盤型基体表面をマスク
から外す工程と、上記両ブラケットをさらに下降させて
上記ドーナツ状円盤型基体をブラケットから離しホルダ
ー上に載置する工程と、上記ホルダー上に載置された上
記ドーナツ状円盤型基体を取り出す工程とを具備してい
ることを特徴とする。
周縁部を保持させたドーナツ状円盤型基体を、リング状
のホルダー内を上昇させたばね部材を有するセンターブ
ラケットの先端部上に載置させるとともに、このセンタ
ーブラケットのシャフトにばね部材を介し同軸的に設け
たアウターブラケットを円盤型基体の周縁部に当接して
上昇させ、円盤型基体表面の中央部をセンターマスク
に、また、周縁部をアウターマスクに弾性的に当接させ
て、排気したチャンバー内において被膜材料を飛散させ
てドーナツ状円盤型基体の表面に被膜を形成するように
している。
をそれぞれ別個の独立して弾性作用をするセンターブラ
ケットおよびアウターブラケットで押圧して、センター
マスクおよびアウターマスクに当接させるようにしたも
のである。したがって、円盤型基体にそり等の変形が生
じる無理な応力を加えずに確実な保持とマスキングが行
えて、上記請求項1に記載したと同様な作用を奏する。
圧装置に接続したチャンバーと、このチャンバー内に設
けられたドーナツ状円盤型基体を保持するリング状のホ
ルダーと、シャフトにばね部材を介して設けられ、上記
ホルダーのリング状部内に進退自在に挿通されるととも
に先端部を上記ドーナツ状円盤型基体中央部の孔内に挿
入してこのドーナツ状円盤型基体裏面の中央部に当接す
るセンターブラケットと、上記シャフトにばね部材を介
して上記センターブラケットと同軸的に設けられ、上記
ホルダーのリング状部内に進退自在に挿通されるととも
に上記ドーナツ状円盤型基体裏面の周縁部に当接するア
ウターブラケットと、上記センターブラケットに対応し
て設けられた上記ドーナツ状円盤型基体表面の中央部を
覆うセンターマスクと、上記アウターブラケットに対応
して設けられた上記ドーナツ状円盤型基体表面の周縁部
を覆うアウターマスクと、上記センターマスクおよびア
ウターマスクの配設側に設けられ、上記ドーナツ状円盤
型基体表面に被膜材料を飛散させる装置とを具備してい
ることを特徴とする。
したと同様な作用を奏する。
記リング状のホルダーの内周縁部には、上記ドーナツ状
円盤型基体の周縁部を載置する複数個の凸部が形成さ
れ、上記アウターブラケットの円形状の外周縁部には、
複数個の凹部が形成されており、上記凸部と凹部とが互
いに接触することなく通過できるように構成されている
ことを特徴とする。
ウターブラケットが、円盤型基体を保持して接触や衝突
をすることなく入り違いできる。
を参照して説明する。図1はCDの製造工程であるスパ
ッタリングによる成膜装置の一例を示す説明図、図2は
図1の要部を拡大して示す正面断面図である。
型基体11を載置搬送するベルトコンベヤー、4はトラ
ンスファー装置で、上下動(矢印)可能な回転軸41
に、この回転軸41を中央にして相対方向に伸びる後述
するチャンバー51の窓孔52を塞ぐ円盤状のブラケッ
ト42,42が取付けられ、各ブラケット42,42の
下面には真空ポンプ等の減圧装置(図示しない。)に接
続されたゴムパッド43,43が設けられている。な
お、このゴムパッド43,43の先端部は円盤型基体1
1中心の孔12より外周辺で被膜2が形成されない内端
側13に位置するのが、被膜2を傷付けることがないの
で好ましい。
スパッタするドーナツ状円盤型基体11より大径の円形
窓孔52,53が設けられたチャンバー51を備え、こ
のチャンバー51内には回転軸61を中央にして反対方
向に伸びるブラケット62,62が取付けられ、各ブラ
ケット62,62には円盤型基体11の周縁部14を載
置して保持する段部63を備えたリング状のホルダー6
4,64が設けられている。また、54は窓孔53に連
接したスパッターが行われる成膜室で、上記チャンバー
51と成膜室54とで真空室を構成している。
タリング装置7および円盤型基体11の中央部を覆うセ
ンターマスク71が設けられている。また、72はセン
ターマスク71先端の円盤型基体11の中央孔12近傍
との当接部である。また、73は窓孔53の内周に設け
られたアウターマスク、74は円盤型基体11の周縁部
14との当接部、55は真空ポンプ等の減圧装置(図示
しない。)に接続された排気通路、95等の黒点は気密
保持用のパッキングである。
型基体11の中心の孔12に挿通して、この円盤型基体
11を保持する円形状のセンターブラケット81および
円盤型基体11の周縁部14を載置して保持する円形状
のアウターブラケット82がシャフト83に固定してあ
る。また、成膜室54側下方のチャンバー51の底壁に
は電磁作動または気体圧作動して上記シャフト83を上
下動させるシリンダ装置84が気密取着されている。な
お、このシャフト83は回転しない。
2および図3を参照してさらに説明する。図2中、図1
と同一部分には同一の符号を付してその説明は省略す
る。
83先端にねじ等で固定されたセンターブラケット81
および中間部にストッパー88aで固定された後側のア
ウターブラケット82は、このシャフト83に対しそれ
ぞれコイル状のばね部材85,86が嵌合してあって、
それぞれ独立して弾性的に軸方向へ自由度を有して取着
されている。
テーパー状をなす先端部、88bはアウターブラケット
82のコイル状ばね86のストッパー、89はアウター
ブラケット82先端に形成された円盤型基体11裏面側
の周縁部14との当接部である。
体11の保持部がリング状をなすホルダー64の上面図
であって、その内周径は円盤型基体11の外径より大き
く、内周縁部に複数個の突出したドーナツ状円盤型基体
11載置用の段部63,63,…が形成されている。ま
た、図3(b)は、アウターブラケット82の上面図で
あって、その外周径は円盤型基体11の外径より大き
く、周縁部に複数個の上記ドーナツ状円盤型基体11の
外周径より小さい凹部90,90,…が形成されてい
る。そして、両者の関係はホルダー64の内側にアウタ
ーブラケット82が入った二重の状態になるが、それぞ
れの内外周縁部は凸部65と凹部90とが合致して互い
に接触することなく隙間を通過できる。
るスパッター作業は次のようにして行われる。
ナツ状円盤型基体11を、下降してきたトランスファー
装置4の円盤状のブラケット42に設けられているゴム
パッド43,43によって吸引する。(真空ポンプ等の
減圧装置は図示されていない。)そして、トランスファ
ー装置4の回転軸41を上昇させ、たとえば図1の仮想
線の位置まで来たら回転軸41を180度回転し、つぎ
に、回転軸41を下降して、円盤状のブラケット42を
スパッタリング装置5のチャンバー51の円形窓孔52
上に移動させる。この状態は円盤状のブラケット42が
チャンバー51の円形窓孔52を閉塞するとともに、チ
ャンバー51内のリング状のホルダー64上に円盤型基
体11を位置させることになる。そして、ゴムパッド4
3,43の吸引を停止し吸引ラインに窒素等を封入する
と、円盤型基体11は解放されホルダー64の段部63
上に載置される。
180度回転して、円盤型基体11の載ったホルダー6
4を成膜室54と対面する位置に移動する。なお、上記
ブラケット42により円形窓孔52を閉塞した後、チャ
ンバー51内および成膜室54内は排気通路55を通じ
排気し減圧させる。
フト83を上昇させると、シャフト83先端のセンター
ブラケット81のテーパー状の先端部87がホルダー6
4上のドーナツ状円盤型基体11の裏面側から中央部の
孔12内に侵入していくとともに後ろ側のアウターブラ
ケット82も上昇してホルダー64の孔12を通過し、
先端の当接部89が円盤型基体11裏面の周縁部14と
当接し、両ブラケット81,82が共働して円盤型基体
11をホルダー64上から押し上げる。
って中央部の孔12および周縁部14に接して押し上げ
裏面側から保持された円盤型基体11は、反対面(表面
側)の中央部が上方にあるセンターマスク71の当接部
72に、また、周縁部14がアウターマスク73の当接
部74に押し付けられる。すなわち、円盤型基体11は
その中央部および周縁部14が両側面から挟み押圧され
湾曲することなくほぼ一直線の平板状態に保持される。
ャフト83にそれぞれ独立したばね部材85,86を介
し設けられているので、円盤型基体11を中央部および
周縁部14でそれぞれの状況に応じ弾性的に押圧して、
円盤型基体11を水平に保持させることができる。
54内の排気がすすみ所定の真空度に達したら、マグネ
トロンスパッタリング装置7を作動して被膜材料である
アルミニウムをスパッターさせる。このスパッターによ
り飛散したアルミニウム粒子は、主として円盤型基体1
1の表面、センターマスク71やアウターマスク73の
表面に被着され、円盤型基体11の表面に所定膜厚のア
ルミニウム被膜2が形成できる。
ダ装置84を動作してシャフト83を下降させると、円
盤型基体11を保持しているセンターブラケット81お
よびアウターブラケット82も下降し、途中のホルダー
64部を通過のとき円盤型基体11の周縁部14が段部
63に引っ掛かって、円盤型基体11はこの段部63上
に載置される。
円盤型基体11の載ったホルダー64を図1において右
方に移動するとともに排気を止め排気通路55を通じて
チャンバー51内に窒素等を封入する。このチャンバー
51内が大気圧状態になったら、チャンバー51の円形
窓孔52上にあるブラケット42のゴムパッド43,4
3を真空系につなぎホルダー64上にある円盤型基体1
1を吸引させる。
1を上昇させ、たとえば図1の仮想線の位置まで来たら
回転軸41を180度回転し、ここでゴムパッド43,
43の真空状態を大気圧に切替えると円盤型基体11の
保持が解かれ、アルミニウム被膜2を形成した円盤型基
体11を取出すことができる。
させてコンベヤー3上の新たな円盤型基体11をゴムパ
ッド43,43で吸引して、スパッタリング装置5に送
り上述した作業を繰り返し行う。
が行われたドーナツ状円盤型基体11は、その中央部お
よび周縁部14が両側面からマスク71,72等で挟み
押圧されて、そり等の湾曲することなく水平状態に保持
された状態でスパッターされるので、被膜2形成の境界
部が明確になり、被膜2がはみでるぼけ等の発生がない
とともに基体1の湾曲がないので擦り傷の発生もなく、
特性的にも外観的にも向上したCD1を作り出すことが
できた。
ブラケット82、センターマスク71およびアウターマ
スク73を用いてアルミニウム被膜2を形成した図4に
示すCD1は、中央部の被膜非形成部の直径Dが40m
m、周縁部14の端面からの被膜非形成部幅Wが1mm
で、境界がはっきりしていて被膜2にぼけ等の発生は見
られなかった。
い。たとえば、被膜形成の対象物はCDに限らず、LD
(レーザーディスク)、DVD(デジタルビデオディス
ク)、MD(ミニディスク)やMO(マグネットオプチ
カル)等の製造にも適用が可能である。
パッタリングによる場合について述べたが、スパッタリ
ングに限らず、真空中で被膜形成を行なう真空蒸着やイ
オンプレーティングによる方法や装置を適用することが
できる。その他、装置各部の詳細構成も実施の形態に記
載したものに限らない。また、作業は円盤型基体を水平
に保持して被膜の形成を上方より行ったが、上方からに
限らず下方からでもよく、さらに、円盤型基体を垂直に
保持して被膜の形成を行ってもよい。
のほか金(Au)、銀(Ag)、銅(Cu)、ケイ素
(Si)等の被膜形成を行うことができる。
によれば、円盤型基体を中央部および周縁部で真直(水
平や垂直)の状態に保持して被膜が形成されるので、被
膜形成の境界部が明確なはみでるぼけ等の発生がない、
均一な被膜を所定範囲に高精度で形成できる。
体の厚さや被膜形成材料が変わっも真直な保持が可能で
あり、円盤型基体がそり等湾曲したり湾曲から元に戻る
過程で起こる擦り傷の発生を防止できる。
1.2mm)やDVD(基体の厚さ0.6mm)の被膜
形成を、装置の切り替えなく、また、あっても簡単な調
整で容易に行わせることができる。
簡単な構成で円盤型基体の移し変えを容易に行うことが
できる。
す説明図である。
ある。
はホルダー、(b)はアウターマスクを示す。
面正面図である。
Claims (4)
- 【請求項1】 減圧装置に接続したチャンバー内でドー
ナツ状円盤型基体の表面中央部をセンターマスクによ
り、また、周縁部をアウターマスクにより覆い、被膜材
料を飛散させてドーナツ状の被膜を形成する成膜方法に
おいて、上記ドーナツ状 円盤型基体裏面の中央部をばね部材を介
してシャフトに取着されたセンターブラケットにより押
圧するとともに、上記ドーナツ状円盤型基体裏面の周縁
部を上記ばね部材とは独立して作用するばね部材を介し
て上記シャフトに同軸的に取着されたアウターブラケッ
トにより押圧した、上記ドーナツ状円盤型基体を表裏両
面から押圧保持して被膜材料を被着させることを特徴と
する成膜方法。 - 【請求項2】 減圧装置に接続したチャンバー内に設け
られたリング状のホルダーにドーナツ状円盤型基体の周
縁部を保持させる工程と;シャフトにそれぞればね部材を介して単独で作用するよ
う同軸的に設けられたセンターブラケットおよびアウタ
ーブラケットとを上記ホルダーのリング状部内を通過さ
せ、上記 センターブラケットの先端部を上記ドーナツ状
円盤型基体中央部の孔内に挿入するとともにこのドーナ
ツ状円盤型基体の中央部を上記センターブラケット上
に、また、周縁部を上記アウターブラケット上に載置さ
せる工程と; 上記両ブラケットを上昇させて上記ドーナツ状円盤型基
体表面の中央部をセンターマスクに、また、周縁部をア
ウターマスクに当接させ、上記ドーナツ状円盤型基体裏
面を上記センターブラケットおよびアウターブラケット
によりそれぞれ独立して作用するばね部材を介して押圧
する工程と;上記減圧した チャンバー内において被膜材料を飛散させ
て上記ドーナツ状円盤型基体の表面に被膜を形成する工
程と; 上記両ブラケットを下降して上記ドーナツ状円盤型基体
表面をマスクから外す工程と;上記 両ブラケットをさらに下降させて上記ドーナツ状円
盤型基体をブラケットから離しホルダー上に載置する工
程と; 上記ホルダー上に載置された上記ドーナツ状円盤型基体
を取り出す工程と;を具備していることを特徴とする成
膜方法。 - 【請求項3】 減圧装置に接続したチャンバーと; このチャンバー内に設けられたドーナツ状円盤型基体を
保持するリング状のホルダーと;シャフトにばね部材を介して設けられ、上記 ホルダーの
リング状部内に進退自在に挿通されるとともに先端部を
上記ドーナツ状円盤型基体中央部の孔内に挿入してこの
ドーナツ状円盤型基体裏面の中央部に当接するセンター
ブラケットと;上記シャフトにばね部材を介して上記 センターブラケッ
トと同軸的に設けられ、上記ホルダーのリング状部内に
進退自在に挿通されるとともに上記ドーナツ状円盤型基
体裏面の周縁部に当接するアウターブラケットと; 上記センターブラケットに対応して設けられた上記ドー
ナツ状円盤型基体表面の中央部を覆うセンターマスク
と; 上記アウターブラケットに対応して設けられた上記ドー
ナツ状円盤型基体表面の周縁部を覆うアウターマスク
と; 上記センターマスクおよびアウターマスクの配設側に設
けられ、上記ドーナツ状円盤型基体表面に被膜材料を飛
散させる装置と;を具備していることを特徴とする成膜
装置。 - 【請求項4】 上記リング状のホルダーの内周縁部に
は、上記ドーナツ状円盤型基体の周縁部を載置する複数
個の凸部が形成され、上記アウターブラケットの円形状
の外周縁部には、複数個の凹部が形成されており、上記
凸部と凹部とが互いに接触することなく通過できるよう
に構成されていることを特徴とする請求項3に記載の成
膜装置。
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