JP3513712B2 - 樹脂基板用連続式スパッタ装置 - Google Patents

樹脂基板用連続式スパッタ装置

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JP3513712B2 JP12460791A JP12460791A JP3513712B2 JP 3513712 B2 JP3513712 B2 JP 3513712B2 JP 12460791 A JP12460791 A JP 12460791A JP 12460791 A JP12460791 A JP 12460791A JP 3513712 B2 JP3513712 B2 JP 3513712B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、いわゆるレーザーディ
スクと呼ばれる反射膜を樹脂ディスク基板に成膜してな
るビデオディスク、光ディスク等を連続的に作製するの
に適した樹脂基板用連続式スパッタ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】一般に、ビデオディスク、光ディスク等
の直径300mm程度の大型樹脂ディスク基板には、低価
格で射出成形しやすく、透過率の良好なアクリル系樹脂
が広く用いられている。このアクリル系樹脂ディスク基
板に対するAl,Au,Cu等の金属反射膜の成膜は従来
蒸着法で行われていた。
【0003】図10は樹脂ディスク基板に金属反射膜を
形成するための蒸着装置の1例を示す。この図におい
て、1は真空ポンプ2で排気される真空室であり、この
真空室内の抵抗加熱ボード5の周囲に、多数のアクリル
系樹脂ディスク基板3を保持したホルダー4を吊り下
げ、真空蒸着によって各樹脂ディスク基板3に金属反射
膜を成膜している。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】ところで、上記図10
の蒸着装置はバッチ式であり、ホルダー4に多数の樹脂
ディスク基板3を人手により装着しなければならず手間
がかかり、また材料供給を1バッチずつ行わなければな
らないので成膜タクトが長くなる嫌いがある。さらに、
真空蒸着の場合、真空室の内部に膜が付着しやすく側壁
等の掃除を毎回やる必要がある。
【0005】一方、ポリカーボネート樹脂製コンパクト
ディスクの反射膜の成膜は現在DCスパッタ法で行われ
ているが、このDCスパッタ法でアクリル系樹脂からな
るビデオディスクや光ディスク用基板に反射膜を成膜し
たのでは、使用可能なレベルでの膜付着強度は得られて
いない。この原因は、DCスパッタ方式ではDC電源に
よるグロー放電を利用するものであり、成膜方式上スパ
ッタ粒子のアクリル系樹脂ディスク基板への入射エネル
ギーが大きく、膜応力が高くなり、しかもコンパクトデ
ィスクの材質であるポリカーボネート樹脂よりも吸水性
の大きいアクリル系樹脂では成膜時にHOが離脱し膜
応力の影響と共に付着力を劣化させるからであると考え
られる。
【0006】本発明は、上記の点に鑑み、高周波電源を
用いた高周波スパッタによって樹脂基板に成膜すること
により膜応力を減じて付着力を高めるとともに、樹脂基
板を順次連続的にスパッタ処理可能として生産性の向上
を図った樹脂基板用連続式スパッタ装置を提供すること
を目的とする。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の樹脂基板用連続式スパッタ装置は、内部が
真空排気系によって真空排気される真空容器と、該真空
容器にそれぞれ連通するように当該真空容器上部に少な
くとも形成された搬入搬出室及びスパッタ処理のための
真空室と、前記真空容器内に配置されかつ昇降自在な間
欠回転円盤及び該間欠回転円盤上に複数個固定されてい
て樹脂基板を載置して移送するための搬送治具と、前記
真空室に配置された成膜用スパッタ粒子を発生するター
ゲット及び該ターゲットの表面に平行な成分を持つ磁界
を印加する永久磁石とを備え、前記搬入搬出室及び前記
真空室は、前記間欠回転円盤が上昇した状態ではそれぞ
れの搬送治具で気密に封止されて、それぞれ独立した気
密室を構成するようになっており、前記間欠回転円盤は
下がった状態で搬送治具を前記搬入搬出室から前記真空
室に向けて、かつ該真空室から前記搬入搬出室に向けて
移送するものであり、前記間欠回転円盤の上昇状態で前
記搬入搬出室から搬送治具に載置された樹脂基板は、前
記間欠回転円盤により前記真空室に移送され、前記間欠
回転円盤の上昇状態にて該真空室で搬送治具側と前記タ
ーゲット間に高周波電圧を印加して高周波スパッタ処理
を行うことを特徴としている。
【0008】
【作用】本発明の樹脂基板用連続式スパッタ装置は、高
周波スパッタにより樹脂基板に成膜するので、DCスパ
ッタに比べて樹脂基板への入射エネルギーが小さく、膜
応力が低くなり、膜応力に起因する付着力の低下を防止
することができる。また、回転円盤上に複数個固定され
搬送治具で樹脂基板を載置して順次スパッタ処理のた
めの真空室に送り込んで連続的に成膜でき、生産性の向
上が可能である。
【0009】
【実施例】以下、本発明に係る樹脂基板用連続式スパッ
タ装置の実施例を図面に従って説明する。
【0010】図1及び図2で本発明の基本となる参考例
について説明する。これらの図において、10は搬送治
具であり、射出成形機11で成形されたアクリル系樹脂
ディスク基板3を載置して位置Pにて乾燥、硬化させた
後、搬入側予備室12、スパッタ処理を実行するための
真空室13、搬出側予備室14の経路で順次間欠的に移
送するものである。搬入側予備室12、真空室13及び
搬出側予備室14はそれぞれ真空排気系にて内部を高真
空状態に吸引できるようになっており、隣接する各室間
はシャッターによって相互に連通した状態から気密に遮
断された状態に変えることができる。また、搬入側予備
室12と搬出側予備室14には外部から樹脂ディスク基
板3を受け入れたり、外部に樹脂ディスク基板3を取り
出すためのシャッターが設けられている。この搬入側予
備室12と搬出側予備室14のシャッターも閉じた状態
では気密封止できる構造となっている。これらの予備室
12,14は、樹脂ディスク基板3の搬入、搬出の際に
真空室13の真空度が大きく低下しないように設けられ
るものである。
【0011】図2のように、スパッタ処理のための真空
室13の内部にはAl,Au,Cu又はそれらの合金等の
スパッタ粒子を発生するためのターゲット20が搬送治
具10上の樹脂ディスク基板3に対向して配置されてい
る。そして、搬送治具10側とターゲット20との間に
高周波電源22からの高周波電圧(周波数:13.56
MHz)が印加される。前記ターゲット20の背後に
は、永久磁石を含む磁気回路21が配設され、これによ
って前記ターゲット表面に平行な成分を持つプラズマ収
束用磁界が印加されている。なお、Ar等のスパッタガ
スを導入する機構等の図示は省略してある。
【0012】以上の参考例において、射出成形機11で
成形されたアクリル系樹脂ディスク基板3は図1の矢印
Qのように位置Pの搬送治具10上に移送、載置され
る。そして、搬送治具10の矢印R方向の間欠移動に伴
い外部に対して開いた搬入側予備室12に入る(このと
き搬入側予備室12と真空室13とはシャッターで気密
に遮断されている。)。そして、外部との間がシャッタ
ーで気密に遮断された搬入側予備室12が真空排気され
て真空室13と同程度の真空度に達したら搬入側予備室
12と真空室13間のシャッターを開いて搬送治具10
の次の間欠移動に伴い樹脂ディスク基板3は真空室13
に移動する(このとき搬出側予備室14と真空室13と
はシャッターで気密に遮断されている。)。真空室13
と両側の予備室12,14とがシャッターで気密に遮断
された状態において、搬送治具10上の樹脂ディスク基
板3に対して高周波スパッタ処理が実行される。すなわ
ち、真空室13内に導入されたArガス等のスパッタガ
スは放電により電離され、磁気回路21によるプラズマ
収束用磁界で電子の封じ込め量及びArイオンの励起量
が共に増大する。これにより、ターゲット20から効率
的にスパッタ粒子がたたき出され、樹脂ディスク基板3
に金属反射膜(Al,Au,Cu又はそれらの合金等)が
効率的に(速い成膜速度で)形成されることになる。そ
の際、搬送治具10側とターゲット20との間に高周波
電圧を印加した高周波スパッタであるため、DC電圧に
よるDCスパッタに比較して膜付着時の粒子エネルギー
は小さく、換言すれば膜応力は小さくなり、吸水性の高
いアクリル系樹脂ディスク基板3に対しても十分な膜付
着力を保証できる。高周波スパッタ処理終了後、真空室
13と搬出側予備室14間のシャッターが開き、反射膜
付きの樹脂ディスク基板3は搬送治具10の間欠移動に
よって搬出側予備室14に入る(このとき搬出側予備室
14はシャッターで外部とは気密に遮断され、予め真空
室13と同程度の真空度に排気されている。)。その
後、真空室13と搬出側予備室14間がシャッターで気
密に遮断されて搬出側予備室14が外部に対して開き、
搬送治具10の間欠移動により反射膜付きの樹脂ディス
ク基板3が取り出される。上記動作は搬送治具10で次
々と移送される樹脂ディスク基板3に対して連続的に行
われる。搬出側予備室14から出た樹脂ディスク基板3
は、保護コーターに送られ、ここで所要の保護コートが
施される。
【0013】上記参考例によれば、射出成形機11で成
形された樹脂ディスク基板3を順次受け入れて連続的に
高周波スパッタによる反射膜を形成でき、射出成形機1
1に直結したスパッタ装置として生産性を大幅に向上さ
せることができ、人手も省くことができる。また、高周
波スパッタにより吸水性の高いアクリル系樹脂ディスク
基板3に対して充分な膜付着力を確保することができ
る。また、磁気回路21によってターゲット表面にプラ
ズマ収束用磁界を発生させることで、成膜速度を大きく
することができる。
【0014】図3乃至図9で本発明の実施例を説明す
る。これらの図において、アクリル系樹脂ディスク基板
3を載置して移送するための搬送治具30A,30B,
30C,30Dは、間欠回転円盤31上に90度間隔で
固定され、この間欠回転円盤31の中心に固定された駆
動軸32で当該円盤31は1回に90度ずつ回転駆動さ
れ、かつ駆動軸32の昇降に伴って上下するようになっ
ている。これらの搬送治具30A,30B,30C,3
0D及び間欠回転円盤31は真空容器33内に収納配置
されており、該真空容器33の上部に搬入搬出室34
A,第1予備室34B、スパッタ処理のための真空室3
4C及び第2予備室34Dが形成されている。これら各
室34A乃至34Dは底部が開いて真空容器33に連通
しているが、前記間欠回転円盤31が上昇した状態では
各搬送治具30A,30B,30C,30Dで気密に封
止されて、それぞれ独立した気密室を構成する。前記搬
入搬出室34Aの上面部は樹脂ディスク基板3を搬入、
搬出自在な如く開閉自在な蓋体35となっている。前記
真空室34Cの内側上部には前述の図2の場合と同様に
ターゲット20及びこれに付随するプラズマ収束用磁界
発生用の磁気回路等が配設されている。なお、真空容器
33の内部は真空排気系によって高真空度に真空排気さ
れ、真空室34CにはAr等のスパッタガスを導入でき
るようになっている。
【0015】今、搬送治具30Aが搬入搬出室34Aの
底部に位置しているものとする。まず、図4のように、
搬入搬出室34Aの蓋体35を開いて射出成形後のアク
リル系樹脂ディスク基板3を搬送治具30A上に載置す
る。次に図5のように搬入搬出室34Aの蓋体35を気
密に閉じ、その後図6のように駆動軸32の下降に伴い
間欠回転円盤31も下がる。この下がった状態で間欠回
転円盤31は図7のように90度回転する。それから図
8のように駆動軸32の上昇に伴い間欠回転円盤31も
上昇して各室34A乃至34Dを気密に封止する。この
状態において、真空室34Cの底部に位置している搬送
治具30B上の樹脂ディスク基板3に対して高周波スパ
ッタにより金属反射膜が形成され、搬入搬出室34Aに
到来した搬送治具30D上の成膜済みの樹脂ディスク基
板3が取り出される。以後、図4に戻り搬入搬出室34
Aの空き搬送治具上に射出成形後の樹脂ディスク基板3
が供給され、同様の動作が繰り返される。この結果、ス
パッタ処理のための真空室34Cに到来した搬送治具上
の樹脂ディスク基板3に対して次々と高周波スパッタ処
理がなされ、成膜後の樹脂ディスク基板3は搬入搬出室
34Aから順次取り出されて行くことになる。
【0016】この実施例の場合、真空排気系を備えた1
個の真空容器33を搬入搬出室34A,第1予備室34
B、スパッタ処理のための真空室34C及び第2予備室
34Dに共用でき、間欠回転円盤31が上昇時に各室3
4A乃至34Dを気密に封止するシャッターを兼ねるこ
とができ、機構の簡素化を図り得る。
【0017】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の樹脂基板
用連続式スパッタ装置によれば、高周波電源を用いた高
周波スパッタで樹脂基板に成膜することにより膜応力を
減じて付着力を高めることができ、また簡素な機構で
脂基板を順次連続的にスパッタ処理可能で手作業を削減
し、生産性の大幅な向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の基本となる樹脂基板用連続式スパッタ
装置の参考例を示す斜視図である。
【図2】参考例におけるスパッタ処理のための真空室の
構成を示す断面図である。
【図3】本発明の実施例を示す斜視図である。
【図4】実施例において樹脂ディスク基板を搬入する状
態を示す動作説明用断面図である。
【図5】実施例において樹脂ディスク基板搬入後の状態
を示す動作説明用断面図である。
【図6】実施例において間欠回転円盤の回転に備えて間
欠回転円盤が下降した状態を示す動作説明用断面図であ
る。
【図7】実施例において間欠回転円盤回転後の状態を示
す動作説明用断面図である。
【図8】実施例においてスパッタ処理に備えて間欠回転
円盤が上昇した状態を示す動作説明用断面図である。
【図9】実施例において樹脂ディスク基板を搬出する状
態を示す動作説明用断面図である。
【図10】従来使用された蒸着装置を示す斜視図であ
る。
【符号の説明】
3 アクリル系樹脂ディスク基板 10,30A乃至30D 搬送治具 11 射出成形機 12 搬入側予備室 13,34C 真空室 14 搬出側予備室 20 ターゲット 21 磁気回路 33 真空容器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 宮嶋 俊彦 東京都中央区日本橋一丁目13番1号ティ ーディーケイ株式会社内 (72)発明者 宮内 栄作 東京都中央区日本橋一丁目13番1号ティ ーディーケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−294174(JP,A) 特開 昭54−105173(JP,A) 特開 昭61−159570(JP,A) 特開 平3−183757(JP,A) 実開 平1−58660(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 内部が真空排気系によって真空排気され
    る真空容器と、 該真空容器にそれぞれ連通するように当該真空容器上部
    に少なくとも形成された搬入搬出室及びスパッタ処理の
    ための真空室と、 前記真空容器内に配置されかつ昇降自在な間欠回転円盤
    及び該間欠回転円盤上に複数個固定されていて樹脂基板
    を載置して移送するための搬送治具と、 前記真空室に配置された成膜用スパッタ粒子を発生する
    ターゲット及び該ターゲットの表面に平行な成分を持つ
    磁界を印加する永久磁石とを備え、 前記搬入搬出室及び前記真空室は、前記間欠回転円盤が
    上昇した状態ではそれぞれの搬送治具で気密に封止され
    て、それぞれ独立した気密室を構成するようになってお
    り、前記間欠回転円盤は下がった状態で搬送治具を前記
    搬入搬出室から前記真空室に向けて、かつ該真空室から
    前記搬入搬出室に向けて移送するものであり、 前記間欠回転円盤の上昇状態で前記搬入搬出室から搬送
    治具に載置された樹脂基板は、前記間欠回転円盤により
    前記真空室に移送され、前記間欠回転円盤の上昇状態に
    て該真空室で搬送治具側と前記ターゲット間に高周波電
    圧を印加して高周波スパッタ処理を行うことを特徴とす
    る樹脂基板用連続式スパッタ装置。
  2. 【請求項2】 前記樹脂基板がアクリル系樹脂で形成さ
    れている請求項1記載の樹脂基板用連続式スパッタ装
    置。
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