JPH07138748A - Thin film and its production as well as glass forming mold utilizing this film - Google Patents
Thin film and its production as well as glass forming mold utilizing this filmInfo
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- JPH07138748A JPH07138748A JP28671693A JP28671693A JPH07138748A JP H07138748 A JPH07138748 A JP H07138748A JP 28671693 A JP28671693 A JP 28671693A JP 28671693 A JP28671693 A JP 28671693A JP H07138748 A JPH07138748 A JP H07138748A
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- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は、ガラス成形型の保護膜
などに使用される薄膜及びその製造方法、並びにその薄
膜を利用するガラス成形型に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film used for a protective film of a glass molding die, a method for producing the thin film, and a glass molding die using the thin film.
【0002】[0002]
【従来の技術】従来、例えば、ガラスモールド用金型の
母材に使用されるSiCの保護膜として炭素膜(ダイヤ
モンド含)が一般的に用いられている。この炭素膜は一
般にCVD法やイオンプレーティング法を用いて作成さ
れたダイヤモンドライクカーボン膜(DLC)であった
り、スパッタリング法を用いて作成されたハードカーボ
ン膜であったりする。2. Description of the Related Art Conventionally, for example, a carbon film (including diamond) has been generally used as a protective film of SiC used as a base material of a mold for glass molding. This carbon film is generally a diamond-like carbon film (DLC) formed by a CVD method or an ion plating method, or a hard carbon film formed by a sputtering method.
【0003】ターゲットにグラファイトを用いたスパッ
タリング法で、基板温度を250〜450℃とし、スパ
ッタガスに不活性ガス(Ar)を用いてハードカーボン
を得る方法が特公平4−61816号公報に、少なくと
も水素を含む雰囲気でプラズマスパッタ蒸着法、または
プラズマイオンプレーティング法、ECRプラズマCV
D法、イオンビーム蒸着法のいずれかを用いて水素化ア
モルファス炭素膜を得る方法が特開平2−149435
号公報に、RFプラズマCVD法、イオンビーム法、イ
オンプレーティング法、スパッタリング法のいずれかの
方法または組み合わせた方法を用いて水素化アモルファ
スカーボン膜を得る方法(別々の基板にそれぞれ違う方
法で成膜し、一つのガラス成形型を作るもの)が特開平
2−283627号公報にそれぞれ開示されている。Japanese Patent Publication No. 4-61816 discloses at least a method of obtaining hard carbon by using a sputtering method using graphite as a target, a substrate temperature of 250 to 450 ° C., and an inert gas (Ar) as a sputtering gas. Plasma sputter deposition or plasma ion plating in an atmosphere containing hydrogen, ECR plasma CV
A method for obtaining a hydrogenated amorphous carbon film by using either the D method or the ion beam vapor deposition method is disclosed in JP-A-2-149435.
Japanese Patent Laid-Open Publication No. 2003-242242 discloses a method of obtaining a hydrogenated amorphous carbon film by using any one of RF plasma CVD method, ion beam method, ion plating method, sputtering method, or a combination thereof. Films formed into one glass mold) are disclosed in JP-A-2-283627.
【0004】[0004]
【発明が解決しようとする課題】従来のスパッタリング
法で得られる膜は、密着性が良く硬くて緻密であるが、
反面、膜応力が大きく1μm以上の厚膜では膜ワレや部
分的な剥離が生じ、さらに、基板の凹凸形状や材質の影
響もうけやすいことが知られている。The film obtained by the conventional sputtering method has good adhesion and is hard and dense.
On the other hand, it is known that in the case of a thick film having a large film stress of 1 μm or more, film cracking and partial peeling occur, and the uneven shape of the substrate and the material are easily affected.
【0005】また、CVD法で得られる膜は、膜応力が
小さく比較的厚膜化が可能であるが、スパッタリング法
に比べて軟らかく粗であることが知られている。It is known that a film obtained by the CVD method has a small film stress and can be made relatively thick, but is softer and rougher than the sputtering method.
【0006】そこで本発明の目的は、上記の方法の両方
の長所を結合させた方法で、得られる膜は密着性が良
く、硬質であるにもかかわらず、膜応力も比較的小さ
く、基板の凹凸形状や材質の影響もうけにくく、ガラス
成形型の保護膜等の形成には適した方法を提供すること
にある。Therefore, an object of the present invention is to combine the advantages of both of the above-mentioned methods, and the obtained film has good adhesion and is hard, but the film stress is relatively small and the substrate An object of the present invention is to provide a method suitable for forming a protective film or the like of a glass mold, which is less likely to be affected by the uneven shape and the material.
【0007】また、前記の方法を用いて成膜される薄膜
並びにその薄膜を利用するガラス成形型を提供すること
にある。Another object of the present invention is to provide a thin film formed by using the above method and a glass molding die using the thin film.
【0008】[0008]
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明の薄膜の製造方法は、ターゲットと基板を含
む真空槽に、スパッタリングガス導入ポートとCVD原
料ガス導入ポートを設けた装置を用い、スパッタリング
法による成膜とCVD法による成膜を同時に行う成膜方
法で、ターゲットとCVD原料ガスに少なくとも1つ以
上の共通の元素を含むようにしたことを特徴とする。In order to achieve the above object, a method of manufacturing a thin film according to the present invention is an apparatus in which a sputtering chamber introducing a sputtering gas and a CVD source gas introducing port are provided in a vacuum chamber containing a target and a substrate. It is characterized in that the target and the CVD source gas contain at least one common element in a film forming method in which the film formation by the sputtering method and the film formation by the CVD method are performed at the same time.
【0009】また、前記方法により得られる薄膜は、ス
パッタガスに不活性ガスを用い、1.ターゲットに炭素
または炭化物、CVD原料ガスに炭化水素または炭化酸
素、2.ターゲットにホウ化物、CVD原料ガスにホウ
化水素、3.ターゲットにケイ素化合物、CVD原料ガ
スにシラン、をそれぞれ用いることを特徴とする。The thin film obtained by the above method uses an inert gas as a sputtering gas. 1. Carbon or carbide as the target, hydrocarbon or oxygen as the CVD source gas, 2. 2. Boride as a target, hydrogen boride as a CVD source gas, and 3. It is characterized in that a silicon compound is used as a target and silane is used as a CVD source gas.
【0010】並びに前記成膜方法で得られる薄膜を利用
してガラス成形型を得ることを特徴とする。Further, the present invention is characterized in that a glass molding die is obtained by utilizing the thin film obtained by the film forming method.
【0011】[0011]
【作用】上記構成により本発明は、スパッタリング法に
よる成膜と同時に、CVD原料となるガスを比較的高濃
度で不活性ガスと混合して導入し、スパッタリングのと
きに発生させるプラズマを利用してCVD原料ガスを分
解し、CVD法により化学的に薄膜を生成する。With the above structure, the present invention utilizes the plasma generated during sputtering by introducing a gas as a CVD raw material in a relatively high concentration mixed with an inert gas at the same time as the film formation by the sputtering method. The CVD source gas is decomposed and a thin film is chemically formed by the CVD method.
【0012】[0012]
【実施例】スパッタリング法による成膜を考えた場合、
前述したような欠点がある。そこで、この欠点を除去す
るために、スパッタリング法を行う真空槽内にCVD原
料ガスを導入し、スパッタリング法と同時に同一真空槽
でCVD法による成膜も行い、CVD法の長所(膜応力
が小さく比較的厚膜化が可能)で、スパッタリング法の
欠点を補う方法が本発明である。[Example] Considering film formation by a sputtering method,
There are drawbacks as described above. Therefore, in order to eliminate this defect, a CVD source gas is introduced into a vacuum chamber in which the sputtering method is performed, and film formation by the CVD method is also performed in the same vacuum chamber at the same time as the sputtering method. The present invention is a method of compensating for the drawbacks of the sputtering method, which enables a relatively thick film.
【0013】しかし、一般のスパッタリング法は真空度
が1×10~1〜1×10~3Torr程度で、CVD法の真空
度である10〜1×10~1Torr程度と異なるため同一真
空槽では同時に成膜することはできない。However, in the general sputtering method, the degree of vacuum is about 1 × 10 to 1 to 1 × 10 to 3 Torr, which is different from the degree of vacuum of the CVD method of about 10 to 1 × 10 to 1 Torr. Therefore, it is not possible to form films simultaneously.
【0014】そこで、プラズマの密度をターゲットの近
傍に集中して濃くすることが可能であるマグネトロンカ
ソードを有するマグネトロンスパッタリング法を用い、
真空度を1×10~1〜1×10~2Torr程度とし、CVD
原料となるガスを比較的高濃度で不活性ガスと混合して
導入し、スパッタリングのときに発生させるターゲット
近傍の高密度なプラズマを利用して同時に分解し、化学
的に薄膜を生成する。Therefore, using a magnetron sputtering method having a magnetron cathode capable of concentrating the plasma density in the vicinity of the target to increase the density,
The degree of vacuum is set to about 1 × 10 to 1 to 1 × 10 to 2 Torr, and CVD is performed.
A raw material gas is mixed with an inert gas at a relatively high concentration and introduced, and is simultaneously decomposed by utilizing high-density plasma in the vicinity of the target generated during sputtering to chemically form a thin film.
【0015】以下、本発明の実施例として図1に示す装
置を用いた薄膜の成膜方法について説明する。A method for forming a thin film using the apparatus shown in FIG. 1 will be described below as an embodiment of the present invention.
【0016】この装置は、スパッタリング法を行う装置
を改良したもので、真空槽4、真空槽4にスパッタガス
を導入するためのスパッタガス導入ポート1、CVD原
料ガスを導入するためのCVD原料ガス導入ポート2、
真空槽4内の真空度を制御するためのコンダクタンスバ
ルブ7、真空槽4内に配置されるターゲット3、基板ホ
ルダー5で構成されている。薄膜を被覆させる基板6は
真空槽4内の基板ホルダー5上に設置する。This apparatus is an improved apparatus for carrying out the sputtering method, and includes a vacuum chamber 4, a sputtering gas inlet port 1 for introducing a sputtering gas into the vacuum chamber 4, and a CVD source gas for introducing a CVD source gas. Introduction port 2,
It comprises a conductance valve 7 for controlling the degree of vacuum in the vacuum chamber 4, a target 3 arranged in the vacuum chamber 4, and a substrate holder 5. The substrate 6 to be coated with the thin film is placed on the substrate holder 5 in the vacuum chamber 4.
【0017】まず、真空槽4内を高真空にし、スパッタ
ガス導入ポート1よりスパッタガスを、CVD原料ガス
導入ポート2よりCVD原料ガスを導入する。尚、ター
ゲット3とCVD原料ガスには、少なくとも1つ以上の
共通の元素を含むようにしておく。First, the vacuum chamber 4 is evacuated to a high vacuum, and the sputter gas is introduced through the sputter gas introduction port 1 and the CVD raw material gas is introduced through the CVD raw material gas introduction port 2. The target 3 and the CVD source gas should contain at least one common element.
【0018】次に、この状態で放電を行う。放電にはD
C電源を用いるが、DC電源はターゲット3が導電体の
ものにしか使えないため、例えばターゲット3がBNや
SiCなどの絶縁物の場合や、放電が不安定な場合はR
F電源を用いて放電させればよい。つまり、電源の種類
はターゲット材料や形状、導入ガスの種類や圧力によっ
て決めればよい。Next, discharge is performed in this state. D for discharge
The C power source is used, but the DC power source can be used only when the target 3 is a conductor. Therefore, when the target 3 is an insulator such as BN or SiC, or when the discharge is unstable, R is used.
It suffices to discharge using an F power supply. That is, the type of power source may be determined according to the target material and shape, the type and pressure of the introduced gas.
【0019】放電によりターゲット3と基板6の間にプ
ラズマが発生し、スパッタガスからプラスイオンが発生
し、このイオンがターゲット3に衝突してターゲット3
表面の原子をたたきだし、このたたきだされた原子によ
り基板6上にスパッタリング法による膜ができる。これ
と同時に、CVD原料ガスが反応し、基板6上にCVD
法による膜ができる。Plasma is generated between the target 3 and the substrate 6 by the discharge, and positive ions are generated from the sputter gas.
Atoms on the surface are knocked out, and a film formed by a sputtering method is formed on the substrate 6 by the hammered out atoms. At the same time, the CVD source gas reacts, and CVD is performed on the substrate 6.
A film is formed by the method.
【0020】ターゲット3とCVD原料ガスには、少な
くとも1つ以上の共通の元素を含んでいるので、作られ
た膜はこの共通の元素を含む膜である。Since the target 3 and the CVD source gas contain at least one or more common elements, the formed film is a film containing this common element.
【0021】次に、この装置を使い実際に薄膜(炭素
膜)を製造した実験例を説明する。炭素膜を成膜する場
合、ターゲット3には炭素板(焼結カーボン、グラファ
イト等)を用いた。また使用するガスは、スパッタガス
としてスパッタガス導入ポート1よりArガスを導入
し、CVD原料ガスとしてCVD原料ガス導入ポート2
よりCH4ガスを導入した。Next, an experimental example of actually manufacturing a thin film (carbon film) using this apparatus will be described. When forming a carbon film, a carbon plate (sintered carbon, graphite, etc.) was used as the target 3. As the gas to be used, Ar gas is introduced as the sputter gas from the sputter gas introduction port 1, and the CVD raw material gas introduction port 2 is used as the CVD raw material gas.
CH 4 gas was introduced.
【0022】真空槽4内を1×10~6Torr以下の高真空
にし、その後、スパッタガス導入ポート1、CVD原料
ガス導入ポート2より、それぞれのガスを合計5×10
~4Torrになるように導入した。その後、コンダクタンス
バルブ7を徐々に閉じて全体の真空度を6×10~3Torr
にした。次に、この状態で放電させプラズマを発生させ
る。本実験例では、DC600Vでターゲット3を
(−)、基板ホルダー5を(+)とし、基板ホルダー5
を接地した形で、プラズマを発生させた。尚、基板ホル
ダー5を接地せず、若干バイアスを印加したバイアスス
パッタでもかまわない。The inside of the vacuum chamber 4 is evacuated to a high vacuum of 1 × 10 to 6 Torr or less, and then a total of 5 × 10 5 of each gas is supplied from the sputter gas introduction port 1 and the CVD source gas introduction port 2.
Introduced to be ~ 4 Torr. After that, the conductance valve 7 is gradually closed so that the entire vacuum degree is 6 × 10 to 3 Torr.
I chose Next, discharge is performed in this state to generate plasma. In this experimental example, the target 3 (-) and the substrate holder 5 (+) were set to 600 V DC and the substrate holder 5
Plasma was generated in the form of being grounded. It should be noted that the substrate holder 5 may be bias sputter with a slight bias applied without being grounded.
【0023】この条件下で、ArガスとCH4ガスの圧
力を変えて成膜した結果を図2に示す(尚、CH4濃度
=CH4ガス圧力/(Arガス+CH4ガス)圧力×10
0(%)である)。Under these conditions, the results of forming a film by changing the pressures of Ar gas and CH 4 gas are shown in FIG. 2 (where CH 4 concentration = CH 4 gas pressure / (Ar gas + CH 4 gas) pressure × 10).
0 (%)).
【0024】一般のスパッタリング法では、スパッタガ
スの他に別のガスが混合されている場合、その混合され
ているガスの濃度が上がるにつれて成膜される膜の膜厚
が減少する。これは、混合されたガスによりスパッタガ
ス(Arガス)の濃度が下がることで、スパッタガスが
ターゲットをスパッタする確率が低くなり、成膜速度が
低下するためである。酸素や水素を混合する反応性スパ
ッタリング法がこのことを明確に表わしている。In the general sputtering method, when another gas is mixed in addition to the sputtering gas, the film thickness of the film formed decreases as the concentration of the mixed gas increases. This is because the concentration of the sputter gas (Ar gas) is lowered by the mixed gas, the probability that the sputter gas sputters the target is lowered, and the film formation rate is lowered. This is clearly shown by the reactive sputtering method in which oxygen and hydrogen are mixed.
【0025】また、CVD法では、CVD原料ガスの濃
度が上がるにつれて成膜される膜の膜厚が増加する。こ
れは、CVD原料ガスの増加につれて、CVD原料ガス
が化学的に分解されて薄膜の生成する割合が増加するた
めである。Further, in the CVD method, the film thickness of the film formed increases as the concentration of the CVD source gas increases. This is because as the CVD source gas increases, the rate at which the CVD source gas is chemically decomposed to form a thin film increases.
【0026】上記の理由を本実験例に当てはめて考える
と、まずスパッタリング法と仮定すれば、CH4ガス濃
度が0〜40%の領域でもCH4ガスの濃度が上がるに
つれて成膜される膜の膜厚が減少するはずであり、図2
の結果と矛盾する。Applying the above reasons to this experimental example, first, assuming that the sputtering method is used, the film formed as the CH 4 gas concentration increases even in the region where the CH 4 gas concentration is 0 to 40%. The film thickness should decrease, as shown in FIG.
Contradicts the result of.
【0027】また、CVD法と仮定すれば、CH4ガス
濃度が40〜100%の領域でもCH4ガスの濃度が上
がるにつれて成膜される膜の膜厚が増加するはずであ
り、これも図2の結果と矛盾する。Assuming the CVD method, the film thickness of the film to be formed should increase as the CH 4 gas concentration increases even in the region where the CH 4 gas concentration is 40 to 100%. It contradicts the result of 2.
【0028】これらのことから考えて、本実験例では、
スパッタリング法とCVD法が同時に行われていること
がわかる。Considering these things, in this experimental example,
It can be seen that the sputtering method and the CVD method are performed simultaneously.
【0029】更に詳しくみると、図2においてCH4ガ
スの濃度が0〜40%の領域ではCH4ガスの濃度が上
がるにつれて膜厚が増加しているのがわかる。これは、
スパッタリング法による膜厚の減少より、CVD法によ
る膜厚の増加の方が大きいためである。[0029] Looking in more detail, it can be seen that the film thickness as the concentration of CH 4 gas increases in CH 4 region concentration of 0-40% of the gas in FIG. 2 is increased. this is,
This is because the increase in the film thickness by the CVD method is larger than the decrease in the film thickness by the sputtering method.
【0030】また、CH4ガスの濃度が40〜100%
の領域ではCH4ガスの濃度が上がるにつれて膜厚が減
少しているのがわかる。これは、CVD法による膜厚の
増加より、スパッタリング法による膜厚の減少の方が大
きいためである。The concentration of CH 4 gas is 40 to 100%.
It can be seen that the film thickness decreases in the region (2) as the CH 4 gas concentration increases. This is because the decrease in the film thickness by the sputtering method is larger than the increase in the film thickness by the CVD method.
【0031】このことから、スパッタリングとCVDの
両方の成膜が十分に行われているのは、CH4ガス濃度
が少なくとも20〜70%、好ましくは30〜50%の
領域である。From this, it is in the region where the CH 4 gas concentration is at least 20 to 70%, preferably 30 to 50% that both sputtering and CVD are sufficiently performed.
【0032】次に図3に直流でプラズマ放電させたとき
のCH4ガス濃度と放電電圧の関係を示す。放電電流を
0.5Aに保ったときの状態で、スパッタリング法だけ
が行われている状態(CH4ガス濃度が0%)から徐々
にCH4ガスの濃度を高くしていけば、放電電圧が低下
していくことがわかる。これは、プラズマ生成時にガス
が電離して電子を放出する反応において、CH4ガスが
分解し次式の反応が起こっているためである。Next, FIG. 3 shows the relationship between the CH 4 gas concentration and the discharge voltage when plasma discharge is performed with direct current. With the discharge current maintained at 0.5 A, the discharge voltage can be increased by gradually increasing the CH 4 gas concentration from the state where only the sputtering method is performed (CH 4 gas concentration is 0%). You can see that it is decreasing. This is because the CH 4 gas is decomposed and the reaction of the following formula occurs in the reaction in which the gas is ionized and emits electrons during plasma generation.
【0033】[0033]
【化1】 [Chemical 1]
【0034】つまり、CH4ガスが分解したできた水素
が、さらに電離して電子を放出するため、CH4ガス濃
度が高くなるほど、放電電圧は低くなる。このことか
ら、CH4ガスが分解して炭素が生成している(CVD
法が行われている)ことがわかる。That is, since hydrogen produced by decomposition of CH 4 gas is further ionized to release electrons, the higher the concentration of CH 4 gas, the lower the discharge voltage. From this fact, CH 4 gas is decomposed to generate carbon (CVD
The law is in place).
【0035】以上のことからも本実験例による成膜で
は、同一真空槽内でしかも同時にスパッタリング法によ
る成膜とCVD法による成膜が行なわれていることがわ
かる。From the above, it can be seen that in the film formation according to the present experimental example, the film formation by the sputtering method and the film formation by the CVD method are simultaneously performed in the same vacuum chamber.
【0036】さらに、本実験例の方法を用いて凸R10
mmの金型に成膜を行なったところ、従来のスパッタリ
ング法(Ar100%)では膜応力のため剥離が生じて
いたが、本実験例の方法では、剥離せず良好であった。
また、CVD法(CH4100%)で成膜したところ、
ガラス成形時に膜に傷が生じたが、本実験例では傷は生
じず良好であった。このことから、本実験例による成膜
では、膜応力の緩和された硬質膜が得られたことがわか
る。Further, using the method of this experimental example, a convex R10
When a film was formed on a metal mold of mm, peeling occurred due to film stress in the conventional sputtering method (Ar 100%), but in the method of this experimental example, peeling was good.
In addition, when the film is formed by the CVD method (CH 4 100%),
Although the film was scratched at the time of glass molding, the scratch was not generated in this experimental example, which was good. From this, it is understood that the film formation according to the present experimental example provided a hard film in which the film stress was relaxed.
【0037】次に本発明方法により成膜した薄膜を利用
して、ガラス成形型を作成した例について述べる。基板
材料としてSiCを用い、基板を製造されるべきガラス
成形体の形状に対応する形状に加工した後、表1に示す
組み合わせで硬質膜を成膜した。Next, an example of forming a glass molding die by using the thin film formed by the method of the present invention will be described. Using SiC as a substrate material, the substrate was processed into a shape corresponding to the shape of the glass molded body to be manufactured, and then a hard film was formed by the combination shown in Table 1.
【0038】[0038]
【表1】 [Table 1]
【0039】また、スパッタガスとCVD原料ガスとの
割合や、その他の成膜条件は、先に述べた炭素膜を成膜
する場合と同じである。以下に各々の硬質膜を有したガ
ラス成形型を用いて、実際にガラス成形を行った例を成
形実施例1〜3に述べる。The ratio of the sputter gas to the CVD source gas and other film forming conditions are the same as in the case of forming the carbon film described above. Examples of actual glass molding using the glass molds having the respective hard films will be described below in Molding Examples 1 to 3.
【0040】成形実施例1 SiO2−B2O3−La2O3系ガラス(クラウン系ガラ
ス、ガラス転移点(以下、Tgと称す):631℃、屈
伏点(以下、Atと称す):657℃)を用いて成形を
行なう方法を説明する。Molding Example 1 SiO 2 —B 2 O 3 —La 2 O 3 type glass (crown type glass, glass transition point (hereinafter referred to as Tg): 631 ° C., yield point (hereinafter referred to as At): A method of performing molding at 657 ° C.) will be described.
【0041】図4は本実施例による装置の概略図であ
る。11は上型であり、成形時にレンズに転写されるべ
き鏡面12(凸R10mm)を有している。上型11は
母材SiC上に炭素膜(2000A)が形成されてい
る。21は下型であり、やはり鏡面22(凹R50m
m)を有しており、材料構成は上型と同じである。上型
11、下型21はそれぞれ金型保持具13、23に保持
されている。FIG. 4 is a schematic view of the apparatus according to this embodiment. Reference numeral 11 denotes an upper mold, which has a mirror surface 12 (convex R10 mm) to be transferred to the lens at the time of molding. The upper mold 11 has a carbon film (2000 A) formed on a base material SiC. 21 is a lower mold, which is also a mirror surface 22 (concave R50m
m), and the material composition is the same as the upper mold. The upper mold 11 and the lower mold 21 are held by mold holders 13 and 23, respectively.
【0042】次に、成形を行なう。まず、図4(a)の
ように下型21上にガラス31をセットする。この状態
で加熱手段(不図示)を用いて680℃まで加熱を行な
う。ガラスと金型の温度が均一になるまで保持し、加圧
手段(不図示)によりプレスする(図4(b))。本実
施例では、プレス圧は100kg/cm2、プレス時間
は10秒である。このプレスによりガラス31がメニス
カスレンズ32に成形される。プレスが完了すると、そ
のままの状態で冷却を行ない、温度がガラスのTg以下
になったらメニスカスレンズ32を取り出す。このよう
にして、メニスカスレンズ32が得られる(図4
(c))。Next, molding is performed. First, as shown in FIG. 4A, the glass 31 is set on the lower mold 21. In this state, heating is performed up to 680 ° C. using a heating means (not shown). It is held until the temperature of the glass and the mold become uniform, and pressed by a pressing means (not shown) (FIG. 4 (b)). In this embodiment, the pressing pressure is 100 kg / cm 2 and the pressing time is 10 seconds. By this pressing, the glass 31 is molded into the meniscus lens 32. When the pressing is completed, cooling is performed as it is, and the meniscus lens 32 is taken out when the temperature becomes equal to or lower than the glass Tg. In this way, the meniscus lens 32 is obtained (FIG. 4).
(C)).
【0043】本実施例による成形を100回繰り返した
結果、金型表面状態に変化はなく、得られたメニスカス
レンズ32も良好であった。As a result of repeating the molding according to the present example 100 times, the surface condition of the mold did not change and the meniscus lens 32 obtained was good.
【0044】成形実施例2 次にNb2O5−P2O5−TiO2系ガラス(Tg:59
8℃、At:656℃)を用いて成形を行なう方法を説
明する。Molding Example 2 Next, Nb 2 O 5 —P 2 O 5 —TiO 2 based glass (Tg: 59)
A method of molding using 8 ° C and At: 656 ° C) will be described.
【0045】図5は本実施例による装置の概略図であ
る。41は上型であり、成形時にレンズに転写されるべ
き鏡面42(凸R20mm)を有している。上型41は
母材SiC上に窒化ホウ素膜(3000A)が形成され
ている。51は下型であり、やはり鏡面52(凹R40
mm)を有しており、材料構成は上型と同じである。上
型41、下型51はそれぞれ金型保持具43、53に保
持されている。FIG. 5 is a schematic view of the apparatus according to this embodiment. An upper die 41 has a mirror surface 42 (convex R20 mm) to be transferred to the lens at the time of molding. The upper mold 41 has a boron nitride film (3000 A) formed on a base material SiC. 51 is a lower mold, and is also a mirror surface 52 (concave R40
mm) and the material composition is the same as the upper mold. The upper mold 41 and the lower mold 51 are held by mold holders 43 and 53, respectively.
【0046】次に、成形を行なう。まず、図5(a)の
ように下型51上にガラス61をセットする。この状態
で、加熱手段(不図示)を用いて650℃まで加熱を行
なう。ガラスと金型の温度が均一になるまで保持し、加
圧手段(不図示)によりプレスする(図5(b))。本
実施例では、プレス圧は80kg/cm2、プレス時間
は15秒である。このプレスによりガラス61がメニス
カスレンズ62に成形される。プレスが完了すると、そ
のままの状態で冷却を行ない、温度がガラスのTg以下
になったらメニスカスレンズ62を取り出す。このよう
にして、メニスカスレンズ62が得られる(図5
(c))。Next, molding is performed. First, as shown in FIG. 5A, the glass 61 is set on the lower mold 51. In this state, heating is performed up to 650 ° C. using a heating means (not shown). It is held until the temperature of the glass and the mold become uniform, and pressed by a pressing means (not shown) (FIG. 5 (b)). In this embodiment, the pressing pressure is 80 kg / cm 2 and the pressing time is 15 seconds. By this press, the glass 61 is molded into the meniscus lens 62. When the pressing is completed, cooling is performed as it is, and the meniscus lens 62 is taken out when the temperature becomes lower than the glass Tg. In this way, the meniscus lens 62 is obtained (FIG. 5).
(C)).
【0047】本実施例による成形を200回繰り返した
結果、金型表面状態に変化はなく、得られたメニスカス
レンズ62も良好であった。As a result of repeating the molding according to the present embodiment 200 times, the surface condition of the mold did not change, and the obtained meniscus lens 62 was also good.
【0048】なお、本実施例で成形した硝種を成形実施
例1のように炭素膜がコートされた金型で成形すること
も可能である。しかし、この硝種・金型の組合せでは融
着が生じやすく、成形条件がせまくなる傾向がある。し
たがって、この硝材については本成形実施例2の構成が
最も望ましい。It is also possible to mold the glass type molded in this embodiment with a mold coated with a carbon film as in the molding example 1. However, in this combination of glass type and mold, fusion tends to occur and the molding conditions tend to be narrow. Therefore, with respect to this glass material, the configuration of the present molding example 2 is most desirable.
【0049】成形実施例3 実際にSiO2−PbO系ガラス(フリント系ガラス、
Tg:428℃、At:466℃)を用いて成形を行な
う方法を説明する。Molding Example 3 Actually, SiO 2 -PbO type glass (flint type glass,
A method of performing molding using Tg: 428 ° C., At: 466 ° C. will be described.
【0050】図6は本実施例による装置の概略図であ
る。71は上型であり、成形時にレンズに転写されるべ
き鏡面72(凸R30mm)を有している。上型71は
母材SiC上にSiC膜(2000A)が形成されてい
る。81は下型であり、やはり鏡面82(凹R40m
m)を有しており、材料構成は上型と同じである。上型
71、下型81はそれぞれ金型保持具73、83に保持
されている。FIG. 6 is a schematic view of the apparatus according to this embodiment. Reference numeral 71 denotes an upper die, which has a mirror surface 72 (convex R30 mm) to be transferred to the lens at the time of molding. The upper die 71 has a SiC film (2000 A) formed on a base material SiC. 81 is a lower mold, and is also a mirror surface 82 (concave R40m
m), and the material composition is the same as the upper mold. The upper mold 71 and the lower mold 81 are held by mold holders 73 and 83, respectively.
【0051】次に、成形を行なう。まず、図6(a)の
ように下型81上にガラス91をセットする。この状態
で、加熱手段(不図示)を用いて500℃まで加熱を行
なう。ガラスと金型の温度が均一になるまで保持し、加
圧手段(不図示)によりプレスする(図6(b))。本
実施例では、プレス圧は100kg/cm2、プレス時
間は10秒である。このプレスによりガラス91が両凸
レンズ92に成形される。プレスが完了すると、そのま
まの状態で冷却を行ない、温度がガラスのTg以下にな
ったら両凸レンズ92を取り出す。このようにして、両
凸レンズ92が得られる(図6(c))。Next, molding is performed. First, as shown in FIG. 6A, the glass 91 is set on the lower mold 81. In this state, heating is performed to 500 ° C. using a heating means (not shown). It is held until the temperature of the glass and the mold become uniform and pressed by a pressing means (not shown) (FIG. 6 (b)). In this embodiment, the pressing pressure is 100 kg / cm 2 and the pressing time is 10 seconds. By this press, the glass 91 is molded into the biconvex lens 92. When the pressing is completed, cooling is performed as it is, and the biconvex lens 92 is taken out when the temperature becomes equal to or lower than the glass Tg. In this way, the biconvex lens 92 is obtained (FIG. 6C).
【0052】本実施例による成形を150回繰り返した
結果、金型表面状態に変化はなく、得られた両凸レンズ
92も良好であった。As a result of repeating the molding according to this example 150 times, the surface condition of the mold did not change, and the obtained biconvex lens 92 was also good.
【0053】これらの成形実施例では、それぞれ両凸球
面レンズ、メニスカス球面レンズを成形したが、その他
の形状のレンズ、さらには非球面レンズの成形にも適用
可能であることは言うまでもない。また、成形時には金
型のまわりを不活性ガス雰囲気で満たすことが望まし
い。In these molding examples, the biconvex spherical lens and the meniscus spherical lens are molded, but it goes without saying that the invention can also be applied to molding lenses of other shapes and further aspherical lenses. Further, it is desirable to fill the space around the mold with an inert gas atmosphere during molding.
【0054】[0054]
【発明の効果】本発明によると、スパッタリング法の長
所である緻密で密着性のよい膜と、CVD法の長所であ
る膜応力が小さく厚膜化が可能な膜の、両方の長所を持
った膜を得ることができ、ガラス成形型に使用した場
合、型形状(凹凸の度合)にかかわらず、硬質で密着性
のよい膜が得られる。EFFECTS OF THE INVENTION According to the present invention, both the advantages of the sputtering method, that is, the dense and well-adhered film, and the advantages of the CVD method, that is, the film having a small film stress and capable of being thickened, have both advantages. A film can be obtained, and when used in a glass molding die, a hard and good adhesion film is obtained regardless of the shape of the mold (degree of unevenness).
【図1】本発明の実施例による薄膜製造方法の説明図で
ある。FIG. 1 is an explanatory view of a thin film manufacturing method according to an embodiment of the present invention.
【図2】本発明の実験例による薄膜製造方法におけるC
H4ガス濃度と膜厚の関係を示す説明図である。FIG. 2 shows C in the thin film manufacturing method according to the experimental example of the present invention.
H 4 is an explanatory diagram showing the relationship between the gas concentration and the film thickness.
【図3】本発明の実験例による薄膜製造方法におけるC
H4ガス濃度と放電電圧の関係を示す説明図である。FIG. 3 shows C in a thin film manufacturing method according to an experimental example of the present invention.
H 4 is an explanatory diagram showing a relationship between gas concentration and the discharge voltage.
【図4】本発明の成形実施例1のガラス成形型を用いた
成形過程を示す説明図である。FIG. 4 is an explanatory view showing a molding process using the glass molding die of Molding Example 1 of the present invention.
【図5】本発明の成形実施例2のガラス成形型を用いた
成形過程を示す説明図である。FIG. 5 is an explanatory view showing a molding process using the glass molding die of Molding Example 2 of the present invention.
【図6】本発明の成形実施例3のガラス成形型を用いた
成形過程を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory view showing a molding process using the glass molding die of Molding Example 3 of the present invention.
1:スパッタガス導入ポート 2:CVDガス導入ポート 3:ターゲット 4:真空槽 6:基板 1: Sputter gas introduction port 2: CVD gas introduction port 3: Target 4: Vacuum chamber 6: Substrate
フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C23C 16/32 16/38 16/42 Continuation of front page (51) Int.Cl. 6 Identification code Office reference number FI technical display location C23C 16/32 16/38 16/42
Claims (5)
槽と、スパッタリングガスを該真空槽に導入する手段
と、CVDガスを該真空槽に導入する手段とを有する成
膜装置を用い、該真空槽内でスパッタリングとCVDを
同時に行なう成膜方法で、ターゲットとCVD原料ガス
に少なくとも1つ以上の共通の元素を有することを特徴
とする薄膜の製造方法。1. A vacuum chamber including at least a target and a substrate; a means for introducing a sputtering gas into the vacuum chamber; and a means for introducing a CVD gas into the vacuum chamber, wherein the vacuum chamber is used. 2. A method for producing a thin film, characterized in that the target and the CVD source gas have at least one or more common elements in a film forming method in which sputtering and CVD are simultaneously performed.
タガスに不活性ガス、CVD原料ガスに炭化水素または
炭化酸素を用いる請求項1記載の薄膜の製造方法で得ら
れる炭素膜または炭化物膜。2. A carbon film or a carbide film obtained by the method for producing a thin film according to claim 1, wherein carbon or carbide is used as the target, inert gas is used as the sputtering gas, and hydrocarbon or oxygen is used as the CVD source gas.
不活性ガス、CVD原料ガスにホウ化水素(B2H6)を
用いる請求項1記載の薄膜の製造方法で得られるホウ化
物膜。3. The boride film obtained by the method for producing a thin film according to claim 1, wherein a boride is used as a target, an inert gas is used as a sputtering gas, and borohydride (B 2 H 6 ) is used as a CVD source gas.
スに不活性ガス、CVD原料ガスにシラン(SiH4)
を用いる請求項1記載の薄膜の製造方法で得られるケイ
素化合物膜。4. A silicon compound as a target, an inert gas as a sputtering gas, and silane (SiH 4 ) as a CVD source gas.
A silicon compound film obtained by the method for producing a thin film according to claim 1, which comprises:
得られる薄膜を有するガラス成形型。5. A glass molding die having a thin film obtained by using the method for producing a thin film according to claim 1.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28671693A JPH07138748A (en) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | Thin film and its production as well as glass forming mold utilizing this film |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP28671693A JPH07138748A (en) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | Thin film and its production as well as glass forming mold utilizing this film |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH07138748A true JPH07138748A (en) | 1995-05-30 |
Family
ID=17708082
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP28671693A Pending JPH07138748A (en) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | Thin film and its production as well as glass forming mold utilizing this film |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JPH07138748A (en) |
-
1993
- 1993-11-16 JP JP28671693A patent/JPH07138748A/en active Pending
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