JPH07138748A - 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 - Google Patents
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Info
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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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- sputtering
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- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B11/00—Pressing molten glass or performed glass reheated to equivalent low viscosity without blowing
- C03B11/06—Construction of plunger or mould
- C03B11/08—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses
- C03B11/084—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor
- C03B11/086—Construction of plunger or mould for making solid articles, e.g. lenses material composition or material properties of press dies therefor of coated dies
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C03—GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
- C03B—MANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
- C03B2215/00—Press-moulding glass
- C03B2215/02—Press-mould materials
- C03B2215/08—Coated press-mould dies
- C03B2215/14—Die top coat materials, e.g. materials for the glass-contacting layers
- C03B2215/24—Carbon, e.g. diamond, graphite, amorphous carbon
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- Materials Engineering (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
- Chemical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】 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
薄膜の製造方法を提供すること。また、この方法を用い
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。 【構成】 ターゲット３と基板６を含む真空槽４に、ス
パッタリングガス導入ポート１とＣＶＤ原料ガス導入ポ
ート２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３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する。
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
薄膜の製造方法を提供すること。また、この方法を用い
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。 【構成】 ターゲット３と基板６を含む真空槽４に、ス
パッタリングガス導入ポート１とＣＶＤ原料ガス導入ポ
ート２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３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する。
Description
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
してガラス成形型を得ることを特徴とする。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
置を用いた薄膜の成膜方法について説明する。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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）。
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）。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００３３】
【化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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【００３８】
【表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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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））。
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））。
【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。
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。
【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。
８℃、Ａｔ：６５６℃）を用いて成形を行なう方法を説
明する。
【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。
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。
【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））。
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））。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
Ｔｇ：４２８℃、Ａｔ：４６６℃）を用いて成形を行な
う方法を説明する。
【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。
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。
【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））。
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））。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
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。
【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。
ある。
【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。
Ｈ4ガス濃度と膜厚の関係を示す説明図である。
【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。
Ｈ4ガス濃度と放電電圧の関係を示す説明図である。
【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。
成形過程を示す説明図である。
【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。
成形過程を示す説明図である。
【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。
成形過程を示す説明図である。
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
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
Claims (5)
- 【請求項１】 少なくともターゲットと基板を含む真空
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。 - 【請求項２】 ターゲットに炭素または炭化物、スパッ
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。 - 【請求項３】 ターゲットにホウ化物、スパッタガスに
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。 - 【請求項４】 ターゲットにケイ素化合物、スパッタガ
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。 - 【請求項５】 請求項１記載の薄膜の製造方法を用いて
得られる薄膜を有するガラス成形型。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28671693A JPH07138748A (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 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 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP28671693A JPH07138748A (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 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 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07138748A true JPH07138748A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=17708082
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP28671693A Pending JPH07138748A (ja) | 1993-11-16 | 1993-11-16 | 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 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07138748A (ja) |
-
1993
- 1993-11-16 JP JP28671693A patent/JPH07138748A/ja active Pending
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