光盘制造中的溅镀工艺

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1、光盘制造中的溅镀工艺文$源自：《记录媒体技术》二十世纪的前50年，世界各国科技人W经过大景的试验研究基本建立丫溅射理论。在二十世纪的后50年里，薄胶技术获得了腾飞，这主耍得益于真空技术在镀脱方面的应川，使R空镀胶实现了产业化。由于有了理论基础和成熟的工艺，各种镀膜没备也不断推陈出新。其中Leybold公司较早的开发出各种镀膜设备，也包栝用于光盘生产的真空溅镀机。之后，广泛用于光盘的溅镀机还有徳国Balzers和Singulus公3的溅镀机。光盘生产中常用的镀膜方法主要有：蒸镀(evaporation)和溅镀(sputtering)。蒸镀是在真空屮将金属加热蒸发产生金属蒸气，使艿附着在基板

2、上凝聚成薄膜。蒸镀的基板材质没有限制，从纸、金屈到陶磁都能使用。蒸镀冇加热式蒸镀，还冇电子枪加热式及离子辅助式蒸镀。蒸镀是光盘母盘制作屮常用的方式之一。溅镀是通过离子碰撞而获得薄膜的一种工艺，.卞要分为两类：阴极溅镀(Cathode_sputtering)和射频溅镀(RF_sputtering)。阴极溅镀一般川丁•溅镀导体如铝(A1),银(Ag)或半导体如硅(Si)。射频溅镀一般用于溅镀非导体如ZnS—SiO2,GesbTe(RW格式用镀层)。溅镀的原理如阁1所示，主耍利川辉光放电(glowdischarge)将氩气(Ar)离子撞击靶材(target)表而：靶材的原子被弹出而堆积在基板表

3、ifti形成薄膜。M时用强力磁铁将电子呈螺旋状运动，加速靶材周围的氩气离子化，使得氩气离子对阴极靶材的撞击机率增加，形成雪崩式的状态，以此提岛溅镀速率。溅镀薄膜的性质、均匀度都比蒸镀薄膜好。为丫确保溅镀质量，实行明极溅镀吋对环境有较髙的要求。首先要在真空环境条件下，高真空可以减少氧化物的产生；使用惰性工艺气体，通常为氩气，作为离子介质撞击靶材；形成电场——靶材为阴极，盘片为阳极；在溅镀真空仓内，用强力磁铁产生磁场；由于溅镀时产生高热，须用冷却水对阴极进行及吋冷却。光盘的溅镀过程：先将溅镀腔抽K空达到设定值，将盘什放入腔内，真空腔内盘什会被抽真空至高真空highvacuum—10E-4mb

4、ar范围。注入氣气到溅镀腔，这吋溅踱腔的真空度降至〜10E—3mbar范围，此吋对靶材(阴极)和盘片(阳极)之间施以儿百伏特的直流电压，使氩气在电场中被离子化，产生鉍离子及ft由电子、在电场的作用下，带正电荷的鉍离子向阴极(靶材)加速，而Pl由电子向阳极加速，被加速的氩离子和自由电子撺向其他氩原子，因动能转移使史多的氩原子被离子化，最后产生雪朋现象，等离子体持续行放电。火觉氩离子撞击靶材表面，氩离子的动能转移至靶材原子，一部份转化成靶材原子的动能，当靶材原子获得足够动能，它们会脱离靶材表而并自由地在溅镀腔内移动，最后褪盖于盘片及腔内其他表而。而氣离子撞击靶材的另一部份动能转化为热，因此靶

5、材必须用冷却水冷却。为使盘片溅镀层的P?度均匀，靶材周围的磁场分布会提高等离子体的一致性。通过认亢理解光盘的溅镀过程，并结合设备供应商提供的维护保养规范，可以使光盘生产人员更好史合理地使用溅镀机。首先使溅镀仓的與空度达到规范伉，如果其空度不能达到要求，应该依次检查密封、真空探头（感应器）、预真空泵、分子泵的工作状态。由子光盘复制生产是Q动连续进行，生产线中人量使用了传感器和电子控制，判断故障吋，应该首先检齊传感器和控制系统，然后再检齊机械装置，这样做的好处足处理故障先易后难，也可以避免人动作处理小故障，从而提髙故障处理效率。如果溅镀仓的真空度可以达到规范倂，但是无法溅镀或者溅镀效果达不到

6、要求，应该考虑电场、磁场或环境条件（如：氩气、冷却水）的原因。全属靶材、MASK、磁铁的老化都讨能是无法溅镀和溅镀质带不佳的直接原因，氩气的不足和过带都会影响溅镀。特别注意的足在更换金属靶材后，由丁•靶材不良、安装不当或者保养不到位，常常会出现不能产生电场而无法溅镀的情况。另外，溅镀机的冷却水也是非常東要的外部条件，它将影响溅镀源，没冷却水，冷却水流量计错误以及电磁阀故障部将导致无法溅镀，因为溅镀机有自身保护的设置。对金属镀膜性质的掌控也是镀膜工艺师的祜础，不同材料在各波长段的性质也有差异。如农一所示。银是在可见光和近红外光屮最佳的反射膜材料，银膜在波长800nm时的反射率可以达到99.

7、2%。铝在近紫外光、可见光、近红外光都冇良好的反射率，是光学反射膜最常使用的材料，但是铝膜材质较软而且容易氧化，其表面上必需有保护膜，金与铜在波长650〜800nm的反射率表现不错，问足当波长小于500nm时，金、铜的反射率却远低于铝和银。盘片常见溅镀缺陷主要有以下儿种：1.溅镀层太薄产生的原因是：1）选错溅镀机上的靶材没定2）有真空泄漏3）系统泄漏（空气或水）4）氩气流量不合适，过高或过低5）磁铁系统损坏2.溅镀层偏心产生的原因足