JP2000064044A - 枚葉式マグネトロンスパッタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 ディスク基板にマスクを装着することがで
き、かつ、ディスク基板をその中心軸の回りに回転しつ
つスパッタを行う装置を提供する。 【解決手段】 放電空間を形成するスパッタ室１１内に
磁界を印加するように、磁界発生装置がスパッタ室の上
方に配置され、スパッタ室１１内上部にはターゲット２
１が配置され、スパッタ室１１には、その底部を構成す
る隔壁３０に形成された開口部３２を介してディスク搬
送室１２が連設され、ディスク搬送室１２内には、スパ
ッタ膜を形成するためのディスク基板３１を載置して前
記スパッタ室１１の開口部３２に搬送するとともに、デ
ィスク基板３１をその面内で回転するディスクプッシャ
３４が設けられ、スパッタ室１１とディスク搬送室１２
とを連通する開口部３２にはその中心部を通って開口部
３２を横切って支持バー５２が架橋固定され、中央部に
はセンターマスク５１が回転軸受５３により回転可能に
設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はスパッタ装置に関
し、特に、情報記録媒体の製造に適する枚葉式マグネト
ロンスパッタ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ＣＤあるいはＤＶＤなどの情報記
録用のディスクの製造に用いる枚葉式マグネトロンスパ
ッタ装置においては、反応室を構成する真空容器内に配
置されたターゲットに対向してディスク基板を固定配置
し、ディスク基板とは別に反応容器内に固定されたディ
スク基板のセンター部分および外周部分を覆うマスクを
介してスパッタを行っていた。

【０００３】他方、光磁気（ＭＯ）ディスクのスパッタ
においては、予めディスク基板にセンターマスクおよび
外周マスクを装着し、これらのマスクが装着されたディ
スク基板をスパッタ装置の反応室内に搬入し、ディスク
基板を回転しつつスパッタを行っていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のＣＤあるいはＤＶＤディスクの製造に用い
る枚葉式マグネトロンスパッタ装置においては、反応室
内に配置されたディスク基板はディスク基板の中心軸に
対して回転することなく固定配置された状態においてス
パッタが行われるため、ディスク基板表面に形成された
膜組成の分布、特にディスク基板の円周方向の分布の均
一性が不十分であり、満足すべき特性の成膜が得られな
いという問題があった。

【０００５】他方、従来のＭＯディスクのスパッタにお
いては、ディスク基板を回転しつつスパッタを行ってい
るが、予めセンターマスクおよび外周マスクを装着した
ディスク基板を反応室内に搬入してスパッタを行うた
め、ディスク基板へのマスクの脱着機構あるいは搬送機
構を要し、構造および工程が複雑化する欠点があった。
また、ディスク基板からマスクを取り外す際、マスクに
堆積したスパッタ膜が剥離してディスク表面の膜を汚染
し、製品の歩留まりを低下する欠点もあった。

【０００６】したがって本発明の目的は、複雑な機構や
工程を要することなく、ディスク基板にマスクを装着す
ることができ、かつ、ディスク基板をその中心軸の回り
に回転しつつスパッタを行うことができる装置を提供す
ることにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明によれば、内部に
気密な放電空間を形成するスパッタ室と、このスパッタ
室内に磁界を印加するように、前記スパッタ室の上方に
配置された磁界発生装置と、この磁界発生装置による磁
界が印加されるように、前記スパッタ室内上部に配置さ
れたターゲットと、前記スパッタ室の底部を構成する隔
壁に形成された開口部を介して連設された気密空間を形
成するディスク搬送室と、このディスク搬送室内に設け
られ、スパッタ膜を形成するためのディスク基板を載置
して前記スパッタ室開口部に搬送するとともに、前記デ
ィスク基板をその面内で回転させるディスクプッシャ
と、このディスクプッシャ上に載置される前記ディスク
基板の上面中心部に接触し、前記ディスク基板の回転と
ともに回転可能に前記スパッタ室内に設けられた回転セ
ンターマスクと、この回転センターマスクを回転可能に
支持するように、前記スパッタ室開口部を横切って架橋
された支持バーと、この支持バーに設けられた前記ター
ゲットから放出されるスパッタ物質が前記ディスク基板
表面に到達するのを阻止するための遮蔽板とを備えたこ
とを特徴とする枚葉式マグネトロンスパッタ装置が提供
される。

【０００８】又、本発明によれば、前記遮蔽板は前記支
持バーの両端部と中央部間の少なくも一方に配置され、
それらの幅が前記支持バーの長手方向に沿って徐々に増
加し再び徐々に減少するように変化する形状を有するこ
とを特徴とする前記枚葉式マグネトロンスパッタ装置が
提供される。

【０００９】さらに、本発明によれば、前記支持バーに
は冷却ジャケットが備えられていることを特徴とする前
記枚葉式マグネトロンスパッタ装置が得られる。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。

【００１１】図１は本発明の実施形態を示す枚葉式マグ
ネトロンスパッタ装置の断面図であり、また、図２は図
１に示すスパッタ装置の要部上面図である。このスパッ
タ装置は、ほぼ円筒状の気密容器であるスパッタ室１１
と、このスパッタ室１１の下側に、このスパッタ室１１
に連通して設けられた同じく気密容器であるディスク搬
送室１２と、スパッタ室１１の上側に設けられ、内部が
大気圧に維持された磁石収納室１３から構成されてい
る。磁石収納室１３内においては、同心的に配置された
長円形の二重リング磁石１４−１、１４−２が磁石回転
台１５の下面に固定されている。磁石回転台１５は磁石
収納室１３の天井壁１６を貫通する回転軸１７に固定さ
れており、回転軸１７は磁石収納室１３上部に載置され
たマグネット回転モータ１８により回転させられる。

【００１２】スパッタ室１１の上壁は内部が水冷ジャケ
ット構造のバッキングプレート２０により形成されてい
る。この下面には成膜物質からなるディスク状のターゲ
ット２１がその外周部を支持するターゲット押さえ２２
により固定されている。

【００１３】スパッタ室１１とディスク搬送室１２とを
区切る隔壁３０には、ディスク基板３１の上表面をスパ
ッタ室１１に露出するための開口部３２が設けられてい
る。また、ディスク搬送室１２内には、真空雰囲気内で
動作する真空モータ（図示せず）により水平面内で回転
させられるディスクプッシャ３４が設けられている。こ
のディスクプッシャ３４は金属製円板でその上面中心部
にはディスク基板３１のセンタ孔３５を貫通する突起部
３６が形成されている。センタ孔３５を貫通して上方に
突出した突起部３６は、後述するセンターマスク５１の
下端に形成されている漏斗状の凹部に挿入される。ディ
スクプッシャ３４はディスク搬送室１２の底板３７を貫
通して設けられたシリンダ軸３９によりディスク搬送室
１２内で上下に往復運動をする。

【００１４】ディスク搬送室１２内には、また、一端が
回転軸（図示せず）の回りに回動可能に支持されたディ
スク搬送アーム４０が設けられている。このディスク搬
送アーム４０の他端に形成された環状部４２には、ディ
スク基板３１を支持する環状のサセプタ４１が載置され
る。ディスク搬送アーム４０は回転軸（図示せず）の回
りにほぼ９０°の角度範囲で回転し、ディスク搬送室１
２の外部からサセプタ４１に支持されたディスク基板３
１を図示のように、スパッタ室１１の開口部３２の直下
に搬送する。この状態においてシリンダ軸３９が上昇
し、ディスクプッシャ３４はその突起部３６をディスク
基板３１のセンタ孔３５に挿入してディスク基板３１を
サセプタ部４２の上方に押し上げ、ディスク基板３１が
センターマスク５１の下端凹部に接触した状態で上昇を
停止する。この停止位置において、ディスク基板３１は
スパッタ室１１底部隔壁３０内に設けられた開口部３２
内に配置されるとともに、隔壁３０の開口部３２周囲の
肉厚内に形成された段差部４３に載置された環状の外周
マスク４４を段差部４３から上方に押し上げ、ディスク
基板３１の周縁部に載せ替える。この状態で、ディスク
プッシャ３４は回転を開始し、スパッタが行われる。

【００１５】センターマスク５１はスパッタ室１１の底
部隔壁３０に形成されたスパッタ室１１とディスク搬送
室１２とを連通する開口部３２をその中心部を通るよう
に横切って架橋固定された支持バー５２の中央部に支持
されている。すなわち、この支持バー５２は、図２の上
面図にも示されるように、スパッタ室１１の底部隔壁３
０の上面にその両端が固定されている。支持バー５２の
中央部には回転軸受５３が設けられ、センターマスク５
１はこの回転軸受５３に回転可能に支持されている。ま
た、この支持バー５２の両端部と中央部間にはそれぞれ
遮蔽板５４−１、５４−２が固定されている。これらの
遮蔽板５４−１、５４−２は支持バー５２の横幅に対
し、その幅が支持バー５２の長手方向に沿って徐々に増
加し再び徐々に減少するように変化する。支持バー５２
は例えば銅（Ｃｕ）により、また、遮蔽板５４−１、５
４−２は銅あるいはステンレスにより構成され、相互に
ボルトにより固定されている。支持バー５２の横断面中
心部にはまた、その長手方向に冷却水を流通させる水冷
ジャケット５５が形成されている。この水冷ジャケット
５５は、スパッタ室１１の底部隔壁３０内およびスパッ
タ室１１の側壁内に形成された冷却水通路５６を介して
スパッタ室１１の外部に開口する冷却水導入パイプ５７
に連結されている。すなわち、冷却水導入パイプ５７か
ら導入された冷却水は、スパッタ室１１の底部隔壁３０
内に形成された冷却水通路５６を介して支持バー５２の
一端から水冷ジャケット５５内に供給される。水冷ジャ
ケット５５内に供給された冷却水は支持バー５２の他端
からスパッタ室１１の底部隔壁３０内に形成された冷却
水通路５６に流入し、開口部３２に沿って周回して冷却
水導入パイプ５７に隣接配置された冷却水排出パイプ
（図示せず）からスパッタ室１１外に排出される。

【００１６】この実施形態に係るスパッタ装置によれ
ば、シリンダ軸３９の上昇により、ディスク搬送アーム
４０端部に設けられたサセプタ４２からディスクプッシ
ャ３４上に載置されたディスク基板３１は、ディスクプ
ッシャ３４の突起部３６がセンターマスク５１の凹部に
嵌合した状態でセンターマスク５１とともに真空モータ
（図示せず）により回転させられる。この状態でディス
ク基板３１の表面にターゲット２１から放出されたター
ゲット材料がスパッタされるが、ターゲット材料の一部
は支持バー５２に固定された遮蔽板５４−１、５４−２
により遮蔽され、ディスク基板３１の表面に到達しな
い。これによってディスク基板３１の表面の円周方向お
よび半径方向におけるスパッタ膜の膜厚分布が調整さ
れ、均一な分布を得ることができる。

【００１７】図３は、図１および図２に示した本発明の
スパッタ装置によりディスク基板表面に形成される膜厚
分布の一例を遮蔽板５４−１、５４−２を設けた場合
（図中四角形のプロット曲線で示す）と、設けない場合
（図中円形のプロット曲線で示す）とをそれぞれ示すグ
ラフであり、横軸はディスク基板の半径（ｍｍ）を示
し、縦軸は成膜速度（ｎｍ／ｋｗ・ｓｅｃ）を示してい
る。このグラフから、遮蔽板５４−１、５４−２を設け
ない場合、ディスク基板の半径方向中央部すなわち、記
録エリアの中央部において成膜速度が大きく、ディスク
基板の半径方向端部において成膜速度が小さくなってい
ることが分かる。これに対して遮蔽板５４−１、５４−
２を設けた場合、ディスク基板の半径方向全体に亘って
ほぼ一定になっている。

【００１８】なお、この実施形態における支持バー５２
に固定された遮蔽板５４−１、５４−２の形状は、シミ
ュレーションによりあるいは実験により、膜厚分布が均
一となるように、種々の形状に設計することができる。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の枚葉式マ
グネトロンスパッタ装置によれば、ディスク基板の中心
部に接触し、ディスク基板の回転により同時に回転する
回転センターマスクをスパッタ室１１とディスク搬送室
１２とを連通する開口部３２を横切って架橋された支持
バー上に回転可能に設け、さらにこの支持バー上にター
ゲット材料を遮蔽する遮蔽板を設けたため、簡単な構造
により、ディスク基板表面全体に亘って均一な膜分布を
形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す枚葉式マグネトロン
スパッタ装置の断面図である。

【図２】図１に示すスパッタ装置の要部上面図である。

【図３】図２に示すスパッタ装置により形成される膜厚
分布を従来装置との比較で示すグラフである。

【符号の説明】

１１ スパッタ室 １２ ディスク搬送室 １３ 磁石収納室 １４ 二重リング磁石 １５ 磁石回転台 １６ 天井壁 １７ 回転軸 １８ マグネット回転モータ ２０ バッキングプレート ２１ ターゲット ２２ ターゲット押さえ ３０ 隔壁 ３１ ディスク基板 ３２ 開口部 ３４ ディスクプッシャ ３５ センタ孔 ３６ 突起部 ３９ シリンダ軸 ４０ ディスク搬送アーム ５１ センターマスク ５２ 支持バー ５３ 回転軸受 ５４ 遮蔽板 ５５ 水冷ジャケット ５６ 冷却水通路 ５７ 冷却水導入パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 治朗 東京都新宿区市谷田町１丁目４番地 株式 会社ソニー・ミュージックエンタテインメ ント内 (72)発明者 宇都宮 信明 神奈川県横浜市栄区笠間町1000番地１ 株 式会社芝浦製作所横浜事業所内 (72)発明者 藤田 篤史 神奈川県横浜市栄区笠間町1000番地１ 株 式会社芝浦製作所横浜事業所内 Ｆターム(参考） 4K029 BD00 CA05 DA00 DA10 DC39 HA03 KA01 5D121 AA01 EE03 EE19 EE20

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に気密な放電空間を形成するスパッ
   タ室と、このスパッタ室内に磁界を印加するように、前
   記スパッタ室の上方に配置された磁界発生装置と、この
   磁界発生装置による磁界が印加されるように、前記スパ
   ッタ室内上部に配置されたターゲットと、前記スパッタ
   室の底部を構成する隔壁に形成された開口部を介して連
   設された気密空間を形成するディスク搬送室と、このデ
   ィスク搬送室内に設けられ、スパッタ膜を形成するため
   のディスク基板を載置して前記スパッタ室開口部に搬送
   するとともに、前記ディスク基板をその面内で回転させ
   るディスクプッシャと、このディスクプッシャ上に載置
   される前記ディスク基板の上面中心部に接触し、前記デ
   ィスク基板の回転とともに回転可能に前記スパッタ室内
   に設けられた回転センターマスクと、この回転センター
   マスクを回転可能に支持するように、前記スパッタ室開
   口部を横切って架橋された支持バーと、この支持バーに
   設けられた前記ターゲットから放出されるスパッタ物質
   が前記ディスク基板表面に到達するのを阻止するための
   遮蔽板とを備えたことを特徴とする枚葉式マグネトロン
   スパッタ装置。
2. 【請求項２】 前記遮蔽板は前記支持バーの両端部と中
   央部間の少なくも一方に配置され、それらの幅が前記支
   持バーの長手方向に沿って徐々に増加し再び徐々に減少
   するように変化する形状を有することを特徴とする請求
   項１記載の枚葉式マグネトロンスパッタ装置。
3. 【請求項３】 前記支持バーには冷却ジャケットが備え
   られていることを特徴とする請求項２記載の枚葉式マグ
   ネトロンスパッタ装置。