JP2000345331A - 光記録媒体作製用スパッタ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】スパッタ成膜によって生じるディスク基板の変
形を低減させ、かつ安定した基板搬送を行う。 【解決手段】ディスク基板１３に成膜するときは基板ホ
ルダ１０の可動部２２の接触面をディスク基板１３の裏
面に接触させてディスク基板１３の情報記録領域全面を
固定部２１の接触面と可動部２２の接触面で密着保持す
る。ディスク基板１３を着脱するときは可動部２２の接
触面を固定部２１の嵌合穴２４に沿って移動しディスク
基板１３の裏面から離す。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、ＣＤ−ＲＯＭ，
ＣＤ−Ｒ，ＣＤ−ＲＷ，ＤＶＤ等の光情報記録媒体を作
製するスパッタ装置、特にスパッタ成膜中に被成膜基板
を保持する基板ホルダの構造に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】例えばＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ等の光情報
記録媒体を作製するときは、基板に反射層と記録層と誘
電体層あるいは保護層をスパッタ装置により成膜してい
る。スパッタ装置による成膜は、真空中でアルゴンプラ
ズマ等を発生させ、そのプラズマ中のイオンによってタ
ーゲット表面をたたき、対向する基板に膜を堆積させる
方法である。このためスパッタ成膜時の熱の発生は避け
ることができない。一般的に光情報記録媒体は基板にポ
リカーボネイト等の高分子材料が用いられているため、
成膜室内の温度上昇は基板の変形を引き起こす要因とな
る。特に、連続高速成膜を行う場合や厚肉成膜を行う場
合、あるいは同一基板に２層以上の成膜を繰り返し行う
場合等において基板の変形は大きな問題となる。また、
ＤＶＤに用いられる０．６ｍｍの薄肉基板を用いる場合
には基板の変形は特に重大な問題となる。

【０００３】この問題を解決するため、例えば特開平１
０−８１９６４号公報に示された光情報記録媒体用の基
板ホルダは、図７の断面図に示すように、ディスク基板
１３を保持する基板ホルダ３１の外周部３２を内周部３
３より高くし、ディスク基板１３を円錐状に保持して、
ディスク基板１３がスパッタにより反る方向と逆方向に
歪ませてスパッタを行い、スパッタ終了時に、スパッタ
成膜の応力によりディスク基板１３の歪を低減するよう
にしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】例えばＤＶＤの作製に
おいては、一般に０．６ｍｍのディスク基板にスパッタ
成膜した後、０．６ｍｍのブランク基板を貼り合わせる
方法が採られる。この貼り合わせ工程においては円周方
向の反りを矯正することが困難であることから、スパッ
タ成膜において極力円周方向の反りを低く抑えておくこ
とが必要である。しかしながら特開平１０−８１９６４
号公報に示されたスパッタホルダはディスク基板の半径
方向の反りは低減できるが、ディスク基板の円周方向に
ついての基板機械特性に関しては、何ら対策がなされて
いるものではなく、総合的に見るとスパッタ成膜による
基板変形に関わる対策としては不十分である。

【０００５】また、ディスク基板に薄膜を成膜するとき
に、ディスク基板の薄膜成膜部分の裏面の少なくとも一
部分を、基板ホルダと密着させて成膜する方法もある。
この方法はスパッタ成膜による基板変形に関してきわめ
て有効な方法であり、ディスク基板の半径方向の反りに
加え、円周方向の反りを低減させることもできる。

【０００６】しかしながら、この方法においては、スパ
ッタ成膜後にスパッタ成膜装置からディスク基板を取り
出す際に、ディスク基板が基板ホルダに真空吸着した状
態になっているため、ディスク基板を基板ホルダから取
り出すことが容易でなく、搬送系側でディスク基板を基
板ホルダから引き剥がすことができたとしても、ディス
ク基板裏面への傷等が生じるという問題があり、光ディ
スクを作製するときの歩留まりを低下させるとともに基
板搬送プロセスの高速化を図る上でも重大な障害とな
る。

【０００７】この解決策として基板ホルダにあらかじめ
溝を設けておく等の方法も取られているが、基板真空吸
着を解除するための手段としては十分なものではなく、
ディスク基板搬送の安定性の面で問題が残る。また、デ
ィスク基板裏面と密着する面に溝を形成することは、基
板変形にも悪影響を与えることとなり、十分な基板変形
低減の効果を得ることが難しい。

【０００８】この発明はかかる短所を改善し、スパッタ
成膜によって生じるディスク基板の変形を低減させ、か
つ安定した基板搬送が行える光記録媒体用スパッタ装置
を提供することを目的とするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】この発明に係る光記録媒
体作製用スパッタ装置は、ディスク基板を保持する基板
ホルダは固定部と可動部を有し、可動部は保持するディ
スク基板と接触する一定面積の接触面を有し、固定部の
嵌合穴に沿って保持するディスク基板のディスク面に対
して直交する方向に移動し、ディスク基板に成膜すると
きは可動部の接触面をディスク基板の裏面に接触させて
ディスク基板の情報記録領域全面を固定部の接触面と可
動部の接触面で密着保持し、ディスク基板を着脱すると
きは可動部の接触面を固定部の嵌合穴に沿って移動しデ
ィスク基板の裏面から離すことを特徴とする。

【００１０】上記固定部の嵌合穴に導通するガス導入口
を設け、可動部の接触面をディスク基板の裏面から離す
ときに、ガス導入口が固定部の嵌合穴に開口する位置ま
で可動部を移動すると良い。

【００１１】また、上記可動部と固定部の接触面の少な
くとも一方の面に潤滑処理を施したり、可動部と固定部
の接触面の少なくとも一方の面を潤滑性を有する材料で
形成すると良い。

【００１２】さらに、可動部と固定部のディスク基板と
の接触面を潤滑性を有する材料で形成することが望まし
い。

【００１３】また、可動部と固定部を潤滑性を有する材
料で形成しても良い。

【００１４】

【発明の実施の形態】この発明のスパッタ装置は基板搬
入・排出室と複数の成膜室が一順するように連続して設
けられ、基板搬入・排出室と各成膜室に光ディスクの基
板を搬送する基板ホルダを保持した伸縮自在のアーム
が、一順する基板搬入・排出室と複数の成膜室の中心に
設けられた回転軸に取り付けられている。

【００１５】基板ホルダは固定部と複数の可動部を有す
る。可動部は固定部の中心から一定半径の位置に等間隔
で配置された一定大きさの円柱状からなり、下端部にエ
アーシリンダ等の駆動部が連結され、固定部に設けられ
た穴に沿って移動する。固定部にはディスク基板を保持
する面の外周部に外周マスクを吸着する複数の磁石を有
し、中心部に内周マスクを吸着する磁石を有する。この
固定部の可動部を嵌合している穴の上端部はガス導入路
に連通している。この基板ホルダは、外周マスクと内周
マスクによりディスク基板を保持して、基板搬入・排出
室と各成膜室の装着部に装着される。

【００１６】このスパッタ装置の基板搬入・排出室にデ
ィスク基板が搬入されると、基板搬入・排出室に装着さ
れた基板ホルダで搬入されたディスク基板を保持する。
このディスク基板を保持するときに、基板ホルダの駆動
部により可動部を後退させ、可動部の先端表面がガス導
入路より外れてガス導入路が固定部の穴に開口する位置
まで後退させた状態で固定部の表面にディスク基板を接
触させて保持する。この状態でアームを一定距離だけ後
退してから回転軸を一定角度回動してディスク基板を保
持した基板ホルダを第１の成膜室に装着する。そして基
板ホルダの駆動部により可動部を前進させ、可動部の先
端表面を固定部の表面と一致させ、固定部の表面と可動
部の先端表面にディスク基板の情報記録領域の全面を接
触させて保持する。この状態で第１の成膜室でディスク
基板の表面に成膜する。第１の成膜室で成膜したディス
ク基板は基板ホルダの固定部の表面と可動部の先端表面
で情報記録領域の全面を接触させて保持した状態で第２
の成膜室に送られ成膜される。このディスク基板の搬送
と成膜を最後の成膜室まで繰返してディスク基板の表面
に多層膜を形成する。最後の成膜室で成膜されたディス
ク基板は基板ホルダの固定部の表面と可動部の先端表面
で情報記録領域の全面を接触させて保持した状態で基板
搬入・排出室に搬送する。ディスク基板を基板搬入・排
出室に搬送したら基板ホルダの駆動部により可動部を後
退させ、可動部の先端表面がガス導入路より外れてガス
導入路が開口する位置まで後退させる。この状態で外部
搬送用ホルダによりディスク基板を保持してガス導入路
からベントガスを導入して多層膜が形成されたディスク
基板を基板ホルダから取外し、外部搬送用ホルダにより
外部に排出して搬送する。

【００１７】

【実施例】図１はこの発明の一実施例の多層成膜用スパ
ッタ装置の概要を示す上面図である。図に示すように、
スパッタ装置１は基板搬入・排出室２と第１成膜室３と
第２成膜室４と第３成膜室５と第４成膜室６と第５成膜
室７と第６成膜室８と第７成膜室９が一順するように連
続して設けられ、基板搬入・排出室２と第１成膜室３〜
第７成膜室９に光ディスクの基板を搬送する基板ホルダ
１０を保持した伸縮自在のアーム１１が、一順する基板
搬入・排出室２と第１成膜室３〜第７成膜室９の中心に
設けられた回転軸１２に取り付けられている。

【００１８】基板ホルダ１０は例えば銅等の熱伝導の良
好な金属材料からなり、図２の上面図に示すように、固
定部２１と複数の可動部２２を有する。可動部２２は、
図３のＡ−Ａ断面図に示すように、固定部２１の中心か
ら一定半径例えば半径４０ｍｍの位置に等間隔で配置さ
れた一定大きさ例えば直径が２０ｍｍの円柱状からな
り、下端部にエアーシリンダ等の駆動部２３が連結さ
れ、固定部２１に設けられた穴２４に沿って移動する。
この可動部２２と固定部２１の接触面の少なくとも一方
の面には、例えばフッ化黒鉛（ＣＦ）ｎやフッ素樹脂
（ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥＰ）の撥水性粉末を用いた複
合メッキ、あるいはフルオロアルキル基を有するクロロ
シラン系化学吸着剤を用いた処理等の撥水処理により潤
滑処理が施されている。

【００１９】固定部２１には、図４のＢ−Ｂ断面図に示
すように、ディスク基板１３を保持する面の外周部に外
周マスク１４を吸着する複数の磁石２５を有し、中心部
に内周マスク１５を吸着する磁石２６を有する。内周マ
スク１５を吸着する磁石２６の外周部にはスタックリン
グ１６を避ける溝２７が設けられている。この固定部２
１の可動部２２を嵌合している穴２４の上端部は、図３
に示すように、ガス導入路２８に連通している。この基
板ホルダ１０は、外周マスク１４と内周マスク１５によ
りディスク基板１３を保持して、図４に示すように、基
板搬入・排出室２と第１成膜室３〜第７成膜室９の筐体
１７の装着部にＯリング１８を介して装着される。基板
搬入・排出室２には外周部と中心に外周マスク１４と内
周マスク１５を吸着する磁石１９を有する外部搬送用ホ
ルダ２０を有し、外部搬送用ホルダ２０によりディスク
基板１３を保持してスパッタ装置１に搬入し、成膜した
ディスク基板１３をスパッタ装置１から排出する。

【００２０】上記のように構成されたスパッタ装置１の
基板搬入・排出室２にディスク基板１３が搬入される
と、基板搬入・排出室２の筐体１７に装着された基板ホ
ルダ１０で搬入されたディスク基板１３を保持する。こ
のディスク基板１３を保持するときに、基板ホルダ１０
の駆動部２３により可動部２２を後退させ、図５に示す
ように、可動部２２の先端表面がガス導入路２８より外
れてガス導入路２８が穴２４に開口する位置まで後退さ
せた状態で固定部２１の表面にディスク基板１３を接触
させて保持する。この状態でアーム１１を一定距離だけ
後退してから回転軸１２を一定角度回動してディスク基
板１３を保持した基板ホルダ１０を第１成膜室３に装着
する。そして基板ホルダ１０の駆動部２３により可動部
２２を前進させ、図３に示すように可動部２２の先端表
面を固定部２１の表面と一致させ、固定部２１の表面と
可動部２２の先端表面にディスク基板１３の情報記録領
域の全面を接触させて保持する。この状態で第１成膜室
３でディスク基板１３の表面に成膜する。第１成膜室３
で成膜したディスク基板１３は基板ホルダ１０の固定部
２１の表面と可動部２２の先端表面で情報記録領域の全
面を接触させて保持した状態で第２成膜室４に送られ成
膜される。このディスク基板１３の搬送と成膜を第７成
膜室９まで繰返してディスク基板１３の表面に多層膜を
形成する。第７成膜室９で成膜されたディスク基板１３
は基板ホルダ１０の固定部２１の表面と可動部２２の先
端表面で情報記録領域の全面を接触させて保持した状態
で基板搬入・排出室２に搬送する。ディスク基板１３を
基板搬入・排出室２に搬送したら基板ホルダ１０の駆動
部２３により可動部２２を後退させ、図５に示すよう
に、可動部２２の先端表面がガス導入路２８より外れて
ガス導入路２８が開口する位置まで後退させる。この状
態で外部搬送用ホルダ２０によりディスク基板１３を保
持してガス導入路２８からベントガスを導入して多層膜
が形成されたディスク基板１３を基板ホルダ１０から取
外し、外部搬送用ホルダ２０により外部に排出して搬送
する。

【００２１】このように、基板ホルダ１０により例えば
ＤＶＤメディア用の厚さが０．６ｍｍのポリカーボネイ
トのディスク基板１３の情報記録領域の全面を保持した
状態で第１成膜室３〜第７成膜室９により誘電体層とし
てＺｎＳ・ＳｉＯ₂、記録層としてＡｇＩｎＳｂＴｅ、
反射層としてＡｌを用い、誘電体層と記録層と誘電体層
と反射層の順に積層成膜して、全体の膜厚が４００ｎｍ
の多層膜を形成した結果、従来と比べてスパッタ成膜に
よって引き起こされるディスク基板１３の変形を飛躍的
に低減できた。また、基板搬入・搬出室２からディスク
基板１３を排出するときに真空吸着による問題も全く発
生せず、ディスク基板１３に疵等を付けずに基板ホルダ
１０から取り外すことができ、安定して排出することが
できた。

【００２２】また、基板ホルダ１０の可動部２２と固定
部２１の接触面の少なくとも一方の面に、例えばフッ化
黒鉛（ＣＦ）ｎやフッ素樹脂（ＰＴＦＥ，ＰＦＡ，ＦＥ
Ｐ）の撥水性粉末を用いた複合メッキ、あるいはフルオ
ロアルキル基を有するクロロシラン系化学吸着剤を用い
た処理等の撥水処理により潤滑処理が施されているか
ら、可動部２２を安定して繰返し移動することができ、
基板ホルダ１０の耐久性を高めることができた。

【００２３】上記実施例は基板ホルダ１０に、固定部２
１の中心から一定半径の位置に等間隔で配置された複数
の可動部２２を設けた場合について説明たが、図６の上
面図に示すように、内外径が一定大きさ例えば内径が４
０ｍｍ、外径が１１９ｍｍを有する円筒状の可動部２２
を設けても上記実施例と同様な作用を奏することができ
る。

【００２４】上記各実施例は基板ホルダ１０の可動部２
２を前後退する駆動部２３にエアーシリンダを使用した
場合について説明したが、油圧シリンダやリニアモータ
等を使用しても良い。

【００２５】また、上記各実施例は第１成膜室３から第
７成膜室９まで基板ホルダ１０の可動部２２を前進させ
た状態でディスク基板１３を保持した場合について説明
したが、第１成膜室３から第７成膜室９の各成膜室で成
膜時だけ可動部２２を前進させても良い。この場合、第
１成膜室３から第７成膜室９の各成膜室で成膜終了後の
可動部２２を後退した空き時間にガス導入口２８から冷
却ガスを導入することにより、多層成膜途中のディスク
基板１３を冷却することができ、ディスク基板１３の変
形をより低減することができる。

【００２６】また、上記実施例は基板ホルダ１０の可動
部２２と固定部２１の接触面の少なくとも一方の面に潤
滑処理を施した場合について説明したが、可動部２２と
固定部２１の接触面の少なくとも一方の面をフッ素樹脂
（ＰＴＦＥ）やポリアセタールに代表される潤滑性を有
する材料で形成したり、可動部２２と固定部２１を潤滑
性を有するフッ素樹脂（ＰＴＦＥ）やポリアセタール等
の潤滑性を有する材料で形成しても良い。

【００２７】さらに、基板ホルダ１０の可動部２２と固
定部２１のディスク基板１３と接触する面に潤滑処理を
施したり、可動部２２と固定部２１を潤滑性を有するフ
ッ素樹脂（ＰＴＦＥ）やポリアセタール等の潤滑性を有
する材料で形成することにより、ディスク基板１３が基
板ホルダ１０に接触することにより生じる疵を飛躍的に
低減することができる。

【００２８】

【発明の効果】この発明は以上説明したように、ディス
ク基板に成膜するときは基板ホルダの可動部の接触面を
ディスク基板の裏面に接触させてディスク基板の情報記
録領域全面を固定部の接触面と可動部の接触面で密着保
持するようにしたから、成膜により生じるディスク基板
の変形を大幅に低減することができる。

【００２９】また、ディスク基板を着脱するときは可動
部の接触面を固定部の嵌合穴に沿って移動しディスク基
板の裏面から離すことにより、ディスク基板を基板ホル
ダに容易に着脱することができ、良質な光情報記録媒体
を安定して作製することができる。

【００３０】さらに、基板ホルダの固定部の嵌合穴に導
通するガス導入口を設け、可動部の接触面をディスク基
板の裏面から離すときに、ガス導入口が固定部の嵌合穴
に開口する位置まで可動部を移動するから、ディスク基
板に成膜した後に冷却ガスを導入してディスク基板を冷
却したり、基板ホルダからディスク基板を取り外すとき
にガス導入口からガスを導入して基板ホルダに対するデ
ィスク基板の真空吸着を解消することができ、光情報記
録媒体を安定して作製することができる。

【００３１】また、可動部と固定部の接触面の少なくと
も一方の面に潤滑処理を施したり、可動部と固定部の接
触面の少なくとも一方の面を潤滑性を有する材料で形成
することにより、可動部を安定して繰返し移動すること
ができ、基板ホルダの耐久性を高めることができる。

【００３２】さらに、基板ホルダの可動部と固定部のデ
ィスク基板との接触面に潤滑処理を施したり、可動部と
固定部のディスク基板との接触面を潤滑性を有する材料
で形成することにより、ディスク基板が基板ホルダに接
触することにより生じる疵を飛躍的に低減することがで
きる。

【００３３】また、基板ホルダの可動部と固定部を潤滑
性を有する材料で形成することにより、基板ホルダの耐
久性を高めるとともにディスク基板が基板ホルダに接触
することにより生じる疵を飛躍的に低減することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例の多層成膜用スパッタ装置の
概要を示す上面図である。

【図２】基板ホルダの上面図である。

【図３】図２のＡ−Ａ断面図である。

【図４】図２のＢ−Ｂ断面図である。

【図５】基板ホルダの可動部が移動した状態を示す断面
図である。

【図６】他の実施例の基板ホルダの上面図である。

【図７】従来例の断面図である。

【符号の説明】

１；スパッタ装置、２；基板搬入・排出室、３；第１成
膜室、４；第２成膜室、５；第３成膜室、６；第４成膜
室、７；第５成膜室 ８；第６成膜室、９；第７成膜室、１０；基板ホルダ、
１１；アーム １２；回転軸、２１；固定部、２２；可動部、２３；駆
動部、２８；ガス導入路。

フロントページの続き (72)発明者 大谷 渉 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 真貝 勝 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 (72)発明者 三浦 裕司 東京都大田区中馬込１丁目３番６号 株式 会社リコー内 Ｆターム(参考） 4K029 BD00 DA06 JA01 JA02 JA05 5D121 AA01 EE03 EE19

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ディスク基板に成膜して光情報記録媒体
   を作製する光記録媒体作製用スパッタ装置において、 ディスク基板を保持する基板ホルダは固定部と可動部を
   有し、可動部は保持するディスク基板と接触する一定面
   積の接触面を有し、固定部の嵌合穴に沿って保持するデ
   ィスク基板のディスク面に対して直交する方向に移動
   し、ディスク基板に成膜するときは可動部の接触面をデ
   ィスク基板の裏面に接触させてディスク基板の情報記録
   領域全面を固定部の接触面と可動部の接触面で密着保持
   し、ディスク基板を着脱するときは可動部の接触面を固
   定部の嵌合穴に沿って移動しディスク基板の裏面から離
   すことを特徴とする光情報記録媒体作製用スパッタ装
   置。
2. 【請求項２】 上記固定部の嵌合穴に導通するガス導入
   口を設け、可動部の接触面をディスク基板の裏面から離
   すときに、ガス導入口が固定部の嵌合穴に開口する位置
   まで可動部を移動する請求項１記載の光情報記録媒体作
   製用スパッタ装置。
3. 【請求項３】 上記可動部と固定部の接触面の少なくと
   も一方の面に潤滑処理を施した請求項１又は２記載の光
   情報記録媒体作製用スパッタ装置。
4. 【請求項４】 上記可動部と固定部の接触面の少なくと
   も一方の面を潤滑性を有する材料で形成した請求項１又
   は２記載の光情報記録媒体作製用スパッタ装置。
5. 【請求項５】 上記可動部と固定部のディスク基板との
   接触面に潤滑処理を施した請求項１又は２記載の光情報
   記録媒体作製用スパッタ装置。
6. 【請求項６】 上記可動部と固定部のディスク基板との
   接触面を潤滑性を有する材料で形成した請求項１又は２
   記載の光情報記録媒体作製用スパッタ装置。
7. 【請求項７】 上記可動部と固定部を潤滑性を有する材
   料で形成した請求項１又は２記載の光情報記録媒体作製
   用スパッタ装置。