JP2001216689A - 基板支持機構及び基板支持回転装置 - Google Patents
基板支持機構及び基板支持回転装置Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 本発明は、搬送されてきた基板ホルダーを移
動させることなく、基板を受け取り、その場で基板を回
転することが可能な基板支持回転装置及び基板支持機構
を提供することを目的とする。 【解決手段】 中空の円柱状部材と、その中空部に第１
のバネにより軸方向の一方に付勢して取り付けられ、一
端部にテーパー部が形成された中心軸と、円柱状部材の
一端面に設けられた径方向に移動する複数の移動部材で
あって、その外周側には基板の内周端面を支持するツメ
が設けられ、第２のバネにより中心軸方向に付勢された
径方向移動部材と、からなり、中心軸の軸方向運動を径
方向移動部材の径方向運動に変換して基板の支持、解放
を行う基板支持機構を用いることを特徴とし、さらに、
基板支持機構を軸方向移動及び回転させる機構及び中心
軸を軸方向に移動させる機構を設けたことを特徴とす
る。
動させることなく、基板を受け取り、その場で基板を回
転することが可能な基板支持回転装置及び基板支持機構
を提供することを目的とする。 【解決手段】 中空の円柱状部材と、その中空部に第１
のバネにより軸方向の一方に付勢して取り付けられ、一
端部にテーパー部が形成された中心軸と、円柱状部材の
一端面に設けられた径方向に移動する複数の移動部材で
あって、その外周側には基板の内周端面を支持するツメ
が設けられ、第２のバネにより中心軸方向に付勢された
径方向移動部材と、からなり、中心軸の軸方向運動を径
方向移動部材の径方向運動に変換して基板の支持、解放
を行う基板支持機構を用いることを特徴とし、さらに、
基板支持機構を軸方向移動及び回転させる機構及び中心
軸を軸方向に移動させる機構を設けたことを特徴とす
る。
Description
【０００１】
【発明が属する技術分野】本発明は中心部に開口を有す
る基板の支持機構及び基板支持回転装置に係り、特に、
基板に薄膜形成等の処理を行う真空処理装置に好適に用
いられる基板支持機構及び基板支持回転装置に関する。
る基板の支持機構及び基板支持回転装置に係り、特に、
基板に薄膜形成等の処理を行う真空処理装置に好適に用
いられる基板支持機構及び基板支持回転装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】磁気ディスクや光ディスク等に代表され
る記録媒体は、近年記録密度の増加にめざましいものが
あるが、さらなる高記録密度化、信頼性向上を目的とし
た高性能記録媒体の開発並びにその量産化の検討も盛ん
に行われている。
る記録媒体は、近年記録密度の増加にめざましいものが
あるが、さらなる高記録密度化、信頼性向上を目的とし
た高性能記録媒体の開発並びにその量産化の検討も盛ん
に行われている。
【０００３】磁気ディスクは、開口を有するアルミニウ
ム又はガラス製の円板状基板の上に、Ｃｒ等の下地膜、
ＣｏＣｒＴａ等の多元系磁性記録膜及びカーボン膜等の
保護膜からなる積層構造のものが一般に用いられてい
る。このような積層構造の磁気ディスクは、基板の外周
端面をツメ等で支持した基板ホルダーを、加熱室、Ｃｒ
用スパッタ室、磁性記録膜用スパッタ室及びプラズマＣ
ＶＤ室へと順次搬送し各成膜室でそれぞれの薄膜を形成
することにより、作製される。
ム又はガラス製の円板状基板の上に、Ｃｒ等の下地膜、
ＣｏＣｒＴａ等の多元系磁性記録膜及びカーボン膜等の
保護膜からなる積層構造のものが一般に用いられてい
る。このような積層構造の磁気ディスクは、基板の外周
端面をツメ等で支持した基板ホルダーを、加熱室、Ｃｒ
用スパッタ室、磁性記録膜用スパッタ室及びプラズマＣ
ＶＤ室へと順次搬送し各成膜室でそれぞれの薄膜を形成
することにより、作製される。
【０００４】各成膜室では、ターゲット又は放電電極に
対向する位置に基板ホルダーを設置し、基板を静止した
状態で成膜が行われる。また、多元系磁性記録膜の形成
には、所定の組成比の合金ターゲットが用いられ、磁気
特性の高い薄膜を得る目的で、スパッタ中は、基板にバ
イアスが印加される。バイアス印加は、保護膜として用
いられるダイアモンドライクカーボン膜の場合も不可欠
である。
対向する位置に基板ホルダーを設置し、基板を静止した
状態で成膜が行われる。また、多元系磁性記録膜の形成
には、所定の組成比の合金ターゲットが用いられ、磁気
特性の高い薄膜を得る目的で、スパッタ中は、基板にバ
イアスが印加される。バイアス印加は、保護膜として用
いられるダイアモンドライクカーボン膜の場合も不可欠
である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】上に述べたように、記
録密度、信頼性のより優れた磁気ディスクを作製するに
は、磁性記録膜の磁気特性をさらに向上させるととも
に、ディスク面内の膜厚、組成均一性を高めて、保持力
等の面内均一性を向上させる必要があるが、上記した従
来のスパッタ装置では膜厚、組成均一性をさらに向上さ
せるのは困難である。例えば、膜厚均一性を向上させる
方法として、ターゲット裏面に配置するマグネットの配
置、形状を調整し、ターゲット表面磁界を適正化する方
法等が用いられる。しかしながら、この方法では、膜厚
均一性は改善されるものの手間やコストがかかるという
問題がある。
録密度、信頼性のより優れた磁気ディスクを作製するに
は、磁性記録膜の磁気特性をさらに向上させるととも
に、ディスク面内の膜厚、組成均一性を高めて、保持力
等の面内均一性を向上させる必要があるが、上記した従
来のスパッタ装置では膜厚、組成均一性をさらに向上さ
せるのは困難である。例えば、膜厚均一性を向上させる
方法として、ターゲット裏面に配置するマグネットの配
置、形状を調整し、ターゲット表面磁界を適正化する方
法等が用いられる。しかしながら、この方法では、膜厚
均一性は改善されるものの手間やコストがかかるという
問題がある。
【０００６】また、高特性磁性記録膜を得るには、種々
の材料及び構成元素の組成比の検討が必要であるが、こ
れらを従来のスパッタ装置で行うのは実際上容易でな
い。例えば、組成によってはターゲットの合金化が困難
な場合があり、また、合金化が可能な場合であっても、
スパッタ装置ごとに、種々の材料、組成のターゲットを
作製し、それを用いて成膜条件を最適化して所望の特性
が得られるターゲットを決定するという手順を経る必要
があるため、これに要する時間及び費用は多大なものと
なってしまう。また、膜厚方向に組成比を変化させるこ
とにより、保持力の長期的な低下率を抑制する磁性記録
膜等も提案されているが、膜組成を厚さ方向に変化させ
ることは、以上の装置構成では不可能である。
の材料及び構成元素の組成比の検討が必要であるが、こ
れらを従来のスパッタ装置で行うのは実際上容易でな
い。例えば、組成によってはターゲットの合金化が困難
な場合があり、また、合金化が可能な場合であっても、
スパッタ装置ごとに、種々の材料、組成のターゲットを
作製し、それを用いて成膜条件を最適化して所望の特性
が得られるターゲットを決定するという手順を経る必要
があるため、これに要する時間及び費用は多大なものと
なってしまう。また、膜厚方向に組成比を変化させるこ
とにより、保持力の長期的な低下率を抑制する磁性記録
膜等も提案されているが、膜組成を厚さ方向に変化させ
ることは、以上の装置構成では不可能である。
【０００７】そこで、ディスク基板を円盤状の大型基板
ホルダーの同一径上に複数個とりつけ、スパッタ装置側
も同一径上にターゲットを配置し、基板ホルダーを回転
させて各基板がターゲット上を公転して通過するように
して成膜する方法が検討されている。この構成の装置
は、構成元素単体のターゲットを用いることができ、各
ターゲットに供給するＲＦ電力を調整することにより種
々の組成の薄膜が得られるという利点はあるが、各構成
元素の層が積層した構造となるため均質な膜を得るには
基板ホルダーを極めて高い回転数で回転しなければなら
ないという問題がある。さらに、Ｃｒ下地膜、磁性記録
膜、保護膜の一連の成膜を連続して行う場合、同一の基
板ホルダーを用いる以上各成膜装置も大型基板ホルダー
を回転可能な構造とする必要があるため、ハードディス
ク製造システム全体としては極めて大型化してしまい、
高価格なものとなってしまう。また、基板ホルダーは、
付着膜除去のための定期的なブラスト処理を行う必要
上、できるだけ簡単な構造で、安価なものが望ましい
が、このような構成では構造が複雑、高価な基板ホルダ
ーとなってしまう。
ホルダーの同一径上に複数個とりつけ、スパッタ装置側
も同一径上にターゲットを配置し、基板ホルダーを回転
させて各基板がターゲット上を公転して通過するように
して成膜する方法が検討されている。この構成の装置
は、構成元素単体のターゲットを用いることができ、各
ターゲットに供給するＲＦ電力を調整することにより種
々の組成の薄膜が得られるという利点はあるが、各構成
元素の層が積層した構造となるため均質な膜を得るには
基板ホルダーを極めて高い回転数で回転しなければなら
ないという問題がある。さらに、Ｃｒ下地膜、磁性記録
膜、保護膜の一連の成膜を連続して行う場合、同一の基
板ホルダーを用いる以上各成膜装置も大型基板ホルダー
を回転可能な構造とする必要があるため、ハードディス
ク製造システム全体としては極めて大型化してしまい、
高価格なものとなってしまう。また、基板ホルダーは、
付着膜除去のための定期的なブラスト処理を行う必要
上、できるだけ簡単な構造で、安価なものが望ましい
が、このような構成では構造が複雑、高価な基板ホルダ
ーとなってしまう。
【０００８】さらに、磁性記録膜、カーボン膜形成時
は、上述のように、バイアス印加が不可欠であるが、ガ
ラス基板の場合、基板を把持するツメとガラス基板の接
触抵抗は大きく、たとえＣｒ膜が形成されても、ツメと
Ｃｒ膜とは電気的に分離している場合が多いため、磁性
記録膜、カーボン膜成膜時に膜形成面に均一なバイアス
が印加されず、高性能膜を再現性よく安定して得ること
はできないという問題があった。
は、上述のように、バイアス印加が不可欠であるが、ガ
ラス基板の場合、基板を把持するツメとガラス基板の接
触抵抗は大きく、たとえＣｒ膜が形成されても、ツメと
Ｃｒ膜とは電気的に分離している場合が多いため、磁性
記録膜、カーボン膜成膜時に膜形成面に均一なバイアス
が印加されず、高性能膜を再現性よく安定して得ること
はできないという問題があった。
【０００９】本発明者は、以上の従来技術の問題点を解
決すべく、成膜装置及び基板ホルダーの構造を検討した
ところ、例えば、磁性記録膜形成用スパッタ装置の場
合、図５に示すように、各構成元素のターゲット５５，
５５’，５５”を基板１００の周辺に配置し、場合によ
っては径方向の膜厚分布をさらに改善するための分布修
正板をターゲットと基板間に配置し、基板を自転させて
成膜することにより、ディスク面内で均一な膜厚及び磁
気特性の磁性記録膜が得られることが分かった。また、
種々の組成比の磁性薄膜を得ることができ、さらには膜
厚方向に組成を変化させた構成の膜を容易に得ることが
できることが分かった。かかる成膜を行うには、成膜室
に搬送された基板ホルダーから基板を受け取り、図５に
示すようにターゲットに対向させて基板を回転可能な基
板支持回転装置が必須となる。また、成膜装置の大型化
を防ぐためには、基板ホルダーから基板支持回転装置へ
の基板の移動のための空間は極力小さくする必要がある
ため、基板ホルダーを移動させずに基板を移しかえる機
構が必要となる。さらには、生産性を高めるため、両面
成膜を可能とする支持回転装置が求められる。
決すべく、成膜装置及び基板ホルダーの構造を検討した
ところ、例えば、磁性記録膜形成用スパッタ装置の場
合、図５に示すように、各構成元素のターゲット５５，
５５’，５５”を基板１００の周辺に配置し、場合によ
っては径方向の膜厚分布をさらに改善するための分布修
正板をターゲットと基板間に配置し、基板を自転させて
成膜することにより、ディスク面内で均一な膜厚及び磁
気特性の磁性記録膜が得られることが分かった。また、
種々の組成比の磁性薄膜を得ることができ、さらには膜
厚方向に組成を変化させた構成の膜を容易に得ることが
できることが分かった。かかる成膜を行うには、成膜室
に搬送された基板ホルダーから基板を受け取り、図５に
示すようにターゲットに対向させて基板を回転可能な基
板支持回転装置が必須となる。また、成膜装置の大型化
を防ぐためには、基板ホルダーから基板支持回転装置へ
の基板の移動のための空間は極力小さくする必要がある
ため、基板ホルダーを移動させずに基板を移しかえる機
構が必要となる。さらには、生産性を高めるため、両面
成膜を可能とする支持回転装置が求められる。
【００１０】そこで、本発明は、搬送されてきた基板ホ
ルダーを移動させることなく、ディスク基板を受け取
り、その状態で基板を回転することが可能な基板支持回
転装置を提供することを目的とする。また、金属膜の成
膜を含む一連の積層膜の形成において、薄膜形成面全体
に均一にバイアスを印加することができ、さらには、基
板両面への同時成膜を妨害することなく、膜厚均一性の
高い薄膜形成が可能なコンパクトな基板支持回転装置を
提供することを目的とする。さらにまた、本発明の目的
は、かかる基板支持回転装置を実現する上で、強固かつ
安全に基板を支持することができるコンパクトな基板支
持機構を提供することにある。
ルダーを移動させることなく、ディスク基板を受け取
り、その状態で基板を回転することが可能な基板支持回
転装置を提供することを目的とする。また、金属膜の成
膜を含む一連の積層膜の形成において、薄膜形成面全体
に均一にバイアスを印加することができ、さらには、基
板両面への同時成膜を妨害することなく、膜厚均一性の
高い薄膜形成が可能なコンパクトな基板支持回転装置を
提供することを目的とする。さらにまた、本発明の目的
は、かかる基板支持回転装置を実現する上で、強固かつ
安全に基板を支持することができるコンパクトな基板支
持機構を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決する手段】本発明の基板支持機構は、中心
に開口を有する円板状基板の内周端面を支持する基板支
持機構において、中空の円柱状部材と、該円柱状部材の
中空部に第１のバネにより軸方向の一方に付勢して取り
付けられた軸であって、その一端部には先端側ほど径が
増大するテーパー部が形成された中心軸と、前記円柱状
部材の前記一端部側の一端面に設けられた径方向に移動
する複数の移動部材であって、その外周側には基板の内
周端面を支持するツメが設けられ、第２のバネにより前
記中心軸方向に付勢された径方向移動部材と、からな
り、前記中心軸の軸方向運動を前記径方向移動部材の径
方向運動に変換して基板の支持、解放を行うことを特徴
とする。このように、所望の強さのバネにより基板の内
周端面を外側に押しつけて基板を支持する構成をとって
いるため、基板を確実に支持することができ、基板を回
転する場合にも基板がブレたり、ずれたりすることがな
い。しかも、中心軸の軸方向運動を径方向に変換して基
板の支持、解放を行うため、基板支持機構全体を小型化
することが可能となる。
に開口を有する円板状基板の内周端面を支持する基板支
持機構において、中空の円柱状部材と、該円柱状部材の
中空部に第１のバネにより軸方向の一方に付勢して取り
付けられた軸であって、その一端部には先端側ほど径が
増大するテーパー部が形成された中心軸と、前記円柱状
部材の前記一端部側の一端面に設けられた径方向に移動
する複数の移動部材であって、その外周側には基板の内
周端面を支持するツメが設けられ、第２のバネにより前
記中心軸方向に付勢された径方向移動部材と、からな
り、前記中心軸の軸方向運動を前記径方向移動部材の径
方向運動に変換して基板の支持、解放を行うことを特徴
とする。このように、所望の強さのバネにより基板の内
周端面を外側に押しつけて基板を支持する構成をとって
いるため、基板を確実に支持することができ、基板を回
転する場合にも基板がブレたり、ずれたりすることがな
い。しかも、中心軸の軸方向運動を径方向に変換して基
板の支持、解放を行うため、基板支持機構全体を小型化
することが可能となる。
【００１２】本発明の基板支持回転装置は、大気の混入
を防止した処理室内で、中心に開口を有する円板状基板
の外周端面をツメにより支持する基板ホルダーから基板
を受け取り、回転させる基板支持回転装置であって、中
空の円柱状部材と、該円柱状部材の中空部に第１のバネ
により軸方向の一方に付勢して取り付けられた軸であっ
て、その一端部には先端側ほど径が増大するテーパー部
が形成された中心軸と、前記円柱状部材の前記一端部側
の一端面に設けられた径方向に移動する複数の移動部材
であって、その外周側には基板の内周端面を支持するツ
メが設けられ、第２のバネにより前記中心軸方向に付勢
された径方向移動部材と、からなり、前記中心軸の軸方
向運動を前記径方向移動部材の径方向運動に変換して基
板の支持、解放を行う基板支持機構部と、前記円柱状部
材を軸方向に移動させる機構であって、基板の開口内に
前記複数の径方向移動部材を前記ツメが少なくとも基板
の位置と略同一の位置となるまで進入させる機構と、前
記中心軸を軸方向に移動させる機構と、前記円柱状部材
を、前記ツメが基板を支持した状態で回転させる機構
と、を有することを特徴とする。
を防止した処理室内で、中心に開口を有する円板状基板
の外周端面をツメにより支持する基板ホルダーから基板
を受け取り、回転させる基板支持回転装置であって、中
空の円柱状部材と、該円柱状部材の中空部に第１のバネ
により軸方向の一方に付勢して取り付けられた軸であっ
て、その一端部には先端側ほど径が増大するテーパー部
が形成された中心軸と、前記円柱状部材の前記一端部側
の一端面に設けられた径方向に移動する複数の移動部材
であって、その外周側には基板の内周端面を支持するツ
メが設けられ、第２のバネにより前記中心軸方向に付勢
された径方向移動部材と、からなり、前記中心軸の軸方
向運動を前記径方向移動部材の径方向運動に変換して基
板の支持、解放を行う基板支持機構部と、前記円柱状部
材を軸方向に移動させる機構であって、基板の開口内に
前記複数の径方向移動部材を前記ツメが少なくとも基板
の位置と略同一の位置となるまで進入させる機構と、前
記中心軸を軸方向に移動させる機構と、前記円柱状部材
を、前記ツメが基板を支持した状態で回転させる機構
と、を有することを特徴とする。
【００１３】かかる構成とすることにより、基板ホルダ
ー自体は静止させ、基板のみを回転させるため、回転装
置の構造が簡単かつ小型なものとなる。また、基板の開
口部に基板支持部を挿入し、基板ホルダーに支持された
位置で基板を受け渡し、その位置で基板を回転するた
め、基板受け渡しに必要なスペースを特に考慮する必要
はなく、基板ホルダーやシールド等の処理装置構成物と
干渉することがない。この結果、処理装置の小型化も達
成することができる。さらに、例えば、基板の表裏側に
ターゲットを配置する両面同時スパッタ等にも対応する
ことができる。
ー自体は静止させ、基板のみを回転させるため、回転装
置の構造が簡単かつ小型なものとなる。また、基板の開
口部に基板支持部を挿入し、基板ホルダーに支持された
位置で基板を受け渡し、その位置で基板を回転するた
め、基板受け渡しに必要なスペースを特に考慮する必要
はなく、基板ホルダーやシールド等の処理装置構成物と
干渉することがない。この結果、処理装置の小型化も達
成することができる。さらに、例えば、基板の表裏側に
ターゲットを配置する両面同時スパッタ等にも対応する
ことができる。
【００１４】さらに、前記円柱状部材の他端面を第２の
中空円柱状部材の一端面に連結して、処理室の壁に設け
られた開口内に配置し、前記第２の円柱状部材の外周面
に回転シールを設けるとともに、該回転シールと前記壁
とを第１のベローズにより連結し、中空部には前記中心
軸を軸方向に移動させる駆動軸が第２の円柱状部材の他
端面を突出するように配置され、前記第２の円柱状部材
の他端面と前記駆動軸の突出した端面とを第２のベロー
ズで連結したことを特徴とする。このように構成するこ
とにより、高真空処理装置等であっても、内部の気密を
確実に保たちながら基板の支持、回転を行うことがで
き、種々の高性能薄膜の作製が可能となる。
中空円柱状部材の一端面に連結して、処理室の壁に設け
られた開口内に配置し、前記第２の円柱状部材の外周面
に回転シールを設けるとともに、該回転シールと前記壁
とを第１のベローズにより連結し、中空部には前記中心
軸を軸方向に移動させる駆動軸が第２の円柱状部材の他
端面を突出するように配置され、前記第２の円柱状部材
の他端面と前記駆動軸の突出した端面とを第２のベロー
ズで連結したことを特徴とする。このように構成するこ
とにより、高真空処理装置等であっても、内部の気密を
確実に保たちながら基板の支持、回転を行うことがで
き、種々の高性能薄膜の作製が可能となる。
【００１５】また、前記第２の中空円柱状部材と、前記
基板支持機構部を軸方向に移動させる機構及び回転させ
る機構並びに前記回転シールとの間に絶縁体を設け、前
記第２の中空円柱状部材を介して、回転中に基板にバイ
アスを印加できる構成とするのが好ましい。上述したよ
うに、基板が処理室に搬入された際に、基板内周端面を
支持し直すため、前工程で導電性膜が形成されている
と、該導電膜と基板支持部のツメとの導通が確保され、
基板の薄膜形成面全体に均一なバイアスを印加すること
ができ、より高性能薄膜を安定して作製することが可能
となる。
基板支持機構部を軸方向に移動させる機構及び回転させ
る機構並びに前記回転シールとの間に絶縁体を設け、前
記第２の中空円柱状部材を介して、回転中に基板にバイ
アスを印加できる構成とするのが好ましい。上述したよ
うに、基板が処理室に搬入された際に、基板内周端面を
支持し直すため、前工程で導電性膜が形成されている
と、該導電膜と基板支持部のツメとの導通が確保され、
基板の薄膜形成面全体に均一なバイアスを印加すること
ができ、より高性能薄膜を安定して作製することが可能
となる。
【００１６】
【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面を参照
して説明する。図１は、本発明の基板支持回転装置の一
構成例であり、真空室の側壁２０に基板支持回転装置を
取り付けた状態を示す概略断面図である。
して説明する。図１は、本発明の基板支持回転装置の一
構成例であり、真空室の側壁２０に基板支持回転装置を
取り付けた状態を示す概略断面図である。
【００１７】基板支持回転装置は、基板を支持する基板
支持機構１と、回転及び軸方向に移動可能な円柱状部材
（第２の中空円柱状部材）２と、基板の支持、解放を行
う軸方向に移動可能な駆動軸３と、からなり、真空室内
の気密を保ちながら、円柱状部材２及び駆動軸３の軸方
向運動を可能とするために第１のベローズ４及び第２の
ベローズ５が設けられ、円柱状部材２を回転可能とする
ために磁性流体シール６が設けられている。なお、１６
はｏ−リングである。
支持機構１と、回転及び軸方向に移動可能な円柱状部材
（第２の中空円柱状部材）２と、基板の支持、解放を行
う軸方向に移動可能な駆動軸３と、からなり、真空室内
の気密を保ちながら、円柱状部材２及び駆動軸３の軸方
向運動を可能とするために第１のベローズ４及び第２の
ベローズ５が設けられ、円柱状部材２を回転可能とする
ために磁性流体シール６が設けられている。なお、１６
はｏ−リングである。
【００１８】円柱状部材２の外周には、ギア１０が取り
付けられており、モータ１９の回転がスプライン軸１
２、ギア１１、ギア１０を介して、円柱状部材２に伝達
される。なお、ギア１０には、樹脂製の絶縁材が用いら
れ、円柱状部材２とモータ１９との電気的絶縁が確保さ
れている。また、円柱状部材２は、支持板９に固定され
たエアシリンダ１７の軸１２により軸方向方向に移動す
ることができる。図の例では、ギア１０，１１も円柱状
部材２に伴って軸方向運動し、円柱状部材２の軸方向運
動により、ベローズ４は伸縮する。なお、円柱状部材２
と磁性流体シール６の間には、絶縁体（セラミック製）
７が配置され、またセラミック製の部材８とともに円柱
状部材と磁性流体シール６及びエアシリンダ１７との間
の絶縁が確保されている。このように絶縁材を配置する
ことにより、円柱状部材２に電圧を印加することがで
き、これと導通する基板支持機構を介して基板成膜面に
均一にバイアスを印加することが可能となる。バイアス
電圧は、例えば、ＲＦ又は直流電源を用い、ベアリング
１５を介して印加すればよい。
付けられており、モータ１９の回転がスプライン軸１
２、ギア１１、ギア１０を介して、円柱状部材２に伝達
される。なお、ギア１０には、樹脂製の絶縁材が用いら
れ、円柱状部材２とモータ１９との電気的絶縁が確保さ
れている。また、円柱状部材２は、支持板９に固定され
たエアシリンダ１７の軸１２により軸方向方向に移動す
ることができる。図の例では、ギア１０，１１も円柱状
部材２に伴って軸方向運動し、円柱状部材２の軸方向運
動により、ベローズ４は伸縮する。なお、円柱状部材２
と磁性流体シール６の間には、絶縁体（セラミック製）
７が配置され、またセラミック製の部材８とともに円柱
状部材と磁性流体シール６及びエアシリンダ１７との間
の絶縁が確保されている。このように絶縁材を配置する
ことにより、円柱状部材２に電圧を印加することがで
き、これと導通する基板支持機構を介して基板成膜面に
均一にバイアスを印加することが可能となる。バイアス
電圧は、例えば、ＲＦ又は直流電源を用い、ベアリング
１５を介して印加すればよい。
【００１９】駆動軸３は、エアシリンダ１８の軸１４の
前進により移動し、後述するように、駆動軸３の軸方向
運動により、基板の支持、解放が行われる。駆動軸３と
シリンダ軸１４は、円柱状部材２の回転時には離間す
る。また、駆動軸３の軸方向運動に伴い、ベローズ５は
伸縮する。以上の各構成部材は、側板２１、２２に接続
された支柱、ガイド等（不図示）によっても支持されて
いる。
前進により移動し、後述するように、駆動軸３の軸方向
運動により、基板の支持、解放が行われる。駆動軸３と
シリンダ軸１４は、円柱状部材２の回転時には離間す
る。また、駆動軸３の軸方向運動に伴い、ベローズ５は
伸縮する。以上の各構成部材は、側板２１、２２に接続
された支柱、ガイド等（不図示）によっても支持されて
いる。
【００２０】次に、基板支持機構１を図２を用いて説明
する。図２（ａ）は、基板１００を支持している状態を
示す概略断面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は基板
支持する前（又は後）の状態を示す断面図である。基板
支持機構１は、中空の円柱状部材３０と、これを嵌通す
る中心軸３１と、円柱状部材３０の一端面に設けられた
径方向移動部材３４と、からなり、円柱状部材３０の他
端面が第２の円柱状部材２の一端面にボルト４３により
固定されている。
する。図２（ａ）は、基板１００を支持している状態を
示す概略断面図、（ｂ）はＡ−Ａ矢視図、（ｃ）は基板
支持する前（又は後）の状態を示す断面図である。基板
支持機構１は、中空の円柱状部材３０と、これを嵌通す
る中心軸３１と、円柱状部材３０の一端面に設けられた
径方向移動部材３４と、からなり、円柱状部材３０の他
端面が第２の円柱状部材２の一端面にボルト４３により
固定されている。
【００２１】径方向移動部材３４は、上下にくり抜かれ
た長円柱状空間が形成された直方体状のブロックであ
り、その一端には基板内周端面を支持するＶ溝形状のツ
メ３７が設けられている。円柱状部材３０に固定された
ピン３５を上記長円柱状空間部にはめ込み、ブロックを
中心軸３１方向に付勢するように、バネ３６が該空間内
に挿入されている。このようにして、複数個（図の例で
は３個）の径方向移動部材が取り付けられる。また、該
部材３４の回転を防止し、径方向の往復運動のみを行わ
せるために、ガイド３８が設けられ、ネジ４０により円
柱状部材３０に固定されている。さらに、滑らかな往復
運動を確保するために、ガイド３８には潤滑性の高い樹
脂、部材３４には銅が好適に用いられる。
た長円柱状空間が形成された直方体状のブロックであ
り、その一端には基板内周端面を支持するＶ溝形状のツ
メ３７が設けられている。円柱状部材３０に固定された
ピン３５を上記長円柱状空間部にはめ込み、ブロックを
中心軸３１方向に付勢するように、バネ３６が該空間内
に挿入されている。このようにして、複数個（図の例で
は３個）の径方向移動部材が取り付けられる。また、該
部材３４の回転を防止し、径方向の往復運動のみを行わ
せるために、ガイド３８が設けられ、ネジ４０により円
柱状部材３０に固定されている。さらに、滑らかな往復
運動を確保するために、ガイド３８には潤滑性の高い樹
脂、部材３４には銅が好適に用いられる。
【００２２】中心軸３１の一端部には、先端に向かって
断面径が増加するテーパー部３３を有するブロック３２
がネジ３９により固定され、全体が圧縮バネ４１により
円柱状部材２側に付勢されている。ブロック３２が押し
込まれた状態では、ブロック３２のテーパー部３３によ
り、径方向移動部材３４は外周方向に押し出されてお
り、先端部のＶ溝ツメ部３７が基板内周端面に当接して
基板を支持することになる。逆に、基板を解放する場合
は、エアシリンダ１８を駆動し、駆動軸３を前進させ、
圧縮バネ４１の力に抗して中心軸３１を押しつける。こ
れにより、図２（ｃ）に示すように、ブロック３２も移
動し、テーパー部３３により外周側に押し出されていた
径方向移動部材３４はバネ３６の力により中心軸側に移
動して、基板内周端面とツメ３７が離間して、基板の支
持が解放される。
断面径が増加するテーパー部３３を有するブロック３２
がネジ３９により固定され、全体が圧縮バネ４１により
円柱状部材２側に付勢されている。ブロック３２が押し
込まれた状態では、ブロック３２のテーパー部３３によ
り、径方向移動部材３４は外周方向に押し出されてお
り、先端部のＶ溝ツメ部３７が基板内周端面に当接して
基板を支持することになる。逆に、基板を解放する場合
は、エアシリンダ１８を駆動し、駆動軸３を前進させ、
圧縮バネ４１の力に抗して中心軸３１を押しつける。こ
れにより、図２（ｃ）に示すように、ブロック３２も移
動し、テーパー部３３により外周側に押し出されていた
径方向移動部材３４はバネ３６の力により中心軸側に移
動して、基板内周端面とツメ３７が離間して、基板の支
持が解放される。
【００２３】以上のように構成すると、中心軸３１の軸
方向運動は、テーパー部の作用により径方向移動部材３
４の往復運動に変換され、これにより基板の支持、解放
が行われることになる。
方向運動は、テーパー部の作用により径方向移動部材３
４の往復運動に変換され、これにより基板の支持、解放
が行われることになる。
【００２４】次に、基板ホルダーから基板を受け取り、
基板回転させながら所望の処理を行い、その後再び基板
ホルダーに戻す一連の動作を図３を用いて説明する。図
３（ａ）〜（ｉ）の各図において、右側の図は基板ホル
ダー５０と基板１００とを示す側面図、左側の図は基板
支持機構１と基板との位置関係を示す側面断面図であ
る。基板ホルダー５０は、基板を囲む外枠５１と、これ
に取り付けられた２本のアーム５２とからなり、アーム
の先端部には、Ｖ溝形状を有する２つのツメ５３が取り
付けられている。アーム５２は例えば板バネ等の弾性部
材から構成され、ツメ５３が基板外周端面を押さえる方
向に力が加えられている。基板ホルダーは基板外周端面
をツメ５３で支持し、この状態で各処理装置間を搬送さ
れる。
基板回転させながら所望の処理を行い、その後再び基板
ホルダーに戻す一連の動作を図３を用いて説明する。図
３（ａ）〜（ｉ）の各図において、右側の図は基板ホル
ダー５０と基板１００とを示す側面図、左側の図は基板
支持機構１と基板との位置関係を示す側面断面図であ
る。基板ホルダー５０は、基板を囲む外枠５１と、これ
に取り付けられた２本のアーム５２とからなり、アーム
の先端部には、Ｖ溝形状を有する２つのツメ５３が取り
付けられている。アーム５２は例えば板バネ等の弾性部
材から構成され、ツメ５３が基板外周端面を押さえる方
向に力が加えられている。基板ホルダーは基板外周端面
をツメ５３で支持し、この状態で各処理装置間を搬送さ
れる。
【００２５】図３（ａ）は、例えば、Ｃｒ下地膜が形成
された後、磁性記録膜用スパッタ室に基板ホルダーが搬
入されてきた状態を示すものであり、図５に示すターゲ
ットと基板支持回転装置との間に設けられた基板ホルダ
ー支持台（不図示）に載置されている。この時点では、
基板支持装置は、エアシリンダ１８が駆動されて駆動軸
３が前進し、中心軸３１及びブロック３２は左方（図１
の矢印Ａ方向）に押しつけられた状態、すなわち、径方
向移動部材３４が中心軸方向に退避した状態にある。
された後、磁性記録膜用スパッタ室に基板ホルダーが搬
入されてきた状態を示すものであり、図５に示すターゲ
ットと基板支持回転装置との間に設けられた基板ホルダ
ー支持台（不図示）に載置されている。この時点では、
基板支持装置は、エアシリンダ１８が駆動されて駆動軸
３が前進し、中心軸３１及びブロック３２は左方（図１
の矢印Ａ方向）に押しつけられた状態、すなわち、径方
向移動部材３４が中心軸方向に退避した状態にある。
【００２６】次に、エアシリンダ１７を駆動すると、円
柱状部材２が前進し、基板支持機構１の先端部が基板の
開口部に挿入され、ツメ３７のＶ溝中心部と基板１００
とが同じ位置となる位置で前進を停止する（ｂ）。続い
て、エアシリンダ１８の駆動を停止する。駆動軸３は後
退し駆動軸３と中心軸３１端面とが離間すると、圧縮バ
ネ４１の力によりブロック３２は後退し、これに伴い径
方向移動部材３４が外側に押し出され、ディスク内周端
面を支持することになる（ｃ）。ここで、ツメ３７はＣ
ｒ形成部を把持することになるので、基板面とツメとの
導通が確保される。
柱状部材２が前進し、基板支持機構１の先端部が基板の
開口部に挿入され、ツメ３７のＶ溝中心部と基板１００
とが同じ位置となる位置で前進を停止する（ｂ）。続い
て、エアシリンダ１８の駆動を停止する。駆動軸３は後
退し駆動軸３と中心軸３１端面とが離間すると、圧縮バ
ネ４１の力によりブロック３２は後退し、これに伴い径
方向移動部材３４が外側に押し出され、ディスク内周端
面を支持することになる（ｃ）。ここで、ツメ３７はＣ
ｒ形成部を把持することになるので、基板面とツメとの
導通が確保される。
【００２７】次に、基板ホルダーの基板支持解放機構５
４を動作させ、基板ホルダーの２つのアーム５２を外側
に広げて、ツメ５３と基板外周端面とを離間させ、基板
ホルダーによる基板支持を解放する（ｄ）。モーター１
９を駆動し、円柱状部材２を回転させて、所望の回転数
で基板を回転させる。この状態で、ガスを導入し、電力
を各カソードに供給してプラズマを発生させ、Ｃｒ下地
膜上に磁性記録膜を形成する。成膜中、同時にベアリン
グ１５に直流又はＲＦ電圧を印加し基板にバイアスを印
加することにより、基板の薄膜形成面に一様なバイアス
を印加することができる（ｅ）。
４を動作させ、基板ホルダーの２つのアーム５２を外側
に広げて、ツメ５３と基板外周端面とを離間させ、基板
ホルダーによる基板支持を解放する（ｄ）。モーター１
９を駆動し、円柱状部材２を回転させて、所望の回転数
で基板を回転させる。この状態で、ガスを導入し、電力
を各カソードに供給してプラズマを発生させ、Ｃｒ下地
膜上に磁性記録膜を形成する。成膜中、同時にベアリン
グ１５に直流又はＲＦ電圧を印加し基板にバイアスを印
加することにより、基板の薄膜形成面に一様なバイアス
を印加することができる（ｅ）。
【００２８】成膜終了後、カソードへの電力の供給を停
止するとともに、モータの駆動を停止し、基板回転を停
止する（ｆ）。続いて、基板ホルダーの基板支持解放機
構５４を後退させて、基板ホルダーのツメ５３により再
び基板の外周端面を支持する（ｇ）。その後、シリンダ
１８を駆動し、ブロック３２を左方に押しつけて、径方
向移動部材３４を中心方向に退避させ、ツメ３７と基板
内周を離間させて基板支持を解放する（ｈ）。さらに、
円柱状部材２を後退させ、ブロック３２を基板の開口内
から退避させる（ｇ）。
止するとともに、モータの駆動を停止し、基板回転を停
止する（ｆ）。続いて、基板ホルダーの基板支持解放機
構５４を後退させて、基板ホルダーのツメ５３により再
び基板の外周端面を支持する（ｇ）。その後、シリンダ
１８を駆動し、ブロック３２を左方に押しつけて、径方
向移動部材３４を中心方向に退避させ、ツメ３７と基板
内周を離間させて基板支持を解放する（ｈ）。さらに、
円柱状部材２を後退させ、ブロック３２を基板の開口内
から退避させる（ｇ）。
【００２９】以上で、基板支持回転装置にかかる基板支
持、解放及び回転の一連の工程を終了し、処理済みの基
板を支持する基板ホルダーは次の工程の処理室へ搬出さ
れる。一方、未処理基板を支持する基板ホルダーがスパ
ッタ室に搬入され、同様の手順で、処理が行われる。
持、解放及び回転の一連の工程を終了し、処理済みの基
板を支持する基板ホルダーは次の工程の処理室へ搬出さ
れる。一方、未処理基板を支持する基板ホルダーがスパ
ッタ室に搬入され、同様の手順で、処理が行われる。
【００３０】以上は、片面成膜の場合について述べた
が、さらにもう一組のターゲットを円柱状部材２を囲む
ように側壁２０に配置し、２つの側壁に取り付けられた
カソードのぞれぞれに電力を供給して、それぞれプラズ
マを発生させることにより、表裏両面の同時スパッタも
可能である。
が、さらにもう一組のターゲットを円柱状部材２を囲む
ように側壁２０に配置し、２つの側壁に取り付けられた
カソードのぞれぞれに電力を供給して、それぞれプラズ
マを発生させることにより、表裏両面の同時スパッタも
可能である。
【００３１】図１の構成の基板支持回転装置は、中心軸
３１を第２の円柱状部材の方向に付勢するように圧縮バ
ネ４１を配置したが、逆方向に付勢するように配置して
もよい。この場合は、図４に示すように、基板支持機構
側の駆動軸３及びこの軸を軸方向移動させるシリンダ１
８は、ブロック３２の中心軸３１とは反対側に配置され
る。図４（ａ），（ｂ）に示すように、通常、ブロック
３２はバネにより外側に押し出され、径方向移動部材３
４は中心方向に撤退した状態にある。従って、基板を支
持するためには、図４（ｃ）に示すように、駆動軸３に
よりブロック３２を押しつければよい。この場合は、基
板回転とともに駆動軸３も同時に回転する。なお、駆動
軸３は、図５に示す３つのカソードの中心位置から進入
させればよい。
３１を第２の円柱状部材の方向に付勢するように圧縮バ
ネ４１を配置したが、逆方向に付勢するように配置して
もよい。この場合は、図４に示すように、基板支持機構
側の駆動軸３及びこの軸を軸方向移動させるシリンダ１
８は、ブロック３２の中心軸３１とは反対側に配置され
る。図４（ａ），（ｂ）に示すように、通常、ブロック
３２はバネにより外側に押し出され、径方向移動部材３
４は中心方向に撤退した状態にある。従って、基板を支
持するためには、図４（ｃ）に示すように、駆動軸３に
よりブロック３２を押しつければよい。この場合は、基
板回転とともに駆動軸３も同時に回転する。なお、駆動
軸３は、図５に示す３つのカソードの中心位置から進入
させればよい。
【００３２】以上は、基板支持回転装置を水平に配置す
る構成例であるが、垂直に配置してもよいことはいうま
でもない。また、主にスパッタ装置に用いられる基板支
持回転装置について説明してきたが、本発明はこれらに
限定するものではなく、プラズマＣＶＤ装置やドライエ
ッチング装置等の成膜装置、処理装置に好適に適用で
き、さらに、例えば、加熱、冷却プロセス時の基板回転
等にも用いられ、これにより基板面内の温度均一性を改
善することができる。
る構成例であるが、垂直に配置してもよいことはいうま
でもない。また、主にスパッタ装置に用いられる基板支
持回転装置について説明してきたが、本発明はこれらに
限定するものではなく、プラズマＣＶＤ装置やドライエ
ッチング装置等の成膜装置、処理装置に好適に適用で
き、さらに、例えば、加熱、冷却プロセス時の基板回転
等にも用いられ、これにより基板面内の温度均一性を改
善することができる。
【００３３】
【発明の効果】以上述べたように、本発明により、基板
を確実に支持し、基板を回転する場合にも基板がブレた
り、ずれたりすることがなく、しかも、小型化が可能な
基板支持機構を実現することが可能となる。また、基板
ホルダー自体は静止し基板のみを回転させる構成とした
結果、構造が簡単かつ小型な基板回転装置を提供するこ
とが可能となり、両面同時成膜にも対応できる基板回転
装置を実現することができる。さらに、基板ホルダー自
体も簡単な構造となり、その搬送機構も簡略化できる。
本発明は、磁気ディスク、光ディスク等の高性能化と製
造システム全体の小型化に、特に、貢献するものであ
る。
を確実に支持し、基板を回転する場合にも基板がブレた
り、ずれたりすることがなく、しかも、小型化が可能な
基板支持機構を実現することが可能となる。また、基板
ホルダー自体は静止し基板のみを回転させる構成とした
結果、構造が簡単かつ小型な基板回転装置を提供するこ
とが可能となり、両面同時成膜にも対応できる基板回転
装置を実現することができる。さらに、基板ホルダー自
体も簡単な構造となり、その搬送機構も簡略化できる。
本発明は、磁気ディスク、光ディスク等の高性能化と製
造システム全体の小型化に、特に、貢献するものであ
る。
【図１】本発明の基板支持回転装置の一例を示す概略図
である。
である。
【図２】本発明の基板支持機構の一例を示す概略図であ
る。
る。
【図３】基板支持回転機装置の動作を説明する概略図で
ある。
ある。
【図４】本発明の基板支持回転装置の他の例を示す概略
図である。
図である。
【図５】本発明の基板支持回転装置が好適に適用される
スパッタ装置のターゲット配置例を示す概略図である。
スパッタ装置のターゲット配置例を示す概略図である。
１ 基板支持機構、 ２ 第２の円柱状部材、 ３ 駆動軸、 ４、５ ベローズ、 ６ 磁性流体シール、 ７，８ 絶縁体、 １０，１１ ギア、 １２ スプライン軸、 １７，１８ エアシリンダ、 １９ モータ、 ３０ 円柱状部材、 ３１ 中心軸、 ３２ ブロック、 ３３ テーパー部、 ３４ 径方向移動部材、 ３５ ピン、 ３６ バネ、 ３７ ツメ、 ３８ ガイド、 ４１ 圧縮バネ、 ５０ 基板ホルダー、 ５１ 外枠、 ５２ アーム、 ５３ ツメ、 ５４ 基板支持解放機構、 ５５，５５’，５５” ターゲット、 ５６ カソード、 １００ ディスク基板。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２３Ｃ 16/44 Ｃ２３Ｃ 16/44 Ｆ ５Ｆ０３１ (72)発明者 坂井 美保 東京都府中市四谷５丁目８番１号 アネル バ株式会社内 Ｆターム(参考） 4K029 JA02 JA06 4K030 GA02 GA05 5D038 BA05 CA21 CA34 5D112 FA04 FB25 5D121 EE03 EE19 5F031 CA01 DA13 HA24 HA29 HA45 HA59 LA01 LA14 LA15 MA29 NA05
Claims (4)
- 【請求項１】 中心に開口を有する円板状基板の内周端
面を支持する基板支持機構において、中空の円柱状部材
と、該円柱状部材の中空部に第１のバネにより軸方向の
一方に付勢して取り付けられた軸であって、その一端部
には先端側ほど径が増大するテーパー部が形成された中
心軸と、前記円柱状部材の前記一端部側の一端面に設け
られた径方向に移動する複数の移動部材であって、その
外周側には基板の内周端面を支持するツメが設けられ、
第２のバネにより前記中心軸方向に付勢された径方向移
動部材と、からなり、前記中心軸の軸方向運動を前記径
方向移動部材の径方向運動に変換して基板の支持、解放
を行うことを特徴とする基板支持機構。 - 【請求項２】 大気の混入を防止した処理室内で、中心
に開口を有する円板状基板の外周端面をツメにより支持
する基板ホルダーから基板を受け取り、回転させる基板
支持回転装置であって、 中空の円柱状部材と、該円柱状部材の中空部に第１のバ
ネにより軸方向の一方に付勢して取り付けられた軸であ
って、その一端部には先端側ほど径が増大するテーパー
部が形成された中心軸と、前記円柱状部材の前記一端部
側の一端面に設けられた径方向に移動する複数の移動部
材であって、その外周側には基板の内周端面を支持する
ツメが設けられ、第２のバネにより前記中心軸方向に付
勢された径方向移動部材と、からなり、前記中心軸の軸
方向運動を前記径方向移動部材の径方向運動に変換して
基板の支持、解放を行う基板支持機構部と、 前記円柱状部材を軸方向に移動させる機構であって、基
板の開口内に前記複数の径方向移動部材を前記ツメが少
なくとも基板の位置と略同一の位置となるまで進入させ
る機構と、 前記中心軸を軸方向に移動させる機構と前記円柱状部材
を、前記ツメが基板を支持した状態で回転させる機構
と、を有することを特徴とする基板支持回転装置。 - 【請求項３】 前記円柱状部材の他端面を第２の中空円
柱状部材の一端面に連結して、処理室の壁に設けられた
開口内に配置し、前記第２の円柱状部材の外周面に回転
シールを設けるとともに、該回転シールと前記壁とを第
１のベローズにより連結し、中空部には前記中心軸を軸
方向に移動させる駆動軸が第２の円柱状部材の他端面を
突出するように配置され、前記第２の円柱状部材の他端
面と前記駆動軸の突出した端面とを第２のベローズで連
結したことを特徴とする請求項２に記載の基板支持回転
装置。 - 【請求項４】 前記第２の中空円柱状部材と、前記基板
支持機構部を軸方向に移動させる機構及び回転させる機
構並びに前記回転シールとの間に絶縁体を設け、前記第
２の中空円柱状部材を介して、回転中に基板にバイアス
を印加できる構成としたことを特徴とする請求項３に記
載の基板支持回転装置。
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