JP2003293131A - スパッタリング装置、スパッタリングによる薄膜形成方法および当該装置を用いたディスク状記録媒体の製造方法 - Google Patents
スパッタリング装置、スパッタリングによる薄膜形成方法および当該装置を用いたディスク状記録媒体の製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 光ディスク等の特定膜をスパッタリング法に
より形成する際に、基板中央部の非成膜領域を確実に形
成すると共に、膜形成領域での膜厚等の分布を改善す
る。 【解決手段】 基板中央部を覆うインナーマスクを、タ
ーゲット裏面のバッキングプレートに設けられた軸受に
よって支持することとし、さらにバネによって当該イン
ナーマスクが所定の付加を伴って前基板に当接されるこ
ととする。この構成により、薄膜の堆積が行われる際に
は基板と共にこの基板に当接状態にあるインナーマスク
も回転することが可能となり膜厚分布の改善が為され
る。
より形成する際に、基板中央部の非成膜領域を確実に形
成すると共に、膜形成領域での膜厚等の分布を改善す
る。 【解決手段】 基板中央部を覆うインナーマスクを、タ
ーゲット裏面のバッキングプレートに設けられた軸受に
よって支持することとし、さらにバネによって当該イン
ナーマスクが所定の付加を伴って前基板に当接されるこ
ととする。この構成により、薄膜の堆積が行われる際に
は基板と共にこの基板に当接状態にあるインナーマスク
も回転することが可能となり膜厚分布の改善が為され
る。
Description
【０００１】
【発明の属する技術の分野】本発明は、円板状の基板に
対して薄膜を形成する薄膜形成装置および薄膜形成方法
に関する。より詳細には、本発明は、スパッタリング法
により薄膜を形成するスパッタリング装置および当該装
置において用いられるいわゆるインナーマスク、および
当該装置を用いて光ディスク等のディスク状の記録媒体
を製造するディスク状記録媒体の製造方法にも関する。
対して薄膜を形成する薄膜形成装置および薄膜形成方法
に関する。より詳細には、本発明は、スパッタリング法
により薄膜を形成するスパッタリング装置および当該装
置において用いられるいわゆるインナーマスク、および
当該装置を用いて光ディスク等のディスク状の記録媒体
を製造するディスク状記録媒体の製造方法にも関する。
【０００２】
【従来技術】円板状の基板に対して各種薄膜を形成して
製造される記録媒体、特にディスク状の形状を有するも
のとして、例えば、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣ
Ｄ系ディスク、あるいはＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、
等のＤＶＤ系ディスク等の光ディスク、あるいはＭＯ、
ＭＤ等の光磁気ディスク等、種々のディスクが存在す
る。
製造される記録媒体、特にディスク状の形状を有するも
のとして、例えば、ＣＤ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ等のＣ
Ｄ系ディスク、あるいはＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−Ｒ、
等のＤＶＤ系ディスク等の光ディスク、あるいはＭＯ、
ＭＤ等の光磁気ディスク等、種々のディスクが存在す
る。
【０００３】これらディスクは、例えばポリカーボネー
ト等の素材からなる基板に対して、スパッタリング法、
スピンコート法等の種々の方法を用いて薄膜を積層する
ことによって製造されている。なお、一般的に、基板に
は、実際に当該ディスクをドライブに搭載する際等に基
板のハンドリングに用いるため、その中央部に貫通穴が
設けられている。
ト等の素材からなる基板に対して、スパッタリング法、
スピンコート法等の種々の方法を用いて薄膜を積層する
ことによって製造されている。なお、一般的に、基板に
は、実際に当該ディスクをドライブに搭載する際等に基
板のハンドリングに用いるため、その中央部に貫通穴が
設けられている。
【０００４】積層される薄膜の内、例えば反射膜等に用
いられる金属薄膜は、スパッタリング法を用いて形成さ
れる。当該方法においては、円板状基板は、アルゴン等
の放電用のガスによって所定圧力とされた真空容器中
で、ターゲット正面に対向して、固定、保持される。一
般的には、この状態で、ターゲットに対してある電圧が
与えられ、これによってターゲットと基板との間に放電
が発生し、プラズマが生じる。当該プラズマ中のイオン
によってターゲット表面のターゲット構成元素がスパッ
タされ、このスパッタ粒子が基板表面に付着することに
よって膜形成が行われる。
いられる金属薄膜は、スパッタリング法を用いて形成さ
れる。当該方法においては、円板状基板は、アルゴン等
の放電用のガスによって所定圧力とされた真空容器中
で、ターゲット正面に対向して、固定、保持される。一
般的には、この状態で、ターゲットに対してある電圧が
与えられ、これによってターゲットと基板との間に放電
が発生し、プラズマが生じる。当該プラズマ中のイオン
によってターゲット表面のターゲット構成元素がスパッ
タされ、このスパッタ粒子が基板表面に付着することに
よって膜形成が行われる。
【０００５】なお、光ディスク等においては、基板に設
けられた中央穴部分周囲および外周部に膜形成が為され
ていない非成膜領域を設ける必要がある。このため、ス
パッタリングによる成膜時においては、インナーマスク
およびアウターマスクと呼ばれる治具によって、非成膜
領域上を覆った状態で、実際の成膜工程が行われる。こ
の非成膜領域は、規格によりその幅が定められており、
基板に依らずに所定の値が得られなければならない。
けられた中央穴部分周囲および外周部に膜形成が為され
ていない非成膜領域を設ける必要がある。このため、ス
パッタリングによる成膜時においては、インナーマスク
およびアウターマスクと呼ばれる治具によって、非成膜
領域上を覆った状態で、実際の成膜工程が行われる。こ
の非成膜領域は、規格によりその幅が定められており、
基板に依らずに所定の値が得られなければならない。
【０００６】このため、従来のスパッタリング装置にお
いては、アウターマスク、インナーマスクともに装置に
対して固定することとし、位置関係が確定されたこれら
マスクに対して、基板を接触あるいは接近させて基板の
内外周を覆わせることとしていた。しかしながら、イン
ナーマスクについては、これを装置に固定するための梁
等の構成を必要とし、当該構成がターゲットと基板の間
に存在することによって、成膜される薄膜の均一性が劣
化する恐れがあった。
いては、アウターマスク、インナーマスクともに装置に
対して固定することとし、位置関係が確定されたこれら
マスクに対して、基板を接触あるいは接近させて基板の
内外周を覆わせることとしていた。しかしながら、イン
ナーマスクについては、これを装置に固定するための梁
等の構成を必要とし、当該構成がターゲットと基板の間
に存在することによって、成膜される薄膜の均一性が劣
化する恐れがあった。
【０００７】その対策として、例えば、特開平７−３３
１４３４に開示されているようなスパッタリング装置が
提案されている。当該装置においては、基板中央に位置
的に対応したターゲット中央部から、基板中央部に向か
ってインナーマスクが伸延している。すなわち、インナ
ーマスクを支持する支柱を、ターゲット表面に対して垂
直且つ当該表面から基板に対して延びるように設けるこ
とによって、薄膜形成時における支柱の影響を押さえる
こととしている。
１４３４に開示されているようなスパッタリング装置が
提案されている。当該装置においては、基板中央に位置
的に対応したターゲット中央部から、基板中央部に向か
ってインナーマスクが伸延している。すなわち、インナ
ーマスクを支持する支柱を、ターゲット表面に対して垂
直且つ当該表面から基板に対して延びるように設けるこ
とによって、薄膜形成時における支柱の影響を押さえる
こととしている。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】先にも述べたように、
非成膜領域の幅は、基板毎にばらつくことなく、所定の
値となることが求められる。同時に、成膜領域における
薄膜の膜厚等のプロファイルは、非成膜領域と成膜領域
との境界部分のできる限り近傍まで均一な値を示すこと
が求められる。従って、アウターマスクの内周端部およ
びインナーマスクの外周端部は基板に対して密着し、非
成膜領域以外の部分への影響を極力小さくすることが好
ましい。
非成膜領域の幅は、基板毎にばらつくことなく、所定の
値となることが求められる。同時に、成膜領域における
薄膜の膜厚等のプロファイルは、非成膜領域と成膜領域
との境界部分のできる限り近傍まで均一な値を示すこと
が求められる。従って、アウターマスクの内周端部およ
びインナーマスクの外周端部は基板に対して密着し、非
成膜領域以外の部分への影響を極力小さくすることが好
ましい。
【０００９】なお、基板は、一般的にはポリカーボネー
ト等の弾性を有する材料より構成されるため、搬送装置
等によってアウターマスクあるいはインナーマスクに対
してある程度の付加を伴って押し付けられても塑性変形
する恐れはない。しかしながら、基板上に既に何層かの
薄膜が形成されている場合には、アウターマスクぴょび
インナーマスクとそれら薄膜との接触によって、それら
薄膜に対して割れ等の損傷を与える恐れがある。特開平
７−３３１４３４に開示されているようなスパッタリン
グ装置については、インナーマスクは強固に固定されて
おり、ここで述べたような損傷の発生し得る可能性は高
いと考えられる。
ト等の弾性を有する材料より構成されるため、搬送装置
等によってアウターマスクあるいはインナーマスクに対
してある程度の付加を伴って押し付けられても塑性変形
する恐れはない。しかしながら、基板上に既に何層かの
薄膜が形成されている場合には、アウターマスクぴょび
インナーマスクとそれら薄膜との接触によって、それら
薄膜に対して割れ等の損傷を与える恐れがある。特開平
７−３３１４３４に開示されているようなスパッタリン
グ装置については、インナーマスクは強固に固定されて
おり、ここで述べたような損傷の発生し得る可能性は高
いと考えられる。
【００１０】さらに、当該装置においては、用いる基板
が変更された場合には、その基板に応じてインナーマス
クの固定位置を随時変更することを要するが、この調整
は容易ではないと考えられる。従って、当該装置を様々
の基板に対して当該装置を適応することは困難であると
考えられる。また、光ディスク等の記録密度がさらに高
くなり、読み取り等に用いるレーザー光の波長がより短
いものとなった場合には、現状得られている薄膜におけ
る膜厚等の分布をより改善することが望まれる。
が変更された場合には、その基板に応じてインナーマス
クの固定位置を随時変更することを要するが、この調整
は容易ではないと考えられる。従って、当該装置を様々
の基板に対して当該装置を適応することは困難であると
考えられる。また、光ディスク等の記録密度がさらに高
くなり、読み取り等に用いるレーザー光の波長がより短
いものとなった場合には、現状得られている薄膜におけ
る膜厚等の分布をより改善することが望まれる。
【００１１】本発明は上記課題を鑑みて為されたもので
あり、基板の種類、あるいは形成された薄膜の積層数に
依らず、常に一定の且つ僅かな付加で基板表面にインナ
ーマスクが接触することを可能とする薄膜形成装置の提
供を目的とするものである。また、本発明は、基板上に
形成される薄膜の膜圧、膜質等の分布を改善し得る薄膜
形成装置の提供をも目的とするものである。
あり、基板の種類、あるいは形成された薄膜の積層数に
依らず、常に一定の且つ僅かな付加で基板表面にインナ
ーマスクが接触することを可能とする薄膜形成装置の提
供を目的とするものである。また、本発明は、基板上に
形成される薄膜の膜圧、膜質等の分布を改善し得る薄膜
形成装置の提供をも目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係るスパッタリング装置は、略円板状の形
状を有する基板を用い、真空容器中において基板の表面
に膜形成を行うスパッタリング装置であって、形成すべ
き膜の主たる構成元素からなるターゲットと、ターゲッ
トを表面にて保持するバッキングプレートと、基板を保
持して基板の表面をターゲットに対して正対させる基板
ホルダと、基板の外周部および中央部をそれぞれ覆うア
ウターマスクおよびインナーマスクとを有し、インナー
マスクは、ダーゲットに設けられた貫通穴を貫通すると
共にバッキングプレートに配置された回転および直動を
可能とする軸受けによって支持されるスライドシャフト
と連通し且つこれに支持されると共に、バッキングプレ
ートに配置された付勢手段によってスライドシャフトを
介して基板の中央部に所定の付加を伴って当接されるこ
とを特徴としている。
に、本発明に係るスパッタリング装置は、略円板状の形
状を有する基板を用い、真空容器中において基板の表面
に膜形成を行うスパッタリング装置であって、形成すべ
き膜の主たる構成元素からなるターゲットと、ターゲッ
トを表面にて保持するバッキングプレートと、基板を保
持して基板の表面をターゲットに対して正対させる基板
ホルダと、基板の外周部および中央部をそれぞれ覆うア
ウターマスクおよびインナーマスクとを有し、インナー
マスクは、ダーゲットに設けられた貫通穴を貫通すると
共にバッキングプレートに配置された回転および直動を
可能とする軸受けによって支持されるスライドシャフト
と連通し且つこれに支持されると共に、バッキングプレ
ートに配置された付勢手段によってスライドシャフトを
介して基板の中央部に所定の付加を伴って当接されるこ
とを特徴としている。
【００１３】なお、上記スパッタリング装置において
は、付勢手段は、スライドシャフトにおけるインナーマ
スクと連通する端部とは異なるの端部に配置されたスプ
リングからなることが好ましい。また、スライドシャフ
トは、インナーマスクとの連通部分において、絶縁材料
からなる部分を有することが好ましい。また、付勢手段
は、スラスト軸受を介してスライドシャフトに付勢する
ことが好ましい。
は、付勢手段は、スライドシャフトにおけるインナーマ
スクと連通する端部とは異なるの端部に配置されたスプ
リングからなることが好ましい。また、スライドシャフ
トは、インナーマスクとの連通部分において、絶縁材料
からなる部分を有することが好ましい。また、付勢手段
は、スラスト軸受を介してスライドシャフトに付勢する
ことが好ましい。
【００１４】さらに、上記スパッタリング装置において
は、バッキングプレートは、ターゲットの表面から突出
し、且つ基板中央に正対する位置にスライドシャフトの
径より僅かに大きい内径を有する穴が設けられた収容室
を有し、収容室には穴より基板方向に突出するスライド
シャフト、軸受け、および付勢手段が収容されることが
好ましい。
は、バッキングプレートは、ターゲットの表面から突出
し、且つ基板中央に正対する位置にスライドシャフトの
径より僅かに大きい内径を有する穴が設けられた収容室
を有し、収容室には穴より基板方向に突出するスライド
シャフト、軸受け、および付勢手段が収容されることが
好ましい。
【００１５】また、上記課題を解決するために、本発明
に係る薄膜形成方法は、略円板形状を有する基板上に薄
膜を形成する方法であって、薄膜の主たる構成材料から
なるターゲットを配置し、ターゲットに正対し、所定の
軸回りに回転可能なホルダ上に基板を固定し、所定の軸
を中心としてターゲットに設けられた貫通穴を介して、
ターゲット裏面よりターゲット表面に延在するシャフト
部材に連結されたインナーマスクを基板の中央部の所定
量域に対して当接させ、基板とターゲットとの間にプラ
ズマを生じさせ、ターゲット表面を前記プラズマ中のイ
オンにてスパッタし、ターゲットの成分を主たる構成元
素とする薄膜を基板表面に堆積させ、インナーマスクは
所定の付加を伴って基板に当接されており、薄膜の堆積
が行われる際には基板と共にインナーマスクも所定の軸
を中心に回転することを特徴としている。
に係る薄膜形成方法は、略円板形状を有する基板上に薄
膜を形成する方法であって、薄膜の主たる構成材料から
なるターゲットを配置し、ターゲットに正対し、所定の
軸回りに回転可能なホルダ上に基板を固定し、所定の軸
を中心としてターゲットに設けられた貫通穴を介して、
ターゲット裏面よりターゲット表面に延在するシャフト
部材に連結されたインナーマスクを基板の中央部の所定
量域に対して当接させ、基板とターゲットとの間にプラ
ズマを生じさせ、ターゲット表面を前記プラズマ中のイ
オンにてスパッタし、ターゲットの成分を主たる構成元
素とする薄膜を基板表面に堆積させ、インナーマスクは
所定の付加を伴って基板に当接されており、薄膜の堆積
が行われる際には基板と共にインナーマスクも所定の軸
を中心に回転することを特徴としている。
【００１６】また、本発明に係るディスク状記録媒体の
製造方法は、ディスク状記録媒体における特定の膜を形
成するディスク状記録媒体の製造方法であって、特定の
膜の主たる構成材料からなるターゲットを配置し、ター
ゲットに正対し、所定の軸回りに回転可能なホルダ上に
略円板形状の基板を固定し、所定の軸を中心としてター
ゲットに設けられた貫通穴を介して、ターゲット裏面よ
りターゲット表面に延在するシャフト部材に連結された
インナーマスクを基板の中央部の所定量域に対して当接
させ、基板とターゲットとの間にプラズマを生じさせ、
ターゲット表面をプラズマ中のイオンにてスパッタし、
特定の膜を基板表面に堆積させ、インナーマスクは所定
の付加を伴って基板に当接されており、薄膜の堆積が行
われる際には基板と共にインナーマスクも所定の軸を中
心に回転することを特徴としている。
製造方法は、ディスク状記録媒体における特定の膜を形
成するディスク状記録媒体の製造方法であって、特定の
膜の主たる構成材料からなるターゲットを配置し、ター
ゲットに正対し、所定の軸回りに回転可能なホルダ上に
略円板形状の基板を固定し、所定の軸を中心としてター
ゲットに設けられた貫通穴を介して、ターゲット裏面よ
りターゲット表面に延在するシャフト部材に連結された
インナーマスクを基板の中央部の所定量域に対して当接
させ、基板とターゲットとの間にプラズマを生じさせ、
ターゲット表面をプラズマ中のイオンにてスパッタし、
特定の膜を基板表面に堆積させ、インナーマスクは所定
の付加を伴って基板に当接されており、薄膜の堆積が行
われる際には基板と共にインナーマスクも所定の軸を中
心に回転することを特徴としている。
【００１７】
【実施例】本発明に係る第１の実施の形態であるスパッ
タリング装置について、基板を装置内の薄膜形成位置に
配置し、成膜を行う状態にある装置についての断面の概
略構成を図１に示す。なお、本実施例においては、永久
磁石等により形成される磁場の効果により電子の捕獲確
率を高め、スパッタリングのレートを高めたマグネトロ
ンスパッタリング装置について述べることとする。
タリング装置について、基板を装置内の薄膜形成位置に
配置し、成膜を行う状態にある装置についての断面の概
略構成を図１に示す。なお、本実施例においては、永久
磁石等により形成される磁場の効果により電子の捕獲確
率を高め、スパッタリングのレートを高めたマグネトロ
ンスパッタリング装置について述べることとする。
【００１８】なお、スパッタリング装置においては、通
常は、放電空間をターゲット近傍の特定領域に限定する
ため等に用いられるいわゆるアースシールドと呼ばれる
構成、装置内部へのよけいなスパッタ粒子の付着を防止
するためのいわゆる防着シールドと呼ばれる構成、基板
の搬送等に用いられる構成、等の種々の構成が配置され
ている。しかしながら、これら構成は本発明と直接の関
係はないために、図示およびここでの説明は省略するこ
ととする。しかしながら、実際の装置構成としてこれら
が必要となることはいうまでもない。
常は、放電空間をターゲット近傍の特定領域に限定する
ため等に用いられるいわゆるアースシールドと呼ばれる
構成、装置内部へのよけいなスパッタ粒子の付着を防止
するためのいわゆる防着シールドと呼ばれる構成、基板
の搬送等に用いられる構成、等の種々の構成が配置され
ている。しかしながら、これら構成は本発明と直接の関
係はないために、図示およびここでの説明は省略するこ
ととする。しかしながら、実際の装置構成としてこれら
が必要となることはいうまでもない。
【００１９】図に示すように、本発明に係るスパッタリ
ング装置は、不図示の冷却水循環機構によって冷却水が
導入されるバッキングプレート１１と、バッキングプレ
ート１１の裏面に配置された永久磁石１５と、バッキン
グプレート１１の表面に固定されたターゲット１８とに
よって構成されるカソード電極９を有している。このタ
ーゲット１８の正面には、軸心回りに回動可能な基板ホ
ルダ３によって支持された、アウターマスク７および基
板１０が配置されている。当該マスク１０は、不図示の
磁石によって基板ホルダ３に固定、支持されている。
ング装置は、不図示の冷却水循環機構によって冷却水が
導入されるバッキングプレート１１と、バッキングプレ
ート１１の裏面に配置された永久磁石１５と、バッキン
グプレート１１の表面に固定されたターゲット１８とに
よって構成されるカソード電極９を有している。このタ
ーゲット１８の正面には、軸心回りに回動可能な基板ホ
ルダ３によって支持された、アウターマスク７および基
板１０が配置されている。当該マスク１０は、不図示の
磁石によって基板ホルダ３に固定、支持されている。
【００２０】バッキングプレート１１およびターゲット
１８の中央には、その裏面から表面に抜ける貫通穴１２
が設けられ、セラミック等の絶縁材料からなるスライド
シャフト２１が当該貫通穴１２に挿嵌されている。スラ
イドシャフト２１の後端部は、バッキングプレート１１
の裏面に設けられたスプリング収容室２３に収納され、
スプリング収納室２３に収納された付勢手段であるスプ
リング２５によって、シャフトの先端方向に付勢されて
いる。
１８の中央には、その裏面から表面に抜ける貫通穴１２
が設けられ、セラミック等の絶縁材料からなるスライド
シャフト２１が当該貫通穴１２に挿嵌されている。スラ
イドシャフト２１の後端部は、バッキングプレート１１
の裏面に設けられたスプリング収容室２３に収納され、
スプリング収納室２３に収納された付勢手段であるスプ
リング２５によって、シャフトの先端方向に付勢されて
いる。
【００２１】スプリング収容室２３は、開口端において
外方に張り出したフランジ部２４を有する有底の円筒形
状からなり、フランジ部２４においてバッキングプレー
ト１１の裏面に対して固定されている。スライドシャフ
ト２１の後端部近傍は、スプリング収容室２３に配置さ
れたロータリーボールスプライン２７によって、その軸
心まわりに回転可能且つその軸心方向に直動可能に支持
されている。
外方に張り出したフランジ部２４を有する有底の円筒形
状からなり、フランジ部２４においてバッキングプレー
ト１１の裏面に対して固定されている。スライドシャフ
ト２１の後端部近傍は、スプリング収容室２３に配置さ
れたロータリーボールスプライン２７によって、その軸
心まわりに回転可能且つその軸心方向に直動可能に支持
されている。
【００２２】ここで、スプリング収容室２３を構成する
周囲の壁、スプリング２５、ロータリーボールスプライ
ン２７は、バッキングプレート１１と導電位となるよう
に構成されている。インナーマスク４は基板１０と導電
位、あるいは接地電位となることが好ましいため、スラ
イドシャフト２１を部分的に絶縁体により構成すること
によって、インナーマスク４とロータリーボールスプラ
イン２７等との電気的絶縁を図っている。
周囲の壁、スプリング２５、ロータリーボールスプライ
ン２７は、バッキングプレート１１と導電位となるよう
に構成されている。インナーマスク４は基板１０と導電
位、あるいは接地電位となることが好ましいため、スラ
イドシャフト２１を部分的に絶縁体により構成すること
によって、インナーマスク４とロータリーボールスプラ
イン２７等との電気的絶縁を図っている。
【００２３】インナーマスク４は、実際にインナーマス
クとして基板内周部を覆うマスク部５と当該マスク部と
連通するシャフト部６とから構成される。当該シャフト
部６はマスク部５に連なる端部とは異なる端部に雌ねじ
が形成されており、スライドシャフト２１の先端に形成
された雄ネジと螺合することにより、当該スライドシャ
フト２１と軸心を同じとして一体化される。マスク部５
は、基板１０の中央部に当接し、基板１０の中央部にお
ける所定範囲の非成膜領域を覆っている。
クとして基板内周部を覆うマスク部５と当該マスク部と
連通するシャフト部６とから構成される。当該シャフト
部６はマスク部５に連なる端部とは異なる端部に雌ねじ
が形成されており、スライドシャフト２１の先端に形成
された雄ネジと螺合することにより、当該スライドシャ
フト２１と軸心を同じとして一体化される。マスク部５
は、基板１０の中央部に当接し、基板１０の中央部にお
ける所定範囲の非成膜領域を覆っている。
【００２４】マスク部５は、スプリング２５によって基
板表面に向かって付勢される。当該スプリング２５によ
る付勢力を適当なものとすることによって、インナーマ
スク４は常に一定且つ僅かな付加で基板１０の表面に対
して当接することが可能となる。また、スライドシャフ
ト２１を介して当該インナーマスク４を回転可能に支持
することによって、インナーマスク４は、基板１０とと
もにインナーマスク１０の軸心まわりに回転することが
可能となる。本構成により、実際に成膜時において基板
を軸心まわりに回転することが可能となることから、形
成された薄膜における膜厚等の分布は大きく改善され
る。
板表面に向かって付勢される。当該スプリング２５によ
る付勢力を適当なものとすることによって、インナーマ
スク４は常に一定且つ僅かな付加で基板１０の表面に対
して当接することが可能となる。また、スライドシャフ
ト２１を介して当該インナーマスク４を回転可能に支持
することによって、インナーマスク４は、基板１０とと
もにインナーマスク１０の軸心まわりに回転することが
可能となる。本構成により、実際に成膜時において基板
を軸心まわりに回転することが可能となることから、形
成された薄膜における膜厚等の分布は大きく改善され
る。
【００２５】次に、本実施例におけるスパッタリング装
置を用いて、実際に基板上への薄膜形成を行う手順につ
いて述べる。まず、基板ホルダ１０が、基板受け取り位
置においてアウターマスク７と共に基板１０を搬送装置
から受け取る。基盤１０を支持したホルダ３はホルダ駆
動機構によって、カソード電極９に正対する位置に駆動
され、基板１０表面とカソード電極９の表面との間隔が
所定値となるように、カソード電極９に対して接近す
る。その際、インナーマスク４におけるマスク部５は、
基板における内周側の非成膜領域と対応する位置に当接
する。また、不図示のカソード電極の支持体と、ホルダ
の駆動機構とが合体して真空槽を形成する。
置を用いて、実際に基板上への薄膜形成を行う手順につ
いて述べる。まず、基板ホルダ１０が、基板受け取り位
置においてアウターマスク７と共に基板１０を搬送装置
から受け取る。基盤１０を支持したホルダ３はホルダ駆
動機構によって、カソード電極９に正対する位置に駆動
され、基板１０表面とカソード電極９の表面との間隔が
所定値となるように、カソード電極９に対して接近す
る。その際、インナーマスク４におけるマスク部５は、
基板における内周側の非成膜領域と対応する位置に当接
する。また、不図示のカソード電極の支持体と、ホルダ
の駆動機構とが合体して真空槽を形成する。
【００２６】続いて、当該真空槽内の排気が不図示の排
気系によって為され、所定圧力まで当該真空槽内部の減
圧を行った後、アルゴン等の放電用のガスが導入され、
真空槽内部は当該ガスによって放電開始圧力まで増圧さ
れる。同時に、ホルダ３に保持された基板１０の中心を
軸とする回転が開始される。この状態で、カソード電極
９に対して所定の電圧が印可され、ターゲット１８と基
板１０との間において、放電の発生、およびプラズマの
生成が為される。このプラズマ中で発生したイオンによ
ってターゲット表面がスパッタされ、当該スパッタ粒子
が基板上に付着、堆積することにより、薄膜の形成が為
される。
気系によって為され、所定圧力まで当該真空槽内部の減
圧を行った後、アルゴン等の放電用のガスが導入され、
真空槽内部は当該ガスによって放電開始圧力まで増圧さ
れる。同時に、ホルダ３に保持された基板１０の中心を
軸とする回転が開始される。この状態で、カソード電極
９に対して所定の電圧が印可され、ターゲット１８と基
板１０との間において、放電の発生、およびプラズマの
生成が為される。このプラズマ中で発生したイオンによ
ってターゲット表面がスパッタされ、当該スパッタ粒子
が基板上に付着、堆積することにより、薄膜の形成が為
される。
【００２７】所定時間プラズマを維持することで、目標
とする厚さの薄膜を形成した後、カソード電極９への電
圧の印可を停止し、プラズマを消失させることで、薄膜
の形成を終了させる。続いて、真空槽内へ乾燥窒素等の
パージ用のガスを導入し、真空槽内部を大気圧と同程度
以上の圧力とし、カソード電極９の支持体とホルダ駆動
機構とを分離する。続いて退避したホルダから成膜済み
の基板およびマスクの取り除き、成膜工程が終了する。
とする厚さの薄膜を形成した後、カソード電極９への電
圧の印可を停止し、プラズマを消失させることで、薄膜
の形成を終了させる。続いて、真空槽内へ乾燥窒素等の
パージ用のガスを導入し、真空槽内部を大気圧と同程度
以上の圧力とし、カソード電極９の支持体とホルダ駆動
機構とを分離する。続いて退避したホルダから成膜済み
の基板およびマスクの取り除き、成膜工程が終了する。
【００２８】以上述べたように、本発明に係る構成の採
用により、インナーマスク４を微少且つ一定の付加で基
板１０に当接することが可能となり、且つ成膜中に基板
１０を回転させても、インナーマスク４と基板１０とが
相互に摺動することが無くなるため、基板を傷つけるこ
となく良好な膜厚等の分布を得ることが可能となる。
用により、インナーマスク４を微少且つ一定の付加で基
板１０に当接することが可能となり、且つ成膜中に基板
１０を回転させても、インナーマスク４と基板１０とが
相互に摺動することが無くなるため、基板を傷つけるこ
となく良好な膜厚等の分布を得ることが可能となる。
【００２９】なお、本実施例においては、中央部に貫通
穴を設けず且つ被成膜面の裏面に突起が設けられた基板
を用いることとしている。しかし本発明はこれに限定さ
れず、中央部に貫通穴を有する基板を用いても良い。そ
の場合、薄膜形成中にインナーマスク４と基板ホルダ３
とを同電位とするために、インナーマスク４の基板面側
の中央部面あるいはインナーマスク４と正対する基板ホ
ルダ３面上にスプリング等を配置し、これをインナーマ
スク４と基板ホルダ３との接点とすることとしても良
い。
穴を設けず且つ被成膜面の裏面に突起が設けられた基板
を用いることとしている。しかし本発明はこれに限定さ
れず、中央部に貫通穴を有する基板を用いても良い。そ
の場合、薄膜形成中にインナーマスク４と基板ホルダ３
とを同電位とするために、インナーマスク４の基板面側
の中央部面あるいはインナーマスク４と正対する基板ホ
ルダ３面上にスプリング等を配置し、これをインナーマ
スク４と基板ホルダ３との接点とすることとしても良
い。
【００３０】また、スライドシャフト２１は絶縁体から
なる単体として構成することとしているが、本発明はこ
れに限定されず、導電体と絶縁体とを連結してなるよう
な、複数の部材から構成されることとしても良い。ま
た、スライドシャフト２１とインナーマスク４との連結
方法についても、相互のネジ構造による螺合に限定され
ず、種々の結合方法を用いることが可能である。また、
バッキングプレート１１は加工が容易であり熱伝導率が
高く用にその全体を水冷することが可能な銅からなるも
のが一般的に使われているが、ロータリーボールスプラ
イン２７も同時に冷却可能となるように、スプリング収
容室２３の壁も銅により構成することが望ましい。
なる単体として構成することとしているが、本発明はこ
れに限定されず、導電体と絶縁体とを連結してなるよう
な、複数の部材から構成されることとしても良い。ま
た、スライドシャフト２１とインナーマスク４との連結
方法についても、相互のネジ構造による螺合に限定され
ず、種々の結合方法を用いることが可能である。また、
バッキングプレート１１は加工が容易であり熱伝導率が
高く用にその全体を水冷することが可能な銅からなるも
のが一般的に使われているが、ロータリーボールスプラ
イン２７も同時に冷却可能となるように、スプリング収
容室２３の壁も銅により構成することが望ましい。
【００３１】図２に、本発明に係る第２の実施の形態で
あるスパッタリング装置について、図１と同様の断面図
における主要部の拡大図を示す。なお、図１において示
された構成要素と同じ作用を有する構成については、同
一の符号を用いてこれを示すこととする。図１における
構成においては、スライドシャフト２１の支持位置から
マスク部５が基板１０に対して当接する位置までの距離
が大きいため、基板１０を回転させる際に、スライドシ
ャフト２１あるいはインナーマスク４において軸ブレが
発生する恐れがある。また、スプリング２５とスライド
シャフト２１の端面との接触部において摩擦が生じ、基
板１０の回転にインナーマスク４が追随して回転するこ
とを妨げる負荷を生じさせる恐れがある。第２の実施例
は、これらについての対応を為したものである。
あるスパッタリング装置について、図１と同様の断面図
における主要部の拡大図を示す。なお、図１において示
された構成要素と同じ作用を有する構成については、同
一の符号を用いてこれを示すこととする。図１における
構成においては、スライドシャフト２１の支持位置から
マスク部５が基板１０に対して当接する位置までの距離
が大きいため、基板１０を回転させる際に、スライドシ
ャフト２１あるいはインナーマスク４において軸ブレが
発生する恐れがある。また、スプリング２５とスライド
シャフト２１の端面との接触部において摩擦が生じ、基
板１０の回転にインナーマスク４が追随して回転するこ
とを妨げる負荷を生じさせる恐れがある。第２の実施例
は、これらについての対応を為したものである。
【００３２】具体的には、ロータリーボールスプライン
２７をターゲット１８の前面にまで延在させると共に、
スライドシャフト２１の端部とスプリング２５の端部と
の間にスラストベアリング３３を配置している。ロータ
リーボールスプライン２７を基板方向に延在させるため
に、バッキングプレート１１の中央部には基板方向に突
出し且つロータリーボールスプライン２７を収容可能と
する収容室２９が形成されている。当該収容室２９はタ
ーゲット１８に設けられた貫通穴１２をその裏面から表
面に向けて挿嵌する円筒部分と当該円筒部分の基板方向
端部に配置された、中央穴を有する蓋部分とからなる。
この中央穴の内径は、スライドシャフト２１の外径より
僅かに大きく設定されている。
２７をターゲット１８の前面にまで延在させると共に、
スライドシャフト２１の端部とスプリング２５の端部と
の間にスラストベアリング３３を配置している。ロータ
リーボールスプライン２７を基板方向に延在させるため
に、バッキングプレート１１の中央部には基板方向に突
出し且つロータリーボールスプライン２７を収容可能と
する収容室２９が形成されている。当該収容室２９はタ
ーゲット１８に設けられた貫通穴１２をその裏面から表
面に向けて挿嵌する円筒部分と当該円筒部分の基板方向
端部に配置された、中央穴を有する蓋部分とからなる。
この中央穴の内径は、スライドシャフト２１の外径より
僅かに大きく設定されている。
【００３３】スライドシャフト２１は収容室の蓋部分か
ら基板側に僅かに突出し、且つスプリング２５によって
軸方向にスライドしても常にその突出状態を保つ長さを
有するとともに、基板方向端部に雌ネジ部が形成されて
いる。当該雌ネジ部には、雄ネジ部が両面に形成された
絶縁連結板３１における一方の雄ネジが螺合される。絶
縁連結板３１の他方の雄ネジは、インナーマスク４のシ
ャフト部６に形成されて雌ネジ部と螺合し、これによ
り、スライドシャフト２１、絶縁連結板３１およびイン
ナーマスク４が、軸方向に一体化される。
ら基板側に僅かに突出し、且つスプリング２５によって
軸方向にスライドしても常にその突出状態を保つ長さを
有するとともに、基板方向端部に雌ネジ部が形成されて
いる。当該雌ネジ部には、雄ネジ部が両面に形成された
絶縁連結板３１における一方の雄ネジが螺合される。絶
縁連結板３１の他方の雄ネジは、インナーマスク４のシ
ャフト部６に形成されて雌ネジ部と螺合し、これによ
り、スライドシャフト２１、絶縁連結板３１およびイン
ナーマスク４が、軸方向に一体化される。
【００３４】当該絶縁連結板３１を配置したことによ
り、収容室２９の外壁がスパッタされることが防止でき
る。また、以上の構成により、スライドシャフト２１の
中央あるいは基板方向端部に近い部分をロータリーボー
ルベアリング２７で支持することが可能となり、基板回
転時にスライドシャフト２１およびインナーマスク４に
おいて軸ブレが生じることを防ぐことが可能となる。ま
た、スライドシャフト２１の後端部とスプリング２５と
の間にスラストベアリング３３を配置することにより、
スプリング２５の端部とスライドシャフト２１との間で
発生する摩擦が低減され、スライドシャフト２１等の軸
回りの回転が滑らかなものとなる。
り、収容室２９の外壁がスパッタされることが防止でき
る。また、以上の構成により、スライドシャフト２１の
中央あるいは基板方向端部に近い部分をロータリーボー
ルベアリング２７で支持することが可能となり、基板回
転時にスライドシャフト２１およびインナーマスク４に
おいて軸ブレが生じることを防ぐことが可能となる。ま
た、スライドシャフト２１の後端部とスプリング２５と
の間にスラストベアリング３３を配置することにより、
スプリング２５の端部とスライドシャフト２１との間で
発生する摩擦が低減され、スライドシャフト２１等の軸
回りの回転が滑らかなものとなる。
【００３５】なお、本実施例においては、スライドシャ
フト２１とインナーマスク４との連結を絶縁材料からな
る絶縁連結板３１により行っているが、本発明はこれに
限定されない。一般的に基板中央設けられている穴部を
利用し、インナーマスク４を基板ホルダ１０と同電位あ
るいは接地電位とする場合、当該連結板３１を金属製と
し、これにいわゆるアースシールドとしての役割を持た
せても良い。また、収容室２９およびインナーマスク４
のシャフト部６は単純な円筒形状としているが、例えば
基板１０に近づくに従ってその径が小さくなる、部分的
に円錐を構成するような形状としても良い。
フト２１とインナーマスク４との連結を絶縁材料からな
る絶縁連結板３１により行っているが、本発明はこれに
限定されない。一般的に基板中央設けられている穴部を
利用し、インナーマスク４を基板ホルダ１０と同電位あ
るいは接地電位とする場合、当該連結板３１を金属製と
し、これにいわゆるアースシールドとしての役割を持た
せても良い。また、収容室２９およびインナーマスク４
のシャフト部６は単純な円筒形状としているが、例えば
基板１０に近づくに従ってその径が小さくなる、部分的
に円錐を構成するような形状としても良い。
【００３６】また、実施例としてカソード電極と基板と
が直立且つ正対する構成を掲げたが、本発明はこれに限
定されず水平対向となる配置をとしても良い。また、本
実施例においては、永久磁石による磁場を付加したいわ
ゆるマグネトロンスパッタリング装置について述べた
が、本発明はこれに限定されず、磁場を用いないスパッ
タリング装置に対して本発明を適応しても良く、また電
磁石等を用いたマグネトロンスパッタリング装置に適応
しても良い。
が直立且つ正対する構成を掲げたが、本発明はこれに限
定されず水平対向となる配置をとしても良い。また、本
実施例においては、永久磁石による磁場を付加したいわ
ゆるマグネトロンスパッタリング装置について述べた
が、本発明はこれに限定されず、磁場を用いないスパッ
タリング装置に対して本発明を適応しても良く、また電
磁石等を用いたマグネトロンスパッタリング装置に適応
しても良い。
【００３７】また、本発明を用いる際に対象となる薄膜
形成装置としてスッパタリング装置を挙げたが、本発明
の適応はこれに限られず、蒸着装置、ＣＶＤ装置等、種
々の薄膜形成装置に対して適応することが可能である。
また、本発明は、単に光ディスク等の製造方法として用
いられるだけでなく、中央部の除去工程が後に施される
製品、例えばハードディスク等、円盤状の部材全ての製
造工程に対しても適応可能である。
形成装置としてスッパタリング装置を挙げたが、本発明
の適応はこれに限られず、蒸着装置、ＣＶＤ装置等、種
々の薄膜形成装置に対して適応することが可能である。
また、本発明は、単に光ディスク等の製造方法として用
いられるだけでなく、中央部の除去工程が後に施される
製品、例えばハードディスク等、円盤状の部材全ての製
造工程に対しても適応可能である。
【００３８】
【本発明の効果】本発明の実施により、基板の種類、あ
るいは形成された薄膜の積層数に依らず、常に一定の且
つ僅かな付加で基板表面にインナーマスクが接触するこ
とが可能となる。また、基板とインナーマスクとが一体
化して回転した状態での成膜が可能となり、基板上に形
成される薄膜の膜圧、膜質等の分布の改善を図ることが
可能となる。
るいは形成された薄膜の積層数に依らず、常に一定の且
つ僅かな付加で基板表面にインナーマスクが接触するこ
とが可能となる。また、基板とインナーマスクとが一体
化して回転した状態での成膜が可能となり、基板上に形
成される薄膜の膜圧、膜質等の分布の改善を図ることが
可能となる。
【図１】本発明における第１の実施例に係るスパッタリ
ング装置に関し、その断面図における要部の概略構成を
示す図である。
ング装置に関し、その断面図における要部の概略構成を
示す図である。
【図２】本発明における第２の実施例に係るスパッタリ
ング装置に関し、その断面における要部の概略構成を示
す図である。
ング装置に関し、その断面における要部の概略構成を示
す図である。
３： 基板ホルダ
４： インナーマスク
５： マスク部
６： シャフト部
７： アウターマスク
９： カソード電極
１１： バッキングプレート
１２： 貫通穴
１５： 永久磁石
１８： ターゲット
２１： スライドシャフト
２３： スプリング収容室
２４： フランジ部
２５： スプリング
２７： ロータリーボールスプライン
２９： 収容室
３１： 絶縁連結板
３３： スラストベアリング
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 渡辺 英昭
東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ
ーディーケイ株式会社内
(72)発明者 松井 敏
東京都中央区日本橋一丁目13番１号 ティ
ーディーケイ株式会社内
Ｆターム(参考） 4K029 AA11 AA24 BD11 CA05 HA03
JA08
5D121 AA03 EE03 EE19 EE20
Claims (7)
- 【請求項１】 略円板状の形状を有する基板を用い、真
空容器中において前記基板の表面に膜形成を行うスパッ
タリング装置であって、 形成すべき膜の主たる構成元素からなるターゲットと、 前記ターゲットを表面にて保持するバッキングプレート
と、 前記基板を保持して前記基板の表面を前記ターゲットに
対して正対させる基板ホルダと、 前記基板の外周部および中央部をそれぞれ覆うアウター
マスクおよびインナーマスクとを有し、 前記インナーマスクは、前記ダーゲットに設けられた貫
通穴を貫通すると共に前記バッキングプレートに配置さ
れた回転および直動を可能とする軸受けによって支持さ
れるスライドシャフトと連通し且つこれに支持されると
共に、前記バッキングプレートに配置された付勢手段に
よって前記スライドシャフトを介して前記基板の中央部
に所定の付加を伴って当接されることを特徴とするスパ
ッタリング装置。 - 【請求項２】 前記付勢手段は、前記スライドシャフト
における前記インナーマスクと連通する端部とは異なる
の端部に配置されたスプリングからなることを特徴とす
る請求項１記載の装置。 - 【請求項３】 前記スライドシャフトは、前記インナー
マスクとの連通部分において、絶縁材料からなる部分を
有することを特徴とする請求項１記載の装置。 - 【請求項４】 前記付勢手段は、スラスト軸受を介して
前記スライドシャフトに付勢することを特徴とする請求
項１記載の装置。 - 【請求項５】 前記バッキングプレートは、前記ターゲ
ットの表面から突出し、且つ前記基板中央に正対する位
置に前記スライドシャフトの径より僅かに大きい内径を
有する穴が設けられた収容室を有し、前記収容室には前
記穴より前記基板方向に突出するスライドシャフト、前
記軸受け、および前記付勢手段が収容されることを特徴
とする請求項１記載の装置。 - 【請求項６】 略円板形状を有する基板上に薄膜を形成
する方法であって、 前記薄膜の主たる構成材料からなるターゲットを配置
し、 前記ターゲットに正対し、所定の軸回りに回転可能なホ
ルダ上に前記基板を固定し、 前記所定の軸を中心として前記ターゲットに設けられた
貫通穴を介して、前記ターゲット裏面より前記ターゲッ
ト表面に延在するシャフト部材に連結されたインナーマ
スクを前記基板の中央部の所定量域に対して当接させ、 前記基板と前記ターゲットとの間にプラズマを生じさ
せ、 前記ターゲット表面を前記プラズマ中のイオンにてスパ
ッタし、 前記ターゲットの成分を主たる構成元素とする薄膜を前
記基板表面に堆積させる薄膜形成方法であって、 前記インナーマスクは所定の付加を伴って前記基板に当
接されており、前記薄膜の堆積が行われる際には前記基
板と共に前記インナーマスクも前記所定の軸を中心に回
転することを特徴とする薄膜形成方法。 - 【請求項７】 ディスク状記録媒体における特定の膜を
形成するディスク状記録媒体の製造方法であって、 前記特定の膜の主たる構成材料からなるターゲットを配
置し、 前記ターゲットに正対し、所定の軸回りに回転可能なホ
ルダ上に略円板形状の基板を固定し、 前記所定の軸を中心として前記ターゲットに設けられた
貫通穴を介して、前記ターゲット裏面より前記ターゲッ
ト表面に延在するシャフト部材に連結されたインナーマ
スクを前記基板の中央部の所定量域に対して当接させ、 前記基板と前記ターゲットとの間にプラズマを生じさ
せ、 前記ターゲット表面を前記プラズマ中のイオンにてスパ
ッタし、 前記特定の膜を前記基板表面に堆積させるディスク状記
録媒体の製造方法であり、 前記インナーマスクは所定の付加を伴って前記基板に当
接されており、前記薄膜の堆積が行われる際には前記基
板と共に前記インナーマスクも前記所定の軸を中心に回
転することを特徴とするディスク状記録媒体の製造方
法。
Priority Applications (6)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2002102038A JP2003293131A (ja) | 2002-04-04 | 2002-04-04 | スパッタリング装置、スパッタリングによる薄膜形成方法および当該装置を用いたディスク状記録媒体の製造方法 |
| KR10-2004-7015733A KR20040094909A (ko) | 2002-04-04 | 2003-04-01 | 스퍼터링 장치, 스퍼터링에 의한 박막 형성 방법 및 상기장치를 이용한 디스크형 기록 매체의 제조 방법 |
| PCT/JP2003/004170 WO2003085158A1 (fr) | 2002-04-04 | 2003-04-01 | Dispositif de pulverisation cathodique, procede de formation de couche mince par pulverisation cathodique et procede de fabrication de support d'enregistrement en forme de disque au moyen de ce dispositif |
| EP03715704A EP1496135A4 (en) | 2002-04-04 | 2003-04-01 | SPATTER DEVICE, METHOD FOR PRODUCING THIN FILM BY SPATTERN, AND METHOD FOR PRODUCING DISC TAPE RECORDING MEDIUM USING THE DEVICE |
| CNA038077183A CN1646723A (zh) | 2002-04-04 | 2003-04-01 | 溅射装置、利用溅射的薄膜形成方法、以及使用该装置的盘形记录媒体制造方法 |
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