JP2998738B2 - スパッタリング装置とその成膜方法 - Google Patents

スパッタリング装置とその成膜方法

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JP2998738B2 JP13932298A JP13932298A JP2998738B2 JP 2998738 B2 JP2998738 B2 JP 2998738B2 JP 13932298 A JP13932298 A JP 13932298A JP 13932298 A JP13932298 A JP 13932298A JP 2998738 B2 JP2998738 B2 JP 2998738B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えば相変化型光
ディスクの記録膜、誘電体膜等を形成するのに用いられ
るスパッタリング装置に関する。
【0002】
【従来の技術】スパッタリング法とは、薄膜形成技術の
一つであり、例えば相変化型光ディスクの記録層や誘電
体層、反射層等を形成するのに用いられている。このス
パッタリング法で薄膜を形成するには、真空槽内に成膜
材料となるターゲットと薄膜が形成される基板とを対向
配置する。そして、この真空槽内にAr等の不活性ガス
を導入し、ターゲットと基板との間に高圧を印加するこ
とで放電を生じさせる。放電雰囲気中に導入された不活
性ガスはイオン化し、ターゲット表面へ高速で衝突す
る。その結果、ターゲット表面からはターゲット粒子が
はじき出され、基板上に被着、堆積し、スパッタ膜が成
膜されることになる。
【0003】ところで、磁性材料、特に組成変調多層膜
の作製方法として基板回転による成膜方法が特開平2−
210636号、特開平3−132944号、特開平7
−243038号公報などに示されているが、これらの
方法は、二つ以上のターゲットを同時にスパッタしなが
らそれぞれの膜を交互に堆積させるために基板を回転さ
せている。
【0004】また、近年盛んに研究開発がなされている
書き換え可能な光ディスクにおいては、堆積させた膜に
膜厚の分布(バラツキ)があると、記録・再生特性にバ
ラツキが及んでしまう。そのため、特公平5−3281
7号公報においては、膜厚分布を補正するための分布補
正板を用いることが提案されている。しかし、この分布
補正板は、ターゲットからの粒子が堆積しやすく、その
堆積により開口部の形状が変わり補正板本来の役割が得
られなくなりやすい。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、上記
した従来技術の欠点を改良し、特に、上記のような書き
換え可能な光ディスクの記録・再生特性のバラツキの原
因である基板上の膜厚の不均一な成膜を低減し、均一な
特性の光ディスクを提供することを目的としている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明は上記した目的を
達成するため、基本的には、以下に記載されたような技
術構成を採用するものである。即ち、本発明に係わるス
パッタリング装置の態様は、成膜材料であるn個(nは
2以上の整数)のターゲットと膜を成膜するk個(kは
2以上の整数)の基板とが対向して設けられ、前記基板
がその中心を回転軸として自転しながら前記ターゲット
上を公転し、前記ターゲットの中心は、基板の中心軸の
公転軌跡が通過するように配置したスパッタリング装置
において、前記基板が、公転1回に対して自転回数がn
回(このnは、前記nと同じ)以上の非整数値となるよ
うに構成したことを特徴とするものである。
【0007】又、本発明に係るるスパッタリング装置を
用いた成膜方法の態様は、成膜材料であるn個(nは2
以上の整数)のターゲットと膜を成膜するk個(kは2
以上の整数)の基板とが対向して設けられ、前記基板が
その中心を回転軸として自転しながら前記ターゲット上
を公転し、前記ターゲットの中心は、基板の中心軸の公
転軌跡が通過するように配置したスパッタリング装置を
用いた成膜方法において、前記基板が、公転1回に対し
て自転回数がn回(このnは、前記nと同じ)以上の非
整数値となるように構成したことを特徴とするものであ
る。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明のスパッタリング装置は、
成膜材料である円形ターゲットと膜を成膜する基板とが
対向して設けられ、前記基板がその中心を回転軸として
自転しながら前記ターゲット上を公転するスパッタリン
グ装置において、前記基板がターゲットを通過する際、
今回のターゲットに対する基板の重なる位置が、前回通
過した際の基板の重なる位置と異なるように自転するよ
うに構成したから、基板上に形成される膜の膜厚が均一
化した。
【0009】
【実施例】以下に、本発明に係わるスパッタリング装置
の具体例を図面を参照しながら詳細に説明する。図1乃
至図3は、本発明に係わるスパッタリング装置の具体例
の構造を示す図であって、これらの図には、成膜材料で
ある円形ターゲット11a〜11dと膜を成膜する基板
12a〜12dとが対向して設けられ、前記基板12a
〜12dがその中心を回転軸13として自転しながら前
記ターゲット11a〜11d上を公転するスパッタリン
グ装置において、前記基板12aがターゲット11aを
通過する際、今回のターゲットに対する基板の重なる位
置M1が、前回通過した際の基板の重なる位置M1と異
なるように自転することを特徴とするものであり、又、
前記基板12aが、ターゲット11a上にきた際、前記
基板12aの全面がターゲット11aに略重なるように
構成したことを特徴とするものであり、又、ターゲット
の個数をn個(図ではn=4)としたとき、公転1回に
対して自転回数がn回以上(図ではn=4.25)の非
整数値となるように構成したことを特徴とするものであ
り、又、前記ターゲット11a〜11dは、基板の中心
軸13の公転軌跡14に沿って配置されていることを特
徴とするものであり、又、前記ターゲット11a〜11
dの中心Cは、基板の中心軸13の公転軌跡14が通過
するように配置されていることを特徴とするものであ
り、又、前記ターゲット11a〜11dは等間隔に配置
されているスパッタリング装置が示されている。
【0010】以下に、本発明のスパッタリング装置を更
に詳細に説明する。なお、ここでは、書き換え可能相変
化型光ディスクを作製する場合を例にして本発明を説明
する。図1にスパッタ室を上部からみた時の平面模式図
を、図2にターゲットと基板の位置関係を示す断面模式
図を示す。ここでは、ターゲットと基板の位置関係を見
易くするために、間に設置されているシャッターは記載
していない。
【0011】スパッタ室の蓋20には、歯車18が設置
されている。外部からトレイ回転軸16を回転させる
と、トレイ17が回転する。このトレイ17の回転が、
トレイに取り付けている基板の公転動作となる。さら
に、トレイ17には、基板回転(自転)用の歯車19が
取り付けてあり、歯車18と噛み合っている。そのた
め、基板取り付け部12は、取付中心軸13を軸として
回転(自転)することになる。また、基板回転の軸13
は、ターゲット11a〜11dの中心軸c上を通過する
ようになっている。さらに、公転1回転に対して基板1
1a〜11dの自転回数は、4回転以上の非整数値にな
るように歯車18、19の歯数を限定しているので、あ
るターゲット上を同じ状態で基板が自転しながら通過す
ることはない。そのため、徐々に堆積する膜厚の均一性
が格段によくなっている。
【0012】この状態は、図3に示され、基板12a上
の位置M1が1回公転後ターゲット11aに対して異な
る位置にあることが示されている。前述の書き換え型光
ディスクの記録部は、通常4〜5層であり、4層の場合
は第1の誘電体層、記録層、第2の誘電体層、反射層の
4層、5層の場合は第1の誘電体層、第2の誘電体層、
記録層、第3の誘電体層、反射層の5層よりなる記録部
が形成されており、各層はスパッタリング法により形成
される。また、スパッタ室内には、誘電体層用ターゲッ
ト、記録膜用ターゲット、反射膜用ターゲットが等間隔
で配されている。 まず、第1の誘電体層を成膜するた
めにAr等不活性ガスをスパッタ室に導入し、当該ター
ゲットと基板との間に高圧を印加し、放電させ成膜す
る。成膜終了後、導入した不活性ガスを一旦排気する。
次に、記録層を成膜するためにAr等不活性ガスをスパ
ッタ室に導入し、当該ターゲットと基板との間に高圧を
印加し、放電させ成膜する。成膜終了後、導入した不活
性ガスを一旦排気する。次に、第2の誘電体層を成膜す
るためにAr等不活性ガスをスパッタ室に導入し、当該
ターゲットと基板との間に高圧を印加し、放電させ成膜
する。成膜終了後、導入した不活性ガスを一旦排気す
る。最後に、反射層を成膜するためにAr等不活性ガス
をスパッタ室に導入し、当該ターゲットと基板との間に
高圧を印加し、放電させ成膜する。成膜終了後、導入し
た不活性ガスを排気する。このような手順で、ターゲッ
ト一つずつスパッタ成膜し、書き換え型光ディスクを作
製する。
【0013】以下、図面を参照して本発明を具体的に説
明する。 (実施例1)図1は本発明のスパッタリング装置の構成
を説明するための模式図である。本スパッタ装置を用い
て以下のような、書き換え型の光ディスク媒体作製し、
記録・再生特性を評価した。
【0014】射出成型によって作られた片面にグルーブ
(深さ55nm、幅0.6μm、ピッチ1.2μm)を
有し、直径15mmの中心孔を有する直径120mm、
厚さ0.6mmのポリカーボネート樹脂基板のグルーブ
を有する面に、第1の誘電体層としてZnSSiO2
を110nm、記録層としてGeSbTe膜を18n
m、第2の誘電体層としてZnSSiO2 膜を25n
m、反射層としてAlTi膜を100nm順次スパッタ
法により成膜し、このAlTi膜の上に保護用の紫外線
硬化樹脂15μmを成膜し、記録可能媒体を製作した。
【0015】内周から外周まで、再生波形の振幅が均一
で、ディスク円周方向でも振幅が均一な記録・再生特性
を示す媒体が得られた。 (実施例2)射出成型によって作られた片面にグルーブ
(深さ65nm、幅0.6μm、ピッチ1.2μm)を
有し、直径15mmの中心孔を有する直径120mm、
厚さ0.6mmのポリカーボネート樹脂基板のグルーブ
を有する面に、第1の誘電体層としてSiO2 を140
nm、第2の誘電体層としてZnSSiO2 膜を40n
m、記録層としてGeSbTe膜を18nm、第3の誘
電体層としてZnSSiO2 膜を25nm、反射層とし
てAlTi膜を100nm順次スパッタ法により成膜
し、このAlTi膜の上に保護用の紫外線硬化樹脂15
μmを成膜し、記録可能媒体を製作した。
【0016】内周から外周まで、再生波形の振幅が均一
で、ディスク円周方向でも振幅が均一な記録・再生特性
を示す媒体が得られた。 (比較例1)実施例1と同じ構造で、基板の自転軸を、
ターゲットの中心軸からずらしたスパッタリング装置
で、実施例1と同じ構造の書き換え可能型光ディスクを
作製し、記録・再生特性を評価した。その結果、内周と
外周で、再生波形の振幅にバラツキが見られ、膜厚の均
一性がよくないことが分かった。 (比較例2)実施例1と同じ構造で、基板の公転1回転
に対して自転を4回転としたスパッタリング装置で、実
施例1と同じ構造の書き換え可能型光ディスクを作製
し、記録・再生特性を評価した結果、ディスク円周方向
1回転あたり4つの振幅変動箇所が観測され、膜厚の均
一性がよくないことが分かった。
【0017】なお、本発明では、ターゲットを等間隔に
配置したが、場合によっては、等間隔に配置せずに膜厚
と均一にするように構成してもよい。
【0018】
【発明の効果】本発明は、基板を自転させ、その自転軸
をターゲットの中心を通過するような公転軌跡と、さら
に公転1回転あたり自転を4回転以上の非整数値とする
ことにより膜厚の均一性が飛躍的に向上した。更に、デ
ィスク内での特性バラツキを抑制し、均一な特性の書き
換え可能光ディスクを作製することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係るスパッタリング装置のスパッタ室
を上部から見た図である。
【図2】スパッタリング装置の断面図である。
【図3】本発明の基板の自転の状態を説明する図であ
る。
【符号の説明】
11a〜11d ターゲット 12 基板取り付け部 12a〜12d 基板 13 基板取り付け中心軸(自転軸) 14 基板自転軸が描く公転時の軌跡 15 トレイの回転方向 16 トレイ回転軸 17 トレイ(側面断面図) 18、19 歯車 20 スパッタ室の蓋 M1 基板上の位置
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C23C 14/00 - 14/58 G11B 7/26

Claims (2)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 成膜材料であるn個(nは2以上の整
    数)のターゲットと膜を成膜するk個(kは2以上の整
    数)の基板とが対向して設けられ、前記基板がその中心
    を回転軸として自転しながら前記ターゲット上を公転
    し、前記ターゲットの中心は、基板の中心軸の公転軌跡
    が通過するように配置したスパッタリング装置におい
    て、前記基板が、公転1回に対して自転回数がn回(このn
    は、前記nと同じ)以上の非整数値となるように構成し
    ことを特徴とするスパッタリング装置。
  2. 【請求項2】 成膜材料であるn個(nは2以上の整
    数)のターゲットと膜を成膜するk個(kは2以上の整
    数)の基板とが対向して設けられ、前記基板がその中心
    を回転軸として自転しながら前記ターゲット上を公転
    し、前記ターゲットの中心は、基板の中心軸の公転軌跡
    が通過するように配置したスパッタリング装置を用いた
    成膜方法において、 前記基板が、公転1回に対して自転回数がn回(このn
    は、前記nと同じ)以上の非整数値となるように構成し
    たことを特徴とするスパッタリング装置を用いた成膜方
    法。
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