JPH03101206A

JPH03101206A - スパッタ装置

Info

Publication number: JPH03101206A
Application number: JP23732289A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kusuki; 直毅楠木; Hideaki Takeuchi; 英明竹内
Original assignee: Fuji Photo Film Co Ltd
Current assignee: Fujifilm Holdings Corp
Priority date: 1989-09-14
Filing date: 1989-09-14
Publication date: 1991-04-26

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】［産業上の利用分野］本発明は、光記録媒体或いは光磁気記録媒体の製造装置
に関し、特に基板上に薄膜を形成する際、基板上の薄膜
形成領域を規制すると共に基板を基板ホルダーに保持す
るマスク部材を有するスパッタ装置に関する。

［従来技術］近年、光記録媒体或いは光磁気記録媒体は、レーザ光に
よる書き込み・読みだし可能な光ディスク又は光磁気デ
ィスクとして大容量データ・ファイル等に広く利用され
ている。

このような光ディスク又は光磁気ディスクは、ガラス、
プラスチック等の透明基板上にスパッタリング法或いは
蒸着法により各種目的に応じた薄膜を一層又は多層に成
膜されている。

例えば、第５図に示すスパッタ装置のように、スパッタ
室１８内には、底部に配置したカソード電極２１．２２
上に、それぞれＳｉ及びＴｂ＊５Ｆｅｔｏ　Ｃｏ−ｒ材
料からなるターゲット１９と２０が設けられている。

また、前記カソード電極２１．２２は、それぞれターゲ
ット電源２３．２４が繋げられており、該ターゲット１
９．２０に個々に適したスパッタパワーを与え、所望の
積層薄膜が形成出来るようになされている。

前記両ターゲット１９．２０の上方には、プラスチック
基板４がアノード電極を兼ねた基板ホルダー１１に保持
されて前記両ターゲッ）１９．２０の両方に対してほぼ
均等な位置になるような位置に配置されている。

そこで、上記のように構成された前記スパッタ装置のス
パッタ室１８内を真空ポンプ２５により真空排気した後
、該スパッタ室１８にＡｒガス及びＮ８ガスを導入し、
且つ前記ターゲラ）１９．２０に適宜スパッタパワーを
印加させることによりスパッタリングを行い、前記プラ
スチック基板４上に夫々数人〜１０数人の厚さで交互に
積層薄膜を形成する。

ところで、この様な薄膜を基板上に形成する際には、一
般に、プラスチック基板上に成膜される薄膜の領域を規
制し、前記プラスチック基板を基板ホルダーに固定する
ために基板の内周部と外周部にマスクが用いられている
。当初、前記マスクは前記基板ホルダー１１にネジ止め
されていたが、近年、前記光ディスク及び光磁気ディス
クの量産化に伴うプラスチック基板の基板ホルダー脱着
の自動化に対応して、前記基板ホルダー内に磁石を埋設
して前記マスクを固定する方法が用いられている。

これは、例えば第６図に示すような円盤状の基板ホルダ
ー１１からなり、該基板ホルダーの基板ホルダー基体１
１ａはその下方側に前記プラスチック基板４を保持する
円冠状の凹部２６を有している。

そして、該凹部２６内にセットされた前記プラスチック
基板４は適宜幅を有したリング状の外周マスク１２と円
板状の内周マスク１３とによって押さえ付けられる。こ
こで、磁性材料からなる前記外周マスク１２及び内周マ
スク１３は、前記基板ホルダー基体１１ａの下方側に設
けられた穴に接着剤１５で接着して適宜埋設された磁石
１６．１７の磁力によりて保持されているので、着脱が
容易になっている。

［発明が解決しようとする課題］しかしながら、前記磁石の大きさが前記基板ホルダーの
形状によって制約されている為大きな磁石を用いること
ができず、あまり大きな磁力を作用させることが出来な
いので、前記基板ホルダーのマスク保持力は充分でなく
、基板ホルダーを回転したり移送しながらスパッタリン
グを行った場合、前記外周マスク及び内周マスクが前記
基板ホルダーから外れて基板の脱落を生じるといった問
題があった。また、前記磁石の磁界強度を必要以上に強
くすると、該磁石の漏れ磁束が大きくなり、前記基板上
に形成されるＦｌｌＷｌｉが、例えば光磁気ディスクの
記録層のような磁界の影響を受は易い磁性層の場合、前
記漏れ磁束が前記磁性層の磁気記録特性に悪影響を及ぼ
すといった問題がある。

更に、前記磁石を基板ホルダーに固定する手段としては
一般に接着剤が用いられているが、該接着剤は真空槽内
において分解を起こしてガスを発生することが有り、こ
の脱ガスが薄膜の成膜特性に悪影響を及ぼすといった問
題がある。

即ち、本発明の目的は上記問題点を解消することにあり
、基板上の薄膜に悪影響を及ぼすことなく基板及びマス
クを確実に保持する基板ホルダーを有し、良質な薄膜を
形成できるスパッタ装置を提供することにある。

［課題を解決するための手段］本発明の上記目的は、スパッタ室内に配設されたターゲ
ットに対向する基板ホルダーによって保持された基板上
にスパッタリングにより薄膜を形成するスパッタ装置に
おいて、前記基板ホルダーは基板上の薄膜形成領域を規
制すると共に前記基板を挟持するためのマスク部材が該
基板ホルダーの基板保持側に埋設されたヨーク部材の内
方に配設された磁石の磁力により保持されており、且つ
前記ヨーク部材は前記磁石がｌ＆着する底部と、該底部
から前記マスク部材に向かって延びると共に前記磁石と
前記マスク部材との間に間隙を形成しながら前記マスク
部材に当接する当接部とを形成された強磁性体材料で構
成されていることを特徴とするスパッタ装置により達成
される。

［実施態様］以下、本発明に基づくスパッタ装置の一実施態様を図面
により詳細に説明する。

第１図は本発明に基づくスパッタ装置の基板ホルダ−１
の概略断面図を示し、第２図は基板保持状態を示す部分
断面斜視図である。

第１図に示すように、基板ホルダー１は円盤状の基板ホ
ルダー基体１ａからなり、該基板ホルダー基体１ａはそ
の下方側にプラスチック基板４を保持する円冠状の凹部
３０を有している。そして、該凹部３０内にセットされ
た前記プラスチック基板４は適宜幅を有したリング状の
外周マスク２と円板状の内周マスク３とによって押さえ
付けられる。

ここで、磁性材料からなる前記外周マスク２及び内周マ
スク３は、前記基板ホルダー基体１ａの下方側に設けら
れた穴９．１０に適宜埋設されたヨーク部材５．７内に
配設された永久磁石６．８の磁力によって保持されてい
る。

前記ヨーク部材５．７は、底面を有する中空円筒形の強
磁性体材料で形成されており、その底面中央には１小ネ
ジ２７が貫通する孔を有している。

また、前記穴９は前記ヨーク部材５の外径と同径の円筒
形の穴であり、前記凹部３０の外周に沿って等間隔に４
つ設けられている。前記穴１０は前記ヨーク部材７の外
径と同径の円筒形の穴であり、基板ホルダー基体１ａの
中央に設けられている。

そして、前記穴９．１０各々の底面中央には前記１小ネ
ジ２７が螺合するネジ穴が形成されている。

そこで、例えば第２図に示す様に、前記穴９内に嵌装さ
れた前記ヨーク部材５は、前記１小ネジ２７によって前
記基板ホルダー基体１ａに固定される。そして、該ヨー
ク部材５の中には円柱状の永久磁石６が配設されるが、
該永久磁石６はそれ自身の磁力により前記ヨーク部材５
の底部に吸着されている。また、前記永久磁石６，８の
厚みは前記ヨーク部材５の内方深さよりも薄く形成され
ている。

従って、前記凹部３０にプラスチック基板４をセットし
た後、前記外周マスク２及び内周マスク３を所定位置に
装着すると、該外周マスク２及び内周マスク３は前記永
久磁石６．８の磁力により前記ヨーク部材５．７の開放
端部に吸着されるが、前記永久磁石６．８は前記外周マ
スク２及び内周マスク３とは接触しない。

そして、前記外周マスク２は前記プラスチック基板４の
外径よりも小さい内径を有し、前記内周マスク３は前記
プラスチック基板４の内径よりも大きい外径を有してい
るので、前記プラスチック基板４は前記凹部３０と前記
外周マスク２及び内周マスク３との間で挟持される。

次に、前記プラスチック基板４を取り外す際には、前記
外周マスク２及び内周マスク３を前記永久磁石６．８の
磁力に抗して引き離せば良い、この時、前記永久磁石６
．８と前記外周マスク２及び内周マスク３との間には間
隙が形成されているので、接着剤を用いて前記ヨーク部
材５．７内に接着しなくとも前記永久磁石６．８は前記
外周マスク２及び内周マスク３に吸着して外れてしまう
ことが無く、常に前記ヨーク部材５，７内に位置するこ
とができる。

この様に本実施態様によれば、前記永久磁石６゜８の周
囲に強磁性体材料からなるヨーク部材５７を設けたので
、例えば第３図に示す磁力線Ａの様に、前記永久磁石６
から出る磁束は前記ヨーク部材５と前記外周マスク２と
によって閉回路を構成され、磁束密度が高められる。そ
こで、前記永久磁石６．８の漏れ磁束が無くなると共に
前記外周マスク２及び内周マスク３に作用する磁力が強
められる。

従って、前記基板ホルダー１に埋設された永久磁石６，
８の漏れ磁束が、前記プラスチック基板４上にスパッタ
リングにより形成される磁性層に対して悪影響を及ぼす
のを防止することができると共に、前記外周マスク２及
び内周マスク３に対する前記基板ホルダーｌの保持力を
高めることができる。

尚、上記実施態様においてはヨーク部材を中空円筒形に
形成したが、本発明はこれに限定するものではなく、例
えば第４図に示すヨーク部材２８は断面コ字状の溝形部
材によって形成されており、その矩形状底面には前記１
小ネジ２７の貫通孔２９が設けられている。この樺に、
本発明に基づくヨーク部材は、磁石が吸着する底部と、
該底部からマスク部材に向かって延びると共に前記磁石
と前記マスク部材との間に間隙を形成しながら前記マス
ク部材に当接する当接部とを形成された強磁性体材料で
あれば、種々の形状を採りうろことは勿論であり、前記
磁石も種々の形状を採りうる。更に、これらの設置数も
適宜設定される− また、上記基板ホルダーｌは、基板を自公転させたり、
移送したりする他のスパッタ装置のみならず、熱蒸着装
置等の他の薄膜形成装置用基板ホルダーにも応用できる
。

［発明の効果］以上述べたように、本発明のスパッタ装置によれば、ス
パッタ室内に配設されたターゲットに対向する基板ホル
ダーは基板上の薄膜形成領域を規制すると共に前記基板
を挟持するためのマスク部材が該基板ホルダーの基板保
持側に埋設されたヨーク部材の内方に配設された磁石の
磁力により保持されており、且つ前記ヨーク部材は前記
磁石が吸着する底部と、該底部から前記マスク部材に向
かって延びると共に前記磁石と前記マスク部材との間に
間隙を形成しながら前記マスク部材に当接する当接部と
を形成された強磁性体材料で構成されている。

そこで、前記磁石から出る磁束は前記ヨーク部材と前記
マスク部材とによって閉回路を構成され、磁束密度が高
められるので、基板上の薄膜に悪影響を及ぼす前記磁石
の漏れ磁束を無くすと共に、前記マスク部材に作用する
磁力を強めることができる。

また、前記磁石とマスク部材との間には間隙が形成され
ているので、接着剤を用いて前記磁石を前記ヨーク部材
内に接着しなくとも、前記磁石は前記マスク部材に吸着
して外れてしまうことが無く、常に前記ヨーク部材内に
位置することができる。即ち、真空槽内において構成成
分が分解を起こして脱ガスを発生し易い接着剤を用いな
いで済む。

従って、基板上の薄膜に悪影響を及ぼすことなく基板及
びマスクを確実に保持する基板ホルダーを有し、良質な
薄膜を形成できるスパッタ装置を提供することができる
。

［実施例］以下、実施例により本発明の効果を更に明確にする。

裏施舅土第５図に示した形式のスパッタ装置内に第１図に示した
本発明に基づく基板ホルダー１を配設して光磁気記録媒
体の記録層を成膜した。

スパッタ室１８内に直径２００閤の大きさのＳｌ材料及
びＴｂ＊ｓＰｅ、。ｃｏ？材料からなる一対の円形ター
ゲット１９．２０をそれぞれ中心路Ｍ４００鴫で配設し
、これらに対向して直径１３０■のプラスチック基板を
前記基板ホルダー１に取付けてターゲラトル基板間距離
が１５０閣となるように配置させた。そして、先ず第１
層として、真空排気して圧力を５×１０−’Ｔｏｒｒま
で脱ガス化した後、スパッタ室にＡｒガスを２００　Ｓ
Ｃ側、Ｎｔガスを６０５ＣＣＭ適宜導入しガス圧を８ｍ
Ｔｏｒｒとすると共に、前記Ｓｌ材料ターゲット１９に
２ｋＷの放電パワーを適宜印加してスパッタを維持し、
膜厚が約１０００人の５ｉＮｌｉを形成した０次に第２
層として、再び真空排気して圧力を５　Ｘｌ０−’Ｔｏ
ｒｒまで脱ガス化した後、スパッタ室にＡｒガスを１０
０３ＣＣＩ＋適宜導入しガス圧を３ｍＴｏｒｒとすると
共に、前記ＴｂｔｓＦｅｙ１１Ｃｏｔ材料ターゲッ）２
０に１．５ｋＷの放電パワーを適宜印加してスパッタを
維持し、膜厚が約１０００人のＴ　ｂＦｅｃ。

膜を形成した。最後に第３層として、真空排気して圧力
を５　Ｘｌ０−’Ｔｏｒｒまで脱ガス化した後、スパッ
タ室にＡｒガスを２００　ＳＣＣ？Ｉ、Ｎ！ガスを６０
３ＣＣＭ適宜導入しガス圧を８ｍＴｏｒｒとすると共に
、前記Ｓｉ材料ターゲット１９に２ｋＷの放電パワーを
適宜印加してスパッタを維持し、膜厚が約１０００人の
ＳｉＮ膜を形成した。従って、前記プラスチック基板上
には、各々膜厚が約１０００人のＳｉＮ膜、Ｔ　ｂＦｅ
ｃｏ膜及びＳｉＮ膜の三層からなる記録層を形成した。

このようにして製作されたサンプルを５枚取り出し、各
基板毎に直径方向に中心からｌＯ■間隔で保磁力を測定
して基板内の保磁力のバラツキを求めたところ、平均±
２．６％以内のバラツキであった。

但し、前記ヨーク部材５，７は外径１４Ｍ、厚さ６ｍの
円柱状ステンレス鋼材料に内径１０１１１１、深さ４Ｉ
ＩＩＩＩの座ぐり穴を空けて形成した。また、前記各ヨ
ーク部材５，７に嵌装される永久磁石６．８には、外径
６■、厚さ３閣、残留磁束密度９２００ガウスの永久磁
石を用いた。更に、前記基板ホルダー基体１ａの材質は
アルミニウムとし、前記外周マスク２及び内周マスク３
は前記ヨーク部材５．７と同じステンレス鋼材料で形成
した。

実施Ｌ２− 上記実施例１で使用した基板ホルダー１と同じ構造及び
材質から成る基板ホルダーにプラスチック基板を保持さ
せた後、該基板ホルダーを公転半径３５０鴎の公転ホル
ダーに取付けて連続回転させた。

そして、前記公転ホルダーの回転数を６０ｒｐｍまで上
昇させたが、前記外周マスク２及び内周マスク３は脱落
することなく、前記基板ホルダー基体に保持された状態
を保っていた。

上較■土次に、比較例として、前記基板ホルダーｌを第６図に示
した従来の基板ホルダー１１に変え、その他の条件は、
全て前記実施例１と同一条件として成膜を行った。

このサンプルを同様に５枚取り出し、各基板毎に直径方
向に中心から１０ａｍ間隔で保磁力を測定して基板内の
保磁力のバラツキを求めたところ、平均±４．８％以内
のバラツキであった。

但し、永久磁石１６．１７は前記永久磁石６．８と同じ
ものを用い、前記基板ホルダー基体１１ａに適宜空けた
直径６．１−２深さ３．１閣の穴に接着剤で直接固定し
た。また、前記基板ホルダー基体１１ａの材質は前記基
板ホルダー基体１ａと同じアルミニウムとし、外周マス
ク１２及び内周マスク１３は前記外周マスク２及び内周
マスク３と同じものを用いた。

止較班Ｉ上記比較例１で使用した基板ホルダー１１と同じ構造及
び材質から成る基板ホルダーにプラスチック基板を保持
させた後、該基板ホルダーを公転半径３５０■の公転ホ
ルダーに取付けて連続回転させた。

すると、前記公転ホルダーの回転数が２５ｒｐｍまで上
昇したところで、前記外周マスク１２及び内周マスク１
３は前記基板ホルダー基体から脱落してしまった。

以上の結果から、本発明の基板ホルダーを備えたスパッ
タ装置によれば、基板上に形成する記録層の保磁力のバ
ラツキが小さい良好な光磁気ディスクを得られることが
わかる。また、基板及びマスク部材に対する基板ホルダ
ーの保持力も従来の基板ホルダーに比べて大幅に高める
ことができた。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に基づくスパッタ装置の基板ホルダーの
概略断面図、第２図は第１図に示した基板ホルダーの基
板保持状態を示す部分断面斜視図、第３図は本発明に基
づくヨーク部材内に配設された永久磁石の磁力線図、第
４図は本発明の他の実施態様に基づくヨーク部材の斜視
図、第５図はスパッタ装置の概略断面図、第６図は従来
用いられていた基板ホルダーの概略断面図である。（図中符号）ｌ・・・基板ホルダー２・・・外周マスク４・・・プラスチック基板６．８・・・永久磁石１１・・・基板ホルダー１２・・・外周マスク１５・・・接着剤１８・・・スパッタ室２１．２２・・・カソード電極２５・・・真空ポンプ２７・・・１小ネジ２９・・・貫通孔１ａ・・・基板ホルダー基体３・・・内周マスク５．７・・・ヨーク部材９、ｌＯ・・・穴１１ａ・・・基板ホルダー基体１３・・・内周マスク１６、１７・・・永久磁石１９．２０・・・ターゲット２３．２４・・・ターゲット電極２６・・・凹部２８・・・ヨーク部材３０・・・四部。（ばか３名）第１図第図

Claims

【特許請求の範囲】

スパッタ室内に配設されたターゲットに対向する基板ホ
ルダーによって保持された基板上にスパッタリングによ
り薄膜を形成するスパッタ装置において、前記基板ホル
ダーは基板上の薄膜形成領域を規制すると共に前記基板
を挟持するためのマスク部材が該基板ホルダーの基板保
持側に埋設されたヨーク部材の内方に配設された磁石の
磁力により保持されており、且つ前記ヨーク部材は前記
磁石が吸着する底部と、該底部から前記マスク部材に向
かって延びると共に前記磁石と前記マスク部材との間に
間隙を形成しながら前記マスク部材に当接する当接部と
を形成された強磁性体材料で構成されていることを特徴
とするスパッタ装置。