JPH0375369A - Sputtering device - Google Patents

Sputtering device

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Publication number
JPH0375369A
JPH0375369A JP21149989A JP21149989A JPH0375369A JP H0375369 A JPH0375369 A JP H0375369A JP 21149989 A JP21149989 A JP 21149989A JP 21149989 A JP21149989 A JP 21149989A JP H0375369 A JPH0375369 A JP H0375369A
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JP
Japan
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target
sputtering
substrate
magnetic field
thin film
Prior art date
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Pending
Application number
JP21149989A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Junji Nakada
純司 中田
Hideaki Takeuchi
英明 竹内
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Fujifilm Holdings Corp
Original Assignee
Fuji Photo Film Co Ltd
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Publication date
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Priority to JP21149989A priority Critical patent/JPH0375369A/en
Publication of JPH0375369A publication Critical patent/JPH0375369A/en
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

PURPOSE:To form a thin film uniform in thickness even if a target is short in the magnetron-type continuous sputtering device by the passage film forming method by providing a means for generating a specified magnetic field to the target. CONSTITUTION:A substrate holder 7 is continuously moved to the right in the figure and transferred to a sputtering chamber 15, and a thin film is formed on the substrates A, B and C successively mounted on the holder 7 while rotating a table 6. In this device, one rectangular target 1 extending orthogonally to the transfer direction is horizontally arranged. A permanent magnet 2 is set on the rear of the target 1 to generate a magnetic field along the target surface and almost orthogonally crossing an electric field in the vicinity of the surface. The magnetic field strength of the magnet on both ends of the target 1 in its longitudinal direction differs from that on the other parts, and the magnetic field on both end regions in the longitudinal direction of the target is strengthened.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、スパッタリング装置に関し、特に連続的に
移送される基板上に連続的にスパッタリングを行い薄膜
を形成するスパッタリング装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a sputtering apparatus, and particularly to a sputtering apparatus that continuously performs sputtering to form a thin film on a continuously transferred substrate.

〔従来技術〕[Prior art]

近年、光磁気記録媒体はレーザー光による書き込み、読
み出しが可能な光磁気ディスクとして大容量のデータフ
ァイル等に広く利用されている。
In recent years, magneto-optical recording media have been widely used for large-capacity data files, etc. as magneto-optical disks that can be written and read using laser light.

前記光磁気ディスクは、ガラスやプラスチック等の透明
基体上に形成された誘電体層、記録層及び保護層等から
成る多層構造で構成されている。例えば、光磁気効果を
示す前記記録層は、希土類金属(以下REと称す)と遷
移金属(以下TMと称す)の混合膜或いは積層膜とから
戒っており、このような薄膜を形成する薄膜形成法とし
てスパッタ法がある。
The magneto-optical disk has a multilayer structure consisting of a dielectric layer, a recording layer, a protective layer, etc. formed on a transparent substrate such as glass or plastic. For example, the recording layer exhibiting the magneto-optical effect may be a mixed film or a laminated film of a rare earth metal (hereinafter referred to as RE) and a transition metal (hereinafter referred to as TM), and a thin film forming such a thin film may be used. A sputtering method is available as a forming method.

前記スパッタ法とは、低圧雰囲気中においてArガス等
の不活性ガスを導入してグロー放電を発生せしめ、プラ
ズマ中のイオンを陰極ターゲットに照射してターゲット
材料表面から構造原子、分子を叩き出すことにより、該
ターゲットに対向するように配置された陽極基体ホルダ
ー上の基体表面に薄膜を付着形成する薄膜形成方法であ
り、広く工業的に利用されている。
The sputtering method involves introducing an inert gas such as Ar gas into a low-pressure atmosphere to generate a glow discharge, and irradiating a cathode target with ions in the plasma to knock out structural atoms and molecules from the surface of the target material. This is a thin film forming method in which a thin film is deposited on the surface of a substrate on an anode substrate holder placed so as to face the target, and is widely used industrially.

前記薄膜形成方法のなかでも、前記ターゲット上に該タ
ーゲットと概ね平行な磁場成分を形威し、電界と磁界を
ほぼ直交させるマグネトロンスパッタ法は、成膜速度が
速く、被スパツタリング基体の温度上昇が抑えられる等
の効果があり、非常に有効な薄膜形成方法として半導体
や磁気記録媒体の製造工程等で広く利用されている。
Among the above-mentioned thin film forming methods, the magnetron sputtering method, in which a magnetic field component that is approximately parallel to the target is formed on the target, and the electric field and the magnetic field are made to be substantially orthogonal, has a fast film forming rate and a temperature rise of the substrate to be sputtered. It is widely used in the manufacturing process of semiconductors and magnetic recording media as a very effective thin film forming method.

次に、従来の光磁気記録媒体の記録層の製造装置につい
て説明する。
Next, a conventional manufacturing apparatus for a recording layer of a magneto-optical recording medium will be described.

従来の製造装置にはその一つに回転成膜方式と呼ばれて
いるマグネトロン型スパッタリング装置があり、この基
本的構造はスパッタ室内において、室内上方に回転する
ホルダーが設置され、このホルダーに成膜用基板を装着
するように構成され、更に、スパッタ室内の低部に、例
えば2つのマグネトロンスパッタカソードがそれぞれ成
膜材料であるRE金金属7M金属とから戒る円形のター
ゲットを有し、マグネトロン放電を可能にするために各
ターゲット裏面側には永久磁石を備えた構成にて所定の
間隔をあけて配置されている。
One type of conventional manufacturing equipment is a magnetron-type sputtering equipment called a rotational film deposition method.The basic structure of this is that a rotating holder is installed in the sputtering chamber above the chamber, and the film is deposited on this holder. Furthermore, in the lower part of the sputtering chamber, two magnetron sputtering cathodes each have a circular target made of RE gold metal 7M metal, which is a film forming material, and a magnetron discharge In order to make this possible, permanent magnets are provided on the back side of each target and are arranged at predetermined intervals.

前記回転成膜方式の装置には、前記マグネトロンスパッ
タカソードに対向するように設けられた前記ホルダーに
は、単に公転する構造のものと、自公転(遊星ギア等を
有した構成)する構造のものとがある。公転型の場合は
膜圧分布を均一にするために膜厚分布修正板が配置され
ており、自公転型のもは前記膜厚分布修正板が無くとも
膜厚分布の均一化が良好にできる。
In the rotary film forming apparatus, the holder provided to face the magnetron sputtering cathode may have a structure that simply revolves, or a structure that rotates around itself (having a planetary gear, etc.). There is. In the case of the revolution type, a film thickness distribution correction plate is arranged to make the film pressure distribution uniform, and in the case of the revolution type, the film thickness distribution can be made uniform even without the film thickness distribution correction plate. .

このような回転成膜方式の成膜装置によれば、前記RE
金属層とTM金属層の積層構造を自由に変えることがで
きるので、記録層の磁化量、保磁力、光磁気効果(カー
効果)等の優れた特性を有する高品質な光磁気記録媒体
が得られる。更に、記録層の積層構造変化は前記基板ホ
ルダーの公転成いは自転の回転数と前記両ターゲットに
印加するスパッタパワー比とでコントロールできるため
に、比較的制御性が良い。
According to such a rotational film forming type film forming apparatus, the RE
Since the laminated structure of the metal layer and the TM metal layer can be freely changed, a high-quality magneto-optical recording medium with excellent properties such as the amount of magnetization of the recording layer, coercive force, and magneto-optical effect (Kerr effect) can be obtained. It will be done. Further, since the change in the laminated structure of the recording layer can be controlled by the revolution speed or rotation speed of the substrate holder and the sputtering power ratio applied to both targets, the controllability is relatively good.

しかしながら従来装置によれば、膜厚の均一性を図るた
めに前記膜厚分布修正板や自公転機構等の機械的動作構
造に多く依存しているので、前記スパッタ室内の清浄性
の点から望ましくなく、例えば前記膜厚分布修正板に付
着したスパッタ粒子に起因したダストが薄膜を形成する
基板上に付着して薄膜のピンホールを発生する。
However, according to the conventional apparatus, in order to achieve film thickness uniformity, it relies heavily on mechanical operating structures such as the film thickness distribution correction plate and the rotation and revolution mechanism, which is not desirable from the viewpoint of cleanliness in the sputtering chamber. Instead, for example, dust caused by sputtered particles adhering to the film thickness distribution correction plate adheres to the substrate on which the thin film is formed, generating pinholes in the thin film.

また、前記自公転式の成膜装置においては、前記基板を
自公転機構に取り付ける作業は複雑で自動化しにくく生
産性が低い。また、駆動機構が複雑で設備コストが高い
だけでなく、メンテナンス性においても問題がある。
Moreover, in the above-mentioned rotation-revolution type film forming apparatus, the work of attaching the substrate to the rotation-revolution mechanism is complicated and difficult to automate, resulting in low productivity. In addition, the drive mechanism is complicated and the equipment cost is high, and there are also problems in maintainability.

更に、上記回転tc膜方式の成膜装置においては、前記
基板上への誘電体層、保護層、記録層等の各層の成膜が
それぞれ独立したスパッタ室で行われるため、スパッタ
室の開放は一回のスパッタリング毎に必要になることは
当然のことながら、前記基板ホルダーは前記各スパッタ
室間の移送や前記各スパッタ室内の回転軸への取付けの
際にチャッキングが必要になる。このため、前記基板ホ
ルダーのセツティング時間が大きくなり、生産性が上が
らないと言う問題がある。
Furthermore, in the above-mentioned rotating TC film type film forming apparatus, each layer such as a dielectric layer, a protective layer, and a recording layer is formed on the substrate in separate sputtering chambers, so opening of the sputtering chamber is unnecessary. Of course, this is necessary for each sputtering process, and chucking is also required when the substrate holder is transferred between the sputtering chambers and when attached to the rotating shaft within each sputtering chamber. For this reason, there is a problem that the setting time of the substrate holder becomes long and productivity is not improved.

そこで、前記生産性の向上のために、第5図に示した様
な通過成膜方式の連続スパッタ装置が採用されている。
Therefore, in order to improve the productivity, a continuous sputtering apparatus using a passing film forming method as shown in FIG. 5 has been adopted.

前記通過成膜方式の連続スパッタ装置は、それぞれ独立
した排気系を持つ複数の真空室を有しており、そのうち
連続して設けられたスパッタ室126.127,128
では連続してスパッタが行われる。前記スパッタ室12
6.127.128はゲートパルプ131により連通し
て分けられている。そして、搬送経路を形成した搬送ロ
ール120に案内された複数の基板ホルダー121は、
前記スパッタ室126.127.128内に連続して一
定速度で移送されるように構成されている。また、前記
基板ホルダー121は、その移送方向に対して直交方向
に水平に並んだ複数のプラスチック基板125を保持し
ている。
The continuous sputtering device using the pass-through film forming method has a plurality of vacuum chambers, each having an independent exhaust system, of which sputtering chambers 126, 127, and 128 are continuously provided.
Then, sputtering is performed continuously. The sputtering chamber 12
6, 127, and 128 are connected and separated by a gate pulp 131. Then, the plurality of substrate holders 121 guided by the transport rolls 120 forming a transport path are
The sputtering chamber 126, 127, 128 is configured to be continuously transported at a constant speed. Further, the substrate holder 121 holds a plurality of plastic substrates 125 arranged horizontally in a direction perpendicular to the direction of transfer thereof.

そして、例えば前記スパッタ室127内には、底部にマ
グネトロンスパッタカソード122が成膜材料であるR
E金金属7M金属から威り基板搬送方向とは水平直角方
向に延びた長形角型の合金ターゲット123を有し、マ
グネトロン放電を可能にするためにターゲット裏面側に
は、例えば第6図に示す如く上方から見て両極が矩形環
状の間隙25を空けるようにして前記ターゲット123
の全域に対応する永久磁石124を備えている。また、
前記プラスチック基板125上の成膜層の成膜時間を調
整するために、前記合金ターゲット123の上方にはシ
ャッター129が配置されている。
For example, in the sputtering chamber 127, a magnetron sputtering cathode 122 is placed at the bottom of the sputtering chamber 127 as a film forming material.
E gold metal 7M has a rectangular alloy target 123 extending horizontally and perpendicularly to the substrate conveyance direction, and in order to enable magnetron discharge, there is an alloy target 123 on the back side of the target, as shown in FIG. 6, for example. As shown, the target 123 is arranged so that the two poles have a rectangular annular gap 25 when viewed from above.
It is equipped with a permanent magnet 124 corresponding to the entire area. Also,
A shutter 129 is disposed above the alloy target 123 in order to adjust the film formation time of the film formation layer on the plastic substrate 125.

前記合金ターゲット123は、ターゲット電源130が
繋げられており、該合金ターゲット123に適したスパ
ッタパワーを与え、所望の合金薄膜が形成出来るように
なされている。更に、前記合金ターゲラ目23は、上記
したように水平に配置され前記基板ホルダー121の移
送方向に対して直交方向に延びる矩形状に形成されてお
り、該合金ターゲット123の長手方向の長さは通常、
前記基板ホルダー121に並設された前記プラスチック
基板125の直径の合計長に対して従来においては実用
上から約1.6〜2.0倍程度に設定されていた。
The alloy target 123 is connected to a target power source 130, which applies sputtering power suitable for the alloy target 123 to form a desired alloy thin film. Further, as described above, the alloy target eye 23 is formed in a rectangular shape that is arranged horizontally and extends in a direction perpendicular to the transfer direction of the substrate holder 121, and the length of the alloy target 123 in the longitudinal direction is usually,
Conventionally, the length has been set to about 1.6 to 2.0 times the total length of the diameters of the plastic substrates 125 arranged in parallel to the substrate holder 121 for practical purposes.

そこで、前記通過成膜方式の連続スパッタ装置では、前
記基板ホルダー121に並設された複数の前記プラスチ
ック基板125が連続移送されながらスパッタを行われ
同時成膜されるので、生産性が大幅に向上する。
Therefore, in the continuous sputtering apparatus using the passing film forming method, the plurality of plastic substrates 125 arranged in parallel on the substrate holder 121 are continuously transferred and sputtered to form films at the same time, which greatly improves productivity. do.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、前記通過成膜方式の連続スパッタ装置で
は、前記基板ホルダー121の移送直角方向の中央部分
に設置されたプラスチック基板125上に形成された薄
膜の膜厚と、移送方向両側端部分に設置されたプラスチ
ック基板125上に形成された薄膜の膜厚との間に差が
生じていた。この問題は、両端の前記プラスチック基板
125の膜厚が中央のものに比べて小さくなるといった
所謂取付は位置による膜厚差が生じる問題であった。こ
れは、長形の前記ターゲット123を使用した場合には
基板走行ラインにより第7図に示すようにスパッタ室両
端部分が成膜率が極端に低くなっているので、従来にお
いては前記基板ホルダー121の移送方向に対して直交
方向に水平に延びる前記合金ターゲット123の長手方
向の長さを基板走行ラインの幅に比べて十分に長くする
と云う対策を取っていた。しかし、前記合金ターゲット
123の長手方向の長さを長くすると、スパッタ室の大
型化になるだけでなくターゲット材料の基板への付着効
率が減少し、製造コストが増加するという問題を生じた
However, in the continuous sputtering apparatus using the pass-through film forming method, the thickness of the thin film formed on the plastic substrate 125 installed at the central portion of the substrate holder 121 in the direction perpendicular to the direction of transport and the thickness of the thin film formed on the plastic substrate 125 installed at the end portions of the substrate holder 121 in the direction perpendicular to the direction of transport are different. There was a difference in the thickness of the thin film formed on the plastic substrate 125. This problem is that the film thickness of the plastic substrates 125 at both ends is smaller than that at the center, which is a problem in which a difference in film thickness occurs depending on the position of the so-called mounting. This is because when the elongated target 123 is used, the film formation rate is extremely low at both ends of the sputtering chamber due to the substrate running line as shown in FIG. A measure was taken to make the longitudinal length of the alloy target 123, which extends horizontally in a direction orthogonal to the transfer direction, sufficiently longer than the width of the substrate running line. However, increasing the length of the alloy target 123 in the longitudinal direction not only increases the size of the sputtering chamber, but also reduces the adhesion efficiency of the target material to the substrate, resulting in an increase in manufacturing costs.

即ち、本発明の目的は上記課題を解消することにあり、
生産性が良く、膜厚分布がターゲットを搬送方向に対し
て直角方向に長くしなくとも均一で高品質な薄膜を形成
することができるスパッタリング装置を提供するもので
ある。
That is, the purpose of the present invention is to solve the above problems,
The present invention provides a sputtering device that can form a high-quality thin film with good productivity and a uniform film thickness distribution without elongating the target in the direction perpendicular to the transport direction.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明の上記目的は、スパッタ室内に連続的に移送され
る基板上に薄膜を形成するため、前記基板に対向して配
設されたターゲットによって連続的にスパッタリングを
行うスパッタリング装置において、前記ターゲットが前
記基板の移送方向に対して直交方向に延びる長形の矩形
平板に構成されており、前記ターゲットの裏面側に配置
されてターゲット表面の近傍にて電界と略直交するよう
に該表面に沿った磁界を形成する磁界発生手段が、ター
ゲット裏面全域に対応した連続した形状で設けられてお
り、かつ前記磁界発生手段は前記ターゲットの長平方向
の両端領域の磁界が強くなるように構成されたことを特
徴とするスパッタリング装置により達成される。
The above object of the present invention is to provide a sputtering apparatus that continuously performs sputtering using a target disposed opposite to the substrate in order to form a thin film on a substrate that is continuously transferred into a sputtering chamber. It is configured as a long rectangular flat plate extending in a direction perpendicular to the transfer direction of the substrate, and is arranged on the back side of the target and extends along the surface so as to be substantially perpendicular to the electric field near the target surface. The magnetic field generating means for forming a magnetic field is provided in a continuous shape corresponding to the entire back surface of the target, and the magnetic field generating means is configured such that the magnetic field is strong at both end regions in the longitudinal direction of the target. This is achieved using a sputtering device with special characteristics.

以下、本発明の実施態様について詳細に説明する。Embodiments of the present invention will be described in detail below.

〔実施態様〕[Embodiment]

第1図は、本発明に基づくスパッタリング装置の要部概
略図を示し、第2図はターゲットと基板の位置関係を示
すための概略平面図である。
FIG. 1 shows a schematic view of the main parts of a sputtering apparatus based on the present invention, and FIG. 2 is a schematic plan view showing the positional relationship between a target and a substrate.

第1図及び第2図に示すように、本発明に基づくスパッ
タリング装置は、それぞれ独立した排気系17を持つ複
数の真空室を有しており、そのうち連続して設けられた
スパッタ室14.15.16では連続してスパッタが行
われる。前記スパッタ室14.15゜16はゲートバル
ブ18により連通して分けられている。そして、搬送経
路を形成した搬送ロール11に案内された複数の基板ホ
ルダー7は、前記スパッタ室14.15.16内に連続
して一定速度で移送されるように構成されている。また
、前記基板ホルダー7の本体の下方側に、それぞれ円形
のプラスチック基板A、B、Cを保持した回転自在なタ
ーンテーブル6を備えている。前記ターンテーブル6は
、その中心に回転軸8を有しており、該回転軸8が前記
基板ホルダー7の本体を貫通して上方に延びており、該
回転軸8の上方端寄りにピニオン9が設けられている。
As shown in FIGS. 1 and 2, the sputtering apparatus according to the present invention has a plurality of vacuum chambers each having an independent exhaust system 17, among which sputtering chambers 14 and 15 are provided consecutively. At .16, sputtering is performed continuously. The sputtering chambers 14.15.degree. 16 are separated and communicated by a gate valve 18. The plurality of substrate holders 7 guided by the transport rolls 11 forming a transport path are configured to be continuously transported into the sputtering chamber 14, 15, 16 at a constant speed. Furthermore, a rotatable turntable 6 holding circular plastic substrates A, B, and C, respectively, is provided below the main body of the substrate holder 7. The turntable 6 has a rotating shaft 8 at its center, the rotating shaft 8 passing through the main body of the substrate holder 7 and extending upward, and a pinion 9 near the upper end of the rotating shaft 8. is provided.

前記ピニオン9は前記スパッタ室14,15.16に固
定されているラック10に係合し、前記基板ホルダー7
が前記搬送ロール11に沿って移動することにより、前
記ターンテーブル6をそれぞれ所定方向に回転させるこ
とができる。
The pinion 9 engages a rack 10 fixed to the sputtering chamber 14, 15, 16, and the substrate holder 7
By moving along the conveyance rolls 11, the turntables 6 can be rotated in respective predetermined directions.

そして、例えば前記スパッタ室15内には、底部にマグ
ネトロンスパッタカソード3が成膜材料であるRE金金
属7M金属とから戒る長形角型の合金ターゲット1を有
し、マグネトロン放電を可能にするために前記合金ター
ゲット1の裏面側に永久磁石2が配置されている。
For example, in the sputtering chamber 15, a magnetron sputtering cathode 3 has a rectangular alloy target 1 made of RE gold metal 7M metal, which is a film forming material, at the bottom to enable magnetron discharge. Therefore, a permanent magnet 2 is arranged on the back side of the alloy target 1.

前記合金ターゲット1は、水平に配置され前記基板ホル
ダー7の移送方向に対して直交方向に延びる一枚の矩形
状に形成されている。前記合金ターゲット1の裏面側に
永久磁石2が配置されており、該永久磁石2によりター
ゲット表面の近傍において電界と略直交するように該表
面に沿った磁界を形成することができる。前記永久磁石
2は中央に矩形の細長いS極(磁極は図中斜線及び点に
て示す)が位置され、且つ該S極の回りを囲むように方
形環状の間隙5を空けて方形環状のN極が前記ターゲッ
ト1の輪郭とほぼ一敗するように連続した一つの磁石と
して構成されている。しかし、前記ターゲラ)Iは、少
なくともターゲット長手方向の両端部分とその他の部分
との磁石の磁界強度が異なっており、例えば第3図に示
すように略ターゲット半分の中央領域を占める中央ブロ
ック2bと該中央ブロック2bの両側に位置した両端ブ
ロック2a及び2bの3ブロツクに分けられた構成とな
っている。そして、前記中央ブロック2bの磁石の残留
磁束密度は0. 7 (T)であり一方、前記両端ブロ
ック2a、2cの磁石の残留磁束密度は1.1 (T)
である。これにより前記永久磁石2は前記ターゲットl
の長平方向の両端領域の磁界が強くなる。
The alloy target 1 is formed into a single rectangular shape that is horizontally arranged and extends in a direction perpendicular to the direction in which the substrate holder 7 is transferred. A permanent magnet 2 is arranged on the back side of the alloy target 1, and the permanent magnet 2 can form a magnetic field along the surface of the target so as to be substantially perpendicular to the electric field in the vicinity of the surface. The permanent magnet 2 has an elongated rectangular S pole (the magnetic pole is indicated by a diagonal line and a dot in the figure) in the center, and a square annular gap 5 surrounding the S pole. It is constructed as one continuous magnet so that its poles are substantially flush with the outline of the target 1. However, in the Targetera) I, the magnetic field strength of the magnet is different between at least both end portions in the longitudinal direction of the target and the other portions, and for example, as shown in FIG. The structure is divided into three blocks, two end blocks 2a and 2b located on both sides of the central block 2b. The residual magnetic flux density of the magnet of the central block 2b is 0. 7 (T), and on the other hand, the residual magnetic flux density of the magnets at both end blocks 2a and 2c is 1.1 (T).
It is. This causes the permanent magnet 2 to move towards the target l.
The magnetic field at both end regions in the long plane direction becomes stronger.

そこで、上記のように構成されたスパッタリング装置の
スパッタ室15にアルゴン(A r )ガス等の不活性
ガスをガス導入口19から導入し、且つ前記合金ターゲ
ット1に適宜スパッタパワーを付加させた状態にしてお
き、前記基板ホルダーマに予め誘電体層が形成された前
記プラスチック基板AB、Cを連続して次々に装着する
Therefore, an inert gas such as argon (Ar) gas is introduced from the gas inlet 19 into the sputtering chamber 15 of the sputtering apparatus configured as described above, and sputtering power is appropriately applied to the alloy target 1. Then, the plastic substrates AB and C, on which dielectric layers have been formed in advance, are successively mounted on the substrate holder.

前記基板ホルダー7は連続して前記スパッタ室15に移
送されて行き、前記ターンテーブル6がスパッタ室内に
て回転しながら前記プラスチック基板A、B、C上に薄
膜が形成される。
The substrate holder 7 is continuously transferred to the sputtering chamber 15, and a thin film is formed on the plastic substrates A, B, and C while the turntable 6 rotates within the sputtering chamber.

このように、本発明によれば、複数の前記プラスチック
基板A、B、Cは前記基板ホルダー7に保持されて連続
的に移送されながらスパッタリングされるので、生産性
を向上させることができる、また、前記プラスチック基
板A、B、Cは前記スパッタリング室15内においてそ
れぞれ回転しながら移送される。また、スパッタリング
中の前記合金ターゲラ)1の表面のそれぞれのプラズマ
密度は前記中央ブロック2bに対応した表面部分よりも
前記両端ブロック2a、2cに対応した表面部分の方が
高い状態になっている。即ち、前記合金ターゲット1の
長手方向両端部分において、上方に向かって飛散するス
パッタ粒子が多くなる。
As described above, according to the present invention, the plurality of plastic substrates A, B, and C are held by the substrate holder 7 and sputtered while being continuously transferred, so that productivity can be improved. , the plastic substrates A, B, and C are rotated and transferred within the sputtering chamber 15, respectively. Further, the plasma density on each surface of the alloy target layer 1 during sputtering is higher on the surface portion corresponding to the end blocks 2a and 2c than on the surface portion corresponding to the center block 2b. That is, at both ends of the alloy target 1 in the longitudinal direction, more sputtered particles are scattered upward.

尚、スパッタ粒子の飛散量(蒸発量)の変化は、前記各
ブロック2a、2b、2cの境界線の部分を境にして急
に変化するのではなく、徐々に変化する。従って、前記
プラスチック基板A、 B、 Cに付着するスパッタ粒
子は、従来のように前記スパッタ室15の中央置部に位
置して移動される前記プラスチック基板Bが多くなるこ
とが効果的に避けられ、前記プラスチック基板A、Cの
ごとくスパッタ室両端部分を通過する基板にも前記プラ
スチック基板Bと同量のスパッタ粒子を付着させること
ができるので、前記プラスチック基板の取付は位置によ
る成膜速度のばらつきが解消され、基板間の膜厚分布が
均一にでき、当然、一つの基板内における膜厚分布の均
一性も向上し動特性の良好な光磁気ディスクを提供する
ことができる。
Incidentally, the change in the amount of scattering (evaporation amount) of sputtered particles does not suddenly change at the boundary line between the blocks 2a, 2b, and 2c, but gradually changes. Therefore, the sputtered particles adhering to the plastic substrates A, B, and C can be effectively prevented from increasing when the plastic substrate B is moved to the central position of the sputtering chamber 15 as in the conventional case. Since the same amount of sputtered particles as the plastic substrate B can be attached to the substrates passing through both ends of the sputtering chamber, such as the plastic substrates A and C, the attachment of the plastic substrates reduces the variation in film formation speed depending on the position. is eliminated, the film thickness distribution between the substrates can be made uniform, and of course the uniformity of the film thickness distribution within one substrate is also improved, making it possible to provide a magneto-optical disk with good dynamic characteristics.

前記実施態様においては、前記永久磁石2を3つのブロ
ックに分けた構造にしたが、本発明の装置はこれに限る
ものではなく磁石の磁気特性を更に徐々に変化させるべ
く4つ以上の分割構造であってもよい。
In the embodiment described above, the permanent magnet 2 has a structure divided into three blocks, but the device of the present invention is not limited to this, and the device of the present invention may have a structure divided into four or more blocks in order to further gradually change the magnetic properties of the magnet. It may be.

尚、前記実施態様においてはRE金金属7M金属とから
成る合金ターゲットを用いたが、本発明はこれに限るも
のではなく、他のターゲット材料を用いても良い。
In the embodiment described above, an alloy target made of RE gold and 7M metal was used, but the present invention is not limited to this, and other target materials may be used.

また、前記実施態様では、前記基板ホルダー7のそれぞ
れのターンテーブル6に一枚の前記プラスチック基板を
対応させて計3枚装着して自転させながら移送する例を
示したが、本発明はこれに限るものではなく、基板が更
に多い場合でもよく、また、基板ホルダーに複数の基板
を装着して該基板を公転成いは自公転させながら移送し
て成膜を行っても充分な効果が期待できることは言うま
でもない。
Further, in the embodiment described above, an example was shown in which one plastic substrate is attached to each turntable 6 of the substrate holder 7, and a total of three plastic substrates are mounted and transferred while rotating. The present invention is not limited to this, and it is possible to have more substrates.Also, a sufficient effect can be expected even if a plurality of substrates are attached to a substrate holder and the substrates are transferred while rotating or rotating. It goes without saying that it can be done.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

以上述べたように、本発明のスパッタリング装置は、ス
パッタ室内に連続的に移送される基板上に薄膜を形成す
る連続的にスパッタリングを行う構成であるので、基板
ホルダーのセツティングに要する時間中も連続してスパ
ッタリングを行うことができて生産性が向上するだけで
なく、この優れた生産性に加え、ターゲットが前記基板
の移送方向に対して直交方向に延びる長形の矩形平板で
、前記ターゲットの裏面側に配置さた磁石が、ターゲッ
ト裏面全域に対応した連続した形状で前記ターゲットの
長手方向の両端領域の磁界が強くなるように構成された
ので、前記ターゲットに長手方向両端部におけるスパッ
タ粒子の蒸発量を高めることができるので、基板ホルダ
ーに保持された複数の基板に均一な膜厚の薄膜を成膜す
るために従来のようにターゲット長手方向にターゲット
材料を大きくしなくても基板の基板ホルダーへの装着位
置による膜厚差が回避でき、スパッタ室の小型化を促進
でき、製品の品質のバラ付きを無くすことができるだけ
でなく、該ターゲット材料の節約でき極めて高い生産効
率を得ることができる。
As described above, since the sputtering apparatus of the present invention is configured to continuously perform sputtering to form a thin film on the substrate that is continuously transferred into the sputtering chamber, the sputtering apparatus of the present invention is configured to continuously perform sputtering to form a thin film on the substrate that is continuously transferred into the sputtering chamber. Not only can sputtering be performed continuously, which improves productivity, but in addition to this excellent productivity, the target is a long rectangular flat plate extending perpendicular to the direction of transport of the substrate. The magnets arranged on the back surface side of the target have a continuous shape that corresponds to the entire back surface of the target, and are configured so that the magnetic field is strong at both end regions in the longitudinal direction of the target. The amount of evaporation can be increased, so in order to form a thin film with a uniform thickness on multiple substrates held in a substrate holder, there is no need to increase the size of the target material in the longitudinal direction of the target as in the conventional method. It is possible to avoid differences in film thickness depending on the mounting position on the substrate holder, promote miniaturization of the sputtering chamber, eliminate variations in product quality, and save target material, resulting in extremely high production efficiency. I can do it.

〔実施例〕〔Example〕

以下、実施例により本発明の効果を更に明確にすること
ができる。
Hereinafter, the effects of the present invention can be further clarified with reference to Examples.

災施皿土 第1図〜第3図に示す本発明のスパッタリング装置を用
いて試料光磁気ディスクを作製した。
A sample magneto-optical disk was prepared using the sputtering apparatus of the present invention shown in FIGS. 1 to 3.

合金ターゲラl−1はスパッタ室15内に、幅:13Q
nm、長さ:600mm、厚さ:5ff111の大きさ
のTbts Fe7゜Co?材料のターゲット1が水平
に配置されており、その長手方向が基板の移送方向に対
して直交方向に延びるように組み込まれている。磁石2
は中央がS極で外周部分がN極とし、ターゲット表面の
磁極(N極)の中心から5mm離れた所におけるターゲ
ツト面に垂直方向の磁界強度は、中央ブロック2bに対
応した部分にて700Gaussであり、両端ブロック
2a、2cに対応した部分にては1000 Gauss
であった。
The alloy targeter l-1 is placed in the sputtering chamber 15, with a width of 13Q.
nm, length: 600mm, thickness: 5ff111 Tbts Fe7°Co? A material target 1 is arranged horizontally and installed in such a way that its longitudinal direction extends perpendicularly to the transport direction of the substrate. magnet 2
The center is the S pole and the outer periphery is the N pole, and the magnetic field strength in the direction perpendicular to the target surface at a distance of 5 mm from the center of the magnetic pole (N pole) on the target surface is 700 Gauss at the part corresponding to the center block 2b. Yes, 1000 Gauss in the parts corresponding to both end blocks 2a and 2c
Met.

また、厚さ:1.2m、直径:130mmのプラスチッ
ク基板A、B、Cは、それぞれ中心距離150■で基板
ホルダー7に装着し、前記合金ターゲット1と前記プラ
スチック基板A、B、Cとの垂直距離は100ma+と
した。
Further, plastic substrates A, B, and C, each having a thickness of 1.2 m and a diameter of 130 mm, are mounted on the substrate holder 7 with a center distance of 150 mm, and the alloy target 1 and the plastic substrates A, B, and C are The vertical distance was 100 m+.

そして、前記スパッタ室15内の圧力を5X10−’T
 orrまで真空排気した後、前記ガス導入口19から
Arガスを403CCM導入しガス圧を2.0mTor
rとした。次に、前記中央ターゲット1bに2.5kW
の放電パワー(DC電力)を印加し、かつ前記両端部タ
ーゲラ)la、lcに3.OkWの放電パワー(DC電
力)を印加してスパッタ放電を維持した後、前記基板ホ
ルダー7は前記プラスチック基板A、B、Cをそれぞれ
2rpmで回転させながら150ym/minの搬送速
度で移送させ、前記プラスチック基板A、B、C上に磁
性膜を形成した。このときの前記スパッタ室15の左右
方向(基板搬送方向とは直角かつ水平方向)の基板位置
における膜厚比を第4図に示す。また、成膜後、前記各
基板に付着したTb2. Fe7゜CoJ!Iの膜厚を
段差計により測定した。その結果を表1に示す。
Then, the pressure inside the sputtering chamber 15 was set to 5X10-'T.
After evacuation to orr, 403 CCM of Ar gas was introduced from the gas inlet 19 and the gas pressure was set to 2.0 mTorr.
It was set as r. Next, 2.5kW is applied to the central target 1b.
Apply a discharge power (DC power) of 3. After applying a discharge power (DC power) of OKW to maintain sputter discharge, the substrate holder 7 transports the plastic substrates A, B, and C at a transport speed of 150 ym/min while rotating each of the plastic substrates A, B, and C at 2 rpm. Magnetic films were formed on plastic substrates A, B, and C. FIG. 4 shows the film thickness ratio at the substrate position in the left-right direction (horizontal direction and perpendicular to the substrate transport direction) of the sputtering chamber 15 at this time. Furthermore, after the film formation, Tb2. Fe7゜CoJ! The film thickness of I was measured using a step meter. The results are shown in Table 1.

表1 表1より明らかなように、膜厚のバラ付きは±2.0%
以内と極めて良好な結果が得られた。
Table 1 As is clear from Table 1, the variation in film thickness is ±2.0%.
Very good results were obtained.

上」4灘 次に、上記実施例1に対する比較として、第5図及び第
6図に示すような従来のスパッタリング装置を用いた。
Next, as a comparison with the above-mentioned Example 1, a conventional sputtering apparatus as shown in FIGS. 5 and 6 was used.

合金ターゲット123はスパッタ室127内に、幅:1
27mm、長さ:610m、厚さ=5閣の大きさの一枚
のTbtx Fe、。Co?材料の矩形の構成で水平に
配置されており、その長手方向が基板の移送方向に対し
て直交方向に延びるように組み込まれている。また、厚
さ:1,2mm、1膜=130鴎のプラスチック基板A
、B、Cは、それぞれ中心距離150am+で基板ホル
ダー121に装着し、前記合金ターゲット123と前記
プラスチック基板AB、Cとの垂直距離は100III
[11とした。
The alloy target 123 is placed in the sputtering chamber 127 with a width of 1
A piece of Tbtx Fe, 27mm, length: 610m, thickness = 5 cm. Co? It is arranged horizontally in a rectangular configuration of material and is installed in such a way that its longitudinal direction extends perpendicularly to the transport direction of the substrate. Also, thickness: 1.2 mm, 1 film = 130 gu plastic substrate A
, B, and C are each mounted on the substrate holder 121 with a center distance of 150 am+, and the vertical distance between the alloy target 123 and the plastic substrates AB, C is 100 am+.
[It was set as 11.]

そして、前記スパッタ室15内の圧力を5X10−’T
 orrまで真空排気した後、前記ガス導入口19から
Arガスを403CCM導入しガス圧を2.0mTor
rとした。次に、前記合金ターゲット123に8.Ok
Wの放電パワー(DC電力)を印加してスパッタ放電を
維持した後、前記基板ホルダー7は前記プラスチック基
板A、B、Cをそれぞれ2rpmで回転させながら15
0 trtm /minの搬送速度で移送させ、前記プ
ラスチック基板A、 B。
Then, the pressure inside the sputtering chamber 15 was set to 5X10-'T.
After evacuation to orr, 403 CCM of Ar gas was introduced from the gas inlet 19 and the gas pressure was set to 2.0 mTorr.
It was set as r. Next, 8. Ok
After applying a discharge power (DC power) of W to maintain sputter discharge, the substrate holder 7 rotates each of the plastic substrates A, B, and C at 2 rpm while
The plastic substrates A and B were transferred at a transport speed of 0 trtm/min.

C上に磁性膜を形成した。このときの前記スパッタ室1
27の左右方向(基板搬送方向とは直角方向でかつ水平
方向)の基板位置における膜厚比を第7図に示す。また
、成膜後、前記各基板に付着したTb23Fe、。Co
7膜の膜厚を段差計により測定した。その結果を表2に
示す。
A magnetic film was formed on C. The sputtering chamber 1 at this time
FIG. 7 shows the film thickness ratio at the substrate position of No. 27 in the left-right direction (horizontal direction and perpendicular to the substrate transport direction). Further, after the film formation, Tb23Fe adhered to each of the substrates. Co
The thickness of the 7 films was measured using a step meter. The results are shown in Table 2.

表2 表1と表2並びに第4図と第7図から判るように、従来
の場合に置いては膜厚のバラ付きは±40%程度となり
、本発明の実施例においてはバラ付きが±2.0%以内
となりはるかに良好な結果が得られた。
Table 2 As can be seen from Tables 1 and 2 as well as FIGS. 4 and 7, in the conventional case, the variation in film thickness was about ±40%, but in the embodiment of the present invention, the variation was ±40%. Much better results were obtained within 2.0%.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は、本発明に基づくスパッタリング装置の要部概
略図、第2図はターゲットと基板の位置関係を示すため
の概略平面図、第3図は磁極形状を示す平面図、第4図
は本発明の実施例におけるスパッタ室左右方向(基板搬
送方向とは直角方向でかつ水平方向)の基板位置と膜厚
比との関係を示す分布図、第5図は従来の通過成膜方式
の連続スパッタリング装置、第6図は従来の陰極の磁石
の磁極形状を示す平面図、第7図は従来の装置における
スパッタ室左右方向(基板搬送方向とは直角水平方向)
の基板位置と膜厚比との関係を示す分布図である。 (図中の符号) 1・・・合金ターゲット、  2.20・・・永久磁石
、2a、2c・・・両端ブロック、 2b・・・中央ブロック、 3・・・マグネトロンスパッタカソード、4・・・ター
ゲット電源、 5.25・・・間隙、6・・・ターンテ
ーブル、 7・・・基板ホルダー   8・・・回転軸、9・・・
ピニオン、    10・・・ラック、11・・・搬送
ロール、 14.15.16・・・スパッタ室、 17・・・排気系、    18・・・ゲートバルブ、
19・・・ガス導入口、 120・・・搬送ロール、 121・・・基板ホルダ、
122・・・マグネトロンスパッタカソード、123 
・・・合金ターゲット、 124・・・永久磁石、  125・・・プラスチック
基板、126、127.128・・・スパッタ室、12
9・・・シャッター  130・・・スパッタ電源、1
31・・・ゲートバルブ。 (ばか3名) 第 図 フ 第 図 擾膿村^A1量 Cm#I) 手続補正書 平底1年10月 5日
FIG. 1 is a schematic view of the main parts of a sputtering apparatus based on the present invention, FIG. 2 is a schematic plan view showing the positional relationship between the target and the substrate, FIG. 3 is a plan view showing the magnetic pole shape, and FIG. A distribution diagram showing the relationship between the substrate position in the left-right direction of the sputtering chamber (horizontal direction and perpendicular to the substrate transport direction) and the film thickness ratio in the embodiment of the present invention. Sputtering equipment, Fig. 6 is a plan view showing the magnetic pole shape of a conventional cathode magnet, Fig. 7 is a sputtering chamber horizontal direction in the conventional equipment (horizontal direction perpendicular to the substrate conveyance direction)
FIG. 3 is a distribution diagram showing the relationship between substrate position and film thickness ratio. (Symbols in the figure) 1... Alloy target, 2.20... Permanent magnet, 2a, 2c... Both end blocks, 2b... Center block, 3... Magnetron sputter cathode, 4... Target power supply, 5.25... Gap, 6... Turntable, 7... Substrate holder 8... Rotating shaft, 9...
Pinion, 10...Rack, 11...Transportation roll, 14.15.16...Sputtering chamber, 17...Exhaust system, 18...Gate valve,
19...Gas inlet, 120...Transport roll, 121...Substrate holder,
122... Magnetron sputter cathode, 123
... Alloy target, 124 ... Permanent magnet, 125 ... Plastic substrate, 126, 127.128 ... Sputtering chamber, 12
9...Shutter 130...Sputter power supply, 1
31...Gate valve. (Three idiots) Figure F Figure 擾pus村^ A1 Quantity Cm #I) Procedural amendment flat bottom October 5, 1 year

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims]  スパッタ室内に連続的に移送される基板上に薄膜を形
成するため、前記基板に対向して配設されたターゲット
によって連続的にスパッタリングを行うスパッタリング
装置において、前記ターゲットが前記基板の移送方向に
対して直交方向に延びる長形の矩形平板に構成されてお
り、前記ターゲットの裏面側に配置されてターゲット表
面の近傍にて電界と略直交するように該表面に沿った磁
界を形成する磁界発生手段が、ターゲット裏面全域に対
応した連続した形状で設けられており、かつ前記磁界発
生手段は前記ターゲットの長手方向の両端領域の磁界が
強くなるように構成されたことを特徴とするスパッタリ
ング装置。
In order to form a thin film on a substrate that is continuously transferred into a sputtering chamber, a sputtering apparatus that performs continuous sputtering using a target placed opposite to the substrate, in which the target is magnetic field generating means, which is configured as a long rectangular flat plate extending in a direction orthogonal to the target, and is arranged on the back side of the target and forms a magnetic field along the surface of the target so as to be substantially orthogonal to the electric field near the target surface; are provided in a continuous shape corresponding to the entire rear surface of the target, and the magnetic field generating means is configured such that the magnetic field is stronger at both end regions in the longitudinal direction of the target.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2009057715A1 (en) 2007-10-31 2009-05-07 Canon Anelva Corporation Magnetron unit, magnetron sputtering apparatus and method for manufacturing electronic device
JP2012237047A (en) * 2011-05-13 2012-12-06 Sumitomo Metal Mining Co Ltd Magnetron sputtering cathode and sputtering apparatus

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