JPH05202473A - スパッタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 欠陥の少ない薄膜の製造が可能なスパッタリ
ング装置を提供する。 【構成】 独立した仕込室、取り出し室、或いは仕込取
り出し室を有するスパッタリング装置において、仕込
室、取り出し室、仕込取り出し室の内部壁面が粘着性シ
ートで覆われているスパッタリング装置。 【効果】 仕込室、取り出し室、或いは仕込取り出し室
内で発生するダストを粘着性シートの粘着面で捕捉でき
ることにより、ベント及び排気時に生ずる乱流によるダ
ストの舞い上げを抑制し、基板及び成膜面の汚染を防止
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は情報記録媒体、半導体素
子、透明電極等の薄膜製造に用いられるスパッタリング
装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】スパッタリング法は高融点物質や熱分解
し易い物質の薄膜が作れる、大面積の基板に均一な厚み
の薄膜を形成できる等の利点により、薄膜作成や微細加
工などの分野で不可欠の技術となっている。

【０００３】スパッタリング装置も、スパッター室を基
板の交換ごとに空気に曝すことによって生じる水分、酸
素など不純物の混入及び膜界面の汚染等を防止するため
に、基板の交換ごとに真空を破るバッチ式から、スパッ
タ室の真空を破らないで基板交換ができるインターバッ
ク式、多層膜を順に成膜できるインライン式、さらに複
合化した多層膜の生成が可能なマルチチャンバー式へと
発展してきた。

【０００４】研究・小規模生産に用いられるインターバ
ック式は、スパッター室以外に基板の仕込・取り出しを
行なう専用室を有するタイプで、スパッター室が常に真
空に保持され、大気にさらされることがないため、残留
ガスの変化が少なく、再現性の高い成膜が容易に実現で
きる。また、主に生産用に用いられるインライン式及び
マルチチャンバー式は、各々独立した仕込室、取り出し
室を有するタイプで再現性の高い成膜ができるととも
に、高い生産性を有するものである。これら生産用のス
パッタリング装置においては、信頼性・膜の均一性とい
った面以外に、ダスト粒子によるコンタミネーションの
防止が生産性向上のために重要な課題となっている。

【０００５】スパッタリング装置内における主なダスト
の発生源は、 （ａ）スパッタ室内での付着物質の剥離 （ｂ）駆動部、摺動部でのダストの発生 （ｃ）仕込取り出し室或いは仕込室、取り出し室（以
下、仕込取り出し室と略記する。）でのベント及び排気
に伴う付着物質の剥離、ダストの舞い上げ 等である。特に、仕込取り出し室においては、ベントと
排気を繰り返し行なうため、搬送系の基板保持台（以
後、キャリアーとする。）等に付着した物質が剥離し易
く、またベント及び排気時に生ずる気流により舞い上が
ったダストが基板或いは成膜面に付着し欠陥の原因とな
っていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】これらの対策として、 （ａ）防着板の表面を荒らす処理を施し付着物質が剥離
しにくくする。 （ｂ）摺動部等の材質、表面処理の最適化をはかる。 （ｃ）ベント及び排気時に乱流を発生させないようにス
ローベント、スロー排気を行なう。 等が提案されているが、付着物質の剥離及びダストを舞
い上げる乱流の発生を完全に防止することは非常に困難
である。特に乱流によるダストの舞い上げを抑制するた
めには、スローベント、スロー排気をわずかな流量で長
時間行なう必要があり、成膜時間の短縮を阻む大きな要
因となっていた。

【０００７】本発明が解決しようとする課題は、ベント
及び排気時に生ずる乱流によるダストの舞い上げを抑制
し、基板及び成膜面の汚染を防止することができるスパ
ッタリング装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記課題を解
決するために、仕込取り出し室を有するスパッタリング
装置において、仕込取り出し室或いは仕込室及び取り出
し室の内部壁面が粘着性シートで覆われていることを特
徴とするスパッタリング装置を提供する。

【０００９】以下、本発明を詳細に説明する。

【００１０】本発明に関わるスパッタリング装置の型式
として、スパッター室以外に仕込取り出し専用室を有す
るインターバック式、各々独立した仕込室、取り出し室
を有するインライン式及びマルチチャンバー式が挙げら
れる。本発明においては、仕込取り出し室の内部壁面を
粘着性シートで覆うことにより、室内の駆動系等から発
生或いはキャリアー等から剥離したダストがシートの粘
着面に捕らえられるため、ベント或いは排気時に発生す
る乱流による舞い上がりを抑えることができ信頼性の高
い成膜が実現できる。

【００１１】本発明で使用する粘着性シートとしては、
例えば、大日本インキ化学工業(株)製の「ディッククリ
ーンマット」等のディスポタイプのクリーンルーム用粘
着シートが挙げられる。これらのシートは、裏面に粘着
テープが付いているため仕込取り出し室の内部壁面に容
易に固定でき、また複数のシートが積層されているため
粘着面の汚染が進行すれば表面シートをはがすだけでよ
く、効率の良いメンテナンスが実現できる。これらのシ
ートを装置内に貼り付ける場合、クリーンルーム対応で
あるため自身からの発塵がなく、また、仕込取り出し室
は高真空を必要としないため、シートからの脱ガスも無
視できる程度であり、クリーンな環境下での製造が可能
である。

【００１２】シートを実際に固定する場合には、内部壁
面の形状に合わせて切断したものを搬送、ベント、排気
等の障害とならないような位置に貼り付ける。ドアバル
ブを含め仕込取り出し室の内部壁面のほぼ全面に貼り付
けると効果的である。

【００１３】本発明のスパッタリング装置においては、
仕込取り出し室内で発生するダスト粒子を粘着シートに
よって固定化するため、ベント及び排気時に発生する乱
流による舞い上がりを抑えることができる。また、本発
明は従来からダストの舞い上がりを抑えるために行われ
てきたスローベント及びスロー排気と組み合わせると一
層効果的であり、組み合わせることでスローベント及び
スロー排気時間の短縮が図れる。

【００１４】

【作用】本発明によるスパッタリング装置は情報記録媒
体、半導体素子、透明電極等の薄膜製造において、装置
内のダストによる基板及び成膜面の汚染を軽減でき、欠
陥の少ない薄膜の製造が可能となる。また、従来から行
われていたスローベント及びスロー排気の時間を短縮で
き、生産性の向上にも有効である。

【００１５】

【実施例】以下、薄膜層として光磁気記録層を成膜した
場合の実施例及び比較例を示す。なお、本発明は要旨を
逸脱しない限りにおいては以下の実施例に限定されるも
のではない。

【００１６】（実施例１）独立した仕込取り出し室とス
パッター室を有するインターバック式スパッタリング装
置の仕込取り出し室のドアバルブを含む内部壁面に、キ
ャリア搬送、ベント、排気等の障害とならないよう、内
部壁面の形状にあわせて切断した大日本インキ化学工業
(株)製「ディッククリーンマット」を貼り付けた。この
装置の仕込取り出し室に、直径１３０mmのポリカーボネ
ート製基板１２枚を装着したキャリアを導入し、ロータ
リーポンプ及びメカニカルブースターポンプを用いて３
×１０^-5torrまでスロー排気を行わずに１分かけて粗引
きした。次に、クライオポンプを用いて３×１０^-6torr
まで排気した。排気時間中に仕込取り出し室内で発生す
るパーティクルをウシオ電機（株）製のパーティクルモ
ニター（ＰＭ−１５０Ｘ）で測定した。この時、センサ
ー内を通過する５μｍ以下のパーティクルは４個であっ
た。

【００１７】排気終了後、キャリアをスパッター室に移
動し、第１干渉層、記録層、第２の干渉層、反射層の順
に光磁気記録層の成膜を行った。第１干渉層はSiターゲ
ットに窒素ガスを導入した高周波反応性マグネトロンス
パッタリング法により屈折率２．０、膜厚１００nmの窒
化珪素膜を成膜した。記録層は膜厚２５nmのTbFeCo合金
薄膜（Tb：Fe：Co＝２１：７０：９at％）を直流マグネ
トロンスパッタリング法により形成した。次いで、膜厚
３０nmの第２干渉膜を第１干渉膜と同様の条件で成膜し
た。更に、反射層として膜厚５０nmのAl薄膜を直流マグ
ネトロンスパッタリング法により形成した。光磁気記録
層を成膜した後、キャリアを仕込取り出し室に移動し、
窒素ガスを用いてスローベントは行わずに３分かけてベ
ントした。ベント時に検出されたパーティクルは３個で
あった。

【００１８】このようにして製造した光磁気ディスクの
バイトエラーレート（以下、ＢＥＲとする。）を回転数
１８００rpm、消去パワー７mW、記録パワー５mW、記録
バイアス磁界３００Oe、消去バイアス磁界３００Oe、記
録パルス幅９０ns、記録パターンM-sequenceの条件で測
定したところ、４．２×１０^-6であった。

【００１９】（実施例２）独立した仕込取り出し室とス
パッター室を有するインターバック式スパッタリング装
置の仕込取り出し室のドアバルブを含む内部壁面にキャ
リア搬送、ベント、排気等の障害とならないよう、内部
壁面の形状にあわせて切断した大日本インキ化学工業
（株）製「ディッククリーンマット」を貼り付けた。こ
の装置の仕込取り出し室に基板を装着したキャリアを導
入し、ロータリーポンプで８×１０^-2torrまで２分かけ
てスロー排気した後、ロータリーポンプ及びメカニカル
ブースターポンプを用いて３×１０^-5torrまで１分かけ
て粗引きした。次に、クライオポンプを用いて３×１０
^-6torrまで排気した。排気時間中にパーティクルは検出
されなかった。

【００２０】排気終了後、実施例１と同様に光磁気記録
層の成膜を行った。

【００２１】成膜終了後、キャリアを仕込取り出し室に
移動し、窒素ガスを用いて１分かけて１×１０^-1torrま
でスローベントした。次いで、２分かけて大気圧までベ
ントした。ベント時間中にもパーティクルは検出されな
かった。

【００２２】このようにして製造した光磁気ディスクの
ＢＥＲを実施例１と同様に測定したところ２．６×１０
^-6であった。

【００２３】（比較例１）独立した仕込取り出し室とス
パッター室を有するインターバック式スパッタリング装
置の仕込取り出し室に基板を装着したキャリアを導入
し、ロータリーポンプ及びメカニカルブースターポンプ
を用いて３×１０^-5torrまでスロー排気を行わずに１分
かけて粗引きした。次にクライオポンプを用いて、３×
１０^-6torrまで排気した。排気時間中に仕込取り出し室
内で検出されたパーティクルは４２０個以上（検出限界
超）であった。

【００２４】排気終了後、実施例１と同様に光磁気記録
層の成膜を行った。

【００２５】光磁気記録層を成膜した後、キャリアを仕
込取り出し室に移動し、窒素ガスを用いてスローベント
は行わずに２分かけてベントした。ベント時に検出され
たパーティクルは６８０個以上（検出限界超）であっ
た。

【００２６】このようにして製造した光磁気ディスクの
ＢＥＲを実施例１と同様に測定したところ、５．６×１
０^-5であった。

【００２７】（比較例２）独立した仕込取り出し室とス
パッター室を有するインターバック式スパッタリング装
置の仕込取り出し室に基板を装着したキャリアを導入
し、ロータリーポンプで１×１０^-2torrまで５分かけて
スロー排気した後、ロータリーポンプ及びメカニカルブ
ースターポンプを用いて３×１０^-5torrまで１分かけて
粗引きした。次に、クライオポンプを用いて３×１０^-6
torrまで排気した。排気時間中に仕込取り出し室内で検
出されたパーティクルは１２個であった。

【００２８】排気終了後、実施例１と同様に光磁気記録
層の成膜を行った。

【００２９】成膜終了後、キャリアを仕込取り出し室に
移動し、窒素ガスを用いて１分かけて１×１０^-1torrま
でスローベントした。次いで、２分かけて大気圧までベ
ントした。ベント時間中に仕込取り出し室内で検出され
たパーティクルは７個であった。

【００３０】このようにして製造した光磁気ディスクの
ＢＥＲを実施例１と同様に測定したところは６．３×１
０^-6であった。

【００３１】

【発明の効果】本発明のスパッタリング装置は、特にス
ローベント、スロー排気等の複雑な管理を行なう必要が
ないので、成膜時間が短縮でき、しかも膜欠陥の少ない
薄膜の製造が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】インターバック式スパッタリング装置の構成を
示す模式図である。

【図２】インライン式スパッタリング装置の構成を示す
模式図である。

【図３】マルチチャンバー式スパッタリング装置の構成
を示す模式図である。

【符号の説明】

１ ドアバルブ ２ 仕込取り出し室 ３ 第１スパッター室 ４ 第２スパッター室 ５ 仕込室 ６ 取り出し室 ７ 前処理室 ８ 後処理室

フロントページの続き (72)発明者 大和 正幸 東京都千代田区丸の内一丁目１番２号 日 本鋼管株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 仕込取り出し室を有するスパッタリング
   装置において、仕込取り出し室の内部壁面が粘着性シー
   トで覆われていることを特徴とするスパッタリング装
   置。
2. 【請求項２】 仕込室及び取り出し室を有するスパッタ
   リング装置において、仕込室及び取り出し室の内部壁面
   が粘着性シートで覆われていることを特徴とするスパッ
   タリング装置。