JPH0578833A - スパツタリング装置 - Google Patents

スパツタリング装置

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JPH0578833A
JPH0578833A JP3240796A JP24079691A JPH0578833A JP H0578833 A JPH0578833 A JP H0578833A JP 3240796 A JP3240796 A JP 3240796A JP 24079691 A JP24079691 A JP 24079691A JP H0578833 A JPH0578833 A JP H0578833A
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JP
Japan
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target
sputtering
mask
substrate
base plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP3240796A
Other languages
English (en)
Inventor
Kyoji Kinokiri
恭治 木ノ切
Kaname Watanabe
渡辺  要
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Shibaura Mechatronics Corp
Original Assignee
Shibaura Engineering Works Co Ltd
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Publication date
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Publication of JPH0578833A publication Critical patent/JPH0578833A/ja
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 LDやCD用ディスクの中心部と端部には、
非成膜部を設けるためスパッタリング装置では、マスク
が不可欠であり、その形状は、中央円形部、外周環状部
及びこれを支える縦横の橋絡部を設置していた。縦横橋
絡部のためにスパッタリング工程で生ずる影の問題を解
消するスパッタリング装置を提供する点。 【構成】 このために本発明に係わるスパッタリング装
置では、基板に接して配置するマスクの中、マスクカソ
ードを、基板とターゲット間方向に沿った方向に形成す
る方式を採用する。この結果、スバッタリング工程によ
る成膜効率が向上し、従来より10%〜15%増のター
ゲットライフを得ることができ、影の問題も解消する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、膜分布及び膜質が良好
な成膜が再現性良く形成でき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】デジタル化した音声情報や画像情報を大
量に記憶する手段としてコンパクトディスク(以下、C
Dと略称する)やレーザディスク(以下、LDと記載す
る)が最近広く使われている。
【0003】LDやCDの内代表してCDの機能につい
て説明すると、ポリカーボネイトなどのような透明な合
成樹脂基板(以下基板と記載する)表面には、「1」
「0」のディジタル情報に合せてピットと称する小さい
凹凸を設け更に、この表面にスパッタリング法により高
光反射率のアルミニュ−ム(Al) 薄膜を形成してから、
この凹凸の有無をレーザ光の反射光を入射光と比較する
などの方法で、記録情報を読みだすことができる。ま
た、一枚の基板に薄膜を堆積するのには、スパッタリン
グ法により比較的短時間で行われることから、多数の基
板に連続的に行う装置が用いられている。
【0004】連続的な処理ができるスパッタリング装置
は、図5に明らかにするように、スパッタリングに必要
な磁界装置1、スパッタリング領域2、ターゲット3と
基板4を主要部分としており更に、連続的な処理が行な
える搬送機構に大別できる。図6は、連続スパッタリン
グ装置にとって、主要な搬送機構を取出した構成図であ
り、ベルトコンベアなどの外部搬送機構20により次々
に搬送される基板4は、軸中心に回転すると共に上下方
向に移動可能な吸着ヘッド21に取付けた円盤状の吸着
パッド22に吸着してから、スパッタリング室2a に搬
送する。
【0005】スパッタリング室2a では、吸着ヘッド2
1と同じく軸中心に回転すると共に上下方向に移動可能
な搬送テーブル11に乗せてから、図5に示すスパッタ
リング装置により所定の工程を施す。即ち、搬送テーブ
ル11によってスパッタリング領域2に運ばれた基板4
は、スパッタリング領域2の一部を構成し、マスク5下
端面に密着するように図5に明らかにするプッシャー1
3により押上げる。基板4には、中央部分と外周部分を
残して薄膜を堆積するために、マスク5が不可欠な部品
となる。
【0006】また、スパッタリング領域2は、内接した
防着シールド15a、15bとマスク5及びターゲット
3により構成し、ターゲット3は、バッキングプレート
7(陰極として稼働する)に隣接して固定され、バッキ
ングプレート7内に冷却機構(図示せず)を併設する。
ターゲット3表面では、75W/cm2 程度の放電電界
が形成されるので、相当な熱を生ずる。この熱による表
面温度上昇を200℃〜300℃以下に押えるためにま
た、ターゲット3が変形したり、バッキングプレート7
間に隙間が生じるのを防ぐために、内部にリング状の空
洞(図示せず)を形成し、給水管9より冷却水を供給す
る。
【0007】ターゲット3とバッキングプレート7の固
定は、ねじ10などによるが、ターゲット3は、スパッ
タ領域2の側からバッキングプレート7に固定する。
【0008】基板4のない時のスパッタリング領域2の
排気は、マスク5の空間や防着シールド内排気口18a
を通り、排気口18bから例えばターボ分子ポンプ(図
示せず)で行う。
【0009】マスク5は、基板4を支持すると共に、C
Dにとって不必要な温度上昇を防ぐ役割を担っているた
めに外形寸法を、高精度に製作し、その膨脹力を利用し
て冷却された壁23に密着固定して冷却する方式が採ら
れている。
【0010】また、スパッタリング領域2の形成に不可
欠な磁界装置1をバッキングプレート7の上方にスパッ
タリング領域2の中心位置より偏心して取付ると共に、
図示しないモータの回転駆動により、形成磁界の均一化
と、スパッタされるターゲット3の利用効率の向上とを
図っている。
【0011】基板4へのスパッタリング膜の堆積に当た
っては、成膜に必要なアルゴンガスを導入部16から供
給して0.6Pa程度に設定することにより、放電磁界
のもとでアルゴンガスイオンによるスパッタリング作用
により、基板4表面に例えばAl膜が形成される。堆積
後には、放電を停止して、基板4を再び搬送テーブル1
1に乗せて取出す。
【0012】
【発明が解決しようとする課題】前記のようにCDの製
造には、基板4の中央部分及び外周部分をマスクした状
態で製造しなければならない。また、放電磁界のもとに
おけるアルゴンガスイオンによるスパッタリング工程に
伴う高温による弊害を防止する観点からバッキングプレ
ート7には、冷却機構を設置している。
【0013】マスクを構成する中心マスクの支持は、外
周マスクと支持棒により連結することにより行なう手段
が採られており、支持棒は、ある一定値以上の断面積が
必要になる。断面積を大きくすると冷却効果が大きくな
るが、スパッタリング工程においては、ディスクに対し
て支持棒の影響により影が発生して、Alなどの堆積膜
が不均一となる。
【0014】このため支持棒の太さ、高さ及び圧力など
をパラメータとしてAlなどの堆積条件の最適値を求め
てきたが良質のものができなかった。
【0015】本発明は、このような条件の基で成された
もので、膜分布が良好で、再現性のある良質の堆積膜を
スパッタリング工程で形成することができるスパッタリ
ング装置を提供することを目的とするものである。
【0016】
【課題を解決するための手段】蒸発材料であるターゲッ
トと,前記ターゲットに対向して配置する基板と,前記
タ−ゲットに重ねるバッキングプレートと,前記バッキ
ングプレートに設ける冷却機構と,前記バッキングプレ
ートに隣接して配置する磁界装置と,前記ターゲット及
び基板に隣接して形成するスパッタリング領域と,前記
ターゲット、基板及びスパッタリング領域を囲んで配置
するアノード領域と,前記ターゲットに接続しかつ、こ
れに対応する前記基板に接して形成するマスクカソード
を具備する点に本発明に係わるスパッタリング装置の特
徴がある。
【0017】蒸発材料であるターゲットと,前記ターゲ
ットに対向して配置する基板と,前記ターゲットに重ね
るバッキングプレートと,前記バッキングプレートに設
ける冷却機構と,前記バッキングプレートに隣接して配
置する磁界装置と,前記ターゲット及び基板に隣接して
形成するスパッタリング領域と,前記ターゲット及び基
板を囲んで配置するアノード領域と,前記ターゲツトの
中央部分に接続すると共に、これに対応する前記基板部
分に接して形成するマスクカソードにも本発明に係わる
スパッタリング装置の特徴がある。
【0018】
【作用】本発明に係わるスパッタリング装置では、ター
ゲットにマスクの一端を接続すると共に、これに対応す
る基板部分に接する方式を採って、堆積膜にマスク支持
棒のかげによるむらをなくした。しかも、マスクの形状
は、縦方向即ち基板とターゲットを結ぶ方向のみに形成
されるので、支持棒によるカゲが無くなったことによ
り、成膜効率が良くなり、タ−ゲットライフも10〜1
5%程増加することが分っている。
【0019】
【実施例】本発明に係わる一実施例を図1〜図4を参照
して説明する。図1は、スバッタリング装置の構造の要
部を示す断面図であり、従来の技術と同じくスパッタリ
ングに必要な磁界装置1、ターゲット3、基板4及びス
パッタリング領域2が主要な部分である。また、連続的
な処理を可能とするために、従来の技術として図5及び
図6に明らかにした搬送機構が設置されているが、重複
を避けるために説明を省略する。
【0020】最重要なスパッタリング領域2は、ターゲ
ット3とこれに対向して配置する被処理物即ち透明な例
えばポリカーボネイト樹脂から成る基板4更に、ターゲ
ット3を囲んで設けるシールド及びマスク5で構成す
る。この結果、スパッタリング領域2は、ターゲット3
ならびに基板4に隣接する形となる。
【0021】ターゲット3をスパッタリングするのに不
可欠な磁界装置1は、図1に明らかなように、スパッタ
リング領域2の中心より偏心して配置する。磁石6によ
り発生する磁力線の中で、ターゲット3の表面と磁場が
平行になると、その部分が最もスパッタリングされる。
このために、磁石6を永久磁石で構成し、中央の磁石6
aと、これを取囲むように円形に周囲の磁石6bを配置
しかつ、スパッタリング領域2の中心位置の軸Aを中心
として例えばモータにより偏心して回転駆動する。
【0022】75W/cm2 程度の放電電界が表面に形
成されるターゲット3には、バッキングプレート7を重
ねた状態で取付けると共に、その内部にリング状の空洞
7aを形成し、これを外囲器8に形成する給水管9に連
結することにより冷却水を循環して、ターゲット3表面
の温度を200℃〜300℃に抑える。この結果、ター
ゲット3が熱により変形したり、バッキングプレート7
間に隙間が生じるのを防止するし、バッキングプレート
7は、カソードとして機能する。
【0023】CD用のディスクでは、中央部分と外周部
分に非成膜部分を形成する必要があるために、これに相
当する基板4部分には、マスク5b及びマスクカソード
5aを設置して非スパッタリング部分を形成する。
【0024】マスク5b及びマスクカソード5aは、導
電性金属例えば銅または銅合金から成り、基板4の端部
を覆う外周部分と中心部を覆う中央部分とで構成して、
従来のような基板4の直径方向を横切る部分を省略す
る。即ち、図1に明らかにしたスパッタリング装置で
は、マスクカソ−ド5aはターゲット3に接続している
ので前記のようにカソードとして機能するのに対して、
外周のマスク5bは、アノ−ドとして作用する。
【0025】マスクカソ−ド5aの固定は、ターゲット
3とバッキングプレート7に取付ける例えばねじ10を
利用する。従って、マスクカソード5aと、ターゲット
3及びバッキングプレート7間は、完全に固定するのに
対して、基板4とは単なる接触状態となる。従来の技術
欄に記載したように、搬送テーブル11により搬送した
基板4は、シリンダー機構12を備えるプッシャー13
により押上げることによりマスク5b及びマスクカソー
ド5aを接触状態とする。また、スパッタリング領域2
には、ハウジング14の内側に防着シールド15を配置
する。スパッタリング工程に必要なアルゴンガスの導入
部16を、ハウジング14の一部に設置して、アルゴン
原子によるターゲット3へのスパッタリングを発生し
て、基板4に所定の金属を成膜する。
【0026】ハウジング14と、ターゲット3やバッキ
ングプレート7の固定は、絶縁部材17を間挿した状態
で機械的例えばねじを利用する。
【0027】このようなスパッタリング領域2の排気
は、マスク5bに形成する排気口19による。即ち、図
2〜図4に明らかにするように、スパッタリング領域2
内外に連通する複数の排気口19を切削工程で設けてあ
り、この工程により排気経路が長くなって、排気口19
内に吸入するスパッタリング成分は、屈折路19aや1
9bに吸着する。しかし、吸着は、スバッタリング領域
2に近い部分から始まるので、スパッタリング成分が搬
送室側に広がることが防止できる。また、迷路構造の屈
折路は、一回以上の屈折でも差支えない。
【0028】マスクカソード5aの形状は、図1及び図
2に示すものの他に、中心部と外周部を併せ持った形、
外周部だけを持った形などが考えられ、これもまたマス
クカソードとして機能することができる。
【0029】
【発明の効果】以上要するに、本発明に係わるスパッタ
リング装置は、マスクカソードをターゲットやバッキン
グプレートに接続すると共に、被処理基板に接する方式
により固定する。その接続に当たっては、スパッタリン
グ装置のターゲットと基板方向に沿ってマスクカソード
を配置しているので、スパッタリング工程時における影
がなくすことができるし、複雑な形状でないので、廉価
で製造ができる。
【0030】しかも、冷却したバッキングプレートと接
続しているので、マスクカソードの冷却効率を上げるこ
とができし、直接冷却することも可能になる。
【0031】更に、マスクカソードは、ターゲットの接
続方向に沿った方向だけに設置するので、成膜効率が良
くなり、従来より10%〜15%増のターゲットライフ
を得ることができ、ひいては成膜したAl膜の厚さを薄
くすることも可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わるスパッタリング装置の概略を示
す断面図である。
【図2】図1のスパッタリング装置のマスク部を拡大し
て示す斜視図である。
【図3】図2に明らかにした排気孔を拡大した斜視図で
ある。
【図4】図2に示した排気孔を構成する屈折路の断面図
である。
【図5】従来のスパッタリング装置の概略を示す断面図
である。
【図6】従来のスパッタリング装置の搬送装置の概略を
示す断面図である。
【符号の説明】
1:磁界装置、 2:スパッタリング領域、 3:ターゲット、 4:基板、 5a:マスクカソード、 5b:マスク、 6:磁石、 7:バッキングプレート、 7a:空洞、 8:外囲器、 9:給水管、 10:ねじ、 11:搬送テーブル、 12:シリンダー機構、 13:プッシャー、 14:ハウジング、 15:防着シールド、 16:Arガス導入部、 17:絶縁部材、 18:排気口、 19a、19b:屈折路、 20:外部搬送装置、 21:吸着ヘッド、 22:吸着パッド。

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 蒸発材料から成るターゲットと,前記タ
    ーゲットに対向して配置する基板と,前記ターゲットに
    重ねるバッキングプレートと,前記バッキングプレート
    に設ける冷却機構と,前記バッキングプレートに隣接し
    て配置する磁界装置と,前記ターゲット及び基板に隣接
    して形成するスパッタリング領域と,前記ターゲット、
    基板及びスパッタリング領域を囲んで配置するアノード
    領域と,前記ターゲットに接続しかつ、これに対応する
    前記基板に接して形成するマスクカソードを具備するこ
    とを特徴とするスパッタリング装置
  2. 【請求項2】 蒸発材料から成るターゲットと,前記タ
    ーゲットに対向して配置する基板と,前記ターゲットに
    重ねるバッキングプレートと,前記バッキングプレート
    に設ける冷却機構と,前記バッキングプレートに隣接し
    て配置する磁界装置と,前記ターゲット及び基板に隣接
    して形成するスパッタリング領域と,前記ターゲット及
    びスパッタリング領域を囲んで配置するアノード領域
    と,前記ターゲツトの中央部分に接続すると共に、これ
    に対応する前記基板部分に接して形成するマスクカソー
    ドを具備することを特徴とするスパッタリング装置
JP3240796A 1991-09-20 1991-09-20 スパツタリング装置 Pending JPH0578833A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH0578834A (ja) * 1991-09-20 1993-03-30 Shibaura Eng Works Co Ltd スパツタリング装置
US6159350A (en) * 1994-01-19 2000-12-12 Sony Disc Technology Inc. Magnetron sputtering apparatus and mask

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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