JPH09310171A - 金属膜の成膜方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 膜穴のような欠陥を生じない金属膜を成膜す
ることができる金属膜の成膜方法を提供すること。 【解決手段】 対象物３１の面に第１の金属膜６０を形
成し、この第１の金属膜６０を形成する際に、第１の金
属膜６０に取り込まれる不純物６２を除去するために第
１の金属膜６０を研磨し、不純物６２が除去されたこと
による第１の金属膜６０にできた穴７１を埋めるために
第２の金属膜８０を、研磨済みの第１の金属膜６０上に
形成し、第２の金属膜８０を形成する際に取り込まれた
不純物８１を除去するために、第２の金属膜８０を、研
磨済みの第１の金属膜６０と第２の金属膜８０の境界９
０まで研磨する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、対象物の面に無欠
陥の金属膜を成膜する金属膜の成膜方法に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】従来スパッタリング装置において、対象
物に対して金属を成膜することがある。対象物として
は、たとえば光ディスクを作るためのスタンパ（金型）
等である。この種の対象物に対して薄膜の金属膜を成膜
する際には、スパッタ装置の真空チャンバ内で行うので
あるが、金属膜を成膜する際にはほこりやゴミ等の不純
物が成膜しようとする金属膜内に侵入することがなかな
か避けられない。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】従って、このような不
純物が金属膜に存在している状態で金属膜を鏡面研磨す
ると、対象物に対して部分的に金属膜が成膜されない１
０〜３０μｍ程度の欠陥である膜穴（ポイントともい
う）が発生してしまうことになる。このような膜穴を金
属膜に発生させないようにするためには、高度な洗浄技
術を要し、クリーン度の非常に高い真空チャンバおよび
その周辺設備等の周辺の環境設備、および真空チャンバ
内でのゴミやほこりの発生がないような構造を採用する
必要がある。また、これらの要求事項を満足するために
は金属膜が成膜する装置のコスト上昇が避けられず、し
かもその装置のメインテナンスや管理に高いレベルの技
術が必要である。そこで本発明は上記課題を解消し、膜
穴のような欠陥を生じない金属膜を成膜することができ
る金属膜の成膜方法を提供することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、対象物の面に金属膜を成膜する金属膜の成膜方
法において、対象物の面に第１の金属膜を形成し、この
第１の金属膜を形成する際に、第１の金属膜に取り込ま
れる不純物を除去するために第１の金属膜を研磨し、不
純物が除去されたことによる第１の金属膜にできた穴を
埋めるために第２の金属膜を、研磨済みの第１の金属膜
上に形成し、第２の金属膜を形成する際に取り込まれた
不純物を除去するために、第２の金属膜を、研磨済みの
第１の金属膜と第２の金属膜の境界まで研磨する、金属
膜の成膜方法により、達成される。

【０００５】本発明では、対象物の面に金属膜を成膜す
る際に、無欠陥の金属膜を成膜するために次のような処
理を行う。対象物の面に第１の金属膜を形成し、この第
１の金属膜を形成する際に第１の金属膜に取り込まれる
不純物を除去するようにするために、第１の金属膜を研
磨する。第１の金属膜を研磨することで不純物が除去さ
れた後に、第１の金属膜に不純物が除去されたことによ
り生じた穴を埋めるために、第２の金属膜を研磨済みの
第１の金属膜上に形成する。そして第２の金属膜を形成
する際に取り込まれた不純物を除去するために、第２の
金属膜を、研磨済みの第１の金属膜と第２の金属膜の境
界まで研磨する。このようにすることで、第１の金属膜
から除去された不純物によりできた穴を、第２の金属膜
で塞ぐことができるとともに、第２の金属膜を形成する
際に取り込まれた不純物をも、第２の金属膜を研磨済み
の第１の金属膜と第２の金属膜の境界まで研磨すること
で完全に除去することができる。従って得られた金属膜
は無欠陥の金属膜となる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【０００７】図１は、本発明の金属膜の成膜方法を実施
するための成膜装置の一例としてスパッタ装置を示して
いる。図１のスパッタ装置（金属膜の成膜装置）１０
は、一例として高周波電源（ＲＦ）１２を用いたスパッ
タ装置であり、真空チャンバ１４内には、高周波電極１
６とホルダ１８、シャッタ２０を備えている。高周波電
極１６は高周波電源１２に接続されており、冷却水によ
り冷却できるようになっている。これに対してホルダ１
８はやはり冷却水により冷却できるようになっていて、
被覆体である基板ＯＢを保持している。真空チャンバ１
４はアルゴンボンベ２８からアルゴンが供給される。高
周波電極１６に対して高周波電源１２が通電すること
で、たとえばアルゴンイオン２２がターゲットＴＧに衝
突する。この衝突によりターゲットＴＧからはスパッタ
原子２４が叩き出されて、プラズマ２６、シャッタ２０
を通って、基板ＯＢの表面に到達し、基板ＯＢはスパッ
タ原子２４により薄膜の金属膜が形成できるようになっ
ている。このスパッタ用のターゲットＴＧは、たとえば
イリジウムＩｒで作られている。

【０００８】図２は、スタンパ（エッチングスタンパと
いう）の作成方法の一例を示している。図２（Ａ）では
金型母材である基板ＯＢを機械加工して作り、図２
（Ｂ）のように本発明の無欠陥のイリジウム膜４０を図
１のスパッタ装置１０で成膜する。そして図２（Ｃ）の
ようにマスキングのためにイリジウム膜４０上にレジス
ト膜４１を形成し、図２（Ｄ）のようにレーザ光でレジ
スト膜をパターン形状にカットする。次に、図２（Ｅ）
のようにミリング装置を用いてエッチングを行い、図２
（Ｆ）のように基板ＯＢに残ったレジスト４１を除去
（洗浄）する。つまり図２（Ｆ）のエッチングスタンパ
とは、基板（金型母材）ＯＢに直接パターンを彫り込ん
だものである。その後得られたエッチングスタンパは、
図２（Ｇ）と図２（Ｈ）のようにして光ディスクＤを形
成する。

【０００９】そこで図２の基板ＯＢに対してイリジウム
膜４０を成膜する成膜方法について次に説明する。図３
〜図８は、金型素材である基板ＯＢに無欠陥な金属膜で
あるイリジウム膜４０を成膜する方法を示している。こ
の基板ＯＢの表面には、材料欠陥５０が形成されている
ものとする。まず図４に示すように、図１のスパッタ装
置１０を用いて、基板ＯＢの表面３１ａに対して材料欠
陥５０の部分を含む領域に第１の金属膜６０をスパッタ
成膜する。この第１の金属膜６０は、イリジウム膜であ
り、第１の金属膜６０を成膜する際には、不純物である
ゴミ６１が取り込まれてしまうことがある。従って第１
の金属膜６０は、ゴミ６１に対応して一部が盛り上がっ
た凸部分６２を有するとともに、基板ＯＢの材料欠陥５
０に対応した凹部分６３を有する。

【００１０】そこで、図５に示すように、図４のゴミ６
１を除去するために、第１の金属膜６０を研磨（ラッピ
ング）をしていく。この第１の金属膜６０の研磨によ
り、研磨途中でゴミ６１は第１の金属膜６０から除去さ
れるが、第１の金属膜６０には、ゴミ６１が除去された
後に膜穴７１が生じてしまう。

【００１１】図６は、第１の金属膜６０の研磨が終了し
た時点を示しており、第１の金属膜６０には膜穴７１が
残されている。なお、図５および図６における第１の金
属膜６０の研磨には、たとえば次のものを用いる。ラッ
ピングプレート素材は純すずを用い、ラップ剤として
は、第１の金属膜に関しては、荒研磨（砥粒サイズ：２
μｍ，水性ダイヤモンドスラリー）、 仕上げ研磨（砥
粒サイズ：１／２μｍ，水性ダイヤモンドスラリー）が
採用でき、第２の金属膜に関しては、荒研磨（砥粒サイ
ズ：２μｍ 水性ダイヤモンドスラリー）、中仕上げ研
磨（砥粒サイズ １／２μｍ 水性ダイヤモンドスラリ
ー）、最終仕上げ研磨（砥粒サイズ １／８μｍ 油性
ダイヤモンドスラリー）が採用できる。このままでは膜
穴７１が第１の金属膜６０の欠陥となってしまうので、
スパッタ装置１０は、研磨済みの第１の金属膜６０の上
に図７に示すように第２の金属膜８０のスパッタリング
を行う。

【００１２】図７において、第２の金属膜８０は、第１
の金属膜６０の表面に重ねてスパッタリングされるので
あるが、この第２の金属膜８０がスパッタリングされる
場合でも、不純物であるゴミ８１が取り込まれてしま
う。従って、第２の金属膜８０はゴミ８１に対応する部
分に凸部分８２が形成されるとともに、第１の金属膜６
０に存在する膜穴７１に対応した位置に凹部分８３が形
成されてしまう。そこで、図８に示すように、第２の金
属膜８０は、再び研磨装置により研磨を行う。この研磨
により、図７のゴミ８１は第２の金属膜８０を研磨する
際に除去されるとともに、その第２の金属膜８０の研磨
量は、第２の金属膜８０と研磨済みの第１の金属膜６０
の表面との境界９０の部分まで研磨していくことにな
る。このようにすることで、基板ＯＢの材料欠陥５０は
第１の金属膜６０で穴埋めされるばかりでなく、第１の
金属膜６０の膜穴７１が第２の金属膜８０により穴埋め
されるとともに、第２の金属膜８０が取り込んだゴミ８
１も第２の金属膜８０を除去する際に除去できるので、
図８の得られた研磨済みの第１の金属膜６０の表面６９
は、膜穴等のない無欠陥な金属膜になる。

【００１３】図９は、図６の膜穴７１を埋め込んでいく
様子を示している。第１の金属膜６０の膜穴７１は、図
９（Ａ）に示すような穴である。そして図９（Ｂ）に示
すようにこの第１の金属膜６０の上に図７のような第２
の金属膜８０をスパッタリングで重ねて形成することに
より、第１の金属膜６０の膜穴７１に対応する位置に凹
部分８３が形成される。図９（Ｃ）〜（Ｆ）は、図７〜
図８に示すように第２の金属膜８０を研磨していく状態
を示していて、第２の金属膜８０の凹部分８３の大きさ
が徐々に小さくなっていって図９（Ｆ）では消滅、すな
わち穴埋め作業を完了した状態を示している。

【００１４】以上のようにして、最終的に得られる金属
面は、膜穴等がなくしかもゴミのような不純物が付着し
ていない無欠陥の金属膜となる。このような方法を取る
ことで、高確率で良質な無欠陥膜を形成することが可能
であり、また図８の状態で更に表面６９に万が一傷が付
いたとしても、更にこのような工程を繰り返して表面６
９に付いた傷を穴埋めすることで再生をして、元の無欠
陥膜に戻すことができる。このような作業は一般に用い
られている通常のスパッタ装置を用いて行うこともでき
るが他の種類の装置を用いて行うことも勿論できる。い
ずれにしても、膜穴の発生した金属膜を不良膜とはせず
に、その金属膜の膜穴を穴埋めすることにより、無欠陥
の良質な金属膜として用いることができるので、たとえ
ば光ディスクのスタンパの製造時の歩留りを上げること
ができる。また従来必要とする高度な洗浄技術やクリー
ン度の非常に高い環境設備あるいはスパッタリング装置
内でゴミを発生させないような高価な構造を採用する必
要もないので、コストダウン化を図ることができる。

【００１５】ところで本発明は上記実施の形態に限定さ
れない。上述した実施の形態では、光ディスクを作製す
るためのたとえばエッチングスタンパを形成するため
に、無欠陥の金属膜を成膜する例について述べている
が、これに限らず他の分野において薄膜等を成膜するの
にも勿論本発明の成膜方法を適用することができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
膜穴のような欠陥を生じない金属膜を成膜することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の金属膜の成膜方法を実施するための装
置としてスパッタ装置を一例として示す図。

【図２】被覆体である基板を光ディスクのスタンパとし
て用いる場合におけるスタンパの作成例を示す図。

【図３】基板の導電膜（対象物）の例を示す図。

【図４】図３の導電膜に対して第１の金属膜を形成した
状態を示す図。

【図５】第１の金属膜を所定厚みまで研磨した状態を示
す図。

【図６】第１の金属膜が所定厚みまで研磨された後の状
態を示す図。

【図７】第２の金属膜が第１の金属膜の上に積層して成
膜された状態を示す図。

【図８】第２の金属膜と第１の金属膜の境界まで研磨さ
れた状態を示す図。

【図９】図６〜図８に対応して示す膜穴および凹部分の
除去の一例を示す図。

【符号の説明】

１０・・・スパッタ装置、ＯＢ・・・基板（対象物金型
母材）、５０・・・材料欠陥、６０・・・第１の金属
膜、６２・・・ゴミ（不純物）、７１・・・膜穴、８０
・・・第２の金属膜、８１・・・ゴミ（不純物）、９０
・・・第１の金属膜と第２の金属膜の境界

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物の面に金属膜を成膜する金属膜の
   成膜方法において、 対象物の面に第１の金属膜を形成し、 この第１の金属膜を形成する際に、第１の金属膜に取り
   込まれる不純物を除去するために第１の金属膜を研磨
   し、 不純物が除去されたことによる第１の金属膜にできた穴
   を埋めるために第２の金属膜を、研磨済みの第１の金属
   膜上に形成し、 第２の金属膜を形成する際に取り込まれた不純物を除去
   するために、第２の金属膜を、研磨済みの第１の金属膜
   と第２の金属膜の境界まで研磨する、ことを特徴とする
   金属膜の成膜方法。
2. 【請求項２】 第１の金属膜と第２の金属膜の成膜は、
   スパッタ法で行われる請求項１に記載の金属膜の成膜方
   法。