JPH1021591A - スパッタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 高品位の光記録媒体を作成するマグネトロン
スパッタリング法によるスパッタリング装置を提供す
る。 【解決手段】 マグネトロンスパッタリング法により、
カソードマグネットを回転させながら基板上に薄膜層を
形成し、ディスク状記録媒体を作成するスパッタリング
装置において、前記カソードマグネット２０、２１の回
転を、カソードケース１１の外部から非接触で行う。そ
の実施例としてカソードケース１１の外部に、カソード
マグネット２１に対向してモータ１４の回転軸に取り付
けられた回転用マグネット１８を配置し、この回転用マ
グネット１８を回転させることにより回転用マグネット
１８とカソードマグネット２１との間の磁気的結合力で
回転力を伝達し、カソードマグネット２０、２１を非接
触で回転させる。 【効果】 従来では必要であったカソードケースの回転
軸孔が不要となり、水漏れ等の事故の発生を防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は光磁気ディスク等の
製造に係わるマグネトロンスパッタリング法によるスパ
ッタリング装置に関し、更に詳しくはエロージョン領域
の発生の偏りを改善するカソード部の構成に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】従来のマグネトロンスパッタリング法に
よるスパッタリング装置の構成と、この装置によるター
ゲット材のエロージョン領域の発生と、このエロージョ
ン領域の偏りを改善する従来例について図３ないし図５
を参照して説明する。図３はスパッタリング装置の概略
の構成を示す図であり、図４はマグネトロンスパッタリ
ング法によるスパッタリング装置のカソード部であっ
て、同図（ａ）はその断面図であり、同図（ｂ）はター
ゲット材のエロージョン領域を表す図である。また、図
５は従来のエロージョン領域の偏りに対処した、マグネ
トロンスパッタリング法によるスパッタリング装置のカ
ソード部の構成を示す断面図である。

【０００３】基板上に記録膜等の機能薄膜を形成して光
磁気ディスク等の記録媒体を形成する場合、一般にスパ
ッタリング装置が使用される。このスパッタリング装置
とは、カソードに設置されたターゲット材料にイオン化
したアルゴンガスを衝突させ、その衝撃で飛び出した原
子等をアノード側に設置されたディスク基板等に積層さ
せる装置である。

【０００４】一般にスパッタリング装置は図３に示すよ
うに、成膜室である真空チャンバー１と、その室内の真
空度を制御する真空制御部２と、プラズマ放電用の電源
３と、この電源３が電源ケーブル４によって接続されて
いるカソード部５と、カソード部５と所定距離を持って
対向配置されているアノード６と、スパッタガスである
Ａｒ等を真空チャンバー１内に供給するためのスパッタ
ガス供給部７とを主な要素として構成されている。

【０００５】通常、光磁気ディスク等の記録媒体を形成
する場合、その薄膜中に不純物の混入を避けるため低圧
ガスで安定な放電が得られ、また成膜速度も高いマグネ
トロンスパッタ法が用いられる。

【０００６】このマグネトロンスパッタ法によるスパッ
タリング装置のカソード部５は図４（ａ）に示すよう
に、冷却水入口１２と冷却水出口１３が設けられ、冷却
水の循環が行われるカソードケース１１の内部に、カソ
ードマグネット２０およびカソードマグネット２１を配
設したカソードマグネットパック１７を配置し、更に、
ターゲット材９をボンディングしたバッキングプレート
１０を、前記カソードケース１１の開口部にネジ止め等
により固定して封止した構造が一般に用いられている。

【０００７】このようなカソード部を用いたスパッタリ
ング装置では、放電により発生するアルゴンイオン等の
プラズマ３１を、カソードマグネット２０、２１により
ターゲット材９の表面に形成する漏れ磁界３０中に閉じ
込めることができる。これによりスパッタリング効率を
高め、また、低ガス圧で安定な放電状態が得ることがで
き、成膜速度が早く、純度の高いスパッタ膜が得られる
ことになる。

【０００８】しかしながら、上述したスパッタリングで
は図４（ｂ）に示すように、漏れ磁界３０の分布により
プラズマ３１が捕獲され、これに応じてターゲット材９
が消費される領域（以下、「エロージョン領域」と称
す）に偏りが生じ、ターゲット材９の使用効率はよくな
い。このエロージョン領域３２が狭いという欠点を改善
するため、ターゲット材９の中心に対して非対象に配列
したカソードマグネット２０、２１を回転させるロータ
リーマグネット方式が採用されるようになってきてい
る。

【０００９】上述したロータリーマグネット方式ではエ
ロージョン領域３２が広く、ターゲット材９の使用効率
が向上する利点があるが、一方、カソードマグネット２
０、２１の回転のための機構が複雑となり、また、部品
の磨耗などで障害を起こす虞れがあった。また、放電に
よりカソードは高温になるため水冷を行うが、水漏れ防
止のシール処理が必要となり、その部分の腐食等による
水漏れ事故の発生が危惧されてきた。

【００１０】図５は従来のロータリーマグネット方式ス
パッタリング装置を示し、カソードマグネットパック１
７の回転軸１９をカソードケース１１の外部まで突き出
させ、プラスチック製のギア１５等を介してモータ１４
の回転をカソードマグネットパック１７に伝達する構成
になっている。この場合、カソードケース１１の冷却水
シール１６が必要になるが、上述したように、この部分
の腐食等による水漏れは漏電事故を起こす虞れがあり、
また、回転摺動部の磨耗等による回転不良の発生はカソ
ードマグネット２０、２１の均一な回転を阻害し、基板
８上の膜厚分布に変化を与え、品質を劣化させるもので
あった。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明の課題
は、ロータリーマグネット方式の利点である広いエロー
ジョン領域（高い材料使用効率）を確保すると共に、そ
の欠点である機構部品の磨耗や冷却水シール部からの水
漏れ等の発生を極力抑え、安定して稼働するマグネトロ
ンスパッタリング法によるスパッタリング装置を提供し
ようとするものである。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題に鑑み
なされたものであり、マグネトロンスパッタリング法に
より、カソードマグネットを回転させながら基板上に薄
膜層を形成し、ディスク状記録媒体を作成するスパッタ
リング装置において、前記カソードマグネットの回転
を、カソードケースの外部から非接触で行う手段を設け
る。

【００１３】また、前記カソードケースの外部に、前記
カソードマグネットに対向して回転用マグネットを配置
し、該回転用マグネットを回転させることにより前記カ
ソードマグネットを非接触で回転させるマグネトロンス
パッタリング法によるスパッタリング装置を構成して上
記課題を解決する。

【００１４】本発明は上述したように、カソードマグネ
ットに対向して配置した回転用マグネットを回転するこ
とにより、そのカソードマグネットを非接触で回転する
ことができ、従って、従来では必要であった回転軸回り
の水漏れシールが不要となり、水漏れ等の事故の発生を
防止する。また、カソードマグネットの回転軸を少ない
部品で構成することができるため、回転不良の発生を低
減でき、従って均一な膜厚を基板上に形成することがで
きる。

【００１５】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態例について図
１および図２を参照して説明する。図１は本発明によ
る、マグネトロンスパッタリング法によるスパッタリン
グ装置のカソード部の構成を示す断面図であり、また、
図２はこのマグネトロンスパッタリング法によるスパッ
タリング装置のカソードマグネットパックの構成の一例
を示す断面図である。

【００１６】本発明は、図５に示す従来例とはカソード
マグネットパック１７の回転手段の構成において異なる
ものであって、その他の構成については従来例と同一で
あり、同一の構成部位には同一の符号を付し、それらの
説明は省略する。

【００１７】本発明の特徴を成すカソードマグネットパ
ック１７の回転手段の構成は図１に示すように、カソー
ドマグネット２１に対向したカソードケース１１の外部
に、回転用マグネット１８をモータ１４に固着して設け
ている。この構成によりモータ１４の回転は回転用マグ
ネット１８とカソードマグネット２１の磁力結合により
カソードマグネットパック１７に伝達され、非接触でこ
のカソードマグネットパック１７を回転させるものであ
る。従って、従来例のようにカソードマグネットパック
１７に回転用の軸を通す孔を設ける必要はない。

【００１８】図２は本発明に用いるカソード部の構成の
一例を示す断面図であって、センターシャフト２２を有
するカソードケース１１の内部にカソードマグネット２
０、２１を保持したマグネット固定用スペーサ２４がベ
アリング２３を介してセンターシャフト２２に回転自在
に支持されている。カソードマグネット２１に対向して
カソードケース１１の外部にモータ１４と回転用マグネ
ット１８を設定し、モータ１４を回転させて、カソード
マグネット２０、２１を回転させている。

【００１９】尚、使用するベアリング２３等は耐蝕性の
高い材質のものを用いることが好ましい。また、マグネ
ットは永久磁石であっても、電磁石であってもよい。更
に、マグネットの回転数は一回のプロセス中に１０回転
以上することが好ましい。

【００２０】

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によるとカソードマグネットに対向して配置した回転
用マグネットを回転することにより、そのカソードマグ
ネットを非接触で回転することができ、従来では必要で
あった回転軸用孔をカソードケースにあける必要がな
く、この部位からの水漏れによる事故発生の虞れを解消
する。従って、ロータリーマグネット方式のスパッタリ
ング装置を安定して稼働することができ、光磁気ディス
クの製造を高品質で効率よく行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明による、マグネトロンスパッタリング
法によるスパッタリング装置のカソード部の構成を示す
断面図である。

【図２】 本発明による、マグネトロンスパッタリング
法によるスパッタリング装置のカソードマグネットパッ
クの構成の一例を示す断面図である。

【図３】 スパッタリング装置の概略の構成を示す図で
ある。

【図４】 マグネトロンスパッタリング法によるスパッ
タリング装置のカソード部であって、（ａ）はその断面
図であり、（ｂ）はターゲット材のエロージョン領域を
表す図である。

【図５】 従来のエロージョン領域の偏りに対処した、
マグネトロンスパッタリング法によるスパッタリング装
置のカソード部の構成を示す断面図である。

【符号の説明】

１…真空チャンバー、２…真空制御部、３…電源、４…
電源ケーブル、５…カソード部、６…アノード、７…ス
パッタガス供給部、８…基板、９…ターゲット材、１０
…バッキングプレート、１１…カソードケース、１２…
冷却水入口、１３…冷却水出口、１４…モータ、１５…
ギア、１６…冷却水シール、１７…カソードマグネット
パック、１８…回転用マグネット、１９…回転軸、２
０、２１…カソードマグネット、２２…センターシャフ
ト、２３…ベアリング、２４…マグネット固定用スペー
サ、３０…漏れ磁界、３１…プラズマ、３２…エロージ
ョン領域

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 マグネトロンスパッタリング法により、
   カソードマグネットを回転させながら基板上に薄膜層を
   形成し、ディスク状記録媒体を作成するスパッタリング
   装置において、 前記カソードマグネットの回転を、カソードケースの外
   部から非接触で行う手段を設けることを特徴とするスパ
   ッタリング装置。
2. 【請求項２】前記カソードケースの外部に、前記カソー
   ドマグネットに対向して回転力伝達用マグネットを配置
   し、該回転力伝達用マグネットを回転させることにより
   前記カソードマグネットを非接触で回転させることを特
   徴とする、請求項１に記載のスパッタリング装置。