JPH11229150A - 情報記録ディスク用成膜装置 - Google Patents
情報記録ディスク用成膜装置Info
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- JPH11229150A JPH11229150A JP5019198A JP5019198A JPH11229150A JP H11229150 A JPH11229150 A JP H11229150A JP 5019198 A JP5019198 A JP 5019198A JP 5019198 A JP5019198 A JP 5019198A JP H11229150 A JPH11229150 A JP H11229150A
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Abstract
を効果的に防止した構成を有する情報記録ディスク用成
膜装置を提供する。 【解決手段】 記録用の磁性膜の上に保護膜を作成する
保護膜作成チャンバー6では、CH4 等の炭化水素化合
物ガスのプラズマ化学蒸着によってカーボンよりなる保
護膜が作成される。保護膜作成チャンバー6内には酸素
ガスが導入されるようになっており、内部の露出面に堆
積したカーボン膜は酸素プラズマによってアッシングさ
れ、排気系61によって除去される。基板9を保持した
キャリア90は、アッシングの際に退避チャンバー7に
退避する。このため、基板9の表面が酸素プラズマによ
って損傷を受けることがない。
Description
スクの製作に関するものであり、特に、記録層としての
磁性膜の上に積層されるカーボンよりなる保護膜の作成
に関するものである。
CD−ROM等として従来から良く知られている。この
ような情報記録ディスクは、金属製又は誘電体製の基板
の表面に記録層を形成した構造であり、基板に対する表
面処理を経て製作される。このような表面処理を、ハー
ドディスクの製作を例にして説明する。ハードディスク
を製作する場合、一般的には、NiPコーティングされ
たアルミニウム製の基板を用いる。この基板の上に、ま
ず、Cr等の金属の下地膜を作成し、その上に、CoC
rTa等の磁性膜を記録層として作成する。そして、記
録層の上に保護膜を設けることでハードディスクが製作
される。
耗から記録層を守るため及び耐候性を確保するために設
けられるものであり、潤滑性のある強固な膜が必要とさ
れている。この保護膜には、通常、カーボン膜が使用さ
れる。尚、以下の説明では、カーボンよりなる保護膜を
カーボン保護膜と称する。
い、より薄い厚さで必要な耐久性を備えることが要求さ
れている。記録密度の増加は、セクタ間距離の減少を意
味する。セクタ間距離が減少すると、磁気記録層に対す
る磁気ヘッドの距離も短くしなければならない。カーボ
ン保護膜は、磁気記録層の上に形成されるから、磁気ヘ
ッドまでの距離を短くするには、保護膜の厚さを薄くし
なければならない。現在市販されている例えば1.6ギ
ガビット/平方インチ程度の記録密度のハードディスク
では、保護膜の厚さは100〜150オングストローム
程度であるが、記録密度が向上して3ギガビット/平方
インチ程度になると、保護膜の厚さは50〜100オン
グストローム程度になると予想されている。
耗、熱、湿度等から記録層を十分に保護できるものでな
ければならない。このためには、一般的には、緻密な構
造の硬度の高い膜でなければならない。つまり、情報記
録ディスクにおける保護膜は、より薄い厚さでかつ十分
な硬度で作成されることが要求されている。従来、この
ようなカーボン保護膜は、スパッタリングによって作成
されている。即ち、カーボンよりなるターゲットをスパ
ッタして基板の表面にカーボンよりなる膜を堆積させ、
保護膜としている。
成には、スパッタリングよりも化学蒸着(Chemical Vap
or Deposition, CVD)の方が適している。図13は、従
来の情報記録ディスク用成膜装置の要部の構成を示す正
面概略図であり、プラズマCVDによってカーボン保護
膜を作成する構成が示されている。図13に示す装置
は、排気系61を備えた保護膜作成チャンバー6と、保
護膜作成チャンバー6内に所定のプロセスガスを導入す
るプロセスガス導入系62と、導入されたプロセスガス
にエネルギーを与えてプラズマを形成するプラズマ形成
手段63と、保護膜作成チャンバー6内に基板9を搬入
する不図示の搬送系とから主に構成されている。
機化合物ガスを導入するようになっている。プラズマ形
成手段63は、プロセスガスに高周波エネルギーを与え
てプラズマを形成するようになっており、保護膜作成チ
ャンバー6内に設けられた高周波電極631と、整合器
632を介して高周波電極631に高周波電力を供給す
る高周波電源633とから主に構成されている。高周波
によってCH4 等のガスのプラズマが形成されると、プ
ラズマ中でガスが分解し、基板9の表面にカーボンの薄
膜が堆積する。
ボン膜と結晶化したカーボン膜に大きく分けられる。そ
して、結晶化したカーボン膜は通常グラファイトカーボ
ン膜であるが、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)
膜と呼ばれるものがある。DLC膜は、一般的には、ダ
イヤモンドに類似した構造のカーボン膜を意味する。例
えば、CH4 等の炭化水素化合物ガスを用いたプラズマ
CVDによるカーボン膜の作成において、負イオン衝撃
によってエネルギーを与えると、C−H結合及びCの二
重結合が減少してC単結合が多くなり、ダイヤモンド構
造の割合が高くなる。即ち、DLC膜の構造が得られ
る。
膜を作成する情報記録ディスク用成膜装置において、カ
ーボンは、基板の表面のみならず保護膜作成チャンバー
内の露出面にも堆積する。この膜の堆積量が多くなる
と、膜は内部応力や自重などによって剥離する。この剥
離によって、保護膜作成チャンバー内にカーボンの微粒
子(パーティクル)が生じてしまう。このパーティクル
が基板の表面に付着すると、カーボン保護膜の表面に突
起が形成されて局所的な膜厚異常となり、製品不良の原
因になる。この点を、図14を使用して説明する。図1
4は、パーティクルの付着の問題を説明した断面概略図
である。
ルが付着したり、パーティクルが付着した状態でカーボ
ン保護膜901を堆積させたりすると、図14に示すよ
うに、突起902が形成されてしまう。突起902が形
成されると、ヘッドクラッシュとか信号エラー等の問題
が生じやすい。そこで、カーボン保護膜901の作成
後、基板9を軽く表面研磨処理するテープバニッシ工程
を行い、その後、グライハイトドテスト(Glide Height
Test)と呼ばれる試験にかけている。
うに、検査治具903の先端を基板901の表面から所
定の短い距離を保って走査する試験である。パーティク
ルの付着によって突起902が形成されていると、検査
治具903の先端がカーボン保護膜901に接触してし
まう。検査治具903は、接触による短絡電流を検出す
る等の検出回路を有しており、突起902が形成されて
いないかどうかを検査できるようになっている。
0.1〜0.5μm程度であり、従って、突起902の
高さもこの程度である。一方、グライドハイトテストに
おける検査治具903の先端と基板9の表面との距離d
は、現在、1μインチ(254オングストローム)に決
められている。従って、たった一個のパーティクルによ
る突起920が形成されているだけで、基板9はグライ
ハイトドテストをパスできず、不良品となってしまう。
そして、将来、この距離dは、1μインチから0.5μ
インチになると見込まれている。
の露出面に堆積したカーボン膜が剥離して多量のパーテ
ィクルが発生する。このため、基板9の表面にも多くパ
ーティクルが付着し、基板9の表面に多数の突起902
が形成されてしまう。このことから、テープバニッシ工
程ですべての突起902を除去して平坦化することが困
難になる。また、パーティクルが重なったりして大きな
突起902が形成されていると、その突起902を除去
する際にそれを引きずって基板9の表面を傷付けたり凹
みを作ったりする問題がある。このような傷や凹みがあ
ると、グライドハイトテストをパスしても次のサーティ
ファイテスト(記録再生テスト)で不良となることが多
い。このようなことから、従来の装置では、不良品の発
生確率が低くできない問題があった。本願の発明は、こ
の課題を解決するためになされたものであり、保護膜作
成チャンバー内のパーティクル発生を効果的に防止した
構成を有する情報記録ディスク用成膜装置を提供するこ
とを目的としている。
め、本願の請求項1記載の発明は、基板の表面に記録用
の磁性膜を作成した後にこの磁性膜の上にカーボンより
なる保護膜を作成して情報記録ディスクを製作する情報
記録ディスク用成膜装置であって、前記保護膜を作成す
る保護膜作成チャンバーを備えており、この保護膜作成
チャンバーは、内部を排気する排気系と、内部に酸素ガ
スを導入する酸素ガス導入系と、導入された酸素ガスに
エネルギーを与えてプラズマを形成するプラズマ形成手
段とを有しており、保護膜作成チャンバー内の前記基板
以外の露出面に堆積したカーボンの膜をアッシングして
除去することが可能となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項2記載の発明
は、上記請求項1の構成において、複数のチャンバーが
気密に一列に接続されたインライン式の装置であって、
これら複数のチャンバーのうちの一つは前記磁性膜を作
成する磁性膜作成チャンバーであるとともに、別の一つ
は前記保護膜作成チャンバーであり、さらに、前記基板
を保持しながらこれら複数のチャンバーに順次搬送する
搬送系が設けられており、この搬送系は、前記アッシン
グを行う際には前記保護膜作成チャンバーから基板を退
避させることが可能となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項3記載の発明
は、上記請求項2の構成において、前記保護膜作成チャ
ンバーの直後又は直前の搬送路上には退避チャンバーが
設けられており、前記搬送系は保護膜作成チャンバーで
の保護膜の作成の後又は前の前記アッシングの際に基板
を退避チャンバーに搬入するものであるという構成を有
する。また、上記課題を解決するため、請求項4記載の
発明は、上記請求項2又は3の構成において、前記複数
のチャンバーは周状に接続されていてこれらチャンバー
を通過する無終端の搬送路が設定されており、前記搬送
系は、基板を保持するキャリアを当該無終端の搬送路に
沿って搬送するものであるとともに、複数のチャンバー
のうちの少なくとも一つはキャリアとの間で基板の着脱
を行う着脱チャンバーであり、さらに、この搬送系は、
全チャンバーの数よりも退避チャンバーの数の分だけ少
ない数のキャリアを備えており、前記アッシングの際に
は基板を保持したキャリアを前記退避チャンバーに移動
させるよう構成されている。また、上記課題を解決する
ため、請求項5記載の発明は、上記請求項4の構成にお
いて、前記保護膜作成チャンバーは、他のチャンバーで
の動作時間よりも少ない時間で保護膜の作成が完了する
よう構成されており、他のチャンバー内ではキャリアが
移動せずに基板がまだ滞留している間に退避チャンバー
と保護膜作成チャンバーとの間でキャリアが移動して前
記アッシングが行われるという構成を有する。また、上
記課題を解決するため、請求項6記載の発明は、上記請
求項2の構成において、前記保護膜作成チャンバーの直
後又は直前の搬送路上には前記保護膜作成チャンバーと
同じ構成の別の保護膜作成チャンバーが設けられてい
て、前記保護膜作成チャンバーは全保護膜の厚さの半分
の成膜を、当該別の保護膜作成チャンバーは残りの半分
の厚さの成膜を行うものであり、かつ、前記保護膜作成
チャンバーで成膜が行われている際には当該別の保護膜
作成チャンバー内では基板は搬入されずに前記アッシン
グが行われ、当該別の保護膜作成チャンバーに基板が移
動して成膜が行われる際には前記保護膜作成チャンバー
内では基板が搬入されずに前記アッシングが行われるも
のであるという構成を有する。また、上記課題を解決す
るため、請求項7記載の発明は、上記請求項3の構成に
おいて、前記搬送系は、すべてのキャリアを同時に次の
チャンバーに移動させるものであり、前記着脱チャンバ
ーでは、前記アッシングの頻度に応じて基板の着脱作業
を欠落させるよう構成されている。また、上記課題を解
決するため、請求項8記載の発明は、上記請求項1乃至
7の構成において、前記保護膜作成チャンバーは、有機
化合物ガスを導入するプロセスガス導入系を備えてお
り、導入された有機化合物ガスの気相中での分解反応を
利用するプラズマ化学蒸着によって前記カーボンの保護
膜を作成するよう構成されている。
いて説明する。図1は、本願発明の第一の実施形態に係
る情報記録ディスク用成膜装置の概略構成を示す平面図
である。本実施形態の装置は、インライン式の成膜装置
になっている。インライン式とは、複数のチャンバーが
一列に縦設され、それらのチャンバーを経由して基板の
搬送路が設定されている装置の総称である。
ャンバーレイアウトの一例について概略的に説明する。
本実施形態の装置では、複数のチャンバーが方形の輪郭
に沿って縦設されており、これに沿って方形の搬送路が
設定されている。各チャンバーは、専用又は兼用の排気
系によって排気される真空容器である。各チャンバーの
境界部分には、ゲートバルブ10が設けられている。基
板9は、キャリア90に搭載されて搬送されるようにな
っている。
接して配置された二つのチャンバーが、キャリア90へ
の基板9の搭載を行うロードロックチャンバー1及びキ
ャリア90からの基板9の回収を行うアンロードロック
チャンバー2になっている。また、方形の他の三辺に配
置されたチャンバーは、各種処理を行う処理チャンバー
になっている。方形の角の部分のチャンバーは、基板9
の搬送方向を90度転換する方向転換機構を備えた方向
転換チャンバー3になっている。尚、この図1に示す例
では、基板9は時計回りに搬送されて順次処理されるよ
うになっている。
基板9の搬送の順に説明する。まず、方形の左側の辺の
うちの基板9が一番最初に搬送される処理チャンバー
は、成膜に先だって基板9を所定温度に加熱するプリヒ
ートチャンバー4として構成される。プリヒートチャン
バー4の次に基板9が搬送される処理チャンバーは、下
地膜を作成する第一下地膜作成チャンバー51になって
いる。下地膜としては、本実施形態では、Cr膜が作成
されるようになっている。
に基板9が搬送される処理チャンバーは、磁性膜を作成
する第一磁性膜作成チャンバー52になっている。磁性
膜としては、本実施形態では、CoCrTa膜が作成さ
れるようになっている。本実施形態の装置では、磁性膜
を二層にわたって形成できるようになっている。即ち、
方形の搬送路のうちの紙面上上側の辺に設けられた二つ
の処理チャンバーは、第二下地膜作成チャンバー53及
び第二磁性膜作成チャンバー54になっている。第二下
地膜作成チャンバー53は、第一下地膜作成チャンバー
51と同様にCr膜を下地膜として作成するチャンバー
であり、第二磁性膜作成チャンバー54は、同様にCo
CrTa膜を磁性膜として作成するチャンバーである。
基板9は、第一磁性膜作成チャンバー52で磁性膜が作
成された後、第二下地膜作成チャンバー53でさらに下
地膜が作成され、その上にさらに第二磁性膜作成チャン
バー54で磁性膜が作成されるようになっている。
次に基板9が搬送される二つのチャンバーは、本実施形
態の装置の大きな特徴点を成している。即ち、方形の搬
送路の内の右側の辺の三つの処理チャンバーのうち、最
初に基板9が搬送される処理チャンバーは、カーボン保
護膜を作成する保護膜作成チャンバー6であり、この保
護膜作成チャンバー6の次に基板9が搬送されるチャン
バーは、退避チャンバー7となっている。尚、退避チャ
ンバー7の次のチャンバーは予備チャンバー8となって
いる。
各チャンバーの構成について、より詳しく説明する。ま
ず、搬送系の構成について説明する。最初に、図2を使
用して、キャリア90及びこのキャリア90を移動させ
る構成について説明する。図2は、基板9が搭載される
キャリア90の構成を示す正面図である。
部材であり、垂直に立てた姿勢で使用される。本実施形
態では、キャリア90が二枚の基板9を同時に保持して
搬送できるようになっている。図2に示すように、キャ
リア90は、二つのほぼ円形の開口を有する。二つの開
口は、同じ高さの位置であり、その直径は基板9よりも
少し大きい。そして、各開口の下側の縁と、左右両側の
縁には、細長い通路が形成されており、この通路内に支
持爪91,92が設けられている。
支持爪)91の先端は、搭載状態の基板9の中心を通る
鉛直な直線上に位置し、基板9の下縁の中央を支持する
ようになっている。また、開口の左右両側の支持爪(以
下、側縁支持爪)92は、基板9の中心の高さよりも少
し高い位置で基板9の側縁に接触して基板9を押さえる
よう構成されている。図2から分かるように、側縁支持
爪92は、全体が板バネになっており、開閉棒93によ
って開閉されるようになっている。
中央に円形の開口(以下、基板開口)を有する。基板9
をキャリア90に搭載する際には、アーム111,21
1の先端を基板開口に挿入して基板9を保持し、キャリ
ア90の開口内に基板9を位置させる。そして、アーム
111,211を少し下方に移動させ、キャリア90の
開口内で基板9を少し下降させて下縁支持爪91の上に
載せる。この際、アーム111,211の移動に連動し
て開閉棒93が駆動されるようになっており、外側に開
いた姿勢であった側縁支持爪92が閉じて基板9の側縁
を押さえ付ける。キャリア90から基板9を回収する際
には、これとは全く逆の動作になる。開閉棒93によっ
て側縁支持爪92を開きながら、基板9を保持したアー
ム111,211を開口内で少し上昇させる。そして、
アーム111,211を水平方向に移動させて基板9を
キャリア90から引き抜く。
を磁気カップリングさせながら水平方向に移動させるこ
とで基板9が搬送されるようになっている。具体的に説
明すると、図2に示すように、キャリア90の下端部に
は小さな磁石(以下、キャリア側磁石)94が多数設け
られている。各キャリア側磁石94は、上下の面に磁極
を有している。そしてこのキャリア側磁極94は、図2
に示すように、配列方向に交互に逆の磁極になってい
る。
6を挟んで磁気結合ローラ97が設けられている。磁気
結合ローラ97は丸棒状の部材であり、図2に示すよう
に、螺旋状に延びる細長い磁石(以下、ローラ側磁石)
971を有している。このローラ側磁石971は互いに
異なる磁極で二つ設けられており、二重螺旋状になって
いる。磁気結合ローラ97は、ローラ側磁石971が隔
壁96を挟んでキャリア側磁石94に向かい合うよう配
置されている。隔壁96は、透磁率の高い材料で形成さ
れており、キャリア側磁石94とローラ側磁石971と
は、隔壁96を通して磁気結合している。尚、隔壁96
のキャリア側の空間は真空側(各チャンバーの内部側)
であり、磁気結合ローラ97側の空間は大気側である。
結合ローラ97によってキャリア90を移動させる構成
について説明する。図3は、キャリア90を移動させる
構成を説明する側面概略図、図4はキャリア90を移動
させる構成を説明する平面概略図である。図3に示すよ
うに、キャリア90は、水平な回転軸の回りに回転する
主プーリ951の上に載せられている。主プーリ951
は、キャリア90の移動方向に沿って多数設けられてい
る。また、キャリア90の下端部分には、垂直な回転軸
の回りに回転する副プーリ952が当接している。この
副プーリ952は、キャリア90の下端部分を両側から
押さえてキャリア90の転倒を防止している。この副プ
ーリ952もキャリア90の移動方向に多数設けられて
いる。
ローラ97とキャリア側磁石94とを区画する隔壁96
は、円筒状の部材になっている。そして、図4に示すよ
うに、二つの磁気結合ローラ97が隔壁96内で結合ロ
ッド972を介して連結されている。結合ロッド972
には傘歯ギヤが設けられており、この傘歯ギヤと噛み合
わさった傘歯ギヤを有する駆動ロッド973が配設され
ている。駆動ロッド973は、連結ロッドに対して垂直
に延びており、駆動モータ98に連結されている。尚、
駆動ロッド973が配設された空間は大気側である。駆
動ロッド973にはベアリングが付設されるが、このベ
アリングの摺動等により発生したゴミに真空雰囲気に放
出されることはない。
ド973が回転し、この回転が傘歯ギヤを介して磁気結
合ローラ97に伝えられ、磁気結合ローラ97が回転す
る。磁気結合ローラ97が回転すると、図2に示す二重
螺旋状のローラ側磁石971も回転する。この際、ロー
ラ側磁石971が回転する状態は、キャリア側磁石94
から見ると、交互に異なる磁極の複数の小さな磁石が一
列に並んでその並びの方向に沿って一体に直線移動して
いるのと等価な状態となる。従って、ローラ側磁石97
1に結合しているキャリア側磁石94は、ローラ側磁石
971の回転とともに直線移動し、この結果、キャリア
90が全体に直線移動することになる。
説明する。図5は、搬送系全体を制御する構成の説明図
である。上述した磁気結合ローラ97、結合ロッド97
2、駆動ロッド973、駆動モータ98等の組は、各チ
ャンバー1,2,3,4,51,52,53,54,
6,7,8にそれぞれ設けられている。搬送系全体を制
御する制御部99は、各チャンバー1,2,3,4,5
1,52,53,54,6,7,8に対して設けられた
駆動モータ98にそれぞれ信号を送り、各駆動モータ9
8を独立して制御できるようになっている。
ロードロックチャンバー2の構成について説明する。ロ
ードロックチャンバー1内には、搭載用ロボット11が
設けられている。搭載用ロボット11は、そのアーム1
11によって搭載用補助チャンバー110から基板9を
一枚ずつ保持してキャリア90に搭載するよう構成され
ている。また、アンロードロックチャンバー2には、搭
載用ロボット11と同様の構成の回収用ロボット21が
設けられている。回収用ロボット21は、そのアーム2
11によってキャリア90から基板9を一枚ずつ保持し
て回収用補助チャンバー210内に搬入するよう構成さ
れている。尚、ロードロックチャンバー1及びアンロー
ドロックチャンバー2は、「基板着脱チャンバー」の一
例である。一つのチャンバー内で基板9の搭載と回収を
行うよう構成することもでき、この場合は、基板着脱チ
ャンバーは一つになる。
ー3は、前述した通り、基板9の搬送方向を90度転換
する不図示の方向転換機構を備えている。方向転換機構
の構成については、特開平8−274142号公報の図
6及び明細書の段落番号0023乃至0031の記載を
参考にすることができる。
ついて説明する。まず、基板9が最初に搬入されるプリ
ヒートチャンバー4の構成について説明する。前述した
プリヒートは、脱ガス即ち基板9の吸蔵ガスを放出させ
る目的で行われる。脱ガスを行わないで成膜を行うと、
成膜時の熱による吸蔵ガスの放出によって膜中に気泡が
形成されたり、発泡によって膜の表面が粗くなったりす
る問題がある。このため、プリヒートチャンバー4で、
基板9を100〜300℃程度まで予め加熱するように
なっている。プリヒートチャンバー4は、内部に窒素な
どの不活性ガスを導入する不図示のガス導入系と、搬入
された基板9を加熱する加熱手段が設けられている。加
熱手段としては、通常、赤外線ランプ等の輻射加熱手段
が採用される。
び磁性膜作成チャンバー52,54の構成について説明
する。下地膜作成チャンバー51,53及び磁性膜作成
チャンバー52,54は、ともにスパッタリングによっ
て下地膜や磁性膜を作成するようになっている。両チャ
ンバーの構成は、ターゲットの材質が異なるのみであ
り、他の構成は基本的に同じである。以下の説明では、
一例として、磁性膜作成チャンバーの構成を説明する。
図6は、磁性膜作成チャンバー52,54の構成を説明
する平面断面概略図である。
を排気する排気系55と、内部にプロセスガスを導入す
るガス導入系56と、内部の空間に被スパッタ面を露出
させて設けたターゲット57と、ターゲット57にスパ
ッタ放電用の電圧を印加するスパッタ電源58と、ター
ゲット57の背後に設けられた磁石機構59とから主に
構成されている。
ンプを備えて磁性膜作成チャンバー52,54内を10
-8Torr程度まで排気可能に構成される。ガス導入系
56は、プロセスガスとしてアルゴン等のガスを所定の
流量で導入できるよう構成される。
300V〜−500V程度の負の高電圧を印加できるよ
う構成される。磁石機構59は、マグネトロン放電を達
成するためのものであり、中心磁石591と、この中心
磁石591を取り囲むリング状の周辺磁石592と、中
心磁石591と周辺磁石592とをつなぐ板状のヨーク
593とから構成される。尚、ターゲット57や磁石機
構59は、絶縁ブロック571を介して磁性膜作成チャ
ンバー52,54に固定されている。磁性膜作成チャン
バー52,54は電気的には接地されている。
入しながら排気系55によって磁性膜作成チャンバー5
2,54内を所定の圧力に保ち、この状態でスパッタ電
源58を動作させる。この結果、スパッタ放電が生じて
ターゲット57がスパッタされ、スパッタされたターゲ
ット57の材料が基板9に達して基板9の表面に所定の
磁性膜が作成される。例えば、ターゲット57はCoC
rTaで形成され、基板9の表面にCoCrTa膜が作
成される。尚、図6から分かるように、ターゲット5
7、磁石機構59及びスパッタ電源58の組は、磁性膜
作成チャンバー52,54内の基板配置位置を挟んで両
側に設けられており、基板9の両面に同時に磁性膜が作
成されるようになっている。
7の大きさは、一枚の基板9よりも少し大きい程度とな
っている。キャリア90は、磁性膜作成チャンバー5
2,54内で移動し、二枚の基板9が順次ターゲット5
7の正面に位置するようになっている。即ち、最初は搬
送方向前方の基板9がターゲット57の正面に位置する
状態となってこの基板9に成膜が行われる。そして、そ
の後、所定距離前進して搬送方向後方の基板9がターゲ
ット57の正面に位置する状態となり、この基板9への
成膜が行われる。
成膜装置の大きな特徴点を成す保護膜作成チャンバー6
について説明する。図7は、保護膜作成チャンバー6の
構成を説明する平面概略図である。保護膜作成チャンバ
ー6は、内部を排気する排気系61と、内部にプロセス
ガスを導入するガス導入系62と、導入されたプロセス
ガスにエネルギーを与えてプラズマを形成するプラズマ
形成手段63とから主に構成されている。
ポンプを備えて保護膜作成チャンバー6内を10-7To
rr程度まで排気可能に構成される。ガス導入系62
は、プロセスガスとしてCH4 と水素の混合ガスを所定
の流量で導入できるよう構成される。
セスガスに高周波放電を生じさせてプラズマを形成する
ようになっている。プラズマ形成手段63は、具体的に
は、保護膜作成チャンバー6内に設けられた高周波電極
631と、高周波電極631に整合器632を介して高
周波電力を供給する高周波電源633とから主に構成さ
れている。
おり、前面にガス吹き出し孔が多数形成されている。ガ
ス導入系62の配管は、高周波電極631に接続されて
おり、プロセスガスは高周波電極631の内部空間にい
ったん溜まった後、ガス吹き出し孔から均一に吹き出す
ようになっている。尚、高周波電極631は、絶縁ブロ
ック634を介して保護膜作成チャンバー6に固定され
ている。保護膜作成チャンバー6は電気的には接地され
ている。
Hz500W程度の高周波電力の高周波電極631に供
給するようになっている。供給された高周波電力によっ
て、高周波電源の前方の空間に高周波電界が設定され、
プロセスガスに高周波放電が生じる。この結果、プロセ
スガスのプラズマPが形成される。プラズマP中では、
CH4 ガスの分解反応が生じて、基板9の表面にカーボ
ンが析出し、カーボン保護膜が作成されるようになって
いる。
板9にバイアス電圧を与えることができるようになって
いる。バイアス電圧は、プラズマ中のイオンを引き出し
て基板9をイオン衝撃するために与えられる。具体的に
は、図7に示すように、保護膜作成チャンバー6の外に
は負の直流電源641及び高周波電源642が設けられ
ており、スイッチ643によって切り替えられるように
なっている。スイッチ643に接続された線路644
は、保護膜作成チャンバー6の壁を気密に貫通し、保護
膜作成チャンバー6内に達している。線路644の先端
には、板バネ又は開閉アーム等で構成された可動接点6
45が設けられており、可動接点645がキャリア90
に接触することにより、キャリア90を介して基板9に
負の直流電圧又は高周波電圧が印加されるようになって
いる。
源642と基板9との間には適当なキャパシタンスが与
えられ、キャパシタンスを介して高周波が基板9に印加
される。印加された高周波とプラズマPとの相互作用に
おり、基板9には負の自己バイアス電圧が生ずる。ま
た、図2に示すように、キャリア90は、絶縁ブロック
905を挟んで金属製の上側ブロック906と下側ブロ
ック907とに区分される。上記可動接点645は、上
側ブロック906に接触することになっている。従っ
て、キャリア側94等を備えた下側ブロック907には
電圧は印加されないようになっている。
は、プラズマP中から正イオンを引き出して基板9を衝
撃する作用を有する。基板9がイオン衝撃されると、そ
のエネルギーが成膜に利用され、膜の構造が緻密になっ
たり、成膜速度が向上したりすいる効果がある。負の直
流電源641及び高周波電源642の具体例について説
明すると、負の直流電源641としては−150V程度
の出力のもの、高周波電源642としては13.56M
Hz50W程度の出力のものが使用される。
体的な成膜条件を説明する。具体的な成膜条件として
は、以下の条件が挙げられる。 CH4 ガス:20cc/分 水素ガス:100cc/分 保護膜作成チャンバー6内の圧力:2Pa 高周波電力:13.56MHz400W(×2) 成膜速度:10〜15オングストローム/秒 成膜時間:3.5〜5秒
リア90に保持された二枚の基板9を覆う大きさとなっ
ている。従って、二枚の基板9を覆う大きさのプラズマ
が形成され、二枚の基板9に対して同時にカーボン保護
膜の作成が行えるようになっている。また、高周波電極
631、整合器632及び高周波電源633の組は、二
枚の基板9の両側に設けられており、二枚の基板9の両
面に同時にカーボン保護膜が作成できるようになってい
る。
は、保護膜作成チャンバー6が酸素プラズマを形成でき
るようになっている点である。即ち、保護膜作成チャン
バー6のガス導入系62は、プロセスガスととともに酸
素ガスを選択的に導入できるようになっている。導入さ
れた酸素ガスは、プロセスガスの場合と同様にプラズマ
形成手段によってエネルギーが与えられ、酸素プラズマ
が形成されるようになっている。酸素プラズマの形成
は、保護膜作成チャンバー6内でのパーティクル発生防
止の課題と密接に関連している。即ち、本実施形態で
は、保護膜作成チャンバー6内の露出面に堆積したカー
ボン膜を酸素プラズマによってアッシング除去するよう
になっている。
酸素プラズマを形成すると、プラズマ中では酸素イオン
や励起酸素(酸素活性種)等が盛んに生成される。一
方、保護膜作成チャンバー6内の露出面に堆積するカー
ボン膜は、基板9の表面のカーボン保護膜と同様に、水
素を含んだ膜である。即ち、C−C結合の他に、C−H
結合を含んだ膜である。このようなカーボン膜に化学的
な活性な酸素イオンや励起酸素が触れると、C−C結合
やC−H結合は以下のような機構により分解される。 O2 →2O* (又は2O- ) (C−C)+4O* (又は4O- )→2CO2 (又は2
CO+O2 ) (C−H)+2O* (又は2O- )→CO +H2 O
H2 Oはいずれもガスであり、排気系61によって保護
膜作成チャンバー6から排出される。従って、十分な量
の酸素プラズマを形成してカーボン膜を酸素プラズマに
晒すとともに、排気系61の排気速度を十分確保するこ
とによって、カーボン膜を保護膜作成チャンバー6から
取り除くことができる。
下の通りとなる。 酸素ガスの流量:150cc/分 保護膜作成チャンバー6内の圧力:15Pa 高周波電力:13.56MHz500W(×2) 排気系61の排気速度:6000リットル/分 上記条件でアッシングを行うと、600オングストロー
ム毎分程度のエッチング速度、即ち、600オングスト
ロームの厚さのカーボン膜を1分程度の時間で除去する
ことが可能である。
点は、上記アッシングの際、基板9は保護膜作成チャン
バー6から退避チャンバー7に退避させるようになって
いる点である。退避チャンバー7は、本実施形態では、
排気系61が備えられた真空容器であり、特定の処理の
ための手段は設けられていない。退避チャンバー7は、
排気系61によって常時5×10-7Torr程度に排気
される。
9の退避は、前述した搬送系の制御部99の構成によっ
て達成されている。即ち、前述したように、搬送系の制
御部99は、各駆動モータ98を独立して制御できるよ
うになっており、この制御を最適化することにより、ア
ッシングを行う際に基板9を保護膜作成チャンバー6か
ら基板9を退避させている。搬送系全体の動作を説明し
ながら、この点を図8を使用して更に詳しく説明する。
図8は、アッシングを行う際の基板9の退避動作の説明
図である。
ャンバー1内でキャリア90に搭載され、キャリア90
が各チャンバーに順次搬送されることによって処理が行
われる。そして、キャリア90がアンロードロックチャ
ンバー2に達すると処理済みの基板9がキャリア90か
ら回収される。そして、このキャリア90はロードロッ
クチャンバー1に移動して次の基板9の保持に使用され
る。また、図1に示すように、一つのキャリア90が位
置しているチャンバーの後ろのチャンバーには別のキャ
リア90が位置しており、各チャンバー毎に一つのキャ
リア90が位置し、これが全体に回転するよう動作す
る。
ロックチャンバー2において一つのキャリア90から処
理済みの二枚の基板9が回収されてから次のキャリア9
0の二枚の基板9が回収されるまでの時間が、タクトタ
イムとされる。タクトタイムは、各チャンバーでの動作
のうち最も長く掛かるものの時間(以下、PT)によっ
て決まる。例えば、磁性膜作成チャンバー52,54で
の磁性膜作成処理動作に最も長い時間を要する場合、こ
の時間に次のチャンバーへの搬送時間(以下、TT)を
加えた時間がタクトタイムとなる。尚、次のチャンバー
への移動時間がチャンバーによって異なる場合、最も時
間のかかるものがTTとなり、PT+TTがタクトタイ
ムになる。そして、PTやTTよりも短い時間で動作や
移動が完了するチャンバーでは、キャリア90は待機状
態を取る。
は、タクトタイムの時間毎に同時に次のチャンバーへ移
動される。つまり、図5に示す搬送系の制御部99は、
PTの時間が経過した際に全ての駆動モータ98を同時
に駆動信号を送って動作させ、TTの時間で全てのキャ
リア90を同時に次のチャンバーに送るよう制御する。
但し、上記搬送系の制御部99の動作には、以下のよう
な例外がある。この点を図8を使用して説明する。ま
ず、図1から分かるように、本実施形態においては、チ
ャンバーの数よりも一つ少ない数のキャリア90が使用
されている。そして、キャリア90が位置しない“空”
の状態は、保護膜作成チャンバー6か退避チャンバー7
かのいずかに限定される。
すように、特定のキャリア90が保護膜作成チャンバー
6に到達し、保護膜作成チャンバー6内で前述した通り
プラズマCVDによりカーボン保護膜が作成されている
際には、退避チャンバー7は空の状態であり、内部にキ
ャリア90が存在しないようになっている。そして、カ
ーボン保護膜の作成が終了すると、制御部99は、保護
膜作成チャンバー6の駆動モータ98と退避チャンバー
7の駆動モータ98とを動作させ、図8(2)に示すよ
うに、キャリア90は保護膜作成チャンバー6から退避
チャンバー7に送られる。この際、制御部99は、この
二つの駆動モータ98以外の駆動モータ98は動作せ
ず、このキャリア90以外のキャリア90は全く移動し
ない。
ャンバー7との間のゲートバルブ10を閉じた後、保護
膜作成チャンバー6のガス導入系62のバルブが切り替
えられ、保護膜作成チャンバー6内に酸素ガスが導入さ
れる。そして、前述したように、酸素プラズマによるカ
ーボン膜のアッシングが行われる。
駆動モータ98に駆動信号を送ってキャリア90を次の
チャンバーに送る。この結果、図8(3)に示すよう
に、保護膜作成チャンバー6には次のキャリア90が搬
入され、退避チャンバー7にあったキャリア90は予備
チャンバー8に移動する。そして、退避チャンバー7が
空の状態で、次のキャリア90に保持された基板9に対
してカーボン保護膜の作成が行われる。
ャンバー6内での一回のカーボン保護膜作成動作のたび
毎にアッシング動作が行われる。つまり、アッシング処
理が最も高い頻度で行われ、保護膜作成チャンバー6内
の露出面へのカーボン膜の堆積量が多くならないうちに
アッシングがされることになる。このため、パーティク
ルの発生が最も効果的に防止される。
の際には基板9は保護膜作成チャンバー6内には位置し
ないので、基板9が酸素プラズマに晒されることはな
い。基板9が酸素プラズマに晒される構成の場合、カー
ボン保護膜作成後であればカーボン保護膜がアッシング
されてしまう結果となる。また、カーボン保護膜作成前
であれば、磁性膜の表面が酸素プラズマによって酸化さ
れたりエッチングされたりする問題が発生する。
アッシングを行う構成としては、キャリア90の数をチ
ャンバーの数の半分とし、全ての駆動モータ98をタク
トタイム毎に同時に動作させて全てのキャリア90を同
時に移動させていく構成が考えられる。このような構成
の場合、各駆動モータ98を独立して制御する必要性は
ない。しかしながら、キャリア90の数を半分にする
と、装置に搭載できる基板9の数も半分になってしま
い、生産性も半分に落ちてしまう。
バー7を設けるとともに全チャンバー数に比べてキャリ
ア90数を一つだけ少なくしているので、生産性の低下
は全くない。この点は、保護膜作成チャンバー6の処理
能力も関連している。即ち、前述したように、保護膜作
成チャンバー6では、二枚の基板9を覆うようにプラズ
マを形成することで二枚の基板9を同時に成膜してい
る。一方、磁性膜作成チャンバー52,54や下地膜作
成チャンバーでは成膜は一枚ずつであるので、これと比
べると、倍の処理能力になっている。
ンバー6でのカーボン保護膜の作成処理の時間(cv
d)と、保護膜作成チャンバー6から退避チャンバー7
へのキャリア90の移動時間(tr’)と、アッシング
処理の時間(as)とを加えた、cvd+tr1+as
とが、前述したPT+TTになるようにしている。この
点を図9を使用しながら、より具体的な数値で説明す
る。図9は、第一の実施形態の装置におけるタクトタイ
ムの説明図である。このうち、図9(1)は、磁性膜作
成チャンバー52,54におけるタクトタイムの内訳
を、(2)は保護膜作成チャンバー6及び退避チャンバ
ー7におけるタクトタイムの内訳を示している。
有する装置では、タクトタイムは16秒((60×6
0)/(450/2)=16)になる。磁性膜作成チャ
ンバー52,54における16秒のタクトタイムの使用
の内訳は、図9(1)に示すように、キャリア9に保持
された一枚目の基板9の成膜の時間(SP1)が5.5
秒、二枚目の基板9への成膜のためのチャンバー52,
54内でのキャリア90の移動のための時間(tr”)
が1秒、二枚目の基板9の成膜の時間(SP2)が5.
5秒、全てのキャリア90が同時に移動する時間(前述
したTT)が4秒で、合計16秒である。また、保護膜
作成チャンバー6及び退避チャンバー7では、図9
(2)に示すように、cvdは5秒、tr’は4秒、a
sは3秒、TTは前記と等しく4秒である。
は、保護膜作成チャンバー6の処理能力を倍加させるこ
とで、保護膜作成チャンバー6での一連の処理と退避チ
ャンバー7への基板9の退避動作とを1タクトとしてい
る。このため、生産性を全く落とすことなく、アッシン
グの頻度を最も高くすることが可能になっている。
確認した実験の結果を示す図である。この実験では、上
記第一の実施形態の装置を用い、直径3.5インチの基
板に対してカーボン保護膜の作成を行った後、その基板
の表面における直径1μm以上のパーティクルの存在数
を測定した。尚、図10中の縦軸はパーティクルの個
数、横軸は装置の運転開始からの日数を示す。装置の運
転能力としては、ともに一日に一万枚程度の基板を処理
する能力があるものが使用された。
わない従来の装置では、わずか一日の装置の運転の間に
パーティクル数は100個近くまで達した。このように
多数のパーティクルが付着していると、図13に示す突
起902が多数形成されたり大きな突起902が形成さ
れたりするため、グライドハイトテスト不良になる確率
が高い。これに対し、本実施形態の装置によれば、4日
程度の処理日数の間、パーティクルは数個程度に抑えら
れている。この程度の数のパーティクルによる突起90
2であれば、グライドハイトテスト前のテープバニッシ
工程で完全に除去できるので、グライドハイトテスト不
良となることはない。
て、退避チャンバー7は保護膜作成チャンバー6の手前
の搬送路上に設けられていてもよい。この場合、あるタ
クトが終わって次のタクトに移った際、退避チャンバー
7内にキャリア90が位置し、基板保護膜作成チャンバ
ー6は空の状態である。そして、最初に保護膜作成チャ
ンバー6内でアッシング処理が行われ、その後、退避チ
ャンバー7にあったキャリア90が保護膜作成チャンバ
ー6に移動する。そして、後半の時間で、保護膜の作成
が行われる。これで1タクトが終了し、全てのゲートバ
ルブ10が開いて全てのキャリア90が次のチャンバー
に移動する。この結果、再び、退避チャンバー7にキャ
リア90が位置し、保護膜作成チャンバー6が空とな
る。そして、上記動作を繰り返す。
られる場合、それに応じて退避チャンバー7も増やすよ
うにする。即ち、各保護膜作成チャンバー6の手前側又
は後ろ側に退避チャンバー7を設けるようにする。
チャンバー7が設けられる構成は必須のものではない。
退避チャンバー7が保護膜作成チャンバー6から離れて
いる場合、その退避チャンバー7と保護膜作成チャンバ
ー6との間に設けられた各チャンバー内に位置するキャ
リア90のみを同時に移動させることで、保護膜作成チ
ャンバー6内を空にすることができる。保護膜作成チャ
ンバー6の隣りに退避チャンバー7が設けられる場合、
保護膜作成チャンバー6を空にするために独立して駆動
させる駆動モータ98の数が少なくなるので、制御系の
構成としては簡易になる。
説明する。図11は、本願発明の第二の実施形態に係る
情報記録ディスク用成膜装置の概略構成を示す平面図で
ある。この第二の実施形態の装置は、退避チャンバー7
が保護膜作成チャンバー6に変更されている点で第一の
実施形態の装置と異なっている。即ち、第二の実施形態
では、保護膜作成チャンバー6が連続して二つ設けられ
ている。その他の構成は、第一の実施形態と同様であ
る。
示すものと全く同一の構成である。即ち、CH4 と水素
の混合ガスのプラズマCVDによってカーボン保護膜が
作成できるようになっているとともに、チャンバー内の
露出面のカーボン膜を酸素プラズマによってアッシング
できるようになっている。
る。即ち、搬送方向手前側の保護膜作成チャンバー(以
下、第一保護膜作成チャンバー)6にキャリア90が搬
入される際、搬送方向後ろ側の保護膜作成チャンバー
(以下、第二保護膜作成チャンバー)60にあったキャ
リア90は補助チャンバー8に移動してしまっており、
第二保護膜作成チャンバー60は空である。
即ち、第一保護膜作成チャンバー6内ではCH4 と水素
の混合ガスが導入され、基板9に対するカーボン保護膜
の作成処理が行われる。また同時に、空になっている第
二保護膜作成チャンバー60では、酸素ガスが導入され
てアッシング処理が行われる。これらの保護膜作成処理
及びアッシング処理は、1タクト分の時間よりも少し短
い時間で終了するようになっている。これらの保護膜作
成処理及びアッシング処理が終了した後、保護膜作成チ
ャンバー6と第二保護膜作成チャンバー60との間のゲ
ートバルブ10のみが開き、第一保護膜作成チャンバー
6と第二保護膜作成チャンバー60の駆動モータ98の
みが駆動され、第一保護膜作成チャンバー6にあった基
板9が第二保護膜作成チャンバー60に移動する。
ートバルブ10が開き、全ての駆動モータ98が動作し
て全てのキャリア90が次のチャンバーに移動する。こ
の結果、再び、第一保護膜作成チャンバー6内に次のキ
ャリア90が位置し、第二保護膜作成チャンバー60が
空の状態となる。
呼ぶ。動作Aの次のタクトでは、多少異なった動作をす
る。この動作を「動作B」と呼ぶ。具体的には、第一保
護膜作成チャンバー6と第二保護膜作成チャンバー60
との間のゲートバルブ10が開き、第一保護膜作成チャ
ンバー6に搬入されたキャリア90をそのまま第二保護
膜作成チャンバー60に移動させる。そして、ゲートバ
ルブ10を閉じた後、第一保護膜作成チャンバーではア
ッシング処理を行い、第二保護膜作成チャンバーでは保
護膜作成処理が行われる。
る前に、全てのゲートバルブ10が開き、全てのキャリ
ア90が次のチャンバーに移動する。この結果、再び、
第一保護膜作成チャンバー6に次のキャリア90が搬入
され、第二保護膜作成チャンバー60が空の状態とな
る。
る。動作Aのタクトが終わったら、次のタクトでは動作
Bを行う。このように、本実施形態の装置では、動作A
と動作Bとをタクト毎に交互に繰り返して行うようにな
っている。つまり、第一第二の保護膜作成チャンバー
6,60では二回のタクトのうちの一回を保護膜作成に
利用し、一回をアッシング処理に利用している。第一の
実施形態のように、退避チャンバー7での退避動作のよ
うな無駄な時間がない。1タクトの時間をフルに使っ
て、成膜とアッシングとを行っている。従って、第一の
実施形態のようにカーボン保護膜の作成能力を倍加させ
る必要がなく、作成能力の倍加が困難な場合に好適であ
る。また、アッシングに比較的長い時間を要する場合に
特に効果的な構成となる。
は、第一保護膜作成チャンバー6では最終的に作成すべ
きカーボン保護膜の厚さの半分の厚さの成膜を行い、第
二保護膜作成チャンバー60で残りの半分の厚さの成膜
を行うようにしてもよい。第一の保護膜作成チャンバー
6で半分の厚さの成膜を行っている時、第二保護膜作成
チャンバー60は空にされ、アッシング処理が行われ
る。そして、1タクトの半分が経過する前にキャリア9
0が第二保護膜作成チャンバー60に移動する。そし
て、1タクトの残りの半分の時間を使って第一保護膜作
成チャンバー6ではアッシング処理が行われ、第二保護
膜作成チャンバー60で残りの半分の厚さの成膜が行わ
れる。
説明する。図12は、本願発明の第三の実施形態に係る
情報記録ディスク用成膜装置の概略構成を示す平面図で
ある。この実施形態の装置では、チャンバーの数に比べ
てキャリア90の数が二つ少なくなっている。図12に
示すように、六つの連続したチャンバー内にキャリア9
0が位置し、七つ目のチャンバーにはキャリア90が位
置しない状態となるようになっている。尚、各チャンバ
ーのレイアウトは、図11に示す第二の実施形態と同様
となっている。
98は独立して制御されず、全て同じタクトタイムで同
時に動作する。例えば、図12に示すように、左下の方
向転換チャンバー3内と右上の方向転換チャンバー3内
にキャリア90が位置せず、空の状態であるとする。
と、全キャリア90が全体に前方のチャンバーに移動す
るから、プリヒートチャンバー4と第一保護膜作成チャ
ンバー6とが空の状態となる。空となった第一保護膜作
成チャンバー6では、前述した通り、酸素プラズマによ
るアッシングが行われる。第二保護膜作成チャンバー6
では、キャリア90が搬入されており、カーボン保護膜
の作成処理が行われる。
第一下地膜作成チャンバー51と第二保護膜作成チャン
バー6が空の状態となる。従って、第二保護膜作成チャ
ンバー6ではアッシングが行われ、第一保護膜作成チャ
ンバー6ではカーボン保護膜の作成処理が行われる。
尚、第一第二の保護膜作成チャンバー6での成膜処理
は、第二実施形態と同様に、半分ずつの膜厚である。
キャリア90が半周分移動したことになり、再び第一保
護膜作成チャンバー6が空の状態になる。そして、上記
と同様の動作を繰り返す。つまり、第一第二の保護膜作
成チャンバー6では7タクトに1回だけアッシングの動
作が行われる。尚、当然であるが、ロードロックチャン
バー1が空になったタクトの時間帯では搭載用ロボット
11は動作せず、アンロードロックチャンバー2が空に
なったタクトの時間帯では回収用ロボット21は動作し
ない。
では、駆動モータ98を独立して制御する必要はなく全
キャリア90を同時に移動させる制御で足りる。従っ
て、搬送系の制御部99の構成が簡略化になる。キャリ
ア90が二つ減っていることから、第一第二の実施形態
に比べるとこの分だけ生産性が落ちるが、特に問題が無
い範囲であれば、制御部99の構成が簡略化されるメリ
ットが大きい本実施形態の構成は実用的である。
膜作成チャンバー52,54や下地膜作成チャンバー5
1,53が空の状態になる場合、ガス導入系56やスパ
ッタ電源58は動作させず、スパッタは行わない。ま
た、プリプリヒートチャンバー4が空の状態になった
際、加熱手段を停止させることも考えられるが、次にキ
ャリア90が搬入された際、チャンバー内の温度が低下
してしまっているので、加熱手段の動作を開始しても加
熱条件の再現性が得られない問題がある。また一方、加
熱手段を同一の条件で常時動作させることも考えられる
が、キャリア90が無い状態ではプリヒートチャンバー
4内の熱容量が小さくなってしまっている。このため、
プリヒートチャンバー4が空になった時間帯に温度が上
昇し、次にキャリア90が搬入された際の基板9の加熱
効率が高くなってしまい、この場合も加熱条件の再現性
の点で問題が生ずる。
4が空になることによる熱容量の減少を補償しうるよう
加熱手段の動作を制御することである。つまり、プリヒ
ートチャンバー4が空になってもプリヒートチャンバー
4内の雰囲気温度が変化しない加熱条件を予め実験的に
求めておき、この条件で加熱手段を動作させるようにす
る。例えば、加熱手段が輻射加熱ランプである場合、通
常の80%程度の電力で動作させると、プリヒートチャ
ンバー4内の雰囲気温度が一定にできる。そして、次に
キャリア90が搬入された際、100%の電力に戻すよ
うにする。
ア90の数をチャンバーの数と同じにしていもよい。そ
して、搭載用ロボット11と回収用ロボット21の動作
を制御して、7つ目のキャリア90が常に基板9を保持
しないよう構成しても良い。
として、CH4 と水素の混合ガスによるプラズマCVD
を挙げたが、CH4 ガスのみを用いても実施可能であ
る。また、トルエン等の他の有機化合物ガスを用いる場
合もある。さらに、プラズマCVD以外の熱CVD等に
よって実施可能であるし、カーボン製のターゲット57
を使用したスパッタによってもカーボン保護膜の作成は
可能である。スパッタの場合、ターゲットが酸素プラズ
マによってエッチングされてしまう恐れがあるので、ア
ッシングを行う場合には放電シールドで覆ってターゲッ
トにプラズマを遮蔽するようにするとよい。
は、前述した方形のレイアウトの他、複数のチャンバー
が一直線上に並んだレイアウトでもよい。この場合、搬
送路の終端に設けられたアンロードロックチャンバーか
ら前端のロードロックチャンバーまでキャリアを戻す構
成が採用される。尚、プラズマを形成する手段として
は、高周波放電を用いる構成の他、直流二極放電を用い
る方法もある。また、磁性膜の例としては、前述したC
oCrTaの他、CoCrPt,CoCrPtTa等が
ある。さらに、保護膜作成チャンバー6のガス導入系6
2は、CH4 の他、C2H6やC2H8等のガスを導入する
よう構成される場合もある。
の発明によれば、保護膜作成チャンバー6内の露出面に
堆積したカーボン膜が酸素プラズマによってアッシング
されて除去されるので、カーボン膜の剥離によるパーテ
ィクル発生が未然に防止される。このため、カーボン保
護膜の局所的な膜厚異常に起因する製品不良の発生が防
止される。また、請求項2記載の発明によれば、上記効
果に加え、アッシングの際に基板が保護膜作成チャンバ
ーから退避されるので、酸素プラズマによる基板の汚損
や損傷が防止される。また、請求項5記載の発明によれ
ば、上記効果に加え、生産性を低下させることなくアッ
シングを行うことができる。また、請求項6記載の発明
によれば、上記効果に加え、二つの保護膜作成チャンバ
ーで交互にカーボン保護膜の作成とアッシングが行える
ので、生産性を低下させることなく成膜とアッシングと
を十分に行うことができる。生産性を低下させることな
くアッシングを行うことができる。また、請求項7記載
の発明によれば、すべてのキャリアを同時に動かすの
で、搬送系の制御部の構成が簡略化される。また、請求
項8記載の発明によれば、有機化合物ガスを使用したC
VDによりカーボン保護膜が作成されるので、より硬い
カーボン保護膜となり、次世代の情報記録ディスク用と
して最適なものとなる。
スク用成膜装置の概略構成を示す平面図である。
正面図である。
概略図である。
概略図である。
する平面断面概略図である。
概略図である。
図である。
説明図である。
の結果を示す図である。
ィスク用成膜装置の概略構成を示す平面図である。
ィスク用成膜装置の概略構成を示す平面図である。
構成を示す正面概略図である。
略図である。
ボン膜と結晶化したカーボン膜に大きく分けられる。そ
して、結晶化したカーボン膜は通常グラファイトカーボ
ン膜であるが、ダイヤモンドライクカーボン(DLC)
膜と呼ばれるものがある。DLC膜は、一般的には、ダ
イヤモンドに類似した構造のカーボン膜を意味する。例
えば、CH4 等の炭化水素化合物ガスを用いたプラズ
マCVDによるカーボン膜の作成において、負イオン衝
撃によってエネルギーを与えると、C−H結合及びCの
二重結合が減少してC単結合が多くなり、ダイヤモンド
構造の割合が高くなる。即ち、DLC膜の構造が得られ
る。
ルが付着したり、パーティクルが付着した状態でカーボ
ン保護膜901を堆積させたりすると、図14に示すよ
うに、突起902が形成されてしまう。突起902が形
成されると、ヘッドクラッシュとか信号エラー等の問題
が生じやすい。そこで、カーボン保護膜901の作成
後、基板9を軽く表面研磨処理するテープバニッシ工程
を行い、その後、グライドハイトテスト(Glide Height
Test)と呼ばれる試験にかけている。
うに、検査治具903の先端を基板901の表面から所
定の短い距離を保って走査する試験である。パーティク
ルの付着によって突起902が形成されていると、検査
治具903の先端がカーボン保護膜901に接触してし
まう。検査治具903は、接触による短絡電流を検出す
る等の検出回路を有しており、突起902が形成されて
いないかどうかを検査できるようになっている。
0.1〜0.5μm程度であり、従って、突起902の
高さもこの程度である。一方、グライドハイトテストに
おける検査治具903の先端と基板9の表面との距離d
は、現在、1μインチ(254オングストローム)に決
められている。従って、たった一個のパーティクルによ
る突起902が形成されているだけで、基板9はグライ
ドハイトテストをパスできず、不良品となってしまう。
そして、将来、この距離dは、1μインチから0.5μ
インチになると見込まれている。
め、本願の請求項1記載の発明は、基板の表面に記録用
の磁性膜を作成した後にこの磁性膜の上にカーボンより
なる保護膜を作成して情報記録ディスクを製作する情報
記録ディスク用成膜装置であって、前記保護膜を作成す
る保護膜作成チャンバーを備えており、この保護膜作成
チャンバーは、内部を排気する排気系と、内部に酸素ガ
スを導入する酸素ガス導入系と、導入された酸素ガスに
エネルギーを与えてプラズマを形成するプラズマ形成手
段とを有しており、保護膜作成チャンバー内の前記基板
以外の露出面に堆積したカーボンの膜をアッシングして
除去することが可能となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項2記載の発明
は、上記請求項1の構成において、複数のチャンバーが
気密に一列に接続されたインライン式の装置であって、
これら複数のチャンバーのうちの一つは前記磁性膜を作
成する磁性膜作成チャンバーであるとともに、別の一つ
は前記保護膜作成チャンバーであり、さらに、前記基板
を保持しながらこれら複数のチャンバーに順次搬送する
搬送系が設けられており、この搬送系は、前記アッシン
グを行う際には前記保護膜作成チャンバーから基板を退
避させることが可能となっているという構成を有する。
また、上記課題を解決するため、請求項3記載の発明
は、上記請求項2の構成において、前記保護膜作成チャ
ンバーの直後又は直前の搬送路上には退避チャンバーが
設けられており、前記搬送系は保護膜作成チャンバーで
の保護膜の作成の後又は前の前記アッシングの際に基板
を退避チャンバーに搬入するものであるという構成を有
する。また、上記課題を解決するため、請求項4記載の
発明は、上記請求項2又は3の構成において、前記複数
のチャンバーは周状に接続されていてこれらチャンバー
を通過する無終端の搬送路が設定されており、前記搬送
系は、基板を保持するキャリアを当該無終端の搬送路に
沿って搬送するものであるとともに、複数のチャンバー
のうちの少なくとも一つはキャリアとの間で基板の着脱
を行う着脱チャンバーであり、さらに、この搬送系は、
全チャンバーの数よりも退避チャンバーの数の分だけ少
ない数のキャリアを備えており、前記アッシングの際に
は基板を保持したキャリアを前記退避チャンバーに移動
させるよう構成されている。また、上記課題を解決する
ため、請求項5記載の発明は、上記請求項4の構成にお
いて、前記保護膜作成チャンバーは、他のチャンバーで
の動作時間よりも少ない時間で保護膜の作成が完了する
よう構成されており、他のチャンバー内ではキャリアが
移動せずに基板がまだ滞留している間に退避チャンバー
と保護膜作成チャンバーとの間でキャリアが移動して前
記アッシングが行われるよう構成されている。また、上
記課題を解決するため、請求項6記載の発明は、上記請
求項2の構成において、前記保護膜作成チャンバーの直
後又は直前の搬送路上には前記保護膜作成チャンバーと
同じ構成の別の保護膜作成チャンバーが設けられてい
て、前記保護膜作成チャンバーは全保護膜の厚さの半分
の成膜を、当該別の保護膜作成チャンバーは残りの半分
の厚さの成膜を行うものであり、かつ、前記保護膜作成
チャンバーで成膜が行われている際には当該別の保護膜
作成チャンバー内では基板は搬入されずに前記アッシン
グが行われ、当該別の保護膜作成チャンバーに基板が移
動して成膜が行われる際には前記保護膜作成チャンバー
内では基板が搬入されずに前記アッシングが行われるよ
う構成されている。また、上記課題を解決するため、請
求項7記載の発明は、上記請求項3の構成において、前
記搬送系は、すべてのキャリアを同時に次のチャンバー
に移動させるものであり、前記着脱チャンバーでは、前
記アッシングの頻度に応じて基板の着脱作業を欠落させ
るよう構成されている。また、上記課題を解決するた
め、請求項8記載の発明は、上記請求項1乃至7の構成
において、前記保護膜作成チャンバーは、有機化合物ガ
スを導入するプロセスガス導入系を備えており、導入さ
れた有機化合物ガスの気相中での分解反応を利用するプ
ラズマ化学蒸着によって前記カーボンの保護膜を作成す
るよう構成されている。
支持爪)91の先端は、保持された基板9の中心を通る
鉛直な直線上に位置し、基板9の下縁の中央を支持する
ようになっている。また、開口の左右両側の支持爪(以
下、側縁支持爪)92は、基板9の中心の高さよりも少
し高い位置で基板9の側縁に接触して基板9を押さえる
よう構成されている。図2から分かるように、側縁支持
爪92は、全体が板バネになっており、開閉棒93によ
って開閉されるようになっている。
中央に円形の開口(以下、基板開口)を有する。基板9
をキャリア90に搭載する際には、アーム111,21
1の先端を基板開口に挿入して基板9を保持させ、キャ
リア90の開口内に基板9を位置させる。そして、アー
ム111,211を少し下方に移動させ、キャリア90
の開口内で基板9を少し下降させて下縁支持爪91の上
に載せる。この際、アーム111,211の移動に連動
して開閉棒93が駆動されるようになっており、外側に
開いた姿勢であった側縁支持爪92が閉じて基板9の側
縁を押さえ付ける。キャリア90から基板9を回収する
際には、これとは全く逆の動作になる。開閉棒93によ
って側縁支持爪92を開きながら、基板9を保持したア
ーム111,211を開口内で少し上昇させる。そし
て、アーム111,211を水平方向に移動させて基板
9をキャリア90から引き抜く。
不図示の隔壁を挟んで磁気結合ローラ97が設けられて
いる。磁気結合ローラ97は丸棒状の部材であり、図2
に示すように、螺旋状に延びる細長い磁石(以下、ロー
ラ側磁石)971を有している。このローラ側磁石97
1は互いに異なる磁極で二つ設けられており、二重螺旋
状になっている。磁気結合ローラ97は、ローラ側磁石
971が図2中不図示の隔壁を挟んでキャリア側磁石9
4に向かい合うよう配置されている。図2中不図示の隔
壁は、透磁率の高い材料で形成されており、キャリア側
磁石94とローラ側磁石971とは、図2中不図示の隔
壁を通して磁気結合している。尚、図2中不図示の隔壁
のキャリア側の空間は真空側(各チャンバーの内部側)
であり、磁気結合ローラ97側の空間は大気側である。
ローラ97とキャリア側磁石94とを区画する隔壁96
は、円筒状の部材になっている。そして、図4に示すよ
うに、二つの磁気結合ローラ97が隔壁96内で結合ロ
ッド972を介して連結されている。結合ロッド972
には傘歯ギヤが設けられており、この傘歯ギヤと噛み合
わさった傘歯ギヤを有する駆動ロッド973が配設され
ている。駆動ロッド973は、連結ロッドに対して垂直
に延びており、駆動モータ98に連結されている。尚、
駆動ロッド973が配設された空間は大気側である。駆
動ロッド973にはベアリングが付設されるが、このベ
アリングの摺動等により発生したゴミが真空雰囲気に放
出されることはない。
源642と基板9との間には適当なキャパシタンスが与
えられ、キャパシタンスを介して高周波電圧が基板9に
印加される。印加された高周波電圧とプラズマPとの相
互作用により、基板9には負の自己バイアス電圧が生ず
る。また、図2に示すように、キャリア90は、絶縁ブ
ロック905を挟んで金属製の上側ブロック906と下
側ブロック907とに区分される。上記可動接点645
は、上側ブロック906に接触することになっている。
従って、キャリア側94等を備えた下側ブロック907
には電圧は印加されないようになっている。
は、保護膜作成チャンバー6が酸素プラズマを形成でき
るようになっている点である。即ち、保護膜作成チャン
バー6のガス導入系62は、プロセスガスとともに酸素
ガスを選択的に導入できるようになっている。導入され
た酸素ガスは、プロセスガスの場合と同様にプラズマ形
成手段によってエネルギーが与えられ、酸素プラズマが
形成されるようになっている。酸素プラズマの形成は、
保護膜作成チャンバー6内でのパーティクル発生防止の
課題と密接に関連している。即ち、本実施形態では、保
護膜作成チャンバー6内の露出面に堆積したカーボン膜
を酸素プラズマによってアッシング除去するようになっ
ている。
ンバー6でのカーボン保護膜の作成処理の時間(cv
d)と、保護膜作成チャンバー6から退避チャンバー7
へのキャリア90の移動時間(tr’)と、アッシング
処理の時間(as)とを加えたcvd+tr’+as
が、前述したPT+TTになるようにしている。この点
を図9を使用しながら、より具体的な数値で説明する。
図9は、第一の実施形態の装置におけるタクトタイムの
説明図である。このうち、図9(1)は、磁性膜作成チ
ャンバー52,54におけるタクトタイムの内訳を、
(2)は保護膜作成チャンバー6及び退避チャンバー7
におけるタクトタイムの内訳を示している。
有する装置では、タクトタイムは16秒((60×6
0)/(450/2)=16)になる。磁性膜作成チャ
ンバー52,54における16秒のタクトタイムの使用
の内訳は、図9(1)に示すように、キャリア90に保
持された一枚目の基板9の成膜の時間(SP1)が5.
5秒、二枚目の基板9への成膜のためのチャンバー5
2,54内でのキャリア90の移動のための時間(t
r”)が1秒、二枚目の基板9の成膜の時間(SP2)
が5.5秒、全てのキャリア90が同時に移動する時間
(前述したTT)が4秒で、合計16秒である。また、
保護膜作成チャンバー6及び退避チャンバー7では、図
9(2)に示すように、cvdは5秒、tr’は4秒、
asは3秒、TTは前記と等しく4秒である。
わない従来の装置では、わずか一日の装置の運転の間に
パーティクル数は100個近くまで達した。このように
多数のパーティクルが付着していると、図14に示す突
起902が多数形成されたり大きな突起902が形成さ
れたりするため、グライドハイトテスト不良になる確率
が高い。これに対し、本実施形態の装置によれば、4日
程度の処理日数の間、パーティクルは数個程度に抑えら
れている。この程度の数のパーティクルによる突起90
2であれば、グライドハイトテスト前のテープバニッシ
工程で完全に除去できるので、グライドハイトテスト不
良となることはない。
第一下地膜作成チャンバー51と第二保護膜作成チャン
バー60が空の状態となる。従って、第二保護膜作成チ
ャンバー60ではアッシングが行われ、第一保護膜作成
チャンバー6ではカーボン保護膜の作成処理が行われ
る。尚、第一第二の保護膜作成チャンバー6,60での
成膜処理は、第二実施形態と同様に、半分ずつの膜厚で
ある。
キャリア90が半周分移動したことになり、再び第一保
護膜作成チャンバー6が空の状態になる。そして、上記
と同様の動作を繰り返す。つまり、第一第二の保護膜作
成チャンバー6,60では7タクトに1回だけアッシン
グの動作が行われる。尚、当然であるが、ロードロック
チャンバー1が空になったタクトの時間帯では搭載用ロ
ボット11は動作せず、アンロードロックチャンバー2
が空になったタクトの時間帯では回収用ロボット21は
動作しない。
は、前述した方形のレイアウトの他、複数のチャンバー
が一直線上に並んだレイアウトでもよい。この場合、搬
送路の終端に設けられたアンロードロックチャンバーか
ら前端のロードロックチャンバーまでキャリアを戻す構
成が採用される。尚、プラズマを形成する手段として
は、高周波放電を用いる構成の他、直流二極放電を用い
る方法もある。また、磁性膜の例としては、前述したC
oCrTaの他、CoCrPt,CoCrPtTa等が
ある。さらに、保護膜作成チャンバー6のガス導入系6
2は、CH4 の他、C2H6等のガスを導入するよう
構成される場合もある。
の発明によれば、保護膜作成チャンバー内の露出面に堆
積したカーボン膜が酸素プラズマによってアッシングさ
れて除去されるので、カーボン膜の剥離によるパーティ
クル発生が未然に防止される。このため、カーボン保護
膜の局所的な膜厚異常に起因する製品不良の発生が防止
される。また、請求項2記載の発明によれば、上記効果
に加え、アッシングの際に基板が保護膜作成チャンバー
から退避されるので、酸素プラズマによる基板の汚損や
損傷が防止される。また、請求項5記載の発明によれ
ば、上記効果に加え、生産性を低下させることなくアッ
シングを行うことができる。また、請求項6記載の発明
によれば、上記効果に加え、二つの保護膜作成チャンバ
ーで交互にカーボン保護膜の作成とアッシングが行える
ので、生産性を低下させることなく成膜とアッシングと
を十分に行うことができる。また、請求項7記載の発明
によれば、すべてのキャリアを同時に動かすので、搬送
系の制御部の構成が簡略化される。また、請求項8記載
の発明によれば、有機化合物ガスを使用したCVDによ
りカーボン保護膜が作成されるので、より硬いカーボン
保護膜となり、次世代の情報記録ディスク用として最適
なものとなる。
Claims (8)
- 【請求項1】 基板の表面に記録用の磁性膜を作成した
後にこの磁性膜の上にカーボンよりなる保護膜を作成し
て情報記録ディスクを製作する情報記録ディスク用成膜
装置であって、 前記保護膜を作成する保護膜作成チャンバーを備えてお
り、この保護膜作成チャンバーは、内部を排気する排気
系と、内部に酸素ガスを導入する酸素ガス導入系と、導
入された酸素ガスにエネルギーを与えてプラズマを形成
するプラズマ形成手段とを有しており、保護膜作成チャ
ンバー内の前記基板以外の露出面に堆積したカーボンの
膜をアッシングして除去することが可能となっているこ
とを特徴とする情報記録ディスク用成膜装置。 - 【請求項2】 複数のチャンバーが気密に一列に接続さ
れたインライン式の装置であって、これら複数のチャン
バーのうちの一つは前記磁性膜を作成する磁性膜作成チ
ャンバーであるとともに、別の一つは前記保護膜作成チ
ャンバーであり、さらに、前記基板を保持しながらこれ
ら複数のチャンバーに順次搬送する搬送系が設けられて
おり、この搬送系は、前記アッシングを行う際には前記
保護膜作成チャンバーから基板を退避させることが可能
となっていることを特徴とする請求項1記載の情報記録
ディスク用成膜装置。 - 【請求項3】 前記保護膜作成チャンバーの直後又は直
前の搬送路上には退避チャンバーが設けられており、前
記搬送系は保護膜作成チャンバーでの保護膜の作成の後
又は前の前記アッシングの際に基板を退避チャンバーに
搬入するものであることを特徴とする請求項2記載の情
報記録ディスク用成膜装置。 - 【請求項4】 前記複数のチャンバーは周状に接続され
ていてこれらチャンバーを通過する無終端の搬送路が設
定されており、前記搬送系は、基板を保持するキャリア
を当該無終端の搬送路に沿って搬送するものであるとと
もに、複数のチャンバーのうちの少なくとも一つはキャ
リアとの間で基板の着脱を行う着脱チャンバーであり、
さらに、この搬送系は、全チャンバーの数よりも退避チ
ャンバーの数の分だけ少ない数のキャリアを備えてお
り、前記アッシングの際には基板を保持したキャリアを
前記退避チャンバーに移動させるよう構成されているこ
とを特徴とする請求項2又は3記載の情報記録ディスク
用成膜装置。 - 【請求項5】 前記保護膜作成チャンバーは、他のチャ
ンバーでの動作時間よりも少ない時間で保護膜の作成が
完了するよう構成されており、他のチャンバー内ではキ
ャリアが移動せずに基板がまだ滞留している間に退避チ
ャンバーと保護膜作成チャンバーとの間でキャリアが移
動して前記アッシングが行われることを特徴とする請求
項4記載の情報記録ディスク用成膜装置。 - 【請求項6】 前記保護膜作成チャンバーの直後又は直
前の搬送路上には前記保護膜作成チャンバーと同じ構成
の別の保護膜作成チャンバーが設けられており、前記保
護膜作成チャンバーで成膜が行われている際には当該別
の保護膜作成チャンバー内では基板は搬入されずに前記
アッシングが行われ、当該別の保護膜作成チャンバーに
基板が移動して成膜が行われる際には前記保護膜作成チ
ャンバー内では基板が搬入されずに前記アッシングが行
われるものであることを特徴とする請求項2記載の情報
記録ディスク用成膜装置。 - 【請求項7】 前記搬送系は、すべてのキャリアを同時
に次のチャンバーに移動させるものであり、前記着脱チ
ャンバーでは、前記アッシングの頻度に応じて基板の着
脱作業を欠落させるよう構成されていることを特徴とす
る請求項3記載の情報記録ディスク用成膜装置。 - 【請求項8】 前記保護膜作成チャンバーは、有機化合
物ガスを導入するプロセスガス導入系を備えており、導
入された有機化合物ガスの気相中での分解反応を利用す
るプラズマ化学蒸着によって前記カーボンの保護膜を作
成するよう構成されていることを特徴とする請求項1乃
至7記載の情報記録ディスク用成膜装置。
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