JPH1136075A - 毎葉式マグネトロンスパッタ装置 - Google Patents

毎葉式マグネトロンスパッタ装置

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JPH1136075A
JPH1136075A JP9193530A JP19353097A JPH1136075A JP H1136075 A JPH1136075 A JP H1136075A JP 9193530 A JP9193530 A JP 9193530A JP 19353097 A JP19353097 A JP 19353097A JP H1136075 A JPH1136075 A JP H1136075A
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恭治 木ノ切
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 複雑な機構や工程を要することなく、ディス
ク基板にマスクを装着することができ、かつ、ディスク
基板をその中心軸の回りに回転しつつスパッタを行うこ
とができる装置を提供すること。 【解決手段】放電空間を形成するスパッタ室１１内に磁
界を印加するように、磁界発生装置がスパッタ室の上方
に配置されている。このスパッタ室１１内上部には前記
磁界発生装置による磁界が印加されるように、ターゲッ
ト２１が配置されている。また、前記スパッタ室１１に
は、その底部を構成する隔壁３０に形成された開口部３
２を介してディスク搬送室１２が連設されている。この
ディスク搬送室１２内には、スパッタ膜を形成するため
のディスク基板３１を載置して前記スパッタ室１１の開
口部３２に搬送するとともに、前記ディスク基板３１を
その面内で回転するディスクプッシャ３４が設けられて
いる。前記スパッタ室１１内にはさらに、このディスク
プッシャ３４上に載置される前記ディスク基板３１の上
面中心部に接触し、前記ディスク基板３１の回転ととも
に回転する回転センターマスク２７が設けられている。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はスパッタ装置に関
し、特に、情報記録媒体の製造に適する毎葉式マグネト
ロンスパッタ装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、ＣＤあるいはＤＶＤなどの情報記
録用のディスクの製造に用いる毎葉式マグネトロンスパ
ッタ装置においては、反応室を構成する真空容器内に配
置されたターゲットに対向してディスク基板を固定配置
し、ディスク基板とは別に反応容器内に固定されたディ
スク基板のセンター部分および外周部分を覆うマスクを
介してスパッタを行っていた。
【０００３】他方、光磁気（ＭＯ）ディスクのスパッタ
においては、予めディスク基板にセンターマスクおよび
外周マスクを装着し、これらのマスクが装着されたディ
スク基板をスパッタ装置の反応室内に搬入し、ディスク
基板を回転しつつスパッタを行っていた。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような従来のＣＤあるいはＤＶＤディスクの製造に用い
る毎葉式マグネトロンスパッタ装置においては、反応室
内に配置されたディスク基板はディスク基板の中心軸に
対して回転することなく固定配置された状態においてス
パッタが行われるため、ディスク基板表面に形成された
膜組成の分布、特にディスク基板の円周方向の分布の均
一性が不十分であり、満足すべき特性の成膜が得られな
いという問題があった。
【０００５】他方、従来のＭＯディスクのスパッタにお
いては、ディスク基板を回転しつつスパッタを行ってい
るが、予めセンターマスクおよび外周マスクを装着した
ディスク基板を反応室内に搬入してスパッタを行うた
め、ディスク基板へのマスクの脱着機構あるいは搬送機
構を要し、構造および工程が複雑化する欠点があった。
また、ディスク基板からマスクを取り外す際、マスクに
堆積したスパッタ膜が剥離してディスク表面の膜を汚染
し、製品の歩留まりを低下する欠点もあった。
【０００６】したがって本発明の目的は、複雑な機構や
工程を要することなく、ディスク基板にマスクを装着す
ることができ、かつ、ディスク基板をその中心軸の回り
に回転しつつスパッタを行うことができる装置を提供す
ることにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、内部に
気密な放電空間を形成するスパッタ室と、このスパッタ
室内に磁界を印加するように、前記スパッタ室の上方に
配置された磁界発生装置と、この磁界発生装置による磁
界が印加されるように、前記スパッタ室内上部に配置さ
れたターゲットと、前記スパッタ室の底部を構成する隔
壁に形成された開口部を介して連設された気密空間を形
成するディスク搬送室と、このディスク搬送室内に設け
られ、スパッタ膜を形成するためのディスク基板を載置
して前記スパッタ室開口部に搬送するとともに、前記デ
ィスク基板をその面内で回転するディスクプッシャと、
このディスクプッシャ上に載置される前記ディスク基板
の上面中心部に接触し、前記ディスク基板の回転ととも
に回転可能に前記スパッタ室内に設けられた回転センタ
ーマスクとを備えたことを特徴とする毎葉式マグネトロ
ンスパッタ装置が提供される。
【０００８】又、本発明によれば、前記回転センターマ
スクは、前記ターゲットの中心部から延長された回転軸
受けにより軸受けされていることを特徴とする前記毎葉
式マグネトロンスパッタ装置が提供される。
【０００９】さらに、本発明によれば、前記ターゲット
の中心部には円筒状の水冷ジャケットが貫通配置され、
この水冷ジャケットに前記回転軸受けが連結されている
ことを特徴とする前記毎葉式マグネトロンスパッタ装置
が得られる。
【００１０】さらに、本発明によれば、前記ディスクプ
ッシャの回転軸は前記ターゲットの中心に対して偏心し
ていることを特徴とする前記毎葉式マグネトロンスパッ
タ装置が得られる。
【００１１】さらに、本発明によれば、前記回転センタ
ーマスクは、前記ターゲットの中心部から延長された断
面がＬ字型の回転軸受けにより軸受けされていることを
特徴とする前記毎葉式マグネトロンスパッタ装置が得ら
れる。
【００１２】さらに、本発明によれば、前記Ｌ字型の回
転軸受けはクランプボルトにより円筒状の水冷ジャケッ
トに連結されていることを特徴とする前記毎葉式マグネ
トロンスパッタ装置が得られる。
【００１３】さらに、本発明によれば、前記スパッタ室
の開口部周縁の隔壁上には、前記ディスクプッシャがデ
ィスク基板を前記スパッタ室開口部に搬送した際、前記
ディスク基板外周部に載置されディスク基板の回転とと
もに回転するリング状の外周マスクが載置されているこ
とを備えたことを特徴とする前記毎葉式マグネトロンス
パッタ装置が得られる。
【００１４】さらに、本発明によれば、前記リング状の
外周マスクは前記スパッタ室の開口部周縁の隔壁に形成
された段差部に載置されていることを特徴とする前記毎
葉式マグネトロンスパッタ装置が得られる。
【００１５】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施形態を図面に
基づいて説明する。
【００１６】図１は本発明の実施形態を示す毎葉式マグ
ネトロンスパッタ装置の断面図である。このスパッタ装
置は、ほぼ円筒状の気密容器であるスパッタ室１１と、
このスパッタ室１１の下側に、このスパッタ室１１に連
通して設けられた同じく気密容器であるディスク搬送室
１２と、スパッタ室１１の上側に設けられ、内部が大気
圧に維持された磁石収納室１３から構成されている。磁
石収納室１３内においては、同心的に配置された長円形
の二重リング磁石１４−１、１４−２が磁石回転台１５
の下面に固定されている。磁石回転台１５は磁石収納室
１３の天井壁１６を貫通する回転軸１７に固定されてお
り、回転軸１７は磁石収納室１３上部に載置されたマグ
ネット回転モータ１８により回転させられる。
【００１７】スパッタ室１１の上壁は内部が水冷ジャケ
ット構造のバッキングプレート２０により形成されてい
る。この下面には成膜物質からなるデスク状のターゲッ
ト２１がその外周部を支持するターゲット押さえ２２に
より固定されている。ターゲット２１の中心部には貫通
孔２３が形成されており、この貫通孔２３内に円筒状の
水冷ジャケット１９が延長配置されている。円筒状の水
冷ジャケット１９の下端には断面がＬ字状の軸受け２４
がクランプボルト２５により連結されている。Ｌ字状の
軸受け２４の水平部下面にはベアリング２６が固定され
ており、このベアリング２６にセンターマスク２７を構
成する円柱部２７−１の端部が回転自在に結合されてい
る。
【００１８】スパッタ室１１とディスク搬送室１２とを
区切る隔壁３０には、ディスク基板３１の上表面をスパ
ッタ室１１に露出するための開口部３２が設けられてい
る。また、ディスク搬送室１２内には、真空雰囲気内で
動作する真空モータ３３と、これにより水平面内で回転
させられるディスクプッシャ３４が設けられている。こ
のディスクプッシャ３４は金属製円板でその上面中心部
にはディスク基板３１のセンタ孔３５を貫通する突起部
３６が形成されている。センタ孔３５を貫通して上方に
突出した突起部３６は、センターマスク２７を構成する
円柱部２７−１の下端に形成されている漏斗状の凹部２
７−２に挿入される。真空モータ３３とこれに結合した
ディスクプッシャ３４はディスク搬送室１２の底板３７
を貫通して設けられたシリンダ３８の軸３９によりディ
スク搬送室１２内で上下に往復運動をする。
【００１９】ディスク搬送室１２内には、また、ディス
ク搬送アーム４０の一端が回転軸４１に固定されてお
り、他端にはディスク基板３１が載置される環状のサセ
プタ部４２が形成されている。ディスク搬送アーム４０
は回転軸４１の回りにほぼ９０°の角度範囲で回転し、
図示の角度位置から９０°の角度位置（図示せず）に置
いてディスク搬送室１２の外部からディスク基板３１が
環状のサセプタ部４２に載置される。ディスク基板３１
が環状のサセプタ部４２に載置されるとディスク搬送ア
ーム４０が９０°回転し、ディスク基板３１を図示のよ
うに、スパッタ室１１の開口部３２の直下に搬送する。
この状態においてシリンダ３８の軸３９が上昇し、ディ
スクプッシャ３４はその突起部３６をディスク基板３１
のセンタ孔３５に挿入してディスク基板３１をサセプタ
部４２の上方に押し上げ、ディスク基板３１がセンター
マスク２７の凹部２７−２に接触した状態で上昇を停止
する。この停止位置において、ディスク基板３１はスパ
ッタ室１１底部隔壁３０内に設けられた開口部３２内に
配置されるとともに、隔壁３０の開口部３２周囲の肉厚
内に形成された段差部４３に載置された環状の外周マス
ク４４を段差部４３から上方に押し上げ、ディスク基板
３１の周縁部に載せ替える。この状態で、真空モータ３
３は回転を開始し、スパッタが行われる。
【００２０】図２はスパッタ室１１底部隔壁３０の肉厚
内に形成された段差部４３に載置された環状の外周マス
ク４４およびディスク基板３１の周縁部を部分的に拡大
して示す図である。外周マスク４４は逆Ｌ字状の断面を
有しており、ディスク基板３１がスパッタ位置に上昇す
るまでは、逆Ｌ字状断面の垂直部４４−１が段差部４３
上に載置されているが、ディスク基板３１がスパッタ位
置に上昇すると、垂直部４４−１は段差部４３から離
れ、逆Ｌ字状断面の水平部４４−２がディスク基板３１
縁部に載置され、ディスク基板３１が回転するとこれと
一体となって回転する。
【００２１】スパッタ室１１にはガス導入口４５からア
ルゴンガスが導入され、バッキングプレート２０とスパ
ッタ室１１側壁４６がその上端において接続するアノー
ドリング４７間に放電用高電圧が印加されるとともに、
磁石収納室１３内に収納された二重リング磁石１４−
１、１４−２による磁界がスパッタ室１１内に印加さ
れ、スパッタ室１１内には放電によるプラズマが発生す
る。この放電中、二重リング磁石１４−１、１４−２が
固定されている磁石回転台１５はマグネット回転モータ
１８により回転させられる。この磁石回転台１５の回転
軸１７はデスク状のターゲット２１の中心軸２１−１か
ら偏心した位置に配置されており、二重リング磁石１４
−１、１４−２をこの回転軸１７の回りに回転すること
により、ターゲット２１面のエロージョンが広い範囲で
均一に生じる。
【００２２】また、この放電中、ディスクプッシャ３４
上に載置されたディスク基板３１は真空モータ３３によ
り回転させられるが、この場合の回転中心軸２７−３も
ターゲット２１の中心軸２１−１から偏心した位置に配
置されている。これにより、ディスク基板３１の表面全
体、すなわち、円周方向および半径方向に対して均一な
膜厚のスパッタが行われる。
【００２３】ディスク基板３１が回転する場合、ディス
クプッシャ３４の突起部３６がセンターマスク２７の凹
部２７−２に挿入されているため、センターマスク２７
は、ベアリング２６が固定されたＬ字状の軸受けによ
り、ディスク基板３１とともに回転する。
【００２４】他方、スパッタ室１１の底部隔壁３０上に
は狭い間隙を置いて対向配置された一対の銅板５０−
１、５０−２から構成される電子トラップ５０が設けら
れている。ターゲット２１の材料がＳｉのような絶縁物
質の場合、スパッタにより、スパッタ室１１の内壁に絶
縁物が付着し、スパッタ室１１の放電空間に発生する電
子のスパッタ室１１内壁への流入がが阻止され安定な放
電の維持が困難になる。電子トラップ５０は一対の銅板
５０−１、５０−２が形成する間隙にはスパッタによる
絶縁物質が入り込みにくいことを利用して、この部分に
電子をトラップし、放電を安定に維持するためのもので
ある。また、電子トラップ５０を構成する一方の銅板５
０−２はスパッタ室１１底部隔壁３０に接触して設けら
れるが、その端部はスパッタ室１１底部開口部３２に載
置された外周マスク４４を覆うようにその端部が延長さ
れている。
【００２５】なお、スパッタ室１１と磁石収納室１３は
ディスク搬送室１２に対し、図示しないヒンジ構造によ
り、回動可能に結合されており、スパッタ室１１と磁石
収納室１３を手動により上方に回動し、ディスク搬送室
１２を開放し保守作業などを行うことができるように構
成されている。
【００２６】図３は本発明の他の実施形態を示すスパッ
タ装置の断面図であり、図４はその要部拡大図である。
図３および図４において、図１と実質的に同一の構成部
分には同一符号を付し、詳細な説明は省略する。この実
施形態においてはディスク基板３１の回転軸２７−３は
ターゲット２１の中心軸２１−１とは偏心せず、同心的
に配置されている。ディスクプッシャ３４の突起部３６
が挿入される凹部６１−１が形成された漏斗状のセンタ
ーマスク６１はターゲット２１の中心部貫通孔２３を貫
通して下方に延長された円筒状軸受６２の下端にボール
ベアリング機構６２−１を介して回転自在に結合されて
いる。このボールベアリング機構６２−１は図４に示さ
れるように、円筒状軸受６２の中空部に螺合されたボル
ト６３の周囲に装着されている。漏斗状のセンターマス
ク６１はその上端中空部内にボールベアリング機構６２
−１を収納するようにしてボールベアリング機構６２−
１に結合されている。円筒状軸受６２の上部はバッキン
グプレート２０の円筒状の水冷ジャケット１９−２によ
り冷却され、これに連結されたセンターマスク６１も冷
却する。
【００２７】図５は、本発明のさらに他の実施形態を示
すセンターマスク部分の拡大図である。この実施形態に
おいては、センターマスク７１はターゲット２１の中心
部貫通孔２３を貫通して下方に延長される円柱部７１−
１と、下端に形成された漏斗状の径大部７１−２と、こ
の径大部７１−２内に形成された軸柱７１−３の周囲に
回転するように埋め込まれたボールベアリング機構７２
と、このボールベアリング機構７２により、軸柱７１−
３の周囲に回転するように設けられた環状回転板７３に
より構成されている。環状回転板７３はディスク基板３
１のセンタ孔３５周囲のディスク基板表面に接触する水
平面部７３−１と、ボールベアリング機構７２の一部を
構成する垂直部７３−２から構成されている。環状回転
板７３は、ディスク基板３１が図示しないディスクプッ
シャにより上昇させられた時、ディスク基板３１の表面
が水平面部７３−１に接触し、接触面の摩擦力により、
ディスク基板３１の回転に伴って回転する。これに対し
て、センターマスク７１の径大部７１−２はディスク基
板３１の表面に対しては０．２〜０．３ｍｍ程度のわず
かな空隙を有しており、ディスク基板３１の回転に対し
て静止している。
【００２８】図６は、本発明のさらに他の実施形態を示
すセンターマスク部分の拡大図である。この実施形態に
おいては、図５の実施形態におけるボールベアリング機
構７２の代わりに、軸柱７１−３の周囲に放射状に配置
された複数個のローラ８１が用いられている。複数個の
ローラ８１は、ディスク基板３１が図示しないディスク
プッシャにより上昇させられた時、ディスク基板３１の
表面に接触し、ディスク基板３１の回転に伴って水平な
回転軸８１−１の回りに回転する。これに対して、セン
ターマスク７１の径大部７１−２は、図５の場合と同様
に、ディスク基板３１の表面に対してはわずかな空隙を
有しており、ディスク基板３１の回転に対して静止して
いる。
【００２９】上記の実施形態においては、スパッタ時
に、ディスク基板３１と一体に回転する外周マスク４４
を用いたが、ディスク基板３１の外周部にもスパッタ膜
を形成する場合には、図７に示すように、外周マスク４
４を省略することができる。また、ディスク基板３１の
外周部側面にはスパッタ膜を形成しないようにするため
には、図８に示すように、ディスクプッシャ３４のディ
スク基板３１周囲に環状の垂直壁３４−１を設ければよ
い。
【００３０】
【発明の効果】以上説明したように、本発明の毎葉式マ
グネトロンスパッタ装置によれば、ディスク基板の中心
部に接触し、ディスク基板の回転により同時に回転する
回転センターマスクをスパッタ室側に設けたため、簡単
な構造により、ディスク基板表面全体に亘って均一な膜
分布を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態を示す毎葉式マグネトロン
スパッタ装置の断面図である。
【図２】図１に示すスパッタ室１１の底部隔壁３０内に
形成された段差部４３に載置された外周マスク４４を部
分的に拡大して示す図である。
【図３】本発明の他の実施形態を示すスパッタ装置の断
面図である。
【図４】図３に示すスパッタ装置の要部拡大図である。
【図５】本発明のさらに他の実施形態を示すセンターマ
スク部分の拡大図である。
【図６】本発明のさらに他の実施形態を示すセンターマ
スク部分の拡大図である。
【図７】本発明のさらに他の実施形態を示す要部断面図
である。
【図８】本発明のさらに他の実施形態を示す要部断面図
である。
【符号の説明】
１１ スパッタ室 １２ ディスク搬送室 １３ 磁石収納室 １４ 二重リング磁石 １５ 磁石回転台 １６ 天井壁 １７ 回転軸 １８ マグネット回転モータ １９ 水冷ジャケット ２０ バッキングプレート ２１ ターゲット ２２ ターゲット押さえ ２３ 貫通孔 ２４ Ｌ字状の軸受け ２５ クランプボルト ２６ ベアリング ２７ センターマスク ３０ 隔壁 ３１ ディスク基板 ３２ 開口部 ３３ 真空モータ ３４ ディスクプッシャ ３５ センタ孔 ３６ 突起部 ３７ 底板 ３８ シリンダ ３９ シリンダ軸 ４０ ディスク搬送アーム

Claims (8)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 内部に気密な放電空間を形成するスパッ
    タ室と、このスパッタ室内に磁界を印加するように、前
    記スパッタ室の上方に配置された磁界発生装置と、この
    磁界発生装置による磁界が印加されるように、前記スパ
    ッタ室内上部に配置されたターゲットと、前記スパッタ
    室の底部を構成する隔壁に形成された開口部を介して連
    設された気密空間を形成するディスク搬送室と、このデ
    ィスク搬送室内に設けられ、スパッタ膜を形成するため
    のディスク基板を載置して前記スパッタ室開口部に搬送
    するとともに、前記ディスク基板をその面内で回転する
    ディスクプッシャと、このディスクプッシャ上に載置さ
    れる前記ディスク基板の上面中心部に接触し、前記ディ
    スク基板の回転とともに回転可能に前記スパッタ室内に
    設けられた回転センターマスクとを備えたことを特徴と
    する毎葉式マグネトロンスパッタ装置。
  2. 【請求項２】 前記回転センターマスクは、前記ターゲ
    ットの中心部から延長された回転軸受けにより軸受けさ
    れていることを特徴とする請求項１記載の毎葉式マグネ
    トロンスパッタ装置。
  3. 【請求項３】 前記ターゲットの中心部には円筒状の水
    冷ジャケットが貫通配置され、この水冷ジャケットに前
    記回転軸受けが連結されていることを特徴とする請求項
    ２記載の毎葉式マグネトロンスパッタ装置。
  4. 【請求項４】 前記ディスクプッシャの回転軸は前記タ
    ーゲットの中心に対して偏心していることを特徴とする
    請求項１記載の毎葉式マグネトロンスパッタ装置。
  5. 【請求項５】 前記回転センターマスクは、前記ターゲ
    ットの中心部から延長された断面がＬ字型の回転軸受け
    により軸受けされていることを特徴とする請求項１記載
    の毎葉式マグネトロンスパッタ装置。
  6. 【請求項６】 前記Ｌ字型の回転軸受けはクランプボル
    トにより円筒状の水冷ジャケットに連結されていること
    を特徴とする請求項３記載の毎葉式マグネトロンスパッ
    タ装置。
  7. 【請求項７】 前記スパッタ室の開口部周縁の隔壁上に
    は、前記ディスクプッシャがディスク基板を前記スパッ
    タ室開口部に搬送した際、前記ディスク基板外周部に載
    置されディスク基板の回転とともに回転するリング状の
    外周マスクが載置されていることを備えたことを特徴と
    する請求項１記載の毎葉式マグネトロンスパッタ装置。
  8. 【請求項８】 前記リング状の外周マスクは前記スパッ
    タ室の開口部周縁の隔壁に形成された段差部に載置され
    ていることを特徴とする請求項１記載の毎葉式マグネト
    ロンスパッタ装置。
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