JPS6350465A - スパツタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、ハードディスク媒体を作成するためのスパッ
タリング装置に間する。

（従来技術） 現在、上記ハードディスク媒体は、磁気メモリーとして
、産業用、民生用を問わず、広く使われており、特に高
速で書き込みと読み出しができることから、今後も益々
需要が増えると予想されている。

そして、従来からこのハードディスク媒体として、アル
ミディスク基板上にγ−酸化鉄微粉末を塗布した塗布型
のものと、メッキ浴槽でＣｏ　　Ｎ１−Ｐを析出させる
メッキ型のものとが主に使われていた。これによるとデ
ィスク媒体を比較的低コストで作成することができると
ともに、歩留まり率も高かった。

しかしながら、産業界において、磁気メモリーの高密度
記録の要求が強まるに従い、記録密度が従来の５倍以上
も大きく取れるスパッタリング法によるＣ０Ｎ１系連続
薄膜媒体が注目されるに至った・　このスパッタリング
技術は、低圧の雰囲気ガスをグロー放電させてイオン化
（プラズマ化）し、陰陽電極間に印加された電圧により
そのイオンを加速し、陰極に置かれたターゲット材料に
衝突させて、衝突イオンによりスパッタ（飛散）された
ターゲット材料の構成原子または粒子を陽極近傍に設け
らｎた基板上に付着堆積させ、ターゲット材料の薄膜を
形成する技術であり、金属あるいは非金属の薄膜を形成
するために広く使われている。

図面第４図には、このスパッタリング法により作成され
たＣｏＮ　ｉ系ハードディスク媒体の代表的な構成を示
している。

即ち、１は、アルミディスク基板で、通常Ｎ１−Ｐメッ
キされており、鏡面器ばされている。そしてその上に、
Ｃｒ下地膜２（約２０００Ａ）、ＣｏＮｉ系磁性膜３（
約６００Ａ）、カーボン保護膜４（約４００Ａ）を順次
膜付けした構成になっている。

このような膜構造を実現するスパッタリング装置として
、現在、いわゆるトレー型と、静止対向型の二つのタイ
プがある。

トレー型スパッタリング装置は、スパッタリング用カソ
ードとして矩形のものを用い、ディスク基板を複数枚ト
レーに保持して平行送りをし、この平行移動中に膜付け
をするものであるが、このトレー型で作成した媒体は、
膜厚分布や磁気特性がディスク中心対称にならないとい
う欠点を有する。

これに対して、静止対向型スパッタリング装置には、枚
葉型とパレット型があり、いずれもディスクとカソード
とを対向させて膜付けを行うもので、この装置で作成し
た媒体は、膜厚分布や磁気特性が原理的に中心対称であ
るので、磁気記録媒体として望ましい。

上記枚葉型は、ディスク基板の搬送を１枚ずつ行い、膜
付けする方式であるが、搬送機構が複雑化し信頼性に欠
けるという問題があった。

一方、パレット型は、パレットにディスク基板を複数枚
保持して、当該基板の搬送は、パレット毎行い、膜付け
は静止状態でおこなうものである。

この場合、パレットは、各基板がターゲットに対向する
よう回転出来るようにしている。

第５図は、パレットとパレット上に載置したディスク基
板を示したものである。当該パレット型は、上記枚葉型
に比べ、機構が複雑とならず、搬送が容易であり、静止
対向膜付けのメリットも生かせることができる。

以下には第６図に示したパレット型装置の概略図に従っ
て当該装置による膜１寸はプロセスを説明する。

当該装置は、ゲートバルブ１２でそれぞれ第１乃至第３
基板搬送室１５．１６．１７と、各搬送室に対応して設
けられた第１乃至第３スパッタ室１１．１２．１３とを
備えている。

第１スパッタ室１１内；こは、１対のカソード７に固着
されたＣｒターゲット、第２スパツダ室１２内には、１
対のカソード８；こ固着されたＣｏＮｉ系ターゲット、
第３スパッタ室内には、１対のカソード９に固着された
カーボン系ターゲットを備えている。

そして、第６図に示すように、膜付けされるディスク基
板６を保持したパレット５は、このパレット数十枚をセ
ットとして、まずゲートバルブ１４を介して第１基板搬
送室１５内に搬送される。搬送されたパレットのうち１
枚ずつ順次抜き取られ、第１スパッタ室１５内に移動さ
せられる。

ここでパレットを、図示しないチャッキング機構により
チャックして順次回転させ、Ｃｒターゲットに対し静止
対向配置で当該ターゲットをスパッタして基板６上にＣ
ｒ下地膜の膜付けを行う。

その後パレット５は、第１基板搬送室１５に戻されると
ともに、次のパレット上の基板が膜付けされる。これを
第１基板搬送室１５内に搬送された全てのパレットにつ
いて行フた後、ゲートバルブ１４を介して第２基板搬送
室１６に搬送し、前述のＣｒ膜付けと同様の順序で第２
スパッタ室１２内においてＣｏＮ　ｉ系ターゲットによ
る膜付けを行う。

上記のように、ＣｏＮ　ｉ系磁性膜の膜付けが第２基板
搬送室１６内に搬送された全ての基板について終了した
後、これらを更に第３基板搬送室１７内に搬送し、上記
と同様に第３スパッタ室１３内においてカーボーン保護
膜の膜付けを行う。

当該スパッタ装置は、スパッタ室と基板搬送室とを分離
しているのでメンテナンスが容易であり、各スパッタ室
がそれぞれゲートバルブによって仕切られているのでＣ
ｒ、ＣｏＮｉ系、カーボンのターゲット間のクロスコン
タミネーションの恐れがなく、量産装置として適してい
る。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、上記装置では、数十枚のパレットのそれ
ぞれ保持された基板上てにＣｒ下地膜を付けた後に次の
ＣｏＮ　ｉ系磁性膜を膜付けするようにしているため、
次のＣｏＮ　ｉ系磁性膜を付けるまでの時間（インター
バル）が数十分となり、その間にＣｒ下地膜の膜付けの
終ったＣｒ表面が残留ガス（Ｈ２Ｏ，０２など）によっ
て酸化、変質し、ＣｏＮ　ｉ系磁性膜がエビタキシャシ
ャル成長するのを妨げるとともに、当該磁性膜の保持力
の低下をきたす。

第７図は、インターバルによるＣｏＮ　ｉ系磁性膜の保
持力Ｈｃの低下の推移を示したものである。

この図から明かなように、インターバルが５分以内の時
の保持力Ｈｃが８００　０ｅであるのに対し、インター
バルが５分を超えると保持力Ｈｃは急激に低下し、やが
て２００　０ｅ程度になってしまう。

このため５分以上のインターバルでＣｏＮ　ｉ系磁性膜
を形成しても、ハードディスク媒体として仕様を満たさ
なくなる。

（発明の目的） 本発明は、上記従来の問題点を解決するためにＣｒ下地
膜の膜付は後の残留ガスの影響により付着した表面酸化
膜をクリーニング除去することによって、磁性膜の保持
力Ｈｅが低下するのを防止する、生産性の高いスパッタ
リング装置を提供することを目的としている。

（問題点を解決するための手段） 上記問題点を解決するために、この発明は、ゲートバル
ブを介して連設され、複数の基板を埋設したパレットが
通過する複数の基板搬送室と、当該各搬送室にそれぞれ
対応して連通する複数のスパッタ室とを備え、当該各ス
パッタ室で所望の薄膜を上記基板上に連続付着させるこ
とによってハードディスク媒体を作成するスパッタリン
グ装置において、第１スパッタ室でＣｒ下地膜を作成し
た後、第２スパッタ室でＣｏＮ　ｉ系磁性膜を作成する
までの間に付着した上記Ｃｒ下地膜上の表面酸化膜を除
去するクリーニング機構を、磁性膜を作成する上記スパ
ッタ室に設ける構成にしている。

（作用） 上記のような構成にしたので、磁性膜を作成する第２ス
パッタ室に搬送されたパレットに埋設された基板上のＣ
ｒ下地膜の表面酸化膜を、Ｃｏ　Ｎｌ系磁性膜を作成す
る直前に除去することができ（実施例） 以下には本発明の実施例を詳細に説明する。なお従来技
術と同一の構成要素については同一の符号を使用するも
のとする。

第１図は、本発明の実施例であるスパッタリング装置に
おいて第２スパッタ室１２の断面図を示したものである
が、当該装置自体の構成において第２スパッタ室１２に
おいてＣｏＮ　ｉ系磁性膜を膜付けする前にＣｒ下地表
面の酸化層をクリーニング除去するスパッタエツチング
機構を設けた点を除いて従来のスパッタ装置と同様であ
るのでこれについての説明は省略する。

第２スパッタ室における薄膜作成のプロセスは次ぎの通
りである。すなわち、第１基板搬送室１５内の全ての基
板の処理が終った後、数十枚のパレット５は、ゲートバ
ルブ１４を介して、搬送器１８によって第２基板搬送室
１６に搬送される。

次いで、この搬送器１８が移動し、搬送されたこれらパ
レットを１枚ずつ第２スパッタ室１２因に移動させる。

パレット５が第２スパッタ室１２に移動して待機位置１
９にパレットが運ばれてきた時、パレット５全体または
ディスク基板６にＲＦ又はＤＣ電圧を印加する。当該ス
パッタ室には、放電用ガスとして、Ａｒガスを導入して
おり、放電により生成されたＡｒガスプラズマにより基
板上に形成されたＣｒ下地膜の表面酸化層をはスパッタ
エツチングされる。

なお、基板又はパレット側への投入電圧が大きいとそれ
だけ基板がエツチングされるので、表面酸化層の厚みに
応じて投入電圧及び投入時間を調整すればよい。

表面酸化層が削り取られた後、パレット５は、更に矢印
入方向に搬送され、上昇アーム２０によって、パレット
５に埋設した基板６が、２対のカソード８に対応する位
置まで持ち上げられる。そして、所定の電圧を当該カソ
ードに印加することによって発生したプラズマの作用で
、カソード８に保持されたＣｏＮｉ系ターゲットをスパ
ッタし、スパッタエツチング後のＣｒ下地膜の上に重ね
てＣｏＮ　ｉ系磁性膜を膜付けする。このとき、図示し
ないチャッキング装置がパレットをチャックしており、
当該パレットを回転させながらパレットの全ての基板に
ついて処理が行われる。

こうして基板の片面の処理が終った後、矢印Ｂ方向にパ
レット５を移動させて他方の片面の膜付は処理を行う。

その後、第３スパッタ室１３において、上記磁性膜の上
に更にカーボン保護膜をスパッタ法によって付着させる
。

第３図は、上記のようにしてＣｒ下地層の表面酸化膜を
スパッタエツチングによりクリーニング除去した後、Ｃ
ｏＮ　ｉ系磁性膜を付着させた場合の当該磁性膜の保持
力Ｈｃの推移を丸印で示している。

同図では、インターバルが３０分経過した時の保持力Ｈ
ｅは５００　０ｅであり、破線で示すように、従来エツ
チング処理しない同時間のときの２０００ｅよりも値が
大きくなっている。しかし、この値は、未だインターバ
ルが５分以内の時の値には及ばず、スパッタエツチング
がいまだ十分に行われていなかったことをしめしている
。

一方インターバルが６０分の時、スパッタエツチングを
上記３０分のときの２倍の時間行うことにより８００　
０ｅとなり、従来インターバルが５分以内のときと同程
度まで回復した。このときのＲＦ電力のパワーと投入時
間は、例えば５．２５インチディスクの場合、ディスク
表面への投入パワーとして１００ｗなら約１分で充分で
ある。

また、一般に同じＣｏＮ　ｉ系ターゲットで保持力Ｈｃ
の高い磁性膜を得ようとすると、飽和磁化Ｂｓは低下し
、膜付けのインターバルが大きくなり保持力Ｈｅが低く
なると、反対に飽和磁化Ｂｓは高くなる傾向がある。

ところが、上記のようにＣｒ下地層の表面酸化膜を除去
することにより、高い保持力Ｈｃが得られるのみならず
、高い飽和磁化Ｂｓも得られることが判明した。

また、実験の結果、保持力Ｈｃとスパッタエツチングの
エツチング深さ分布との間に一定の関係があることが明
らかになった。即ち、例えば５．２５インチディスクに
Ｃｒ下地層を膜付けしたものを１枚のみスパッタ室内で
エツチングすると、エツチング分布のバラツキが２０％
以上あフだ。一方、パレットに複数枚の基板を埋設した
場合、エツチング分布のバラツキは、１０％以内となっ
た。

これは、放電空間のプラズマ密度がディスク１枚のとき
と、パレットに複数埋設したときとでは異なり、後者の
場合、ディスク基板の近くのプラズマ密度は比較的均等
になっているからだと思われる。

エツチング分布のバラツキが大きいと保持力Ｈｃにもバ
ラツキが生じる恐れがある。したがって、本発明におい
ては、基板をパレットに埋設し、プラズマ密度が均等に
なるようにして磁性膜の保持力Ｈｃのバラツキが起こら
ないようにしている。

もっとも、Ｃｒ表面の酸化膜がスパッタされる深さは３
０Ａ以上あればＣｒ表面酸化層がなくなるので問題ない
が、更に大きくても良い。

なお、以上説明したバイアススパッタ機構に代えてイオ
ンビームエツチング機構を設け、磁性膜を膜付けする前
に基板表面の酸化膜をクリーニングするようにしてもよ
い。　但し、この場合磁性膜を膜付けするスパッタ室と
は別に、所定の真空度に排気した真空室を設けなければ
ならないこと当然である。

（発明の効果） 本発明によれは、Ｃｒ下地膜からＣｏＮ　ｉ系磁性膜の
膜付けまでの間に付着する表面酸化膜を除去することに
より上記磁性膜の高い保持力Ｈｅを得ることができると
ともに、ＣｏＮ　ｉ系磁性膜のエピタキシャルな成長が
可能となる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本願発明の実施例に係る１−１線断面図、第２
図は、同実施例に係る装置の部分平面概略図、第３図は
、クリーニング後のＣｏＮｉ系磁性膜の保持力を示した
グラフ、第４図は、ＣｏＮ　ｉ系ハードディスク媒体の
代表的構成を示した断面図、第５図は、パレットに基板
を配置した状態を示した平面図、第６図は、従来のパレ
ット型スパックリング装置の平面概略図、第７図は、従
来のＣｏＮｉ系磁性膜の保持力を示したグラフである。 ２・・Ｃｒ下地膜。、３・・・Ｃｏ　Ｎ　ｉ系磁性膜、
５・・・パレット、６・・基板、１２・・・第２スパッ
タ室、１６・・・第２基板搬送室、１９・・・待機位置
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ゲートバルブを介して連設され、複数の基板を埋設した
   パレットが通過する複数の基板搬送室と、当該各搬送室
   にそれぞれ対応して連通する複数のスパッタ室とを備え
   、当該各スパッタ室で所望の薄膜を上記基板上に連続付
   着させることによってハードディスク媒体を作成するス
   パッタリング装置において、第１スパッタ室でＣｒ下地
   膜を作成した後、第２スパッタ室でＣｏＮｉ系磁性膜を
   作成するまでの間に付着した上記Ｃｒ下地膜上の表面酸
   化膜を除去するクリーニング機構を、磁性膜を作成する
   上記スパッタ室に設けたことを特徴とするスパッタリン
   グ装置。