JPH0586475A - 真空成膜装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 基体を真空チャンバ内に搬入する際の，真空
引きの能率を向上させる。 【構成】 真空チャンバ４１と，この真空チャンバ４１
の上側に直接連続する基体出入れ室４３と，蓋兼基体保
持部材４４と，基体載置用穴７５ａを持つテーブル７５
と，基体に成膜処理を行う成膜室と，基体を乗せる外周
マスク６０と，上下動可能であり，最上昇時に前記基体
出入れ室４３と真空チャンバ４１とを前記外周マスク６
０を介在させて仕切る仕切り弁体６５とを設ける。基体
４５を基体出入れ室４３内に搬入し，蓋兼基体保持部材
４４で蓋をした後，吸引口５９から基体出入れ室４３の
真空吸引をする。この時の真空吸引は，容積の小さな基
体出入れ室４３のみでよいので，極めて短時間で済む。
その後，仕切り弁体６５を下降させると，基体４５が外
周マスク６０とともに下降し，テーブル７５の基体載置
用穴７５ａに載置される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は，真空蒸着法，スパッ
タリング法，イオンプレーティング法等による真空成膜
装置に関し，特に，コンパクトデイスク，レーザディス
ク，光磁気ディスクに利用するプラスチック製ディスク
等に真空中で連続的にアルミニゥム等の薄膜を形成する
真空成膜装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】ディスクを連続的に供給しながら，真空
蒸着を行うディスク連続蒸着装置とし従来，図８に示す
ものがあった。その全体構成は，同図に示すように，真
空チャンバ１内に回転テーブル３を設け，該回転テーブ
ル３の上には複数のディスク３０が乗っている。回転テ
ーブル３の中心には，回転軸２７が固定され，該回転軸
２７はインデックスモータ２０１に接続される。真空チ
ャンバには，上部にディスク出入れ室１６および蒸着室
３５が接続され，下部に高真空に引くための油拡散ポン
プ（ターボモレキュラーポンプ等でもよい）２０２が接
続されている。ディスク出入れ室１６にはエアシリンダ
１９が接続されて上下可能となっている。回転テーブル
３の周囲には，真空チャンバとの間にスペース２０３が
取られている。

【０００３】次に，従来例のディスク出入れ室１６での
処理を図９に参照して説明する。新しい未蒸着のディス
ク３０の挿入前，ディスク受台保持具７（蒸着作業の途
中であれば，ここには蒸着の完了したディスクが乗って
おり，下記の新ディスクの挿入作業の直前に取り出され
ることになる）はエアシリンダ１０によって上昇し，そ
の上に載置されたディスク受台４もこれとともに上昇し
て，真空チャンバ１のパッキン１０６に接して，真空チ
ャンバ１は高真空を保持する。また，同時にエアシリン
ダ１９によって上昇した仕切り弁体１７がピン３４に当
たると，リーク弁体２４が開いてディスク出入れ室内に
大気が導入され，さらに図示しない油回転真空ポンプの
排気口をシール材１０４により塞いで排気を停止する。
そして，引き続きエアシリンダ１９によってディスク出
入れ室１６が上昇し，適宜の高さ位置で停止する。

【０００４】この状態で図９に破線で示す位置にあるデ
ィスク受台４にディスク３０を乗せると，エアシリンダ
１９によりディスク出入れ室１６が下降して真空チャン
バ１に接する位置で停止する。この時，ディスク出入れ
室１６と真空チャンバ１との接続部は，シール材１０５
で密着し，これによりディスク出入れ室１６は密閉され
る。

【０００５】さらに，エアシリンダ１９によって仕切り
弁体１７が下降し，図の位置で停止する。図示しない油
回転ポンプの作動により，ディスク出入れ室内の空気
は，仕切り弁体１７の中心筒１７’から真空排気口１３
を通じて排気される。

【０００６】ディスク出入れ室１６内が，０．１Ｔｏｒ
ｒ程度の真空にまで引かれると，ディスク受台保持具７
は，エアシリンダ１０により下降し，ディスクはディス
ク受台４とともに下降して真空チャンバ１内の回転テー
ブル３に乗せられる。ディスク受台保持具７の先端は，
ディスク受台から外れて図の下方の位置まで下降して停
止する。

【０００７】この状態でインデックスモータ２０１によ
る回転軸２７の回転により回転テーブル３が一ディスク
分回転して，新たに挿入されたディスクが蒸着室に向か
って送られ，さらに蒸着済みのディスクがディスク出入
れ室１６の下方位置に運ばれる。

【０００８】上記処理が同様に順次繰り返され，ディス
ク３０は回転テーブル３に乗せられて蒸着室３５まで送
られる。

【０００９】以下，蒸着室での処理を図１０を参照して
説明する。新しいディスクが蒸着室３５の下方まで送ら
れ，図の点線で示す位置までくると，エアシリンダ４１
によりディスク受台保持具７が上昇して，ディスク受台
４をディスク３０ごと上昇させ，図の実線で示す位置ま
で至ってディスク３０が外周マスク３６および内周マス
ク３８に接して停止する。

【００１０】蒸着室３５にはアルゴンガスが流し込まれ
ており，この状態で陰極３７に高電圧が印加されると，
放電が生じ，アルミニゥムのターゲット３９に衝突した
アルゴン原子により，アルミニゥム粒子が放出され，こ
れがディスク３０の外周マスク３６，内周マスク３８に
覆われずに露出している部分に蒸着される。

【００１１】蒸着が終了すると，エアシリンダ４１によ
りディスク受台保持具７が下降して，ディスク受台４を
ディスク３０ごと下降させ，図の破線で示す位置まで至
ってディスク受台４が回転テーブル３の穴部で載置さ
れ，ディスク受台保持具７はさらに下降して図の破線位
置で停止する。

【００１２】この状態でインデックスモータ２０１によ
る回転軸２７の回転により回転テーブル３が一ディスク
分回転して蒸着の終了したディスクがディスク出入れ室
１６に向かって送られ，新しいディスクが蒸着室３５の
下方位置に運ばれる。上記処理が同様に順次繰り返され
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来例において
は，真空チャンバ内を搬送されてきたディスクの上面に
蒸着を行っている（スパッタダウン方式）が，搬送中に
ごみが上方から落下して付着すると，形成された膜にピ
ンホールが生じることになる。これは特にＣＤ−ＲＯＭ
等において問題となる。これを避けるには，ディスクの
下面から蒸着を行うようにすればよい（スパッタアップ
方式）。

【００１４】ところで，ディスクに蒸着を行う場合，外
縁まで蒸着してしまうと，その後に樹脂で表面をコーテ
ィングしてもディスク端においてアルミニゥム等の膜が
露出し易く．そこから酸化して劣化することとなる。こ
のため，ディスクの外縁から一定のマージンを取り，こ
の部分にはアルミニゥム等の膜を形成しないようにする
のが一般的である。そのためには蒸着時にディスク縁部
にマスクを設け，ここにアルミニゥム等が付着しないよ
うにする必要がある。上記従来例では，蒸着室下面に外
周マスク３６を設けていた（図１０）。

【００１５】しかしながら，スパッタアップ方式を取っ
た場合に，適切な外周マスクを設けるのは困難であっ
た。

【００１６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する本発
明の真空成膜装置は，真空チャンバと，この真空チャン
バの上側に直接連続して設けられた，成膜対象の基体を
真空チャンバ内に出し入れするための基体出入れ室と，
この基体出入れ室の開口部を塞ぐ蓋と，基体を穴内周縁
で受ける基体載置用穴を持ち，前記真空チャンバ内に移
動可能に設けられたテーブルと，前記基体出入れ室とは
異なる位置で，移動した前記テーブルの基体載置用穴に
面するように設けられた成膜室と，基体出入れ室の内径
Ｄ₀ より大きい外径Ｄ₂ （Ｄ₀ 〈Ｄ₂ ）を有し，基体外
径ｄより小さな内径Ｄ₁ （Ｄ₁ 〈ｄ）を有する外周マス
クと，上下動可能であり，最上昇時に前記基体出入れ室
と真空チャンバとを前記外周マスクを介在させて仕切る
とともに，上下動して基体を前記外周マスクとともに前
記テーブルの基体載置用穴に乗せまたは基体載置用穴か
ら取り出す，前記基体載置用穴の内径Ｄ₅ より小さな外
径Ｄ₄ （Ｄ₄ 〈Ｄ₅）を持つ仕切り弁体とを備えたこと
を特徴とする。

【００１７】

【作用】上記構成において，基体は基体出入れ室の蓋を
あけて基体出入れ室内に内部に挿入する。その際，仕切
り弁体は上昇位置にあり外周マスクとともに基体出入れ
室と真空チャンバとの間の仕切りをしているので，真空
チャンバには外部の空気は侵入しない。次いで蓋をして
基体出入れ室の開口部を閉ざした後，基体出入れ室内の
真空吸引を行う。この時の真空吸引は，真空チャンバと
は仕切られた基体出入れ室のみでよいので，極めて短時
間で済む。その後，仕切り弁体を下降させると，基体が
外周マスクとともに下降し，テーブルの基体載置用穴に
載置される。仕切り弁体はテーブルよりさらに下降す
る。テーブルが回転し，基体が成膜室に搬送され，成膜
室において成膜処理が行われる。

【００１８】

【実施例】以下，本発明の一実施例を図１〜図７を参照
して説明する。図１は本発明の一実施例の真空成膜装置
４０の断面図，図２は同概略平面図，図３は同概略の側
面図，図４は図１における基体出入れ室近傍の拡大断面
図，図６は図１における成膜室近傍の拡大断面図で，こ
の実施例の真空成膜装置４０は，コンパクトディスク基
板等のプラスチック製の基体４５に例えばアルミニゥム
等の材料をスパッタリング法により成膜する装置であ
る。これらの図において，符号４１は真空チャンバを示
す。真空チャンバ４１はチャンバ筐体４２内の内部空間
として形成されている。この真空チャンバ４１は，高真
空吸引が可能な油拡散ポンプ，ターボ分子ポンプ，クラ
イオンポンプ等を用いた高真空用真空ポンプ５１により
真空吸引される。真空チャンバ４１の上側に直接接続し
て基体出入れ室４３が形成されている。符号４４は前記
基体出入れ室４３の開口部を塞ぐ蓋としての機能と基体
４５を保持する基体保持部としての機能を兼ねる蓋兼基
体保持部材である。この蓋兼基体保持部材４４は，基体
供給排出アーム４６の両端部にそれぞれボルト４７で固
定されている。基体供給排出アーム４６の中心部には垂
直な軸４８が固定され，基体供給排出アーム４６は駆動
機構４９により駆動されて１８０°回転する動作と，昇
降する動作を行うようにされている。

【００１９】前記蓋兼基体保持部材４４は，基体４５の
内周部を吸着する吸着パッド５５を備えている。この吸
着パッド５５は蓋兼基体保持部材４４を貫通する吸引筒
５６，基体供給排出アーム４６に設けた吸引口４６ａを
経て外部に図示略の真空ポンプで吸引して真空圧による
基体４５の吸着保持を行う。なお，基体吸着手段自体は
その他種々の手段を採用できる。また，蓋兼基体保持部
材４４の下面外周部にＯリングによるシール部材５７が
設けられ，このシール部材５７でチャンバ筐体４２の上
面との間のシールを行うようになっている。また，蓋兼
基体保持部材４４の下面には，基体４５の傾き，ずれ等
の取り付け状態を検出するためのセンサ５８を取り付け
ている。このセンサ５８は，発光素子と受光素子との１
対を備えた光センサその他任意の方式を採用できる。ま
た，ディスク出入れ室４３内を真空吸引するための吸引
口５９をチャンバ筐体４２部分に設けている。吸引口５
９からの基体出入れ室４３内の真空吸引は，図示略のロ
ータリポンプ等の荒引き用の真空ポンプを用いる。

【００２０】符号６０は後述する成膜室７９における成
膜処理に際して，基体４５の外周に非成膜領域を形成す
るための外周マスクであり，基体４５を乗せるための段
部６０ａを持ち，図５に寸法関係を示すように，基体出
入れ室４３の内径Ｄ₀ より大きな外径Ｄ₂ と基体４５の
外径ｄより小さな内径Ｄ₁ とを持つ。また，この外周マ
スク６０が接触するチャンバ筐体４２内壁面にシール部
材６１を設けている。

【００２１】符号６５は前記外周マスク６０とともに前
記基体出入れ室４３と真空チャンバ４１との間を仕切り
を行う（すなわち両室４３，４１間の連通を密閉遮断す
る）とともに，上下動して基体４５を前記外周マスク６
０とともに後述のテーブル７５の基体載置用穴７５ａに
乗せまたは基体載置用穴７５ａから取り出す仕切り弁体
であり，前記基体載置用穴７５ａの内径Ｄ₅ より小さな
外径Ｄ₄ を持ち，外周マスク６０との接触部にシール部
材６６を設けている。仕切り弁体６５の上面の中央部
に，基体４５と仕切り弁体６５との密着を避けるための
間隔をあけた複数の小突起６５ａを設けている。この仕
切り弁体６５はエアシリンダ６７によって昇降駆動され
る駆動軸６８上端に固定されている。前記蓋兼基体保持
部材４４にはばね６９によって下方に付勢されて外周マ
スク６０を下方に押す垂直な可動のピン７０が設けられ
ている。このばね６９とピン７０とは，外周マスク６０
を基体出入れ室４３と真空チャンバ４１との境界面から
強制的に離脱させる離脱機構７１を構成する。

【００２２】前述した基体４５を搬送するためのテーブ
ル７５は，基体４５を外周マスク６０とともに受ける前
述の基体載置用穴７５ａを図２に示すように例えば８個
備えている。このテーブル７５はインデックスモータ７
６により回転駆動される垂直な駆動軸７７に固定され，
一方向に４５°ずつすなわち基体載置用穴７５ａの間隔
ずつ間欠的に回転するようになっている。

【００２３】テーブル７５の基体載置用穴７５ａの停止
位置のうちの前記基体出入れ室４３の位置から９０°回
転した位置にボンバー室７８が設けられ，さらに９０°
回転した位置に成膜室７９が設けられている。前記ボン
バー室７８の詳細は省略するが，高電圧による放電によ
り注入したアルゴンガスのプラズマを発生させ，このプ
ラズマにより基体４５の洗浄を行うものであり，ターゲ
ットが存在しない点を除けば，成膜室７９の構成と類似
したものである。

【００２４】前記成膜室７９の詳細を図６に示す。図６
において，符号８０は基体４５の表面に形成する薄膜の
個体材料であるターゲットで，例えばＣＤ（コンパクト
ディスク）の場合には反射膜となるアルミニゥムであ
る。この実施例ではターゲット８０を環状にしている。
符号８１は高電圧を印加して放電を行うための電極，符
号８２はターゲット８０を電極８１上に固定するターゲ
ット押さえである。図示のように，成膜室７９はテーブ
ル７５の下方に設けられている。

【００２５】この成膜室７９は，マグネトロンスパッタ
リング方式を採用しており，環状のターゲット８０の中
心穴部分の下方に位置する小径の環状の磁石８３ａとタ
ーゲット８０の外周部分の下方に位置する大径の環状の
磁石８３ｂとを備えている。符号８４は磁石８３ａ，８
３ｂを取り付けるマグネットベースである。マグネトロ
ンスパッタリング方式は，磁石８３ａ，８３ｂによりタ
ーゲット８０の表面で電界と垂直方向に磁界を作りプラ
ズマをターゲット８０付近に集めることにより効率よく
スパッタリングを行うようにしたものである。符号８５
はターゲット８０からたたき出されたスパッタ粒子の飛
散を防止する防着板である。

【００２６】符号８６は基体４５の内周部に非成膜領域
を形成するための内周マスクであり，基体４５の上側の
内周マスク受け８７とともに基体４５の内周部を挟持す
る。内周マスク８６は，電極８１の中心穴８１ａ部分を
挿通された垂直な支持軸８８の上端に取り付けボルト９
０で固定されている。前記支持軸８８は，内周マスク８
６を冷却するための冷却水を循環するように中空パイプ
を用いており，内部に流入側の通路となる内パイプ８９
を収容している。冷却水は内パイプ８９内を通ってその
上端部において内周マスク８６を冷却し，内パイプ８９
の外側を通って外部に流出する。なお，支持軸８８と内
周マスク８６との結合部の構造は，詳細図示は省略する
が，支持軸８８の中空部がさらに上まで及ぶ構造とし，
取り付けボルトとして小さなボルトを用い，かつボルト
位置を工夫して，冷却水が内周マスク８６を効果的に冷
却できる構造とするとよい。支持軸８８は，エアシリン
ダ９１により昇降駆動され，前記内周マスク受け８７
は，同様にエアシリンダ９２により昇降駆動されるよう
になっている。

【００２７】電極８１の上面中央部にダストカバー８４
を設けている。このダストカバー８４は，電極８１の中
心穴８１ａと支持軸８８の外周面との隙間に内周マスク
８６等より落下した不要堆積薄膜つまりダストが侵入す
るのを防ぐためのものである。符号９７は支持軸８８の
案内部，９８はガス道入り口である。

【００２８】上記の真空成膜装置４０の動作について説
明する。成膜室７９において成膜処理が行われている時
は，基体供給排出アーム４６の外側位置にある蓋兼基体
保持部材４４は，次に供給すべき基体４５を保持して待
機している。この時他方の蓋兼基体保持部材４４は，図
４のようにチャンバ筐体４２の上面にシール部材５７を
介して接触して基体出入れ室４３の開口部をシールして
いる（この時基体４５は保持していない）。また，仕切
り弁体６５は同図に２点鎖線で示すように下降した位置
にある。成膜室７９において１つの基体についての成膜
処理が終了すると，テーブル７５が４５°回転し，先に
成膜処理を終えていた基体４５が基体出入れ室４３の直
下に運ばれてくる。ここで，エアシリンダ６７を作動さ
せて駆動軸６８を上昇させ，仕切り弁体６５を上昇さ
せ，テーブル７５の基体載置用穴７５ａに保持されてい
る外周マスク６０および成膜済みの基体４５を図４に実
線で示す位置まで持ち上げ，外周マスク６０をチャンバ
筐体４２の内壁面に接触させ，外周マスク６０と仕切り
弁体６５とで基体出入れ室４３と真空チャンバ４１との
仕切りを行う（すなわち，両室４１，４３間の連通を遮
断する）。同時に基体４５の内周部が吸着パッド５５に
接触して吸着パッド５５に吸着される。

【００２９】次いで，吸引口５９からアルゴンガスを基
体出入れ室４３内に供給し，次いで，駆動機構４９によ
り軸４８を上昇させ基体供給排出アーム４６と一体に蓋
兼基体保持部材４４を上昇させ，基体４５を持ち上げ
る。この時，基体出入れ室４３内にはアルゴンガスが供
給されているので，かつこのこのアルゴンガスの重量は
空気より重いので，蓋兼基体保持部材４４を開いた際に
外部の空気が基体出入れ室４３内に巻き込まれるのを防
ぐことができる。外周マスク６０や仕切り弁体６５や基
体出入れ室４３の内壁が外部の空気が触れると，空気が
付着して残り，真空チャンバ４１内に空気を侵入するの
を許してしまい，成膜の品質を低下させる１つの原因と
なるが，上記のようにアルゴンガスで空気を巻き込まな
いので，そのような不都合を防止できる。

【００３０】仕切り弁体６５の上面の間隔をあけて設け
た小突起６５ａにより，基体４５と仕切り弁体６５の上
面との間に隙間が生じているので，基体４５が仕切り弁
体６５に密着することを防止でき，吸着パッド５５で基
体４５を持ち上げる際に基体４５が仕切り弁体６５から
離れないというトラブルを防止できる。

【００３１】次いで，基体供給排出アーム４６が１８０
°回転して，外側の蓋兼基体保持部材４４で保持してい
た新たに挿入する基体４５が基体出入れ室４３の上方に
位置し，次いで，軸４８および基体供給排出アーム４６
と一体に蓋兼基体保持部材４４が下降して，基体出入れ
室４３の開口部を閉ざし，図４の状態となる。この時，
センサ５８は基体４５の傾き，ずれ等の取り付け状態の
異常を検出する。次いで，図示略の荒引き用の真空ポン
プで基体出入れ室４３のアルゴンガスを吸引口５９から
吸引し，内部を真空にする。基体出入れ室４３内が真空
になると，吸着パッド５５はその吸着機能を失い，基体
４５は吸着パッド５５から容易にはずれる状態となる。
次いで，エアシリンダ６７を作動させて軸６８を下降さ
せ，仕切り弁体６５を下降させると，基体４５および外
周マスク６０が下降する。その際，離脱機構のピン７０
が外周マスク６０を下方に押すので，外周マスク６０が
仕切り弁体６５の下降に追随せずディスク出入れ室４３
と真空チャンバ４１との境界面から離れない，というト
ラブルの発生は確実に防止できる。仕切り弁体６５が図
４の２点鎖線で示す位置まで下降するが，その途中で，
外周マスク６０がテーブル７５の基体載置用穴７５ａの
段部に乗せられる。これにより，新たな基体４５のテー
ブル７５の基体載置用穴７５ａへの搬入が完了する。

【００３２】続いて，テーブル７５が４５°回転する
と，その前に搬入されていた基体４５がボンバー室７８
に移動し，ボンバー室７８では放電により発生したプラ
ズマによる基体４５の洗浄が行われる。続いてテーブル
７５が４５°回転すると，先にボンバー室７８で洗浄さ
れていた基体４５が成膜室７９に移動する。ガス道入り
口９８より低圧のアルゴンガスが流し込まれているこの
成膜室７９において，電極８１に負の高電圧が印加され
ると，接地されている成膜室７９内の他の内壁部分が対
向電極となって放電が生じ，アルゴンガスのプラズマが
発生し，プラズマ粒子がターゲット８０に衝突してその
表面の原子を飛び出させ，飛び出したターゲット原子つ
まりスパッタ粒子が基体４５の表面に積層し，こうして
基体４５の表面への成膜が行われる。

【００３３】上記の成膜処理の際，内周マスク８６等に
スパッタ粒子が堆積して不要堆積薄膜を形成する。この
不要堆積薄膜が一定以上になると，剥離して落下し，タ
ーゲット８０上に付着し，基体４５の成膜の品質を低下
させる原因となる。しかし，内周マスク８６は支持軸８
８に対して着脱可能なので，不要堆積薄膜が一定以上に
なると取り外して不要堆積薄膜を削除することができ
る。これにより，内周マスク８６等から落下した不要堆
積薄膜つまりダストの発生を少なくすることができる。

【００３４】支持軸８８内に冷却水が循環して内周マス
ク８６の冷却が行われるので，内周マスク８６が高温に
なることが防止され，基体４５の熱変形などの不都合が
防止される。また，ダストカバー８４は支持軸８８の摺
動部にダストが入り込むことを防止でき，支持軸８８の
円滑な上下動作を維持する働きをする。

【００３５】図７にダストカバー近傍部についての他の
実施例を示す。ダストカバー８４の上面に支持軸８８を
挿通させる内側保護筒９５を固定し，内周マスク８６の
下部に前記内側保護筒９５の外周を囲む外側保護筒９６
を取り付けている。この構造により，支持軸８８の摺動
部にダストが入り込むことがさらによく防止される。ま
た，取り外すことが容易でない支持軸８８にスパッタ粒
子が付着することが極力防止され，一方，内側保護筒９
５や外側保護筒９６に不要堆積薄膜が生じてもこれらの
部品は容易に取り外して不要堆積薄膜を削除することが
できるので，成膜室７９内に不要堆積薄膜が残ることを
極力防止できる。

【００３６】前記内周マスク８６，ダストカバー８４，
内側保護筒９５および外側保護筒９６等の材質を，室温
で非磁性を示す金属とすると，磁石８３ａ，８３ｂによ
る磁界を乱すことがないので，マグネトロンスパッタリ
ング法を採用した効果を有効に得ることができる。ま
た，内周マスク８６等の材質として酸，アルカリに溶融
しにくい金属を用いると，不要堆積薄膜の除去する手段
として，ブラスト処理でなく酸やアルカリなどの薬品に
よる除去を行うこともできる。

【００３７】前記内周マスク８６，ダストカバー８４，
内側保護筒９５および外側保護筒９６等の表面をブラス
ト処理（前記の不要堆積薄膜の除去のためのものではな
く，部材表面自体のブラスト処理）すれば，そのブラス
ト処理による表面の粗さにより，不要堆積薄膜の密着性
が高まり，剥離しにくくなる。したがって，内周マスク
等を取り外してその表面の不要堆積薄膜を除去する頻度
を少なくすることができ，装置の稼働率を向上させるこ
とができる。

【００３８】基体４５に強磁性体薄膜を成膜する場合に
は，内周マスク８６の材質として，マコール等に代表さ
れるアルミシリケート系切削性セラミックを用いると適
切である。内周マスクがアルミシリケート系切削性セラ
ミックであれば，不要堆積薄膜の除去する手段として，
ブラスト処理でなく，強酸，強アルカリといった薬品に
浸積して除去する方法を採用することができる。また，
切削性セラミックを用いているので，素材から内周マス
クを切削加工する際に従来の金属製内周マスクの場合と
ほぼ同レベルの工作精度を維持することができ，製作上
の問題は少ない。

【００３９】以上の説明では，一層の成膜について説明
したが，テーブル７５の複数箇所の基体載置用穴７５ａ
に対応させて成膜室を複数設けて，基体４５に多数層の
成膜を行う構成とすることも当然可能である。この場合
において，強磁性体薄膜と非強磁性体薄膜とを多層成膜
する場合には，強磁性体薄膜を成膜する成膜室における
内周マスクには非磁性材を用いるとよい。内周マスクが
非磁性材であれば，強磁性体のスパッタ粒子が内周マス
クに飛散し付着することは極力防止される。

【００４０】

【発明の効果】本発明によれば，ターゲットに対して基
体を静止対向させて成膜処理するものであるから，ター
ゲットサイズの小形化，真空チャンバの小形化が可能で
あり，これにより真空成膜装置全体構成の小形化を容易
に実現できる。

【００４１】基体の供給は，真空チャンバ内に直接行う
のでなく，真空チャンバとは外周マスクおよび仕切り弁
体で仕切られる基体出入れ室内に行えばよく，基体供給
時にこの容積の小さな基体出入れ室のみを荒引きの真空
引きすればよいので，瞬時に荒引きすることができ，基
体供給時の真空引き作業が著しく高速化される。

【００４２】外周マスクを真空チャンバと基体出入れ室
との仕切りに利用する構成としたことにより，請求項８
のように成膜室をテーブルの下方に設けることが可能と
なり，スパッタアップ方式の成膜が可能となり，ダスト
等による欠陥の少ない良好な成膜を得ることが可能とな
る。

【００４３】請求項３によれば，基体供給排出アームの
基体保持部が基体出入れ室の蓋を兼ねるので，機構が簡
略化されるともに，基体供給作業の能率が向上する。

【００４４】請求項４によれば，離脱機構により外周マ
スクが弾性的に下方に押されているので，ディスク出入
れ室と真空チャンバとの仕切りを解除する際に，外周マ
スクが仕切り弁体の下降に追随せずディスク出入れ室側
から離れない，というトラブルの発生は確実に防止でき
る。

【００４５】請求項５によれば，基体の正しい供給を確
認することができ，成膜不良となるトラブルは防止でき
る。

【００４６】請求項６によれば，成膜済みの基体を排出
する際に，基体が仕切り弁体と密着して容易に離れない
というトラブルは防止でき，基体の確実な排出を行うこ
とができる。

【００４７】請求項７によれば，不活性ガスの存在によ
り，成膜済みの基体を排出するための蓋を開けた時外部
の空気をディスク出入れ室内に巻き込むことを防止で
き，ディスク出入れ室内に外部の空気が侵入することを
防止し，空気を嫌う真空チャンバ内に空気が侵入するこ
とを防止できる。

【００４８】請求項９によれば，成膜処理に障害なく，
基体の内周部分に非成膜領域を確保することができる。

【００４９】請求項１０によれば，内周マスクが高温に
なることを防止し，基体の熱変形などのトラブルを防止
できる。

【００５０】請求項１１によれば，内周マスクが支持軸
に対して着脱可能なので，これを取り外して内周マスク
に付着した不要堆積薄膜を除去することができ，成膜室
における成膜処理時に内周マスクから不要堆積薄膜がダ
ストとして剥離落下しターゲット表面に付着して，品質
の悪い膜を形成することを防止できる。

【００５１】請求項１２によれば，可動部材である支持
軸の摺動部にダストが入り込むことを防止でき，支持軸
の円滑な動作を維持することができる。

【００５２】請求項１３によれば，内側保護筒と外側保
護筒との存在により，支持軸の摺動部にダストが入り込
むことをさらに確実に防止できる。

【００５３】請求項１４によれば，内周マスク等が非磁
性であるから，磁石によりターゲット周囲に磁力線を発
生させるマグネトロンスパッタリング法を採用した場合
に，磁石による前記磁力線を乱すことがなく，マグネト
ロンスパッタリング法の効果が有効に得られる。

【００５４】請求項１５によれば，内周マスク等がブラ
ストされているので，不要堆積薄膜の密着性は高く剥離
しにくい。したがって，内周マスク等を取り外してその
表面の不要堆積薄膜を除去する頻度を少なくすることが
でき，装置の稼働率を向上させることができる。

【００５５】請求項１６によれば，強磁性体薄膜と非強
磁性体薄膜とを多層成膜する場合に，強磁性体薄膜を成
膜する成膜室において，内周マスク等に不要な強磁性体
薄膜が飛散し付着することが極力防止される。基体接地
部である内周マスクに付着した不要な強磁性体薄膜は，
良好な成膜を阻害する要因であるが，このような不都合
が防止される。

【００５６】内周マスクがアルミシリケート系切削性セ
ラミックであれば，不要堆積薄膜の除去する手段とし
て，ブラスト処理でなく，強酸，強アルカリといった薬
品に浸積して除去する方法を採用することができる。ま
た，切削性セラミックを用いているので，素材より内周
マスクに加工する際に従来の金属製内周マスクの場合と
ほぼ同レベルの工作精度を維持することができ，製作上
の問題は少ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例の真空成膜装置の断面図であ
る。

【図２】同概略の平面図である。

【図３】同概略の側面図である。

【図４】図１における基体出入れ室近傍の拡大断面図で
ある。

【図５】基体出入れ室近傍における仕切り弁体等の各部
の寸法関係を説明する図である。

【図６】図１における成膜室近傍の拡大断面図である。

【図７】図６におけるダストカバー近傍部分についての
他の実施例を示すもので，ダストカバー近傍部分の断面
図である。

【図８】従来の真空成膜装置の一部を破断して示す斜視
図である。

【図９】図８におけるディスク出入れ室部分の断面図で
ある。

【図１０】図８における蒸着室部分の断面図である。

【符号の説明】

４０ 真空成膜装置 ４１ 真空チャンバ ４２ チャンバ筐体 ４３ 基体出入れ室 ４４ 蓋兼基体保持部材 ４５ 基体 ４６ 基体供給排出アーム ５５ 吸着パッド ５８ センサ ５９ 吸引口 ５７，６１，６６ シール部材 ６０ 外周マスク ６５ 仕切り弁体 ６５ａ 小突起 ６８ 軸 ７５ テーブル ７５ａ 基体載置用穴 ７９ 成膜室 ８０ ターゲット ８１ 電極 ８１ａ 中心穴 ８３ａ，８３ｂ 磁石 ８４ ダストカバー ８６ 内周マスク ８８ 支持軸 ８９ 内パイプ ９１ エアシリンダ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高橋 一秋 大阪府大阪市中央区城見１丁目４番24号 日本電気ホ−ムエレクトロニクス株式会社 内 (72)発明者 今井 雅彦 大阪府大阪市中央区城見１丁目４番24号 日本電気ホ−ムエレクトロニクス株式会社 内 (72)発明者 土田 謙一 千葉県八千代市大和田新田495 大亜真空 株式会社内 (72)発明者 小荒井 勝 千葉県八千代市大和田新田495 大亜真空 株式会社内 (72)発明者 柳橋 輝雄 千葉県八千代市大和田新田495 大亜真空 株式会社内

Claims (17)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 真空チャンバと，この真空チャンバの上
   側に直接連続して設けられた，成膜対象の基体を真空チ
   ャンバ内に出し入れするための基体出入れ室と，この基
   体出入れ室の開口部を塞ぐ蓋と，基体を穴内周縁で受け
   る基体載置用穴を持ち，前記真空チャンバ内に移動可能
   に設けられたテーブルと，前記基体出入れ室とは異なる
   位置で，移動した前記テーブルの基体載置用穴に面する
   ように設けられた成膜室と，基体出入れ室の内径Ｄ₀ よ
   り大きい外径Ｄ₂（Ｄ₀ 〈Ｄ₂）を有し，かつ基体外径ｄ
   より小さな内径Ｄ₁ （Ｄ₁ 〈ｄ）を有する外周マスク
   と，上下動可能であり，最上昇時に前記基体出入れ室と
   真空チャンバとを前記外周マスクを介在させて仕切ると
   ともに，上下動して基体を前記外周マスクとともに前記
   テーブルの基体載置用穴に乗せまたは基体載置用穴から
   取り出す，前記基体載置用穴の内径Ｄ₅ より小さな外径
   Ｄ₄ （Ｄ₄ 〈Ｄ₅ ）を持つ仕切り弁体とを備えたことを
   特徴とする真空成膜装置。
2. 【請求項２】 前記基体出入れ室内を真空吸引する吸引
   口を設け，基体供給時に，前記仕切り弁体と外周マスク
   とで真空チャンバと基体出入れ室とを仕切った状態で，
   基体を基体出入れ室内に挿入し，次いで前記蓋をし，基
   体出入れ室内を前記吸引口より真空吸引した後，前記仕
   切り弁体を下降させて真空チャンバと基体出入れ室との
   仕切りを解除し，かつ基体を外周マスクとともにテーブ
   ルの基体載置用穴に受け渡す構成としたことを特徴とす
   る請求項１記載の真空成膜装置。
3. 【請求項３】 前記基体を基体出入れ室に挿入する基体
   供給排出アームの基体保持部を前記基体出入れ室の開口
   部を塞ぐ蓋としたことを特徴とする請求項１記載の真空
   成膜装置。
4. 【請求項４】 前記蓋に，外周マスクを弾性的に下方に
   付勢する離脱機構を設けたことを特徴とする請求項１記
   載の真空成膜装置。
5. 【請求項５】 前記蓋に，前記基体出入れ室における基
   体の傾き，ずれ等の取り付け状態を検出するためのセン
   サを設けたことを特徴とする請求項１記載の真空成膜装
   置。
6. 【請求項６】 前記仕切り弁体の上面に仕切り弁体と基
   体との間隙を確保するための小突起を設けたことを特徴
   とする請求項１記載の真空成膜装置。
7. 【請求項７】 前記基体出入れ室内から成膜済みの基体
   を取り出す際に，前記仕切り弁体と外周マスクとで真空
   チャンバと基体出入れ室とを仕切り，基体出入れ室内に
   不活性ガスを充満させた後，蓋を開く構成としたことを
   特徴とする請求項１記載の真空成膜装置。
8. 【請求項８】 前記成膜室に設ける成膜材料のターゲッ
   トを前記テーブルの位置より下方に設けたことを特徴と
   する請求項１記載の真空成膜装置。
9. 【請求項９】 前記成膜室に，基体載置用穴に載置され
   た基体の内周部を覆う内周マスクと，環状のターゲット
   の中央穴部を通って前記内周マスクを支持する垂直な支
   持軸と，この支持軸を上下動させて前記内周マスクを上
   下動させる昇降駆動機構とを設けたことを特徴とする請
   求項８記載の真空成膜装置。
10. 【請求項１０】 前記支持軸の内部を中空とし，この中
    空部に前記内周マスクを冷却するための冷却水を循環さ
    せる構成としたことを特徴とする請求項８記載の真空成
    膜装置。
11. 【請求項１１】 前記内周マスクが前記支持軸に対して
    着脱可能にされたことを特徴とする請求項８記載の真空
    成膜装置。
12. 【請求項１２】 前記成膜室における前記環状のターゲ
    ットを乗せた電極の中央部に，前記支持軸を挿通させる
    支持軸挿通穴と支持軸外周面との隙間に内周マスク等よ
    り落下した不要堆積薄膜が侵入するのを防ぐためのダス
    トカバーを設けたことを特徴とする請求項８記載の真空
    成膜装置。
13. 【請求項１３】 前記ダストカバーの上面に前記支持
    軸を挿通させる内側保護筒を取り付け，前記内周マスク
    の下面に前記内側保護筒の外周を囲む外側保護筒を取り
    付けたことを特徴とする請求項１２記載の真空成膜装
    置。
14. 【請求項１４】 前記内周マスク，ダストカバー，内
    側保護筒および外側保護筒等の材質が室温で非磁性を示
    す金属であり，かつ酸，アルカリに溶融しにくいもので
    あることを特徴とする請求項９または１２または１３記
    載の真空成膜装置。
15. 【請求項１５】 前記内周マスク，ダストカバー，内
    側保護筒および外側保護筒等をブラスト処理したことを
    特徴とする請求項９または１２または１３または１４記
    載の真空成膜装置。
16. 【請求項１６】 前記成膜室を複数備え，異なる成膜
    室において強磁性体薄膜と非強磁性体薄膜とを多層成膜
    する真空成膜装置であって，強磁性体薄膜を成膜する成
    膜室における前記内周マスクが非磁性材よりなることを
    特徴とする請求項８記載の真空成膜装置。
17. 【請求項１７】 前記内周マスクがアルミシリケート
    系切削性セラミックであることを特徴とする請求項１６
    記載の真空成膜装置。