JPH0734236A

JPH0734236A - 直流スパッタリング装置およびスパッタリング方法

Info

Publication number: JPH0734236A
Application number: JP19884693A
Authority: JP
Inventors: Naoki Nishimura; 直樹西村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-07-19
Filing date: 1993-07-19
Publication date: 1995-02-03

Abstract

(57)【要約】【目的】欠陥の少ない膜を安定して、効率よく得るこ
とができる直流スパッタリング装置、スパッタリング方
法及びそれを用いて光ディスクを製造する方法を提供す
る。【構成】ターゲット１と、該ターゲット１に対向して
設けられたアースシールド３を備えた直流スパッタリン
グ装置において、前記アースシールド３の少なくともタ
ーゲットに対向する部分が絶縁性物質４で被覆されてい
る直流スパッタリング装置。その装置を用いてスパッタ
リングを行う直流スパッタリング方法。その直流スパッ
タリング方法を用いて基板上に記録層および誘電体層を
成膜する光ディスクの製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、直流スパッタリング装
置、スパッタリング方法及びそれを用いて光ディスクを
製造する方法に関する。詳しくは、異常放電を抑制し放
電安定性を高めた直流スパッタリング方法、及び該スパ
ッタリング方法を用いることで欠陥数を少なくした光デ
ィスクを製造する方法に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、光ディスクあるいは光磁気ディス
クなど、レーザー光を用いて情報の記録読み出しを行う
大容量の光記録媒体が広く利用されている。

【０００３】このような光ディスクあるいは光磁気ディ
スクは、ガラスやプラスチック基板上に各々目的を持っ
た層を多層成膜して構成されている。この中で保護層も
しくは干渉層として機能する誘電体膜としては、ＳｉＮ
ｘ，ＳｉＯｘ，ＴａＯｘ等の金属窒化膜、金属酸化膜
が、記録層としてはＴｂＦｅＣｏ，／Ｐｔ／Ｃｏ等の光
磁気材料が一般に用いられている。

【０００４】前記の記録層や誘電体膜などの構成膜を形
成するスパッタリング方法としては、当初、Ａｒガス雰
囲気中において、基板上に形成しようとする膜とほぼ同
一組成の材料をターゲットとして、高周波放電によりス
パッタリングを行う方法が用いられていた。

【０００５】しかし、このような高周波スパッタリング
法は基板に熱がかかりやすいため、基板にそりが生じた
り、膜密着性が悪くなるなどの問題が生じやすい。生産
性向上のため薄膜形成速度を速くしようとする場合は、
ターゲットにより大きな電力を投入するため、この問題
は更に顕著になる。

【０００６】これに対して直流電位を印加してスパッタ
リングを行う直流スパッタリング法が用いられるように
なった。図２（ａ），（ｂ）は従来の直流スパッタリン
グ装置の一例を示す横断面図である。同図において、１
はターゲット、２はバッキングプレート、３はアースシ
ールドを表す。

【０００７】この直流スパッタリング法では、薄膜物質
が導電性の場合は、ターゲット１は高周波スパッタ法と
同じものが用いられるが、誘電体膜の成膜の場合は、誘
電体膜を構成する元素のうち、金属あるいは、半金属元
素をターゲット材料とし、それにＡｒガス雰囲気中で直
流電位を印加してスパッタリングし、残りの元素をガス
状で供給し、各々を反応させて基板上に化合物を形成す
る、いわゆる直流反応性スパッタリング法を用いる。こ
の例としては、ＳｉＮｘを成膜する際に、ターゲットを
Ｓｉとし、Ｎ₂ ガスを反応ガスとする場合が挙げられ
る。この直流反応性スパッタリングも直流スパッタリン
グの一種である。

【０００８】この直流スパッタリング法は、高周波スパ
ッタリング法と比較して、高い薄膜形成速度が得られる
と共に、低温状態で基板上に薄膜を形成することができ
るので、品質の良い薄膜を生産性良く製造することがで
きる。しかし、前記直流スパッタリング法は、異常放電
（安定的な放電（グロー放電）とは異なる異常な放電
（アーク放電）が発生すること）が生じやすいという欠
点を有している。

【０００９】異常放電が発生すると、ターゲット上の溶
融物質の塊が飛散し、基板に付着して薄膜に欠陥を生じ
たり、単結晶のＳｉなどもろい材料をターゲットに用い
た場合には、ターゲット自体が割れて更に多くの異常放
電を発生するなど、品質、生産上極めて憂慮すべき大き
な問題が生じる。

【００１０】異常放電は、ターゲット上の絶縁性物質形
成に起因して発生することがある。これは絶縁性物質が
付着した後にスパークを伴う絶縁破壊が発生するためで
ある。この対策として、ターゲット全面がスパッタされ
るようにターゲット裏面のマグネットを周期的に移動さ
せて非スパッタ領域に絶縁物質が堆積するのを防止した
り、ターゲットの結晶構造の面方位を制御することでス
パッタ領域での絶縁物質の形成を防止したりすることが
挙げられる。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
対策を施して直流スパッタリングを行っても、異常放電
が発生し、薄膜に欠陥が生じるなどの問題が避けられな
いことが判明した。

【００１２】本発明は、上記の問題に鑑み、直流スパッ
タリングにより薄膜素子を形成するに際して、上述のよ
うな欠陥を低減し、生産効率の向上を可能にする直流ス
パッタリング装置、スパッタリング方法を提供すること
を目的とするものである。また、本発明は、その直流ス
パッタリング方法を用いて欠陥を低減した光ディスクを
生産性よく製造する方法を提供することを目的とするも
のである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明者等は上記問題を
解決すべく鋭意検討を行い、アースシールドの一部もし
くは全部を絶縁性物質とすることで上記問題を解決でき
ることを見いだし、本発明を完成した。

【００１４】即ち、本発明は、ターゲットと、該ターゲ
ットに対向して設けられたアースシールドを備えた直流
スパッタリング装置において、前記アースシールドの少
なくともターゲットに対向する部分が絶縁性物質で被覆
されていることを特徴とする直流スパッタリング装置で
ある。

【００１５】また、本発明は、前記装置を用いてスパッ
タリングを行うことを特徴とする直流スパッタリング方
法である。さらに、本発明は、前記直流スパッタリング
方法を用いて基板上に記録層および誘電体層を成膜する
ことを特徴とする光ディスクの製造方法である。

【００１６】以下、図面を用いて本発明の一例につき、
更に詳しく説明する。図１（ａ），（ｂ）は本発明の直
流スパッタリング装置の一例を示す横断面図である。同
図において、１はターゲット、２はバッキングプレー
ト、３はアースシールド、４は絶縁性物質を表す。

【００１７】本発明に使用されるターゲットとしては、
直流スパッタリングでスパッタできるものであれば如何
なるものでもよく、例えばＡ１，Ｔｉ，Ｃｏ，Ｍｎ，Ｆ
ｅ，Ｃｒ，Ｎｉ，Ｃｕ，Ｔａ，Ｐｔ，Ｔｂ，Ｇａ，Ｎ
ｄ，Ｚｎ，Ｚｒ，Ｍｏ，Ｒｕ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ａｇ，Ｈ
ｆ，Ｉｒなどの金属、Ｓｉ，Ｇｅ，Ｓｅ，Ｔｅ，Ｃなど
の非（半）金属、及びそれらの化合物が挙げられる。

【００１８】また、直流反応性スパッタリングとする場
合には、反応性ガスは上記ターゲット剤と反応して化合
物を形成するガスで有れば如何なるものでもよく、例え
ばＮ₂ ，Ｏ₂ ，Ｈ₂ ，Ｃ１₂ ，ＣＨ₄ ，ＣＦ₄ ，Ｃ₂ Ｆ
₄ 等が挙げられる。

【００１９】本発明者は、アースシールドが異常放電発
生の要因に関連しているのではないかと考えて鋭意検討
したところ、従来使用されているアースシールドは金属
等の導電性材料で構成されているため、特にターゲット
に電荷が集中した場合に、アースシールドとの間におい
て、異常放電を発生しやすくなっていたことが判明し
た。

【００２０】本発明の特徴は、アースシールドの少なく
ともターゲットに対向する部分、すなわちアースシール
ドの一部もしくは全部を絶縁性物質で被覆することによ
り、異常放電の発生を防止するものである。絶縁性物質
としては、セラミック、ガラス、テフロン等の樹脂材
料、セラミック溶射金属等の表面処理材料などが用いら
れる。

【００２１】アースシールドの絶縁性物質を形成する部
分はターゲットと近接する部分のみでもよいため、セラ
ミックなどもろい材料を絶縁性物質とした場合で固定に
苦慮する際は、アースシールドの外部を金属材料、例え
ばＡ１などとし、図１（ｂ）に示す様に、凹凸を設けて
Ａ１部にねじ止めなどで固定しても良い。

【００２２】本発明においては、スパッタリングにより
ターゲットの表面に絶縁性物質が堆積してターゲット表
面に電荷蓄積が生じた場合にも、アースシールドとのア
ーク放電が抑えられるため異常放電を防止できる。この
ため、直流反応性スパッタリングで絶縁性薄膜を作成す
る際には、特に有効である。

【００２３】また、ターゲットの端部が鋭利であるため
にターゲット表面に電荷蓄積が生じた場合にも、アース
シールドとのアーク放電が抑えられるため異常放電が防
止できる。さらに、ターゲットとアースシールドとの距
離は従来と同程度に保たれバッキングプレートはシール
ドされているため、バッキングプレートがスパッタされ
て薄膜中に混入する等の問題は発生せず、上記効果を達
成することができる。

【００２４】また、絶縁性物質としてセラミック等の膜
密着性の良いものを用いると、アースシールドに付着し
た薄膜が剥離して製品の欠陥となったり、薄膜が導電性
の場合、ターゲットとアースシールド間に入り込み導通
して放電が停止するなど、従来しばしば発生していたア
ースシールドについた膜の剥離に関する問題を防止する
ことができる。

【００２５】本発明の直流スパッタリング方法を用いれ
ば、欠陥の少ないスパッタ膜を安定して成膜することが
できる。例えば、直流スパッタリング方法を用いて基板
上に記録層および誘電体層を成膜することにより欠陥の
少ない光ディスクを製造することができる。誘電体層と
しては、例えばＳｉＮｘ，ＳｉＯｘ，ＴａＯｘ，ＡｌＮ
ｘ等の金属窒化膜、金属酸化膜が、記録層としては、例
えばＴｂＦｅＣｏ，／Ｐｔ／Ｃｏ等の光磁気材料が挙げ
られる。

【００２６】

【実施例】以下に実施例を挙げて本発明を具体的に説明
する。

【００２７】実施例１および比較例１ φ１３０ｍｍのプリグルーブを有するポリカーボネイト
基板上に、直流マグネトロンスパッタ装置を用いて、誘
電体層としてＳｉＮを１０００Å、磁性層としてＴｂＦ
ｅＣｏを５００Åの厚さに成膜し、その後、誘電体層と
して、ＳｉＮを５００Åの厚さに、順次真空を破ること
なく連続して成膜し光磁気記録媒体を全部で１００枚作
成した。

【００２８】上述の誘電体のＳｉＮ層は、合計８枚の各
々の直径が１００ｍｍφでスパッタ面が（１００）面の
単結晶ＢドープＳｉターゲットに、Ｎ₂ ／Ａｒ雰囲気、
０．２Ｐａ中で、６．５Ｗ／ｃｍ² の直流電力を印加し
て、直流反応性スパッタリングにより成膜した。

【００２９】ここで、Ｓｉターゲットの比抵抗値及び端
面処理を以下のごとく変更して、ＳｉＮ成膜中の異常放
電の発生頻度、ターゲット割れの頻度、作成した光磁気
記録媒体の欠陥不良発生頻度を調べた。欠陥不良発生頻
度は、５０μｍ以上のピンホールが１個以上有れば不良
品として調べた。

【００３０】また、比較例１として、従来の絶縁性物質
で被覆しないアースシールドを用いて上記と同様にして
光磁気記録媒体を作成し、同様の試験を行った。以下に
その結果を表１に示す。

【００３１】従来の絶縁性物質で被覆しないアースシー
ルドを用いた場合、２分に１回の割合で異常放電が発生
し、１０時間のスパッタリングで、８枚中６枚のターゲ
ットに割れもしくはヒビが生じた。また光磁気記録媒体
を２５枚作成した中で、ピンホール不良品は、２０枚あ
った。

【００３２】セラミックで図１（ｂ）に示す様にアース
シールドを被覆した場合、１時間に１回の割合で異常放
電が発生し、１０時間のスパッタリングで、８枚中１枚
のターゲットにヒビが生じた。また光磁気記録媒体を２
５枚作成した中で、ピンホール不良品は、２枚のみであ
った。

【００３３】

【表１】 (注) （＊）アースシールドを被覆する絶縁性物質

【００３４】

【発明の効果】以上説明した様に、本発明の直流スパッ
タリング装置およびそれを用いた直流スパッタリング方
法によれば、欠陥の少ない膜を安定に得ることができ、
生産効率の向上に大きな効果がある。また本発明の直流
スパッタリング法で光ディスクを作成すれば、欠陥の少
ない品質の優れた高信頼性の光ディスクを得ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の直流スパッタリング装置の一例を示す
横断面図である。

【図２】従来の直流スパッタリング装置の一例を示す横
断面図である。

【符号の説明】

１ターゲット２バッキングプレート３アースシールド４絶縁性物質

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ターゲットと、該ターゲットに対向して
設けられたアースシールドを備えた直流スパッタリング
装置において、前記アースシールドの少なくともターゲ
ットに対向する部分が絶縁性物質で被覆されていること
を特徴とする直流スパッタリング装置。
【請求項２】請求項１記載の装置を用いてスパッタリ
ングを行うことを特徴とする直流スパッタリング方法。
【請求項３】請求項２記載の直流スパッタリング方法
を用いて基板上に記録層および誘電体層を成膜すること
を特徴とする光ディスクの製造方法。
【請求項４】請求項３記載の製造方法を用いて製造す
ることを特徴とする光ディスク。