JPH086176B2 - 磁性層をスパッタ付着するためのターゲット - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 技術分野 本発明は、例えば薄膜磁気記録ディスクに対する薄膜
をスパッタ付着すること、および該ディスクを製造する
ための方法と装置に関する。さらに詳細に言えば、本発
明は、複合ソースターゲットに関し、また白金とコバル
トのような少なくとも２個の物質より成る磁性層を有
し、且つ半径方向の保磁度勾配を有する薄膜磁気ディス
クをRFダイオード・スパッタリング（あるいはスパッタ
付着）によって製造する方法に関するものである。

特開昭60−11323号に述べられているように、選択的
な所望特性をもつコバルト−白金磁性層を有する薄膜磁
気記録ディスクの磁気的特性は、下部クロム膜の厚さ、
コバルト−白金膜の厚さ、およびコバルト−白金膜中の
白金の濃度によって得られる。

スパッタされた膜の化学的組成は、一般的に、スパッ
タ源であるカソード（ターゲット）の組成と同一であ
る。このことは例えば、McGrawHill社より発行されたHa
ndbook of Thin Film Technology,頁３−28,4−39に述
べられている。したがって、例えば約３パーセントの白
金を含むコバルト−白金薄膜をスパッタするためには、
ターゲットは、ターゲット中の白金濃度が約３パーセン
トであるコバルトと白金の均質組成物であった。一方、
上記刊行物の３−29頁には、スパッタされた組成物また
は合金膜は、複数個のターゲット（各ターゲットは単一
物質より成る）を使用して得られること、また広範囲の
組成物が各ターゲットのスパッタリング割合を独立して
可変することによって得られることが暗示されている。

したがって、従来、スパッタされた組成物または合金
膜を得るために、２つの技術があり、その１つは複数個
の物質を含む均質ターゲットを使用することであり、他
は２個またはそれ以上の独立したターゲット（各物質に
対して別個なターゲットをもつ）を使用することであ
る。

これら第１の従来技術は、ターゲット中の種々の物質
のパーセント組成が固定であり、そしてスパッタされた
膜の組成を決定するという点で制限的であり、パーセン
ト組成を変化できない。さらに、コバルト−白金の場
合、このような均質ターゲットのコストは極めて高い。
第２の従来技術は、ターゲットを変えることによって、
スパッタされた膜の組成を幾分変化させることができる
けれども、コストが高い。さらに、ディスクまたは他の
基板の両面に同時に膜を付着したい場合に問題が発生す
る。例えば、ディスクの両面に２個の物質より成る組成
をスパッタするためには、少なくとも４個のターゲット
を必要とする。即ち、ディスクの各面に、２個のターゲ
ットをもつ各セットが必要である。各セットの第１ター
ゲットは第１物質より成り、そして各セットの第２ター
ゲットは第２物質より成る。加えて、４個のターゲット
のそれぞれは、もしそれらが独立して制御可能であるな
らば、それぞれ別個の電源を持たねばならない。各ター
ゲットからのスパッタリング割合（即ち、各物質のパー
セント組成）を変化させるためには、独立した制御が必
要である。さらに、複数個の、別個のターゲット構成
は、半径方向に変化する保磁度をもつ磁性膜を設けたデ
ィスクを提供するものではない。以下に説明するよう
に、上記の保磁度変化は、磁気記録ディスク上に高密度
記録を行うために非常に重要である。

磁気記録ディスクドライブ分野にディスクを使用する
場合、ディスクは環状であり、回転し、そしてディスク
上の同心トラックへのリード／ライトを行うためにリー
ド／ライトヘッドがディスク上を飛行するように位置さ
れる。ディスクに対するヘッドの進行速度は、ヘッドが
ディスクの外側直径部の外側トラック上へのリード／ラ
イトを行っているとき、内側直径部の内側トラック上へ
のリード／ライトを行っているときに比較し、より速く
そしてディスク上をより高く飛行する。もし、書込み周
波数が一定であるとすると、記録密度は、ディスクの内
側直径部に近いトラック上において、外側直径部のトラ
ック上におけるよりも高くなる。

上述した従来技術におけるように、ディスクが半径方
向において一定の保磁度をもつ磁性層を有するとする
と、ディスクの外側直径近傍のトラック上への書込み
は、書込み電流がこのような外側直径部のトラックにお
いて増大されない限り、不可能であるかまたは信頼性の
欠けることになる。書込み電流を増加することが必要で
ある。何故ならば，上述したように、ヘッドがディスク
の内側トラックから外側トラックに向って移動するにつ
れてヘッドはディスク表面から離れるように飛行するか
らである。定電流で書込みを行うために（このことは、
多くの応用においても最も望ましいことである）、ディ
スク上の磁性層の半径方向保磁度は、ヘッドの高さが増
加するにつれて減少するように調整されねばならない。
換言すれば、ディスクの保磁度は、ディスクの中心から
の半径方向の距離の増大に供なって減少されねばならな
い。

上述した従来技術は、半径方向について保磁度勾配を
もつ磁性層について何ら言及および示唆していない。

発明の開示 本発明のスパッタリングターゲットおよび方法によれ
ば、スパッタリングターゲットは、それぞれ第1,第２物
質の第1,第２領域をもつスパッタリング表面を有する。
本発明の一実施例において、ターゲットは第１物質のプ
レートと、その上に接触装着され、予め決定された幾何
学的形状の第２物質の部材とより成る。スパッタリング
期間中に基板に対し露出される第２物質部材の面積を、
スパッタリング期間中に露出される第１物質の面積に対
して制御することによって、ターゲットからスパッタさ
た付着層の組成は決定される。

詳述すると、例えば第１物質はコバルト円板より成
り、その表面上に白金リングが装着される。スパッタリ
ング期間中に基板に対し露出される白金リングの面積
を、コバルトの露出面積に対して制御することによっ
て，スパッタされた層中の白金のパーセント組成が制御
され、決定される。したがって、平均で約３％の白金を
含むコバルト−白金薄膜を形成するためには、白金リン
グの露出面積は全スパッタリング・ターゲット表面面積
の約３％で、この面積の残りの97％はコバルトであるべ
きである。この白金濃度は、露出された白金リングの幅
と、露出されたコバルト領域の幅との比で決定できる。

白金リングの露出される面積の範囲を制御する一つの
手段として、白金リングの内側周辺部は、コバルト円板
に取付けられたコバルトカバーリングによってコバルト
円板上の正しい位置にクランプされる。コバルト円板、
白金リングおよびコバルトカバーリングは互いに同心的
に配置される。加えて、ある特定の形状において、コバ
ルトカバーリングの外側直径は、白金リングの外側直径
よりも小さく、またコバルトカバーリングの内側直径
は、白金リングの内側直径よりも小さい。したがって、
白金リングの露出される面積は、コバルトカバーリング
の外側直径を制御することによって直接決定され、制御
される。即ち、白金リングの所望面積の露出を行うため
に、コバルトカバーリングの外側直径が変えられる。し
たがって、コバルトカバーリングの外側直径を減少する
ことによって、露出される白金の面積は増加する。逆
に、コバルトカバーリングの外側直径を増大することに
よって、露出される白金リングの面積は減少する。一
方、コバルトカバーリングは白金リングよりも大きい寸
法をもってもよい。この場合には、白金リングの外側周
辺部またはマージンはコバルトカバーリングによってコ
バルト円板にクランプされる。したがって、コバルトカ
バーリングの内側直径を制御することによって、露出さ
れる白金の面積が制御される。

したがって、この場合におけるターゲットのスパッタ
リング表面は、コバルトと白金のみから成る。さらに、
露出される白金の範囲は所望のように容易に制御され、
予め決定される。加えて、このような２個の物質をもつ
ターゲット構成によって、基板上の異なる場所において
制御された方法で変化する第２物質のパーセント濃度を
もつ層を基板上に付着することが可能となる。この変化
は、第１物質のプレートの露出部分に対して、第２物質
部材の露出部分の位置を変えることによって達成され
る。特別な例として、上述したリング構成を仮定し、さ
らに環状ディスク基板の運動中心が前記リングの中心に
略中心化されて遊星運動をするように支持されると仮定
する。この場合、スパッタされた層の白金濃度は半径方
向にわたって変化する。白金濃度のこの変化は、ディス
ク基板の内側直径から外側直径にわたって半径方向の保
磁度勾配を提供する。さらに、露出された白金リングの
中心が基板の中心から離れてシフトするように、露出さ
れる白金リングの寸法が変化されると、半径方向の保磁
度勾配が変化される。さらに特定の白金・コバルトター
ゲット構成から生ずる保磁度勾配は実験的に決定されて
もよく、または数学的モデルによってある精度をもって
予想される。

よって、本発明の一つの目的は、少なくとも２個の物
質を基板上にスパッタするためのスパッタリングターゲ
ット（あるいはスパッタ・ターゲット）と方法を提供す
ることである。

本発明の他の目的は、磁気物質層が基板上の半径方向
において変化する保磁度を有するように、薄膜磁気記録
ディスクをスパッタするためのスパッタリング方法とタ
ーゲットを提供することである。

本発明の他の目的は、スパッタされた層の成分のパー
セント濃度が正確であり、且つ効果的に制御できるスパ
ッタリング方法とターゲットを提供することである。

本発明の他の目的は、少なくとも２個の物質成分の薄
膜を基板上にスパッタできる廉価なスパッタリングター
ゲットと方法を提供することである。

本発明のこれらの目的および効果は以下の説明と図面
を参照することにより明確になるであろう。

図面の簡単な説明 第１図は本発明の一実施例を用いる装置の平面図を示
し、薄膜磁気ディスクや他の製品を作るための装置を示
す。第２図は第１図に示した載荷室の斜視図である。第
３図は第２図の線３−３の方向から第２図の載荷室を見
た側面図であり、基板が隣接する室へ輸送される基板通
過用孔を示している。第４図は本装置の付着室の斜視図
である。第５図は本装置の室間を接続するのに用いられ
るバルブ・ハウジングの斜視図である。第６図は第５図
の線６−６の方向から見たバルブ・ハウジングの一部断
面図である。第７図は第５図の線７−７に沿った断面図
である。第８図は第７図の線８−８に沿った一部断面図
である。第９図は第１の高周波スパッタリング室の背面
図である。第10図は第９図の線10−10に沿った一部断面
図である。第11図は第９図の高周波付着室中で用いられ
る高周波付着ターゲットの一例の水冷ジャケットの平面
図である。第12図は第９図の高周波付着室中で用いられ
る高周波付着ターゲットの一例のターゲット表面の平面
図である。第12A図は第12図のターゲットによってスパ
ッタされる２個の基板の、基板表面上の点におけるパー
セント濃度を計算するための数学モデルの度数を示した
図である。第13図は第12図の線13−13に沿った断面図で
ある。第14図は第１図に示した直流スパッタリング室の
背面図である。第15図は第14図の線15−15に沿った一部
断面図である。第16図は第１図の線16−16に沿った第１
図の載荷室の断面図で、基板キャリヤのラックまたはト
レイを載荷した状態を示す図である。第17図は第16図の
線17−17に沿った断面図である。第18図は第17図の線18
−18に沿った断面図であり、いくつかの基板キャリヤが
除去されている状態を示した図である。第19図は第１図
の装置中で基板を支持するために使用される基板キャリ
ヤの一形式を示した斜視図である。第19A図は基板キャ
リヤの他の形式を示した斜視図である。第19B図は第19A
図の線19b−19bに沿った断面図である。第20図はトレイ
から載荷室から付着室の基板キャリヤを移送する輸送器
へ基板キャリヤを移送するためのキャリヤローダの分解
斜視図である。第21図は第20図のローダの昇降ベローズ
機構（基板キャリヤをラックから持上げたり、降したり
するのに使用される）の分解斜視図である。第22図は第
21図のベローズ機構へ動作流体を送るために使用される
フィードスルーの分解斜視図である。第23図は第１図の
装置の室間を基板キャリヤ、即ち基板を輸送するための
輸送器、輸送トラック、輸送駆動機構の一形式の側面図
である。第24図は第23図の線24−24に沿った一部断面図
ある。第24A図は第24図の線24a−24aに沿った断面図で
あり、なおこの図においては、輸送器は第23図の室から
この室の右側の室へ移動準備状態にある位置にシフトさ
れている。第25図は第23図の輸送器の分解斜視図であ
る。第26図は基板キャリヤを輸送器から持上げ、付着中
に基板キャリヤを回転するプランジャの端部の斜視図で
あり、図示のプランジャは基板キャリヤのハブ中への挿
入用位置にある。第27図は第26図のプランジャの端部の
斜視図であり、図示のプランジャは基板キャリヤのハブ
と係合状態にある。第28図は第26図のプランジャおよび
プランジャ駆動機構の分解斜視図である。第29図は第１
図の装置で使用される水冷装置のブロック図である。第
30図は第９図から第13図で示した形式の高周波スパッタ
・ターゲットに対する水冷装置の一部の平面図である。
第31図は第14図および第15図で示した形式の直流陰極ス
パッタ・ターゲットに対する水冷装置の一部の平面図で
ある。第32図は第１図の装置で使用する真空装置のブロ
ック図である。第33図は薄膜磁気ディスクおよび他の製
品を作るための本発明の他の実施例のブロック図であ
る。第34図は薄膜磁気ディスクおよび他の製品を作るた
めの本発明の更に他の実施例のブロック図である。

本発明の実施例 本発明を実施する第１の装置の一般的な説明 本発明のスパッタリングターゲットを用いる装置を説
明するなかで、本発明をいくつかの実施例により説明す
る。この場合、複数の材料層を低圧ガス環境内の真空付
着により基板上に付着して薄膜磁気記録ディスクを形成
する。しかしながら、装置と方法とはこの典型的用途に
限られるものではないことを理解すべきである。すなわ
ち、この方法と装置とは一般に、材料の層を基板上に順
次真空付着したいときに役立つものである。他の例を用
いることにより、このような用途には、薄膜光学記録デ
ィスクの製造、集積回路の製造および他の製品の製造が
ある。

一般に、真空付着は、この用途の意味においては、被
覆材料の原子を低圧ガス環境内のターゲットの源から放
出する機構を利用している。被覆材料の原子は付着する
基板の表面まで移行するに充分なエネルギーを備えて放
出される。このため真空付着には、スパッタリング（DC
スパッタリング、RFスパッタリング、反応性スパッタリ
ングなどを含む）、蒸発性付着、イオンプレーティン
グ、および中性イオンビーム被覆のような技術が含まれ
る。通常は、気相成長法、電気メッキ、あるいは高速固
化被覆技術は含まれない。イオンプレーティングはスパ
ッタリングと蒸発性付着との双方の変形であって、蒸気
内で原子をイオン化し、その後でイオン化した原子のあ
る部分を電界によって基板に引きつけることから成る。
スパッタは本発明を使用する最も重要な真空付着法であ
り、しかも他の方法を代表するものであるから、この説
明の残りをスパッタ付着に集中することにする。ただ
し、今度説明する原理はあらゆる真空付着技術に同等に
利用可能であると考えるべきである。

第１図を参照して、装置10の第１の実施例は複数の真
空室を備えており、これはこの形態では６つのこのよう
な室12から22までから構成されている。これらの室は並
んで枠24で支持されている。隣接する室は、バルブの入
っているハウジング26のような移動通路により共に接続
され互いに連絡している。これらバルブ・ハウジング26
のそれぞれはバルブ28を備えており、その１つを第１図
に破線で示してある。隣接する２つの室の間のバルブ28
が開くと、隣接する室がバルブ・ハウジング26を介して
互いに連絡する。これにより基板がバルブ・ハウジング
を通して、室と室との間を移動できる。逆にバルブ28が
閉じると、隣接する室がバルブによって互いに隔離され
密閉される。バルブ28はその開と閉との位置の間をソレ
ノイド制御空気シリンダ30で動作される。空気シリンダ
の１つをやはり第１図に破線で示してある。

室12から22までのそれぞれには関連する室内を真空に
引くための独立に制御可能な別個の同様な高真空ポンピ
ング・スタック34が設けられている。独立に制御可能な
真空ポンピング・スタック36も室22内を真空にするため
に設けられている。したがって、それぞれの室と関連す
るバルブ28が閉じると、その室に関連する真空ポンピン
グ・スタックがそのような室の中の圧力を所望の大きさ
に調節することができる。更に、この調節は装置の他の
室の圧力とは無関係に行うことができる。もちろん、１
つのポンピング・スタックを交互に使用して２つ以上の
室を真空に引いてもよい。

第１図の装置において、室12は装置で処理するために
基板をロードする基板載荷室手段を備えている。また、
室22は処理した基板を装置から取り出す基板除荷室手段
を備えている。その他に、室14から20まではその中で基
板が存在する間に基板上に材料の層を付着する処理室手
段すなわち付着室手段を備えている。更に詳細には、室
14から20までのそれぞれはその中でスパッタ・ターゲッ
トからの材料を基板にスパッタさせるスパッタ室を備え
ている。更に、特に図示した実施例においては、その中
でスパッタされている材料の種類のため、室14、18およ
び20はDCスパッタ室を備えており、一方、室16はRFスパ
ッタ室を備えている。１対のDCスパッタ陰極アセンブリ
40が円形支持板38により室14、18および20のそれぞれの
前面に取り付けられている。加えて、RFスパッタ陰極ア
センブリ42が円形支持板39により室16の前面に取り付け
られている。同様なアセンブリがこれらの室の背面に取
り付けられている。これらのアセンブリは単に支持板3
8、39を取り外してアセンブリを同様な板38、39に取り
付けられている他のアセンブリと交換することにより容
易に交換することができる。

処理中、基板は処理径路に沿って室を通過し、付着室
14〜20の前面および背面の間に設置される。このような
室内にあるとき、基板の両側が同時にスパッタされる。
すなわち、前面陰極アセンブリが各基板の前面に層を付
着し、背面陰極アセンブリが各基板の背面に層を付着す
る。

下に更に詳細に説明するとおり、一般に、室14から22
までは室12を室14から隔離しているバルブ28で排気され
る。処理すべき基板は室12内にロードされ、次にこの室
が排気される。その後、基板は室から室へ輸送されて処
理される。室はバルブ28により互いに隔離することがで
きるため、その中で行うべき付着に対して所要の動作パ
ラメータを各室内に設定することができる。同時に、他
のパラメータを他の室に設定してこの他の室で行われて
いる付着を最適化することができる。更に、装置が隔離
能力を備えているため、隣接する２つの真空室を他の室
から隔離することができる。この場合には、基板をこれ
らの室の間にある開いたバルブ28を通して、２つの室の
いずれの真空をも損うことなく輸送することができる。

室の隔離能力により装置の保守が容易になる。１つ以
上の室で陰極アセンブリを修理または交換している間、
このような室をバルブ28により他の室から隔離し、保守
手順の間周囲環境にさらす。その結果、他の室内の陰極
アセンブリは周囲環境から隔離され、したがって水蒸気
や酸素のような汚染物にさらされない。その上、隔離の
ため、修理しているもの以外のすべての室で高真空を保
つことができる。修理を行っても、装置のすべての室に
高真空を作り直す必要はなく、保守を受けた室内の真空
だけを作り直せばよいため、装置の休止時間は少い。

一群の基板を処理してから、それらは除荷室22から取
り出される。このような取り出し期間中、除荷室は隣接
する処理室20から隔離されるので、処理は除荷操作中続
けられる。

付着プロセスの性能は１つ以上の端末装置48と関連し
ているプログラム式ディジタル・コンピュータ46を含む
制御サブシステムを用いて監視され制御される。線50は
概略的にデータ線を示すものであり、この線により信号
が装置センサと他の装置要素とから制御サブシステムに
伝達される。他に、線52は概略的に制御線を示してお
り、この線により制御信号が、装置の動作中、バルブや
装置の他の構成要素の動作を制御する装置に伝達され
る。コンピュータ46のプログラミングを下に説明する。

載荷室、除荷室、および付着室 第１図から第３図を参照して、載荷室12のハウジング
は一般に、第１および第２の垂直側壁56、58、頂部およ
び底部の水平壁60、62、および背面壁64を備えている長
方形の箱状構造から成る。その他に、周辺フランジ66が
頂部壁、底部壁、および側壁の前縁に取付けられ、室の
内部に導く開口を取り囲んでいる。ドア68は蝶番70によ
りフランジ66の一方の側に取り付けられている。ドアは
ドアを閉めたときフランジ66に寄りかかる周辺フランジ
72を備えている。シール67（第16図、第18図）はフラン
ジ66と72との間に設けられていてドアを閉めたときドア
68を室フランジ66に対し堅く密閉している。１対のラッ
チ74がドアの自由縁に回転可能に取付けられている。第
２図に示すように、ラッチ74をラッチ位置に軸止めする
と、これらラッチのラッチ・ローラ76がフランジ66の背
面に寄りかかってドアを確実に閉じる。ドアの下縁は取
付金具で支持されたローラ78によりその閉止位置に案内
され、周辺フランジ66の下縁から前方に突出するように
なっている。したがって、ドアはその閉鎖位置に案内さ
れ、ラッチされたとき堅く所定位置を保つ。

第３図に最も良く示すように、壁58には開口82を通る
垂直に細長い基板通路が設けられている。開口82は、装
置を第１図に示すように組立てたときバルブ・ハウジン
グ26の内部と連絡する。開口を通る同様な通路が、下に
説明するように、隣接する付着室の隣接する側壁を通し
て設けられている。したがって、バルブ28を開くと、２
つの室は開口およびバルブ・ハウジングを通るこれらの
通路を介して互いに連絡する。その結果、バルブ28を開
いたとき、基板が隣接する２つの室の間を移動できるよ
うになる。

室12の底部壁62には開口83（第３図）が設けられてい
て、これを通してポンピング・スタック34（第１図）に
より真空が作られる。円筒形のポンピング・スタック取
付けフランジ84は開口83を取り囲んでいる。フランジ84
は底部壁62から下向きに突出しており、第１図に示すよ
うに、ポンピング・スタック34がフランジ84に取付けら
れている。

密閉した覗き窓86が頂部壁60と側壁56とを貫いて設け
られていて装置のオペレータが室12の内部を目視検査で
きるようになっている。88で示してある、室12の背面壁
64を貫く窓は、室内への輸送器駆動機構およびローダー
駆動機構のような装置構成要素の通路として設けられて
いる。他に、図示してないが、他の開口が圧力ゲージ、
空気源などのために設けられている。

室12を枠24に取付けると、室の底部壁62の下側に接続
している１対の支持棒90が枠24の水平板の部分に落着
く。これで室が安定に支持される。枠自身は室が垂直に
整列し、開口82を通る通路が直線になるように平らに置
く。

除荷室22は室12の鏡像であり、そのため詳細には説明
しないことにする。

第１図と第４図とを参照すれば、付着室ハウジングの
それぞれは同様な構造をしている。このため、付着室ハ
ウジングについては第４図に示す室14のハウジングを参
照して説明することにする。更に、付着室は載荷室およ
び除荷室12、22と同様である。したがって、除荷室と載
荷室との同様の構成要素に対応する室14の構成要素には
対応する番号を付けてある。

付着室14は蝶番付きドアーと周辺フランジ66とが無い
点で載荷室12とは異なっている。その代わり、前面板92
が付着室の前面に設けられている。室14の前壁および後
壁92、64には円形開口96、94が設けられている。スパッ
タアセンブリ支持板38と39とは壁64、92に固定されて、
これらの開口を閉じるとともに陰極アセンブリ40、42を
室内の付着用の所定の位置に取付けている。また、室14
から20はそのそれぞれの側壁に隣接する室のそれぞれ中
間にあるので、開口82を通る基板径路はこれらの室の側
壁のそれぞれを通して設けられている。したがって、基
板は装置10の動作中１つの室から次の室へ通過すること
ができる。付着室の頂部壁60は室の前壁、後壁および側
壁の上縁に設けられているフランジ61に取外し可能に取
付けられている。シールがこれら構成要素60、61の間に
配設されている。これにより付着室の内部へのアクセス
は上方から行われる。

室12から22までのそれぞれは剛性のある耐久構造であ
り、たとえば、ステンレス鋼またはアルミニウムのよう
な強い材料で作られている。

隔離バルブ それぞれの室12から22を互いに選択的に隔離するバル
ブ・アセンブリを第５図から第８図に示す。先に記した
とおり、各バルブ・アセンブリはバルブ・ハウジング26
を備えており、その中にバルブ28が設置され、空気シリ
ンダー30により操作され、バルブ・ハウジングを選択的
に開閉する。バルブが開くと、バルブ・ハウジングを通
しておよび隣接する室の間に通路ができる。逆に、バル
ブが閉じると、隣接する室が隔離される。すなわち、互
いに密閉される。

更に詳細には、バルブ・ハウジング26は内部の第１バ
ルブ通路102を画定する第１中空箱部分100と、内部の第
２バルブ通路106を画定する第２中空箱部分104とを備え
ている。バルブ・ハウジングはまた部分100と104との中
間に中空のボンネット108を備えている。バルブ通路102
と106とは、第７図に示すように、ゲート・バルブ110が
閉止位置に移るとき以外は、バルブ・ボンネットを介し
て互いに連絡している。バルブ110は閉じると、第１バ
ルブ通路102を第２バルブ通路106から密閉する。

第１および第２バルブ通路102と106とは、開口82を通
る室側壁通路と断面の大きさおよび形状が同じである。
このことに関し、図示した実施例においては、開口82の
大きさは幅３インチ（7.62cm）、高さ22インチ（55.88c
m）の構成要素が通過できるようになっている。バルブ
の部分100には取り付けフランジ112が設けられており、
これは開口82を通る室通路が第１バルブ通路102と整列
している状態で１つの室の壁58に固定されている。ま
た、バルブの部分104には取り付けフランジ114が設けら
れている。フランジ114は開口82を通る室通路がバルブ
通路106と整合した状態で隣接する室の壁56に固定され
ている。シール113と115とはそれぞれのフランジ112、1
14と壁58、56との間を封止している。

したがって、バルブ110を第７図に破線で示すその開
放位置まで動かして、基板をバルブ・ハウジング26を通
して隣接する室の間を矢印118で示すような方向に移動
させることができる。逆に、バルブが第７図に示す閉位
置にあるときは、隣接する室はバルブにより互いに密閉
される。密閉されると、室の間の基板の移動が阻止さ
れ、その室の中は異なるガス圧環境に保たれる。バルブ
110は室の間を効果的に密閉する。例示したバルブは、
バルブを横切って１気圧の差圧を密封するとき、最大漏
れ率が１秒間につき１立方センチメートルあたり１×10
^-9気圧である。

ボンネット部分108は、平行に一定距離離れて配置さ
れている垂直側壁122、124と端部壁126を有し、長方形
の箱状構造を成している。ボンネット部分の他の端はフ
ランジ132に取り付けられたカバー133で閉じられてい
る。頂部壁128と底部壁130とでボンネツトが完成する。
バルブ110の１つの面が、バルブが開位置と閉位置との
間を動くとき壁の内面124と係合する。バルブ110により
支持されているバルブシール134はバルブと壁124との間
に配置されている。シール134はバルブが閉じたとき密
閉する目的でバルブ通路102を取り囲んでいる。たとえ
ば、第７図および第８図のローラ138はボンネット壁122
の内面に対して支持されていて、バルブ110を壁124の方
に押し付けている。更に詳細に述べると、ローラ138は
リンク139（第７図）によりバルブ110に枢軸止されてい
る。バルブが閉位置に近づくにつれて、運動を主導する
ローラ138が端部壁126に寄りかかる。バルブ110の運動
を継続すると、リンク139がこのようなローラと結合し
て回転し、ローラ138が壁122に対して支持され、バルブ
110を壁124の方に押しつける。

先に説明したとおり、シリンダ30はバルブをその開位
置と閉位置との間を移動させるために利用される。シリ
ンダ30は空気圧で動作し、第６図に示すように、シリン
ダ・ハウジング142の中に設置されたピストン140を備え
ている。ピストンロッド144は、ピストン140からシール
を通してボンネット108の中に延び、そこでピストンロ
ッドの端がバルブ110と係合している。ソレノイド152で
制御される空気流バルブ146は導管148かあるいは導管15
0を通して空気を導く。空気が導管148を通して導かれる
状態では、ピストン140は第６図に示すように右に移動
し、バルブ110が開く。逆に、空気が導管150を通して導
かれる状態では、ピストン140は第６図で左側に移動
し、バルブ110が閉まる。ソレノイド152はコンピュータ
46（第１図）から発生する制御信号に応じてバルブ110
の位置を制御する。導体154はソレノイドに電力を伝え
る。

第１および第２バルブ位置検知用リミット・スイッチ
156、158が設けられていてバルブのそれぞれ開位置およ
び閉位置を検出し、バルブ位置を示す信号をコンピュー
タに伝える。第６図を参照して、バルブがこの図に示す
ように開位置にあるとき、センサ156のばね偏倚ステム1
60はピストンロッド144に形成された円環溝162の中にあ
る。ステム160がこの位置にあるとき、バルブ開放表示
信号がセンサ156によりコンピュータに伝えられる。同
時に、センサ158のステム164はピストンロッド144によ
り後退位置に保持される。対照的にバルブが閉位置にあ
るとき、システム164はピストンロッドに形成された円
環溝168の中にある。ステム164が溝168の中にあると
き、バルブ閉止表示信号がセンサ158からコンピュータ
に送られる。同時に、ピストンロッド144はステム160を
後退位置に保持する。このようにして、各バルブの位置
がコンピュータにより監視され、制御される。

このようにバルブ・ハウジング26は、これを通して装
置10の室が互いに連絡する移動通路の一形態を成してい
る。更に、例示したバルブ構造はそれぞれの室を互いに
選択的に隔離する有効な手段の一形態を成している。

付着処理室 処理室14、16、18および20を第９図から第15図に示
す。基板処理中、以下に説明するとおり、基板は始め載
荷室12から付着室14に運ばれる。スパッタリングは室14
の中で行われて、同時に、その中に設置された基板の両
側にクロムから成るような下層を付着する。その後、基
板は室16に運ばれ、ここで第２の層が基板の両側に同時
にスパッタ付着される。第２の層はコバルト白金層のよ
うな磁性材料から成ることもある。室16から、基板は室
18に運ばれ、ここで第３の層が基板の両側に同時にスパ
ッタ付着される。この第３の層はクロムから構成されて
もよく、第３の層を通って磁性層に腐食性の酸素が拡散
する可能性を最小にする酸化障壁を形成する。部分的に
処理された基板は次に処理室20に移される。室20で、炭
素から成るような磨耗層が基板の両側に同時にスパッタ
付着されて処理を完了する。室20から、基板は除荷室22
に移され、続いて装置から取り出される。

高周波スパッタリング室 本発明を使用した例示の装置において、室16は高周波
付着室を備えており、第９図から第12図を参照して容易
に理解するとができる。垂直方向を向いている第１およ
び第２高周波陰極アセンブリ42は室16の中に室の前面壁
および後面壁に沿って支持されている。これらのアセン
ブリは同様であるから、前面アセンブリについてのみ詳
細に説明することにする。先に説明したとおり、アセン
ブリ42は板39を支持するように取付けられており、この
板は付着室の前面壁92に取付けられている。随意に設け
る中央円筒形覗き窓を使用して室の内部を板39を通して
見るようにすることができる。円環状ターゲット絶縁体
172が支持板39に固定されている。絶縁体はスパッタ・
ターゲット174が取付けられている水冷ジャケットを支
持している。ターゲット174のスパッタ面176は室の前面
壁と、また付着室内に設置された基板の前面と平行であ
る。

水冷ジャケットはジャケット前面178を備えており、
これにジャケット背面板180が固定されている。ジャケ
ット前面178とジャケット背面板180とは銅のような導電
性材料から形成されている。第11図に示すように、ジャ
ケット前面178は環状で、外部円形リブすなわち壁部182
と内部環状ハブ184とを備えている。ジャケット背面板1
80は環状であり、第10図に示すように、ジャケット前面
178に取付けたとき、その外面が壁182とハブ184との外
面と同一面になっている。溝（チャンネル）190がジャ
ケット前面178の表面に形成されている。これらの溝は
溝画定壁により分離されており、この溝画定壁はジャケ
ット前面とジャケット背面板とを組み立てたとき背面板
180の内面に寄りかかって溝を閉じている。

このように、背面板180とともに、これらの溝は冷却
用ジャケットを通る回り道の冷却水流路となっている。
このように、冷却水は入口192に入り、矢印194の方向に
溝に流入し、出口196の方に流れる。この冷却水はスパ
ッタ・ターゲット174の動作温度を所要レベルに保つ。

水の供給管路と戻り管路198、200（第９図）はそれぞ
れ入口192と出口194とに接続されて冷却水を冷却用ジャ
ケットの内外に循環させている。導管198、200は導電性
でよく、冷却流体ばかりでなくRF電力をターゲット構造
体に供給するのに使用する。ただし、一般的には、RF電
力は水供給管路198に沿って供給され、一方水戻り管路2
00はプラスチックのような絶縁材料製である。水管路シ
ールド202は支持板39に取付けられて水供給管路および
戻り管路を室16に入る場所で保護している。シールは、
いくつかに204の番号を付けてあるが、真空ポンピング
・スタック34により高真空に引かれるように室16を密閉
している。

第１図の装置において、室16はその中で薄膜磁気ディ
スクの動作磁性層の付着が行われる室である。例示した
装置では、この磁性層は本発明の一実施例のコバルトお
よび白金から成るターゲットをスパッタリングすること
によって形成される。

スパッタリング・プロセスを理解するには、下に詳細
に記述する材料輸送装置に関する情報が必要である。一
般に、処理すべき基板260はキャリヤ220（第19図）で支
持され、基板を載せたキャリアはロボットまたは輸送器
222（第10図）により室から室へ輸送される。輸送器222
はトラック224上に支持され、輸送器駆動機構226で駆動
される。スパッタリング中、キャリヤ220は基板260を付
着室の２つのターゲット・アセンブリ42の間の中心に置
いた状態で垂直面内に支持される。更に詳細には、輸送
器222はキャリヤを付着室16の中心に位置決めする。こ
のように位置決めされたとき、プランジャ228がプラン
ジャ駆動機構230により動作し、まずプランジャを軸方
向に移動してプランジャのキャリヤ把握先端部232をキ
ャリアのハブ278（第19図）に挿入する。次にプランジ
ャの先端がキャリヤをつかんでこれを輸送器222から上
方に持上げる。次に輸送器222は、室内ではあるが陰極
アセンブリ42と付着プロセスとに邪魔にならないところ
にある駐留位置まで駆動される。他に、プランジャ228
は回転し、これによりキャリアが回転する。ディスク26
0は、例えばシーブ288（第19図）によりまたは溝283
（第19a図）の中に支持され、プランジャの回転により
ディスクがスパッタ・ターゲット174を通って遊星運動
をする。開口238（第12図）はターゲット174を貫いて設
けられていて、プランジャ228がターゲットを通って、
そして付着室に入ることができるようになっている。磁
性動作層を付着する際に使用するターゲット174をもう
一度参照すると、ターゲットは、スパッタされた層の磁
気的性質を確定するために白金の百分率を制御できるよ
うに、白金とコバルトとの均質な鋳造混合物でよい。一
例として、コバルト96％対白金４％のターゲットが好適
である。しかしながら、均質なターゲットを鋳造するの
が高価で且つ困難であるため、例示した実施例において
は、ターゲット174を白金リング206を環状コバルト板20
8の表面に同心的に取付けて形成している。同心のコバ
ルト・リング210は、外径が白金リングの直径より小さ
いが、白金を所定位置に保持している。リング210には
白金リングの内縁を受ける環状のへこみがある。コバル
ト・リング210内に食い込んでいるねじファスナ214はコ
バルト・リング210を板208に固定し、これにより白金リ
ング206を所定位置にクランプしている。コバルト・プ
ラグ216がファスナ214の上に横たわっている。プラグ21
6はリング210のファスナ受け用へこみに圧入されてい
る。このように、ターゲット174のスパッタ表面176は、
白金リングの露出部分の他は、全体的にコバルトから構
成されている。

露出している白金リングの面積あるいは幅は基板上に
スパッタされる白金とコバルトとの比を決定する。その
上、限界範囲（すなわち、ほぼ０から20％の白金濃度ま
で）以上では、白金濃度が増えれば増えるほど、得られ
る磁性層の保磁度が大きくなる。したがって、白金リン
グの露出面積の大きさを調節することにより、得られる
ディスクの保磁度がある程度制御される。

一般に、所望の割合の白金濃度の膜を得るには、白金
リングの露出面積の全ターゲット面積に対する比を所望
の百分率と等しくすべきである。したがって、３％の白
金濃度を有する磁性層を形成するには、白金リングの露
出面積を全ターゲット・スパッタ表面積の約３％に構成
し、残りの96％をコバルトにすべきである。白金リング
206の露出している面積、したがって白金濃度は、コバ
ルトのカバーリング210の外径を制御することにより容
易に制御される。カバーリング210の直径は白金リング
の所望の面積を露出させるように望みどうりに変えるこ
とができる。したがって、スパッタ磁性層内の白金の百
分率含有量は望みどおりに容易に、調節でき、制御で
き、あらかじめ決めることができる。

一層特定の例として、複数の95mmのディスクが（第17
図に示すように）円形キャリヤ220に取付けられたシー
ブ288に支持され、キャリヤの中心からシーブの中心ま
で7.28インチ（18.49cm）の半径で一定間隔に配置され
ていると仮定しよう。この例では、また、付着室16の中
で前および後のスパッタ面176と隣接する基板260の表面
との間に２インチ（5.08cm）の水平間隔が存在すると仮
定する。その他に、ターゲット174は、厚さが約0.25イ
ンチ（0.64cm）で外径が約24インチ（60.96cm）のコバ
ルト板208を備えていると仮定する。また、白金リング2
06は厚さが約0.30インチ（0.76cm）、外径が12.6インチ
（32cm）、内径が11.6インチ（29.46cm）であると仮定
する。加えて、コバルトのカバーリング210は内径が約1
0.5インチ（26.67cm）で外径が12.28インチ（31.19cm）
であると仮定する。また、カバーリング210の厚さは、
コバルト板208と接触するところで、約0.096インチ（1.
24cm）であると仮定する。こうすると、白金リングの露
出部分の内径は12.28インチ（31.19cm）である。下にキ
ャリヤ220の説明と関連して説明するように遊星運動が
基板に加えられ、スパッタリングが下に説明するように
行われると、得られる磁性層の白金濃度は約３から４％
である。また、この特定の白金リングが実質的に全部露
出されると、得られる白金濃度は約10％であるが、これ
は基板の大きさが異なると変化する。また、白金リング
を全体にコバルトで覆うと白金濃度が０％になる。他の
ディスクの大きさと形状とに対しては他の結果が得られ
る。

陰極スパッタ・アセンブリ42のそれぞれは、プラズマ
・プロダクツ社が製造し、型番HFS−3000Dと名付けられ
ている３キロワットの高周波数ダイオード源のような市
場で入手可能な電源から電力の供給を受ける。他に、Pl
asma−Therm、Inc.から入手できる回路網型番AMN−300E
のような市場から入手可能な高周波自動整合回路網674
（第30図）が従来の仕方で利用される。

室16内でのスパッタ期間中、基板260はあらかじめ排
気した室に設置される。次にこの室を約７ミクロンのア
ルゴン・スパッタガスで加圧する。このスパッタガスに
従来の方法で点火して室内にプラズマを発生する。ま
た、電力をターゲット174に加えてスパッタリングを起
す。基板とキャリヤはプランジャ228を介して接地され
ている。プランジャが回転するにつれて、遊星運動が基
板に与えられ、ターゲットがコバルトと白金とをキャリ
ヤに支持された基板上に付着させる。1800ワットの電力
を各ターゲット174に加えて、約２分半の間に、400オン
グストロームの磁性層が作られる。厚さを変化させるこ
とは可能でその場合でも、やはり満足な磁性薄膜記録デ
ィスクが得られるが、400オングストロームの層が非常
に良好である。

また、遊星運動するように支持するとき、基板はスパ
ッタリング中スパッタ表面176に対して動く。その上、
基板上のある与えられた点はターゲットのスパッタ表面
176上の複数個の点に対し連続的に移行する。このター
ゲットのスパッタ表面上の点は与えられた点からスパッ
タ表面に突出している水平線と交差する、すなわちマッ
プされる。更に詳細には、基板上の与えられた点は、ス
パッタ表面176上の内向きおよび外向きに渦巻く通路に
マップされる。このように、基板面上の与えられた点お
よび他の点は付着中にスパッタ表面176の同じ領域によ
って絶えずスパッタされることはない。その結果、ター
ゲット174の特定の領域からスパッタする際の非一様性
は平均される傾向があり、一貫した厚さの層が基板上に
スパッタされるようになる。すなわち、ターゲットに対
する基板の運動は、ターゲットの特定領域からスパッタ
する際の非一様性が基板のスパッタされる表面にわたり
一様に集積されるかあるいは平均されるように行われる
のである。

更に、付着の割合は、基板面上、プランジャ228の中
心から約3 1/2インチ（8.89cm）から10インチ（25.4c
m）までの場所で５％以内で一様である。このように、
この装置は、均一な付着が起るキャリヤ上の場所にディ
スクを支持することによって、いろいろな大きさの薄膜
磁気ディスク製造する際に使用できる。装置が処理する
一般的なディスクの大きさには、95mm（3 1/2インチ）
直径のディスク、130mm（5 1/4インチ）直径のディス
ク、および210mm（８インチ）直径のディスクがある。
保磁度はスパッタした磁性クロム層の厚さに影響され
る。したがって、ディスクごとにこれらの厚さを制御す
れば、得られるディスクの保磁度は一様になる。たとえ
ば、保磁度はディスクが変っても20エルステッド以内に
制御することができる。

更に、白金リング206を有するターゲット174を使用す
れば得られるディスクに半径方向の保磁度勾配を付与す
ることができる。ディスクを典型的な磁気記録ディスク
の用途に使用するときは、ディスクは円環状であり、回
転し、読み書きヘッドはディスク上を飛走し同心円トラ
ック上で読み書きするように設置される。ディスクに対
するヘッドの走行の速さは、ヘッドがディスクの外側の
トラックに読み書きしているとき、内側のトラックに読
み書きしているときと比較して大きく、且つヘッドはデ
ィスク上を高く飛走する。また、磁気記録ディスクで
は、記録密度はディスクの内側に近ずくトラック上の方
が外側に向うトラック上の密度と比較してはるかに大き
い。

ディスクの磁性層の半径方向の保磁度が一定であると
仮定すれば、ディスクの外側に近いトラックに書き込む
ことは、このような外側のトラックにおいて書き込み電
流を増さないかぎり不可能であるかあるいは不確実であ
る。書き込み電流を増す必要があるのはヘッドがディス
クの内側から外側のトラックへ外向きに動くにつれてデ
ィスク面上方をより高く飛走するからである。一方電流
で書き込むためには、これは多くの用途で非常に望まし
いことであるが、磁性層の半径方向保磁度をヘッドの飛
行高さが増すにつれて減るように調節しなければならな
い。換言すれば、ディスクの保磁度をディスクの中心か
らの半径方向の距離が増すにしたがって減らすべきであ
る。

したがって、半径方向の保磁度がディスクの内側から
外側まで半径方向外向きに減少する、保磁度の半径方向
の勾配を有するディスクが望ましい。ここに示す装置で
はこのような勾配を、磁性層のコバルト中の白金の濃度
をディスクの内側から外側へ向って次第に減らすことに
よって作り出している。白金の濃度が減少するにつれ
て、保磁度が減少する。勾配は下に説明するように第１
のスパッタ・クローム下層の厚さを変えても高められ
る。

例示した実施例においては、白金リング206をそのリ
ングの露出部の中心がキャリヤ220のシーブ288（第10
図）のほぼ中心になるような大きさにすることにより、
保磁度の半径方向勾配を作り出しており、これはディス
クの内側から外側まで約50エルステッドである。白金リ
ングの大きさをリングの中心がシーブ288の中心から遠
ざかるように移して変えると、保磁度の半径方向勾配は
０に近づいてから反転する。

基板上の場所の百分率白金濃度は、したがって保磁度
の半径方向勾配は、特定の白金コバルトのターゲットの
構成から生ずるものであるが、実験的に測定することが
できる。加えて、円環状または円形のコバルト板208上
に同心的に取付けられた白金リング206から成るターゲ
ット174によるスパッタリングで得られる百分率白金濃
度は次の数学モデルによりある精度で予測することがで
きる。これについて第12A図を参照して説明する。

このモデルでは、次の定義を使用する。

ターゲット平面：コバルト板208の表面で画定される平
面176。

基板平面：ターゲット平面に平行で、基板が基板キャリ
ヤ220上で回転するにつれてターゲットからスパッタさ
れるディスク基板260の表面を含む平面。

均質なターゲットの単一の無限に狭いリングから基板
平面内の任意の点へのスパッタリングを記述する方程式
（式Ａ）は、先行技術の出版物、すなわち、1970年に発
行されたMaissel andGlangの編集になる「Handbook o
f Thin FilmTechnology」（薄膜技術ハンドブック）
のページ１〜58に、次のように与えられている。

ここで、 Ｎ＝基板平面内の半径ｌの点P₁における付着率（単位時
間あたりの原子数）。

Ｃ＝ターゲット材のスパッタ率または収率に比例する常
数。

ｓ＝ターゲット平面内の、ターゲットの原点C₁からの、
ターゲット・リングの半径を表わす変数。

ｌ＝基板平面の原点C₂から点P₁までの半径を表わす変
数。基板平面の原点C₂はターゲット平面に垂直な線上に
あり、ターゲット平面の原点C₁を通過している。

ｈ＝ターゲット平面と基板平面とを分離する距離（すな
わち、C₁からC₃までの距離）を表わす変数。

コバルト板208上に露出され、内側半径s₁、外側半径s
₂（各半径は中心C₁から測っている）の白金リング206に
対して、式（式Ｂ）は次のように積分することができ
る。

同様に、内側半径s₀まで延びている外側半径s₃を有
し、上記の白金リング206以外は全部コバルトであるタ
ーゲット面176に対しては、次のように（式Ｃ）書くこ
とができる。

上の式において、接尾辞P_tとC₀とはそれぞれ白金とコ
バルトとを指す。キャリヤ220上にあるディスク260上の
点P₁に対して、 ｌ＝l₀＋γcosθ ここで l₀＝ディスク基板260の中心C₃から基板平面の中心C₂ま
での半径。

γ、θ＝基板ディスク260上の点P₁のその幾何学的中心C
₃に関する座標。

注：近似として、基板のC₃は支持シーブ288の中心にあ
るものと仮定する。これはシーブの直径がディスク260
の中心穴の直径に等しいとき妥当である。

式（Ｂ）と（Ｃ）とは次のようになる。_pt （γ、θ）＝_pt（ｌ＋γcosθ）_C0 （γ、θ）＝_C0（l₀＋γcosθ） ここで、_pt（l₀＋γcosθ）と_C0（l₀＋γcosθ）
とは、l₀＋γcosθをｌに代入したとき式（Ｂ）と式
（Ｃ）とに記された同じ関数関係を示している。

ディスク基板260の上の点P₁、基板キャリヤ220の回転
中に遊星運動を受けるにしたがって行う運動は、角θに
わたって積分することにより表わされる。

次に、ディスク基板上の半径γの点P₁に対する合金組
成（百分率白金、％P_t（γ））は次のように与えられ
る。

また、半径γ_１における付着の厚さの、他の半径γ_０
における厚さに対する比は次のように近似される。

上の積分は標準の数学的手法を用いて最もよく評価さ
れる。これらの積分から、基板の中心から特定の半径距
離における白金の百分率濃度を計算することができる。
その他に、半径方向の濃度勾配も計算することができ、
与えられたターゲット構成から製造されるディスクの性
能を予測する際に使用することができる。

特定の例として、点P₁における白金の原子百分率濃度
が、次のパラメーター値を使用したとき、50％と計算さ
れた。

l₀＝7.28 インチ（18.49cm） γ ＝ 1インチ（ 2.54cm） s₀＝０ インチ（ 0 cm） s₁＝6.076インチ（15.43cm） s₂＝6.300インチ（16.0 cm） s₃＝12.0 インチ（30.48cm） h ＝２ インチ（ 5.08cm） コバルトと白金とに対する相対的スパッタ率は出版さ
れているスパッタ収率の表から推定することができる。
たとえば、上記のハンドブックの４−40ページの表２
で、600ボルトのイオン エネルギを用いてアルゴン中でスパッタしたコバルトお
よび白金に対するスパッタ収率はそれぞれ1.4および1.6
と与えられている。したがってC_ptのC_C0に対する比は上
に示したように1.14である。

上に計算した百分率濃度は、上に掲げたパラメータ値
により記述される幾何構造を用いてスパッタした試料に
対して、ラザフォード後方散乱により測定した4.8％と
いう平均白金濃度測定値とよく対比している。

スパッタ用シールド240も付着室内に設けられている
付着を基板上に集中するとともに室の他の区域を不必要
な付着から遮蔽している。

例示した付着室20は室14および18と似ている。ただ
し、これは室16のような高周波スパッタ室でよい。この
場合には、室16とは異なり、室20は内部に設置した基板
に耐磨耗材料を付着する。

一例として、酸化コバルト磨耗層の高周波反応性スパ
ッタリングを採用する。この例では、コバルトのターゲ
ットを使用し、室20を20％の酸素と80％のアルゴンとか
ら成るスパッタガスで約７ミクロンまで加圧する。典型
的なスパッタ時間は、スパッタ・ターゲットに２キロワ
ットの電力を加えたとき、5.6分である。これでは約500
オングストロームの磨耗層が得られる。このような層は
コンピュータのディスク駆動ヘッドに10000回の発進・
停止を加えたとき満足な耐磨耗性を示す。他の例とし
て、室20内に下に説明するように炭素の磨耗層を付着す
るDCスパッタリングを行ってもよい。

このような磨耗層は基板上に付着した下層を保護す
る。この磨耗保護を理解することに関連して、基板がコ
ンピュータのディスク駆動装置に使用される磁気記録デ
ィスクを含むと仮定する。動作中のディスク駆動装置へ
の電力が遮断されると、回転しているディスクの速さが
落ち、ディスク駆動装置のヘッドの飛走動作が止まり、
ディスク上を引きずられ始める。磨耗層は、電力が遮断
されたときヘッドがディスク上を引きずられることから
生ずる磨耗を最少限にして、ディスクの寿命を長びかせ
る。

室は上に説明したように互いに隔離することができる
ので、個々の室での、スパッタガス圧力、スパッタガ
ス、スパッタ時間および電力のようなスパッタリングに
影響するパラメータを、実行する特定のスパッタ付着に
対して最適にすることができる。

直流スパッタリング室 付着室14、18および20は第14図および第15図を参照す
れば最もよく理解される。前に記したスパッタ室16中の
部品に対応する部品には、対応する番号が付けてあり、
したがって詳細には説明しないことにする。

図示した第１図の装置において、室14と18とはそれぞ
れ、室内に設置された基板上に、クロム層を付着するよ
うに作られており、室20は炭素層を付着するように作ら
れている。この付着は直流スパッタにより行われる。市
場で入手できる陰極スパッタ・アセンブリ40をこの目的
に利用することができる。たとえば、ある好適なアセン
ブリはVac−Tec SystemsからFleximagの商標のもとに
販売されている直流平面型マグネトロン・スパッタ陰極
を備えている。これらの陰極は５インチ（12.7cm）×10
インチ（25.4cm）の長方形の水冷式の定格５キロワット
のターゲットを備えている。このような陰極には、Adva
nced EnergySystemsから供給されるような、市場で入
手可能な5kwの電源から電力を与えることができる。

第14図および第15図に示すように、このような２つの
陰極アセンブリ40を室の前面に２個、背面に２個設ける
ことができる。また、前面と後面との陰極アセンブリは
室内の基板260を含む平面から等しい距離にある。第15
図の右側の部分を参照すると、２つの前面陰極アセンブ
リ40が円形支持板38に固定されており、この支持板は付
着室の前面壁92に締め付けられている。陰極アセンブリ
40は水の入口管路および出口管路198、200（第14図）を
経由して従来どおりの方法で冷却される。その他に、電
力は電力ケーブル248を経由して陰極アセンブリに与え
られる。見やすくするため、水の管路と最上部の電力ケ
ーブルとは第15図のこれらの陰極アセンブリの図から除
外してある。陰極アセンブリ40のそれぞれは支持板38を
貫ぬく対応する形状をした開口の中に挿入された陰極ハ
ウジング250を備えている。水冷ジャケット256上に設置
されたターゲット254を備えているDCスパッタ・ターゲ
ット・アセンブリ252は陰極ハウジング250の中に支持さ
れている。絶縁体258は陰極ハウジングをターゲット・
アセンブリから分離している。クランプ259はアセンブ
リ252を所定位置に保持している。スパッタリング中、
材料は基板がキャリヤ220（第19図）によりターゲット
を通過して運ばれるにつれてターゲット254の表面から
基板260にスパッタされる。室14および18のターゲット2
54はクロムから成っており、一方、室20のターゲット25
4は炭素から構成されている。カバー板251は陰極ハウジ
ング250の支持板38から顔を出しているところを囲んで
いる。いくつかを242の番号で示してある、好適なシー
ルが室14、18および20を密閉している。

第14図の室内での典型的なスパッタ・プロセスの期間
中、キャリヤ220に載っている基板260はターゲット254
を通過して遊星運動を行う。室はアルゴンで約７ミクロ
ンに加圧され、プラズマが点火される。ターゲットが、
たとえば、印加電力約300ボルト、２アンペアで約５分
間スパッタされると、約3000オングストロームの第１の
クロム下層が基板上に付着する。

クロム下層の厚さがその下にコバルト白金磁性層の保
磁度に影響することがわかっている。すなわち、クロム
下層の厚さが増すにしたがって、磁性層の保磁度が増大
する。この保磁度はクロム下層の厚さ100オングストロ
ームにつき約７エルステッドの割合で増大する。ディス
クごとに下層の厚さの一貫性を示することにより、薄膜
磁気記録ディスクの保磁度の一貫性の付加的制御が維持
される。

更に、下層の厚さを半径方向に変化させることによ
り、得られるディスクに保持度の半径方向勾配を作り出
すことができる。スパッタ陰極40を第14図および第15図
に図示した構成に配置し、基板をスパッタ中遊星運動さ
せると、得られるクロム下層は基板の内側の半径位置の
方が外側よりいくらか厚くなる。したがって、このクロ
ム下層の付着も、先に説明した所望の基板の内側の部分
から外側の部分へ高い方から低い方へ移動する半径方向
の保磁度勾配に寄与している。得られる薄膜磁気記録デ
ィスクの保磁度は、クロム下層のスパッタとコバルト白
金層のスパッタとの間の時間を約５分以下に限定すれ
ば、ディスクごとに一層よく予測でき且つ一層一様にな
ることがわかっている。本発明のターゲットを実施する
上記の装置では、この時間は、基板が室から室へ容易に
移動されるので容易に達成される。

本発明のターゲットの好ましい実施例を用いる上記の
装置では、室18も基板上にクロム外層をスパッタするの
に利用される。このクロム外層はコバルト白金層を酸化
あるいは腐食から保護する酸素拡散障壁となる機能を持
っている。約250オングストロームのクロム外層はこの
目的に好適である。したがって、室20では、４つの陰極
アセンブリ40があるように示してあるが、１つの前面ア
センブリと１つの後面アセンブリ40とだけが一般的に使
用される。２つのターゲット室がある場合、この外層
は、たとえば約0.7アンペアで300ボルトの電力を2.5分
間印加してターゲットをスパッタすることにより付着す
る。７ミクロンのアルゴン・スパッタガスの環境が好適
である。

室20で炭素磨耗層をスパッタする際、４つの炭素陰極
アセンブリ40を、２つを室の前面に２つを室の背面に使
用する。400オングストロームの磨耗層を作り出すに
は、ターゲットに、たとえば約３アンペアで300ボルト
の電力を3.5分間印加してスパッタする。

７ミクロンのアルゴン・スパッタガスの環境がこの磨
耗層付着にも好適である。

上には特定の処理室内での特定のスパッタ操作につい
て説明したが、前記のスパッタ・アセンブリを希望に応
じて他の真空付着アセンブリで容易に置き換えることが
できる。これは単に板38、39を取り外し、これを異なる
構成のターゲットを有する板で置き換えればよい。ま
た、基板上に付着すべき層の数に応じて使用する付着室
の数を少くしたり多くしたりすることができる。

材料処理システム 処理中に基板を移送したり取り扱ったりする材料処理
システムを第16図から第28図に示す。このシステムは、
処理中に基板200を運搬する遊星基板キャリヤ220を備え
ており、その一つを第19図に示してある。材料処理シス
テムの他の構成要素はラックまたはトレイ270であり、
一つは載荷室12に、一つは除荷室22に設置されている。
載荷室12のトレイ270は処理前のキャリヤ220を支持する
が、除荷室22のトレイは処理後のキャリヤを支持する。
この後者の機構はキャリヤ220を輸送器222との間で移送
する。輸送器222、トラック224、および輸送器駆動アセ
ンブリ226は更に材料処理システムの構成要素を備えて
いる。この他、プランジャ228とプランジャ駆動230も材
料処理システムに含まれている。

遊星キャリヤとキャリヤ支持トレイ 本発明のターゲットを実施する装置では、キャリヤ22
0（第19図、第19a図）のようなキャリヤ手段が設けられ
ていて、スパッタによる付着室内で典型的に見られる高
真空、高温の環境の下において付着中移動する基板を支
持している。その他に、このようなキャリヤは支持して
いる基板に遊星運動を与え、同時に金属部品の摩擦係合
により発生する粒子を最小限にしている。この遊星運動
は、基板がターゲットの同じ領域から連続してスパッタ
されないので、基板上への付着の一様性を高めている。
その結果、この運動はターゲットの特定の領域らの非一
様スパッタの影響を補償し平均化する。その上、このキ
ャリヤでは、付着中に基板をひっくり返す複雑な機構を
必要とせずに、基板260の両側に同時に付着することが
可能となる。更に、キャリヤ220はいろいろな大きさの
基板を支持するように容易に調節することができる。

第19図を参照すると、遊星キャリヤ220の一形態がア
ルミニウムまたは他の導電材料から形成された円形平面
状パレットすなわちキャリヤ・シャーシを備えている。
中央開口276がキャリヤ板を貫いて設けられている。ハ
ブ278は開口276を通して挿入され、ハブ・クランプ・リ
ング280により所定位置に固定されている。ハブは、下
に示すように、載荷除荷機構272と係合し、キャリヤ220
をトレイ270の内外に輸送する。その他に、ハブは、下
に説明するとうり、プロセスの各段階で、プランジャ22
8と輸送器22とに共に係合される。キャリヤ板220の一部
分は、キャリヤ板を通して複数の、一般に円形の、スパ
ッタ用開口282を形成するように除去されている。基板
支持構造は基板260を開口282の中に、基板の一表面が開
口を通してスパッタターゲットにさらされるように、支
持するために設けられている。図示のとうり、基板支持
体はキャリヤ板の一体部分としてもよく、これら開口の
周辺から中央ハブ区域286まで延びる複数の細かいスポ
ーク284を備えている。図示のように、３本のスポーク
を使用することができ、ハブ区域のまわりに120゜離れ
て配設されている。基板支持シーブ288はファスナ289に
よりハブ区域286に堅く固定され、第17図および第19図
に示すように基板260を支持している。シーブ288は開口
276の中心から半径方向等距離に配置されている。

開口282の大きさは処理するディスクの大きさに応じ
て変えられる。したがって、装置がもっと大きなディス
クを取り扱うときは、もっと大きく且つ少ない開口282
が設けられる。たとえば、開口は９個の95mmのディス
ク、６個の130mmのディスク、あるいは３個の210mmのデ
ィスクを取扱うように設けることができる。第19図のキ
ャリヤ220はいろいろな大きさ、形状の薄い平面状基板
を収容することができる。必要なのは、基板が基板の重
心と同心で且つシーブ288に適合する大きさの円形穴を
備えているということだけである。このように、同心穴
を有する丸い基板を例示し、これは説明した実施例に対
して好ましいものであるが、実質上任意の形状の基板を
この仕方で支持することができる。

シーブ288にはその円周のまわりに、プーリーに設け
られる溝とよく似た溝が切ってある。溝は処理する基板
の厚さを収容するように形成されている。図示のとう
り、キャリヤ板の平面を垂直の向きにしたとき、シーブ
の溝も共通の垂直平面内にある。他に、直径D2の内部穴
を有する基板260がシーブの溝からぶら下がり、シーブ
溝の基底でシーブの円形表面と接触している。基板260
は単にシーブ溝内に静止しているだけであるから基板26
0のキャリヤ220への取付け取り外しは非常に簡単になっ
ている。このシーブの円形表面は直径がD1でありD2より
小さい。遊星キャリヤ220がプランジャ228により，あら
かじめ選定した速さでその中心のまわりに回転すると，
下に説明するように、対応して基板がシーブ上を転が
る。キャリヤの回転ごとに、各基板260はそのシーブ上
の、D1をD2で割った比で与えられる分数だけの回転を完
了する。したがって、基板260の固定スパッタターゲッ
トに対する方位は一般に遊星の各回転後で異なる。同様
に、基板260のスポーク284に対する方位は連続的に変化
する。その結果、基板の後側へのスパッタはスポーク28
4が基板上に陰を残すことなく且つ付着の邪魔をするこ
となく開口282を通して行うことができる。したがっ
て、ディス基板の両側への材料の同時付着が可能であ
り、得られるディスク表面の性質は本質的に一様であ
る。

更に、基板上に付着した膜の円周方向の一様性がこの
遊星運動によって向上する。すなわち、スパッタターゲ
ットの異なる部分によりスパッタすることによる変動
は、スパッタ中の基板の遊星移動のため平面化される傾
向がある。加えて、コバルト白金層の付着に関連して先
に説明したように、膜濃度が半径方向に勾配を持つ層を
基板上にスパッタして所望の仕方で半径方向の保持度を
変えることができる。更に、シーブ上で基板を転がす
と、シーブが回転するにつれて各基板がシーブ溝内を単
に転がるだけなので本質的に汚染粒子の発生が無い。そ
の他に、このような基板キャリヤは潤滑を必要としな
い。したがって、その表面からの汚染が無くなる。

加えて、このようなキャリヤ220は比較的低価格であ
り、簡単な取り付け取り外し機構に適合しており、典型
的なスパッタ操作において出逢う高温、高真空に影響さ
れない。記述したとうり、キャリヤ板は代表的にはアル
ミニウム製であるが、シーブ288、ハブ要素278、280お
よびファスナ289は代表的にはステンレス鋼製である。
キャリヤ板も、付着プロセスの温度が約180℃を超す場
合には、一般的にステンレス鋼または他の耐高温材料で
作られる。キャリヤ220は基板260を接地し、且つ両面付
着プロセスのスパッタ用プラズマのような付着環境を電
気的に分離する接地平面となる。

第19A図に示すキャリヤ220もキャリヤが回転するにつ
れて基板が円環状溝の中を転がるように基板を支持する
ことにより基板に遊星運動をさせる。この形態のキャリ
ヤにおいては、スポーク284、中央ハブ286およびシーブ
288は無くなっている。その代り、直径D1の円形溝283が
円形開口282のそれぞれの円周に設けられている。第19B
図に示すように、D1より小さい直径D2の各基板が溝283
に接触し、これによりキャリヤが回転するにつれて基板
が溝の中を転がる。

第19A図の形態のキャリヤもいろいろな大きさの基板
に好適である。加えて、基板に中央穴を設ける必要がな
い。ただし、なめらかな転がり動作をするためには基板
の外周は本質的に円でなければならない。

キャリヤ220の回転ごとに、各基板260はその溝の上
の、D1をD2で割った比で与えられる分数だけの回転を完
了する。ただし、この仕方で溝283の中に支持した基板
を安定に支持するには、D1のD2に対する比を１よりごく
わずかだけ大きくしなければならない。この要件は第19
図の形態のキャリヤには存在しない。何故なら、ディス
ク260の中心をシーブ288で支えた第19図の形態では、D1
とD2とを安定支持のため１に近づける必要はないからで
ある。

一般に、D1とD2との差が大きくなるほど、キャリヤが
回転するとき基板表面がターゲット表面の異なる領域に
さらされる不規則さが大きくなる。更に、不規則さが大
きくなればなるほど、ターゲットの異なる領域からの非
一様性付着の補償が良好となり付着の一様性が良くな
る。したがって、第19図の形態のキャリヤは第19A図の
形態のキャリヤよりいくらか有利である。また、第19A
図のキャリヤからは第19図のキャリヤからよりもいく分
多くの粒子が発生する。それ以外では、第19A図のキャ
リヤは第19図のキャリヤの説明と関連して先に説明した
利点と特徴とを備えている。

第16図、第17図、および第18図を参照すると、ラック
またはトレイ270が前面および後面の支持板296、298を
有する枠を備えている。３本の水平遊星支持棒300、302
および304が板296、298により支持されている。棒300、
302および304にはそれぞれ複数の軸方向に一定間隔離れ
て配置された円環溝306が設けられている。各棒の各溝
は他の棒のそれぞれの対応する溝を通過する平面内に整
列している。更に、板296、298は棒の対応する溝がキャ
リヤ220の半径と等しい半径の円弧内に配置されるよう
に棒を支持している。その結果、第17図に示すように、
キャリヤは対応する溝の中に入り込み、棒により３ヶ所
で支持される。棒はキャリヤ220上に支持されている基
板260の下方に配置されているので、基板が棒から出る
粒子で汚染される可能性が最も少なくなる。

第17図に示すとうり、一対の、水平な、一定間隔離れ
て配置されているレール308、310が室12の床62から支持
されて室の本質的に前面から背面まで延びている。これ
らのレールは室の壁56、58に平行であり、円形断面の上
部トレイ係合部を有している。溝のあるローラ312がト
レイ270に回転可能に取り付けられ、各々がレール308の
上部と２ヶ所で係合している。偏平ローラ314もトレイ
に回転可能に取り付けられている。各ローラ314はレー
ル310の上部と１ヶ所で係合している。したがって、ト
レイ270がレール308、310上を室に出入して滑るとき、
ローラ312、314およびレール308、310は協同してトレイ
を支持する平面を確定する。更に、棒308はローラ312と
協動してトレイが室に出入して滑る直線を画定する。更
に、止め316（第16図）はトレイが室に入る深さを特定
の点までに制限している。その結果、トレイは室内に設
置されるたびに同じ場所に容易に且つ正確に位置決めさ
れる。その他に、止め318（第16図）がレール310に取り
付けられて室12の内部のトレイの位置決めにたずさわっ
ている。止め318はトレイが所定位置に着いてからドア6
8の方に転がるのを防いでいる。明瞭のため、基板とシ
ーブとは第16図および第18図に示すキャリヤ220から省
略してあることに注意のこと。除荷室22にも同じトレイ
支持構造が設けられている。

取付け取外し機構 キャリヤ220をトレイ270から輸送器222に載置するロ
ーダ272を第16図〜第22図に示す。除荷室22には室12の
ローダの鏡像であるアンローダが設けられている。した
がってアンローダについては詳しくは記さない。

一般に、ロータ272は外向きに延びた載荷腕320を有
し、腕320はその自由端からドア68の方向に外向きに突
出しているキャリヤ処理フィンガ322を有する。腕320は
その下端でベローズ・ブロック324に支持されており、
このブロックは垂直に上下に運動することができる。全
般に326（第21図）で示し、下に詳細に記述するベロー
ズ・アセンブリは空気が供給されてブロック324を移行
させ、これにより腕320とフィンガ322とを上下に移行さ
せる。ベローズ・ブロック324は、一対の一定間隔離れ
て配置された上部および下部の水平案内レール322、334
に滑動可能に取り付けられている走行体330に取り付け
られている。レール332、334は壁56に平行で、室の前面
から後面まで延びいる。大角の駆動ねじ336が、下に説
明するとうり、走行体330に結合しており、可逆ステッ
プモータ338で駆動される。駆動されると、駆動ねじは
走行体330を、したがって腕320を、室12の前方に向って
前向きにあるいは後向きに、移動させる。

電気的駆動パルスがコンピュータ46の制御下にあるス
テップモータ338に伝えられる。パルスの数を監視する
ことにより、走行体330と腕320との案内レールに沿う位
置がわかる。随意設置する軸エンコーダを利用してモー
タの回転を、したがって駆動ねじ336の回転を監査す
る。軸エンコーダはステップモータのパルスに応じて駆
動ねじの運動をコンピュータにフィードバックする。そ
の他、下に説明するように、コンピュータは一対のベロ
ーズ392、394（第21図）に供給される空気を制御する。
ベローズは下に説明するようにベローズ・ブロック326
を上げ下げする。したがって、腕320の上向きおよび下
向きの運動はコンピュータで制御される。

動作時、ローダは室12内のキャリヤ220のトレイ270に
沿って自動的に動き、一つのキャリヤをトレイから取り
出し、取り出したキャリヤを輸送器222にロードする。
この動作は次のシーケンスで行われる。シーケンスの始
めに、輸送器222は室12の外側に配置されている。ま
た、走行体330は、第16図に示すように、室12の後壁64
に隣接するホーム位置に配置されている。次に走行体33
0はモータ328により、フィンガ322がトレイ上の最後部
キャリヤのハブ278に完全に挿入されるまで前向きに駆
動される。ベローズ・ブロック326は次に持ち上げられ
て腕320を持ち上げる。これによりフィンガ322がハブ27
8と接触し、キャリヤをトレイから持ち上げる。走行体3
30と、したがって腕320と支持されたキャリヤ220とは次
にキャリヤ220の中心がトラック224の中心の上方に位置
するところまで前向きに駆動される。次に輸送器222は
輸送器の上方に突出している腕340、342がキャリヤのハ
ブ278の下方の位置に来るまで室12の中に押し入れられ
る。次に腕320は、下に説明するように、ベローズ392、
394によって下ろされ、キャリヤ220を輸送器222の腕34
0、342の上に静止させる。次に走行体330が後壁64に隣
接するそのホーム位置まで駆動される。走行体330がこ
のようにして邪魔にならないところに来ると、輸送器22
2が次の室まで駆動し、それとともにロードされたキャ
リヤ220を運ぶ。キャリヤ222が室12を出てから、シーケ
ンスが再び繰返されるので、輸送器が戻ると直ちに、次
のキャリヤがローディングの所定の位置に来る。このシ
ーケンスは最後のキャリヤが輸送器にロードされ、トレ
イが空になるまで繰返される。次に、室14を隔離して室
12から真空を除去し、ドア68を開き、キャリヤの他のト
レイを室12に入れ、ドアを閉じる。この後、室12を再び
真空にし、トレイから輸送器へのキャリヤのローディン
グを続行する。

走行体330を案内棒332、334に沿って移動させるのに
使用するローダ機構272の部分の詳細を第20図に示す。

更に詳細には、室の壁取付け金具343が第18図に示す
ように室の側壁56に取り付けられている。案内棒332、3
34のそれぞれの前端は第20図に示すように取付金具343
に固定されており、一方これらの棒の後端は室の後壁64
に固定されている。上部および下部の開口345、344が走
行体330を貫いて設けられている。これらの開口のボー
ルブッシング（図示しない）がそれぞれ上部、下部の棒
332、334を滑動可能に受けている。六角駆動ねじ336は
長いナット348を通してねじ込まれ、その前端350は取付
金具343に取り付けられた軸受ブロック354の中に軸受35
2により支持されている。ナット348はマウント356に固
定され、カバー358により所定位置に保持されている。
マウント356は今度は走行体330に堅く取り付けられてい
る。その結果、駆動ねじ336が第１の方向に回転する
と、走行体は案内レール332、334に沿って前向き方向に
移動する。逆に、駆動ねじ326が反対方向に回転する
と、走行体は後向きに移動する。

駆動ねじ336は次のような方法でステップモータと結
合している。駆動ねじ336の後端は戻りに対して剛い可
撓継手362に接続される。継手362は、市場で入手可能な
密閉強磁性流体回転貫通カップラ366の一端から突出し
ている軸端364に接続され駆動される。このようなシー
ルはFerrofluidics Corporationから“Ferrofluidic TM
シール”の商標のもとに市場で入手できる。カップラ36
6の他端から突出している軸端368は大径のタイミング・
プーリ372のハブ371に接続しているハブインサート370
を支持している。タイミング・ベルト374はタイミング
・プーリ372を小径のタイミング・プーリ376と結合させ
る。プーリ376はステップモータ338により駆動される。

カップラ366はコネクタ380（第20図）により室の壁64
に固定されている密閉ハウジング378（第16図）の中に
設置される。ハウジング378へのアクセスはカップラ366
の締付けを行う目的でプラグ379を介して行う。駆動ね
じ336は室の壁64を通過し、ハウジング378の中でカップ
ラ366を係合している。カップラ366は密閉されているの
で、回転は、室12内を高真空に保ちながらカップラを介
して伝達される。モータ338はモータ・マウント382によ
りハウジング378に取り付けられている取付金具383（第
16図）により支持されている。

このように、ステップモータ338は駆動ねじ336に動作
可能に結合してねじをいずれかの方向に回転させる。加
えて、走行体330の、レール332、334に沿う、基準位置
に関する位置は、駆動ねじ336がステップモータにより
駆動された駆動ステップ数から求めることができる。更
に、このステップはコンピュータ46により電気的に制御
され監視されるので、走行体の位置がわかる。

ベローズ・ブロック324は交互に加圧されるベローズ3
92、394（第21図）により上がったり下がったりし、こ
れにより腕320を上下させる。ベローズ・ブロック324の
垂直運動は走行体330内に取り付けられている一対の垂
直ピン384（第16図、第20図）によりガイドされる。こ
れらのピンはベローズ・ブロック324を貫通する垂直開
口386を通して延びている。ピン384はハウジング388に
よりベローズ・ブロックに滑動可能に結合しており、そ
の一つを第20図に示してある。

第21図に示すとうり、ベローズ・アセンブリ326は、
ベローズ保持クランプ393によりベローズ・ブロック324
の上面に取り付けられている上部ステンレス鋼ベローズ
392を備えている。ベローズ392とブロック324との間に
は密封用ガスケットがある。同様な下部ベローズ394が
同じ方法でベローズ・ブロック324の下側に取り付けら
れている。これらのベローズは高真空環境でベローズか
ら外部環境へガスを漏らすことなく動作するのに適して
いる。ベローズ・ブロック324と走行ブロック330とを組
立てると、上部ベローズは走行ブロックの上面と接触す
るが、下部ベローズは走行ブロックの下面と接触する。
したがって、上部ベローズを加圧すると、ベローズ・ブ
ロック324と取付け腕320とは下方に移動する。逆に、下
部ベローズ394を加圧すると、腕320が上がる。

ベローズ392、394を動作させる加圧空気は一対の空気
管路（図示しない）により伝えられ、この管路は室の壁
56（第17図と第22図）に取り付けられている上部貫通接
続ハウジング396を通過する。ガスケットがハウジング3
96を壁56に対して密閉している。可撓性のステンレス鋼
ベローズの導管398が上部ハウジング396からベローズ・
ブロック324（第17図と第21図）に取り付けられている
下部ベローズ貫通接続ハウジング400までを接続してい
る。ガスケット426はハウジング400をベローズ・ブロッ
ク324に接続している。空気供給管路は導管398を通って
ハウジング400に入っている。

導管398を貫通接続ハウジング396に接続するには、円
筒形インサート402（第22図）を導管398の端に挿入し、
次いで圧縮リング404を導管の外側に乗るようにする。
保持板406は圧縮リング404したがって取付導管を、貫通
接続ハウジング396の下側に、ガスケットをハウジング
と圧縮リングとの間に敷いた状態で保持する。導管398
（第21図）の下端を同じ方法でそれぞれのインサト41
0、圧縮リング412、ガスケット、および保持板414によ
り下部ベローズ貫通接続ハウジング400に接続する。

ハウジング400に入る第１の空気管路は流量制御器416
に接続されており、この流量制御器は空気流ブロック41
8内の開口417の中まで延び、Ｔブロックと開口420とを
介して上部ベローズ392と連絡している。ハウジング400
に入る第２の空気管路は流量制御器422に接続されてお
り，この流量制御器は空気流ブロック内の開口424の中
まで延び、ベローズ394の内部に通ずる開口（図示しな
い）を介して連絡している。流量制御器416、422はベロ
ーズ内への流れを無制限にし、ベローズから出る流れを
制限して腕320の上げ下げ運動をなめらかにする。

腕320を下げるには、ソレノイド作動コンピュータ制
御空気バルブを開き、空気流を第１の空気管路を通して
上部ベローズに入れる。腕320を下げるには、他のコン
ピュータ制御ソレノイド作動空気バルブを開いて空気流
を第２の空気管路を通して下部ベローズに入れる。

プランジャとプランジャ駆動機構 プランジャ228とプランジャ駆動機構230との詳細は第
10図および第26図を参照すれば理解することができる。
プランジャ228は三つの機能を行うように作られてい
る。第１に、軸方向に動いて、各キャリヤが輸送器222
によりプランジャの先端と整列するとき、プランジャの
キャリヤ把持端232を遊星キャリヤ220（第19図）のハブ
278内に位置決めする。挿入に続き、プランジャ把持端2
32が動作して遊星キャリヤのハブを把持し、キャリヤを
輸送器から上方に持ち上げる。持ち上げ締付け動作はプ
ランジャの表面とハブの内面との転がり接触を利用して
行われる。すなわち、プランジャ端は固定突起を有する
大径軸に対して偏心して回転するように取り付けられた
軸受を有する小径軸を備えている。この回転が発生する
と、軸受と突起との間の距離が、これらの要素がハブの
内部を把持しハブを輸送器から一つの連動運動で持ち上
げるまで、増大する。次に、プランジャがスパッタ中プ
ランジャ駆動機構230により回転し、これによりキャリ
ヤ220が回転し、基板260が先に説明したように移動す
る。スパッタ後、回転は停止する。次にキャリヤ220が
輸送器220上まで下がり、キャリヤ220が一動作でハブ27
8から解放され、プランジャガハブから引込む。その後
で、輸送器はキャリヤを以後の処理のため次の室に移
す。

プランジャ端232の締付け持ち上げ動作を第26図と第2
7図とに示す。特に、プランジャ228は大径の外側軸すな
わちスピンドル436を備えている。固定突起438が大径軸
436の端部の前面の周辺部から外向きに突出している。
したがって、突起438は軸436の中心の長手方向軸からず
れている。必要ならこのような突起を二つ以上使用して
もよい。回転可能な小径軸（シャフト）440（第28図）
が軸436内に延在し、その長手軸は大軸径の長手軸に平
行であるが偏心している。軸440の外端はヘッド442で終
っており、そこから偏心ピン444が突出している。軸受4
46と外側軸受シールド448とはこのピンに固定され、し
たがってその中心は小径軸の長手軸に対して偏心してい
る。

空気作動シリンダ・アセンブリ470（第28図）が、下
に説明するように、小径軸440に動作可能に結合してこ
の軸を回転させる。小径軸が大径軸436に対して回転す
ると、ピン444の中心と固定突起438の外面との距離すな
わち離脱は第26図から第27図までの動きに示すように増
加する。スピンドルすなわちプランジャ端232はその長
手軸がキャリヤ220の平面に垂直な水平線内に配置され
ている。プランジャ端をハブ278に挿入する前に、小径
軸はまず大径端に対して、第26図に示すように、ピン44
4の中心と突起438の外面との距離が最小になる向きに、
回転する。先端232も、下に説明するようにモータ510に
より回転して突起438をピン444の下方の下位位置に位置
ぎめする。これによって先端232をハブに容易に挿入で
きるための最大隙間が得られる。このような向きにし
て、突起438とピン444とを含む先端232がキャリヤ220の
ハブ278に挿入される。挿入後、小径軸440は大径軸436
に対して回転し、軸受446をハブ278の内面と転がり接触
させてキャリヤ220をその支持輸送器222から持ち上げ
る。小軸受が更に回転すると、本質的にキャリヤのハブ
278が軸受446と固定突起448とにより締付けられ把持さ
れるまで更にハブを持ち上げる。偏心軸受446は大径軸4
36の中心の上方で回転しないようになっている。すなわ
ち、ハブ278の内面は、軸受が中心位置の上方まで動く
前に突起438と軸受446とにより把持されるような大きさ
になっている。この仕方で係合するとき、ハブは大径軸
440が更に回転するのを防止する。

締付け持上げ動作が終了し、輸送器222が室内のスパ
ッタターゲットから遠ざかると、プランジャ駆動機構23
0が、付着プロセス中、大径軸436と支持されたキャリヤ
とを回転させる。処理が完了すると、プランジャ端232
が停止し、突起438がその下位位置すなわち先端がハブ2
78に挿入されたときと同じ方向になる。その他に、輸送
器222はプランジャ支持されたキャリヤ220のハブ278の
下の位置に来る。次に小径軸440が先に述べたと反対の
方向に回転してハブを輸送器上に下ろし、ハブを解放す
る。次にプランジャ端232はハブから引込み、輸送器222
がキャリヤを他の室に移すことができるようになる。

この形式のプランジャには多数の利点がある。第１
に、輸送器222と室内のその支持遊星キャリヤとの位置
決めに対する要求事項があまり厳しくない。すなわち、
ハブ278は、プランジャ端をハブに挿入するためにプラ
ンジャ端232の中心と完全に心合せする必要がない。そ
の上、プランジャ端による締付け作用が確実なので、プ
ランジャ228とハブ278との電気的接触が良好に行われ
る。スパッタ中、先に記したとうり、基板の接地はキャ
リヤとプランジャとを介して行われる。また締付け動作
が確実なため、回転するキャリヤが、プランジャの長手
軸に垂直な垂直平面内に維持ささることになる。これに
よりシーブ溝内での、ディスク基板のぐらつき、すなわ
ち、垂直面からはずれた動きが最小となり、不必要な粒
子発生の原因となる可能性が最小となる。また、このよ
うなぐらつきは基板のある領域をスパッタターゲットの
方向に周期的に近づけることによりスパッタを変調させ
る可能性があり、これによりこのような基板領域への付
着の厚さが変動することがある。最後に、この締付け動
作ではスパッタ中にハブ278とプランジャ端232との相対
的回転が無くなり、そうでなければこのような相対的回
転から発生する可能性のある、粒子の発生が無くなる。

第28図を参照すると、小径軸440が、スペーサ452によ
り分離されている一対の軸受450により大径軸436内に回
転可能に支持されている。大径軸436は付着室の壁を貫
いて延びている。カップラ454は小径軸の内端を市場で
入手可能な密閉された回転鉄流体貫通接続カップラ458
のスタブ軸端456と接続されている。Ｏリングシール
は、図示していないが、貫通接続458をその軸436との接
続部で密封するように設けられている。貫通接続の他の
スタブ軸端460はハウジング461により螺線ナット462を
受ける長い駆動ねじと結合している。その結果、螺線ナ
ット462が回転するとスタブ軸端460、456および小径軸4
40が回転し、これにより先に記した締付け動作が発生す
る。貫通接続458と螺線ナット462とは中空の外部大径軸
延長部464（第10図をも参照）の中に設置されており、
この大径軸延長部にはプランジャ回転駆動プーリ466が
固定されている。空気アクチュエータ取付けカラー468
がプーリ466に固定接続されている。軸延長部464は大径
軸436にねじ込み接続されている。ガスケットがこれら
二つの軸構成要素の間に、互いに接合する場所に設けら
れている。

コンピュータ制御されるソレノイド作動空気シリンダ
・アセンブリ470がカラー468により駆動プーリに結合し
ている。空気シリンダ・アセンブリ470は、下に説明す
るとうり、螺線ナット462を選択的に回転して小径軸を
対応して回転させ、これにより、プランジャに持ち上げ
締付け動作をさせるようになっている。更に詳細に説明
すれば、空気シリンダ・アセンブリ470はカラー468によ
り所定位置に締付けられているアクチュエータすなわち
ピストン・シリンダ体472を備えている。ピストン・ア
センブリは本体472の中に設置され、ピストンヘッド474
を備えており、これに第１の延長部476と第２の駆動ね
じ部を備えているピストンロッドが取り付けられてい
る。延長部476の端部にある側面が平らなスロットが駆
動ねじ部478の端にはまってピストンヘッド474が直線運
動すると駆動ねじ部478が直線運動するようになってい
る。駆動ねじ部478は装置を組立てたとき回転可能な螺
線ナット48に挿入される非回転高螺線ねじを備えてい
る。ピストンヘッド474が本体472の中をカラー468の方
に滑動するにつれて、駆動ねじ部478は螺線ナット462を
大径軸436に対して回転させ、また小径軸440を大径軸に
対して回転させる。これによりピストンの直線運動が小
径軸の回転運動に交換される。ピストン戻りばね480は
ピストンヘッド474にカラー468から遠ざかるような逆方
向に力を加えている。案内ピン482は、ピストンヘッド
の内部のくり抜き穴を通して挿入されているが、ピスト
ンヘッドの滑り運動を案内している。これらの案内ピン
482はまたピストンヘッドが軸部436、464に対して回転
しないようにしている。本体472の端はバルブ本体484に
より閉鎖されており、これに空気源が回転空気ユニオン
486により結合されている。制御器416、422と同様な一
対の流量制御器488がバルブ本体484を通って本体472の
内部に流れる空気を制御している。

コンピュータ制御されるソレノイド作動空気バルブは
必要に応じてアセンブリ470に空気を供給し、駆動ねじ
部478を前向きにスピンドル先端に向って移動させるよ
うに動作する。これにより小径軸440が回転してキャリ
ヤ220を持ち上げ締付けるようになる。コンピュータは
またこの空気バルブを制御して必要に応じてピストンヘ
ッド474から空気圧を解放しキャリヤ220を下ろし、解放
する。空気圧が解放されると、ばね480が駆動ねじ部478
を後向きに移動させ、キャリヤを下ろして解放する。

プランジャ駆動アセンブリ230は第10図に示すように
付着室の後壁に取り付けられている壁取付け板490を備
えている。３本の水平案内軸492が板490から外向きに付
着室から遠ざかる向きに突出している。モータのキャリ
ッジ板494は、キャリッジ板が案内軸上に設置されてか
ら案内軸492の端に滑動可能に取り付けられる。

キャリッジ板494は可撓ベローズ500により室の後壁に
対して密閉されている。その他、回転軸真空シール502
がキャリッジ板494の円環状突起504の中に設置されてい
る。軸延長部464は回転シール502を貫いて延びている。
一対のＯリング・ガスケットが軸延長部464を取り囲ん
でこの軸延長部とシール502の内部との間の隙間を密閉
している。一対の外部Ｏリング・ガスケット（第28図に
示してあるが、番号を付けてない）がシール502を囲ん
でシール502とキャリッジ板突出部504との間の隙間を密
閉している。回転シール502により軸464が回転可能で、
これにより大径軸436が回転する。この結果スパッタ
中、支持されているキャリヤ220が対応して回転する。
密閉はシール502とベローズ500とにより行われているの
で、付着室はプランジャ駆動アセンブリを通る漏れに対
して密閉されている。

プランジャ228の、プランジャ端232を挿入、引込みす
る軸方向移動は空気シリンダ506により行われる。シリ
ンダ506はそのハウジングがキャリッジ板494に、そのピ
ストンロッドが板490に、接続されている。コンピュー
タ制御されるソレノイド作動バルブが制御器416、422に
似た流量制御器508を通してシリンダ506に空気を供給
し、必要に応じてピストンロッドを前進、後退させる。
ピストンロッドが後退すると、キャリッジ494は付着室
に向って軸方向に移動し、プランジャ端232がキャリヤ
のハブに挿入される。逆に、ピストンロッドが前進する
と、キャリッジは反対方向に移動し、プランジャ端がハ
ブから引込む。ベローズ500はプランジャ端の軸方向運
動ができるようにしながら真空の密封を行う。

プランジャ回転ステップモータ510は取付けブロック5
12によりキャリッジ板494に取り付けられている。モー
タ510が電気パルスにより付勢されると、モータ軸516に
取り付けられている駆動プーリ514がステップ状に回転
する。駆動プーリ514はタイミング・ベルト518（第10図
を参照）により軸464に取り付けられたプーリ466と結合
している。その結果、モータ510が動作すると延長軸464
とその接続された大径軸436とが回転する。その結果、
キャリヤ220がプランジャ端232で把持されると、モータ
510が動作してキャリヤを回転させ、キャリヤ上の基板2
60を室内のスパッタ・ターゲットを通過して遊星的に動
かす。

コンピュータ46はモータ510に伝えられる電気駆動パ
ルスを制御する。このパルスは回転の角度と速さとを確
認するため監視され計数される。また、随意の従来型の
軸エンコーダからの信号によりコンピュータへのフィー
ドバックが行われる。この軸エンコーダはカップラ520
によりモータ軸に結合している反射鏡522を備えてい
る。従来の光学的貫通ビームセンダ524が反射鏡522の、
したがってモータ軸の位置を検出する。センタ524から
の信号はコンピュータに伝えられ、軸位置の追跡に、し
たがってプランジャの回転位置の追跡に使用される。し
たがって、たとえば、プランジャは常に突起438を処理
に続いてその下位位置に位置ぎめするように回転できる
ので、プランジャ端232はキャリヤ220から引込めやす
く，且つ次のキャリヤに挿入しやすい位置に来るように
なる。

輸送器、トラック、トラック駆動機構 輸送器またはロボット222、トラック244およびトラッ
ク駆動部226を第16、23、24、24Aおよび25図に示す。こ
れらの機構は室と室との間のバルブハウジング26が開い
ているときキャリア220を一つの室から室へ移すように
作られている。

一般に、輸送器222は、その前端および後端でそれぞ
れの車輪支持トロリー532、534により支持されている長
い本体530（第23、24、25図）を備えている。輸送器34
0、342は垂直に延び、平行で一定間隔離れ、その基部で
本体530のそれぞれの側に取付けられている。各々の腕
にはその上端にそれぞれ円弧状クレードルまたはサドル
540、542が設けられている。ハブ278はこれらのクレー
ドル（第23図、第24図）の中にキャリアが輸送器222上
にロードされたとき、キャリアを腕と腕との間に配置し
た状態で静止する。ハブ・リング280とハブ278の一部54
4とはスペーサの働きをしてキャリア220と腕340、3442
はトロリ本体530の中心から本体の一端に向って配置さ
れている。この構造により、キャリアを処理室内でプラ
ンジャの上に載せてから、輸送器222を壁58に隣接する
駐留位置まで動かす。これにより腕340と342とがスパッ
タターゲットの邪魔にならないところに移動するので、
必要な場合、スパッタ前に輸送器を室から除去する必要
がない。

トロリー532、534の各々は第25図に示すように本体53
0の下側にピボットを持って取付けられている。すなわ
ち、その上に取付けられている肩付ねじ554はトロリー
本体の下側にあるくぼみに挿入される。カバー板556が
このアセンブリをくぼみの中に保持する。ねじ550の下
端はトロリー532のトロリー本体560上面に形成された開
口558にねじ込まれている。円環スペーサ561が要素530
と560との間を隔てている。トロリー車輪562は、軸受を
備えているが、それぞれノックピン564に圧入され、次
いでこのピンがトロリー本体の穴566に押し込まれて車
輪をトロリーに固定する。この構造によれば、各トロリ
ーがそれ自身の中心で回転するので、トラックの平面に
沿って追従することができる。トロリーにはまた非金属
バンパー568、569が設けられている。

室内のトラックの端は隣接する室内のトラック224の
それぞれの端から一定間隔離れて設置されている。した
がって、室と室との間のトラックには隙間が存在する。
これらの隙間は隔離バルブ・ハウジング26の中にあり、
バルブ110（第７図）はこれらの隙間に滑り込んで、ト
ラックに邪魔されることなく室を閉じ且つ隔離する。輸
送器222一つについて二つのトロリーがあるこの構成に
より、隣接する室中のトラックとトラックとの隙間を横
切って輸送器を一層なめらかに移送することができる。
また各トロリーの車輪の前の組と後の組との間の距離は
隙間をはさむ距離より大きい。このためトロリーは隙間
を横切って飛びはねることなく容易に走行できる。

トラック・アセンブリ224は、トラック・マウント58
2、584により壁56および58に支持されている長い真直ぐ
な剛性のトロリー支持トラック580を備えている。トロ
リー受け用くぼみ586がトラック580の上面に形成され、
第１および第２のトラック側壁558、590で区切られてい
る。トロリー532、534はこのくぼみにはまり、側壁58
8、590によりトラックの長手方向軸に沿う直線方向に案
内される。バンパー568、569はトロリーをトラックに沿
って案内し、トロリーとトラック壁588、590との間に不
必要な粒子を発生する金属間接触が起こらないようにし
ている。トラックは室内に配置されて輸送器222と支持
されたキャリア220とを、支持された基板が前後のスパ
ッタ・ターゲット・アッセンブリ40、42間の中心平面内
に置かれた状態で、案内する。これにより前述の付着プ
ロセス中、基板260のスパッタが一層一様になる。第１
および第２の長いカバー帯金592、594がそれぞれの壁58
8と590との上面に取付けられている。カバー592、594は
トロリーがトラックを外れて上方に持ち上がるのを防い
でいる。長いチェーン案内用スロット596がくぼみ586の
床に設けられている。他のこのようなチェーン案内用ス
ロットが下に説明する目的のためにトラック580の下側
に設けられている。

輸送器222はチェーン駆動機構226によりトラックに沿
って次のように駆動される。詳しく述べると、第23図に
示すように、チェーン600の連続ループが室に掛け渡さ
れ、そのそれぞれの端で歯のないプーリ602から、チェ
ーンの下側部分が出て行き、駆動スプロケット608によ
って駆動されるように係合している。アイドラ輪610
は、プーリ602と協動して、チェーン600が駆動スプロケ
ットと接触を保つようにしている。スロット596はチェ
ーン600に対してチェーンが駆動スプロケット608を出て
行くところに隙間を作っている。プーリ604は緊張用ブ
ロック612に取付けられている。ブロック612は張力調整
ねじ614により壁58の前後に移動することができ、これ
によりチェーン600の張力を調節している。他の随意の
チェーン張力調節機構も同時に適している。たとえば、
プーリ604を静止させアイドラー輪610を可動にしてチェ
ーン張力を調節してもよい。トラック580の下側に取付
けられたチェーン・ガード616はチェーンの下側部分の
走行を案内する。その他、チェーン600の上側部分はチ
ェーン案内スロット596とそれぞれのトロリー532、534
の下方を通過する。第24A図に示すように、トロリー本
体560の各々は一列の下向きに突出するチェーン噛合歯6
20を備えている。これらの歯はスロット596（第24図）
の中を走行し、駆動チェーンの上側部分と噛合ってい
る。したがって、チェーンがいずれの方向に駆動されて
も、輸送器222は対応して駆動される。

同じリンク（すなわち、第24A図の622）が常に、室内
の輸送器と同じ歯と噛合う。したがって、このリンクの
位置を監視することにより、室内の輸送器の位置がわか
る。輸送器は四つの位置に対応する四つの位置を室内に
備えている。これらの位置は、ハブ278をプランジャ228
の中心に置くロード位置、輸送器を壁58に近づくように
動かして腕340、342をスパッタ・ターゲットの邪魔にな
らないところに移動する駐留位置、輸送器を左に移送さ
せるように位置決めする後部交差位置、および輸送器を
右に移送させるように位置決めする前部交差位置であ
る。その他に、輸送器がリンクを含むチェーンと噛合わ
ないときに、リンクの二つの位置を使用する。これらの
追加リンク位置は、チェーンを輸送器が室から左（すな
わち第23図の）に入るように位置ぎめする後部交差オフ
セットとチェーンを輸送器が室から右に入るように位置
ぎめする前部交差オフセットである。

左から右への移送（第24A図に示すような）では、右
の室トラック・チェーンがその後部交差オフセットに移
動する。つぎに、左の室トラック・チェーンがその前部
交差位置に移動し、前進歯620をリンク622の向うにある
チェーンリンク接触する点に位置ぎめする。第24A図に
示すように、ローラ・リンク622の頂部が第１の歯620の
下縁の丁度下に来るとき（第24A図に示す）、受動チェ
ーンは正しい位置にある。この配置によりチェーンの摩
耗と噛み込みの可能性が少なくなる。輸送器が右に、先
に記した接触点まで、駆動されたら、右の室のチェーン
駆動が停止する。左の室と右の室とのチェーン駆動は次
に同時に、同期して、輸送器を右方に、右の室に入れる
ように動かす方向に行なわれる。右から左への移送で
は、左の室のトラック・チェーンがその前部交差オフセ
ットに位置ぎめされる。次に右の室のトラックがその後
部交差位置に位置ぎめされる。チェーン駆動は再び同時
に同期して輸送器の左の室に駆動する。

同じリンク（すなわち、第24A図のリンク622）が常に
輸送器の同じ歯と噛み合う 第15図および第24図を参照すれば、駆動機構226はベ
ルトにより駆動プーリ628に駆動可能に接続されている
ステップモータ626を備えている。このプーリは回転シ
ール630を介して室内に設置されている可撓継手632と結
合している。第24図に示すように、可撓継手632は駆動
スプロケットは時計方向か反時計方向のいずれかに駆動
するように動作すると、チェーンは対応する方向に駈動
される。コンピュータ46はモータ626の駆動パルスの伝
達を制御するこれらのパルスを計数することにより、コ
ンピュータはチェーン・リンク622の位置を追跡し、こ
のようにして装置内の輸送器222の位置を追跡する。軸
エンコーダ（図示していないが、モータに組込まれてい
る）はモータ駆動軸の運動を便宜の方法で監視するのに
使用される。軸エンコーダからの信号はコンピュータ46
に伝えられて室内のチェーンの位置をフィードバックす
る。もちろん、リミット・スイッチあるいは光学的検出
器も輸送器の監視に使用することができる。

単一の輸送器222をキャリヤ220を載荷室12から付着室
14〜20を経て除荷室22に移送するのに利用することがで
きる。この場合には、キャリヤを室22でアンロードして
かり、この輸送器を室12に戻して次のキャリヤを受け取
る。ただし、図示した本発明のターゲットの好ましい実
施例を用いる第１の装置では、処理を速くするため、こ
のような輸送器３個を使用している。第１の輸送器は室
12、14および16の間を走行する。最後に、第３の輸送器
は室20と22との間を走行する。したがって、コンピュー
タ4646の制御のもとで、ある輸送器が装置の一定の部分
でキャリヤ220を輸送している一方で他の輸送器が装置
の他のところで他のキャリヤを輸送している。

水冷装置 処理室14から20までの、陰極アセンブリ40、42の水冷
装置を第29図〜第31図に示す。第29図の水冷装置は閉ル
ープ系である。代案として、自治体水道または他の源か
らの水を利用し、使用後、雨水管渠または装置の下水管
に戻すようにしてもよい。

第29図〜第31図を参照すれば、水冷装置636からの冷
却水が主庶断バルブ638、フィルター640、温度および圧
力スイッチ642、644を経由して分岐管路648および650に
導かれている。温度スイッチ642は主庶断バルブと連動
して冷却水の温度が、70゜F（21.11℃）のようなあらか
じめ定められたレベルより上昇した場合に水流を庶断す
る。この庶断バルブはまた、圧力スイッチ644が検知し
た圧力があらかじめ定められたレベル、たとえば、60ps
ig（413、685.4パスカル）を超す場合閉鎖して警報を発
する。管路648に入れ水は室14と16との陰極アセンブリ4
0、42の水ジャケットを通って導かれ、管路652を経て主
戻り管路654に戻り、次いで水冷装置636に戻る。

同様に、冷却水は室18および20の陰極アセンブリの水
ジャケットを通して供給され、分岐管路656を経て主戻
り管路654に戻る。必要に応じて水流を庶断するために
手装作庶断バルブ658が設けられている。室18および20
に使用する冷却水供給装置は室14に使用するものと同一
である。したがって、室18および20の冷却装置について
は詳細に説明しない。

管648を流れる冷却水は矢印で示すように分岐管路66
0、662に導かれそれぞれの室14、16に導かれる。管路66
0から、冷却水は管路198を通って室14のそれぞれの前側
および後側に供給される。室のそれぞれの側で、水は一
つの陰極アセンブリ40、結合管路667、他の陰極アセン
ブリ40を通って流れ、戻り管路200を経て分岐管路664に
戻る。管路664から、水は管路652と管路654とを経て冷
却装置636に流れる。隔離バルブ666は管路660とそれぞ
れの管路198との間の水供給管路に設置される。同様な
隔離バルブ668は管路200と戻り管路664との間に挿入さ
れる。室14の前部または後部にある一組の陰極40を通る
流路に関連する一組のバルブ666、668が閉じると、それ
ぞれの組の陰極が修理その他の目的で冷却水供給装置か
ら分離される。また、コンピュータで監視される水流ス
イッチ670が管路200と664との間に設置されている。こ
れらのスイッチによりコンピュータは前部および後部の
組の陰極アセンブリ40を流れる水を検出し、冷却水がア
センブリに供給されていない事態が起こったとき陰極ア
センブリへの電力供給を止める。

室16においては、管路662からの水は隔離バルブ672、
RF整合回路網674を通してそれぞれの陰極アセンブリ42
に導かれる。これらの陰極アセンブリからの出口管路20
0はRF回路網674、隔離バルブ676および水流スイッチ678
を通って水戻り分岐管路680に達する。管路680から、水
は管路652に戻り、管路654を経て冷却装置636に戻る。
バルブ672、676の組はバルブ666と668とのように動作し
て陰極アセンブリ42を水冷却装置から選択的に分離す
る。他に、水流スイッチ678は前述のスイッチ670と同様
に同作する。

真空ポンピング装置とスパッタガス供給装置 第１図の装置に利用されるスパッタガス供給装置およ
び真空ポンピング装置を第32図に示す。

スパッタガスはスパッタ処理のため一つ以上のスパッ
タガス装置684から室14から18まで供給される。このよ
うな一つの装置は代表的に使用するスパッタガスの種類
ごとに利用される。源686からのアルゴンまたは他のス
パッタガスがレギュレータ688を通り、手操作庶断バル
ブ690を過ぎ、２ミクロンのフィルタ692を通って供給さ
れる。フィルタ692から、スパッタガスは導管694を経由
し、流量インジケータ696、コンピュータ制御ソレノイ
ド作動バルブ698およびニードル・バルブ700は室へ適切
なガス流量が供給されるように調節される。ソレノイド
制御バルブ698はコンピュータ46からの命令に応じて開
閉し必要に応じてスパッタガスを室14に供給する。導管
702はスパッタガスをフィルタ692から同じ種類のガスを
使用する他の室へ供給される。このような各室にはそれ
自身の流量インジケータ、ソレノイド制御バルブ、およ
びニードル・バルブが設けられている。

真空ポンピング・スタック34のそれぞれは市場から入
手できる構成部品で構成されている。更にポンピング・
スタック34は室12および14に使用するポンピング・スタ
ックと同じであり、これに関連して説明することにす
る。

各真空ポンピング・スタック34は低温ポンプ708に結
合している低温圧縮機706を備えている。ポンプ708は低
温トラップ712と連絡している可変速オリフィス・スロ
ットル・バルブ710と結合している。トラップ712は高真
空バルブ714により室12と選択的に結合している。低温
トラップ712には通気孔716が設けられている。下に説明
する目的のため装置に入ってくる管路には適切なソレノ
イド作動バルブ720、722、724および726が設けられてい
る。ただし、一般に、バルブ720は粗真空バルブから成
り、バルブ724には真空系浄化バルブから成り、バルブ7
26は空気換気バルブから構成されている。その他に、液
体窒素充填制御バルブ728も設けられている。更に、73
0、732および734と番号を付けたゲージが真空系監視用
として設けられている。

最初の三つの室12、14および16は粗真空管路738によ
り機械的粗真空ポンピング装置736を結合している。粗
真空交差バルブ790は機械式ポンピング装置を、管路739
を介して、室18〜22と選択的に結合させ、他の機械ポン
ピング装置を管路738を介して、必要に応じて室12〜16
と選択的に結合させる。機械式ポンピング装置736は機
械式ポンプ740、コンピュータ制御ソレノイド作動バル
ブ742およびベローズ744を備えている。また、分子ふる
い750がポンプ740と室12、14および16のそれぞれのバル
ブとの間の粗管路738に設置されている。ふるいヒータ
付きふるいが室18、20および22の粗管路739に設けられ
ている。加えて、圧力ゲージ752と754とが機械式粗ポン
ピング装置の状態を監視するために設けられている。

液体窒素は適温トラップ712のそれぞれに管路785を経
て液体窒素供給装置は第１および第２の液体窒素タンク
762、764、圧力解放バルブ766、768および770およびコ
ンピュータ制御ソレノイド作動流量バルブ782、784およ
び786を備えている。

ゲージ730は室の圧力を監視するもので室12内に粗真
空が作られたことを監視する粗真空ゲージを備えてい
る。この粗真空ゲージは市場から入手できる形式のもの
で、ゲージ圧力に対応する電気信号を伝達する。この電
気信号はコンピュータ46に伝達されて室の圧力を監視す
る。ゲージ730はまた高真空が下に説明するように作ら
れつつあるとき室12の真空を監視する高真空イオン・ゲ
ージを備えている。その他に、ゲージ730はサーミスタ
・ゲージを備えている。

適当な粗真空ゲージはGranville−Phillips会社が製
造している275シリーズのコンベクトロン・ゲージであ
る。適切なイオンおよびサーミスター・ゲージはPerkin
−Elmer社のDGC−III型真空ゲージである。その他にゲ
ージ732は低温ゲージから成り、ゲージ734はコンベクト
ロン・ゲージで構成してよに。室の圧力を監視するゲー
ジ730は室12、16および20に対して同じである。ただ
し、室16では、粗圧ゲージとしてキャパシタンス・マノ
メータ・ゲージを使用する。室14と18とのゲージ730はM
KSInstrumentsが製造している227型ゲージのようなキャ
パシタンス・マノメータ・ゲージから構成されている。
また、第32図には示していないが、高周波スパッタ室16
は必要に応じてスパッタガスを加熱する従来式の熱フィ
ラメントを備えている。

上のゲージのそれぞれは、上述の粗真空ゲージのよう
に、測定しているパラメータに対応する電気信号を発生
する形式のものでよい。このような信号はコンピュータ
46に伝達され、これにより監視される。

室22に使用する真空ポンピング装置36は、スロットル
・バルブ710、低温トラッププ712、液体窒素充填バルブ
728および液体窒素源を使用しない点を除けば、室14に
使用するポンピング装置と同様である。完全に処理した
基板は室22で受け取られ次いでアンロードされるので、
その後者の室で真空を他の室における程高くすることは
他の室における程重要ではない。このことについては、
スロットル・バルブの構成要素を低温ポンプと接触させ
ることにより、低温トラップ712、液体窒素供給源およ
び窒素充填バルブ728を他の室から同様に無くすことが
できる。

真空ポンピング装置の動作は第32図を参照すれば理解
することができる。基板を載せているキャリヤ220のト
レイ270が室12で丁度ロードされ、この室に通ずるドア
を閉じて室を密閉したと仮定する。また粗真空がポンピ
ング装置の低温部で機械式ポンプ740によりバルブ720と
724により確立されていると仮定する。この場合、バル
ブ724と726とは閉じられる。また、高真空バルブ714は
室12と低温トラップ712との間の経路を閉じる。ただし
粗バルブ722と粗真空ポンプ・バルブ742は開く。ポンプ
740は室12からバルブ714、722および742を通る経路を経
て粗真空に引く。粗真空が装置内に、たとえば、１ミリ
トール（0.13パスカル）が作られると、バルブ722や閉
じる。次に高真空バルブ714が開き、低音ポンプ708が所
要の真空を室12に維持しつづけるように動作する。

供給装置760からの液体窒素は液体窒素充填制御バル
ブ728を経て低温トラップ712に供宮され、高真空の設定
に役に立つ。高真空が確立すると、室がしっかり密閉さ
れているため、室12内に高真空が維持される。その他
に、室12は分離バルブにより隣接する室から選択的に隔
離されるので、この室に隣接する室の内部に前から存在
している真空を乱すことなく真空を作ることができる。

室12の中に、この室を隣接する室に対して解放する前
に、極度の高真空を作り出すことが重要である。たとえ
ば、１×10^-7トール（1.33×10^-5パスカル）の程度の真
空を室12に作り出す。そうしないと、ある汚染、たとえ
ば室12にロードされた新鮮な基板からの水蒸気が、キャ
リヤ220を室14に運ぶとき残る。この水蒸気はプロセス
で製造したディスクの一様性を乱すおそれがある。濾過
した窒素のような浄化用ガスを管路788に沿ってバルブ7
24および726を通して所望のときに供給して真空ポンピ
ング装置を浄化し、ドアを開き処理すべき別の基板をロ
ードする前に室12の中の真空を徐く。

処理室14から20において、これらの室に最初に高真空
を作り出してから、室をガス装置684からのスパッタガ
スで所望圧力に加圧する。

真空装置のこれ以上の理解は下に示すコンピュータ・
ロジックの説明とアルゴリズムとから明らかになるであ
ろう。

コンピュータ制御システム 第１図と関連して前述したように、プログラムされた
デジタルコンピュータ46はターミナル48に接続され、本
装置を監視し、制御するために使用される。コンピュー
タ46としては、例えばヒューレット・パッカード社製モ
デル1000プログラマブル・ディジタル・コンピュータが
ある。このコンピュータで使用される制御ソフトウエア
は、第１図の処理システムにおけるサブシステム、例え
ば真空ポンピング・サブシステム、材料処理サブシステ
ム、スパッタサブシステムを制御するよう設計される。
６トラック駆動モータ626の駆動シャフトの位置はトラ
ック駆動エンコーダを介して監視される。モータ626は
コンピュータ46の制御下で、モータ駆動パルスによって
ステップされる。コンピュータはこれら駆動パルス、こ
のパルスのカウント数、エンコーダからのフィードバッ
クを監視し、システム中の輸送器の位置が知られる。同
様なステップモータ338、510はプランジャの回転、載荷
除荷機構の移動体330の位置を制御する。エンコーダか
らのフィードバックは、載荷および除荷駆動機構に対し
てもまた与えられる。したがって、12個のステップモー
タ軸がコンピュータにより監視される。追加的なエンコ
ーダ・フィードバックシステムが使用されない場合、各
プランジャー軸は、インデクサー（indexer）とドライ
ブカードを有する市販のステップモータ・コントローラ
を使用する。このコントローラとしては、Superior El
ectric Companyから“Modulynx control system"と
して市販されているものを使用できる。インデクサーは
ステップモータ510の巻線を順次付勢するために必要な
一連のタイミングのとれたパルスを発生し、そしてモー
タシャフトおよびプランジャ228を回転させる。以下に
説明するように、コンピュータはステップモータ制御器
と交信し、所望の速度、加速度、他のパラメータをイン
デクサー・カードにプログラムし、そしてステップモー
タが所望の出力を発生するようにインデクサーの動作を
制御する。駆動カードは、ステップモータ510の各シャ
フトに必要なトルクを発生するのに必要なレベルにイン
デクサー・パルスを増幅する。輸送器駆動機構226に対
するチェイン駆動モータ626およびローダ／アンローダ
モータ338を制御する手段はインデクサー・カード、駆
動カウント・カード、およびカウント比較カードを含ん
でいる。このようなカウント比較カードは、前述した
“Modulynx system"の一部分として使用可能である。
このインデクサーと駆動カードとの機能は前述したプラ
ンジャモータ510に対するものと同一である。カウント
比較カードは、チェイン駆動モータとローダ／アンロー
ダモータのそれぞれと関連したシャフトエンコーダから
伝送されたパルスを計数するために使用される。

したがって、ステップモータの動作を監視する閉ルー
プが構成され、その結果モータシャフトの実際の回転、
したがって駆動される要素が進行した距離を、移動終了
後に確かめることができる。

ステップモータ・コントローラとコンピュータ46との
間の情報交換は、該コントローラ中の市販のインタフェ
ースカードを介して行われる。これらのインタフェース
カードはコンピュータをインデクサーとカウント比較カ
ードとにリンクさせる。ステップモータの動作中、イン
デクサー・カードは稼動中を示す信号を発生し、この信
号はデータ集録制御ユニットにより検出され、そして通
常のデータ集録制御ユニット・インタフェースを介して
コンピュータに与えられる。データ集録制御ユニット
は、市販のファンクション・カードを使用しているヒュ
ーレット・パッカード社製モデル3497Aメインフレーム
・コンピュータであってよい。本装置において、２また
はそれ以上のこのようなユニットが使用される。

データ集録制御ユニットは、第１図の装置のハードウ
エアをコンピュータに接続する。このユニット中では、
４つの異なる形式のファンクション・カードが使用され
る。第１の形式のファンクション・カードは16チャネル
デジタル入力カードであり、ステップモータ・コントロ
ーラ中のインデクサー・カードからの稼働中を示す信号
と、第１図の装置中のすべてのリミット・スイッチの状
態とを検出するために使用される。これらのデジタル・
カードは被検出要素の状態に対応する信号を発生する。
そしてこれらの信号はデータ集録制御ユニットを介して
コンピュータにより読み込まれる。

第２の形式のファンクション・カードは８チャネル高
電圧アクチュエータ・カードであり、第１図の装置中に
使用されるソレノイドを制御するために使用される。各
カードは８個のプログラマブル・リレーを含んでいる。
これらのカードからの信号に応答して、ソレノイドは動
作し、バルブシリンダ30、プランジャ228のシリンダ47
0、506および他の空気制御される要素を制御するための
空気圧を提供する。加えて、他の要素（スパッタ電源を
含む）もこのようなアクチュエータにより制御される。

データ集録制御ユニット中で使用される第３の形式の
ファンクション・カードは20チャネルアナログマルチプ
レクサ・カードであり、選択されたアナログ電圧信号を
該ユニット中の内部電圧計に与えるために使用される。
各カードは低レベルのアナログ信号を通過させるのに適
した20個のリレーを含んでいる。デジタル・コンピュー
タは、対応するマルチプレクサ・リレーをプログラムす
ることによって、マルチプレクサ・カードから興味ある
アナログ信号を選択する。そしてコンピュータにより、
データ集録制御ユニット・インタフェースを介して内部
電圧計を動作させる。そしてその電圧は、コンピュータ
により、圧力のような物理パラメータに変換される。そ
の結果、コンピュータは、本装置中の真空や他のパラメ
ータ監視装置間をインタフェースしていることになる。

最後の形式のファンクション・カードはデュアル電圧
・デジタル／アナログ出力カードである。これらのカー
ドはコンピュータ46によって発生された数を対応する制
御電圧レベルに変換するために使用される。各カード
は、15ミリアンペアで−10V〜＋10Vの電圧信号を発生で
きる２チャンネルのデジタル／アナログ変換能力をも
つ。これらのデジタル／アナログ・カードを介して、コ
ンピュータは電圧基準を要求する素子を直接制御する。
例えば、第１図の装置中の高周波スパッタ室16中で使用
される高周波源からの出力電力はこの方法で制御され
る。

上述した各データ集録制御ユニットは内部クロックを
含み、これは、本装置がシステムタイムを確立するため
に付勢されるときにコンピュータにより読み込まれる。

第32図に示した真空ゲージは真空ポンピング・システ
ム34、36の動作を制御する場合に使用される真空測定を
行う。この真空ゲージは、上述したマルチプレクサ・カ
ードを介して間接的にコンピュータ46とインタフェース
するアナログ出力を有する。上述したように、コンピュ
ータは、検出された圧力のデジタル表示を得るために上
記出力をモニタする。このグループの装置はコンベクト
ロン・ゲージ、温度センサ、キャパシタンス・マノメー
タ・ゲージを含む。すべてのコンピュータ制御機能はコ
ンピュータ46中のソフトウエアにより行われる。コンピ
ュータ中の内部ハードデスクはデータとプログラムの記
憶のために使用される。内部のマイクロ・フロッピィデ
スクはプログラムおよびデータの入出力用に使用され
る。加えて、第１図のターミナル48は、本装置の性能を
監視するためのシステム・コンソールとログ、操作者に
よるコマンドエントリ・ターミナル、および装置の状態
を表示するカラーグラフィック・ターミナルを含む。制
御システムからのハードコピー出力をうるためにプリン
タを使用することもできる。

第１図の装置を制御するためのコンピュータ46の動作
は、上記した説明と以下の説明とにより、当業者にとっ
て容易に理解できる。以下に、第１図の装置の基本制御
プロセスを達成するために行われる制御アルゴリズムを
示す。

材料処理システム制御プロセス キャリアのロード・プロセス このプロセスは、載荷室12中の輸送器へキャリアを移
行するための準備として、次に有効なキャリア220を遊
星トレイ270からローダ腕320の指322へ移行するために
使用される。

１）キャリア220がローダ指322上にあれば、ステップ８
にスキップ。

２）もし遊星トレイ270が空であれば、エラーとする。

３）もし第１輸送器222が室12中にあれば、室12から14
へのゲートバルブ28を開放し、第１輸送器222を室12か
ら14へ移行する。

４）ローダ腕320を降下位置に置く。

５）次に有効なキャリア220のトレイ位置へローダ腕320
を移行し、そして指322をハブ278中に挿入する。

６）ローダ腕320を上昇位置に置く。

７）キャリア220をトラックに整列させた状態で、ロー
ダ腕320をロード位置に移行する。

８）終了。

材料移行プロセス このプロセスはキャリアをソース室から指定室へ輸送
するために使用される。ここで、指定室とは本プロセス
における次の室を意味する。このプロセスにおいては、
３個のサブプロセスが使用され、これらは主たる材料移
行プロセスの前に説明される。

材料移行プロセス 材料をキャリアに移行するサブプロセス このプロセスはキャリア220をプランジャ228から室内
の輸送器222へ移行するために使用される。

アルゴリズム： １）輸送器222が室内にない場合は、エラーとして終了
する。

２）室が12または22である場合は、キャリア220は室内
の輸送器上にあり、ステップ16へスキップする。

３）キャリア220がプランジャ228上にない場合は、エラ
ーとして終了する。

４）プランジャが挿入されるならば（室内の前進位置
に）ステップ９へスキップする。

５）一時休止を要求した操作者によるチェック ６）輸送器222を駐留位置へ移行する。

７）一時休止を要求した操作者によるチェック ８）プランジャを挿入する（前進させる）。

９）一時休止を要求した操作者によるチェック 10）輸送器がロード位置にない場合は、輸送器をロード
位置へ移行する。

11）一時休止を要求した操作者によるチェック 12）プランジャのグリップを解除する。

13）一時休止を要求した操作者によるチェック 14）プランジャ228を引込める（後位置に移行）。

15）一時休止を要求した操作者によるチェック 16）終了 材料移行プロセス 材料をプランジャに移行するサブプロセス このプロセスはキャリア220を輸送器222から室内のプ
ランジャ228へ移行するために使用される。

アルゴリズム： １）もし室が12または22であるか、またはキャリア220
がプランジャ上にあるならば、ステップ14へスキップす
る。

２）もし輸送器222が室内にない場合は、エラーとして
終了する。

３）もしキャリア220が輸送器222上になければ、エラー
として終了する。

４）一時休止を要求した操作者によるチェック ５）もしプランジャ228が室内に挿入されている場合
は、それを引込める（後方に移行）。

６）もしプランジャ・チップ232がクランプ位置にあれ
ば、それを解除する。

７）一時休止を要求した操作者によるチェック ８）輸送器がロード位置にない場合は、輸送器をロード
位置に移行する。

９）一時休止を要求した操作者によるチェック 10）プランジャをハブ278中に挿入する（前方に移
行）。

11）一時休止を要求した操作者によるチェック 12）プランジャ・チップ232をハブ278にクランプする。

13）一時休止を要求した操作者によるチェック 14）終了 材料移行プロセス 材料をローダからキャリアに移行するサブプロセス このプロセスはキャリア220をローダ272から載荷室12
中の輸送器へ移行するめに使用される。

アルゴリズム： １）キャリア220がローダ腕320上にない場合は、エラー
として終了する。

２）ローダ腕320が降下位置にある場合は、そのアーム
腕を上昇位置へ置く。

３）ローダ腕320がロード位置にある場合は、ステップ
６へスキップする。

４）輸送器222が載荷室12中にある場合には、室12から1
4へのバルブをオープンし、輸送器を室14へ移行する。

５）ローダをロード位置へ移行する。

６）輸送器を室12中のロード位置へ移行する。

７）ローダ腕320を降下位置へ置く。

８）室12の背壁に接近した駐留位置へローダ腕320を移
行する。

主材料移行プロセス アルゴリズム（主プロセスに対する）： １）キャリア220がソース室にない場合には、エラーと
して終了する。

２）キャリア220が指定室にある場合には、エラーをも
って休止する。

３）指定室中にキャリア220がいなくなるまで、または
操作者にによってこのプロセスが廃棄されるまで、ステ
ップ２を繰返す。

４）キャリアを輸送するためにどの輸送器が使用される
かを以下のように決定する。

ソース室 使用されるキャリア 12 １ 14 １ 16 ２ 18 ２ 18 ２ 20 ３ ５）ソース室と指定室との間の現在のバルブ状態を記録
する（オープン又はクローズ）。

６）バルブが閉じていれば、それをオープンする。

７）もしソース室が12であれば、前述した“材料をロー
ダからキャリアに移行するサブプロセス”を、または次
の２個のサブプロセスを実行する。

7a）ステップ４で選択された輸送器をソース室中のロー
ド位置に移行する。

7b）ソース室中で“材料をキャリアに移行するサブプロ
セス”を実行する。

８）ステップ４で選択された輸送器を指定室中のロード
位置へ移行する。

９）もしソース室が輸送器のホーム室（第１輸送器に対
して室14、第２輸送器に対して室18、第３輸送器に対し
て室22）であれば、次の２個のサブステップを実行す
る。

9a）指定室中で、“材料をプランジャに移行するサブシ
ステム”を実行する。

9b）ステップ４で選択した輸送器をソース室へ移行す
る。

10）ソース室と指定室との間のバルブをクローズする。

除荷室へキャリアを移行するプロセス このプロセスは、輸送器から、除荷室22中の遊星トレ
イ270のうち次に有効な位置にキャリア220を移行するた
めに使用される。

アルゴリズム： １）輸送器がロード位置にない場合には、エラーとして
終了する。

２）ローダ腕320が除荷室22中の駐留位置にない場合に
は、エラーとして終了する。

３）キャリア220がローダ腕上にある場合には、エラー
として終了する。

４）キャリア220が輸送器上にない場合には、ステップ1
3にスキップする。

５）ローダ腕320を降下位置に置く。

６）ローダ腕320をロード位置へ移行する。

７）ローダ腕320を上昇位置に置く。

８）輸送器を駐留位置に移行する。

９）もし遊星トレイ270が満杯ならば、ステップ12へス
キップする。

10）ローダ腕320を次に有効なトレイ位置に移行する。

11）ローダ腕320を降下位置へ置く。

12）ローダ腕320を駐留位置へ移行する。

13）終了 スパッタ・プロセス 材料の処理 このプロセスは選択された室中で付着を行うために使
用される。このプロセスではいくつかのサブプロセスが
用いられ、これらは主スパッタ・プロセスを述べる前に
説明される。以下に述べるいくつかのサブプロセスは、
前述した材料処理システム制御プロセスにおいて述べら
れている。

スパッタ・プロセス 室内のガス圧調整サブシステム 本プロセスは、プラズマを点火する以前に、室内のス
パッタガスの圧力を所定レベルとするために使用され
る。

アルゴリズム： １）一時休止を要求した操作者によるチェック ２）スロットルバルブ710を閉じる。

３）プロセス・ガスバルブを開く。

４）プロセスガスの安定化時間を待つ。

５）１秒間待つ。

６）室の圧力を読む。

７）室の圧力がプロセスのガス圧力許容値以内になるま
で、または所定時間が経過するまで、ステップ５および
６を繰返す。

８）もし所定時間が経過したならば、エラーでもって休
止する（再試みを要求した操作者によって、再度所定時
間によりステップ５から８を実行する）。

９）所定期間が経過してまたは経過しない時点で、操作
者がこのプロセスを続けるかまたは廃棄するまでステッ
プ５から８を繰返す。

スパッタ・プロセス スパッタ監視スタート・サブプロセス 本プロセスは以下に述べるようにスパッタ監視プロセ
スを開始し、主スパッタプロセスと同時に進行する。こ
のプロセスの働きは付着動作を監視することである。

アルゴリズム： １）ハンドシェーク・フラグを偽にセットする。

２）スパッタ監視プロセスをスタートする。

３）ハンドシェーク・フラグが真にセットされるのを待
つ（このことはスパッタ監視プロセスが継続動作以前に
進行しているのを保証する）。

スパッタ・プロセス パワー上昇サブプロセス このプロセスは室内のRFパワー発生器のパワーレベル
を所望のスパッタ・パワーに上昇（ランプ・アップ）さ
せるために使用される。

アルゴリズム： １）次のように前面および後面電力源に対する電力増分
値を計算する。

前面電力源の増分値＝前面電力源の電力値／ランプのス
テップ数 後面電力源の増分値＝後面電力源の電力値／ランプのス
テップ数 ２）前面および後面電力源の蓄積値を零にセットする。

３）以下のように前記蓄積値を増分する。

前面電力源の蓄積値＝該電力源の蓄積値＋増分値 後面電力源の蓄積値＝該電力源の蓄積値＋増分値 ４）前面および後面電力源の電力値を前記前面および後
面の蓄積値にセットする。

５）ステップ当りの時間を待つ。

６）ステップ３から５を繰返す。

７）前面および後面電力源の電力値を１）で述べた電力
値にセットする（これが実際の必要とされる電力値であ
る）。

スパッタ・プロセス 電力スタート・サブプロセス このプロセスは室内にプラズマを点火するために使用
される。

アルゴリズム： １）もしターゲット中に水の流れがない場合には、エラ
ーとして休止する。

２）室内のすべてのスパッタ電力源に対する“Power o
ff"リレー接点を閉結する。

３）室内のすべてのスパッタ電力源に対する“Power o
n"リレー接点を閉結する。

４）テスラコイルをターン・オンする。

５）もし電力源がRFであれば、次の２個のサブステップ
を実行する。

5a）テスラの前投（予備）点火時間を待つ。

5b）前述した電力上昇サブプロセスを実行する。

６）“プラズマ・オン”フラグを真にセットし、付着が
開始したことをスパッタ監視プロセスに示す。

スパッタ・プロセス 電力停止サブプロセス このサブプロセスは室内のスパッタリングを終了する
ために使用される。

アルゴリズム： １）もし電力源がRFであれば、次のサブステップを実行
する。

1a）室内のすべての電力源の出力電力レベルを零にセッ
トする。

1b）テスラの前段点火時間を待つ。

２）室内のすべてのスパッタ電力源に対する“Power o
ff"リレー接点を開放する。

３）“プラズマ・オン”フラグを偽にセットし、付着は
完了したことをスパッタ監視プロセスに示す。

スパッタ・プロセス 室内でのスパッタ・サブプロセス このサブプロセスはプランジャ228の回転をスタート
させ、プラズマを点火させ、および室内での付着プロセ
スの時間的調整を行うために使用される。

アルゴリムズ： １）スパッタ監視スタート・サブプロセスを実行する。

２）一時休止を要求した操作者によるチェック ３）そのメモリ区画内のプロセスをロックする（付着プ
ロセスの正確なタイミングをとるために）。

４）プランジャ228の回転時間を次のように計算する。

回転時間＝プロセス時間＋５秒 もしスパッタ電源がRFであれば、プラズマ点火、電力
上昇、および電力降下のための付加的な時間を追加す
る。

回転時間＝回転時間＋テスラの前投点火時間 ＋（ランプのステップ数×ステップ当りの時間） ＋テスラの後投点火時間 ５）プランジャの回転スタート ６）電力スタートサブプロセスを実行する。

７）プロセス時間を待つ。

８）電力停止サブプロセスを実行する。

９）そのメモリ区画内のプロセスのロックをはずす（し
たがって、他のプロセスがそのメモリを共有できる）。

10）プロセスガスバルブ698を閉結する。

11）スロットルバルブ710を開放する。

12）プランジャ228の回転がストップするのを待つ。

スパッタ・プロセス 材料プロセス アルゴリズム： １）一時休止を要求した操作者によるチェック ２）選択した室中において“材料をプランジャに移行す
るサブプロセス”を実行する。

３）もし輸送器がその室内にあれば、それを駐留位置に
移行する。

４）その室のゲートバルブを閉結する。

５）前投の付着遅延を待つ。

６）一時休止を要求した操作者によるチェック ７）“室内のガス圧調整サブプロセス”を実行する。

８）一時休止を要求した操作者によるチェック ９）“室内でのスパッタサブプロセス”を実行する。

10）一時休止を要求した操作者によるチェック 11）後投の付着遅延を待つ。

スパッタ・プロセス スパッタ監視プロセス このプロセスは選択した室内での付着を監視するため
に使用される。これは前述した“スパッタ監視スタート
・サブプロセス”によって自動的にスタートされる。

アルゴリズム： １）ハンドシェイク・フラグを真にセットし、スパッタ
監視プロセスが進行中であることを付着プロセスに示
す。

２）プラズマ・オン・フラグがセットされるのを、また
は所定期間が経過するまで待つ。所定期間の経過は、付
着プロセスに対する処理時間を待った後に生ずるであろ
う。

３）もし所定期間の経過が生ずるならば、終了する。

４）テスラの後投の点火時間を待つ。

５）その室内のすべてのスパッタ電力に対する“パワー
・オン”リレー接点を開放する。

６）テスラコイルをターン・オフする。

７）室の圧力を読む。

８）圧力の和および圧力の２乗の和を計算する。

９）１秒間だけ待つ。

10）もしターゲット中に水の流れがないならば、電源を
ターン・オフし、エラーでもって終了する。

11）付着プロセスが終了するまで、または室圧を再びサ
ンプルする時点までステップ９と10を繰返す。

12）付着プロセスが終了するまでステップ７から11を繰
返す。

13）圧力サンプルの平均値および標準偏差を計算する。

自動付着プロセス このプロセスは，自動モード・ラン状態において、す
べての処理室14から20を通って、単一のキャリア220を
載荷室12から除荷室22へ循環させるために使用される。
このプロセスの必要とされるくり返し数は、自動動作が
開始されるときに決められる。前述したスパッタプロセ
スの多くがこのプロセスで使用される。

アルゴリズム： １）“キャリアのロードプロセス”を実行する。

２）“材料移行プロセス”を実行し、現在の室を室14に
セットする。

３）もし処理がその現在の室内で必要ならば、この室に
対して“材料処理プロセス”を実行する。

４）その現在の室に対して“材料移行プロセス”を実行
し、そしてその現在の室を次の室にセットする。

５）室14から20について、ステップ３と４を繰返す。

６）“除荷室へキャリアを移行するプロセス”を実行す
る。

真空ポンピング・システム・プロセス 粗ポンピング・ラインの解除サブプロセス このサブプロセスは、後述する粗ポンピング取得サブ
プロセスと共に主真空プロセスで使用され、２個の粗ポ
ンピングライン（径路）の使用を管理し、分配する。こ
れは、主プロセスによって所有されているあらゆる粗ポ
ンピングラインの所有を解除し、それらが主プロセスに
よって使用されていない場合にはそれらを使用できるよ
うにす。これはまた、２個の粗ポンピングライン（第32
図には１個のみが示されている）を室12、14、16または
室18、20、22へ接続するよう粗クロスバルブ790を制御
する。

アルゴリズム： １）もし両方の粗ポンプがライン上にあり、そして少な
くとも１個の粗ラインが主プロセスによって所有されて
いる場合には、粗クロスバルブを閉結しそしてステップ
３へスキップする。

２）もし少なくとも１個の粗ポンプがライン上にあり、
そして両方の粗ラインが主プロセスによって所有されて
いる場合には、粗クロスバルブを開放し、そしてステッ
プ３へスキップする。

３）もし右側の粗ラインが主プロセスによって所有され
ている場合には、その所有権を解除する。

４）もし左側の粗ラインが主プロセスによって所有され
ている場合には、その所有権を解除する。

真空ポンピング・システム・プロセス 粗ポンプをライン上に置くサブプロセス このサブプロセスは、主真空プロセスによって、粗ポ
ンプをライン上に置くために使用される。このことは一
般に、電力消滅後に必要とされる。

アルゴリズム： １）もし両方の粗ポンプがライン上にある場合は、ステ
ップ６へスキップする。

２）両方の粗ラインの所有権を得るように試みる。それ
ぞれ１秒以下で試みる。

３）もし左側の粗ポンプがライン上になく、且つそのポ
ンプの圧力がそのポンプをライン上に置くのに要する圧
力よりも低く、且つ左側の粗ラインが所有されており、
且つ（右側の粗ラインが所有されているかまたは粗クロ
スバルブが閉結しているならば）、左側の粗ポンプカッ
トオフバルブを開放する。

４）もし右側の粗ポンプがライン上になく、且つそのポ
ンプの圧力がそれをライン上に置くのに要する圧力より
も低く、且つ右側の粗ラインが所有されており、且つ
（左側の粗ラインが所有されているかまたは粗クロスバ
ルブが閉結しているならば）、右側の粗ポンプカットオ
フバルブを開放する。

５）“粗ポンピングラインの解除サブプロセス”を実行
する。

６）終了 真空ポンピングシステム・プロセス 粗ラインのポンプサブプロセス このサブプロセスは、特定の粗ラインがその使用のた
めに、主真空プロセスによって要求された圧力へポンプ
されうることを証明するために使用される。これは使用
されるその粗ポンプがライン上にあることを仮定する。

アルゴリズム： １）粗ライン圧力が適当な圧力になるのを待つ。粗ライ
ンのタイムアウト（time out）値の後タイムアウトと
する。

２）もしステップ１がタイムアウトするならば、次のサ
ブステップを実行する。

2a）粗ポンプバルブを閉結する。

2b）エラーをもって休止する。

2c）もし操作者によって再試みが要求されるならば、粗
ポンプバルブを開放し、新しいタイムアウト期間をもっ
て再びステップ１と２を実行する。

３）ステップ１がタイムアウトしなくなるまで、または
操作者によってこのプロセスが続けられまたは廃棄され
るまでステップ１と２を繰返す。

真空ポンピングシステムプロセス 粗ライン取得サブプロセス このサブプロセスは、前述した粗ライン解除サブプロ
セスと共に主プロセスによって使用され、２個の粗ライ
ンの使用を管理し、分配する。

もし主真空プロセスによって要求されるならば、これ
は特定の粗ラインおよび他の粗ラインの所有権を取得す
る。これはその粗ラインがポンプされうることを証明す
る。これは、粗クロスバルブを開放することによって、
単一の粗ポンプがライン上にある場合を扱う。

アルゴリズム： １）“粗ポンプをライン上に置くサブプロセス”を実行
する。

２）もし両方の粗ポンプがライン上にあるならば、ステ
ップ３から９を実行し、他の場合はステップ10へスキッ
プする。

３）その粗ラインの所有権を得る。

４）その粗ラインに対するすべての室の粗および低温再
生バルブを閉結する。

５）粗クロスバルブを閉結する。

６）その粗ラインに対して“粗ラインポンプ・サブプロ
セス”を実行する。

７）もし主真空プロセスによって他の粗ラインが要求さ
れる場合には、10秒間だけ、その他の粗ラインの所有権
を得るよう試みる。

８）もし所有権がステップ７で得られるようならば、次
のサブステップを実行する。

8a）他の粗ラインに対するすべての室の粗および低温再
生バルブを閉結する。

8b）他の粗ラインに対して“粗ラインポンプ・サブプロ
セス”を実行する。

９）ステップ15へスキップする。

10）もしライン上に粗ポンプが存在しない場合には、エ
ラーでもって終了する。

11）両方の粗ラインの所有権を得る。

12）両方の粗ラインに対するすべての室の粗および低温
再生バルブを閉結する。

13）粗クロスバルブを開放する。

14）その粗ラインに対して“粗ラインポンプサブプロセ
ス”を実行する。これは１個の粗ポンプにより両方の粗
ラインをポンピングする効果を持つ。なぜならば、１個
のポンプがライン上にあるが粗クロスバルブは開放して
いるからである。

15）終了 真空ポンピングシステムプロセス 高真空サブプロセス このサブプロセスは本システムの室を高真空モードに
置くために使用される。後述する“室を粗真空にするサ
ブプロセス”がこの主高真空サブプロセス中で使用され
る。

真空ポンピングシステムプロセス 高真空サブプロセス 室を粗真空にするサブプロセス このサブプロセスは、室を低クロスオーバ圧力にする
ために使用される。このクロスオーバ圧力は予め決定さ
れたレベル（例えば100マイクロトール（0.013パルスカ
ル））にある。ここで粗真空は、真空システムの高真空
部分によって行われる高真空に対して充分に低いレベル
に達成される。

アルゴリズム： １）もし室圧が低クロスオーバ圧力に等しいかそれ以下
ならば、ステップ10へスキップする。

２）“粗ライン取得サブプロセス”を実行する。

３）対応する室のゲートバルブ28、プロセスガスバルブ
698、ベントバルブ726、粗バルブ722および高真空バル
ブ710を閉結する。

４）一時休止を要求した操作者によるチェック ５）室の粗バルブ722を開放する。

６）室圧が低クロスオーバ圧力に到達するのを待つ。室
の粗タイムアウト以上は待たない。

７）室の粗バルブ722を閉結する。

８）もしタイムアウトが生ずるならば、エラーでもって
休止する（再試みを要求した操作者によって、ステップ
５〜８が新しいタイムアウト値により再び実行され
る）。

９）タイムアウトが発生しなくなるまで、または操作者
がそのプロセスを継続しまたは廃棄するまでステップ５
〜８を繰り返す。

10）終了 真空ポンピングシステムプロセス 高真空サブプロセス アルゴリズム： １）もし高真空バルブ710が開放しているならば、ステ
ップ10へスキップ。

２）一時休止を要求した操作者によるチェック ３）室のゲートバルブを閉結する。

４）一時休止を要求した操作者によるチェック ５）“室を粗真空にするサブシステム”を実行する。

６）クロスオーバ遅延を待つ。

７）室圧を読む。

８）室圧が高クロスオーバ圧力よりも低くなるまで、ま
たは許容される繰り返し数が行われるまでステップ４〜
７を繰り返す。

９）“粗ライン解除サブプロセス”を実行する。

10）もし室圧が高クロスオーバ圧力より低くないなら
ば、エラーでもって休止する（再試みを要求した操作者
によって、繰り返しセットをもってステップ４〜10が再
び実行される）。

11）室圧が高クロスオーバ圧力よりも低くなるまで、ま
たはプロセスが操作者によって継続されまたは廃棄され
るまでステップ４〜10を繰り返す。

12）一時休止を要求した操作者によるチェック 13）関連する室の隔離バルブ、プロセスガス・バルブ・
ベントバルブ、粗および高真空バルブを閉結する。

14）その室の高真空バルブ710を開放する。

真空ポンピングプロセス ベントプロセス このプロセスは本システムの室を外部圧力へ通気する
ために使用される。

アルゴリズム： １）室の隔離バルブ、プロセスガス・バルブ、ベントバ
ルブ粗および高真空バルブを閉結する。

２）一時休止を要求した操作者によるチェック。

３）その室のベントバルブ726を開放する。

４）ベントタイムを待つ。

５）室のベントバルブを閉結する。

真空ポンピングシステムプロセス クライオポンプの粗引きと冷却プロセス このプロセスはクライオポンプを粗引きし、冷却する
ために使用される。これは再生および回復プロセスによ
って使用される。いくつかのサブシステムがこのプロセ
スにおいてのみ使用される。主プロセス以前に行われ
る。

アルゴリズム： １）もしクライオ圧力が、低クライオ・クロスオーバ圧
力に等しいか、それ以下ならば、ステップ12へスキップ
する。

２）クライオポンプを真空ポンピングシステムの残余部
分から隔離する。

３）“粗ライン取得サブプロセス”を実行する。

４）一時休止を要求した操作者によるチェック。

５）クライオ・コンプレッサーをオフ。

６）ベークアウト（bakeout）完了フラグを偽にセット
し、粗ラインに対する分子ふるいが使用されており、そ
してベークアウトを要求していることを示す。

７）クライオ再生バルブ720を開放する。

８）クライオ圧力が低クライオクロスオーバ圧力に到達
するのを待つ。しかし、粗クライオタイムアウト値より
長くは待たない。

９）クライオ再生バルブ720を閉結する。

10）もしステップ８がタイムアウトすれば、エラーでも
って休止する（再試みを要求した操作者によって、新し
いタイムアウト期間をもってステップ７〜10が再び実行
されるであろう）。

11）クライオ圧力が低クライオクロスオーバ圧力より低
くなるまで、または操作者がこのプロセスを継続しまた
は廃棄するまでステップ７〜10を繰り返す。

12）終了 真空ポンピングシステムプロセス クライオポンプの粗引きと冷却プロセス クライオポンプの冷却サブプロセス このサブプロセスはクライオポンプを所望の冷却終点
温度に冷却するために使用される。

アルゴリズム： １）もしクライオ温度がクライオ終点温度以下であれ
ば、クライオコンプレッサーをオンとし、ステップ７へ
スキップする。

２）一時休止を要求した操作者によるチェック。

３）クライオコンプレッサーをオン。

４）クライオ温度が冷却クライオ終点温度に到達するの
を待つ。しかし冷却クライオ・タイムアウトよりも長く
待たない。

５）ステップ４がタイムアウトするならば、次のサブス
テップを実行する。

5a）クライオコンプレッサーをオフ。

5b）エラーでもって休止する（再試みを操作者が要求す
ると、新しいタイムアウト期間をもってステップ３〜５
を再び実行する）。

６）クライオ温度が冷却クライオ終点温度以下になるま
で、または操作者がこのプロセスを継続するかまたは廃
棄するまで、ステップ３〜５を繰り返す。

７）終了 真空ポンピングシステムプロセス クライオポンプの粗引きと冷却プロセス（主プロセス） アルゴリズム： １）一時休止を要求した操作者によるチェック ２）“クライオポンプの粗引きをサブプロセス”を実行
する。

３）クライオクロスオーバ遅延を待つ。

４）クライオ圧力を読む。

５）クライオ圧力が高クライオクロスオーバ圧力より低
くなるまで、または最大許容繰返しが実行されるまで、
ステップ２〜４を繰り返す。

６）“粗ライン解除サブプロセス”を実行する。

７）もしクライオ圧力が高クライオクロスオーバ圧力よ
りも高くなるならば、エラーをもって休止する（操作者
が再試みを要求すると、新しい期間でもってステップ２
〜７を再び実行する）。

８）クライオ圧力が高クロスオーバ圧力より低くなるま
で、または操作者がこのプロセスを継続するかまたは廃
棄するまで、ステップ２〜７を繰り返す。

９）“クライオポンプ冷却サブプロセス”を実行する。

真空ポンピングシステムプロセス ふるいのベークアウトプロセス このプロセスは粗ポンプシステムの一方または両方の
分子ふるいトラップ750をベークアウトするために使用
される。

アルゴリズム： １）“粗ライン取得サブプロセス”を実行する。

２）もしその粗ラインに対するベークアウト完了フラグ
が真であれば、ステップ11へスキップする。

３）両方のふるいがベークアウトされるべきか否かを決
定する。もし両方の粗ラインが主プロセスによって所有
されるならば、両方のふるいがベークアウトされるべき
である。

４）その粗ラインに対するふるいヒータをオン ５）もし両方のふるいがベークアウトされるべきなら
ば、その粗ラインに対するふるいヒータをオン ６）ベークアウト遅延時間を待つ。

７）“粗ラインポンプサブプロセス”を実行する。

８）その粗ラインに対するふるいヒータをオフ ９）その粗ラインに対するベークアウト完了フラグを真
にセットし、その粗ラインに対するふるいがベークアウ
トされているのを示す。

10）両方のふるいがベークアウトされたならば、次のサ
ブステップを実行する。

10a）他の粗ラインに対するふるいヒータをオフ 10b）他の粗ラインに対するベークアウト完了フラグを
真にセットする。

11）“粗ライン解除サブプロセス”を実行する。

真空ポンピングシステムプロセス 再生プロセス このプロセスはこのシステムのクライオポンプを再生
するために使用される。この再生プロセスにおいていく
つかのサブプロセスが使用され、これらをまず説明す
る。

真空ポンピングシステムプロセス 再生プロセス ベークアウト開始サブプロセス このサブプロセスはふるい・ベークアウトプロセスを
開始する。

アルゴリズム： １）ふるい・ベークアウトプロセスを開始する。

真空ポンピングシステムプロセス 再生プロセス クライオポンプのパージングと暖めサブプロセス このサブプロセスはクライオポンプを室温に持って行
くために使用される。クライオポンプはこの温度が達成
された後に、付加的な時間の間パージングされる。

アルゴリズム： １）“ふるい・ベークアウトサブプロセス開始サブプロ
セス”を実行する。

２）このクライオポンピング装置に対する高真空バル
ブ、パージバルブおよび再生バルブを閉結する。

３）一時休止を要求した操作者によるチェック。

４）クライオ・コンプレッサーをオフ ５）クライオパージバルブを開放する。

６）クライオポンプが室温に到達するか、パージタイム
アウトとなるか、どちらかが先に生ずるまで待つ。

７）もしタイムアウトが生ずるならば、エラーでもって
休止する（再試みを操作者が要求すると、新しいタイム
アウト値をもってステップ６および７が再び実行され
る）。

８）室温が達成されるまで、または操作者がそのプロセ
スを継続するかまたは廃棄するまで、ステップ６および
７を繰り返す。

９）一時休止を要求した操作者によるチェック。

10）付加的パージ時間を待つ。

11）一時休止を要求した操作者によるチェック。

12）ベークアウト完了フラグが真にセットされるのを待
つ。しかしベークアウト遅延時間＋粗ラインタイムアウ
ト時間よりも長くは待たない（このフラグはステップ１
で開始したふるい・ベークアウトが完了することを示
す）。

13）一時休止を要求した操作者によるチェック 14）クライオパージバルブを閉結する。

15）もしステップ12でタイムアウトが生じるならば、終
了する。

真空ポンピングシシテムプロセス 再生プロセス（主プロセス） アルゴリズム： １）冷却トラップ充填コントローラ728をオフとするよ
う操作者メッセージを発生する。

２）高真空バルブ710（開放または閉結されている）の
状態を記録。

３）クライオポンプに対する高真空バルブ710、パージ
バルブ724および再生バルブ720を閉結する。

４）一時休止を要求した操作者によるチェック ５）“クライオポンプのパージングと暖めサブプロセ
ス”を実行する。

６）一時休止を要求した操作者によるチェック。

７）“クライオポンプの粗引きと冷却プロセス”を実行
する。

８）休止を要求した操作者によるチェック ９）もし高真空バルブの記録された状態が開放ならば、
高真空サブプロセス”を実行する。

真空ポンピングシステムプロセス 回復プロセス このプロセスは電力消滅（電力破壊）の後、クライオ
ポンプを回復するために使用される。

このプロセスは電力消滅後に自動的に開始される。

アルゴリズム： １）再生が許容されるかどうかを決定する。

２）“粗ポンプをライン上に置くサブプロセス”を実行
する。

３）クライオ温度と圧力を読む。

４）もしクライオ温度が冷却クライオ終点温度以下であ
れば、またはクライオ圧力が低クライオクロスオーバ圧
力以下であれば、現在の室に対する“粗引きと冷却プロ
セス”を開始し、そしてステップ６へスキップする。

５）もし再生が許容されるならば、現在の室に対する再
生プロセスを開始するか、またはそのクライオポンプが
再生される必要があるということを示すメッセージを記
録する。

６）室12〜22に対してステップ３〜５を繰り返す。

本発明を実施する第１の装置の動作 無電解ニッケルメッキされたアルミニウム基板のよう
な基板が、まず最初に、処理する以前に、適当に洗浄さ
れる。

例えば、基板は、蒸留されそして10ミクロン・フィル
タによりろ過された1.1.1トリクロロエチレンによりス
プレーされる。これにより、研摩剤や残余物が基板から
除去される。そして次に159゜〜162℃に加熱され、且つ
10ミクロン以下にろ過された1.1.1トリクロロエチレン
を含む脱脂槽中で超音波洗浄される。基板は前記槽上の
蒸気領域を介して上昇される。そして、159゜〜162℃に
加熱され、且つ10ミクロン以下にろ過された1.1.1トリ
クロロエチレンを含む第２槽中に降下され、そして再び
超音波洗浄される。基板は上記槽上の蒸気領域を介して
上昇され、そして1.1.1トリクロロエチレン（159゜〜16
2℃の沸騰槽から蒸留される）を含む別の槽中に降下さ
れる。この最後の槽から、基板は蒸気領域中に上昇さ
れ、そしてゆっくりした速度で上昇されその蒸気領域を
離れる。これら後者の数ステップは基板表面から付着マ
ークを除去する。洗浄された基板は密封された箱の中に
貯蔵される。なお必要ならば付加的な洗浄動作が行われ
てもよい。

室12（クリーンルーム）中に基板トレイを載荷した
後、室12中の真空が達成される。

また室14〜22中でも真空が達成される。加えて、陰極
アセンブリ40、42を安定動作状態にするために、これら
アセンブリは前段（予備）スパッタされる。

室12中のローダ272は最初のキャリヤ220をトレイから
ピックアップし、そしてそれを室12中のラックの中心に
置く。そして輸送器222が室12中に入り込み、そしてキ
ャリアといっしょにロードされる。そしてロードされた
輸送器は室14に移行する。室14中のプランジャ228は遊
星キャリアのハブ278中に挿入され、把持し、輸送器か
ら遊星キャリアを持ち上げる。そして輸送器は、室14中
のスパッタ陰極アセンブリ40の方向から離れるようにシ
フトされる。そしてプランジャ278は遊星トレイ220と支
持された基板とを回転し、第１層のスパッタリング（例
えばクロム）が行われる。このスパッタに続いて、室14
中の輸送器222はキャリア220を室16中に移行し、そして
室14に対する別のキャリアを供給するために室12に戻
る。第２の輸送器は室16中で処理された基板を室18へ移
行し、また室18中で処理された基板を室20へ移行する。
この方法において、連続的にクロム、コバルト・白金、
クロムおよび炭素層が基板上にスパッタされる。最後
に、第３の輸送器が処理された基板を室20から22へ移行
する。キャリア220は除荷機構272によってこの第３輸送
器から除荷され、そしてトレイ270上に置かれる。この
方法で処理が継続する。

最終の遊星キャリア220が室12中のトレイから持ち上
げられ、そして室14へ移行された後、室12中の真空は解
除され、そしてこの室のドア68が開放される。そして次
の基板トレイがロードされる。このロード動作の期間
中、室14は室12から隔離される。所望の真空が室12中に
再び確立された後、この新しいトレイから第１キャリア
220を取得するために、室14からの第１輸送器が室12へ
復帰する。

同様に、室22中のトレイが充填された後、室20と22が
隔離され、そして室22が開放され、充填されたトレイを
空のトレイと交換できるようにする。そして室22中の真
空が再び確立される。その後、室20と22間でキャリアが
再び移行される。

ハウジング26中の隔離バルブはある室と他の室とを隔
離する。そのためスパッタに影響を及ぼすパラメータが
各室において最適化される。加えて処理速度が向上され
る。何故ならば、遊星キャリアを含む別の基板トレイが
室12へロードされ、または室22から除去される期間中に
処理を継続できるからである。

第33図の装置（第２の装置） 本発明を実施する第２の装置が第33図に示されてい
る。この第２の装置は、第１図に示したような室12、1
4、16、20および22を含む。加えて、これら室を互いに
選択的に隔離する隔離バルブが提供される。

第33図から判るように、この第２の装置は処理室18を
除去している。よって、処理期間中、キャリア220は次
の順序で室を介して移行される。基板上に下部層をスパ
ッタするために、キャリア220は載荷室12から室14へ移
行される。第２層の付着のために、キャリア220は室14
から室16へ移行される。第３層の付着のために、キャリ
ア220は、室16から、室18ではなくて室14で復帰され
る。この場合に、第１、第３の付着層は同一物質（例え
ばクロム）である。スパッタリング、電力および他のパ
ラメータは、この第３層の付着を調整するために、室14
において調整される。例えば第３層を第１層よりも薄く
するようにである。３個の付着層を含んでいる基板は、
第４の層を付着するために室14から室20へ移行される。
最後に、キャリア220は室20から22へ移行される。

単一の輸送器222が、上記シーケンスを実行するため
に使用されてもよい。しかし第１図の場合のように３個
の輸送器を使用するのがよい。第１の輸送器は室12から
14へ移行し、第２輸送器は室14、16、20間を移行し、そ
して第３輸送器は室20、22間を移行する。

第33図の装置では、室14が２回の付着のために利用さ
れるので、その速度は第１図の装置に比べ若干遅い。に
もかかわらず、本発明を実施するこれらの装置において
は、一方の端部から他端へ一方向にのみキャリア220を
移行することを必要とするものではないことを、この第
２の装置はは示している。

第34図の装置（第３の装置） 本発明を実施する第３の装置が第34図に示されてい
る。この第３の装置は、第１図に示したものと同様であ
るが、載荷室12が変形されており、これは前述した室12
と同様な一対の載荷室12a、12bを含んでいる。加えて、
インタフェース室12cが使用される。インタフェース室1
2cは載荷室12a、12bと第１処理室14との間に配置され
る。

この第３の装置は、また４個の輸送器222が使用され
る。第１輸送器は室12cの背面に配置されたトラック224
a上を室12a、12c間で移行する。第２輸送器は室12b、12
cおよび14間を移行する。第３輸送器は室14、16、18間
を移行する。最後に、第４輸送器は室18、20、22間を移
行する。

第１図の装置においては、室12と14間の移行が許され
る以前に、室12中の真空を所望の高真空レベルにする必
要があり、その真空を得るための実質的な時間を必要と
する。いくつかの場合において、処理の遅延が発生す
る。何故ならば、所望の真空が室12中に達成され、そし
てキャリア220が室12から14へ再び移行されるまでのあ
る期間中室14が空になるからである。本実施例ではこの
ような遅延を除去している。

特に、キャリア220のトレイ270は室12aまたは12b中に
置かれる。これらの室中で真空が達成される。キャリア
220はこれらの室の一方（例えば12b）から輸送器へロー
ドされる。輸送器は前述した処理のために、インタフェ
ース室12cを介して室14へキャリアを運ぶ。室12b中でキ
ャリアが空になると、室12a中のキャリアを用いて処理
が続行する。すなわち、背面の輸送器222は室12aからキ
ャリアを得、それをインタフェース室12cへ運ぶ。プラ
ンジャ228（前述したと同様なもの）は、遊星キャリア
を室12cの方向に持上げ、それを輸送器にロードするた
めに使用される。この後者の輸送器は、基板処理を続行
するために、このキャリアを室14へ運ぶ。キャリアが室
12aから移行されている期間中、新しいトレイが室12b中
に置かれ、そしてこの室で真空が再び確立される。その
後、室12a中のキャリアが空になると、再び充填された
室12b中のキャリアが使用される。また室12bからのキャ
リアが使用されている期間中、新しい一群のキャリアが
室12a中にロードされる。したがって、第34回の実施例
においては、処理用の後続室へ連続的にキャリアを供給
するために、動作載荷室が交互に使用される。

また除荷室は、載荷室12a、12bと同様に、除荷インタ
フェース室（12c）と共に２個の除荷室を含んでもよ
い。しかしこれは一般的には使用されない。即ち、処理
されたディスクの不均一性は、室12から室14への未処理
基板の移行によって運ばれる水蒸気のような汚染体によ
って特に影響を受けるからである。室12を高真空にポン
ピングすることによって、このような影響は除去され
る。しかしながら、ディクはそれが完全に処理された後
にはそれほど敏感ではない。従って、室12中の真空レベ
ル性の高真空レベルに到達するのを待たないでも、ディ
スクを室20から22へ移行してもよい。

加えて、洗浄目的のためにスパッタエッチングが室12
および12c中で行われてもよい。スパッタエッチングを
行うために、スパッタアセンブリとプランジャがこれら
の室中で利用される。スパッタエッチングは、プランジ
ャ228、したがってキャリア（プランジャと支持された
基板へ装着される）を負にバイアスすることによって達
成される。これにより、基板に衝突し、少量の物質を基
板から除去する正イオンがプラズマ中に発生する。実質
的に均一なエッチングが生ずる。何故ならば、エッチン
グの期間中に基板へ与えられる遊星運動により基板の両
面がプラズマに露出されるからである。また付加的な処
理装置790が室12または12c中に配置されてもよい。この
ような装置は、洗浄目的のために基板にイオンを衝突さ
せる市販のイオン銃を含んでよい。または、付加的にこ
の装置は、基板を室14へ移行する以前に基板を加熱する
ための基板ヒータを含んでもよい。

なお、上述した本発明の原理や実施例に基づいて、当
業者は種々の変形を考えうるが、これら変形も本発明の
範囲に入るものである。

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭56−81675（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−100270（ＪＰ，Ａ)

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】第１直径をもつ第１物質で形成された円形
   ベース部材と、内側直径と前記第１直径よりも小さい外
   側直径とをもち前記ベース部材と同心状に配置される第
   ２物質で形成されたリング部材と、前記リング部材の外
   側直径よりも小さく且つ前記リング部材の内側直径より
   も大きな外側直径を有し前記リング部材の内側周辺部分
   を覆って前記ベース部材と同心状に配置される前記第１
   物質で形成されたクランプリング部材とより成るターゲ
   ットであって、該ターゲットに対して相対移動する基板
   上に該基板の半径方向で保磁度勾配を持つ前記第１、第
   ２物質を含む磁性層をスパッタ付着するための磁性層を
   スパッタ付着するためのターゲット。
2. 【請求項２】前記第１物質はコバルトであり、前記第２
   物質は白金である特許請求の範囲第１項記載の磁性層を
   スパッタ付着するためのターゲット。