(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
成膜室内にターゲットを配置し、前記ターゲットと対向して設けられた基板の内周部に非成膜部分を形成する際、基板の内周部に内周マスクを装着した状態で前記基板に成膜を行い、内周マスクに形成された非成膜部分を保持して内周マスクを着脱する成膜方法であって、
側面に切り込み溝が形成され、前記切り込み溝の端は前記ターゲットの外周縁と前記切り込み溝の開口端縁とを結ぶ仮想円錐よりも内部に位置すると共に、前記切り込み溝で２分割された内周マスクを用い、切り込み構造によって形成された非成膜部分を保持して内周マスクを着脱することを特徴とする成膜方法。
【請求項２】
基板の内周部に非成膜部分を形成する成膜方法において、基板の内周部に内周マスクを装着した状態で成膜室で成膜した後、内周マスクに形成された非成膜部分を保持して内周マスクを着脱する成膜方法であって、基板の内周部を覆うマスク部とマスク部を基板に対して離間させた状態で支持する支持部とを有する内周マスクを用い、成膜した後マスク部を基板に対して離間させ、支持部の非成膜部分を保持して内周マスクを着脱することを特徴とする成膜方法。
【請求項３】
磁石を内蔵させた内周マスクを用い、磁気吸着によって非接触でマスク部を基板に対して離間させた後、支持部の非成膜部分を保持して内周マスクを着脱することを特徴とする請求項２記載の成膜方法。
【請求項４】
基板の内周部に非成膜部分を形成する成膜方法において、基板の内周部に内周マスクを装着した状態で成膜室で成膜した後、内周マスクに形成された非成膜部分を保持して内周マスクを着脱する成膜方法であって、基板の内周部を覆う内周マスクに対して基板の裏面側から分離可能に結合できかつ内周マスクを基板に当接した位置と離間した位置との間で移動させることができるアームを用い、成膜した後アームにて内周マスクを基板に対して離間させた後、内周マスクの非成膜部分を保持して内周マスクを着脱することを特徴とする成膜方法。
【請求項５】
成膜室内にターゲットを配置し、前記ターゲットと対向して設けられた基板の内周部に内周マスクを装着して成膜し、基板の内周部に非成膜部分を形成する成膜装置であって、
内周マスクは、その側面に非成膜部分を形成する切り込み溝が形成され、前記切り込み溝の端は前記ターゲットの外周縁と前記切り込み溝の開口端縁とを結ぶ仮想円錐よりも内部に位置すると共に、前記切り込み溝で２分割され、内周マスクを着脱する着脱アームに
非成膜部分を保持する保持部を設けたことを特徴とする成膜装置。
【請求項６】
基板の内周部に内周マスクを装着して成膜し、基板の内周部に非成膜部分を形成する成膜装置であって、内周マスクに基板の内周部を覆うマスク部とマスク部を基板に対して離間させた状態で支持する支持部とを設け、内周マスクに磁石を内蔵させ、内周マスクを着脱する着脱アームに磁石を吸引してマスク部を基板から離間させる電磁石と内周マスクの位置検出センサと非成膜部分を保持する保持部を設けたことを特徴とする成膜装置。
【請求項７】
基板の内周部に内周マスクを装着して成膜し、基板の内周部に非成膜部分を形成する成膜装置であって、内周マスクに対して基板の裏面側から分離可能に結合できかつ内周マスクを基板に当接した位置と離間した位置との間で移動させることができるアームを設け、内周マスクを着脱する着脱アームに内周マスクの非成膜部分を保持する保持部を設けたことを特徴とする成膜装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は成膜方法及び装置に関し、特に光ディスクなどのドーナツ状の基板の内周部に非成膜部分を形成する成膜方法及び装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、光ディスクは、ドーナツ状のポリカーボネートの基板上に記録膜や保護膜などを層状に有することで、信号の記録や再生の機能を実現している。また、光ディスクの内周部分には、製造上及び使用上の取扱い並びに記録再生特性の確保に必要なため、非成膜領域が設けられている。
【０００３】
このため、スパッタ装置などを用いて光ディスクの薄膜を成膜する際には、ディスクの内周部分に内周マスクを装着した状態で成膜し、成膜後その内周マスクを取り外すことによって非成膜領域を形成している。
【０００４】
以下、従来のスパッタ装置を用いた光ディスクの成膜工程を図８〜図１０を参照して説明する。図８において、スパッタ装置３０は、中央の搬送室３２の周囲に内周マスク着脱室３１と複数の成膜室１が配設され、内周マスク着脱室３１に対して基板を搬入・搬出する基板搬入出機構３３が設けられている。
【０００５】
まず、未成膜のドーナツ状の基板２が基板搬入出機構３３にて内周マスク着脱室３１に搬入され、内周マスク着脱室３１で内周マスク１０を装着される。内周マスク１０を装着された基板２は、搬送室３２に配設された搬送手段（図示せず）にて破線矢印で示すように各成膜室１に順次搬送されてそれぞれでスパッタ成膜される。成膜が完了した基板２は、内周マスク着脱室３１にて内周マスク１０を取り外した後、基板搬入出機構３３にて外部に搬出され、取り外された内周マスク１０は次の未成膜基板２に装着される。
【０００６】
このように内周マスク１０は繰り返し使用されるため、内周マスク１０上には膜が堆積して行き、堆積した膜はその厚みが厚くなると膜応力による変形の増大や欠陥の成長などで剥離してダストとなり、成膜中に膜内に取り込まれ、製品の欠陥となる。そのため、内周マスク１０はダストが剥離する前に定期的に交換され、膜が堆積した内周マスク１０は機械的又は化学的方法により膜を除去されて再使用される。
【０００７】
図９を参照して成膜室１における成膜工程を説明すると、成膜室１には、直流又は交流の高圧電源６を接続されたターゲット３と、ガスを供給する供給ライン４と、排気する排気ライン５とが設けられ、内周マスク１０を装着した基板２がターゲット３と対向して配置されるように構成されている。
【０００８】
このような構成において、排気ライン５を使ってガスを排気しながら、ガスの供給ライン４よりアルゴンなどのガスを導入し、高圧電源６により高電圧をターゲット３に印加すると、放電が起こってアルゴンなどのガスがイオンと電子に電離され、プラズマ５０が発生する。イオンは負の所定電圧にバイアスされたターゲット３に衝突し、ターゲット原子を叩き出し、ターゲット３がスパッタされる。スパッタされたターゲット原子（以下スパッタ粒子と称す）は基板２に付着し、基板２上に薄膜２０が形成される。このとき、内周マスク１０のターゲット３と対向する部分にも薄膜２０が形成される。
【０００９】
次に、図１０を参照して内周マスク着脱室３１において基板２から内周マスク１０を取り外す工程を説明する。なお、基板２及び内周マスク１０はそれらに共通の中心軸線９に対して対称である。また、内周マスク１０はその一部が鉄などの磁性体にて構成されている。内周マスク着脱室３１には、中心軸線９の延長線上に沿って内周マスク１０の前面に対して接近離間移動可能な着脱アーム１２が配設され、その先端部に電磁石２１が設けられている。
【００１０】
この構成において、まず電磁石２１に電流を流さない状態で、図１０の（ａ）に示すように電磁石２１が基板２に近づくように着脱アーム１２を移動させ、次に（ｂ）に示すように電磁石２１を内周マスク１０に接触させ、その電磁石２１に電流を流して内周マスク１０を磁気吸着によって保持する。さらに、（ｃ）に示すように電磁石２１に電流を流したまま、着脱アーム１２を基板２から遠ざかるように移動させ、内周マスク１０を基板２から取り外す。また、内周マスク１０を基板２に装着する工程は上記工程と逆となる。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の構成では内周マスク１０の薄膜２０が付着した面を保持して、内周マスク１０の取り外しを行っているため、薄膜２０の膜厚が厚くなると、吸着保持時の衝撃で薄膜２０が剥がれ、ダストを発生する。ダストは、成膜中に膜内に取り込まれて製品欠陥となるため、内周マスク１０を頻繁に交換してダストが発生しないようにする必要があり、内周マスク１０の再生費が高くつくとともに、装置の稼働率の低下を来すという問題があった。
【００１２】
なお、特開平７−２３５０８５号公報には、吸着面に弾性体を介在させ、衝撃を緩和する方法が開示されているが、近年、光ディスクのトラックピッチは狭小化しており、ダスト低減に対する要求が厳しくなっているので、このような方法では十分ではない。
【００１３】
本発明は、上記従来の問題点に鑑み、内周マスクを連続使用できる期間を長期化し、内周マスクの再生費の低減と装置の稼働率の向上を実現できる成膜方法及び装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の成膜方法は、成膜室内にターゲットを配置し、前記ターゲットと対向して設けられた基板の内周部に非成膜部分を形成する成膜方法において、基板の内周部に内周マスクを装着した状態で前記基板に成膜を行い、内周マスクに形成された非成膜部分を保持して内周マスクを取り外すことを共通の特徴点とするものであり、内周マスクを保持する時に薄膜の付着した部分に衝撃を与えないので、薄膜の剥離が抑えられ、内周マスクを連続使用できる期間を長期化し、内周マスクの再生費の低減と装置の稼働率の向上を実現できる。
【００１５】
具体的には、側面に切り込み溝が形成され、前記切り込み溝の端は前記ターゲットの外周縁と前記切り込み溝の開口端縁とを結ぶ仮想円錐よりも内部に位置すると共に、前記切り込み溝で２分割された内周マスクを用い、内周マスクの再生時の薄膜の除去を容易に完全に行うことができるものである。
【００１６】
また、基板の内周部を覆うマスク部とマスク部を基板に対して離間させた状態で支持する支持部とを有する内周マスクを用い、成膜した後マスク部を基板に対して離間させ、支持部の非成膜部分を保持して内周マスクを取り外すこともできる。
【００１７】
その際に、磁石を内蔵させた内周マスクを用い、磁気吸着によって非接触でマスク部を基板に対して離間させた後、支持部の非成膜部分を保持して内周マスクを着脱することもできる。
【００１８】
また、基板の内周部を覆う内周マスクに対して基板の裏面側から分離可能に結合できかつ内周マスクを基板に当接した位置と離間した位置との間で移動させることができるアームを用い、成膜した後アームにて内周マスクを基板に対して離間させた後、内周マスクの非成膜部分を保持して内周マスクを着脱することもできる。
【００２０】
また、本発明の成膜装置は、成膜室内にターゲットを配置し、前記ターゲットと対向して設けられた基板の内周部に内周マスクを装着して成膜し、基板の内周部に非成膜部分を形成する成膜装置であって、内周マスクの側面に非成膜部分を形成する切り込み溝構造を形成され、前記切り込み溝の端は前記ターゲットの外周縁と前記切り込み溝の開口端縁とを結ぶ仮想円錐よりも内部に位置すると共に、前記切り込み溝で２分割され、内周マスクを着脱する着脱アームに非成膜部分を保持する保持部を設けたものであり、内周マスクの再生時の薄膜の除去を容易に完全に行うことができる。
【００２１】
また、内周マスクに基板の内周部を覆うマスク部とマスク部を基板に対して離間させた状態で支持する支持部とを設け、内周マスクに磁石を内蔵させ、内周マスクを着脱する着脱アームに磁石を吸引してマスク部を基板から離間させる電磁石と内周マスクの位置検出センサと非成膜部分を保持する保持部を設けても、上記方法を実施してその作用効果を奏することができる。
【００２２】
また、内周マスクに対して基板の裏面側から分離可能に結合できかつ内周マスクを基板に当接した位置と離間した位置との間で移動させることができるアームを設け、内周マスクを着脱する着脱アームに内周マスクの非成膜部分を保持する保持部を設けても、上記方法を実施してその作用効果を奏することができる。
【００２４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の成膜方法及び装置の各実施形態について、図１〜図７を参照して説明する。
【００２５】
（第１の実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態について、図１〜図３を参照して説明する。成膜工程を示す図１において、１は成膜室であり、ガスを供給する供給ライン４とガスを排気する排気ライン５が接続されている。２はポリカーボネートなどの素材でドーナツ状に形成された基板である。３は、成膜室１の一側壁に配設されたターゲットであり、直流または交流の高圧電源６が接続されている。７は成膜室１とターゲット３を絶縁する絶縁物である。１０は基板２の内周部に装着された内周マスクである。内周マスク１０には、その外周側面に環状に切り込み溝１１が形成され、その切り込み端１１ａはターゲット３の外周縁３ａと切り込み溝１１の開口端縁１１ｂとを結ぶ仮想円錐６０よりも内部に位置し、スパッタ粒子が切り込み端１１ａに付着しないように構成されている。
【００２６】
内周マスク１０の着脱工程を示す図２において、９は基板２と内周マスク１０の共通の中心軸線であり、１２は中心軸線９に沿って基板２に対して遠近方向に移動して内周マスク１０を基板２に対して着脱するための着脱アームであり、内周マスク１０の切り込み端１１ａを挟持して内周マスク１０を保持する挟持機構１３を備えている。
【００２７】
以上の構成における成膜工程では、まず、成膜室１内に内周マスク１０を装着した基板２をターゲット３と対向するように配置する。次に、成膜室１内のガスを排気ライン５より排気しつつ、供給ライン４よりアルゴンガスなどのガスを供給する。次に、ターゲット３に対して直流または交流の高電圧を高圧電源６より印加すると放電が起こり、ガスがイオンと電子に電離し、プラズマ５０が発生する。イオンは負の所定電圧にバイアスされたターゲット３に衝突し、スパッタ粒子を叩き出す。そのスパッタ粒子は、基板２のターゲット３に対向する面に付着して基板２上に薄膜２０が形成される。このとき、内周マスク１０のターゲット３に対向する面にもスパッタ粒子が飛来して薄膜２０を形成するが、内周マスク１０の側面に形成した切り込み溝１１の切り込み端１１ａにはスパッタ粒子が付着することはほとんどない。
【００２８】
基板２に対する薄膜２０の形成が終了すると、基板２は内周マスク１０の着脱工程に搬送される。この着脱工程では、まず図２の（ａ）に示すように、着脱アーム１２がその挟持機構１３を開いた状態で中心軸線９に沿って基板２に近づくように移動し、内周マスク１０の切り込み溝１１に挟持機構１３が対向する位置で停止する。次に、（ｂ）に示すように挟持機構１３を閉じて内周マスク１０のスパッタ粒子が付着していない切り込み溝１１の切り込み端１１ａを挟持し、内周マスク１０を保持する。その後、（ｃ）に示すように挟持機構１３を閉じた状態で着脱アーム１２を中心軸線９に沿って基板２から遠ざかる方向に移動させ、内周マスク１０を基板２から取り外す。なお、内周マスク１０を基板２に装着する工程は上記と逆となる。
【００２９】
このように内周マスク１０の側面に切り込み溝１１を形成してターゲット３に対向しない切り込み端１１ａを設けることにより、この切り込み端１１ａにはスパッタ粒子が付着せず、内周マスク１０の着脱時にこの切り込み端１１ａを保持することにより、スパッタ粒子が付着した部分に衝撃を与えずに済み、薄膜２０の剥離を抑えることができ、内周マスク１０の連続使用期間を長期化することができる。
【００３０】
なお、図１、図２に図示した内周マスク１０は全体が一体のものを示したが、図３に示すように、内周マスク１０を切り込み溝１１の部分で分割し、内周マスク本体１０１とその上にねじ１０３にて締結固定される上部マスク１０２にて構成してもよい。上部マスク１０２は、内周マスク本体１０１と接合する小径軸部１０２ａの先端に大径フランジ１０２ｂを形成して構成され、その小径軸部１０２ａの外周が切り込み端１１ａを、大径フランジ１０２ｂの外周が切り込み溝１１の開口端縁１１ｂを構成している。
【００３１】
このように内周マスク１０を切り込み溝１１の部分で分解できるように構成すると、内周マスク１０の再生時に切り込み溝１１内に回り込んだ僅かな薄膜２０を除去する際に容易に完全に除去できるという利点がある。
【００３２】
（第２の実施形態）
次に、本発明の第２の実施形態について、図４を参照して説明する。なお、以下の実施形態の説明においては、上記第１の実施形態と同一の構成要素について同一の参照符号を付して説明を省略し、相違点のみを説明する。
【００３３】
図４において、内周マスク１０は、基板２のターゲット３と対向する面の内周部を覆うマスク部１０ａとマスク部１０ａを基板２に対して離間させた状態で支持する支持軸部１０ｂにて構成され、その支持軸部１０ｂのマスク部１０ａ近傍に磁石１４が埋め込まれている。
【００３４】
また、着脱アーム１２の先端部には挟持機構１３とともに電磁石１５が配設され、また挟持機構１３には内周マスク１０の位置を判断する位置検出センサ１６が配設されている。この位置検出センサ１６は、内周マスク１０の支持軸部１０ｂを挟持機構１３にて保持することが可能でかつマスク部１０ａが着脱アーム１２に接触しない位置にあるときにオンとなるように構成されている。
【００３５】
内周マスク１０の着脱工程では、まず図４の（ａ）に示すように、挟持機構１３を開き、電磁石１５に電流を流さない状態で着脱アーム１２を中心軸線９に沿って基板２に近づくように移動させ、支持軸部１０ｂを挟持機構１３で保持できる位置で停止させる。次に、（ｂ）に示すように電磁石１５に電流を流すことにより内周マスク１０を基板２から引き出す。次に、位置検出センサ１６がオンとなった時点で、（ｃ）に示すように挟持機構１３を閉じて内周マスク１０のターゲット３と対向しない部分である支持軸部１０ｂを保持し、電磁石１５に流していた電流を切る。次に、（ｄ）に示すように挟持機構１３を閉じたまま着脱アーム１２を基板２から遠ざかるように移動させ、内周マスク１０を基板２から取り外す。なお、内周マスク１０を基板２に装着する工程は上記と逆となる。
【００３６】
このように内周マスク１０のターゲット３とは対向しない支持軸部１０ｂにはスパッタ粒子が付着していないので、着脱に際してこの支持軸部１０ｂを保持するようにすることで、着脱に際して薄膜の付着した部分に衝撃を与えず、薄膜の剥離が抑えられ、内周マスク１０の連続使用期間を長期化することができる。
【００３７】
（第３の実施形態）
次に、本発明の第３の実施形態について、図５を参照して説明する。図５において、基板２の薄膜２０を形成する面とは反対側の裏面側に、内周マスク１０を分離可能に保持した状態でマスク部１０ａが基板２に当接した位置と離間した位置との間で内周マスク１０を移動させる押出しアーム１７が配設されている。内周マスク１０と押出しアーム１７は、内周マスク１０の装着軸部１０ｃの先端と押出しアーム１７の先端に取付けられた磁石１８ａ、１８ｂの磁気吸着によって分離可能に結合されている。
【００３８】
内周マスク１０の着脱工程では、まず図５の（ａ）に示すように、着脱アーム１２の挟持機構１３を開き、次に（ｂ）に示すように押出しアーム１７を移動させ、内周マスク１０をその装着軸部１０ｃを挟持機構１３にて保持できる位置まで押し出す。次に、（ｃ）に示すように挟持機構１３を閉じて内周マスク１０のターゲット３と対向しない部分である装着軸部１０ｃを保持する。次に（ｄ）に示すように挟持機構１３を閉じたまま、押出しアーム１７を戻すことにより、磁石１８ａ、１８ｂの吸着結合が解除されて押出しアーム１７から分離され、内周マスク１０が基板２から取り外されて着脱アーム１２にて保持され、内周マスク１０を基板２から取り外す動作が完了する。内周マスク１０を基板２に装着する工程は上記の逆となる。
【００３９】
このように、内周マスク１０の装着軸部１０ｃはターゲット３と対向しない部分であり、ターゲット３から飛来したスパッタ粒子が付着しないので、着脱に際してこの装着軸部１０ｃを保持することにより、着脱に際して薄膜２０の付着した部分に衝撃を与えず、薄膜２０の剥離が抑えられ、内周マスク１０の連続使用期間を長期化することができる。
【００４０】
（第４の実施形態）
次に、本発明の第４の実施形態について、図６、図７を参照して説明する。図６において、成膜室１内に内周マスク１０の中央部を覆うインナーマスク１９が配設されている。このインナーマスク１９は、ブリッジ１９ａにて成膜室１の壁面で支持しても良いし、ターゲット３側から支持してもよい。このような構成の成膜室１にて基板２に成膜を行うと、内周マスク１０のマスク部１０ａの中央部に、図７の（ａ）に示すように、薄膜２０が形成されない非成膜部分１０ｄが形成される。
【００４１】
内周マスク１０の着脱工程では、図７の（ａ）に示すように、基板２と内周マスク１０の共通の中心軸線９の延長線上に沿って基板２に対して遠近方向に移動可能な着脱アーム１２の先端部に電磁石２１が設けられている。この電磁石２１の先端面２１ａは内周マスク１０の非成膜部分１０ｄに入る大きさに設定されている。
【００４２】
内周マスク１０の着脱時には、まず電磁石２１に電流を流さない状態で図７の（ａ）に示すように着脱アーム１２を基板２に近づくように移動させる。次に、（ｂ）に示すように電磁石２１を内周マスク１０の非成膜部分１０ｄに接触させた後、電磁石２１に電流を流して内周マスク１０を保持する。次に、（ｃ）に示すように着脱アーム１２を基板２から遠ざかるように移動させ、内周マスク１０を基板２から取り外す。内周マスク１０を装着する工程は上記と逆となる。
【００４３】
このようにインナーマスク１９によってできた非成膜部分１０ｄを保持することにより、内周マスク１０の着脱に際して薄膜２０の付着した部分に衝撃を与えず、薄膜２０の剥離が抑えられ、内周マスク１０の連続使用期間を長期化することができる。
【００４４】
以上の各実施形態を比較すると、構成をシンプルにできるという点で第１の実施形態が有利であり、完全に薄膜２０の形成されない部分を保持できる点で第２、第３の実施形態が有利である。第２と第３の実施形態を比較すると、基板２の裏面に冷却機構等を配置する場合は第２の実施形態が有利であり、位置検出センサが不要で信頼性が高いという点で第３の実施形態が有利である。また、第４の実施形態は内周マスク１０の着脱機構を従来と同程度にシンプルにできる点で有利であり、膜厚の均一性などに関してインナーマスク１９が問題となる場合には第１〜第３の実施形態が有利である。
【００４５】
なお、本発明は上記実施形態で示したスパッタ装置に限らず、その他の成膜装置において基板の内周部に非成膜部分を形成する場合に適用できる。
【００４６】
【発明の効果】
本発明の成膜方法及び装置によれば、以上のように内周マスクの着脱に際して、薄膜の付着した部分に衝撃を与えずに着脱できるので、薄膜の剥離を抑えることができ、内周マスクの連続使用期間を長期化することができ、マスク再生費の低減と装置の稼働率の向上を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における成膜工程を示す成膜室の構成図である。
【図２】同実施形態における内周マスクの着脱工程の説明図である。
【図３】同実施形態における内周マスクの変形例の断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態における内周マスクの着脱工程の説明図である。
【図５】本発明の第３の実施形態における内周マスクの着脱工程の説明図である。
【図６】本発明の第４の実施形態における成膜工程を示す成膜室の構成図である。
【図７】同実施形態における内周マスクの着脱工程の説明図である。
【図８】光ディスク成膜用のスパッタ装置の概略構成図である。
【図９】従来例における成膜工程を示す成膜室の構成図である。
【図１０】同従来例における内周マスクの着脱工程の説明図である。
【符号の説明】
１  成膜室
２  基板
１０  内周マスク
１０ａ  マスク部
１０ｂ  支持軸部
１０ｄ  非成膜部分
１０１  内周マスク本体
１０２  上部マスク
１１  切り込み溝
１２  着脱アーム
１３  挟持機構（保持部）
１４  磁石
１５  電磁石
１６  位置検出センサ
１７  押出しアーム
１８ａ、１８ｂ  磁石
１９  インナーマスク
２０  薄膜
【図１】
0004451530.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0004451530.tif 000008
【図８】
0004451530.tif 000009
【図９】
0004451530.tif 000010
【図１０】
0004451530.tif 000011