(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
排気手段およびガス供給手段を有する真空容器と、前記真空容器内において、被成膜材料である基板に対向するように配置された成膜材料であるターゲットと、前記ターゲットを載置するカソード電極と、前記カソード電極の背部に配置された電磁石の中心部ヨークおよび外周部ヨークと、前記中心部ヨークを移動させる第１の駆動手段および前記外周部ヨークを移動させる第２の駆動手段をそれぞれ備え、前記中心部ヨークのみ前記カソード電極に接触するまで前記ターゲットに近づくことを可能とすることを特徴とするスパッタ装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、基板、例えば光ディスク基板への成膜時における膜厚分布制御に関し、さらに詳しくは、スパッタ装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、光ディスクの成膜には、スパッタリング法が用いられている。ここで、成膜を行うスパッタリング装置の概要について、図６を参照して説明する。１は真空容器であり、図示しない真空ポンプに接続された排気部およびスパッタガス導入部を有している。２はカソード電極、３は成膜材料であるターゲット、４は被成膜材料である光ディスク基板（以下単に基板という）で、ターゲット３に対向してセットされる。５はコイルであり、中心部ヨーク７および外周部ヨーク８とともに電磁石を構成している。
【０００３】
このような構成において、真空容器１内にスパッタガスとしてのアルゴンガスを導入し、電極であるターゲット３に直流または高周波電圧を印加することで電子をターゲット３表面付近に閉じ込め、基板４とカソード電極２との間に高密度のプラズマを発生させる。プラズマ内のアルゴンイオンは磁力線６による磁場によって加速され、ターゲット３に衝突して、ターゲット物質が原子状態で真空中に飛び出す。そして、この原子が基板４に付着して、薄膜を形成する。
【０００４】
従来、成膜に使用される電磁石は、ターゲット３の背部の大気中に設置され、磁力線６の形状はコイル５の形状、中心部ヨーク7および外周部ヨーク８の形状によって制御されてきた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、１つのターゲットを用いて成膜を継続すると、スパッタリングによってターゲット表面が侵蝕され、形状が変化する。その結果、ターゲット使用初期時からターゲット寿命時において、そのターゲット形状の変化に伴い、基板に成膜される膜厚分布が変化し、外周膜厚が内周膜厚に対し厚くなる。
【０００６】
これにより、ターゲット使用初期時には良好であった膜厚均一性が、ターゲット使用による経時変化に伴って変化するという問題を有している。
【０００７】
本発明は、上記従来の問題点を解決しようとするもので、ディスク基板に成膜する際、膜厚の分布に影響を与えるターゲット側磁場の形状を経時変化とともに制御し、必要とする膜厚分布および膜厚均一性を得るようにしたスパッタ装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、成膜のためのスパッタ装置であって、排気手段およびガス供給手段を有する真空容器と、前記真空容器内において、被成膜材料である基板に対向するように配置された成膜材料であるターゲットと、前記ターゲットを載置するカソード電極と、前記カソード電極の背部に配置された電磁石の中心部ヨークおよび外周部ヨークと、前記中心部ヨークを移動させる第１の駆動手段および前記外周部ヨークを移動させる第２の駆動手段をそれぞれ備え、前記中心部ヨークのみ前記カソード電極に接触するまで前記ターゲットに近づくことを可能とすることを特徴とするものである。
【００１３】
この発明によれば、必要とする膜厚分布の成膜基板を得ることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。
図１は、本発明の一実施の形態における光ディスク成膜のためのスパッタ装置を示したものである。図１において、１は真空容器であり、図示しない真空ポンプに接続された排気部およびスパッタガス導入部を有している。２はカソード電極、３は成膜材料であるターゲット、４は被成膜材料である光ディスク基板（以下単に基板という）で、ターゲット３に対向してセットされる。５はコイルであり、中心部ヨーク７および外周部ヨーク８とともに電磁石を構成している。中心部ヨーク７および外周部ヨーク８は、それぞれ個別に移動可能となっている。
【００１５】
１１は中心部ヨーク７の一端に取りつけられたボールネジであり、電磁石を保持するフランジ２３に取り付けたボールブッシュ１５に噛合している。１３は駆動装置（例えばモータ）で、タイミングプーリ１２およびベルト１４を介してボールネジ１１を回転させ、したがって、中心部ヨーク７を移動させてターゲット３の背面からの距離を変化させる。
【００１６】
１７は外周部ヨーク８の一端に取り付けられたボールブッシュであり、フランジ２３に回転自在に取りつけたボールネジ２１に噛合している。１８は駆動装置（例えばモータ）で、タイミングプーリ２２およびベルト１９を介してボールネジ２１を回転させ、したがって、外周部ヨーク８を移動させてターゲット３の背面からの距離を変化させる。
【００１７】
次に、本実施の形態における動作を説明する。真空容器１内にスパッタガスとしてのアルゴンガスを導入し、電極であるターゲット３に直流または高周波電圧を印加することで電子をターゲット３表面付近に閉じ込め、基板４とカソード電極２との間に高密度のプラズマを発生させる。プラズマ内のアルゴンイオンは磁力線による磁場によって加速され、ターゲット３に衝突して、ターゲット物質が原子状態で真空中に飛び出す。そして、この原子が基板４に付着して、薄膜を形成する。
【００１８】
ここで、駆動装置１３を動作させ、ベルト１４およびタイミングプーリ１２を介してボールネジ１１を回転させると中心部ヨーク７が矢印方向に移動し、ターゲット３の背面からの距離が変化する。同様に、駆動装置１８を動作させ、ベルト１９およびタイミングプーリ２２を介してボールネジ２１を回転させると外周部ヨーク８が矢印方向に移動し、ターゲット３の背面からの距離が変化する。そして、中心部ヨーク７と外周部ヨーク８とを別々に移動させることにより電磁石が形成する磁力線の形状を変化させることができる。
【００１９】
図２は、中心部ヨーク７と外周部ヨーク８とをそれぞれ移動させたときの磁力線の形状を示したものである。中心部ヨーク７を前進させてターゲット３の裏面に近づけ、外周部ヨーク８を後退させてターゲット３の裏面より遠ざけるようにすると、磁力線のターゲット表面より高くなる部分が中心寄りに移動し、逆に、中心部ヨーク７を後退させてターゲット３の裏面より遠ざけ、外周部ヨーク８を前進させてターゲット３の裏面に近づけるようにすると、磁力線のターゲット表面より高くなる部分が外周寄りに移動する。
【００２０】
中心寄りの磁力線が高くなると、ターゲット内周部にプラズマが集中し、基板の内周部分の膜厚が厚くなり、外周寄りの磁力線が高くなると外周部分の膜厚が厚くなる傾向がある。したがって、このように磁力線分布を規制することにより、基板上に形成される膜厚分布を制御することができる。
【００２１】
同一のターゲットを連続して使用すれば、スパッタリングによってターゲット３の表面形状が変化し、基板４の内周部膜厚が厚くなる傾向がある。そこで、膜厚の経時変化に伴い、電磁石の中心部ヨーク７を後退させてターゲット３の裏面より遠ざけ、外周部ヨーク８を前進させてターゲット３の裏面に近づけることにより、膜厚分布の経時変化に対応することができる。
【００２２】
図３（ａ）はターゲット初期時における膜厚分布、図３（ｂ）は侵食時における膜厚分布をそれぞれ示したものである。
【００２３】
また、図４はスパッタリング装置における、電磁石の中心ヨーク７および外周部ヨーク8の、ターゲット３の背面からの距離ｔ1，ｔ2の変化に対する基板３の径方向における膜厚分布の変化を示したものである。
【００２４】
図５は、スパッタリングによる侵蝕で、ターゲット表面に部分的な凹凸が生じた場合の対応について示したものである。図５の場合、ターゲット３の中心部が侵蝕されて凹に、周辺部が残ってと凸になっている。そこで、中心部ヨーク７を後退させ、外周部ヨーク８を前進させるように調節することにより、ターゲット表面の凸部分における磁力線を高くして重点的に侵食させると、ターゲット表面の形状を平坦に補正することができ、ターゲット侵食による膜厚分布の変化に対応することができる。
【００２５】
また、これを生産前の予備スパッタ時に行えば、生産準備およびターゲットのメンテナンスが同時に行え、コストを低減することができる。
【００２６】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、ターゲットの背部に配置した電磁石の中心部ヨークと外周部ヨークをそれぞれ個別に移動可能とし、中心部ヨークと外周部ヨークのターゲット背面からの距離をそれぞれ変えて、電磁石が形成する磁力線の形状を変化させ、プラズマの状態を調節することにより、基板上のスパッタリングの膜厚分布を制御することができ、膜厚均一性を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態における光ディスク成膜のためのスパッタ装置の構成図
【図２】中心部ヨークと外周部ヨークを移動させたときの磁力線の形状を示す図
【図３】ターゲットの初期時と侵食による経時変化時におけるスパッタリングの膜厚分布を示す図
【図４】中心部ヨークと外周部ヨークのターゲット背面からの距離の変化に対する基板の径方向における膜厚分布の変化を示す図
【図５】スパッタリングによる侵蝕で、ターゲット表面に部分的な凹凸が生じた場合の対応について示す図
【図６】一般的なスパッタリング装置の概略構成図
【符号の説明】
１  真空容器
２  カソード電極
３  ターゲット
４  光ディスク基板
５  コイル
６  磁力線
７  中心部ヨーク
８  外周部ヨーク
１３，１８  駆動装置
【図１】
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【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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