JP2001247963A - Ecr sputter film forming apparatus - Google Patents

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an ECR sputter film forming apparatus which can form a film of a uniform thickness on a plate. SOLUTION: The film is formed by oscillating an ECR sputter source S having a target, a coil and a plasma chamber so that the central axis 7a of the target follows a circumference L having a predetermined radius from a center of an HD substrate 1. As a result, the film thickness on a circumferential portion of the substrate 1 can be substantially same as that on a center portion, and the film thickness distribution can be uniform.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【０００１】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、基板上に磁性膜等
の薄膜を形成するためのＥＣＲスパッタ成膜装置に関す
るものであり、特に、ハードディスク基板への薄膜形成
に効果的なＥＣＲスパッタ成膜装置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an ECR sputtering film forming apparatus for forming a thin film such as a magnetic film on a substrate, and more particularly to an ECR sputtering film forming method effective for forming a thin film on a hard disk substrate. Related to the device.

【０００２】[0002]

【従来の技術】従来は、磁性薄膜等はスパッタリングや
真空蒸着により形成されていたが、近年では、磁気記録
用磁性薄膜などのより緻密な膜を成膜する方法としてＥ
ＣＲスパッタ法が使用されるようになってきた。ＥＣＲ
スパッタ法による成膜装置では、円筒形のプラズマ生成
室にプラズマ用ガス（アルゴンガス）およびマイクロ波
を導入し、１０^-2〜１０^-1Ｐａ程度の圧力条件でＥＣＲ
プラズマを発生させる。2. Description of the Related Art Conventionally, magnetic thin films and the like have been formed by sputtering or vacuum deposition, but in recent years, as a method of forming a denser film such as a magnetic thin film for magnetic recording, E is used.
CR sputtering has come to be used. ECR
In a film forming apparatus using a sputtering method, a plasma gas (argon gas) and microwaves are introduced into a cylindrical plasma generation chamber, and ECR is performed under a pressure condition of about 10 ⁻² to 10 ⁻¹ Pa.
Generates plasma.

【０００３】このＥＣＲプラズマは、磁気コイルにより
プラズマ生成室に形成された発散磁界により、プラズマ
生成室のプラズマ引き出し窓から成膜室に引き出され
る。プラズマ引き出し窓には、この窓を囲むようにリン
グ状のターゲット（例えば、Ｃｏ−Ｃｒ合金から成るタ
ーゲット）が設けられており、引き出されたプラズマに
よりターゲットがスパッタされる。スパッタされたター
ゲット粒子は成膜室に装填された基板上に堆積し、基板
表面にＣｏ−Ｃｒ合金の薄膜が形成される。[0003] This ECR plasma is drawn into a film formation chamber from a plasma extraction window of the plasma generation chamber by a divergent magnetic field formed in the plasma generation chamber by a magnetic coil. The plasma extraction window is provided with a ring-shaped target (for example, a target made of a Co—Cr alloy) so as to surround the window, and the extracted plasma sputters the target. The sputtered target particles are deposited on the substrate loaded in the film formation chamber, and a Co—Cr alloy thin film is formed on the substrate surface.

【０００４】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、ハード
ディスク（ＨＤ）基板のように成膜面積の大きな基板の
場合には、基板中心部に比べて周辺部の膜厚が薄く成膜
される傾向があり、基板面全体に対して膜厚を均一に成
膜するのは困難であった。そのため、膜厚分布を向上さ
せる目的で、ガス圧やターゲット・基板間の距離を変え
る等して膜厚分布を制御した場合、それに伴って成膜速
度が低下してしまうという問題が発生し、膜厚分布を独
立に制御することができなかった。However, in the case of a substrate having a large film formation area such as a hard disk (HD) substrate, the film thickness tends to be thinner in the peripheral portion than in the central portion of the substrate. However, it has been difficult to form a uniform film thickness over the entire substrate surface. Therefore, when the film thickness distribution is controlled by changing the gas pressure or the distance between the target and the substrate for the purpose of improving the film thickness distribution, a problem occurs in that the film forming speed is reduced accordingly, The film thickness distribution could not be controlled independently.

【０００５】また、成膜装置においては、このような成
膜の不均一性を低減させるために、基板を回転させると
いう方法が用いられることがある。しかし、ＨＤ基板に
磁性膜や保護膜を形成する成膜装置の場合には、極めて
短時間の成膜が行われる成膜室を複数備え、基板がそれ
らの成膜室に順に搬送されて成膜が行われる。このよう
なＨＤ成膜装置の基板搬送系に上述したような基板回転
機構を設けると、基板の位置決め精度が低下したり、搬
送トラブルが発生しやすくなり、生産効率の低下を招く
おそれがあった。In a film forming apparatus, a method of rotating a substrate may be used in order to reduce such non-uniformity of film formation. However, in the case of a film forming apparatus for forming a magnetic film or a protective film on an HD substrate, a plurality of film forming chambers for performing film forming in a very short time are provided, and the substrates are sequentially transferred to the film forming chambers. The membrane is made. When the substrate rotation mechanism as described above is provided in the substrate transport system of such an HD film forming apparatus, the positioning accuracy of the substrate is reduced, or a transport trouble is likely to occur, which may cause a reduction in production efficiency. .

【０００６】本発明の目的は、基板上に膜厚分布の均一
な膜を成膜することができるＥＣＲスパッタ成膜装置を
提供することにある。It is an object of the present invention to provide an ECR sputtering film forming apparatus capable of forming a film having a uniform film thickness distribution on a substrate.

【０００７】[0007]

【課題を解決するための手段】発明の実施の形態を示す
図２，図４，図８，図９および図１１に対応付けて説明
する。 （１）図２および図４に対応付けて説明すると、請求項
１の発明は、ＥＣＲプラズマが生成されるプラズマ室
６、プラズマ室６に磁場を形成する磁場発生装置１１お
よびプラズマ室６のプラズマ取り出し開口６ａに近接し
て設けられる円環状のターゲット７とを有するＥＣＲス
パッタ源Ｓを備え、プラズマがターゲット７をスパッタ
して発生したターゲット粒子を、基板１上に堆積して成
膜するＥＣＲスパッタ成膜装置に適用され、ターゲット
７の中心軸７ａが基板中心にたいして所定半径を有する
円周Ｌ上をなぞるように、ＥＣＲスパッタ源Ｓの少なく
ともターゲット７を、基板１に対して相対運動させる駆
動装置１３を設けたことにより上述の目的を達成する。 （２）図８および図９に対応付けて説明すると、請求項
２の発明によるＥＣＲスパッタ成膜装置は、基板１が装
填される反応室２と、反応室２に接続され、ＥＣＲプラ
ズマが生成されるプラズマ室６，プラズマ室６に磁場を
形成する磁場発生装置１１およびプラズマ室６のプラズ
マ取り出し開口６ａに近接して設けられる円環状ターゲ
ット７を各々有するＮ（Ｎは３以上の整数）組のＥＣＲ
スパッタ源Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃとを備え、基板中心
に対して所定半径を有する円周ＬをＮ等分するＮ個のス
パッタ中央点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３にＮ組のＥＣＲスパッタ
源Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃを一対一に対応させ、Ｎ組の
ＥＣＲスパッタ源Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃのそれぞれ
を、それらに設けられた円環状ターゲット７１，７１，
７３の中心軸７１ａ，７２ａ，７３ａが対応するスパッ
タ中央点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を通るように配設したことに
より上述の目的を達成する。 （３）図９および図１１に対応付けて説明すると、基板
１が装填されるＮ（Ｎは３以上の整数）個の反応室２
Ａ，２Ｂ，２Ｃと、Ｎ個の反応室２Ａ，２Ｂ，２Ｃに各
々接続され、ＥＣＲプラズマが生成されるプラズマ室，
プラズマ室に磁場を形成する磁場発生装置およびプラズ
マ室のプラズマ取り出し開口に近接して設けられる円環
状ターゲット７１，７２，７３を各々有するＮ組のＥＣ
Ｒスパッタ源Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃとを備え、基板中
心に対して所定半径を有する円周ＬをＮ等分するＮ個の
スパッタ中央点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を設定し、Ｎ組のＥＣ
Ｒスパッタ源Ｓ１ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃを、それらに設け
られた円環状ターゲット７１，７２，７３の中心軸７１
ａａ，７２ａ，７３ａがそれぞれ異なるスパッタ中央点
Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を通るように反応室２Ａ，２Ｂ，２Ｃ
にそれぞれ接続したことにより上述の目的を達成する。An embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. 2, 4, 8, 9 and 11. FIG. (1) To be described with reference to FIGS. 2 and 4, the invention of claim 1 is a plasma chamber 6 in which an ECR plasma is generated, a magnetic field generator 11 for forming a magnetic field in the plasma chamber 6, and a plasma in the plasma chamber 6. An ECR sputtering source S having an annular target 7 provided in the vicinity of the take-out opening 6a, and ECR sputtering for depositing target particles generated by plasma sputtering the target 7 on the substrate 1 to form a film. A driving device that is applied to a film forming apparatus and moves at least the target 7 of the ECR sputtering source S relative to the substrate 1 such that the central axis 7a of the target 7 traces a circumference L having a predetermined radius with respect to the center of the substrate. The above-mentioned object is achieved by providing 13. (2) The ECR sputtering film forming apparatus according to the second aspect of the present invention is connected to the reaction chamber 2 in which the substrate 1 is loaded, and is connected to the reaction chamber 2 to generate ECR plasma. (N is an integer of 3 or more) sets each having a plasma chamber 6 to be formed, a magnetic field generator 11 for forming a magnetic field in the plasma chamber 6, and an annular target 7 provided in proximity to the plasma extraction opening 6a of the plasma chamber 6. ECR
N sets of ECR sputter sources S1a, S1b, and N are provided at N sputter center points P1, P2, and P3 that divide a circumference L having a predetermined radius with respect to the substrate center into N equal parts. S1c is made to correspond one-to-one, and each of the N sets of ECR sputtering sources S1a, S1b, S1c is connected to an annular target 71, 71,
The above-mentioned object is achieved by arranging the central axes 71a, 72a, 73a of 73 so as to pass through the corresponding sputter central points P1, P2, P3. (3) Explaining in association with FIGS. 9 and 11, N (N is an integer of 3 or more) reaction chambers 2 into which the substrate 1 is loaded
A, 2B, and 2C, and a plasma chamber connected to each of the N reaction chambers 2A, 2B, and 2C to generate an ECR plasma;
N sets of ECs each having a magnetic field generator for forming a magnetic field in the plasma chamber and annular targets 71, 72, 73 provided close to the plasma extraction opening of the plasma chamber
R sputtering sources S1a, S1b, and S1c are provided, and N sputtering center points P1, P2, and P3 that divide a circumference L having a predetermined radius with respect to the center of the substrate into N are set, and N sets of ECs
The R sputtering sources S1a, S1b, S1c are connected to the central axes 71 of the annular targets 71, 72, 73 provided thereon.
Reaction chambers 2A, 2B, 2C such that aa, 72a, 73a respectively pass through different sputter center points P1, P2, P3.
The above-mentioned object is achieved by connecting to each other.

【０００８】なお、本発明の構成を説明する上記課題を
解決するための手段の項では、本発明を分かり易くする
ために発明の実施の形態の図を用いたが、これにより本
発明が発明の実施の形態に限定されるものではない。[0008] In the section of the means for solving the above-mentioned problems, which explains the configuration of the present invention, the drawings of the embodiments of the present invention are used to make the present invention easier to understand. However, the present invention is not limited to the embodiment.

【０００９】[0009]

【発明の実施の形態】以下、図１〜図１１を参照して本
発明の実施の形態を説明する。 −第１の実施の形態− 図１は、磁気記録媒体の一つであるハードディスク（以
下ではＨＤと記す）の成膜工程の概略を示す図である。
工程１でＨＤ基板をＨＤ成膜装置に取り込み、続く工程
２においてＨＤ基板の加熱が行われる。ＨＤ成膜装置は
複数の成膜装置からなり、それらは工程順に連結されて
いる。工程３でＨＤ基板の表裏両面に下地層をスパッタ
法により成膜した後、工程４において前記下地層上に磁
性層をスパッタ法により成膜する。次いで、工程５にお
いて磁性層上に保護膜を成膜する。この保護膜として
は、スパッタ法による炭素膜や、ＥＣＲ−ＣＶＤ法によ
るＤＬＣ（ダイヤモンドライクカーボン）膜等が用いら
れる。保護膜を成膜したならば、工程６で基板をＨＤ成
膜装置より取り出す。下地層成膜および磁性層成膜の工
程には、膜形成に伴う諸工程（エッチング、ヒーティン
グなど）も含む。DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. First Embodiment FIG. 1 is a diagram schematically illustrating a film forming process of a hard disk (hereinafter, referred to as HD) which is one of magnetic recording media.
In step 1, the HD substrate is taken into an HD film forming apparatus, and in step 2, the HD substrate is heated. The HD film forming apparatus includes a plurality of film forming apparatuses, which are connected in the order of processes. After forming an underlayer on the front and back surfaces of the HD substrate by a sputtering method in step 3, a magnetic layer is formed on the underlayer by a sputtering method in step 4. Next, in step 5, a protective film is formed on the magnetic layer. As the protective film, a carbon film formed by a sputtering method, a DLC (diamond-like carbon) film formed by an ECR-CVD method, or the like is used. After forming the protective film, the substrate is taken out of the HD film forming apparatus in step 6. The steps of forming the underlayer and forming the magnetic layer also include various steps (such as etching and heating) involved in forming the film.

【００１０】これらの工程１〜６は一貫して行われるの
で、生産効率の向上を図るために、最小の工程に合わせ
て装置構成が成されている。例えば、最小タクトが２秒
で所望の膜厚の磁性層を得るのに１０秒のスパッタ成膜
が必要な場合には、磁性層を成膜するためのスパッタ装
置を５つ備えて、１つのスパッタ装置で２秒ずつ成膜を
行い、５つのスパッタ装置で合計１０秒の成膜を行うよ
うにする。そのため、一般的には磁性層成膜用のスパッ
タ装置は複数設けられている。[0010] Since these steps 1 to 6 are carried out consistently, the apparatus configuration is adapted to the minimum steps in order to improve production efficiency. For example, when a minimum tact is 2 seconds and a sputter deposition of 10 seconds is required to obtain a magnetic layer of a desired film thickness, five sputtering devices for depositing a magnetic layer are provided and one sputter device is provided. Film formation is performed for two seconds by a sputtering apparatus, and film formation is performed for a total of 10 seconds by five sputtering apparatuses. Therefore, generally, a plurality of sputtering devices for forming a magnetic layer are provided.

【００１１】図２は、磁性層成膜に用いられるＥＣＲス
パッタ成膜装置の概略構成を示す図であり、ＨＤ成膜装
置では、このような装置が複数直列に設けられている。
円板状のＨＤ基板１は、不図示の基板ホルダに保持され
た状態で成膜反応が行われる反応室２に装填される。反
応室２にはプラズマ生成用ガス（例えば、アルゴンガ
ス）を供給するガス供給装置３と、反応室２内を真空排
気する真空ポンプ４が接続されている。装填されたＨＤ
基板１が対向する反応室２の壁面には、開口２ａが形成
され、この開口２ａには金属製のフレキシブル配管５
（例えば、ステンレス製の蛇腹管など）を介してプラズ
マ室６が接続されている。プラズマ室６のＥＣＲプラズ
マＰは、開口２ａを介して反応室２に引き出される。FIG. 2 is a diagram showing a schematic configuration of an ECR sputtering film forming apparatus used for forming a magnetic layer. In an HD film forming apparatus, a plurality of such apparatuses are provided in series.
The disk-shaped HD substrate 1 is loaded in a reaction chamber 2 in which a film forming reaction is performed while being held by a substrate holder (not shown). A gas supply device 3 for supplying a plasma generation gas (for example, argon gas) and a vacuum pump 4 for evacuating the reaction chamber 2 are connected to the reaction chamber 2. HD loaded
An opening 2a is formed in a wall surface of the reaction chamber 2 facing the substrate 1, and a metal flexible pipe 5 is formed in the opening 2a.
The plasma chamber 6 is connected via a stainless steel bellows tube (for example). The ECR plasma P in the plasma chamber 6 is drawn into the reaction chamber 2 through the opening 2a.

【００１２】プラズマ室６のプラズマ引出開口６ａに
は、リング状のターゲット７が装着されている。例え
ば、磁性層としてＣｏ−Ｃｒ合金の薄膜を形成する場合
には、ターゲット７としてＣｏ−Ｃｒ合金のリング状材
料が用いられる。また、プラズマ室６には導波管８およ
び同軸ケーブル９を介してマイクロ波源１０が接続され
ており、プラズマ室６にマイクロ波電界が供給される。
プラズマ室６の周囲には、磁場発生用コイル１１が設け
られている。なお、図２の装置ではアルゴンガスを反応
室２に導入したが、反応室２はフレキシブル配管５を介
してプラズマ室６と連通しているので、プラズマ室６に
アルゴンガスを導入するようにしても良い。ターゲット
７にはターゲット電源１２により負の電圧が印加されて
いる。後述するように、プラズマ室６、ターゲット７お
よびコイル１１は駆動部１３により一体で駆動され、例
えば、首振り運動を行う。以下では、ターゲット７，プ
ラズマ室６およびコイル１１を合わせてＥＣＲスパッタ
源Ｓと呼ぶことにする。A ring-shaped target 7 is mounted on the plasma extraction opening 6a of the plasma chamber 6. For example, when forming a thin film of a Co—Cr alloy as the magnetic layer, a ring-shaped material of the Co—Cr alloy is used as the target 7. A microwave source 10 is connected to the plasma chamber 6 via a waveguide 8 and a coaxial cable 9, and a microwave electric field is supplied to the plasma chamber 6.
Around the plasma chamber 6, a magnetic field generating coil 11 is provided. In the apparatus shown in FIG. 2, argon gas was introduced into the reaction chamber 2. However, since the reaction chamber 2 is in communication with the plasma chamber 6 via the flexible pipe 5, the argon gas was introduced into the plasma chamber 6. Is also good. A negative voltage is applied to the target 7 by a target power supply 12. As described later, the plasma chamber 6, the target 7, and the coil 11 are integrally driven by the driving unit 13, and perform, for example, a swinging motion. Hereinafter, the target 7, the plasma chamber 6, and the coil 11 are collectively referred to as an ECR sputtering source S.

【００１３】次に、ＥＣＲスパッタ成膜装置の基本動作
について説明する。反応室２にＨＤ基板１を装填したな
らば、反応室２を真空ポンプ４で排気して真空状態にし
た後に、アルゴンガスをガス供給装置３から供給し、反
応室２内を所定の成膜圧力（例えば、０．１Ｐａ）に調
整する。そして、マイクロ波源１０で発生した２．４５
ＧＨｚのマイクロ波電界を、同軸ケーブル９および導波
管８を介してプラズマ室６に供給するとともに、ＥＣＲ
条件を満たす磁束密度８７．５ｍＴの磁場をコイル１１
によりプラズマ室６内に形成する。その結果、ＥＣＲ放
電による活性なＥＣＲプラズマＰがプラズマ室６内に生
成される。Next, the basic operation of the ECR sputtering film forming apparatus will be described. After the HD substrate 1 is loaded into the reaction chamber 2, the reaction chamber 2 is evacuated by the vacuum pump 4 to a vacuum state, and then argon gas is supplied from the gas supply device 3 to form a predetermined film in the reaction chamber 2. The pressure is adjusted (for example, 0.1 Pa). Then, 2.45 generated by the microwave source 10.
A microwave electric field of GHz is supplied to the plasma chamber 6 via the coaxial cable 9 and the waveguide 8, and the ECR
A magnetic field having a magnetic flux density of 87.5 mT satisfying the conditions
Is formed in the plasma chamber 6. As a result, an active ECR plasma P is generated in the plasma chamber 6 by the ECR discharge.

【００１４】ＥＣＲプラズマＰ中ではＡｒガスが励起さ
れてプラズマ状態となっており、このＥＣＲプラズマＰ
はコイル１１による発散磁界に沿って開口２ａ，６ａか
ら反応室２に引き出される。開口６ａの近傍に配設され
たターゲット７には、電源１２により負のターゲット電
圧が印加されているため、プラズマ室６から引き出され
たアルゴンイオン（Ａｒ⁺）は負のターゲット電圧によ
りターゲット７に引き込まれ、ターゲット７の内周面を
スパッタリングする。このスパッタリングによって、Ｃ
ｏ−Ｃｒ合金を材料とするターゲット７からＣｏ−Ｃｒ
合金粒子が叩き出される。この叩き出されたＣｏ−Ｃｒ
合金粒子は反応室２内に配設されたＨＤ基板１上に堆積
して、ＨＤ基板１の表面にＣｏ−Ｃｒ合金膜を形成す
る。In the ECR plasma P, Ar gas is excited to be in a plasma state.
Is drawn out of the openings 2a and 6a into the reaction chamber 2 along the divergent magnetic field generated by the coil 11. Since a negative target voltage is applied by the power supply 12 to the target 7 disposed near the opening 6a, argon ions (Ar ⁺ ) extracted from the plasma chamber 6 are applied to the target 7 by the negative target voltage. It is drawn in and the inner peripheral surface of the target 7 is sputtered. By this sputtering, C
Co-Cr from target 7 made of o-Cr alloy
Alloy particles are beaten out. This beaten Co-Cr
The alloy particles are deposited on the HD substrate 1 provided in the reaction chamber 2 to form a Co—Cr alloy film on the surface of the HD substrate 1.

【００１５】次に、図３〜図５を参照して、本実施の形
態のＥＣＲスパッタ成膜装置と従来のＥＣＲスパッタ成
膜装置との相違を説明する。図３は従来のＥＣＲスパッ
タ成膜装置による成膜を説明する図であり、Ｃｏ−Ｃｒ
合金のターゲット１０７がアルゴンイオン（Ａｒ⁺）に
よりスパッタされると、ターゲット１０７からＣｏ−Ｃ
ｒ合金粒子が叩き出される。このＣｏ−Ｃｒ合金粒子の
ほとんどは、図３の斜線を施した範囲Ａ内の方向に放出
される。放出されたＣｏ−Ｃｒ合金粒子の一部はプラズ
マ中でイオン化され、プラズマイオンと共に発散磁界に
よって形成された電界によってＨＤ基板１方向に加速さ
れるが、ほとんどのＣｏ−Ｃｒ合金粒子は、Ａのような
方向に進みＨＤ基板１上に堆積する。そのため、ＨＤ基
板１に形成された磁性膜の膜厚分布Ｄは図５（ａ）のよ
うになり、ＨＤ基板１の中心部に比べて周辺部の膜厚が
薄くなる傾向があった。Next, the difference between the ECR sputtering film forming apparatus of the present embodiment and the conventional ECR sputtering film forming apparatus will be described with reference to FIGS. FIG. 3 is a view for explaining film formation by a conventional ECR sputter film formation apparatus, and shows Co-Cr.
When the alloy target 107 is sputtered by argon ions (Ar ⁺ ), Co—C
r alloy particles are beaten out. Most of the Co—Cr alloy particles are emitted in the direction within the hatched area A in FIG. Some of the released Co-Cr alloy particles are ionized in the plasma and accelerated in the direction of the HD substrate 1 by the electric field formed by the diverging magnetic field together with the plasma ions. It proceeds in such a direction and is deposited on the HD substrate 1. Therefore, the thickness distribution D of the magnetic film formed on the HD substrate 1 is as shown in FIG. 5A, and the thickness of the peripheral portion of the HD substrate 1 tends to be smaller than that of the central portion.

【００１６】そこで、本実施の形態では、図４に示すよ
うに、駆動機構１３（図２）によりＥＣＲスパッタ源Ｓ
に所定の運動をさせ、円環状のターゲット７の中心軸７
ａが、ＨＤ基板１の中心Ｏから半径ｒの円周Ｌ上をなぞ
るようにさせる。図４（ａ）に示す例ではＥＣＲスパッ
タ源Ｓを首振り運動させ、図４（ｂ）に示す例ではＥＣ
Ｒスパッタ源Ｓ全体をＨＤ基板１の中心軸１ａの回りに
偏心運動させるようにした。このように、ターゲット７
の中心軸７ａが円周Ｌ上をなぞるように成膜すると、図
５（ｂ）に示すように、膜厚分布は、中心軸７ａを図示
上側に傾けて成膜した場合の分布Ｄ１と、中心軸７ａを
図示下側に傾けて成膜した場合の分布Ｄ２との重ね合わ
せになり、膜厚分布の均一性を向上させることができ
る。なお、円周Ｌの半径は、膜厚分布の均一性が最適と
なるように選択すればよい。Therefore, in the present embodiment, as shown in FIG. 4, the ECR sputtering source S is driven by the driving mechanism 13 (FIG. 2).
To a predetermined motion, the center axis 7 of the annular target 7
a is traced on a circumference L having a radius r from the center O of the HD substrate 1. In the example shown in FIG. 4A, the ECR sputtering source S is swung, and in the example shown in FIG.
The entire R sputtering source S was eccentrically moved around the central axis 1a of the HD substrate 1. Thus, target 7
As shown in FIG. 5B, when the film is formed such that the central axis 7a traces on the circumference L, the film thickness distribution includes a distribution D1 when the film is formed with the central axis 7a inclined upward in the drawing. This is superimposed on the distribution D2 when the film is formed with the central axis 7a inclined downward in the figure, and the uniformity of the film thickness distribution can be improved. The radius of the circumference L may be selected so as to optimize the uniformity of the film thickness distribution.

【００１７】図６は、図４（ａ）のような運動をさせる
ための駆動機構１３の一例を示したものであり、（ａ）
は側面図、（ｂ）は（ａ）のＥ矢視図である。ＥＣＲス
パッタ源Ｓの右端部に設けられた軸２１は、不図示のモ
ータにより回動される回転板２３にベアリング２２を介
して接続されている。回転板２３の回転中心２３ａはＨ
Ｄ基板１の中心と一致しており、図６（ｂ）のように回
転板２３が反時計回りに回転すると、軸２１も回転中心
２３ａの回りに回転し、ＥＣＲスパッタ源Ｓが首振り運
動を行う。２０は、ＥＣＲスパッタ源Ｓそのものが回転
するのを防止する回り止めである。FIG. 6 shows an example of the drive mechanism 13 for making the movement as shown in FIG. 4 (a).
Is a side view, and (b) is a view as viewed from an arrow E in (a). A shaft 21 provided at the right end of the ECR sputtering source S is connected via a bearing 22 to a rotating plate 23 which is rotated by a motor (not shown). The rotation center 23a of the rotating plate 23 is H
When the rotating plate 23 rotates counterclockwise as shown in FIG. 6B, the shaft 21 also rotates around the rotation center 23a, and the ECR sputtering source S swings. I do. Reference numeral 20 denotes a detent for preventing the ECR sputter source S itself from rotating.

【００１８】上述した実施の形態では、反応室２に対し
てＥＣＲスパッタ源Ｓを一つ設け、ＨＤ基板１の片面ず
つ成膜する装置を例に説明したが、図７に示すようにＨ
Ｄ基板１を挟むように一対のＥＣＲスパッタ源Ｓを、反
応室２に設けるようにしても良い。また、ＥＣＲスパッ
タ源Ｓ全体を首振り運動または偏心運動させたが、ター
ゲット粒子の放出方向はターゲット７の角度や位置によ
ってほぼ決まるので、ターゲット７とコイル１１、また
はターゲット７のみを首振り運動または偏心運動させて
も良い。さらに、ターゲット７の中心軸７ａが円周Ｌを
なぞるような運動をすれば、首振り運動や偏心運動以外
の運動であっても良い。In the above-described embodiment, an example in which one ECR sputtering source S is provided for the reaction chamber 2 and a film is formed on each side of the HD substrate 1 has been described as an example, but as shown in FIG.
A pair of ECR sputtering sources S may be provided in the reaction chamber 2 so as to sandwich the D substrate 1. In addition, the entire ECR sputtering source S is swung or eccentric, but since the emission direction of the target particles is substantially determined by the angle and position of the target 7, the target 7 and the coil 11 or only the target 7 are swung or moved. Eccentric movement may be performed. Furthermore, as long as the center axis 7a of the target 7 moves along the circumference L, a movement other than the swinging movement or the eccentric movement may be performed.

【００１９】−第２の実施の形態− 図８は本発明によるＥＣＲスパッタ成膜装置の第２の実
施の形態を示す図である。反応室２にはＨＤ基板１の一
方の面に成膜を行う３つのＥＣＲスパッタ源Ｓ１ａ，Ｓ
１ｂ，Ｓ１ｃと、ＨＤ基板１の他方の面に成膜を行う３
つのＥＣＲスパッタ源Ｓ２ａ，Ｓ２ｂ，Ｓ２ｃとを備え
ている。ＥＣＲスパッタ源Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃとＥＣＲスパ
ッタ源Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃとは全く同じ構成を成しており、
以下ではＥＣＲスパッタ源Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃについて説明
する。Second Embodiment FIG. 8 is a view showing a second embodiment of the ECR sputtering film forming apparatus according to the present invention. The reaction chamber 2 includes three ECR sputtering sources S1a and S1 for forming a film on one surface of the HD substrate 1.
1b, S1c, and film formation on the other surface of the HD substrate 1 3
And two ECR sputtering sources S2a, S2b, S2c. The ECR sputtering sources S1a to S1c and the ECR sputtering sources S2a to S2c have exactly the same configuration,
Hereinafter, the ECR sputtering sources S1a to S1c will be described.

【００２０】図９はＥＣＲスパッタ源Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃと
ＨＤ基板１との位置関係を示す図であり、７１ａ，７２
ａ，７３ａは各ＥＣＲスパッタ源Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃに設け
られたターゲット７１、７２，７３の中心軸である。各
ＥＣＲスパッタ源Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃは、各ターゲット７１
〜７３の中心軸７１ａ，７２ａ，７３ａがＨＤ基板１の
円周Ｌを３等分する点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を通るように配
設されている。このような３つのＥＣＲスパッタ源Ｓ１
ａ〜Ｓ１ｃで成膜を行うと、図１０に示すように、ＨＤ
基板１の円周Ｌ上の３点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３を中心として
成膜が行われる。ＥＣＲスパッタ源Ｓ１ａによる成膜で
は、破線Ｌ１を境として点Ｐ１を含む領域が主に成膜さ
れ、ＥＣＲスパッタ源Ｓ１ｂによる成膜では、破線Ｌ２
を境とする点Ｐ２を含む領域が主に成膜され、ＥＣＲス
パッタ源Ｓ１ｃによる成膜では、破線Ｌ３を境とする点
Ｐ３を含む領域が主に成膜される。その結果、ＨＤ基板
１の周辺部分の膜厚が薄くなるのを防止することがで
き、膜厚分布の均質化が図れる。FIG. 9 is a diagram showing the positional relationship between the ECR sputtering sources S1a to S1c and the HD substrate 1, and 71a, 72
a and 73a are the central axes of the targets 71, 72 and 73 provided in each of the ECR sputtering sources S1a to S1c. Each ECR sputtering source S1a to S1c is
The central axes 71a, 72a, and 73a of .about.73 are arranged so as to pass through points P1, P2, and P3 that divide the circumference L of the HD substrate 1 into three equal parts. Such three ECR sputtering sources S1
a to S1c, as shown in FIG.
Film formation is performed around three points P1, P2, and P3 on the circumference L of the substrate 1. In the film formation by the ECR sputtering source S1a, a region including the point P1 is mainly formed with the broken line L1 as a boundary. In the film formation by the ECR sputtering source S1b, the region including the broken line L2
A region including the point P2 bordering on the boundary is mainly formed, and in the film formation by the ECR sputtering source S1c, a region including the point P3 bordering on the broken line L3 is mainly formed. As a result, the thickness of the peripheral portion of the HD substrate 1 can be prevented from being reduced, and the film thickness distribution can be made uniform.

【００２１】ところで、上述したように、ＨＤ基板１上
に磁性膜を成膜する際には、タクトの関係から複数回に
分けて成膜している。そこで、図９のように一つの反応
室２に３組（基板片面に関して）のＥＣＲスパッタ源を
設ける代わりに、図１１のように連続する３つの反応室
２Ａ，２Ｂ，２Ｃに上述した向きの異なるＥＣＲスパッ
タ源Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃおよびＳ２ａ〜Ｓ２ｃを設けるよう
にしても良い。各反応室２Ａ，２Ｂ，２Ｃはゲートバル
ブＶで接続されている。なお、図１１の装置においても
図８の装置と同様に、ＥＣＲスパッタ源Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃ
はＨＤ基板１の一方の面の成膜に関するもので、ＥＣＲ
スパッタ源Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃは他方の面の成膜に関するも
のである。As described above, when a magnetic film is formed on the HD substrate 1, the magnetic film is formed a plurality of times due to the tact. Therefore, instead of providing three sets (with respect to one surface of the substrate) of ECR sputtering sources in one reaction chamber 2 as shown in FIG. 9, three reaction chambers 2A, 2B and 2C having the same orientation as shown in FIG. Different ECR sputtering sources S1a to S1c and S2a to S2c may be provided. Each reaction chamber 2A, 2B, 2C is connected by a gate valve V. In the apparatus of FIG. 11, similarly to the apparatus of FIG. 8, ECR sputtering sources S1a to S1c are used.
Is related to film formation on one surface of the HD substrate 1 and is ECR.
The sputtering sources S2a to S2c relate to film formation on the other surface.

【００２２】まず、ＨＤ基板１を反応室２Ａに装填し
て、ＥＣＲスパッタ源Ｓ１ａ，Ｓ２ａによりＨＤ基板１
の両面に磁性膜を成膜する。これにより、ＨＤ基板１上
には図１０の点Ｐ１を中心として成膜が行われる。次
に、ＨＤ基板１を反応室２Ｂに搬送し、ＥＣＲスパッタ
源Ｓ１ｂ，Ｓ２ｂによりＨＤ基板１の両面に磁性膜を成
膜すると、図１０の点Ｐ２を中心として成膜が行われ
る。さらに、ＨＤ基板１を反応室２Ｃに搬送し、ＥＣＲ
スパッタ源Ｓ１ｃ，Ｓ２ｃによりＨＤ基板１の両面に磁
性膜を成膜すると、図１０の点Ｐ３を中心に成膜が行わ
れる。その結果、図８に示した成膜装置と同様に、一様
な膜厚に成膜を行うことができる。なお、本実施の形態
では、円周Ｌを３等分して３つのＥＣＲスパッタ源Ｓ１
ａ，Ｓ１ｂ，Ｓ１ｃを設けたが、３よりも多く等分割し
て、それに応じた数のＥＣＲスパッタ源を設けるように
しても良い。First, the HD substrate 1 is loaded into the reaction chamber 2A, and the HD substrate 1 is supplied from the ECR sputtering sources S1a and S2a.
Magnetic films are formed on both sides of the substrate. Thus, a film is formed on the HD substrate 1 around the point P1 in FIG. Next, when the HD substrate 1 is transferred to the reaction chamber 2B and magnetic films are formed on both surfaces of the HD substrate 1 by the ECR sputtering sources S1b and S2b, the film is formed around the point P2 in FIG. Further, the HD substrate 1 is transferred to the reaction chamber 2C, and the ECR is performed.
When a magnetic film is formed on both surfaces of the HD substrate 1 by the sputtering sources S1c and S2c, the film is formed around the point P3 in FIG. As a result, a film can be formed to have a uniform film thickness similarly to the film forming apparatus shown in FIG. In the present embodiment, the circumference L is divided into three equal parts and the three ECR sputtering sources S1
Although a, S1b, and S1c are provided, the number of ECR sputter sources may be set to be equal to more than three and provided in accordance with the number.

【００２３】上述した実施の形態では、ＨＤ基板に磁性
膜を成膜するＥＣＲスパッタ成膜装置を例に説明した
が、ＨＤ基板以外へ成膜するＥＣＲスパッタ成膜装置に
も本発明を適用することができる。また、磁性膜の成膜
だけでなく、例えば、ターゲット７に炭素ターゲットを
使用して、炭素膜の保護膜を成膜する装置にも本発明を
適用することができる。In the above embodiment, an ECR sputtering film forming apparatus for forming a magnetic film on an HD substrate has been described as an example, but the present invention is also applied to an ECR sputtering film forming apparatus for forming a film on a substrate other than the HD substrate. be able to. The present invention can be applied not only to the formation of a magnetic film but also to an apparatus for forming a protective film of a carbon film using a carbon target as the target 7, for example.

【００２４】以上説明した実施の形態と特許請求の範囲
の要素との対応において、コイル１１は磁場発生装置
を、円周Ｌ上の点Ｐ１，Ｐ２，Ｐ３はスパッタ中央点を
それぞれ構成する。In the correspondence between the embodiment described above and the elements of the claims, the coil 11 constitutes a magnetic field generator, and the points P1, P2, P3 on the circumference L constitute the sputter center point.

【００２５】[0025]

【発明の効果】以上説明したように、請求項１の発明に
よれば、ターゲットの中心軸が、基板中心に対して所定
半径を有する円周上をなぞるように成膜が行われるの
で、基板周辺部分の膜厚が従来より増加し、膜厚分布の
均一性を向上させることができる。請求項２および請求
項３の発明によれば、Ｎ組のＥＣＲスパッタ源は、各タ
ーゲットの軸が基板中心に対して所定半径を有する円周
をＮ等分するスパッタ中央点を通るように配設されるの
で、基板周辺部分の膜厚が従来より増加し、膜厚分布の
均一性を向上させることができる。As described above, according to the first aspect of the present invention, the film is formed so that the center axis of the target traces a circumference having a predetermined radius with respect to the center of the substrate. The thickness of the peripheral portion is increased as compared with the related art, and the uniformity of the thickness distribution can be improved. According to the second and third aspects of the present invention, the N sets of ECR sputtering sources are arranged so that the axes of the respective targets pass through the sputter center point which divides a circumference having a predetermined radius with respect to the substrate center into N equal parts. Accordingly, the film thickness in the peripheral portion of the substrate is increased as compared with the related art, and the uniformity of the film thickness distribution can be improved.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図１】ハードディスクの成膜工程の概略を示す図であ
る。FIG. 1 is a view schematically showing a film forming process of a hard disk.

【図２】本発明によるＥＣＲスパッタ装置の概略構成を
示す図である。FIG. 2 is a view showing a schematic configuration of an ECR sputtering apparatus according to the present invention.

【図３】従来のＥＣＲスパッタ成膜装置による成膜を説
明する図である。FIG. 3 is a diagram illustrating film formation by a conventional ECR sputtering film formation apparatus.

【図４】ＥＣＲスパッタ源Ｓの運動形態を示す図であ
り、（ａ）は首振り運動、（ｂ）は偏心運動を示す。FIGS. 4A and 4B are diagrams showing a movement mode of an ECR sputter source S, wherein FIG. 4A shows a swing motion and FIG.

【図５】ＨＤ基板１上における膜厚分布を説明する図で
あり、（ａ）は従来の成膜装置を用いた場合、（ｂ）は
本発明によるＥＣＲスパッタ成膜装置を用いた場合を示
す。5A and 5B are diagrams illustrating a film thickness distribution on an HD substrate 1. FIG. 5A shows a case where a conventional film forming apparatus is used, and FIG. 5B shows a case where an ECR sputtering film forming apparatus according to the present invention is used. Show.

【図６】駆動機構１３の一例を示す図であり、（ａ）は
側面図、（ｂ）はＥ矢視図。6A and 6B are diagrams illustrating an example of a driving mechanism 13, wherein FIG. 6A is a side view, and FIG.

【図７】一対のＥＣＲスパッタ源を有するＥＣＲスパッ
タ成膜装置の概略構成を示す図。FIG. 7 is a diagram showing a schematic configuration of an ECR sputtering film forming apparatus having a pair of ECR sputtering sources.

【図８】本発明によるＥＣＲスパッタ成膜装置の第２の
実施の形態を示す図。FIG. 8 is a view showing a second embodiment of the ECR sputtering film forming apparatus according to the present invention.

【図９】ＥＣＲスパッタ源Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃとＨＤ基板１
との位置関係を示す図。FIG. 9 shows ECR sputtering sources S1a to S1c and HD substrate 1.
FIG.

【図１０】ＨＤ基板１上における成膜状況を説明する
図。FIG. 10 is a diagram illustrating a film formation state on an HD substrate 1.

【図１１】第２の実施の形態の変形例を示す図。FIG. 11 is a view showing a modification of the second embodiment.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

１ ＨＤ基板 ２，２Ａ，２Ｂ，２Ｃ 反応室 ５ フレキシブル配管 ６ プラズマ室 ７，７１，７２，７３ ターゲット １１ コイル １３ 駆動機構 Ｓ，Ｓ１ａ〜Ｓ１ｃ，Ｓ２ａ〜Ｓ２ｃ ＥＣＲスパッタ
源DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 HD board 2, 2A, 2B, 2C Reaction chamber 5 Flexible piping 6 Plasma chamber 7, 71, 72, 73 Target 11 Coil 13 Drive mechanism S, S1a-S1c, S2a-S2c ECR sputter source

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項１】 ＥＣＲプラズマが生成されるプラズマ
室、前記プラズマ室に磁場を形成する磁場発生装置およ
び前記プラズマ室のプラズマ取り出し開口に近接して設
けられる円環状のターゲットを有するＥＣＲスパッタ源
を備え、前記プラズマが前記ターゲットをスパッタして
発生したターゲット粒子を、基板上に堆積して成膜する
ＥＣＲスパッタ成膜装置において、 前記ターゲットの中心軸が基板中心に対して所定半径を
有する円周上をなぞるように、前記ＥＣＲスパッタ源の
少なくともターゲットを、前記基板に対して相対運動さ
せる駆動装置を設けたことを特徴とするＥＣＲスパッタ
成膜装置。1. A plasma chamber in which an ECR plasma is generated, a magnetic field generator for forming a magnetic field in the plasma chamber, and an ECR sputtering source having an annular target provided near a plasma extraction opening of the plasma chamber. An ECR sputter deposition apparatus for depositing target particles generated by sputtering the target on the substrate and depositing the target particles on a substrate, wherein the center axis of the target has a predetermined radius with respect to the center of the substrate; An ECR sputtering film forming apparatus, comprising: a driving device for moving at least a target of the ECR sputtering source relative to the substrate so as to trace the target. 【請求項２】 基板が装填される反応室と、 前記反応室に接続され、ＥＣＲプラズマが生成されるプ
ラズマ室，前記プラズマ室に磁場を形成する磁場発生装
置および前記プラズマ室のプラズマ取り出し開口に近接
して設けられる円環状ターゲットを各々有するＮ（Ｎは
３以上の整数）組のＥＣＲスパッタ源とを備え、 基板中心に対して所定半径を有する円周をＮ等分するＮ
個のスパッタ中央点に前記Ｎ組のＥＣＲスパッタ源を一
対一に対応させ、前記Ｎ組のＥＣＲスパッタ源のそれぞ
れを、それらに設けられた前記円環状ターゲットの中心
軸が対応する前記スパッタ中央点を通るように配設した
ことを特徴とするＥＣＲスパッタ成膜装置。2. A reaction chamber in which a substrate is loaded, a plasma chamber connected to the reaction chamber and generating an ECR plasma, a magnetic field generator for forming a magnetic field in the plasma chamber, and a plasma extraction opening of the plasma chamber. N (N is an integer of 3 or more) sets of ECR sputtering sources each having an annular target provided in proximity to each other, and divides a circumference having a predetermined radius with respect to the center of the substrate into N equal parts
The N sets of ECR sputter sources correspond one-to-one to the spatter center points, and the N sets of ECR sputter sources correspond to the sputter center points corresponding to the central axes of the annular targets provided thereon. An ECR sputtering film forming apparatus, which is disposed so as to pass through. 【請求項３】 基板が装填されるＮ（Ｎは３以上の整
数）個の反応室と、 前記Ｎ個の反応室に各々接続され、ＥＣＲプラズマが生
成されるプラズマ室，前記プラズマ室に磁場を形成する
磁場発生装置および前記プラズマ室のプラズマ取り出し
開口に近接して設けられる円環状ターゲットを各々有す
るＮ組のＥＣＲスパッタ源とを備え、 基板中心に対して所定半径を有する円周をＮ等分するＮ
個のスパッタ中央点を設定し、前記Ｎ組のＥＣＲスパッ
タ源を、それらに設けられた前記円環状ターゲットの中
心軸がそれぞれ異なる前記スパッタ中央点を通るように
前記反応室にそれぞれ接続したことを特徴とするＥＣＲ
スパッタ成膜装置。3. N (N is an integer of 3 or more) reaction chambers into which a substrate is loaded, a plasma chamber connected to each of the N reaction chambers, and an ECR plasma is generated, and a magnetic field is applied to the plasma chamber. And a set of N ECR sputter sources each having an annular target provided in close proximity to the plasma extraction opening of the plasma chamber. Divide N
And the N sets of ECR sputter sources were connected to the reaction chamber such that the central axes of the annular targets provided on them passed through the different sputter central points. Characteristic ECR
Sputter deposition equipment.