專利名稱：圓盤狀基板用濺射裝置、該裝置中的基板卡夾方法,及用該裝置的圓盤狀記錄介質(zhì)的制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在圓盤狀基板上形成薄膜的濺射裝置，更具體地，涉及一種在使用該裝置形成薄膜時卡夾在該裝置中所使用的該圓盤狀基板的卡夾機(jī)構(gòu)或卡夾方法。此外，本發(fā)明還涉及一種使用該濺射裝置制造光盤等的圓盤狀記錄介質(zhì)的圓盤狀記錄介質(zhì)的制造方法。
背景技術(shù)：
已公知各種通過在圓盤狀的基板上形成各種薄膜而制造的記錄介質(zhì)，特別是具有圓盤狀形狀的介質(zhì)，例如，CD、CD-R、CD-RW等CD盤、DVD-ROM、DVD-R等DVD盤等的光盤、以及MO、MD等的光磁盤等。這些盤通過對例如由聚碳酸酯等的原材料所制成的基板上進(jìn)行濺射處理、旋轉(zhuǎn)涂布處理等各種處理而層積薄膜而制成。
作為所述盤的原材料的基板通常在其被供給時已在其中央部位形成有貫通孔。在以后進(jìn)行的薄膜形成工序中，通過使用該中央孔而進(jìn)行搬入或搬出成膜裝置、或成膜裝置等中基板的定位等操縱。但是，由于存在該中央孔，往往會在成膜時造成例如在基板上的薄膜的厚度或品質(zhì)的分布變差。因此，通過使用蓋等蓋住該中央孔，從而在其存在對成膜工序影響盡量小的狀態(tài)下進(jìn)行成膜。
例如，在制造DVD盤時，利用旋轉(zhuǎn)涂布處理將紫外線(UV)硬化樹脂等構(gòu)成的薄膜作為其構(gòu)成層之一而形成。具體地，首先，將基板安裝在可轉(zhuǎn)動的回轉(zhuǎn)臺上使其中心與該回轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心一致。如此，通過使用貫穿該中央孔的旋轉(zhuǎn)軸，或者將固定成與該回轉(zhuǎn)臺的旋轉(zhuǎn)中心同心的蓋配置在該盤的中央孔處等操作，來進(jìn)行基板相對回轉(zhuǎn)臺的定位與固定。
然后，隨著該回轉(zhuǎn)臺旋轉(zhuǎn)，從所述中央孔附近或者蓋邊緣部朝向盤外周邊側(cè)移動的同時連續(xù)地滴下樹脂。所滴下的樹脂通過隨著回轉(zhuǎn)臺的回轉(zhuǎn)所產(chǎn)生的離心力擴(kuò)散而在基板表面上形成樹脂薄膜。
在該情況下，由于除了在一離開旋轉(zhuǎn)中心的位置處滴下樹脂之外沒有其它辦法，所以由此而造成膜厚度的分布。但是，在現(xiàn)有技術(shù)中通常用于記錄和讀取等的紅色激光光束因為波長較長而使得該分布在容許范圍內(nèi)。而在今后為了提高光盤的記錄密度，在使用波長較短的例如藍(lán)色激光光束時，需要形成均勻性更高的薄膜。
此外，使用濺射法而形成用作反射膜等的金屬薄膜等。在該方法中，圓盤狀基板通過中央孔部分及其外周部分由夾具覆蓋而固定并保持在真空容器中與一目標(biāo)(target)相對。一般地，在該目標(biāo)上施加一定的電壓，并由此在目標(biāo)與基板之間放電而產(chǎn)生等離子體。該目標(biāo)表面的目標(biāo)構(gòu)成原子/元素通過該等離子體中的離子而被濺射，并通過該濺射粒子附著在基板表面上而形成薄膜。
此時，當(dāng)用于固定基板的夾具與基板表面接觸時，會在形成薄膜時在該薄膜與夾具之間產(chǎn)生異常放電。這里因為在薄膜或夾具表面上蓄聚的電荷通過放電而從夾具與該膜表面之間的接觸點釋放出來。而且，當(dāng)夾具向放電空間伸出時，由于其存在會使得電場畸變，從而會對薄膜厚度分布產(chǎn)生影響。因此，優(yōu)選地在基板表面與夾具之間通常保持一定量的微小間隔，或優(yōu)選地盡可能地不使用該夾具。
本申請人提出解決上述問題的方案，即作為使用旋轉(zhuǎn)涂布法工序中可以改善薄膜厚度的方法的使用在中央部位不設(shè)置孔的基板的制造工序。在使用該種基板時，可以減少在濺射時用于固定基板的夾具，并可以容易地在基板表面與夾具之間保持一定量的間隔、并可以容易地減少異常放電。

發(fā)明內(nèi)容
在該濺射法中，為了使得保持在目標(biāo)與基板之間是穩(wěn)定的且均勻的放電，優(yōu)選的是將大地電位的相對電極配置成平行于該目標(biāo)表面。因此將大地電位的基板保持件與目標(biāo)表面相對配置。而且為了使得放電空間中的電場不受擾動，而優(yōu)選地使基板背面與基板保持件的表面相緊貼。
在該濺射法中時由于離子等的入射或等離子體的放射熱而使得基板溫度升高。由于用作基板材料的聚碳酸酯不耐熱，所以需要抑制濺射時基板溫度的升高。通常是通過使用經(jīng)水冷卻等的基板保持件與基板背面緊貼而抑制基板溫度的升高。
但是，在基板中央不存在中央孔時，單靠在基板外周邊進(jìn)行固定難以使得基板緊貼基板保持件。本發(fā)明針對該問題提出一種使得即使是不存在中央孔的圓盤狀基板可相對于基板保持件穩(wěn)定地緊貼的卡夾方法。并且還提出具體實施該卡夾方法的濺射裝置，以及使用該濺射裝置的圓盤狀記錄介質(zhì)的制造方法。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種用于在真空容器中在基板表面上形成膜的濺射裝置，其中所使用的基板為在其背面中央具有突起部的圓盤狀基板。該濺射裝置包括由待與所述基板的背面緊貼的平坦面構(gòu)成的基板支承部，和形成在所述基板支承部中央部位用于接收所述突起部的凹陷部，其中，在所述凹陷部中配置有用于牢固地保持所述突起部的固定結(jié)構(gòu)。
在該濺射裝置中，優(yōu)選地，在所述基板背面中央的突起部具有構(gòu)成其直徑隨著遠(yuǎn)離基板而變大的部分圓錐形的基本圓柱形形狀，并且所述固定結(jié)構(gòu)包括一球塞。此外，優(yōu)選地，該濺射裝置還包括用于支承一覆蓋該基板表面的外周邊部的罩的罩支承部，并且，所述罩支承部通過磁力保持所述罩。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種用于在真空容器中在基極表面上形成膜的濺射裝置中卡夾基板的卡夾方法，其中，所使用的基板為在其背面中央具有突起部的圓盤狀基板。該方法包括以下步驟將所述突起部插入具有圓筒狀內(nèi)表面的凹陷部中的步驟；通過配置在所述凹陷部中的固定結(jié)構(gòu)固定所述突起部的步驟，以使得所述突起部的軸線與所述凹陷部的軸線重合，并將所述突起部沿插入方向偏壓到所述凹陷部中；和使所述基板背面緊貼在形成在所述凹陷部周圍的平坦面上的步驟。
在該卡夾方法中，優(yōu)選地，在所述基板背面中央的突起部具有構(gòu)成其直徑隨著遠(yuǎn)離基板而變大的部分圓錐形的基本圓柱形形狀，并且所述固定結(jié)構(gòu)包括一球塞。此外，優(yōu)選地，該方法還包括在所述基板的背面與所述平坦面緊貼后，通過磁力將一用于覆蓋該基板表面的外周邊部的罩固定在所述平坦面的外周邊的步驟。
為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提出一種圓盤狀記錄介質(zhì)的制造方法，它包括制備在其背面中央具有基本上為圓柱狀的突起部的圓盤狀基板的步驟；將所述突起部插入設(shè)置在用于保持所述基板的基板支承部上的具有圓筒狀內(nèi)表面的凹陷部中的步驟；通過配置在所述凹陷部中的固定結(jié)構(gòu)固定所述突起部的軸線的步驟，以使得所述突起部的軸線與所述凹陷部的軸線重合，并將所述突起部沿插入方向偏壓到所述凹陷部中；使所述基板背面緊貼在形成在所述凹陷部周圍、用作所述基板支承部的平坦面上的步驟；使所述基板和罩與一目標(biāo)相對的步驟；和通過在基板表面與所述目標(biāo)之間產(chǎn)生等離子體而對所述目標(biāo)進(jìn)行濺射，從而在所述基板表面上形成以所述目標(biāo)的構(gòu)成元素為主要成分的薄膜的步驟。
在該制造方法中，優(yōu)選地，在所述基板背面中央的突起部具有構(gòu)成其直徑隨著遠(yuǎn)離基板而變大的部分圓錐形的基本圓柱形形狀，并且所述固定結(jié)構(gòu)包括一球塞。此外，優(yōu)選地，該方法還包括在所述基板的背面與所述平坦面緊貼后，通過磁力將一用于覆蓋該基板表面的外周邊部的罩固定在所述平坦面的外周邊的步驟。


圖1為在真空側(cè)搬送臂和大氣側(cè)搬送臂基本上呈相對狀態(tài)下二者的剖面示意圖；圖2為示出真空側(cè)搬送臂和大氣側(cè)搬送臂在進(jìn)行基板的交付/轉(zhuǎn)移時的狀態(tài)的視圖；圖3為圖2中a部分的放大視圖；圖4為圖2中b部分的放大視圖；圖5為圖4中從基板側(cè)觀察沿線5-5的剖面時的視圖。
具體實施例方式
以下就根據(jù)本發(fā)明的基板的卡夾方法進(jìn)行說明。對于可實施該卡夾方法的濺射裝置，在圖1中示出了具有基板保持件的真空側(cè)搬送臂的大致剖視圖，和與真空側(cè)搬送臂基本上呈正對狀態(tài)下用于交付基板至該基板保持件的大氣側(cè)搬送臂的大致剖面圖。此外，在圖2中示出通過上述部件進(jìn)行基板的交付時的狀態(tài)的大致剖面圖。圖3為圖2中a部分的放大視圖。圖4為圖2中b部分的放大視圖。圖5為從基板側(cè)觀察沿線5-5的剖面時的視圖。
用于本發(fā)明的基板10的成膜面的背面中央部位形成有突起部11。該突起部具有其軸線與基板中心一致，并且其直徑隨著遠(yuǎn)離基板而變大的圓錐形的形狀。真空側(cè)搬送臂20的基板保持件21由用于接收/支承該基板背面的基板支承部22和配置在其外周的罩支承部26構(gòu)成?；逯С胁?2具有大致圓形的平坦的表面和設(shè)置在其中央部的內(nèi)表面為圓筒形的凹陷部23。
如圖4和圖5所示，在凹陷部23中，沿與其圓筒軸線相垂直的方向可驅(qū)動地設(shè)置的球塞24均勻地配置在以該軸線為中心的3個位置上。當(dāng)基板保持件21保持基板10時，在該基板背面的突起部11插入至該凹陷部23中，并由(作為固定結(jié)構(gòu)的)球塞24來固定。此時，球塞24通過彈簧25的彈力/偏置力作用支承以使得突起部11的軸線與凹陷部23的軸線一致。
由于和球塞24相接觸的突起部11具有隨著與基板背面接近而其直徑變細(xì)的形狀，所以通過受到球塞24所施加的壓力而將突起部11朝向凹陷部23的底部(突起部的插入方向)推壓。通過沿該插入方向推壓基板10的作用力，該基板背面被緊貼在形成為基板支承部22的大致圓形的平坦面上而被保持。此外，因為基板支承部22通過水冷卻等而進(jìn)行溫度控制，所以可以通過在基板背面與其緊貼時控制該基板10的溫度。
罩15為環(huán)狀。在該罩15的內(nèi)周邊設(shè)置有一用于覆蓋該基板的外周邊部的罩凸緣16。對于該罩凸緣16需要有一寬度以在和支承它的罩體部17以及基板10之間形成有適當(dāng)?shù)拈g隔以避免在通過濺射形成薄膜時異常放電。此外為了有效地減少由于在形成薄膜時對磁場的影響而在該罩凸緣16內(nèi)周邊緣部設(shè)置有錐形部。
為了防止在通過濺射形成薄膜時異常放電并避免它們相互接觸而需要在罩凸緣16的內(nèi)邊緣部與基板10的表面之間形成一預(yù)定值以下的微小間隔。因此，在將罩15支承在罩支承部26上時，為了滿足這些條件，需要對應(yīng)于放電條件而確定罩體部17的厚度以及罩凸緣16的厚度或罩15的支承方法等。
在該實施例中，通過圖中未示出的位于罩支承部26中的磁體而使得罩15緊貼在該罩支承部26上從而被固定支承。因此，在該實施例中通過調(diào)節(jié)罩體部17以及罩凸緣16的厚度而滿足上述條件。
大氣側(cè)搬送臂30具有吸附并保持基板的表面中央部位的吸附軸31和將罩定位在其表面并保持該罩的罩保持部33。吸附軸31和罩保持部33固定在大氣側(cè)搬送臂30上，對罩15施加磁力而將其朝該罩保持部33吸引的磁體35可以相設(shè)置成相對于該大氣側(cè)搬送臂30被驅(qū)動。
下面說明將由大氣側(cè)搬送臂30保持的基板10交付至真空側(cè)搬送臂20時的操作。首先，沒有保持基板10和罩15的真空側(cè)搬送臂20與通過吸附軸31和罩保持部33而將基板10和罩15保持在預(yù)定位置上的大氣側(cè)搬送臂30彼此對齊。在該狀態(tài)下，大氣側(cè)搬送臂30朝真空側(cè)搬送臂20移動并在一預(yù)定間隔位置處停止。此時，基板突起部11容納至在真空側(cè)搬送臂20的基板支承部22的凹陷部23中，并且其前端處于比球塞24位置更靠近該凹陷部底部/更深的位置處。
在該狀態(tài)下，解除由吸附軸31對基板的保持。然后，基板突起部11由于球塞24的(彈性)壓力而被沿其插入方向壓入，使得該基板背面在與基板支承部22的平坦面緊貼的狀態(tài)下被固定和保持。然后，大氣側(cè)搬送臂30的磁體35后退，以使得罩15從該罩保持部33脫離。在該狀態(tài)下，由于通過圖中未示出的位于罩支承部26中的磁體的磁力對罩15起作用而使得罩15位置不變地被吸引并保持在該罩支承部26上。
隨后，大氣側(cè)搬送臂30后退，由一未示出的目標(biāo)保持單元在預(yù)定位置上與該真空側(cè)搬送臂20相對并與該真空側(cè)搬送臂20組合成濺射成膜室，從而進(jìn)行成膜工序。在成膜工序結(jié)束后，移開目標(biāo)保持單元和使大氣側(cè)搬送臂30移動到與該真空側(cè)搬送臂20相對的位置，以與上述基板10的交付順序相反的步驟，進(jìn)行基板10從該真空側(cè)搬送臂20至大氣側(cè)搬送臂30的交付/轉(zhuǎn)移。
通過采用上述結(jié)構(gòu)，即使是使用沒有中央孔的基板，也可以使得大地電位的基板保持件21配置成與目標(biāo)表面相對，并且使基板背面與基板保持件或罩支承部26表面相緊貼。而且通過使得基板背面與進(jìn)行水冷卻等的罩支承部26表面相緊貼，可以抑制在進(jìn)行濺射時基板的溫度上升。還可以容易地使罩內(nèi)周邊緣部和基板表面之間的間隔限定為預(yù)定值并且可以減少異常放電。
在本實施例中，盡管球塞24的作用方向與凹陷部23的軸線方向相垂直，但本發(fā)明并不限于此，也可以沿與該軸線方向不同的方向施加作用。而且盡管對于一個凹陷部23配置了三個球塞24，但是只要能將突起部11牢固地保持在該凹陷部中心，則其個數(shù)并不限于三個。而且雖然使用了球塞來固定保持突起部11，但是只要是具有同樣作用，該結(jié)構(gòu)就不必限于球塞。
此外，并非只通過球塞將基板沿插入方向而壓入，也可以采取設(shè)置與凹陷部連通的排氣口從而在大氣中將基板從大氣側(cè)搬送臂交付至真空側(cè)搬送臂時可暫時地吸附該基板。盡管設(shè)置在基板背面的突起部為隨著遠(yuǎn)離該基板背面其直徑漸大，且其軸向剖面為具有梯/臺形，但是只要能通過所述真空吸附等將基板背面緊貼在該基板支承部的平坦面上，就不必限于所述梯/臺形。可以設(shè)置可通過該球塞固定的各種形狀的突起部。例如，可以采用具有球塞的前端部可裝配到其中的凹陷部的圓筒狀的突起部或者大致圓筒狀的突起部等。
本發(fā)明并不僅限于用于光盤的制造方法，還可以適用于在后面的步驟中在其上進(jìn)行除去中央部位的工序的產(chǎn)品、例如硬盤等圓盤狀部件的所有制造方法。
根據(jù)本發(fā)明可以保持不存在中央孔的圓盤狀基板穩(wěn)定地緊貼在保持件上。因此，可以用于不僅在通過旋轉(zhuǎn)涂布法進(jìn)行的成膜工序還有通過濺射法的成膜工序中在不存在中央孔的基板上形成薄膜，并可以形成薄膜厚度、質(zhì)量更為均勻化的薄膜。而且，通過減少濺射法中基板保持部件的數(shù)目，還可以減少成膜工序中的異常放電。
權(quán)利要求
1.一種用于在真空容器中在基板表面上形成膜的濺射裝置，所使用的基板為在其背面中央具有突起部的圓盤狀基板，該濺射裝置包括由待與所述基板的背面緊貼的平坦面構(gòu)成的基板支承部，和形成在所述基板支承部中央部位用于接收所述突起部的凹陷部，其中，在所述凹陷部中配置有用于牢固地保持所述突起部的固定結(jié)構(gòu)。
2.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的濺射裝置，其特征在于，在所述基板背面中央的突起部具有構(gòu)成其直徑隨著遠(yuǎn)離基板而變大的部分圓錐形的基本圓柱形形狀。
3.一種根據(jù)權(quán)利要求1所述的濺射裝置，其特征在于，所述固定結(jié)構(gòu)包括一球塞。
4.一種根據(jù)權(quán)利要求1至3中任一項所述的濺射裝置，還包括用于支承一覆蓋該基板表面的外周邊部的罩的罩支承部，其中，所述罩支承部通過磁力保持所述罩。
5.一種用于在真空容器中在基板表面上形成膜的濺射裝置中卡夾基板的卡夾方法，所使用的基板為在其背面中央具有突起部的圓盤狀基板，該方法包括以下步驟將所述突起部插入具有圓筒狀內(nèi)表面的凹陷部中，通過配置在所述凹陷部中的固定結(jié)構(gòu)固定所述突起部，以使得所述突起部的軸線與所述凹陷部的軸線重合，并將所述突起部沿插入方向偏壓到所述凹陷部中，和使所述基板背面緊貼在形成在所述凹陷部周圍的平坦面上。
6.一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在所述基板背面中央的突起部具有構(gòu)成其直徑隨著遠(yuǎn)離基板而變大的部分圓錐形的基本圓柱形形狀。
7.一種根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述固定結(jié)構(gòu)包括一球塞。
8.一種根據(jù)權(quán)利要求5至7中任一項所述的方法，其特征在于，還包括在所述基板的背面與所述平坦面緊貼后，通過磁力將一用于覆蓋該基板表面的外周邊部的罩固定在所述平坦面的外周邊的步驟。
9.一種圓盤狀記錄介質(zhì)的制造方法，它包括制備在其背面中央具有基本上為圓柱狀的突起部的圓盤狀基板，將所述突起部插入設(shè)置在用于保持所述基板的基板支承部上的具有圓筒狀內(nèi)表面的凹陷部中，通過配置在所述凹陷部中的固定結(jié)構(gòu)固定所述突起部，以使得所述突起部的軸線與所述凹陷部的軸線重合，并將所述突起部沿插入方向偏壓到所述凹陷部中，使所述基板背面緊貼在形成在所述凹陷部周圍、用作所述基板支承部的平坦面上，使所述基板和罩與一目標(biāo)相對，和通過在基板表面與所述目標(biāo)之間產(chǎn)生等離子體而對所述目標(biāo)進(jìn)行濺射，從而在所述基板表面上形成以所述目標(biāo)的構(gòu)成元素為主要成分的薄膜。
10.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，在所述基板背面中央的突起部具有構(gòu)成其直徑隨著遠(yuǎn)離基板而變大的部分圓錐形的基本圓柱形形狀。
11.一種根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述固定結(jié)構(gòu)包括一球塞。
12.一種根據(jù)權(quán)利要求9至11中任一項所述的方法，其特征在于，還包括在所述基板的背面與所述平坦面緊貼后，通過磁力將一用于覆蓋該基板表面的外周邊部的罩固定在所述平坦面的外周邊的步驟。
全文摘要
本發(fā)明提供一種濺射裝置中的基板卡夾方法，用于在牢固地使沒有中心孔的圓盤狀基板與保持件緊貼而保持基板。具體地，所使用的該圓盤狀基板在其背面?zhèn)染哂幸换緢A柱形的突起部，并且在該濺射裝置中，該突起部插入一設(shè)置在基板支承部上的具有一圓筒形內(nèi)表面的凹陷部中。通過一設(shè)置在該凹陷部中的固定結(jié)構(gòu)將該突起部固定，該基板的背面在與一形成在該凹陷部周圍用作基板支承部的平坦表面保持緊貼的同時而被支承。
文檔編號C23C14/50GK1639785SQ0380553
公開日2005年7月13日 申請日期2003年3月7日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月8日
發(fā)明者越川政人, 江本淳, 松井敏 申請人:Tdk株式會社