JPH06228748A - 薄膜製造装置 - Google Patents
薄膜製造装置Info
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- JPH06228748A JPH06228748A JP3256993A JP3256993A JPH06228748A JP H06228748 A JPH06228748 A JP H06228748A JP 3256993 A JP3256993 A JP 3256993A JP 3256993 A JP3256993 A JP 3256993A JP H06228748 A JPH06228748 A JP H06228748A
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- magnetic
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Abstract
(57)【要約】
【構成】ターゲットの下方位置にマグネットを配し、ス
パッタにより薄膜の形成を行う薄膜製造装置において、
前記ターゲットの周囲にも補助マグネットを配する。 【効果】ターゲット表面の磁界分布が均一化されるた
め、スパッタが均一に行われる。このため、歩留りが向
上し、形成される薄膜の膜厚も均一なものとなる。
パッタにより薄膜の形成を行う薄膜製造装置において、
前記ターゲットの周囲にも補助マグネットを配する。 【効果】ターゲット表面の磁界分布が均一化されるた
め、スパッタが均一に行われる。このため、歩留りが向
上し、形成される薄膜の膜厚も均一なものとなる。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、スパッタ法により薄膜
を形成する薄膜製造装置に関するものである。
を形成する薄膜製造装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来より、真空薄膜成膜法として蒸着
法,スパッタ法,CVD法等の検討がなされ、種々の分
野において実用化されている。蒸着法,CVD法は成膜
速度が大きく、特に蒸着法ではEBガンを使用すること
によって高速成膜が可能であるという利点がある。しか
し、この蒸着法は金属を蒸気化して被着させる方法であ
るため、蒸気圧の異なる物質を同時に安定して蒸着する
ことが難しいという問題もある。
法,スパッタ法,CVD法等の検討がなされ、種々の分
野において実用化されている。蒸着法,CVD法は成膜
速度が大きく、特に蒸着法ではEBガンを使用すること
によって高速成膜が可能であるという利点がある。しか
し、この蒸着法は金属を蒸気化して被着させる方法であ
るため、蒸気圧の異なる物質を同時に安定して蒸着する
ことが難しいという問題もある。
【0003】一方、スパッタ法は、蒸気圧の異なる様々
な金属の合金成膜が可能であることから注目されてい
る。このスパッタ法は、例えば、金属磁性薄膜型の磁気
記録媒体の保護膜形成に適用すると、磁気記録媒体の耐
久性や耐蝕性が向上することが知られている。
な金属の合金成膜が可能であることから注目されてい
る。このスパッタ法は、例えば、金属磁性薄膜型の磁気
記録媒体の保護膜形成に適用すると、磁気記録媒体の耐
久性や耐蝕性が向上することが知られている。
【0004】従来、上記スパッタ法は蒸着法に比べて成
膜速度に劣ることから生産性に欠けること、大量生産を
行うためには装置が大型化すること等の問題点があった
が、現在では、マグネトロンスパッタ法や対向ターゲッ
ト法等といったスパッタ法の開発により、成膜速度は高
速化しつつある。
膜速度に劣ることから生産性に欠けること、大量生産を
行うためには装置が大型化すること等の問題点があった
が、現在では、マグネトロンスパッタ法や対向ターゲッ
ト法等といったスパッタ法の開発により、成膜速度は高
速化しつつある。
【0005】例えば、上記マグネトロンスパッタ法にお
いては、ターゲットの下方にマグネットを配し、その漏
れ磁界によって電子をトラップして放電を持続させる方
法をとっているため、ターゲットを効率的にスパッタす
ることが可能となり成膜速度は比較的大きなものとな
る。そして、上記成膜速度は、真空装置内に配置するタ
ーゲットの数を増やすこと、各ターゲットに供給する投
入電力量を大きくすること等によって向上させることが
できる。
いては、ターゲットの下方にマグネットを配し、その漏
れ磁界によって電子をトラップして放電を持続させる方
法をとっているため、ターゲットを効率的にスパッタす
ることが可能となり成膜速度は比較的大きなものとな
る。そして、上記成膜速度は、真空装置内に配置するタ
ーゲットの数を増やすこと、各ターゲットに供給する投
入電力量を大きくすること等によって向上させることが
できる。
【0006】しかしながら、前者の方法によると、限ら
れた空間の中に配置できるターゲットの数には限度があ
るため大きな効果は望めず、後者の方法によると、スパ
ッタ時に発生する熱が大きくなるため、ターゲットとバ
ッキングプレートを接着しているハンダ等のボンディン
グ剤が溶けだしてしまい、電極をショートさせる等の問
題が起こる。
れた空間の中に配置できるターゲットの数には限度があ
るため大きな効果は望めず、後者の方法によると、スパ
ッタ時に発生する熱が大きくなるため、ターゲットとバ
ッキングプレートを接着しているハンダ等のボンディン
グ剤が溶けだしてしまい、電極をショートさせる等の問
題が起こる。
【0007】このように、マグネトロンスパッタ法によ
っても、充分な成膜速度を得られていないのが実情であ
る。
っても、充分な成膜速度を得られていないのが実情であ
る。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】さらに、上記マグネト
ロンスパッタ法においては、ターゲットの下方に配置さ
れたマグネットによって磁界が偏りを生じており、ター
ゲット上に不均一な磁界分布を生じさせる。そして、上
記磁界が強い領域がスパッタされやすい状態となるの
で、いわゆるエロージョンが発生し、ターゲットが均一
にスパッタされず歩留りを劣化させることになる。
ロンスパッタ法においては、ターゲットの下方に配置さ
れたマグネットによって磁界が偏りを生じており、ター
ゲット上に不均一な磁界分布を生じさせる。そして、上
記磁界が強い領域がスパッタされやすい状態となるの
で、いわゆるエロージョンが発生し、ターゲットが均一
にスパッタされず歩留りを劣化させることになる。
【0009】また、上述のようなターゲットにおけるス
パッタ領域の偏りが可撓性支持体に被着する際にも反映
され、可撓性支持体に形成した薄膜を観察してみると、
幅方向の膜厚分布が不均一なものとなっていた。
パッタ領域の偏りが可撓性支持体に被着する際にも反映
され、可撓性支持体に形成した薄膜を観察してみると、
幅方向の膜厚分布が不均一なものとなっていた。
【0010】このように、マグネトロンスパッタ法にお
いて、上述したターゲット材料の歩留りの改善,均一な
膜厚の薄膜形成のためには、ターゲット下方に配置する
マグネットの形状や磁界強度の設計が重要な課題である
ことがわかる。
いて、上述したターゲット材料の歩留りの改善,均一な
膜厚の薄膜形成のためには、ターゲット下方に配置する
マグネットの形状や磁界強度の設計が重要な課題である
ことがわかる。
【0011】そこで本発明は、かかる従来の実情に鑑み
て提案されたものであり、ターゲット表面の磁界分布を
改善することによって、成膜速度を向上させつつ、均一
な薄膜を生産性良く形成できるような薄膜製造装置を提
供することを目的とする。
て提案されたものであり、ターゲット表面の磁界分布を
改善することによって、成膜速度を向上させつつ、均一
な薄膜を生産性良く形成できるような薄膜製造装置を提
供することを目的とする。
【0012】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述の目的を
達成するために提案されたものであり、ターゲットの下
方位置にマグネットを配し、スパッタにより薄膜の形成
を行う薄膜製造装置において、前記ターゲットの周囲に
補助マグネットを配することを特徴とするものである。
達成するために提案されたものであり、ターゲットの下
方位置にマグネットを配し、スパッタにより薄膜の形成
を行う薄膜製造装置において、前記ターゲットの周囲に
補助マグネットを配することを特徴とするものである。
【0013】従来より薄膜を形成するための装置とし
て、ターゲットの下方にマグネットが配置されているマ
グネトロンスパッタ装置なるものがあったが、本発明の
薄膜製造装置は、上記装置のターゲットの周囲にさらに
補助マグネットを配したものであり、磁界分布の偏りを
改善できるようになっているものである。
て、ターゲットの下方にマグネットが配置されているマ
グネトロンスパッタ装置なるものがあったが、本発明の
薄膜製造装置は、上記装置のターゲットの周囲にさらに
補助マグネットを配したものであり、磁界分布の偏りを
改善できるようになっているものである。
【0014】そして、上記装置によって製造される薄膜
が、導電性金属膜,金属磁性薄膜,耐摩耗性薄膜より選
ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
が、導電性金属膜,金属磁性薄膜,耐摩耗性薄膜より選
ばれる少なくとも1種であることが好ましい。
【0015】したがって、本発明の薄膜製造装置は、例
えば、非磁性支持体上に金属磁性薄膜,耐摩耗性薄膜
(保護膜)等を設けてなる金属薄膜型の磁気テープ(い
わゆる蒸着テープ)を製造するために使用されて好適で
ある。
えば、非磁性支持体上に金属磁性薄膜,耐摩耗性薄膜
(保護膜)等を設けてなる金属薄膜型の磁気テープ(い
わゆる蒸着テープ)を製造するために使用されて好適で
ある。
【0016】上記金属磁性薄膜の材料としては、通常の
蒸着テ−プに使用されるものであれば如何なるものであ
ってもよい。例示すれば、Fe,Co,Ni等の強磁性
金属材料、Fe−Co,Co−Ni,Fe−Co−N
i,Fe−Cu,Co−Cu,Co−Au,Co−P
t,Mn−Bi,Mn−Al,Fe−Cr,Co−C
r,Ni−Cr,Fe−Co−Cr,Co−Ni−C
r,Fe−Co−Ni−Cr等の強磁性合金材料等が挙
げられる。
蒸着テ−プに使用されるものであれば如何なるものであ
ってもよい。例示すれば、Fe,Co,Ni等の強磁性
金属材料、Fe−Co,Co−Ni,Fe−Co−N
i,Fe−Cu,Co−Cu,Co−Au,Co−P
t,Mn−Bi,Mn−Al,Fe−Cr,Co−C
r,Ni−Cr,Fe−Co−Cr,Co−Ni−C
r,Fe−Co−Ni−Cr等の強磁性合金材料等が挙
げられる。
【0017】上記金属磁性薄膜は、これらの単層膜であ
ってもよいし多層膜であってもよい。さらには、可撓性
支持体と金属磁性薄膜間、あるいは多層膜の場合には、
各層間の付着力向上、並びに抗磁力の制御等のため、下
地層または、中間層を設けてもよい。また、例えば磁性
層表面近傍が耐蝕性改善等のために酸化物となっていて
もよい。なお、上記下地層や中間層の形成に本発明の装
置を使用することも可能である。
ってもよいし多層膜であってもよい。さらには、可撓性
支持体と金属磁性薄膜間、あるいは多層膜の場合には、
各層間の付着力向上、並びに抗磁力の制御等のため、下
地層または、中間層を設けてもよい。また、例えば磁性
層表面近傍が耐蝕性改善等のために酸化物となっていて
もよい。なお、上記下地層や中間層の形成に本発明の装
置を使用することも可能である。
【0018】また、本発明を適用して耐摩耗性薄膜(保
護膜)を形成する場合、この材料としては一般に耐摩耗
性薄膜材料として使用されるものであればいかなるもの
であってもよく、例示するならば、カーボン、Cr
O2 ,Al2 O3 ,BN,Co酸化物、MgO,SiO
2 ,Si3 O4 ,SiNx ,SiC,SiNx −SiO
2,ZrO2 ,TiO2 ,TiC等が挙げられる。ま
た、かかる保護膜はこれらの単層膜であってもよいし多
層膜や金属との複合膜であってもよい。
護膜)を形成する場合、この材料としては一般に耐摩耗
性薄膜材料として使用されるものであればいかなるもの
であってもよく、例示するならば、カーボン、Cr
O2 ,Al2 O3 ,BN,Co酸化物、MgO,SiO
2 ,Si3 O4 ,SiNx ,SiC,SiNx −SiO
2,ZrO2 ,TiO2 ,TiC等が挙げられる。ま
た、かかる保護膜はこれらの単層膜であってもよいし多
層膜や金属との複合膜であってもよい。
【0019】もちろん、本発明の装置によって作成され
る磁気テープの構成はこれに限定されるものではなく、
例えば必要に応じてバックコート層を形成したり、可撓
性支持体上に下塗層を形成したり、潤滑剤、防錆剤など
の層を形成することは何等差し支えない。この場合、バ
ックコート層に含まれる非磁性顔料、樹脂結合剤あるい
は潤滑剤、防錆剤層に含まれる材料としては従来公知の
ものがいずれも使用できる。
る磁気テープの構成はこれに限定されるものではなく、
例えば必要に応じてバックコート層を形成したり、可撓
性支持体上に下塗層を形成したり、潤滑剤、防錆剤など
の層を形成することは何等差し支えない。この場合、バ
ックコート層に含まれる非磁性顔料、樹脂結合剤あるい
は潤滑剤、防錆剤層に含まれる材料としては従来公知の
ものがいずれも使用できる。
【0020】なお、本発明の製造装置を適用して、その
他の金属薄膜の成膜も可能であり、例えば、基板に対し
てAu,Cr,Ti,Cu,Mo,Mn,Bi,Ag,
Pt等といった金属やこれらの合金の薄膜を成膜するた
めに用いてもよい。
他の金属薄膜の成膜も可能であり、例えば、基板に対し
てAu,Cr,Ti,Cu,Mo,Mn,Bi,Ag,
Pt等といった金属やこれらの合金の薄膜を成膜するた
めに用いてもよい。
【0021】
【作用】ターゲットの下方にマグネットを配置すると、
上記マグネットからの漏れ磁界が電子をトラップして放
電を持続させる。よって、ターゲットを効率的にスパッ
タすることが可能となり成膜速度は比較的大きなものと
なる。さらに補助マグネットが配置されることによりタ
ーゲット表面の磁界分布が均一化されるため、ターゲッ
トを均一にスパッタすることができる。
上記マグネットからの漏れ磁界が電子をトラップして放
電を持続させる。よって、ターゲットを効率的にスパッ
タすることが可能となり成膜速度は比較的大きなものと
なる。さらに補助マグネットが配置されることによりタ
ーゲット表面の磁界分布が均一化されるため、ターゲッ
トを均一にスパッタすることができる。
【0022】したがって、上述のような装置を用いて薄
膜形成を行うと、ターゲットの歩留りが向上し、成膜さ
れる薄膜の膜厚も均一なものとなる。
膜形成を行うと、ターゲットの歩留りが向上し、成膜さ
れる薄膜の膜厚も均一なものとなる。
【0023】
【実施例】以下、本発明の具体的な実施例について説明
するが、本発明がこの実施例に限定されるものではな
い。
するが、本発明がこの実施例に限定されるものではな
い。
【0024】実施例1 本実施例においては、磁性薄膜の形成には真空蒸着法を
用い、その後、マグネトロンスパッタ法を適用して保護
膜を形成し磁気記録媒体を製造した。以下に、保護膜形
成のために使用した装置(マグネトロンスパッタ法によ
る磁気記録媒体製造装置)の構成について説明する。
用い、その後、マグネトロンスパッタ法を適用して保護
膜を形成し磁気記録媒体を製造した。以下に、保護膜形
成のために使用した装置(マグネトロンスパッタ法によ
る磁気記録媒体製造装置)の構成について説明する。
【0025】図1に示す様に、この製造装置において
は、上部と底部にそれぞれ設けられた排気口1a,1b
から排気されて内部が真空状態となされた真空室2内
に、同図中の矢印a方向に定速回転する送りロール3
と、同様に同図中の矢印b方向に定速回転する巻取りロ
ール4とが設けられ、これら送りロール3から巻取りロ
ール4にテープ状の可撓性支持体5が順次走行するよう
になされている。
は、上部と底部にそれぞれ設けられた排気口1a,1b
から排気されて内部が真空状態となされた真空室2内
に、同図中の矢印a方向に定速回転する送りロール3
と、同様に同図中の矢印b方向に定速回転する巻取りロ
ール4とが設けられ、これら送りロール3から巻取りロ
ール4にテープ状の可撓性支持体5が順次走行するよう
になされている。
【0026】これら送りロール3から巻取りロール4側
に上記可撓性支持体5が走行する中途部には、上記各ロ
ール3、4の径よりも大径となされた円筒キャン6が設
けられている。この円筒キャン6は、上記可撓性支持体
5を図中下方に引き出す様に設けられ、同図中の矢印c
で示す方向に定速回転する構成とされる。尚、上記送り
ロール3、巻取りロール4、及び円筒キャン6は、それ
ぞれ可撓性支持体5の幅と略同じ長さを有する円筒体で
あり、また上記円筒キャン6には、内部に図示しない冷
却装置が設けられ、上記可撓性支持体5の温度上昇によ
る変形等を抑制し得るようになされている。
に上記可撓性支持体5が走行する中途部には、上記各ロ
ール3、4の径よりも大径となされた円筒キャン6が設
けられている。この円筒キャン6は、上記可撓性支持体
5を図中下方に引き出す様に設けられ、同図中の矢印c
で示す方向に定速回転する構成とされる。尚、上記送り
ロール3、巻取りロール4、及び円筒キャン6は、それ
ぞれ可撓性支持体5の幅と略同じ長さを有する円筒体で
あり、また上記円筒キャン6には、内部に図示しない冷
却装置が設けられ、上記可撓性支持体5の温度上昇によ
る変形等を抑制し得るようになされている。
【0027】従って、上記可撓性支持体5は、送りロー
ル3から順次送り出され、さらに上記円筒キャン6の周
面に沿って走行し、巻取りロール4に巻取られていくよ
うになされている。尚、上記送りロール3と上記円筒キ
ャン6との間及び該円筒キャン6と上記巻取りロール4
との間にはそれぞれガイドロール7、8が配設され、上
記円筒キャン6に沿って走行する可撓性支持体5に所定
のテンションをかけ、該可撓性支持体5が円滑に走行す
るようになされている。
ル3から順次送り出され、さらに上記円筒キャン6の周
面に沿って走行し、巻取りロール4に巻取られていくよ
うになされている。尚、上記送りロール3と上記円筒キ
ャン6との間及び該円筒キャン6と上記巻取りロール4
との間にはそれぞれガイドロール7、8が配設され、上
記円筒キャン6に沿って走行する可撓性支持体5に所定
のテンションをかけ、該可撓性支持体5が円滑に走行す
るようになされている。
【0028】なお、本実施例では、円筒キャン6は冷却
されているが、可撓性支持体と金属薄膜との接着強度を
上げるため、適宜加熱した状態でもよい。また、同様の
目的で成膜前に予めボンバード処理を施してもよい。
されているが、可撓性支持体と金属薄膜との接着強度を
上げるため、適宜加熱した状態でもよい。また、同様の
目的で成膜前に予めボンバード処理を施してもよい。
【0029】また、上記真空室内には上記円筒キャン6
の下方にカソードユニット9があり、この表面に薄膜材
料であるターゲット材10が接着されている。上記カソ
ードユニット9は、図2にその断面を示すように、電源
(図示せず。)に接続され負の電極となっているバッキ
ングプレート11、前記バッキングプレート11の下方
に配置されるマグネット12及びマグネット13、前記
マグネット12,13を収納するカソードケース14よ
りなるものである。
の下方にカソードユニット9があり、この表面に薄膜材
料であるターゲット材10が接着されている。上記カソ
ードユニット9は、図2にその断面を示すように、電源
(図示せず。)に接続され負の電極となっているバッキ
ングプレート11、前記バッキングプレート11の下方
に配置されるマグネット12及びマグネット13、前記
マグネット12,13を収納するカソードケース14よ
りなるものである。
【0030】そして、上記バッキングプレート11上に
は、これよりも面積の小さいターゲット材10が図3に
示すように接着され、ターゲット材10以外をスパッタ
イオンが攻撃しないように、ターゲット材10が配置さ
れていない部分を覆うカソードカバー15が設けられて
いる。なお、矢印cは可撓性支持体5の走行方向を示
し、矢印dは可撓性支持体5の幅方向を示している。
は、これよりも面積の小さいターゲット材10が図3に
示すように接着され、ターゲット材10以外をスパッタ
イオンが攻撃しないように、ターゲット材10が配置さ
れていない部分を覆うカソードカバー15が設けられて
いる。なお、矢印cは可撓性支持体5の走行方向を示
し、矢印dは可撓性支持体5の幅方向を示している。
【0031】また、上述のカソードユニット9には冷却
水の供給及び排出を行う冷却パイプ(図示せず。)が接
続され、冷却水を循環させることによりバッキングプレ
ート11とこれに接着されたターゲット材10が加熱さ
れるのを防止している。
水の供給及び排出を行う冷却パイプ(図示せず。)が接
続され、冷却水を循環させることによりバッキングプレ
ート11とこれに接着されたターゲット材10が加熱さ
れるのを防止している。
【0032】なお、マグネット12,13は、例えば図
4に示すように、マグネット12の周囲をマグネット1
3が囲むように配置されている。そして、このような状
態でカソードケース14に収められている。
4に示すように、マグネット12の周囲をマグネット1
3が囲むように配置されている。そして、このような状
態でカソードケース14に収められている。
【0033】上記中央に位置するマグネット12はその
上部12AにおいてはS極を示すものであり、その周囲
に位置するマグネット13は上部13AがN極を示すも
のである。したがって、それぞれのマグネット12,1
3の漏れ磁界により上記カソードユニット9の上面にお
いては図2中点線aで示されるような向きの磁界が存在
する。かかる磁界の存在下でスパッタを行うと、図5中
bで示されるような磁界の強い領域にエロージョンが発
生することになる。
上部12AにおいてはS極を示すものであり、その周囲
に位置するマグネット13は上部13AがN極を示すも
のである。したがって、それぞれのマグネット12,1
3の漏れ磁界により上記カソードユニット9の上面にお
いては図2中点線aで示されるような向きの磁界が存在
する。かかる磁界の存在下でスパッタを行うと、図5中
bで示されるような磁界の強い領域にエロージョンが発
生することになる。
【0034】そこで本実施例の装置においては、上述の
カソードユニット9に対してさらに補助マグネット17
を配置し、ターゲット材10近傍における磁界分布をよ
り均一なものとするような構成としている。すなわち、
本実施例においては、上記補助マグネット17が例えば
カソードユニットの側方に2つ配置されている。
カソードユニット9に対してさらに補助マグネット17
を配置し、ターゲット材10近傍における磁界分布をよ
り均一なものとするような構成としている。すなわち、
本実施例においては、上記補助マグネット17が例えば
カソードユニットの側方に2つ配置されている。
【0035】図5はこのカソードユニット9を側面から
見た図であり、図6はこれを上面から見た図である。矢
印dで示される可撓性支持体5の幅方向に対応してカソ
ードユニット9の両端面に補助マグネット17が1つず
つ走行方向cに平行に配置されている。
見た図であり、図6はこれを上面から見た図である。矢
印dで示される可撓性支持体5の幅方向に対応してカソ
ードユニット9の両端面に補助マグネット17が1つず
つ走行方向cに平行に配置されている。
【0036】そして、上記補助マグネット17の磁極
は、対向するマグネット13の極性とは反対の極性とさ
れている。ここでは、隣接するカソードユニット9内部
のマグネット13は上部13AがN極を示すので、補助
マグネット17は上部17AがS極とされている。した
がって、マグネット13の上部13Aから補助マグネッ
ト17の上部17Aへ向かう磁界が発生する。
は、対向するマグネット13の極性とは反対の極性とさ
れている。ここでは、隣接するカソードユニット9内部
のマグネット13は上部13AがN極を示すので、補助
マグネット17は上部17AがS極とされている。した
がって、マグネット13の上部13Aから補助マグネッ
ト17の上部17Aへ向かう磁界が発生する。
【0037】補助マグネット17を配置する前のカソー
ドユニット9においては、上述したように、マグネット
13とマグネット12とによる図2中aで示される向き
の磁界が、いわばリング状にしか存在しなかったが、補
助マグネット17を配置して異なる向きの磁界を発生さ
せると、相互作用により磁界分布が均一化される。上述
のように補助マグネット17を配置することにより、エ
ロージョン領域を図5中bで示される範囲からターゲッ
ト材10の全面へと広げることになる。
ドユニット9においては、上述したように、マグネット
13とマグネット12とによる図2中aで示される向き
の磁界が、いわばリング状にしか存在しなかったが、補
助マグネット17を配置して異なる向きの磁界を発生さ
せると、相互作用により磁界分布が均一化される。上述
のように補助マグネット17を配置することにより、エ
ロージョン領域を図5中bで示される範囲からターゲッ
ト材10の全面へと広げることになる。
【0038】上記補助マグネット17に必要な磁界強度
は、一般にターゲット材10が磁性材料であるか否かに
よって異なり、磁性材料であった場合、カソードユニッ
ト9表面で800ガウス程度、非磁性材料であった場
合、200〜400ガウス程度である。
は、一般にターゲット材10が磁性材料であるか否かに
よって異なり、磁性材料であった場合、カソードユニッ
ト9表面で800ガウス程度、非磁性材料であった場
合、200〜400ガウス程度である。
【0039】したがって、上記補助マグネット17とし
て使用可能な硬質磁性材料としては、MnAl,アルニ
コ磁石,希土類Co磁石,希土類Fe磁石,バリウムフ
ェライト磁石等が挙げられる。それぞれの保磁力Hc及
びエネルギー積(BH)maxの値を表1に示す。
て使用可能な硬質磁性材料としては、MnAl,アルニ
コ磁石,希土類Co磁石,希土類Fe磁石,バリウムフ
ェライト磁石等が挙げられる。それぞれの保磁力Hc及
びエネルギー積(BH)maxの値を表1に示す。
【0040】
【表1】
【0041】ただし、補助マグネット17をカソードユ
ニット9の側面に配置すると、カソードユニット9内に
配置されたマグネット12,13との距離は数十mm程
度離れていることが予想されるため、強磁性材料をター
ゲット材に用いる場合にはSm−Co系等強力なマグネ
ットを用いることが好ましい。逆に、非磁性材料をター
ゲット材に用いる場合にはフェライト系のマグネットを
カソードユニット9に近接させて配置させるか、又はS
m−Co系等のマグネットをカソードユニット9から離
して配置させればよい。
ニット9の側面に配置すると、カソードユニット9内に
配置されたマグネット12,13との距離は数十mm程
度離れていることが予想されるため、強磁性材料をター
ゲット材に用いる場合にはSm−Co系等強力なマグネ
ットを用いることが好ましい。逆に、非磁性材料をター
ゲット材に用いる場合にはフェライト系のマグネットを
カソードユニット9に近接させて配置させるか、又はS
m−Co系等のマグネットをカソードユニット9から離
して配置させればよい。
【0042】その他、電磁石を使用することも可能であ
るが、この電磁石は投入電力によって磁界強度を調整で
きるという利点がある反面、外形が大きくなる等の問題
もある。
るが、この電磁石は投入電力によって磁界強度を調整で
きるという利点がある反面、外形が大きくなる等の問題
もある。
【0043】そして、上述の装置においては、真空室2
を一定の真空度に保ち、カソードユニット9上のターゲ
ット材10をスパッタリングし、走行する可撓性支持体
5表面に被着させることによって薄膜形成が行われる。
を一定の真空度に保ち、カソードユニット9上のターゲ
ット材10をスパッタリングし、走行する可撓性支持体
5表面に被着させることによって薄膜形成が行われる。
【0044】上述のような構成を有する装置を、磁気記
録媒体の保護膜形成に適用し、以下のようにして磁気テ
ープを作成した。
録媒体の保護膜形成に適用し、以下のようにして磁気テ
ープを作成した。
【0045】先ず、下塗が施された非磁性支持体上に、
一般的な連続巻取り式の斜方蒸着装置を用いて、Co−
Ni系の金属磁性薄膜を被着させた。使用したベース、
下塗、蒸着条件は下記の通りである。
一般的な連続巻取り式の斜方蒸着装置を用いて、Co−
Ni系の金属磁性薄膜を被着させた。使用したベース、
下塗、蒸着条件は下記の通りである。
【0046】非磁性支持体条件 ベース :ポリエチレンテレフタレート 10μm厚 150mm幅 下塗 :アクリルエステルを主成分とする
水溶性ラテックスを塗布 突起密度 約1000万個/mm2
水溶性ラテックスを塗布 突起密度 約1000万個/mm2
【0047】蒸着条件 インゴット :Co80−Ni20(数字は各金属の
重量比) 入射角 :45〜90° テープ速度 :0.17m/sec 磁性層厚 :0.2μm 真空度 :7×10-2Pa
重量比) 入射角 :45〜90° テープ速度 :0.17m/sec 磁性層厚 :0.2μm 真空度 :7×10-2Pa
【0048】次に、先に説明したマグネトロンスパッタ
法を適用した装置によって、保護膜を形成した。スパッ
タ条件を下記に示す。
法を適用した装置によって、保護膜を形成した。スパッ
タ条件を下記に示す。
【0049】スパッタ条件 方式 :DCマグネトロンスパッタ法 ターゲット材 :カーボン,サイズ150mm×1
50mm 使用ガス :アルゴン 装置内真空度 :4×10-3Pa 成膜時真空度 :2Pa テープ速度 :0.1m/sec 保護膜膜厚(目標):15nm 投入電力 :7w/cm2
50mm 使用ガス :アルゴン 装置内真空度 :4×10-3Pa 成膜時真空度 :2Pa テープ速度 :0.1m/sec 保護膜膜厚(目標):15nm 投入電力 :7w/cm2
【0050】さらに、下記の条件に従ってバックコー
ト、トップコートを施し所定のテープ幅に裁断して実施
例1のサンプルテープを作成した。 バックコート :カーボン、及びウレタンバインダ
ーを混合したものを0.6μm厚塗布 トップコート :パーフルオロポリエーテルを塗布 スリット幅 :8mm幅
ト、トップコートを施し所定のテープ幅に裁断して実施
例1のサンプルテープを作成した。 バックコート :カーボン、及びウレタンバインダ
ーを混合したものを0.6μm厚塗布 トップコート :パーフルオロポリエーテルを塗布 スリット幅 :8mm幅
【0051】実施例2,3 バッキングプレート11への投入電力,ターゲット材1
0のサイズを表2に示される値に設定した以外は実施例
1と同様にしてサンプルテープを作成した。
0のサイズを表2に示される値に設定した以外は実施例
1と同様にしてサンプルテープを作成した。
【0052】
【表2】
【0053】実施例4 本実施例では補助マグネット17の配置が異なる装置を
用いた。すなわち、図8,9に示すように、カソードユ
ニット9表面において、カソードカバー15上の4頂点
にそれぞれ補助マグネット17を配置した。なお、上記
補助マグネット17にはフェライトを使用した。
用いた。すなわち、図8,9に示すように、カソードユ
ニット9表面において、カソードカバー15上の4頂点
にそれぞれ補助マグネット17を配置した。なお、上記
補助マグネット17にはフェライトを使用した。
【0054】補助マグネット17の配置が上述のように
異なる装置を用いた以外は実施例1と同様にしてサンプ
ルテープを作成した。なお、投入電力,ターゲット材1
0のサイズは、表2に併せて示す。
異なる装置を用いた以外は実施例1と同様にしてサンプ
ルテープを作成した。なお、投入電力,ターゲット材1
0のサイズは、表2に併せて示す。
【0055】実施例5 本実施例では補助マグネット17の配置がさらに異なる
装置を用いた。すなわち、図10,11に示すように、
補助マグネット17はカソードユニット9の上方(すな
わちカソードカバー上)において、可撓性支持体5の幅
方向の両端部に2本配置した。なお、上記補助マグネッ
ト17にはフェライトを使用した。
装置を用いた。すなわち、図10,11に示すように、
補助マグネット17はカソードユニット9の上方(すな
わちカソードカバー上)において、可撓性支持体5の幅
方向の両端部に2本配置した。なお、上記補助マグネッ
ト17にはフェライトを使用した。
【0056】補助マグネット17の配置が上述のように
異なる装置を用いた以外は実施例1と同様にしてサンプ
ルテープを作成した。なお、投入電力,ターゲット材1
0のサイズは、表2に併せて示す。
異なる装置を用いた以外は実施例1と同様にしてサンプ
ルテープを作成した。なお、投入電力,ターゲット材1
0のサイズは、表2に併せて示す。
【0057】比較例1,2 カソードターゲット9の側面に補助マグネット17が配
置されない装置を用いた以外は実施例1と同様にしてサ
ンプルテープを作成した。なお、投入電力,ターゲット
材のサイズは、表2に併せて示す。
置されない装置を用いた以外は実施例1と同様にしてサ
ンプルテープを作成した。なお、投入電力,ターゲット
材のサイズは、表2に併せて示す。
【0058】そして、以上のようにして作成された実施
例及び比較例のサンプルテープについて、形成された保
護膜の膜厚が均一であるか否か調べた。実際には、保護
膜をスパッタ法により成膜した後、可撓性支持体の有効
成膜幅130mmに対して10mm毎に保護膜の膜厚を
測定することによって調べ、測定された膜厚の最大値と
最小値を幅方向膜厚分布とした。なお、膜厚の測定は、
成膜された保護膜をエッチング等により剥離除去した
後、触針式段差計(デックタック)により行った。
例及び比較例のサンプルテープについて、形成された保
護膜の膜厚が均一であるか否か調べた。実際には、保護
膜をスパッタ法により成膜した後、可撓性支持体の有効
成膜幅130mmに対して10mm毎に保護膜の膜厚を
測定することによって調べ、測定された膜厚の最大値と
最小値を幅方向膜厚分布とした。なお、膜厚の測定は、
成膜された保護膜をエッチング等により剥離除去した
後、触針式段差計(デックタック)により行った。
【0059】この結果は表2に併せて示す。
【0060】表2より、補助マグネット17を用いるこ
とによってターゲット材10の幅を小さくしても、形成
された薄膜の幅方向膜厚分布が劣化しないことがわか
る。
とによってターゲット材10の幅を小さくしても、形成
された薄膜の幅方向膜厚分布が劣化しないことがわか
る。
【0061】さらに、作成された各サンプルテープにつ
いて、スチル耐久性,耐錆性の測定を行った。スチル耐
久性の測定はソニー社製8mmVTR EV−S900
改造機を用いて、再生出力レベルから3dB以上の出力
落ちした時間をもとにしてスチル耐久性の時間とした。
いて、スチル耐久性,耐錆性の測定を行った。スチル耐
久性の測定はソニー社製8mmVTR EV−S900
改造機を用いて、再生出力レベルから3dB以上の出力
落ちした時間をもとにしてスチル耐久性の時間とした。
【0062】一方、耐錆性は、腐食試験前の測定値をφ
s 、腐食試験後の測定値をφs ’として磁気特性の劣化
率Δφs を式(1)によって求めることによって評価し
た。
s 、腐食試験後の測定値をφs ’として磁気特性の劣化
率Δφs を式(1)によって求めることによって評価し
た。
【0063】
【数1】
【0064】なお、腐食試験はガス腐食試験機を用い、
SO2 ガス0.3ppmを含む雰囲気(温度30℃,相
対湿度90%)中で24時間保存することによって行っ
た。表3にこれらの測定結果を示す。
SO2 ガス0.3ppmを含む雰囲気(温度30℃,相
対湿度90%)中で24時間保存することによって行っ
た。表3にこれらの測定結果を示す。
【0065】
【表3】
【0066】表3より、どのサンプルテープについて
も、24時間以上のスチル耐久時間を得られ、耐錆性に
も優れたものであったことがわかる。しかし、膜厚分布
が同じ値であった比較例1と実施例1とを比較すると、
実施例1のサンプルテープの方が耐錆性に優れており、
補助マグネット17の有無以外は同じ条件で作成された
比較例2と実施例2とを比較しても、実施例2のサンプ
ルテープの方が耐錆性に優れたものとなっている。
も、24時間以上のスチル耐久時間を得られ、耐錆性に
も優れたものであったことがわかる。しかし、膜厚分布
が同じ値であった比較例1と実施例1とを比較すると、
実施例1のサンプルテープの方が耐錆性に優れており、
補助マグネット17の有無以外は同じ条件で作成された
比較例2と実施例2とを比較しても、実施例2のサンプ
ルテープの方が耐錆性に優れたものとなっている。
【0067】以上は、本発明のスパッタ装置を磁気記録
媒体の保護膜形成に適用した例について説明したもので
あるが、次のように支持体に導電性金属薄膜を形成する
ために用いることも可能である。
媒体の保護膜形成に適用した例について説明したもので
あるが、次のように支持体に導電性金属薄膜を形成する
ために用いることも可能である。
【0068】実施例1で説明した装置を用いて、下記の
条件で可撓性支持体に導電性金属薄膜を形成したものを
サンプルAとする。 スパッタ条件 可撓性支持体 :ポリエチレンテレフタレート(厚
さ10μm,幅150mm) ターゲット材 :Cr,サイズ150mm×150
mm 使用ガス :アルゴン 装置内真空度 :4×10-3Pa 成膜時真空度 :2Pa テープ速度 :0.4m/sec 薄膜膜厚(目標) :50nm 投入電力 :7w/cm2
条件で可撓性支持体に導電性金属薄膜を形成したものを
サンプルAとする。 スパッタ条件 可撓性支持体 :ポリエチレンテレフタレート(厚
さ10μm,幅150mm) ターゲット材 :Cr,サイズ150mm×150
mm 使用ガス :アルゴン 装置内真空度 :4×10-3Pa 成膜時真空度 :2Pa テープ速度 :0.4m/sec 薄膜膜厚(目標) :50nm 投入電力 :7w/cm2
【0069】また、補助マグネット17を用いずにスパ
ッタを行ったこと以外は上記サンプルAと同様にしてサ
ンプルBを作成した。そして、上述のサンプルA,Bに
ついて、作成された金属薄膜の幅方向の膜厚分布を測定
した結果、サンプルAにおいては、最大値/最小値が5
7/42(nm)、サンプルBでは60/35(nm)
となった。
ッタを行ったこと以外は上記サンプルAと同様にしてサ
ンプルBを作成した。そして、上述のサンプルA,Bに
ついて、作成された金属薄膜の幅方向の膜厚分布を測定
した結果、サンプルAにおいては、最大値/最小値が5
7/42(nm)、サンプルBでは60/35(nm)
となった。
【0070】両者を比較してみると、補助マグネット1
7を用いてスパッタした場合の方が形成された薄膜の膜
厚が均一であることがわかる。
7を用いてスパッタした場合の方が形成された薄膜の膜
厚が均一であることがわかる。
【0071】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の薄膜製造装置においては、補助マグネットがターゲ
ット上の磁界分布を均一化している。これによって、タ
ーゲットが均一にスパッタされるため、歩留りが向上す
るとともに、成膜される薄膜の膜厚も均一なものとな
る。
明の薄膜製造装置においては、補助マグネットがターゲ
ット上の磁界分布を均一化している。これによって、タ
ーゲットが均一にスパッタされるため、歩留りが向上す
るとともに、成膜される薄膜の膜厚も均一なものとな
る。
【図1】本発明の薄膜製造装置の一構成例を示す模式図
である。
である。
【図2】カソードユニットを模式的に示す断面図であ
る。
る。
【図3】カソードユニットを模式的に示す平面図であ
る。
る。
【図4】カソードユニット内のマグネットの配置を模式
的に示す平面図である。
的に示す平面図である。
【図5】エロージョン発生の様子を模式的に示す平面図
である。
である。
【図6】両側に補助マグネットを配したカソードユニッ
トの一例を模式的に示す断面図である。
トの一例を模式的に示す断面図である。
【図7】両側に補助マグネットを配したカソードユニッ
トの一例を模式的に示す平面図である。
トの一例を模式的に示す平面図である。
【図8】四隅に補助マグネットを配したカソードユニッ
トの一例を模式的に示す断面図である。
トの一例を模式的に示す断面図である。
【図9】四隅に補助マグネットを配したカソードユニッ
トの一例を模式的に示す平面図である。
トの一例を模式的に示す平面図である。
【図10】カソードカバーの上に2本の補助マグネット
を配したカソードユニットの一例を模式的に示す断面図
である。
を配したカソードユニットの一例を模式的に示す断面図
である。
【図11】カソードカバーの上に2本の補助マグネット
を配したカソードユニットの一例を模式的に示す平面図
である。
を配したカソードユニットの一例を模式的に示す平面図
である。
1a,b ・・・排気口 2・・・真空室 3・・・送りロール 4・・・巻取りロール 5・・・可撓性支持体 6・・・円筒キャン 7,8・・・ガイドロール 9・・・カソードユニット 10・・・ターゲット材 11・・・バッキングプレート 12,13・・・マグネット 14・・・カソードケース 15・・・カソードカバー 17・・・補助マグネット
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 武田 勉 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 森 敬郎 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内 (72)発明者 千葉 一信 東京都品川区北品川6丁目7番35号 ソニ ー株式会社内
Claims (2)
- 【請求項1】 ターゲットの下方位置にマグネットを配
し、スパッタにより薄膜の形成を行う薄膜製造装置にお
いて、 前記ターゲットの周囲に補助マグネットを配することを
特徴とする薄膜製造装置。 - 【請求項2】 薄膜が、導電性金属膜,金属磁性薄膜,
耐摩耗性薄膜より選ばれる少なくとも1種であることを
特徴とする請求項1記載の薄膜製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256993A JPH06228748A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 薄膜製造装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256993A JPH06228748A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 薄膜製造装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06228748A true JPH06228748A (ja) | 1994-08-16 |
Family
ID=12362541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3256993A Withdrawn JPH06228748A (ja) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | 薄膜製造装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06228748A (ja) |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP3256993A patent/JPH06228748A/ja not_active Withdrawn
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20000404 |