JPH0625839A - Sputtering device and cathode - Google Patents
Sputtering device and cathodeInfo
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- JPH0625839A JPH0625839A JP2208992A JP2208992A JPH0625839A JP H0625839 A JPH0625839 A JP H0625839A JP 2208992 A JP2208992 A JP 2208992A JP 2208992 A JP2208992 A JP 2208992A JP H0625839 A JPH0625839 A JP H0625839A
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- cathode
- target material
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- Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
- Physical Vapour Deposition (AREA)
Abstract
Description
【0001】[0001]
【産業上の利用分野】本発明はスパッタ装置及びカソー
ドに関し、例えば蒸着テープ等の金属磁性薄膜上に保護
膜を形成する際に好適なスパッタ装置及びカソードに関
するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a sputtering apparatus and a cathode, and more particularly to a sputtering apparatus and a cathode suitable for forming a protective film on a metal magnetic thin film such as a vapor deposition tape.
【0002】[0002]
【従来技術】ビデオテープレコーダにおいては、高密度
記録化による画質の向上が進められており、これに対応
すべく、例えば8ミリVTR用の磁気記録媒体として金
属磁性薄膜を磁性層とする、いわゆる蒸着テープが実用
化されている。2. Description of the Related Art In video tape recorders, image quality is being improved by high density recording, and in order to cope with this, a so-called metal magnetic thin film is used as a magnetic layer as a magnetic recording medium for 8 mm VTR, for example. Vapor-deposited tape has been put to practical use.
【0003】蒸着テープは、これまで広く用いられてき
た塗布型の磁気テープに比べて磁気特性に優れ、また磁
性層の厚さも薄いことから、電磁変換特性の点で塗布型
の磁気テープを上回る性能を発揮するものと期待されて
いる。The vapor-deposited tape is superior in magnetic properties to the widely used coating type magnetic tapes and has a thin magnetic layer, so that it is superior to the coating type magnetic tapes in terms of electromagnetic conversion characteristics. It is expected to perform well.
【0004】こうした蒸着テープにおいて、金属磁性薄
膜の耐久性を向上させるために、従来から、ECRプラ
ズマCVD、イオンプレーティング、スパッタリング等
によって保護膜を設けることが知られている。In order to improve the durability of the metal magnetic thin film in such a vapor deposition tape, it has been conventionally known to provide a protective film by ECR plasma CVD, ion plating, sputtering or the like.
【0005】上記した保護膜を形成する方法のうち、ス
パッタリングに使用可能な装置を図14に概略的に示し
た。このスパッタ装置は、中央部に配設された基板案内
兼クーリング用のキャン87と間仕切り板82で区切られた
真空槽81a、81bとを有し、各真空槽81a、81bにそれ
ぞれ真空排気系83a、83bが接続されてなるものであ
る。Among the above methods for forming a protective film, an apparatus usable for sputtering is schematically shown in FIG. This sputtering apparatus has a can 87 for guiding and cooling the substrate arranged in the center and vacuum tanks 81a and 81b divided by a partition plate 82, and the vacuum tanks 81a and 81b are respectively evacuated to a vacuum exhaust system 83a. , 83b are connected.
【0006】また、一方の真空槽81aには、金属磁性薄
膜付きのベースフィルムBの供給ロール84及び巻き取り
ロール85が設けられており、さらにはベースフィルムB
を上記クーリングキャン87に沿わせて走行させるための
ガイドロール86a、86bが設置されている。Further, one of the vacuum chambers 81a is provided with a supply roll 84 and a winding roll 85 for the base film B with a metal magnetic thin film, and further the base film B.
Guide rolls 86a, 86b are installed to drive the cooling roller 87 along the cooling can 87.
【0007】上記真空槽81bには、上記クーリングキャ
ン87と対向してカーボン等のターゲット材88がカソード
95のバッキングプレート90上に設置されていて、上記キ
ャン87との間に高周波電圧(図示せず)又は直流電圧が
印加される。この場合、電子を効率よくターゲット近傍
に集中させるためにマグネトロン型スパッタ方式が採用
されてよい。In the vacuum chamber 81b, a target material 88, such as carbon, is placed as a cathode facing the cooling can 87.
It is installed on the backing plate 90 of 95, and a high frequency voltage (not shown) or a DC voltage is applied between it and the can 87. In this case, a magnetron type sputtering method may be adopted to efficiently concentrate the electrons in the vicinity of the target.
【0008】カソード95のバッキングプレート90は、図
15に示すようにターゲット材88を半田等の低融点金属91
で接着して保持する一方、冷却水92を配管93を通して供
給することによって冷却水による冷却面94から冷却され
る構造となっている。The backing plate 90 of the cathode 95 is
As shown in 15, the target material 88 is a low melting point metal 91 such as solder.
While being adhered and held by, the cooling water 92 is supplied through the pipe 93 to be cooled from the cooling surface 94 by the cooling water.
【0009】ところが、スパッタリングによる薄膜の成
長速度は一般に、 0.001〜0.04μm/min であって蒸着
やイオンプレーティング等に比べて遅く、またパワー密
度は最大で4w/cm2 程度である。必要とされる保護膜
の厚さは0.01〜0.015 μm程度とされるので、図14の如
き連続巻取式のスパッタ装置を用いる場合、ベースフィ
ルムBの搬送速度は1m/min 程度と非常に遅くなり、
生産性が低くなってしまう。However, the growth rate of a thin film by sputtering is generally 0.001 to 0.04 μm / min, which is slower than that of vapor deposition or ion plating, and the power density is about 4 w / cm 2 at maximum. Since the required thickness of the protective film is about 0.01 to 0.015 μm, when using the continuous winding type sputtering device as shown in FIG. 14, the conveying speed of the base film B is very slow at about 1 m / min. Becomes
Productivity will be low.
【0010】このため、投入パワーを大きくして、スパ
ッタ(成膜)レートを上げることが考えられる。しかし
ながら、投入パワーを大きくしすぎると(6w/cm2 以
上にすると)、過熱されてターゲット材88が破損した
り、或いは冷却水92による冷却が不十分となって上記し
た低融点金属91が過熱されて溶融し、ターゲット材88が
ずり落ちてしまう。これは、ターゲット材88を含めてカ
ソード全体が傾斜して配置されるために起り易くなる。
この結果、ターゲット材88がカソード電極材96に接触し
てしまい、放電が停止することがある。Therefore, it is conceivable to increase the input power to increase the sputtering (film formation) rate. However, if the input power is made too large (at 6 w / cm 2 or more), the target material 88 is overheated and the target material 88 is damaged, or the cooling water 92 is insufficiently cooled, and the low melting point metal 91 is overheated. It is melted and the target material 88 slips off. This is likely to occur because the entire cathode including the target material 88 is inclined.
As a result, the target material 88 may come into contact with the cathode electrode material 96, and the discharge may stop.
【0011】従って、投入パワーはあまり大きくでき
ず、むしろ抑えることが必要となる。これでは、効率が
悪く、生産性が低下することになる。Therefore, the input power cannot be increased so much, but rather needs to be suppressed. This results in poor efficiency and reduced productivity.
【0012】[0012]
【発明の目的】本発明の目的は、投入パワーを大きくし
て生産性を向上させることができ、更にターゲット材も
安定に保持できるスパッタ装置とそのカソードを提供す
ることにある。SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a sputtering apparatus and its cathode, which can increase the input power to improve the productivity and can also stably hold the target material.
【0013】[0013]
【発明の構成】即ち、本発明は、スパッタリングによっ
て薄膜が形成されるべき支持体に対向して、ターゲット
材を保持するバッキングプレートを有したカソードが設
けられ、前記バッキングプレートが冷媒によって冷却さ
れるように構成されたスパッタ装置において、前記冷媒
による前記バッキングプレートの冷却面に凹凸が形成さ
れ、前記冷却面の表面積が増大せしめられていることを
特徴とするスパッタ装置及び上記構成のカソードに係る
ものである。That is, according to the present invention, a cathode having a backing plate for holding a target material is provided facing a support on which a thin film is to be formed by sputtering, and the backing plate is cooled by a cooling medium. In the sputtering apparatus configured as described above, the unevenness is formed on the cooling surface of the backing plate by the coolant, and the surface area of the cooling surface is increased, and the cathode having the above-described configuration Is.
【0014】この装置においては、バッキングプレート
の冷却面に、凸部の高さが1mm以上、10mm以下で、1mm
以上、30mm以下の周期で多数の凹凸が形成されているこ
とが望ましい。また、冷媒によるバッキングプレートの
冷却面に冷媒供給手段を設けることができる。In this device, the height of the protrusions on the cooling surface of the backing plate is 1 mm or more and 10 mm or less, and 1 mm.
As described above, it is desirable that a large number of irregularities be formed in a cycle of 30 mm or less. Further, the coolant supply means can be provided on the cooling surface of the backing plate with the coolant.
【0015】また、本発明は、スパッタリングによって
薄膜が形成されるべき支持体に対向して、ターゲット材
を保持するバッキングプレートを有したカソードが設け
られているスパッタ装置において、前記ターゲット材と
前記バッキングプレートとが、凹凸嵌合されていること
を特徴とするスパッタ装置及び上記構成のカソードも提
供するものである。Further, the present invention is a sputtering apparatus in which a cathode having a backing plate for holding a target material is provided facing a support on which a thin film is to be formed by sputtering, the target material and the backing. The present invention also provides a sputtering device characterized in that the plate and the cathode are fitted with each other, and the cathode having the above structure.
【0016】上記の各スパッタ装置においては、ターゲ
ット材がバッキングプレートに対して接着されていると
共に、前記バッキングプレートが冷媒供給手段による冷
媒で冷却される構成にできる。In each of the above sputtering devices, the target material may be adhered to the backing plate, and the backing plate may be cooled by the coolant supplied by the coolant supply means.
【0017】[0017]
【実施例】以下、本発明の実施例を説明する。EXAMPLES Examples of the present invention will be described below.
【0018】図1は、金属磁性薄膜を磁性層とする蒸着
テープに保護膜を形成するためのスパッタ装置を概略的
に示すものである。このスパッタ装置は図14に示した従
来装置と共通する部分を有するが、その部分は共通符号
を付して説明を省略する。但し、ターゲット材88を含め
てカソード自体はほぼ水平に配置されている。FIG. 1 schematically shows a sputtering apparatus for forming a protective film on a vapor deposition tape having a magnetic metal thin film as a magnetic layer. Although this sputtering apparatus has a part in common with the conventional device shown in FIG. 14, the same parts are denoted by common reference numerals and the description thereof will be omitted. However, the cathode itself including the target material 88 is arranged substantially horizontally.
【0019】本実施例において注目すべき構成は、キャ
ン87の真下にてベースフィルムBに対向したカソード19
5 のバッキングプレート190 が冷媒92(冷却水)によっ
て冷却される構造において、その冷却面(裏面)194 に
図2及び図3に明示する如き多数の凹凸100 が形成され
ていることである。これら凹凸は比較的丸みをもった断
面曲線形状を有している。勿論、角型であっても良い。In this embodiment, the structure to be noticed is that the cathode 19 facing the base film B directly below the can 87.
In the structure in which the backing plate 190 of 5 is cooled by the coolant 92 (cooling water), a large number of irregularities 100 as shown in FIGS. 2 and 3 are formed on the cooling surface (back surface) 194 thereof. These irregularities have a relatively round cross-sectional curved shape. Of course, it may be rectangular.
【0020】図2はカソード195 の一部分を示すもので
ある。バッキングプレート190 のバック面(冷却面)19
4 に形成された凹凸100 は例えば、規則的に設けられた
碁盤目状の凸部100 aと各碁盤目の間に格子状に設けら
れた凹部100 bとからなっている。この凹凸100 は、冷
却水(冷媒)の流れを考慮し、図3Bのような縞状凹凸
でもよい。そしてこの凹凸は、フォトリソグラフィー技
術によるエッチングや、レーザー加工、切削加工によっ
て形成することができる。バッキングプレート190 の材
質は無酸素銅であってよい。FIG. 2 shows a portion of the cathode 195. Back side (cooling side) of backing plate 190 19
The unevenness 100 formed in 4 is composed of, for example, regularly formed grid-shaped projections 100a and grid-shaped recesses 100b between the grids. The unevenness 100 may be a striped unevenness as shown in FIG. 3B in consideration of the flow of cooling water (refrigerant). The irregularities can be formed by etching by photolithography, laser processing, or cutting processing. The material of the backing plate 190 may be oxygen free copper.
【0021】このように、バッキングプレート190 の冷
却面194 に多数の凹凸100 を形成することによって同冷
却面の表面積が増大するので、冷却水92に接触する面積
が増えて冷却効率(冷却効果)を大きく向上させること
ができる。従って、従来例に比較して、スパッタ時の投
入パワーを増大させても、ターゲット材88の破損や低融
点金属91の溶融といった事態が生じることがなく、かつ
薄膜(この例では保護膜)の成長速度を上げ、ベースフ
ィルムの搬送速度の向上によって生産性を高めることが
可能となる。As described above, since the surface area of the cooling surface 194 of the backing plate 190 is increased by forming the large number of irregularities 100, the area of contact with the cooling water 92 is increased and the cooling efficiency (cooling effect) is increased. Can be greatly improved. Therefore, as compared with the conventional example, even if the input power at the time of sputtering is increased, the situation such as damage of the target material 88 or melting of the low melting point metal 91 does not occur, and a thin film (protective film in this example) is formed. It is possible to increase productivity by increasing the growth rate and the transportation speed of the base film.
【0022】こうした効果を一層確実に得るには、上記
した凹凸100 において、その凸部100 aの高さをd、ピ
ッチをlとしたとき、 dは1mm以上、10mm以下 lは1mm以上、30mm以下 とするのがよく、 dは1mm以上、5mm以下 lは1mm以上、10mm以下 とするのが更に望ましい。In order to obtain such an effect more surely, in the above-mentioned unevenness 100, when the height of the convex part 100a is d and the pitch is l, d is 1 mm or more and 10 mm or less l is 1 mm or more and 30 mm It is preferable that d is 1 mm or more and 5 mm or less, and l is more preferably 1 mm or more and 10 mm or less.
【0023】dの値があまり小さい(凹部の深さがあま
り浅い)と、冷却に寄与する冷却面積が小さくなって冷
却効果に乏しく、またdの値があまり大きい(凹部の深
さがあまり深い)と、バッキングプレート自体の厚みが
全体として厚くなりすぎ、マグネトロン型スパッタでス
パッタリングしたときにターゲット表面での磁界が弱く
なり、成膜レートが低下する。この観点から、dの値を
上記した範囲とするのがよい。If the value of d is too small (the depth of the recess is too shallow), the cooling area that contributes to cooling will be small and the cooling effect will be poor, and the value of d will be too large (the depth of the recess will be too deep. ), The thickness of the backing plate itself becomes too thick as a whole, and the magnetic field on the target surface becomes weak when sputtering by magnetron type sputtering, and the film forming rate decreases. From this viewpoint, it is preferable that the value of d is within the above range.
【0024】また、lについては、凹凸の周期が冷却面
積を左右し、かつ均一な冷却効果にも影響を与えるの
で、上記した範囲とするのがよい。即ち、lがあまり小
さいと、冷却効果が乏しくなり(凹凸による効果があま
り発揮できない。)、またlがあまり大きいと、冷却に
寄与する面積を増やすには不十分である。Further, with respect to l, the period of the unevenness influences the cooling area and affects the uniform cooling effect, so that it is preferable to set it in the above range. That is, if l is too small, the cooling effect is poor (the effect due to the unevenness cannot be exhibited sufficiently), and if l is too large, it is insufficient to increase the area contributing to cooling.
【0025】バッキングプレートの全厚tは上記のdと
も関連があるが、通常はdも含めて4〜16mmとするのが
よい。Although the total thickness t of the backing plate is also related to the above d, it is usually preferable that the total thickness t including d is 4 to 16 mm.
【0026】スパッタ時には、ターゲット88の成分粒子
がAr等のスパッタガスによって叩き出され、基板B(実
際には金属磁性薄膜)上に堆積する。図4には、基板B
上の金属磁性薄膜102 上にスパッタによる保護膜103 を
形成した状態が示されている。保護膜103 の材料として
は、SiO2、Si3N4 、SiNx、BN、ZnO2、カーボン、TiN等
がある。保護膜103 の厚さは50Å以上がよく、また再生
時のスペーシングロスの点で300 Å以下が望ましい。At the time of sputtering, the component particles of the target 88 are knocked out by a sputtering gas such as Ar and deposited on the substrate B (actually a metal magnetic thin film). In FIG. 4, substrate B
A state in which a protective film 103 is formed on the upper metal magnetic thin film 102 by sputtering is shown. Examples of the material of the protective film 103 include SiO 2 , Si 3 N 4 , SiNx, BN, ZnO 2 , carbon and TiN. The thickness of the protective film 103 is preferably 50 Å or more, and is preferably 300 Å or less in terms of spacing loss during reproduction.
【0027】上記したスパッタリングを行う基板Bには
前以って金属磁性薄膜102 を真空蒸着で形成するが、こ
の真空蒸着には図5に示す装置を用いることができる。The metal magnetic thin film 102 is previously formed by vacuum vapor deposition on the substrate B on which the above-mentioned sputtering is performed, and the apparatus shown in FIG. 5 can be used for this vacuum vapor deposition.
【0028】この真空蒸着装置は、図5においてクーリ
ングキャン87をはじめ、装置の上部の構成は図1のスパ
ッタ装置と同様であってよいので、同様の部分には同じ
符号を付して説明を省略する。但し、下方の真空槽81b
には蒸発源188 が設置されており、クーリングキャン87
の近傍位置には、蒸発金属の入射角を規制するための遮
蔽板198 や、蒸着粒子を細かくして安定に蒸着させるた
めの酸素ガスの導入パイプ191 が設けられている。蒸発
源188 は、鉄、コバルト、ニッケルの単体金属、Co−Ni
系合金等の合金、さらには他の元素との混合物等が使用
可能である。図中の193 は予備加熱ヒーターである。The structure of the upper part of this vacuum vapor deposition system including the cooling can 87 in FIG. 5 may be similar to that of the sputtering system of FIG. Omit it. However, the lower vacuum chamber 81b
An evaporation source 188 is installed in the
A shield plate 198 for controlling the incident angle of the evaporated metal and an oxygen gas introduction pipe 191 for finely and stably depositing vapor deposition particles are provided in the vicinity of the position. The evaporation source 188 is a single metal of iron, cobalt, and nickel, Co-Ni.
An alloy such as a system alloy, a mixture with other elements, or the like can be used. Reference numeral 193 in the figure is a preheating heater.
【0029】従って、上記クーリングキャン87に沿って
ベースフィルムBを走行させるとともに、蒸発源188 を
電子銃192 からの電子ビーム189 によって加熱蒸発せし
めることで、ベースフィルム上に金属磁性薄膜が斜め蒸
着される。θmin はベースフィルムに対する蒸発金属の
入射角(最小値)を示す。Therefore, by running the base film B along the cooling can 87 and heating and evaporating the evaporation source 188 by the electron beam 189 from the electron gun 192, the metal magnetic thin film is obliquely vapor-deposited on the base film. It θ min represents the incident angle (minimum value) of the evaporated metal on the base film.
【0030】次に、上記した薄膜形成の具体的な実験例
を説明する。実施した各処方は以下の通りであった。Next, a specific experimental example of the above thin film formation will be described. Each prescription carried out was as follows.
【0031】1.金属磁性薄膜の形成 図5に示した連続巻取式の蒸着装置において、10μm厚
のポリエチレンテレフタレートベース上にCo80Ni20を酸
素ガス中で次の条件で斜方蒸着した。 真空度:1×10-4Torr ベースに対する蒸発金属の入射角θmin :45° 酸素ガス導入量:250cc /分 蒸着膜の厚み:2000Å1. Formation of Metallic Magnetic Thin Film In the continuous winding type vapor deposition apparatus shown in FIG. 5, Co 80 Ni 20 was obliquely vapor-deposited under the following conditions in oxygen gas on a polyethylene terephthalate base having a thickness of 10 μm. Degree of vacuum: 1 × 10 -4 Torr Incident angle of vaporized metal on the base θmin: 45 ° Oxygen gas introduction rate: 250cc / min Deposition film thickness: 2000Å
【0032】2.保護膜の形成 図1に示した連続巻取式のスパッタ装置において、上記
で成膜した金属磁性薄膜付きのベース上に次の条件で保
護膜を形成した。 スパッタ法:DCマグネトロンスパッタリング ガス圧(Ar):10mTorr パワー密度:18W/cm2 まで変化させた 保護膜の厚み:0.02μm ターゲット・ベース間距離:8cm ターゲット材:カーボン ターゲット径: 150mm×250mm (角型) バッキングプレート:図1〜図3のもの 冷却水温度:25℃(入口側)2. Formation of Protective Film In the continuous winding type sputtering apparatus shown in FIG. 1, a protective film was formed on the base with the metal magnetic thin film formed above under the following conditions. Sputtering method: DC magnetron sputtering Gas pressure (Ar): 10 mTorr Power density: changed to 18 W / cm 2 Protective film thickness: 0.02 μm Target-base distance: 8 cm Target material: Carbon Target diameter: 150 mm × 250 mm (square) Type) Backing plate: As shown in Fig. 1 to Fig. 3 Cooling water temperature: 25 ° C (inlet side)
【0033】なお、上記の磁性層が形成されたベース
に、例えばカーボン及びエポキシ系バインダーからなる
バックコートと、パーフルオロポリエーテルからなる潤
滑剤のトツプコートとを施した後、これを8mm幅に裁断
して磁気テープを作成することができる。The base on which the magnetic layer is formed is coated with a back coat made of, for example, carbon and an epoxy binder, and a top coat of a lubricant made of perfluoropolyether, and then cut to a width of 8 mm. Then, a magnetic tape can be created.
【0034】上記において、バッキングプレートの冷却
面に形成した凹凸のd、l、更にはtを変化させたとき
のターゲット温度(出口側の冷却水温度)、臨界投入パ
ワー、ラインスピードを夫々検討したところ、下記表−
1に示す結果が得られた。In the above, the target temperature (cooling water temperature on the outlet side), the critical input power, and the line speed when d and l of the unevenness formed on the cooling surface of the backing plate and further t were changed were examined. However, the table below
The results shown in 1 were obtained.
【0035】 [0035]
【0036】上記の結果から、バッキングプレートの裏
面に凹凸が存在しない比較例1では、冷却効果が乏し
く、投入パワーを大きくできず、ラインスピードも低く
なる。しかし、本発明に基づいてバッキングプレートに
凹凸を設けると冷却効果が良くなり、特にd=1〜10m
m、l=1〜30mm(更にはt=8〜16mm)で効果が大き
くなることが分る。From the above results, in Comparative Example 1 in which the back surface of the backing plate does not have unevenness, the cooling effect is poor, the input power cannot be increased, and the line speed is low. However, if the backing plate is provided with irregularities according to the present invention, the cooling effect is improved, and particularly d = 1 to 10 m.
It can be seen that the effect becomes large when m and l = 1 to 30 mm (further, t = 8 to 16 mm).
【0037】図6は、上述した例とは異なり、バツキン
グプレート190 の裏面194 に設ける凹凸を矩形状(角ば
った形状)の断面形状とした例を示す。FIG. 6 shows an example in which the unevenness provided on the back surface 194 of the backing plate 190 has a rectangular (cornered) sectional shape, which is different from the example described above.
【0038】この例でも、上述したd、l、tは同様に
設定されており、十分に冷却面積を確保できるので、上
述したと同様の効果が得られる。Also in this example, the above-mentioned d, l, and t are set in the same manner, and a sufficient cooling area can be secured, so that the same effect as described above can be obtained.
【0039】図7〜図8は、本発明の更に他の実施例を
示すものである。この例によれば、上述した例に比べ
て、ターゲット材88を含むカソード全体が傾斜して配置
されると共に、バッキングプレート190 の裏面194 は平
坦ではあるが表面側において周辺部に切欠き(又は凹
部)200 を平面的にみて環状に形成し、この切欠き200
に対応してターゲット材88には周辺部に下向きの突出部
201 を環状に形成し、そしてバッキングプレート190 の
切欠き200 とターゲット材88の突出部201 とを互いに嵌
め合わせている。7 to 8 show still another embodiment of the present invention. According to this example, the entire cathode including the target material 88 is arranged to be inclined as compared with the example described above, and the back surface 194 of the backing plate 190 is flat but notched (or (Recess) 200 is formed in an annular shape when viewed in plan, and this notch 200
Corresponding to, the target material 88 has a downward protrusion on the periphery.
201 is formed in an annular shape, and the notch 200 of the backing plate 190 and the protrusion 201 of the target material 88 are fitted to each other.
【0040】従って、ターゲット材88とバッキングプレ
ート190 とは凹凸嵌合された状態で低融点金属91により
ターゲット材88がバッキングプレート190 に固定される
ことになる。Therefore, the target material 88 is fixed to the backing plate 190 by the low melting point metal 91 in a state where the target material 88 and the backing plate 190 are fitted into each other by projections and depressions.
【0041】このようにターゲット材88がバッキングプ
レート190 に対して凹凸嵌合されているため、スパッタ
時に投入パワーを上げる際に仮に低融点金属91が溶融し
たとしても、ターゲット材88はバッキングプレート190
に係止され、ずり落ちてカソード電極材96に接触して放
電が停止することはない。この結果、ターゲット材を安
定に保持し、投入パワーを上げても放電が安定に行われ
ることになり、生産性が大きく向上する。Since the target material 88 is fitted into the backing plate 190 in a concavo-convex manner as described above, even if the low melting point metal 91 is melted when raising the input power at the time of sputtering, the target material 88 is still attached to the backing plate 190.
Therefore, the discharge does not stop due to the contact with the cathode electrode material 96 due to the locking of the cathode electrode material 96. As a result, the target material can be stably held, and the discharge can be stably performed even if the input power is increased, which greatly improves the productivity.
【0042】次に、この実施例に基いて実施した具体的
な実験例を説明する。Next, a concrete experimental example carried out based on this embodiment will be described.
【0043】実験条件は、図7及び図8のターゲット及
びカソードの配置とし(但し、ターゲット−ベース間距
離は5cm、Ar流量は0.15 l/min )、他は上述したと同
様にし、投入パワー及び成膜速度を夫々みた。但し、比
較例のカソードは図15のものとした。結果を下記表−2
に示す。The experimental conditions were the arrangement of the target and cathode shown in FIGS. 7 and 8 (however, the target-base distance was 5 cm, the Ar flow rate was 0.15 l / min), and the other conditions were the same as described above. Each film forming speed was examined. However, the cathode of the comparative example was the one shown in FIG. The results are shown in Table 2 below.
Shown in.
【0044】 [0044]
【0045】この結果から、本発明に基いてターゲット
材をバツキングプレートに凹凸嵌合させた場合、投入パ
ワーを大きくすることができ、成膜レートを上げること
(搬送速度の向上)が可能となる。比較例2では、約0.
015 μmの保護膜を形成するときのベース搬送速度は1
m/min 程度であったが、実施例11の場合にはベース搬
送速度は約4m/min にすることができた。From these results, it is possible to increase the input power and increase the film formation rate (improve the transport speed) when the target material is fitted into the backing plate by projections and depressions according to the present invention. Become. In Comparative Example 2, about 0.
The base transfer speed is 1 when forming a protective film of 015 μm.
Although it was about m / min, in the case of Example 11, the base transfer speed could be about 4 m / min.
【0046】図9〜図12は、ターゲット材88とバッキン
グプレート190 との凹凸嵌合の他の各例を示すものであ
る。なお、低融点金属91は図示省略した。FIGS. 9 to 12 show other examples of concave and convex fitting of the target material 88 and the backing plate 190. The low melting point metal 91 is not shown.
【0047】図9の例は、バッキングプレート190 の凹
部200 を完全な溝状としているので、ターゲット材88が
一層ずれ難くなり、安定保持の点で有利であると考えら
れる。In the example of FIG. 9, since the recess 200 of the backing plate 190 has a perfect groove shape, the target material 88 is less likely to be displaced, which is considered to be advantageous in terms of stable holding.
【0048】図10、図11は夫々、凹凸嵌合を複数箇所
(例えば周辺部でのリング状の部分と中央部分)で行っ
た例を示しているが、嵌合箇所を増やしたため、より安
定性が向上する。FIG. 10 and FIG. 11 each show an example in which concavo-convex fitting is performed at a plurality of places (for example, a ring-shaped portion in the peripheral portion and a central portion). The property is improved.
【0049】図12の場合、凹凸嵌合は1箇所でしかも中
央部において比較的広い領域に亘っているが、これでも
ターゲット材の保持性は良好であり、かつバッキングプ
レートに対する取付けが容易となる。In the case of FIG. 12, the concavo-convex fitting extends over a relatively wide area at one location and in the central portion, but this still retains the target material well and facilitates attachment to the backing plate. .
【0050】図13は、本発明の更に他の実施例を示すも
のであって、いわば図2の例と図8の例とを組み合わせ
た構造例である。FIG. 13 shows still another embodiment of the present invention, which is a structural example in which the example of FIG. 2 and the example of FIG. 8 are combined.
【0051】即ち、バツキングプレート190 の裏面に冷
却効率を上げるために凹凸100 を多数設けると同時に、
その表面側ではターゲット材88を凹凸嵌合によって保持
している。従って、冷却効果の向上とターゲット材の安
定保持との双方を同時に実現できるから、投入パワーを
上げても低融点金属が溶けないとか、低融点金属が溶け
る迄の投入パワーを高めることができる、といった効果
を期待できる。That is, at the same time as providing a large number of irregularities 100 on the back surface of the backing plate 190 in order to improve the cooling efficiency,
The target material 88 is held on the front surface side by concave and convex fitting. Therefore, both the improvement of the cooling effect and the stable retention of the target material can be realized at the same time, so that even if the input power is increased, the low melting point metal cannot be melted, or the input power until the low melting point metal is melted can be increased. Such an effect can be expected.
【0052】以上、本発明の実施例を説明したが、上述
の実施例は本発明の技術的思想に基いて種々変形が可能
である。Although the embodiments of the present invention have been described above, the above-described embodiments can be variously modified based on the technical idea of the present invention.
【0053】例えば、上述したバッキングプレートの裏
面の凹凸形状やパターン、表面側の凹凸嵌合の断面形状
やパターン等は種々に変化させることができる。また、
ターゲット材及びカソードの配置についても上述した例
に限定されない。冷却水の供給構造、冷媒の種類(例え
ば冷却水以外のアルコール系の液体も使用可能)等も変
更してよい。冷却水は必ずしもバッキングプレートと直
接接触しなくてもよい。For example, the uneven shape and pattern of the back surface of the backing plate and the cross-sectional shape and pattern of the uneven fitting on the front surface can be variously changed. Also,
The arrangement of the target material and the cathode is not limited to the above example. The cooling water supply structure, the type of refrigerant (for example, an alcohol-based liquid other than the cooling water can also be used), etc. may be changed. The cooling water does not necessarily have to come into direct contact with the backing plate.
【0054】また、上述した保護膜の材質は上述したも
の以外にも、2層目の磁性膜として形成してもよい。ま
た、保護膜は複数層(例えば下層はNi等の耐食性金属、
上層はカーボン、SiO2等)としてもよい。なお、本発明
は、保護膜に限らず、他の薄膜の形成にも勿論適用可能
である。The material of the above-mentioned protective film may be formed as the second magnetic film other than the above-mentioned materials. In addition, the protective film has multiple layers (for example, the lower layer is a corrosion-resistant metal such as Ni,
The upper layer may be carbon, SiO 2, etc.). Note that the present invention is not limited to the protective film and can be applied to the formation of other thin films.
【0055】[0055]
【発明の作用効果】本発明は上述したように、バッキン
グプレートの冷却面に凹凸を形成し、表面積を増大させ
ているので、冷媒による冷却面積が増えて冷却効率(冷
却効果)を大きく向上させることができる。従って、ス
パッタ時の投入パワーを増大させても、ターゲット材の
破損や低融点金属の溶融といった事態が生じることがな
く、かつ薄膜の成長速度を上げ、ベースフィルムの搬送
速度の向上によって生産性を高めることが可能となる。As described above, according to the present invention, since the cooling surface of the backing plate is made uneven to increase the surface area, the cooling area by the refrigerant is increased and the cooling efficiency (cooling effect) is greatly improved. be able to. Therefore, even if the input power at the time of sputtering is increased, the damage of the target material and the melting of the low melting point metal do not occur, the growth rate of the thin film is increased, and the transport speed of the base film is improved to improve the productivity. It is possible to raise it.
【0056】また、ターゲット材をバッキングプレート
に対して凹凸嵌合させているため、スパッタ時に投入パ
ワーを上げる際に仮に低融点金属が溶融したとしても、
ターゲット材はバッキングプレートに係止され、ずり落
ちてカソード電極材に接触して放電が停止することはな
い。この結果、ターゲット材を安定に保持し、投入パワ
ーを上げても放電が安定に行われることになり、生産性
が大きく向上する。Further, since the target material is fitted into the backing plate in a concavo-convex manner, even if the low-melting-point metal is melted when increasing the input power during sputtering,
The target material is locked to the backing plate and does not slide down to come into contact with the cathode electrode material to stop the discharge. As a result, the target material can be stably held, and the discharge can be stably performed even if the input power is increased, which greatly improves the productivity.
【図1】本発明の実施例による保護膜形成用のスパッタ
装置の概略断面図である。FIG. 1 is a schematic sectional view of a sputtering apparatus for forming a protective film according to an embodiment of the present invention.
【図2】同スパッタ装置に用いるカソードの要部断面図
である。FIG. 2 is a cross-sectional view of a main part of a cathode used in the sputtering apparatus.
【図3A】同カソードのバッキングプレートの裏面図で
ある。FIG. 3A is a back view of the backing plate of the cathode.
【図3B】他のカソードのバッキングプレートの裏面図
である。FIG. 3B is a back view of another cathode backing plate.
【図4】蒸着テープの拡大断面図である。FIG. 4 is an enlarged cross-sectional view of a vapor deposition tape.
【図5】上記蒸着テープの金属磁性薄膜形成用の真空蒸
着装置の概略断面図である。FIG. 5 is a schematic cross-sectional view of a vacuum vapor deposition apparatus for forming a metal magnetic thin film on the vapor deposition tape.
【図6】カソードの他の例の要部断面図である。FIG. 6 is a sectional view of a main part of another example of the cathode.
【図7】本発明の他の実施例による保護膜形成用のスパ
ッタ装置の概略断面図である。FIG. 7 is a schematic sectional view of a sputtering apparatus for forming a protective film according to another embodiment of the present invention.
【図8】同スパッタ装置に用いるカソードの断面図であ
る。FIG. 8 is a sectional view of a cathode used in the sputtering apparatus.
【図9】カソードの他の例の要部断面図である。FIG. 9 is a cross-sectional view of main parts of another example of the cathode.
【図10】カソードの他の例の要部断面図である。FIG. 10 is a cross-sectional view of a main part of another example of the cathode.
【図11】カソードの他の例の要部断面図である。FIG. 11 is a cross-sectional view of a main part of another example of the cathode.
【図12】カソードの他の例の要部断面図である。FIG. 12 is a cross-sectional view of main parts of another example of the cathode.
【図13】カソードの更に他の例の断面図である。FIG. 13 is a cross-sectional view of still another example of the cathode.
【図14】従来の保護膜形成用のスパッタ装置の概略断面
図である。FIG. 14 is a schematic cross-sectional view of a conventional sputtering apparatus for forming a protective film.
【図15】同スパッタ装置に用いるカソードの断面図であ
る。FIG. 15 is a cross-sectional view of a cathode used in the sputtering device.
【符号の説明】 81a、81b・・・真空槽 82・・・間仕切り板 84・・・供給ロール 85・・・巻き取りロール 87・・・キャン 88・・・ターゲット材 90、190 ・・・バッキングプレート 91・・・低融点金属 92・・・冷却水 94、194 ・・・冷却面 95、195 ・・・カソード 96・・・カソード電極材 100 ・・・凹凸 100 a・・・凸部 100 b・・・凹部 102 ・・・金属磁性薄膜 103 ・・・保護膜 188 ・・・蒸発源 189 ・・・電子ビーム 200 ・・・切欠き(凹部) 201 ・・・突出部 B・・・ベースフィルム(基板)[Explanation of symbols] 81a, 81b ... Vacuum chamber 82 ... Partition plate 84 ... Supply roll 85 ... Winding roll 87 ... Can 88 ... Target material 90, 190 ... Backing Plate 91 ... Low melting point metal 92 ... Cooling water 94, 194 ... Cooling surface 95, 195 ... Cathode 96 ... Cathode electrode material 100 ... Unevenness 100a ... Convex portion 100b・ ・ ・ Recess 102 ・ ・ ・ Metal magnetic thin film 103 ・ ・ ・ Protective film 188 ・ ・ ・ Evaporation source 189 ・ ・ ・ Electron beam 200 ・ ・ ・ Notch (recess) 201 ・ ・ ・ Projection B ・ ・ ・ Base film (substrate)
Claims (9)
るべき支持体に対向して、ターゲット材を保持するバッ
キングプレートを有したカソードが設けられ、前記バッ
キングプレートが冷媒によって冷却されるように構成さ
れたスパッタ装置において、前記冷媒による前記バッキ
ングプレートの冷却面に凹凸が形成され、前記冷却面の
表面積が増大せしめられていることを特徴とするスパッ
タ装置。1. A sputter configured such that a cathode having a backing plate for holding a target material is provided facing a support on which a thin film is to be formed by sputtering, and the backing plate is cooled by a cooling medium. In the apparatus, the unevenness is formed on the cooling surface of the backing plate by the coolant, and the surface area of the cooling surface is increased.
高さが1mm以上、10mm以下で、1mm以上、30mm以下の周
期で多数の凹凸が形成されている、請求項1に記載の装
置。2. The apparatus according to claim 1, wherein the cooling surface of the backing plate is provided with a large number of projections and depressions at a height of 1 mm or more and 10 mm or less and a cycle of 1 mm or more and 30 mm or less.
に冷媒供給手段が設けられている、請求項1又は2に記
載の装置。3. The apparatus according to claim 1, wherein the cooling surface of the backing plate with the cooling medium is provided with a cooling medium supply means.
るべき支持体に対向して、ターゲット材を保持するバッ
キングプレートを有したカソードが設けられているスパ
ッタ装置において、前記ターゲット材と前記バッキング
プレートとが凹凸嵌合されていることを特徴とするスパ
ッタ装置。4. A sputtering apparatus provided with a cathode having a backing plate for holding a target material facing a support on which a thin film is to be formed by sputtering, wherein the target material and the backing plate are uneven. A sputtering device characterized by being fitted.
対して接着されていると共に、前記バッキングプレート
が冷媒供給手段による冷媒で冷却される、請求項4に記
載の装置。5. The apparatus according to claim 4, wherein the target material is adhered to the backing plate, and the backing plate is cooled by the coolant by the coolant supply means.
るべき支持体に対向して設けられ、ターゲット材を保持
するバッキングプレートを有したカソードであって、こ
のバッキングプレートが冷媒によって冷却されるように
構成され、前記冷媒による前記バッキングプレートの冷
却面に凹凸が形成され、前記冷却面の表面積が増大せし
められているカソード。6. A cathode having a backing plate for holding a target material, the cathode being provided so as to face a support on which a thin film is to be formed by sputtering, and the backing plate is cooled by a cooling medium. A cathode in which unevenness is formed on a cooling surface of the backing plate by the cooling medium to increase the surface area of the cooling surface.
に、凸部の高さが1mm以上、10mm以下で、1mm以上、30
mm以下の周期で多数の凹凸が形成されている、請求項6
に記載のカソード。7. The height of the protrusions on the cooling surface of the backing plate with the refrigerant is 1 mm or more and 10 mm or less, 1 mm or more, 30
7. A large number of irregularities are formed in a cycle of mm or less.
The cathode according to.
るべき支持体に対向して設けられ、ターゲット材を保持
するバッキングプレートを有したカソードであって、前
記ターゲット材と前記バッキングプレートとが凹凸嵌合
するように構成されたカソード。8. A cathode having a backing plate which is provided so as to face a support on which a thin film is to be formed by sputtering, and which holds a target material, wherein the target material and the backing plate are fitted in a concavo-convex shape. Configured cathode.
して接着されていると共に、前記バッキングプレートが
冷媒供給手段による冷媒で冷却される、請求項8に記載
のカソード。9. The cathode according to claim 8, wherein the target material is adhered to the backing plate, and the backing plate is cooled by the coolant by the coolant supply means.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2208992A JPH0625839A (en) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | Sputtering device and cathode |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2208992A JPH0625839A (en) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | Sputtering device and cathode |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0625839A true JPH0625839A (en) | 1994-02-01 |
Family
ID=12073154
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2208992A Pending JPH0625839A (en) | 1992-01-10 | 1992-01-10 | Sputtering device and cathode |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0625839A (en) |
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