JPH08337873A - スパッタ方法 - Google Patents

スパッタ方法

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JPH08337873A
JPH08337873A JP14636095A JP14636095A JPH08337873A JP H08337873 A JPH08337873 A JP H08337873A JP 14636095 A JP14636095 A JP 14636095A JP 14636095 A JP14636095 A JP 14636095A JP H08337873 A JPH08337873 A JP H08337873A
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JP
Japan
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magnetic
magnetic pole
pole
target
sputtering method
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JP14636095A
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English (en)
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Kazunobu Chiba
一信 千葉
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Sony Corp
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Sony Corp
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 投入電力量を大きくすることができ、材料使
用効率に優れ、量産性に優れたスパッタ方法を提供す
る。 【構成】 タ−ゲットの下部にマグネットを設置し、薄
膜を成膜するスパッタ方法において、マグネットの磁極
(N極、S極)を互いに相対移動させる。例えば、リン
グ状の磁極(第2の磁極)の中央にセンタ−ポ−ル(第
1の磁極)を配置し、第2の磁極を固定して、第1の磁
極を揺動させる。基体が走行されるときには、第1の磁
極の揺動方向を基体の走行方向とする。本スパッタ方法
は、例えば、金属薄膜型磁気記録媒体の保護膜の成膜に
適用される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、各種薄膜を成膜するた
めのスパッタ方法に関するものであり、特に、磁性層と
なる磁性薄膜を真空蒸着により非磁性支持体上に形成し
てなる磁気記録媒体の保護膜形成に好適なスパッタ方法
に関する。
【0002】
【従来の技術】Co−Ni合金、Co−Cr合金、Co
−O等の金属磁性材料を、メッキや真空薄膜形成手段
(真空蒸着法やスパッタ法、イオンプレーティング法
等)によってポリエステルやポリアミド、ポリイミドフ
ィルムなどの非磁性支持体上に直接被着した,いわゆる
金属磁性薄膜型の磁気記録媒体は、短波長での電磁変換
特性に優れるばかりでなく、記録減磁や再生時の厚み損
失が著しく小さいこと、磁性層中の磁性材料の割合が著
しく高い(ほぼ100%)こと等、数々の利点を有して
いる。
【0003】ところで、これら金属磁性薄膜型の磁気記
録媒体は、耐久性、耐錆性に問題があると言われてお
り、従来、コーティングによる潤滑剤、防錆剤などの有
機材料の検討や、微粒子を磁性層形成前に非磁性支持体
上に予め塗布する,いわゆる下塗技術の検討がなされて
きた。
【0004】しかしながら、これら技術では、特殊な環
境下における使用や、業務用のような過酷な仕様に十分
に対応することができず、新たな手法として、真空蒸
着、スパッタ、プラズマCVD等の真空薄膜形成手段に
よる表面保護膜の検討が行われている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】このような状況の中、
本発明者等は、スパッタ法による保護膜作成技術によ
り、耐久性、耐錆性に優れた磁気記録媒体の開発に成功
したが、このスパッタ法による保護膜作成は、量産性に
劣ることが大きな課題となっている。
【0006】スパッタ法において、装置内にカソードタ
ーゲットを数多く配するとともに、各ターゲットにおけ
る投入電力量を大きくすることが、成膜速度の向上に大
きく寄与することは一般に知られている。したがって、
これらの手法を採用することで量産性を向上させること
ができるものと期待されるが、限られた真空装置の中で
は設置できるカソードターゲットの数は限定されてお
り、そうなると各ターゲットの投入電力量をいかにして
大きくするかが鍵になる。
【0007】しかしながら、ただ単に投入電力量を大き
くすると、スパッタ時に発生する熱のため、カソードと
バッキングプレートを接着しているインジウムや半田等
のボンディング剤が溶け出して、電極をショートさせる
虞れがある。
【0008】また、一般に、成膜速度を向上させる目的
で、ターゲットの下部にマグネットを配置し、これによ
ってターゲット表面に形成される漏洩磁界を利用するマ
グネトロンスパッタが行われているが、この場合、ター
ゲット表面の磁界の分布により、いわゆる,エロージョ
ンの問題が生ずる。エロージョンは、ターゲットの中の
一部だけが著しく消費される現象であり、材料使用効率
の低下の原因となる。マグネトロンスパッタでは、この
材料使用効率を上げることで、ターゲット取り替えの間
隔が長くなり、1回の取り替えで成膜できる長さが長く
なって、生産性の向上が期待できる。
【0009】そこで本発明は、投入電力量や材料使用効
率を高めることができ、量産性に優れたスパッタ方法を
提供することを目的とし、これによって保護膜の接着
性、安定性に優れた信頼性の高い磁気記録媒体を生産性
良く製造可能とすることを目的とする。
【0010】
【課題を解決するための手段】本発明は、いわゆるマグ
ネトロンスパッタ法の改良に係るものであり、ターゲッ
トの下部に、所定の極性を有する第1の磁極と、この第
1の磁極の周囲に配され第1の磁極とは異なる極性を有
する第2の磁極とからなるマグネットを設置し、前記第
1の磁極と第2の磁極とを相対移動しながら基体上に薄
膜を成膜する点に大きな特徴を有する。
【0011】このとき、マグネットは複数のブロックに
分けられて配置されることがあるが、この場合には、マ
グネットの移動機構の簡便さ、カソード全体の構造の小
型化等を考慮して、これらのうちの一部のみが相対移動
する構造としてもよい。勿論、全部が相対移動可能な構
造とすることも可能である。
【0012】また、本発明は、走行する基体に対して薄
膜を形成するようなスパッタ方法にも適用することがで
き、この場合には、第1の磁極を基体の走行方向に揺動
するようにすれば、効率の良いスパッタが可能である。
【0013】本発明は、例えば磁気記録媒体の製造に適
用することができ、基体が非磁性支持体上に真空蒸着に
より磁性薄膜を形成してなる磁気記録媒体であり、成膜
される薄膜が保護膜である場合に有効である。
【0014】本発明のスパッタ方法が適用される磁気記
録媒体としては、非磁性材料よりなる非磁性支持体上に
磁性層として金属磁性薄膜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)が挙げられ、その表面
の保護膜の形成に適用される。
【0015】前記磁気記録媒体において、非磁性支持体
上には、強磁性金属材料を直接被着することにより金属
磁性材料が磁性層として形成されているが、この金属磁
性材料としては、通常の蒸着テー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、F
e,Co,Ni等の強磁性金属、Fe−Co、Co−N
i、Fe−Co−Ni、Fe−Cu、Co−Cu、Co
−Au、Co−Pt、Mn−Bi、Mn−Al、Fe−
Cr、Co−Cr、Ni−Cr、Fe−Co−Cr、F
e−Co−Cr、Co−Ni−Cr、Fe−Co−Ni
−Cr等の強磁性合金が挙げられる。
【0016】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、非磁性支持体と金属磁性層
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、下地層や中間層を設けても
よい。また、例えば、磁性層表面付近が耐錆性改善等の
ために酸化物となっていてもよい。
【0017】金属磁性薄膜形成の手段としては、真空下
で強磁性材料を加熱蒸発させ非磁性支持体上に沈着させ
る真空蒸着法や、強磁性金属材料の蒸発を放電中で行う
イオンプレーティング法、アルゴンを主成分とする雰囲
気中でグロー放電を起こし生じたアルゴンイオンでター
ゲット表面の原子をたたき出すスパッタ法等、いわゆる
PVD技術によればよい。
【0018】上記強磁性金属材料からなる磁性層の上に
は、本発明のスパッタ方法により保護層が形成される
が、この保護層の材料としては、通常の金属磁性薄膜用
保護膜材料として公知のものがいずれも使用可能であ
る。例示するならば、カーボン、CrO2、Al2O3、
BN、Co酸化物、MgO、SiO2、Si3O4、Si
Nx、SiC、SiNx−SiO2、ZrO2、TiO2、
TiC等が挙げられる。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。
【0019】本発明が適用される磁気記録媒体(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、非磁性支
持体上に下塗層を形成したり、潤滑剤、防錆剤等の層を
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
潤滑剤層、防錆剤層に含まれる材料としては、公知のも
のがいずれも使用可能である。
【0020】なお、本発明は、上述の磁気記録媒体にお
ける保護膜の形成のみならず、各種薄膜の形成に適用可
能であることは言うまでもない。
【0021】
【作用】マグネトロンスパッタにおいて、マグネットの
磁極を相対移動させると、ターゲットにおける熱のかか
る位置が分散移動し、結果的に冷却効率が上がる。した
がって、投入電力量を大きくでき、成膜速度が向上す
る。
【0022】また、前記マグネットの移動によって、エ
ロージョンも分散され、ターゲットの使用効率が向上す
る。
【0023】
【実施例】以下、本発明を適用した具体的な実施例につ
いて、図面や実験結果を参照しながら詳細に説明する。
【0024】先ず、下記の条件によりポリエチレンテレ
フタレート(PET)ベース上にCo−Niよりなる金
属磁性薄膜を磁性層として形成した。この際、使用した
製造装置は、一般的な連続巻取り式の斜方蒸着装置であ
る。
【0025】 金属磁性薄膜成膜条件 ベース : ポリエチレンテレフタレート 厚さ10μm 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 1000万個/mm2 インゴット : Co80重量%−Ni20重量% 入射角 : 45〜90° テープ速度 : 0.17m/秒 磁性層厚 : 0.2μm 酸素導入量 : 3.3×10-6m3/秒 蒸着時真空度: 7×10-2Pa 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0.6 μm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 次に、金属磁性薄膜の上にスパッタにより保護膜を成膜
したが、本実施例において使用したスパッタ装置につい
て説明する。
【0026】図1に示すように、このスパッタ装置にお
いては、頭部と底部にそれぞれ設けられた排気口15か
ら排気されて内部が真空状態となされた真空室1内に、
図中時計回り方向に定速回転する送りロール3と、同じ
く図中時計回り方向に定速回転する巻取りロール4とが
設けられ、送りロール3から巻取りロール4へと順次テ
ープ状の非磁性支持体2が送り出される。
【0027】そして、これら送りロール3と巻取りロー
ル4の間の中途位置には、大径の冷却キャン5が設けら
れている。この冷却キャン5の周面には、前記非磁性支
持体2が巻き付けられ、したがって冷却キャン5も前記
各ロール3、4と同期して定速回転されている。
【0028】なお、前記冷却キャン5には、内部に図示
しない冷却装置が設けられており、上記非磁性支持体2
の温度上昇による変形等を抑制し得るような構造とされ
ている。
【0029】また、上記送りロール3と冷却キャン5の
間、及び冷却キャン5と巻取りロール4の間には、それ
ぞれガイドロール6、7が配されており、上記送りロー
ル3から冷却キャン5、巻取りロール4へと走行される
非磁性支持体2に所定のテンションが加えられる。
【0030】一方、真空室1内には、前記冷却キャン5
の下方位置にカソードターゲット8が設けられ、このカ
ソードターゲット8の表面にターゲットとして保護膜材
料9が接着されている。
【0031】本例では、冷却キャン5は冷却される構造
としたが、保護膜と磁性層の密着性を上げるために、適
宜加熱した状態とすることも可能である。
【0032】ここでカソードターゲット8の構造につい
て説明すると、図2に示すように、カソードターゲット
8は、電源(図示せず)に接続されカソード電極として
の機能を有するバッキングプレート23、バッキングプ
レート23上に接着されるターゲット21、前記バッキ
ングプレート23の裏側に配置されるマグネット22、
及びこれらマグネット22を収納するカソードケース2
5よりなる。
【0033】上記バッキングプレート23表面は、ター
ゲット21よりも大きな面積を有するが、ターゲット2
1が配置された範囲以外はカソードマスク26により被
覆されている。
【0034】マグネット22は、図3に示すように、所
定の長さを有するセンターポール22aと、このセンタ
ーポール22aの周囲を取り囲む矩形環状のマグネット
リング22bとから構成されており、これらセンターポ
ール22aとマグネットリング22bは、互いに異なる
極性(例えばセンターポール22aがN極、マグネット
リング22bがS極)とされている。
【0035】そして、マグネットリング22bが固定さ
れ、センターポール22aが図中矢印方向(磁気記録媒
体走行方向に対応する。)に揺動する構成とされてお
り、これによって磁極が相対移動して磁界形成位置がタ
ーゲット21上で移動するかたちになる。したがって、
カソードターゲット8には、前記センターポール22a
を同一平面内で移動させるためのユニット24が追加さ
れている。
【0036】上述の構成を有するスパッタ装置を用い、
Co−Ni合金を斜め蒸着し金属磁性薄膜を磁性層とし
て被着形成した磁気記録媒体に対し、保護膜の形成を行
った。保護膜の形成条件は下記の通りである。
【0037】 保護膜形成条件 方式 : DCマグネトロンスパッタ ターゲット材 : カーボン 使用ガス : アルゴン バックグランド真空度 : 4×10-3Pa 成膜時真空度 : 2Pa テープ送り速度 : 0.1m/秒〜0.05m/秒 保護膜膜厚 : 0.015μm 保護膜形成後、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サンプルテープを作成した。
【0038】得られたサンプルテープについて、スチル
耐久性、耐候性を測定した。スチル耐久性の測定は、ソ
ニー社製、商品名EV−S900の改造機を用い、初期
レベルから3dB出力が減衰するまでの時間とした。ま
た、耐候性の測定は、ガス腐食試験機を用い、SO2ガ
ス0.3ppmを含む温度30℃、相対湿度90%雰囲
気中で24時間保存後の磁気特性(φs)の劣化量(Δ
φs)を次式により求めた。
【0039】
【数1】
【0040】また、本実施例の効果の目安として、ター
ゲット材料の使用効率を以下のように測定した。
【0041】先ず、成膜する前にバッキングプレート上
にボンディングされたターゲットの重量を測定する。
(ターゲット+バッキングプレートの重量) 次に、成膜終了後に、同じようにバッキングプレート上
にボンディングされたターゲットの重量を算出する。
【0042】この差分が実際に成膜時に消費された材料
分である。各実施例、比較例を同一条件で比較するた
め、成膜はそれぞれ5000m長とし、比較例1を10
0%として消費された重量分を比較し、相対値として表
した。
【0043】結果を表1に示す。なお、本実施例におい
ては、マグネット(センターポール22a)の移動は、
定速度移動とし、移動距離は前後それぞれ2cmとし
た。
【0044】
【表1】
【0045】この表1を見ると、比較例1と実施例1、
2、3との間で成膜時の投入パワーが同じであるにもか
かわらず成膜時の送り速度が10%程度小さくなってい
る。これは、マグネットの移動によりターゲット表面の
磁界分布が変わり、スパッタ時の効率が落ちるためであ
る。しかしながら、比較例2のように、投入パワーを7
Wにした状態で長時間成膜を続けると、バッキングプレ
ートとターゲットを接着しているボンディング材が溶け
だし、成膜ができなくなってしまう(このため材料使用
効率の測定ができなかった。)。
【0046】これに対し、実施例4以降のものでは、下
部のマグネットが移動するため、熱のかかる位置が分散
移動し、結果的に冷却効率が改善された。これにより、
バッキングプレートにボンディングされたターゲット
(ボンディング材)が熱負けしなくなり、成膜時の送り
速度を劣化させる必要がなくなるとともに、材料使用効
率が向上し、1回の段取り替えでのターゲット生産性が
大幅に向上した。
【0047】また、成膜された保護膜の膜質は、スチル
耐久性、磁気特性の劣化(耐候性)の結果からみて比較
例と同等であり、本発明による効果が大きいことがわか
る。
【0048】以上、本発明の実施例について、磁気記録
媒体の保護膜形成を例に説明してきたが、本発明がこの
実施例に限定されるものでないことは言うまでもない。
例えば、磁気記録媒体の保護膜に限らず、各種の薄膜形
成に適用することができる。また、磁気記録媒体に適用
する場合にも、蒸着、スパッタ、バックコート等の工程
順や条件、使用する材料等は任意である。
【0049】
【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明のスパッタ方法によれば、投入電力量を大きくするこ
とができ、またターゲットの材料使用効率を向上するこ
とができる。
【0050】したがって、本発明を磁気記録媒体の保護
膜形成に適用すれば、保護膜の接着性、安定性に優れ、
高い信頼性を有する磁気記録媒体を生産性良く製造する
ことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】スパッタ装置の一構成例を示す模式図である。
【図2】カソードターゲットの構造を示す概略断面図で
ある。
【図3】マグネットの形状を示す概略平面図である。
【符号の説明】
8 カソードターゲット 21 ターゲット 22 マグネット 22a センターポール 22b マグネットリング
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 G11B 5/84 7303−5D G11B 5/84 B

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 ターゲットの下部に、所定の極性を有す
    る第1の磁極と、この第1の磁極の周囲に配され第1の
    磁極とは異なる極性を有する第2の磁極とからなるマグ
    ネットを設置し、 前記第1の磁極と第2の磁極とを相対移動しながら基体
    上に薄膜を成膜することを特徴とするスパッタ方法。
  2. 【請求項2】 基体を走行させるとともに、第1の磁極
    を前記基体の走行方向に揺動させることを特徴とする請
    求項1記載のスパッタ方法。
  3. 【請求項3】 基体が非磁性支持体上に真空蒸着により
    磁性薄膜を形成してなる磁気記録媒体であり、成膜され
    る薄膜が保護膜であることを特徴とする請求項1記載の
    スパッタ方法。
JP14636095A 1995-06-13 1995-06-13 スパッタ方法 Withdrawn JPH08337873A (ja)

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Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
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