JPH06228748A - Thin film forming device - Google Patents
Thin film forming deviceInfo
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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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Abstract
Description
【０００１】[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。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a thin film manufacturing apparatus for forming a thin film by a sputtering method.
【０００２】[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。2. Description of the Related Art Conventionally, vapor deposition, sputtering, CVD and the like have been studied as vacuum thin film forming methods and have been put to practical use in various fields. The vapor deposition method and the CVD method have a high film formation rate, and particularly, the vapor deposition method has an advantage that a high speed film formation is possible by using an EB gun. However, since this vapor deposition method is a method of vaporizing and depositing metal, there is a problem that it is difficult to simultaneously and stably deposit substances having different vapor pressures.
【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。On the other hand, the sputtering method has attracted attention because it can form alloy films of various metals having different vapor pressures. It is known that this sputtering method improves durability and corrosion resistance of the magnetic recording medium when applied to, for example, formation of a protective film on a magnetic recording medium of a metal magnetic thin film type.
【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。Conventionally, the above-mentioned sputtering method has a problem in that it is inferior in productivity because it is inferior in film forming rate to the vapor deposition method, and the apparatus becomes large in size for mass production. Then, the film forming speed is increasing due to the development of the sputtering method such as the magnetron sputtering method and the facing target method.
【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。For example, in the magnetron sputtering method, a magnet is arranged below the target and electrons are trapped by the leakage magnetic field to sustain the discharge, so that the target can be efficiently sputtered. It becomes possible and the film forming speed becomes relatively high. The film forming rate can be improved by increasing the number of targets arranged in the vacuum apparatus, increasing the amount of electric power supplied to each target, and the like.
【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。However, according to the former method, a large effect cannot be expected because the number of targets that can be arranged in a limited space is limited, and according to the latter method, the heat generated during sputtering becomes large. The bonding agent such as solder that adheres the target and the backing plate starts to melt, which causes a problem such as short-circuiting the electrodes.
【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。As described above, it is the actual situation that a sufficient film formation rate has not been obtained even by the magnetron sputtering method.
【０００８】[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。Further, in the magnetron sputtering method described above, the magnetic field is biased by the magnet disposed below the target, which causes an uneven magnetic field distribution on the target. Then, since the region where the magnetic field is strong is easily sputtered, so-called erosion occurs, and the target is not uniformly sputtered and the yield is deteriorated.
【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。The unevenness of the sputtering area of the target as described above is also reflected when the flexible support is adhered, and when observing the thin film formed on the flexible support,
The film thickness distribution in the width direction was non-uniform.
【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。As described above, in the magnetron sputtering method, in order to improve the yield of the target material and to form a thin film having a uniform film thickness, it is important to design the shape of the magnet disposed below the target and the magnetic field strength. It can be seen that it is.
【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。Therefore, the present invention has been proposed in view of such conventional circumstances, and by improving the magnetic field distribution on the target surface, it is possible to form a uniform thin film with high productivity while improving the film formation rate. An object is to provide such a thin film manufacturing apparatus.
【００１２】[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。DISCLOSURE OF THE INVENTION The present invention has been proposed in order to achieve the above-mentioned object, and in a thin film manufacturing apparatus for arranging a magnet below a target and forming a thin film by sputtering, An auxiliary magnet is arranged around the target.
【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。Conventionally, as an apparatus for forming a thin film, there has been a magnetron sputtering apparatus in which a magnet is arranged below a target. However, the thin film manufacturing apparatus of the present invention is further provided around the target of the above apparatus. An auxiliary magnet is arranged so that the bias of the magnetic field distribution can be improved.
【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。The thin film produced by the above apparatus is preferably at least one selected from a conductive metal film, a metal magnetic thin film, and an abrasion resistant thin film.
【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。Therefore, the thin film manufacturing apparatus of the present invention is, for example, a metal thin film type magnetic tape (so-called vapor deposition tape) in which a metal magnetic thin film, a wear resistant thin film (protective film) and the like are provided on a non-magnetic support. It is suitable to be used for manufacturing.
【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。The material of the metal magnetic thin film may be any material as long as it can be used for ordinary vapor deposition tape. For example, ferromagnetic metal materials such as Fe, Co and Ni, 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
Examples include ferromagnetic alloy materials such as r and Fe—Co—Ni—Cr.
【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。The metal magnetic thin film may be a single layer film or a multilayer film of these. Furthermore, between the flexible support and the metal magnetic thin film, or in the case of a multilayer film,
An underlayer or an intermediate layer may be provided in order to improve the adhesive force between the layers and control the coercive force. Further, for example, the vicinity of the surface of the magnetic layer may be an oxide to improve the corrosion resistance. It is also possible to use the apparatus of the present invention for forming the underlayer and the intermediate layer.
【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。When a wear resistant thin film (protective film) is formed by applying the present invention, any material may be used as long as it is generally used as a wear resistant thin film material. For example, carbon, Cr
O 2 , Al 2 O 3 , BN, Co oxide, MgO, SiO
2, Si 3 O 4, SiN x, SiC, SiN x -SiO
2 , ZrO 2 , TiO 2 , TiC and the like. Further, the protective film may be a single layer film of these, a multilayer film or a composite film with a metal.
【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。Of course, the structure of the magnetic tape produced by the apparatus of the present invention is not limited to this.
For example, if necessary, a back coat layer may be formed, an undercoat layer may be formed on a flexible support, or a layer of a lubricant, an anticorrosive agent or the like may be formed. In this case, as the material contained in the non-magnetic pigment, the resin binder or the lubricant, and the rust preventive agent layer contained in the back coat layer, any conventionally known materials can be used.
【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。By applying the manufacturing apparatus of the present invention, it is possible to form other metal thin films, for example, Au, Cr, Ti, Cu, Mo, Mn, Bi, Ag,
It may be used to form a thin film of a metal such as Pt or an alloy thereof.
【００２１】[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。[Operation] When a magnet is placed below the target,
The leakage magnetic field from the magnet traps the electrons and sustains the discharge. Therefore, the target can be efficiently sputtered, and the film forming speed becomes relatively high. Furthermore, since the magnetic field distribution on the target surface is made uniform by disposing the auxiliary magnet, the target can be uniformly sputtered.
【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。Therefore, when the thin film is formed by using the above-mentioned apparatus, the yield of the target is improved and the film thickness of the thin film to be formed is uniform.
【００２３】[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。EXAMPLES Hereinafter, specific examples of the present invention will be described, but the present invention is not limited to these examples.
【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。 Example 1 In this example, a vacuum evaporation method was used to form a magnetic thin film, and then a magnetron sputtering method was applied to form a protective film to manufacture a magnetic recording medium. The configuration of the apparatus used for forming the protective film (the magnetic recording medium manufacturing apparatus by the magnetron sputtering method) will be described below.
【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。As shown in FIG. 1, in this manufacturing apparatus, exhaust ports 1a and 1b are provided at the top and bottom, respectively.
The inside of the vacuum chamber 2 which has been evacuated from the inside of the vacuum chamber 2 and which has a vacuum inside, has a feed roll 3 that rotates at a constant speed in the direction of arrow a in the figure.
Similarly, a winding roll 4 that rotates at a constant speed in the direction of the arrow b in the figure is provided, and the tape-shaped flexible support 5 is sequentially run from these feed rolls 3 to the winding roll 4. Has been done.
【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。A cylindrical can 6 having a diameter larger than that of each of the rolls 3 and 4 is provided in the middle of the travel of the flexible support 5 from the feed roll 3 to the winding roll 4 side. ing. The cylindrical can 6 is provided so as to pull out the flexible support 5 downward in the figure, and is indicated by an arrow c in the figure.
It is configured to rotate at a constant speed in the direction indicated by. The feed roll 3, the take-up roll 4, and the cylindrical can 6 are each a cylindrical body having a length substantially the same as the width of the flexible support 5, and the cylindrical can 6 is internally illustrated. A cooling device that does not operate is provided to suppress deformation of the flexible support 5 due to a temperature rise.
【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。Therefore, the flexible support 5 is sequentially fed from the feed roll 3, travels along the peripheral surface of the cylindrical can 6, and is wound up by the winding roll 4. There is. In addition, between the feed roll 3 and the cylindrical can 6, and between the cylindrical can 6 and the take-up roll 4.
Guide rolls 7 and 8 are respectively provided between the flexible can 5 and the cylindrical can 6, and a predetermined tension is applied to the flexible carrier 5 traveling along the cylindrical can 6 so that the flexible carrier 5 smoothly travels. It is done like this.
【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。Although the cylindrical can 6 is cooled in this embodiment, it may be appropriately heated in order to increase the adhesive strength between the flexible support and the metal thin film. For the same purpose, a bombarding process may be performed in advance before film formation.
【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。Further, the cylindrical can 6 is provided in the vacuum chamber.
There is a cathode unit 9 below, and a target material 10 which is a thin film material is adhered to the surface thereof. As shown in the cross section of FIG. 2, the cathode unit 9 includes a backing plate 11 which is connected to a power source (not shown) and serves as a negative electrode, a magnet 12 arranged below the backing plate 11, and It comprises a magnet 13 and a cathode case 14 that houses the magnets 12, 13.
【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。A target material 10 having a smaller area than that is adhered on the backing plate 11 as shown in FIG. 3, and the target material 10 is arranged so that sputtered ions do not attack other parts than the target material 10. A cathode cover 15 that covers the uncovered portion is provided. The arrow c indicates the traveling direction of the flexible support 5, and the arrow d indicates the width direction of the flexible support 5.
【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。A cooling pipe (not shown) for supplying and discharging cooling water is connected to the cathode unit 9, and the backing plate 11 and the target material adhered to the backing plate 11 are circulated by circulating the cooling water. It prevents 10 from being heated.
【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。The magnets 12 and 13 are arranged around the magnet 12 as shown in FIG.
3 are arranged so as to surround them. The cathode case 14 is housed in such a state.
【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。The magnet 12 located at the center has an S pole in its upper portion 12A, and the magnet 13 located around the magnet 12 has an upper portion 13A having an N pole. Therefore, each magnet 12, 1
Due to the leakage magnetic field 3 of FIG. 3, there exists a magnetic field in the direction shown by the dotted line a in FIG. 2 on the upper surface of the cathode unit 9. If sputtering is performed in the presence of such a magnetic field, erosion will occur in a region having a strong magnetic field as shown by b in FIG.
【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。Therefore, in the apparatus of this embodiment, an auxiliary magnet 17 is further added to the cathode unit 9 described above.
Are arranged to make the magnetic field distribution near the target material 10 more uniform. That is,
In this embodiment, two auxiliary magnets 17 are arranged, for example, on the side of the cathode unit.
【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。FIG. 5 is a side view of the cathode unit 9, and FIG. 6 is a top view of the cathode unit 9. Auxiliary magnets 17 are arranged parallel to the traveling direction c one by one on both end faces of the cathode unit 9 in correspondence with the width direction of the flexible support 5 indicated by the arrow d.
【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。The magnetic pole of the auxiliary magnet 17 has a polarity opposite to that of the opposing magnet 13. Here, since the upper part 13A of the magnet 13 inside the adjacent cathode unit 9 shows the N pole, the upper part 17A of the auxiliary magnet 17 is the S pole. Therefore, a magnetic field is generated from the upper portion 13A of the magnet 13 to the upper portion 17A of the auxiliary magnet 17.
【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。In the cathode unit 9 before the auxiliary magnet 17 is arranged, as described above, the magnetic field in the direction indicated by a in FIG. 2 by the magnet 13 and the magnet 12 exists only in a ring shape. However, when the auxiliary magnet 17 is arranged to generate magnetic fields in different directions, the magnetic field distribution is made uniform by the interaction. By arranging the auxiliary magnet 17 as described above, the erosion region is expanded from the range indicated by b in FIG. 5 to the entire surface of the target material 10.
【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。The magnetic field strength required for the auxiliary magnet 17 generally depends on whether or not the target material 10 is a magnetic material. When the target material 10 is a magnetic material, it is about 800 gauss on the surface of the cathode unit 9 and a non-magnetic material. If it is, it is about 200 to 400 gauss.
【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。Therefore, examples of hard magnetic materials usable as the auxiliary magnet 17 include MnAl, alnico magnets, rare earth Co magnets, rare earth Fe magnets, barium ferrite magnets and the like. Table 1 shows the respective values of the coercive force Hc and the energy product (BH) max.
【００４０】[0040]
【表１】 [Table 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。However, when the auxiliary magnet 17 is arranged on the side surface of the cathode unit 9, the distance between the auxiliary magnet 17 and the magnets 12 and 13 arranged in the cathode unit 9 is expected to be several tens of mm. When the material is used as the target material, it is preferable to use a strong magnet such as Sm—Co system. On the contrary, when a non-magnetic material is used as the target material, a ferrite magnet is arranged close to the cathode unit 9, or S
A magnet such as an m-Co system magnet may be arranged apart from the cathode unit 9.
【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。Besides, it is possible to use an electromagnet, but this electromagnet has the advantage that the magnetic field strength can be adjusted by the applied electric power, but has the problem that the outer shape becomes large.
【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。Then, in the above apparatus, the vacuum chamber 2
Is maintained at a certain vacuum degree, the target material 10 on the cathode unit 9 is sputtered and deposited on the surface of the running flexible support 5 to form a thin film.
【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。The apparatus having the above-mentioned structure was applied to the formation of a protective film on a magnetic recording medium, and a magnetic tape was prepared as follows.
【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。First, on a non-magnetic support having an undercoat,
Using a general continuous winding type oblique vapor deposition apparatus, Co-
A Ni-based metal magnetic thin film was applied. Base used,
The undercoating and vapor deposition conditions are as follows.
【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 Non-magnetic support conditions Base: Polyethylene terephthalate 10 μm thickness 150 mm width Undercoat: Water-soluble latex whose main component is acrylic ester is applied Protrusion density: about 10 million pieces / mm 2
【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 ：７×１０-2ＰａDeposition conditions Ingot: Co80-Ni20 (numbers are weight ratio of each metal) Incident angle: 45 to 90 ° Tape speed: 0.17 m / sec Magnetic layer thickness: 0.2 μm Vacuum degree: 7 × 10 -2 Pa
【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。Next, a protective film was formed by the apparatus to which the magnetron sputtering method described above was applied. The sputtering conditions are shown below.
【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 Sputtering conditions Method: DC magnetron sputtering method Target material: Carbon, size 150 mm × 1
50 mm Gas used: Argon Vacuum degree in apparatus: 4 × 10 −3 Pa Vacuum degree during film formation: 2 Pa Tape speed: 0.1 m / sec Protective film thickness (target): 15 nm Input power: 7 w / cm 2
【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Further, a back coat and a top coat were applied according to the following conditions and cut into a predetermined tape width to prepare a sample tape of Example 1. Back coat: A mixture of carbon and urethane binder is applied to a thickness of 0.6 μm Top coat: Perfluoropolyether is applied Slit width: 8 mm width
【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。 Examples 2, 3 Power input to backing plate 11, target material 1
A sample tape was prepared in the same manner as in Example 1 except that the size of 0 was set to the value shown in Table 2.
【００５２】[0052]
【表２】 [Table 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。 Embodiment 4 In this embodiment, an apparatus having a different arrangement of the auxiliary magnet 17 is used. That is, as shown in FIGS. 8 and 9, on the surface of the cathode unit 9, the auxiliary magnets 17 are arranged at the four vertices on the cathode cover 15. Ferrite is used for the auxiliary magnet 17.
【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。A sample tape was prepared in the same manner as in Example 1 except that the arrangement of the auxiliary magnet 17 was different as described above. Input power, target material 1
The size of 0 is also shown in Table 2.
【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。 Embodiment 5 In this embodiment, an apparatus having a different arrangement of the auxiliary magnet 17 is used. That is, as shown in FIGS.
Two auxiliary magnets 17 are arranged above the cathode unit 9 (that is, on the cathode cover) at both ends of the flexible support 5 in the width direction. Ferrite is used for the auxiliary magnet 17.
【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。A sample tape was prepared in the same manner as in Example 1 except that the arrangement of the auxiliary magnet 17 was different as described above. Input power, target material 1
The size of 0 is also shown in Table 2.
【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。 Comparative Examples 1 and 2 Sample tapes were prepared in the same manner as in Example 1 except that an apparatus in which the auxiliary magnet 17 was not arranged on the side surface of the cathode target 9 was used. The input power and the size of the target material are also shown in Table 2.
【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。Then, with respect to the sample tapes of Examples and Comparative Examples prepared as described above, it was examined whether or not the thickness of the formed protective film was uniform. Actually, after forming the protective film by the sputtering method, the film thickness of the protective film is investigated by measuring the film thickness of the protective film every 10 mm with respect to the effective film forming width of 130 mm of the flexible support. The maximum value and the minimum value were defined as the width-direction film thickness distribution. In addition, the measurement of the film thickness,
After removing the formed protective film by peeling by etching or the like, it was carried out by a stylus type step meter (deck tack).
【００５９】この結果は表２に併せて示す。The results are also shown in Table 2.
【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。From Table 2, it can be seen that even if the width of the target material 10 is reduced by using the auxiliary magnet 17, the film thickness distribution in the width direction of the formed thin film is not deteriorated.
【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。Further, with respect to each of the prepared sample tapes, the still durability and rust resistance were measured. Still durability is measured by Sony 8mm VTR EV-S900
Using a modified machine, the still durability time was calculated based on the time when the output dropped from the reproduction output level by 3 dB or more.
【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。On the other hand, the rust resistance is measured by φ before the corrosion test.
s, the measured value after the corrosion test was φs ′, and the deterioration rate Δφs of the magnetic properties was obtained by the equation (1) for evaluation.
【００６３】[0063]
【数１】 [Equation 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。In the corrosion test, a gas corrosion tester is used,
It was carried out by storing for 24 hours in an atmosphere (temperature 30 ° C., relative humidity 90%) containing 0.3 ppm of SO 2 gas. Table 3 shows these measurement results.
【００６５】[0065]
【表３】 [Table 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。It can be seen from Table 3 that all sample tapes had a still durability time of 24 hours or more and were excellent in rust resistance. However, comparing Comparative Example 1 and Example 1 in which the film thickness distribution has the same value,
The sample tape of Example 1 has better rust resistance,
Comparing Comparative Example 2 and Example 2 prepared under the same conditions except for the presence or absence of the auxiliary magnet 17, the sample tape of Example 2 is superior in rust resistance.
【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。The above is an example in which the sputtering apparatus of the present invention is applied to the formation of a protective film on a magnetic recording medium, but it may also be used to form a conductive metal thin film on a support as follows. It is possible.
【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 Sample A was prepared by forming a conductive metal thin film on a flexible support under the following conditions using the apparatus described in Example 1. Sputtering conditions Flexible support: Polyethylene terephthalate (thickness 10 μm, width 150 mm) Target material: Cr, size 150 mm × 150
mm Gas used: Argon Vacuum degree in apparatus: 4 × 10 −3 Pa Vacuum degree during film formation: 2 Pa Tape speed: 0.4 m / sec Thin film thickness (target): 50 nm Input power: 7 w / cm 2
【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。A sample B was prepared in the same manner as the sample A except that the sputtering was performed without using the auxiliary magnet 17. Then, as a result of measuring the film thickness distribution in the width direction of the formed metal thin films for the above-mentioned samples A and B, the maximum value / minimum value is 5 in sample A
7/42 (nm), 60/35 (nm) for sample B
Became.
【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。Comparing the two, the auxiliary magnet 1
It can be seen that the film thickness of the formed thin film is more uniform in the case of sputtering using No. 7.
【００７１】[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。As is apparent from the above description, in the thin film manufacturing apparatus of the present invention, the auxiliary magnet makes the magnetic field distribution on the target uniform. As a result, the target is sputtered uniformly, so that the yield is improved and the film thickness of the formed thin film is also uniform.
【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。FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration example of a thin film manufacturing apparatus of the present invention.
【図２】カソードユニットを模式的に示す断面図であ
る。FIG. 2 is a sectional view schematically showing a cathode unit.
【図３】カソードユニットを模式的に示す平面図であ
る。FIG. 3 is a plan view schematically showing a cathode unit.
【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。FIG. 4 is a plan view schematically showing the arrangement of magnets in the cathode unit.
【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。FIG. 5 is a plan view schematically showing how erosion occurs.
【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。FIG. 6 is a cross-sectional view schematically showing an example of a cathode unit having auxiliary magnets arranged on both sides.
【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。FIG. 7 is a plan view schematically showing an example of a cathode unit in which auxiliary magnets are arranged on both sides.
【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。FIG. 8 is a sectional view schematically showing an example of a cathode unit in which auxiliary magnets are arranged at four corners.
【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。FIG. 9 is a plan view schematically showing an example of a cathode unit in which auxiliary magnets are arranged at four corners.
【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。FIG. 10 is a sectional view schematically showing an example of a cathode unit in which two auxiliary magnets are arranged on a cathode cover.
【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。FIG. 11 is a plan view schematically showing an example of a cathode unit in which two auxiliary magnets are arranged on a cathode cover.
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 1a, b ... Exhaust port 2 ... Vacuum chamber 3 ... Feed roll 4 ... Winding roll 5 ... Flexible support 6 ... Cylindrical can 7, 8 ... Guide roll 9 ... Cathode unit 10 ... Target material 11 ... Backing plate 12, 13 ... Magnet 14 ... Cathode case 15 ... Cathode cover 17 ... Auxiliary magnet
───────────────────────────────────────────────────── 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 ─────────────────────────────────────────────────── --- Continuation of the front page (72) Inventor Tsutomu Takeda 6-735 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation (72) Inventor Keiro Mori 6-7-35 Kita-Shinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo No. Sony Corporation (72) Inventor Kazunobu Chiba 6-735 Kitashinagawa, Shinagawa-ku, Tokyo Sony Corporation
Claims (2)
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。1. A thin film manufacturing apparatus for arranging a magnet below a target to form a thin film by sputtering, wherein an auxiliary magnet is arranged around the target.
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。2. The thin film is a conductive metal film, a metal magnetic thin film,
The thin film manufacturing method according to claim 1, wherein the thin film is at least one selected from wear-resistant thin films.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256993A JPH06228748A (en) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Thin film forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3256993A JPH06228748A (en) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Thin film forming device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH06228748A true JPH06228748A (en) | 1994-08-16 |
Family
ID=12362541
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3256993A Withdrawn JPH06228748A (en) | 1993-01-29 | 1993-01-29 | Thin film forming device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH06228748A (en) |
-
1993
- 1993-01-29 JP JP3256993A patent/JPH06228748A/en not_active Withdrawn
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