DE3210351A1 - Verfahren und vorrichtung zum herstellen von magnetischen aufzeichnungsschichten - Google Patents

Verfahren und vorrichtung zum herstellen von magnetischen aufzeichnungsschichten

Info

Publication number
DE3210351A1
DE3210351A1 DE19823210351 DE3210351A DE3210351A1 DE 3210351 A1 DE3210351 A1 DE 3210351A1 DE 19823210351 DE19823210351 DE 19823210351 DE 3210351 A DE3210351 A DE 3210351A DE 3210351 A1 DE3210351 A1 DE 3210351A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
target
cathode
sputtering
temperature
atomizing
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
DE19823210351
Other languages
English (en)
Inventor
Jörg Dr.-Phys. 8755 Alzenau Kieser
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Balzers und Leybold Deutschland Holding AG
Original Assignee
Leybold Heraeus GmbH
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Leybold Heraeus GmbH filed Critical Leybold Heraeus GmbH
Priority to DE19823210351 priority Critical patent/DE3210351A1/de
Publication of DE3210351A1 publication Critical patent/DE3210351A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/3407Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target
    • C23C14/3421Cathode assembly for sputtering apparatus, e.g. Target using heated targets
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/22Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the process of coating
    • C23C14/34Sputtering
    • C23C14/35Sputtering by application of a magnetic field, e.g. magnetron sputtering
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/851Coating a support with a magnetic layer by sputtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Description

LEYBOLD-HERAEUS GmbH
Bonner Straße 504
5000 Köln - 51
" Verfahren und Vorrichtung zum Herstellen von magnetischen Aufzeichnungsschichten "
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Herstellen von magnetisch Aufzeichnungsschichten auf Substraten durch Zerstäubung von ferromagnetische Targets mittels einer mit einem Magnetsystem ausgestatteten Katode im Vakuum.
Zum Verständnis der Problematik sei einleitend darauf hingewiesen, daß die Wirtschaftlichkeit von Vakuum-Beschichtungsverfahren wesentlich von der Niederschlags- oder Kondensationsrate des Schichtmaterials abhängt. Die Schichtdicke ist in der Regel durch den Verwendungszweck des Endprodukts vorgegeben, läßt sich also nicht beliebig verändern. Dieser Zusammenhang läuft im Ergebnis darauf hinaus, daß bei vorgegebener Schichtdicke die Beschichtungsdauer der Niederschlagsrate umgekehrt proportional ist.
COPY
BAD ORIGINAL
16. März 1982 Λ 82502
-inn es sich um die Beschichtung von Endlosbändern, beispielsweise aus Kunststoff-Folie, handelt, wie dies bei der Herstellung von Magnetbändern üblich ist, ist für die Ausbildung einer bestimmten Schichtdicke diejenige Zeit maßgebend, die ein Oberflächenelement des Substrats (Band) dem Strom des Schichtmaterials ausgesetzt ist. Man spricht hier von der sogenannten Verweilzeit. Grob gesehen sind die Zusammenhänge derart, daß bei einer Verdoppelung der Niederschlagsrate auch die Bandlaufgeschwind!gkeit und damit der Durchsatz der Vorrichtung verdoppelt werden kann. Dieser Zusammenhang ist von entscheidender Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens.
Eine hohe Niederschlagsrate des Schichtmaterials hat wiederum eine hohe Erzeugungsrate an der "Quelle" des Schichtmaterials als Voraussetzung.Da beim Vakuumaufdampfen schon seit langer Zeit hohe Verdampfungsraten erzielt werden konnten, wurde in der Vergangenheit überwiegend die Technik des Vakuum-Aufdampfens angewandt. Nun besteht aber im Hinblick auf die Gleichmäßigkeit des Schichtaufbaus und die Vereinfachung der Verfahrensführung, insbesondere der Prozeßsteuerung, ein Bedürfnis dahingehend, auch Magnetschichten durch den Prozeß der Katodenzerstäubung aufzubringen. Durch mehrere, aus der Literatur bekannte Vorschläge ist es gelungen, die Zerstäubungsrate der Targets, die der Niederschlagsrate am Substrat direkt proportional ist, um etwa den Faktor 10 bis zu erhöhen. Dies ist dadurch gelungen, daß man der Targetoberfläche ein oder mehrere in sich geschlossene tunnelförmige Magnetfelder überlagert, die die Plasmaentladung auf die Targetoberfläche konzentrieren und dadurch die Zerstäubungsrate
16. März 1982 iT 82502
- J5- -
erhöhen (DE-OS 22 43 708 ). im Prinzip befinden sich dabei hinter dem Target Magnetsysteme, deren unterschiedliche Pole jeweils in sich geschlossene Ringe, Rechtecke oder Ovale bilden, so daß die Magnetfeldlinien an einer Stelle aus der Targetoberfläche austreten und nach dem Durchlaufen von bogenförmigen Bahnen an einer anderen Stelle der Targetoberfläche wieder eintreten. Sämtliche Magnetfeldlinien bilden einen in sich geschlossenen Tunnel, so daß das Plasma an keiner Stelle austreten kann.
Eine solche Maßnahme versagt jedoch weitgehend bei Targets aus ferromagnetischen Werkstoffen, insbesondere dann, wenn die Targets eine merkliche Dicke haben, die über ein bis zwei Millimeter hinausgeht. Der Grund hierfür ist darin zu sehen, daß das ferromagnetische Material die magnetischen Feldlinien kurzschließt und nicht mehr, zumindest nicht mehr in ausreichendem Maße, aus der Targetoberfläche austreten läßt. Es war infolgedessen bisher nicht möglich, mit einer derartigen Zerstäubungskatode, die auch als "Magnetron" bezeichnet wird, ausgehend von einem Target hinreichender Dicke ferromagnetische Schichten zu erzeugen.
Auch die Dicke des Targets ist wiederum ein wesentlicher Faktor für die Wirtschaftlichkeit des Verfahrens. Speziell die Magnetron-Katode erzeugt im Target einen örtlich begrenzten Abtrag, der zu rinnenförmigen Vertiefungen im Target führt. Infolgedessen läßt sichdas Targetmaterial nur sehr unvollkommen ausnutzen. Der Ausnutzungsgrad liegt in der Regel nur zwischen 25 und 40 %, so daß der größte Anteil des Targetmaterials einem Recycling-Prozeß unterworfen werden muß. je dünner das Tarret ist, ltüso schlechter ist der Ausnutzungsgrad. Dies wirkt verteuernd auf die
16. März 1982 82502
Verfahrensführung ein, wobei insbesondere zur berücksichtigen ist, daß es sich bei Magnetbändern um ausgesprochene Massenprodukte handelt.
Als Targetmaterial kommen Eisen, Kobalt, Nickel sowie Legierungen aus diesen Werkstoffen in Frage.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Zerstäubungsverfahren der eingangs beschriebenen Art anzugeben, bei dem auch Targetplatten mit einer erheblichen Dicke bis zu 10 mm und darüber wirtschaftlich zerstäubt werden können, und bei dem das zerstäubte Material auf den Substraten niedergeschlagen wird.
Die Lösung der gestellten Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß dadurch, daß das Target auf eine oberhalb des für das Targetmaterial geltenden Curiepunktes liegende Temperatur aufgeheizt wird.
Curiepunkte für die verschiedenen Werkstoffe sind bekannt; sie sind im einzelnen in den Unteransprüchen 2 bis 7 angegeben.
Es ist zwar gleichfalls bekannt, daß bei Raumtemperatur ferromagnetische Werkstoffe oberhalb ihres spezifischen Curiepunktes diamagnetisch werden. Dieser Effekt wurde jedoch bisher nicht bei Katodenzerstäubungsverfahren ausgenutzt, weil die erforderlichen Targettemperaturen zwischen mindestens etwa 360 0C und etwa 1.100 0C liegen müssen. Man mußte davon ausgehen, daß Targets mit derartig hohen Temperaturen eine beträchtliche Energiemenge auf das im geringen Abstand unmittelbar gegenüberliegende Substrat abstrahlen, das - wenn es
16. März 1982 82502
durch eine Kunststoff-Folie gebildet wird - extrem temperaturempfindlich ist. So haben sich Hochleistungskatoden in Form der beschriebenen "Magnetrons" gerade deswegen durchgesetzt, weil sie bei hoher Zerstäubungsrate bei einer ungewöhnlich niedrigen Targettemperatur wirtschaftlich arbeiten.
Es hat sich jedoch überraschend gezeigt, daß das erfindungsgemäße Verfahren auch bei Targettemperaturen bis ca. 1.100 0C für die Beschichtung von Kunststoff-Folien einsetzbar ist, ohne daß diese Folien oder das Endprodukt irgend einer merklichen Schädigung unterliegen.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren ist es jedenfalls möglich, ausgehend von Targetplatten aus ferromagnetischen Werkstoffen mit einer Dicke von 10 mm und darüber im industriellen Maßstab magnetische Aufzeichnungsschichten auf Kunststoff-Folien aufzubringen und hierdurch einwandfreie Magnetbänder zu erhalten. Dies ist insofern von Bedeutung, als die Bandlaufgeschwindigkeit durch die Hochleistungszerstäubung um etwa den Faktor 10 bis 20 gesteigert werden kann, so daß in Folge der entsprechend verringerten Verweilzeit auch die Temperaturbelastung der Folie erheblich zurückgeht. Nicht zuletzt aber kann der Ausnutzungsgrad des Targetmaterials auf 60 und mehr Prozent gesteigert werden, da der Ausnutzungsgrad mit zunehmender Targetdicke steigt.
Bezüglich der oberhalb des Curiepunktes liegenden Targettemperaturen ist folgendes von Bedeutung: Zunächst einmal führt die Plasmaentladung in unmittelbarer Nähe der Targetoberfläche zu einem allmählichen Aufheizen des Targets. Dieser Vorgang wird weiter unten anhand von Figur 2 noch näher er-
82502
läutert. Nach einer ausreichenden Betriebsdauer nimmt das Target eine Beharrungstemperatur ein, die von der Energiebilanz des Targets abhängig ist. Die Energiebilanz wird durch die Wärmezufuhr einerseits und die Wärmeverluste andererseits bestimmt. Die Wärmezufuhr ist abhängig von der Flächenbelastung des Targets, gemessen als elektrische Leistung in Watt pro Quadratzentimeter Targetoberfläche. Es ergibt sich, daß der Curiepunkt um so schneller überschritten wird und die Beharrungstemperatur um so höher liegt, je größer die Flächenbelastung des Targets ist.
Die Wärmeverluste des Targets bestimmen sich durch die Abstrahlung von der Targetvorderseite in Richtung auf das Substrat und gegebenenfalls für das Target "sichtbare" Vorrichtungsteile sowie durch Wärmeleitung zwischen der· Target und den Katodenbauteilen, auf denen das Target befestigt ist. Während die Abstrahlungsverhältnisse nur unwesentlich beeinflußt werden können, da sie im wesentlichen durch den Zerstäubungsprozeß und seine Parameter vorgegeben sind, lassen sich die Verhältnisse des Wärmetransports auf der Rückseite des Targets in sehr weiten Grenzen gezielt beeinflussen.
Es ist dabei besonders vorteilhaft, die Targettemperaturen (oberhalb des Curiepunktes) auf Werte zu steigern, die oberhalb von T=(0,6 bis 0,7) χ TM liegen, wobei TM der Schmelzpunkt ist. Hierbei kann mit einer wesentlich erhöhten Abstäubrate gerechnet werden.
Bei den bekannten Magnetron-Katoden werden die nicht dem Zerstäubungsprozeß unterliegenden Bauteile durch einen Wasserkreislauf intensiv gekühlt. Dies gilt insbesondere auch für die Magnetsysteme, die regelmäßig vom Kühlwasser unmittelbar ■-.msρUIt werden. Bei den bekannten Katodensystemen wird das Target unmittelbar auf der metallischen Oberfläche der Katode befestigt, so daß eine intensive Kühlung des Targets gewährleistet ist. Durch Zwischenschaltung eines wärme-
BAD ORIGINAL " 9
16. März 1982 82502
dämmenden Materials, beispielsweise in Form einer gepreßten Matte aus Graphitfilz läßt sich nun der Wärmestrom vom Target zur Katode erheblich verringern, so daß das Target eine merklich höhere Beharrungstemperatur annimmt. Es hat sich beispielsweise gezeigt, daß es bei einer Matte aus Graphitfilz mit einer Dicke von 3 mm und einer spezifischen Katodenleistung von 10 W/cm2 möglich ist, ohne zusätzliche Maßnahmen nach einer Betriebsdauer von etwa 10 Minuten eine Targettemperatur von 800 0C zu überschreiten. Eine solche Leistung reicht beispielsweise aus, um den Curiepunkt eines Targets aus AlNiCo zu überschreiten. (1^=810 0C).
Die Erfindung betrifft außerdem eine Zerstäubungs-Katodenanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens, bestehend aus einem Katodengrundkörper mit einer Auflagefläche für mindestens ein Target, einem Magnetsystem mit Polen (N, S), die, in der Projektion gesehen, innerhalb der Auflagefläche angeordnet sind, und mit einem auf der Auflagefläche angeordneten, plattenförmigen Target aus ferromagnetischem Material.
Zur Lösung der weiter oben angegebenen Aufgabe wird gemäß der weiteren Erfindung vorgeschlagen, daß zwischen Target und Katodengrundkörper eine Heizeinrichtung für das Target angeordnet ist, deren dem Target zugewandte Fläche die Auflagefläche ist.
In ganz besonders zweckmäßiger Weise wird zwischen der Heizeinrichtung und dem Katodengrundkörper die bereits beschriebene Wärmedämmung angeordnet. Auf diese Weise läßt sich die Beharrungstemperatur in wesentlich kürzerer Zeit erreichen und
- 10 -
16. März 1982
82502
vor allem auch gezielt regeln, in dem nämlich durch eine geeignete und an sich bekannte Meßvorrichtung die Temperatur des Targets gemessen wird. Ist beispielsweise der vorgegebene Curiepunkt überschritten und reicht die Glimmentladung zur Aufrechterhaltung der Temperatur aus, so kann die Heizeinrichtung abgeschaltet werden. Für den Fall, daß bei bestimmten Anwendungsfällen mit einer niedrigeren spezifischen Katodenleistung gearbeitet werden soll, die zur Aufrechterhaltung des vorgegebenen Temperaturpegels nicht ausreicht, kann durch permanente, geregelte Zuschaltung der Heizeinrichtung für die Einhaltung des geforderten Temperaturpegels Sorge getragen werden.
Ein Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes wird nachfolgend anhand der Figuren 1 und 2 sowie eines Versuchsbeispiels näher erläutert.
Es zeigen:
Figur 1 einen Vertikalschnitt durch eine Katodenzerstäubungsanlage mit einer erfindungsgemäßen Zerstäubungs-Katoden anordnung und
Figur 2 ein Diagramm, in dem die Targettemperatur T und die Strahlungsleistung N des Targets bei zwei verschiedenen
Gleichgewichtsbedingungen in Abhängigkeit von der Zeit dargestellt sind.
In Figur 1 ist sehr schematisch eine Katodenzerstäubungsanlage für die Beschichtung eines laufenden Bandes 2 aus einer thermoplastischen Folie dargestellt. Die Folie wird dabei von einer
- 11 -
16. März 1932 82502
Vorratsrolle 3 auf eine Fertigrolle 4 umgewickelt und hierbei unter flächiger Auflage über eine Kühleinrichtung 5 geleitet, üblicherweise ist die Kühleinrichtung 5 als eine mit der Bandgeschwindigkeit umlaufende Kühlwalze ausgeführt, um die das Band 2 teilweise herumgeschlungen ist. Auf dem Umfang der Kühlwalze verteilt sind dann meist mehrere Zerstäubungs-Katodenanordnungen angebracht.
Im vorliegenden Falle ist - in stark vergrößertem Maßstab in einem Abstand gegenüber dem Band 2 eine einzige Zerstäubungs-Katodenanordnung 6 angebracht.
Die gesamte Anordnung ist in einer Vakuumkammer 7 untergebracht, die über einen Saugstutzen 8 mit einem nicht gezeigten Pumpsatz verbunden ist.
Die Katodenzerstäubungsanordnung besteht aus einem Grundkörper in dem ein in sich geschlossener Hohlraum 10 angeordnet ist, dessen Querschnittsmittelpunkte auf den Seiten eines Rechtecks liegen. Dadurch erhält der Hohlraum 10 die Form eines geschlossenen, umlaufenden Kanals, in dem ein Magnetsystem untergebracht ist. Das Magnetsystem ist in der Weise gestaltet, daß sämtliche Südpole "S" gleichfalls auf den Seiten eines Rechtecks liegen, und daß sämtliche Nordpole "N" auf den Seiten eines Rechtecks liegen, welches das Rechteck mit den Südpolen in gleichem Abstand umgibt und mit diesem in einer Ebene liegt. Auf diese Weise wird ein geschlossener Tunnel durch ein Magnetfeld 13 gebildet, das gestrichelt angedeutet ist. Die längste Achse der gesamten Katodenanordnung verläuft senkrecht zur Zeichenebene in Figur 1.
Die Katodenanordnung besitzt eine Auflagefläche 14, deren ümrißlinie dem Umriß des Gründkörpers 9 entspricht. Es ist ersichtlich
BAD ORIGINAL
61 IUJD
16. März 1982 82502
daß das Magnetsystem 11 in der Projektion der Auflagefläche angeordnet ist. Auf der Auflagefläche liegt ein plattenförmiges Target 15 aus einem der genannten ferromagnetischen Materialien, das unter der Wirkung einer innerhalb des Tunnels 12 konzentrierten Glimmentladung zerstäubt wird. Die für die Ausbildung der Glimmentladung wichtigen Pole sind die Katodenanordnung 6 einerseits und das Massepotential der Vakuumkammer 7 andererseits. Auch die Kühleinrichtung 5 befindet sich auf Massepotential .
Bis hierher ist eine derartige Anordnung bzw. Einrichtung Stand der Technik, so daß sich ein weiteres Eingehen hierauf erübrigt.
Zwischen dem Grundkörper 9 und dem Target 15 befindet sich unmittelbar vor den Magnetpolen eine Uärr.edämnung 16 in Form einer Platte aus gepreßtem Graphitfilz,deren Dicke je nach dem gewünschten Temperaturpegel des Targets 15 gewählt wird. Hierbei gilt der Grundsatz, daß die Wärmedämmung um so dicker sein muß, je höher der Temperaturpegel liegt. Zwischen der Wärmedämmung und dem Target 15 befindet sich eine Heizeinrichtung 17, die nur als gestrichelte Linie angedeutet ist und aus einer mäanderförmigen Heizfolie, einem Heizgewebe, Heizdrähten etc. bestehen kann. Durch diese Heizeinrichtung ist es möglich, die Zeitspannen bis zum Erreichen des Beharrungszustandes zu verkürzen und/oder den Temperaturpegel anzuheben.
In dem Diagramm gemäß Figur 2 ist auf der Absizze die Zeit t in Minuten aufgetragen. Auf der linken Ordinate ist die Temperatur T des Targets aufgetragen, während auf der rechten Ordinate die von dem Target bei der betreffenden 3C Temperatur in Richtung auf das Substrat abgestrahlte Warne-
- 1 o -
16. März 1982 82502
Al- -w-
leistung N aufgetragen ist. Die Kurven 18 und 19 zeigen die Verhältnisse bei einer spezifischen Katodenleistung von 5 W/cm2 bei Anwesenheit einer Wärmedämmung 16 aus gepreßtem Graphitfilz mit einer Dicke von 1 mm. Die durchgehende Kurve 18 zeigt den Temperaturverlauf, und es ist erkennbar, daß bei dieser Konstellation die Beharrungstemperatur nur wenig oberhalb 300 Grad liegt. Entsprechend niedrig ist die abgestrahlte Leistung N, die durch die gestrichelte Kurve 19 angedeutet ist. Mit einer derartigen Auslegung der Katode lassen sich also die Curiepunkte der gängigsten ferromagnetischen Materialien ohne zusätzliche Maßnahmen nicht überschreiten. Sofern die betreffende Anordnung jedoch durch eine Heizeinrichtung 17 gemäß Figur 1 ergänzt würde, erhielte die Kurve 18 einen entsprechend steileren Verlauf.
Die Kurven 20 und. 21 geben die Verhältnisse bei einer spezifischen Katodenleistung von 10 W/cm2 und einer Wärmedämmung aus gepreßtem Graphitfilz mit einer Dicke von 3 mm wieder. Die durchgezogene Kurve 20 zeigt den Temperaturverlauf, während die gestrichelte Kurve 21 die abgestrahlte Leistung N repräsentiert. Es ist erkennbar, daß die Aufheizung - auch ohne zusätzliche Heizeinrichtung - sehr viel schneller verläuft und daß auch eine Temperatur von 800 0C bereits nach etwa 10 Minuten erreicht wird. Hiermit liessen sich bereits kurze Zeit nach der Inbetriebnahme der Katode der Curiepunkt für Eisen (768 0C) oder der Curiepunkt für AlNiCo (810 0C) überschreiten. Für höher liegende Curiepunkte wäre der Einsatz der in Figur 1 dargestellten Heizeinrichtung zweckmäßi g.
- 14 -
16. März 1982 82502
Bei spiel :
In einer Vorrichtung gemäß Figur 1 betrug die Größe der Auflagefläche 14 für das Target und die Targetfläche 48,8 χ 8,8 cm2 Zwischen dem Target 15 und dem Grundkörper 9 befand sich eine der Auflagefläche entsprechende Matte aus gepreßtem Graphitfilz mit einer Dicke von 0,5 mm (Hersteller: Sigri Elektrographit GmbH, D-8901 Meitingen). Auf dem Graphitfilz war wiederum eine Heizeinrichtung 17 in Form eines Flächenheizkörpers angeordnet, der eine Gesamtleistung von 8,6 kW, d.h. eine spezifische Leistung von 20 W/cm2 (bezogen auf die Targetoberfläche) besaß. Auf der Heizeinrichtung ruhte ein plattenförmiges Target aus Nickel mit einer Dicke von 12 mm.
Dem Target gegenüber befand sich im Abstand von 60 mm eine Kühleinrichtung 5, über die ein Band 2 aus einer Polyesterfolie mit einer Br
umgewickelt wurde.
folie mit einer Breite von 30 cm und einer Dicke von 4 χ 10" mm
Die Vakuumkammer wurde bei Betriebsbeginn auf einen Betriebsdruck von 5 χ 10" mbar durch den Einlaß von Argon eingestellt. Alsdann wurde die Heizeinrichtung mit der angegebenen Nennleistung betrieben, bis das Target eine Temperatur von 400 0C aufwies. Alsdann wurde zwischen Katode und Kühleinrichtung eine Gleichspannung von 500 Volt angelegt, so daß sich im Bereich des Targets eine Glimmentladung ausbildete. Die maximale Feldstärke des Magnetsystems betrug 600 Oe. Die Folie wurde mit einsr Geschwindigkeit von o,36 m/min umgewickelt, wobei sich auf ihr eine ferromagnetische Schicht mit einer Dicke von 100 nm niederschlug. Eingestellt wurde ein Zerstäubungsstrom von 12,S Ampere, d.h. die Gesamtleistung betrugg 6,4 kVA. Daraus errechnete sich eine spezifische Leistung von 15 W/cm2 Targetj oberfläche.
5 -
16. März 1982 82502
- VB -
Aufgrund der Glimmentladung wäre bei Aufrechterhaltung der Stromzufuhr zur Heizeinrichtung die Targettemperatur weiter angestiegen. Die Heizleistung wurde nun auf einen solchen Wert eingeregelt, daß die Temperatur des Targets einen Wert von 400 0C beibehielt.
Trotz der Verwendung eines Targets aus Nickel zeigte sich die für Magnetrons typische En tlal dungs form, d.h. die Konzentration der Glimmentladung im Bereich der Targetoberfläche. Dies war ein Indiz dafür, daß die Feldlinien des Magnetsystems in ausreichendem Maße das Targetmaterial durchdrangen. Es ergab sich dadurch eine Niederschlagsrate von 11 nm/sec. Die niedergeschlagenen Schichten waren von einwandfreier Beschaffenheit; das Folienmaterial wies trotz der Wärmestrahlung keinerlei Schädigungen auf.

Claims (12)

16. März 1982 82502
PATENTANSPRÜCHE:
Verfahren zum Herstellen von magnetischen Aufzeichnungsschichten auf Substraten durch Zerstäubung von ferromagnetischen Targets mittels einer mit einem Magnetsystem ausgestatteten Katode im Vakuum, dadurch gekennzeichnet, daß das Target auf eine oberhalb des für das Targetmaterial geltenden Curiepunktes liegende Temperatur aufgeheizt wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1 zum Zerstäuben eines aus Eisen bestehenden Targets, dadurch gekennzeichnet, daß die Targettemperatur mindestens 763 0C beträgt.
3. Verfahren nach Anspruch 1 zum Zerstäuben eines aus Kobalt bestehenden Targets, dadurch gekennzeichnet, daß die Targettemperatur mindestens 1.120 0C beträgt.
4. Verfahren nach Anspruch 1 zum Zerstäuben eines aus Nickel bestehenden Targets, dadurch gekennzeichnet, daß die Targettemperatur mindestens 360 0C beträgt.
5. Verfahren nach Anspruch 1 zum Zerstäuben eines aus AlNiCo bestehenden Targets, dadurch gekennzeichnet, daß die Targettemperatur mindestens 810 0C beträgt.
6. Verfahren nach Anspruch 1 zum Zerstäuben eines aus CoNi (80/20) bestehenden Targets, dadurch gekennzeichnet, daß die Targettemperatur mindestens 1.040 0C beträgt.
16. März 1982 82502
- J2- -
7. Verfahren nach Anspruch 1 zum Zerstäuben eines aus
CoNi (90/10) bestehenden Targets, dadurch gekennzeichnet, daß die Targettemperatur mindestens 1.080 0C beträgt.
8. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die spezifische Katodenleistung zu mindestens 10 W/cm2 gewählt wird.
9. Zerstäubungs-Katodenanordnung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, bestehend aus einem Katodengrundkörper mit einer Auflagefläche für mindestens ein Target, einem Magnetsystem mit Polen (N, S), die, in der Projektion gesehen, innerhalb der Auflagefläche angeordnet sind, und mit einem auf der Auflagefläche angeordneten, plattenförmigen Target aus ferromagnetischem Material, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen Target (15) und Katodengrundkörper (9) eine Heizeinrichtung (17) für das Target angeordnet ist, deren dem Target (15) zugewandte Fläche die Auflagefläche ist.
10. Zerstäubungs-Katodenanordnung nach Anspruch 9, dadurch gekennzei chnet, daß zwischen Heizeinrichtung (17) und Katodengrundkörper (9) eine Wärmedämmung (16) angeordnet ist.
11. Zerstäubungs-Katodenanordnung nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmung (16) aus Graphitfilz besteht.
12. Zerstäubungs-Katodenanordnunq nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Wärmedämmung (16) als Folienisolation ausgeführt ist.
COPY
DE19823210351 1982-03-20 1982-03-20 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von magnetischen aufzeichnungsschichten Withdrawn DE3210351A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823210351 DE3210351A1 (de) 1982-03-20 1982-03-20 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von magnetischen aufzeichnungsschichten

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19823210351 DE3210351A1 (de) 1982-03-20 1982-03-20 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von magnetischen aufzeichnungsschichten

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE3210351A1 true DE3210351A1 (de) 1983-09-22

Family

ID=6158892

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19823210351 Withdrawn DE3210351A1 (de) 1982-03-20 1982-03-20 Verfahren und vorrichtung zum herstellen von magnetischen aufzeichnungsschichten

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE3210351A1 (de)

Cited By (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3503309A1 (de) * 1984-02-02 1985-08-08 Victor Company Of Japan, Ltd., Yokohama, Kanagawa Magnetisches aufzeichnungsmedium mit einer im vakuum abgeschiedenen magnetschicht aus einem magnetisierbaren material und einem wolframoxid und verfahren zur herstellung des mediums
FR2571534A1 (fr) * 1984-10-04 1986-04-11 Tdk Corp Procede de realisation d'un support d'enregistrement magnetique
US4663193A (en) * 1984-12-26 1987-05-05 Hitachi Metals, Ltd. Process for manufacturing magnetic recording medium
BE1006649A3 (fr) * 1991-03-04 1994-11-08 Leybold Ag Dispositif pour recouvrir un substrat et de preference pour recouvrir du verre plat avec une couche d'oxyde d'indium et d'etain.
DE19543375A1 (de) * 1995-11-21 1997-05-22 Leybold Ag Vorrichtung zum Beschichten von Substraten mittels Magnetronzerstäuben
WO2004044261A3 (en) * 2002-11-14 2004-08-26 Zond Inc High deposition rate sputtering
US7147759B2 (en) 2002-09-30 2006-12-12 Zond, Inc. High-power pulsed magnetron sputtering
DE102009053609A1 (de) * 2009-11-16 2011-05-19 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Magnetronsputtern ferromagnetischer Materialien
US8125155B2 (en) 2004-02-22 2012-02-28 Zond, Inc. Methods and apparatus for generating strongly-ionized plasmas with ionizational instabilities

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2435901A1 (de) * 1973-07-25 1975-02-13 Fuji Photo Film Co Ltd Verfahren zur herstellung eines magnetaufzeichnungsmaterials
DE2832620A1 (de) * 1977-07-25 1979-02-15 Motorola Inc Verfahren und vorrichtung zur zerstaeubung von ferromagnetischem material
DE2747061A1 (de) * 1977-10-20 1979-04-26 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Verfahren und vorrichtung zum beschichten von baendern in vakuumanlagen mit schleuseneinrichtungen
DE2549509B2 (de) * 1974-11-12 1980-06-26 Nippon Telegraph & Telephone Public Corp., Tokio Verfahren zur Herstellung eines Überzuges aus einem magnetischen Oxid
DE2909891A1 (de) * 1979-03-14 1980-09-25 Basf Ag Magnetischer aufzeichnungstraeger

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2435901A1 (de) * 1973-07-25 1975-02-13 Fuji Photo Film Co Ltd Verfahren zur herstellung eines magnetaufzeichnungsmaterials
DE2549509B2 (de) * 1974-11-12 1980-06-26 Nippon Telegraph & Telephone Public Corp., Tokio Verfahren zur Herstellung eines Überzuges aus einem magnetischen Oxid
DE2832620A1 (de) * 1977-07-25 1979-02-15 Motorola Inc Verfahren und vorrichtung zur zerstaeubung von ferromagnetischem material
DE2747061A1 (de) * 1977-10-20 1979-04-26 Leybold Heraeus Gmbh & Co Kg Verfahren und vorrichtung zum beschichten von baendern in vakuumanlagen mit schleuseneinrichtungen
DE2909891A1 (de) * 1979-03-14 1980-09-25 Basf Ag Magnetischer aufzeichnungstraeger

Non-Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
DE-Z: Elektronik Produktion und Prüftechnik, Dezember 1980, S.591 bis 593 *
DE-Z: Elektronik Produktion und Prüftechnik, März 1982, S.112 bis 116 *
US-Z: IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-16, September 1980, S.646-648 *
US-Z: IEEE Transactions on Magnetics, Vol. MAG-17, No.6, November 1981, S.3175-3177 *

Cited By (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE3503309A1 (de) * 1984-02-02 1985-08-08 Victor Company Of Japan, Ltd., Yokohama, Kanagawa Magnetisches aufzeichnungsmedium mit einer im vakuum abgeschiedenen magnetschicht aus einem magnetisierbaren material und einem wolframoxid und verfahren zur herstellung des mediums
US4626480A (en) * 1984-02-02 1986-12-02 Victor Company Of Japan, Limited Magnetic recording medium comprising a vacuum-deposited magnetic film of a magnetic material and a tungsten oxide and method for making the same
FR2571534A1 (fr) * 1984-10-04 1986-04-11 Tdk Corp Procede de realisation d'un support d'enregistrement magnetique
US4663193A (en) * 1984-12-26 1987-05-05 Hitachi Metals, Ltd. Process for manufacturing magnetic recording medium
BE1006649A3 (fr) * 1991-03-04 1994-11-08 Leybold Ag Dispositif pour recouvrir un substrat et de preference pour recouvrir du verre plat avec une couche d'oxyde d'indium et d'etain.
DE19543375A1 (de) * 1995-11-21 1997-05-22 Leybold Ag Vorrichtung zum Beschichten von Substraten mittels Magnetronzerstäuben
US7147759B2 (en) 2002-09-30 2006-12-12 Zond, Inc. High-power pulsed magnetron sputtering
WO2004044261A3 (en) * 2002-11-14 2004-08-26 Zond Inc High deposition rate sputtering
US6896773B2 (en) 2002-11-14 2005-05-24 Zond, Inc. High deposition rate sputtering
US7811421B2 (en) 2002-11-14 2010-10-12 Zond, Inc. High deposition rate sputtering
US8125155B2 (en) 2004-02-22 2012-02-28 Zond, Inc. Methods and apparatus for generating strongly-ionized plasmas with ionizational instabilities
DE102009053609A1 (de) * 2009-11-16 2011-05-19 Von Ardenne Anlagentechnik Gmbh Verfahren und Vorrichtung zum Magnetronsputtern ferromagnetischer Materialien

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE3004546C2 (de) Penning-Zerstäubungsquelle
EP1923902B1 (de) Magnetron-Sputterquelle, Sputter-Beschichtungsanlage und Verfahren zur Beschichtung eines Substrats
EP0228394B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum beschichten von substraten mittels einer plasmaentladung
EP0144572B1 (de) Magnetronkatode zum Zerstäuben ferromagnetischer Targets
DE2608415C2 (de) Verfahren zur Beschichtung eines Substrats mit einer Lage polymeren Materials
DE3610295C2 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Umsetzung von Rohmaterialien
DE3606959A1 (de) Vorrichtung zur plasmabehandlung von substraten in einer durch hochfrequenz angeregten plasmaentladung
DE2431832A1 (de) Kathodenzerstaeubungsgeraet
DE3613018A1 (de) Magnetron-zerstaeubungskathode
DE3815006A1 (de) Vorrichtung zum herstellen von beschichtungen mit abgestufter zusammensetzung
DE2707144A1 (de) Kathodenzerstaeubungsvorrichtung
DE19755159A1 (de) Dünnfilmbeschichtungseinrichtung unter Verwendung einer Kathoden-Bogenentladung
DE2148132A1 (de) Verfahren zur Herstellung dünner piezoelektrischer Filme
EP0027553A1 (de) Verfahren zur Herstellung von Halbleiterbauelementen aus amorphem Silizium zur Umwandlung von Licht in elektrische Energie und Einrichtung zur Durchführung des Verfahrens
DE3339482A1 (de) Magnetisches zerstaeubungstarget
DE3641437A1 (de) Feinteilchen-blasvorrichtung
DE3210351A1 (de) Verfahren und vorrichtung zum herstellen von magnetischen aufzeichnungsschichten
DE3912572A1 (de) Zerstaeube-vorrichtung
DE1515303A1 (de) Temperatur-Regelvorrichtung
DE69433208T2 (de) Verfahren und vorrichtung zum sputtern von magnetischem targetmaterial
EP0734459B1 (de) Verfahren und einrichtung zum plasmaaktivierten bedampfen
DE69815943T3 (de) Verfahren zum Durchlaufglühen von Metallsubstraten
EP1552544B1 (de) Verfahren zur Herstellung magnetron-sputterbeschichteter Substrate und Anlage hierfür
EP0938595A1 (de) Verfahren und vorrichtung zur beschichtung von substraten mittels gasflusssputtern
DE4230290A1 (de) Vorrichtung zum Erzeugen eines Plasmas mittels Kathodenzerstäubung und Mikrowelleneinstrahlung

Legal Events

Date Code Title Description
OM8 Search report available as to paragraph 43 lit. 1 sentence 1 patent law
8139 Disposal/non-payment of the annual fee