JP2811457B2 - Method and apparatus for manufacturing magnetite film - Google Patents

Method and apparatus for manufacturing magnetite film

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JP2811457B2 JP1016438A JP1643889A JP2811457B2 JP 2811457 B2 JP2811457 B2 JP 2811457B2 JP 1016438 A JP1016438 A JP 1016438A JP 1643889 A JP1643889 A JP 1643889A JP 2811457 B2 JP2811457 B2 JP 2811457B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明はマグネタイト膜の製造方法および製造装置に
関する。
Description: TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method and an apparatus for producing a magnetite film.

(従来技術) 金属、ガラスなどの非磁性基板の表面にマグネタイト
の膜を形成し、次いで酸化するとか、あるいはα酸化鉄
等の非磁性膜を形成し、次いで還元してマグネタイト膜
とし、さらに酸化するとかの方法により、酸化鉄記録媒
体を製造するには種々の方法が提案されているが、とり
わけ成膜速度の速いRFマグネトロンスパッタ法が注目さ
れている。代表的な方法は、真空中に低圧のアルゴン等
のイオン形成ガスと酸素を導入し、アルゴンをイオン化
してそのイオンを鉄又は鉄合金より成るターゲットに衝
撃させ、スパッタされた鉄又は鉄合金粒子を基板の面に
おいて酸素と反応させて基板の表面に金属酸化物の膜を
析出させる(特開昭62−943819号、米国特許第4544612
号等多数)。しかしこれらの方法では反応性ガスを基板
の前面に亘り均一に供給するのがむずかしく、形成され
る酸化物膜の厚さや組成が場所により異なり、ひいては
磁気特性等の必要な特性が場所により変動する問題があ
る。
(Prior art) A magnetite film is formed on the surface of a nonmagnetic substrate such as metal or glass and then oxidized, or a nonmagnetic film such as α-iron oxide is formed and then reduced to a magnetite film and further oxidized. Various methods have been proposed for producing an iron oxide recording medium by such a method, and in particular, an RF magnetron sputtering method having a high film forming speed has been attracting attention. A typical method is to introduce a low-pressure ion-forming gas such as argon and oxygen into a vacuum, ionize argon, bombard the ions with a target made of iron or an iron alloy, and sputter iron or iron alloy particles. Is reacted with oxygen on the surface of the substrate to deposit a metal oxide film on the surface of the substrate (JP-A-62-943819, U.S. Pat. No. 4,446,612).
No. etc.). However, in these methods, it is difficult to uniformly supply the reactive gas over the front surface of the substrate, and the thickness and composition of the formed oxide film vary depending on the location, and required properties such as magnetic properties vary depending on the location. There's a problem.

この原因には種々のものがあるが重要な原因の一つは
基板面の近傍における酸化条件が基板の送り方向に対し
て横断する方向で変動することである。従来この問題を
解決するために種々のガス供給装置が使用されている。
There are various causes for this, but one of the important causes is that the oxidation conditions in the vicinity of the substrate surface fluctuate in a direction transverse to the substrate feeding direction. Conventionally, various gas supply devices have been used to solve this problem.

RFマグネトロンスパッタ装置の典型例は第1図に示す
通りであり、トンネル状の真空室1に磁右5を配置し、
バッキングプレート7に支持させた鉄又は鉄合金から成
るターゲット2を配置し、それに対向させて定速で矢印
の方向に送られる金属又はガラス基板3を位置づけ、ガ
ス導入口4から低圧のアルゴンおよび酸素ガスを導入
し、アースシールド電極6とターゲット2との間に加わ
るRF電界と磁石5の磁界により発生拘束された電子によ
りアルゴンガスをイオン化し、RF電界によって負の強電
位にされているターゲット2を衝撃させ、叩き出された
鉄又は鉄合金粒子を基板に差し向けその表面で酸素と反
応させてマグネタイトの膜を生成させる。なお、8は補
正用の開口を有する補正板であり基本的には重要でな
い。補正板8は支柱9により支持され、基板が矢印の方
向に送られながらスパッタを受ける場合にその移動方向
に対して横断方向に延び、中央で狭く外延に向けて広く
なっている細長い開口を有する。これは一般には、ター
ゲット軸方向の中央部で叩き出される鉄原子が多いた
め、その量を均一化させるために必要となる。
A typical example of the RF magnetron sputtering apparatus is as shown in FIG. 1, in which a magnetic right 5 is arranged in a tunnel-shaped vacuum chamber 1,
A target 2 made of iron or an iron alloy supported on a backing plate 7 is arranged, and a metal or glass substrate 3 fed in a direction of an arrow at a constant speed is positioned opposite thereto, and low-pressure argon and oxygen are supplied from a gas inlet 4. The gas is introduced, the argon gas is ionized by the RF electric field applied between the earth shield electrode 6 and the target 2 and the electrons generated and constrained by the magnetic field of the magnet 5, and the target 2 is set to a negative high potential by the RF electric field. To strike the blown-out iron or iron alloy particles to the substrate and react with oxygen on the surface to form a magnetite film. Reference numeral 8 denotes a correction plate having a correction opening, which is basically not important. The compensating plate 8 is supported by a support post 9 and has an elongated opening that extends transversely to the direction of movement of the substrate when it is subjected to sputter while being sent in the direction of the arrow, and is narrow at the center and widened toward the outside. . This is generally necessary in order to equalize the amount of iron atoms, which are generally blown out at a central portion in the target axis direction.

上記装置においてガス導入口4としては種々のものが
提案されている。第6図は従来の分配型のガス導入口を
示す。すなわちガス供給管42は多数の孔41を定間隔で穿
孔した分配部材40に結合されており、孔41の径は供給管
42の接続点から離れるにしたがって大きくなっている。
しかしこの方式ではガスの吐き出し速度が場所により異
なるし、基板位置をかなり離しても基板には流れ模様が
形成されてしまう。
Various types of gas inlets 4 have been proposed in the above-described apparatus. FIG. 6 shows a conventional distribution type gas inlet. That is, the gas supply pipe 42 is connected to a distribution member 40 in which a number of holes 41 are perforated at regular intervals, and the diameter of the holes 41 is
The distance increases from the connection point of 42.
However, in this method, the gas discharge speed varies depending on the location, and a flowing pattern is formed on the substrate even if the substrate position is considerably apart.

他の従来例は第7図に示されている。この例では供給
管50は多数の孔52を穿孔した分配管53に結合され更に分
配管53を取り囲む第2分配管51のスリット54を通してガ
スが吐き出される。この例は第6図の例よりも改良され
ているが流れ模様は充分に解消されない。以下に示す本
発明から分かる様にこの原因は内外の分配管が接近しす
ぎているためである。
Another conventional example is shown in FIG. In this example, the supply pipe 50 is connected to a distribution pipe 53 having a large number of holes 52, and gas is discharged through a slit 54 of a second distribution pipe 51 surrounding the distribution pipe 53. This example is an improvement over the example of FIG. 6, but the flow pattern is not sufficiently eliminated. As will be understood from the present invention described below, this is because the inner and outer distribution pipes are too close.

(発明の目的) 本発明はマグネタイト膜を均一に製造できる方法及び
装置、特に反応性スパッタ方法及び装置を提供すること
にある。
(Object of the Invention) It is an object of the present invention to provide a method and an apparatus capable of uniformly producing a magnetite film, in particular, a reactive sputtering method and an apparatus.

なお本明細書でマグネタイトとはマグネタイト(Fe3O
4)のみならず、ウスタイト(FeO)とマグネタイト(Fe
3O4)の中間形態、並びにマグネタイト(Fe3O4)とγマ
グヘマイト(γ−Fe2O3)の中間形態、いわゆるベルト
ライド形態を含むものとする。
In this specification, magnetite is magnetite (Fe 3 O
4 ) Not only wustite (FeO) and magnetite (Fe
Intermediate form of 3 O 4), as well as an intermediate form of magnetite (Fe 3 O 4) and gamma maghemite (γ-Fe 2 O 3) , is intended to include so-called berthollide form.

(発明の概要) 本発明は、反応性スパッタ法により鉄又は鉄を主体と
する鉄合金より成るターゲットをアルゴン等のイオン形
成ガスのイオンにより衝撃して鉄又は鉄合金の粒子を基
板に差し向けて酸素と反応させることによりマグネタイ
ト膜を基板面に形成する方法において、ガス供給管に接
続された上流端と開放した下流端とを有する扁平且つ幅
広の長い供給部材であって前記下流端全体においてほぼ
一定の拡散流が得られるに充分な形状および長さに定め
た前記供給部材を、前記基板に近接して配置し、前記供
給部材を介して前記酸素又は酸素とイオン形成ガスを導
入することを特徴とする、マグネタイト膜の製造方法を
提供する。
(Summary of the Invention) The present invention directs particles of iron or an iron alloy to a substrate by bombarding a target made of iron or an iron alloy mainly composed of iron with ions of an ion-forming gas such as argon by a reactive sputtering method. Forming a magnetite film on the surface of the substrate by reacting with the oxygen, the flat and wide long supply member having an upstream end and an open downstream end connected to a gas supply pipe, and Disposing the supply member having a shape and length sufficient to obtain a substantially constant diffusion flow, in the vicinity of the substrate, and introducing the oxygen or oxygen and an ion-forming gas through the supply member; And a method for producing a magnetite film.

本発明はまた、真空室と、鉄又は鉄を主体とする合金
より成るターゲットと、前記ターゲットに対向して配置
された基板と、アルゴン等のイオン形成ガスと酸素を導
入する導入口とより成る、反応性スパッタ法によりマグ
ネタイト膜を基板面に形成する装置において、前記導入
口は、前記基板に近接して設けられており、ガス供給管
に接続された上流端と開放した下流端とを有する扁平且
つ幅広の長い供給部材であって前記下流端全体において
ほぼ一定の拡散流が得られるに充分な形状および長さに
定めた前記供給部材より成ることを特徴とするマグネタ
イト膜の製造装置を提供する。
The present invention also comprises a vacuum chamber, a target made of iron or an alloy mainly composed of iron, a substrate arranged opposite to the target, and an inlet for introducing an ion-forming gas such as argon and oxygen. In an apparatus for forming a magnetite film on a substrate surface by a reactive sputtering method, the inlet is provided near the substrate, and has an upstream end connected to a gas supply pipe and an open downstream end. An apparatus for manufacturing a magnetite film, comprising: a flat and wide long supply member, the supply member having a shape and a length sufficient to obtain a substantially constant diffusion flow over the entire downstream end. I do.

(効果の概要) 本発明の特徴は、供給部材の長さを供給ガスが供給部
材の出口全体で均一な拡散流となる様に充分に長くした
ことにある。これにより酸素ガスまたはアルゴン酸素ガ
スは基板面に沿った横断方向(基板の送り方向に直角な
方向)に一様に流すことができるため、スパッタされる
鉄又は鉄合金粒子と一様に反応させ基板面前面に亘り均
一なマグネタイト膜が形成できることができる。
(Summary of Effect) The feature of the present invention resides in that the length of the supply member is sufficiently long so that the supply gas has a uniform diffusion flow throughout the outlet of the supply member. This allows the oxygen gas or the argon oxygen gas to flow uniformly in the transverse direction along the substrate surface (the direction perpendicular to the substrate feeding direction), so that it reacts uniformly with the sputtered iron or iron alloy particles. A uniform magnetite film can be formed over the front surface of the substrate.

(構成の具体的な説明) 以下、図面を参照して本発明の実施例に関連して本発
明を詳しく説明する。
(Specific Description of Configuration) Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the drawings in relation to embodiments of the present invention.

マグネタイト膜の成膜装置 本実施例は精密仕上したガラスの表面を化学的に強化
した円板を基体として、1列の複数の基体を成膜箇所に
送りこみ、それら基体の両面にマグネタイト膜を形成す
る磁気記録媒体の製造方法および製造装置について記載
するが、本発明は一般に金属基板又はガラス基板の片面
又は両面にマグネタイト膜を形成するとか、或いは同時
に2列以上の複数の基体にマグネタイト膜を形成する等
の変形が可能である。
Magnetite film forming apparatus In this example, a disk in which the surface of a precision-finished glass is chemically strengthened is used as a substrate, and a plurality of substrates in a row are sent to a film-forming site, and a magnetite film is formed on both surfaces of the substrate. Although a method and apparatus for manufacturing a magnetic recording medium to be formed are described, the present invention generally forms a magnetite film on one or both surfaces of a metal substrate or a glass substrate, or simultaneously forms a magnetite film on a plurality of substrates in two or more rows. Deformation such as formation is possible.

第2図には本発明の実施例によるRFマグネトロンスパ
ッタ装置の要部を示す平面断面図である。第3図は第2
図の線III−IIIより見た基板を鎖線で示した拡大図であ
る。
FIG. 2 is a plan sectional view showing a main part of the RF magnetron sputtering apparatus according to the embodiment of the present invention. FIG. 3 shows the second
FIG. 3 is an enlarged view showing a substrate as viewed from a line III-III in the figure by a chain line.

図に示すように、RFマグネトロンスパッタ装置は水平
に延びる真空室10と、金属又はガラス円板等の基板11を
矢印の方向に移送するためのパレットないしホルダ12
と、基板11に対向して配置された表面に鉄又は鉄合金の
ターゲット2を支持するマグネトロンカソード13と、本
発明の特徴に従って構成されたアルゴンと酸素を導入す
るための部材14(この点は後で詳しく記載する)と、導
入されたアルゴンをイオン化しターゲット2に衝撃させ
るためのRF電源(図示せず)とから基本的に構成され
る。
As shown in the figure, an RF magnetron sputtering apparatus includes a horizontally extending vacuum chamber 10 and a pallet or holder 12 for transferring a substrate 11 such as a metal or glass disk in the direction of an arrow.
A magnetron cathode 13 supporting an iron or iron alloy target 2 on a surface arranged opposite to the substrate 11; and a member 14 for introducing argon and oxygen configured according to the features of the present invention (this point And an RF power supply (not shown) for ionizing the introduced argon and bombarding the target 2.

マグネトロンカソード13は磁石21と、ターゲット2を
支持するバッキングプレート22と、バッキングプレート
22から離間してターゲットの周部近くに配置されたアー
スシールド電極23とより構成されており、RF電力はアー
スシールド電極23とターゲット2との間に印加され、電
界によりターゲットの表面近傍に発生する電子を磁石21
の磁界によりターゲットの表面近傍に閉じ込め、それに
よりアルゴンをイオン化する。またRF電磁界によりター
ゲットは負の高電位になり、アルゴンイオンをターゲッ
ト面に加速する。また、マグネタイト膜の成長を均一化
するために好ましくは中央で狭く側端部で広い上下方向
に延びる同形の2つの開口16を備えた補正板15を設け
る。この補正板による補正効果は従来と同様であるが2
つの開口を設けた点で違う。
The magnetron cathode 13 has a magnet 21, a backing plate 22 for supporting the target 2, and a backing plate.
An RF power is applied between the earth shield electrode 23 and the target 2 and generated near the surface of the target by an electric field. Electron to magnet 21
Is confined near the surface of the target, thereby ionizing argon. Further, the target becomes negative high potential by the RF electromagnetic field, and accelerates argon ions to the target surface. Further, in order to make the growth of the magnetite film uniform, a correction plate 15 having two openings 16 of the same shape, which is preferably narrow at the center and wide at the side end and extending in the vertical direction, is provided. The correction effect of this correction plate is the same as the conventional one, but
The difference is that two openings are provided.

更に、好ましくは補正板の中央部には支柱19により電
極20を設ける。この電極は磁石21の中央部に対向してタ
ーゲット2に近接して設ける。電極20とターゲット2の
間隔は5mm以下とする。この間隔は最適化実験により容
易に決定できる。この間隔が広すぎると放電を起こし、
ターゲット面に付着した酸化物がアルゴンイオンに叩か
れて基板面に飛散し粒状の酸化鉄をマグネタイト膜に点
々と付着させ膜質を低下する。また電極20の面積はこれ
がなければ酸化鉄の粒子が付着するはずの領域部分のほ
ぼ全部を覆うようにする。この点も最適化実験により容
易に決定することができる。電極20は接地するかターゲ
ットに対して正電位にする。例えば補正板15と支柱を導
体で製作する。なお、電極20は無くてもマグネタイト膜
は成膜出来るが、酸化物粒子の付着により膜質が悪くな
り、このため幾枚かの基板に成膜する毎にターゲット面
を清浄化する作業が必要になる。
Further, preferably, an electrode 20 is provided at a central portion of the correction plate by a column 19. This electrode is provided close to the target 2 facing the center of the magnet 21. The distance between the electrode 20 and the target 2 is 5 mm or less. This interval can be easily determined by optimization experiments. If this interval is too wide, a discharge will occur,
Oxide adhering to the target surface is hit by argon ions and scattered on the substrate surface, causing granular iron oxide to adhere to the magnetite film in a dotted manner, thereby deteriorating the film quality. Further, the area of the electrode 20 is set so as to cover almost the entire area where the iron oxide particles would otherwise adhere. This point can also be easily determined by an optimization experiment. The electrode 20 is grounded or at a positive potential with respect to the target. For example, the correction plate 15 and the support are made of a conductor. Although a magnetite film can be formed without the electrode 20, the quality of the film deteriorates due to the attachment of the oxide particles. Therefore, it is necessary to clean the target surface every time a film is formed on several substrates. Become.

また、好ましくはターゲット2の周辺部は補正板15の
開口以外のすべての部分を囲壁24で完全に又はほぼ完全
に包囲する。補正板15は囲壁24の頂部に密着させて固定
する。こうすることによりターゲットの表面の酸化が抑
制されるため、アルゴンイオンによりFeが叩き出され易
くなり、マグネタイト膜の生産性が向上する。
Preferably, the peripheral part of the target 2 is completely or almost completely surrounded by the surrounding wall 24 except for the opening of the correction plate 15. The correction plate 15 is fixed in close contact with the top of the surrounding wall 24. By doing so, oxidation of the target surface is suppressed, so that Fe is easily beaten out by argon ions, and the productivity of the magnetite film is improved.

アルゴンと酸素の混合ガスの導入口又は供給部材14は
ターゲットから見て補正板の外側におき、基板に近接し
て且つ基板に平行な流れが生じる様に設けられる。これ
によりアルゴンが上記の様にターゲットの近傍で濃密な
アルゴンイオンを形成し易くなる一方、酸素は基板面で
優先的に鉄原子と反応してマグネタイトを生成し易くな
る。なお、アルゴンは補正板15とターゲット2との間の
空間に導入し、酸素又は酸素アルゴン混合ガスは図示の
部材14から導入する様にしても良い。
The inlet or supply member 14 for the mixed gas of argon and oxygen is provided outside the correction plate when viewed from the target, and is provided so as to generate a flow close to and parallel to the substrate. This makes it easier for argon to form dense argon ions near the target as described above, while oxygen tends to preferentially react with iron atoms on the substrate surface to generate magnetite. Note that argon may be introduced into the space between the correction plate 15 and the target 2, and oxygen or an oxygen-argon mixed gas may be introduced from the illustrated member 14.

本発明に従って、ガス導入口は第5図の様に構成され
る。導入口14は平行な幅広の上下板30、31、平行な低い
側板34、35及び上流側の低い側板33より構成され下流側
に開口32を形成した供給部材と、側板33に結合された一
個以上のガス導管36とより成る。開口の幅w、高さh部
材の長さlは均一な拡散流が得られる様に設計する。ガ
ス供給部材の幅wを充分に大きく取りたいときにはガス
導管36の分岐数又は導入口数を増やす。
According to the invention, the gas inlet is configured as in FIG. The inlet 14 is composed of parallel wide upper and lower plates 30, 31, parallel low side plates 34, 35, and an upstream low side plate 33, and a supply member having an opening 32 formed on the downstream side, and one piece connected to the side plate 33. It comprises the above gas conduit 36. The width w of the opening and the height h are designed so that a uniform diffusion flow can be obtained. When it is desired to make the width w of the gas supply member sufficiently large, the number of branches or the number of inlets of the gas conduit 36 is increased.

上記の供給部材には第8図のようなガス溜めを付設す
ると更に均一性を高めることができる。同図は第5図に
示した供給部材の下板31に更にガス溜め37を追加したも
のである。この実施例によるとガス導入口14から流入し
たガスはガス溜め37に入って幅方向に拡がりそこから一
定の流量で下流に流れていく。この場合には拡散に要す
る長さlは比較的短くて良い。
If a gas reservoir as shown in FIG. 8 is attached to the supply member, the uniformity can be further improved. In this figure, a gas reservoir 37 is further added to the lower plate 31 of the supply member shown in FIG. According to this embodiment, the gas flowing from the gas inlet 14 enters the gas reservoir 37, spreads in the width direction, and flows downstream at a constant flow rate from there. In this case, the length l required for diffusion may be relatively short.

マグネタイト膜の成膜方法 上記の構成のマグネタイト成膜装置を用いて本発明の
成膜方法を説明する。鉄又は鉄合金のターゲット2を所
定の位置に取り付け、真空室10を連続的に排気し、例え
ばアルゴン90%、酸素10%程度の混合ガスを部材14から
導入する。マグネトロンカソード13を作動させアルゴン
イオンを形成する。アルゴンイオンはターゲット2の表
面を衝撃して鉄原子を放出させる。鉄原子は補正板15の
開口16を通って基体11の表面近くで酸素と反応してマグ
ネタイトとして基体11の表面に付着しマグネタイト膜を
成長させる。
Method for Forming a Magnetite Film A film forming method of the present invention will be described using the magnetite film forming apparatus having the above configuration. An iron or iron alloy target 2 is mounted at a predetermined position, the vacuum chamber 10 is continuously evacuated, and a mixed gas of, for example, about 90% argon and about 10% oxygen is introduced from the member 14. The magnetron cathode 13 is operated to form argon ions. The argon ions bombard the surface of the target 2 to release iron atoms. The iron atoms react with oxygen near the surface of the substrate 11 through the opening 16 of the correction plate 15 and adhere as magnetite to the surface of the substrate 11 to grow a magnetite film.

この成膜過程においては、電極20をターゲト2の表面
に近接して設けたことにより、ターゲット面への酸化物
の付着が阻止され、そのためこの酸化物がアルゴンイオ
ンに衝撃されて基板に差し向けられる可能性がなくな
る。
In this film forming process, the electrode 20 is provided close to the surface of the target 2, thereby preventing the oxide from adhering to the target surface. Therefore, this oxide is bombarded with argon ions and directed to the substrate. Is no longer possible.

以下の実施例に示すように本発明によると基板11の面
に形成されるマグネタイト膜は厚さ、膜質とも均質であ
り、ターゲットに堆積する酸化鉄に由来するマグネタイ
ト膜上への酸化鉄粒子の付着がほとんど無くなる。更に
このためターゲット面の清浄化工程が不要となる。均一
なマグネタイト膜が形成される理由は、第5図に示す様
に供給部材に導入されたガスは当初粘性のために層流を
なし一定の流れパターンを有しているが、流下する内に
幅方向に拡散して行き遂には流路に垂直な断面内の方向
に均一化するためである。従って供給部材の長さlを充
分に長くすることにより部材開口32をおいてほぼ完全に
均一な反応性ガス密度が得られる。こうして形成された
均一流は上下板30、31に平行に且つ近接位置を移動しつ
つある基板の表面に流れて均一な酸化反応を行なう。
As shown in the following examples, according to the present invention, the magnetite film formed on the surface of the substrate 11 is uniform in thickness and film quality, and iron oxide particles are deposited on the magnetite film derived from iron oxide deposited on the target. Almost no adhesion. Further, this eliminates the need for a step of cleaning the target surface. The reason why a uniform magnetite film is formed is that the gas introduced into the supply member has a laminar flow due to its initial viscosity and has a constant flow pattern as shown in FIG. This is because the light is diffused in the width direction and eventually becomes uniform in a direction in a cross section perpendicular to the flow path. Therefore, by making the length l of the supply member sufficiently long, a substantially uniform reactive gas density can be obtained at the member opening 32. The uniform flow thus formed flows on the surface of the substrate which is moving parallel to and close to the upper and lower plates 30 and 31, and performs a uniform oxidation reaction.

なお、この例によるとマグネタイト膜の成膜効率は電
極20を用いない場合とほとんど変わらない。これはマグ
ネトロン磁界の強度分布が一般に第4図の様に双子型を
しているため、電極20が中央の弱い磁界の部分に位置す
ることになるからである。なおこの図は第3図のABCの
点に沿った磁束密度分布を示す。
According to this example, the film formation efficiency of the magnetite film is almost the same as when the electrode 20 is not used. This is because the intensity distribution of the magnetron magnetic field is generally of a twin type as shown in FIG. 4, so that the electrode 20 is located at the central weak magnetic field portion. This figure shows the magnetic flux density distribution along the point ABC in FIG.

マグネタイト膜は成膜条件を制御することによりマグ
ネタイト(Fe2O4)そのもの又はそれから外れるベルト
ライド形態にすることができることが分かった。得られ
るマグネタイト膜は酸化性雰囲気中で熱処理することに
より磁気記録媒体に適したγ酸化鉄に転化させることが
できる。
It has been found that the magnetite film can be made into magnetite (Fe 2 O 4 ) itself or a belt-ride form deviating therefrom by controlling the film forming conditions. The obtained magnetite film can be converted into γ-iron oxide suitable for a magnetic recording medium by performing a heat treatment in an oxidizing atmosphere.

以下に実施例を述べる。 Examples will be described below.

実施例 第5図に示した装置及び方法を使用してマグネタイト
の成膜を実施した。純鉄ターゲットを基板の送り方向の
長さ約127mm、横断方向の長さ約381mmに製作し、これを
バッキングプレートの中心位置に支持させた。ターゲッ
トの中央でその表面から5mmの位置に基板の送り方向の
長さ約35mm、横断方向の長さ約270mmの電極を配置し設
置した。RF電源は13.56MHz、700〜1500Wとした。アルゴ
ン90%、酸素10%の混合ガスを本発明の供給部材(基板
の面の軌跡から約5mm離れて、w55.0cm、h0.4cm、l40.0c
mとしたもの)により30〜60SCCMの流量で導入し、動作
圧5×10-1Pa以下にした。直径約13.0cm、厚さ1.9mmの
超精密研摩した(Rmax約100μ)表面強化ガラス板をタ
ーゲット面から約75mmの距離のところを定速で送り約0.
2μに成膜した。成膜中基板の温度は100〜200℃であっ
た。得られた膜は、分析により実質的にマグネタイト膜
であることが確認された。
Example A magnetite film was formed using the apparatus and method shown in FIG. A pure iron target was manufactured to have a length of about 127 mm in the feed direction of the substrate and a length of about 381 mm in the transverse direction, and this was supported at the center position of the backing plate. An electrode having a length of about 35 mm in the feed direction of the substrate and a length of about 270 mm in the transverse direction was arranged and placed at a position 5 mm from the surface of the target at the center of the target. The RF power supply was 13.56 MHz and 700-1500 W. A mixed gas of 90% argon and 10% oxygen is supplied to the supply member of the present invention (about 5 mm away from the locus of the substrate surface, w55.0 cm, h0.4 cm, l40.0c
m) and introduced at a flow rate of 30 to 60 SCCM, and the operating pressure was set to 5 × 10 -1 Pa or less. An ultra-precision polished (Rmax about 100μ) surface-reinforced glass plate with a diameter of about 13.0cm and a thickness of 1.9mm (R max about 100μ) is fed at a constant speed at a distance of about 75mm from the target surface for about 0.
A film was formed to have a thickness of 2 μm. During the film formation, the temperature of the substrate was 100 to 200 ° C. The obtained film was confirmed by analysis to be substantially a magnetite film.

比較のため従来の第7図に示された部材(幅は実施例
と同一、スリット54の幅は0.2cm)を用い、他の条件は
実施例と同一にして実験した。
For comparison, an experiment was carried out using the conventional member shown in FIG. 7 (the width was the same as in the example, the width of the slit 54 was 0.2 cm), and the other conditions were the same as in the example.

(具体的な作用効果) 実施例及び比較例で得られた膜を分析したところマグ
ネタイト膜であった。厚さを測定したところ基板の移送
方向に直交する横断方向において本発明は一定の約0.2
μであったが、比較例のものは中央で約0.25μ両端で0.
2μであった。また比抵抗を測定したところ実施例では
どの部分も約0.01Ωcmであったが、比較例では中央で約
0.01Ωcm両端で0.03〜0.07Ωcmであった。第9図は実施
例および比較例により円盤状基板上に成膜したマグネタ
イト膜の比抵抗の分布を示す。図中角度θは円盤の送り
方向中心線を0、180度とした円盤の回転方向の角度、
rは円盤中心からの半径である。本発明の供給部材の効
果は著しいことが分かる。
(Specific action and effect) When the films obtained in Examples and Comparative Examples were analyzed, they were magnetite films. In the transverse direction perpendicular to the substrate transfer direction when the thickness is measured, the present invention has a constant about 0.2.
It was about 0.25μ at the center, and about 0.25μ at both ends.
2μ. Also, when the specific resistance was measured, in the example, all the portions were about 0.01 Ωcm, but in the comparative example, about
It was 0.03-0.07Ωcm at both ends of 0.01Ωcm. FIG. 9 shows the distribution of the specific resistance of the magnetite film formed on the disk-shaped substrate according to the example and the comparative example. In the figure, the angle θ is the angle in the rotational direction of the disk with the center line in the feed direction of the disk being 0 or 180 degrees,
r is the radius from the center of the disk. It can be seen that the effect of the supply member of the present invention is remarkable.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

第1図はRFマグネトロンスパッタ法によるマグネタイト
成膜装置を示す断面図、第2図は本発明の実施例による
マグネタイト成膜装置の平面断面図、第3図は第2図の
III−IIIより見た図、第4図はマグネトロンの磁束密度
分布を示すグラフ、第5図は本発明の反応ガス供給装置
の構造を示す斜視図、第6図は従来の反応ガス供給装置
を示す斜視図、第7図は従来の他の反応ガス供給装置を
示す斜視図、第8図は本発明の反応ガス供給装置他の実
施例による構造を示す斜視図、および第9図は本発明の
実施例と比較例の効果を示すグラフである。
FIG. 1 is a sectional view showing a magnetite film forming apparatus by RF magnetron sputtering, FIG. 2 is a plan sectional view of a magnetite film forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG.
FIG. 4 is a graph showing the magnetic flux density distribution of the magnetron, FIG. 5 is a perspective view showing the structure of the reaction gas supply device of the present invention, and FIG. 6 is a diagram showing the conventional reaction gas supply device. FIG. 7 is a perspective view showing another conventional reaction gas supply device, FIG. 8 is a perspective view showing the structure of another embodiment of the reaction gas supply device of the present invention, and FIG. 9 is the present invention. 7 is a graph showing the effects of the example and the comparative example.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山口 政孝 東京都中央区日本橋1丁目13番1号 テ ィーディーケイ株式会社内 (72)発明者 後藤 宗人 東京都中央区日本橋1丁目13番1号 テ ィーディーケイ株式会社内 (72)発明者 佐々木 秋典 東京都中央区日本橋1丁目13番1号 テ ィーディーケイ株式会社内 (72)発明者 久保田 俊雄 東京都中央区日本橋1丁目13番1号 テ ィーディーケイ株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−237638(JP,A) 特開 昭58−199861(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) C23C 14/00 - 14/58────────────────────────────────────────────────── ─── Continuing on the front page (72) Inventor Masataka Yamaguchi 1-1-13 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Inside TDK Corporation (72) Inventor Muneto Goto 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo Inside DK Corporation (72) Inventor Akinori Sasaki 1-13-1 Nihombashi, Chuo-ku, Tokyo TDK Corporation (72) Inventor Toshio Kubota 1-13-1 Nihonbashi, Chuo-ku, Tokyo TDK Corporation (56) References JP-A-60-237638 (JP, A) JP-A-58-199861 (JP, A) (58) Fields investigated (Int. Cl. 6 , DB name) C23C 14/00-14 / 58

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】反応性スパッタ法により鉄又は鉄を主体と
する鉄合金より成るターゲットをアルゴン等のイオン形
成ガスのイオンにより衝撃して鉄又は鉄合金の粒子を基
板に差し向けて酸素と反応させることによりマグネタイ
ト膜を基板面に形成する方法において、ガス供給管に接
続された上流端と開放した下流端とを有する扁平且つ幅
広の長い供給部材であって前記下流端全体においてほぼ
一定の拡散流が得られるに充分な形状および長さに定め
た前記供給部材を、前記基板に近接して配置し、前記供
給部材を介して前記酸素又は酸素とイオン形成ガスを導
入することを特徴とするマグネタイト膜の製造方法。
1. A target made of iron or an iron alloy mainly composed of iron is bombarded with ions of an ion-forming gas such as argon by a reactive sputtering method so that iron or iron alloy particles are directed to a substrate and reacted with oxygen. The method of forming a magnetite film on a substrate surface by causing a flat and wide long supply member having an upstream end connected to a gas supply pipe and an open downstream end, and having a substantially constant diffusion throughout the downstream end The supply member having a shape and a length sufficient to obtain a flow is disposed close to the substrate, and the oxygen or the oxygen and the ion-forming gas are introduced through the supply member. Manufacturing method of magnetite film.
【請求項2】真空室と、鉄又は鉄を主体とする合金より
成るターゲットと、前記ターゲットに対向して配置され
た基板と、アルゴン等のイオン形成ガスと酸素を導入す
る導入口とより成る、反応性スパッタ法によりマグネタ
イト膜を基板面に形成する装置において、前記導入口
は、前記基板に近接して設けられており、ガス供給管に
接続された上流端と開放した下流端とを有する扁平且つ
幅広の長い供給部材であって前記下流端全体においてほ
ぼ一定の拡散流が得られるに充分な形状および長さに定
めた前記供給部材より成ることを特徴とするマグネタイ
ト膜の製造装置。
2. A vacuum chamber, comprising a target made of iron or an alloy mainly composed of iron, a substrate arranged opposite to the target, and an inlet for introducing an ion-forming gas such as argon and oxygen. In an apparatus for forming a magnetite film on a substrate surface by a reactive sputtering method, the inlet is provided near the substrate, and has an upstream end connected to a gas supply pipe and an open downstream end. An apparatus for manufacturing a magnetite film, comprising: a flat and wide supply member having a shape and a length sufficient to obtain a substantially constant diffusion flow over the entire downstream end.
【請求項3】供給部材の扁平面は基板の面に平行に設け
られている前記第2項記載のマグネタイト膜の製造装
置。
3. The apparatus for manufacturing a magnetite film according to claim 2, wherein the flat surface of the supply member is provided in parallel with the surface of the substrate.
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