JP3646330B2 - スパッタ装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば、被表面処理加工物である長尺の高分子フィルムの表面にスパッタリングにより磁気記録薄膜及びその保護薄膜などの薄膜を成膜して磁気記録媒体を製造する場合に用いることができるスパッタ装置の改良に関するものである。
なお、以下の説明では、前記磁気記録媒体の製造を採り上げて説明するが、この発明はフィルム状の被表面処理加工物に限定されるものではなく、光ディスクなどの平板な被表面処理加工物にも適用できることを付言しておく。
【０００２】
【従来の技術】
先ず、図を用いて、従来技術のスパッタ装置を説明する。
図６は従来技術のスパッタ装置の概念図である。
この図６において、符号１は全体としてスパッタ装置を指す。このスパッタ装置１は外筐２で囲まれた一つの部屋の内部を仕切板３Ａ、３Ｂで仕切って、真空槽４と成膜室５とが形成されている。仕切板３Ａは外筐２の天井から垂直に下がって部屋の中程まで仕切っており、この仕切板３Ａとやや真空槽４寄りの水平位置の前記外筐２の床から垂直に起立して部屋の中程まで仕切っており、両者の自由端間で窓６を形成している。
【０００３】
真空槽４の内部には、被表面処理加工物支持装置である円筒状の一定速度で矢印Ｒの方向に回転する冷却キャン７がその一部の外周面を前記窓６から前記成膜室５に露出した状態で支持されており、そしてこの状態の冷却キャン７の約半周面にわたって、真空槽４の左上方位置で支持されている供給ロール８の長尺の高分子フィルムＦａを巻き付け、そして後述するスパッタされた高分子フィルムＦｂを、真空槽４の左下方位置で支持されている巻取ロール９で巻き取るように構成されている。
【０００４】
前記成膜室５には、前記窓６からこの成膜室５に露出している冷却キャン７の一部外周面に向かってカソード電極１０が配設されており、そしてこれら両者間でカソード電極１０の周辺部を覆う防着マスク１１とこの防着マスク１１のカソード電極１０側で、その下方周辺部から前記窓６付近にスパッタリングガスを供給するスパッタリングガス導入管（以下、単に「ガス導入管」と略記する）１２とが配設されている。
【０００５】
また、前記真空槽４の床及び前記成膜室５の床にはそれぞれ開口１３、１４が開けられていて、それぞれの開口１３、１４には排気装置１５、１６が接続されている。
【０００６】
このような構成のスパッタ装置１を用いて、高分子フィルムに既に成膜されている磁性層の表面に保護膜を成膜する場合には、前記供給ロール８に磁性層が成膜された高分子フィルムＦａを装着し、この高分子フィルムＦａを前記冷却キャン７の約半周にわたって巻き付け、そしてその端部を巻取ロール９で巻き取れるようにする。一方、前記カソード電極１０にはターゲットＴとして保護膜材を装着する。
このように準備した後、前記各排気装置１５、１６を作動させて前記真空槽４を、例えば、１０パスカル程度に、そして成膜室５を１パスカル程度に減圧し、カソード電極１０に電圧を印加し、これを加熱し、また、前記ガス導入管１２から、例えば、アルゴンガスを導入する。
【０００７】
次に、前記窓６の近傍にプラズマＰが発生した状態で前記冷却キャン７などを矢印Ｒの方向に回転駆動し始め、前記高分子フィルムＦａを所定の速度で走行させ、前記窓６の部分から成膜室５に露出している高分子フィルムＦａの前記磁性層の表面に保護膜材をスパッタする。そうすると保護膜を前記磁性層の表面に成膜することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のように、スパッタリングガスは前記防着マスク１１のカソード電極１０側で、その下方周辺部に設けたガス導入管１２により導入されているため、このガス導入管１２にスパッタ膜が付着し、このスパッタ膜が絶縁膜である場合には、この絶縁膜が帯電し、そのためアーキングが発生したり、付着したスパッタ膜が剥離し、これがフレークになってダストの一因になっており、磁気記録媒体のドロップアウトの増加につながっていた。従って、ガス導入管１２を定期的にクリーニングする必要があった。
【０００９】
また、従来のガス導入管１２は単に高分子フィルムＦａの走行方向に垂直に配設され、所定のピッチで複数の小孔を開けたパイプであったり、このようなパイプを二重管にしたパイプであるため、高分子フィルムＦａの幅方向にスパッタリングガスの濃度分布に差が生じ、膜質が均一なスパッタ膜ができなかった。
【００１０】
更にまた、前記ガス導入管１２がスパッタリングガスをインターナルタイプのカソード電極１０付近で吹き出すため、カソード電極１０の裏側やカソード電極１０の内部でも異常放電を起こしがちであった。
従って、本発明のスパッタ装置は、前記課題を解決し、異常放電を減少させ、ダストの発生を防ぎ、ドロップアウトが生じない磁気記録媒体などが得られ、そして膜厚、膜質が均一なスパッタ膜が得られ、また、クリーニングなどの保守の手間が省けるスパッタ装置を得ることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のスパッタ装置では、窓が上下一対の仕切板で形成され、かつ空間が仕切られた部屋の一方の部屋の前記窓の近傍に被表面処理加工物支持装置を配設し、前記被表面処理加工物支持装置に対向する位置で前記他方の部屋の前記窓の近傍にカソード電極と、そのカソード電極と前記被表面処理加工物支持装置との間の位置に前記カソード電極の周辺部に配設された防着マスクとガス導入管を配置してなるスパッタ装置において、前記ガス導入管を前記上側の仕切板に配設した構成を採って、スパッタリングガスを前記被表面処理加工物支持装置と前記防着マスクとの間隙に噴出させている。
【００１３】
また、前記ガス導入管をトーナメント状管路で構成して、均一な膜質のスパッタ膜が得られるようにしている。
そのトーナメント状管路で構成した一ガス導入管としては、被表面処理加工物の幅とほぼ同等幅の第１の一対の辺と第２の一対の辺とからなる四辺形の平板な本体の一平面に、前記第１の一対の一辺の中央部から始まり、前記第２の一対の両辺に向け、そのほぼ全幅に広がって比較的浅くトーナメント状に分岐して彫られた第１の凹溝とこの第１のトーナメント状凹溝の全末端に隣接し、全末端が導通するように、第１の凹溝より深く彫られた一本の第２の凹溝とこの第２の凹溝の一側縁の全長で導通し、前記第１の一対の一辺と反対側に在る一側辺部に、そのほぼ全幅に広がった前記トーナメント状の第１の凹溝の深さより遙に浅く彫られ第３の凹溝と前記第１の凹溝の最先端に開けられた一本の貫通孔とが形成されていて、該本体と同形状の平板な蓋体を合体、固定して、前記第１の凹溝の部分でトーナメント状管路を、前記第２の凹溝の部分でガス溜まりを、前記第３の凹溝の部分で僅かな隙間が開いた吹き出しスリットを形成し、該吹き出しスリット側の蓋体の表面の一側辺に沿って前記トーナメント状管路の全幅を越える幅のフードを固定し、そして前記貫通孔にガス供給管が接続された構造で構成するとよい。
【００１４】
前記被表面処理加工物が長尺の高分子フィルム状シートであれば、前記被表面処理加工物支持装置を円筒状の冷却キャンで構成し、この冷却キャンの一部周面で前記高分子フィルム状シートを順次支持、供給し、この支持された高分子フィルム状シートと前記カソード電極との間隙に前記ガス導入管からスパッタリングガスを供給する構成を採ればよい。
【００１５】
【作用】
従って、カソード電極付近にスパッタ膜が堆積する要素が少なくなるのでアーキング回数が減り、またダストの発生が減少するので、ドロップアウトの少ないスパッタ膜が得られる。また、幅方向に均一なガス濃度を発生させることができるので、膜厚、膜質ともに均一なスパッタ膜をうることができる。そしてガス導入管などにスパッタ膜が堆積しないため、これらをクリーニングするなどの保守の手間が省ける。
【００１６】
【実施例】
次に、図を用いて、本発明のスパッタ装置を説明する。
図１は本発明の第１の実施例であるスパッタ装置の概念図であり、図２は本発明の第２の実施例であるスパッタ装置の一部概念図であり、図３は本発明の第３の実施例であるスパッタ装置の一部概念図であり、図４は本発明のスパッタ装置に用いることができる本発明のガス導入管の上面図、そして図５は図４に示したガス導入管を図１に示したスパッタ装置１Ａに装着した状態の一部を示していて、図４のガス導入管のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
なお、以下の説明においては、従来技術のスパッタ装置１の構成部分と同一の部分には同一の符号を付して説明する。
【００１７】
図１において、符号１Ａは全体として本発明の第１の実施例であるスパッタ装置１Ａを指す。このスパッタ装置１Ａは、従来技術のスパッタ装置１と同様に、外筐２で囲まれた一つの部屋の内部を仕切板３Ａ、３Ｂで仕切って、真空槽４と成膜室５とが形成されている。仕切板３Ａは外筐２の天井から垂直に下がって部屋の中程まで仕切っており、この仕切板３Ａとやや真空槽４寄りの水平位置の前記外筐２の床から垂直に起立して部屋の中程まで仕切っており、両者の自由端間で窓６を形成している。
【００１８】
真空槽４の内部には、被表面処理加工物支持装置である円筒状の冷却キャン７がその一部の外周面を前記窓６から前記成膜室５に露出した状態で支持されており、そしてこの状態の冷却キャン７の約半周面にわたって、真空槽４の左上方位置で支持されている供給ロール８の長尺の高分子フィルムＦａを巻き付け、そして後述するスパッタされた高分子フィルムＦｂを、真空槽４の左下方位置で支持されている巻取ロール９で巻き取るように構成されている。
【００１９】
前記成膜室５には、前記窓６からこの成膜室５に露出している冷却キャン７の一部外周面に向かってカソード電極１０が配設されており、そしてまたこれら両者間でカソード電極１０の周辺部を覆う防着マスク１１が配設されている。
そしてこのスパッタ装置１Ａにおいては、図４及び図５を用いて説明する、本発明のスパッタ装置１Ａに用いて好適な後記のガス導入管２０を前記防着マスク１１の上部外方に配設し、スパッタリングガスを窓６に露出している冷却キャン７と防着マスク１１との間隙に噴出せるようにした。
【００２０】
前記真空槽４の床及び前記成膜室５の床には、従来技術のスパッタ装置１と同様に、それぞれ開口１３、１４が開けられていて、それぞれの開口１３、１４には排気装置１５、１６が接続されている。
【００２１】
このような構成のスパッタ装置１Ａを用いて、高分子フィルムに既に成膜されている磁性層の表面に保護膜を成膜する場合には、従来技術のスパッタ装置１と同様に、前記供給ロール８に磁性層が成膜された高分子フィルムＦａを装着し、この高分子フィルムＦａを前記冷却キャン７の約半周にわたって巻き付け、そしてその端部を巻取ロール９で巻き取れるようにする。一方、前記カソード電極１０にはターゲットＴとして保護膜材料を装着する。
このように準備した後、前記各排気装置１５、１６を作動させて前記真空槽４を、例えば、１０パスカル程度に、そして成膜室５を１パスカル程度に減圧し、カソード電極１０に電圧を印加し、また、前記ガス導入管２０から、例えば、アルゴンガスを冷却キャン７と防着マスク１１との間隙に噴出させる。
【００２２】
次に、前記窓６の近傍にプラズマＰが発生した状態で前記冷却キャン７などを矢印Ｒの方向に回転駆動し始め、前記高分子フィルムＦａを所定の速度で走行させ、前記窓６の部分から成膜室５に露出している高分子フィルムＦａの前記磁性層の表面に保護膜材をスパッタし、磁性層の表面に成膜する。
【００２３】
前記のように、本発明のスパッタ装置１Ａでは、前記ガス導入管２０を防着マスク１１の上部外方に配設し、スパッタリングガスを冷却キャン７と防着マスク１１との間隙に噴出させるようにしたので、スパッタ粒子がガス導入管２０に全く付着しない。
【００２４】
次に、図２を用いて、本発明の第２の実施例であるスパッタ装置１Ｂを説明する。
このスパッタ装置１Ｂではガス導入管２０を上方の仕切板３Ａの成膜室５側の下端部分に配設した構成が前記スパッタ装置１Ａと異なるだけで、その他の構成はスパッタ装置１Ａの構成と同一である。
【００２５】
従って、このスパッタ装置１Ａも、ガス導入管２０からのスパッタリングガスを窓６部分に露出している冷却キャン７と防着マスク１１との間隙に噴出せることができるので、スパッタ粒子がガス導入管２０に全く付着しない。
【００２６】
図３には、前記二実施例とは異なる本発明の第３の実施例であるスパッタ装置１Ｃを示した。このスパッタ装置１Ｃにおいては、ガス導入管２０を上方の防着マスク１１の内面に配設し、スパッタリングガスを前記窓６部分に露出している冷却キャンとその防着マスク１１との間隙に噴出させるように構成した。
従って、このスパッタ装置１Ｃにおいても、スパッタ粒子がガス導入管２０に全く付着しない。
【００２７】
次に、図４及び図５を用いて、前記の各スパッタ装置に用いて好適な本発明のガス導入管２０の実施例を説明する。
この実施例のガス導入管２０は高分子フィルムＦａの幅より広い幅がある長方形の平板な本体２１とこの本体２１と同形状であるが薄い平板な蓋体２６とが合わせられ、その蓋体２６の表面の一側辺に沿って固定された幅広のフード２７とから構成されている。
【００２８】
前記本体２１の一平面には、その一長辺の中央部から始まり、両短辺に向けそのほぼ全幅に広がって比較的浅くトーナメント状に分岐して彫られた第１の凹溝とこの第１のトーナメント状凹溝の全末端に隣接し、全末端が導通するように、第１の凹溝より深く彫られた一本の直方体状の第２の凹溝とこの第２の凹溝の一側縁の全長で導通し、前記一長辺と反対側に在る他の長辺側の一側辺部に、そのほぼ全幅に広がった前記トーナメント状の第１の凹溝の深さより遙に浅く彫られ第３の凹溝と前記第１の凹溝の最先端に開けられた一本の貫通孔とが形成されている。
【００２９】
このように加工された本体２１の一平面に前記蓋体２６を合わせて固定すると、前記第１の凹溝の部分ではトーナメント状管路２２が、前記第２の凹溝の部分ではガス溜まり２３が、前記第３の凹溝の部分では僅かな隙間が開いた吹き出しスリット２４が形成され、そして前記貫通孔はガス供給管受け２５となる。そして、前記蓋体２６の前記吹き出しスリット２４側部分の表面に形成された浅い段部には、前記吹き出しスリット２５から延長して、前記トーナメント状管路２２の全幅を越える幅のフード２７が固定されている。
【００３０】
図５には、このような構造のガス導入管２０を図１に示した第１の実施例のスパッタ装置１Ａに装着したところを示した。ただし、スパッタ装置１Ａはその一部だけを示すに留めた。即ち、蓋体２６側を上に、本体２１側を下にし、フード２７の先端部を仕切板３Ａに接近させた位置関係で前記防着マスク１１の外側の表面に固定し、前記ガス供給管受け２５にガス供給管３０を接続した。
【００３１】
従って、このような構造のガス導入管２０を用いて、そのガス供給管３０から、例えば、アルゴンガスなどのスパッタリングガスを供給すると、そのスパッタリングガスはトーナメント状管路２２により等分圧でガス溜まり２４に供給され、そして吹き出しスリット２４から均一に吹き出され、更にフード２７により前記冷却キャン７と防着マスク１１との間隙に導かれ、前記窓６部分に露出している高分子フィルムＦａの全幅にわたって均一に噴出させることができる。
このため高分子フィルムＦａに堆積する薄膜は膜質、膜厚共に均一なものとなる。また、ガス導入管２０は防着マスク１１の外側に位置しているのでスパッタ粒子により汚染されることがない。
なお、スパッタリングが終了したスパッタリングガスは排気装置１５、１６で前記真空槽４及び成膜室５の外部に排気される。
【００３２】
スパッタリングガスとして反応性ガスを用いると、反応性スパッタを行うことができる。例えば、前記ガス供給管３０から反応性ガスとして窒素ガスＮ2 を供給し、ターゲットＴにシリコンＳｉを用いてスパッタを行うと、被表面処理加工物の表面に絶縁薄膜であるシリコンナイトライトを成膜することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のスパッタ装置によれば、
１．カソード電極付近にスパッタ膜が堆積する要素が少なくなるのでアーキング回数が減り、そのためダストの発生が減少し、ドロップアウトの少ないスパッタ膜が得られる
２．また、幅方向に均一なガス濃度を発生させることができるので、膜厚、膜質ともに均一なスパッタ膜を得ることができる
３．そしてカソード電極の内部や裏側に局所的にガス圧が高い部分が無くなるため、異常放電が減少する
４．また、ガス導入管などにスパッタ膜が堆積しないため、これらをクリーニングするなどの保守の手間が省ける
など、数々の優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例であるスパッタ装置の概念図である。
【図２】 本発明の第２の実施例であるスパッタ装置の一部概念図である。
【図３】 本発明の第３の実施例であるスパッタ装置の一部概念図である。
【図４】 本発明のスパッタ装置に用いることができる本発明のスパッタリングガス導入管の上面図である。
【図５】 図４に示したスパッタリングガス導入管を図１に示したスパッタ装置１Ａに装着した状態の一部を示していて、図４のスパッタリングガス導入管のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
【図６】 従来技術のスパッタ装置の概念図である。
【符号の説明】
Ｆａ 高分子フィルム
Ｔ ターゲット
Ｐ プラズマ
１Ａ 本発明の第１の実施例であるスパッタ装置
１Ｂ 本発明の第２の実施例であるスパッタ装置
１Ｃ 本発明の第３の実施例であるスパッタ装置
２ 外筐
３Ａ 仕切板
３Ｂ 仕切板
４ 真空槽
５ 成膜室
６ 窓
７ 冷却キャン
８ 供給ロール
９ 巻取ロール
１０ カソード電極
１１ 防着マスク
１３ 開口
１４ 開口
１５ 排気装置
１６ 排気装置
２０ スパッタリングガス導入管（ガス導入管）
２１ 本体
２２ トーナメント状管路
２３ ガス溜まり
２４ 吹き出しスリット
２５ ガス供給管受け
２６ 蓋体
２７ フード
３０ ガス供給管
【産業上の利用分野】
この発明は、例えば、被表面処理加工物である長尺の高分子フィルムの表面にスパッタリングにより磁気記録薄膜及びその保護薄膜などの薄膜を成膜して磁気記録媒体を製造する場合に用いることができるスパッタ装置の改良に関するものである。
なお、以下の説明では、前記磁気記録媒体の製造を採り上げて説明するが、この発明はフィルム状の被表面処理加工物に限定されるものではなく、光ディスクなどの平板な被表面処理加工物にも適用できることを付言しておく。
【０００２】
【従来の技術】
先ず、図を用いて、従来技術のスパッタ装置を説明する。
図６は従来技術のスパッタ装置の概念図である。
この図６において、符号１は全体としてスパッタ装置を指す。このスパッタ装置１は外筐２で囲まれた一つの部屋の内部を仕切板３Ａ、３Ｂで仕切って、真空槽４と成膜室５とが形成されている。仕切板３Ａは外筐２の天井から垂直に下がって部屋の中程まで仕切っており、この仕切板３Ａとやや真空槽４寄りの水平位置の前記外筐２の床から垂直に起立して部屋の中程まで仕切っており、両者の自由端間で窓６を形成している。
【０００３】
真空槽４の内部には、被表面処理加工物支持装置である円筒状の一定速度で矢印Ｒの方向に回転する冷却キャン７がその一部の外周面を前記窓６から前記成膜室５に露出した状態で支持されており、そしてこの状態の冷却キャン７の約半周面にわたって、真空槽４の左上方位置で支持されている供給ロール８の長尺の高分子フィルムＦａを巻き付け、そして後述するスパッタされた高分子フィルムＦｂを、真空槽４の左下方位置で支持されている巻取ロール９で巻き取るように構成されている。
【０００４】
前記成膜室５には、前記窓６からこの成膜室５に露出している冷却キャン７の一部外周面に向かってカソード電極１０が配設されており、そしてこれら両者間でカソード電極１０の周辺部を覆う防着マスク１１とこの防着マスク１１のカソード電極１０側で、その下方周辺部から前記窓６付近にスパッタリングガスを供給するスパッタリングガス導入管（以下、単に「ガス導入管」と略記する）１２とが配設されている。
【０００５】
また、前記真空槽４の床及び前記成膜室５の床にはそれぞれ開口１３、１４が開けられていて、それぞれの開口１３、１４には排気装置１５、１６が接続されている。
【０００６】
このような構成のスパッタ装置１を用いて、高分子フィルムに既に成膜されている磁性層の表面に保護膜を成膜する場合には、前記供給ロール８に磁性層が成膜された高分子フィルムＦａを装着し、この高分子フィルムＦａを前記冷却キャン７の約半周にわたって巻き付け、そしてその端部を巻取ロール９で巻き取れるようにする。一方、前記カソード電極１０にはターゲットＴとして保護膜材を装着する。
このように準備した後、前記各排気装置１５、１６を作動させて前記真空槽４を、例えば、１０パスカル程度に、そして成膜室５を１パスカル程度に減圧し、カソード電極１０に電圧を印加し、これを加熱し、また、前記ガス導入管１２から、例えば、アルゴンガスを導入する。
【０００７】
次に、前記窓６の近傍にプラズマＰが発生した状態で前記冷却キャン７などを矢印Ｒの方向に回転駆動し始め、前記高分子フィルムＦａを所定の速度で走行させ、前記窓６の部分から成膜室５に露出している高分子フィルムＦａの前記磁性層の表面に保護膜材をスパッタする。そうすると保護膜を前記磁性層の表面に成膜することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記のように、スパッタリングガスは前記防着マスク１１のカソード電極１０側で、その下方周辺部に設けたガス導入管１２により導入されているため、このガス導入管１２にスパッタ膜が付着し、このスパッタ膜が絶縁膜である場合には、この絶縁膜が帯電し、そのためアーキングが発生したり、付着したスパッタ膜が剥離し、これがフレークになってダストの一因になっており、磁気記録媒体のドロップアウトの増加につながっていた。従って、ガス導入管１２を定期的にクリーニングする必要があった。
【０００９】
また、従来のガス導入管１２は単に高分子フィルムＦａの走行方向に垂直に配設され、所定のピッチで複数の小孔を開けたパイプであったり、このようなパイプを二重管にしたパイプであるため、高分子フィルムＦａの幅方向にスパッタリングガスの濃度分布に差が生じ、膜質が均一なスパッタ膜ができなかった。
【００１０】
更にまた、前記ガス導入管１２がスパッタリングガスをインターナルタイプのカソード電極１０付近で吹き出すため、カソード電極１０の裏側やカソード電極１０の内部でも異常放電を起こしがちであった。
従って、本発明のスパッタ装置は、前記課題を解決し、異常放電を減少させ、ダストの発生を防ぎ、ドロップアウトが生じない磁気記録媒体などが得られ、そして膜厚、膜質が均一なスパッタ膜が得られ、また、クリーニングなどの保守の手間が省けるスパッタ装置を得ることを目的とするものである。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明のスパッタ装置では、窓が上下一対の仕切板で形成され、かつ空間が仕切られた部屋の一方の部屋の前記窓の近傍に被表面処理加工物支持装置を配設し、前記被表面処理加工物支持装置に対向する位置で前記他方の部屋の前記窓の近傍にカソード電極と、そのカソード電極と前記被表面処理加工物支持装置との間の位置に前記カソード電極の周辺部に配設された防着マスクとガス導入管を配置してなるスパッタ装置において、前記ガス導入管を前記上側の仕切板に配設した構成を採って、スパッタリングガスを前記被表面処理加工物支持装置と前記防着マスクとの間隙に噴出させている。
【００１３】
また、前記ガス導入管をトーナメント状管路で構成して、均一な膜質のスパッタ膜が得られるようにしている。
そのトーナメント状管路で構成した一ガス導入管としては、被表面処理加工物の幅とほぼ同等幅の第１の一対の辺と第２の一対の辺とからなる四辺形の平板な本体の一平面に、前記第１の一対の一辺の中央部から始まり、前記第２の一対の両辺に向け、そのほぼ全幅に広がって比較的浅くトーナメント状に分岐して彫られた第１の凹溝とこの第１のトーナメント状凹溝の全末端に隣接し、全末端が導通するように、第１の凹溝より深く彫られた一本の第２の凹溝とこの第２の凹溝の一側縁の全長で導通し、前記第１の一対の一辺と反対側に在る一側辺部に、そのほぼ全幅に広がった前記トーナメント状の第１の凹溝の深さより遙に浅く彫られ第３の凹溝と前記第１の凹溝の最先端に開けられた一本の貫通孔とが形成されていて、該本体と同形状の平板な蓋体を合体、固定して、前記第１の凹溝の部分でトーナメント状管路を、前記第２の凹溝の部分でガス溜まりを、前記第３の凹溝の部分で僅かな隙間が開いた吹き出しスリットを形成し、該吹き出しスリット側の蓋体の表面の一側辺に沿って前記トーナメント状管路の全幅を越える幅のフードを固定し、そして前記貫通孔にガス供給管が接続された構造で構成するとよい。
【００１４】
前記被表面処理加工物が長尺の高分子フィルム状シートであれば、前記被表面処理加工物支持装置を円筒状の冷却キャンで構成し、この冷却キャンの一部周面で前記高分子フィルム状シートを順次支持、供給し、この支持された高分子フィルム状シートと前記カソード電極との間隙に前記ガス導入管からスパッタリングガスを供給する構成を採ればよい。
【００１５】
【作用】
従って、カソード電極付近にスパッタ膜が堆積する要素が少なくなるのでアーキング回数が減り、またダストの発生が減少するので、ドロップアウトの少ないスパッタ膜が得られる。また、幅方向に均一なガス濃度を発生させることができるので、膜厚、膜質ともに均一なスパッタ膜をうることができる。そしてガス導入管などにスパッタ膜が堆積しないため、これらをクリーニングするなどの保守の手間が省ける。
【００１６】
【実施例】
次に、図を用いて、本発明のスパッタ装置を説明する。
図１は本発明の第１の実施例であるスパッタ装置の概念図であり、図２は本発明の第２の実施例であるスパッタ装置の一部概念図であり、図３は本発明の第３の実施例であるスパッタ装置の一部概念図であり、図４は本発明のスパッタ装置に用いることができる本発明のガス導入管の上面図、そして図５は図４に示したガス導入管を図１に示したスパッタ装置１Ａに装着した状態の一部を示していて、図４のガス導入管のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
なお、以下の説明においては、従来技術のスパッタ装置１の構成部分と同一の部分には同一の符号を付して説明する。
【００１７】
図１において、符号１Ａは全体として本発明の第１の実施例であるスパッタ装置１Ａを指す。このスパッタ装置１Ａは、従来技術のスパッタ装置１と同様に、外筐２で囲まれた一つの部屋の内部を仕切板３Ａ、３Ｂで仕切って、真空槽４と成膜室５とが形成されている。仕切板３Ａは外筐２の天井から垂直に下がって部屋の中程まで仕切っており、この仕切板３Ａとやや真空槽４寄りの水平位置の前記外筐２の床から垂直に起立して部屋の中程まで仕切っており、両者の自由端間で窓６を形成している。
【００１８】
真空槽４の内部には、被表面処理加工物支持装置である円筒状の冷却キャン７がその一部の外周面を前記窓６から前記成膜室５に露出した状態で支持されており、そしてこの状態の冷却キャン７の約半周面にわたって、真空槽４の左上方位置で支持されている供給ロール８の長尺の高分子フィルムＦａを巻き付け、そして後述するスパッタされた高分子フィルムＦｂを、真空槽４の左下方位置で支持されている巻取ロール９で巻き取るように構成されている。
【００１９】
前記成膜室５には、前記窓６からこの成膜室５に露出している冷却キャン７の一部外周面に向かってカソード電極１０が配設されており、そしてまたこれら両者間でカソード電極１０の周辺部を覆う防着マスク１１が配設されている。
そしてこのスパッタ装置１Ａにおいては、図４及び図５を用いて説明する、本発明のスパッタ装置１Ａに用いて好適な後記のガス導入管２０を前記防着マスク１１の上部外方に配設し、スパッタリングガスを窓６に露出している冷却キャン７と防着マスク１１との間隙に噴出せるようにした。
【００２０】
前記真空槽４の床及び前記成膜室５の床には、従来技術のスパッタ装置１と同様に、それぞれ開口１３、１４が開けられていて、それぞれの開口１３、１４には排気装置１５、１６が接続されている。
【００２１】
このような構成のスパッタ装置１Ａを用いて、高分子フィルムに既に成膜されている磁性層の表面に保護膜を成膜する場合には、従来技術のスパッタ装置１と同様に、前記供給ロール８に磁性層が成膜された高分子フィルムＦａを装着し、この高分子フィルムＦａを前記冷却キャン７の約半周にわたって巻き付け、そしてその端部を巻取ロール９で巻き取れるようにする。一方、前記カソード電極１０にはターゲットＴとして保護膜材料を装着する。
このように準備した後、前記各排気装置１５、１６を作動させて前記真空槽４を、例えば、１０パスカル程度に、そして成膜室５を１パスカル程度に減圧し、カソード電極１０に電圧を印加し、また、前記ガス導入管２０から、例えば、アルゴンガスを冷却キャン７と防着マスク１１との間隙に噴出させる。
【００２２】
次に、前記窓６の近傍にプラズマＰが発生した状態で前記冷却キャン７などを矢印Ｒの方向に回転駆動し始め、前記高分子フィルムＦａを所定の速度で走行させ、前記窓６の部分から成膜室５に露出している高分子フィルムＦａの前記磁性層の表面に保護膜材をスパッタし、磁性層の表面に成膜する。
【００２３】
前記のように、本発明のスパッタ装置１Ａでは、前記ガス導入管２０を防着マスク１１の上部外方に配設し、スパッタリングガスを冷却キャン７と防着マスク１１との間隙に噴出させるようにしたので、スパッタ粒子がガス導入管２０に全く付着しない。
【００２４】
次に、図２を用いて、本発明の第２の実施例であるスパッタ装置１Ｂを説明する。
このスパッタ装置１Ｂではガス導入管２０を上方の仕切板３Ａの成膜室５側の下端部分に配設した構成が前記スパッタ装置１Ａと異なるだけで、その他の構成はスパッタ装置１Ａの構成と同一である。
【００２５】
従って、このスパッタ装置１Ａも、ガス導入管２０からのスパッタリングガスを窓６部分に露出している冷却キャン７と防着マスク１１との間隙に噴出せることができるので、スパッタ粒子がガス導入管２０に全く付着しない。
【００２６】
図３には、前記二実施例とは異なる本発明の第３の実施例であるスパッタ装置１Ｃを示した。このスパッタ装置１Ｃにおいては、ガス導入管２０を上方の防着マスク１１の内面に配設し、スパッタリングガスを前記窓６部分に露出している冷却キャンとその防着マスク１１との間隙に噴出させるように構成した。
従って、このスパッタ装置１Ｃにおいても、スパッタ粒子がガス導入管２０に全く付着しない。
【００２７】
次に、図４及び図５を用いて、前記の各スパッタ装置に用いて好適な本発明のガス導入管２０の実施例を説明する。
この実施例のガス導入管２０は高分子フィルムＦａの幅より広い幅がある長方形の平板な本体２１とこの本体２１と同形状であるが薄い平板な蓋体２６とが合わせられ、その蓋体２６の表面の一側辺に沿って固定された幅広のフード２７とから構成されている。
【００２８】
前記本体２１の一平面には、その一長辺の中央部から始まり、両短辺に向けそのほぼ全幅に広がって比較的浅くトーナメント状に分岐して彫られた第１の凹溝とこの第１のトーナメント状凹溝の全末端に隣接し、全末端が導通するように、第１の凹溝より深く彫られた一本の直方体状の第２の凹溝とこの第２の凹溝の一側縁の全長で導通し、前記一長辺と反対側に在る他の長辺側の一側辺部に、そのほぼ全幅に広がった前記トーナメント状の第１の凹溝の深さより遙に浅く彫られ第３の凹溝と前記第１の凹溝の最先端に開けられた一本の貫通孔とが形成されている。
【００２９】
このように加工された本体２１の一平面に前記蓋体２６を合わせて固定すると、前記第１の凹溝の部分ではトーナメント状管路２２が、前記第２の凹溝の部分ではガス溜まり２３が、前記第３の凹溝の部分では僅かな隙間が開いた吹き出しスリット２４が形成され、そして前記貫通孔はガス供給管受け２５となる。そして、前記蓋体２６の前記吹き出しスリット２４側部分の表面に形成された浅い段部には、前記吹き出しスリット２５から延長して、前記トーナメント状管路２２の全幅を越える幅のフード２７が固定されている。
【００３０】
図５には、このような構造のガス導入管２０を図１に示した第１の実施例のスパッタ装置１Ａに装着したところを示した。ただし、スパッタ装置１Ａはその一部だけを示すに留めた。即ち、蓋体２６側を上に、本体２１側を下にし、フード２７の先端部を仕切板３Ａに接近させた位置関係で前記防着マスク１１の外側の表面に固定し、前記ガス供給管受け２５にガス供給管３０を接続した。
【００３１】
従って、このような構造のガス導入管２０を用いて、そのガス供給管３０から、例えば、アルゴンガスなどのスパッタリングガスを供給すると、そのスパッタリングガスはトーナメント状管路２２により等分圧でガス溜まり２４に供給され、そして吹き出しスリット２４から均一に吹き出され、更にフード２７により前記冷却キャン７と防着マスク１１との間隙に導かれ、前記窓６部分に露出している高分子フィルムＦａの全幅にわたって均一に噴出させることができる。
このため高分子フィルムＦａに堆積する薄膜は膜質、膜厚共に均一なものとなる。また、ガス導入管２０は防着マスク１１の外側に位置しているのでスパッタ粒子により汚染されることがない。
なお、スパッタリングが終了したスパッタリングガスは排気装置１５、１６で前記真空槽４及び成膜室５の外部に排気される。
【００３２】
スパッタリングガスとして反応性ガスを用いると、反応性スパッタを行うことができる。例えば、前記ガス供給管３０から反応性ガスとして窒素ガスＮ2 を供給し、ターゲットＴにシリコンＳｉを用いてスパッタを行うと、被表面処理加工物の表面に絶縁薄膜であるシリコンナイトライトを成膜することができる。
【００３３】
【発明の効果】
以上、説明したように、本発明のスパッタ装置によれば、
１．カソード電極付近にスパッタ膜が堆積する要素が少なくなるのでアーキング回数が減り、そのためダストの発生が減少し、ドロップアウトの少ないスパッタ膜が得られる
２．また、幅方向に均一なガス濃度を発生させることができるので、膜厚、膜質ともに均一なスパッタ膜を得ることができる
３．そしてカソード電極の内部や裏側に局所的にガス圧が高い部分が無くなるため、異常放電が減少する
４．また、ガス導入管などにスパッタ膜が堆積しないため、これらをクリーニングするなどの保守の手間が省ける
など、数々の優れた効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の第１の実施例であるスパッタ装置の概念図である。
【図２】 本発明の第２の実施例であるスパッタ装置の一部概念図である。
【図３】 本発明の第３の実施例であるスパッタ装置の一部概念図である。
【図４】 本発明のスパッタ装置に用いることができる本発明のスパッタリングガス導入管の上面図である。
【図５】 図４に示したスパッタリングガス導入管を図１に示したスパッタ装置１Ａに装着した状態の一部を示していて、図４のスパッタリングガス導入管のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。
【図６】 従来技術のスパッタ装置の概念図である。
【符号の説明】
Ｆａ 高分子フィルム
Ｔ ターゲット
Ｐ プラズマ
１Ａ 本発明の第１の実施例であるスパッタ装置
１Ｂ 本発明の第２の実施例であるスパッタ装置
１Ｃ 本発明の第３の実施例であるスパッタ装置
２ 外筐
３Ａ 仕切板
３Ｂ 仕切板
４ 真空槽
５ 成膜室
６ 窓
７ 冷却キャン
８ 供給ロール
９ 巻取ロール
１０ カソード電極
１１ 防着マスク
１３ 開口
１４ 開口
１５ 排気装置
１６ 排気装置
２０ スパッタリングガス導入管（ガス導入管）
２１ 本体
２２ トーナメント状管路
２３ ガス溜まり
２４ 吹き出しスリット
２５ ガス供給管受け
２６ 蓋体
２７ フード
３０ ガス供給管
Claims (4)
- 窓が上下一対の仕切板で形成され、かつ空間が仕切られた部屋の一方の部屋の前記窓の近傍に被表面処理加工物支持装置を配設し、前記被表面処理加工物支持装置に対向する位置で前記他方の部屋の前記窓の近傍にカソード電極と、該カソード電極と前記被表面処理加工物支持装置との間の位置に、前記カソード電極の周辺部に配設された防着マスクとスパッタリングガス導入管を配置してなるスパッタ装置において、前記スパッタリングガス導入管を前記上側の仕切板に配設し、スパッタリングガスを前記被表面処理加工物支持装置と前記防着マスクとの間隙に噴出させて、前記被表面処理加工物の表面に薄膜を成膜できるように構成したことを特徴とするスパッタ装置。
- 前記スパッタリングガス導入管はトーナメント状管路で構成されていることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
- 前記被表面処理加工物は長尺の高分子フィルム状シートであり、前記被表面処理加工物支持装置は円筒状の回転する冷却キャンで構成されていて、この冷却キャンの一部周面で前記高分子フィルム状シートを順次支持、供給し、この支持された高分子フィルム状シートと前記防着マスクとの間隙に前記スパッタリングガス導入管からスパッタリングガスを供給することを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
- 前記被表面処理加工物に成膜される薄膜は磁気記録薄膜及び又は保護薄膜であることを特徴とする請求項１に記載のスパッタ装置。
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