JPH05125530A

JPH05125530A - マグネトロン型連続スパツタリング装置

Info

Publication number: JPH05125530A
Application number: JP29326191A
Authority: JP
Inventors: Kenichi Sato; 研一佐藤; Kazunobu Chiba; 一信千葉
Original assignee: Sony Corp
Current assignee: Sony Corp
Priority date: 1991-11-08
Filing date: 1991-11-08
Publication date: 1993-05-21

Abstract

(57)【要約】【目的】スパッタリングの際のターゲット材の使用効
率の向上をはかり、成膜レートの向上をはかる。【構成】長尺物に対して連続してスパッタリングを行
うマグネトロン型連続スパッタリング装置において、角
形ターゲット２に対応する範囲内にマグネット３（３
ａ，３ｂ，３ｃ）を少なくとも長尺物の矢印ｂで示す幅
方向に複数個配置し、これら各マグネット３を回転させ
る回転手段４を設けて構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、長尺物上に材料層を被
着形成する際、即ち例えばテープ等の磁気記録媒体の製
造時に用いるマグネトロン型連続スパッタリング装置に
係わる。

【０００２】

【従来の技術】金属薄膜を被着して成る蒸着テープ等の
いわゆる長尺物の磁気記録媒体においては、その耐久性
を向上させるために、例えばベース表面上に微小突起を
設けてヘッドとの真実接触面積を減らす構成が採られて
おり、著しい効果を得ている。

【０００３】一方、ディジタルＶＴＲにおいては、高記
録密度と共にデータの転送レートも高速になるため、磁
気ヘッドと磁気記録媒体例えばテープとの相対速度は、
アナログ記録の場合の２倍以上が必要となる。このよう
にヘッドが高速回転するようなＶＴＲにおいては、テー
プが受ける損傷も大きくなるため、テープ自身の耐久性
を更に向上させる必要が生じてくる。

【０００４】このため、磁性層の上に保護膜を設ける構
成が提案されており、この場合は特に静止モード等にお
ける耐久性を向上させるために、非常に大きな効果を得
ている。

【０００５】しかしながら、一般的にスパッタリング等
によって保護膜を設ける場合には、その成膜スピードが
遅いため生産性に劣るという不都合が生じる。

【０００６】このような不都合を回避して即ちスパッタ
リングレートを上げる為に、マグネトロン型スパッタリ
ング装置が用いられている。このスパッタリング装置
は、その要部構成図を図４に示すように、テープ等の長
尺物１に対向して、図５にその略線的平面図を示すよう
に、例えば平面長方形の角形ターゲット２を配置し、こ
れに対して長尺物１とは反対側に、例えば断面Ｅ字型で
平面長方形のマグネット１３が固定配置される。このマ
グネット１３は例えば長方形の内側部１３ａとこの内側
部に沿った枠状の外側部１３ｂとが突出した断面Ｅ字型
の形状を成して構成され、例えば外側部１３ｂをＮ極、
内側部１３ａをＳ極として形成される。

【０００７】また図４において、５はターゲット２の載
置台、６は長尺物１の案内用の例えば円筒形のキャン
で、磁気テープ等の長尺物１を例えば矢印ａで示す方向
に一定の速度で走行させるものである。

【０００８】このとき、マグネット１３の形状に対応し
て角形ターゲット２の表面が部分的に侵食されるいわゆ
るエロージョンが生じる。これは、マグネット１３によ
り発生する磁界の大きさが一様でないため、磁界によっ
て生じるプラズマ密度にむらが生じ、このプラズマ密度
の高い部分のみが集中的にスパッタリングされることに
よる。このようにスパッタリングが均一でない場合は、
スパッタリングされにくい部分が使用できなくなり、タ
ーゲット材の使用効率が低下するという問題がある。

【０００９】また、円形のマグネットを用いてこれを偏
心させて回転させ、より広範囲に均一にターゲット上に
磁界を発生させる構成が提案されているが、この場合は
ターゲットとして円形ターゲットが用いられるため、長
尺物に対するマグネトロン型連続スパッタリング装置と
しては不適当である。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、上述したよ
うな金属薄膜及びこの上に保護膜等が被着された長尺物
の磁気記録媒体の製造時に用いるマグネトロン型連続ス
パッタリング装置おいて、スパッタリング材料即ちター
ゲット材の使用効率の向上をはかることを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明マグネトロン型連
続スパッタリング装置は、その一例の要部の略線的構成
図を図１に示すように、長尺物１に対して連続してスパ
ッタリングを行うマグネトロン型連続スパッタリング装
置において、その要部の略線的平面図を図２に示すよう
に、角形ターゲット２に対応する範囲内にマグネット３
（３ａ，３ｂ，３ｃ）を少なくとも長尺物１の矢印ｂで
示す幅方向に複数個配置し、これら各マグネット３を回
転させる回転手段４を設けて構成する。

【００１２】また本発明の他の一においては、上述のマ
グネトロン型連続スパッタリング装置において、マグネ
ット３（３ａ，３ｂ，３ｃ）を偏心させて回転させる回
転手段４を設けて構成する。

【００１３】更に本発明の他の一においては、この回転
手段４を設けるマグネトロン型連続スパッタリング装置
において、マグネット３（３ａ，３ｂ，３ｃ）を円形と
して、これらマグネット３（３ａ，３ｂ，３ｃ）のＮＳ
着磁を同心円構成とする。

【００１４】

【作用】上述したように、本発明マグネトロン型連続ス
パッタリング装置においては、図１及び図２に示すよう
に、長尺物１に対して角形ターゲット２を用い、且つこ
の角形ターゲット２に対応する範囲内即ちその輪郭に沿
う範囲内に、マグネット３（３ａ，３ｂ，３ｃ）を少な
くとも矢印ｂで示す長尺物１の幅方向に複数個配置し
て、且つこのマグネット３をそれぞれ回転させることか
ら、この回転によって角形ターゲット２の表面により広
範囲に、且つ長尺物１の幅方向に関してより均一に磁界
を発生させることができる。従って、角形ターゲット２
に対して、より均一にスパッタリングを行わしめること
ができることとなって、ターゲット材の局部的なエロー
ジョンを回避して、使用効率の向上をはかることができ
る。

【００１５】また本発明の他の一においては、マグネッ
ト３を偏心させて回転させる回転手段４を設けて構成す
ることから、各マグネット３の大きさに比し広い範囲に
おいてターゲット２にほぼ均一な磁界を与えることがで
き、角形ターゲット２上の広範囲にほぼ均一にスパッタ
リングを行うことができて、ターゲット材の使用効率を
更に向上させることができる。

【００１６】更に本発明の他の一においては、各マグネ
ット３を円形として、これらマグネット３のＮＳ着磁を
同心円構成とするものであり、各マグネット３を回転手
段４により偏心させて回転させることによって、ターゲ
ット２上の広範囲に、より均一に磁界を与えることがで
き、広範囲に均一にスパッタリングを行うことができ
て、ターゲット材の使用効率を格段に向上させることが
できる。

【００１７】

【実施例】以下図１〜図５を参照して本発明マグネトロ
ン型連続スパッタリング装置の各例を詳細に説明する。
この例においては、テープ等の長尺物の磁気記録媒体に
対し、保護膜をスパッタリングにより被着形成する場合
を示す。

【００１８】図１において６は例えば円筒形の長尺物１
の案内用のキャンを示し、このキャン６の周面に沿って
長尺物１例えばテープが矢印ａで示すように走行するよ
うになされている。

【００１９】そしてこの長尺物１に対向して、例えば平
面が長方形の角形ターゲット２が例えば載置台５上に載
置されて成り、この角形ターゲット２の下部には、図２
に示すように、例えばリング状の外周部と円形の内周部
とにより構成され、例えばその外周部がＮ極、内周部が
Ｓ極３Ｓとされた同心円状のマグネット３（３ａ，３
ｂ，３ｃ）を設ける。そして各マグネット３ａ、３ｂ及
び３ｃはそれぞれ回転手段４により例えば図１及び図２
において矢印ｃで示すように、それぞれ偏心して回転す
るようになされている。図２において点Ｏ（図中×印で
示す）はこの回転手段４による回転中心を示し、破線Ｓ
a 、Ｓb 及びＳc は、それぞれ各マグネット３ａ、３ｂ
及び３ｃの矢印ｃで示す回転によって、マグネット３の
磁界が及ぶ範囲を示す。

【００２０】このように、マグネット３を長尺物１の幅
方向に複数個設け、それぞれ回転させることによって、
特にこのマグネット３をそれぞれ同心円状としてかつ偏
心して回転させることによって、角形ターゲット２上の
より広範囲にわたって、且つより均一に磁界を発生させ
ることができ、スパッタリングを均一に行うことができ
ることとなる。

【００２１】また、本発明は上述の例に限ることなく、
例えば図３にその要部の略線的平面図を示すように、矢
印ｂで示す長尺物（図示せず）の幅方向だけでなく、矢
印ｄで示す長手方向にも複数の例えばこの場合２列のマ
グネット３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、３ｅ）を設ける
構成としてもよい。この場合、幅方向にそれぞれマグネ
ット３ａ、３ｂ及び３ｃの点Ｏで示す回転中心を１列
に、マグネット３ｄ及び３ｅの点Ｏで示す回転中心を１
列に配置する。そして長手方向については、各マグネッ
トが互いにずれて配置されるように、例えばマグネット
３ａと３ｂの回転中心の間にマグネットｄの回転中心
が、マグネット３ｂと３ｃの回転中心の間にマグネット
ｅの回転中心がそれぞれ長手方向にずれて位置するよう
になす。

【００２２】このようにマグネット３（３ａ、３ｂ‥
‥）を配置することによって、長尺物１の幅方向に関し
て、マグネット３ａと３ｂの間、マグネット３ｂと３ｃ
の間に磁界の及ばない領域が生じることによってこの部
分の成膜レートが低下することを、長手方向にマグネッ
ト３ｄ及び３ｅを並置することによって補償することが
できて、より均一なスパッタリングを行わしめることが
できる。

【００２３】上述したような図１及び図３において説明
した本発明による各マグネトロン型連続スパッタリング
装置を用いて、磁気テープ等の長尺物１にスパッタリン
グを行い、そのターゲット材の使用効率、成膜レート及
びテープ幅方向の膜厚分布を測定した。図１において説
明したスパッタリング装置による場合を実施例１、図３
において説明したスパッタリング装置による場合を実施
例２として示す。また、比較例として前述の図５におい
て説明した長方形の固定ターゲットを用いた場合につい
ても測定した。

【００２４】先ず各例共に、厚さ１０μｍのＰＥＴ（ポ
リエチレンテレフタレート）よりなるベース上に、厚さ
２０００ÅのＣｏ₈₀Ｎｉ₂₀（重量％）より成る磁性層
を、酸素中で角度４５°をもって斜方蒸着した。

【００２５】そしてこの後例えばＳｉＯ₂、Ｓｉ
₃Ｎ₄、ＳｉＮ_x、ＢＮ、カーボン、ＺｎＯ₂ 等の例え
ばカーボンより成る保護膜を上述のマグネトロン型連続
スパッタリング装置により被着形成した。この場合ＤＣ
マグネトロン構成とし、Ａｒガス雰囲気中において、こ
のＡｒガス圧を１０ｍＴｏｒｒ、パワー密度を６．８Ｗ
／ｃｍ²として連続スパッタリングを行った。この場合
ターゲット材はカーボンを用い、また各マグネット３
（３ａ、３ｂ‥‥）はフェライトにより構成した。

【００２６】これら各スパッタリング装置によるターゲ
ット材の使用効率と、成膜レート即ち成膜速度、更に幅
１２０ｍｍの範囲における膜厚の分布をそれぞれ測定し
た結果を表１に示す。

【００２７】

【表１】

【００２８】この結果からわかるように、角形ターゲッ
ト２の輪郭の範囲内に、円形で且つそのＮＳ着磁が同心
円構成とされた複数のマグネット３を設けてこれらを回
転させることによって、ターゲット材の使用効率が格段
に向上し、更に成膜レートを向上させることができた。
特に、長手方向にも複数のマグネットを配置し、且つ幅
方向に配置したマグネットと互いに幅方向にずらして設
ける場合には、幅方向の膜厚分布の均一性をほとんど低
下させることなく、ターゲット材の使用効率及び成膜レ
ートの格段な向上をはかることができる。

【００２９】尚、本発明は上述の各実施例に限ることな
く、例えばマグネットを、その平面が非対称形となる形
状とする等、また各マグネットの配置構成、それらの回
転中心の位置構成等、種々変形、変更することができ
る。また更に、長尺物としては上述の磁気テープに限る
ことなく、その他種々の対象に本発明マグネトロン型連
続スパッタリング装置を適用し得ることはもちろんであ
る。

【００３０】

【発明の効果】上述したように、本発明マグネトロン型
連続スパッタリング装置によれば、ターゲットの使用効
率を向上させ、また成膜レートを増大させることがで
き、長尺物例えば磁気テープの生産性の向上をはかるこ
とができる。

【００３１】特に、マグネットを偏心して回転させるこ
とによって、またマグネットを円形として同心円状にＮ
Ｓ着磁させることによって、より広範囲に且つより均一
にターゲット材をスパッタリングさせることができて、
ターゲット材の使用効率を大幅に向上させることができ
る。

【００３２】また、長尺物の長手方向にも複数のマグネ
ットを配置し、且つ幅方向に互いにずらして配置するこ
とによって、幅方向の膜厚分布の均一性を損なうことな
く、ターゲット材の使用効率及び成膜レートの格段な向
上をはかることができ、磁気テープ等の長尺物の生産性
の向上をはかることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明マグネトロン型連続スパッタリング装置
の一例の要部の構成図である。

【図２】本発明マグネトロン型連続スパッタリング装置
の一例の要部の平面図である。

【図３】本発明マグネトロン型連続スパッタリング装置
の他の例の要部の平面図である。

【図４】従来のマグネトロン型連続スパッタリング装置
の一例の要部の構成図である。

【図５】従来のマグネトロン型連続スパッタリング装置
の一例の要部の平面図である。

【符号の説明】

１長尺物２角形ターゲット３マグネット４回転手段５載置台６キャン

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】長尺物に対して連続してスパッタリング
を行うマグネトロン型連続スパッタリング装置におい
て、角形ターゲットに対応する範囲内にマグネットが少なく
とも長尺物の幅方向に複数個配置され、上記各マグネットを回転させる回転手段が設けられるこ
とを特徴とするマグネトロン型連続スパッタリング装
置。
【請求項２】上記請求項１に記載のマグネトロン型連
続スパッタリング装置において、上記マグネットを偏心させて回転させる回転手段が設け
られることを特徴とするマグネトロン型連続スパッタリ
ング装置。
【請求項３】上記請求項２に記載のマグネトロン型連
続スパッタリング装置において、上記マグネットが円形とされ、該マグネットのＮＳ着磁
が同心円構成とされたことを特徴とするマグネトロン型
連続スパッタリング装置。