JPH06306602A - Production of thin film - Google Patents

Production of thin film

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JPH06306602A
JPH06306602A JP9338593A JP9338593A JPH06306602A JP H06306602 A JPH06306602 A JP H06306602A JP 9338593 A JP9338593 A JP 9338593A JP 9338593 A JP9338593 A JP 9338593A JP H06306602 A JPH06306602 A JP H06306602A
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JP
Japan
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thin film
cathode unit
film
sputtering
flexible support
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Application number
JP9338593A
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Japanese (ja)
Inventor
Kazunobu Chiba
一信 千葉
Kenichi Sato
研一 佐藤
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Sony Corp
Original Assignee
Sony Corp
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Publication date
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Abstract

PURPOSE:To increase the rate of film formation without supplying high electric power to a cathode unit and to produce a thin film with high productivity. CONSTITUTION:When a thin film is formed by sputtering, a pair of auxiliary electrodes 17 are arranged near a cathode unit 9 and sputtering is carried out while allowing the electrodes 17 to discharge electricity or sputtering is carried out, while feeding electrons from an electron beam gun to a target material 10.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、スパッタ法により薄膜
を形成する薄膜の製造方法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 method 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、特に蒸着法では電子銃(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 in particular, the vapor deposition method has an advantage that high-speed film formation is possible by using an electron gun (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
(サイクロトロン運動を行わせている)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 above magnetron sputtering method, a magnet is arranged below the target and electrons are trapped by the leakage magnetic field to sustain discharge (perform cyclotron motion). The target can be efficiently sputtered, and the film formation 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】[0006]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、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、ターゲット数の増加によって成膜速度を向上させ
ることは難しく、また、ターゲットに供給する投入電力
量を大きくすると、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, since the number of targets that can be arranged in a limited space is limited, it is difficult to increase the film formation rate by increasing the number of targets, and the supply to the targets is difficult. When the amount of applied electric power is increased, the heat generated during sputtering increases, so that the bonding agent such as solder that adheres the target and the backing plate begins to melt, causing 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】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、成膜速度を向上させ、生産性
に優れた薄膜の製造方法を提供することを目的とする。
Therefore, the present invention has been proposed in view of the above conventional circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for producing a thin film which improves the film forming rate and is excellent in productivity.

【0009】[0009]

【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、カソードユニッ
ト上に載置したターゲットをスパッタすることにより薄
膜を成膜する薄膜の製造方法において、前記カソードユ
ニットの近傍に電子供給手段又は放電電極を配し、カソ
ードユニットに対して電子を補助的に供給しながら又は
放電を行いながら成膜を行うことを特徴とするものであ
る。
The present invention has been proposed in order to achieve the above object, and is a method for producing a thin film by forming a thin film by sputtering a target placed on a cathode unit. In the above, the electron supply means or the discharge electrode is arranged in the vicinity of the cathode unit, and the film formation is performed while supplementarily supplying electrons to the cathode unit or while discharging.

【0010】そして、上記電子供給手段が電子銃(EB
ガン)であることを特徴とするものである。
The electron supply means is an electron gun (EB
Cancer).

【0011】本発明の薄膜の製造方法は、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。
In the method for producing a thin film of the present invention, for example, a metal thin film type magnetic tape (so-called vapor deposition tape) having a metal magnetic thin film, an abrasion resistant thin film (protective film) and the like provided on a non-magnetic support is produced. It is suitable for use.

【0012】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。
As a material for the metal magnetic thin film, any material can be used as long as it is used for a usual 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.

【0013】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.

【0014】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
2 ,Al2 3 ,BN,Co酸化物、MgO,SiO
2 ,Si3 4 ,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 can 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.

【0015】もちろん、本発明の製造方法によって作成
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 manufacturing method of the present invention is not limited to this, and for example, a back coat layer may be formed if necessary,
There is no problem in forming an undercoat layer or forming a layer of a lubricant, a rust preventive agent or the like on the flexible support. 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.

【0016】なお、本発明の製造方法を適用して、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 method of the present invention, other metal thin films can be formed. 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.

【0017】[0017]

【作用】カソードユニット近傍に例えばEBガンのよう
な電子供給手段を配して、カソードユニット表面に多く
の電子を存在させるようにすると、スパッタガスがター
ゲットを攻撃しやすくなり、成膜速度を向上させること
ができる。また、同様にカソードユニット近傍に放電電
極を配して、放電させながらスパッタリングを行うこと
によっても効率的な成膜を行うことができる。
When an electron supply means such as an EB gun is arranged near the cathode unit so that a large number of electrons are present on the surface of the cathode unit, the sputtering gas easily attacks the target and the film formation rate is improved. Can be made. Further, similarly, by disposing a discharge electrode in the vicinity of the cathode unit and performing sputtering while discharging, efficient film formation can be performed.

【0018】これにより、カソードユニットに供給する
投入電力量を大きくしたのと同様な効果が得られること
となるが、カソードユニットに直接大きな電力を供給し
た場合のような大きな熱を生じることがないため、ター
ゲットとバッキングプレートを接着しているボンディン
グ剤が溶けだしたりすることがない。
As a result, the same effect as increasing the amount of electric power supplied to the cathode unit can be obtained, but a large amount of heat as in the case of directly supplying large electric power to the cathode unit is not generated. Therefore, the bonding agent that bonds the target and the backing plate does not start to melt.

【0019】[0019]

【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.

【0020】実験1 先ず、本発明を適用して基板にCr膜を形成した。以下
に、薄膜形成のために使用した適用した装置の構成につ
いて説明する。
Experiment 1 First, the present invention was applied to form a Cr film on a substrate. The configuration of the applied apparatus used for thin film formation will be described below.

【0021】図1に示す様に、この薄膜製造装置におい
ては、上部と底部にそれぞれ設けられた排気口1a,1
b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 thin film manufacturing apparatus, exhaust ports 1a, 1 are provided at the top and bottom, respectively.
A feed roll 3 that rotates at a constant speed in the direction of an arrow a in FIG.
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.

【0022】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.

【0023】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, further runs 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.

【0024】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.

【0025】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 of the cathode unit 9. 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.

【0026】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が接着され、スパ
ッタガスのガス導入管18の供給口がこのターゲット材
10に臨むようにして設けられている(図1参照)。そ
して、バッキングプレート11においてターゲット材1
0に覆われていない部分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の走行方向を示している。
A target material 10 having a smaller area than this is adhered on the backing plate 11, and a supply port of a gas introduction pipe 18 for sputter gas is provided so as to face the target material 10 (see FIG. 1). ). Then, in the backing plate 11, the target material 1
A cathode cover 15 is provided to cover a portion where the target material 10 is not arranged so that sputtered ions do not attack a portion not covered with 0. Note that arrow c
Indicates the traveling direction of the flexible support 5.

【0027】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16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 16 for supplying and discharging cooling water is connected to the cathode unit 9, and the backing plate 11 and the target material 10 adhered thereto are heated by circulating the cooling water. Are prevented.

【0028】なお、マグネット12,13は、例えばマ
グネット12の周囲をマグネット13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に収められており、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
いて磁界が存在するようになされている。かかる磁界の
存在下でスパッタを行うと、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ため、ターゲット材1
0を効率的にスパッタすることが可能となる。
The magnets 12 and 13 are arranged so that the magnet 13 surrounds the magnet 12, for example. Then, the magnets 12 and 1 are housed in the cathode case 14 in such a state.
A magnetic field exists on the upper surface of the cathode unit 9 due to the leakage magnetic field 3 of FIG. When sputtering is performed in the presence of such a magnetic field, electrons are trapped by the leakage magnetic field to sustain discharge, so that the target material 1
0 can be efficiently sputtered.

【0029】そして、この薄膜製造装置においては、ス
パッタリングの効率を向上させる目的で、上述のカソー
ドユニット9近傍に放電電極17が配されていることを
特徴としている。すなわち、図2(カソードユニット9
を側面から見た図)、図3(カソードユニット9を上面
から見た図)に示されるように、一対の放電電極17
a,17bが、矢印dで示される可撓性支持体5の幅方
向に平行してカソードユニット9の側方に配置されてい
る。
The thin film manufacturing apparatus is characterized in that the discharge electrode 17 is arranged in the vicinity of the cathode unit 9 for the purpose of improving the efficiency of sputtering. 2 (cathode unit 9
As viewed from the side) and FIG. 3 (view of the cathode unit 9 viewed from the top), the pair of discharge electrodes 17
a and 17b are arranged laterally of the cathode unit 9 in parallel with the width direction of the flexible support 5 indicated by the arrow d.

【0030】上記放電電極17a,17bは、図4に示
されるようにステンレス等よりなる放電部19と絶縁部
20から構成される円柱状の電極であり、上記放電部1
9内部には発熱を防止するため冷却水が循環するように
なっている。また、この放電部19内部にはフェライト
やSmCo等よりなるマグネット21が配置され、この
マグネット21の働きによって少ないガスの供給量でも
放電可能な構造となっている。
As shown in FIG. 4, the discharge electrodes 17a and 17b are columnar electrodes composed of a discharge part 19 made of stainless steel or the like and an insulating part 20.
Cooling water circulates inside 9 to prevent heat generation. Further, a magnet 21 made of ferrite, SmCo, or the like is arranged inside the discharge portion 19, and the structure of the magnet 21 allows discharge even with a small gas supply amount.

【0031】また、本実施例においては、上記放電電極
17a,17bとして20mm径のものを15mm離し
て平行に配置した。一般的に放電電極間の間隔は、真空
室2の広さ等、種々の装置条件によって決定されるが、
60mm程度以上離れると安定した放電が維持できな
い。
Further, in the present embodiment, the discharge electrodes 17a and 17b having a diameter of 20 mm are arranged in parallel with a distance of 15 mm. Generally, the interval between the discharge electrodes is determined by various device conditions such as the size of the vacuum chamber 2,
Stable discharge cannot be maintained when the distance is more than about 60 mm.

【0032】なお、上記放電電極17a,17bに投入
する電力は、上記電極間距離や真空度、上述した電極内
部のマグネット21の有無等により異なるが、安定した
放電が維持され、スパッタリングの効率を向上させるた
めには300V,0.05A(15W)程度以上が必要
であり、これ以下では放電の効果が発揮されない。逆に
1000V,1A(1kW)以上の電力を供給すると、
放電によって生じる熱が大きなものとなるため、円筒キ
ャン6の周面を走行する可撓性支持体5が上記熱によっ
てダメージを受けることがある。特に金属磁性膜等が形
成されているものに対しては使用できない。
The electric power applied to the discharge electrodes 17a and 17b varies depending on the distance between the electrodes, the degree of vacuum, the presence or absence of the magnet 21 inside the electrodes, and the like, but stable discharge is maintained and the sputtering efficiency is improved. In order to improve it, it is necessary to have about 300 V, 0.05 A (15 W) or more, and below this, the effect of discharge cannot be exhibited. On the contrary, if the electric power of 1000V, 1A (1kW) or more is supplied,
Since the heat generated by the discharge becomes large, the flexible support 5 running on the peripheral surface of the cylindrical can 6 may be damaged by the heat. In particular, it cannot be used for those having a metal magnetic film formed thereon.

【0033】ここでは、15W〜1kWの電力を供給す
るのが好ましく、可撓性支持体5として150mm幅の
ものを使用したので、単位長さ当りに換算すると150
W/m〜6670W/mの電力となる。
Here, it is preferable to supply electric power of 15 W to 1 kW, and since the flexible support 5 having a width of 150 mm is used, it is 150 when converted per unit length.
The electric power is W / m to 6670 W / m.

【0034】そして、上記放電電極17a,17bは、
カソードユニット9に電力を供給する電源とは別の電源
(真空室2外に設置されるが、ここでは図示せず。)に
接続されることにより上述の電力が供給され、カソード
ユニット9とは独立で放電がなされるようになってい
る。
The discharge electrodes 17a and 17b are
The cathode unit 9 is connected to a power source (which is installed outside the vacuum chamber 2 but not shown here) different from the power source for supplying the cathode unit 9 with the power, so that the cathode unit 9 is It is designed to be discharged independently.

【0035】上述のような薄膜製造装置においては、真
空室2を一定の真空度に保ち、上記放電電極17a,1
7bによって放電を行いながら、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を行
う。
In the thin film manufacturing apparatus as described above, the vacuum chamber 2 is maintained at a constant vacuum degree, and the discharge electrodes 17a, 1
A thin film is formed by sputtering the target material 10 on the cathode unit 9 and depositing it on the surface of the running flexible support 5 while discharging with 7b.

【0036】上述の装置を用いて、下記の条件で可撓性
支持体にCr膜を形成し、実施例1のサンプルを作成し
た。
Using the above apparatus, a Cr film was formed on a flexible support under the following conditions to prepare a sample of Example 1.

【0037】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 薄膜膜厚 :0.1μm
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 Thin film thickness: 0.1 μm

【0038】なお、上記放電電極17a,17bにはD
C電源より300V,0.2Aの電力を供給し、カソー
ドユニット9のバッキングプレート11には6W/cm2
の電力を投入した。また、可撓性支持体5の送り速度
は、上述のスパッタ条件において薄膜膜厚が上記0.1
μmとなるように調整された。
The discharge electrodes 17a and 17b have D
Electric power of 300V, 0.2A is supplied from the C power source, and 6 W / cm 2 is applied to the backing plate 11 of the cathode unit 9.
I turned on the power. Further, the feed rate of the flexible support 5 is such that the thin film thickness is 0.1 above under the above-mentioned sputtering conditions.
It was adjusted to be μm.

【0039】一般に可撓性支持体5と成膜される金属等
との接着性を向上させるために予め成膜直前にボンバー
ド処理を施すが、上述した放電電極17はこのボンバー
ド処理の効果をも合わせ持っているため、本実施例にお
いてはこのボンバード処理を行わなかった。
In general, a bombarding process is performed in advance just before the film formation in order to improve the adhesion between the flexible support 5 and the metal or the like to be formed. The discharge electrode 17 described above also has the effect of this bombarding process. This bombardment treatment was not carried out in this embodiment because it had a combination.

【0040】さらに、比較のために、上述の放電電極1
7を設置しない装置を用いた以外は実施例1と同様に成
膜が行われた比較例1のサンプルを作成した。なお、こ
の比較例1のサンプルも成膜に際しボンバード処理を行
っていない。また、比較例2としてボンバード処理を行
った後、比較例1同様放電電極17を有しない装置によ
って成膜が行われたサンプルも作成した。
Further, for comparison, the above-mentioned discharge electrode 1
A sample of Comparative Example 1 was prepared in which film formation was performed in the same manner as in Example 1 except that an apparatus in which 7 was not installed was used. The sample of Comparative Example 1 was also not subjected to the bombarding treatment during film formation. In addition, as Comparative Example 2, after performing the bombarding process, a sample in which film formation was performed by an apparatus having no discharge electrode 17 was also prepared as in Comparative Example 1.

【0041】以上のようにして作成された各サンプルに
ついて、成膜された薄膜の接着性を調べた。この接着性
は、成膜後の薄膜の表面を鋭く削った鉛筆の先で引っか
き、傷が付くもの或いは剥離があるものは×、傷及び剥
離のなかったものは○として評価した。そして、各サン
プルにおける評価結果を、ボンバード処理の有無、放電
電極17の有無、可撓性支持体の送り速度と共に表1に
示す。
With respect to each of the samples prepared as described above, the adhesiveness of the formed thin film was examined. The adhesiveness was evaluated as x when scratched or peeled with a pencil tip sharply scraped on the surface of the thin film after film formation, and as ○ when scratched or peeled. Then, the evaluation results of each sample are shown in Table 1 together with the presence / absence of the bombarding treatment, the presence / absence of the discharge electrode 17, and the feeding speed of the flexible support.

【0042】[0042]

【表1】 [Table 1]

【0043】これより、実施例1と比較例1を比較する
と、放電電極17を設けることによって速い送り速度で
成膜が可能となることがわかる。また、比較例1と比較
例2とを比較すると、ボンバード処理によって薄膜の接
着性が向上することがわかる。また、実施例1ではこの
ボンバード処理を行わずとも薄膜の接着性が良好である
ことから、放電電極17がボンバード処理の効果をも合
わせ持っていることがわかる。
From this, it is understood from the comparison between Example 1 and Comparative Example 1 that the provision of the discharge electrode 17 enables the film formation at a high feed rate. Further, comparing Comparative Example 1 and Comparative Example 2, it can be seen that the adhesion of the thin film is improved by the bombarding treatment. Further, in Example 1, since the adhesion of the thin film is good without performing this bombarding treatment, it can be seen that the discharge electrode 17 also has the effect of the bombarding treatment.

【0044】実験2 次に、先に説明した薄膜製造装置(図1に示される。)
を、磁気記録媒体の保護膜形成に適用した。
Experiment 2 Next, the thin film manufacturing apparatus described above (shown in FIG. 1).
Was applied to form a protective film on a magnetic recording medium.

【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。 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 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 酸素導入量 :3.3×10-63/sec 真空度 :7×10-2Pa
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. Non-magnetic support conditions Base: Polyethylene terephthalate 10 μm thickness 150 mm width Undercoat: Water-soluble latex containing acrylic ester as the main component Projection density approx. 10 million pieces / mm 2 Vapor deposition conditions Ingot: Co80-Ni20 Ratio) Incident angle: 45 to 90 ° Tape speed: 0.17 m / sec Magnetic layer thickness: 0.2 μm Oxygen introduction amount: 3.3 × 10 −6 m 3 / sec Vacuum degree: 7 × 10 −2 Pa

【0046】なお、上記金属磁性薄膜の成膜時には、非
磁性支持体との接着性を高めるためにボンバード処理を
施した。
During the film formation of the metal magnetic thin film, a bombarding treatment was performed in order to enhance the adhesiveness with the non-magnetic support.

【0047】次に、先に説明した図1の薄膜製造装置に
よって保護膜を形成した。スパッタ条件を下記に示す。 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 使用ガス :アルゴン 装置内真空度 :4×10-3Pa 成膜時真空度 :2Pa 保護膜膜厚 :0.015μm
Next, a protective film was formed by the thin film manufacturing apparatus of FIG. 1 described above. The sputtering conditions are shown below. Sputtering conditions Method: DC magnetron sputtering method Target material: Carbon Gas used: Argon Vacuum degree in apparatus: 4 × 10 −3 Pa Vacuum degree during film formation: 2 Pa Protective film thickness: 0.015 μm

【0048】なお、上記保護膜作成に際し、放電電極1
7にはDC電源より350V,0.5Aの電力を供給
し、カソードユニット9のバッキングプレート11には
8W/cm2 の電力を投入した。また、可撓性支持体5の
送り速度は、上述のスパッタ条件において薄膜膜厚が上
記0.015μmとなるように調整された。
When forming the protective film, the discharge electrode 1
Electric power of 350 V and 0.5 A was supplied to the No. 7 from the DC power source, and 8 W / cm 2 of electric power was applied to the backing plate 11 of the cathode unit 9. Further, the feed rate of the flexible support 5 was adjusted so that the thin film thickness was 0.015 μm under the above-mentioned sputtering conditions.

【0049】さらに、上述の条件に従って保護膜を形成
した後、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サンプルテープ(実
施例2)とした。 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, after forming a protective film under the above conditions, a back coat and a top coat were applied under the following conditions and cut into a predetermined tape width to obtain a sample tape (Example 2). 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

【0050】また、保護膜作成時、カソードユニット9
の近傍に放電電極17が配置されなかった装置を用いた
以外は実施例2と同様にして比較例3のサンプルテープ
を作成した。なお、実施例2,比較例3ともに保護膜形
成時にはボンバード処理は行わなかった。
When the protective film is formed, the cathode unit 9
A sample tape of Comparative Example 3 was prepared in the same manner as in Example 2 except that the device in which the discharge electrode 17 was not arranged in the vicinity of was used. In addition, in Example 2 and Comparative Example 3, the bombarding treatment was not performed at the time of forming the protective film.

【0051】実験3 次に、上述した薄膜製造装置において放電電極17が配
置されない代わりにEBガンが配置された装置を用い、
以下のようにして保護膜の形成を行った。
Experiment 3 Next, using the apparatus in which the EB gun is arranged instead of the discharge electrode 17 in the thin film manufacturing apparatus described above,
The protective film was formed as follows.

【0052】ここで用いられた装置は、図5に示される
ように、放電電極17が配置されない代わりにEBガン
22の電子供給口がターゲット材10表面に臨むように
して配されているものであり、このEBガン22によっ
て、ターゲット材10に電子が供給されるようになって
いる以外は、可撓性支持体6を走行させるための走行系
やカソードユニット9等、前述した図1の薄膜製造装置
と同様の構成を有するものである。
In the apparatus used here, as shown in FIG. 5, the discharge electrode 17 is not arranged, but the electron supply port of the EB gun 22 is arranged so as to face the surface of the target material 10. The electron beam is supplied to the target material 10 by the EB gun 22, except for the traveling system for traveling the flexible support 6, the cathode unit 9 and the like, and the thin film manufacturing apparatus of FIG. 1 described above. It has the same configuration as the above.

【0053】上記EBガン22は、バルブ23を介して
ターボ分子ポンプ24と接続されており、真空室2内の
排気を行うポンプとは独立して局所排気が行えるように
なっている。そして、本装置においては、このような差
動排気を行うことにより、EBガン22内部と真空室2
内との真空度の差を2桁以上とすることができる。EB
ガン22による電子供給は真空度が高いほど効率的に行
うことができるため、EBガン22を用いる場合には上
述の局所排気が行われる。
The EB gun 22 is connected to a turbo molecular pump 24 via a valve 23, and local exhaust can be performed independently of a pump for exhausting the vacuum chamber 2. In the present apparatus, by performing such differential evacuation, the inside of the EB gun 22 and the vacuum chamber 2 are
The difference in the degree of vacuum from the inside can be two digits or more. EB
The electron supply by the gun 22 can be performed more efficiently as the degree of vacuum is higher. Therefore, when the EB gun 22 is used, the local exhaust is performed.

【0054】ここではEBガン22としては、ピアス式
(直進タイプ)を用いたが、一般に使用されている27
0゜偏向タイプも使用可能である。
Here, as the EB gun 22, the piercing type (straight type) is used, but it is generally used 27.
A 0 ° deflection type can also be used.

【0055】そして、上記薄膜製造装置においては、真
空室2を排気口1a,1bより排気を行うことにより一
定の真空度に保ち、ターゲット材10に対して上記EB
ガン22によって電子を供給しながらスパッタリングを
行い、円筒キャン6の周面を走行する可撓性支持体5に
対して成膜が行われる。なお、一般に可撓性支持体5と
成膜される金属等との接着性を向上させるために予め成
膜直前にボンバード処理を施してもよいが、本実施例に
おいてはこのボンバード処理を行わなかった。
In the thin film manufacturing apparatus, the vacuum chamber 2 is evacuated from the exhaust ports 1a and 1b to maintain a certain degree of vacuum, and the target material 10 is EB-treated.
Sputtering is performed while supplying electrons with the gun 22, and a film is formed on the flexible support 5 running on the peripheral surface of the cylindrical can 6. In addition, generally, in order to improve the adhesion between the flexible support 5 and the metal or the like to be deposited, a bombarding treatment may be performed in advance just before the deposition, but this bombarding treatment is not performed in this embodiment. It was

【0056】このようにEBガンを用いた薄膜製造装置
によって保護膜の形成を行った以外は実施例2と全く同
様にして磁気テープを作成し実施例3とした。なお、こ
の実施例3のサンプルテープの保護膜を形成するに際
し、カソードユニット9に投入した電力は実施例2同様
8W/cm2 であり、上記EBガン22に投入した電力は
20kV,0.1Aなるものである。
A magnetic tape was prepared in the same manner as in Example 2 except that the protective film was formed by the thin film manufacturing apparatus using the EB gun as described above. The power applied to the cathode unit 9 when forming the protective film of the sample tape of the third embodiment was 8 W / cm 2 as in the second embodiment, and the power applied to the EB gun 22 was 20 kV, 0.1 A. It will be.

【0057】特性の評価 以上のようにして作成された実施例2,3、比較例3の
各サンプルテープについて、成膜された保護膜の接着性
を、保護膜成膜後に実験1で行ったのと同様にして評価
した。そして、各サンプルテープにおける評価結果を、
ボンバード処理の有無、放電電極17の有無、可撓性支
持体の送り速度と共に表2に示す。
Evaluation of Characteristics With respect to the sample tapes of Examples 2 and 3 and Comparative Example 3 produced as described above, the adhesion of the formed protective film was measured in Experiment 1 after forming the protective film. Evaluation was made in the same manner as in. And the evaluation results of each sample tape,
Table 2 shows the presence / absence of the bombarding treatment, the presence / absence of the discharge electrode 17, and the feeding speed of the flexible support.

【0058】[0058]

【表2】 [Table 2]

【0059】これより、どの製造装置によって作成した
保護膜も、接着性には問題がなかったが、カソードユニ
ット9の近傍に放電電極17又はEBガン22を配する
ことによって成膜速度が大幅に向上していることがわか
る。
As a result, the protective film formed by any manufacturing apparatus had no problem in adhesion, but by disposing the discharge electrode 17 or the EB gun 22 in the vicinity of the cathode unit 9, the film formation rate is significantly increased. You can see that it is improving.

【0060】そして、上述の実施例2,3及び比較例3
の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8mmV
TR 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。
Then, the above-mentioned Examples 2 and 3 and Comparative Example 3
The sample tape was measured for still durability and rust resistance. Still durability is measured by Sony 8mmV
Using a modified TR EV-S900, the still durability time was defined as the time when the output dropped from the reproduction output level by 3 dB or more.

【0061】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。 Δφs = (φs − φs ’)/φs ×100 (%) ・・・(1)
On the other hand, for the rust resistance, the measured value before the corrosion test is φ
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. Δφs = (φs−φs') / φs × 100 (%) (1)

【0062】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.

【0063】[0063]

【表3】 [Table 3]

【0064】表3より、実施例2,3のサンプルテープ
は、表2に示されたように著しく速い成膜速度で成膜さ
れたものであるにもかかわらず、スチル耐久性及び防錆
性にも優れたものとなっていることがわかる。
From Table 3, it can be seen that the sample tapes of Examples 2 and 3 were still film-formed at a remarkably high film-forming rate as shown in Table 2, but still durable and rust-proof. It turns out that it is also excellent.

【0065】[0065]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明の薄膜の製造方法を適用して、カソードユニットの近
傍にEBガン又は放電電極を配してスパッタリングを行
うと、成膜速度が向上する。また、磁気記録媒体の保護
膜形成に本発明を適用すると、生産性が向上するととも
に、耐久性に優れた磁気記録媒体とすることができる。
As is apparent from the above description, when the thin film manufacturing method of the present invention is applied and an EB gun or discharge electrode is arranged in the vicinity of a cathode unit and sputtering is performed, the film formation rate is increased. improves. Further, when the present invention is applied to the formation of the protective film of the magnetic recording medium, the productivity is improved and the magnetic recording medium having excellent durability can be obtained.

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

【図1】本発明に用いられる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 used in the present invention.

【図2】本発明に用いられる薄膜製造装置におけるカソ
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 in a thin film manufacturing apparatus used in the present invention.

【図3】本発明に用いられる薄膜製造装置におけるカソ
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 in the thin film manufacturing apparatus used in the present invention.

【図4】本発明に用いられる薄膜製造装置に配置された
放電電極を模式的に示す断面図である。
FIG. 4 is a cross-sectional view schematically showing a discharge electrode arranged in the thin film manufacturing apparatus used in the present invention.

【図5】本発明に用いられる薄膜製造装置の他の構成例
を示す模式図である。
FIG. 5 is a schematic diagram showing another configuration example of the thin film manufacturing apparatus used in the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

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・・・放電電極 18・・・ガス導入管 19・・・放電部 20・・・絶縁部 21・・・マグネット 22・・・EBガン 23・・・バルブ 24・・・ターボ分子ポンプ 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 ... Discharge electrode 18 ... Gas introduction tube 19 ... Discharge part 20 ... Insulation part 21 ... Magnet 22 ... EB gun 23 ... Valve 24 ... Turbo molecular pump

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 カソードユニット上に載置したターゲッ
トをスパッタすることにより薄膜を成膜する薄膜の製造
方法において、 前記カソードユニットの近傍に電子供給手段又は放電電
極を配し、カソードユニットに対して電子を補助的に供
給しながら又は放電を行いながら成膜を行うことを特徴
とする薄膜の製造方法。
1. A method of manufacturing a thin film in which a target placed on a cathode unit is sputtered to form a thin film, wherein an electron supply means or a discharge electrode is arranged in the vicinity of the cathode unit, A method for producing a thin film, characterized in that the film is formed while supplementarily supplying electrons or discharging.
【請求項2】 電子供給手段が電子銃であることを特徴
とする請求項1記載の薄膜の製造方法。
2. The method for producing a thin film according to claim 1, wherein the electron supply means is an electron gun.
JP9338593A 1993-04-20 1993-04-20 Production of thin film Pending JPH06306602A (en)

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2006501367A (en) * 2002-10-03 2006-01-12 テトゥラ・ラバル・ホールディングス・アンド・ファイナンス・ソシエテ・アノニム Apparatus for performing a plasma enhancement process

Cited By (2)

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JP4693414B2 (en) * 2002-10-03 2011-06-01 テトゥラ・ラバル・ホールディングス・アンド・ファイナンス・ソシエテ・アノニム Apparatus for performing a plasma enhancement process and method of use thereof

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