JPH11293455A - スパッタリング装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電極間の異常放電を軽減し、ドロップアウト
特性を向上させるスパッタリング装置を提供すること。 【解決手段】 対象物ＴＰに薄膜を形成する材料からな
るターゲット１５と、ターゲット１５上に磁場を形成す
るための磁界発生部１７、１８と、からなっているカソ
ード１５を有しているスパッタリング装置において、タ
ーゲット１５には、ターゲット１５上に形成される磁界
のうち高磁束領域に対応する部位に、凸部１９が形成さ
れている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、スパッタリング装
置の改良、特に、精度よく対象物に対してスパッタリン
グを行うスパッタリング装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】近年、磁気記録装置の大容量化、高速化
に伴い、磁気記録媒体と磁気ヘッド間の相対速度の高速
化が進んでいる。これにより、磁気記録媒体と磁気ヘッ
ドが接触して記録再生を行う接触型の磁気記録再生装置
においては、磁気記録媒体と磁気ヘッド双方に高い耐摩
耗性が要求される。従って、接触型の磁気記録媒体であ
る磁気テープにおいて、デジタルビデオカセット（以下
「ＤＶＣ」という）等の製品については、磁気テープの
磁性層表面にＤＬＣ（ダイアモンド・ライク・ア・カー
ボン）膜等の保護膜をスパッタリング等により成膜する
事により、耐摩耗性の向上を図っている。

【０００３】ここで図６には従来のスパッタリング装置
の一例の模式図を示しており、図６を参照してスパッタ
リング装置１について説明する。スパッタリング装置１
はアルゴンイオンが充填された真空内に配置されてい
て、ロール部２、カソード部３等からなっている。ロー
ル部２は正極に帯電しており、ロール部２の外周面には
対象物Ｗが巻き付けられている。ロール部２に対向する
位置にはカソード３が設けられていて、カソード部３は
負極に帯電している。カソード部３は薄膜を形成する材
料であるカーボンＣからなっているターゲット部３ａを
有している。

【０００４】ロール部２とカソード部３に電圧が供給さ
れると、ロール部２とカソード部３の間には電界が発生
する。これにより、カソード部３から電子が放出して、
充填されているアルゴンガスと衝突し、アルゴンイオン
が発生する。このアルゴンイオンがカソード部３側に引
きつけられ、ターゲット部３ａと衝突する。すると、タ
ーゲット部３からターゲット原子が飛び出し、対象物に
付着してカーボンの薄膜を形成する。

【０００５】しかし、上述したスパッタリング装置１に
おいてＤＬＣ膜を成膜する場合、成膜速度が低く、生産
効率が悪いという問題がある。そこで、いわゆるマグネ
トロンスパッタリング装置というものが知られている。
図７にはマグネトロンスパッタリング装置の一例を示し
ており、図７を参照してスパッタリング装置１ａについ
て説明する。図７のスパッタリング装置１ａが図１のス
パッタリング装置１と異なる点はカソード部の構造であ
る。図８と図９にはスパッタリング装置１ａのカソード
部の上面図及び断面図をそれぞれ示している。図８にお
いて、カソード部４はターゲット部５、マグネット６
ａ、６ｂ等からなっており、図９のターゲット部５の表
面にはマグネット６ａ、６ｂにより磁界が発生してい
る。

【０００６】図７に示すスパッタリング装置を用いる
と、電子は磁界と電界によりサイクロン運動することに
なるので、電子がアルゴンガスと衝突しやすくなる。よ
って、イオン濃度はサイクロン運動している電子の密度
と対応したものとなる。また、アルゴンイオンがターゲ
ット５に衝突してターゲット原子が放出するため、イオ
ン濃度がターゲット５のスパッタリングされやすい領域
に対応する。従って、サイクロン運動している電子の密
度が多い領域がターゲット５上でスパッタリングされや
すい領域となる。ここで、マグネット６ａ、６ｂの形成
する磁場の平行方向成分が大きい領域がサイクロン運動
している電子の密度が大きくなるので、磁場の平行成分
の下側の部分がスパッタリングされやすい領域（高磁束
領域）となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】上述したようにスパッ
タリング装置１ａにおいて、ターゲット５上で極端なス
パッタリング速度差が生じている。高レート領域におい
てターゲット原子は放射状に放出されるため、図１０に
示すようにターゲット５上のスパッタリングされにくい
領域（低磁束領域）にスパッタリングされないターゲッ
ト原子が付着する現象が生じる。付着したカーボンは付
着力が弱く、容易に剥離して、高レート領域に再付着す
る場合がある。これが、ロール部２とカソード部４との
間に異常放電が生じる原因となり、磁気テープにデータ
を記憶する際又は磁気テープからデータを取り出す際
に、磁性層の破損により情報を読み取り損なってしまう
（ドロップアウト）という問題がある。

【０００８】そこで本発明は上記課題を解消し、電極間
の異常放電を軽減し、ドロップアウト特性を向上させる
スパッタリング装置を提供することを目的としている。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的は、本発明にあ
っては、対象物に薄膜を形成する材料からなるターゲッ
トと、ターゲット上に磁場を形成するための磁界発生部
と、からなっているカソードを有しているスパッタリン
グ装置において、ターゲットには、ターゲット上に形成
される磁界のうち高磁束領域に対応する部位に、凸部が
形成されているスパッタリング装置により、達成され
る。

【００１０】本発明では、ターゲット上に凸部が形成さ
れており、この凸部は高磁束領域に対応する部位に設け
られている。そしてこのターゲットを用いてスパッタリ
ングが行われると、高磁束領域からターゲット原子が放
射状に放出して、ターゲットの低磁束領域に付着する。
このとき、低磁束領域に付着したターゲット原子が高磁
束領域に再付着するのを凸部を設けることで防止するこ
とができる。これにより、電極間の異常放電を軽減し、
ドロップアウト特性を向上させることができる。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明の好適な実施の形態
を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述
べる実施の形態は、本発明の好適な具体例であるから、
技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明
の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨
の記載がない限り、これらの形態に限られるものではな
い。

【００１２】図１には本発明のスパッタリング装置の好
ましい実施の形態を示す模式図であり、図１を参照して
スパッタリング装置１０について詳しく説明する。図１
のスパッタリング装置１０は、ロール部１１、巻出し部
１２、巻き取り部１３、カソード部１４等からなってい
る。巻出し部１１には薄膜形成の対象物である磁気テー
プＴＰが巻かれており、磁気テープＴＰはロール部１１
の外周面を通って、巻き取り部１３により巻き取られ
る。ロール部１２は電極の正極と接続されており、陽極
に帯電している。

【００１３】図２にはカソード部の概略斜視図、図３に
はカソード部の上面図、図４にはカソード部の断面図を
それぞれ示しており、図１乃至図４を参照してカソード
部１４について詳しく説明する。図１のカソード部１４
はロール部１１と対向するように設けられており、ター
ゲット１５、バッキングプレート１６、磁界発生部であ
るマグネット１７、１８等を有している。カソード部１
４はロール部１１と対向するように配置されており、電
極の負極側と接続されていて陰極に帯電している。図２
のターゲット１５はバッキングプレートである銅板１６
の上に設けられており、ターゲット１５の材料としては
例えばカーボン等の薄膜形成材料により形成されてい
る。

【００１４】図４の銅板１６の下側にはマグネット１
７、１８が配置されている。マグネット１８は図８と同
様にターゲット１５の中央部に配置されており、マグネ
ット１７はターゲット１５の外周側に矩形状に配置され
ている。図４において、マグネット１８からマグネット
１７に向かって磁束が発生しており、ターゲット１５の
表面上には磁束の閉ループが形成されている。この閉ル
ープに囲まれた領域が高磁束領域となる。ターゲット１
５の磁束の閉ループの領域には凸部１９が形成されてい
る。凸部１９は、例えば厚さ５（ｍｍ）になるように形
成されていて、後述するカーボン付着物が高磁束領域に
付着しないようにしている。

【００１５】次に図１乃至図４を参照してスパッタリン
グ装置の動作例について詳しく説明する。まず、図示し
ない筐体内を真空にして、その中にアルゴンガスを注入
し、筐体内が例えば約０．５（Ｐａ）になるようにす
る。その後、ロール部１１とカソード部１４に対して例
えば５００Ｖの電圧を供給し、ロール部１１を陽極にカ
ソード部１４を陰極に帯電させる。そして、磁気テープ
ＴＰが巻出し部１２から巻き取り部１３に巻かれてい
く。このとき磁気テープの大きさは例えば９００（ｍ
ｍ）×３００（ｍｍ）、厚さが１００（ｍｍ）のもので
ある。

【００１６】図１のロール部１１とカソード部１４との
間に形成されている電界により、カソード部１４側から
電子が放出する。電子は電界とマグネット１７、１８が
形成する磁界によりサイクロン運動をしてアルゴンガス
と衝突し、アルゴンイオンが発生する。そして、アルゴ
ンイオンがターゲット１５に衝突することにより、ター
ゲット１５からターゲット原子が放出される。ターゲッ
ト原子は電界の陽極側に当たるロール部１１に引きつけ
られてロール部１１の外周部に配置されている磁気テー
プＴＰに付着し薄膜を形成する。

【００１７】このとき、ターゲット原子は放射状に放出
されるため、ターゲット１５上の磁界外の部分に対して
がーゲット原子が放出され付着する場合がある。このタ
ーゲット原子は低磁束領域から高磁束領域に移動しよう
とするが、高磁束域には凸部１９が設けられているの
で、高磁束領域に再付着することを防止している。すな
わち、図５に示すように、凸部１９がカーボンの移動を
遮断して高磁束領域にターゲット原子が進入しないよう
にしている。これにより、ロール部１１とカソード部１
４の電極間に異常放電が生じることなく磁気テープＴＰ
に薄膜を形成することができる。よって、磁気テープＴ
Ｐのドロップアウト特性が向上し、磁気テープＴＰの品
質を向上させることができる。さらに、高磁束領域にお
いてはスパッタリングされやすく、ターゲットが消耗さ
れやすい。そこで、凸部１９を設けることで、スパッタ
リングされやすい部位にターゲット材料を多く設けるこ
とになり、ターゲットの寿命を延ばすこともできる。

【００１８】ところで、本発明は、上記実施の形態に限
定されない。上記実施の形態においては、ターゲットの
材料としてカーボンを使用しているが、それ以外の材料
で形成されているものにおいても本発明が適用できる。
また、図２において、カソード部１４は矩形状に形成さ
れているが、いわゆる丸形ターゲットであってもよい。
さらに、磁場発生素子としてマグネットを用いている
が、電磁石、電磁コイル等を用いてもよい。また、凸部
１９の大きさであるが、これはマグネット１７、１８の
磁力、マグネット１７、１８間の距離等の条件によって
異なるものであるが、これらの条件とターゲット原子の
付着度合い、ターゲット１５の消耗度等を考慮して、高
磁束領域にターゲット原子が付着しないように設定する
ものである。

【００１９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
電極間の異常放電を低減し、磁気テープのドロップアウ
ト特性を向上させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のスパッタリング装置の好ましい実施の
形態を示す概略構成図。

【図２】本発明のスパッタリング装置におけるカソード
部を示す概略斜視図。

【図３】本発明のスパッタリング装置におけるカソード
部のを示す背面図。

【図４】本発明のスパッタリング装置におけるカソード
部のを示す断面図。

【図５】本発明のスパッタリング装置においてスパッタ
リングを行った際のターゲット原子の付着した様子を示
す断面図。

【図６】従来のスパッタリング装置の一例を示す模式
図。

【図７】従来の別のスパッタリング装置の一例を示す模
式図。

【図８】従来の別のスパッタリング装置のカソード部を
示す背面図。

【図９】従来の別のスパッタリング装置のカソード部を
示す断面図。

【図１０】従来のスパッタリング装置においてスパッタ
リングを行った際のターゲット原子の付着した様子を示
す断面図。

【符号の説明】

１０・・・スパッタリング装置、１４・・・カソード
部、１５・・・ターゲット部、１７、１８・・・マグネ
ット（磁界発生部）、１９・・・凸部、ＴＰ・・・磁気
テープ（対象物）

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対象物に形成される薄膜の材料からなる
   ターゲットと、ターゲット上に磁場を形成するための磁
   界発生部と、からなっているカソードを有しているスパ
   ッタリング装置において、 ターゲットには、ターゲット上に形成される磁界のうち
   高磁束領域に対応する部位に、凸部が形成されているこ
   とを特徴とするスパッタリング装置。
2. 【請求項２】 凸部は、ターゲット上の低磁束領域に付
   着するターゲット粒子が高磁束領域内に付着しないよう
   に、所定の高さを有している請求項１に記載のスパッタ
   リング装置。
3. 【請求項３】 ターゲットは、カーボンからなる請求項
   １に記載のスパッタリング装置。