JPS62230975A - 薄膜形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の目的〕 （産業上の利用分野） この発明は移動する基体上に連続的に薄膜を形成する薄
膜形成装置に関する。

（従来の技術） 最近、高密度の記録を行なうものとして金属薄膜型の磁
気記録媒体が注目さｎており、（３ｏ−Ｎｉ斜方蒸着型
記録媒体やＣｏ−Ｃｒ垂直磁気記録媒体を移動する基体
上に連続的に形成する真空蒸着装置やスパッタ装置等が
開発されている。

この記録媒体は耐食性、耐久性を高めるため（こ、その
上に酸化物、炭化物、窒化物、有機物又はこれらの２つ
以上から成る化合物又は混合物薄１１すからなる保護膜
を形成することが試みられている。これらの保護膜の薄
膜形成速度制御は金属薄膜の薄膜形成速度制御に比べて
離しいとされている。しかも、保護膜の膜厚の変化が耐
久性、耐候性および記録貴生時の磁気ヘッドと媒体間の
スペーシングに関して大きな影響を訃よぼすことから高
精度の膜厚制御を連続して行なうことが要望されている
。

従来、保護膜の膜厚制御用の膜厚モニターとして水晶振
動子を用いたものが知られているが、このものは多量の
物質を連続して蒸着又はスパッタする場合に寿命が著し
く短くなる問題を有している。そこで一般的には水晶振
動子の寿命を延すためにシャッタを用いて断続的に作動
させるか、あるいは水晶振動子を蒸着・スパッタ源から
離して蒸着又はスパッタの影響を受は難くし水晶振動子
の耐久性を高める必要がある。

ところが、このようにすると膜厚の急激な変化に対して
全く対応することができなくなることがあり、またモニ
タ一部での形成速度が著しく小さくなるために残留ガス
の影響を受は易い材料では実際の膜との間に膜質の差異
等が生じ得る為膜厚の正確な測定を行なうことができな
くなり膜厚の制御が極めて困難になる。

現在では、上述の水晶振動子型モニタの問題点を解消、
するものとして原子吸光を利用した膜厚モニタが知られ
ている。しかし、このものはスパッタ又は蒸発した物質
を検出するものであり、膜の堆積速度が基体温度等に依
存するような場合には、膜厚を正確に測定することがで
きず膜厚の制御が極めて難しくなる等の問題を有してい
る。

（発明が解決しようとする問題点） 上記した如く、水晶振動子型モニタにあっては、膜厚の
急激な変化に対応できず膜厚の正確な測定ができない問
題を有している。また、原子吸光を利用上た膜厚モニタ
にあっては、実際の膜への堆積速此が基体の状態に依存
することがら膜厚を精度良く測定することができない問
題を有している。

そこで、本発明は以上の問題点に着目してなされたもの
で、移動する基体上に形成された金属薄膜上に酸化物、
炭化物、窒化物ｊ有機物またはこ口らのン２Ｑ以上から
な゛る化合物または混合物からなる薄膜を連続的かつ高
精度に制御することができる薄膜形成装ｆ！ｔを提供す
ることを目的とする。

〔発明の構成〕

（問題点を解決するための手段と作用）本発明の薄膜形
成装置では移動する基体上ｆこ連続的に形成された金属
薄膜上の少なくとも一部に酸化物、炭化物、窒化物、有
機物又はこれらの２つ以上からなる化合物ならびに混合
物の上層薄膜を連続的に形成する際に、上記金属薄膜の
みが形成さｎ、ている領域に光を入射させてその反射強
度Ｉｔｓを測定し、かつ上記上層薄膜が形成された領域
に光を入射させてその反射強度１２ｔを測定し、これら
の反射強度ＬｔとＩ１１との間に工ｔ　２　＝Ａ１１　
ｔ　−ＢＩｚｔ＋Ｃがほぼ一定となるように上記上層薄
膜の形成速度を制御することを特徴とする。

この発明の薄膜形成装置によれば、反射強度差１１２”
１１Ｉ−Ｉ１１と膜厚の関係は金属薄膜での反射率およ
び上層薄膜での反射率に依存し、その関係を再現性良く
祷ることができる。このことから、連続的に金属薄膜上
に上層薄膜を形成する際に連ｅ的に膜厚を評価すること
が可能となり、反射強度差工１１が一定になるように膜
形成条件、例えば膜形成速度、基体の送り速度、投入電
力′を等を制御することにより、上層薄膜の膜厚そ一定
にすることができる。

（実施例） 以下、図面を参照してこの発明の一実施例を説明する。

第１図は本発明を連続スパッタ装置に適用させた第１実
施例を示すものである。図において１は図示しない移送
手段により所定の方向に走行される基体で、この基体１
の走行路上流側に金属薄膜２を基体１上に連続的に形成
するＤｏスパッタ源３が配設されており、その下流側に
酸化物、炭化物、窒化物、有機物又はこれらの２つ以上
から成る化合物あるいは混合物から成る比較的透過率の
筒い上層薄＃４を金属薄膜２上（こ連続的に形成するＲ
、Ｆスパッタ源５が配設さ几ている。この実施例では基
体１のほぼ全体に金属薄膜２が形成されるとともに、こ
の金属薄膜２の一部分（こ上層薄膜４が形成される。

次に１基体１の走行方向と直交する仮想直線上又はその
近傍の２点にて、第２図に示すように金属薄膜２のみが
形成さｎている領域２０１と、上層薄膜４が形成されて
いる領域４０１に光源６，７から強度工。に制御さｎた
光を入射させる。この場合、各領域２０１，４０１に照
射する光の強度は夫々異なっていても良い。そして、領
域２０１からの反射強度Ｉ１１と領域４０１からの反射
強度Ｉｔ２を強度計８，９により測定し、反射強度差１
１２二１１ｍ−Ｉ！２がほぼ一定となるように図示しな
い制御手段により膜形成条件例えば基体工の走行速度や
ＲＦスパッタ源５の投入電力を制御する。

ちなみに、反射強度差Ｉｔｚは比較的に透過率の高い膜
の膜厚に対しては重量分析、エリプソメータ、又は硬い
基体１を使用した場合ｌこはタリステップ等に代表さｎ
る膜厚計により校正曲線を求めた結果、第３図に示すよ
うな関係にあることが判明した。なお、反射強度差１１
ｔと膜厚の関係は、金属薄膜２での反射率ならびに上層
薄膜４での反射率に依存するため、膜の種類を変えると
きには前記較正方法のいずれかの手段を用いて較正しな
おす必要がある。このようにして較正が適切に行なわれ
ると、第３図に示すように光の反射強度差■、と膜厚の
関係は再現性良く得られる。

この装置は光の干渉を利用して膜厚を検出する方法をと
っているため、酸化物、炭化物、窒化物、有機物、又は
これらの２つ以上からなる化合物又は混合物から成る比
較的光の透過率の高い膜に適合し、かつ膜厚が比較的薄
いものに適している。

なお、上記第１実施例では領域２０１と４０１からの反
射強度１１１．■！、を適当に増幅して１１１　＝Ａ工
１１　−Ｉ、ｔ−ＢＩｔ、　（但しＡ、ＢはＯでない適
当な定数）とし、一定となるように図示しない制御手段
により例えば基体１の走行速度やＢＰスパック源５の投
入電力を制御することも可能である。さらに、適当な定
数を加えた反射強度差Ｉ１２＝ＡＩ１１　＝：ＡＩ、１
−Ｂｌ、＋０　　（但しＣはＯを含む適当な定数）によ
り制御することもできる。

したがって、このような構成によｎば、連続的に金山薄
膜２の上に比較的透過率の高い上層薄膜４を形成する際
に、比較的透過率の問い膜からの反射強度を測定し、そ
の結果を膜形成装置にフィードバックして基体１の走行
速度あるいは膜形成の為の投入電力等を制御することに
より、膜厚モニターの寿命に左右さｎず、膜厚の急激な
変化にも適切に対応した膜厚制御が可能である。

また、下地金属薄膜２からの反射強度Ｉｌｌと上層薄膜
４からの反射強度Ｉ２２の差工１１　　Ｉｔｚが一定と
なるように膜形成条件を制御することにより、基体１あ
るいは金属薄膜２表面のわずかな変化により上層薄膜４
の界面における反射率が変化しても常に信頼性の尚い膜
厚計価をなし祷るため、上層薄膜４の膜）！！、を高精
贋に制御することができる。特に金属薄膜型の磁気記録
媒体においては磁性膜上の耐久性、耐食性を向上させる
保訛膜を形成する際に、保護膜の薄膜形成速度を容易に
制御できる有効な手段である。

しかも、金属薄膜２からの反射強度■□と上層薄膜４か
らの反射強度工１１を同時に測定することにより、光源
と薄膜との距離との距離や基体１の走行速度等の変動の
影響を受けることがないため、装置を簡単化し、かつ信
頼性の高いＲ１厚制御を行なうことができる。

次に第４図は本発明の第２実施例を示すもので、彫工実
施例と同一部分には同等符号を配して説明を省略する。

この第３実施例の場合は、金属薄膜２のみが形成される
ＤＣスパッタ源３の下流領域２０１と上層薄膜４が形成
される几Ｆスパッタ源５の下流領域４０１に、強度Ｉ。

に制御された光を入射させる光源６，７と各領域２０１
．４０１　　からの反射強度工１１　ｐ　工１１　　を
測定する強度計８．９−’）所定の距離りだけ離して配
設しである。

すなわち、この実施例では時刻１−−（但しＶは基体１
の走行速度）ｌこ領域２０１に強度Ｉ、の光を入射し、
時刻ｔに領域４０１に強度工。の光を入射さの強度は夫
々異なっていても良い。そして、これ度肝８，９により
測定し、反射強度差ｌ５ｔ（ｔ）＝Ｉ。

い制御手段により膜形成条件を制御するようにしている
。

したかって、このような構成によっても上記第１実施例
とほぼ同様の作用効果を挙げることができる。

なお、この発明は上記各実施例に限定されるものではな
く、要旨を変更しない範囲において種々変形して実施す
ることができる。

本発明によればより複雑な反射強度工Ｉｆ　ｔ　”＠ｔ
を独立な変数としたｆ　（入ｔ　、Ｔ−ｈｔ　）に設定
し、これで［Ｊ’Ｊを制御することも可能である。

〔発明の効果〕

以上述べたように本発明によれば金属薄膜からの反射強
度工ＩＳと上層薄膜からの反射強度工１１との間にＩ、
　、　＝ＡＩ、　、　−Ｂ　Ｉ、ｔ＋Ｏがほぼ一定とな
るようを提供することができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す概略的な構成図、第
２図は同実施例の測定方法を示す説明図、第３図は同実
施例の較正曲線を示す説明図、第４図は本発明の第２実
施例を示す概略的な構成図である。 １・・・基体　　　　　　２・・・金属薄膜３・・・Ｄ
Ｃスパッタ源　４・・・上層薄膜５・・・ＲＦスパッタ
源　　６，７・・・光源８．９・・・強度計 第１　図 第２図 ２ンダブ３吏ソｒＸ　（グＥ−−イたノムノに５３図 第４図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）移動する基体上に金属薄膜を連続的に形処し、こ
   の金属薄膜上の少なくとも一部に酸化物、炭化物、窒化
   物、有機物又はこれらの２つ以上からなる化合物ならび
   に混合物の上層薄膜を連続的に形成するとともに、 上記金属薄膜のみが形成されている領域に光を入射させ
   てその反射強度Ｉ＿１＿１を測定し、かつ上記上層薄膜
   が形成された領域に光を入射させてその反射強度Ｉ＿２
   ＿２を測定し、これらの反射強度Ｉ＿１＿１とＩ＿２＿
   ２との間にＩ＿１＿２＝ＡＩ＿１＿１−ＢＩ＿２＿２＋
   Ｃ（但しＡ、Ｂは０を含まない定数、Ｃは０を含む定数
   とする。）がほぼ一定となるように上記上層薄膜の形成
   速度を制御する機能を具備したことを特徴とする薄膜形
   成装置。
2. （２）金属薄膜と上層薄膜からの反射強度は基体の走行
   方向と直交する仮想直線上又はその近傍の２点にて測定
   することを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜
   形成装置。
3. （３）金属薄膜と上層薄膜からの反射強度は基体の走行
   方向に所定の距離だけ離れた地点にて測定することを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載の薄膜形成装置。