KR100281340B1 - 탄소를 스퍼터링하기 위한 장치 및 방법 - Google Patents

탄소를 스퍼터링하기 위한 장치 및 방법 Download PDF

Info

Publication number
KR100281340B1
KR100281340B1 KR1019970701840A KR19970701840A KR100281340B1 KR 100281340 B1 KR100281340 B1 KR 100281340B1 KR 1019970701840 A KR1019970701840 A KR 1019970701840A KR 19970701840 A KR19970701840 A KR 19970701840A KR 100281340 B1 KR100281340 B1 KR 100281340B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
sputtering
target
film
carbon
anode
Prior art date
Application number
KR1019970701840A
Other languages
English (en)
Inventor
태선 이. 김
형 제이. 리
야오-쭝 알. 찌
존 씨. 브루노
로버트 비. 쥬벡
데니스 알. 홀라스
Original Assignee
윌리암 엘. 허드슨
시게이트 테크놀로지 엘엘씨
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 윌리암 엘. 허드슨, 시게이트 테크놀로지 엘엘씨 filed Critical 윌리암 엘. 허드슨
Application granted granted Critical
Publication of KR100281340B1 publication Critical patent/KR100281340B1/ko

Links

Images

Classifications

    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C23COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
    • C23CCOATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
    • C23C14/00Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material
    • C23C14/06Coating by vacuum evaporation, by sputtering or by ion implantation of the coating forming material characterised by the coating material
    • C23C14/0605Carbon
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • GPHYSICS
    • G11INFORMATION STORAGE
    • G11BINFORMATION STORAGE BASED ON RELATIVE MOVEMENT BETWEEN RECORD CARRIER AND TRANSDUCER
    • G11B5/00Recording by magnetisation or demagnetisation of a record carrier; Reproducing by magnetic means; Record carriers therefor
    • G11B5/84Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers
    • G11B5/8408Processes or apparatus specially adapted for manufacturing record carriers protecting the magnetic layer
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01JELECTRIC DISCHARGE TUBES OR DISCHARGE LAMPS
    • H01J37/00Discharge tubes with provision for introducing objects or material to be exposed to the discharge, e.g. for the purpose of examination or processing thereof
    • H01J37/32Gas-filled discharge tubes
    • H01J37/34Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering
    • H01J37/3402Gas-filled discharge tubes operating with cathodic sputtering using supplementary magnetic fields
    • H01J37/3405Magnetron sputtering

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Analytical Chemistry (AREA)
  • Manufacturing Of Magnetic Record Carriers (AREA)
  • Physical Vapour Deposition (AREA)

Abstract

자기 박막 기록 매체용 탄화수소 탄소막은 아르곤과 탄화수소 가스를 함유하는 분위기에서 교류 마그네트론 스퍼터링에 의해 제조된다. 타겟은 사이클적으로 스퍼터에 나란히 배치되며 교류전류에 따라 축적된 전하를 방전시킨다. 타겟사이의 차폐는 소정시간에 애노드 쪽으로 전자를 전달한다.

Description

탄소를 스퍼터링하기 위한 장치 및 방법
Al2O3, Si3O4, SiO2및 탄소와 같은 유전체 막은 다양한 기술적 응용을 갖는다. 이들 응용은 자기 헤드에 대해서 뿐만 아니라, 집적 회로에 대한 내부 층 및 자기 광학 매체에 대한 오버층의 보호 막으로서 이들 막을 사용하고 있다. 고도의 기술 응용에서 이들 막의 광범위한 사용과 그런 응용을 위한 막 특성의 정확한 제어에 대한 필요성의 관점에서, 신속하며, 높은 수율 및 높은 수율을 가진 용이한 제조 방법을 구현하는 막 제조 과정이 매우 바람직하다.
스퍼터링 기술은 이들 막을 증착하는데 사용되고 있다. 예를 들어, 미국특허 제 4,737,419호는 자기 입자를 포함하는 자기 기록 층위에 사용하는데 적합한 탄소 오버막을 유기적인 결합체에 증착하기 위한 직류 마그네트론 스퍼터링 공정에 관한 것이다.
일반적으로 유전체 물질의 직류(dc) 마그네트론 스퍼터링은 경제적인 흡입률로서 막을 증착할 수 있지만, 비-전기적 전도 유전체 물질을 스퍼터링 타겟으로의 재증착은 아킹을 야기할 수 있다. 아킹은 스퍼터링을 방해할 수 있고, 미립자의 오염을 생성하며, 타겟을 손상시킬 수 있기에 바람직하지 않다.
직류(dc)전력을 교류(ac)전원으로의 대치하는 것은 유전체 타겟상에 쌓인 비교적 단명의 전하로 인해 아킹을 감소시키거나 제거하는 것으로 알려져 있다. 예를 들어, 레이볼드의 전자 뉴스지(1994년.1월.5호.14-17페이지)에는 Si3N4를 스태틱 기판에 증착하기 위한 중간 주파수 반응 스퍼터링 공정을 기술하고 있다. 또한, 쉬에러드등의 “유전체층의 반응 교류 마그네트론 스퍼터링”이라는 논문에서는, Al2O3, Si3O4및 SiO45O27N28의 교류 반응 마그네트론 스퍼터링을 교시하고 있다. 이들 각각의 논문에서, 마그네트론은 나란히 위치되며, 40kHz로 작동하는 중간 주파수 10kW 전원과 결합된다. 전력은 축적된 전하를 방전시키기 위해 각각의 마그네트론이 캐소드로 사이클의 1/2와 dc-전도 애노드로 나머지 1/2에 대하여 작용될수 있도록 마그네트론사이에서 분리됨으로써, 연속적인 스퍼터링을 유지하면서도 아킹의 확률을 감소시키게 된다.
교류 마그네트론 스퍼터링 공정은 탄소막을 증착하는데 사용되고 있다. 예를 들어 미국특허 제4,778,582호는 자기 박막 기록층위에 스퍼터링된 탄소막에 관한 것이다. 200Å 탄소막이 RF전원장치로 부터 250W로 공급된 단일 흑연 타겟을 이용하여 아르곤과 수소의 분위기에서 접지된 기판상에 형성되어 있다. 교류 마그네트론 스퍼터링에서 고 주파수 전원의 사용은 초당 사이클의 수와 아킹에 대한 전위로 인해 축적된 전하의 수명을 감소시키는 경향이 있는 반면, 그러한 전원은 상대적으로 값이 비싸다. 또한 전원 장치에 의해 발생된 고 주파수 잡음으로부터 스퍼터링 장치의 광벙위한 차폐는 스퍼터링 공정의 장애를 최소화하는데 요구된다.
때로는 특정 방향을 가진 스퍼터링 플럭스만이 기판에 증착되는 것이 요구된다. 예를 들어, 자기 박막 기록 층으로 작용하는 막의 증착시에, 비스듬히 입사하는 스퍼터링 플럭스는 증착된 막의 형태 또는 두께에 있어서 현저한 불균질성을 야기할 수 있다. 막의 이런 특성 변화는 막 성능의 변화를 야기할 수 있어서 바람직하지 못하다. 이런 문제 해결을 위한 한가지 접근은 마그네트론과 코딩될 기판의 표면사이의 공간에 개재되는 표면을 가진 차폐물로 스퍼터링 챔버를 고정시키는 것이다. 이 차폐면은 기판에 대해 특정 입사각을 갖는 스퍼터링 흐름이 기판에 증착되도록 비스듬히 입사하는 스퍼터링 흐름을 차단시키게 된다. 따라서, 막 형태가 조정될 수 있다.
사용시에, 이 차폐물은 각각의 마그네트론 둘레로 또는 상기 마그네트론으로 부터 스퍼터링 타겟과 기판사이의 위치로 연장되도록 위치된다. 평면 마그네트론에 대하여, 예를 들어 차폐물은 전형적으로 원주형으로 각각의 마그네트론을 프레임하고 기판 표면과 마주하는 개구를 가지는 직사각 구조를 형성하도록 배치된 패널이다. 여러 구조의 플랜지는 차단된 플럭스의 양을 증가시키기 위해 각각의 차폐물로부터 기판 표면쪽으로 연장될 수 있다.
스퍼터링 장치에서 종래의 차폐물의 이용에 대한 단점은 기판으로의 막 증착 속도가 경제적인 관점에서 수용할 수 없는 낮은 레벨로 감소될 수 있다는 점이다. 감소를 방해하기 위해 스퍼터링 공정 계수를 조절할 수 있지만, 이 계수의 조절은 막이 원래 요구한 목적으로 이용되지 않을 때까지는 증착된 막의 성질에 영향을 줄 수 있다.
또한 탄소막은 아르곤 및 수소 또는 여러 탄화수소 가스의 존재하에서 흑연 타겟으로부터의 반응성 스퍼터링이나 탄화수소 가스의 플라즈마에 의해 형성된다. 그런 반응성 공정에 의해, 증착이 요구되는 표면과 가스 환경사이에서 반응의 위치와 반응체의 화학적인 분해의 조절의 어려움 때문에 요구하는 특성을 가진 막을 일관성 있게 형성하기가 곤란하다. 다른 단점은 이로부터 부가의 스퍼터링을 억제하는 타겟상에 절연막의 생성을 포함하고, 기판 또는 혼합물로 오염물이 증착되거나 형태의 불균질성이 야기된다는 것이다.
또한, 일본 공개 특허 제60- 157725호의 추록에는 가스 탄화수소를 포함하는 분위기에서 중합된 탄화수소 막의 스퍼터링을 개시하고 있다. 일반적으로 그러한 중합된 막은 자기 박막 기록 매채용 보호 막에 대한 현재의 규정을 만족하기가 어렵다.
본 발명은 자기 기록 디스크의 제조를 위한 장치 및 방법에 관한 것으로, 특히 수소화 탄소막의 보호 막을 갖는 디스크의 제조를 위한 장치 및 방법에 관한 것이다.
제1(a)도는 본 발명에 따른 스퍼터링 장치의 단면도.
제1(b)도는 본 발명에 따른 장치를 위해 구멍이 형성된 차폐물의 측면도.
제2도는 가스 흐름율과 압력의 함수로서 탄소막에 대한 라만 G 밴드 피크의 변화 그래프.
제3도는 가스 흐름율과 압력의 함수로서 탄소막 두께의 변화 그래프도.
제4도는 자기 기록 디스크에 대한 CSS 성능으로 온도의 효과를 나타낸 도면.
본 발명은 종래의 이들 및 다른 단점을 해결하는 것을 목적으로 한다.
따라서, 본 발명의 목적은 탄소와 같은 유전체 물질의 막을 용이하게 조절하고 또한 상기 유전체 물질의 막을 스퍼터링하기 위한 효과적인 장치 및 방법을 제공하는 것이다.
본 발명의 다른 목적은 교류 전류 마그네트론 스퍼터링에 의해 형성된 유전체 막의 증착 속도를 강화하기 위한 것이다.
본 발명의 부가 목적은 유전체 물질을 스퍼터링할 때 아킹의 가능성을 감소시키기 위한 것이다.
본 발명의 부가 목적은 스퍼터링된 막의 특성에 쉽게 맞추기 위한 것이다.
본 발명의 이들 목적과 다른 목적은 본 발명에 의한 장치 및 방법을 통해 이루어지는데, 인접한 마그네트론은 교류 전원 장치의 주파수에 따라 스퍼터링 캐소드로서 작용하고 나서 애노드로서 작용하며, 플라즈마내의 전자는 마그네트론사이의 구멍이 형성된 배플을 통해 애노드로 향하는 전자의 방향에 의해서 스퍼터링 타겟에 가깝게 유지된다.
본 발명에 따른 장치는 서로 인접하여 위치하며 막의 증착을 위해 공통 스퍼터링 영역으로 작용하는 타겟을 가지면서 스퍼터링 챔버내에 위치되는 한 쌍의 마그네트론과; 상기 쌍내의 각각의 타겟이 교류 전류의 주파수에 따라 스퍼터링 캐소드로 작용하고 나서 애노드로 번갈아 작용할 수 있도록 마그네트론에 연결된 교류 전원 장치; 및 마그네트론 사이에 위치하며, 타겟이 스퍼터링 캐소드와 애노드로서 교체될 때 전자를 애노드에 전달되도록 위치된 구멍을 갖는 차폐수단을 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 진공 상태에서 나란히 위치된 탄소-함유 타겟을 제공하는 단계; 스퍼터링을 유지할 수 있는 압력을 위해 진공 상태로 가스를 흐르게 하는 단계; 매체상에 탄소막을 형성하기 위해 타겟으로부터 사이클적으로 스퍼터링하는 단계; 및 스퍼터링중에 타겟사이에서 전자의 이동을 강화하기 위해 타겟사이에 구멍을 제공하는 단계를 포함한다.
본 발명에 따른 방법은 상기 타겟이 교류 주파수에 따라 스퍼터링 캐소드와 애노드로서 계속 작용하도록 인접한 타겟에 교류 전력을 제공하는 단계; 및 상기 막의 스퍼터링 율을 강화하기 위해 상기 타겟 사이에 전자를 전달하는 구멍이 형성된 배플에 의해 재공된 차폐 조건하에서 상기 타겟을 지나 기판이 이동하는 단계를 포함한다.
유전체 막은 제1(a)도 및 제1(b)도에 예시된 바와 같이 본 발명의 장치에 따른 스퍼터링 장치를 이용하여 증착될 수 있다.
일반적으로, 이 장치(10)는 마그네트론 스퍼터링에 이용되는 종래의 요소를 포함한다. 그 종래의 요소로는 스퍼터링 챔버(12)와, 상기 챔버의 측면을 따라 위치되며 증착될 물질로 구성된 타겟(16)을 가진 한 쌍 또는 그이상의 쌍의 마그네트론(14)과, 스퍼터링 가스를 도입하기 위한 가스 분배 라인(18)과, 클라우스 쉬에 그라프에 의해 소개된 박막 증착 공정과 기술 서적(노이스 출판사, 1988년 291-317페이지)에 기술된 바와 같이 캐리어(24)의 기판(22)에 증착하기 앞서 낮은 각의 스퍼터링 플럭스를 차단시키기 위한 차폐물(20)을 포함한다. 제1(a)도에 나타내지 않은 부가의 마그네트론, 차폐물 및 가스 분배선은 기판의 개개의 측면에 막을 증착하기 위해서 스퍼터링 챔버내에 위치될 수 있다.
본 발명에 따른 장치에서, 마그네트론이 챔버의 측면에 서로 나란히 인접해 있으며, 개개의 쌍은 교류 전원 장치(26)와 결합된다. 상기 마그네트론 쌍에 공급되는 전류의 주기적 특성 때문에, 반 사이클동안 상기 쌍의 스퍼터내의 개개의 타겟, 즉 마그네트론은 캐소드로 작용하며, 한편 다른 반 사이클동안에는 마그네트론이 축적된 어떤 전하를 방전시키는 애노드로서 작용한다. 바람직하게 교류 전력은 아킹의 확률을 감소시키기 위해 전하 축적이 일어나는 동안의 주기가 매우 짧아지도록 충분한 고주파수를 갖는다. 하지만 라디오와 다른 고주파수 전력 공급에 의해 필요한 광범위한 차폐를 요구할 정도로 그렇게 높지는 않다. 알맞은 전원 장치는 포트 콜린스 코포레이션의 어드밴시드 에너지 컴퍼니에 의해 제조된 10 kW 중간 주파수 전력 모델 PE 10K이다. 이 전원 장치로부터 스퍼터링 챔버의 차폐는 불필요하다.
낮은 각의 플럭스를 차단시키는 차폐물에 부가하여, 본 발명에 따른 스퍼터링 장치는 제1(b)도에 나타낸 바와 같이 다수의 개구(30)를 가진 구멍이 형성된 차폐물(28)을 갖는다. 개구형 차폐물은 예를 들어 브라켓(32)에 의해 스퍼터링 챔버의 도어(34)에 설치될 수 있으며, 결합된 타겟사이에 위치되어 타겟과 동일 평면으로 향한다. 개구는 구멍이 형성된 차폐물의 수직축에 대해 횡방향이 되며, 이에 따라 사이클동안 소정 시간에 애노드로서 작용하는 상기 쌍의 적절한 타겟에 전자를 전달하기 위해 마그네트론 사이의 채널을 통해 제공된다.
차폐물의 크기와 개구의 수는 이용된 마그네트론의 크기와 요구하는 차폐물의 정도에 의존한다. 크기 12.8 Cm x 5.0 Cm x 86.5 Cm(길이x폭x높이)를 가진 개구형의 차폐물에서, 횡 방향 경로가 타겟사이의 전자 이동을 위해 제공되도록 차폐물의 길이에 따라 7개의 개구 1.9 Cm x 9.6 Cm를 갖는 것이 유용하다. 개구형 차폐물은 스테인레스 스틸과 같은 물질로 구성될 수 있다.
증착은 마그네트론을 지나 이동되는 스태틱 기판이나 기판에 대해 이루어 질 수 있다.
스퍼터링된 막의 특성은 가스 흐름율과 같은 공정 계수와 스퍼터링 압력에 의해 영향을 받을 수 있다. 이런 공정 계수의 변화로 인한 탄소막의 특성 효과는 표 1에 요약하였다. 표 1의 탄소막은 1100Å Cr 및 520Å CoCrTr막이 190℃로 이미 증착되어 있는 95mm 니켈-알루미늄 평판 디스크상에 증착되어 있다.
[표 1]
Figure kpo00001
* V%H 와 서로 관련된 광학 특성에 의해 결정됨.
** 10,000사이클에 걸쳐 70% MIG 헤드, 2¼ 마이크로인치 비행높이, 4.75 그램 평균 로드, 평균둘레온도 69℉, 28% 평균관계습도를 가진 CSS성능
마모(wear) 성능은 라만 G 밴드 피크 위치와 관련하여 나타내었다. 다결정의 흑연은 약 1357Cm-1과 1580Cm-1에서 밴드(“G밴드”)를 갖는다. 데이타는 1357Cm-1과 1580Cm-1사이에서 G밴드 피크 위치를 갖는 막이 표 1에 도시한 바와 같이 양호한 CSS성능을 갖는다고 제안하였다. 모델링 연구는 G밴드 피크 위치가 제2도에 도시한 바와 같이 흐름율과 압력에 의해 온도의 효과보다 더 작은 크기로 영향을 받는다고 제시하였다.
제3도는 가스 흐름율과 스퍼터링 압력에서 탄소막 두께의 변화에 대한 정성적인 모델링 연구 결과를 그래픽으로 나타낸다. 이 도면에서 알 수 있는 바와 같이, 점차적으로 두께막은 흐름율의 증가에 의해 같은 기간에 증착될 수 있다. 압력을 증가시키는 것은 막 증착율을 감소시키는 경향이 있다.
또한, 경도는 스퍼터링 공정 계수에 따라 변화한다. 탄소막내에서 약 15-50v%의 수소 함량은 자기 광학 기록 매체용 막에 대해 알맞은 막의 경도와 관련한다. (이 값은 측정된 광학적 특성이 수소 함유물과 상호 관련하고 있는 N&K 탄소막 분석기를 이용한 분석에 기초한다). 이것은 특히 자기 박막 기록 매체용 탄소막에 대해 흡입특성이 있으며, 스퍼터링 불활성 가스(예, 아르곤)에 부가하여 수소가스 또는 탄화수소의 존재하에서 스퍼터링을 수행하기 위해 요구될 수 있다. 특히, 수소화된 탄소막은 15 v%에틸렌을 가진 아르곤의 분위기에서 본 발명의 교류 마그네트론 스퍼터링 방법에 의해 형성된다.
내부 막 응력은 스퍼터링된 막의 이용에 중요한 역할을 한다. 예를 들어 자기 박막 기록 매체용 탄소막으로 알맞을 성능에 대한 막의 상태를 억압하는 높은 압력이나 높은 장력을 방지하는 것이 바람직하다.
위에 놓인 탄소막이 증착되는 온도는 기판상에 이미 증착된 층(예, 핵형성 또는 자기박막 기록층)에 대한 가열 조건에 의해 상당히 영향을 받을 수 있다.
특히, 증착이 일어나는 온도는 막 특성을 결정할 때에 중요한 역할을 할 수 있다. 예를 들어, CoCrTa 자기 기록 층위에 탄소막을 증착하는 것이 요구될 수 있다. 그러나, 자기 막이 증착되는 온도는 탄소층의 연속 증착에 악영향을 줄 수 있다. 따라서, 자기 증착후와 탄소막의 증착전에 기판을 냉각시키는 것이 바람직하다.
제4도는 2그룹의 자기 기록 디스크에 대해 15000사이클에 대한 상대 CSS 성능을 나타낸다. 제1 그룹에서 200Å 탄소막은 190℃에서 기판(니켈 도금된 알루미늄-마그네슘/550Å Cr/500Å CoCrTa)에 증착되며, 제2 그룹에서 탄소막은 140℃에서 기판위에 증착된다. 디스크는 18Å, 21Å, 24Å 및 27Å의 PEPE 층으로 매끄럽게 된다. 탄소막이 140℃에서 증착되어 있는 디스크는 상대적으로 너 낮은 전체 평균과 평균 피크 스틱션 값을 가졌으며 더 좋은 흡입 CSS성능을 가졌다.
다음의 예 1은 수소화된 탄소막을 자기 박막 기록 매체에 증착하기 위한 본 발명에 따른 방법을 나타낸다.
[예 1]
증착 시스템은 미국 특허출원번호 제 07/681,866호(1991.4.4)와 미국 특허출원번호 제08/121,959호(1993.9,15)에 개제되어 있는 인-라인 스퍼터링 시스템이다. 이들 두개의 출원은 본 발명의 양수인에게 양도되었고 참조를 위해 인용된다. 탄소 스퍼터링 챔버에서, (오하이오주 그로브시의 토소 스페셜티 메탈 디브 인코레이티드에 의해 제공된) 99.9wt% 의 흑연 타겟을 가진 2개의 평면 마그네트론(90 Cm x 13.75 Cm x 1.81 Cm)이 기판 이동선을 따라 서로 인접하여 장착된다. 개개의 쌍의 타겟은 6.1 Cm 떨어져 있다. 마그네트론은 낮은 각의 차폐물과, 개개의 측면을 따라 3개의 가스 분배 포트에 둘러 쌓여 설치되어 있다. 구멍형 차폐물(12.8 Cm x 5.0 Cm x 86.5 Cm)은 결합된 마그네트론 사이에 위치된다. 7개의 개구(1.9 Cm x 9.6 Cm)는 구멍형 차폐물의 길이에 따라 위치된다. 개개의 타겟 쌍에 대한 전원 장치는 개개의 타겟에 10kW 최대 교류를 공급할 수 있는 어드밴시드 에너지 모델 PE 10 K이었다.
스퍼터링은 15v% 에틸렌을 가진 아르곤의 가스 혼합물로 후면충진된 진공의 스퍼터링 챔버에서 수행되었다. 이 챔버는 약 10 미크론(10mTorr)의 스퍼터링 압력을 제공하기 위해 타겟당 약 36sccm으로 흐르는 캘리포니아주 프리몬트의 스코트의 스페셜티 가스에 의해 제공된다. 약 7kW는 40kHz의 주파수에서 개개의 타겟에 인가된다.
1100Å Cr과 520ÅCoCrTa막을 가진 95mm 니켈 도금된 알루미늄-마그네슘 디스크로 구성된 기판은 2.5Cm/sec의 속도로 흑연 타겟을 지나 이동된다. 기판은 수소화된 탄소막의 증착전에 약 190℃로 냉각되도록 허용된다. CoCrTa막의 자기 특성을 최적화하기 위한 기판 온도는 약225℃ 이었다. 이러한 조건하에서, 300Å 수소화된 탄소막은 약 30초에서 기판의 개개의 측면에 증착되었다.
특정 공정 계수를 이러한 예로서 열거하였지만, 당업자라면 이 특정한 공정 계수가 증착되는 막의 성분과 형태 그리고 사용된 특정 스퍼터링 장치를 포함하는 몇 가지 요소에 의존한다는 것을 알 수 있을 것이다.
동작의 어떤 이론과 부합되는 것을 바라지는 않지만, 본 발명에 의하면 자기 기록매체에 막을 입히는데 적합한 수소화된 탄소막의 형태는 타겟으로부터 스퍼터링된 탄소와 결합되는 수소를 제공하기 위해, 스퍼터링(즉, 운동량 변환)과 에틸렌의 분해를 모두 포함한다. 라만 스팩트럼의 분석은 표 1에서 나타낸 바와 같은 G 밴드 피크 데이터를 포함하며, 공정조건은 비교적 부드러운 중합 탄소막을 형성하기 위해 수소-함유류와 탄소의 반응에 의해 수소가 상기 막에 결합되도록 선택될 수 있다고 제안하고 있다. 오히려 데이터는 더 많은 다결정 탄소 구조가 형성되고 이 구조가 우수한 마모 특성을 가진다는 것을 알 수 있다.
본 발명은 특정한 실시예와 관련하여 논의하였지만, 더욱 수정될 수 있음을 알 수 있으며, 또한 본 발명은 본 발명의 원리에 의한 어떤 변경, 사용 또는 응용을 포함하며, 본 발명이 속하는 기술내에서 공지되었거나 관습적인 수행 범위내에서 온 그리고 이전에 개시된 필수적인 특징에 적용될 수 있고 본 발명의 범위와 첨부된 청구범위의 한계 내에서의 개시한 장치를 포함한다.

Claims (14)

  1. 자기 박막 기록 매체용 탄소막을 스퍼터링하는 방법에 있어서, a) 진공 환경에서 나란히 위치된 탄소-함유 타겟을 제공하는 단계; b) 스퍼터링을 유지할 수 있는 압력을 위해 상기 진공 환경으로 가스를 흐르게 하는 단계; c) 상기 타겟이 스퍼터링 캐소드와 애노드로 번갈아 작용하도록 교류전력을 상기 타겟에 제공하여 상기 자기 기록 매체상에 탄소막을 형성하는 단계; 및 d) 상기 타겟 애노드 쪽으로 전자를 전달하기 위해 상기 타겟 사이에 구멍이 형성된 배플을 제공하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 탄소막 스퍼터링 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 단계 c)는 상기 타겟으로부터 스퍼터링된 비스듬히 입사하는 플럭스를 차단시키는 차폐 조건하에서 수행되는 것을 특징으로 하는 탄소막 스퍼터링 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 가스는 탄화수소 가스인 것을 특징으로 하는 탄소막 스퍼터링 방법.
  4. 제3항에 있어서, 상기 탄소막은 상기 탄화수소 가스로부터 생성된 수소를 함유하는 수소화된 탄소막인 것을 특징으로 하는 탄소막 스퍼터링 방법.
  5. 제3항에 있어서, 상기 탄화수소 가스는 에틸렌을 함유하는 것을 특징으로 하는 탄소막 스퍼터링 방법.
  6. 제4항에 있어서, 상기 수소화된 탄소막은 다이아몬드형 구조인 것을 특징으로 하는 탄소막 스퍼터링 방법.
  7. 제1항에 있어서, 상기 자기 기록 매체는 다층을 포함하며, 상기 단계 c)는 상기 탄소가 스퍼터링되는 온도에서 수행되고 또한 하위층이 증착되는 온도로부터 비교적 감소되는 것을 특징으로 하는 탄소막 스퍼터링 방법.
  8. 유전체 막을 기판에 스퍼터링하는 방법에 있어서, a) 상기 타겟이 교류 주파수에 따라 스퍼터링 캐소드와 애노드로서 계속 작용하도록 인접한 타겟에 교류 전력을 제공하는 단계; 및 b) 상기 유전체 막의 스퍼터링 율을 강화하기 위해 상기 타겟사이에 전자를 전달하는 구멍이 형성된 배플에 의해 제공된 차폐 조건하에서 상기 타겟을 지나 기판이 이동하는 단계를 포함하는 것을 특징으로 하는 유전체막을 기판에 스퍼터링 하는 방법.
  9. 제8항에 있어서, 상기 유전체 막은 탄소를 함유하는 것을 특징으로 하는 유전체막을 기판에 스퍼터링 하는 방법.
  10. 제8항에 있어서, 상기 기판은 탄화수소 가스를 함유하는 환경에서 상기 타겟을 지나 이동되는 것을 특징으로 하는 유전체막을 기판에 스퍼터링 하는 방법.
  11. a) 스퍼터링 챔버내에 위치되며, 서로 인접 위치되어 막의 증착을 위해 공통 스퍼터링 영역으로 작용하는 타겟을 가지는 한 쌍의 마그네트론; b) 상기 한 쌍의 마그네트론내의 개개의 타겟이 교류 주파수에 따라 스퍼터링 캐소드로 작용하고 나서 애노드로 번갈아 작용하도록 마그네트론에 연결된 교류 전원장치; 및 c) 상기 마그네트론 사이에 위치되며, 상기 타겟이 스퍼터링 캐소드와 애노드로서 번갈아 교대될 때 상기 애노드에 전자를 전달하도록 위치된 개구를 가진 차폐수단을 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  12. 제11항에 있어서, 상기 타겟은 유전체 물질을 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  13. 제11항에 있어서, 상기 유전체 물질은 탄소를 함유하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
  14. 제11항에 있어서, 상기 스퍼터링 챔버내에 가스 탄화수소를 유입하기 위한 소스를 더 포함하는 것을 특징으로 하는 스퍼터링 장치.
KR1019970701840A 1994-09-23 1995-09-21 탄소를 스퍼터링하기 위한 장치 및 방법 KR100281340B1 (ko)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/311,529 US5830331A (en) 1994-09-23 1994-09-23 Apparatus and method for sputtering carbon
US8/311,529 1994-09-23
PCT/US1995/012399 WO1996009622A2 (en) 1994-09-23 1995-09-21 Apparatus and method for sputtering carbon

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR100281340B1 true KR100281340B1 (ko) 2001-02-01

Family

ID=23207320

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1019970701840A KR100281340B1 (ko) 1994-09-23 1995-09-21 탄소를 스퍼터링하기 위한 장치 및 방법

Country Status (7)

Country Link
US (1) US5830331A (ko)
EP (1) EP0782744B1 (ko)
JP (1) JP3589467B2 (ko)
KR (1) KR100281340B1 (ko)
CN (1) CN1164915A (ko)
DE (1) DE69505994T2 (ko)
WO (1) WO1996009622A2 (ko)

Families Citing this family (28)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
TW358964B (en) * 1996-11-21 1999-05-21 Applied Materials Inc Method and apparatus for improving sidewall coverage during sputtering in a chamber having an inductively coupled plasma
DE19651615C1 (de) * 1996-12-12 1997-07-10 Fraunhofer Ges Forschung Verfahren zum Aufbringen von Kohlenstoffschichten durch reaktives Magnetron-Sputtern
US6042700A (en) * 1997-09-15 2000-03-28 Applied Materials, Inc. Adjustment of deposition uniformity in an inductively coupled plasma source
US6726993B2 (en) * 1997-12-02 2004-04-27 Teer Coatings Limited Carbon coatings, method and apparatus for applying them, and articles bearing such coatings
US6103320A (en) * 1998-03-05 2000-08-15 Shincron Co., Ltd. Method for forming a thin film of a metal compound by vacuum deposition
US6312798B1 (en) * 1998-09-25 2001-11-06 Seagate Technology Llc Magnetic recording medium having a nitrogen-doped hydrogenated carbon protective overcoat
DE60112109D1 (de) 2000-03-24 2005-08-25 Cymbet Corp Gehäuse für die anordnung und anordnungen mit integrierter batterie
US7294209B2 (en) 2003-01-02 2007-11-13 Cymbet Corporation Apparatus and method for depositing material onto a substrate using a roll-to-roll mask
US7603144B2 (en) 2003-01-02 2009-10-13 Cymbet Corporation Active wireless tagging system on peel and stick substrate
US6906436B2 (en) 2003-01-02 2005-06-14 Cymbet Corporation Solid state activity-activated battery device and method
US20040238583A1 (en) * 2003-05-28 2004-12-02 Vanessa Gordon Personal pillow transport system
US7211351B2 (en) 2003-10-16 2007-05-01 Cymbet Corporation Lithium/air batteries with LiPON as separator and protective barrier and method
KR20070024473A (ko) 2004-01-06 2007-03-02 사임베트 코퍼레이션 층상 배리어구조와 그 형성방법
US7776478B2 (en) 2005-07-15 2010-08-17 Cymbet Corporation Thin-film batteries with polymer and LiPON electrolyte layers and method
WO2007011898A2 (en) 2005-07-15 2007-01-25 Cymbet Corporation Apparatus and method for making thin-film batteries with soft and hard electrolyte layers
JP4436350B2 (ja) * 2006-09-14 2010-03-24 株式会社アルバック 薄膜形成方法及び薄膜形成装置
CN101535177B (zh) * 2006-11-10 2012-06-13 住友电气工业株式会社 含有Si-O的氢化碳膜、具有该氢化碳膜的光学装置以及制备含有Si-O的氢化碳膜和光学装置的方法
US9853325B2 (en) 2011-06-29 2017-12-26 Space Charge, LLC Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices
US11527774B2 (en) 2011-06-29 2022-12-13 Space Charge, LLC Electrochemical energy storage devices
US11996517B2 (en) 2011-06-29 2024-05-28 Space Charge, LLC Electrochemical energy storage devices
US10601074B2 (en) 2011-06-29 2020-03-24 Space Charge, LLC Rugged, gel-free, lithium-free, high energy density solid-state electrochemical energy storage devices
PL3648550T3 (pl) 2017-06-27 2021-11-22 Canon Anelva Corporation Urządzenie do przetwarzania plazmowego
CN114666965A (zh) 2017-06-27 2022-06-24 佳能安内华股份有限公司 等离子体处理装置
PL3648554T3 (pl) 2017-06-27 2021-11-22 Canon Anelva Corporation Urządzenie do przetwarzania plazmowego
EP3648552B1 (en) 2017-06-27 2022-04-13 Canon Anelva Corporation Plasma treatment device
WO2019173626A1 (en) 2018-03-07 2019-09-12 Space Charge, LLC Thin-film solid-state energy-storage devices
WO2020003557A1 (ja) * 2018-06-26 2020-01-02 キヤノンアネルバ株式会社 プラズマ処理装置、プラズマ処理方法、プログラムおよびメモリ媒体
CN113564527B (zh) * 2021-08-10 2022-06-07 中国科学院兰州化学物理研究所 一种抗辐照无氢碳膜聚合物润滑材料及其制备方法和应用

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2549361B2 (ja) * 1984-01-26 1996-10-30 電気化学工業株式会社 磁気記憶媒体
US4737419A (en) * 1985-02-11 1988-04-12 International Business Machines Corporation Overcoat for particulate magnetic recording disk
US4778582A (en) * 1987-06-02 1988-10-18 International Business Machines Corporation Process for making a thin film metal alloy magnetic recording disk with a hydrogenated carbon overcoat
US5074983A (en) * 1989-04-21 1991-12-24 Hmt Technology Corporation Thin film testing method
DE4138794A1 (de) * 1991-11-26 1993-05-27 Leybold Ag Verfahren und vorrichtung zum beschichten eines substrats, insbesondere mit elektrisch nichtleitenden schichten
US5415757A (en) * 1991-11-26 1995-05-16 Leybold Aktiengesellschaft Apparatus for coating a substrate with electrically nonconductive coatings
JPH06145975A (ja) * 1992-03-20 1994-05-27 Komag Inc 炭素フィルムをスパタリングする方法及びその製造物
US5512164A (en) * 1993-06-03 1996-04-30 The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy Method for sputtering with low frequency alternating current
DE4413655A1 (de) * 1994-04-20 1995-10-26 Leybold Ag Beschichtungsanlage

Also Published As

Publication number Publication date
DE69505994T2 (de) 1999-04-08
JPH10509267A (ja) 1998-09-08
EP0782744A2 (en) 1997-07-09
DE69505994D1 (de) 1998-12-17
EP0782744B1 (en) 1998-11-11
WO1996009622A2 (en) 1996-03-28
JP3589467B2 (ja) 2004-11-17
WO1996009622A3 (en) 1996-05-30
US5830331A (en) 1998-11-03
CN1164915A (zh) 1997-11-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
KR100281340B1 (ko) 탄소를 스퍼터링하기 위한 장치 및 방법
WO1996009622A9 (en) Apparatus and method for sputtering carbon
EP0561641B1 (en) Method of sputtering a carbon protective film on a magnetic disk by superimposing an AC voltage on a DC bias voltage
Waits Planar magnetron sputtering
US6001431A (en) Process for fabricating a magnetic recording medium
EP0839371B1 (en) Multi-phase overcoats for magnetic discs
US6455101B1 (en) Method for depositing a protective carbon coating on a data recording disk
EP0538855B1 (en) Magnetic recording medium
US5589040A (en) Process for producing optical recording medium sputtering method and sputtering target
US6001432A (en) Apparatus for forming films on a substrate
US6019876A (en) Pulsed DC sputtering method of thin film magnetic disks
US6749729B1 (en) Method and apparatus for workpiece biassing utilizing non-arcing bias rail
JPH07258840A (ja) カーボン薄膜形成方法
US7264850B1 (en) Process for treating a substrate with a plasma
JP3083008B2 (ja) 被膜形成装置および被膜形成方法
US6468405B1 (en) Sputtering target assembly and method for depositing a thickness gradient layer with narrow transition zone
JP3836991B2 (ja) 製膜方法および磁気記録媒体の製造方法
JP2004083974A (ja) スパッタ成膜方法及びマグネトロンスパッタ装置
JP3172384B2 (ja) 硬質炭素被膜形成装置及びこれを用いた被膜形成方法
JP3930181B2 (ja) Cvd装置および製膜方法ならびに磁気記録媒体の製造方法
SU1297104A1 (ru) Способ изготовлени носител магнитной записи
RU2059294C1 (ru) Способ изготовления покрытия носителей магнитной записи
JP2811456B2 (ja) マグネタイト膜の製造方法および製造装置
JPH01286117A (ja) 保護膜形成方法および装置
JPH0950618A (ja) 磁気記録媒体及びその製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A201 Request for examination
E902 Notification of reason for refusal
E701 Decision to grant or registration of patent right
N231 Notification of change of applicant
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20061012

Year of fee payment: 7

LAPS Lapse due to unpaid annual fee